JP3856065B2

JP3856065B2 - Protection method for concrete structures

Info

Publication number: JP3856065B2
Application number: JP19962498A
Authority: JP
Inventors: 武裕簗瀬; 浩一福島; 義人浦本
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000016886A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の保護工法に関するものであり、土木及び建築等の技術分野において賞用され得るものである。
【従来の技術】
【０００２】
一般にコンクリート構造物は、セメントの水和物である水酸化カルシウムの存在によりｐＨ１２〜１３の強アルカリ性を呈するため、例えば、鉄筋コンクリート構造物の場合にはコンクリート内部の鉄筋は表面に不動態膜が形成されることにより腐食が抑制されている。しかしながら、炭酸ガスがコンクリート中に侵入すると、これと水和物の水酸化カルシウムが反応して炭酸カルシウムを生成するため、コンクリートの中性化が促進され、又、塩化物イオンが鉄筋表面に侵入した場合には、鉄筋表面を被覆していた不動態膜が破壊されて鉄筋を腐食させる。鉄筋の腐食が進行すると、腐食前に比較して約２．５倍の体積膨張を伴うため、錆の進行と共にコンクリートにクラックを生じさせ、コンクリートの強度低下をもたらし、当初予定していた構造物の耐用強度が維持できなくなる問題がある。又、コンクリート中にアルカリ骨材反応を起こす骨材の混入している場合には、アルカリ骨材反応の進行によりコンクリートにクラックが発生し、前記と同様のトラブルが発生する。
【０００３】
このようなコンクリート構造物の塩害、中性化及びアルカリ骨材反応が発生もしくは懸念される場合、従来より一般的にいわゆる環境遮断による補修が講じられている。即ち、コンクリート構造物の表面に塗料、防水材及びポリマーセメントモルタル等の塗膜を形成し、炭酸ガス、塩分酸素及び水分等を遮断する方法である。また、塗膜としては（メタ）アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、及びウレタン樹脂系の塗料、防水材、及びポリマーセメントモルタルが一般的に用いられていた。さらに、ひび割れ追従性および水蒸気透過性に優れた高級アクリル酸エステルを主成分とする重合体からなる組成物から形成された中塗材塗膜を用いる場合には、下地調整材塗膜と中塗材塗膜との密着性を確保するために、下地調整材塗膜の表面に、溶剤系下塗材塗膜を形成した後に、中塗材塗膜を形成させていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の塗料、防水材及びポリマーセメントモルタル等の塗膜を形成する工法では、塗膜の柔軟性に欠けるため、コンクリート構造物にクラックが発生した場合、塗膜はこれに追従できず、ひび割れ部から、前記した劣化要因を遮断することができず、劣化の進行を抑制できない。又、水蒸気透過性に劣るため、コンクリート構造物内部を乾燥状態に導くことができず、アルカリ骨材反応、塩害及びふくれを誘発してしまう。さらに、下地調整材塗膜を形成させた後、溶剤系下塗材塗膜を形成させ、高級アクリル酸エステルを主成分とする重合体からなる組成物から形成された塗膜を用いた場合には、塗膜のふくれを発生することがあった。この現象は以下の理由によるものと考えられる。つまり、下塗材を形成する組成物であるトルエン及びキシレン等の有機溶剤が下地調整材塗膜中に含浸し、それらが十分に散逸する前に中塗材塗膜を形成させるため、塗膜形成後に夏期の気温の上昇等、温度の上昇に伴って含浸していた有機溶剤が下塗材塗膜を侵し、さらには揮発した有機溶剤の膨張圧によって、塗膜のふくれを発生するものである。又、上記塗膜を用いた場合には、コンクリート構造物の端部及び角部所謂出隅部のコンクリートが剥落することもあった。これらの原因としては、コンクリート打設時の施工不良、塗膜を形成させる際に残存した劣化要因による鉄筋腐食によるかぶりコンクリートの押し出し、及び地震によるせん断力やその他の荷重によるコンクリートの押し出し等が挙げられる。このような場合、従来ある上記塗膜では強度に欠けるため、剥落しようとするコンクリートの落下を防止することができない。
【０００５】
本発明者らは、上記問題点を解消し、コンクリート構造物中への劣化要因の侵入を遮断して塩害及び中性化を防止し、コンクリート構造物内部に滞留した水分を速やかに放出してアルカリ骨材反応を防止し、コンクリート構造物のひび割れに対しても優れた追従性を有し、これら性能を長期に亘り保持することができ、塗膜形成後の温度上昇によっても塗膜にふくれが発生することもなく、さらにコンクリートの剥落を防止する簡易な工法を見出すべく鋭意検討したのである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、コンクリート表面に、特定の樹脂組成物から形成された下地調整材塗膜（１）と、特定の樹脂組成物から形成され、特定の物性を有する塗膜（２）の２層を形成する施工方法が有効であることを見出し本発明を完成した。即ち、本発明はコンクリート構造物の表面に、下記下地調整材塗膜（１）を形成し、その塗膜表面に下記塗膜（２）を形成することを特徴とするコンクリート構造物の保護工法である。
（１）アルキル基の炭素数が１〜１０の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの一種以上
を２０〜１００重量％含む単量体又は単量体混合物を重合したカチオン系（メタ）アクリル重合体エマルション及び無機質水硬性物質を含有する組成物であって、前記エマルションが無機質水硬性物質１００重量部に対して１〜３０重量部含有する組成物を硬化してなる塗膜。
（２）アルキル基の炭素数が４〜１０であるアルキル（メタ）アクリレートを３０〜９８重量％の共重合割合とする共重合体がカチオン系及び／又はノニオン系界面活性剤により水に乳化分散されたエマルション及び無機質水硬性物質を含有する組成物であって、前記エマルション１００重量部に対して１０〜２００重量部の無機質水硬性物質を含有する組成物から形成された塗膜であり、２０℃における伸び率が５０〜２０００％であり、遮塩性が１０^-2〜１０^-4ｍｇ/ ｃｍ² 日であり、水蒸気透過性が５ｇ/ ｍ² 日以上であり、膜厚が１００〜５０００μｍである塗膜以下本発明を詳細に説明する。
【発明の実施の形態】
【０００７】
○下地調整材塗膜（１）
本発明に用いる下地調整材塗膜（１）はアルキル基の炭素数が１〜１０の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの一種以上を２０〜１００重量％含む単量体又は単量体混合物を重合したカチオン系（メタ）アクリル重合体エマルション（以下、単に「カチオン系（メタ）アクリル重合体エマルション」という。）と無機質水硬性物質を含有する組成物であって、前記エマルションが無機質水硬性物質１００重量部に対して１〜３０重量部含有する組成物から形成される塗膜である。
【０００８】
○無機質水硬性物質
本発明に用いる無機質水硬性物質は特に限定されたものでなく、各種のセメント、無水及び半水石膏、生石灰並びに亜鉛華等が挙げられる。これらの中でもセメントが好ましく、例えば、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、早強セメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、白色セメント、コロイドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント等があり、さらにこれらの中でも、特に入手が容易で、本発明の効果を充分に発揮できる、ポルトランドセメント又はアルミナセメントが好ましい。又、無機質水硬性物質は２種以上を併用することもできる。
【０００９】
○カチオン系（メタ）アクリル重合体エマルション
本発明において用いられるカチオン系（メタ）アクリル重合体エマルションは、アルキル基の炭素数が１〜１０の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの一種以上を２０〜１００重量％含む単量体又は単量体混合物を水中もしくは下記カチオン系又はノニオン系の界面活性剤の存在下に常法により重合して容易に得ることができ、通常固形分濃度は３０〜７０重量％である。上記（メタ）アクリル酸エステルの具体例としては、（メタ）アクリル酸メチル、エチル、ｎ−プロピル、iso −プロピル、ｎ−ブチル、iso −ブチル、sec −ブチル、ｎ−アミル、iso −アミル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、オキソヘプチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、オキソノニル、ｎ−デシル、オキソデシル等がある。
【００１０】
本発明における下地調整材塗膜（１）を形成する重合体は、上記（メタ）アクリレートに加え、それらと共重合可能な不飽和エチレン結合を有するその他の単量体を共重合したものであっても良い。その他の単量体としては、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ブタジエン、（メタ）アクリル酸、グリシジル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド及び炭素数１〜３のアルキル（メタ）クリレート等が挙げられる。エマルションをカチオン系にする方法としては、前記単量体をカチオン系界面活性剤の存在下通常公知のエマルション重合法によって製造する方法、又はノニオン系界面活性剤の存在下通常公知のエマルション重合法により得られたエマルションにカチオン系界面活性剤を添加混合することによってカチオン系にする方法がある。本発明に使用しうるカチオン系界面活性剤は、例えば、トリメリルオクタデシルアンモニウムクロライド、トリメチルドデシルアンモニウムクロライド、トリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルステアリルアンモニウムクロライドのごとき４級アンモニウム塩、或いはジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルバルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルオレイルアミン、トリオクチルアミン、Ｎ−メチルモルフォリン、ジメチルベンジルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのごとき３級アミンであり、特に好ましくは、トリメチルステアリルアンモニウムクロライドのごとき４級アンモニウム塩が挙げられる。カチオン系界面活性剤は単独で使用し得るが、ノニオン系界面活性剤を併用すればエマルションの安定性が改良され、セメントと混合する時の作業性等の改良効果がある。ノニオン系の界面活性剤としては通常（メタ）アクリル系重合体エマルションに使用されるもののいづれもが使用できる。例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンのアルキル及びアルキルフェノールエーテル、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等のポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステルである。界面活性剤の配合量は上記（メタ）アクリル酸エステル重合体１００重量部（以下単に部と略す）に対し、カチオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤のそれぞれが、０．１〜４重量％及び０．５〜１０重量％であることが好ましい。界面活性剤の配合量が少ない場合、エマルションの安定性に欠けるものとなる。一方、配合量が多い場合には、乾燥性及び塗膜の耐水性を低下させてしまう。
【００１１】
本発明に用いるエマルションには、その他の成分として消泡剤を配合することができる。消泡剤としては、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール及びシクロヘキサノール等の一般に使用される消泡剤が使用できる。消泡剤の配合割合としては、上記（メタ）アクリル酸エステル重合体の固形分に対して０．１〜５重量％が好ましい。
【００１２】
下地調整材塗膜（１）用組成物には硅砂、川砂等の細骨材を配合することができ、無機質水硬性物質１００部に対し、５００部以下であることが好ましい。５００部を越える場合、塗膜強度や水密性、気密性を損なう場合がある。
下地調整材塗膜（１）を形成する組成物中のカチオン系（メタ）アクリル重合体エマルションは、無機質水硬性物質１００部に対して１〜３０部の割合で調合する。この値が１部に満たない場合には、塗膜の気密性、水密性、下地に対する付着性が低下する。３０部を越える場合には、下地調整材を形成する組成物の乾燥性が不良になったり、塗膜強度が低下するようになる。
【００１３】
○塗膜（２）
本発明の工法では、下地調整材塗膜（１）の表面に、以下の塗膜（２）を形成する。即ち、アルキル基の炭素数が４〜１０であるアルキル（メタ）アクリレートを３０〜９８重量％の共重合割合とする共重合体をカチオン系及び／又はノニオン系界面活性剤により水に乳化分散されたエマルションと無機質水硬性物質を含有する組成物であって、エマルション１００部に対して１０〜２００部の無機質水硬性物質を含有する組成物から形成された塗膜であり、２０℃における伸び率が５０〜２０００％であり、遮塩性が１０^-2〜１０^-4ｍｇ/ ｃｍ²・日であり、水蒸気透過性が５ｇ/ ｍ² ・日以上であり、膜厚が１００〜
５０００μｍである塗膜（２）である。
【００１４】
アルキル基の炭素数が４〜１０であるアルキル（メタ）アクリレートの具体例としては、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−アミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、オキソヘプチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ノニル（メタ）アクリレート、オキソノニル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート及びオキソデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。アルキル基の炭素数が４より小さいアルキル（メタ）アクリレートは、耐アルカリ性の点で好ましくなく、他方炭素数が１０を越えるものは耐寒性が低下してしまう。アルキル基の炭素数が４〜１０であるアルキル（メタ）アクリレートの全単量体に占める割合は、３０〜９８重量％であり、好ましくは５０〜９０重量％である。この割合が３０重量％を下回ると、塗膜の下地ひび割れ追従性、耐水性及び耐アルカリ性が低下する。他方９８重量％を越えると、十分な強度の塗膜を得られないことがある。
【００１５】
本発明における塗膜（２）を形成する重合体は、上記（メタ）アクリレートに加え、それらと共重合可能な不飽和エチレン結合を有するその他の単量体を共重合したものであっても良い。その他の単量体としては、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ブタジエン、（メタ）アクリル酸、グリシジル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド及び炭素数１〜３のアルキル（メタ）クリレート等が挙げられる。又、塗膜（２）に難燃性を付与するために、塩化ビニリデンを構成単量体として使用することもできる。
【００１６】
エマルションをカチオン性にする方法としては、前記単量体をカチオン性界面活性剤の存在下公知のエマルション重合法によって製造する方法、又はノニオン性界面活性剤の存在下通常公知のエマルション重合法により得られたエマルションにカチオン性界面活性剤を添加混合することによってカチオン性にする方法がある。本発明に使用しうるカチオン性界面活性剤は、前記下地調整材塗膜（１）の項で、挙げたものと同様のものが使用できる。カチオン性界面活性剤は単独で使用し得るが、ノニオン性界面活性剤を併用すればエマルションの安定性が改良され、無機質水硬性物質と混合する時の作業性等の改良効果がある。ノニオン性の界面活性剤としては通常（メタ）アクリル系エマルションに使用されるもののいづれもが使用できる。例えば、前記下地調整材塗膜（１）の項で挙げたものと同様のものが使用できる。これらの界面活性剤の内、特に重合安定性、機械的化学的安定性が良好となる点で、ＨＬＢ値１５以上のポリエチレンオキサイド系ノニオン系界面活性剤を使用することが好ましい。界面活性剤の配合範囲はエマルションの重合体固形分に対して、１〜１０重量％であることが好ましい。界面活性剤の配合量が１重量％に満たない場合は、エマルションの安定性に欠けるものとなる。一方、１０重量％を超える場合、乾燥性及び塗膜の耐水性を低下させてしまう。
【００１７】
本発明におけるエマルションには、その他の成分として消泡剤を配合することができる。消泡剤としては、オクチルアルコール、カプリルアルコール、アウリルアルコール及びシクロヘキサノール等の一般に使用される消泡剤が使用できる。消泡剤の配合割合としては、重合体固形分に対して０．１〜５重量％が好ましい。
【００１８】
本発明における塗膜（２）を形成する組成物には、下地調整材塗膜（１）への接着性、塗膜の強度、耐水性、及び乾燥成膜性を向上させる目的で無機質水硬性物質を配合する必要がある。無機質水硬性物質としては、各種のセメント、無水及び半水石膏、生石灰並びに亜鉛華等が挙げられる。これらの中でもセメントを使用することが好ましく、例えば、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、早強セメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、白色セメント、コロイドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント等があり、さらにこれらの中でも、特に入手が容易で、本発明の効果を充分に発揮できる、ポルトランドセメント又はアルミナセメントが好ましい。これらのセメントは、前記エマルション１００部に対して、１０〜２００部配合することが好ましい。１０部に満たない場合には下地調整材塗膜（１）に対する密着性、及び塗膜の強度が低下し好ましくない。一方、２００部を越える場合には、塗膜（２）の柔軟性が低下し、下地ひびわれ追従性が充分でないことがある。又、セメントは２種以上を併用することもできる。
【００１９】
○その他の成分
本発明で使用する組成物には、汎用の充填材が配合されたものであっても良い。充填材を配合する場合には、塗装作業性の向上、塗膜への強靱性の付与、塗膜表面の粘着性の低減などの効果が認められる場合がある。充填材の具体例としては、硅砂、タルク、炭酸カルシウム、カオリン、石膏及び珪藻土、酸化チタン等の一種又は二種以上のが用いられる。充填材の配合量は、エマルション１００部に対して、充填材を１５０部以下であることが好ましい。１５０部を越えると塗膜のひび割れ追従性、水密性、気密性を損なう場合がある。又、塗膜に難燃性を付与するため、塩化ビニリデンの重合体又は／及び塩化ビニリデンの共重合体を配合したり、トリアジン環を有する化合物を配合することもできる。又、必要に応じて、重合体１００部に対して５部程度までの界面活性剤、粘度安定剤、消泡剤等を配合することができる。
【００２０】
本発明における塗膜（２）は、２０℃における伸び率が５０〜２０００％であり、遮塩性が１０^-2〜１０^-4ｍｇ/ ｃｍ²・日であり、水蒸気透過性が５ｇ/ ｍ²・日以上であることが必要である。２０℃における伸び率が５０％に満たないと、コンクリートのひび割れに対して追従できず、水、酸素、二酸化炭素及び飛来塩分を遮断することができず、又２０００％を越えると、摩耗及び衝撃等に弱くなり、塗膜の耐久性が不十分なものとなる。遮塩性が１０^-2ｍｇ／ｃｍ²・日を超えると、飛来塩分に対する遮断効果が不十分となり、
長期的な防錆効果に欠け、又１０^-4ｍｇ／ｃｍ²・日に満たないとこれに対応した効果を得ることができない。水蒸気透過性が５ｇ／ｍ2 ・日に満たないと、コンクリート内部の水分を放出しにくいためにコンクリート内部を乾燥状態にすることができず、アルカリ骨材反応及び塩害を誘発させたり、水分により塗膜が膨張してしまうことがある。
【００２１】
本発明における塗膜（２）の形成膜厚は１００〜５０００μｍの範囲内となるように施工する必要がある。形成膜厚が１００μｍに満たない場合にはコンクリートのひび割れに対する追従性に欠け、なおかつ環境遮断性に劣るものとなり、又形成膜厚が５０００μを超える場合には、水蒸気透過性が小さくなり、コンクリート内部を乾燥状態にすることができず、アルカリ骨材反応及び塩害を誘発させたり、又塗膜が膨れ易くなってしまう。
【００２２】
本発明における組成物には、必要に応じて、塗膜強度を向上させコンクリートの剥落を防止する目的で、塗膜中に繊維状織布を含有することができる。ここでいう繊維状織布は、繊維の束を網目状に織った織布であり、例えば、ポリエステル繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維等が挙げられる。これらの中でも、強度、塗膜（２）との密着性及び施工性に優れる点から、ガラス繊維を原料としたガラスクロスが好ましい。
【００２３】
○上塗材塗膜
本発明では、必要に応じて前記塗膜（２）の表面に、美観を向上させる目的及び塗膜（２）の保護を目的として上塗材塗膜を形成することもできる。上塗材塗膜としては、２０℃における伸び率が５０〜５００％、膜厚５０〜３００μｍを有する塗膜であるものが好ましい。上塗材塗膜の２０℃における伸び率が５０％を下回ると、塗膜（２）のひび割れ追従性を低下させたり、塗膜（２）の柔軟性に追従できずに上塗材塗膜自体が割れることあり、他方５００％を上回ると、外部からの汚染を受けやすくなって、美観上好ましくない。又、上塗材塗膜の形成膜厚が５０μｍを下回ると、隠ぺい性不良となり、外観上好ましくなく、他方３００μｍを上回ると、コンクリート内部の水分を放出しにくいためにコンクリート内部を乾燥状態にできず、アルカリ骨材反応及び塩害を誘発させたり、塗膜が膨れ易くなってしまう。上塗材塗膜を形成する上塗材としては、種々のものが使用可能であり、（メタ）アクリル系樹脂塗料、（メタ）アクリルレタン系塗料、（メタ）アクリルシリコン系塗料、フッ素樹脂塗料及びエポキシ樹脂塗料等が挙げられる。
【００２４】
○施工方法
以下、本発明の施工方法について説明する。本発明の劣化防止工法はコンクリート表面に、下地調整材組成物を施工し下地調整材塗膜（１）を形成する。次いで、その表面に中塗材塗膜である塗膜（２）を形成する組成物を施工して塗膜（２）を形成する。又、必要に応じて塗膜（２）の表面に、前記上塗材組成物を施工して上塗材塗膜を形成することもできる。下地調整材塗膜（１）、塗膜（２）及び上塗材塗膜を形成する組成物の施工方法としては、通常の方法で行えば良く、例えばコテ、刷毛又はローラー等により塗布したり、リシンガン、スプレーガン等の機械により吹付けたりする方法がある。又、塗膜（２）を施工する場合、優れたひび割れ追従性を付与するために、膜厚への配慮を行う必要がある。
【００２５】
塗膜（２）を形成する組成物の粘度としては、施工方法により異なるが、３００ｃｐｓ以上（Ｂ型粘度計、１２回転、ローターＮｏ．４、２０℃）であることが施工性に優れるため好ましく、より好ましくは１０００〜５００００ｃｐｓである。粘度が３００ｃｐｓに満たないと、一度に厚塗りすることが難しくなり、又高粘度の場合には、厚塗りができる利点があるが、施工に難点が生じる場合がある。又、本発明の工法では、必要に応じて塗膜（２）に繊維状織布を含有させることもできる。塗膜（２）中に繊維状織布を含有する塗膜（２）を形成する施工方法としては、各種方法で施工すれば良く、例えば以下のような方法がある。塗膜（２）を形成すべき部位に、塗膜（２）を形成する組成物をコテ又はローラー等により施工する。施工した組成物が乾燥する前に、繊維状織布を組成物の表面からコテ等により押さえつける。その後素早く、繊維状織布と塗膜（２）が一体となるように、繊維上織布の表面に組成物をコテ又はローラー等により施工し乾燥して、繊維状織布を含有する塗膜（２）を形成する。
【００２６】
本発明の工法は、土木・建築における種々のコンクリート構造物に適用可能であり、既に塩害やアルカリ骨材反応により、劣化を受けたもしくは劣化のおそれのあるコンクリート構造物や、コンクリート表面の剥落が懸念されるコンクリート構造物にも適用することが可能である。尚、本発明におけるコンクリート構造物は、コンクリート又はモルタルで作られた構造物であり、コンクリート構造物の例として、高覧、橋脚、橋台、床版下面、桟橋、ドルフィン、ボックスカルバート、トンネル、導水路、貯水槽、地下ピット、壁、屋根、軒裏、パラペット及びバルコニー等がある。
【実施例】
【００２７】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。尚、以下に示す「部」及び「％」は、いずれも重量基準である。
○評価方法
各実施例及び比較例の施工方法で得られた塗膜を、以下の方法に従い評価した。
（１）塗膜の外観
塗膜の外観用の試験基板として７０×７０×２０ｍｍのモルタルを使用し、前記下地調整材塗膜（１）、塗膜（２）、及び上塗材塗膜を基板全面にコテ、ローラーを用いて形成し、２０℃、６０％相対湿度の条件下で１４日静置したものを試験体とした。試験体を５０±３℃の恒温器中で７日間加温した後、試験室に２時間静置し、塗膜のふくれ、はがれ、ひび割れの有無を目視によって調べた。
【００２８】
（２）遮塩性
日本道路公団「維持修繕要領・橋梁編塗装材料の規格適合試験」しゃ塩性試験に準拠して実施した。
【００２９】
（３）水蒸気透過性
前記塗膜（２）及び上塗材塗膜を離型板にコテ、ローラーを用いて形成した。２０℃、
６０％相対湿度の条件下で１４日静置したものを脱型し、さらに２０℃、６０％相対湿度の条件下で１４日静置したものを試験体とし、ＪＩＳＺ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法」に準拠して実施した。
【００３０】
（４）付着性
試験基板として７０×７０×２０ｍｍのモルタルに、前記下地調整材塗膜（１）、塗膜（２）、及び上塗材塗膜をコテ、ローラーを用いて形成した。２０℃、６０％相対湿度の条件下で１４日静置したものを試験体とし、日本道路公団「維持修繕要領・橋梁編塗装材料の規格適合試験」コンクリートの付着性試験に準拠して実施した。
【００３１】
（５）ひび割れ追従性試験及び塗膜強度
ひびわれ追従性試験用試験板として塗膜を形成しない面に切り込みを入れたスレート板（１５０×７５×５ｍｍ）を使用し、前記下地調整材塗膜（１）、塗膜（２）及び上塗材塗膜を、塗膜の大きさが１５０×５０ｍｍとなるようにコテ、ローラーを用いて形成し、２０℃、６０％相対湿度の条件下で２８日静置した。養生後、塗膜表面に１５０×５０ｍｍとなるように切り込みを入れ、又、塗膜を塗布していないスレート面に切り込みを入れ、図１に示すひびわれ追従性試験用試験体に加工した。この試験体を図１の矢印の方向に５ｍｍ／分の引張速度で引張試験を行い、塗膜にピンホール又は破断を生じた時の追従ひびわれ幅を測定した。又、最大荷重を求め、塗膜単位幅あたりの塗膜強度を次の計算式を用いて求めた。
【００３２】
【式１】

【００３３】
○下地調整材塗膜（１）を形成する組成物の製造
表１に示す単量体を使用し、界面活性剤を使用して水性媒体中に当該単量体を分散させた後加熱し、これにラジカル重合開始剤を滴下して重合反応を行った。得られた重合体エマルションに、表１に示す配合物を撹拌下に添加混合し、組成物を得た。
【００３４】
【表１】

【００３５】
＊１：１部のトリメチルステアリルアンモニウムクロライド
＊２：１部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
【００３６】
○塗膜（２）を形成する組成物の製造
表２に示す単量体を使用し、界面活性剤を使用して水性媒体中に単量体を分散させた後加熱し、これにラジカル重合開始剤を滴下して、重合反応を行った。得られた重合体エマルションに、表２に示す配合物を撹拌下に添加混合し、組成物を得た。
【００３７】
【表２】

【００３８】
注記
＊１：１部のトリメチルステアリルアンモニウムクロライド
＊２：１部のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
＊３：１部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
【００３９】
○実施例１〜４
前記評価方法に示した方法で、表３に示す下地調整材塗膜（１）を形成する組成物を塗布し、乾燥して下地調整材塗膜（１）を形成した。次いでその表面に塗膜（２）及び上塗材塗膜を形成することにより、積層施工した。得られた塗膜の評価結果は表３に示す通りであり、本発明の施工方法で形成された積層塗膜は、塗膜のひび割れ追従性が大きく、遮塩性、水蒸気透過性及び付着性に優れていることがわかる。又、実施例１〜４では、塗膜の外観も良好であった。又、実施例４の塗膜（２）に繊維状織布を形成した積層塗膜では、塗膜強度が飛躍的に向上している。
【００４０】
【表３】

【００４１】
注記
＊１：柔軟性アクリルウレタン樹脂溶剤型塗料［アロンブルコートＴ−３１０、東亞合成株式会社］を使用して形成。
【００４２】
○比較例１〜７
前記評価方法に示した方法で、表４に示す下地調整材塗膜（１）を形成する組成物を塗布し、乾燥して下地調整材塗膜（１）を形成した。これに表４に示すように必要に応じて下塗材塗膜を形成し、次いでその表面に塗膜（２）及び上塗材塗膜を形成することにより、積層施工した。得られた積層塗膜の評価結果を表４に示す。比較例１は、下地調整塗膜（１）にカチオン系でない（メタ）アクリル重合体エマルションを含有する組成物を用いた場合であり、付着性に劣っている。比較例２は、塗膜（２）の２０℃における伸び率が５０％に満たない、且つ遮塩性が１０^-2ｍｇ/ ｃｍ² 日に満たない場合であり、遮塩性及びひび割れ追従性に劣っている。比較例３は、塗膜（２）の２０℃における伸び率が２０００％を超える場合であり、且つエマルション１００部に対して１０部に満たない無機質水硬性物質を含有する場合であり、付着性及び塗膜強度に劣っている。比較例４は、塗膜（２）を形成する組成物である共重合体がカチオン系又はノニオン系界面活性剤により水に乳化分散されたエマルションを含有していない場合であり、エマルション１００部に対して１０部に満たない無機質水硬性物質を含有する場合であり、付着性に劣っている。比較例５は、塗膜（２）の形成塗膜厚が１００μｍに満たない場合であり、遮塩性、ひび割れ追従性及び塗膜強度に劣っている。比較例６は、硬質エポキシ樹脂溶剤型塗料を用いて塗膜（２）を形成した場合であり、ひび割れ追従性及び水蒸気透過性に劣る。比較例７は、硬質エポキシ樹脂溶剤型塗料及びガラスクロス繊維状織布を用いて塗膜（２）を形成した場合であり、ひび割れ追従性及び水蒸気透過性に劣っている。
【００４３】
【表４】

【００４４】
注記
＊１：エポキシ樹脂水性エマルション型塗料［アロンブルコートＰ−３００、東亞合成株式会社］。
＊２：エポキシ樹脂溶剤型塗料［アロンブルコートＰ−２００、東亞合成株式会社］。
＊３：エポキシ樹脂塗料［硬質エポキシ樹脂溶剤型塗料［ガードクリート＃１００中塗、株式会社トウペ製］。
＊４：柔軟性アクリルウレタン樹脂溶剤型塗料［アロンブルコートＴ−３１０、東亞合成株式会社］。
＊５：ウレタン樹脂塗料［硬質ウレタン樹脂溶剤型塗料、ガードクリート＃１００上塗、株式会社トウペ製］。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の工法によれば、塗膜（２）及び上塗材塗膜がひび割れ追従性の優れる塗膜であるため、コンクリートにクラックが発生した場合もこれに追従できることが可能となり、劣化要因の侵入を長期に亘り防止する。又、塗膜（２）が水蒸気透過性に優れた塗膜であることにより、コンクリート内部を乾燥状態に導き、さらに遮塩性にも優れているため、アルカリ骨材反応、塩害、中性化及び膨れの発生を防止する。又、下地調整材塗膜（１）と塗膜（２）の密着性が良好で、ふくれの発生を防止し、且つ下塗材塗膜の形成を省略することができ、施工工期を短縮することができる。又、塗膜（２）に繊維状織布を形成することによって、コンクリートの剥落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ひび割れ追従性試験用試験体の平面図
【図２】ひび割れ追従性試験用試験体の正面図
【符号の説明】
１：形成塗膜、２：スレート板BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a method for protecting a concrete structure, and can be used in a technical field such as civil engineering and architecture.
[Prior art]
[0002]
In general, a concrete structure exhibits a strong alkalinity of pH 12 to 13 due to the presence of calcium hydroxide, which is a cement hydrate. For example, in the case of a reinforced concrete structure, a passive film is formed on the surface of the reinforcing steel inside the concrete. As a result, corrosion is suppressed. However, when carbon dioxide enters the concrete, it reacts with the hydrated calcium hydroxide to produce calcium carbonate, which promotes neutralization of the concrete, and chloride ions enter the reinforcing bar surface. In this case, the passive film covering the reinforcing bar surface is destroyed and corrodes the reinforcing bar. When the corrosion of the reinforcing bar progresses, the volume expansion is about 2.5 times that before the corrosion, causing the concrete to crack with the progress of rust, resulting in a decrease in the strength of the concrete. There is a problem that the durable strength of can not be maintained. Moreover, when the aggregate which raise | generates an alkali aggregate reaction is mixed in concrete, a crack will generate | occur | produce in concrete by progress of an alkali aggregate reaction, and the trouble similar to the above will generate | occur | produce.
[0003]
When salt damage, neutralization, and alkali aggregate reaction occur or are concerned about such a concrete structure, repairs by so-called environmental interruption have been generally performed. That is, it is a method of forming a coating film such as paint, waterproofing material and polymer cement mortar on the surface of a concrete structure to block carbon dioxide, salt oxygen, moisture and the like. In addition, (meth) acrylic resin-based, epoxy resin-based, and urethane resin-based paints, waterproofing materials, and polymer cement mortar have been generally used as coating films. Furthermore, in the case of using an intermediate coating film formed from a composition composed mainly of a higher acrylate ester having excellent crack followability and water vapor permeability, an undercoat conditioner coating film and an intermediate coating material coating are used. In order to ensure adhesion with the film, an intermediate coating film was formed after the solvent-based primer coating film was formed on the surface of the base material coating film.
[Problems to be solved by the invention]
[0004]
However, in the method of forming a coating film such as a conventional paint, waterproofing material and polymer cement mortar, because the coating film lacks flexibility, when a crack occurs in a concrete structure, the coating film cannot follow this, The above-described deterioration factor cannot be blocked from the cracked portion, and the progress of deterioration cannot be suppressed. Moreover, since the water vapor permeability is inferior, the inside of the concrete structure cannot be led to a dry state, and an alkali aggregate reaction, salt damage, and blistering are induced. In addition, after forming the substrate conditioning material coating film, a solvent-based primer coating film is formed, and when a coating film formed from a composition composed mainly of a higher acrylate ester is used. In some cases, the paint film bulges. This phenomenon is considered to be due to the following reason. In other words, an organic solvent such as toluene and xylene, which is a composition for forming the primer, is impregnated in the base material coating film, and the intermediate coating film is formed before they are sufficiently dissipated. The organic solvent impregnated as the temperature rises, such as a rise in temperature in summer, attacks the primer coating film, and further the swelling of the coating film occurs due to the expansion pressure of the volatile organic solvent. In addition, when the above-mentioned coating film is used, the concrete at the edge and corner portions of the concrete structure may be peeled off. These causes include poor construction when placing concrete, extrusion of cover concrete due to corrosion of reinforcing bars due to deterioration factors remaining when forming the coating, and extrusion of concrete due to shearing forces and other loads due to earthquakes. It is done. In such a case, since the conventional coating film lacks strength, it is not possible to prevent the concrete from falling off.
[0005]
The present inventors have solved the above problems, blocked the entry of deterioration factors into the concrete structure to prevent salt damage and neutralization, and promptly released the moisture retained inside the concrete structure. Prevents alkali-aggregate reaction, has excellent followability to cracks in concrete structures, can maintain these performances over a long period of time, and bulges on the coating film even when the temperature rises after the coating film is formed In order to find a simple construction method that prevents the concrete from peeling off, we have intensively studied.
[Means for Solving the Problems]
[0006]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have formed a base material coating film (1) formed from a specific resin composition on a concrete surface and a specific resin composition, The present invention was completed by finding that a construction method for forming two layers of the coating film (2) having specific physical properties was effective. That is, this invention forms the following foundation | substrate adjustment material coating film (1) on the surface of a concrete structure, and forms the following coating film (2) on the coating-film surface, The protection construction method of the concrete structure characterized by the above-mentioned It is.
(1)One or more types of (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group
A monomer or a monomer mixture containing 20 to 100% by weight was polymerizedContains cationic (meth) acrylic polymer emulsion and inorganic hydraulic substanceIt is a composition, Comprising: The said emulsion is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of inorganic hydraulic substances.A coating film formed by curing a composition containing the same.
(2) A copolymer having an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and a copolymerization ratio of 30 to 98% by weight is emulsified and dispersed in water by a cationic and / or nonionic surfactant. And a coating film formed from a composition containing 10 to 200 parts by weight of an inorganic hydraulic substance with respect to 100 parts by weight of the emulsion. The elongation at 50 ° C. is 50 to 2000%, and the salt barrier property is 10^-2-10^-Fourmg / cm² Day, with water vapor permeability of 5 g / m² The present invention will be described in detail below with respect to a coating film having a film thickness of 100 to 5000 μm.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0007]
○ Base conditioning material coating (1)
The base material coating film (1) used in the present invention isA monomer or a monomer mixture containing 20 to 100% by weight of one or more alkyl (meth) acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group was polymerized.Cationic (meth) acrylic polymer emulsion(Hereinafter, simply referred to as “cationic (meth) acrylic polymer emulsion”.)And inorganic hydraulic substanceIt is a composition, Comprising: The said emulsion is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of inorganic hydraulic substances.It is a coating film formed from the containing composition.
[0008]
○ Inorganic hydraulic substances
The inorganic hydraulic substance used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include various cements, anhydrous and hemihydrate gypsum, quick lime, and zinc white. Among these, cement is preferable, and examples thereof include ordinary portland cement, alumina cement, early-strength cement, fly ash cement, blast furnace cement, white cement, colloidal cement, and moderately hot portland cement, and among them, particularly easily available. Therefore, Portland cement or alumina cement which can sufficiently exhibit the effects of the present invention is preferable. Two or more inorganic hydraulic substances can be used in combination.
[0009]
○ Cationic (meth) acrylic polymer emulsion
The cationic (meth) acrylic polymer emulsion used in the present invention is(Meth) acrylic acid alkyl ester having 1-10 carbon atoms in the alkyl groupCan be easily obtained by polymerizing a monomer or monomer mixture containing 20 to 100% by weight in the presence of the following cationic or nonionic surfactant in water or in the presence of a surfactant. The partial concentration is 30 to 70% by weight. Specific examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, n-amyl, iso-amyl, Examples include n-hexyl, n-heptyl, oxoheptyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl, oxononyl, n-decyl, oxodecyl and the like.
[0010]
The polymer for forming the base preparation coating film (1) in the present invention is obtained by copolymerizing in addition to the above (meth) acrylate, other monomers having an unsaturated ethylene bond copolymerizable therewith. May be. Other monomers include styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, butadiene, (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, and alkyl (meth) acrylates having 1 to 3 carbon atoms. Can be mentioned. As a method of making the emulsion into a cationic system, the above-mentioned monomer is produced by a generally known emulsion polymerization method in the presence of a cationic surfactant, or by a commonly known emulsion polymerization method in the presence of a nonionic surfactant. There is a method of making a cationic system by adding and mixing a cationic surfactant to the obtained emulsion. Cationic surfactants that can be used in the present invention include, for example, trimeryl octadecyl ammonium chloride, trimethyl dodecyl ammonium chloride, trimethyl hexadecyl ammonium chloride, alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride, alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride, and trimethyl stearyl ammonium chloride. Quaternary ammonium salt or dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaurylamine, dimethylvalmitylamine, dimethylstearylamine, dimethyloleylamine, trioctylamine, N-methylmorpholine, dimethylbenzylamine, polyoxyethylene alkylamine Tertiary amines, particularly preferably trimethylstearyl amine Mo chloride quaternary ammonium salts such as are exemplified. Cationic surfactants can be used alone, but when nonionic surfactants are used in combination, the stability of the emulsion is improved and there is an improvement effect such as workability when mixed with cement. As the nonionic surfactant, any of those usually used in (meth) acrylic polymer emulsions can be used. For example, polyoxyethylene alkyl and alkylphenol ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, sorbitan mono Sorbitan fatty acid esters such as stearate, sorbitan monolaurate, sorbitan distearate, sorbitan monooleate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, polyoxyethylene glycol fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, glycerin mono It is a fatty acid ester. The blending amount of the surfactant is 0.1 to 4 weights of each of the cationic surfactant and the nonionic surfactant with respect to 100 parts by weight (hereinafter simply referred to as “parts”) of the (meth) acrylic acid ester polymer. % And 0.5 to 10% by weight are preferred. When the amount of the surfactant is small, the emulsion lacks stability. On the other hand, when there are many compounding quantities, dryness and the water resistance of a coating film will be reduced.
[0011]
The emulsion used in the present invention may contain an antifoaming agent as another component. As the antifoaming agent, commonly used antifoaming agents such as octyl alcohol, capryl alcohol, lauryl alcohol, and cyclohexanol can be used. As a compounding ratio of an antifoamer, 0.1 to 5 weight% is preferable with respect to solid content of the said (meth) acrylic acid ester polymer.
[0012]
Fine composition such as cinnabar sand, river sand, etc. can be blended in the composition for the base material adjusting coating film (1), and it is preferably 500 parts or less with respect to 100 parts of the inorganic hydraulic substance. If it exceeds 500 parts, the coating strength, water tightness and air tightness may be impaired.
The cationic (meth) acrylic polymer emulsion in the composition for forming the base material coating film (1) is prepared at a ratio of 1 to 30 parts with respect to 100 parts of the inorganic hydraulic substance. When this value is less than 1 part, the airtightness, watertightness, and adhesion to the ground of the coating film are lowered. When it exceeds 30 parts, the drying property of the composition for forming the base preparation material becomes poor, and the strength of the coating film decreases.
[0013]
○ Coating film (2)
In the method of the present invention, the following coating film (2) is formed on the surface of the base material coating film (1). That is, a copolymer having an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and a copolymerization ratio of 30 to 98% by weight is emulsified and dispersed in water by a cationic and / or nonionic surfactant. A coating film formed from a composition containing 10 to 200 parts of an inorganic hydraulic substance with respect to 100 parts of the emulsion, and an elongation percentage at 20 ° C. Is 50 to 2000%, and the salt-blocking property is 10^-2-10^-Fourmg / cm²・ Day, water vapor permeability 5g / m² -More than a day, film thickness is 100 ~
It is a coating film (2) which is 5000 micrometers.
[0014]
Specific examples of the alkyl (meth) acrylate having 4 to 10 carbon atoms in the alkyl group include n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, n-amyl ( (Meth) acrylate, iso-amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, oxoheptyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate , 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, oxononyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, oxodecyl (meth) acrylate, and the like. Alkyl (meth) acrylates having an alkyl group with less than 4 carbon atoms are not preferred in terms of alkali resistance, while those with more than 10 carbon atoms are less resistant to cold. The proportion of the alkyl (meth) acrylate having 4 to 10 carbon atoms in the alkyl group is 30 to 98% by weight, preferably 50 to 90% by weight. When this ratio is less than 30% by weight, the coating film has cracks in the underlying crack, water resistance and alkali resistance. On the other hand, if it exceeds 98% by weight, a coating film having sufficient strength may not be obtained.
[0015]
The polymer forming the coating film (2) in the present invention may be a copolymer obtained by copolymerizing other monomers having an unsaturated ethylene bond copolymerizable therewith in addition to the (meth) acrylate. . Other monomers include styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, butadiene, (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, and alkyl (meth) acrylates having 1 to 3 carbon atoms. Can be mentioned. Also, vinylidene chloride can be used as a constituent monomer in order to impart flame retardancy to the coating film (2).
[0016]
As a method for making the emulsion cationic, the monomer is produced by a known emulsion polymerization method in the presence of a cationic surfactant, or obtained by a commonly known emulsion polymerization method in the presence of a nonionic surfactant. There is a method of making it cationic by adding and mixing a cationic surfactant to the obtained emulsion. As the cationic surfactant that can be used in the present invention, the same surfactants as those mentioned in the section of the base material coating film (1) can be used. Cationic surfactants can be used alone, but if nonionic surfactants are used in combination, the stability of the emulsion is improved and there is an improvement effect such as workability when mixed with an inorganic hydraulic substance. As the nonionic surfactant, any of those usually used in (meth) acrylic emulsions can be used. For example, the thing similar to the thing quoted by the term of the said base | substrate adjustment material coating film (1) can be used. Among these surfactants, it is preferable to use a polyethylene oxide nonionic surfactant having an HLB value of 15 or more, particularly in terms of good polymerization stability and mechanical and chemical stability. The blending range of the surfactant is preferably 1 to 10% by weight based on the polymer solid content of the emulsion. When the blending amount of the surfactant is less than 1% by weight, the emulsion lacks stability. On the other hand, when it exceeds 10% by weight, the drying property and the water resistance of the coating film are lowered.
[0017]
An antifoaming agent can be mix | blended with the emulsion in this invention as another component. As the antifoaming agent, commonly used antifoaming agents such as octyl alcohol, capryl alcohol, auryl alcohol and cyclohexanol can be used. The blending ratio of the antifoaming agent is preferably 0.1 to 5% by weight based on the polymer solid content.
[0018]
In the composition for forming the coating film (2) in the present invention, the inorganic hydraulic property is used for the purpose of improving the adhesion to the base material coating film (1), the strength of the coating film, the water resistance, and the dry film-forming property. It is necessary to add substances. Examples of inorganic hydraulic substances include various cements, anhydrous and hemihydrate gypsum, quicklime, and zinc white. Among these, it is preferable to use cement, for example, ordinary portland cement, alumina cement, early-strength cement, fly ash cement, blast furnace cement, white cement, colloidal cement, moderately hot portland cement, and the like. Portland cement or alumina cement is particularly preferable because it is easily available and can fully exhibit the effects of the present invention. These cements are preferably blended in an amount of 10 to 200 parts per 100 parts of the emulsion. If it is less than 10 parts, the adhesion to the base material coating film (1) and the strength of the coating film are undesirably lowered. On the other hand, when it exceeds 200 parts, the softness | flexibility of a coating film (2) falls and a base crack may not follow enough. Two or more cements can be used in combination.
[0019]
○ Other ingredients
The composition used in the present invention may contain a general-purpose filler. When the filler is blended, effects such as improvement in coating workability, imparting toughness to the coating film, and reduction in tackiness of the coating film surface may be observed. Specific examples of the filler include one or more of cinnabar, talc, calcium carbonate, kaolin, gypsum and diatomaceous earth, and titanium oxide. The blending amount of the filler is preferably 150 parts or less with respect to 100 parts of the emulsion. When it exceeds 150 parts, the crack followability, water tightness and air tightness of the coating film may be impaired. In order to impart flame retardancy to the coating film, a vinylidene chloride polymer and / or a vinylidene chloride copolymer may be blended, or a compound having a triazine ring may be blended. If necessary, up to about 5 parts of a surfactant, viscosity stabilizer, antifoaming agent and the like can be blended with 100 parts of the polymer.
[0020]
The coating film (2) in the present invention has an elongation at 20 ° C. of 50 to 2000% and a salt barrier property of 10.^-2-10^-Fourmg / cm²・ Day, water vapor permeability 5g / m²・ It must be more than a day. If the elongation at 20 ° C is less than 50%, it will not be able to follow the cracks in the concrete, and water, oxygen, carbon dioxide and flying salt will not be blocked. And the durability of the coating film becomes insufficient. 10 salt blocking^-2mg / cm²・ If the day is exceeded, the blocking effect against incoming salt becomes insufficient,
Lack of long-term rust prevention effect, 10^-Fourmg / cm²・ If it is less than a day, the corresponding effect cannot be obtained. If the water vapor permeability is less than 5g / m 2 · day, it is difficult to release the moisture inside the concrete, so the inside of the concrete cannot be dried, causing alkali-aggregate reaction and salt damage, or coating with moisture. The membrane may swell.
[0021]
It is necessary to construct the coating film (2) in the present invention so that the film thickness is in the range of 100 to 5000 μm. When the formed film thickness is less than 100 μm, the followability to cracking of the concrete is poor and the environmental barrier is inferior, and when the formed film thickness exceeds 5000 μm, the water vapor permeability is reduced and the concrete interior is reduced. Can not be made dry, causing alkali aggregate reaction and salt damage, and the coating tends to swell.
[0022]
The composition in the present invention can contain a fibrous woven fabric in the coating film for the purpose of improving the coating film strength and preventing the concrete from peeling off, if necessary. The fibrous woven fabric here is a woven fabric in which a bundle of fibers is woven in a mesh shape, and examples thereof include polyester fibers, glass fibers, carbon fibers, vinylon fibers, aramid fibers, polyamide fibers, and acrylic fibers. Among these, a glass cloth using glass fiber as a raw material is preferable from the viewpoints of strength, adhesion to the coating film (2), and workability.
[0023]
○ Top coating film
In the present invention, if necessary, a top coating film can be formed on the surface of the coating film (2) for the purpose of improving aesthetics and protecting the coating film (2). As the top coat film, a film having an elongation at 20 ° C. of 50 to 500% and a film thickness of 50 to 300 μm is preferable. If the elongation at 20 ° C. of the top coating film is less than 50%, the crack following ability of the coating film (2) may be reduced, or the top coating film itself may not follow the flexibility of the coating film (2). If it exceeds 500%, it tends to be subject to contamination from the outside, which is unfavorable in terms of aesthetics. Also, if the film thickness of the overcoat material coating film is less than 50 μm, the concealability is poor and the appearance is not preferable. On the other hand, if it exceeds 300 μm, it is difficult to release the moisture inside the concrete, so the inside of the concrete cannot be dried. , Alkali-aggregate reaction and salt damage are induced, and the coating film tends to swell. Various coating materials can be used as the top coating material for forming the top coating film. The (meth) acrylic resin coating, the (meth) acrylic resin, the (meth) acrylic silicon coating, the fluororesin coating, and the epoxy. Examples thereof include resin paints.
[0024]
○ Construction method
Hereinafter, the construction method of the present invention will be described. In the deterioration preventing method of the present invention, a base adjusting material composition is applied to a concrete surface to form a base adjusting material coating film (1). Next, a composition for forming a coating film (2), which is an intermediate coating film, is applied to the surface to form a coating film (2). Moreover, the said top-coat material composition can also be constructed on the surface of a coating film (2) as needed, and a top-coat material coating film can also be formed. As a construction method of the composition for forming the base material coating film (1), the coating film (2) and the top coating film, it may be carried out by a usual method, for example, applied by a trowel, a brush or a roller, There are methods of spraying with machines such as a rinsing gun and a spray gun. In addition, when the coating film (2) is applied, it is necessary to consider the film thickness in order to provide excellent crack followability.
[0025]
The viscosity of the composition forming the coating film (2) varies depending on the construction method, but is preferably 300 cps or more (B-type viscometer, 12 rotations, rotor No. 4, 20 ° C.) because it is excellent in workability. More preferably, it is 1000-50000 cps. If the viscosity is less than 300 cps, it is difficult to apply a thick coat at once. If the viscosity is high, there is an advantage that a thick coat can be applied, but there may be a problem in construction. In the method of the present invention, a fibrous woven fabric can be contained in the coating film (2) as necessary. As a construction method for forming the coating film (2) containing the fibrous woven fabric in the coating film (2), it may be constructed by various methods, for example, the following methods. The composition for forming the coating film (2) is applied to the site where the coating film (2) is to be formed, using a trowel or a roller. Before the applied composition dries, the fibrous woven fabric is pressed from the surface of the composition with a trowel or the like. After that, the composition containing the fibrous woven fabric is dried by applying the composition onto the surface of the upper woven fabric with a trowel or a roller so that the fibrous woven fabric and the coated film (2) are integrated quickly. (2) is formed.
[0026]
The construction method of the present invention can be applied to various concrete structures in civil engineering and construction, and the concrete structure that has already deteriorated or may be deteriorated due to salt damage or alkali aggregate reaction, or the concrete surface may be peeled off. It can also be applied to concrete structures of concern. In addition, the concrete structure in the present invention is a structure made of concrete or mortar, and examples of the concrete structure include a highway, a pier, an abutment, a floor slab, a pier, a dolphin, a box culvert, a tunnel, and a conduit. There are water tanks, underground pits, walls, roofs, eaves, parapets and balconies.
【Example】
[0027]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The “parts” and “%” shown below are based on weight.
○ Evaluation method
The coating films obtained by the construction methods of each Example and Comparative Example were evaluated according to the following methods.
(1) Appearance of coating film
A 70 × 70 × 20 mm mortar is used as a test substrate for the appearance of the coating film, and the substrate adjusting material coating film (1), the coating film (2), and the top coating film are used on the entire surface of the substrate using a trowel and a roller. The test specimen was formed by standing for 14 days under conditions of 20 ° C. and 60% relative humidity. The test specimen was heated in a thermostat at 50 ± 3 ° C. for 7 days, and then allowed to stand in the test room for 2 hours, and the presence or absence of blistering, peeling or cracking of the coating film was examined visually.
[0028]
(2) Salt barrier
It was conducted in accordance with the Japan Highway Public Corporation “Maintenance and Repair Guidelines / Bridge Edition Coating Material Standard Conformity Test” and salt-inhibition test.
[0029]
(3) Water vapor permeability
The coating film (2) and the top coating film were formed on a release plate using a trowel and a roller. 20 ° C,
Also left for 14 days under 60% relative humidityofAnd then left to stand for 14 days at 20 ° C. and 60% relative humidity.ofWas carried out in accordance with JISZ0208 “Method for testing moisture permeability of moisture-proof packaging material”.
[0030]
(4) Adhesiveness
The base preparation coating film (1), the coating film (2), and the top coating film were formed on a mortar of 70 × 70 × 20 mm as a test substrate using a trowel and a roller. The test specimen was left to stand at 20 ° C and 60% relative humidity for 14 days. The test was conducted in accordance with the adhesion test for concrete. .
[0031]
(5) Crack followability test and coating film strength
Using a slate plate (150 × 75 × 5 mm) with a notch formed on the surface where the coating film is not formed as a crack follow-up test plate, the base material coating film (1), coating film (2), and top coating material The coating film was formed using a trowel and a roller so that the size of the coating film was 150 × 50 mm, and was allowed to stand at 20 ° C. and 60% relative humidity for 28 days. After curing, a cut was made on the surface of the coating film so as to be 150 × 50 mm, and a cut was made on the slate surface where the coating film was not applied, and was processed into a crack follow-up test specimen shown in FIG. The specimen was subjected to a tensile test in the direction of the arrow in FIG. 1 at a tensile speed of 5 mm / min, and the following crack width was measured when a pinhole or fracture occurred in the coating film. Moreover, the maximum load was calculated | required and the coating-film intensity | strength per coating-film unit width was calculated | required using the following formula.
[0032]
[Formula 1]

[0033]
-Manufacture of a composition that forms the base material coating film (1)
Using the monomers shown in Table 1, the monomers were dispersed in an aqueous medium using a surfactant, and then heated, and a radical polymerization initiator was added dropwise thereto to conduct a polymerization reaction. To the obtained polymer emulsion, the composition shown in Table 1 was added and mixed with stirring to obtain a composition.
[0034]
[Table 1]

[0035]
* 1: 1 part trimethylstearyl ammonium chloride
* 2: 1 part sodium dodecylbenzenesulfonate
[0036]
○ Manufacture of the composition that forms the coating film (2)
Using the monomers shown in Table 2, the monomers were dispersed in an aqueous medium using a surfactant, and then heated, and a radical polymerization initiator was added dropwise thereto to carry out a polymerization reaction. To the obtained polymer emulsion, the composition shown in Table 2 was added and mixed with stirring to obtain a composition.
[0037]
[Table 2]

[0038]
Note
* 1: 1 part trimethylstearyl ammonium chloride
* 2: 1 part of polyoxyethylene nonylphenyl ether
* 3: 1 part sodium dodecylbenzenesulfonate
[0039]
○ Examples 1 to4
By the method shown in the evaluation method, the composition for forming the base material coating film (1) shown in Table 3 was applied and dried to form the base material coating film (1). Next, a laminate (2) and a top coat film were formed on the surface, and a lamination was performed. The evaluation results of the obtained coating film are as shown in Table 3, and the laminated coating film formed by the construction method of the present invention has large cracking followability of the coating film, salt barrier properties, water vapor permeability and adhesion. It turns out that it is excellent in. Examples 1 to4In, the appearance of the coating was also good.In the laminated coating film in which the fibrous woven fabric is formed on the coating film (2) of Example 4, the coating film strength is dramatically improved.
[0040]
[Table 3]

[0041]
Note
* 1: Formed using a flexible acrylic urethane resin solvent-type paint [Alonburu Coat T-310, Toagosei Co., Ltd.].
[0042]
○ Comparative Examples 1-7
By the method shown in the evaluation method, a composition for forming the base preparation material coating film (1) shown in Table 4 was applied and dried to form the base conditioning material coating film (1). As shown in Table 4, an undercoat material coating film was formed as necessary, and then a coating film (2) and an overcoat material coating film were formed on the surface thereof to carry out lamination. Table 4 shows the evaluation results of the obtained laminated coating film. Comparative Example 1 is a case where a composition containing a non-cationic (meth) acrylic polymer emulsion was used for the base preparation coating film (1), and the adhesion was poor. In Comparative Example 2, the elongation percentage at 20 ° C. of the coating film (2) is less than 50%, and the salt blocking property is 10^-2mg / cm² It is a case that is less than a day, and is inferior in salt barrier property and crack follow-up property. In Comparative Example 3, the elongation at 20 ° C. of the coating film (2) is2000%And less than 10 parts of an inorganic hydraulic substance with respect to 100 parts of the emulsion, the adhesiveness and the coating film strength are inferior. Comparative Example 4 is a case where the copolymer which is the composition forming the coating film (2) does not contain an emulsion emulsified and dispersed in water by a cationic or nonionic surfactant, On the other hand, it is a case where it contains less than 10 parts of an inorganic hydraulic substance and is inferior in adhesion. The comparative example 5 is a case where the formed coating film thickness of the coating film (2) is less than 100 μm, and is inferior in salt shielding property, crack followability and coating film strength. The comparative example 6 is a case where a coating film (2) is formed using a hard epoxy resin solvent-type paint, and is inferior in crack followability and water vapor permeability. The comparative example 7 is a case where a coating film (2) is formed using a hard epoxy resin solvent-type paint and a glass cloth fibrous woven fabric, and is inferior in crack followability and water vapor permeability.
[0043]
[Table 4]

[0044]
Note
* 1: Epoxy resin water-based emulsion type paint [Aron Bull Coat P-300, Toagosei Co., Ltd.]
* 2: Epoxy resin solvent-type paint [Alonble Coat P-200, Toagosei Co., Ltd.]
* 3: Epoxy resin paint [hard epoxy resin solvent-type paint [guard cleat # 100 intermediate coat, manufactured by Towpe Corporation].
* 4: Flexible acrylic urethane resin solvent-type paint [Alonburu Coat T-310, Toagosei Co., Ltd.]
* 5: Urethane resin paint [Rigid urethane resin solvent-type paint, guard cleat # 100 topcoat, manufactured by Tope Corporation].
【The invention's effect】
[0045]
According to the construction method of the present invention, since the coating film (2) and the coating material for the top coating material are excellent in crack following ability, it is possible to follow even when cracks occur in the concrete, and intrusion of deterioration factors. For a long time. In addition, since the coating film (2) is a coating film excellent in water vapor permeability, the inside of the concrete is brought into a dry state, and also has excellent salt barrier properties, so that alkali aggregate reaction, salt damage, neutralization And the occurrence of blistering. Also, the adhesion between the coating material for the base material (1) and the coating film (2) is good, the occurrence of blistering can be prevented, and the formation of the primer coating film can be omitted, thereby shortening the construction period. Can do. Moreover, peeling of concrete can be prevented by forming a fibrous woven fabric on the coating film (2).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a specimen for a crack follow-up test.
[Fig. 2] Front view of the test specimen for crack follow-up test
[Explanation of symbols]
1: Formed coating film, 2: Slate plate

Claims

A method for protecting a concrete structure, comprising forming the following base material coating film (1) on the surface of the concrete structure and forming the following coating film (2) on the coating surface (1).
(1) Cationic (meth) acrylic polymer emulsion obtained by polymerizing a monomer or a monomer mixture containing 20 to 100% by weight of one or more (meth) acrylic acid alkyl esters having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group And a coating film obtained by curing the composition containing 1 to 30 parts by weight of the emulsion with respect to 100 parts by weight of the inorganic hydraulic substance .
(2) A copolymer having an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and a copolymerization ratio of 30 to 98% by weight is emulsified and dispersed in water by a cationic and / or nonionic surfactant. And a coating film obtained by curing a composition containing 10 to 200 parts by weight of an inorganic hydraulic substance with respect to 100 parts by weight of the emulsion. The elongation at 20 ° C. is 50 to 2000%, the salt barrier property is 10 ⁻² to 10 ⁻⁴ mg / cm ² day, the water vapor permeability is 5 g / m ² day or more, and the film thickness is 100 to 100%. Coating film that is 5000 μm.

The concrete structure protection method according to claim 1, wherein the coating film (2) further comprises a fibrous woven fabric.