JP7184611B2 - セメント硬化体構造物の保護構造及びセメント硬化体構造物の保護工法 - Google Patents
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Description
前記セメント硬化体構造物の表面に形成された透湿防水改質層と、
湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層と、
防湿防水性シートと、
をこの順で含む、セメント硬化体構造物の保護構造。
項2. 前記透湿防水改質層の、JSCE-k571-2013に準拠した透湿比が60%以上、JSCE-k571-2013に準拠した透水比が30%以下である、項1に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
項3. 前記透湿防水改質層が、疎水性基を含むシラン化合物の浸透層である、項1又は2に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
項4. 前記疎水性基が、炭素数6~18のアルキル基である、項1~3のいずれかに記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
項5. 前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層が、変成シリコーン樹脂を含む樹脂組成物の硬化層である、項1~4のいずれかに記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
項6. 前記防湿防水性シートが炭素膜を含む、項1~5のいずれかに記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
項7. セメント硬化体構造物表面に、吸水防止剤を塗布して浸透させる工程1と、
湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層及び防湿防水性シートを積層する工程2と、
前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層を硬化する工程3と、
を含む、セメント硬化体構造物の保護工法。
項8. 前記吸水防止剤が、疎水性基を有するアルコキシシランを含む、項7に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
項9. 前記疎水性基が、炭素数6~18のアルキル基である、項7又は8に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
項10. 前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物が、1液型接着剤樹脂組成物である、項7~9のいずれかに記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
項11. 前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物が、変成シリコーン樹脂を含む、項7~10のいずれかに記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
図1は、本発明のセメント硬化体保護構造の一例を示す模式的断面図である。図2は、本発明のセメント硬化体保護構造の層界面の模式的拡大図である。
図1に示すセメント硬化体保護構造100は、セメント硬化体構造物200と、セメント硬化体構造物の表面に形成された透湿防水改質層211と、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400と、防湿防水性シート300とをこの順で含む。
セメント硬化体構造物200は、具体的にはコンクリート建造物等であり、コンクリート210と、鉄筋などの芯材(図示せず)とを含む。コンクリート210は、セメントに、水、砂利、砂などを混合し、セメントの水和反応により硬化したものである。セメント硬化体構造物200としては、コンクリート高架橋(特に梁、柱)、コンクリート桁橋、電架柱、ビル、住宅などのコンクリート建造物が挙げられる。また、セメント硬化体構造物200としては、樹脂製の芯材を有するコンクリート建造物であってもよいし、芯材を有しないコンクリート構造物であってもよいし、モルタル構造物であってもよい。
透湿防水改質層211は、セメント硬化体構造物200の表面に形成された改質層である。つまり、透湿防水改質層211は、セメント硬化体構造物200自体の表層が、透湿性かつ防水性を有する層として改質されたものである。
湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400は、後述の湿気硬化性接着剤樹脂組成物の湿気による硬化物である。湿気硬化性接着剤樹脂組成物については後に詳述する通りであるが、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400は、変成シリコーン樹脂硬化物を含むことが好ましい。これによって、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400に、変成シリコーン樹脂硬化物に由来する弾性が備わり、セメント硬化体構造物の保護構造100の耐疲労性が良好となる。つまり、防湿防水性シート300に繰り返し応力(機械的負荷による応力及び/又は温度への経変暴露等の環境負荷による応力)が加わったとしても、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400が応力を効果的に吸収するため、当該繰り返し応力に対し湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400が良好に追随し、接着力を維持することができる。また、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層400に弾性を備えさせることは、防湿防水性シート300が炭素膜(図中350で示される構成)を含む場合において炭素膜のひび割れを防止しやすい点でも好ましい。
防湿防水性シート300は、セメント硬化体構造物200外部からの水及び水蒸気を遮断する。防湿防水性シート300における防湿性は、セメント硬化体構造物200外部からの水蒸気(気体)の進入を防止する性質であり、具体的には、JIS Z 0208-1976に準拠した防湿性として10g/m2/日以下、好ましくは5g/m2/日以下が挙げられる。防湿防水性シート300における防水性は、セメント硬化体構造物200外部からの水分(液体)の進入を防止する性質であり、具体的には、JIS A-6909-2014に準拠した透水比として10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下が挙げられる。
なお、本発明のセメント硬化体保護構造においては、防湿防水性シートが上記の防湿性及び防水性を有していれば、炭素膜を有していなくてもよい。図3に、本発明のセメント硬化体保護構造の他の例を示す。図3に示すセメント硬化体保護構造100aでは、防湿防水性シート300aが炭素膜を含まない。防湿防水性シート300aは、好ましくは樹脂シートで構成されており、より具体的には、上述の樹脂層310として用いられる樹脂シートを用いることができる。
本発明のセメント硬化体の保護工法は、上述のセメント硬化体の保護構造を得るための工法であり、セメント硬化体構造物表面に、吸水防止剤を塗布して浸透させる工程1と;湿気硬化性接着剤樹脂組成物及び防湿防水性シートを積層する工程2と;前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層を硬化する工程3とを含む。
工程1では、セメント硬化体構造物表面に、吸水防止剤を塗布して浸透させる。本発明のセメント硬化体の保護工法の対象となるセメント硬化体構造物は上述の通りであり、新設の物であってもよいし、補修対象物であってもよい。本発明のセメント硬化体の保護工法は、施工対象となるセメント硬化体が、その内部がアルカリ性である比較的新しい建造物の場合により有用である。
工程2では、湿気硬化性接着剤樹脂組成物及び防湿防水性シートを積層する。具体的には、透湿防水改質層211表面に湿気硬化性接着剤樹脂組成物を塗布した後に防湿防水性シートを積層してもよいし、防湿防水性シート300の片面に湿気硬化性接着剤樹脂組成物を積層した複合シートを透湿防水改質層211表面に積層してもよいし、透湿防水改質層211表面に湿気硬化性接着剤樹脂組成物を塗布した後に、防湿防水性シート300の片面に湿気硬化性接着剤樹脂組成物を積層した複合シートを湿気硬化性接着剤樹脂組成物の塗布層に積層してもよい。
シラノール縮合触媒は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
エポキシ樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
工程3では、工程2で得られた積層物100’を養生し、湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層400’(未硬化層)を硬化させる。
[実施例1]
実施例1では、図1に示す構造のセメント硬化体構造物の保護構造を作製した。
1.防湿防水性シートの作製
ポリエチレンテレフタレート(PET)のフィルム(以下、PETフィルムとする)として、東レ株式会社製のルミラーシリーズを用意した。このPETフィルムの膜厚は50μmであった。PETフィルムを基材として、その片面に、大気圧プラズマCVD装置を用いてDLC膜を形成した。これによって、PETフィルム(樹脂層)と、その片面に形成されたDLC膜(炭素膜)とから構成されたDLCシート(防湿防水性シート)が作製された。なお、DLCシートにおけるDLC膜の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)で断面を観察する方法で測定した結果、0.5μmであった。また、DLCシートの防湿性は、JIS Z 0208-1976に準拠した測定値で4.0g/m2/日であり、防水性は、JIS A-6909-2014に準拠した測定値で1%であった。
劣化していないコンクリート製の基板(70×70×20mm)を用い、その表面全面に、保護工法を施工した。コンクリート製の基板表面に、n-オクチルトリエトキシシランを主成分とするプライマー液(吸水防止剤)を1回塗布した。このプライマー液(吸水防止剤)は、水性エマルジョンペーストであり、n-オクチルトリエトキシシランの他に水、エタノール等を含む。プライマー液の塗布量は約100g/m2とした。塗布後、72時間乾燥させることで、透湿防水改質層を形成した。得られた透湿防水改質層の厚みは、10mmであった。
上述と同様の条件でコンクリート製の基板の表面に透湿防水改質層を形成した試験体を作製し、JSCE-k571-2013に準拠して透湿比及び透水比を測定した。その結果、透湿比は70%、透水比は15%であった。
プライマー液(吸水防止剤)を、n-デシルトリメトキシシランを主成分とするプライマー液に変更したことを除いて、実施例1と同様にしてセメント硬化体構造物の保護構造を得た。このプライマー液(吸水防止剤)は、溶剤ベースであり、n-デシルトリメトキシシランの他にミネラルスピリット等を含む。プライマー液の塗布量は約100g/m2とした。塗布後、72時間乾燥させることで、透湿防水改質層を形成した。得られた透湿防水改質層の厚みは、8mmであった。さらに、透湿防水改質層についてJSCE-k571-2013に準拠して透湿比及び透水比を測定した結果、透湿比は90%、透水比は20%であった。また、養生後の湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層は硬化していた。
プライマー液(吸水防止剤)の塗布を行わなかったことを除き、実施例1と同様にしてセメント硬化体構造物の保護構造を得た。透湿防水改質層を有しないコンクリート製の基板についてSCE-k571-2013に準拠して透湿比及び透水比を測定した結果、透湿比は100%、透水比は100%であった。また、養生後の湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層は硬化していた。
吸水防止剤の代わりに、エポキシ樹脂系プライマー液を塗布したことを除き、実施例1と同様にしてセメント硬化体構造物の保護構造を得た。このエポキシ樹脂系プライマーは、吸水防止剤のようにコンクリート製の基板の表面に浸透することなく、コンクリート製の基板の表面上にエポキシ樹脂の積層皮膜を形成した。エポキシ樹脂皮膜についてJSCE-k571-2013に準拠して透湿比及び透水比を測定した結果、透湿比は5%、透水比は70%であった。また、養生後の湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層は部分的に硬化しておらず、構造不整を生じていた。
吸水防止剤の代わりに、ウレタン樹脂系プライマー液を塗布したことを除き、実施例1と同様にしてセメント硬化体構造物の保護構造を得た。このウレタン樹脂系プライマーは、吸水防止剤のようにコンクリート製の基板の表面に浸透することなく、コンクリート製の基板の表面上にウレタン樹脂の積層皮膜を形成した。ウレタン樹脂皮膜についてJSCE-k571-2013に準拠して透湿比及び透水比を測定した結果、透湿比は10%、透水比は75%であった。また、養生後の湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層は部分的に硬化しておらず、構造不整を生じていた。
セメント硬化体構造物の保護構造について、東海道新幹線鉄筋コンクリ-ト構造物維持管理標準1.5.2試験方法の「(2)耐アルカリ性について」に準じて、耐アルカリ性試験を行った。具体的には、実施例及び比較例の保護工法を施工した70×70×20mmのモルタル板を試験片とし、施工面とは反対の面を下にして、試験片を飽和水酸化カルシウム溶液に30日間半浸漬させ、その後引き上げ、さらに2時間後に、DLCシートのふくれ・はがれの有無を以下の基準に基づいて評価した。この試験により、コンクリート内部からの水分による保護構造への影響を調べた。結果を表1に示す。
○ DLCシートに膨れ(剥がれ)が認められない
△ DLCシートの一部に膨れ(剥がれ)が認められる
× DLCシートの全面に膨れ(剥がれ)が認められる
200 セメント硬化体構造物
211 透湿防水改質層
300,300a,300b 防湿防水性シート
350 炭素膜
400 湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層
Claims (4)
- セメント硬化体構造物と、
前記セメント硬化体構造物の表面に形成された、炭素数6~18のアルキル基を含むアルコキシシランを含む吸水防止剤と前記セメント硬化体との反応生成物である疎水性基を含むシラン化合物の浸透層であって、JSCE-k571-2013に準拠した透湿比が60%以上、且つJSCE-k571-2013に準拠した透水比が30%以下の透湿防水改質層と、
変成シリコーン樹脂を含む湿気硬化性接着剤樹脂組成物の硬化層と、
防湿防水性シートと、
をこの順で含む、セメント硬化体構造物の保護構造。 - 前記防湿防水性シートが炭素膜を有する、請求項1に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
- セメント硬化体構造物表面に、炭素数6~18のアルキル基を含むアルコキシシランを含む吸水防止剤を塗布して浸透させ、前記吸水防止剤と前記セメント硬化体との反応生成物である疎水性基を含むシラン化合物の浸透層であって、JSCE-k571-2013に準拠した透湿比が60%以上、且つJSCE-k571-2013に準拠した透水比が30%以下の透湿防水改質層を形成する工程1と、
変成シリコーン樹脂を含む湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層及び防湿防水性シートを積層する工程2と、
前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物の層を硬化する工程3と、
を含む、セメント硬化体構造物の保護工法。 - 前記湿気硬化性接着剤樹脂組成物が、1液型接着剤樹脂組成物である、請求項3に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
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