JP7507023B2 - 鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法 - Google Patents
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Description
前記保護部は、ゼロスパン法で測定した際の23℃における伸びが0.4mm~10mmであることを特徴とする。
前記(C)上塗り層の23℃における伸び率が1~50%の範囲内にあり、
前記(B)弾性層の伸び率の前記(C)上塗り層の伸び率に対する比(B/C)が1よりも大きく、500以下の範囲内である。
前記(C)上塗り層の塗装膜厚が100~2000μmの範囲内にある。
ここで、(B)弾性層は(A)下塗り層および(C)上塗り層よりも伸び率の高い層であることが好ましい。伸び率が高く、鋼材の温度による伸縮や構造物の振動を効果的に吸収可能な(B)弾性層を、(B)弾性層よりも伸び率の低い(A)下塗り層と(C)上塗り層の間に挟むことで、塗装体としての強度が向上し、前記ゼロスパン法で測定させる23℃での伸びを上記特定した範囲に調整することが容易になる。(B)弾性層の伸びを高くするとともに(A)下塗り層、(C)上塗り層の伸びを高くしたり、(B)弾性層の塗装膜厚を大きくすることで保護部の伸びを高くすることができ、(A)下塗り層、(C)上塗り層の伸びを低くしたり、(A)下塗り層や(C)上塗り層の塗装膜厚を厚くしたり、(B)弾性層の塗装膜厚を薄くすることで保護部の伸びを低くすることが出来る。
下塗り層は1種類の塗料で形成しても良く、2種類以上の塗料を用いて形成しても良い。
上塗り層は2種類以上の塗料を用いて形成しても良い。
表1の「主剤」及び「硬化剤」に示される配合処方に従い主剤と硬化剤を用意し、これらから(A)下塗り層形成用塗料を調製した。表中の配合処方の値は質量部である。
表2の「主剤」及び「硬化剤」に示される配合処方に従い主剤と硬化剤を用意し、これらから(B)弾性層形成用パテを調製した。表中の配合処方の値は質量部である。
表3の「主剤」及び「硬化剤」に示される配合処方に従い主剤と硬化剤を用意し、これらから(C)上塗り層形成用塗料を調製した。表中の配合処方の値は質量部である。
<(A)下塗り層>
樹脂1:「スミジュールE21-1」:住化コベストロウレタン社製、湿気硬化ウレタン樹脂、不揮発分100質量%
樹脂2:「JER1001X70」:三菱ケミカル社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、不揮発分70質量%
塗料(主剤):レジガードTKプライマー 主剤、大日本塗料(株)製
カップリング剤:KBM403:信越シリコーン(株)製、シランカップリング剤
湿潤分散剤:BYK354:ビックケミー・ジャパン社製
防錆顔料:Kホワイト#94:テイカ社製、リン酸アルミニウム系防錆顔料
特殊顔料:DHT-4A:協和化学工業社製、塩化物イオン捕捉剤(ハイドロタルサイト)
溶剤1:ソルベスト100
溶剤2:キシレン
硬化剤1:ベジケムグリーンV1020:築野食品工業 ポリアミドアミン 不揮発分65質量%
塗料(硬化剤):レジガードTKプライマー 硬化剤、大日本塗料(株)製
溶剤2:キシレン
<(B)弾性層>
樹脂3:EPOX-MK R151:プリンテック社製、ヒマシ油変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、不揮発分100質量%
樹脂4:EPICRON EHA-4850-150:DIC社製、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、不揮発分100質量%
着色顔料:酸化チタン
体質顔料:沈降性硫酸バリウム
骨材:結晶シリカ、平均粒径6μm
増粘剤:ディスパロン6700:楠本化成社製
消泡剤:フローレンAC1190:共栄社化学社製
硬化剤2:アデカハードナーEH-4024W:ADEKA社製、ポリアミドアミン 不揮発分100%
硬化剤3:ジェファーミンD-400:三井化学社製、脂肪族ジアミン、不揮発分100%
<(C)上塗り層>
樹脂5:アデカレジンEM-0425C:ADEKA社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂 不揮発分100%
塗料:レジガードTK、大日本塗料(株)製
着色顔料:酸化チタン
体質顔料:沈降性硫酸バリウム
増粘剤:ターレン8200-20:共栄社化学社製
消泡剤:フローレンAC1190:共栄社化学社製
硬化剤4:アデカハードナーEH-2300、ADEKA社製、変性脂肪族ポリアミン化合物
上記調製した(A)下塗り層形成用塗料、(B)弾性層形成用パテ、(C)上塗り層形成用塗料を用いて、(A)下塗り層、(B)弾性層、(C)上塗り層の各々の伸び率を測定し、表4~6に示した。(A)下塗り層、(B)弾性層、(C)上塗り層の伸び率は、(公社)日本道路協会『鋼道路橋防食便覧 第II編塗装編 付属資料 付II-4. コンクリート塗装用雄亮標準(2)-1ひびわれ追従性試験方法』平成26年3月発刊によって測定した。測定温度は23℃であった。
上記調製例に従い用意した下塗り層形成用塗料、弾性層形成用パテ、上塗り層形成用塗料を用いて、保護膜を形成し、施工性を評価するとともに、ゼロスパン測定試験、水蒸気透過度測定、付着性試験、防食性試験を行った。結果を表4~6に示す。
実施例27は下塗り層形成用塗料として大日本塗料(株)製レジガードTKプライマー(2液反応硬化型ウレタン樹脂プライマー)を使用した。
実施例27、28は上塗り層形成用塗料として大日本塗料(株)製レジガードTK(1液ウレタン樹脂塗料)を使用した。
実施例1~28、比較例1~6について、水蒸気透過量を測定した。保護膜の水蒸気透過量の測定は、コンクリートと鋼板の境界部を含む基材上に形成した保護膜の代替品として、同様の試験片(積層膜)を、以下の方法により調製した。
(実施例1)
30cm×30cmのPP板の全面に下塗り塗料1を刷毛塗装して3時間乾燥し、膜厚100μmの塗膜(下塗り層)を形成した。次に、下塗り層の表面全体に弾性パテ1を厚さ40mmとなるように刷毛塗装し、30分間乾燥し、弾性層を形成した。その後、弾性層の表面全体に上塗り塗料1を刷毛塗装し、膜厚500μmの塗膜(上塗り層)を形成し、その後、23℃、相対湿度50%で28日間静置し、保護膜を得た。得られた保護膜をPP板から剥がし、試験片(積層膜)を作製した。
(実施例2~28、比較例1~6)
実施例1と同様の方法で試験片(積層膜)を作製したが、使用した下塗り塗料、弾性パテ及び上塗り塗料の組み合わせと各層の塗装膜厚は表4~6に従った。
300×300×60mmのコンクリート板に対し、表4~6に示した処方で塗布した。塗装はローラーおよび圧着塗装にて行い、塗装・養生環境は23℃、相対湿度50%とした。弾性層は下塗り層が表面乾燥した後に施工し、上塗り層は弾性層が表面乾燥した後に施工した。施工性試験は以下の基準で評価した。
◎:下塗層から耐候性層まで8時間未満で施工可能であり、外観に平滑性がある。
○:下塗層から耐候性層まで8時間未満で施工可能であるが、外観に平滑性がない。
×:下塗層から耐候性層まで施工に8時間以上かかる。
追従性試験はJSCE-K532-2010に記載の表面被覆材のひび割れ追従性試験方法に準じて実施した。
(実施例1)
40mm×60mm×10mmのコンクリート基材と40mm×60mm×10mmの鋼材基材を突き合わせた試験用基材を用意し、基材の施工面全体に、下塗り塗料1を刷毛塗装して3時間乾燥し、膜厚100μmの塗膜(下塗り層)を形成した。次に、下塗り層の表面全体に弾性パテ1を厚さ40mmとなるように刷毛塗装し、30分間乾燥し、弾性層を形成した。その後、弾性層の表面全体に上塗り塗料1を刷毛塗装し、膜厚500μmの塗膜(上塗り層)を形成した後、23℃、相対湿度50%で28日間静置し、保護膜を得た。次いで、万能試験機にて伸びの測定を行った。引張り速度は5mm/minで引張り、保護膜(表面被覆材)のすべてが破断したときをゼロスパン距離(単位:mm)とした。距離とは突き合わせ面が、初期値0mmから、引っ張りに応じて移動した距離である。ゼロスパン距離を基に、以下の基準で評価した。
(実施例2~28、比較例1~6)
実施例1と同様の方法で試験体を作製し、ゼロスパン試験を行ったが、使用した下塗り塗料、弾性パテ及び上塗り塗料の組み合わせと各層の塗装膜厚は表4~6に従った。
◎:ゼロスパン距離 4.0mm以上10.0mm以下
○:ゼロスパン距離 0.8mm以上4.0mm未満
△:ゼロスパン距離 0.4mm以上0.8mm未満
×:ゼロスパン距離 0.4mm未満あるいは10.0mm超
各実施例および比較例で得られた各々複数枚の試験片(JSCE-K 511に規定される寸法70×70×20mmのモルタル板に各材料を塗布し、23℃、相対湿度50%環境下で28日間養生させたもの)の表面に、無溶剤型エポキシ樹脂系粘接着剤(コニシ(株)クイックメンダー)を用いて引張用鋼製冶具(4cm×4cm角板)を接着させる。充分に硬化させた後、その周囲にダイヤモンドカッターを用いてモルタル板素地まで達する切込みを形成する。その後、付着性試験(JSCE-K 531-2010)に準じ、引張用冶具に試験機を取り付け、垂直方向への最大引張荷重を測定し、以下の基準で評価した。評価結果を表4~6に示す。
◎:付着性2.0N/mm2以上
○:付着性1.5N/mm2以上2.0N/mm2未満
△:付着性1.0N/mm2以上1.5N/mm2未満
×:付着性1.0N/mm2未満
各実施例および比較例で得られた各々複数枚の試験片(150×70×3.2mmのブラスト処理を施した鋼板に塗布し、23℃50%環境下で28日間養生させたもの)をJIS K5600-7-9の塗膜の長期耐久性、サイクル腐食試験のサイクルDに準じて2000時間試験した後、さび及び膨れの発生程度を下記の基準に基づいて評価した。
なお、塗膜への切り込みきずは入れずに実施した。
◎:2000時間で試験片表面にさび、膨れが全く無い。
○:2000時間で試験片表面にさび、膨れが一部発生。
△:1000時間で試験片表面にさび、膨れが一部発生。
×:500時間で試験片表面にさび、膨れが一部発生。
前記防食性試験と同様の方法で形成した実施例1の試験片と、この実施例1の試験片にさらに耐候性塗料として大日本塗料社製『トップダンサー』を塗装膜厚55μm塗装した試験片(実施例29)を用意し、JIS K 5600-7-7『促進耐候性及び促進耐光性(キセノンランプ法)』に準じて促進耐候性試験を実施した結果、以下の結果が得られた。
実施例1:試験開始300時間後に光沢保持率6%
実施例29:試験開始300時間後に光沢保持率98%
2 コンクリート材
3 鋼材とコンクリート材の接触面
4 鋼材とコンクリート材の非接触面
5 鋼材とコンクリート材の境界部
6 下塗り層
7 弾性層
8 上塗り層
9 耐候性層
Claims (10)
- 鋼材とコンクリート材の境界部を保護部で保護する保護工法であって、
前記保護部は、ゼロスパン法で測定した際の23℃における伸びが0.4mm~10mmであるとともに、(A)下塗り層と、(B)弾性層と、(C)上塗り層とをこの順で少なくとも含み、前記(B)弾性層の伸び率の前記(C)上塗り層の伸び率に対する比(B/C)が1よりも大きく、500以下の範囲内であることを特徴とする、鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。 - 前記(B)弾性層の23℃における伸び率が50~500%の範囲内にあり、
前記(C)上塗り層の23℃における伸び率が1~50%の範囲内にあることを特徴とする、請求項1に記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。 - 前記(B)弾性層の塗装膜厚が1~100mmの範囲内にあり、
前記(C)上塗り層の塗装膜厚が100~2000μmの範囲内にあることを特徴とする、請求項1または2に記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。 - 前記(B)弾性層を形成するための弾性パテは、顔料と、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂より選ばれる少なくとも1種類の樹脂を含み、前記弾性パテ中における(B)弾性層形成成分の割合が50~100質量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記(C)上塗り層を形成するための上塗り塗料は、顔料と、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂より選ばれる少なくとも1種類の樹脂を含み、前記上塗り塗料中における(C)上塗り層形成成分が50~100質量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記保護部が、前記(C)上塗り層上にさらに耐候性層を含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記保護部の水蒸気透過度が5.0mg/(cm2・24h)未満であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記(A)下塗り層を形成するための下塗り塗料は、せん断速度0.1s-1における粘度が0.1~1,000(Pa・s、23℃)であり、せん断速度1000s-1における粘度が0.05~100(Pa・s、23℃)であることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記(B)弾性層を形成するための弾性パテは、粘度が3,000(dPa・s、23℃)以上であること特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
- 前記(C)上塗り層を形成するための上塗り塗料は、せん断速度0.1s-1における粘度が0.1~10,000(Pa・s、23℃)であり、せん断速度1000s-1における粘度が0.05~1,000(Pa・s、23℃)であることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載の鋼材とコンクリート材の境界部の保護工法。
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