JP7112188B2 - コンクリート構造物の防食工法 - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物の表面処理用の水中油型エマルション形の防食材に関する。
下水道関連施設等では、排水中に含まれる硫酸塩が、硫酸塩還元菌によって分解されて硫化水素が発生する。その硫化水素は、前記の下水道施設等で用いられるコンクリート構造物の内壁表面に生息する硫黄細菌によって硫酸に変化する。硫酸がそのまま内壁表面に留まると、コンクリート構造物の内壁表面が硫酸酸性の雰囲気に晒されることとなり、コンクリートの腐食が発生する。一方、地下階にある商業ビル・ホテル等の厨房や水洗便所から排出される雑排水や汚水を一時的に貯留するビルピット等では、排水中に食品や油脂類から発生すると考えられている有機酸が多く含まれている。近年、耐硫酸性の高いライニング材が短期間で劣化する事例が多く見られている。そのため有機酸を含む排水施設では耐薬品性の高いビニルエステル樹脂や耐有機酸性のエポキシ樹脂などを選定せざるを得なくなっている。
コンクリート構造物の腐食が進むと、下水の漏洩のみならず、施設そのものの劣化や破損等に繋がることから、コンクリート構造物の腐食の抑制は課題となっている。このような状況下、すでに種々の腐食抑制方法が報告されている。例えば、モルタルの成分によって耐腐食性を高める手法として、耐酸性セメントを使用したモルタル、抗菌剤混入モルタル、及びスラグ超微粉混入モルタル、等が知られているが、その耐硫酸性は充分に高いものではない。一方、耐酸性材料で防食被覆するライニング工法は、耐硫酸性に高い効果が認められ現状多くの施設で施工されてきた。
このように、コンクリート構造物には、主として耐久性向上の目的で、様々な腐食抑制材が試されている。その一つに、防水・防食材料があるが、近年、省資源及び環境保全の観点から、有機溶剤をなるべく使用しない、水系材料での防水・防食材料が開発されている。
例えば、特許文献１には、水系合成樹脂エマルション及び有機フィラーを含有する水系樹脂組成物であって、不揮発分が６５～８０質量％である厚膜施工用水系樹脂組成物が記載され、コンクリート構造物等の被処理面に該水系樹脂組成物を施工した塗膜が乾燥性に優れ、かつ、耐久性（例えば、耐水性、耐酸性及び耐塩基性等）にも優れること、及び、厚膜に施工するのに、セメント等の無機フィラーで粘性を調整できることが記載されている。
特許文献２には、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、反応性界面活性剤１～５０質量部、及び水１０～２００質量部を含む水中油型エマルション組成物に硬化剤を添加してなる塗布液が、常温で容易に硬化させることができ、該塗布液をコンクリート等の被処理面に塗布した塗布膜は、耐水性、耐酸性及び耐塩基性に優れることが記載されている。
しかしながら、従来のモルタルや水系樹脂組成物では、強度や接着性が必ずしも充分でなかった。また、耐酸性を向上させると、材料費が高くなるため、耐酸性をそれほど必要としない施設では、施工費が高くなるという問題がある。このため、コンクリート構造物の長期耐久性の観点、及びコスト低減の観点から、耐腐食性を有する新たな材料を使用した表面処理方法の開発が要望されている。
そこで、本発明は、耐腐食性を有するライニング材を使用した表面処理方法を提供することを課題としている。
そこで、本発明は、耐腐食性を有するライニング材を使用した表面処理方法を提供することを課題としている。
本発明のコンクリート構造物の防食工法は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、繊維とを含有する防食ライニング材をコンクリート構造物に塗布し、乾燥させる工程１を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させた後、上塗り材として、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂を、工程１で形成させた塗膜上に塗布し、乾燥させる工程２を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させることを特徴とする。
前記反応性界面活性剤は、アニオン性反応性界面活性剤及びノニオン性反応性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記重合性不飽和単量体は、アルキル（メタ）アクリレート、アルケニル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、スチレン及びその誘導体、並びにビニル化合物からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記硬化促進剤は、金属アセチルアセテート、金属石鹸、バナジウム化合物、硫化金属及びアミンからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記繊維は、有機繊維及び無機繊維から選択される一種以上であることが好ましい。
前記繊維の繊維長は３～１０ｍｍであることが好ましい。
前記反応性界面活性剤は、アニオン性反応性界面活性剤及びノニオン性反応性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記重合性不飽和単量体は、アルキル（メタ）アクリレート、アルケニル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、スチレン及びその誘導体、並びにビニル化合物からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記硬化促進剤は、金属アセチルアセテート、金属石鹸、バナジウム化合物、硫化金属及びアミンからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
前記繊維は、有機繊維及び無機繊維から選択される一種以上であることが好ましい。
前記繊維の繊維長は３～１０ｍｍであることが好ましい。
前記工程１及び前記工程２において、１回の塗布量は０．１～０．８ｋｇ／ｍ2であることが好ましい。
前記工程１で形成させる塗膜と、前記工程２で形成させる塗膜とを合わせた膜厚は０．３５～１．７５ｍｍであることが好ましい。
前記工程１に先立ち、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、無機フィラーとを含有する素地調整材を、コンクリート構造物に塗布し、乾燥させて塗膜を形成する工程を含むことが好ましい。
前記工程１で形成させる塗膜と、前記工程２で形成させる塗膜とを合わせた膜厚は０．３５～１．７５ｍｍであることが好ましい。
前記工程１に先立ち、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、無機フィラーとを含有する素地調整材を、コンクリート構造物に塗布し、乾燥させて塗膜を形成する工程を含むことが好ましい。
本発明の防食ライニング材は充分な耐腐食性を有する。上記防食ライニング材は水系であるから、環境保全の観点で優れ、また、コテを使って厚膜施工が可能であるから、ハンドリング性に優れる。
本発明の防食ライニング材は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、繊維とを含有する。
〔防食ライニング材〕
［水系ビニルエステル樹脂］
（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂は、１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂に、α，β－不飽和プロトン酸を反応させて得られる樹脂である。
１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂、ハロゲン化ノボラック型エポキシ樹脂、シアヌレート型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、少なくとも分子の両末端にエポキシ基を１つずつ有しているエポキシ樹脂がより好ましい。
［水系ビニルエステル樹脂］
（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂は、１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂に、α，β－不飽和プロトン酸を反応させて得られる樹脂である。
１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂、ハロゲン化ノボラック型エポキシ樹脂、シアヌレート型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、少なくとも分子の両末端にエポキシ基を１つずつ有しているエポキシ樹脂がより好ましい。
一方、α，β－不飽和プロトン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂とα，β－不飽和プロトン酸とは、エポキシ基とカルボキシル基とがほぼ当量になるように混合し、重合禁止剤の存在下で、大気中で１００～１４０℃で、酸価が６～２０ｍｇＫＯＨ／ｇになるまで反応させることにより、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂を合成する。酸価を前記範囲にすることで、エマルションの安定性が良好となり、かつ、耐水性を高く維持できる。
１分子中にエポキシ基を２つ以上有するエポキシ樹脂とα，β－不飽和プロトン酸とは、エポキシ基とカルボキシル基とがほぼ当量になるように混合し、重合禁止剤の存在下で、大気中で１００～１４０℃で、酸価が６～２０ｍｇＫＯＨ／ｇになるまで反応させることにより、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂を合成する。酸価を前記範囲にすることで、エマルションの安定性が良好となり、かつ、耐水性を高く維持できる。
なお、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂は、例えば、ウレタン変性、フェノール変性、クレゾール変性、酸変性、酸無水物変性、酸ペンダント変性、リン酸ペンダント変性、シリコン変性、アリルエーテル変性、アセトアセチル化変性、部分エステル化変性等がされていてもよい。
重合性不飽和単量体は、水系ビニルエステル樹脂を常温で硬化する際、硬化塗膜の形成を容易にする効果がある。
このような重合性不飽和単量体の具体例としては、アルキル（メタ）アクリレート、アルケニル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、スチレン及びその誘導体、並びにビニル化合物等が挙げられる。これらのうち、スチレン及びその誘導体、並びにアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートが好ましく、スチレン及びエチレングリコールジ（メタ）アクリレートがより好ましく、スチレンが特に好ましい。
なお、上記の化合物は、沸点が２００℃未満と低く、水系ビニルエステル樹脂を常温で硬化させるのに有利である。
このような重合性不飽和単量体の具体例としては、アルキル（メタ）アクリレート、アルケニル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、スチレン及びその誘導体、並びにビニル化合物等が挙げられる。これらのうち、スチレン及びその誘導体、並びにアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートが好ましく、スチレン及びエチレングリコールジ（メタ）アクリレートがより好ましく、スチレンが特に好ましい。
なお、上記の化合物は、沸点が２００℃未満と低く、水系ビニルエステル樹脂を常温で硬化させるのに有利である。
重合性不飽和単量体の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常１～２００質量部、好ましくは１０～８０質量部、より好ましくは２０～５５質量部である。重合性不飽和単量体の含有量が１質量部未満であると、水系ビニルエステル樹脂を常温で硬化する際、硬化塗膜の形成が困難なことがある。一方、２００質量部を超えると、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂の機械的強度を損なうことがある。
硬化促進剤には、上記水系ビニルエステル樹脂を常温で硬化する硬化剤、具体的には有機過酸化物を還元できるものが用いられる。具体的には、銅アセチルアセテート、バナジウムアセチルアセテート、コバルトアセチルアセテート、マンガンアセチルアセテート及び鉄アセチルアセテート等の金属アセチルアセテート；金属石鹸；五酸化二バナジウム等のバナジウム化合物；硫化コバルト、硫化銅、硫化マンガン、硫化ニッケル及び硫化鉄等の硫化金属；Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン及びＮ，Ｎ－ジメチルトルイジン等の芳香族アミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン及びトリブチルアミン等のトリアルキルアミン、並びにモノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等のアルコールアミン等のアミン等が挙げられる。これらのうち、金属石鹸が好ましい。
硬化促進剤の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常０．１～１０質量部、好ましくは０．３～３質量部である。
硬化促進剤の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常０．１～１０質量部、好ましくは０．３～３質量部である。
（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂や重合性不飽和単量体等から界面活性剤が分離するのを抑制し、かつ、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性を高めるため、反応性界面活性剤を用いる必要がある。非反応性の界面活性剤では、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性が不充分である。「反応性」とは、ラジカル反応性を有することをいう。
反応性界面活性剤は、分子内に炭素－炭素二重結合を少なくとも１つ有するものである。このような反応性界面活性剤には、アニオン性反応性界面活性剤とノニオン性反応性界面活性剤とがあり、これらから選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。アニオン性反応性界面活性剤とノニオン性反応性界面活性剤のいずれか一方を用いてもよいが、それらを併用することがより好ましい。
反応性界面活性剤は、分子内に炭素－炭素二重結合を少なくとも１つ有するものである。このような反応性界面活性剤には、アニオン性反応性界面活性剤とノニオン性反応性界面活性剤とがあり、これらから選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。アニオン性反応性界面活性剤とノニオン性反応性界面活性剤のいずれか一方を用いてもよいが、それらを併用することがより好ましい。
アニオン性反応性界面活性剤としては、例えば、α－スルホ－ω－（１－アルコキシメチル－２－（２－プロペニルオキシ）エトキシ）－ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）アンモニウム塩［（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカリアソープ（登録商標）ＳＲ－１０、ＳＲ－１０２５等］、α－スルホ－ω－（１－（ノニルフェノキシ）メチル－２－（２－プロペニルオキシ）エトキシ）－ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）アンモニウム塩［（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカリアソープ（登録商標）ＳＥ－１０、ＳＥ－１０２５Ａ等］、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩［第一工業製薬（株）製のアクアロン（登録商標）ＨＳ－１０、ＨＳ－５、ＢＣ－１０、ＢＣ－５等］、α－スルホナト－ω－｛１－（アリルオキシメチル）－アルキルオキシ｝ポリオキシエチレンアンモニウム塩［第一工業製薬（株）製のアクアロン（登録商標）ＫＨ－１０等］、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩［花王（株）製のラテムル（登録商標）ＰＤ－１０４等］、アルキルアリルスルホ琥珀酸塩［花王（株）製のラテムル（登録商標）Ｓ－１８０Ａ、Ｓ－１８０等、三洋化成工業（株）製のエレミノール（登録商標）ＪＳ－２０］等が挙げられる。これらうち、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性の観点から、α－スルホ－ω－（１－アルコキシメチル－２－（２－プロペニルオキシ）エトキシ）－ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）アンモニウム塩［（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカリアソープ（登録商標）ＳＲ－１０、ＳＲ－１０２５等］が好ましい。
ノニオン性反応性界面活性剤としては、例えば、α－ヒドロ－ω－（１－アルコキシメチル－２－（２－プロペニルオキシ）エトキシ）－ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）［（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカリアソープ（登録商標）ＥＲ－１０、ＥＲ－２０、ＥＲ－３０、ＥＲ－４０］、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル［花王（株）製のラテムル（登録商標）ＰＤ－４２０、ＰＤ－４３０、ＰＤ－４５０］、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル［第一工業製薬（株）製のアクアロン（登録商標）ＲＮ２０、ＲＮ３０、ＲＮ５０］等が挙げられる。これらのうち、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性の観点から、α－ヒドロ－ω－（１－アルコキシメチル－２－（２－プロペニルオキシ）エトキシ）－ポリ（オキシ－１，２－エタンジイル）［（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカリアソープ（登録商標）ＥＲ－１０、ＥＲ－２０、ＥＲ－３０、ＥＲ－４０］が好ましい。
アニオン性反応性界面活性剤とノニオン性反応性界面活性剤とを併用する場合、反応性界面活性剤中のノニオン性界面活性剤の含有率は、通常８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上である。
反応性界面活性剤の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常１～５０質量部、好ましくは１５～３０質量部である。１質量部未満であると、エマルションの安定性が低下する。一方、５０質量部を超えると、硬化塗膜を形成し難くなり、かつ、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性が低下する。
反応性界面活性剤の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常１～５０質量部、好ましくは１５～３０質量部である。１質量部未満であると、エマルションの安定性が低下する。一方、５０質量部を超えると、硬化塗膜を形成し難くなり、かつ、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性が低下する。
なお、反応性界面活性剤と共に、非反応性である公知のアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を併用してもよい。
上記水系ビニルエステル樹脂は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、水を通常１０～２００質量部、好ましくは１０～５０質量部含有する。水の含有量が１０質量部未満であると、エマルション組成物が水中油型になり難く、かつ、エマルションの安定性を保つことが困難である。一方、２００質量部を超えると、常温で硬化させることが困難になる。水としては、イオン交換水、蒸留水等の純水が好ましい。
上記水系ビニルエステル樹脂は、必要に応じて、補強材、充填材、顔料、その他各種添加剤を含有していてもよい。例えば、水系ビニルエステル樹脂中に、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子を添加すると、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂の安定性が向上する。
上記水系ビニルエステル樹脂中のこれらの成分の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常１０質量部以下である。
上記水系ビニルエステル樹脂中のこれらの成分の含有量は、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対して、通常１０質量部以下である。
水系ビニルエステル樹脂は、例えば、上記した（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂、重合性不飽和単量体、硬化促進剤及び反応性界面活性剤を混合した混合液中に、水を滴下して転相乳化させる方法により調製する。このとき、水を一度に添加せずに、滴下することで、油中水型（Ｗ／Ｏ；water in oil）型エマルションから、連続相が水である、いわゆる水中油型（Ｏ／Ｗ；oil in water）型エマルションへと変化させることができる。また、水を滴下することによって、分散相がより一層微細に分散された状態となり、エマルションの安定性が高くなり、かつ、硬化塗膜の耐水性、耐酸性及び耐塩基性が高くなる。水の滴下速度は通常１０～３００ｍｌ／ｈ程度、好ましくは５０～１５０ｍｌ／ｈである。
［繊維］
本発明の防食ライニング材は、上記した水系ビニルエステル樹脂を主剤とし、この主剤に繊維を添加することで、塗膜の強度や耐衝撃性を向上させる効果を発揮する。
繊維は、有機繊維及び無機繊維から選択される一種以上であることが好ましい。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維、及び岩石繊維等が挙げられ、有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維及びナイロン繊維等が挙げられる。さらに、これらの繊維のうち繊維長が３～１０ｍｍであるものがより好ましい。
本発明の防食ライニング材は、上記した水系ビニルエステル樹脂を主剤とし、この主剤に繊維を添加することで、塗膜の強度や耐衝撃性を向上させる効果を発揮する。
繊維は、有機繊維及び無機繊維から選択される一種以上であることが好ましい。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維、及び岩石繊維等が挙げられ、有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維及びナイロン繊維等が挙げられる。さらに、これらの繊維のうち繊維長が３～１０ｍｍであるものがより好ましい。
繊維の含有量は、水系ビニルエステル樹脂１００容量部に対して、通常０．１～３容量部、好ましくは０．５～１．５容量部である。繊維の含有量が０．１容量部未満であると、塗膜の強度や耐衝撃性が充分に得られないことがある。一方、３容量部を超えると、混合時ファイバーボールを形成し、塗膜が不均一になり、かえって強度が劣ることとなる。
［防食ライニング材］
本発明の防食ライニング材は、上記の水系ビニルエステル樹脂と繊維とを含有するペースト状のものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、繊維に加えて、例えば、酸化チタン及びカーボンブラックの添加剤を添加してもよい。
本発明の防食ライニング材は、上記の水系ビニルエステル樹脂と繊維とを含有するペースト状のものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、繊維に加えて、例えば、酸化チタン及びカーボンブラックの添加剤を添加してもよい。
〔コンクリート構造物の防食工法〕
本発明のコンクリート構造物の防食工法は、上記した防食ライニング材をコンクリート構造物に塗布し、乾燥させる工程１を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させた後、上塗り材として、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂を、工程１で形成させた塗膜上に塗布し、乾燥させる工程２を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させることを特徴とする。
本発明のコンクリート構造物の防食工法は、上記した防食ライニング材をコンクリート構造物に塗布し、乾燥させる工程１を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させた後、上塗り材として、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂を、工程１で形成させた塗膜上に塗布し、乾燥させる工程２を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させることを特徴とする。
工程１では、防食ライニング材に硬化剤を添加した混合物を、金ゴテ等を用いてコンクリート構造物に塗布し、１回塗布するごとに、塗布物を乾燥させて、合計の厚さが０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成する。
硬化剤としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂等、無色液状の通常の常温硬化剤を用いることができる。なお、防食ライニング材と硬化剤との混合比（重量比）は、通常１００：１～６、例えば１００：３である。
防食ライニング材による塗膜の硬化物比重（２０℃、ｇ／ｃｍ3）は、通常１．００～１．３０、例えば１．１４である。
硬化剤としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂等、無色液状の通常の常温硬化剤を用いることができる。なお、防食ライニング材と硬化剤との混合比（重量比）は、通常１００：１～６、例えば１００：３である。
防食ライニング材による塗膜の硬化物比重（２０℃、ｇ／ｃｍ3）は、通常１．００～１．３０、例えば１．１４である。
工程２では、工程１で形成させた塗膜上に上塗り材を塗布する。ここで、上塗り材には、上記防食ライニング材の構成成分である、水系ビニルエステル樹脂及び硬化剤をそのまま使用してもよい。なお、上塗り材に用いる水系ビニルエステル樹脂の性状は、例えば、ペースト状である。上塗り材には、水系ビニルエステル樹脂以外に、本発明の効果を損なわない範囲内で、酸化チタン及びカーボンブラック等の添加剤を添加してもよい。
上塗り材による塗膜の硬化物比重（２０℃、ｇ／ｃｍ3）は、通常１．００～１．３０、例えば１．１４である。
上塗り材による塗膜の硬化物比重（２０℃、ｇ／ｃｍ3）は、通常１．００～１．３０、例えば１．１４である。
工程１及び２における、防食ライニング材及び上塗り材の１回の塗布量はそれぞれ０．１～０．８ｋｇ／ｍ2が好ましく、０．３～０．６ｋｇ／ｍ3がより好ましい。そして、工程１で形成させる塗膜と、工程２で形成させる塗膜との合計膜厚は０．３５～１．７５ｍｍとすることが好ましい。
上記工程１に先立ち、水系ビニルエステル樹脂と、無機粉体とを含有する素地調整材を、コンクリート構造物に塗布し、乾燥させて塗膜を形成する工程を含むことが好ましい。
すなわち、コンクリート構造物に防食ライニング材を塗布する前に、上記素地調整材を塗布することが好ましい。ここで、素地調整材に用いる水系ビニルエステル樹脂は、防食ライニング材の構成成分である、水系ビニルエステル樹脂と同じであってもよい。なお、素地調整材に用いる水系ビニルエステル樹脂は、ペースト状である。素地調整材は、コンクリート表面に直接塗布し、コンクリート表面の凹凸を被覆することで、続いて塗布する防食ライニング材、及び上塗り材の塗布を均一かつ容易にする効果を発揮する。
すなわち、コンクリート構造物に防食ライニング材を塗布する前に、上記素地調整材を塗布することが好ましい。ここで、素地調整材に用いる水系ビニルエステル樹脂は、防食ライニング材の構成成分である、水系ビニルエステル樹脂と同じであってもよい。なお、素地調整材に用いる水系ビニルエステル樹脂は、ペースト状である。素地調整材は、コンクリート表面に直接塗布し、コンクリート表面の凹凸を被覆することで、続いて塗布する防食ライニング材、及び上塗り材の塗布を均一かつ容易にする効果を発揮する。
上記無機粉体には、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、珪酸、珪酸塩、カオリンクレー、酸化マグネシウム、サテンホワイト、酸化アルミニウム、タルク、マイカ、焼成クレー、水酸化アルミニウム、シリカ、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、セメント、珪砂、及びパーライトが好ましい。これらのうち、セメント、（珪砂）、（高炉スラグ）等がより好ましく、セメントはアルミナセメントが特に好ましい。これらは一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
水系ビニルエステル樹脂と無機粉体との配合比は（２０℃、重量比）は、通常１～２：０．５～４、具体的には２：３である。無機粉体の含有量が配合比を下回ると、塗膜の厚みをつけられなくなり、塗膜内部の乾燥が充分でないことがある。一方、上記配合比を上回ると、塗膜の強度が不充分となったり、コンクリート表面の凹凸を被覆できなくなることがある。
さらに、上記素地調整材は、上記無機粉体に加えて、粉体の過酸化物を含有することが好ましい。粉体の過酸化物を用いることで、上記素地調整材が二材構成となり、無機粉体と過酸化物とを予め混合してから使用できるため、取り扱いがしやすくなる。過酸化物には、例えば、過酸化ベンゾイル、ジアルキルパーオキサイド、ビステトラブチルシクロヘキシルパーオキサイド等が用いられる。なお、無機粉体と過酸化物との混合物は通常、茶灰色の粉体である。
過酸化物の含有量は、水系ビニルエステル樹脂１００質量部に対して、通常１～８質量部、好ましくは２～４質量部である。
過酸化物の含有量は、水系ビニルエステル樹脂１００質量部に対して、通常１～８質量部、好ましくは２～４質量部である。
上記素地調整材は、上記の水系ビニルエステル樹脂を主剤とし、この主剤に無機粉体及び必要に応じて粉体の過酸化物を添加することで調製される。
上記素地調整材を用いることで、耐食性及び防腐性の格段に向上した塗布物を形成することができる。
上記素地調整材を用いることで、耐食性及び防腐性の格段に向上した塗布物を形成することができる。
以上のとおり、本発明の防食ライニング材及びこれを用いるコンクリート構造物の防食工法は、商業ビル・ホテル等の厨房排水関連水槽、汚水、雑排水等ビルピット関連施設、下水道施設の防食ライニングに好適である。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。
〔実施例１〕防食ライニング材の調製
反応容器に、ノボラック型エポキシ樹脂「ＥＰＩＣＲＯＮ（登録商標）Ｎ－７４０」（エポキシ当量＝１７０～１９０ｇ／ｅｑ、ＤＩＣ（株）製）９４８ｇ、メタクリル酸４５１ｇ、ハイドロキノン１．２ｇ、及びＮ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン６ｇを仕込み、空気を吹き込みながら１１５±５℃で２時間反応させて、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂（酸価＝１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を得た。次いで、ハイドロキノン０．３ｇ及びスチレン６００ｇを加え、よく攪拌して溶解させた。こうして得られた樹脂成分中の（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対するスチレンの配合比率は３０質量部であった。
前記樹脂成分１００ｇに対して、オクチル酸コバルト１．０ｇ、アニオン性反応性界面活性剤「アデカリアソープ（登録商標）ＳＲ－１０」（（株）ＡＤＥＫＡ製）１．５ｇ及びノニオン性反応性界面活性剤「アデカリアソープ（登録商標）ＥＲ－３０」（（株）ＡＤＥＫＡ製）２５ｇを加え、得られた混合液中に、水３０ｇを１００ｍｌ／ｈで滴下しながらよく撹拌することで、水系ビニルエステル樹脂を調製した。
得られた水系ビニルエステル樹脂に対して、繊維（タフバインダ―（東レ（株）製））を１．０ｖｏｌ％の量で添加して防食ライニング材を得た。
〔実施例１〕防食ライニング材の調製
反応容器に、ノボラック型エポキシ樹脂「ＥＰＩＣＲＯＮ（登録商標）Ｎ－７４０」（エポキシ当量＝１７０～１９０ｇ／ｅｑ、ＤＩＣ（株）製）９４８ｇ、メタクリル酸４５１ｇ、ハイドロキノン１．２ｇ、及びＮ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン６ｇを仕込み、空気を吹き込みながら１１５±５℃で２時間反応させて、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂（酸価＝１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を得た。次いで、ハイドロキノン０．３ｇ及びスチレン６００ｇを加え、よく攪拌して溶解させた。こうして得られた樹脂成分中の（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部に対するスチレンの配合比率は３０質量部であった。
前記樹脂成分１００ｇに対して、オクチル酸コバルト１．０ｇ、アニオン性反応性界面活性剤「アデカリアソープ（登録商標）ＳＲ－１０」（（株）ＡＤＥＫＡ製）１．５ｇ及びノニオン性反応性界面活性剤「アデカリアソープ（登録商標）ＥＲ－３０」（（株）ＡＤＥＫＡ製）２５ｇを加え、得られた混合液中に、水３０ｇを１００ｍｌ／ｈで滴下しながらよく撹拌することで、水系ビニルエステル樹脂を調製した。
得られた水系ビニルエステル樹脂に対して、繊維（タフバインダ―（東レ（株）製））を１．０ｖｏｌ％の量で添加して防食ライニング材を得た。
〔実施例２〕コンクリート平面への塗布試験
コンクリート歩道板に、金ゴテを用いて素地調整材を厚さ約１．０ｍｍに塗布した後、素地調整材が充分に乾燥したのを確認後、防食ライニング材を１回の塗布量０．４ｋｇ／ｍ2で１回重ね塗りをし、乾燥後、厚さ０．３５ｍｍの塗膜を形成した。次いで、上塗り材を１回の塗布量０．４ｋｇ／ｍ2で２回重ね塗りをし、乾燥後、厚さ０．７ｍｍの塗膜を形成した。
ここで、素地調整材は、実施例１で調製した水系ビニルエステル樹脂６ｋｇと、表１に示す無機粉体（No.1）９ｋｇを混合して、よく攪拌することにより調製した。上塗り材は、実施例１で調製した水系ビニルエステル樹脂１ｋｇに硬化剤（パーメックＳ（日油（株）製））３０ｇを添加することにより調製した。
塗布翌日、表面を目視で観察したところ、白化等はみられず、塗布乾燥直後の灰色が概ね維持されており、また、熱冷繰り返し試験後も、壁面に裂け目や劣化は発生しなかった。
コンクリート歩道板に、金ゴテを用いて素地調整材を厚さ約１．０ｍｍに塗布した後、素地調整材が充分に乾燥したのを確認後、防食ライニング材を１回の塗布量０．４ｋｇ／ｍ2で１回重ね塗りをし、乾燥後、厚さ０．３５ｍｍの塗膜を形成した。次いで、上塗り材を１回の塗布量０．４ｋｇ／ｍ2で２回重ね塗りをし、乾燥後、厚さ０．７ｍｍの塗膜を形成した。
ここで、素地調整材は、実施例１で調製した水系ビニルエステル樹脂６ｋｇと、表１に示す無機粉体（No.1）９ｋｇを混合して、よく攪拌することにより調製した。上塗り材は、実施例１で調製した水系ビニルエステル樹脂１ｋｇに硬化剤（パーメックＳ（日油（株）製））３０ｇを添加することにより調製した。
塗布翌日、表面を目視で観察したところ、白化等はみられず、塗布乾燥直後の灰色が概ね維持されており、また、熱冷繰り返し試験後も、壁面に裂け目や劣化は発生しなかった。
［比較例１］
実施例２において、防食ライニング材の塗布量を０．４ｋｇ／ｍ2から１ｋｇ／ｍ2に変更したこと以外は、実施例２と同様にして、コンクリート歩道板面の表面処理を行った。
翌日、コンクリート表面を目視で観察したところ、表面が白化していた。原因として、一回の塗布塗膜が厚いために塗膜内部が硬化する前に表面が硬化し成膜したため、内部に水分が残存したままになったためと考えられる。
実施例２において、防食ライニング材の塗布量を０．４ｋｇ／ｍ2から１ｋｇ／ｍ2に変更したこと以外は、実施例２と同様にして、コンクリート歩道板面の表面処理を行った。
翌日、コンクリート表面を目視で観察したところ、表面が白化していた。原因として、一回の塗布塗膜が厚いために塗膜内部が硬化する前に表面が硬化し成膜したため、内部に水分が残存したままになったためと考えられる。
［比較例２］
実施例１における水系ビニルエステル樹脂に繊維を添加せず、水系ビニルエステル樹脂をそのまま防食材として用いた。
実施例２において、前記防食材を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、コンクリート歩道板の表面処理を行った。
比較例２では、繊維を入れていない防食材を用いたため、熱冷繰り返し試験でひび割れが発生した。
実施例１における水系ビニルエステル樹脂に繊維を添加せず、水系ビニルエステル樹脂をそのまま防食材として用いた。
実施例２において、前記防食材を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、コンクリート歩道板の表面処理を行った。
比較例２では、繊維を入れていない防食材を用いたため、熱冷繰り返し試験でひび割れが発生した。
本発明の防食ライニング材は、ビルピット施設や下水道施設の壁面の表面加工に好適に用いられる。
Claims (9)
- （メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、繊維とを含有する防食ライニング材をコンクリート構造物に塗布し、乾燥させる工程１を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させた後、
上塗り材として、（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂を、工程１で形成させた塗膜上に塗布し、乾燥させる工程２を１～３回繰り返し行うことにより、厚さ０．３５～１．０５ｍｍの塗膜を形成させる、コンクリート構造物の防食工法。 - 前記反応性界面活性剤が、アニオン性反応性界面活性剤及びノニオン性反応性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記重合性不飽和単量体が、アルキル（メタ）アクリレート、アルケニル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、スチレン及びその誘導体、並びにビニル化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記硬化促進剤が、金属アセチルアセテート、金属石鹸、バナジウム化合物、硫化金属及びアミンからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１～３のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記繊維が有機繊維及び無機繊維から選択される一種以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記繊維の繊維長が３～１０ｍｍである、請求項１～５のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記工程１及び前記工程２において、１回の塗布量が０．１～０．８ｋｇ／ｍ2である、請求項１～６のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記工程１で形成させる塗膜と、前記工程２で形成させる塗膜とを合わせた膜厚が０．３５～１．７５ｍｍである、請求項１～７のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
- 前記工程１に先立ち、
（メタ）アクリレート系エポキシ樹脂１００質量部、重合性不飽和単量体１～２００質量部、硬化促進剤０．１～１０質量部、及び反応性界面活性剤１～５０質量部を含有する混合液に、水１０～２００質量部を滴下して転相乳化させることにより得られる水系ビニルエステル樹脂と、無機粉体とを含有する素地調整材を、コンクリート構造物に塗布し、乾燥させて塗膜を形成する工程を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
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