JPS6215502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は既設のセメントモルタル建造物やセメ
ントコンクリート構築物等、特に屋外のセメント
構造物の防水性の面から耐久性を高める為に採用
して好適な補修方法、即ち補強又は修理方法に関
する。 従来、既設のセメント構造物の損傷部分の補修
方法として、該損傷部分に主剤と硬化剤からなる
エポキシ系接着剤を塗布した後、水、セメント及
び骨材からなるセメント組成物を塗布することに
より該セメント組成物を前記構造物に強固に接着
することが試みられている。しかしながらこの場
合、接着剤を塗布してからセメント組成物を塗布
する迄の最適放置時間が環境温度や風の有無、強
弱等により微妙に異なる為、現場においてはこの
最適時間を設定し順守することが困難であるとい
う欠点があつた。即ち上記放置時間が短か過ぎる
と、接着剤の硬化が不充分で粘性が低い為セメン
ト組成物が滑り落ちて所期の目的を果し得ず、
又、放置時間が長過ぎると接着剤層が完全に硬化
するので塗布したセメント組成物は容易に剥離し
てしまうのである。従つてこの方法によつて補修
されたセメント構造物の耐久性には非常に大きな
バラツキがあつた。 又近年、セメント組成物として水、セメント、
セメント用ポリマー及び必要に応じて骨材を含有
するポリマーセメント組成物を用いることも知ら
れているが、該組成物はエポキシ系接着剤等を用
いなくても既設のセメント構造物に対し充分な初
期接着強度を発現するものの、経時により補修に
よつて設けられた層が下地の既設セメント構造物
より剥離する事例が多発していた。 本発明は上記従来の補修方法に鑑み、エポキシ
系接着剤等を用いる必要がなく、かつ補修によつ
て設けられたポリマーセメント層が長期に亘つて
既設のセメント構造物から剥離することのないセ
メント構造物の補修方法を提供することを目的と
するもので、その要旨は、既設のセメント構造物
の補修を行うに際し、該構造物の補修すべき個所
に、ポリマーセメント組成物と、酸化アルミニウ
ム対二酸化ケイ素のモル比が１：１〜１：10の非
晶質ケイ酸アルミニウムとの混合物を塗布して、
補修個所におけるセメント構造物と補修によつて
設けられたポリマーセメント層との境界部分を不
透水性となすことを特徴とするセメント構造物の
補修方法に存する。 本発明におけるポリマーセメント組成物とは、
水、セメント、セメント用ポリマー及び必要に応
じて骨材を含有するもので従来公知のものが広く
用いられ、骨材の有無、種類等によりポリマーセ
メントペースト、ポリマーセメントモルタル、ポ
リマーセメントコンクリート等と称される。セメ
ントとしてはポルトランドセメント、アルミナセ
メント、混合セメント等が多用され、これらは単
独で又は適宜混合して用いられる。 セメント用ポリマーはポリマーセメント硬化物
中にポリマーとして存在しその耐衝撃性や既設構
造物への接着性等の品質を改善する目的で混和さ
れるもので、具体例としては天然ゴム、クロロプ
レンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエ
ンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、メ
チルメタクリレートブタジエンゴム等の合成ゴ
ム、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重
合体（以下EVAという）、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
プロピオン酸ビニル等の熱可塑性樹脂やエポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、これらは天然
ゴム及びエポキシ樹脂を除いて多くは乳化重合法
により合成され、次いで適当な安定剤、消泡剤等
が添加され、通常はエマルジヨンもしくはラテツ
クスの形態で用いられる。又セメント用ポリマー
としては他にポリビニルアルコール、ポリアクリ
ル酸塩、ポリエチレンオキシド、メチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性ポリ
マーも作業性改良剤として用いられる。上記ポリ
マーのうち既設セメント構造物への接着性、可撓
性、衝撃強度、経済性等の面からスチレン−ブタ
ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が特に好ま
しい。しかしてこれらポリマーはセメント100重
量部に対し固形分で通常10〜30重量部添加され
る。 必要に応じて使用される骨材は、補修しようと
する既設のセメント構造物の損傷状態、規模、後
述する補修態様等により種類、量が適宜決定され
るが、細骨材としては特に粒径2.5ｍ／ｍ以下の
無水ケイ酸を主成分とするケイ砂が好適に用いら
れ、施工性、ポリマーセメント組成物の硬化時の
収縮性、硬化後の各種強度、経済性の面から通常
はセメント100重量部に対し400重量部以下の範囲
で使用され、粗骨材としては従来公知のセメント
コンクリート用の栗石や砕石が広く用いられる。 本発明において用いるケイ酸アルミニウムは酸
化アルミニウム対二酸化ケイ素のモル比が１：１
〜１：10でかつ非晶質のものであり、その水和物
が用いられてもよい。非晶質ケイ酸アルミニウム
とはケイ酸アルミニウムの各原子の周期的配列即
ち結晶格子が殆んど認められないものを意味し、
このことは、単色Ｘ線を用い横軸を回折角度、縦
軸を回折線の強度とする上記ケイ酸アルミニウム
のＸ線粉末回折スペクトルをとつた場合に、緩や
かな山形の図形が得られる丈で結晶格子が存在し
ていれば必ず生ずる特有のピークが表われないこ
とから判断される。 上記非晶質ケイ酸アルミニウムは、例えば、硫
酸アルミニウムとケイ酸ナトリウムを夫々適宜量
の水に溶解した後該水溶液を混合し反応溶液中で
PH及び温度等を調整しながら両者を反応させて得
られる。温度等の反応条件を調整することにより
酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との適宜のモル
比のものが合成される。アルカリ水溶液への溶解
性が良好な点ではケイ酸アルミニウム中の二酸化
ケイ素が多い程、即ち上記モル比が小さい程好ま
しいが、製造が容易な点も考慮すれば酸化アルミ
ニウム対二酸化ケイ素のモル比が略１：９のもの
が最も好ましい。 一方上記非晶質ケイ酸アルミニウムは火山灰層
の粘度鉱物中にも水和物として存在し、少量の結
晶性部分を含有した場合を含めてアロフエンと総
称されているが、これ迄アロフエンに結晶格子が
存在するとの報告はなされていない。アルフエン
中の酸化アルミニウムと二酸化ケイ素とのモル比
は１：１〜１：２であるが同じモル比の上記合成
非晶質ケイ酸アルミとアロフエンとを比較すると
その原因は明確でないがアルカリ分への溶解性は
合成非晶質ケイ酸アルミニウムの方が極めて良好
である。 本発明においては、通常は上記合成非晶質ケイ
酸アルミニウムを用いるが、場合によつては天然
の非晶質ケイ酸アルミニウムを用いてもよい。 これらの非晶質ケイ酸アルミニウムの使用量
は、酸化アルミニウムと二酸化ケイ素とのモル比
や補修現場の気象・環境条件或いは合成物である
か天然物であるか等によつて適宜使い分けるが、
通常はセメントと骨材の合計量100重量部に対し
て0.5〜10重量部好ましくは１〜５重量部とされ
る。 又、これらの非晶質ケイ酸アルミニウムは水と
セメントとを含有するセメント組成物中で生ずる
程度のPHのアルカリ水溶液に溶解する性質を有す
るので、本発明においては通常ポリマーセメント
中に混入して用いられ、場合によつては上記程度
のPHのアルカリ水溶液に溶解して用いられる。 以下、本発明方法によりセメント構造物を補修
する態様を説明する。 先ずセメント100重量部と骨材０〜400重量部と
適宜量の上記非晶質ケイ酸アルミニウムを混合し
てこれをＡ材とする。セメント構造物の損傷部分
が深さ20ｍ／ｍ以上の場合は骨材としてケイ砂の
他に栗石又は砕石を用いるのが好ましい。又Ａ材
には耐アルカリ性ガラス繊維が含有されていても
よい。次にポリマーラテツクス（Ｂ材）と必要に
応じて更に水とをＡ材に加えて均一に混合し、得
られたポリマーセメント組成物を既設のセメント
構造物の補修すべき個所に従来のセメントモルタ
ルの施工方法と同様に左官ゴテで直接塗りつける
かモルタルガンで吹き付ければよい。この場合ポ
リマーセメント組成物と接触する既設構造物が湿
潤状態であつても施工可能である。又上記ポリマ
ーセメント組成物は各原料を上記以外の手順によ
つて混合して得ても差し支えない。 上記非晶質ケイ酸アルミニウムは上記PH領域の
アルカリ水溶液に溶解する為、例えばポリマーセ
メント組成物中に混和せしめて既設のセメント構
造物に塗布すると、前記組成物中のアルカリ分と
既設構造物表面から溶出するアルカリ分によつて
溶解され、既設構造物内部に存在している毛細管
状空隙に浸透して石灰分等と反応して不溶性結晶
を形成する一方、水和反応により硬化したポリマ
ーセメント中の毛細管状空隙にも浸透して同様の
不溶性結晶を形成し更にセメント用ポリマーの存
在と相俟つて、補修個所におけるセメント構造物
と補修によつて設けられたポリマーセメント層と
の境界領域が数cmに亘つて不透水性になされるも
のと推定される。 本発明セメント構造物の補修方法は上述の通り
の構成になされ、セメント構造物の補修すべき個
所に、ポリマーセメント組成物と、酸化アルミニ
ウム対二酸化ケイ素のモル比が１：１〜１：10の
非晶質ケイ酸アルミニウムとの混合物を塗布し
て、補修個所におけるセメント構造物と補修によ
つて設けられたポリマーセメント層との境界部分
を不透水性となすので、本発明によれば既設のセ
メント構造物内部に雨水が浸透しても前記ポリマ
ーセメント層との界面に到達して滞留することが
なく、界面に滞留した水分による剥離作用を受け
ることがない為、ポリマーセメント組成物の既設
セメント構造物への良好な接着性と相俟つて補修
によつて設けられたポリマーセメント層は長期に
亘つて剥離脱落することがないのである。 又本発明方法は二液硬化型エポキシ系接着剤を
用いる必要がないので接着剤塗布後の最適放置時
間を管理する必要がなく、従つて本発明によれば
耐久性にバラツキのないポリマーセメント層が形
成されるのである。 次に本発明方法の実施例を示す。 実施例 １ 普通ポルトランドセメント100重量部、ケイ砂
200重量部、合成非晶質ケイ酸アルミニウム（酸
化アルミニウム対二酸化ケイ素のモル比、１：
９）1.5重量部及びスチレン−ブタジエンゴムラ
テツクス（以下SBRラテツクスという）40重量部
（ゴム粒子固型分18重量部、水22重量部）から成
る組成物に更に水32重量部を加えて混練してポリ
マーセメント組成物を得た。次に建造後約３年を
経過したセメントコンクリート床板を水洗洗浄
後、前記ポリマーセメント組成物をこの床板に対
し幅１ｍ長さ２ｍの広さにコテ塗りし表面の平滑
な厚さ10ｍ／ｍの被覆層を設け室温気乾養生にて
硬化させた。 この様にして作成した供試体に対し、施工后３
日を経過した後撤水装置を使用して補修によつて
設けられたポリマーセメント層の上から、該ポリ
マーセメント層全面を含む約５m²の面積に亘つて
昼間60分間及び夜間60分間毎日撒水を行つた。撒
水量は１m²に対し100／時間になる様にした。 この様な条件下で新たに設けられたポリマーセ
メント層の剥離状況について経時変化を測定し
た。測定の方法はハンマーテストによつた。即ち
ポリマーセメント層の表面をハンマーで打てば、
該セメント層に浮きを生じた場合、空洞音を聴取
することが出来るので該セメント層の剥離の発生
を確認することが出来る。 その結果は第２表の通りであつた。 実施例 ２〜６ 合成非晶質ケイ酸アルミニウムの種類及び量、
ポリマーラテツクスの種類を第１表の通り変化さ
せた以外は実施例１と全く同様にして供試体を作
成し、実施例１と同様の試験を行つた。その結果
は第２表の通りであつた。

【表】

【表】

【表】 判定方法 １ｍ×２ｍの広さのポリマーセメント層を20cm
×20cmのマス目状に区画し各区画毎にハンマーで
打ち、１区画でも空洞音を聴取した場合を×、全
区画に亘つて空洞音が聴されなかつた場合を〇と
した。 比較例 ポリマーセメント組成物中に非晶質ケイ酸アル
ミニウムを混入せしめない以外は実施例１と全く
同様にして供試体を作成し、実施例１と同様の試
験を行つた。その結果は第２表の通りであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 既設のセメント構造物の補修を行うに際し、
   該構造物の補修すべき個所に、ポリマーセメント
   組成物と、酸化アルミニウム対二酸化ケイ素のモ
   ル比が１：１〜１：10の非晶質ケイ酸アルミニウ
   ムとの混合物を塗布して、補修個所におけるセメ
   ント構造物と補修によつて設けられたポリマーセ
   メント層との境界部分を不透水性となすことを特
   徴とするセメント構造物の補修方法。 ２ 非晶質ケイ酸アルミニウムの酸化アルミニウ
   ム対二酸化ケイ素のモル比が略１：９である第１
   項記載のセメント構造物の補修方法。 ３ ポリマーセメント組成物が水、セメント、
   砂、セメント用ポリマーを含有する第１項又は第
   ２項記載のセメント構造物の補修方法。 ４ 非晶質ケイ酸アルミニウムをセメントと砂の
   合計量100重量部に対して0.5重量部以上塗布する
   第１項〜第３項何れか１項に記載のセメント構造
   物の補修方法。