JPH0251461A - 無機弾性注入材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鉄筋コンクリート構造物に生じたひび割れの
注入補修工法に使用する新規な組成の無機弾性注入材に
関する。

なお、本願明細書において、“部”および“％”とある
のは、それぞれ“重量部”および“重金％”を意味する
。

従来技術とその問題点 鉄筋コンクリートに生じたひび割れを補修することによ
り、コンクリート内部への水分等の浸透を防止すること
は、コンクリート内部の鉄筋の腐蝕を防止し、アルカリ
骨材反応などを抑制する為に、極めて有効であり、鉄筋
コンクリート構造物の維持および保全の手段として欠か
すことの出来ないものである。

従来この様なひび割れ補修方法としては、以下の３つの
方法が実施若しくは提案されている。

（イ）表面処理方法：この方法は、主に０．２ｍｍ以下
の微細なひび割れを対象とするものであり、ひび割れ上
にエポキシ樹脂被膜、モルタル吹付は層、アスファルト
塗布層などを形成するものである。また、ひび割れの幅
が変動する場合には、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含
浸させたもの、伸び性に優れたタールエポキシなどを使
用することもある。

この方法は、施工が簡単であるという利点を有してはい
るものの、幅の広いひび割れの補修には適しておらず、
被覆乃至塗布層の耐久性にも劣る（補修材の剥離、ひび
割れの再発など）という欠点がある。

（ロ）充填工法：この方法は、主に３〜５１１ｍ１のひ
び割れを対象とするものであり、ひび割れに沿ってコン
クリートをＶ形又はＵ形にはつり取り、エポキシ樹脂、
モルタル、アスファルトなどの充填材を詰込むものであ
る。

この方法は、形成された充填層が防水性に優れていると
いう利点を有するが、その反面手間がかかり、細かいひ
び割れには適用できない難点がある。

（ハ）注入工法：この方法は、０．２〜３ｆｆ１１程度
の広い範囲のひび割れに対処することができ、また、ひ
び割れ内部までの樹脂の充填施工が比較的容易で、耐久
性および防水性にも優れているので、補修工法の主流と
なりつつある。

現在注入工法に使用されている樹脂補修材としては、下
記の如き特徴を備えたエポキシ樹脂系のものが主に使用
されている。

一硬化収縮が小さい。

−コンクリートとの接着性が良好である。

−耐熱性および耐アルカリ性に優れている。

−主剤と硬化剤との組合せにより、特性を調整した樹脂
を得ることが出来る。

しかしながら、エポキシ樹脂系注入補修材は、−ひび割
れの大きな変動に追随する程度の伸び性を備えていない
； 一幅０．２ｍｎ＋未満の微細なひび割れへの注入は、困
難である； 一湿潤したコンクリートとの接着強度は、乾燥コンクリ
ートに対するそれに比して、１／２程度に低下する などの問題点を有する。

セメントモルタルに高弾性ポリマーディスパージョンを
混合した注入補修材も提案されている。

この注入補修材によれば、伸び性の不足および湿潤コン
クリートに対する接着力の低下というエポキシ樹脂系注
入補修材の問題点は、大巾に改善されるが、新たな問題
点が生じている。すなわち、通常使用するディスバージ
ョンに含まれている４０〜７０％の水分の内セメントの
水和に消費される以外の分は、蒸発して、補修部分が約
１０〜４０％の体積収縮を起こす。その結果、注入補修
材の弾性がどれ程優れていたとしても、補修部分に縁切
れを生じて、ひび割れに注入を行った意味が無くなって
しまう場合がある。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて種々
研究を重ねた結果、下記に示す新たな組成の材料が、注
入補修工法用の注入材として優れた効果を発揮して、公
知材料の問題点を実質的に解消乃至大巾に軽減し得るこ
とを見出した。

すなわち、本発明は、下記の無機弾性注入材を提供する
ものである： 「（ａ）水硬性材料１００部、 （ｂ）骨材および／または混和材１０〜３００部、 （ｃ）高弾性ポリマーディスパージョン２０〜２００部
（固形分として）、および （ｄ）高弾性ポリマーディスパージョン１００部（固形
分として）に対してジエチレングリコール誘導体１〜１
０部 なる組成を有する無機弾性注入材。」 以下本発明において使用する各成分について詳細に説明
する。なお、■乃至■の各成分は、必須であるが、それ
以外の成分は、必要に応じて使用される任意成分である
。

■、水硬性材料 水硬性材料としては、ポルトランドセメント、高炉セメ
ント、シリカセメント、フライアッシュセメント、超速
硬セメント、アルミナセメントなどを使用する。これら
の材料は、それぞれを単独で使用しても、或いは２種以
上を併用しても、効果上大きな差異は生じない。但し、
耐久性の観点からは、補修の対象であるコンクリートと
同質のセメントを使用することが、好ましい。

ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメ
ント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランド
セメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸ポルト
ランドセメント、白色ポルトランドセメントなどが挙げ
られる。

水硬性材料の主な役割は、補修すべきコンクリートに対
する接着強度を確保することにある。

■、骨材および／または混和材 骨材および／または混和材は、主にセメント収縮の緩和
および組織の緻密化による防水性の向上に効果を発揮す
る。

骨材および混和材としては、従来から建築材料として使
用されてきたものが、特に制限なく使用可能である。骨
材としては、粒度調整された川砂、海砂、山砂、珪砂、
寒水石などが挙げられ、混和材としては、フライアッシ
ュ、スラグ粉末、石灰石粉末、シラス、消石灰、炭酸カ
ルシウム粉、活性および酸性白土、浅黄上、シリカ質材
（シリカヒユーム、シノカフラワーなど）などが挙げら
れる。

水硬性材料１００部に対する骨材および／または混和材
の量は、１０〜３００部とする。この量が１０部未満の
場合には、上記の効果が十分に発揮されないのに対し、
３００部を越える場合には、注入材の作業性が低下して
、ひび割れへの注入が困難となる。

ｍ、　高弾性ポリマーディスパージョンこのデイバージ
ョン中のポリマー成分は、硬化後の注入材に大きな伸び
性を与えて、ひび割れのの変動に対する追随を可能とす
る。この様な高弾性ポリマーディスパージョンとしては
、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチ
ルヘキシルアクリートなどの軟質成分アクリルモノマー
が５０％以上の割合を占めるホモポリマーまたはコポリ
マー濃度３０〜６５％程度のものが使用される。

水硬性材料１００部に対する高弾性ポリマーディスパー
ジョンの固形分としての配合量は、２０〜２００部とす
る。この量が２０部未満の場合には、上記の効果が十分
に発揮されないのに対し、２００部を越える場合には、
注入材の粘度が低下して、作業性が劣化し、また注入部
からの“タレを生ずる。さらに、高弾性ポリマーディス
パージョンの使用量が増大する場合には、水分が相対的
に増加するので、硬化後の注入材からの水分の蒸発が激
しくなり、体積収縮が大きくなる。

■８　ジエチレングリコール誘導体 ジエチレングリコール誘導体は、硬化後の注入材の体積
収縮を減少させる。これは、注入材がひび割れ部に付与
された状態で、ジエチレングリコール誘導体分子内の酸
素に過剰の水が弱い水素結合により引付けられて、水分
の蒸発が抑制されるためであろうと推測される。

本発明で使用されるジエチレングリコール誘導体は、下
記の構造を有するものである：Ｒ−０−ＣＨ２−Ｃ１ｌ
、２−０−Ｃ１１２−Ｃ１１２−０−Ｒ’（但し、Ｒお
よびＲ′は、同−若しくは相異なって、水素、炭素数１
〜７のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基などであ
る）。

ジエチレングリコール誘導体のより具体的な例としては
、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレ
ングリコールジブチルエ−チル、ジエチレングリコール
モノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール
モノベンゾエート、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジアセテート、ジエチレングリコールモノｎ〜ブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジベンゾエートなど
が挙げられる。

高弾性ポリマーディスパージョンの固形分１００部に対
するジエチレングリコール誘導体の使用量は、１〜１０
部とする。この量が１部未満の場合には、上記の効果が
十分に発揮されないのに対し、１０部を越える場合には
、注入材の粘度が高くなり過ぎて、作業性が低下するの
みならず、それ以上の効果の改善も期待し得ない。

■、セメント分散剤 ジエチレングリコール誘導体の使用により注入材の粘度
が過度に増大する場合には、公知のセメント分散剤を配
合して、粘度調整を行なう。この様なセメント分散剤と
しては、リグニンスルホン酸系、ポリオール系乃至多糖
類系、オキシカルボン酸系、・ポリカルボン酸系、界面
活性剤系、多環芳香族縮合物スルホン酸系、メラミン樹
脂スルホン酸系などが例示される。

水硬性材料１００部に対するセメント分散剤の配合量は
、０．０１〜２０部程度と程度。この量が０．０１部未
満の場合には、配合による効果が殆ど発揮されないのに
対し、２０部を越える場合には、水硬性材料の異常凝結
（硬化促進または硬化遅延）を生ずることがある。

■０作業性改良材 本発明においては、作業性改良のために、セメント分散
剤以外にも、種々の公知の作業性改良材を併用すること
が出来る。例えば、粘度調整、保水性向上、凝結時間の
調整、チクソトロピー性の改善などのために、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド
、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドンなど
を使用することができる。

水硬性材料１００部に対する作業性改良材の配合量は、
０．０１〜５部程度程度る。この量が０．０１部未満の
場合には、配合による効果が殆ど発揮されないのに対し
、５部を越える場合には、水硬性材料の凝結遅延、硬化
物の強度低下環の弊害を生ずる場合がある。

■、膨張材 本発明においては、硬化物の収縮量を低減させるために
、公知の膨張材を使用することが出来る。

この様な膨張材としては、カルシウムサルホネート系、
生石灰系などが例示される。

水硬性材料１００部に対する膨張材の配合■は、１〜２
０部程度程度る。この量が１部未満の場合には、配合に
よる効果が殆ど発揮されないのに対し、２０部を越える
場合には、水硬性材料の硬化が急速に進行し過ぎて異常
凝結を生じたり、硬化後の異常膨張および強度不足を生
じたりする。

本発明の無機弾性注入材を使用してコンクリート構造物
のひび割れの補修を行なう場合には、施工に先立ち、現
場において、高弾性ポリマーディスパージョンとジエチ
レングリコール誘導体とを混合し、これに予め水硬性材
料と骨材および／または混和材とを混合しておいたもの
を投入し、混合することにより、注入材を調製する。こ
の際、必要ならば、前記の任意添加物を適宜配合しても
良い。さらに、ポリマーディスパージョンに由来する水
分のみでは不足である場合には、水硬性材料１００部に
対し、５０部程度までの水を加えても良い。次いで、得
られた注入材を所定のひび割れ部分に注入すれば良い。

発明の効果 本発明による無機弾性注入材を使用する場合には、下記
の如き効果が達成される。

作業性が大巾に改善される。

浸透性が高いので、幅０．１〜０．２ｍｌ程度の極めて
細いひび割れにも注入可能である。

体積収縮が小さいので、硬化体の乾燥に伴う体積収縮に
よる縁切れを防止することが出来る。

伸びが大きいので、ひび割れ幅の変動に追随することが
出来る。

湿潤したコンクリートに対しても、優れた接着性を発揮
する。

実施例 以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。

実施例１および比較例１ 第１表に示す割合（重量部）で普通セメント（単にセメ
ントとする）、珪砂、高炉スラグ（単にスラグとする）
、高弾性ポリマーディスパージョン（ＰＤとする）、ジ
エチレングリコール誘導体（ＥＧＤとする）およびセメ
ント分散剤（単に分散剤とする）を配合した後、ＪＩＳ
　　Ａ　　５７５１（建築用油性コーキング材の収縮率
試験方法）に従って、所定容積のリング内に配合物を充
填し、所定の養生を行ない、収縮率を測定した。所定日
数経過後の体積収縮率（％）を第２表に示す。

なお、第１表に示す各材料の詳細は、下記の通りである
。

珪砂・・・粒度１００μｍ以下 スラグ・・・粒度１００μｍ以下 ＰＤ・・・平均分子量５０万乃至１００万の２−エチル
へキシルアクリレートのホモポリマーを含み、濃度４５
％。固形分量を示す。

ＥＧＤ・・・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 分散剤・・・リグニンスルホン酸系 セメント 珪砂 スラグ ＰＤ ＥＧＤ 分散剤 第１ 実施例１ 第２ 表 表 比較例１ １０σ 実施例２および比較例２ 第３表に示す割合で各原料を配合し、ＪＩＳＫ　　７１
１３（プラスチックの引張り試験方法）に従って、２号
試験片を作製し、材令２８日で引張り速度５ｍｍ／分で
標線間距離を測定し、伸び率（％）を求めた。

結果を第４表に示す。なお、第４表には、注入材として
使用されている市販エポキシ樹脂組成物Ａの結果を比較
例２として併せて示す。

第３表 １日 ２日 ７日 １４日 ２８日 実施例１ ２．１ ２．９ ３．３ ３．８ ３．９ 比較例１ １２．４ １７．５ ２１．１ ２２．０ ２２．４ 実施例２ セメント　　　　　１００ 珪砂　　　　　　１００ スラグ　　　　　１００ ＰＤ　　　　　　　２００ ＥＧＤ　　　　　　　３０ 分散剤　　　　　　　５ 第４表 伸び率（％） 実施例２　　　　１２０ 比較例２＜５ 実施例３および比較例３ 実施例２で得られた注入材と比較例２で使用したエポキ
シ樹脂組成物とを使用して、種々の幅のひび割れに対す
る注入試験を行なった。

鉄筋コンクリート建造物の基礎立上がり部分の表面に発
生しているひび割れの幅を測定し、幅０、　０５ｍｍ、
　０．　１ｍｍ、　０．　２ｍｍ＋、　０．４ｍａ＋。

０．８ｍｍおよび１、Ｏｗｍのひび割れに注入を行なっ
た。次いで、３日後にそれぞれのひび割れ注入部分から
コア（直径１０＋＋＋■）を採取し、割裂して注入の状
態を観察した。施工時の気温は、２１℃であり、施工は
、注入材の混線から約６０分間で完了した。

ひび割れ幅（ＩＩＩ！ｌ　）と注入可能深さ（ｍｍ）と
の関係を第５表に示す。

ひび割れ幅 （關） ０．１〜０．２ ０．２〜０．３ ０．３〜０．５ ０．５〜１．０ （注１）： 第５表 注入可能深さ（ａｍ） 実施例３　　　比較例３ ２〜３　　　注入不可 ４〜５　　　（注１） 〉５　　　２〜３ 〉５〉５ 注入口の真下のみ少量充填 第５表に示す結果から明らかな様に、従来注入材として
使用されている市販エポキシ樹脂組成物では、幅０．３
＋＋ｍ以下の微細なひび割れに注入することは、実際上
不可能である。

実施例４ 実施例２で得られた本発明の注入材と比較例２で使用し
たエポキシ樹脂組成物からなる公知の注入材とを使用し
て、乾燥時および湿潤時のコンクリートに対する接着強
度を測定した。

ＪＩＳ　　Ｒ５２０１（セメントの物理試験方法）に従
って作製した４　Ｘｃｍ４　Ｘｃｍｌ　６ｃｍの供試体
を２つに割裂して４　ｃｍ　Ｘ　４　ｃｍ　Ｘ　８　ｃ
ｍとした後、４　ｃｍ　Ｘ　４　ｃｍの断面に厚さ１ｍ
＋＋＋のスペーサを設置し、その間に注入材を注入し、
所定条件で養生し、引張り試験を行なった。

第６表に結果を示す。なお、表中の各養生条件は、下記
の通りである。

■・・・温度２０℃、相対湿度６０％で２８日間養生。

■・・・温度２０℃、相対湿度６０％で２８日間養生後
、水中で７日間放置。

■・・・温度２０℃、相対湿度６０％で２８日間養生後
、水中で２８日間放置。

第 表 養生 実施例４ （ｋｇｆ／ｃＪ） 比較例４ （ｋｇｆ／ｃＩＩＩ） ■ ■ ■ ５、７ １５゜ １゜ 第６表に示す結果から、本発明による注入材が湿潤状態
のコンククリートに対しても、優れた接着力を有してい
ることが明らかである。

（以　上） 手続補正書印発） 昭和６３年９月２′１日 事件の表示 昭和６３年特許願第２０２４１ 発明の名称 無機弾性注入材 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 大阪セメント株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］（ａ）水硬性材料１００部、 （ｂ）骨材および／または混和材１０〜３００部、 （ｃ）高弾性ポリマーディスパージョン２０〜２００部
   （固形分として）、および （ｄ）高弾性ポリマーディスパージョン１００部（固形
   分として）に対してジエチレン グリコール誘導体１〜１０部 なる組成を有する無機弾性注入材。