JPH10182796A

JPH10182796A - エポキシ樹脂系の組成物

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Publication number: JPH10182796A
Application number: JP24465397A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yasuda; 謙一安田; Hiroshi Otomo; 博大友
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1998-07-07
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: JP3679563B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼材の腐食の進行による錆膨張及びこれに伴
うコンクリート部におけるクラックの再発を簡易に抑制
ないし防止可能とし、また鋼材とコンクリート等とが強
固に結合されるようにする。【解決手段】鉄筋コンクリート構造物等のクラックを
補修するエポキシ樹脂系の組成物を、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂からなる主剤と、変性脂肪族ポリアミン
およびポリアミドアミンを含有してなるアミン系硬化剤
と、添加剤とで構成する。そして、主剤とアミン系硬化
剤との割合は、重量比で２〜６：１（好ましくは2.０：
0.８〜1.２）または当量比（エポキシ当量と活性水素当
量との比）で1.０〜0.８〜1.２、主剤とアミン系硬化剤
との合計含有量は８０〜９５重量％、添加剤の含有量は
５〜２０重量％とし、添加剤には有機酸とリン酸イオン
とアルコール系溶剤とを含有させる。添加剤は、その全
量を１００重量％とした場合に、１０〜５０重量％のタ
ンニン酸等の有機酸と、５〜３０重量％のリン酸イオン
と、２０〜８０重量％のアルコール系溶剤とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鉄筋コンク
リート構造物等におけるクラック部や各種鋼構造物どう
しの接合間隙部等を補修あるいはシールする際に使用さ
れるエポキシ樹脂系の組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鉄筋コンクリート製の建物等に
おいては種々の原因でコンクリート（モルタルを含む）
にクラックが発生することがある。このようなクラック
を放置しておくと、その部分から空気や水が浸透してコ
ンクリート内にある鉄筋等の鋼材の腐食が進行するおそ
れがあるため、早期に補修しておくことが望ましい。

【０００３】この種のクラックに対する補修は、従来、
主として次のような方法で行われている。クラックの発生部に沿って表面を例えばＶ字状にカ
ット（いわゆるカット処理ないしハツリ処理）して、そ
の部分に樹脂を注入する。その場合、注入樹脂として通
常はエポキシ樹脂を使用する。クラックの発生部の周囲を全体的にハツリ処理し、
次いで鉄筋の腐食部分に対してケレン処理を施した上で
防錆処理を行い、最後に穴埋処理をする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】の方法は、クラック
部分に対して樹脂を注入・充填することにより空気・水
分等を遮断し、それ以後のクラックの拡大を防止ないし
抑制しようとするものである。しかし、この方法では、
コンクリート内の鉄筋がすでに腐食していれば、その腐
食を抑制することができず、また鋼材部分に対する防錆
効果も期待できないため、時間が経つと鉄筋の腐食が増
大する。その結果、錆による体積膨張でコンクリートに
再度クラックが発生するという問題が生じる。

【０００５】これに対して、の方法によれば、その後
のクラックの発生に加えて錆の発生をも防止ないし抑制
することができる。しかし、の方法では、クラック部
の周囲を大がかりにハツリ処理する必要があるととも
に、腐食している鉄筋等に対してケレン処理や防錆処理
（塗装）を施さなければならないため、補修工事が大が
かりになり、時間および経費がかかるという問題があ
る。このように従来の方法においては、防錆効果が悪
い、クラックの再発防止効果が薄い、工事が大がかりに
なる、時間や費用がかかる等の問題があった。

【０００６】本発明の目的は、大がかりな工事を行わな
くても、鋼材の腐食の進行による錆膨張及びこれに伴う
コンクリート部におけるクラックの再発を抑制ないし防
止できるようにすることにある。また、本発明の目的
は、鋼材とコンクリート等との密着性を高めて両者が強
固に結合されるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モルタル
系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの複合系
におけるクラック部、接合間隙部または欠損部等を補修
ないしシールする際に用いられるエポキシ樹脂系の組成
物において、次の〜の要件を具備してなることを特
徴とする。

【０００８】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂から
なる主剤と、アミン系硬化剤と、添加剤とを有するこ
と。主剤とアミン系硬化剤との割合が、重量比で２〜
６：１（好ましくは2.０：0.８〜1.２）、または当量比
（エポキシ当量と活性水素当量との比）で1.０：0.８〜
1.２であること。主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５
％（重量％、以下単に％というときは重量％を意味す
る）であること。添加剤の含有量が５〜２０％であること。添加剤には、有機酸と、リン酸イオンと、アルコー
ル系溶剤とが含まれていること。

【０００９】以下、本発明を特定する事項等について更
に具体的に説明する。（１）主剤主剤には、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの
縮合生成物であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を使
用する。金属やコンクリートなどの他物質への接着性に
優れていること、硬化の際に水その他の揮発物を副生せ
ず、体積収縮率が少ない（つまり寸法安定性に優れてい
る）こと、耐薬品性に優れており、多くの酸やアルカリ
類、塩類に対して安定であること、含浸性、耐熱性、耐
水性に優れていること等による。

【００１０】（２）アミン系硬化剤アミン系硬化剤としては、変性脂肪族ポリアミンとポリ
アミドアミンとを使用する。この種の硬化剤について
は、反応（硬化）時間、粘度、柔軟性、コスト等の異な
る各種のものが市販されており、通常は、使用目的や使
用箇所等を考慮して、それらの市販品の中で適当なもの
を選択して使用する。

【００１１】ａ）変性脂肪族ポリアミン変性脂肪族ポリアミンは、常温硬化剤として実用されて
いる脂肪族ポリアミンを改良したもので、脂肪族ポリア
ミンに比べて毒性が低い等の特徴がある。本発明で用い
る変性脂肪族ポリアミンとしては、例えば、１級、２級
および３級アミン系化合物を混合したものが挙げられ
る。

【００１２】ｂ）ポリアミドアミンポリアミドアミンは、主剤であるエポキシ樹脂を硬化さ
せるだけでなく、エポキシ樹脂の性質を改良したりコス
トを下げたりする等のために使用する。本発明で用いる
ポリアミドアミンとしては、例えば、１級、２級および
３級アミン系化合物を混合したものが挙げられる。

【００１３】（３）添加剤本発明において、添加剤は、鋼材腐食部の錆の成長を止
めるべく、赤錆を安定な黒錆に転換する機能をもつとい
う意味で特に重要である。ａ）リン酸イオンリン酸イオンは、鋼材表面をエッチングするためのもの
で、例えば正リン酸や重合リン酸として、あるいはリン
酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛等のリン
酸塩の状態で添加することができる。リン酸イオンと鋼
材との反応は次の通りである。Ｆｅ＋２Ｈ₃ＰＯ₄→Ｆｅ（Ｈ₂ＰＯ₄）₂＋Ｈ₂↑ この反応により、鋼材表面と本発明組成物との界面にお
けるｐＨが上昇し、鋼材表面にリン酸塩系無機皮膜が形
成される。リン酸イオンの含有量は、当該添加剤の全量
を１００％とした場合に、５〜３０％とするのが良い。
これよりも含有量が多すぎると臭いが強くなって作業性
が損なわれるおそれがあり、少なすぎると金属表面に対
する反応性が低下する。好ましくは、１０〜２０％、更
に好ましくは１０〜１５％である。

【００１４】ｂ）有機酸有機酸は、鋼材表面と反応して有機酸−鉄系の皮膜を形
成する機能がある。有機酸としてはタンニン酸を使用す
るのが好ましいが、フィチン酸やカルボン酸（例えば、
没食子酸、クエン酸、酒石酸等）も使用可能である。有
機酸の含有量は、当該添加剤の全量を１００％とした場
合に、１０〜５０％とするのが良い。これよりも含有量
が多いと溶解しにくくなるとともにコストアップとな
り、少ないと鋼材表面に対する反応性が低下する。好ま
しくは、２０〜４０％、更に好ましくは３０〜３５％で
ある。

【００１５】ｃ）アルコール系溶剤アルコール系溶剤は、主として、添加剤がエポキシ樹脂
に対して良好に混ざるようにする目的で使用する。アル
コール系溶剤としては、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、イソプロピルアルコール等を用いる
ことができる。アルコール系溶剤の含有量は、当該添加
剤の全量を１００％とした場合に、２０〜８０％とする
のが良い。これよりも含有量が多いとリン酸、有機酸の
添加量が少なくなり、少ないとリン酸、有機酸が溶解し
にくくなる。好ましくは、４０〜６０％、更に好ましく
は５０〜５５％である。

【００１６】（４）本発明に係るエポキシ樹脂系の組成
物( 以下、適宜、本発明組成物という) の用途次に本発明組成物の主な用途を列挙する。ａ）鉄筋コンクリート構造物等のクラック部への注入用ｂ）各種鋼構造物どうしの接合間隙部等への注入用ｃ）橋梁合成桁部で鋼材とコンクリート部の間隙部等へ
の充填注入用ｄ）ベランダ手摺部とスラブ部との取合い部等への注入
用ｅ）コンクリート、モルタル部等の欠損部への充填用ｆ）天井の欠損部の充填、不陸調整、ジャンカ、巣穴、
その他空隙部などへの充填用ｇ）各種プラント等の新設・塗り替え時の下塗り用ｈ）各種鉄鋼構造物等の新設・塗り替え時の下塗り用

【００１７】

【作用】例えば、本発明組成物を用いて鉄筋コンクリー
ト構造物のクラックを補修する場合には、まずクラック
に沿って存在するコンクリート部分を電動カッター等で
所要形状に斫り取った後、斫り屑やほこり等を除去し、
強固なコンクリート下地を出す。この状態において、鉄
筋が露出している場合には、従来はワイヤーブラシ等で
鉄筋表面の錆を完全に除去した上で、下地面および鉄部
に刷毛等でプライマーおよび防錆剤を順次塗布し、その
後に樹脂や樹脂モルタル等を注入・充填していた。

【００１８】しかし、本発明によれば、その必要がな
く、上記コンクリート下地を出した状態（鉄筋表面が腐
食している場合には、その腐食部分の浮き錆を軽く除い
た程度）で、斫り取られた部分に本発明組成物を注入・
充填するだけでよい。このようにすると、注入・充填さ
れた本発明組成物に含まれているリン酸イオンが鉄筋の
表面に作用して、腐食抑制効果のあるリン酸塩系無機皮
膜を作る。また、同組成物中の他の成分である有機酸が
鉄部および／または鉄錆と反応して有機酸−鉄系の腐食
抑制皮膜を形成する。このとき、有機酸は、腐食部分の
錆（赤錆：Ｆｅ₂Ｏ₃ ）中に浸透して、その錆を黒錆
（マグネタイト：Ｆｅ₃ Ｏ₄）等の化学的に安定な化合
物に変えてしまう。これにより、鉄筋部分の腐食が抑制
ないし防止される。そして、この状態で本発明組成物が
硬化して、主成分であるエポキシ樹脂のもつ優れた接着
力によりコンクリート部分および鉄筋部分に対して強固
に結合する。その結果、当初クラックのあった部分は、
内部に空気や水分が浸透しないように補修されることに
なる。

【００１９】このようにして本発明組成物によれば、ク
ラック部を補修する際に、樹脂注入前の防錆処理等を特
に行わなくても、組成物を注入・充填するだけで鉄筋部
分の腐食を抑制ないし防止しうると同時にクラック部を
修復することができる。

【００２０】以上はクラック部において鉄筋が露出して
いる場合の説明であるが、鉄筋がクラックの奥にあって
露出してない場合でも、クラック部に本発明組成物を注
入・充填するだけで鉄筋部分の腐食を抑制ないし防止で
きる点は同じである。その場合、クラック部内に注入さ
れた本発明組成物がクラック内奥に容易に浸透して鉄筋
の表面に至ることにより、上記と同様にして腐食を抑制
ないし防止する。なお、本発明組成物を構成する主剤、
硬化剤および添加剤は非混合状態で保管され、現場にお
いて使用する際にその可使時間（ポットライフ）を考慮
して適切な時期に所定比率のもとに混練される。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄筋コ
ンクリート製構造物などにおけるクラックの補修を行う
場合等において、面倒な防錆処理等を行わなくても、鋼
材表面に対する防食と同時にクラック部や欠損部に対す
る注入・充填作業あるいはシール作業を行うことができ
る。これにより、大がかりな工事を行わなくても、鋼材
の腐食の進行による錆膨張及びこれに伴うコンクリート
部におけるクラックの再発を抑制ないし防止できる。ま
た、仕上げ後においては、本発明組成物によって形成さ
れた補修部分が鋼材およびコンクリートの双方に密着し
て一体化されるから、その補修部分を介して鋼材とコン
クリート等の両者が強固に結合することとなる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例および比較例として、表１に
示す組成を有するエポキシ樹脂系の組成物を作成した。
表１中の各成分の数字は重量％を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記各組成物について、硬化後の圧縮強度
等を測定したところ、表２に示すような結果が得られ
た。なお、圧縮強度、曲げ強度、引張剪断接着強度の各
測定方法は、JIS K 7208、JIS K 7203、JIS K 6850にそ
れぞれ準ずる。

【００２５】

【表２】

【００２６】次に、表面が腐食した鋼材に対する上記各
組成物の接着性能と腐食抑制効果とを調べるため、錆面
鋼板（表面に錆の層を有する鋼板）を使用して表３に示
した試験を行ったところ、表３の中欄に示す結果が得ら
れた。なお、接着強度の測定は建研式により行い、錆面
外観は目視により調べた。

【００２７】

【表３】

【００２８】〔評価〕上記表２に示したように、本発明
の各実施例に係る組成物は硬化後において十分な機械的
強度を有することが確認された。また、表３に示したよ
うに、本発明の各実施例に係る組成物は、比較例に係る
組成物に比べて錆面鋼板との接着性も良好であり、しか
も鋼材と接触した状態では相手側の鋼材表面に生じてい
た赤錆を化学的に安定な黒錆に転換しうることも確認さ
れた。これらのことから、鉄筋コンクリート製構造物等
におけるクラックの補修等に本発明組成物を用いれば、
大がかりな工事や面倒な防錆処理等を行わなくても、鋼
材表面に対する防食と同時にクラック部や欠損部に対す
る充填作業あるいはシール作業を簡単に行うことがで
き、また仕上げ後においては、本発明組成物によって形
成された補修部分が鋼材およびコンクリートの双方に強
固に結合一体化されることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モ
ルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの
複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を
補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系
の組成物であって、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミ
ン系硬化剤と、添加剤とを有し、主剤とアミン系硬化剤との割合が重量比で２〜６：１で
あり、主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量
％であり、添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、添加剤には、有機酸と、リン酸イオンと、アルコール系
溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系
の組成物。
【請求項２】鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モ
ルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの
複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を
補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系
の組成物であって、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミ
ン系硬化剤と、添加剤とを有し、主剤とアミン系硬化剤との割合が重量比で2.０：0.８〜
1.２であり、主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量
％であり、添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、添加剤には、有機酸と、リン酸イオンと、アルコール系
溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系
の組成物。
【請求項３】鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モ
ルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの
複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を
補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系
の組成物であって、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミ
ン系硬化剤と、添加剤とを有し、主剤とアミン系硬化剤との割合が当量比（エポキシ当量
と活性水素当量との比）で1.０：0.８〜1.２であり、主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量
％であり、添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、添加剤には、有機酸と、リン酸イオンと、アルコール系
溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系
の組成物。
【請求項４】添加剤には、その全量に対して、１０〜
５０重量％の有機酸と、５〜３０重量％のリン酸イオン
と、２０〜８０重量％のアルコール系溶剤とが含まれて
いる請求項１ないし３のいずれかに記載のエポキシ樹脂
系の組成物。
【請求項５】アミン系硬化剤として、変性脂肪族ポリ
アミンと、ポリアミドアミンとが含まれている請求項１
ないし４のいずれかに記載のエポキシ樹脂系の組成物。
【請求項６】有機酸として、タンニン酸が含まれてい
る請求項１ないし５のいずれかに記載のエポキシ樹脂系
の組成物。