JP7112188B2 - コンクリート構造物の防食工法 - Google Patents
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Description
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔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。
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。
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。
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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