JP5147628B2 - 下塗り材を用いたコンクリート構造物のひび割れ補修工法 - Google Patents

Description

本発明は、エポキシ樹脂、変性アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等の硬化性樹脂を注入施工してコンクリート構造物に生じたひび割れを補修する補修方法において、施工終了後にコンクリートの外観を損なうことなく、施工時の密着性と施工終了後の易はく離性を加味したコンクリート構造物のひび割れ補修工法に関する。

コンクリート構造物は経年劣化によりひび割れが生じるため、このひび割れを補修するためにシリンダーなどの注入器具を使ってエポキシ樹脂等の低圧注入を行うコンクリート構造物のひび割れ補修方法が知られている（特許文献１、２）。

このようなひび割れ補修方法においては、注入されるエポキシ樹脂等が漏洩することを防止するために、変成シリコーン系樹脂（特許文献３）やウレタン系樹脂（特許文献４）などを主成分とした封止材が用いられる。また、この封止材は注入器具を取り付ける注入口付き座金を固定するための接着剤の役割も兼ねることがある。
ひび割れ部分の封止に使用される材料は注入の際は漏れがなく、施工後のコンクリートの外観を損傷することなく容易に撤去できることが好ましい。すなわち、コンクリート表面への十分な密着性（注入作業時）と、容易にはく離できる易はく離性（施工作業終了後）という相反する性能が要求されるのである。

このため、種々の提案がなされており、なかでも封止材を施工する前に施工予定のコンクリート表面に前処理材を塗布する方法が知られている。
このような前処理材としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノール及びラノリンを主成分とするもの（特許文献５）や、デンプン系水溶性高分子を用いるもの（特許文献６）が知られている。

特開昭５８−１１３４６９号公報 特開昭５８−１２３９７１号公報 特開平９−１８９１３４号公報 特開２００７-９６７２号公報 特開平３−１１９２６４号公報 特許第４０４４３４６号公報

しかしながら、上記の従来技術では、封止材の種類によっては下塗り材と過剰に接着して逆に撤去が困難になったり、或いは封止材の撤去が容易になっても下地面との接着力が極度に低下してしまい、注入時に注入されるエポキシ樹脂等が漏洩してしまうといった問題があり、不十分なものであった。

本発明は、封止材の種類にかかわらず、施工終了後にコンクリートの外観を損なうことなく、施工時の密着性と施工終了後の易はく離性を加味したコンクリート構造物のひび割れ補修工法を提供することを目的とするものである。

そこで、発明者らは上述の問題を解決するために鋭意研究した結果、特定の水系処理剤を補修箇所に塗布しておくことで、封止材の種類にかかわらず、封止材の易はく離性だけでなくコンクリート表面の汚染性も大幅に改善できることを見いだして、本発明を完成させるに至った。本発明は次の第１〜５の発明から構成される。

すなわち、第１の発明は、以下の工程１〜４を具備するコンクリート構造物のひび割れ補修方法であって、水系下塗り材が皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とするコンクリート構造物のひび割れ補修方法に関するものである。
工程１：水系下塗り材を補修すべきひび割れ部位のコンクリート表面に塗布する工程。
工程２：補修すべきひび割れ部位上に、注入口付き座金を取り付ける工程。
工程３：水系下塗り材を塗布したコンクリート表面に、注入されるエポキシ樹脂等の硬化性樹脂が漏洩することを防止する封止材を施工する工程。
工程４：注入口付き座金を介してひび割れ部位内部にエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を注入する工程。
水系下塗り材が皮膜形成性を有する樹脂分散液であることによって、コンクリート表面に下塗り材塗膜が形成され、これに封止材が密着することによって密着性が発揮される。一方で、封止材の撤去時には形成された下塗り材塗膜ごとコンクリート表面から撤去されるため、易はく離性とコンクリート表面の汚染性の改善が得られる。

第２の発明は、水系下塗り材が、エマルジョン系、ディスパージョン系又はラテックス系の皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とする、第１の発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法である。
水系下塗り材中において、樹脂はエマルジョン、ディスパージョン又はラテックスの状態で水系に分散して存在していることが好ましい。

第３の発明は、水系下塗り材が、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂又は天然ゴム系を主成分とする皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とする、第１又は第２の発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法である。

第４の発明は、水系下塗り材の固形分が１〜６０％であることを特徴とする、第１〜第３のいずれかの発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法である。

第５の発明は、封止材が変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、セメントモルタル系組成物又はホットメルト樹脂であることを特徴とする、第１〜第４のいずれかの発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法である。

本発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法は、封止材の種類にかかわらず、施工終了後にコンクリートの外観を損なうことなく、施工時の密着性と施工終了後の易はく離性が得られるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を、詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。

［ひび割れ補修方法について］
本発明におけるひび割れ補修方法について説明する。
本発明におけるひび割れ補修方法は、以下の工程１〜４を具備するとともに、用いられる水系下塗り材が皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とするものである。
工程１：水系下塗り材を補修すべきひび割れ部位のコンクリート表面に塗布する工程。
工程２：補修すべきひび割れ部位上に、注入口付き座金を取り付ける工程。
工程３：水系下塗り材を塗布したコンクリート表面に、注入されるエポキシ樹脂等の硬化性樹脂が漏洩することを防止する封止材を施工する工程。
工程４：注入口付き座金を介してひび割れ部位内部にエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を注入する工程。

工程１では、水系下塗り材が補修すべきひび割れ部位のコンクリート表面に塗布される。この水系下塗り材は後述するように皮膜形成樹脂分散液からなるため、ひび割れ部位、すなわち、工程３において封止材が施工される部位に塗膜（皮膜）が形成される。この塗膜に後の工程で施工される封止材が密着することによって密着性が発揮される。一方で、封止材の撤去時には形成された下塗り材塗膜ごとコンクリート表面から撤去されるので、易はく離性が得られる。さらに、形成された下塗り材塗膜は封止材からコンクリート表面に対して低分子量化合物などが移行することも防止するため、コンクリート表面の汚染性の改善が得られる。

工程２〜４は、従来公知の方法により行われる。ここで、工程２と３については、座金の取り付け用接着剤と封止材とを兼用することによって同時に行ってもよい。また、注入される硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、変性アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等の従来公知の樹脂を用いればよい。

［水系下塗り材について］
本発明における水系下塗り材について説明する。
本発明における水系下塗り材は皮膜形成性樹脂分散液である。本発明において皮膜形成性樹脂分散液とは、水を分散媒体として樹脂が分散した状態のものである。特にこれらの樹脂がエマルジョン、ディスパージョン又はラテックスの状態で水系に分散して存在していることが好ましく、特にエマルジョンであることが好ましい。
水系下塗り材は最適な水の量で希釈することで、塗布方法も刷毛塗り以外にローラー、スプレー等、各種の方法を自由に採用でき、容易に施工・塗布することが可能である。
これら樹脂分散液が好ましい理由としては定かではないが、水中に分散した樹脂がある程度の粒子径を有していることによって、コンクリート表面に塗布した際にコンクリート内部に樹脂が浸透することが防止され、効率的に塗膜を形成できることによるものと推察される。
また、水系下塗り材の固形分は１〜６０％、好ましくは５〜２０％である。固形分が１％を下回ると塗膜を形成するために塗布量を増やさなければならず作業が繁雑になる。また、６０％を上回ると下塗り材の粘度が高くなり塗布作業性が低下する。

［水系下塗り材の主成分について］
本発明における水系下塗り剤は、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂又は天然ゴム系を主成分とするものである。なかでも、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂であることが施工性およびコンクリート表面の汚染性の点から特に好ましい。

［封止材について］
本発明における封止材は、変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、セメントモルタル系組成物又はホットメルト樹脂である。なかでも、変成シリコーン樹脂であることが漏洩防止性および易はく離性のバランスの点から特に好ましい。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるわけではない。

［実施例］
・はく離強さの測定
ＩＳＯモルタルに水系下塗り剤としてスチレン−アクリル共重合エマルジョンあるいはエチレン−酢酸ビニル共重合エマルジョン（ともに固形分１０％）を塗布した。水分が乾燥したことを確認してから、変成シリコーン系樹脂を主成分とする封止材を厚さ３ｍｍ、幅２５ｍｍで塗布した。封止材を２０℃相対湿度６５％で２４時間硬化させた後、株式会社島津製作所製オートグラフにて引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで、封止材皮膜を下地モルタルに対して９０°方向にはく離するときのはく離強さを測定した。

・評価
はく離性能の評価は以下のＡ〜Ｇの７段階の評価基準で行った。標準的な状態は評価基準Ｄであり、実用上問題がないレベルは評価基準Ｃ、Ｄ、Ｅである。
Ａ：はく離強さ５Ｎ／ｍｍ未満。封止材が容易にはく離してしまい、注入時の耐圧性は不十分である。
Ｂ：はく離強さ５以上〜１０Ｎ／ｍｍ未満。封止材が比較的容易にはく離してしまい、注入時の耐圧性はやや低い。
Ｃ：はく離強さ１０以上〜１５Ｎ／ｍｍ未満。封止材のはく離抵抗はやや弱いが、注入時の耐圧性には問題がない。
Ｄ（標準的な状態）：はく離強さ１５以上〜２５Ｎ／ｍｍ未満。スムーズに封止材をはく離できる。注入時の耐圧性も問題がない。
Ｅ：はく離強さ２５以上〜３５Ｎ／ｍｍ未満。封止材のはく離抵抗はやや大きいが連続的に界面破壊ではく離できる。注入時の耐圧性は十分。
Ｆ：はく離強さ３５以上〜４０Ｎ／ｍｍ未満。封止材のはく離抵抗が大きくはく離作業は容易ではないが概ね界面破壊ではく離できる。注入時の耐圧性は十分。
Ｇ：はく離強さ４０Ｎ／ｍｍ以上。封止材のはく離抵抗が大きく界面破壊が生じない。注入時の耐圧性は十分。

・経日でのはく離強さの測定
上記と同様に作製した試験体について、封止材を塗布してから３日後及び７日後についても同様にはく離強さを測定し、評価した。

・モルタル表面の汚染性
上記の７日後にはく離強さを測定した後の試験体について、封止材を施工したモルタル表面と施工していないモルタル表面とを比較し変色が生じていないかを目視にて観察した。以下の基準に則り評価した。実用上問題がないレベルは評価基準◎及び○である。
◎：モルタル表面に変色が全く認められない
○：モルタル表面に若干変色が認められるが、ほとんど気にならない
△：モルタル表面に明らかに変色が認められる
×：モルタル表面が完全に変色し汚染されている

［比較例１］
水系下塗り剤をデンプン水溶液（固形分９０％）に変更した以外は、実施例と同様に各種試験を行った。
［比較例２］
水系下塗り剤をデンプン水溶液（固形分９０％）に、封止材をウレタン系樹脂を主成分とするものに変更した以外は、実施例と同様に各種試験を行った。
［比較例３］
水系下塗り剤を塗布しなかった以外は実施例と同様に各種試験を行った。

実施例及び比較例の各種試験の結果を以下に示す。

［表１］
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実施例１ 実施例２
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水系下塗り剤 スチレン−アクリル エチレン−酢酸ビニル
共重合エマルジョン 共重合エマルジョン
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封止材 変成シリコーン 変成シリコーン
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はく離強さ １０ ８
Ｎ／ｍｍ （界面破壊） （界面破壊）
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はく離 １日後 Ｃ Ｂ
性能の ３日後 Ｃ Ｃ
評価 ７日後 Ｃ Ｃ
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汚染性評価 ○ ○
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［表２］
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比較例１ 比較例２ 比較例３
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水系下塗り剤 デンプン水溶液 デンプン水溶液 なし
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封止材 変成シリコーン ウレタン 変成シリコーン
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はく離強さ １ ４１ ２４
Ｎ／ｍｍ （界面破壊） （界面破壊） （界面破壊）
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はく離 １日後 Ａ Ｇ Ｄ
性能の ３日後 Ａ Ｇ Ｅ
評価 ７日後 Ａ Ｇ Ｆ
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汚染性評価 ◎ ◎ △
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表１に示したとおり、本発明の構成を備えた実施例においては、施工面の外観を損なうことなく、封止材の密着性と易はく離性を兼ね備え、経日でのはく離強さにも変化がないことがわかる。一方、表２に示したとおり、比較例においては、外観、はく離性能、密着性のいずれかにおいて不具合が認められた。

本発明に係るコンクリート構造物のひび割れ補修方法は、封止材の種類にかかわらず、施工終了後にコンクリートの外観を損なうことなく、施工時の密着性と施工終了後の易はく離性が得られるという特徴を有することから、コンクリート構造物のひび割れ補修方法として用いることができる。

Claims (5)

1. 以下の工程１〜４を具備するコンクリート構造物のひび割れ補修方法であって、水系下塗り材が皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とするコンクリート構造物のひび割れ補修方法。
   工程１：水系下塗り材を補修すべきひび割れ部位のコンクリート表面に塗布する工程。
   工程２：補修すべきひび割れ部位上に、注入口付き座金を取り付ける工程。
   工程３：水系下塗り材を塗布したコンクリート表面に、注入されるエポキシ樹脂等の硬化性樹脂が漏洩することを防止する封止材を施工する工程。
   工程４：注入口付き座金を介してひび割れ部位内部にエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を注入する工程。
2. 水系下塗り材が、エマルジョン系、ディスパージョン系又はラテックス系の皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修方法。
3. 水系下塗り材が、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂又は天然ゴム系を主成分とする皮膜形成性樹脂分散液であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修方法。
4. 水系下塗り材の固形分が１〜６０％であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修方法。
5. 封止材が変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリル化ウレタン樹脂、セメントモルタル系組成物又はホットメルト樹脂であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修方法。