JP6908424B2

JP6908424B2 - 硬化性組成物及び補修材料

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Publication number: JP6908424B2
Application number: JP2017080423A
Authority: JP
Inventors: 黒田　健夫; 健夫黒田; 昌紀島田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: JP2018177595A

Description

本開示は、硬化性組成物及び補修材料に関する。

従来から大量に生産されているポルトランドセメントは、その主原料は石灰石であることから、焼成して酸化カルシウムに分解される際、二酸化炭素を排出する。このため、ポルトランドセメントを使用しないコンクリートを製造する技術として、ジオポリマー法が注目されている。
ジオポリマー法は、ケイ酸の縮重合体をバインダとして利用し、粉末同士を接合する技術である。このジオポリマー法に利用されるジオポリマー組成物としては、フィラー、アルカリ溶液及び骨材で構成されるものが提案されている（例えば、特許文献１）。フィラーは、ケイ素とアルミニウムとを豊富に含有するものが使用され、例えば、カオリン、粘土、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ、もみ殻灰等のポゾラン活性物質と称されるものが挙げられる。アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムと、水ガラス（Ｎａ_２ＳｉＯ_３）またはケイ酸カリウム（Ｋ_２ＳｉＯ_３）との水溶液が一般的である。

特開２００８−２３９４４６号公報

しかし、従来の組成物を用いた場合には、必要な強度を発現させるためには養生期間を長期化するとか、高温高湿での養生を必要とするなどの課題がある。特に、後者は高温高湿に保つための設備とエネルギーが必要となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、常温硬化・短期養生で初期強度発現、耐水付着力、耐燃焼性に優れた硬化性組成物及び補修材料を提供することを目的とする。

本願は以下の発明を含む。
（１）珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の水溶液である第１の成分と、
メタカオリンである第２の成分と、
カルシウム含有量が酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で２０〜６０重量％のスラグ粉末である第３の成分とを含み、
第１の成分は、全体を１００重量部とした場合、３５〜４６重量部であり、
第２の成分は、第１の成分１００重量部に対して５５〜８０重量部であり、
第３の成分は、第１の成分１００重量部に対して５５〜１２０重量部であることを特徴とする硬化性組成物。
（２）さらに、スチレンブタジエンゴムが、硬化性組成物中の固形分として３〜１０重量％含まれる上記の硬化性組成物。
（３）上記のいずれかに記載の硬化性組成物と
少なくとも１方向の引張強度が１ｋＮ／５０ｍｍ以上であり、マルチフィラメントを組み合わせた多軸のメッシュシートとを含むことを特徴とする補修材料。

本発明によれば、プライマーを必要とせず、常温硬化・短期養生で初期強度発現、耐水付着力、耐燃焼性に優れた硬化性組成物及び補修材料を提供することができる。

〔硬化性組成物〕
本願の硬化性組成物は、主として、
珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の水溶液である第１の成分と、
メタカオリンである第２の成分と、
カルシウム含有量が酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で２０〜６０重量％のスラグ粉末である第３の成分とを含む。
このような組成を有する硬化性組成物とすることにより、迅速に硬化させることができる。また、硬化物においては、耐水付着力を向上させることができるとともに、初期及び長期にわたる高い強度を発現／維持させることができる。そして、この初期強度発現は、常温硬化及び短期養生で実現することができる。さらに、このような硬化性組成物を用いることにより、耐燃焼性に優れた被対象物、例えば、コンクリート構造物の剥落防止用の補修材料を提供することができる。

（第１の成分）
第１の成分として、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物
の水溶液が挙げられる。
硬化性組成物においては、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの
混合物の硬化は、脱水反応を誘起し、Ｓｉ−Ｏ結合を形成することによって行なわれる。
脱水反応はｐＨを中性付近に移動させることにより促進させることができる。また、珪酸
ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物のアルカリ金属を、二価以
上の金属と置き換えることによってＳｉ−Ｏ−金属−Ｏ−Ｓｉの結合を形成して硬化を促
進することが可能である。

珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物は、硬化性組成物において、いずれか１種が含有されていればよいが、３種が含有されていてもよい。なかでも、価格及び入手の容易さの観点から、珪酸ナトリウムが含有されていることが好ましい。
珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物、つまり、アルカリ金属珪酸塩は一般にＭ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂・ｍＨ₂Ｏの分子式で表され、ｎが０．５〜４．０の範囲にある組成物及びこれらの混合物を意味する。第1の成分として、ｎは０.７〜３．０であることが好ましく、１．０〜２．０であることがより好ましい。

珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物は、通常、その取り扱いの容易さから水溶液の形態のものを用いることが好ましい。例えば、市販されている水ガラス、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物を用いて調整することができる。特に、ＪＩＳ規格（Ｋ１４０８）の１〜３号珪酸ソーダ、４号珪酸ソーダ、メタ珪酸ナトリウム１種、２種を用いて調整することが容易である。ｎはこれら市販の珪酸アルカリと、アルカリ金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を混合することにより任意に調整することができる。アルカリ金属の水酸化物は固形物、水溶液のいずれも用いることができる。

珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の水溶液は、組成物の全体を１００重量部とした場合、例えば、３０〜８０重量部含有されていればよく、３５〜７５重量部含有されることがより好ましい。この場合の水溶液は、例えば、１０〜６０重量％換算の水溶液が挙げられ、１５〜５０重量％換算の水溶液が好ましく、２０〜４０重量％換算の水溶液がより好ましい。

（第２の成分）
第２の成分は、メタカオリンである。メタカオリンは、カオリンを約５００〜９００℃で焼成して結晶水を一部除去したもので、非晶性で、ポゾラン活性を有する物質である。
メタカオリンは、例えば、ＳｉＯ_２換算した場合のシリカ成分含有量が４０重量％以上であるものが挙げられる。また、アルミニウムをＡｌ_２Ｏ_３換算した場合のアルミナ成分含有量が３０重量％以上であるものが挙げられ、３５重量％以上のものが好ましい。また、メタカオリンは、通常、電気伝導率差０．４ｍＳ／ｃｍ以上である。このような電気伝導率差とすることにより、珪酸塩水溶液との反応性を十分に確保でき、補修用材料と被対象物、例えば、コンクリート構造物との接着強度を高めることができる。ここでの電気伝導率差は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物により誘発されるポゾラン活性物質の反応性に関連する指標であり、後述する評価方法により得られる飽和水酸化カルシウム水溶液のポゾラン活性物質投入前後の電気伝導率の差を意味する。

メタカオリンは、通常、塊又は粉末状であるが、塊状又は粉末状のものをそのまま用いてもよい。また、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いて、その状態を変化させたものを用いてもよい。
溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。溶射技術は、例えば、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が挙げられる。好ましくは、材料粉末を２０００〜１６０００℃の温度で溶融し、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧し、比表面積が０．１〜１００ｍ^２／ｇの粉末とすることが好ましい。
粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。粉砕は、ジェットミル、ロールミル、ボールミル等を用いる方法が挙げられる。また、分級は、篩、比重、風力、湿式沈降等を用いる方法が挙げられる。これらの手段は任意に併用することができる。
機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等を用いる方法が挙げられる。作用させる機械的エネルギーは、適度に活性化しつつ、負荷を最小限とするために、０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。

硬化性組成物における、第２の成分の含有率は、例えば、硬化性組成物から得られる硬化物の乾燥固形分に対し、２０〜７５重量％であることが好ましく、２５〜７０重量％であることがより好ましい。または、第２の成分は、第１の成分１００重量部に対して３０〜１００重量部であることが好ましく、４０〜８０重量部であることがより好ましい。

（第３の成分）
第３の成分は、カルシウム含有量が酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で２０〜６０重量％のスラグ粉末であり、なかでも、高炉スラグが好ましい。
第３の成分は、硬化性組成物から得られる硬化物の乾燥固形分に対し、１０〜７０重量％であることが好ましく、１５〜６５重量％であることがより好ましい。また、第３の成分は、第２の成分に対して、２０〜２５０重量％であることが好ましく、３０〜２００重量％であることがより好ましい。または、第３の成分は、第１の成分１００重量部に対して２０〜１５０重量部であることが好ましく、３０〜１００重量部であることがより好ましい。

（その他の成分）
本発明の硬化性組成物は、上記成分に加えて、当該分野で公知の添加剤を含んでいてもよい。例えば、硬化剤、アルキルシリコネート、顔料、酸化防止剤、フィラー、改質剤、分散剤、硬化時間調整剤、ポリマーエマルション（ラテックス）、ポゾラン活性物質、界面活性剤等が挙げられる。なかでも、ラテックスを含むことが好ましい。これらは特に限定されず、公知のものを利用することができる。なお、これらの添加剤が、第２の成分又は第３の成分に該当する場合は、それぞれ上述した成分に分類されるものとする。

硬化剤は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の硬化を促進するための成分である。硬化剤は、上述したように、脱水反応を促進させるために、ｐＨ中性付近に調整するものが好ましい。また、Ｓｉ−Ｏ−金属−Ｏ−Ｓｉの結合を形成して硬化を促進するために、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物中のアルカリ金属を二価以上の金属と置き換えることができるものが好ましい。硬化剤としては、有機酸エステル、ジアルデヒド、無機酸エステル、有機酸金属塩、無機酸金属塩、金属酸化物及び金属水酸化物からなる群より選択される１種以上を含むことが好ましく、有機酸エステル、金属酸化物及び金属水酸化物からなる群より選択される１種以上の化合物を用いることがより好ましい。

有機酸エステルは、水溶液中で酸を発生させることによりＳｉ−Ｏ結合の形成を促進することができるという利点がある。有機酸エステルとしては、例えば、炭酸エステル、酢酸エステル等が挙げられる。なかでも、トリアセチンが好ましい。
ジアルデヒドとしては、例えば、マロンジアルデヒド等が挙げられる。
無機酸エステルとしては、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸等のエステル、例えば、燐酸トリメチル等が挙げられる。
有機酸金属塩としては、蟻酸、酢酸、マロン酸、炭酸等のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩、例えば、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
無機酸金属塩としては、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸等のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩、例えば、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
金属酸化物及び金属水酸化物は、金属イオンが溶け出すことにより、Ｓｉ−Ｏ−金属−Ｏ−Ｓｉ結合を形成し、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物を硬化させることができる。金属酸化物及び金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。

硬化剤として、組成物中での硬化剤の沈降を防止するという観点及びガラス繊維に含浸させやすいという観点においては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムが好ましい。

アルキルシリコネートは、アルキル基と、少なくとも１つのシリコネート基［−ＳｉＯ⁻Ｍ^＋（式中、Ｍ^＋は１価の陽イオンを形成しうる基を示す）］とを有する。アルキルシリコネートとしては、例えば、炭素数１〜３のモノ、ジ、トリアルキルシリコネート又はそれらのアルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、ナトリウムヘキシルシリコネート、ナトリウムプロピルシリコネート、ナトリウムビニルシリコネート、ナトリウムジメチルシリコネート、ナトリウムメチルシリコネート、カリウムジメチルシリコネート、カリウムメチルシリコネートが挙げられる。

フィラーとしては、有機フィラー（例えば、セルロース等）及び無機フィラー（例えば、カーボン、鉱物質微粉末、合成された無機質結晶粉末、炭酸カルシウム等）等が挙げられる。鉱物質微粉末としては、硬砂岩粉末、ケイ砂粉末、ゼオライト、ジルコニア、シリカの粉末等が挙げられる。
改質剤としては珪酸塩水溶液と反応することができる各種金属塩が挙げられ、例えば軽焼酸化マグネシウム、亜鉛華等が挙げられる。
ポリマーエマルション（ラテックス）としては、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム又はこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、スチレンブタジエンゴムが好ましい。ラテックス、特に、スチレンブタジエンゴムは、硬化性組成物中の固形分として２〜１０重量％含まれることが好ましい。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性及び非イオン性のいずれでもよい。なかでも、非イオン性界面活性剤が好ましい。
ポゾラン活性物質とは、それ自身に水硬性はほとんどもたないが、水の存在のもとで水酸化カルシウムと常温で反応して、不溶性の化合物を作って硬化する物質のことである。ポゾラン活性物質としては、例えば、シリカダスト、珪藻土、タルク、アエロジル、ホワイトカーボン、カオリン、活性白土、酸性白土等が挙げられる。ポゾラン活性物質は、シリカ成分をＳｉＯ_２換算した場合のシリカ成分含有量が、ポゾラン活性物質の全質量に対して４０重量％以上であるもの又はアルミナ成分をＡｌ_２Ｏ_３換算した場合のアルミナ成分含有量が３０重量％以上であるものが好ましい。
ポゾラン活性物質は、通常、塊又は粉末状であるが、塊状又は粉末状のものをそのまま用いてもよい。また、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いて、その状態を変化させたものを用いてもよい。

溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。溶射技術は、例えば、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が挙げられる。好ましくは、材料粉末を２０００〜１６０００℃の温度で溶融し、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧し、比表面積が０．１〜１００ｍ^２／ｇの粉末とすることが好ましい。微細で比表面積の大きいものは、反応性が高く、また吸着能が大きいため金属に対する安定化効果を発揮することができるからである。例えば、その粒径は、５０μｍ以下が挙げられ、好ましくは２０μｍ以下、特に好ましくは５ｎｍ〜１０μｍである。
粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。粉砕は、ジェットミル、ロールミル、ボールミル等を用いる方法が挙げられる。また、分級は、篩、比重、風力、湿式沈降等を用いる方法が挙げられる。これらの手段は任意に併用することができる。
機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等を用いる方法が挙げられる。作用させる機械的エネルギーは、適度に活性化しつつ、負荷を最小限とするために、０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。

ポゾラン活性物質は、電気伝導率差０．４ｍＳ／ｃｍ以上であるものが好ましく、０．５ｍＳ／ｃｍ以上、０．６ｍＳ／ｃｍ以上又は０．７ｍＳ／ｃｍ以上であるものがより好ましく、０．８ｍＳ／ｃｍ以上、１．０ｍＳ／ｃｍ以上、１．２ｍＳ／ｃｍ以上であるものがさらに好ましい。このような電気伝導率差とすることにより、珪酸塩水溶液との反応性を十分に確保することができる。電気伝導率差は、アルカリ物質により誘発されるポゾラン活性物質の反応性に関連する指標であり、ポゾラン活性物質について『ＣｅｍｅｎｔＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌ．１９，ｐｐ．６３−６８，１９８９』に従い、４０±１℃の条件で、Ｃａ（ＯＨ）_２飽和水溶液２００ｍｌの電気伝導率を測定し、続いてメタカオリン５ｇを投入し、攪拌して２分後の電気伝導率を測定し、投入前の電気伝導率との差を意味する。

これらの添加剤は、硬化性組成物の意図する作用を損なわない範囲において、任意の含有量で用いることができる。通常、１０質量部以下で配合されていることが好ましい。特に、ポリマーエマルションは、硬化性組成物の乾燥固形分の全重量に対して、ポリマーの固形分質量が２〜１０重量％となるように含まれていることが好ましい。これにより、硬化性組成物の硬化物の接着強度を向上し、硬化物の乾燥収縮を抑制することができる。

〔補修材料〕
本発明の補修材料は、上述した硬化性組成物と、メッシュシートとを含む。メッシュシートは、単層であってもよいが、少なくとも１層のメッシュシートを含む積層体であることが好ましい。この補修材料は、特に、コンクリート構造物の補修材料として有効に利用することができる。

（メッシュシート又は積層体）
メッシュシートは、少なくとも１層が、マルチフィラメントを組み合わせた多軸のメッシュシートであることが好ましい。マルチフィラメントは、長繊維を利用して構成されたものが好ましい。さらに他のメッシュシートと組み合わせて積層体とする場合には、必ずしもマルチフィラメントを組み合わせた多軸のメッシュシートでなくてもよい。
メッシュシートは、ポリエステル、ポリオレフィン、ビニロン、アラミド、炭素繊維、ガラス繊維等によって形成されたものが挙げられる。なかでも、ビニロンメッシュシート又はガラスメッシュシートからなることが好ましい。ガラス繊維は、ガラスヤーン又はロービングを用いることが好ましい。ガラスヤーンは、ガラス繊維に撚りをかけて合撚糸としたものであり、ロービングは、ガラス繊維を集束したものである。多軸メッシュの織り方は、平織り、綾織り、絡み織り、組布等が挙げられる。また多軸メッシュの織り方の方向は、直交する二軸、もしくは、それ以上の多軸織物であってもよい。

メッシュシートの厚みは、０．１〜５ｍｍであるものが好ましく、０．３〜３ｍｍであるものがより好ましい。メッシュシートは、目間隔５〜２５ｍｍでメッシュ状に組み合わせた二軸織物又は多軸織物であることが好ましい。
メッシュシートは、５０ｇ/ｍ²以上の目付量であることが好ましく、６０ｇ/ｍ²以上であることがより好ましく、７５ｇ/ｍ²以上であることがさらに好ましい。このような目付量の範囲とすることにより、引張強度を向上させて、被対象物片、例えば、コンクリート片剥落時に破断を生じさせることなく、補修材料の十分な耐力を確保することができる。

メッシュシートは、少なくとも１方向の引張強度が１ｋＮ／５０ｍｍ以上であるものが好ましく、マルチフィラメントを組み合わせた多軸の、少なくとも１方向の引張強度が１ｋＮ／５０ｃｍ以上であるものがより好ましく、マルチフィラメントを組み合わせた多軸の、少なくとも１方向の引張強度が１ｋＮ／５０ｍｍ以上、かつ目間隔５ｍｍ〜２５ｍｍで組み合わせた二軸又は三軸メッシュシートであることがさらに好ましい。
なお、マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせた積層体の式（１）で表される値Ｘは２．０以上であることが好ましく、２．５以上、２．８以上又は３．０以上であることがより好ましい。
Ｘ＝Ａ×Ｂ（１）
ここで、Ａはメッシュシート又はシート状部材の１方向の引張強度ｋＮ／５０ｍｍを表し、Ｂはメッシュシート又はシート状部材の軸数を表す。Ａは、マルチフィラメントの５０ｍｍ当たりの本数を変えることにより任意の値をとることができる。Ｂは、２〜４の範囲を有するものが挙げられる。なかでも、Ａは、１ｋＮ／５０ｍｍ以上であることが好ましく、５０ｋＮ／５０ｍｍ以上であることがより好ましく、１５０ｋＮ／５０ｍｍ以上であることがさらに好ましく、Ｂは２〜３であるものが好ましい。
このような構成により、メッシュシートが、被対象物、例えば、コンクリート構造物から落下するコンクリート片を受け止める耐力層としての機能を満たすことができる。

他の基材層として、例えば、シート状部材を用いることが好ましい。このシート状部材の形状としては、織布、不織布等が挙げられる。材質としてはポリエステル、ポリオレフィン、ビニロン、アラミド、炭素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。なかでも、ポリプロピレン不織布又はガラス不織布で構成されることが好ましく、特に、長繊維不織布であることがより好ましい。ガラス不織布は、硬化性組成物との相溶性に優れるため、硬化性組成物が浸透しやすく、硬化性組成物を硬化させたときに補修材料を被対象物、例えば、コンクリート構造物に強固に固着させることができる。好適なガラス不織布として、チョップドストランドマット、ガラスペーパー、フェルト等が挙げられる。
ポリプロピレン不織布を用いる場合は、硬化性組成物との相溶性を高めるため、繊維表面に表面処理を行うことが好ましい。
シート状部材の厚みは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。このような厚みの範囲とすることにより、メッシュシートの補強層としての機能を果たすことができるとともに、硬化性組成物の含浸量を抑えることができ、経済的に有利である。

メッシュシートが他の基材層との積層体として構成される場合、積層体を予め一体化させておいてもよい。予め一体化させておくことにより、塗布含浸時の各シートのズレを防ぐことができる。
一体化の方法は、機械的な繊維交絡、化学的な接着等を利用することができ、例えば、縮絨、ニードルパンチ、ケミカルボンド、サーマルボンド、水流交絡等が挙げられる。
積層体は、例えば、２層構造、３層構造、４層以上であってもよく、積層数は特に限定されない。

硬化性組成物のメッシュシート又は積層体への含浸方法は、例えば、塗布、噴霧、浸漬、圧入、減圧注入等種々の方法を利用することができる。含浸時の作業性を上げるため、また含浸シートへのゴミの付着、含浸シート同士の付着を防止するため、含浸後の積層体の表裏面を樹脂製の保護フィルムでカバーしてもよい。この保護フィルムは被対象物、例えば、コンクリート構造物に貼り付ける際に除去される。

含浸のタイミングとして、被対象物、例えば、コンクリート構造物への貼付前に含浸させてもよいし、被対象物、例えば、コンクリート構造物への貼付と含浸を同時に行ってもよい。

メッシュシート又は積層体への硬化性組成物の含浸量は特に限定するものではなく、メッシュシート又は積層体の全体にわたって均一に硬化性組成物が保持され、硬化性組成物の硬化によってメッシュシート又は積層体の全体が強固に一体化させることができるように調整することが好ましい。例えば、メッシュシート又は積層体：硬化性組成物の質量比は、１：４〜１：２０程度であることが好ましく、１：４〜１：１５であることがより好ましい。

〔補修方法〕
上述した補修材料を、被対象物、例えば、構造物、特に、コンクリート構造物に貼り付け、硬化性組成物を硬化させることにより行うことができる。
積層体に組成物を含浸させることにより得られた補修材料を被対象物、例えば、コンクリート構造物に貼り付ける方法としては、公知の方法によって行うことができる。例えば、貼り付けの際には、適度に押圧することが好ましい。また、補修材料と被対象物、例えば、コンクリート構造物の表面の間に入り込んだ気泡を取り除くことが好ましい。これにより、補修材料と被対象物、例えば、コンクリート構造物の表面との密着性を高めることができる。気泡除去の方法としては、ローラー、へら等を使って気泡を補修材料の外側に追い出すことが好ましい。
また、被対象物、例えば、コンクリート構造物への貼り付けと含浸を同時に行う方法としては、特に限定されないが、例えば、Ａ) 被対象物、例えば、コンクリート構造物へメッシュシート又は積層体を粘着テープ等で仮固定しその表面から硬化性組成物をローラー、ヘラ、コテ、ハケ等を用いて塗りこみ含浸させる方法、Ｂ）被対象物、例えば、コンクリート構造物表面に速硬化組成物をローラー、ヘラ、コテ、ハケ等を用いて塗り、その上にメッシュシート又は積層体を貼り合せてローラー、ヘラ等でしごいて含浸させる方法、Ｃ）Ｂの方法の後さらにメッシュシート又は積層体の上から速硬化組成物をローラー、ヘラ、コテ、ハケ等を用いて塗りこみ含浸させる方法等が挙げられる。

補修材料に含浸された組成物の硬化は、被対象物、例えば、コンクリート構造物に補修材料を密着させた状態で、その状態を維持することによって行うことができる。例えば、組成物の硬化時間は１０〜１８０分が挙げられ、２０〜１２０分とすることができる。硬化時間は、組成物の組成比率、周辺温度等によって調整することができる。組成物の硬化が完了すると、被対象物、例えば、コンクリート構造物に補修材料が強固に固着されて、被対象物、例えば、コンクリート構造物の補修が完了する。硬化のために補修材料を加熱してもよいが、周辺温度で維持してもよい。
以下、本発明の硬化性樹脂組成物及び補修材料を、実施例を挙げてより詳細に説明する。本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
固形分２７重量％、ＳｉＯ₂/Ｎａ₂Ｏ（モル比）＝１．６に調整された珪酸ナトリウム水溶液１００ｇ、ラテックス（日本ゼオン株式会社製商品名：ＬＸ４０７Ｆ４３、スチレンブタジエンゴム（固形分５０％））１０ｇを２４時間撹拌して、珪酸塩水溶液を得た。
上記珪酸塩水溶液１１０ｇに、第２成分としてのメタカオリン（電気伝導率差２．０ｍＳ／ｃｍ) ５５ｇ、第３成分として高炉スラグ微粉末（商品名：エスメント、日鉄住金高炉セメント社製）５５ｇを混合することにより、速硬化性の液状組成物を調製した。
また、ビニロン製マルチフィラメントからなる目間隔１０ｍｍのメッシュシート（厚み：１ｍｍ、目付量：１００ｇ／ｍ^２、引張強度１５０ｋＮ／５０ｍｍ）に、ガラス不織布（目付量２５ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍ）をコンクリート貼付面側に１枚積層し、反対側の最表面層にポリプロピレン不織布（目付量３０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍ）を１枚積層することにより、３層のシート状部材を積層した繊維シート積層体を作製した。
作製したシート積層体３００ｍｍ×３００ｍｍに、１００ｇの硬化性組成物を含浸させることにより、コンクリート構造物の補修材料を作製した。これを３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚み６０ｍｍのコンクリート平板（ＪＩＳＡ５３７１）に貼り合せ、２３℃５０％ＲＨの部屋に３日間静置し、硬化させた。

実施例２
第３成分として高炉スラグ１２０ｇを用いた以外、実施例１と同様に硬化性組成物を得、実施例１と同様にして評価サンプルを得た。

実施例３
第２成分としてメタカオリン８０ｇを用いた以外、実施例１と同様に硬化性組成物を得た。これを３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚み６０ｍｍのコンクリート平板（ＪＩＳＡ５３７１）にペイントローラーを用いて６０ｇ塗布した。続けて３層のシート状部材を積層した繊維シート積層体を実施例１と同様に作製し、これを、硬化性組成物を塗布したコンクリート平板上に重ねて貼り合せ、金属製の脱泡ローラーでしごいて含浸させた。続けて硬化性組成物４０ｇを、ペイントローラーを用いてシート積層体表面に塗布し、２３℃５０％ＲＨの部屋に３日間静置し、評価サンプルを得た。

実施例４
第２成分としてのメタカオリンを７０ｇ、第３成分としての高炉スラグを９０ｇとし、第４成分のラテックスを含まない以外、実施例１と同様に硬化性組成物を得、実施例１と同様にして評価サンプルを得た。

比較例１〜３
第１から第３の成分を表１に記載のとおり用いた以外、実施例１と同様に硬化性組成物を得、実施例１と同様にして評価サンプルを得た。

＜付着力評価＞
・水浸漬前（初期）
得られた実施例及び比較例のサンプルに対して、４０ｍｍ×４０ｍｍの鋼製付着子を２液エポキシ接着剤（商品名：ボンドＥ−２５０、コニシ社製）で取り付け、質量１ｋｇのおもりをのせて２３℃５０％ＲＨ雰囲気下で２４時間静置し硬化させた。その後コンクリートカッターで鋼製付着子の周りに平板に達するまで切り込みを入れた。簡易型単軸引張試験器（テクノスターＲ−１００００ＮＤ）を用いて、ＪＳＣＥ−Ｅ５４５に準拠した付着強度試験を行った。
・水浸漬１０日後
実施例及び比較例で得られたサンプルを、２３℃の水にサンプル全体が完全に浸る状態にして１０日間静置し、その後水からサンプルを取り出して２３℃５０％ＲＨ雰囲気下で１６ｈ静置した。その後は初期と同様の方法により鋼製付着子の取付・硬化、切り込みを行い、付着強度試験を行った。

＜耐燃焼性能評価＞
ＮＥＸＣＯ試験方法試験法７３８−２０１１「トンネル補修材料の延焼性試験方法」に基づき行った。

表１の結果から、実施例１〜４に示したように、第１の成分に対して、第２の成分と第３の成分とを組み合わせて用いることにより、初期及びその後の強度に優れた補修材料を得ることができる。

Claims

珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の水溶液である第１の成分と、
メタカオリンである第２の成分と、
カルシウム含有量が酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で２０〜６０重量％のスラグ粉末である第３の成分とを含み、
前記第１の成分は、全体を１００重量部とした場合、３５〜４６重量部であり、
前記第２の成分は、前記第１の成分１００重量部に対して５５〜８０重量部であり、
前記第３の成分は、前記第１の成分１００重量部に対して５５〜１２０重量部であることを特徴とする硬化性組成物。
さらに、スチレンブタジエンゴムが、硬化性組成物中の固形分として３〜１０重量％含まれる請求項１に記載の硬化性組成物。
請求項１又は２のいずれかに記載の硬化性組成物と
少なくとも１方向の引張強度が１ｋＮ／５０ｍｍ以上であり、マルチフィラメントを組み合わせた多軸のメッシュシートとを含むことを特徴とする補修材料。