JP3841533B2

JP3841533B2 - Fireproof and fireproof covering structure for concrete structure and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3841533B2
Application number: JP32958197A
Authority: JP
Inventors: 浩司白木; 正人安藤; 幸雄浅野; 武彦加藤; 則光林田; 知明辻村
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; Toho Tenax Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: JPH11141141A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化樹脂シート等の繊維強化樹脂で補強・補修した既存コンクリート構造物を火災から保護するために施されるコンクリート構造物の防耐火被覆構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のコンクリート構造物において、長年の使用による老朽・劣化や、地震の罹災によって強度が低下し、補強・補修を必要とする例が増えている。
【０００３】
旧来このような構造物の強化には補強材料として鋼板が使用されていたが、近年、繊維強化樹脂を用いた補強・補修方法が提案されている。例えば、特開平７−３４６７７号公報や特開平３−２２２７３４号公報などでは、樹脂含有量が１５重量％以下のプリプレグや、支持体に一方向繊維を接着剤にて一時的に接着させた一方向強化繊維シートが提案され、現場にて常温硬化型樹脂を塗布含浸させる方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
繊維強化樹脂を用いた補強・補修工法は、強化繊維シートをコンクリート構造物被補強部の形状にあわせて、施工現場で容易且つ任意にカットできること、軽量であることなど、旧来の鋼板工法と比較して著しく作業性に優れるものであるが、火災に弱いという欠点を有する。したがって、火災時に繊維強化樹脂層が熱劣化しないために強化繊維樹脂の上に防耐火被覆を施さなくてはならない。
【０００５】
本発明者らの検討によるとエポキシ樹脂をマトリックス樹脂とした場合、繊維強化樹脂層の熱劣化を防止するためには、該繊維強化樹脂層の温度が２００℃を超えないような能力を有する防耐火被覆を施さなければならないことを見出している。
【０００６】
防耐火被覆の施工方法には、珪酸カルシウム板や石膏ボードなどの耐火ボードで被覆するいわゆる乾式法や、軽量プレミックスモルタル、鋼骨下地用のタイカモルタルを塗工、または、吹き付けるいわゆる湿式法がよく知られている。
【０００７】
乾式法は、施工時に目地を生じるため、火災時にその部分が弱点となる。
【０００８】
湿式法で使用される軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルは、パーライトなどの中空発泡体を多量に含有しているため、熱伝導率は普通のモルタルの１／３〜１／４であり防耐火被覆効果を発揮している。
【０００９】
該軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルを木造下地や鋼骨下地に施工した場合は、火災時に下地温度を、それぞれ２６０℃以下、３５０℃以下に保てばよいのに対し、繊維強化樹脂下地の場合は２００℃程度以下に保つ必要があるため、木造下地や鋼骨下地の場合と同程度の厚みで施工しても、これらの防耐火被覆材料は繊維強化樹脂下地に対しては十分な防耐火被覆効果が得られなかった。繊維強化樹脂下地に対して該軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルによって十分な防耐火被覆効果を得ようとすると、かなりの厚さに塗工する必要があり、材料費、工期のみならず、被覆材の重量によって被覆材が剥離しやすくなるという問題があった。
【００１０】
さらに、該軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルは、繊維強化樹脂のマトリックス樹脂との接着性が悪く、更に一層、剥落の危険性をはらんでいる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、前記した問題点を解決し、繊維強化樹脂により補強・補修したコンクリート構造物における繊維強化樹脂下地に対して防耐火被覆層を薄くすることができ、しかも十分な防耐火被覆効果を発揮し、防耐火被覆層の付着強度を高めたコンクリート構造物の防耐火被覆構造及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した問題点を解決するために、本発明は、下記の構成からなる。
【００１３】
本発明のコンクリート構造物の防耐火被覆構造は、コンクリート構造物の表面に繊維強化樹脂による補強・補修層と、更に該補強・補修層の外周面にエトリンガイト（ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ）を主成分とする防耐火被覆層を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のコンクリート構造物の防耐火被覆構造の製造方法は、コンクリート構造物の表面にマトリックス樹脂含浸繊維強化材を配設し、該マトリックス樹脂を硬化してコンクリート構造物を補強・補修した後、得られた補強・補修層の外周面にエトリンガイトを主成分とする防耐火被覆組成物を塗布することを特徴とする。
【００１５】
繊維強化樹脂層の上に本発明によるコンクリート構造物の防耐火被覆層を形成するには、エトリンガイトを主成分とする防耐火被覆組成物スラリーを塗布し、水和硬化させることによって行なわれる。塗布の方法は、塗工、吹き付けなど、従来のモルタル層の形成に使用されている方法が採用できる。
【００１６】
本発明によると、火炎暴露時コンクリート構造物の表面に配設された繊維強化樹脂層の温度上昇が抑えられ、その結果、コンクリート構造物の補強・補修効果の熱劣化がなく、安全性を維持する事が出来る。
【００１７】
本発明において、エトリンガイトを主成分とする防耐火被覆組成物とは、エトリンガイトを主成分とし、無機化合物を含んだ組成物である。該無機化合物には、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム系化合物、及び酸化チタンなどが挙げられる。このような組成物は、例えば、特開平７−６１８４１号公報に開示されている。さらに、ガラス繊維、炭素繊維など耐熱性を有する繊維を短く切断したものを加えることもできる。
【００１８】
エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物は、多量に含まれている結晶水が火炎暴露時に蒸発するため、蒸発潜熱による降温効果を有することから、パーライトなどの人工軽量骨材を特に混入する必要がなく、軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルよりも、薄い防耐火被覆層で十分な防耐火被覆効果を発揮し、しかも高強度の被覆が得られる。エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物は、下地としての鋼骨と比較して傷つき易い性質を持つ繊維強化樹脂に対しての保護材に好適である。
【００１９】
エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物における成分の配合比は、エトリンガイト１００重量部に対し、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタンなどを５〜５００重量部含有した組成物が好適である。
【００２０】
エトリンガイトは膨張性の針状結晶であり、施工面に塗工後、成長した結晶が繊維強化樹脂表面の微細凹凸に入り込み、アンカー効果によって付着強度が向上する。特に、ネットなどを表面に接着した強化繊維シートを使用した繊維強化樹脂層は、成長した前記結晶が前記ネットなどと絡んで剥落を防止する。これは、平滑な鋼骨を下地とした場合には得られない作用である。
【００２１】
強化繊維シート表面にネットなどがなくアンカー効果を得にくい場合や、より高強度の防耐火被覆組成物を塗工して高付着強度を得ようとする場合には、コンクリート構造物面に強化繊維樹脂層を配設後、前記樹脂が硬化する前に砂等の無機粒子を未硬化で粘着性のある内に施工面に付着させ、樹脂の硬化後に前記防耐火被覆組成物を施工すれば、エトリンガイトの針状結晶が、前記施工面に付着している無機粒子の間隙に食い込み、一層高い接着強度が得られる。無機粒子として、嵩比重が０. ２以上２. ５以下の人工軽量骨材を使用すると、さらに優れた接着強度が得られる。
【００２２】
人工軽量骨材としてパーライト、バーミキュライト、シラスバルーンなどは、焼結時の発泡で骨材表面に微細孔が無数に形成されるため、エトリンガイトの針状結晶の食い付きがさらに良くなる。また、比重が小さい分、粒径の大きい骨材を貼着させられるため、大きなアンカー効果を得ることができるためである。さらに、大きな人工軽量骨材の接着は、防耐火被覆組成物の塗工性を大きく改善する効果も有する。また、人工軽量骨材は断熱性に優れるため、熱伝導率的にもプラスに作用する。
【００２３】
但し、人工軽量骨材の嵩比重が小さすぎると付着強度が低下するため、塗工する防耐火被覆組成物の強度と人工軽量骨材の嵩比重が０. ２以上２. ５以下のものがよい。
【００２４】
前記した砂や人工軽量骨材の接着は、軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルを防耐火被覆として塗工する場合にも一定の効果を示すが、モルタルが乾燥収縮するため長期的な付着強度は十分とは言い難い。コンクリート構造物における繊維強化樹脂下地に対して砂や人工軽量骨材を接着する方法は、膨張性の針状結晶であるエトリンガイトを主成分とする防耐火被覆組成物をその上に塗工することで生きてくる施工方法である。
【００２５】
本発明において、繊維強化樹脂によるコンクリート構造物の補強・補修構造は、従来よく知られた構造であり、特に制限されない。
【００２６】
マトリックス樹脂としては、特に制限されないが、エポキシ樹脂が好適に使用される。エポキシ樹脂は硬化剤成分を含む形で使用されるが、硬化時に加熱を要さない常温以下の温度で硬化する硬化剤の選択が、外部からの加熱を要さず施工上好ましい。
【００２７】
繊維強化樹脂層の強化繊維としては炭素繊維が好ましく用いられる。また強化繊維の形態は、一方向強化繊維シート、織物、不織布などを、単独、または２種類以上を組み合わせて使用できる。
【００２８】
繊維強化材とマトリックス樹脂とは、あらかじめ強化繊維シートにマトリックス樹脂を含浸させたいわゆるプリプレグでもよく、施工中にマトリックス樹脂とドライ（マトリックス樹脂を含まない）の強化繊維シートとを交互にコンクリート構造物面に配し、マトリックス樹脂を含浸させながらコンクリート構造物面に適用する事もできる。
【００２９】
エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物の塗工は、該防耐火被覆組成物のスラリーを、マトリックス樹脂の硬化した、繊維強化樹脂層の面に塗工する。マトリックス樹脂の硬化前に塗工すると、マトリックス樹脂の硬化傷害を引き起こす場合があり好ましくない。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３１】
〔実施例１〕
コンクリート舗道板（□３００ｍｍＸ６０ｍｍ厚）の表面を研磨してエフロレッセンスやレイタンスを除去した後、硬化剤成分を含む常温硬化型ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂をマトリックス樹脂とし、表面に不織布を貼着した炭素繊維の一方向シート（炭素繊維目付３００ｇ／ｍ²) を強化繊維材として、繊維強化樹脂層を形成し、２３℃にて８時間静置しマトリックス樹脂を硬化させ、試験体基盤とした。この試験体基盤の繊維強化樹脂層の繊維含有率は、２３％とした。
【００３２】
マトリックス樹脂硬化後に、エトリンガイト１００重量部、水酸化アルミニウム１５０重量部、炭酸カルシウム１５０重量部、酸化チタン２０重量部、耐アルカリガラス繊維チョップ５重量部、水１５０重量部を混練してなる防耐火被覆組成物スラリーを硬化後の厚さが５、１０、１５、２０、２５、３０、３５ｍｍ厚となるように塗工した。そのまま室温下で４週間養生して試験体とした。
【００３３】
本試験体を耐火標準曲線に従って加熱し、防耐火被覆層表面温度および、炭素繊維強化樹脂層の温度を計測したところ、加熱１時間後（防耐火被覆層表面温度９２５℃）において炭素繊維強化樹脂層が２００℃以下に保たれる防耐火被覆の塗工厚さは１５ｍｍ厚であった。また、加熱２時間後（防耐火被覆層表面温度１０１０℃）においては２５ｍｍ厚であった。
【００３４】
次ぎに１５mm厚に塗工した試験体について建研式付着試験を実施したところ、付着強度は５ｋｇｆ／ｃｍ²であった。
【００３５】
〔実施例２〕
前記実施例１と同様にしてマトリックス樹脂と繊維強化材シートを配設後マトリックス樹脂の硬化前に２号珪砂を１０００ｇ／ｍ²吹き付け、次いで２３℃にて・８時間静置しマトリックス樹脂を硬化させ、試験体基盤とした。この試験体基盤の繊維強化樹脂層の繊維含有率を、２３％に調整した。
【００３６】
マトリックス樹脂硬化後に、前記実施例１記載の防耐火被覆組成物スラリーを硬化後の厚さが１５ｍｍ厚となるように塗工した。そのまま室温下で４週間養生し、試験体とした。この試験体を用い建研式付着試験を実施したところ、付着強度１０ｋｇｆ／ｃｍ²で、全て防耐火被覆層で破壊し、付着強度は充分であった。
【００３７】
〔実施例３〕
前記実施例１と同様の繊維強化層を形成しマトリックス樹脂の硬化前に人工軽量骨材日本メサライト工業社製メサライトＭ( 比重１. ４５、平均粒子径約３ｍｍ) を８００ｇ／ｍ²吹き付け、次いで２３℃にて８時間静置しマトリックス樹脂を硬化させ、試験体基盤とした。この試験体基盤の繊維強化樹脂層の繊維含有率は、２３％とした。
【００３８】
マトリックス樹脂硬化後に、エトリンガイト１００重量部、水酸化アルミニウム１００重量部、炭酸カルシウム１００重量部、酸化チタン２０重量部、耐アルカリガラス繊維チョップ５重量部、水１５０重量部を混練してなる高強度防耐火被覆組成物スラリーを硬化後の厚さが１５ｍｍ厚となるように塗工した。
【００３９】
そのまま室温下で４週間養生し試験体とした。この試験体を建研式付着試験を実施したところ、付着強度は１７ｋｇｆ／ｃｍ²で、全て防耐火被覆層で破壊した。
【００４０】
〔比較例１〕
前記実施例１と同様にして製造した試験体基盤に軽量プレミックスモルタルスラリーを硬化後の厚さが５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｍｍ厚となるように塗工した。そのまま室温下で４週間養生し試験体とした。本試験体を前記実施例１と同様に耐火標準曲線に従って加熱し、防耐火被覆層表面温度および、炭素繊維強化樹脂層の温度を計測したところ、加熱１時間後において炭素繊維強化樹脂層が２００℃以下に保たれる防耐火被覆の塗工厚さは２５ｍｍ厚、加熱２時間後においては４５ｍｍ厚であった。
【００４１】
次ぎに、２５mm厚に塗工した試験体の建研式付着試験を実施したところ、付着強度は１ｋｇｆ／ｃｍ²であった。
【００４２】
〔比較例２〕
前記実施例２と同様にして得た試験体基盤に前記比較例１記載の軽量プレミックスモルタルスラリーを硬化後の厚さが２５ｍｍ厚となるように塗工した。そのまま室温下で４週間養生し、試験体とした。この試験体について建研式付着試験を実施したところ、付着強度５ｋｇｆ／ｃｍ²であった。
【００４３】
〔比較例３〕
前記実施例３と同様にして得た試験体基盤に、前記比較例１記載の軽量プレミックスモルタルスラリーを２５ｍｍ厚に塗工した。そのまま室温下で４週間養生し試験体とした。この試験体について、建研式付着試験を実施したところ、付着強度は７ｋｇｆ／ｃｍ²で、全て防耐火被覆層で破壊した。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を発揮する。
【００４５】
繊維強化樹脂により補強・補修したコンクリート構造物における繊維強化樹脂下地に対して防耐火被覆層を薄くすることができ、しかも十分な防耐火被覆効果を発揮し、防耐火被覆層の付着強度が優れている。
【００４６】
エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物を、繊維強化樹脂層の表面温度が、火炎暴露時に２００℃以上にならない厚さに塗工した際、従来の軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルを塗工するより、１時間耐火で約４０％、２時間耐火で３０〜４５％も削減できる。
【００４７】
エトリンガイトを主成分とした防耐火被覆組成物は、結晶水の蒸発潜熱を利用した降温効果を利用するためパーライトなどの人工軽量骨材を混入する必要がなく高強度の被覆が得られ、傷つき易い繊維強化樹脂の保護材に好適である。
【００４８】
また、エトリンガイトは膨張性の針状結晶であるため、成長した結晶が、繊維強化樹脂表面の微細凹凸や貼着した無機粒子の間隙に入り込み、アンカー効果が得られるため、従来の軽量プレミックスモルタルやタイカモルタルを塗工するよりも付着強度が向上する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fireproof and fireproof covering structure for a concrete structure applied to protect an existing concrete structure reinforced and repaired with a fiber reinforced resin such as a fiber reinforced resin sheet from a fire, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In general concrete structures, there is an increasing number of cases in which the strength decreases due to aging / deterioration due to long-term use or earthquake damage, and reinforcement / repair is required.
[0003]
Traditionally, steel plates have been used as reinforcing materials for strengthening such structures, but in recent years, reinforcement and repair methods using fiber reinforced resins have been proposed. For example, in JP-A-7-34677 and JP-A-3-222734, a prepreg having a resin content of 15% by weight or less, or a unidirectional fiber temporarily bonded to a support with an adhesive. Directionally reinforced fiber sheets have been proposed, and a method of applying and impregnating a room temperature curable resin on site has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Reinforcement / repair method using fiber reinforced resin can be easily and arbitrarily cut at the construction site according to the shape of the reinforced part of the concrete structure, compared with the conventional steel plate method. Although it is extremely excellent in workability, it has a drawback of being vulnerable to fire. Therefore, in order to prevent thermal degradation of the fiber reinforced resin layer in a fire, a fireproof coating must be applied on the reinforced fiber resin.
[0005]
According to the study by the present inventors, when epoxy resin is used as a matrix resin, in order to prevent thermal degradation of the fiber reinforced resin layer, the fiber reinforced resin layer has an ability to prevent the temperature from exceeding 200 ° C. It has been found that a fireproof coating must be applied.
[0006]
Fireproof coating methods include the so-called dry method of coating with a fireproof board such as calcium silicate board and gypsum board, and the so-called wet method of applying or spraying lightweight premix mortar and tie mortar for steel frame base. well known.
[0007]
The dry method produces joints during construction, so that part becomes a weak point in the event of a fire.
[0008]
Lightweight premix mortars and tie mortars used in wet processes contain a large amount of pearlite and other hollow foams, so their thermal conductivity is 1/3 to 1/4 that of ordinary mortars. It is effective.
[0009]
When the lightweight premix mortar or Thai mortar is applied to a wooden substrate or steel frame substrate, the substrate temperature may be kept at 260 ° C or lower and 350 ° C or lower in the event of a fire, whereas in the case of a fiber reinforced resin substrate Since it is necessary to keep the temperature below about 200 ° C, even if it is constructed with the same thickness as that of a wooden base or steel base, these fire-proof coating materials are sufficient for fire-resistant resin bases. The coating effect was not obtained. In order to obtain a sufficient fireproof coating effect by using the lightweight premix mortar and tie mortar on the fiber reinforced resin base, it is necessary to apply to a considerable thickness, not only the material cost and construction period, but also the coating material There was a problem that the coating material was easily peeled off due to the weight.
[0010]
Furthermore, the light-weight premix mortar and tie mortar have poor adhesion to the matrix resin of the fiber reinforced resin, and further increase the risk of peeling off.
[0011]
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to reduce the thickness of the fireproof coating layer on the fiber reinforced resin base in the concrete structure reinforced / repaired with the fiber reinforced resin, and sufficient fireproof resistance. An object of the present invention is to provide a fireproof and fireproof coating structure for a concrete structure that exhibits a coating effect and has increased adhesion strength of the fireproof and fireproof coating layer, and a method for manufacturing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
[0013]
The fireproof and fireproof covering structure of a concrete structure according to the present invention has a reinforcement / repair layer made of fiber reinforced resin on the surface of the concrete structure and a fireproof / fireproof structure mainly composed of ettringite on the outer peripheral surface of the reinforcement / repair layer. It has the coating layer, It is characterized by the above-mentioned.
[0014]
In the method for producing a fireproof and fireproof covering structure for a concrete structure according to the present invention, a matrix resin-impregnated fiber reinforcement is disposed on the surface of the concrete structure, and the matrix resin is cured to reinforce and repair the concrete structure. A fireproof coating composition mainly composed of ettringite is applied to the outer peripheral surface of the obtained reinforcing / repair layer.
[0015]
In order to form the fire-proof coating layer of the concrete structure according to the present invention on the fiber reinforced resin layer, the fire-proof coating composition slurry mainly composed of ettringite is applied and hydrated. As a coating method, a method used for forming a conventional mortar layer, such as coating or spraying, can be employed.
[0016]
According to the present invention, the temperature increase of the fiber reinforced resin layer disposed on the surface of the concrete structure when exposed to a flame is suppressed, and as a result, there is no thermal deterioration of the reinforcement / repair effect of the concrete structure, and the safety is maintained. I can do it.
[0017]
In the present invention, the fireproof coating composition mainly composed of ettringite is a composition comprising ettringite as a main component and containing an inorganic compound. Examples of the inorganic compound include aluminum hydroxide, calcium carbonate, sodium carbonate compound, and titanium oxide. Such a composition is disclosed, for example, in JP-A-7-61841. Furthermore, what cut | disconnected the fiber which has heat resistance, such as glass fiber and carbon fiber short, can also be added.
[0018]
The fireproof coating composition mainly composed of ettringite has a cooling effect due to latent heat of vaporization because the crystal water contained in a large amount evaporates when exposed to flame, so artificial lightweight aggregate such as pearlite is especially mixed. There is no need, and a thinner fireproof coating layer can provide a sufficient fireproof coating effect than a lightweight premix mortar or Thai mortar, and a high strength coating can be obtained. The fireproof and fireproof coating composition containing ettringite as a main component is suitable as a protective material for a fiber reinforced resin having a property of being easily damaged compared to a steel frame as a base.
[0019]
The composition ratio of the components in the fireproof and fireproof coating composition mainly composed of ettringite is preferably a composition containing 5 to 500 parts by weight of aluminum hydroxide, calcium carbonate, titanium oxide or the like with respect to 100 parts by weight of ettringite.
[0020]
Ettlingite is an expandable needle-like crystal, and after coating on the construction surface, the grown crystal enters fine irregularities on the surface of the fiber reinforced resin, and the adhesion strength is improved by the anchor effect. In particular, in a fiber reinforced resin layer using a reinforcing fiber sheet having a net or the like bonded to the surface, the grown crystal is entangled with the net or the like to prevent peeling. This is an effect that cannot be obtained when a smooth steel frame is used as a base.
[0021]
When there is no net on the surface of the reinforcing fiber sheet and it is difficult to obtain an anchor effect, or when a higher strength fireproof coating composition is applied to obtain high adhesion strength, the reinforcing fiber is applied to the concrete structure surface. After arranging the resin layer, before the resin is cured, the inorganic particles such as sand are adhered to the construction surface while being uncured and sticky, and after applying the fireproof coating composition after the resin is cured, Ettlingite acicular crystals bite into the gaps between the inorganic particles adhering to the construction surface, and a higher adhesive strength can be obtained. If an artificial lightweight aggregate having a bulk specific gravity of 0.2 or more and 2.5 or less is used as the inorganic particles, further excellent adhesive strength can be obtained.
[0022]
Artificial lightweight aggregates such as pearlite, vermiculite, and shirasu balloons have an infinite number of fine pores formed on the surface of the aggregate due to foaming during sintering. Moreover, since an aggregate with a large particle size can be pasted by a part with small specific gravity, it is because a big anchor effect can be acquired. Furthermore, the adhesion of large artificial lightweight aggregates also has the effect of greatly improving the coating properties of the fireproof coating composition. In addition, since the artificial lightweight aggregate is excellent in heat insulation, it also acts positively in terms of thermal conductivity.
[0023]
However, if the bulk specific gravity of the artificial lightweight aggregate is too small, the adhesion strength is lowered, so that the strength of the fireproof coating composition to be applied and the bulk specific gravity of the artificial lightweight aggregate are 0.2 or more and 2.5 or less. Good.
[0024]
The above-mentioned adhesion of sand and artificial lightweight aggregate shows a certain effect even when light-weight premix mortar or Thai mortar is applied as a fireproof coating, but long-term adhesion strength is sufficient because the mortar shrinks by drying. It's hard to say. A method of adhering sand or artificial lightweight aggregate to a fiber reinforced resin base in a concrete structure is to apply a fireproof coating composition mainly composed of ettringite, which is an expandable acicular crystal. It is a construction method that comes to life.
[0025]
In the present invention, the structure for reinforcing and repairing a concrete structure using fiber reinforced resin is a well-known structure and is not particularly limited.
[0026]
Although it does not restrict | limit especially as a matrix resin, An epoxy resin is used suitably. The epoxy resin is used in a form containing a curing agent component, but selection of a curing agent that cures at a temperature below room temperature that does not require heating at the time of curing does not require heating from the outside and is preferable in terms of construction.
[0027]
Carbon fiber is preferably used as the reinforcing fiber of the fiber reinforced resin layer. Moreover, the form of a reinforced fiber can use a unidirectional reinforcing fiber sheet, a textile fabric, a nonwoven fabric, etc. individually or in combination of 2 or more types.
[0028]
The fiber reinforcing material and the matrix resin may be a so-called prepreg in which a reinforcing fiber sheet is impregnated with a matrix resin in advance, and the matrix resin and the dry (not including the matrix resin) reinforcing fiber sheet are alternately applied to the concrete structure during construction. It can also be applied to a concrete structure surface while being impregnated with a matrix resin.
[0029]
In the application of the fireproof coating composition comprising ettringite as a main component, the slurry of the fireproof coating composition is coated on the surface of the fiber reinforced resin layer where the matrix resin is cured. If it is applied before the matrix resin is cured, it may cause a curing injury of the matrix resin, which is not preferable.
[0030]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0031]
[Example 1]
Carbon fiber with concrete pavement board (□ 300mm x 60mm thickness) polished to remove efflorescence and latency, room temperature curable bisphenol A epoxy resin containing curing agent component as matrix resin, and non-woven fabric on the surface A fiber reinforced resin layer was formed using a unidirectional sheet (carbon fiber basis weight 300 g / m ² ) as a reinforcing fiber material, and allowed to stand at 23 ° C. for 8 hours to cure the matrix resin, thereby forming a test specimen base. The fiber content of the specimen-based fiber reinforced resin layer was 23%.
[0032]
After the matrix resin is cured, a fireproof and fireproof coating obtained by kneading 100 parts by weight of ettringite, 150 parts by weight of aluminum hydroxide, 150 parts by weight of calcium carbonate, 20 parts by weight of titanium oxide, 5 parts by weight of alkali glass fiber chop, and 150 parts by weight of water. The composition slurry was coated so that the thickness after curing was 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 mm. The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature.
[0033]
The test specimen was heated in accordance with a fireproof standard curve, and the surface temperature of the fireproof and fireproof coating layer and the temperature of the carbon fiber reinforced resin layer were measured. After heating for 1 hour (fireproof and fireproof coating layer surface temperature of 925 ° C.), the carbon fiber reinforced resin was measured. The coating thickness of the fireproof coating that kept the layer below 200 ° C. was 15 mm thick. Further, the thickness was 25 mm after 2 hours of heating (surface temperature of the fireproof coating layer 1010 ° C.).
[0034]
Next, when a Kenken-type adhesion test was carried out on the specimen coated to a thickness of 15 mm, the adhesion strength was 5 kgf / cm ² .
[0035]
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, after placing the matrix resin and the fiber reinforcing material sheet, before curing the matrix resin, spray No. 2 silica sand at 1000 g / m ² and then let stand at 23 ° C. for 8 hours to cure the matrix resin. And used as a specimen base. The fiber content of the fiber reinforced resin layer based on this specimen was adjusted to 23%.
[0036]
After the matrix resin was cured, the fire-proof coating composition slurry described in Example 1 was applied so that the thickness after curing was 15 mm. The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature. When the Kenken-type adhesion test was carried out using this specimen, the adhesion strength was 10 kgf / cm ² , all were destroyed by the fireproof coating layer, and the adhesion strength was sufficient.
[0037]
Example 3
A fiber reinforced layer similar to that in Example 1 was formed, and before the matrix resin was cured, artificial lightweight aggregate Mesalite M (specific gravity: 1.45, average particle diameter: about 3 mm) was sprayed at 800 g / m ² before being cured. The matrix resin was cured by allowing to stand at 23 ° C. for 8 hours to form a test specimen base. The fiber content of the specimen-based fiber reinforced resin layer was 23%.
[0038]
After hardening the matrix resin, high strength prevention obtained by kneading 100 parts by weight of ettringite, 100 parts by weight of aluminum hydroxide, 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 parts by weight of titanium oxide, 5 parts by weight of alkali glass fiber chop, and 150 parts by weight of water. The fireproof coating composition slurry was applied so that the thickness after curing was 15 mm.
[0039]
The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature. When this specimen was subjected to a Kenken-type adhesion test, the adhesion strength was 17 kgf / cm ² , and all of the specimens were destroyed by the fireproof coating layer.
[0040]
[Comparative Example 1]
The thickness after curing the light premixed mortar slurry on the test specimen base manufactured in the same manner as in Example 1 was 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 mm. Coated. The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature. The test specimen was heated according to the fireproof standard curve in the same manner as in Example 1, and the surface temperature of the fireproof and fireproof coating layer and the temperature of the carbon fiber reinforced resin layer were measured. The coating thickness of the fireproof coating kept at or below 0 ° C. was 25 mm, and 45 mm after 2 hours of heating.
[0041]
Next, when a Kenken-type adhesion test was performed on a test specimen coated to a thickness of 25 mm, the adhesion strength was 1 kgf / cm ² .
[0042]
[Comparative Example 2]
The lightweight premixed mortar slurry described in Comparative Example 1 was applied to a specimen base obtained in the same manner as in Example 2 so that the thickness after curing was 25 mm. The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature. When the Kenken-type adhesion test was carried out on this specimen, the adhesion strength was 5 kgf / cm ² .
[0043]
[Comparative Example 3]
A lightweight premixed mortar slurry described in Comparative Example 1 was applied to a specimen base obtained in the same manner as in Example 3 to a thickness of 25 mm. The test specimen was cured for 4 weeks at room temperature. When the Kenken-type adhesion test was carried out on this specimen, the adhesion strength was 7 kgf / cm ² , and all were destroyed by the fireproof coating layer.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects are exhibited.
[0045]
The fire-resistant coating layer can be thinned against the fiber-reinforced resin base in a concrete structure reinforced and repaired with fiber-reinforced resin, and it exhibits a sufficient fire-resistant coating effect and has excellent adhesion strength of the fire-resistant coating layer ing.
[0046]
When a fireproof coating composition based on ettringite is applied to a thickness where the surface temperature of the fiber reinforced resin layer does not exceed 200 ° C when exposed to flame, conventional lightweight premix mortar and Thai mortar are applied. Thus, it can be reduced by about 40% with 1 hour fire resistance and 30-45% with 2 hour fire resistance.
[0047]
The fireproof coating composition mainly composed of ettringite uses a cooling effect by utilizing the latent heat of vaporization of crystal water, so it is not necessary to mix artificial lightweight aggregates such as pearlite, and a high-strength coating can be obtained and easily damaged. Suitable for protective material for fiber reinforced resin.
[0048]
In addition, since ettringite is an expandable needle-like crystal, the grown crystal enters the fine irregularities on the surface of the fiber reinforced resin and the gaps between the adhered inorganic particles, and an anchor effect is obtained. Adhesive strength is improved compared to coating with or tie mortar.

Claims

A concrete structure characterized by having a reinforcing / repairing layer made of fiber reinforced resin on the surface of the concrete structure and a fireproof and fireproof coating layer mainly composed of ettringite on the outer peripheral surface of the reinforcing / repairing layer. Fireproof coating structure.

The fireproof and fireproof coating structure for a concrete structure according to claim 1, further comprising a portion in which inorganic particles are interposed between the reinforcing / repairing layer and the fireproof and fireproof coating layer.

The fireproof and fireproof covering structure for a concrete structure according to claim 2, wherein the matrix resin of the fiber reinforced resin is an epoxy resin.

After the matrix resin-impregnated fiber reinforcing material is disposed on the surface of the concrete structure and the matrix resin is cured to reinforce and repair the concrete structure, ettringite is the main component on the outer peripheral surface of the obtained reinforcement / repair layer. The manufacturing method of the fire-proof coating structure of a concrete structure characterized by apply | coating the fire-proof coating composition to perform.

The method for producing a fireproof and fireproof covering structure for a concrete structure according to claim 4, wherein the inorganic particles are adhered to the construction surface before the matrix resin is cured.

The concrete structure according to claim 5, wherein the inorganic particles are artificial lightweight aggregates having an average particle size of 0.5 mm or more and less than 5 mm and a bulk specific gravity of 0.2 or more and 2.5 or less. A method of manufacturing a fireproof and fireproof coating structure.