JP2000505144A - 防水膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （a）支持体にコンクリート組成物の第一の層を設定すること； （b）このコンクリート組成物に防水層をスプレーすること； （c）防水層にさらにコンクリート組成物の層を適用すること；の各ステップを含む防水性コンクリート構造物を提供方法であって、防水層が熱可塑性ポリマーの合体性粒子の水性分散物を含む組成物によって設けられることを特徴とする、前記方法。該方法はトンネルライニングに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 防水膜 本発明は、セメント状構造物の防水に使用するための膜に関する。 ボーリングや掘削および続くショットクリーチングによるトンネルの建設のよ うなセメント状構造物の設備において、しばしば防水をほどこす必要がある。こ のことは、典型的には排水を設備したりまたは先ずセメント、ミクロセメント、 および反応性樹脂のような物質で岩にひびを入れ、次いでショットクリートの層 つくることによってなされる。この層に防水膜を適用し、この膜にショットクリ ートまたはその場でつくられるコンクリートのさらなる層を適用する。防水膜は 、典型的には例えばアンカーボルトの代わりに据えつけられる防水性重合材料の プレハブシートである。従って、結果として”サンドイッチ”構造である。ある 場合は、補強（繊維またはメッシュ）したコンクリートのさらなる層をその場に 置いたりまたはスプレーしたりすることによって適用してもよく、またこの補強 は、最後のコンクリート塗装に含めてもよい。 このような労働集約型の方法に加え、既存の膜は、特に漏れに関して十分満足 のいくものではなかったという事実が代替物の探索を導いた。最近、適当な膜に スプレーする試みがなされた。これらは、２パックのポリウレタン材を使用して いるが、適用が煩雑なこと、毒性問題（イソシアネート硬化剤）、ウエットショ ットクリートへの結合の問題等の欠点があり、高いトンネル湿度によるポリウレ タン形成の阻害によってこの種の方法が有する明らかな潜在的利点の実現が妨げ られてきた。 ここに述べられた欠点のほとんどまたは全てさえも避ける方法によって適切な 膜を提供することができるということが発見された。従って、本発明によって、 以下のステップ、即ち （a）支持体にコンクリート組成物の第一の層を設定すること； （b）このコンクリート組成物に防水層をスプレーすること； （c）防水層にコンクリート組成物の層を適用すること； を含む防水性コンクリート構造物を提供する方法において、防水層が結合剤とし て熱可塑性ポリマーの合体性粒子の水性分散物を含む組成物によって設けられる ことを特徴とする方法が提供される。 さらに本発明は、結合剤が熱可塑性ポリマーの合体粒子である粘着性中間重合 層によって分離された二つのコンクリート層を含む防水性サンドイッチコンクリ ート構造物を提供する。 ”支持体”とは、本発明の防水性コンクリート構造物が適用される未処理の、 水透過性表面を意味する。これは、通常粗い岩の表面であるが、例えば天井のよ うな人工の表面であってもよい。上記ステップ（a）および（c）のコンクリート 組成物は同一あるいは異なっていてもよい。第一の層（a）のコンクリート組成 物の場合、この言葉の適用範囲は簡単なコンクリート組成物（冷却スプレーまた はプレハブ）のみならず水平にしたりまたはスプレーモルタル（4mmまで）の滑 らかな層を伴う公知の種々のコンクリートを含むことを意味する。 ”結合剤”とは、乾かすと粘着性連続フィルムを形成する材料を意味し、”熱 可塑性”とは、架橋構造を形成するように反応しない材料を意味する。”合体性 粒子”とは、フィルムを形成するサスペンションまたはエマルションの粒子であ って、それらが分散している連続性媒体を除くと、少なくとも部分的に連続性粘 着フィルムに変わる粒子を意味する。従って、本発明に有用なポリマー分散物は 、例えば水性”エマルション”家庭用ペイントのフィルム形成媒体として使用さ れるフィルム形成水性分散物と性質が似ている。”結合剤”の定義に、熱可塑合 体性粒子およびセメントを含む組成物が含まれる。 合体性熱可塑ポリマー粒子の水性分散物を技術上公知の広い範囲の材料から選 べるが、ポリマーの性質自体は重要ではない。従って、例えば、適当なポリマー は、ポリウレタン、ポリエステル、ビニルおよびアクリルである。特に適当なポ リマーは、付加重合によるエチレン不飽和モノマーから得られる付加ポリマーで ある。このグループの特に適当な材料は、使用条件下”弾性”状態に留まるよう なガラス転移温度（Tg）を持つものであって、特に好ましい程度の弾塑性を有す る。Tgは15℃以下が好ましく、より好ましくは−15℃以下である。そのような分 散物の重い固形物含量は30−60％の範囲にある。適当な材料の個別例として、ポ リウレタン、スチレン−ブタジエン共重合体、ABS（アクリロニトリル−ブタジ エン−スチレン）ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ス チレン−アクリル共重合体、ポリスルフィド分散物、ポリウレタン−アクリル分 散物、ポリイソプレンとPVCのラテックスおよびビニルクロライドおよび／また はビニルアセテートと（メタ）アクリル酸およびそのエステルのようなアクリル モノマーとの共重合体が含まれる。瀝青エマルション等の材料をこれらの材料と 共に使ってもよいが、これらの材料が合体しなければ、結合剤の固形重量の50％ よりの多く含んではいけない。このリストは徹底したものではないが、本発明の 概念を身につけた当該業者は容易に他の適当な材料を見い出せるであろう。その ような多くの材料が上市されており、適当な上市品の例として、商標”Acronal ”のBASF社で販売されているものおよび商標"Synthomer"のもとにSynthomerで販 売されているものが含まれる。 水性分散物に加えて、組成物は他の成分を含む。特に有用な一つの成分は充填 剤である。これは組成物を”伸ばす”のみならず、表面をあらくして、次いで適 用されるセメント状組成物に対する”ざらざら”をあたえる。それの存在するこ とが好ましい。適当な充填剤の典型的な例は石英砂および0.04−1.5mmの平均直 径の石英粉末、および苦灰石、タルク、雲母、バライト、鉄オキシド、チタニウ ムジオキシド、ゴム粒子および樹脂粒子、軽量骨材および”ホロスフィア”のよ うなガラス様炉残渣を含む。鉄、ガラスまたは重合性材料の繊維も使用され、重 合性繊維の好ましい例は熱可塑性材料のものであり、特にポリエチレンおよびポ リアクリロニトリルであって、好ましくは長さ0.2−12mmおよび表面積６−8Ｍ² ／ｇのものである。 本発明の組成物に当該技術で認められる量の標準的な成分を添加してもよい。 存在することが有利である添加剤の典型的な例は、流動促進剤、消泡剤、分散剤 、着色剤、湿潤剤、レオロジー修飾剤およびレオロジー触媒を含む。充填剤の存 在しない場合、本発明の使用に対する組成物は100％の分散物からなる。所望に より、添加剤は5％まで、好ましくは重量で0.1−5％（液体分散物の重量に対す る添加活性成分に基づいて計算される）を含む。充填剤が存在する場合(好まし い場合)、組成物は好ましくは、重量て20−80％（より好ましくは30−50％）の 分散物、重量で79.9−15％（より好ましくは69.9−15％）の充填剤、および重量 で0.1−５％の添加剤を含む。 分散物の重量は液体分散物の重量であり、添加剤の重量は活性成分の重量であ る。 組成物を第一層コンクリートにスプレーして適用する。これは好ましくは、シ ョットクリートであるが、ポリマーコンクリートのような他の適当なセメント状 組成物でもよい。適用される膜層は、厚さ、使用される材料によって、適用の条 件および所望の性質（クラック架橋能のような）が変わるが、一般的にはそれは 、厚さ２−15mm、好ましくは2−6mmである。適用は一回のスプレーまたは数回の スプレーでなされる。このスプレーされた組成物に、さらなるセメント状組成物 の層、好ましくはショットクリートをスプレーによって適用する。結果は”サン ドイッチ”構造である。そのような”サンドイッチ”構造がつくられる好ましい 方法を以下に示す。 好ましい変化はＡの変化である。第一の層においては、厚さ２−15mmの水平モ ルタルをそれに適用することができる。膜を、コンクリートの適用後1−90日に スプレーできる。スプレーが常にコンクリートの適用後３日以内であれば、分散 物中の水がセメントの水和を助けるという利点が加わる。第一の層のコンクリー トがもっと長がい間（3−60日）放置される場合、表面を水で洗う必要がある。 このことが残渣だけを除き、表面を予め削り、膜の付着をよくする。前記のよう に、それを一回または適当な休みを置いて数回で適用し、乾燥および／また は硬化をおこなう。多層アプローチにおいて、一つまたはそれ以上のスプレー層 はガラス、鉄、セラミックまたはポリマーの強化繊維を含んでおり、別には、メ ッシュまたは粗紡の形における強化は、まだ湿っている膜に適用でき、次いで強 化がさらなる層の膜によってなされる。 このようにして形成された構造は優れた防水性を有し、優れた水蒸気透過性を そなえ、従って補足された水を膜を通して逃してあげ、界面の不できをさける。 加えて、それは、長持ちし、安全で、適用しやすく、かつ比較的安価ある。 本発明を、さらに全ての部分が重量で示されている以下の実施例によって説明 するが、なんら本発明を制限するものではない。 多くの組成物を以下の成分の組み合わせたものを一緒に混合して製造する。実施例１ ポリマー分散物¹ 30部 バライト 27部 炭酸カルシウム 42.5部 チタニウムジオキシド 0.5部 1.スチレン−アクリルエステル共重合体エマルション固形物50重量％（” Acronal”（商標）S361(BASF発売)）実施例２ ポリマー分散物² 40部 炭酸カルシウム 55部 消泡剤³ ２部 分散剤 ⁴ １部 色素⁵ ２部 2."Acronal"S361 3."BYK−035"Byk Chemie発売、パラフィンベースの鉱物油中の疎水性 成分の混合物 4."色素分散剤A"BASF発売、アンモニウムポリアクリレートの20％水溶 液 5.黒鉄オキシド"Bayferrox"（商標）316Bayer発売実施例３ ポリマー分散物⁶ 50部 バライト 48部 消泡剤⁷ １部 分散剤⁸ １部 6."Acronal"6210（スチレン−アクリルエステル共重合体） 7."Agitan"（商標）731Munzing Chemie GmbH発売、修飾オルガノシロ キサン 8."色素分散剤A"実施例４ ポリマー分散物⁹ 40部 炭酸カルシウム 32部 消泡剤¹⁰ ２部 色素分散剤¹¹ 0.5部 色素¹² 0.5部 バライト 22部 長さ0.5mmアクリル繊維 １部 9."Acronal"S361 10.BYK−035 11."色素分散剤A" 12.赤鉄オキシド"Bayferrox"105M実施例５ ポリマー分散物¹³ 60部 炭酸カルシウム 40部 13.スチレン−ブタジエン−アクリルエステル共重合体エマルション固形物 53重量％（"Synthomer"33y20(Synthomer発売)）実施例６ 混合システムの例（ポリマー分散物＋セメント） ポリマー分散物¹⁴ 55部 ポルトランドセメント 14.8部 0.1−0.4mm石英砂 ８部 石英粉末 22部 平均長さ0.2mmポリエチレン繊維 0.2部 14.アクリルエステル−アクリロニトリル共重合体エマルション固形物55 重量％（"Acronal"DS6137X）実施例７ ポリマ一分散物¹⁵ 35部 ポリエチレン／ポリプロピレン繊維 1.5部 バライト 48部 中空ガラス球面 10部 水 5.5部組成物の試験 実施例２および３による組成物を2mmのフィルムになるように大きさ500×500 ×40mmのコンクリート板にスプレーする。結果を表１に示す。 1.DIN／ISO 4624にしたがって測定 2.DIN 53504にしたがって測定 3.DIN 53504にしたがって測定 4.DIN 53515にしたがって測定 5.DIN 62617にしたがって測定 本発明の組成物のクラック架橋能は、設置された膜の厚さによる。本発明に記 載の組成物の優れたクラック架橋能を、実施例2の組成物の一般的な測定機械に よる試験によって示す。この方法において、円柱状のコンクリート（直径5Omm、 厚さ30mm）標本を機械によりコンクリート中に0.1mm/minの割合で連続的な斜め のクラックができるようにのばす。コンクリート中のクラック巾を膜中クラック が完全に広がる時点で測定する。結果を表２に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（a）支持体にコンクリート組成物の第一の層を設定すること； （b）このコンクリート組成物に防水層をスプレーすること； （c）防水層にさらにコンクリート組成物の層を適用すること； の各ステップを含む防水性コンクリート構造物を提供方法であって、防水層が 熱可塑性ポリマーの合体性粒子の水性分散物を含む組成物によって設けられるこ とを特徴とする、前記方法。 ２．熱可塑性ポリマーがエチレン不飽和モノマーの重合によって製造される付加 ポリマーである、請求項１に記載の方法。 ３．ポリマーが、使用条件下”ゴム状”状態（“rubbery”condition）に留まる ようなガラス転移温度（Tg）を持つ、請求項１または請求項２に記載の方法。 ４．ポリマーがある程度のエラストマー性（erastomeric propertise）を有する 、請求項１−３のいずれかに記載の方法。 ５．ポリマーのTgが15℃以下である、請求項１−４のいずれかに記載の方法。 ６．Tgが−15℃以下である、請求項５に記載の方法。 ７．組成物が充填剤および添加剤のいずれかまたは両方を含む、請求項１−６の いずれかに記載の方法。 ８．組成物が20−80重量％の分散物、79.9−15重量％の充填剤、およひ0.1−５ 重量％の添加剤からなる、請求項７に記載の方法。 ９．粘着性中間重合体層によって分離された二つのコンクリート層を含み、該重 合体層の結合剤が熱可塑性ポリマーの合体粒子である、防水性サンドイッチコン クリート構造物。