TW202304713A - 構造物保護片及補強的構造物的製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供能夠大幅減少在混凝土等的構造物的表面上設置保護片時的施工時間且同時能夠長期保護構造物也具有優異的強度之構造物保護片。
一種構造物保護片,其為用於貼合至構造物的表面之構造物保護片,其中接著層、聚合物水泥硬化層及樹脂層依此順序設置。
Description
本發明係有關於構造物保護片及補強的構造物的製造方法。更詳細而言,本發明係有關於能夠大幅減少在混凝土等的構造物的表面上設置保護層時的施工時間且同時能夠長期保護構造物之構造物保護片、及使用了此構造物保護片的補強的構造物的製造方法。
公路橋樑、隧道、水閘等的河道管理設施、下水道管渠、碼頭等的土木構造物會由於老舊因而進行修補工程和補強工程。在將受損部分和脆弱部分修補之後多次重複塗上塗料,以進行修補工程。另一方面,對整個需要補強部分多次重複塗上補強用塗料,以進行補強工程。
在這種修補工程和補強工程中所進行的重塗步驟,例如,在混凝土上依序進行底層塗裝、中層塗裝、上層塗裝,然而中層塗裝和各層的塗裝步驟通常會因為需要使得塗層乾燥而無法連續地進行,舉例來說,在進行底層塗裝、第一次的中層塗裝、第二次的中層塗裝、第一次的上層塗裝、第二次的上層塗裝總共五層的塗裝的情況下,至少需要五天的施工時間。而且,由於是在戶外進行塗裝,因此可能會有受到天氣情況影響,在雨天時無法充分地乾燥等,造成塗裝工程本身無法進行的情況。因此,難以縮短施工時間,進而產生了人力成本,而且工程、塗膜的品質(膜厚、表面粗糙度、含水量等)會由於塗布步驟時的外部環境(濕度、溫度等)而受到影響,結果變得難以保持穩定。
再者,可以用鏝刀塗佈或噴塗等來完成塗裝,但要能透過均勻地塗佈以進行穩定的修補和補強,係在很大程度上取決於工匠的技巧。因此,塗膜的品質變得根據工匠的技巧而有所不同。此外,隨著建築工人的高齡化及人口的減少,進行混凝土的修補作業和補強作業的工人的數量正在減少的現況之下,需要即使並非熟練的工匠也能夠進行的更簡單的修補工法。
作為解決這種的問題的技術,例如,專利文獻1提出了一種簡單、費用低、縮短了施工時間、且可靠地防止混凝土劣化的片材及方法。此技術為一種混凝土修補方法,將包括具有樹脂的中間層和其兩面上藉由接著樹脂積層了紡織材料所構成的表面層之混凝土修補用片材,以施工用接著劑貼附於需要修補的混凝土表面上,之後,在與貼附了混凝土修補用片材的混凝土表面為相反側的表面層上塗佈塗料。
另外,也針對塗裝材料進行了改良。例如,專利文獻2提出了一種使用了可防止鹼骨材反應、對混凝土構造物的破裂具有優異的順應性、即使形成塗膜後的溫度升高時也不會發生塗膜膨脹、防止混凝土的剝落之塗佈材料的混凝土構造物的保護方法。此技術係在混凝土構造物的表面上形成基面整平材料塗膜並在此塗膜的表面上形成塗膜的方法。基面整平材料塗膜由包含陽離子類(甲基)丙烯酸聚合物乳劑及無機水硬性物質的組合物所形成。基面整平材料塗膜的表面上所形成的塗膜為由包含(甲基)丙烯酸烷基酯類乳劑及無機水硬性物質的組合物所形成的塗膜,其在20℃下的伸長率為50〜2000%,抗氯性為10
-2〜10
-4mg/cm
2·day,水蒸氣滲透率為5g/m·day以上,且膜厚為100~5000μm。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開第2010-144360號公報
[專利文獻2]日本專利特開第2000-16886號公報
[發明所欲解決的問題]
專利文獻1等的以往的混凝土修補片存在著基材與其他層(例如,接著劑層或補強部件)之間的接著力的差異、基材、接著劑層及補強部件等的伸長率的差異、接著劑層與混凝土之間的接著強度的問題等需要解決的課題。具體而言,基材與補強部件藉由黏著劑層貼合,但在混凝土修補片的施工期間或施工之後對混凝土修補片施加了應力的情況下,基材、接著劑層及補強部件等的伸長率的差異,有可能變成由於基材與接著劑層之間的接著力和接著劑層與補強部件之間的接著力彼此間的差異而引起層界面的剝離的原因。
再者,設置於混凝土修補片上的接著劑層藉由加熱等而軟化並貼合於混凝土,但在沒有得到充分的接著強度的情況下,混凝土修補片可能會從混凝土的表面剝落,進而失去作為修補片的作用。再者,施加了混凝土修補片之後的混凝土,有時會發生隨著時間膨脹的現象,可認為此現象係由於混凝土內部的水蒸氣因為低水蒸氣透過性的修補片的存在而無法逸出的緣故。
再者,如上述背景技術的內容所述,在現場藉由塗佈形成塗膜的方法,每塗佈一層要花費一天的時間,從底層塗裝到上層塗裝例如形成六層塗膜的情況下,會需要花費6天,而且還存在著膜厚差異、表面粗糙度和含水量等的品質和特性難以穩定的課題。
此外,由於混凝土修補片的修補對象通常是公路橋樑、隧道、水閘等河川管理設施、下水道管渠、碼頭等的土木構造物等的大型混凝土部件,因此混凝土修補片本身需要具有充分的強度(意味著拉伸強度、彎曲強度、硬度、表面強度、沖壓強度韌性等,在本說明書中以下的內容也同樣適用),但以往的混凝土修補片存在並不足以稱為具有充分的強度的問題。
本發明是為了解決上述問題而完成的,其目的在於提供能夠大幅減少在混凝土等的構造物的表面上設置保護片時的施工時間且同時能夠長期保護構造物、強度優異的構造物保護片、以及使用了此構造物保護片的補強的構造物的製造方法。
[用於解決問題的手段]
本發明人研究了不論以塗覆手段在混凝土的表面上形成膜層的施工方法為何,皆能夠長期穩定地保護混凝土之混凝土保護片。
結果,對混凝土保護片賦予對應混凝土的特性的性能,具體而言,進一步具備能夠順應混凝土中所產生的裂縫和膨脹的順應性、防止水和氯離子等的劣化因子滲透到混凝土內的防水性、抗氯性、抗中性化性、及能夠將混凝土中的水分以水蒸氣的形式排出的水蒸氣透過性等,且同時設置了確保混凝土保護片本身的強度的膜層。此外,發現藉由在這種混凝土保護片中附著於混凝土的表面的一側的表面上預先形成接著層,變得可透過接著層貼附至混凝土,且由於在作業現場並無需在混凝土構造物表面塗佈接著劑來形成接著劑層,因此作業效率變得非常優異,進而完成了本發明。而且,此技術概念可作為構造物保護片也應用於並非混凝土用的其他構造物。
(1)根據本發明的構造物保護片,其為用於貼合至構造物的表面之構造物保護片,其中接著層、聚合物水泥(polymer cement)硬化層及樹脂層依此順序設置。
根據此發明,設置於構造物之側的聚合物水泥硬化層與構造物之間具有優異的密合性等,能夠賦予優異的沖壓強度等。
再者,由於能夠藉由工廠的生產線上的塗佈步驟和乾燥步驟來量產構造物保護片,因此能夠實現成本的降低、現場的作業時間的大幅減少、構造物的長期保護。
此外,由於預先在聚合物水泥硬化層的表面上形成接著層,因此變得可透過接著層將構造物保護片貼附至構造物的表面上,而作業現場並無需塗佈接著劑來形成接著劑層,故作業效率變得非常優異。
在根據本發明的構造物保護片中,上述接著層以由丙烯酸類黏著劑所構成為佳。
丙烯酸類黏著劑的材料設計自由度高,而且透明性、耐候性及耐熱性也優異,能夠更加適用於根據本發明的構造物保護片來對構造物進行保護。
根據本發明的構造物保護片,根據JSCE-K-533所規定的沖壓試驗的沖壓強度以1.5kN以上為佳。
依據此發明,利用根據本發明的構造物保護片能夠適當地防止混凝土等從構造物的表面剝離等問題。
根據本發明的構造物保護片,透過接著層貼附於構造物的表面時的附著力以0.5N/mm
2以上為更佳。
依據此發明,利用根據本發明的構造物保護片能夠長期強力地保護構造物的表面。
根據本發明的構造物保護片,接著層的厚度以20~500μm為佳。
依據此發明,貼附於構造物表面時能夠具有優異的附著力,利用根據本發明的構造物保護片能夠長期強力地保護構造物的表面。
在根據本發明的構造物保護片中,聚合物水泥硬化層為含有水泥成分及樹脂的層,上述樹脂的含量可為10重量%以上、40重量%以下,且樹脂以20重量%以上、30重量%以下為更佳。
根據此發明,聚合物水泥硬化層為順應性優異且互溶性良好的膜層,因此膜層本身具有優異的密合性。而且,在構造物之側的聚合物水泥硬化層中所包含的水泥成分具有提高與混凝土等的構造物的密合性的作用。
根據本發明的構造物保護片,以更包括網篩層為佳。
根據此發明,由於具有網篩層,因此能夠對根據本發明的構造物保護片賦予強度等優異的性能。
(2)根據本發明的補強的構造物的製造方法,其為使用了上述根據本發明的構造物保護片的構造物的製造方法,其中上述構造物保護片透過上述接著層貼合至構造物的表面。
根據此發明,由於使用僅由不包括基材和加強構件的層所構成的構造物保護片,因此能夠容易地貼合於構造物的表面,且能夠在作業現場透過接著層將構造物保護片貼附至構造物的表面。結果,即使並非熟練的作業人員,也能夠將具有優異強度的構造物保護片穩定地設置於構造物的表面上,故能夠大幅減少施工時間,且同時能夠長期地保護構造物。
[發明功效]
根據本發明,能夠提供能夠長期保護混凝土等的構造物的構造物保護片、及使用了該構造物保護片的補強的構造物的製造方法。特別是能夠提供一種可實現對構造物保護片賦予對應構造物的特性的性能使得其可順應構造物中所產生的裂縫和膨脹、防止水和氯離子等的劣化因子滲透到構造物內、具有能夠排出構造物中的水或劣化因子的滲透性、提升強度等且容易貼附至構造物的表面之構造物保護片。而且,相較於以往採用手工塗佈所形成的膜層,其具有能夠改善品質穩定性、均勻性的優點。
[用以實施發明的形態]
以下,將參照圖式說明根據本發明的構造物保護片及使用了此構造物保護片的構造物的檢測方法。另外,只要具有本發明的技術特徵,可以對本發明以各種方式進行修改,並不限定於以下的說明及圖式的形態。
[構造物保護片]
根據本發明的構造物保護片用於貼合至構造物的表面,在與該構造物貼合的狀態下在最外側的表面設置樹脂層,且在上述樹脂層的表面形成用於檢測變形的圖案。
如圖1所示,這種根據本發明的構造物保護片1依此順序設置了接著層5、聚合物水泥硬化層2及樹脂層3。此聚合物水泥硬化層2和樹脂層3這兩層可以如圖1(A)所示各自形成為單層,也可以如圖1(B)所示形成為積層。再者,取決於所需的性能,也可以在聚合物水泥硬化層2與樹脂層3之間設置其他層。
根據本發明的構造物保護片1的水蒸氣滲透率以10~50g/m
2・day為佳。由於聚合物水泥硬化層2包含水泥成分,因此能夠期望具有一定程度的水蒸氣滲透率,而雖然可推測出設置於聚合物水泥硬化層2上的樹脂層3會使得水蒸氣滲透率變差,但在本發明中並沒有發生這種問題,構造物保護片1整體的水蒸氣滲透率介於預定的範圍內,因此在貼附於混凝土等的構造物之後,內部的水蒸氣能夠適當地滲透並排放到外部,進而能夠適當地防止膨脹的發生,並且還能夠防止接著性的降低。水蒸氣滲透率介於預定的範圍內的優點,可列舉出由於結構允許蒸氣容易逸出,因此變得具有能夠抑制構造物中的金屬(例如鋼筋)腐蝕的傾向。再者,在雨天時對構造物施加構造物保護片1的情況下,在構造物的表面變濕的同時,變成在構造物本身含有水的狀態下施工,而由於構造物保護片1具有上述水蒸氣滲透率,因此在施工之後(製造出補強的構造物之後),滲透至構造物內的水分變得容易逸出到外部。此外,剛硬化後的混凝土內部會含有大量的水,而對於這種混凝土,根據本發明的構造物保護片1也能夠適用。
根據本發明的構造物保護片1的另一個優點在於,由於能夠控制其水蒸氣滲透率,因此例如即使在構造物的水泥尚未硬化的狀態下,也能夠貼附於該構造物的表面上。亦即,也具備以下的優點,當水泥被模塑成型並硬化時,若快速地去除水分則水泥會形成多孔且變得具有構造物的強度降低的傾向,而藉由將根據本發明的構造物保護片1貼附於硬化前的水泥上,能夠控制在水泥硬化時去除水分的速度等,變得易於避免形成上述多孔結構。
若上述水蒸氣滲透率未滿10g/m
2・day,則根據本發明的構造物保護片1無法充分地滲透出水蒸氣,無法防止在貼附於該構造物後的膨脹現象等,使得接著性變得不足。若超過50g/m
2・day,則在水泥硬化時去除水分的速度會變得過快,水泥的硬化物有可能變得多孔而產生缺陷。上述水蒸氣滲透率的範圍以20〜50g/m
2・day為佳。
具有這種水蒸氣滲透率的根據本發明的構造物保護片1,例如能夠藉由後續描述的聚合物水泥硬化層2、和使用具有預定的水蒸氣滲透率的樹脂作為樹脂層3而得到。
本發明中的水蒸氣滲透率能夠利用後續描述的方法進行測量。
再者,根據本發明的構造物保護片1,在包覆於建築用混凝土基塊上的狀態下,在5%硫酸水溶液中浸漬30天後的硫酸滲透深度以0.1mm以下為佳。若上述硫酸滲透深度超過0.1mm,則根據本發明的構造物保護片1的耐硫酸性變得不足,有可能無法使用於下水道混凝土構造物等會因硫酸而發生腐蝕的構造物。上述硫酸滲透深度的上限以0.01mm為更佳。
本發明中的硫酸滲透深度能夠利用後續描述的實施例的方法進行測量。
再者,根據本發明的構造物保護片,也可以在堆疊2層以上的狀態下使用。對於利用根據本發明的構造物保護片所保護的構造物,由於能夠進一步加強保護,因此例如,在兩片根據本發明的構造物保護片並排貼附的情況下,能夠貼附另一片根據本發明的構造物保護片,以覆蓋這些構造物保護片彼此間的邊界。
根據本發明的構造物保護片1,由於聚合物水泥硬化層2包含水泥和樹脂成分,因此對於預先貼附於構造物上的根據本發明的構造物保護片1的樹脂層3也表現出適當的接著性。因此,根據本發明的構造物保護片1能夠適合以堆疊的狀態使用。
根據本發明的構造物保護片1,根據JIS K 6781記載的撕裂負荷試驗的項目所測量出的撕裂負荷以3〜20N為佳。由於具有這種撕裂負荷,當受到保護的構造物發生崩壞或塌陷時會適當地撕裂,因此能夠防止連續地崩壞或塌陷。再者,即使是在發生了僅需要去除一部分的受到保護的構造物的情況等,也變得可在任意的位置撕開進而去除構造物的一部分。若上述撕裂負荷未滿3N,則變得難以保護構造物本身,而若撕裂負荷超過20N,則有可能不會在適當的時機點產生撕裂。上述撕裂負荷的範圍以5~15N為較佳。
本發明中的撕裂負荷能夠利用後續描述的實施例的方法進行測量。
根據本發明的構造物保護片1的厚度分佈以±100μm以內為佳。由於此構造物保護片1的厚度分佈介於上述範圍內,因此即使並非熟練的作業人員,也能夠在構造物的表面上穩定地設置出厚度差異小的膜層。再者,藉由將厚度分佈控制於上述範圍內,變得容易均勻地進行構造物的補強。
設置於構造物之側的聚合物水泥硬化層2與構造物之間具有優異的密合性等,且能夠容易地對設置於聚合物水泥硬化層2上的樹脂層3賦予防水性、抗氯性、抗中性化性等優異的性質。
再者,由於能夠藉由工廠的生產線上的塗佈步驟和乾燥步驟來量產構造物保護片1,因此能夠實現成本的降低、現場的作業時間的大幅減少、構造物的長期保護。
再者,由於本發明的構造物保護片1設置有接著層5,因此無需在作業現場塗佈接著劑來形成接著劑層,即使並非熟練的工匠,也變得容易透過厚度均一的接著層貼附至構造物的表面。結果,能夠大幅減少貼合於構造物的表面時的施工時間,且同時能夠長期地保護構造物。
以下,將詳細描述各構成要素的具體範例。
(構造物)
構造物21為根據本發明的構造物保護片1的適用對象的部件,如圖2(B)所示。
作為構造物21,可列舉出由混凝土所構成的構造物。
通常將至少包含水泥類無機物質、骨材、混合劑和水的水泥組合物澆鑄並固化,以得到上述混凝土。這種混凝土被廣泛應用於公路橋樑、隧道、水閘等的河道管理設施、下水道管渠、港灣碼頭等的土木構造物。在本發明中,具有以下的特殊優點,由於構造物保護片1適用於由混凝土所構成的構造物21,因此能夠順應混凝土中所產生的裂縫和膨脹、水和氯離子等的劣化因子不會滲透到混凝土內、能夠將混凝土中的水分以水蒸氣的形式排出。
(聚合物水泥硬化層)
如圖1、圖2所示,聚合物水泥硬化層2透過接著層5配置於構造物21之側。此聚合物水泥硬化層2例如可以是如圖1(A)所示之沒有被重覆塗佈的單層,或者也可以是如圖1(B)所示之重覆塗佈的積層。可考量整體厚度、欲賦予的特性(順應性、對構造物的接著性等)、工廠的生產線、生產成本等,任意地設定為單層或積層,例如,當生產線短、以單層無法達到預定的厚度的情況下,可以重複塗佈兩層以上來形成。另外,例如在重複塗佈兩層的情況下,在第一層乾燥之後形成第二層。
再者,聚合物水泥硬化層2也可以是具有不同性質的層彼此積層所構成的結構。例如,藉由在樹脂層3之側形成樹脂成分的比例較高的層,樹脂成分高的層接著於樹脂層,且水泥成分高的層接著於混凝土構造物,對兩者的接著性變得非常優異。
聚合物水泥硬化層2以包含水泥成分及樹脂的層為佳。更具體而言,藉由將包含水泥成分的樹脂(樹脂成分)形成為塗料狀,並塗佈此塗料而得到。
作為水泥成分,可列舉出各種的水泥、包含由氧化鈣所構成的成分之石灰岩類、包含二氧化矽的黏度類等。其中以水泥為佳,例如,可列舉出波特蘭(Portland)水泥、氧化鋁水泥、早強水泥、飛灰(fly ash)水泥等。可根據聚合物水泥硬化層2應具備的特性來選擇哪一種水泥,例如考量到對混凝土構造物21的順應性的程度來進行選擇。特別是,可列舉出JIS R5210中所規範的波特蘭水泥為佳。
作為上述樹脂成分,可列舉出丙烯酸樹脂、丙烯酸胺基甲酸乙酯樹脂(acrylic urethane resin)、丙烯酸矽氧樹脂(acrylic silicone resin)、氟樹脂、柔性環氧樹脂類、聚丁二烯橡膠類、表現出橡膠特性的丙烯酸類樹脂(例如,以丙烯酸酯為主要成分的合成橡膠)等。從提升聚合物水泥硬化層2與樹脂層3之間的密合性的觀點來看,這種樹脂成分以與構成後續描述的樹脂層3的樹脂成分相同為佳。
再者,上述樹脂成分可以使用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂的任何一種。聚合物水泥硬化層2中「硬化」的用詞,並非意味著樹脂成分限定於熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂等硬化並聚合的樹脂,而是用來表示可使用在成為最終層時可硬化的材料的意思。
上述樹脂成分的含量可根據所使用的材料等相應地適當調整,而以相對於水泥成分和樹脂成分的總量為10質量%以上、40重量%以下為佳。若未滿10重量%,則有時會產生對樹脂層3的接著性降低或變得難以將聚合物水泥硬化層2維持為層狀的傾向,而若超過40重量%,則對混凝土構造物21的接著性可能會變得不足。從上述觀點來看,上述樹脂成分的含量的範圍以15重量%以上、35重量%以下為較佳,且以20重量%以上、30重量%以下為更佳。
用於形成聚合物水泥硬化層2的塗料為將水泥成分和樹脂成分以溶劑混合的塗佈液。對於樹脂成分,以乳劑為佳。例如,丙烯酸類乳劑係將丙烯酸酯等的單體使用乳化劑進行了乳化聚合所得到的聚合物微粒,作為一範例,可列舉出將包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的一種以上的單體或單體混合物在調配了界面活性劑的水中進行聚合所形成的丙烯酸類聚合物乳劑為佳。
構成上述丙烯酸類乳劑的丙烯酸酯等的含量並沒有特別限定,可以在20〜100質量%的範圍內選擇。再者,界面活性劑也可以根據需要的量進行調配,但沒有特別限定,可調配出成為乳劑的程度的界面活性劑。
藉由將此塗佈液塗佈在剝離片上,然後乾燥並去除溶劑(以水為佳),以形成聚合物水泥硬化層2。例如,將水泥成分和丙烯酸類乳劑之混合組合物作為塗佈液使用,以形成聚合物水泥硬化層2。另外,可以在上述剝離片上形成聚合物水泥硬化層2之後形成樹脂層3,也可以在剝離片上形成樹脂層3之後形成聚合物水泥硬化層2。在本發明中,在進行賦予設計性的步驟的情況下,例如,對剝離片進行了壓紋加工或消光加工(賦予凹凸形狀)之後,在其上依序形成樹脂層3(可以是單層也可以是兩層以上的多層)、聚合物水泥硬化層2(可以是單層也可以是兩層以上的多層)以對樹脂層3賦予設計性,也可以使用這種方法來製造構造物保護片1。
聚合物水泥硬化層2的厚度並沒有特別限定,可依據構造物21的使用形態(公路橋樑、隧道、水閘等的河道設施、下水道管渠、港灣碼頭、橋樑、欄杆、高速公路的側壁、污水管(內表面、外表面、接縫)、污水設施(污水處理設施、灌溉渠)、水下設施、近海地區的佈線通道、水壩排水渠、人孔蓋內壁面等的土木構造物、混凝土屋頂、鐵皮屋頂、混凝土樓頂、建築用管線、ALC板、室內地板、煙囪的內表面或外表面等的建築物等)、老化程度、形狀等任意地設定。聚合物水泥硬化層2的具體厚度,例如可設定在0.5mm~1.5mm的範圍內。作為一範例,在厚度為1mm的情況下,其厚度差異以±100μm以內為佳。如此高精度的厚度,不論如何都無法藉由在現場的塗佈來實現,而能夠藉由在工廠的生產線上進行穩定的塗佈來實現。另外,即使是在比1mm更厚的情況下,厚度差異也能夠介於±100μm以內。再者,在比1mm還更薄的情況下,能夠進一步減少厚度差異。
此聚合物水泥硬化層2由於存在水泥成分而使得水蒸氣容易滲透。此時的水蒸氣滲透率大約為20~60g/m
2・day。此外,水泥成分與例如構成混凝土的水泥成分具有良好的互溶性,能夠對混凝土表面具有優異的密合性。再者,如圖1所示,根據本發明的構造物保護片1具有接著層5,含水泥成分的聚合物水泥硬化層2以良好的接著性與接著層5接著。再者,由於聚合物水泥硬化層2具有延伸性,因此即使是在構造物21發生破裂或膨脹的情況下,也能夠順應混凝土的變化。
(網篩層)
本發明以更包括網篩層為佳。
在使用根據本發明的構造物保護片進行公路橋樑、隧道、水閘等的河道管理設施、下水道管渠、港灣碼頭等的土木構造物等的大型混凝土部件的修補的情況下,根據本發明的構造物保護片本身需要具有充分的強度(意味著拉伸強度、彎曲強度、硬度、表面強度、沖壓強度韌性等,在本說明書中以下的內容也同樣適用),而藉由更包括網篩層,根據本發明的構造物保護片能夠具有充分的強度得以承受如以上所述的大型混凝土部件的修復。
如圖3(A)所示,根據本發明的構造物保護片1,因為可以具有優異的附著強度,因此以在聚合物水泥硬化層2與樹脂層3之間的界面處設置網篩層7為佳。
上述附著強度意指透過接著層5將根據本發明的構造物保護片1的聚合物水泥硬化層2之側的表面貼附於混凝土表面,且將張力夾具固定在樹脂層3的表面上,並測量出藉由將該張力夾具以1500n/min的速度拉至與混凝土之側相反的一側進而發生拉伸分層剝離的強度所得到的。
再者,如圖3(B)所示,網篩層7也可以存在於聚合物水泥硬化層2的內部。網篩層7可以設置於聚合物水泥硬化層2中與樹脂層3接觸的表面為相反側的表面上,而以網篩層7埋設於聚合物水泥硬化層2的內部為佳。由於網篩層7埋設於聚合物水泥硬化層2的內部,因此網篩層7與聚合物水泥硬化層2之間的接觸面積增加,且兩者的接著強度容易變得優異,也變得易於確保聚合物水泥硬化層2整體的強度。若網篩層7沒有埋設於聚合物水泥硬化層2的內部,則在網篩層7與聚合物水泥硬化層2之間的界面處會變得容易發生剝離。
再者,在網篩層7存在於聚合物水泥硬化層2的內部的情況下,該網篩層7可以存在於聚合物水泥硬化層2的厚度的一半的位置,而較期望存在於樹脂層3之側。在網篩層7存在於聚合物水泥硬化層2中樹脂層3之側的情況下,附著力會平均提高1.3倍。
在本發明中,以在網篩層7中浸漬有構成聚合物水泥硬化層2的材料(例如,水泥成分或樹脂成分)為佳。
所謂在網篩層7中浸漬有構成聚合物水泥硬化層2的材料的狀態,意味著構成聚合物水泥硬化層2的材料填充在構成網篩層7的纖維之中的狀態,藉由這種浸漬狀態,變得容易使網篩層7與聚合物水泥硬化層2之間具有極其優異的接著強度。再者,網篩層7與聚合物水泥硬化層2的材料之間的相互作用容易變得更強,且構造物保護片1會變得容易具有更良好的強度。
如圖4所示,網篩層7可列舉出具有經線、緯線的纖維以格子狀排列的結構。
作為上述纖維,例如,以選自由聚丙烯類纖維、維尼綸(vinylon)類纖維、碳纖維、芳綸(aramid)纖維、玻璃纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、尼龍纖維及丙烯酸纖維所組成的群組中的至少一種的纖維所構成為佳,其中,能夠優選使用聚丙烯纖維、維尼綸纖維。
再者,其形狀並沒有特別限定,除了如圖4所示之雙軸向織物以外,例如,可以使用三軸向織物等任意的網篩層7。
另外,作為混凝土剝落防止用的網篩層7,可以使用土木用的高強度的維尼綸網篩、農業用的維尼綸、聚酯等的冷紗布等。
網篩層7的線距期望為50mm~1.2mm(線密度0.2~8.0條/cm)為佳。若線距未滿1.2mm,則網篩與上下方的聚合物水泥層的連結可能會變得不足,構造物保護片1的表面強度也變得不足。再者,若線距超過50mm,雖然不會對構造物保護片1的表面強度造成不利的影響,但拉伸強度可能會變弱。
在本發明的構造物保護片1中,拉伸強度與表面強度之間存在權衡關係,且適用於本發明的網篩層7的線距介於50mm~1.2mm的範圍內。
在從聚合物水泥硬化層2的上表面側觀看網篩層7時,其可以具有覆蓋聚合物水泥硬化層2的整個表面的尺寸,或者也可以比聚合物水泥硬化層2更小。
亦即,以平面視角觀看網篩層7時的面積,可以等同於以平面視角觀看聚合物水泥硬化層2時的面積,或者也可以比較小,而相對於聚合物水泥硬化層2的平面面積,網篩層7的平面面積以60%以上、95%以下為佳。若未滿60%,則根據本發明的構造物保護片的強度可能變得不足,而且,也可能會產生強度上的差異。若超過95%,則在隔著網篩層7積層了聚合物水泥硬化層2的結構中,聚合物水泥硬化層2彼此之間的接著強度可能變差,當對構造物施加根據本發明的構造物保護片時,會提高聚合物水泥硬化層2局部剝離的風險。另外,可以利用公知的方法測量出上述網篩層7等的平面面積。
(樹脂層)
如圖1、圖2所示,樹脂層3設置在相反於構造物21的一側並出現在表面上的層。此樹脂層3例如可以是如圖1(A)所示之單層,或者也可以是如圖1(B)所示之由至少兩層所構成的積層。可考量整體厚度、欲賦予的特性(防水性、抗氯性、抗中性化性,水蒸氣滲透性等)、工廠的生產線的長度、生產成本等來設定是單層還是積層,例如,當生產線短、以單層無法達到預定的厚度的情況下,可以重複塗佈兩層以上來形成。另外,例如在重複塗佈的情況下,在第一層乾燥之後形成第二層,然後將第二層乾燥。
可藉由塗佈具有可撓性、能夠順應混凝土中產生的破裂或裂縫且同時能夠形成具有優異的防水性、抗氯性、抗中性化性,水蒸氣滲透性的樹脂層之塗料,以得到樹脂層3。作為構成樹脂層3的樹脂,可列舉出表現出橡膠特性的丙烯酸類樹脂(例如,以丙烯酸酯為主要成分的合成橡膠)、丙烯酸胺基甲酸乙酯樹脂、丙烯酸矽氧樹脂、氟樹脂、柔性環氧樹脂、聚丁二烯橡膠等。此樹脂材料以與構成上述聚合物水泥層2的樹脂成分相同為佳。以包含橡膠等的彈性膜形成成分的樹脂為特佳。
在上述之中,從優異的安全性和塗佈性的觀點來看,表現出橡膠特性的丙烯酸類樹脂以由丙烯酸橡膠類共聚物的水性乳劑所構成為佳。另外,乳劑中的丙烯酸橡膠類共聚物的比例例如為30~70質量%。可例如在界面活性劑的存在下將單體乳化聚合,以得到丙烯酸橡膠類共聚物乳劑。作為界面活性劑,可使用陰離子類、非離子類、陽離子類中的任何一種。
在根據本發明的構造物保護片中,樹脂層3以由表現出優異的水蒸氣滲透率的樹脂所構成為佳。藉由包括由這種樹脂所構成的樹脂層3,根據本發明的構造物保護片的水蒸氣滲透率能夠介於在上述範圍內。
對於用來形成樹脂層3的塗料,製作出樹脂組合物和溶劑的混合塗佈液,將此塗佈液塗佈於剝離片上,然後將溶劑乾燥去除,進而形成樹脂層3。溶劑可以是水或水性溶劑,或者也可以是二甲苯・礦物油等的有機類溶劑。在後續描述的實施例中,使用水性溶劑,利用丙烯酸類橡膠組合物製作出樹脂層3。另外,形成於剝離片上的層的順序並沒有限制,例如,可以是如以上所述的樹脂層3、聚合物水泥硬化層2的順序,或者也可以是聚合物水泥硬化層2、樹脂層3的順序。
樹脂層3的厚度可依據構造物21的使用形態(公路橋樑、隧道、水閘等的河道管理設施、下水道管渠、港灣碼頭等的土木構造物等)、老化程度、形狀等任意地設定。作為一範例,以介於50~150μm的範圍內的任何一種厚度且其厚度差異介於±50μm以內為佳。如此高精度的厚度,不論如何都無法藉由在現場的塗佈來實現,而能夠藉由在工廠的生產線上穩定地實現。
此樹脂層3具有高防水性、抗氯性、抗中性化性,而以水蒸氣可滲透為佳。此時的水蒸氣滲透率,期望可適當地調整成例如使得根據本發明的構造物保護片1的水蒸氣滲透率為10~50g/m
2・day。如此一來,能夠使得構造物保護片1具有高防水性、抗氯性、抗中性化性和預定的水蒸氣滲透性。而且,藉由由與聚合物水泥硬化層2相同種類的樹脂成分所構成,因此能夠與聚合物水泥硬化層2具有良好的互溶性,也具有優異的密合性。根據JIS Z0208「防潮包裝材料的透濕度試驗方法」測量水蒸氣滲透性。
再者,從能夠使得根據本發明的構造物保護片1具有豐富的顏色變化的觀點來看,樹脂層3也可以包含顏料。
再者,樹脂層3也可以包含無機物。藉由包含無機物,能夠對樹脂層3賦予耐刮傷性。上述無機物並沒有特別限定,例如,可列舉出二氧化矽(silica)、氧化鋁(alumina)、二氧化鈦(titania)等的金屬氧化物粒子等以往公知的材料。
再者,根據本發明的構造物保護片,當樹脂層3的與聚合物水泥硬化層2之側為相反側的表面被含碳粒子的油污染之後垂直地放置,並從大約2公尺遠的位置,對受到污染的表面,用水管幾乎水平地、強力噴灑自來水,以清潔受到污染的表面,此時的污染物的去除率以95%以上為佳。樹脂層3的表面變得具有優異的清潔性,例如,對於高速公路的牆壁和隧道的壁面等的污染物質容易附著之構造物而言極其適合作為修補片使用。在上述污染物的去除率未滿95%的情況下,防污性變得不足,對於像上述的高速公路的牆壁和隧道的壁面,也會變得容易產生感覺上『髒掉了』的印象。另一方面,污染物的去除率越高越好,但通常為98%以下。
另外,例如,可選擇丙烯酸有機矽樹脂等的易於去除污染物的材料、或者可使得樹脂層中包含有機矽樹脂或有機矽微粒等的易於去除污染物的材料(防污劑)等來作為樹脂層的樹脂,以得到具有這種污染物去除率的根據本發明的構造物保護片1。
可利用後續描述的實施例的方法進行本發明中的污染性的評估。
再者,樹脂層3也可以包含能夠賦予各種特性的添加劑。作為這種添加劑,可列舉出纖維素奈米纖維(Cellulose Nanofiber)等。
[賦予設計性的處理]
在根據本發明的構造物保護片中,以樹脂層3的任一表面賦予了設計性為佳。此處,所謂的任一表面係意指聚合物水泥硬化層2之側的表面或與其相反的表面。以藉由設置凹凸形狀或利用印刷來賦予設計性為佳。上述賦予設計性的處理並沒有特別限定,例如,可適當使用對上述樹脂層的表面施加壓紋處理或消光處理(消除光澤處理)、鏡面處理(光澤處理)、或在上述樹脂層的表面上進行印刷處理。
上述壓紋處理為對樹脂層3的表面賦予所期望的凹凸形狀的處理,例如,可列舉出將未硬化的樹脂層3'輸送至如圖6所示之輥表面上形成了對應於需要賦予的凹凸之凹凸的壓紋輥10,並對未硬化樹脂層3'的表面施壓以將壓紋輥10的凹凸轉印至未硬化樹脂層3'的表面上,之後將未硬化的樹脂層3'硬化成樹脂層3的方法。
上述壓紋輥的凹凸的形狀並沒有特別限定,可以根據所期望的設計性適當地選擇。
另外,壓紋處理的其他條件等可採用以往公知的條件作為樹脂膜的壓紋處理。
再者,作為在上述樹脂層3的表面上形成凹凸形狀的方法,並不限定於壓紋處理,也可以使用其他方法,也可採用與壓紋加工類似的方法進行所謂的消光加工。
例如,如圖7所示,在剝離片4上以大約1μm的深度設置淺凹(dimple)形狀(半球狀)的凹凸形狀,並將上述未硬化的樹脂層3'塗佈於其上,之後將未硬化的樹脂層3'中的樹脂硬化,並進一步在設置了聚合物水泥層2之後將剝離片4剝離,進而能夠得到在樹脂層3的表面上形成了墊狀的設計之構造物保護片。
對樹脂層3的表面進行印刷的方法並沒有特別限定,例如,可利用在溶劑中添加黏結劑樹脂(聚氨酯類、丙烯酸類、硝化纖維素類、橡膠類等)、各種顏料、體質顏料及添加劑(增塑劑、乾燥劑、穩定劑等)所形成的油墨來進行印刷。
上述印刷的圖案等並沒有特別限定,且可根據欲賦予構造物的設計來適當地選擇文字、圖案等。
再者,作為上述油墨的印刷方法,例如,可列舉出平版(offset)印刷、凹版(gravure)印刷、柔版(flexography)印刷、絲網(screen)印刷、噴墨印刷等的公知的印刷方法。
另外,為了提升與樹脂層3的密合性,也可以在印刷上述油墨之前對樹脂層3的表面進行電暈處理或臭氧處理等的處理。
作為本發明的構造物保護片的一範例,可以在剝離片的表面上設置壓紋狀或墊狀的凹凸表面,藉由印刷的方式在此凹凸表面上形成設計,並依序對樹脂層、聚合物水泥層進行設置而形成。
再者,也以在上述剝離片和凹凸表面之間的界面處插入丙烯酸有機矽等的透明樹脂層為佳。
在此情況下,由於在構造物受到保護之後的最外側表面上存在丙烯酸有機矽等的樹脂層,因此顯著地利於提升耐候性。
可以對樹脂層3的至少一側的表面賦予上述設計性,例如,在對樹脂層3其中一側的與聚合物水泥硬化層2之側為相反側的表面(形成構造物保護片1的表面的一面或與剝離片4接觸的樹脂層3的表面)施加的情況下,能夠賦予更良好的設計性,特別是在藉由壓紋處理等賦予了凹凸形狀時,能夠賦予立體感優異的設計性。
再者,在對樹脂層3的聚合物水泥硬化層2之側的表面賦予設計性的情況下,所賦予的設計不會與外部空氣直接接觸,因此可長期維持優異的設計性,而且在進行了壓紋處理的情況下,可得到在賦予立體的設計的同時樹脂層3具有平坦的表面的結構。在此情況下,樹脂層3也可以形成為透明或半透明的。
此外,根據本發明的構造物保護片1,也以在樹脂層3的聚合物水泥硬化層2之側的表面上設置印刷層,且在樹脂層3的相反側的表面上藉由壓紋處理等設置了凹凸形狀的結構為佳。能夠同時得到由印刷層所提供的優異的設計性和由壓紋處理的凹凸形狀所提供的立體感,進一步還能夠賦予由上述凹凸形狀所提供的防眩性、隔音性和防污性等的特性。
所製作出的構造物保護片1也可以如圖1所示在樹脂層3中與聚合物水泥硬化層2為相反側的表面上設置剝離片4。剝離片4能夠例如在前往施工現場時保護構造物保護片1的表面,且在施工現場,將貼附了剝離片4的構造物保護片1直接地接著於作為目標的構造物21上(或是隔著底塗層22或接著層23),之後將剝離片4剝離,藉此可大幅改善在施工現場的作業性。另外,剝離片4以在構造物保護片1的製造過程中所使用的工程紙為佳。
作為剝離片4使用的工程紙,只要是在製造過程中所使用的以往公知的工程紙即可,其材質並沒有特別限定。例如,與公知的工程紙相同,可列舉出以具有聚戊二烯或聚乙烯等的烯烴樹脂層或包含有機矽的層之積層紙等為佳。其厚度並沒有特別限定,只要是不妨礙製造上及施工上的操作的厚度,例如大約50~500μm的任意厚度皆可。
(接著層)
根據本發明的構造物保護片1在聚合物水泥硬化層2中與樹脂層3為相反側的表面(構造物21之側的表面)上設置有接著層5。
由於接著層5設置於聚合物水泥硬化層2的表面上,因此當根據本發明的構造物保護片1貼附於構造物21上時,無需在施工現場塗佈接著劑來形成接著劑層,故作業效率非常優異,而且,不論是否為熟練的工匠都能夠透過厚度均一的接著層將根據本發明的構造物保護片1貼附至構造物21的表面。再者,由於設置了接著層5,因此即使是在構造物21的表面上存在微細的凹痕等的情況下黏著層也會埋入此凹痕內,能夠提升根據本發明的構造物保護片1的密合性。
接著層5可以是使用黏著劑所形成的黏著層,也可以是使用接著劑所形成的接著層,而考慮到接著層5的使用期限(pot life),以黏著層為佳。
上述黏著劑並沒有特別限定,例如可列舉出丙烯酸類黏著劑、矽氧類黏著劑、胺甲酸乙酯(urethane)類黏著劑、橡膠類黏著劑等公知的黏著劑,在本發明中,接著層5以由丙烯酸類黏著劑所構成為佳。丙烯酸類黏著劑容易調整對構造物21的黏著力,材料設計的自由度高,而且透明性、耐候性及耐熱性也優異,因此能夠更加適用於根據本發明的構造物保護片1來對構造物21進行保護。
上述丙烯酸類黏著劑並沒有特別限定,可以使用市售品,例如可列舉出Olivine(註冊商標)6574(東洋化學公司製造)。
由上述丙烯酸類黏著劑所形成的接著層5(以下,也稱為黏著層)的積層量以20g/m
2以上250g/m
2以下為佳,因為能夠對混凝土等的構造物21的表面表現出足夠的附著力。
再者,透過上述黏著層貼附於構造物21的表面時的附著力以0.5N/mm
2以上為佳。若未滿0.5N/mm
2,則根據本發明的構造物保護片1與構造物21的表面的密合性可能變得不充分。
在根據本發明的構造物保護片1中的接著層5為由接著劑所構成的接著層的情況下,上述接著劑並沒有特別限定,可列舉出紫外線硬化型接著劑、熱硬化型接著劑等公知的接著劑。
作為這種接著劑,例如可列舉出使用了胺甲酸乙酯類接著劑、環氧類接著劑、表現出橡膠特性的丙烯酸類樹脂(例如,以丙烯酸酯為主要成分的合成橡膠)的接著劑等。其中,由於與聚合物水泥硬化層2的接著強度會變高,因此以由與構成構造物保護片1的聚合物水泥硬化層2的樹脂成分相同種類的樹脂成分所構成之接著劑為較佳。
在根據本發明的構造物保護片1中,接著層5以包含硬化劑為佳。藉由包含上述硬化劑,變得對構造物21具有更優異的附著力,而且根據本發明的構造物保護片1也變得具有優異的沖壓強度。
根據本發明的構造物保護片1,根據JSCE-K-533所規定的沖壓試驗的沖壓強度以1.5kN。由於上述沖壓強度為1.5kN以上,因此根據本發明的構造物保護片1能夠適當以上為佳地防止混凝土等從構造物的表面剝離等問題。
上述硬化劑並沒有特別限定,可以使用異氰酸酯類硬化劑、胺類硬化劑、環氧類硬化劑、金屬螯合物類硬化劑等公知的硬化劑。
在根據本發明的構造物保護片1中,因為對構造物21的附著力及根據本發明的構造物保護片1的沖壓強度優異,接著層5的凝膠分率以30%~70%為佳,較佳的下限為40%,較佳的上限為65%。
根據本發明的構造物保護片1,接著層5的厚度以20~500μm為佳。若未滿20μm,則根據本發明的構造物保護片1對構造物21的附著力可能變得不足,而如果超過500μm,則厚度容易產生變化,而且為了在施工時得到平滑的施工面而使用滾筒等進行平整時,可能會從端部擠出多餘的接著劑。接著層5的厚度的較佳下限為90μm,且較佳的上限為200μm。
如圖1所示,根據本發明的構造物保護片1為了保護接著層5的表面,以剝離膜6貼附於接著層5中與聚合物水泥硬化層2為相反側的表面上為佳。剝離膜6並沒有特別限定,例如可列舉出具有基材層和剝離層的膜。
作為構成上述基材層的材料,例如,可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等的聚烯烴、尼龍6等的聚醯胺、聚氯乙烯等的乙烯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸樹脂、乙酸纖維素等的纖維素樹脂、聚碳酸酯等的合成樹脂。再者,上述基材層也可以主要由紙所形成。此外,上述基材層也可以是兩層以上的積層體。
作為構成上述剝離層的材料,例如可列舉出有機矽樹脂、三聚氰胺樹脂、氟化聚合物等。可以藉由凹版塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈(comma coater)法、唇式(lip)塗佈法等公知的方法將包含構成上述剝離層的材料及有機溶劑的塗佈液塗佈於上述基材層上、使之乾燥及硬化的塗佈法形成上述剝離層。再者,在形成上述剝離層時,也可以對基材層的積層面施加電暈處理或易接著處理。
如以上所說明的構造物保護片1能夠排出混凝土等的構造物中的水分,且能夠長期保護混凝土構造物21。特別是,能夠對構造物保護片1賦予對應混凝土構造物21的特性的性能,使得其可順應混凝土構造物21中所產生的裂縫和膨脹,且防止水和氯離子等的劣化因子滲透到混凝土構造物21內,並具有能夠排出混凝土構造物21中的劣化因子的滲透性。而且,這種構造物保護片1能夠在工廠製造,因此能夠量產出具有穩定特性的高品質的構造物保護片。結果,能夠在不依靠工匠的技術的情況下進行施工,且能夠縮短施工時間並降低人力成本。
作為根據本發明的構造物保護片的用途,可列舉出除了公路橋樑、隧道、水閘等的河道管理設施、下水道管渠、港灣碼頭、橋樑、欄杆等的土木構造物的表面補強以外的各種應用對象,且能夠得到各種效果。具體而言,例如,可列舉出貼附於鍍鋅鐵屋頂等的金屬屋頂以賦予金屬防腐性、貼附於建築用管線等以補強表面、貼附於工廠建築物等的ALC板以減少劣化和修補、貼附於高速公路的側壁以賦予耐污染性和利用表面形狀來防止反射並提供訊息、貼附於污水管(內表面、外表面、接縫)以賦予耐硫酸性、貼附於污水設施(污水處理設施、灌溉渠)以賦予耐硫酸性、貼附於室內和戶外的地板和混凝土樓頂以提升強度、貼附於水下設施以提升耐久性、貼附於近海地區的佈線通道以補強表面、貼附於水壩排水渠以防止劣化和修補劣化的部分、貼附於人孔蓋內壁面等的土木構造物、混凝土屋頂、混凝土樓頂、室內的石材或樹脂所構成的地板、煙囪的內表面或外表面等的建築物、住宅用建材以賦予防苔性和防黴性、貼附於煙囪的內表面和外表面以補強表面、貼附於人孔蓋內壁面以防止劣化和修繕等。
再者,還能夠藉由添加聚輪烷將根據本發明的構造物保護片改性,或者添加樹脂組成或粒子以提升表面強度等。
[使用了構造物保護片的構造物的製造方法]
使用了根據本發明的構造物保護片之補強的構造物的製造方法,如圖2所示,其為使用了上述根據本發明的構造物保護片1的施工方法,特徵在於透過接著層5將構造物保護片1貼合於構造物21的表面。在剝離膜6貼附於接著層5的表面的情況下,如圖2(A)所示,將剝離膜6剝離並露出接著層5後,如圖2(B)所示,從接著層5之側將構造物保護片1貼附於構造物21。
在此施工方法中,可以容易地將構造物保護片1附著於構造物21的表面。結果,即使並非熟練的作業人員,也能夠將由厚度差異小的層所構成的構造物保護片1設置於構造物21上,故能夠減少施工時間,且同時能夠長期地保護構造物21。
圖5為繪示出構造物保護片1適用於現場鑄造工法的範例的說明圖。所謂的現場鑄造方法意指在作業現場形成模板24,將混凝土組合物21'倒入此模板24內,將其靜置而硬化,以得到混凝土構造物21。在此現場鑄造工法中,在形成硬化的混凝土構造物21之後,將構造物保護片1貼合於其表面上,能夠使得構造物21不容易產生劣化。在將構造物保護片1貼附於構造物21上後,通常會將接著層5自然放置使其乾燥硬化,以接著構造物保護片1。
另一方面,對於已經產生破裂等的構造物21,在修補了缺陷部分之後,利用與上述相同的施工方法將構造物保護片1貼合。如此一來,能夠延長混凝土構造物21的壽命。
也可以在構造物21的表面上形成包含硬化性樹脂材料的底漆層。
作為硬化性樹脂材料,只要是具有利用熱硬化、光硬化或其他方法硬化形成樹脂的性質的材料則並沒有特別的限制,以列舉出環氧化合物為佳。在此情況下,藉由將上述底漆層硬化所形成的硬化的底漆層為環氧硬化物。環氧硬化物一般利用硬化劑使得具有兩個以上的環氧基之環氧化合物硬化而得到。以下,以使用環氧硬化物作為底塗層的情況為例進行說明。
作為環氧化合物,可列舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆(ortho-cresol novolac)型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族類環氧樹脂、酚類的二縮水甘油醚化合物、醇類的二縮水甘油醚化合物等。
再者,作為硬化劑,可列舉出多官能酚類、胺類、多胺類、硫醇類、咪唑類、酸酐類、含磷化合物等。在上述之中,作為多官能酚類,可列舉出為單環雙官能酚的對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、為多環雙官能酚的雙酚A、雙酚F、萘二酚(naphthalenediol)類、雙酚類、以及上述的鹵化物、烷基取代基等。此外,可以使用上述的酚類和醛類的縮聚物之酚醛清漆、可溶酚醛樹脂(resol)。作為胺類,可列舉出脂肪族或芳香族的一級胺、二級胺、三級胺、四級銨鹽及脂肪族環狀胺類、胍類、尿素衍生物等。
在上述範例之中,作為底漆層的材料(包含硬化性樹脂材料)之環氧樹脂類底漆,例如,可列舉出使用雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂的主劑、多胺類或硫醇類的硬化劑的底漆等。再者,上述環氧樹脂類底漆,除了主劑和硬化劑以外也可以包含例如偶合劑、黏度調整劑及硬化促進劑等。作為這種底漆層,例如,可以使用東亞合成公司所製造的兩成分反應硬化型水性環氧樹脂乳劑「Aron Bull Coat P-300」(產品名稱「Aron Bull Coat」為東亞合成公司的註冊商標)。
上述底漆層一般作為構造物21的底塗材料使用。其塗佈方式例如可以是將溶劑型的環氧樹脂溶劑溶液、或環氧樹脂乳劑及其他一般的乳劑、或黏著劑等作為底塗材料,塗佈於構造物21的表面上。在此情況下,可以利用常規的方法施加底塗材料,例如,可藉由利用刷具或輥輪等的塗佈、或利用噴槍等的噴塗的一般方法進行塗佈,以在需要防止劣化的構造物21的表面上形成塗膜。
上述底漆層的厚度並沒有特別限定,而在濕潤狀態下以介於50μm以上、300μm以下的範圍內為佳。藉由設定為50μm以上,在考量到底漆層的材料會滲透進混凝土等的構造物21內的前提下,變得容易使底漆層具有均一的厚度,且同時變得容易確保構造物21與構造物保護片1之間的接著性。底漆層的厚度的上限並沒有特別的限制,而從將塗佈的難易度和黏著時兩層之間的偏差最小化且材料的使用費最佳化的觀點來看,以設定為300μm以下為佳。由於作為構造物21的底塗層而設置的底漆層、構造物和構造物保護片1具有增強彼此間的密合的作用,因此當底漆層具有上述厚度時,構造物保護片1變得易於長期穩定地補強和保護構造物21。
另外,在構造物21產生裂縫或缺陷的情況下,以在塗佈底漆層之前、在將上述裂縫或缺陷修補之後才設置底漆層為佳。修補的方法並沒有特別限定,通常使用水泥砂漿或環氧樹脂等進行修補。
[實施例]
利用實施例、比較例、參考例更具體地說明本發明。
[實施例1]
使用了由PP積層紙所構成且厚度為130μm的剝離片4。在此剝離片4上,塗佈包含丙烯酸類樹脂的樹脂層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為100μm的樹脂層3。之後,在樹脂層3上,塗佈聚合物水泥硬化層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為1.00mm的聚合物水泥硬化層2。
在聚合物水泥硬化層2的表面上混合相對於100質量份的丙烯酸類黏著劑(Olivine(註冊商標)6574(東洋化學公司製造))為6質量份的異氰酸酯類硬化劑(BHS8515(東洋化學公司製造)),製備出凝膠分率為57%的黏著劑用混合液。將此黏著劑用混合液塗佈於樹脂層3的表面上並使之乾燥,形成厚度為200μm的接著層5(黏著層)。
所得到的構造物保護片1的總厚度為1300μm。
此構造物保護片1在控制為大約25℃的工廠內連續地生產,並以包括剝離片的樣態捲取成輥狀。
聚合物水泥硬化層形成用組合物為包含45質量份的水泥混合物之水性的丙烯酸乳劑。水泥混合物至少包含70±5質量份的波特蘭水泥、10±5質量份的二氧化矽、2±1質量份的氧化鋁、1~2質量份的氧化鈦,且丙烯酸乳液至少包含53±2重量份的使用丙烯酸酯單體作為乳化劑來進行乳化聚合之丙烯酸類聚合物、43±2質量份的水。將混合了上述材料的聚合物水泥硬化層形成用組合物塗佈並乾燥所得到的聚合物水泥硬化層2為在丙烯酸樹脂中含有50質量%的波特蘭水泥之複合層。另一方面,樹脂層形成用組合物為丙烯酸有機矽類樹脂。此丙烯酸有機矽類樹脂為包含60重量份的丙烯酸有機矽樹脂、25質量份的二氧化鈦、10質量份的氧化鐵、5質量份的碳黑之乳劑組合物。
[實施例2]
除了使用了混合相對於100質量份的丙烯酸類黏著劑(Olivine(註冊商標)6574(東洋化學公司製造))為3質量份的異氰酸酯類硬化劑(BHS8515(東洋化學公司製造))所製備出的凝膠分率為46%的黏著劑用混合液以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片1。
[實施例3]
使用了由PP積層紙所構成且厚度為130μm的剝離片4。在此剝離片4上,塗佈包含丙烯酸類樹脂的樹脂層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為100μm的樹脂層3。之後,在此樹脂層3上,塗佈聚合物水泥硬化層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為600μm的聚合物水泥硬化層2。接著,在厚度為600μm的聚合物水泥硬化層2上積層網孔數為150目的維尼綸網篩,且將聚合物水泥硬化層形成用組合物塗佈於網篩上並乾燥,以形成厚度為400μm的聚合物水泥硬化層2。
之後,以與實施例1相同的方式製作出構造物保護片1。
[實施例4]
使用了由PP積層紙所構成且厚度為130μm的剝離片4。在此剝離片4上,塗佈包含丙烯酸類樹脂的樹脂層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為100μm的樹脂層3。之後,在此樹脂層3上,塗佈聚合物水泥硬化層形成用組合物並乾燥,以形成由單層所構成且厚度為300μm的聚合物水泥硬化層2。接著,在厚度為300μm的聚合物水泥硬化層2上積層510目的冷紗布。
之後,除了將接著層5(黏著層)的厚度設為100μm以外,其餘以與實施例1相同的方式製作出構造物保護片1。
[比較例1]
除了將無設置接著層5以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片。
[參考例1]
除了將硬化劑的量調整成接著層5(黏著層)的凝膠分率變為30%以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片。
[參考例2]
除了將硬化劑的量調整成接著層5(黏著層)的凝膠分率變為70%以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片。
[參考例3]
除了將接著層5的厚度設為100μm以外,其餘以與實施例1相同的方式製作出構造物保護片。
[參考例4]
除了將接著層5的厚度設為50μm以外,其餘以與實施例1相同的方式製作出構造物保護片。
[參考例5]
混合相對於100質量份的丙烯酸類黏著劑(AST-8752(日本觸媒公司製造))為6質量份的異氰酸酯類硬化劑(Coronate L(東曹公司製造)),製備出凝膠分率為57%的黏著劑用混合液。除了使用此黏著劑用混合液以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片。
[參考例6]
除了使用丁基橡膠類黏著劑(超級丁基雙面膠帶5938(Sliontec公司製造))以外,其餘以與實施例1相同的方式製造出構造物保護片。
[參考例7]
除了將接著層5(黏著層)的厚度設為50μm以外,其餘以與實施例4相同的方式製作出構造物保護片。
[附著力]
依據JIS-A6909測量出根據實施例1、3、4及參考例1~7的構造物保護片的附著力。
另外,根據比較例1的構造物保護片由於無設置接著層5因此無法評估附著力。
・測試品的製作
(1)使用JIS-A6909所規定的砂漿板(70×70×20mm)作為試驗板。
(2)將所得到的構造物保護片的接著層5之側貼合至砂漿板上,並將剝離片4剝離。
・試驗方法
根據JIS-A6909進行測量。
具體而言,
(1)以接著劑在構造物保護片的樹脂層3之側的表面上接著上拉夾具,並靜置24小時。
(2)固化後,在夾具周圍40mmx40mm的方形的四個邊上進行切割,直到切入至混凝土底座為止。
(3)使用下拉夾具及蓋板,將測試品固定於試驗機上,藉由上拉夾具及下拉夾具對測試品的表面施加垂直方向的拉力,求得最大拉伸負荷T(N)。
負荷速度設為1500n/min。
(4)附著強度(N/mm
2)=最大拉伸負荷T(N)/1600。
[沖壓強度]
根據JSCE-K-533進行測量。
另外,根據比較例1的構造物保護片由於無設置接著層5因此無法評估沖壓強度。
・測試品的製作
(1)使用JIS-A5372附錄E所規定的上蓋式U型側槽(400×600×60mm)作為試驗板。
(2)用構造物保護片覆蓋試驗板的表面400×400mm的區域。
(3)在試驗板被覆蓋的相反表面的中心部分鑽出直徑大約100mm、深度介於55±3.0mm的範圍的孔。
・測量方法
(1)將鑽孔的表面朝上施加負荷。
(2)以1mm/min破壞鑽孔部分。
(3)之後,以5mm/min的負荷速度施予位移。
(4) 負荷最大增加至50mm,以當時的最大負荷作為沖壓強度。
[施工性]
從節省施工性的觀點來看,將有進行接著劑的塗佈製程的施工性評價為×,而沒有進行塗佈製程的評價為〇。
[表1]
實施例1 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 參考例1 | 參考例2 | 參考例3 | 參考例4 | 參考例5 | 參考例6 | 參考例7 | |
底漆層 | 有 | 有 | 有 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 |
施工性 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × |
附著力 [N/mm 2] | 1 | 1 | 1.1 | - | 0.6 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.3 | 0.21 | 1 |
沖壓強度 [kN] | 2.1 | 2.5 | 1.5 | - | 0.9 | - | 0.8 | 0.5 | - | - | 0.7 |
本公開(1)為一種構造物保護片,其為用於貼合至構造物的表面之構造物保護片,其中接著層、聚合物水泥硬化層及樹脂層依此順序設置。
本公開(2)為在本公開(1)所述之構造物保護片中,接著層由丙烯酸類黏著劑所構成。
本公開(3)為在本公開(1)或(2)所述之構造物保護片中,根據JSCE-K-533所規定的沖壓試驗的沖壓強度為1.5kN以上。
本公開(4)為在本公開(1)或(2)所述之構造物保護片中,透過接著層貼附於構造物的表面時的附著力為0.5N/mm
2以上。
本公開(5)為在本公開(1)、(2)、(3)或(4)所述之構造物保護片中,接著層的厚度為20~500μm。
本公開(6)為在本公開(1)、(2)、(3)、(4)或(5)所述之構造物保護片中,聚合物水泥硬化層為含有水泥成分及樹脂的層,且前述樹脂的含量為10重量%以上、40重量%以下。
本公開(7)為在本公開(1)、(2)、(3)、(4)、(5)或(6)所述之構造物保護片中更包括網篩層。
本公開(8)為一種補強的構造物的製造方法,其為使用了本公開(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)所述之構造物保護片的補強的構造物的製造方法,其中前述構造物保護片透過前述接著層貼合至構造物的表面。
1:構造物保護片
2:聚合物水泥硬化層
3:樹脂層
3':未硬化的樹脂層
4:剝離片
5:接著層
6:剝離膜
7:網篩層
10:壓紋輥
21:構造物(混凝土)
21':混凝土組合物(構造物形成組合物)
22:底塗層
23:接著劑
24:模板
圖1(A)及(B)為繪示出根據本發明的構造物保護片的一範例的剖面構造圖。
圖2(A)及(B)為繪示出根據本發明的構造物保護片貼附於構造物的樣態的示意圖。
圖3(A)及(B)為繪示出根據本發明的構造物保護片的另一範例的剖面構造圖。
圖4(A)及(B)為繪示出根據本發發明的構造物保護片的網篩層的一範例的示意圖。
圖5為繪示出構造物保護片適用於現場鑄造工法的範例的說明圖。
圖6為繪示出對根據本發發明的構造物保護片的樹脂層施加壓紋處理的一範例的示意圖。
圖7為在構造物保護片的樹脂層上形成凹凸形狀的方法的說明圖。
1:構造物保護片
2:聚合物水泥硬化層
3:樹脂層
4:剝離片
5:接著層
6:剝離膜
Claims (8)
- 一種構造物保護片,其為用於貼合至構造物的表面之構造物保護片,其特徵在於接著層、聚合物水泥硬化層及樹脂層依此順序設置。
- 如請求項1所述之構造物保護片,其中接著層由丙烯酸類黏著劑所構成。
- 如請求項1或2所述之構造物保護片,其中根據JSCE-K-533所規定的沖壓試驗的沖壓強度為1.5kN以上。
- 如請求項1或2所述之構造物保護片,其中透過接著層貼附於構造物的表面時的附著力為0.5N/mm 2以上。
- 如請求項1、2、3或4所述之構造物保護片,其中接著層的厚度為20~500μm。
- 如請求項1、2、3、4或5所述之構造物保護片,其中聚合物水泥硬化層為含有水泥成分及樹脂的層,且前述樹脂的含量為10重量%以上、40重量%以下。
- 如請求項1、2、3、4、5或6所述之構造物保護片,更包括網篩層。
- 一種補強的構造物的製造方法,其為使用了如請求項1、2、3、4、5、6或7所述之構造物保護片的補強的構造物的製造方法,其特徵在於前述構造物保護片透過前述接著層貼合至構造物的表面。
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