JPS62297251A - コンクリ−トひびわれ補修用ポリマ−セメント - 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】 ６、　発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンクリート構造物に発生したひびわれを補修
するのに用いるポリマーセメントに関する。

〔従来の技術〕

コンクリート構造物には種々の原因でひびわれが発生す
る。このひびわれは該構造物の外観を悪（するばかシで
なく、雨水や塩分その他の有害物質の侵入経路となシ、
ひいてはそれら有害物質がもとになって該構造物の耐久
性を悪くする。たとえば鉄筋コンクリート構造物にひび
われが発生した場合、前記有害物質が鉄筋を腐食し錆を
発生させ、鉄筋の体積上２，５倍に、膨張させる。それ
によってかぶ多部分が押出されて剥離し、腐食が一層進
行するため、該構造物の寿命は正常な構造物に比べ、き
わたって短かいものとなっていた。

このため業界は０．２　ｔａｎ以上の幅のひびわれを特
に有害であるとして、その補修方法について種々の研究
を行ない、いくつかの方法が開発された。

その一つにひびわれに硬化性材料を注入し、固化させる
方法がある。この方法では注入材料としてエポキシ系樹
脂が一般的に用いられ、またポルトランドセメントを水
と混練したペーストも一部で用いられてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来法のエポキシ系樹脂を注入する
方法ばひびわれ内部が湿潤状態であるため、樹脂の接着
性が悪く、そのため補修後の該構造物の強度が必ずしも
十分ではなかった。

しかも前記樹脂は有機物であるため耐火性がなく、この
方法が適用できる補修箇所は著しく限定されたものであ
った。

一方従来法のセメントペーストを注入する方法は通常の
セメントを用いているため、その粒゛　度が粗（ひびわ
れ幅が少なくとも０．５問程度以上のものの補修にしか
適用できなかった。その上ペーストとして注入している
ので硬化したさい必然的に収縮が起こり、ペーストと該
構造物との間にマイクロクラックが発生し、完全な補修
に至らなかった。

そこで本発明者らは従来法で生じる上記欠点が解消でき
、かつ少なくとも幅０．２　ｍ以上のひびわれの補修が
できる材料について研究した結果、下記に述べる本発明
に到達した。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は最大粒径２２μｍ未満で、かつ２．８
　ｌｒ　ｍ以下の粒子を１５〜４０重量％含む水硬性セ
メント、高分子ディスパージョン、減水剤および増粘剤
からなるコンクリートひびわれ補修用ポリマーセメント
であることを要旨とするものである。

本発明で使用される水硬性セメントとは水と混練したさ
い水和硬化する性質を有するポルトランドセメント系の
ものであって、最大粒径が２２　ｔｔｍ未満、２．８μ
ｍ以下の粒子が１５〜４０重量％の範囲の細かさを有す
るものである。

その水硬性セメントのつくシ方は通常市販されているポ
ルトランドセメント、混合セメントなどを、あるいはそ
れらの前駆物質であるポルトランドセメントクリンカ−
に適宜に石こうを配合したものを、前記粒度条件になる
ように粉砕してつくるか、または前記市販セメントラ分
級してつくるかのいずれかの方法による。本発明ではそ
の製法について特に限定はしない。

以上のようにしてつくられた水硬性セメントの粒度は前
記した条件に入ることが肝要である。

もしスラリー中の水硬性セメントの最大粒径が２２μｍ
以上であると、スラリーが幅０．２朋程度のひびわれに
注入された場合性々にして圧入口が閉塞され注入できな
かったり、あるいは水硬性セメントがひびわれ内に十分
に行きわたらず、局部的に空洞ができたシするなど充填
率が悪くなる場合もあるので好ましくない。

水硬性セメント中の２．８μｍの粒子の割合を１５重量
％未満にするとひびわれに充填中のスラリーがひびわれ
内で固液分離を起こし、ひびわれ深部に水硬性セメント
粒子が進入しない部分ができ充填率が低下する。つまシ
ひびわれ深部における接着強度を著しく低下させるので
好ましくない。また前記割合が４０重量％を超えるとス
ラリーをつ（るさい、その流動性を確保するためには混
練水量を増やさねばならず、硬化した水硬性セメントの
接着強度を低下させるので好ましくない。

次に高分子ディスパージョンについて説明する。

本発明でディスパージョンを配合するのは、ひびわれへ
注入する水硬性セメントとコンクリート構造物との接着
強度を高め、乾燥収縮を減じ、かつ水密性を高めるため
である。

本発明で使用するディスパージョンには通常のポリマー
セメントコンクリートをつくるさいて混入されるスチレ
ン−ブタジェンゴムラテックス（ＳＢＲ）やポリアクリ
ル酸エステルエマルジョン（ＰＡＥ　）　、エチレン−
酢酸ビニルエマルジョン（ＥＶＡ　）などが挙げられる
。それらのディスパージョンは一般に市販されているも
のが用いられる。それらには分散性などをよくするため
に乳化剤、安定化剤および消泡剤が混入されているが、
これらの存在は本発明のポリマーセメントにとって好ま
しいものである。

前記ディスパージョンの配合割合は特に限定するもので
はないが、目安として水硬性セメント１００重量部に対
して５〜１５重量部（固形分）とした場合接着強度が高
く好ましい。

減水剤は微粒子を多く含んだ水硬性セメントをスラリー
としたときの、■該セメントの分散性をよくするため、
■スラリーの流動性をよくするためおよび■スラリーを
つくるさいの混練水量を減じて接着強度を増すために配
合されるものである。その減水剤には一般のコンクリー
トを製造するときに添加される減水剤、たとえばナフタ
リンスルホン酸ホルマリン縮金物、スルホン化メラミン
縮合物などが例示される。その配合割合は使用する減水
剤によって減水効果が異なるので一概にはいえないが、
たとえばナフタリン孝スルホン酸ホルマリン縮合物を用
いた場合、水硬性セメント１００重量部に対して１〜５
重量部配合するのが一つの目安となる。

増粘剤は本発明のポリマーセメントのスラリーがひびわ
れに充填されるさいに起こりがちな固液分離を防止する
ために配合される。その作用を有するものとして水溶性
高分子化合物、たとえばメチルセルロース（ＭＣ）、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ　）などが示される。その
配合割合は水硬性セメント１００重量部に対して０．０
５〜０．１５重重量程度が望ましい。

次に本発明のポリマーセメントのつくシ方を述べる。

本発明のポリマーセメントは高分子ディスパージョンを
配合するので、予め製造しておくのではなく、ひびわれ
補修のさい、その都度前述の各材料を配合し水な添加混
練してひびわれに注入する。添加する水の量はひびわれ
幅やスラリーの注入圧によって適宜に決めねばならない
が、高分子ディスパージョンに含まれる水と添加する水
との含量が水硬性セメント１００重量部に対し約４０〜
７０重量部程度になるように調節される。なお各材料の
配合および混練方法は慣用の方法に準じて行われる。

混練して得られたスラリーは公知の方法でひびわれに注
入する。すなわちコンクリート構造物のひびわれ開口部
のうち、注入口として適当な間隔で残す複数の開口を除
き、残シの開口部を有機系接着剤あるいはポリマーセメ
ントモルタルでシールする。その後発注入口よシ注水し
てひびわれ内部を洗浄し有害物を除去する。

以上によシ湿潤状態となったひびゎれ内てひびわれの最
下方π位置する注入口より前記スラリーを０．５　ｋｑ
ｆ／ｃＡ程度以上の圧力をがけて注入する。前記注入口
よシ上方にある注入口よシスラリ−が漏出しはじめたら
注入をやめ、前記最下方の注入口をゴム栓などでシール
したのち、引き続いて該上方の、注入口よシスラリ−を
注入する。以上の要領によって順次各法入口がらスラＩ
Ｊ　　ｉ注入し、ひびゎれ内部をスラリーで充満させた
のち、硬化させることによってひびゎれ補修を終了する
。

以下に本発明を実施例に基づいて説明する。

〔実施例〕

実施例１〜７、比較例１〜３ 本発明のポリマーセメントの接着強度および充填率を調
べた。

水硬性セメントとして次の種類のものをっ（つた。一つ
は普通ポルトランドセメントクリンカ−に排脱副産石こ
う（２水せっこう）を配合し、ボールミルで粉砕して得
た試製水硬性セメントＡ　（Ｓｏ、２．３％）をセパレ
ーターで分級して表１に示す粒度構成を有する各種のセ
メントをつ（つた。もう一つは市販の早強ポルトランド
セメント（日本セメント社製「アサノベロセメント」）
をセパレーターで分級して同表に示す粒度構成の水硬性
セメン）Ｂをつくった。

前記各種の試製水硬性セメントに同表に示す割合に高分
子ディスパージョン、減水剤および増粘剤を配合し、水
を添加したのちポパ〜ト型ミキサーで３分間混練してス
ラリーをっ（った。

得られたスラリーの粘性は土木学会のＰＣグラウト試験
に用いられるＪロート（直管部の内径１０■、長さ３ｏ
ｔＩＩＩ１１の流出管を有するロート）を用いてスラリ
ー６４０　ｃｃの流出時間（秒）を測定した。

試製水硬性セメントＡを用いてつくったスラリーは前記
粘性が２０±２秒の範囲になるように水の量を加減して
調節し、試製水硬性セメントＢを用いたものＫついては
水の量を変えて種種の粘性のスラリーをつくった。

以上のようにしてつくったスラリーについてＪＩＳＡ　
６０２４Ｖ建築補修用注入エポキシ樹脂」に規定されて
いる接着試験方法（特殊条件、湿潤時）に準じて材令７
日の接着強度を測定し、結果を同表に示した。

また前記スラリーをひびわれに注入したさいの充填率の
測定は第１図に示す方法で行った。

すなわち表２に示す配合てしたがってコンクリート試験
体１（１０Ｘ１０Ｘ４０ｃｒｎ）を作製し、２日間湿空
養生したのち、脱型してさらに２６日間水中養生させた
。

かくして得られた試験体１に３等分曲げ載荷法によって
幅０．２〜０．２５ｍｍのひびを入れた。

そのひびわれは第１図に示すように１箇所に注入口２を
設け、他の部分はエポキシ樹脂３でシールした。

以上のようにしてひびの入った試験体１に前記スラリー
？、　１．０　ｋｇＬ／−の圧力で２分間注入口よシ注
入した。注入後ただちに試験体１を３等分曲げ載荷法で
ひびわれにそって破断し、スラリーの充填率を測定し得
られた結果を表１に併記した。

表　　　２ １）普通ポルトランドセメント　日本セメント社製「ア
サノ普通セメント」 なお充填高は試験体に最大幅０．２〜０．２５ｍｍのひ
びを入れたときのひびわれ幅０．　ｌ　ｔａｘ以上が占
める面積に対し、該ひびわれに１　ｋｇｆＡ＋４で注入
したスラリーの充填している面積の割合に）で示した。

実施例８ 第２図に示すような開口部５から最大幅０．３５ガ、長
さ約１５０ｃｒｎの大きさのひびわれ６の生じている厚
さ１５ｃｒｎの鉄筋コンクリート建築物の壁４を実施例
６のスラリーを用いて下記の要領で補修した。

まずひびわれ全長に対し、鋼製座金付パイプを１５ｃｒ
ｎ間隔でエポキシ樹脂で接着して、注入口とし、注入口
と注入口との間のひびわれ開口部をエポキシ樹脂でシー
ルし、１日間放置した。

その後最上部の注入口より注水してひびわれ内ｉ６洗浄
したのち、最下部の注入口より実施例６の配合に基づく
スラリーを１　ｋｚｆ／ｃ！の圧力で注入し、直近上部
の注入口よシスラリ−が漏出しはじめたら注入をやめ、
最下部の注入口をエポキシ樹脂でシールする。このよう
にして順次上方の注入口よりスラＩＪ−’を注入してひ
びわれ内部を充填した。

注入後１週間放置したのち、ひびわれ全長のほぼ中央付
近から配筋箇所を避けて直径１０ｃｒｎ。

長さ１５ｃｒｎのコアを抜き取シ、このコアを長さ方向
に３ｃｒｎ間隔で切断した。その切断面に露出したひｙ
われ全長に対する該スラリーの充填している長さの割合
を充填率に）として求めた。

測定した結果、充填率は９５％であった。

さらに、ひびわれ全長から６コのコアを採取して接着強
度を調べた。採取したコアのびびわれ面から１．５　ｃ
ｍのところをひびわれにそってコンクリートカッターで
切断したのち、ひびわれに対し直角にひびわれに達する
切れ目を入れて供試体をつ（つた。この供試体を建研式
付着試験法に準じて材令７日の接着強度を測定した。

その結果６コのコアの平均接着強度は２２．３　ｋｇｆ
／ｃｙｌであった。

一方コンクリート壁のひびわれのない部分からコアを採
取し引張強度を測定したところ２３．１ｋｙｆ／ｃｒ／
Ｉであった。したがって本発明のポリマーセメントとコ
ンクリート構造物の強度とはホ一致し、コンクリート構
造物をひびわれのない元の状態にできることが判明した
。

〔発明の効果〕

本発明のコンクリート構造物のひびわれ補修用のポリマ
ーセメントは従来行っていたポルトランドセメントでは
なし得なかった幅０．５　ｔｒａｎ以下のひびわれに注
入可能であり、その充填率もほぼ１００％であった。そ
の上、ひびわれ内部が湿潤状態であってもエポキシ樹脂
のように接着強度が弱まることはなく、十分な強度を有
していた。

しかも本発明のポリマーセメントは硬化後の収縮が小さ
いためマイクロクラックの発生もない特徴を有していた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリマーセメントのスラリーをコンク
リート試験体のひびわれに注入するさいの注入口の位置
とエポキシ樹脂によってシールした状態図であシ、第２
図はコンクリート壁のひびわれ状態図である。 １・・・・・・コンクリート試験体 ２・・・・・・注入口 ３・・・・・・エポキシ樹脂 ４・・・・・・コンクリート構造物壁 ５・・・・・・開口部 ６・・・・・・ひびわれ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 最大粒径２２μｍ未満で、かつ２．８μｍ以下の粒子を
   １５〜４０重量％含む水硬性セメント、高分子ディスパ
   ージョン、減水剤および増粘剤からなることを特徴とす
   るコンクリートひびわれ補修用ポリマーセメント。