JP3786599B2

JP3786599B2 - PRC structure bridge

Info

Publication number: JP3786599B2
Application number: JP2001371974A
Authority: JP
Inventors: 務角谷; 隆司高垣; 敏彦仁木; 真人山田; 喜之松原
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd; Sumitomo SEI Steel Wire Corp; West Nippon Expressway Co Ltd; Central Nippon Expressway Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp; West Nippon Expressway Co Ltd; Kobelco Wire Co Ltd; Central Nippon Expressway Co Ltd
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: JP2003172001A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレグラウトPC鋼材を用いたPRC（Prestressed Reinforced Concrete）構造の建造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの一般的なポストテンション工法は、コンクリートに予め埋設されたシース管と呼ばれる中空管にPC鋼材を挿入して緊張・定着し、セメントミルクでシース管とPC鋼材の空隙を充填するグラウト作業を施して、PC鋼材とコンクリートの接着、PC鋼材の腐食を防止する工法である。
【０００３】
しかし、この工法では、PC鋼材をシースに挿入したり、セメントミルクを注入する作業が繁雑であり、時間と労力を要する。しかも、PC鋼材配置形状にアップダウンがあり、セメントミルクの充填が不完全になり易く、グラウト不良によるPC鋼材の腐食が発生することがある。
【０００４】
また、セメントミルクの充填が十分であっても、シース管がメタルシースでは腐食するおそれがある。さらに、セメントミルクは伸びが小さいことから、PRC構造のコンクリートがひび割れた際、同様にセメントミルクにもひび割れが発生し、そのひび割れを通じて水分や塩分が浸入してPC鋼材も腐食してしまうことがある。
【０００５】
そこで、特公平5-69939号公報や特公平8-11791号公報では、硬化性組成物を予めシース管とPC鋼材の隙間に充填した緊張材が提案されている。この技術では、緊張材を緊張するまでは硬化せず、コンクリートに緊張定着後、常温で硬化するように調整した硬化性組成物を塗布し、コンクリート硬化後、硬化性組成物が硬化する前にPC鋼材を緊張する。このとき、硬化性組成物が液状であるため緊張が可能であり、緊張後には常温で徐々に硬化性組成物が硬化し、最終的に緊張材をコンクリートと一体化して完全に防食する。そのため、この技術では、グラウト作業を行うことなく防食の信頼性の向上と現場における省力化を達成できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特公平5-69939号公報や特公平8-11791号公報の技術では、PC鋼材を緊張できない場合がある。長大で部分的に厚みの異なるコンクリート構造物などでは、コンクリート固化時に発生する水和反応熱が構造物の内部に蓄積して場所によって大きな温度差を生じる。例えば、図1に示すように、橋梁の柱頭部21と梁部分22とではコンクリートの厚みが異なるため、厚みの大きい柱頭部21では80℃を超える温度になり、厚みの小さい梁部分22では比較的低温となる。そのため、緊張材の部位により、硬化性組成物の硬化時間に大きな差を生じることになる。
【０００７】
その際、硬化性組成物の硬化時間を梁部などの低温部に合わせて決定すると、柱頭部などの高温部の硬化性組成物が緊張材の緊張前に硬化してしまい、その後、緊張材を緊張できないことがある。
【０００８】
一方、特開2001-9825号公報には、80℃以上の温度になっても硬化しない硬化性組成物が開示されている。しかし、この組成物を橋梁の主ケーブルなどに用いた場合では、硬化性組成物の硬化時間を柱頭部などの高温部に合わせて決定したことになり、梁部などの低温部の硬化性組成物が所定の期間内に硬化しないと言う問題があった。
【０００９】
従って、本発明の主目的は、硬化性組成物が緊張材の緊張を終えるまで硬化せず、かつその後の所定の期間内に硬化して高い防食性を保持することができるPRC構造の建造物を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱硬化型の組成物ではなく、湿気硬化型の組成物を用いることで上記の目的を達成する。
【００１１】
すなわち、本発明PRC構造の建造物は、鉄筋コンクリートに緊張材でプレストレスを導入するPRC構造の建造物であって、前記緊張材は、芯材と、芯材の表面に塗布された硬化性組成物と、硬化性組成物表面を覆うシースとを具え、この硬化性組成物は、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含み、かつ硬化性組成物の90℃での粘度増加係数k及び常温での硬化所要日数Mが下記式(1)及び(2)で表される関係を満足することを特徴とする。
0.01≦k≦0.08・・・・・・・・・(1)
M≦730・・・・・・・・・・・・(2)
〔ただし、kは下記式(3)で定義される値である。
logρ＝kT＋logρ_０・・・・・・・・・・・(3)
ρ：粘度（P( ポアズ )）、Ｔ：時間（hrs.）、ρ_０：初期粘度（P( ポアズ )）〕
【００１２】
上記の要件を満たす湿気硬化性の組成物を用いることで、緊張材を緊張するまで約80℃以上の高温部でも硬化せず、緊張後は緊張材の全長に亘って所定の期間内に確実に硬化させることができる。従って、グラウト作業を行うことなく防食性に優れたPRC構造の建造物を得ることができる。
【００１３】
ここで、緊張材は、芯材と、芯材の表面に塗布されて各ブロックの固化時の温度に適した硬化特性を有する硬化性組成物と、樹脂表面を覆うシースとを具えるものとする。
【００１４】
芯材には、PC鋼線、PC鋼撚り線、PC鋼棒などを利用することができる。
【００１５】
硬化性組成物の芯材への塗布方法は、芯材を硬化性組成物に浸漬したり、はけ塗りすることで行えば良い。
【００１６】
硬化性組成物の主成分はエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は、特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。これらの中でも、低コストのビスフェノールＡジグリシジルエーテルや低粘度で緊張が容易となるビスフェノールＦジグリシジルエーテルが本発明に好適に使用される。
【００１７】
本発明で使用される湿気型硬化剤とは、大気中等に存在する水分と反応して、反応生成物として硬化剤を生成し、これによりエポキシ樹脂の硬化反応が開始する機能を持つものである。このような機能を持つものとして、ケチミン化合物があり、本発明に好適に使用できる。ケチミン化合物とは、カルボニル化合物でブロックされた第１級アミノ基を１分子中に少なくとも１個有するアミン化合物である。このカルボニル化合物でブロックされた第１級アミノ基は、例えば、水分の存在によって容易に加水分解して、遊離の第１級アミノ基に変わりうる保護アミノ基であり、典型的には、下記式で示すことができる。
【００１８】
【化１】

【００１９】
上記化学式中、Ｒ₁及びＲ₂は、水素原子またはアルキル基、シクロヘキシル基、アリール基などの1価の炭化水素基を表す。
【００２０】
上記アミン化合物は、脂肪族系、脂環族系、及び芳香族系のいずれでもよい。該アミン化合物としては、例えば、モノエチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、アルコキシプロピルアミン、アリルアミン等の脂肪族ポリアミン類；ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ポリアミン類；ジアミノシクロヘキサン等の脂環族ポリアミン類；分子末端に少なくとも1 個の第１級アミノ基を有するポリアミド類；などが挙げられる。
【００２１】
上記アミン化合物をケチミン化するカルボニル化合物としては、ケトン類及びアルデヒド類があり、具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、ベンゾフェノンなどのケトン類；アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドなどのアルデヒド類；が挙げられる。上記ケチミン化合物は、アミン化合物とカルボニル化合物との脱水縮合反応により得られる。この反応は、通常のアミンとアルデヒドまたはケトンとの脱水縮合反応と同様の条件で行うことができる。この脱水縮合反応は、例えば、アミン化合物と、その論理反応量以上のケトンまたはアルデヒドとを混合し、反応生成水を除去しながら反応させることにより行われる。
【００２２】
硬化性組成物は、90℃での粘度増加係数ｋ及び常温での硬化所要日数Ｍが前記式(1)及び(2)を満足するものである。このような特性は、湿気硬化型硬化剤の配合量を調整することにより得ることができるが、潜在性硬化剤または硬化促進剤を付加的に添加することによっても得ることができる。本発明で使用される潜在性硬化剤は、特に限定されないが、例えば、ジシアンジアミド及びその誘導体、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、アミンアダクト類、ジアミノマレオニトリル及びその誘導体、硬化剤を被膜で包み込んだマイクロカプセル等が挙げられる。本発明で使用される硬化促進剤は、特に限定されないが、例えば、2,4,6-トリス（ジアミノメチル）フェノール（略称DMP-30）、ベンジルメチルアミン（略称BDMA）等の第３級アミン化合物、イミダゾール化合物、BF₃錯体などが挙げられる。
【００２３】
本発明の硬化性組成物には、上記の他に、必要に応じて、希釈剤、充填材、増粘剤などを配合することができる。希釈剤は、硬化性組成物の粘度を調整するために配合されるものである。希釈剤の添加により粘度を下げると、緊張を容易に行うことができる。希釈剤としては、例えば、n-ブチルグリシジルエーテル等の反応性希釈剤や、ベンジルアルコール、フタル酸エステルなどが使用できる。充填材は、低コスト化やチクソトロピック性の調整のために配合されるものであり、炭酸カルシウム、タルク、シリカ等が挙げられる。増粘剤は、樹脂の粘度を増加させるため、またはジシアンジアミド等の粉体の沈降や凝集を防止するために配合されるものであり、市販のアエロジルのような微粒子シリカが挙げられる。
【００２４】
さらに、降雨量の多い時期や地域での工事など、多量の湿気を吸って、硬化反応が早くなってしまう場合の対策として、予め脱水剤を配合し、過剰の水分を脱水剤に吸わせて、硬化反応が速くなることを防止することができる。脱水剤としては、例えば、酸化カルシウム、モレキュラーシープ、シランカップリング剤が挙げられる。また、逆に、乾燥地での使用など、湿気が不足するおそれがある場合には、予め水和物を配合しておき、施工前に80〜150℃に加熱することにより、水和物から水分を放出させ、硬化不足を防止することができる。このような水和物としては、例えば、硫酸アルミニウム水和物、硫酸カルシウム水和物などが挙げられる。
【００２５】
特公平8-11791号公報に開示されているジシアンジアミド等の潜在性硬化剤やこれに硬化促進剤を加えたエポキシ樹脂は、室温で長期間安定なため、緊張材を緊張するまで硬化しないよう調整することができるが、100℃近くの高温となると、通常の硬化剤と同様、急激に硬化反応が進んでしまう。潜在性硬化剤や硬化促進剤を減量すれば、高温での反応を遅くすることができるが、そうすると、今度は常温での硬化が極端に遅くなり、コンクリートと一体化するのに長期間かかってしまう。
【００２６】
これに対し、本発明で用いる硬化性組成物は、湿気により硬化が開始する湿気硬化型硬化剤を用いることにより、常温で数ヶ月〜３年間、好ましくは２年以内で硬化し、なおかつ100℃近い高温でも急激に反応せず、長時間未硬化状態を維持することができる。湿気硬化型硬化剤は、通常、塗料やコーティングに使用されるものである。湿気硬化型硬化剤を含有するエポキシ樹脂を薄く塗布し、大気中に曝すと、常温で数時間から数日で硬化することが知られている。これに対して、本発明者らは、湿気硬化型硬化剤を使用し、かつ、その配合量や、他の硬化剤との組み合わせにより硬化特性を調整することにより、特公平8-11791号公報などに開示されている従来の配合系では得られない、本用途に適した優れた硬化特性が得られることを見いだした。この硬化特性は、塗料などに使用される従来のエポキシ／湿気硬化型硬化剤配合とも全く異なるものである。本発明で用いる硬化性組成物は、PC鋼線などの緊張材と樹脂シースとの間という密閉系で使用することが、諸特性を効果的に発揮する上で特に好ましい。
【００２７】
エポキシ樹脂の種類やケチミン化合物などの湿気硬化型硬化剤の種類により、硬化反応の化学当量や反応性が異なる。したがって、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤の好ましい配合量は、これらの種類によって異なる。しかしながら、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤の種類と配合量を調整することにより、下記の特性を得ることが可能であり、それによって、本発明に適した優れた硬化特性を有する硬化性組成物を得ることができる。
【００２８】
すなわち、本発明の硬化性組成物は、90℃での粘度増加係数ｋ及び常温での硬化所要日数Ｍが、下記式(1)及び(2)で表される関係を満足するものである。
0.01≦k≦0.08・・・・・・・・・(1)
M≦730・・・・・・・・・・・・(2)
〔ただし、kは下記式(3)で定義される値である。
logρ＝kT＋logρ_０・・・・・・・・・・・(3)
ρ：粘度（P( ポアズ )）、Ｔ：時間（hrs.）、ρ_０：初期粘度（P( ポアズ )）〕
【００２９】
上式(3)の粘度ρは、硬化性組成物を緊張材とシースとの間に充填した状態で、温度90℃、相対湿度（RH）60％の環境下に所定時間放置した後、硬化性組成物をシース内から取り出して、25℃で測定した値である。傾きkは、上記方法で、初期から100万P（ポアズ）に達するまでの粘度変化を測定し、最小二乗法により求めたものである。また、上記の硬化所要日数Mは、硬化性組成物を緊張材とシースの間に充填した状態で、所定日数室内に放置した後、硬化性組成物のちょう度を測定することにより得たものである。ちょう度は、JIS-K-2560に従って測定し、ちょう度が１以下である場合を硬化とした。上記の粘度増加係数及び硬化所要日数の調整は、湿気硬化型硬化剤と潜在性硬化剤及び／または硬化促進剤を併用することにより行うこともできる。
【００３０】
上記のように粘度増加係数及び硬化所要日数Ｍは、0.01≦k≦0.08でM≦730である。ｋが0.08を越えると、従来のジシアンジアミド等を用いた配合と同様、高温での硬化反応が速くなり、コンクリート構造体の大きさや形状によっては、コンクリート硬化後、緊張ができなくなる。逆にkが0.01未満では、硬化に時間がかかり、実用的でなくなるからである。また、硬化に要する期間は、常温で１年以内程度、長くとも常温で２年以内程度であり、硬化所用時間Mを730日以内と規定した。
【００３１】
緊張材に塗布する硬化性組成物の塗布厚みや形状は特に限定されない。ただし、膜厚が非常に薄い場合には、例えば、緊張材に硬化性組成物を塗布した後シースを被覆する方式で生産した場合、塗布時に吸収する湿気の、硬化性組成物の単位量あたりの量が大きくなるので、硬化が早くなる場合がある。よって充填層の平均厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.3mm以上とすると効果的である。
【００３２】
シースは、硬化性組成物を硬化するまで保護できるものであればよく、金属製のものも適用可能であるが、樹脂製のものが好ましい。樹脂製のシースは腐食せず、かつ金属製のシースに比べて伸びが大きく、コンクリートにひび割れが生じた場合でもシースの破断が生じ難い。シースに用いる樹脂の具体例としては、ポリエチレンが好適である。シースの形状は特に限定されない。例えば、パイプ状シース、外側に波形または螺旋状の凹凸が形成されたシースなどを挙げることができる。
【００３３】
本発明建造物の具体例としては橋梁が挙げられる。特に、橋梁の主ケーブルに緊張材を用いる構成が好適である。コンクリート橋の上部工の構造として、一般にRC（Reinforced Concrete）構造とPC（Prestressed Concrete）構造が採用されている。RC構造は、主に部材の引張応力を鉄筋によって、圧縮応力をコンクリートによって負担する構造で、一般にひび割れが発生することを前提とした設計が行われている。また、PC構造は、コンクリート部材にプレストレスによる圧縮応力を作用させ、発生応力を主にコンクリートによって負担する構造で、活荷重載荷時にはひび割れが発生しないことを前提とした設計が行われている。一方、PRC構造は、所要のひび割れ条件を満足するようにプレストレスと鉄筋で補強されたコンクリート部材で、RC構造とPC構造の中間領域の構造である。このように、PRC構造はコンクリートのひび割れを許容しているため、ひび割れから水が浸入することが想定される。シースと硬化性組成物で保護された緊張材をPRC構造に適用することで、PC鋼材を腐食環境から守り、耐久性に優れた構造を構築することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明橋梁の概略断面図である。
【００３５】
この橋梁は、鉄筋コンクリートに緊張材でプレストレスを導入するPRC構造の橋梁である。この主ケーブルには、緊張材となるプレグラウトPC鋼材10が用いられている。
【００３６】
上記のプレグラウトPC鋼材の横断面図を図2に、部分縦断面図を図3に示す。このPC鋼材10は、PC鋼撚り線11に硬化性組成物12を塗付し、その上に押出しでポリエチレンシース13を形成したものである。シース13の表面にはコンクリート40との付着性を高めるために凹凸が形成されている。
【００３７】
硬化性組成物をPC鋼撚り線に塗布した後、塗布面上に、三井化学社製高密度ポリエチレン“ハイゼックス”を用いて押出成形によりポリエチレン製シースを形成した。得られたシース被覆緊張材を、温度90℃、相対湿度60％の環境下に所定時間放置した後、シースを剥いで硬化性組成物をサンプリングし、株式会社レオロジ製粘弾性解析装置MR-300を用いて、25℃での粘度を測定した。得られた値から粘度増加係数を算出し、また、緊張可能な限界粘度である百万Pに達する時間（緊張可能時間）を調べた。硬化の確認は、シースを剥いで、硬化性組成物のちょう度を測定することにより行った。ちょう度は、JIS-K-2560に従って測定し、ちょう度が１以下である場合を硬化とした。その結果、90℃での緊張可能時間が比較的長く、室温では１年以内で硬化する硬化性組成物及びシース被覆緊張材が得られた。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明PRC構造の建造物は、グラウト作業を行うことなく緊張材を完全防食することができ、かつコンクリート硬化時の発熱で高温になる場合にも硬化性組成物が硬化することなく適正な張力を緊張材に付与することができる。従って、従来、不可能であった高温での遅い硬化反応と室温での硬化性を両立できる。これにより、施工性と防食性に優れたPRC構造の建造物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 PRC構造の橋梁の概略構成図である。
【図２】図１の橋梁に用いるプレグラウトPC鋼材の横断面図である。
【図３】図１の橋梁に用いるプレグラウトPC鋼材の部分縦断面図である。
【符号の説明】
10 プレグラウトPC鋼材
11 PC鋼撚り線
12 硬化性組成物
13 ポリエチレンシース
21 柱頭部
22 梁部分
40 コンクリート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a PRC (Prestressed Reinforced Concrete) structure building using pre-grout PC steel.
[0002]
[Prior art]
A conventional post-tension method is a grout where a PC steel material is inserted into a hollow tube called a sheath tube that is pre-embedded in concrete, tensioned and fixed, and the space between the sheath tube and the PC steel material is filled with cement milk. It is a construction method to prevent adhesion of PC steel and concrete and corrosion of PC steel by applying work.
[0003]
However, in this method, the work of inserting PC steel into the sheath or injecting cement milk is complicated, requiring time and labor. In addition, there is an up-down shape in the PC steel material arrangement shape, and the filling of cement milk tends to be incomplete, and corrosion of the PC steel material due to a grout failure may occur.
[0004]
Even if the cement milk is sufficiently filled, the sheath tube may corrode with the metal sheath. In addition, since cement milk has a small elongation, when cracks occur in concrete with a PRC structure, cracks also occur in the cement milk, and moisture and salt can enter through the cracks, causing PC steel to corrode. is there.
[0005]
In view of this, Japanese Patent Publication No. 5-69939 and Japanese Patent Publication No. 8-11791 propose a tension material in which a curable composition is previously filled in a gap between a sheath tube and a PC steel material. In this technology, the tension material is not cured until it is tensioned, and after applying tension to the concrete, a curable composition adjusted to cure at room temperature is applied, and after the concrete is cured, before the curable composition is cured. Tension the PC steel. At this time, since the curable composition is liquid, tension is possible, and after the tension, the curable composition is gradually cured at room temperature, and finally the tension material is integrated with the concrete to completely prevent corrosion. Therefore, with this technology, it is possible to improve the reliability of corrosion prevention and save labor in the field without performing grout work.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the techniques disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-69939 and Japanese Patent Publication No. 8-11791 may not be able to tension PC steel. In concrete structures that are long and partially different in thickness, the heat of hydration generated during solidification of the concrete accumulates inside the structure, resulting in a large temperature difference depending on the location. For example, as shown in Figure 1, because the thickness of the concrete is different between the bridge head 21 and the beam 22, the temperature exceeds 80 ° C at the thicker column head 21, and the comparison is made at the lower beam 22. Low. Therefore, a big difference will be produced in the hardening time of a curable composition by the site | part of a tendon.
[0007]
At that time, when the curing time of the curable composition is determined according to the low temperature part such as the beam part, the curable composition of the high temperature part such as the column head is cured before the tension of the tension material, and then the tension material May be nervous.
[0008]
On the other hand, JP-A-2001-9825 discloses a curable composition that does not cure even when the temperature reaches 80 ° C. or higher. However, when this composition is used for the main cable of a bridge, etc., the curing time of the curable composition is determined according to the high temperature part such as the column head, and the curable composition of the low temperature part such as the beam part is determined. There was a problem that an object did not harden within a predetermined period.
[0009]
Therefore, the main object of the present invention is to build a PRC structure that does not cure until the curable composition finishes the tension of the tendon, and that can be cured within a predetermined period thereafter to maintain high corrosion resistance. Is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention achieves the above object by using a moisture curable composition instead of a thermosetting composition.
[0011]
That is, the PRC structure building of the present invention is a PRC structure building in which prestress is introduced to the reinforced concrete with a tension material, and the tension material is a core material and a curable composition applied to the surface of the core material. And a sheath covering the surface of the curable composition, the curable composition comprising an epoxy resin and a moisture curable curing agent, and having a viscosity increase coefficient k at 90 ° C. and a normal temperature of the curable composition The required number of days M for curing satisfies the relationship represented by the following formulas (1) and (2).
0.01 ≦ k ≦ 0.08 ... (1)
M ≦ 730 ・・・・・・・・・・・ (2)
[Where k is a value defined by the following formula (3).
logρ = kT + logρ ₀ (3)
ρ: Viscosity (P ( Poise ) ), T: Time (hrs.), ρ ₀ : Initial viscosity (P ( Poise ) )]
[0012]
By using a moisture curable composition that satisfies the above requirements, it will not cure even at high temperatures of about 80 ° C or higher until the tendon is tensioned. Can be cured. Therefore, it is possible to obtain a PRC structure building having excellent corrosion resistance without performing grout work.
[0013]
Here, the tension material includes a core material, a curable composition that is applied to the surface of the core material and has a curing characteristic suitable for the temperature at the time of solidification of each block, and a sheath that covers the resin surface. To do.
[0014]
As the core material, PC steel wire, PC steel stranded wire, PC steel rod, etc. can be used.
[0015]
The method of applying the curable composition to the core material may be performed by immersing the core material in the curable composition or brushing the core material.
[0016]
The main component of the curable composition is an epoxy resin. The epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, novolac glycidyl ether, and tetraglycidyl diaminodiphenylmethane. Among these, low-cost bisphenol A diglycidyl ether and bisphenol F diglycidyl ether having low viscosity and easy tension are preferably used in the present invention.
[0017]
The moisture-type curing agent used in the present invention has a function of reacting with moisture present in the atmosphere or the like to produce a curing agent as a reaction product, thereby starting an epoxy resin curing reaction. . As those having such functions, there are ketimine compounds, which can be suitably used in the present invention. A ketimine compound is an amine compound having at least one primary amino group blocked in a molecule with a carbonyl compound. The primary amino group blocked with this carbonyl compound is, for example, a protected amino group that can be easily hydrolyzed in the presence of moisture to be converted into a free primary amino group. Can be shown.
[0018]
[Chemical 1]

[0019]
In the above chemical formula, R ₁ and R ₂ represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group, a cyclohexyl group, and an aryl group.
[0020]
The amine compound may be aliphatic, alicyclic, or aromatic. Examples of the amine compound include aliphatic polyamines such as monoethylamine, ethylenediamine, propylenediamine, alkoxypropylamine, and allylamine; aromatic polyamines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenyl ether; alicyclic polyamines such as diaminocyclohexane; And polyamides having at least one primary amino group at the molecular end.
[0021]
Examples of the carbonyl compound that ketiminates the amine compound include ketones and aldehydes. Specific examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, and benzophenone; acetaldehyde, benzaldehyde, and the like. Aldehydes. The ketimine compound is obtained by a dehydration condensation reaction between an amine compound and a carbonyl compound. This reaction can be carried out under the same conditions as the dehydration condensation reaction of a normal amine and aldehyde or ketone. This dehydration condensation reaction is carried out, for example, by mixing an amine compound and a ketone or aldehyde of a logical reaction amount or more and reacting them while removing the reaction product water.
[0022]
In the curable composition, the viscosity increase coefficient k at 90 ° C. and the number of days M required for curing at room temperature satisfy the above formulas (1) and (2). Such characteristics can be obtained by adjusting the blending amount of the moisture curable curing agent, but can also be obtained by additionally adding a latent curing agent or a curing accelerator. The latent curing agent used in the present invention is not particularly limited. For example, dicyandiamide and its derivatives, dihydrazides such as adipic acid dihydrazide, amine adducts, diaminomaleonitrile and its derivatives, and a curing agent are encapsulated in a film. A microcapsule etc. are mentioned. The curing accelerator used in the present invention is not particularly limited. For example, tertiary amines such as 2,4,6-tris (diaminomethyl) phenol (abbreviation DMP-30) and benzylmethylamine (abbreviation BDMA) are used. Compounds, imidazole compounds, BF ₃ complexes and the like.
[0023]
In addition to the above, the curable composition of the present invention may contain a diluent, a filler, a thickener, and the like as necessary. A diluent is mix | blended in order to adjust the viscosity of a curable composition. When the viscosity is lowered by the addition of a diluent, the tension can be easily performed. As the diluent, for example, a reactive diluent such as n-butyl glycidyl ether, benzyl alcohol, phthalate, or the like can be used. The filler is blended for cost reduction and thixotropic adjustment, and examples thereof include calcium carbonate, talc, and silica. The thickener is added to increase the viscosity of the resin or to prevent sedimentation and aggregation of powder such as dicyandiamide, and examples thereof include commercially available fine particle silica such as Aerosil.
[0024]
In addition, as a countermeasure when a large amount of moisture is absorbed and the curing reaction is accelerated, such as during periods of heavy rainfall or construction in the area, a dehydrating agent is blended in advance and excess water is absorbed by the dehydrating agent. It is possible to prevent the curing reaction from being accelerated. Examples of the dehydrating agent include calcium oxide, molecular sheep, and silane coupling agent. Conversely, if there is a risk of deficiency, such as use in dry land, hydrates are pre-mixed and heated to 80-150 ° C before construction. Moisture is released and insufficient curing can be prevented. Examples of such hydrates include aluminum sulfate hydrate and calcium sulfate hydrate.
[0025]
The latent curing agent such as dicyandiamide disclosed in JP-B-811791 and the epoxy resin added with a curing accelerator are stable for a long time at room temperature. However, at a high temperature close to 100 ° C., the curing reaction proceeds abruptly as with a normal curing agent. Decreasing the latent curing agent or curing accelerator can slow down the reaction at high temperatures, but this time it will slow down at room temperature and take a long time to integrate with the concrete. End up.
[0026]
On the other hand, the curable composition used in the present invention is cured at a normal temperature for several months to 3 years, preferably within 2 years, and at 100 ° C. by using a moisture-curing curing agent that starts curing by moisture. It does not react rapidly even at near high temperatures, and can maintain an uncured state for a long time. Moisture curable curing agents are usually used for paints and coatings. It is known that when an epoxy resin containing a moisture curing type curing agent is thinly applied and exposed to the atmosphere, it cures at room temperature for several hours to several days. On the other hand, the present inventors use a moisture-curing curing agent, and adjust the curing characteristics by combining the amount and the combination with other curing agents, and Japanese Patent Publication No. 8-11791 It has been found that excellent curing characteristics suitable for this application can be obtained, which cannot be obtained by the conventional compounding systems disclosed in the above. This curing property is completely different from the conventional epoxy / moisture curable curing agent blend used in paints and the like. The curable composition used in the present invention is particularly preferably used in a closed system between a tension material such as a PC steel wire and a resin sheath in order to effectively exhibit various properties.
[0027]
The chemical equivalent and reactivity of the curing reaction vary depending on the type of epoxy resin and the type of moisture curing type curing agent such as a ketimine compound. Therefore, the preferable compounding quantity of an epoxy resin and a moisture hardening type hardening | curing agent changes with these kinds. However, by adjusting the types and blending amounts of the epoxy resin and the moisture curable curing agent, it is possible to obtain the following characteristics, thereby providing a curable composition having excellent curing characteristics suitable for the present invention. Can be obtained.
[0028]
That is, in the curable composition of the present invention, the viscosity increase coefficient k at 90 ° C. and the number of days M required for curing at room temperature satisfy the relationship represented by the following formulas (1) and (2).
0.01 ≦ k ≦ 0.08 ... (1)
M ≦ 730 ・・・・・・・・・・・ (2)
[Where k is a value defined by the following formula (3).
logρ = kT + logρ ₀ (3)
ρ: Viscosity (P ( Poise ) ), T: Time (hrs.), ρ ₀ : Initial viscosity (P ( Poise ) )]
[0029]
The viscosity ρ in the above formula (3) is cured after being left in an environment of 90 ° C. and 60% relative humidity (RH) for a predetermined time with the curable composition filled between the tendon and the sheath. This is a value measured at 25 ° C. after removing the sex composition from the sheath. The slope k is determined by the least square method by measuring the change in viscosity from the initial stage until reaching 1 million P (poise) by the above method. In addition, the required number of days for curing M was obtained by measuring the consistency of the curable composition after being left in the room for a predetermined number of days with the curable composition filled between the tendon and the sheath. It is. The penetration was measured according to JIS-K-2560, and the case where the penetration was 1 or less was regarded as curing. The adjustment of the viscosity increase coefficient and the number of days required for curing can also be performed by using a moisture curing type curing agent, a latent curing agent and / or a curing accelerator in combination.
[0030]
As described above, the viscosity increase coefficient and the required number of days for curing M are 0.01 ≦ k ≦ 0.08 and M ≦ 730. When k exceeds 0.08, the curing reaction at a high temperature is accelerated as in the case of blending using dicyandiamide or the like, and depending on the size and shape of the concrete structure, tension cannot be applied after the concrete is cured. On the other hand, if k is less than 0.01, it takes time to cure and becomes impractical. The time required for curing was about 1 year at room temperature, about 2 years at most at room temperature, and the curing time M was defined as 730 days or less.
[0031]
The application thickness and shape of the curable composition applied to the tendon are not particularly limited. However, when the film thickness is very thin, for example, when the sheath is coated after applying the curable composition to the tendon, the moisture absorbed during application per unit amount of the curable composition In some cases, the amount of is increased, so that curing may be accelerated. Therefore, the average thickness of the packed layer is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.3 mm or more.
[0032]
The sheath is not limited as long as it can protect the curable composition until it is cured, and a metal one is also applicable, but a resin one is preferable. The sheath made of resin does not corrode and has a larger elongation than the sheath made of metal, and even when cracks occur in the concrete, the sheath is hardly broken. As a specific example of the resin used for the sheath, polyethylene is suitable. The shape of the sheath is not particularly limited. For example, a pipe-shaped sheath, a sheath having a corrugated or spiral irregularity formed on the outside, and the like can be mentioned.
[0033]
Specific examples of the building of the present invention include a bridge. In particular, a configuration using a tendon for the main cable of the bridge is preferable. In general, RC ( Reinforced Concrete) structure and PC (Prestressed Concrete) structure are adopted as the superstructure of the concrete bridge. The RC structure is a structure in which the tensile stress of the member is mainly borne by the reinforcing bars and the compressive stress is borne by the concrete, and is generally designed on the assumption that cracks will occur. The PC structure is a structure in which compressive stress due to pre-stress is applied to concrete members and the generated stress is mainly borne by the concrete, and the design is based on the assumption that no cracks will occur during live loading. On the other hand, the PRC structure is a concrete member reinforced with prestress and reinforcing bars to satisfy the required cracking conditions, and is an intermediate structure between the RC structure and the PC structure. As described above, since the PRC structure allows the cracking of concrete, it is assumed that water enters from the crack. By applying a tension material protected with a sheath and a curable composition to the PRC structure, it is possible to protect the PC steel from a corrosive environment and to construct a structure with excellent durability.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic sectional view of the bridge of the present invention.
[0035]
This bridge is a PRC structure bridge that introduces prestress into reinforced concrete with tendon. The main cable uses a pre-grout PC steel material 10 as a tension material.
[0036]
A cross-sectional view of the pre-grout PC steel is shown in FIG. 2, and a partial vertical cross-sectional view is shown in FIG. This PC steel material 10 is obtained by applying a curable composition 12 to a PC steel stranded wire 11, and forming a polyethylene sheath 13 thereon by extrusion. Concavities and convexities are formed on the surface of the sheath 13 in order to enhance adhesion to the concrete 40.
[0037]
After the curable composition was applied to a PC steel strand, a polyethylene sheath was formed on the coated surface by extrusion using high-density polyethylene “Hi-Zex” manufactured by Mitsui Chemicals. The obtained sheath-covered tendon is allowed to stand in an environment at a temperature of 90 ° C. and a relative humidity of 60% for a predetermined time, and then the sheath is peeled to sample the curable composition. Was used to measure the viscosity at 25 ° C. The viscosity increase coefficient was calculated from the obtained value, and the time to reach 1 million P which is the limitable viscosity (tensible time) was examined. Confirmation of hardening was performed by peeling the sheath and measuring the consistency of the curable composition. The penetration was measured according to JIS-K-2560, and the case where the penetration was 1 or less was regarded as curing. As a result, a curable composition and a sheath-covered tendon were obtained, which had a relatively long strainable time at 90 ° C. and cured within one year at room temperature.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the PRC structure building of the present invention can completely prevent the tension material without grouting, and the curable composition is cured even when the heat is generated due to the heat generated during concrete curing. Appropriate tension can be applied to the tendon material without doing. Therefore, it is possible to achieve both a slow curing reaction at a high temperature and a curability at room temperature, which has been impossible in the past. Thereby, the building of the PRC structure excellent in workability and corrosion resistance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bridge having a PRC structure.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a pre-grout PC steel material used for the bridge of FIG.
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of a pre-grout PC steel material used for the bridge shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Pre-grout PC steel
11 PC steel stranded wire
12 Curable composition
13 Polyethylene sheath
21 Column head
22 Beam part
40 concrete

Claims

It is a bridge with PRC structure that introduces prestress with reinforced material to reinforced concrete,
The bridge has a thick portion where the heat of hydration reaction generated during hardening of the concrete is likely to accumulate and a high temperature, and a thin portion where the heat of hydration reaction is difficult to accumulate and a relatively low temperature. The main cable is arranged over both parts,
The tension material used for the main cable of the bridge includes a core material, a curable composition applied to the surface of the core material, and a sheath covering the surface of the curable composition,
This curable composition contains an epoxy resin and a moisture curable curing agent, and the viscosity increase coefficient k at 90 ° C. and the number of days required for curing at room temperature of the curable composition are the following formulas (1) and (2 PRC structure bridge characterized by satisfying the relationship represented by
0.01 ≦ k ≦ 0.08 ... (1)
M ≦ 730 ・・・・・・・・・・・ (2)
[Where k is a value defined by the following formula (3).
logρ = kT + logρ ₀ (3)
ρ: Viscosity (P ( Poise ) ), T: Time (hrs.), ρ ₀ : Initial viscosity (P ( Poise ) )]