(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系の組成物であって、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミン系硬化剤と、添加剤とを有し、
主剤とアミン系硬化剤との割合が重量比で２〜６：１であり、
主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量％であり、
添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、
添加剤には、有機酸としてのタンニン酸と、リン酸イオンと、アルコール系溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系の組成物。
【請求項２】
鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系の組成物であって、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミン系硬化剤と、添加剤とを有し、
主剤とアミン系硬化剤との割合が重量比で2.０：0.８〜1.２であり、
主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量％であり、
添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、
添加剤には、有機酸としてのタンニン酸と、リン酸イオンと、アルコール系溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系の組成物。
【請求項３】
鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部を補修あるいはシールする際に用いられるエポキシ樹脂系の組成物であって、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミン系硬化剤と、添加剤とを有し、
主剤とアミン系硬化剤との割合が当量比（エポキシ当量と活性水素当量との比）で1.０：0.８〜1.２であり、
主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５重量％であり、
添加剤の含有量は５〜２０重量％であり、
添加剤には、有機酸としてのタンニン酸と、リン酸イオンと、アルコール系溶剤とが含まれていることを特徴とするエポキシ樹脂系の組成物。
【請求項４】
添加剤には、その全量に対して、１０〜５０重量％の有機酸としてのタンニン酸と、５〜３０重量％のリン酸イオンと、２０〜８０重量％のアルコール系溶剤とが含まれている請求項１ないし３のいずれかに記載のエポキシ樹脂系の組成物。
【請求項５】
アミン系硬化剤として、変性脂肪族ポリアミンと、ポリアミドアミンとが含まれている請求項１ないし４のいずれかに記載のエポキシ樹脂系の組成物。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄筋コンクリート構造物等におけるクラック部や各種鋼構造物どうしの接合間隙部等を補修あるいはシールする際に使用されるエポキシ樹脂系の組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鉄筋コンクリート製の建物等においては種々の原因でコンクリート（モルタルを含む）にクラックが発生することがある。このようなクラックを放置しておくと、その部分から空気や水が浸透してコンクリート内にある鉄筋等の鋼材の腐食が進行するおそれがあるため、早期に補修しておくことが望ましい。
【０００３】
この種のクラックに対する補修は、従来、主として次のような方法で行われている。
▲１▼  クラックの発生部に沿って表面を例えばＶ字状にカット（いわゆるカット処理ないしハツリ処理）して、その部分に樹脂を注入する。その場合、注入樹脂として通常はエポキシ樹脂を使用する。
▲２▼  クラックの発生部の周囲を全体的にハツリ処理し、次いで鉄筋の腐食部分に対してケレン処理を施した上で防錆処理を行い、最後に穴埋処理をする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼の方法は、クラック部分に対して樹脂を注入・充填することにより空気・水分等を遮断し、それ以後のクラックの拡大を防止ないし抑制しようとするものである。しかし、この方法では、コンクリート内の鉄筋がすでに腐食していれば、その腐食を抑制することができず、また鋼材部分に対する防錆効果も期待できないため、時間が経つと鉄筋の腐食が増大する。その結果、錆による体積膨張でコンクリートに再度クラックが発生するという問題が生じる。
【０００５】
これに対して、▲２▼の方法によれば、その後のクラックの発生に加えて錆の発生をも防止ないし抑制することができる。しかし、▲２▼の方法では、クラック部の周囲を大がかりにハツリ処理する必要があるとともに、腐食している鉄筋等に対してケレン処理や防錆処理（塗装）を施さなければならないため、補修工事が大がかりになり、時間および経費がかかるという問題がある。
このように従来の方法においては、防錆効果が悪い、クラックの再発防止効果が薄い、工事が大がかりになる、時間や費用がかかる等の問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、大がかりな工事を行わなくても、鋼材の腐食の進行による錆膨張及びこれに伴うコンクリート部におけるクラックの再発を抑制ないし防止できるようにすることにある。また、本発明の目的は、鋼材とコンクリート等との密着性を高めて両者が強固に結合されるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明は、鉄鋼−コンクリート系もしくは鉄鋼−モルタル系もしくは鉄鋼−アスファルト系またはこれらの複合系におけるクラック部、接合間隙部または欠損部等を補修ないしシールする際に用いられるエポキシ樹脂系の組成物において、次の▲１▼〜▲５▼の要件を具備してなることを特徴とする。
【０００８】
▲１▼  ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる主剤と、アミン系硬化剤と、添加剤とを有すること。
▲２▼  主剤とアミン系硬化剤との割合が、重量比で２〜６：１（好ましくは2.０：0.８〜1.２）、または当量比（エポキシ当量と活性水素当量との比）で1.０：0.８〜1.２であること。
▲３▼  主剤とアミン系硬化剤との合計含有量が８０〜９５％（重量％、以下単に％というときは重量％を意味する）であること。
▲４▼  添加剤の含有量が５〜２０％であること。
▲５▼  添加剤には、有機酸と、リン酸イオンと、アルコール系溶剤とが含まれていること。
【０００９】
以下、本発明を特定する事項等について更に具体的に説明する。
（１）主剤
主剤には、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの縮合生成物であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を使用する。金属やコンクリートなどの他物質への接着性に優れていること、硬化の際に水その他の揮発物を副生せず、体積収縮率が少ない（つまり寸法安定性に優れている）こと、耐薬品性に優れており、多くの酸やアルカリ類、塩類に対して安定であること、含浸性、耐熱性、耐水性に優れていること等による。
【００１０】
（２）アミン系硬化剤
アミン系硬化剤としては、変性脂肪族ポリアミンとポリアミドアミンとを使用する。この種の硬化剤については、反応（硬化）時間、粘度、柔軟性、コスト等の異なる各種のものが市販されており、通常は、使用目的や使用箇所等を考慮して、それらの市販品の中で適当なものを選択して使用する。
【００１１】
ａ）変性脂肪族ポリアミン
変性脂肪族ポリアミンは、常温硬化剤として実用されている脂肪族ポリアミンを改良したもので、脂肪族ポリアミンに比べて毒性が低い等の特徴がある。本発明で用いる変性脂肪族ポリアミンとしては、例えば、１級、２級および３級アミン系化合物を混合したものが挙げられる。
【００１２】
ｂ）ポリアミドアミン
ポリアミドアミンは、主剤であるエポキシ樹脂を硬化させるだけでなく、エポキシ樹脂の性質を改良したりコストを下げたりする等のために使用する。本発明で用いるポリアミドアミンとしては、例えば、１級、２級および３級アミン系化合物を混合したものが挙げられる。
【００１３】
（３）添加剤
本発明において、添加剤は、鋼材腐食部の錆の成長を止めるべく、赤錆を安定な黒錆に転換する機能をもつという意味で特に重要である。
ａ）リン酸イオン
リン酸イオンは、鋼材表面をエッチングするためのもので、例えば正リン酸や重合リン酸として、あるいはリン酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩の状態で添加することができる。リン酸イオンと鋼材との反応は次の通りである。
Ｆｅ＋２Ｈ3 ＰＯ4 →Ｆｅ（Ｈ2 ＰＯ4 ）2 ＋Ｈ2 ↑
この反応により、鋼材表面と本発明組成物との界面におけるｐＨが上昇し、鋼材表面にリン酸塩系無機皮膜が形成される。
リン酸イオンの含有量は、当該添加剤の全量を１００％とした場合に、５〜３０％とするのが良い。これよりも含有量が多すぎると臭いが強くなって作業性が損なわれるおそれがあり、少なすぎると金属表面に対する反応性が低下する。好ましくは、１０〜２０％、更に好ましくは１０〜１５％である。
【００１４】
ｂ）有機酸
有機酸は、鋼材表面と反応して有機酸−鉄系の皮膜を形成する機能がある。有機酸としてはタンニン酸を使用するのが好ましいが、フィチン酸やカルボン酸（例えば、没食子酸、クエン酸、酒石酸等）も使用可能である。有機酸の含有量は、当該添加剤の全量を１００％とした場合に、１０〜５０％とするのが良い。これよりも含有量が多いと溶解しにくくなるとともにコストアップとなり、少ないと鋼材表面に対する反応性が低下する。好ましくは、２０〜４０％、更に好ましくは３０〜３５％である。
【００１５】
ｃ）アルコール系溶剤
アルコール系溶剤は、主として、添加剤がエポキシ樹脂に対して良好に混ざるようにする目的で使用する。アルコール系溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等を用いることができる。アルコール系溶剤の含有量は、当該添加剤の全量を１００％とした場合に、２０〜８０％とするのが良い。これよりも含有量が多いとリン酸、有機酸の添加量が少なくなり、少ないとリン酸、有機酸が溶解しにくくなる。好ましくは、４０〜６０％、更に好ましくは５０〜５５％である。
【００１６】
（４）本発明に係るエポキシ樹脂系の組成物( 以下、適宜、本発明組成物という) の用途
次に本発明組成物の主な用途を列挙する。
ａ）鉄筋コンクリート構造物等のクラック部への注入用
ｂ）各種鋼構造物どうしの接合間隙部等への注入用
ｃ）橋梁合成桁部で鋼材とコンクリート部の間隙部等への充填注入用
ｄ）ベランダ手摺部とスラブ部との取合い部等への注入用
ｅ）コンクリート、モルタル部等の欠損部への充填用
ｆ）天井の欠損部の充填、不陸調整、ジャンカ、巣穴、その他空隙部などへの充填用
ｇ）各種プラント等の新設・塗り替え時の下塗り用
ｈ）各種鉄鋼構造物等の新設・塗り替え時の下塗り用
【００１７】
【作用】
例えば、本発明組成物を用いて鉄筋コンクリート構造物のクラックを補修する場合には、まずクラックに沿って存在するコンクリート部分を電動カッター等で所要形状に斫り取った後、斫り屑やほこり等を除去し、強固なコンクリート下地を出す。この状態において、鉄筋が露出している場合には、従来はワイヤーブラシ等で鉄筋表面の錆を完全に除去した上で、下地面および鉄部に刷毛等でプライマーおよび防錆剤を順次塗布し、その後に樹脂や樹脂モルタル等を注入・充填していた。
【００１８】
しかし、本発明によれば、その必要がなく、上記コンクリート下地を出した状態（鉄筋表面が腐食している場合には、その腐食部分の浮き錆を軽く除いた程度）で、斫り取られた部分に本発明組成物を注入・充填するだけでよい。このようにすると、注入・充填された本発明組成物に含まれているリン酸イオンが鉄筋の表面に作用して、腐食抑制効果のあるリン酸塩系無機皮膜を作る。また、同組成物中の他の成分である有機酸が鉄部および／または鉄錆と反応して有機酸−鉄系の腐食抑制皮膜を形成する。このとき、有機酸は、腐食部分の錆（赤錆：Ｆｅ2 Ｏ3 ）中に浸透して、その錆を黒錆（マグネタイト：Ｆｅ3 Ｏ4 ）等の化学的に安定な化合物に変えてしまう。これにより、鉄筋部分の腐食が抑制ないし防止される。そして、この状態で本発明組成物が硬化して、主成分であるエポキシ樹脂のもつ優れた接着力によりコンクリート部分および鉄筋部分に対して強固に結合する。その結果、当初クラックのあった部分は、内部に空気や水分が浸透しないように補修されることになる。
【００１９】
このようにして本発明組成物によれば、クラック部を補修する際に、樹脂注入前の防錆処理等を特に行わなくても、組成物を注入・充填するだけで鉄筋部分の腐食を抑制ないし防止しうると同時にクラック部を修復することができる。
【００２０】
以上はクラック部において鉄筋が露出している場合の説明であるが、鉄筋がクラックの奥にあって露出してない場合でも、クラック部に本発明組成物を注入・充填するだけで鉄筋部分の腐食を抑制ないし防止できる点は同じである。その場合、クラック部内に注入された本発明組成物がクラック内奥に容易に浸透して鉄筋の表面に至ることにより、上記と同様にして腐食を抑制ないし防止する。
なお、本発明組成物を構成する主剤、硬化剤および添加剤は非混合状態で保管され、現場において使用する際にその可使時間（ポットライフ）を考慮して適切な時期に所定比率のもとに混練される。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、鉄筋コンクリート製構造物などにおけるクラックの補修を行う場合等において、面倒な防錆処理等を行わなくても、鋼材表面に対する防食と同時にクラック部や欠損部に対する注入・充填作業あるいはシール作業を行うことができる。これにより、大がかりな工事を行わなくても、鋼材の腐食の進行による錆膨張及びこれに伴うコンクリート部におけるクラックの再発を抑制ないし防止できる。また、仕上げ後においては、本発明組成物によって形成された補修部分が鋼材およびコンクリートの双方に密着して一体化されるから、その補修部分を介して鋼材とコンクリート等の両者が強固に結合することとなる。
【００２２】
【実施例】
本発明の実施例および比較例として、表１に示す組成を有するエポキシ樹脂系の組成物を作成した。表１中の各成分の数字は重量％を示す。
【００２３】
【表１】
0003679563.tif 000002
【００２４】
上記各組成物について、硬化後の圧縮強度等を測定したところ、表２に示すような結果が得られた。なお、圧縮強度、曲げ強度、引張剪断接着強度の各測定方法は、JIS K 7208、JIS K 7203、JIS K 6850にそれぞれ準ずる。
【００２５】
【表２】
0003679563.tif 000003
【００２６】
次に、表面が腐食した鋼材に対する上記各組成物の接着性能と腐食抑制効果とを調べるため、錆面鋼板（表面に錆の層を有する鋼板）を使用して表３に示した試験を行ったところ、表３の中欄に示す結果が得られた。なお、接着強度の測定は建研式により行い、錆面外観は目視により調べた。
【００２７】
【表３】
0003679563.tif 000004
【００２８】
〔評価〕
上記表２に示したように、本発明の各実施例に係る組成物は硬化後において十分な機械的強度を有することが確認された。また、表３に示したように、本発明の各実施例に係る組成物は、比較例に係る組成物に比べて錆面鋼板との接着性も良好であり、しかも鋼材と接触した状態では相手側の鋼材表面に生じていた赤錆を化学的に安定な黒錆に転換しうることも確認された。これらのことから、鉄筋コンクリート製構造物等におけるクラックの補修等に本発明組成物を用いれば、大がかりな工事や面倒な防錆処理等を行わなくても、鋼材表面に対する防食と同時にクラック部や欠損部に対する充填作業あるいはシール作業を簡単に行うことができ、また仕上げ後においては、本発明組成物によって形成された補修部分が鋼材およびコンクリートの双方に強固に結合一体化されることがわかる。