JPH0196079A - セメント系基材の被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 帆１ユ１１県り妃１ 本発明はセメント系基材の被覆方法に関する。

従来の技術 これ迄、半永久的な耐久性があると云われていたセメン
ト系基材、特に鉄筋コンクリート構造物は期待された程
の性能のないことが判ってきて、コンクリートの耐久性
が改めて問い直されてから久しい。

ひび割れや塩害に見られるコンクリート構造物の初期劣
化現象や、老化現象とも云える中性化は耐久消費材とし
ての性格を持つコンクリート構造物にとっては非常に重
大な問題である。

コンクリートの劣化状況はコンクリートの使用される環
境条件やコンクリートの品質で大きな影響を受けるが、
最近になって明らかにされたコンクリート構造物の劣化
機構はコンクリート自体の劣化によって決まるのではな
く、鉄筋の腐蝕によって支配されるとされている。

一方、コンクリート構造物の劣化対策として保護材に要
求されている基本性能は「道路橋の塩害対策指針（案）
・同解説」によれば ■空気中の酸素、湿気、雨水などの水分、塩化物（塩素
イオン）等の外部からの有害物質の侵入を防止し、 ■コンクリートに対して充分な接着力を持ち、コンクリ
ートと一体となって挙動すると共に充分な伸び能力を持
ち、少々のひび割れには追従すること である。

又コンクリートの表面は単純ではな（、種々の問題を起
こしているのは、コンクリートが本質的に多孔質材料で
あってかなりの不均質性を有していることにある。その
上コンクリートの含水状態は保護材との接着強度に多大
の影響を与えており、表面水分計による含水率が８％以
下と規定されていても８％以下とすることは、α外に困
難であり、少々の水分の存在のもとでも施工が可能なこ
とら材料特性として必要条件の一つである。

以上のような外部から侵入する耐久性阻害環境要因に対
しての保護材として既に幾通りかの提案がなされている
。

１、有機質系浸透性防水剤による保護 ２、無機質系浸透性防水剤による保護 ３、合成樹脂によるコーティング保護 ４、レジンモルタル（ポリマーセメント）や防水モルタ
ルによる保護 ５、合成樹脂ライニングによる保護 １．２については作業は至って良いが、透湿性（通気性
）が大きいのでその機能の持続性に乏しく、コンクリー
トの中性化抑制にバラツキがあるか、又は殆ど効果が認
められない。

３のコーティングは合成樹脂によっては中性化防止能が
あり、複層吹付など工法上の工夫で機能を発揮していて
、接着力があるもののコンクリート表層のひび割れ追従
性に欠けており、出隅コーナ一部（エラ′））では平坦
部と同じように厚塗が出来難く、膜厚管理に難点がある
。

４の有機質・無機質モルタルは付着力は良いが、熟練度
のいる作業で３と同様にコンクリート表層のひび割れ追
従性には限界がある。

５のライニング樹脂はエボキン系であるのでその接着力
は抜群であるが、伸び率のある樹脂となると耐水性が悪
い為に湿潤状態になった場合、接着力が極端に劣化して
剥離したり、又高粘度（３，０００ｃｐｓ、以上）のた
めに作業性には問題がある。

本発明者らはセメント系基けの外部から侵入する水、湿
気、酸素、塩素イオンなどの耐久性阻害要因を遮断し、
しかもセメント系基材との接着力を維持しながらひび割
れ追従性のある相反する性能の対策を長期間にわたって
鋭意検討を重ねた結果、耐水性、耐アルカリ性の優れた
浸透性１反応性シーラーに特定の不飽和ポリエステル樹
脂をガラスマットでライニングする方法が極めて信頼性
の高いことを知見し、この知見にもとづき、本発明を完
成するに至った。

問題点を解決するための手段 本発明は、セメント系基材にＮＣＯ基１基当個当の分子
量が２００以下であるイソシアネート化合物をプライマ
ーとして塗布し、つづいてチョツプドストランドガラス
マットと硬化物の物性が引張り強さ０．５ｋｇ／ｍｍ”
以上、引張り弾性率５０ｋｇ／ｍｍ″以下、引張り伸び
３０％以上である不飽和ポリエステル樹脂を用いてライ
ニング層を作ることを特徴とするセメント系基材の被覆
方法に関する。

本発明におけるセメント系基材としては、たとえばコン
クリート、モルタル、スレート、発泡コンクリート、珪
酸カルシウム板、炭カル板１石膏板１石綿板などがあげ
られる。

本発明に使用するプライマーとしては、ＮＣＯ基１基当
個当の分子量が２００以下のイソシアネート化合物があ
げられる。このイソシアネート化合物は分子内に活性Ｎ
ＣＯ基を２個以上有する単量体およびこれから誘導され
る低分子量重合体又はこれらの混合物である。イソシア
ネート化合物が液状である場合はそのままでも用いるこ
とができるが、有機溶媒に溶かし、溶液状にしたものは
低粘度で、セメント系基材の表面に塗布すると基材の多
孔質毛細管中に深く迅速に浸透・拡散して毛細管中の水
分やセメント水和物の水可溶性塩基物、毛細管壁面の不
安定な未水和物などと直ちに反応して疎水性の安定な固
形物を毛細管中に形成する。これにより多孔質の空隙は
親油性となり安定した耐水性のある固形物で充填され、
その充填された深さは塗布量に比例して基材の内面数ｃ
ｍに及ぶ。

本発明に使用されるイソシアネート化合物の例をあげる
とたとえばトリレンジイソシアネート（２，４７２，６
＝６５／３５）、ｌ＝リレンジイソシアネート（２，４
／２．６＝８０／２０）、）リレンジイソシアネート（
２，４＝１００）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイ
ソシアネート、３．３’−ジメチルジフェニルメタン〜
４，４′−ジイソシアネート。

２．４−４リレンジイソシアネートダイマー、メタキシ
レンジイソシアネート、ヘギサメチレン、゜６−ジイソ
シアネート、ポリアリルポリイソシアネートなどのイソ
シアネート単量体があげられる。

ＮＣＯ基１基当個当の分子量が２００を超えたイソシア
ネート化合物を用いた場合、耐水性、保護材との接着性
などの点でよくない。

イソシアネート化合物を有機溶媒に溶かして用いる場合
、有機溶媒としては、イソシアネート基と反応しない、
たとえばベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、ア
セトン、メチルエチルケトン。

メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケト
ン類、酢酸エチル、酢酸ブヂル、グリコールエーテルの
エステルなどのエステル類、ジクロルメタン、ジクロル
エタン、トリクロルエチレンなどのハロゲン化炭化水素
、ジメチルホルムアミド、イソホロンなどがあげられる
。溶液中のイソシアネート化合物の使用量はイソシアネ
ート化合物および溶媒の種類にもよるが、通常、約５０
〜８００ｇ／Ｑ程度である。上記溶液には必要に応じて
触媒を添加してもよい。

イソシアネート化合物の塗布量はセメント系基材の種類
や表面状態などによって異なるが、通常、約２００ｇ／
ｍ”〜５００ｇ／ｍ”程度である。

塗布手段としては、たとえばスプレー塗布１刷毛塗り、
ローラー刷毛塗りなどがあげられる。

セメント系基材表面にイソシアネート化合物を施し、硬
化させた後、チョツプドストランドガラスマットと特定
の不飽和ポリエステル樹脂を用いてライニング層を作る
。

本発明に使用される特定の不飽和ポリエステル樹脂とは
、不飽和ポリエステルとビニル単量体との混合溶解物で
ある。この不飽和ポリエステルは不飽和二塩基酸とグリ
コールあるいはアルキレンオキサイドとを縮重合あるい
は付加重合させて得られる熱硬化性タイプの樹脂で、不
飽和酸の一部を飽和二塩基酸で置き換えてもよい。

不飽和二塩基酸としては、たとえば無水マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸などが、飽和二塩基酸としては、た
とえば無水フタル酸、イソフタル酸。

テレフタル酸、アジピン酸などが、グリコール類として
は、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペ
ンチールグリコールなどが、アルキレンオキサイドとし
ては、たとえばプロピレンオキサイドなどがあげられる
。

ビニル単量体としては、たとえばスチレン、ビニルトル
エン、α−メチルスチレン、メチルメタアクリレートな
どがあげられる。この樹脂には、たとえばメチルエチル
ケトンパーオキサイドなどの室温硬化用の過酸化物とた
とえばコバルト石ケンなどの硬化促進剤などを加える。

これらの化合物を用いて得られる不飽和ポリエステル樹
脂類の中、本発明に使用することのできる樹脂としては
、不飽和ポリエステル樹脂硬化物（以下樹脂硬化物と云
う）の物性が引張り強度０．５ｋｇ／ｍｍ’以上、好ま
しくは１．０ｋｇ７ｍｍ”以上、引張り弾性率５０ｋｇ
／ｍｍ！以下、好ましくは３０ｋｇ／ｍｍ’以下、引張
り伸び３０％以上、好ましくは５０％以上を有すること
が必要である。

引張り強さと伸びが上記の値より小さいとライニングし
たセメント系基材にひび割れが発生した場合、ライニン
グ層がひび割れに追随せずにセメント系基材の界面より
剥離したり、ライニング層が破断してセメント系基材の
保護機能が損なわれる。

ここで、樹ｔｉｅ化物の物性は、３ｍ／ｍ厚みの注形板
を室温で硬化させ、−夜放置後、６０℃で！時間、更に
１００℃で３時間の後硬化をおこなうことによって試料
を調製し、この試料を曲げ試験はＪＩＳ６９１１．引張
り試験もＪ　ｌ５６９１■により測定したものである。

強化材としてのガラス繊維には種々のタイプがあるが、
本発明ではライニング層として充分な接着力を有し、層
間剥離が発生しにくく、みずみち（水道）にはならない
耐水性があって、全方位にわたって引張り強度が一定し
ているチョツプドストランドガラスマットが用いられる
。ガラスクロス（口抜平ＩＯ）は強度は大きいものの、
強さに方向性があり、更に接着強度が劣っている。チョ
ツプドストランドガラスマットは不飽和ポリエステル樹
脂の含浸・脱泡作業の上でも最適である。

チョツプドストランドガラスマットは適宜量用いられる
が、通常、約４５０ｇ／ｍ”のチョツプドストランドガ
ラスマット−枚程度が用いられる。

ライニング時の使用樹脂量は約１−０〜２　、０　ｋｇ
／ｍｌ１１！程度である。また、ライニング層の厚さは
約０．７〜１．５ｍ／ｍ程度である。

ライニング手段としては、たとえばローラー刷毛または
スプレーなどで樹脂を塗布し、ついでローラーなどで樹
脂を含浸・脱泡する手段があげられる。

このようにしてライニング層を作り、室温で放置すれば
ライニング層中の不飽和ポリエステル樹脂とチョツプド
ストランドガラスマットとの複合体が硬化するとともに
ライニング層とイソシアネート化合物処理されたセメン
ト系基材とが強固に接着される。

発明の効果 本発明によれば、プライマーであるイソシアネート化合
物がセメント系基材に深く浸透、含浸して基材の表層に
躯体防水層を形成し、基材内部のアルカリ成分の溶出を
抑制し、接着力を持続させる機能を有している。

また、低弾性率、高伸び率を有する特定の不飽和ポリエ
ステル樹脂を用いたライニング層は、イソシアネート化
合物を介してセメント系基材と強固に接着しており、高
いゼロスパン強度を持っている。そのため基材のひび割
れ時の追従性がよく、ライニング層のひび割れが発生し
ない。

本発明の方法はチョツプドストランドガラスマットを使
ったシームレスライニングであり、複雑な形状でも作業
に問題はなく、セメント系基材を用いた構築物（例、建
物、高速道路、橋梁、床、水槽等）の外表面はもちろん
のこと、天井面にも作業は可能である。また、比較的低
コストの優れた方法である。

以下に実施例をあげ、本発明を具体的に説明する。

実施例Ｉ Ｊ　ｌ５Ａ５３０４指定市販歩道板コンクリートにイソ
シアネート化合物の塗布および不飽和ポリエステル樹脂
ライニングを行い、室温で１週間放置硬化させた後、常
温の水に浸漬した。浸漬１年後に取り出し、ライニング
層の接着強さおよび接着状態を調べた。

なお用いたイソシアネート化合物は武田薬品工業（株）
製のタケネート３００Ｃ（ＮＣＯ基１基当個当の分子量
か１３５）およびタケネートＰ−４０２（ＮＣＯ基１個
当タリノ分子量が３８９）。

ライニング層の不飽和ポリエステル樹脂は武田薬品工業
（株）製、ポリマール８４１４ＡＰである。

また８４１４ＡＰの樹脂硬化物の物性は、引張り強さ１
．０ｋｇ／ｍｍ”、引張り弾性率２０ｋｇ／ｍｍ”。

引張り伸び５０％であった。ＦＲＰライニング層の厚さ
は約１ｍ／ｍであった。

試験の結果（表、）より試料の破壊状態、接着強度の保
持性からＮｏ、２．Ｎｏ、４、すなわちＮＣＯ基１基当
個当の分子量が２００以下のイソシアネート化合物およ
びチョツプドストランドガラスマットの組み合わせのラ
イニングが良好であった。

実施例２ ＪＩＳＡ５３０７市販コンクリー市販コンクリート境界
ブロック面（１５０ｘ６００ｍｍ）に表−２に示した条
件で被覆処理を行った。室温にて７日放置後、ライニン
グ層を引張り側（下面）にして、ＪＩＳＡ５３０７．６
の方法で曲げ試験を行った。

結果を表−２に示す。

なおライニングに使用したポリマール３５Ｉ７は武田薬
品工業（株）製で、樹脂硬化物の物性は引張り強さ３　
、２　ｋｇ／　ｍｍ”　、引張り弾性率１０、　ｋｇ／
ｍｍ２．引張り伸び２３％であった。ライニング層の接
着力が小さいと曲げによる破断箇所がコンクリート基材
の破断箇所と異なる。すなわち、コンクリートとライニ
ング層が一体挙動をとらず、コンクリートのクラック発
生時のライニング層の追随性が充分でないことを示して
いる。

試験の結果からＮｏ、２の試料、すなわちポリマール８
４１４とチョツプドストランドガラスマットの組み合わ
せが最もよいことが分った。

実施例３ 石綿板（５ｍｍ厚）を切断した後、二つの切断面をつき
合わせ、この上に被覆処理を行った。硬化後、この試料
を用いて引張り試験を行い、ゼロスパン強度の推定を行
った。なお使用した樹脂の中、ポリマール６３０５は式
日薬品工業（抹）製の不飽和ポリエステル樹脂で、樹脂
硬化物の物性は、引張り強さ７．２ｋｇ／ｍｍ’、引張
り弾性率３３０　ｋｇ／＋＋＋＋＋＋”。

引張り伸び４．３％であった。

試験の結果を表−３に示す。試料の破断状況。

破断時の伸びなどからＮｏ、　１　、　Ｎｏ、５　、す
なわちポリマール８４１４とチョツプドストランドガラ
スマットの組み合わせが最もよかった。

実施例４ 屋外の地打ちコンクリート面に実施例１で用いたイソシ
アネート化合物Ａを２５０ｇ／ｍ”の割合で刷毛塗りし
、３時間放置後、チョツプドストランドガラスマットを
１層、ポリエステル樹脂を用いてライニングした。樹脂
とガラスの割合は７７：２３（重量比）で、樹脂はポリ
マール８４１４とポリマール３２７６を用いて行った。

ライニングの面積は長さ１０ｍ、横巾０．３ｍである。

施工の際、マットの長さ方向の端を溝の縁に沿わせて直
角に折り曲げて施工し、他の端は平面のままで、収縮の
際ライニング層が動ける様にした。

ここで用いたポリマール３２７６は式日薬品工業（株）
製の不飽和ポリエステル樹脂で、樹脂硬化物の物性は引
張り強さ６　、１　ｋｇ／ｎ＋ｍ’、引張り弾性率３０
０　ｋｇ／ｍｍ”、伸び率２．９％である。

風雨にさらされたライニング面を観察した結果、弾性率
が大きくて、伸びの小さい３２７６を用いたライニング
層は、施工後９ケ月で平面の端から剥離を起こした。

一方、８４１４の施工面は３年経過後も剥離などの異常
はない。

（以　下　余　白） 表−２［曲げ試験によるライニング病のひび割わ、自浄
性］Ａ・・・タケネート３００Ｃ（固形分１５％）Ｓ・
・・ポリマール８４１４ Ｉ］・・・ポリマール３５１７ Ｍ・・・チコップドストランドガラスマット（４５０ｇ
／ａｌ′） Ｃ・・・ガラスクロス目抜平織（３００ｇ／ｍつ最大荷
重時の相対たわみ量 （ＸＩＯ−３ｍｍ） 最大荷重時以降約５０Ｋｇｆに達した時の相対たわみ量
（Ｘｌ０−’　ｍｍ） 最終たわみ量からの計算値 イ・・・コンクリート破断箇所と同一 箇所でライニング層の破断 口・・ライニング層が剥離しコンクリートと別箇所で破
断

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント系基材にＮＣＯ基１個当たりの分子量が２００
   以下であるイソシアネート化合物をプライマーとして塗
   布し、つづいてチョップドストランドガラスマットと硬
   化物の物性が引張り強さ０．５ｋｇ／ｍｍ＾２以上、引
   張り弾性率５０ｋｇ／ｍｍ＾２以下、引張り伸び３０％
   以上である不飽和ポリエステル樹脂を用いてライニング
   層を作ることを特徴とするセメント系基材の被覆方法。