JP6930701B2 - コンクリート養生シート - Google Patents

Description

本発明は、打設したコンクリートの表面に貼着して、コンクリートの養生に用いられるコンクリート養生シートに関するものである。

例えば、コンクリートを打設してトンネル（覆工コンクリート）を構築する場合、養生中のコンクリートの表面から水分が蒸発し、本来の水和反応に必要な水分が失われて、養生後のコンクリートの圧縮強度が低下するという問題があった。
これを防止するため、養生中のコンクリートの表面に、不織布や合成樹脂製の養生シートを敷設し、養生中のコンクリートの表面から蒸発する水分の量を低減させることが試みられている（例えば、特許文献１〜２参照。）。

ところで、養生中のコンクリートの表面から蒸発する水分の量を低減させるためには、養生シートを養生中のコンクリートの表面に密着させることが好ましいが、養生中のコンクリートの表面は、コンクリートの内部から染み出てくる水分等によって濡れた状態になりやすく、このため、特許文献１に記載されたように、養生シートを接着剤（又は粘着剤。以下、同じ。）を用いて養生中のコンクリートの表面に接着することが試みられているが、コンクリートの表面と接着剤層との界面や接着剤層と養生シートとの界面に水の薄膜層が形成されやすく、養生シートが養生中のコンクリートの表面から簡単に剥がれてしまうという問題やコンクリートの表面に接着剤が残留するおそれがあるという問題があった。

一方、特許文献２に記載されたように、保水剤を適用した養生シートを用いることによって、長期に亘って保水性を維持することが試みられているが、養生シートとコンクリートとの間に結合力を生じさせるものではないため、養生シートが乾燥すると、養生シートが養生中のコンクリートの表面から簡単に剥がれてしまうという問題があった。

また、特許文献１〜２に記載された養生シートの有する問題点に鑑み、本件出願人らは、先に、養生シートが養生中のコンクリートの表面から不用意に剥がれることなく、養生シートを養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることができるとともに、コンクリートの表面にコンクリート構造体に影響を与える残留物が生じない養生シートを用いたコンクリートの養生方法を提案した（特許文献３参照。）。

特開平１０−６１１８４号公報 特開２０１３−２４５５２６号公報 特開２０１７−１４７３４号公報

特許文献３で提案した養生シートを用いたコンクリートの養生方法は、不織布からなる保水部の表面にフィルムからなる非透水部を積層してなる養生シートにケイ酸塩水溶液を含浸させ、該ケイ酸塩水溶液を含浸させた養生シートの保水部側の面を、打設したコンクリートの表面に貼着して、コンクリートを養生するものであり、所期の効果を奏するものである反面、施工現場でケイ酸塩水溶液を調製する必要があることから、取り扱いに手数を要するという問題があった。

本発明は、上記従来の養生シートや養生シートを用いたコンクリートの養生方法の有する問題点に鑑み、養生シートが養生中のコンクリートの表面から不用意に剥がれることなく、養生シートを養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることができるとともに、コンクリートの表面にコンクリート構造体に影響を与える残留物が生じず、かつ、取り扱いが容易なコンクリート養生シートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のコンクリート養生シートは、打設したコンクリートの表面に貼着して、コンクリートの養生に用いられるコンクリート養生シートにおいて、ケイ酸塩及び増粘安定剤を含有する不織布からなる保水部と、該保水部の表面に積層されたフィルムからなる非透水部とからなり、乾燥した保水部を水で湿潤させて、打設したコンクリートの表面に貼着して使用するようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記不織布が、コットンを含有したものとすることができる。
ここで、「コットンを含有したもの」とは、コットンのみ（コットン１００％）からなる不織布を含むものとする。

また、前記ケイ酸塩が、ケイ酸カリウムからなり、増粘安定剤が、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、アクリル酸系ポリマー、ポリエチレングリコール及びポリエチレンオキサイドから選択される１種又は２種以上からなるものとすることができる。

本発明のコンクリート養生シートによれば、ケイ酸塩及び増粘安定剤を含有する不織布からなる保水部と、該保水部の表面に積層されたフィルムからなる非透水部とからなり、乾燥した保水部を水で湿潤させて、打設したコンクリートの表面に貼着して使用するようにすることにより、養生シートの湿潤状態が長期に亘って保たれ、その後、養生シートが乾燥したときに、ケイ酸塩が、養生シートとコンクリートとの間に結合力を生じさせ、養生シートが養生中のコンクリートの表面から不用意に剥がれることがなく、養生シートを養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることによって、養生中のコンクリートの表面から蒸発、散逸しようとする水分を養生シートにより阻止し、その量を低減させて、養生中のコンクリートの表面を長期間湿潤状態に保つことができ、また、コンクリートの表面にコンクリート構造体に影響を与える残留物が生じることがないことと相俟って、高品質のコンクリート構造体を構築することができる。
また、このコンクリート養生シートは、乾燥した保水部を水で湿潤させて、打設したコンクリートの表面に貼着して使用するようにされるため、施工現場でケイ酸塩水溶液を調製する必要がなく、取り扱いが容易であり、また、品質も安定する。

また、前記不織布が、コットンを含有したものとすることにより、養生シートの強度を維持しながら、保水性を向上させ、養生シートを養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることができる。

また、前記ケイ酸塩が、ケイ酸カリウムからなり、増粘安定剤が、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、アクリル酸系ポリマー、ポリエチレングリコール及びポリエチレンオキサイドから選択される１種又は２種以上からなるものとすることにより、打設したコンクリートの表面に貼着して使用したときの貼着状態を安定させることができる。

本発明のコンクリート養生シートを用いたコンクリートの養生方法の一実施例を示す説明図である。 圧縮強度試験結果を示すグラフである。

以下、本発明のコンクリート養生シートの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明のコンクリート養生シートを用いたコンクリートの養生方法の一実施例を示す。
このコンクリート養生シートを用いたコンクリートの養生方法は、例えば、トンネル（覆工コンクリート）を構築する場合において、型枠内にコンクリートを打設した後、型枠を撤去して脱型したコンクリート１に適用したもので、ケイ酸塩及び増粘安定剤を含有する不織布からなる保水部２１と、この保水部２１の表面に積層されたフィルムからなる非透水部２２とからなるコンクリート養生シート２を用い、施工現場で乾燥した保水部２１を水で湿潤させ、コンクリート養生シート２の保水部２１側の面を、打設したコンクリート１の表面に貼着して、コンクリート１を養生するようにする。

この場合において、コンクリート養生シート２の保水部２１を構成する不織布には、合成繊維、天然繊維（パルプを含む。）、再生繊維又はこれらを混合した繊維を用いた不織布を使用することができるが、特に、保水性が良好なコットンを含有したもの、具体的には、コットン及びポリエステル繊維からなる不織布やコットンのみ（コットン１００％）からなる不織布を用いることが好ましい。
これにより、養生シートの強度を維持しながら、保水性を向上させ、コンクリート養生シート２とコンクリート１との間に大きな結合力を生じさせることができ、養生シート２を養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることができ、養生効果が向上するとともに、強度が大きいため、再使用が可能である。

また、コンクリート養生シート２の非透水部２２を構成するフィルムには、ＰＥＴ樹脂、ポリオレフィン樹脂等の合成樹脂製のフィルムを使用することができる。

そして、コンクリート養生シート２の保水部２１を構成する不織布と、コンクリート養生シート２の非透水部２２を構成するフィルムとは、ラミネート加工により、積層、一体化するようにする。

コンクリート養生シート２の保水部２１にケイ酸塩及び増粘安定剤を含有させる方法としては、積層シート素材の保水部２１を構成する不織布を、ケイ酸塩及び増粘安定剤水溶液に浸漬させることにより含浸させ、乾燥する方法を採用することができる。
ここで、ケイ酸塩には、ケイ酸カリウムやケイ酸ナトリウムを用いることができるが、特に、ケイ酸カリウムは、コンクリート１のセメント成分と結合することによって、乾燥したときにコンクリート１の表面に白化現象を生じさせることがないため、好適に使用することができる。
また、増粘安定剤は、コンクリート養生シート２の保水部２１に粘性による接着性を持たせるためのもので、従来公知の各種の増粘安定剤を用いることができるが、特に、カルボキシメチルセルロースナトリウムやヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル酸系ポリマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド（これらの増粘安定剤は、単独で使用するほか、２種以上を併用することができる。）は、養生シートの湿潤状態を長期に亘って保つことができるため、好適に使用することができる。
ここで、ヒドロキシエチルセルロースは、ケイ酸カリウム等のケイ酸塩によって分解されにくく、コンクリート１の養生が終わり、コンクリート１の表面から剥離したコンクリート養生シート２は、単に、コンクリート養生シート２の保水部２１を水で湿潤させることによって再使用するのに適している。ヒドロキシエチルセルロースは、分子量が大きく、粘度の高いもの（数千ｍＰａ・ｓ以上（１％濃度））をより好ましく使用することができる。
また、アクリル酸系ポリマーは、分子量が大きく、粘度の高いもの（数万ｍＰａ・ｓ以上）で、酸性を示すポリアクリル酸よりも、アルカリ性を示すポリアクリル酸ナトリウムをより好ましく使用することができる。
このように、このコンクリート養生シート２は、乾燥した保水部２１を水で湿潤させて、打設したコンクリート１の表面に貼着して使用するようにされるため、施工現場でケイ酸塩水溶液を調製する必要がなく、取り扱いが容易であり、また、品質も安定する。

このコンクリート養生シート２を用いるコンクリートの養生方法は、施工現場でコンクリート養生シート２の保水部２１を水で湿潤させ、この保水部２１側の面を、打設したコンクリート１の表面に貼着して、コンクリート１を養生するようにする。
これにより、コンクリート１の表面が十分に湿潤しているときは、コンクリート１の表面とコンクリート養生シート２との間に存在する水分の表面張力により、柔軟性を有するコンクリート養生シート２がコンクリート１の表面に貼り付き、密着することによって、コンクリート養生シート２の保水部２１に含有され、保水部２１を水で湿潤することによって水溶化されているケイ酸塩及び増粘安定剤がコンクリート１の表面からコンクリート１内に均一に浸透し、コンクリート１の若材齢時に必要な水分を供給することができ、養生シートの湿潤状態が長期に亘って保たれるとともに、コンクリート養生シート２の非透水部２２により、コンクリート１の表面からの水分の散逸を防止することができる。
そして、時間の経過とともに、コンクリート養生シート２の保水量が低下し、コンクリート養生シート２が乾燥することによって、コンクリート１の表面とコンクリート養生シート２との間に存在する水分の表面張力が弱まるが、ケイ酸塩が、コンクリート養生シート２とコンクリート１との間に結合力を生じさせ（コンクリート養生シート２の保水部２１を構成する不織布に、コットンを含有した不織布を用いることにより、コンクリート養生シート２とコンクリート１との間に大きな結合力を生じさせることができる。）、コンクリート養生シート２が養生中のコンクリート１の表面から不用意に剥がれることがなく、コンクリート養生シート２を養生中のコンクリート１の表面に長期に亘って密着させることができる。
これによって、養生中のコンクリート１の表面から蒸発、散逸しようとする水分をコンクリート養生シート２により阻止し、その量を低減させて、養生中のコンクリート１の表面を長期間湿潤状態に保つことができ、また、コンクリート１の表面にコンクリート構造体に影響を与える残留物が生じることがないことと相俟って、高品質のコンクリート構造体を構築することができる。
そして、コンクリート１の養生が終わり、コンクリート１の表面から剥離したコンクリート養生シート２は、単に、コンクリート養生シート２の保水部２１を水で湿潤させることによって、再使用することができる。
なお、再使用に当たっては、単に水で湿潤させることに代えて、ケイ酸塩及び／又は増粘安定剤水溶液に浸漬させるようにすることにより、ケイ酸塩及び／又は増粘安定剤を補充するようにすることもできる。

次に、本発明のコンクリート養生シートのより具体的な実施例を示す。

＜保水部２１（不織布）＞
材質：コットン６０％、ポリエステル繊維４０％
重さ：１００ｇ／ｍ^２
厚み：約０．５８ｍｍ
＜非透水部２２（フィルム）＞
ＰＥＴフィルム １２μ（内側コロナ処理）
フィルムと不織布とを１７μｍのポリエチレン押し出しラミネート接着する。
＜含浸水溶液（改質剤）＞
主成分：ケイ酸カリウム ０．２４％
カルボキシメチルセルロースナトリウム ０．３８％
残部 水
含浸水溶液（改質剤）を保水部２１（不織布）１ｍ^２当たり３２０ｇ含浸させ、乾燥する。
ここで、保水部２１（不織布）に対する改質剤の含有量（保水部２１（不織布）１ｍ^２当たりの改質剤の含有重量）は、任意の値に設定することができるが、ケイ酸カリウムは、好ましくは、０．０１〜２０ｇ／ｍ^２程度、より好ましくは、０．１〜５ｇ／ｍ^２程度、カルボキシメチルセルロースナトリウムは、好ましくは、０．１〜２０ｇ／ｍ^２程度、より好ましくは、０．２〜１０ｇ／ｍ^２程度の範囲に設定する。

［実証試験］
このようにして製作した本発明のコンクリート養生シートの実証試験の試験ケースを表１に示す。
すべての試験ケースにおいて、コンクリートの配合は同一とし、養生方法及び養生期間の違いによる５種類とした。
養生方法は、養生なし、封緘養生、水中養生、養生シートの４種類とし、養生期間は７日（養生シートのみ）と２８日とした。
ここで、試験に用いたコンクリートの配合は、設計基準強度２４Ｎ／ｍｍ^２の構造物に適用されるものと同等とし、セメントに高炉セメントＢ種（密度３．０４ｇ／ｃｍ^３）、細骨材に石灰石砕砂を３割使用した混合砕砂（表乾密度２．６５ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．５１％）、粗骨材に砕石（表乾密度２．６３ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．９４％、最大寸法２０ｍｍ）、混和剤にはポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を用いた。目標スランプは８±２ｃｍとし、空気量は空気連行剤を使用し、４．５±１．５％とした。
試験体は、円柱供試体とし、コンクリートは強制２軸練ミキサ（容量６０Ｌ）で製造した。
試験体は、型枠打込み後、脱型までは、２０±３℃（ＲＨ６０±５％）の恒温室に置き、材齢１日で脱型し、引き続き上記恒温室で各養生方法、養生期間で養生した。

［試験（圧縮強度試験）方法］
すべての試験ケースにおいて、材齢２８日において、ＪＩＳ Ａ １１０８に準じて圧縮強度試験を実施した。試験体は、円柱供試体（直径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍ）とし試験体数は１ケースにつき３本とし平均値を試験結果とした。

［試験（圧縮強度試験）結果］
全試験ケースの圧縮強度試験結果を図２に示す。
Ｎｏ．２の封緘２８日の圧縮強度は３９．８Ｎ／ｍｍ^２であり、Ｎｏ．３の水中２８日の４２．７Ｎ／ｍｍ^２より７％低い値であった。一方、本養生シートの圧縮強度は、Ｎｏ．４の７日養生で４３．４Ｎ／ｍｍ^２、Ｎｏ．５の２８日養生で４４．７Ｎ／ｍｍ^２であり、Ｎｏ．３の水中２８日の圧縮強度と同等の値が得られ、また、Ｎｏ．２の封緘２８日の圧縮強度と比較するとＮｏ．４の７日養生で９％、Ｎｏ．５の２８日養生で１２％の強度増加が確認された。
これは、本発明のコンクリート養生シートをコンクリートの養生に用いることで、若材齢時において水和反応に必要な水分が供給され、水中養生と同様に水和反応が十分に促進されたことによると考えられる。
以上より、本発明のコンクリート養生シートで材齢７日以上養生することで、２８日間封緘養生したものより圧縮強度が大きくなり、かつ、２８日間水中養生をしたコンクリートと同等の圧縮強度が得られることが確認できた。

次に、本発明のコンクリート養生シートのより具体的な他の実施例を示す。

＜保水部２１（不織布）＞
材質：コットン１００％
重さ：１００ｇ／ｍ^２
厚み：約０．５ｍｍ
＜非透水部２２（フィルム）＞
ＰＥＴフィルム １６μ（内側コロナ処理）
フィルムと不織布とを２５μｍのポリエチレン押し出しラミネート接着する。
＜含浸水溶液（改質剤）＞
主成分：ケイ酸カリウム ０．０４３％以上
ヒドロキシエチルセルロース ０．５％以上
残部 水
含浸水溶液（改質剤）を保水部２１（不織布）１ｍ^２当たり３００ｇ含浸させ、乾燥する。
ここで、保水部２１（不織布）に対する改質剤の含有量（保水部２１（不織布）１ｍ^２当たりの改質剤の含有重量）は、任意の値に設定することができるが、ケイ酸カリウムは、好ましくは、０．０１〜２０ｇ／ｍ^２程度、より好ましくは、０．１〜５ｇ／ｍ^２程度、ヒドロキシエチルセルロースは、好ましくは、０．１〜２０ｇ／ｍ^２程度、より好ましくは、０．２〜１０ｇ／ｍ^２程度の範囲に設定する。
そして、増粘安定剤として用いるヒドロキシエチルセルロースは、カルボキシメチルセルロースナトリウムと比較して、ｐＨの上昇による分解の影響を受けにくいため、ケイ酸カリウムの濃度を高めることが可能で、例えば、コンクリート養生シート２の保水部２１を水で湿潤させることによって再使用する場合でも、品質の低下が生じにくいものとなる。

以上、本発明のコンクリート養生シートについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のコンクリート養生シートは、コンクリート養生シートが養生中のコンクリートの表面から不用意に剥がれることなく、コンクリート養生シートを養生中のコンクリートの表面に長期に亘って密着させることができるとともに、コンクリートの表面にコンクリート構造体に影響を与える残留物が生じず、かつ、取り扱いが容易であることから、トンネル（覆工コンクリート）を構築する場合を始めとして、コンクリートの養生の用途に広く好適に用いることができる。

１ コンクリート
２ コンクリート養生シート
２１ 保水部
２２ 非透水部

Claims (2)

1. 打設したコンクリートの表面に貼着して、コンクリートの養生に用いられるコンクリート養生シートにおいて、ケイ酸塩としてケイ酸カリウムを０．０１〜２０ｇ／ｍ ^２ 及び増粘安定剤としてヒドロキシエチルセルロースを０．１〜２０ｇ／ｍ ^２ を含有する不織布からなる保水部と、該保水部の表面に積層されたフィルムからなる非透水部とからなり、乾燥した保水部を水で湿潤させて、打設したコンクリートの表面に貼着して使用するようにしたことを特徴とするコンクリート養生シート。
2. 前記不織布が、コットン１００％の不織布からなることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート養生シート。

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