JPH0517196A

JPH0517196A - コンクリート構造物の補修用注入材

Info

Publication number: JPH0517196A
Application number: JP19717891A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ayada; 隆史綾田; Hideto Goto; 英仁後藤
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】タイル張りやモルタル塗装したコンクリート
構造物の微小なひび割れや、表層の浮き部分の間隙に広
範囲に注入が可能な補修用弾性注入材を提供する。【構成】微粉高炉スラグ、微粉ポルトランドセメント、
高性能減水剤および上記高炉スラグおよびポルトランド
セメントの合量に対し、アルカリ刺激剤を 1.5〜 4.5重
量％、増粘剤を0.05〜 0.2重量％を配合した複合材料
に、40〜80重量％のガラス転移温度が０℃未満である高
弾性ポリマーディスパージョンを混合して構成されるコ
ンクリート構造物の補修用注入材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート構造物の
微小なひび割れや、表層の浮きの補修工事に用いる補修
用無機弾性注入材に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の外壁、具体的に言えばタイル張
りやモルタル塗装したコンクリート構造物は、施工後長
期間経過するとひび割れが生じ、あるいは躯体コンクリ
ートと前記タイル、モルタルとの間の接着が弱まり、浮
きが生じる。

【０００３】それらのひび割れや浮きによって空隙（以
下これらを総して「間隙」という）を補修するための注
入材は従来から数多く知られている。例を挙げると微
粉高炉スラグ、微粉ポルトランドセメント、ポリマーお
よび高性能減水剤からなる注入材に、アルカリ刺激剤、
増粘剤を配合したもの（特開平３−１０９２４５号公
報）、水硬性材料に骨材、混和材、高弾性ポリマーデ
ィスパージョンおよびジエチレングリコール誘導体を配
合したもの（特開平２−５１４６１号公報）等が知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の注入材
は、材料の最大粒径が10μｍ以下であるため、通常み
られる間隙への注入性は優れており、また引張接着強さ
も良好であった。しかし、地下構造物や橋梁等、構造物
自体に変動が生ずる場合の補修においては追従性を有し
ないため、基材と注入材間で部分的に縁切れが生じ、引
張接着強さは低下する場合がある。また同はひび割れ
を対象とした高弾性を有する材料であり、水硬性結合材
（例、セメント）、骨材および混和材の最大粒径 100μ
ｍ程度のものが使用されているため、表面ひび割れ程度
ならば充填可能であり、ひび割れの変動に対する追従も
可能であったが、注入材の拡散しにくい広範囲にわたる
微小な浮き部分や、面の粗い間隙に対する補修には困難
が生じる場合がある。

【０００５】以上のように、従来の注入材は乾燥収縮に
よる縁切れや、引張接着強さの低下が生じたり、微小な
浮き部分への注入ができない等の欠点を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、0.
2mm 以下の広範囲におよぶ微小間隙への注入が可能であ
り、構造物の変動に追従できる補修用注入材について研
究した結果、微粉末の高炉スラグ−ポルトランドセメン
ト系注入材に使用されている通常のポリマーディスパー
ジョンを高弾性を有するポリマーディスパージョンに置
き換えることで上記目的が達成できることを知見して、
本発明を完成に導いた。

【０００７】即ち、本発明者の要旨は、微粉高炉スラグ
および微粉ポルトランドセメントに対し、微量のアルカ
リ刺激剤、粘着剤、高性能減水剤を混合した複合材料
に、ガラス転移温度が０℃未満である高弾性ポリマーデ
ィスパージョンを混合してなるコンクリート構造物の補
修用弾性注入材にあり、更に具体的には、微粉高炉スラ
グ、微粉ポルトランドセメント、高性能減水剤および上
記高炉スラグおよびポルトランドセメントの合量に対
し、アルカリ刺激剤を 1.5〜4.5重量％、増粘剤を0.05
〜0.2 重量％を配合した複合材料に、40〜80重量％のガ
ラス転移温度が０℃未満である高弾性ポリマーディスパ
ージョンを混合してなるコンクリート構造物の補修用注
入材にある。

【０００８】

【作用】以下、本発明の作用を更に具体的構成とともに
説明する。

【０００９】本発明に使用している高弾性ポリマーディ
スパージョンは、水性ポリマーディスパージョンの中で
も、軟質成分モノマーが90％以上の割合で合成され、ガ
ラス転移温度が０℃未満であるポリアクリル酸エステル
エマルジョンを水中に分散させたものであり、ここで言
うガラス転移温度とは、高分子物質を加熱した場合にガ
ラス状の硬い状態からゴム状に変わる時の温度を言う。

【００１０】上記ポリマーの微粒子を水中に分散させる
割合の範囲は20〜70重量％とすることができるが、本発
明に使用する際には、注入性状を考慮すると45〜55重量
％が最も好ましい。ポリマーディスパージョンを、微粉
高炉スラグ、微粉ポルトランドセメントを主成分とする
複合材料と混合する割合は、複合材料に含まれる上記高
炉スラグ、ポルトランドセメントに対し、ポリマー固形
分で18〜45重量％にすることにより、かなりの弾性性能
を発揮することができる。しかし、接着強度を考慮した
場合、25〜38重量％が最も好ましい。

【００１１】また本発明に使用している上記複合材料
中、高炉スラグは、水和反応が緩慢であり、しかも副産
物として製造されるため、品質も一定せず、反応にムラ
がある。しかし、アルカリ金属塩等のアルカリ刺激剤に
よって高炉スラグは反応性が高められ、かつ反応にムラ
も少なくなる。また、該スラグは微小間隙にスムーズに
拡散できるようにするために、粒径10μｍ以下のものを
用いるのが望ましい。

【００１２】ポルトランドセメントとは、普通、早強等
のポルトランドセメントであり、その粒径は20μｍ以下
であることが望ましい。従って、一般に市販されている
上記セメントは最大粒径が 100μｍ程度であるので、適
当な方法で20μｍ以下に調整する。また20μｍをいくら
か上回る粒径のものであっても注入は可能であるが、間
隙が粗面の場合には粗い粒子の拡散が阻害され、一回の
注入作業による補修面積が小さくなるため、該作業を繰
り返し行わねばならず、作業が繁雑になる。逆に非常に
細かいと水和反応が急激になるので、その場合は公知の
凝結遅延剤を適宜配合することによって該反応を調整す
る。細かさを平均粒径でいえば 4〜12μｍが適当であ
る。

【００１３】増粘剤は、注入剤をスラリーとしたとき
に、適当な粘性を付与し、更に注入後凝結硬化するまで
の間、材料分離を防止し、かつ硬化後の引張接着強さを
ほぼ等しくするために配合するものである。増粘剤とし
てはメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等
があり、特にメチルセルロースが好ましい。増粘剤の配
合割合は、上記高炉スラグおよびポルトランドセメント
の合量に対し、0.05〜0.2 重量％であり、0.05重量％未
満では施工方法によっては往々にして材料分離が生じる
ことがあり、逆に0.2 重量％を超えるとスラリーの粘性
が大きくなり過ぎ、面の粗い間隙ではスラリーが拡散し
ないこともあるので、補修箇所が限定される。好ましい
範囲は0.1 〜0.15重量％である。

【００１４】アルカリ刺激剤は、水和反応の緩慢な高炉
スラグを刺激し、硬化を促進させるために配合するもの
である。アルカリ刺激剤としてはアルカリ金属塩が適し
ており、その中でも最も好ましいものは硫酸ナトリウム
である。このアルカリ刺激剤を配合するにあたり、でき
るだけ細かいものを用いる方が溶解が早く、かつ反応を
促進させる上で望ましい。アルカリ刺激剤の配合割合が
1.5重量％未満では反応促進作用が弱く、逆に 4.5重量
％を超えると引張接着強さが低下するので、いずれも好
ましくない。好ましい範囲は 2.0〜3.5 重量％である。

【００１５】高性能減水剤は減水効果による引張強さの
向上および固形分の分散効果を向上させるために配合さ
れるもので、具体的にはポリアルキルアリルスルフォン
酸塩、メラミンホルマリン樹脂スルフォン酸塩が挙げら
れる。その配合割合は固形分に対し、 0.1〜2.0 重量％
が最も好ましい。

【００１６】以上説明した高弾性ポリマーディスパージ
ョン、微粉高炉スラグ、微粉ポルトランドセメント、ア
ルカリ刺激剤、増粘剤および高性能減水剤を慣用の方法
に従って混合することにより、本発明の補修用弾性注入
材が製造される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。使用材料・微粉高炉スラグ：最大粒径10μｍ・微粉ポルトランドセメント：早強ポルトランドセメン
トの分級品、最大粒径20μｍ・高弾性ポリマーディスパージョン：ポリアクリル酸エ
ステルエマルジョンを固形分で53％含有したもの・アルカリ刺激剤：無水芒硝・増粘剤：メチルセルロース・高性能減水剤：ポリアルキルアリルスルフォン酸塩また比較配合材料として・高炉スラグ：最大粒径 100μｍ・普通ポルトランドセメント：最大粒径 100μｍ・ポリマーディスパージョン：スチレンブタジエンゴム
ラテックスを固形分で36％含有したもの配合割合上記微粉高炉スラグおよび微粉ポルトランドセメントを
それぞれ92.5重量％、7.5重量％の割合に配合した固形
分に対し、高弾性ポリマーディスパージョンを50,60,70
重量％（固形分換算で26.5,31.8,37.1重量％）、高性能
減水剤を 1.5重量％、アルカリ刺激剤3重量％および増
粘剤 0.125重量％配合し、十分混合して弾性注入剤を製
造した。

【００１８】また比較混合として、上記混合のポリマー
ディスパージョンを30,100重量％（固形分換算で15.9,5
3.0 重量％）としたもの、および上記配合の微粉高炉ス
ラグと微粉ポルトランドセメントを市販の高炉スラグと
普通ポルトランドセメントに置き換え、高弾性ポリマー
ディスパージョンとしてポリアクリル酸エステルディス
パージョンを 50,60重量％（固形分換算で 26.5,31.8重
量％）に配合したもの、更に上記配合の高弾性ポリマー
ディスパージョンの代わりにガラス転移温度が０℃であ
るスチレンブタジエンゴムディスパージョンを固形分換
算で 15.9,26.5重量％で配合したものについて実施し
た。実験方法上記注入剤の注入実験を行うために図１に示すようにコ
ンクリート壁に直径 6mmの有孔スレート平板（厚さ 5m
m）を 0.2mmの間隙を設けて取り付けて、実験装置を作
成した。

【００１９】上記スレート平板の孔より、前記注入剤を
圧力20Kgf/cm^２で注入し、28日間放置した。

【００２０】その後、図２に示すように、孔中心より 7
cm離れたところの４箇所にダイヤモンドカッターで正方
形（一辺 4cm）にコンクリート壁に達するまで切り込み
を入れて試験体とした。次に、各試験体について建研式
接着力試験機を用いて接着強さを測定し、次いで注入剤
の拡散状態を調べるため、スレート平板を破壊して、孔
中心より真上方向に拡散した注入剤硬化体の長さ（ｌ）
を測定した。

【００２１】また、躯体コンクリートの外力による変動
に対する追従性確認から「日本道路公団、維持補修要領
・高欄・地覆塗装材料に適用仕様」に基づき、ひび割れ
追従性試験を行った。

【００２２】以上、各種試験の結果は表１に記載の如く
であった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、微粉高炉スラグ、微粉ポルト
ランドセメント、高性能減水剤、アルカリ刺激剤および
増粘剤からなる複合材料に、ガラス転移温度が０℃未満
であるポリマーディスパージョンを混合してコンクリー
ト構造物の補修用弾性注入材を構成させたことにより、
従来の注入材に比べ躯体の変動による縁切れを防止する
ことができ、更に結合材を微粉とすることにより、広範
囲にわたる微細間隙まで注入可能な特徴を具備するに至
った。

【００２５】その結果、従来問題となっていた引張接着
強さの低下がなく、ひび割れや浮きの変動に追従するこ
とができることにより補修作業が促進され、信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の注入材をスレート平板の間隙に注入し
たときの断面拡大図である。

【図２】同上の注入後における状態をスレート平板方向
から見た正面図である。

【符号の説明】１コンクリート壁２スレート平板３孔４注入スラリーの硬化体５間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:38 2102−4Ｇ 24:16） 2102−4Ｇ 24:26 Ｆ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】微粉高炉スラグおよび微粉ポルトランド
セメントに対し、微量のアルカリ刺激剤、粘着剤、高性
能減水剤を混合した複合材料に、ガラス転移温度が０℃
未満である高弾性ポリマーディスパージョンを混合して
なるコンクリート構造物の補修用弾性注入材。