JPH058151B2

JPH058151B2 -

Info

Publication number: JPH058151B2
Application number: JP62099149A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Yamashita; Ryuichi Miura; Yoshio Iwasaki
Original assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1993-02-01
Also published as: JPS63265884A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、コンクリート系構造物の劣化を防止
する方法及び亀裂等の劣化を生じた箇所を補修す
る方法に関し、更に詳しくは、アルキルトリアル
コキシシラン化合物とアクリル系単量体を順次塗
布、含浸させるか又は予め両成分を混合し塗布、
含浸させて、コンクリート系構造物の劣化を防止
又は劣化が進行した箇所を効果的に補修強化する
実用性の優れた構造物の強度改善方法に関する。〔従来の技術とその問題点〕近年、セメント系構造物の経年劣化が、大きな
社会的問題となつている。その主な原因は、資源
の枯渇により、骨材として望ましくない海砂や砕
石が用いられること、及び水硬性セメント系組成
物をポンプ輸送する施工上の要求に沿つて、流動
性を与えるために該組成物中に必要以上の水を添
加したこと等によるものと考えられる。このよう
なセメント系構造物においては、例えば、 (1) 構造物の中性化による内部鉄筋の発錆、 (2) 使用原材料中の塩分や外部から侵入した塩分
による鉄筋の発錆の促進、 (3) 膨張性骨材の使用に基づく膨張やポツプアウ
ト等による構造物の亀裂の発生、等の不都合現象が生じ、これらの現象により、セ
メント系構造物の劣化が加速度的に促進されるよ
うである。このような劣化を防止する手段として、従来、
コンクリート内に埋設する鉄筋類を、あらかじめ
亜鉛メツキしたり、エポキシ樹脂のような有機高
分子材料で被覆する方法が行われているが、亜鉛
メツキ鉄筋は、コンクリートが高アルカリ性であ
るため被覆耐性が問題であるばかりでなく、加工
時に傷付き易いという欠点があり、また、エポキ
シ塗装鉄筋は、現場加工時に傷つき易く、更に、
ある程度以上の厚い膜厚の塗膜が要求されること
及び材料が高価になるという理由から工業的に望
ましくない。また、コンクリート系構造物の表面にエポキシ
樹脂をコーテイングする保護方法も試みられてい
るが、一般に有機塗膜は耐久性に問題があるほか
傷付き易いことなど、必ずしも満足できる方法と
はいい難い。更に、シリコーンやシリコーンオリ
ゴマー等を有機溶剤に溶かしてコンクリート表面
に塗布し、その溌水性を利用して遮水する試みも
行われているが、分子量が大きいために、細孔内
へ充分浸透できず極く表面層に止まるので、保護
効果や効果の持続性に不満足なものが多く、向上
が望まれている。また更に、コンクリートや石材の防水、防塩保
護対策として、アルキルトリアルコキシシラン類
を塗布、含浸させる方法が行われた。これらのシ
ラン類は、それ自体の粘度が低く表面張力も小さ
いので、細孔内への浸透性は良好で、容易に深部
まで浸透するが、浸透したシランは多孔質の空隙
を完全に充てん閉塞し得ないので、アルキル基の
溌水作用により水の進入は阻止し得るが、多孔質
空隙が存在するために圧力水に対する保護効果は
極めて低いという欠点がある。一方、コンクリート構造物等にメチルメタクリ
レートやスチレン等の単量体を塗布、含浸、重合
させる改質手段が知られているが、深く浸透させ
るために、構造体をあらかじめ減圧したり、塗布
後、加圧して含浸させる等の操作を必要とするの
で大型構造体には、実質的に採用できない。深部に浸透して加水分解したシラノール層と浅
部に浸透したアクリル系単量体の重合体層とで従
つて、本発明の目的は、コンクリート系構造物の
防水性、遮塩性、耐久性等を大幅に向上させる改
質方法を提供するにある。また、他の目的は、長
期にわたつて劣化が防止され、強化補修されたコ
ンクリート構造物を提供することにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは、上記目的を達成する効果的方法
について実験、研究を重ねた結果、上記目的を効
果的に達成する実用的に極めて望ましい方法を見
出した。すなわち、本発明は、コンクリート系構造物の
表面に、アルキルトリアルコキシシラン化合物を
塗布、含浸せしめたのち、重合性のアクリル系単
量体を重合開始触媒と共に塗布するか、又はアル
キルトリアルコキシシラン化合物と重合性のアク
リル系単量体との混合物を重合開始触媒と共に塗
布、含浸させ、構造物中に浸透したアクリル系単
量体を重合、硬化させることを特徴とするコンク
リート系構造物の劣化防止及び補修方法を提供す
る。本発明の方法において、対象とするコンクリー
ト構造物とは、主として、内部に鉄筋や鉄骨を含
んだコンクリート製の大型構造体や構築体を対象
とするものである。しかし、本発明の方法は、各
種の多孔質構造体類に適用して、効果的にそれら
の劣化を防止し、補強し得るので、本発明におけ
るコンクリート構造物は、モルタル類のほか、例
えば、石材、窒業系材料、ALC、軽量骨材や木
材の如き多孔性構造物をも包含するものである。本発明の方法に用いられるアルキルトリアルコ
キシシランは、次の一般式： R₁−Si（OR₂）₃ で表わされる化合物類であつて、好ましくは、式
中のR₁が炭素原子数３〜14のアルキル基で、且
つOR₂がメトキシ基又はエトキシ基から成る化合
物類である。そのような化合物としては、例えば、プロピル
トリメトキシ（エトキシ）シラン、ブチルトリメ
トキシ（エトキシ）シラン、アミルトリメトキシ
（エトキシ）シラン、ヘキシルトリメトキシ（エ
トキシ）シラン、オクチルトリメトキシ（エトキ
シ）シラン、デシルトリメトキシ（エトキシ）シ
ラン、ドデシルトリメトキシ（エトキシ）シラ
ン、テトラデシルトリメトキシ（エトキシ）シラ
ン、オクタデシルトリメトキシ（エトキシ）シラ
ン等を挙げることができる。これらは、単独種又
は二種以上を組み合わせて使用することができ
る。これらシラン化合物類を多孔質構造物表面に適
用するには、そのまま塗布してもよいが、通常、
該シラン化合物を、例えば、10〜50％の脂肪族低
級アルコール溶液に調製して塗布することができ
る。多孔性構造物内へ浸透したシラン化合物は、
構造体内部に存在する水分によつて加水分解され
てシラノールとなり、このシラノール基は、構造
物中のシリカ等の表面のOH基や他のシラノール
基等との反応によつて脱水縮合し、強固なシロキ
サン結合を形成するものである。本発明においては、多孔質構造物表面に、この
ようにアルキルトリアルコキシシラン化合物を塗
布、含浸させたのち、更に、重合性アクリル系単
量体を重合開始剤と共に塗布するか、又はアルキ
ルトリアルコキシシラン化合物と重合性のアクリ
ル系単量体とを予め混合し、その混合物を重合開
始触媒と共に塗布、含浸させて、重合、硬化させ
ることにより、深部に浸透して加水分解したシラ
ノール層と浅部に浸透したアクリル系単量体の重
合体層とで多孔質空隙部が密に充てんされた遮水
性保護層が効果的に形成される。本発明の方法に好ましく用いられるアクリル系
単量体としては、例えば、メチルメタクリレート
（MMA），ブチルアクリレート（BA），グリシジ
ルメタクリレート（GMA），２−エチルヘキシ
ルメタクリレート（２−EHMA），シクロヘキシ
ルメタクリレート（CHMA），２−ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート（２−HPMA），テトラヒ
ドロフルフリルメタクリレート（THFMA），イ
ソボニルメタクリレート（IBMA）等が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよいし、二種以上を
組み合わせて使用することができる。また、本発明の方法においては、上記アクリル
系単量体は、あらかじめ重合開始触媒と混合した
組成物の形で適用することが望ましいが、所定量
の触媒を適当な溶剤に溶解して塗布したのち、ア
クリル形単量体又はこれを含む液を塗布、含浸さ
せてもよい。かかるアクリル系単量体と共に用いられる重合
開始剤は、通常知られた重合触媒類であつて、そ
の代表的なものとして、例えば、過酸化ベンゾイ
ル，クメンヒドロキシパーオキシド，メチルエチ
ルケトンパーオキシド等を挙げることができる。
また、それら重合開始剤の使用量は、通常知られ
た量範囲が好都合に採用され、所望の重合硬化時
間や可使時間に応じてその量は適宜選択される。
また、かかる重合開始触媒と組み合わせて少量の
重合助剤ないし重合促進剤を併用することができ
る。そのような促進剤としては、例えば、パラジ
メチルベンゾイツクアシドイソアミルエステル，
アセチルアセトンコバルト塩，ナフテン酸コバル
ト塩等を挙げることができる。〔作用、効果〕本発明の方法によれば、コンクリート系構造物
の多孔性空隙含浸部の内層には、主としてシラン
系化合物がシロキサン結合によつて固定化され、
該含浸部の表層には、主として耐候性の良好なア
クリル系重合体の充てん層が効果的に形成され
る。その結果、防水性及び遮塩性に優れた保護層
を有する耐劣化性に優れ、且つ長期安定なコンク
リート系構造物が提供される。〔実施例〕次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明
する。なお、例中の部数及び％は、特に記載がな
い限り重量によるものである。また、本発明の方法による劣化防止及び補修効
果についての各種フアクターの性能を試験するた
めに、コンクリート系構造物として代表的な下記
のような各種形状のモルタルを作り、これらを供
試体として各種組合せ処理剤を適用したものにつ
いて諸物性を測定した。［測定用モルタル供試体］セメント：砂：水の配合割合が、１：２：0.5
の混和調製組成物を、各種試験用供試体の型枠に
打設し、２日後に脱型して、以後、温度20±２
℃、相対湿度65±５％の条件下に四週間養生させ
たものを供試体として使用した。次に、これら供試体を用いて、各種劣化防止方
法の劣化防止性を次の試験法により評価した。 (a) 浸透深さ養生した４×４×16cmのモルタル供試体の全
面に含浸処理材料の所定量を塗布し、温度20±
２℃、相対湿度65±５％の条件下に７日間放置
後、供試体を割裂して割裂面を水に濡らし、溌
水部分の深さ（mm）を測定する。ただし、シラン系材料を適用しない場合に
は、あらかじめ塗布材料に染料を添加して着色
し、その浸透深さを調べた。 (b) 吸水率養生した４×４×16cmのモルタル供試体の全
面に含浸塗布材料の所定量を塗布し、温度20±
２℃、相対湿度65±５％の条件下に７日間放置
後、水に水没状に浸漬して、30日後の重量増加
から給水率（％）を求める。 (c) 透水性試験−１養生した10×10×20cmのモルタル供試体の一
面に、含浸塗布材料の所定量を塗布し、温度20
±２℃、相対湿度65±５％の条件下に７日間放
置し、これをJIS A6910の透水試験法によつ
て、24時間後の透水量（c.c.）を測定する。 (d) 透水性試験−２本試験は、供試体をJIS A1404の規定に準じ
て作成し、次のような方法で加圧透水性を測定
する。［供試体の作成］ポルトランドセメント５Kg、いわきけい砂5.5
号10Kg、いわきけい砂６号５Kgの混合物に、水を
3.25Kg加えて混練し（フロー値：約150〜155）、
これを内径15cm、高さ４cmの円筒状形枠に打設
し、温度20℃±３℃、相対湿度80％以上の室内に
48時間放置後、脱型する。脱型後、更に19日間、
同室内で養生させ、次いで、温度35℃、相対湿度
60％の室内に７日間放置したものを供試体とす
る。［加圧透水性試験］この供試体の上面に含浸させる材料を所定量塗
布し、側面はポリウレタン樹脂でシールして、温
度20、相対湿度65％の条件下に７日間放置した
後、塗布面を上にしてJIS A1404で規定する透水
性試験機に取り付け、上面から３Kg／cm²の水圧で
清水を圧入し、５時間後のモルタルの重量増加量
を測定する。 (e) 遮塩性試験４×４×16cmのモルタル供試体の全面に、含
浸用材料の所定量を塗布し、温度20±２℃、相
対湿度65±５％の条件下に７日間放置後、飽和
食塩水中に全没状に浸漬し、３ヶ月後の重量増
加を測定すると共に、浸漬６ヶ月後に供試体を
割裂して内部への塩素イオンの浸透深さ（mm）
をフルオレツセイン呈色反応によつて測定す
る。 (f) アルカリ浸漬試験４×４×16cmのモルタル供試体の全面に材料
を所定量塗布し、温度20±２℃、相対湿度65±
５％の条件下に７日間放置後、飽和水酸化カル
シウム溶液中に全没状に浸漬して、３ヶ月後の
供試体の重量増加を測定する。 (g) 地下補強効果試験７×７×２cmのモルタル供試体の上面に材料
を所定量塗布し、温度20℃、相対湿度65％の条
件下に７日間放置後、JIS A6909・５・５に規
定する垂直引張り強度を測定する。 (h) クラツク充てん付着効果試験７×７×２cmと４×４×２cmの二枚のモルタ
ル供試体の間に、0.3mmφの針金で空隙を作り、
上部に100ｇの分銅を載せる。この二枚の供試体の周縁部に材料を塗布する
と、材料が毛細管現象で空隙部に侵入する。こ
の塗布操作を60分間隔で計３回行い、温度25
℃、相対湿度65％の条件下に７日間放置したの
ち、幅２mm、深さ２mmの溝を縦横に２本ずつ入
れ、JIS A6909・５・５の規定に準じて引張り
強さを測定する。実施例１〜５及び比較例１〜２供試体の表面に、まずアルキルトリアルコキシ
シランを塗布、含浸させ、次いで重合性アクリル
系単量体を塗布し、含浸、硬化させて得られた改
質体について、上記各種試験を実施した。それら
の測定結果を第１表にまとめて示す。なお、アル
キルトリアルコキシシランとしてデシルトリエト
キシシラン（C₁₀と略記する）を用い、また、重
合性アクリル系単量体として、IBMA、
THFMA、２−EHMA及び２−HPMAを選択使
用し、更に、重合開始触媒としてクメンヒドロキ
シパーオキシドを単量体合計量の約0.5％混合使
用した。C₁₀の塗布量及び用いたアクリル系単量
体の種類、それらの組合せ及び各塗布量は、下掲
第１表中に示した。また、供試体にC₁₀のみを塗
布、含浸させたもの（比較例１）、IBMAのみを
塗布、含浸、硬化させたもの（比較例２）及びこ
れらを全く適用しない供試体自体（ブランク）に
ついてのそれぞれの測定値を参考のために併記し
た。

【表】実施例６〜９アルキルトリアルコキシシラン化合物及びアク
リル系単量体として、デシルトリエトキシシラン
及びイソボニルメタクリレートを用い、それらの
各種の重量割合の混合組成物を調製し、それら組
成物を塗布量が300ｇ／m²となるように供試体表
面に塗布し、含浸、硬化させて、それぞれの組成
物による改質供試体を得た。得られたコンクリー
ト系構造物について行つた各試験の測定結果を第
２表にまとめて示す。第１表及び第２表より、コンクリート系構造体
に対して、本発明の方法が顕著に優れた劣化防止
効果及び補修効果を有することが判る。また、コ
ンクリート系多孔質構造体に、先ずシラン系化合
物を適用後、重合性アクリル系単量体を適用する
二段法及び両成分を予め混合した組成物を塗布、
含浸、硬化させる一段適用法は、同様な遮水性、
遮塩性並びに加圧水抵抗性を示し、またクラツク
等に対し良好な充てん接着効果を有することが理
解できる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１コンクリート系構造物の表面に、アルキルト
リアルコキシシラン化合物を塗布、含浸せしめた
のち、重合性のアクリル系単量体を重合開始触媒
と共に塗布するか、又はアルキルトリアルコキシ
シラン化合物と重合性のアクリル系単量体との混
合物を重合開始触媒と共に塗布、含浸させ、構造
物中に浸透したアクリル単量体を重合、硬化させ
ることを特徴とするコンクリート系構造物の劣化
防止及び補修方法。２上記シラン化合物が、炭素原子数３〜14のア
ルキル基を有し、且つメトキシ基及びエトキシ基
から選択されるアルコキシ基を有するアルコキシ
シラン化合物である特許請求の範囲第１項記載の
方法。