JPS6282173A - 鉄筋コンクリ−トまたは水硬性無機質材の補修方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄筋コンクリートまたは水硬性無機質材の補
修方法に関する。

本発明は、劣化して脆弱化または剥落欠損した鉄筋コン
クリートまたは水硬性無機質材からなる構造物゛の劣化
の進行防止ならびに鉄筋の腐食抑制を行い、これらの耐
久性を向上させる鉄筋コンクリートまたは水硬性無機質
材の改良された補修方法を提供することを目的とする。

〔従来技術〕

従来、劣化した鉄筋コンクリートまたは無機質材を補修
する方法としては、それらの表面に水溶性けい酸塩系化
合物の溶液を塗布、含浸させた後　　。

に、その表−面にセメントペーストを被覆する方法（特
公昭５７−１１９８８号公報）が提案されている。

〔発明が解決しよう□とする問題点〕

劣化した鉄筋コンクリートまたは無機質材の表面や亀裂
個所には水分、油分、土砂、粉塵などの異物が付着して
いるため、その表面に水溶性けい゛酸塩系化合物溶液を
単に塗布しただけでは本体に浸透し難く、内部の鉄筋の
腐食抑制効果が充分でない。

また、表面に形成される水溶性けい酸塩系化合物被膜の
耐水性がよくないことを補うため、この被膜をセメント
ペースト、セメントモルタル、あるいはこれらに高分子
ディスパージョンを添加したもので被覆することによっ
て防水を図っても、けい酸塩中のアルカリ成分が大気中
のＣＯ２と反応し塩を生成して白華現象を起し、この塩
の層の接着力が弱いため、補修面から被覆材とともに剥
離ないし剥落する。

このように従来の方法には、耐久性の面で難点がある。

〔問題を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、このような欠点を改良するため
に鋭意研究を重ね、補修施工面に水溶性けい酸塩系化合
物の水溶液（以下、薬液という）を塗布する前に表層部
分に付着あるいは含有されている異物を除去する工程、
および薬液塗布後の補修部分の表面にある塗布物の被膜
を除去する工程を加えることによって補修効果が改善さ
れることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、「鉄筋コンクリートまたは水硬性無
機質材を補修するにあたり、下記の工程を組み合わせる
ことを特徴とする鉄筋コンクリートまたは水硬性無機質
材の補修方法。

（１１補修対象物の脆弱化部分を除去し、更に補修部分
の表層部に付着しまたは含まれている異物を除去する工
程〔工程（ｌ）〕。

（２）　　工程ｉｌ＋で得られた表面に、水溶性けい酸
塩系化合物の水溶液を塗布し、本体に浸透させる工程（
工程（２１）。

（３）　　ついで、工程（２）で処理した面に付着して
いる塗布物の被膜を除去し、本体の面を露出させる工程
〔工程（３））。

（４）　　工程（３）の処理を施して得られた本体表面
を防水性被覆材で被覆積層する工程〔工程＋４１）、Ｊ
を要旨とする。

以下、本発明について詳述する０本発明の実施態様は、
次の４つの工程から構成される。

〔工程（ｌ）〕　　劣化あるいは剥落欠損した鉄筋コン
クリートまたは水硬性無機質材の脆弱化部分の除去、お
よび亀裂個所のＶカットを行った後、補修部分の表層部
を洗浄・乾燥し、減圧吸引または圧縮ガス吹きつけなど
を行って、補修部分の表層部に含有または付着している
異物を除去する。

（工程（２）〕　　工程Ｔｌ）で得られた表面に、必要
により防食剤を加えた水溶性けい酸塩化合物の水溶液を
塗布し、本体に浸透させる。

〔工程（３）〕　　工程（２）で処理した面に付着して
いる塗布物の被膜を除去し、本体面を露出させる。

〔工程（４）〕　　工程（３）の処理を施して得られた
本体表面に、積層する被覆材の厚みに応じて必要により
適当な支持材を施し、防水性の被覆材を被覆積層する。

本発明の方法の第１の特徴は、補修施工面に薬液を塗布
する前に表層部分に付着あるいは含有されている異物を
除去するところにある。

補修対象物は構築または製作後、一般に長い年月が経過
していることから、水分や粉塵、土砂、コロイド、油分
、塩分などの異物が表面に付着したり、亀裂部の内部に
詰ったりしている。このため、その表面に薬液を単に塗
布して本体内部に浸透させようとしても、長時間を要し
たり浸透しなかったりする。

これらの異物を除去することにより、補修対象物の本体
内部への薬液の浸透深さが大きくなり、本体内部の鉄筋
の防食効果の持続と対象物の劣化の進行防止が行われる
。

本発明の方法の第２の特徴は、薬液塗布後の補修部分の
表面にある塗布物の被膜を除去し、本体面を露出させる
ところにある。

補修対象物の表面に塗布した薬液が乾燥して生成した被
膜は耐水性が小さく、また、薬液に含まれるけい酸塩系
化合物中のアルカリ成分が大気中の炭酸ガスと反応して
水溶性の炭酸塩に変化し、白華成分を生成して、接着力
の低下を招くので、薬液の乾燥硬化被膜の上に防水性被
覆材を被覆しても、眉間剥離を起して剥落する。

補修部分の表面にある塗布物の被膜を除去し、露出させ
た本体面に被覆材を積層することによって、被覆材の補
修面からのＩＲ１離・剥落を防止することができる。

上記の特徴を組み込んだ本発明の方法により、補修対象
物の耐久性を著しく向上させ得る。

本発明の補修方法の対象となる鉄筋コンクリートとは、
一般に土木建築分野の構造物やコンクリート二次製品な
どを含み、また水硬性無ｍ質材とは、普通ポルトランド
セメント・早強セメント・超早強セメント・中庸熱ポル
トランドセメント・耐硫酸塩ポルトランドセメント・白
色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント類
、高炉セメント・シリカセメント・フライアッシュセメ
ントなどの混合セメント類、アルミナセメント・超速硬
性セメント（急硬セメント・ジェットセメント）・コロ
イドセメント・数μｍに粉砕したセメント・膨張セメン
ト・けい酸カルシウム・半水石膏・無水石膏・石灰・フ
ライアッシュスラグなどの特殊セメント類などの一種ま
たは二種以上を主原料とし、必要により各種の骨材・セ
メント混和剤などを加え、水と混練した後硬化させたも
のをいう。

以下、本発明の４つの工程を順次説明する。

〔工程（ｌ）〕異物除去工程； 本工程は、次の工程（２）において補修施工面に塗布す
る薬液を補修対象物の本体内部に、より深く浸透させる
ための処理を行う工程である。

本工程では、まず補修対象物の表面ないし本体の脆弱化
部分の除去、および亀裂個所のＶカフ）処理を行う。こ
れらの処理は、ワイヤーブラシ・サングー・サンドブラ
ストなどによって行うことができる。

次に、該処理表面を水、洗浄剤、溶剤などで洗浄した後
、自然乾燥または熱風乾燥を行い、更に減圧で吸引する
か、圧縮空気を吹きつけるなどして付着している異物を
除去する。

上記の洗浄剤、溶剤としては、油分などを除去するのに
一般に用いられふものを使用することができる。

〔工程（２）〕薬液塗布浸透工程； 本工程においては、補修対象物の中性化した部分をアル
カリ性化して鉄筋の腐蝕を抑制するため水溶性けい酸塩
系化合物の水溶液を補修部分に塗布し、本体に浸透させ
る。

本発明で用いる水溶性けい酸塩系化合物とは、一般式：
ＭｚＯ−ｎｓｉＯ□で示されるけい酸塩の単独・または
これらの混合物をいう。

上記一般式において、門はＬｉ、に、Ｎａ、Ｃｓなどの
アルカリ金属元素を表し、具体的にはけい酸リチウム、
けい酸カリウム、けい酸ナトリウム、けい酸セシウムな
どのけい酸アルカリ金属塩類を挙げるとかできる。モル
比（ＳｉＪ／ＭｚＯ）　：　ｎの値は１〜１００、好ま
しくは１〜１０の範囲である。

また上記一般式において、Ｈがアンモニウム成分として
表せる化合物も用いることができ、このような化合物と
しては、けい酸メチルアミン、けい酸エチルアミン、け
い酸ジメチルアミン、けい＝　　酸ジイソプロピルアミ
ン、けい酸トリメチルアミン、けい酸トリエタノールア
ミンなどのけい酸アミン類；けい酸アンモニウムのはか
けい酸モノメチルトリエタノールアンモニウム、けい酸
テトラエタノールアンモニウムなどの第４級アンモニウ
ムけい酸塩類を挙げることができる。

また本発明で用いる水溶性けい酸塩系化合物とは、一般
式：Ｓｉ（ＯＲ）４．　　（Ｒ：アルキル基を表す〕で
示されるテトラアルコキシシラン類（けい酸エステルＲ
）を含み、具体的には、テトラメトキシシラン（けい酸
メチル）、テトラエトキシシラン（けい酸エチル）など
を挙げることができる。

水溶性けい酸塩系化合物の乾燥硬化後の耐水性を向上さ
せるために、有機エステルまたはアルデヒドなどの硬化
剤を作業性、浸透性に悪影響を及ぼさない範囲内で薬液
に配合してもよい。

薬液中のけい酸塩系化合物の濃度は、特に限定されない
が１０〜３０重量％の範囲で用いるのが好ましく、濃度
がこの範囲より低いと効果が小さく、高いと浸透性が低
下する。

けい酸塩系化合物のみでは、鉄筋に対する防食効果が小
さい。これを補うため、本発明の方法では薬液に防食剤
を添加することができる。

本発明で用いられる防食剤として無機系のものとしては
、クロム酸・亜硝酸・リン酸・ポリリン酸・モリブデン
酸・タングステン酸などの酸のナトリウム・カリウムな
どのアルカリ金属塩の１種または２種以上を用いること
ができる。

また、有機系のものとしては、一般に使用されるアミン
系、チオウレア系、メルカプタン系などを挙げることが
できる。

防食剤の使用量は、特に限定されるものではないが、薬
液有袋に対して１０〜１０００　ｐｐｍ程度添加すれば
よい。

〔工程（３）〕薬液被膜除去工程； 本工程では、補修部分表面に薬液を塗布し本体内部に浸
透させた後、表面に付着する薬液およびその乾燥硬化被
膜を除去して、補修対象物の面を露出させる。

補修部分表面に付着している薬液は拭き取るか洗い流す
などして、また、硬化したものは、補修対象物の表面が
露出する程度に削り取るなどの処理を行う。

〔工程（４）〕防水性被覆材積層工程；本工程では、工
程（２）で塗布浸透させた薬剤の溶出を防止してそれら
の効果を継続させるため、薬剤を浸透させた後に工程（
３）の処理を施して露出させた補修対象物の表面に防水
性の被覆材を被覆積層させる。

本発明の被覆材としては、有機系接着剤、セメントペー
スト、セメントモルタル、ポリマーセメントペースト、
ポリマーセメントモルタル、レジンコンクリートなどの
一種または二種以上を用いることができる。

本発明の有機系接着剤とは、通常土木建築分野で使用さ
れている塗布または混和用のセメントコンクリート用ポ
リマー、レジンコンクリート用の液状またはペースト状
レジン、コンクリート含浸用モノマーなどを挙げること
ができる。

セメントコンクリート用ポリマーとしては、水性ポリマ
ーディスパージョン、たとえば、天然ゴムラテンクス；
スチレンーブタジェンゴム（ＳＢＲ）　。

ニトリル−ブタジェンゴム（ＮＢＲ）　、クロロプレン
。

メタクリル酸メチル−ブタジェンゴムなどの合成ゴムラ
テックス；アクリル酸エステル系、酢酸ビニル系、エチ
レン−酢酸ビニル共重合系、塩化ビニリデン−塩化ビニ
ル共重合系などの合成樹脂エマルジョンなどを用いるこ
とができる。

またレジンコンクリート用の液状またはペースト状レジ
ンとしては、不飽和ポリエステル系、エポキシ系、ポリ
ウレタン系、タールエポキシ系、タールウレタン系、エ
ポキシアスファルト系、ゴムアスファルト系などの各種
レジンを用いることができる。

またコンクリート含浸用モノマーとしては、メタクリル
酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、スチレン−
アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、トリメチ
ロールプロパントリメタクリレート、ジアリルフタレー
ト、エポキシスチレンなどを挙げることができる。

これらの用法は、通常行われている方法に準じて行えば
よい。

本発明で用いるセメントペースト、セメントモルタル、
ポリマーセメントペースト、ポリマーセメントモルタル
などに用いられるセメントは、前記のポルトランドセメ
ント類、混合セメントり特殊セメン）１１などの一種ま
たは二種以上を混合して使用することができる。

セメントペーストとは、セメントに適量の水を加えてペ
ースト状に混練したものをいい、セメントモルタルとは
、前記のセメントに川砂、海砂、珪砂、軽量骨材、礫な
どの一種または二種以上を適宜配合し、水を加えて混練
したものをいう。

更に、セメントペーストやセメントモルタルにその防水
性および接着性を向上させるために前記の水性ポリマー
ディスパージョンを添加して、混練したものを、ポリマ
ーセメントペースト、ポリマーセメントモルタルという
。

この水性ポリマーディスパージョンの添加量は種類によ
って異なり特に限定しないが通常、セメント量に対して
、固形分で２．５〜２５重量％相当量を混合して使用す
る。

更に、これらにセメント混和剤などを併用することがで
きる。

また、レジンコンクリートとしてはポリエステル系、エ
ポキシ系などの重縮合型高分子材料または、ポリウレタ
ン系のような重付加型高分子材料に炭酸カルシウム、け
い砂などの充填材を混合したものを挙げることができる
。

本発明の防水性被覆材には、亀裂防止、強度増強、剥離
剥落防止などを目的として繊維状物を添加することがで
きる。

本発明で用いられる繊維状物としては、セメント添加用
として通常使用されている鋼繊維、ガラス繊維、ビニロ
ン、ナイロン、ポリエステルなどの耐アルカリ性合成繊
維、炭素繊維、石綿などを挙げることができる。

これら繊維状物の太さ、長さ、使用量は、通常使用され
ている範囲とすればよく、特に限定されるものではない
。

本発明の方法で防水性被覆材を被覆積層する厚さは限定
されない。

被覆材の積層厚さが大となると、被覆材の補修面に対す
る接着力よりも被覆材の自重の増大による重力が上回る
ため、被覆材を支持するための補助を施さないと積層し
た被覆材が硬化するまでの間に垂れたり、あるいは部分
的に被覆材が補修面から浮く現象が起こりそのために被
覆材の壁面への接着強度がバラクく。

このような現象が起こるのを防ぐため、被覆材を厚く積
層する場合は、被覆材を補修面に支持するための適当な
支持材を施すのがよい。

被覆材の厚さを約２ｃｍ程度ないしそれ以上とする必要
がある場合は、被覆材積層施工前に補修面にラスまたは
網を張って固定した上で被覆材を積層施工するのが好ま
しい。

使用するラスは、メタルラス、リプラス、ワイヤラスな
どを挙げることができ、また網としてはポリ塩化ビニル
、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレンなど耐アル
カリ性の合成樹脂製のものが好ましい。

また、補修部分が天板の場合や被覆材の厚さを更に大き
くする必要がある場合には、支持板で伜組みを行って固
定した中に被覆材を充填し、硬化させる方法が好ましい
。

この処理が終了した後、必要に応じて、塗料その他適当
な外装材で表面を仕上げる。

〔発明の効果〕

本発明は、次のような効果を有する。

１）　劣化した鉄筋コンクリートまたは水硬性無機質材
の補修面に対して塗布する薬液の本体への浸透深さを大
きくし、これにより内部の鉄筋の防食効果を向上させる
ことができる。

２）薬液を浸透させた補修面に被覆積層させる防水性被
覆材の補修面への接着強度を大きくし、被覆材の”たれ
”や浮きをなくし、補修面から被覆材が剥落することを
防止することができる。

３）　これにより、鉄筋コンクリートまたは水硬性熱＠
質材の耐久性を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、実施例、参考例および比較例により本発明を説明
する。なお、％は重量％を示す。

実施例：１〜１１、参考例＝１〜２、比較例：１〜１１
打設後打設後退し、亀裂が多数発生したコンクリートス
ラブの天板を補修した。

まず天板の表面ないし本体をサンドブラストによって削
り取り、亀裂個所については■カットを行った。（処理
■とする） ついで、表面に圧縮空気を吹きつけて付着している微粒
子を除去し、■カット個所に詰まっている微粒子を吸引
除去した。Ｃ工程ｆｌｌ）。

次に、表−１（１）および（２）に示す各種の薬液を工
程（１）の処理を行った補修面１ｍ当り５ｏｏｃｃ塗布
し、本体に？ｌ　ａさせた。〔工程（２１）。

次に、塗布面に形成された薬液の乾燥被膜を削り落とし
てコンクリートの面を露出させた。〔工程＋３１）。

次に、この露出させたコンクリートの表面に、表−１（
２）に示す各種の防水性被覆材を被覆した。

〔工程＋４１３゜ 比較のため、工程（１）において処理■しが行わない場
合、あるいは工程（３）の処理を行わない場合を組み合
わせ、比較例として参考例または実施例と併せて表−１
（１）および（２）に示す。

結果の評価方法； ・薬液の浸透深さ：　施工１日後に補修部分から試料を
採取し、使用した薬液成分の分析を行って薬液の浸透深
さを求めた。

・被覆材の接着強度：　被覆材積層施工１年後に建研式
節易引張試験装置で測定した。

・防食効果：　施工１年後に鉄筋を露出させ、その外観
から次のように判定した。

Ａ・・・変化が認められない。

Ｂ・・・局部的に僅かな変色が認められる。

Ｃ・・・腐食が認められる６ Ｄ・・・かなりの腐食が認められる。

表−１（１）から次のことが判る。

処理■のみで放置した場合は、鉄筋に発錆を生じかなり
の腐食が認められた。（比較例＝１）。

工程［１１において単に処理■しか行わず、工程（２）
で薬液を塗布しても本体への薬液の浸透深さは小さく、
防食効果が充分でない。（比較例：２）。

工程（１１の処理によって、薬液の本体への浸透深さが
太き（なり、防食効果が良くなる。また薬液に防食剤を
加えることによって、更に防食効果は向上する。（参考
例＝１〜２）。

また表−１（２）から本発明の方法によれば、薬液の本
体への浸透深さが大きく、防食効果を高めることができ
、また被覆材の補修面に対する接着強度を大とすること
ができる。（実施例＝１〜１１）。

これに対して、工程＋１１において単に処理■しか行わ
ずに工程（２）で薬液を塗布した場合は、本体への薬液
の浸透深さが小さく、防食効果が充分でなかった。（比
較例：３，５，６．８）　。

また、工程（３）の処理を行わずに被覆材を積層した場
合は、被覆材の補修面に対する接着強度が小さく耐久性
が劣る。（比較例：４，５．７，８，９．ｌＯ＋１１）
。

被覆材の積層厚さが大となると、被覆材の補修面に対す
る接着力よりも被覆材の自重の増大による重力が上回る
ため、被覆材を支持するための補助を施さない場合には
部分的に被覆材が補修面から浮き、被覆材の補修面に対
する接着強度のバラツキが認められた。（実施例：６，
８．１０）。

被覆材の積層厚さを大きくした場合でも適当な支持材を
施すことによって安定した接着強度が得られた。（実施
例ニア、９．１１）　。

実施例：１２ 建築後２０年経過した８階建ＲＣ造建築物の塩害により
劣化した外壁面の補修を行った。

この外壁面をサンドブラストで削り落し、亀裂部は■カ
ットし、更に、表面および亀裂部内部に付着する微粒子
を減圧下で吸引除去した。

また外壁部は、ＮａＣ１として０．５〜２．３％を含有
していたので、壁面を水で洗浄しＮａＣｌ含有量をおよ
そ１７１０程度に低減させた。

次に上記の処理をした壁面を自然乾燥した後、該壁面に
５ｉＯｚ／Ｌｉ、０モル比：３．７のけい酸リチウムの
１０％水溶液を５回、更に１５％水溶液を３回繰り返し
塗布し浸透させた。

次に乾燥後、塗布面に付着しているけい酸リチウムの被
膜を削り取り、コンクリートの表面を露出させた。

露出させたコンクリートの面に防水性被覆材としてＳＢ
Ｒラテックス水溶液（固形分：２０χ）を５００ｃｃ　
／　％　ｌｆｉす、更に急硬セメントに対して固形分で
１０％相当量のＳＢＲラテックスをン昆合したセメント
ペーストを３〜６璽璽の厚さに積層した。次に、アクリ
ルゴム系防水外装材で被覆して仕上げた。

補修後、５年経過した時点で調査したところ何ら異常は
認められなかった。

比較のため、けい酸リチウムの被膜を削り取らないで被
覆材を積層施工した試験個所は、施工面から被覆材の浮
きが生じており接着強度の低下を示していた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鉄筋コンクリートまたは水硬性無機質材を補修するにあ
   たり、下記の工程を組み合わせることを特徴とする鉄筋
   コンクリートまたは水硬性無機質材の補修方法。 （１）補修対象物の脆弱化部分を除去し、更に補修部分
   の表層部に付着しまたは含まれている異物を除去する工
   程〔工程（１）〕。 （２）工程（１）で得られた表面に、水溶性けい酸塩系
   化合物の水溶液を塗布し、本体に浸透させる工程〔工程
   （２）〕。 （３）ついで、工程（２）で処理した面に付着している
   塗布物の被膜を除去し、本体の面を露出させる工程〔工
   程（３）〕。 （４）工程（３）の処理を施して得られた本体表面を防
   水性被覆材で被覆積層する工程〔工程（４）〕。