(57)【要約】【課題】コンクリート構造物に対して剥落防止性能を有し、環境中への有機溶剤排出量が極めて少なく環境に優しく、火災時には有毒ガスの発生が殆ど無いコンクリート剥落防止工法を提供することである。【解決手段】コンクリート構造物に対して、接着用ポリマーセメントモルタル及びメッシュ状シートでコンクリート構造物表面を被覆し、その上から水系塗料で被覆することを特徴とするコンクリート剥落防止工法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に対して、接着用ポリマーセメントモルタル及びメッシュ状シートでコンクリート構造物表面を被覆し、その上から水系塗料で被覆することを特徴とするコンクリート剥落防止工法。
【請求項２】
上記接着用ポリマーセメントモルタルが、疎水性液状エポキシ樹脂と硬化剤とを含む請求項１に記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項３】
上記メッシュ状シートが、ビニロン樹脂製三軸メッシュシート又はポリアミド樹脂製二軸メッシュシートである請求項１又は２に記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項４】
上記水系塗料が、水系無機塗料又は水系有機無機複合塗料の少なくとも一方である請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項５】
上記接着用ポリマーセメントモルタル、メッシュ状シート及び水系塗料で形成された複層塗膜について、１０ｃｍφ当たりの押抜き荷重が１．５ｋＮ以上で、押抜き試験において１０ｍｍ以上の変位がある請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項６】
マウスを用いたガス有害性試験において、上記複層塗膜を６分間加熱した際に、試験開始からマウスが行動を停止するまでの平均時間が６．８分以上である請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項７】
上記複層塗膜の燃焼時の発生ガスにおいて、ＣＯ、ＨＣｌ、ＨＣＮ、ＮＨ３、ＳＯ２＋ＳＯ３及びＮＯ＋ＮＯ２のそれぞれの発生量が０．１ｍｇ／ｇ以下である請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項８】
上記複層塗膜が、延焼性試験において消炎時間が３０秒以下で、燃焼による火災の先端が着火点より６００ｍｍ未満である請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【請求項９】
上記コンクリート構造物が、トンネル内装部である請求項１〜８のいずれかに記載のコンクリート剥落防止工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物におけるコンクリート剥落防止工法であり、特にトンネル内や、立体駐車場のような閉塞的な空間であるコンクリート部において優れた性能を発揮するコンクリート剥落防止工法である。
【背景技術】
【０００２】
高架橋、トンネル、橋梁、建造物等は、その強度や耐久性に優れることから、コンクリート製の構造物が広く用いられている。しかしながら、近年ではコンクリートの塩害による鉄筋の腐食や排ガス等による中性化、アルカリ骨材反応、ひび割れに浸入した水分の凍結等により、コンクリートが劣化し、劣化が進行すると表面からコンクリート片が剥がれ落ち、コンクリート構造物自体の強度低下や美観を損なう等の課題が発生している。また、コンクリート片の落下による事故の危険性が指摘されている。
【０００３】
このため、コンクリートの劣化防止や剥落防止等の対策が様々な方法で行われている。例えば、コンクリート表面の温度変化を少なくし、コンクリート表面のひび割れを防止するため、コンクリート表面に熱放射性の断熱性塗膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、コンクリート構造物表面にひび割れが発生した場合、それに追従してひび割れを覆う柔軟性塗膜を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
コンクリートの剥落防止方法としては、コンクリート表面に高強度塗膜を形成し、その上から塗料を塗布し塗膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、コンクリート構造物の表面に連続繊維シートを接着剤で貼り付けて、剥落を防止する方法も知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、有機溶剤系塗料を用いると、塗装中に有機溶剤（ＶＯＣ）が揮発し、塗装時の作業環境が悪くなる、特にトンネル内等の閉塞的な場所では作業環境は更に悪化する。自然環境的にもＶＯＣを環境中に放出することになり、大気汚染の原因にもなるという課題がある。更に、閉塞的な空間では、火災時の発生ガスが人体に及ぼす影響や、火災時の燃え広がりも考慮する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−９５５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３５８２７号公報
【特許文献３】特開２００５−１５３２９号公報
【特許文献４】特開平６−２９８９１０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】構造物塗料グループ・里  隆幸、宮下  剛、「コンクリート片はく落防止工法」  ＤＮＴコーティング技報、大日本塗料株式会社、２００２年１０月、Ｎｏ．２、１０〜１５ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、このような課題の解決を背景になされたものであり、コンクリート構造物に対して剥落防止性能を有し、環境中への有機溶剤排出量が極めて少なく環境に優しく、火災時には有毒ガスの発生が殆ど無いコンクリート剥落防止工法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、上記課題が以下の構成によって達成できることを見出し、本発明に達したものである。
【００１１】
本発明に従って、コンクリート構造物に対して、接着用ポリマーセメントモルタル及びメッシュ状シートでコンクリート構造物表面を被覆し、その上から水系塗料で被覆することを特徴とするコンクリート剥落防止工法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、コンクリート構造物に対して剥落防止性能を有し、環境中への有機溶剤排出量が極めて少ない、環境に優しいコンクリート剥落防止工法が提供される。
【００１３】
また、施工に有機溶剤を使用しないことから、施工時の人体への負荷を低減でき、かつ、火災の発生も抑制できる。
【００１４】
更に水系塗料として無機系塗料を使用することにより、塗膜に不燃性を付与でき、火災時にも有毒ガスを発生しない、発生したとしても微量である塗膜を形成することができる。特にトンネル内壁面や立体駐車場のような閉塞的な空間のコンクリート片の剥落防止に対して効果を発揮する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のコンクリート剥落防止工法について、詳細に説明する。
【００１６】
まず、本発明に使用する各構成成分について説明する。
【００１７】
（Ａ）ポリマーセメントモルタルについて
本発明に使用する接着用のポリマーセメントモルタルは、セメントに結合材としてポリマー（樹脂）を添加したものであり、物性や作業性等の改善等のため広く用いられている。本発明で使用するポリマーセメントモルタルは、コンクリート不陸調整を施す際の作業性、メッシュ状シートを貼り付ける際の作業性が良好であるものが好ましい。また、低温時の硬化性が良好で、且つ、施工後７日程度で強度を発揮するものが好ましい。
【００１８】
このポリマーセメントモルタルは、通常セメントと骨材、樹脂、硬化剤等からなる。このうちセメントは、一般にポリマーセメントモルタルに採用されている各種のセメントを特に限定されることなく任意に使用することができる。このようなセメントの例としては、例えば、水硬性セメントが好適に挙げることができる。このような水硬性セメントとしては、例えば、ポルトランドセメントや、アルミナセメント、白色セメント、石灰混合セメント、高炉セメント、コロイドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、スラグセメント等が挙げられる。これらのセメントは、単独で使用してもよく、これらのセメントを２種以上組合せて使用してもよい。例えば、ポルトランドセメントとアルミナセメントとの組合せが好適に挙げられる。
【００１９】
セメントは、粉体で使用され、その比表面積は、ＪＩＳ  Ｒ５２０１の比表面積試験で測定した場合に、例えば、３０００〜６０００ｃｍ２／ｇであることが適当である。
【００２０】
セメントは、ポリマーセメントモルタルの量に対して、一般に、１０〜６０質量％、好ましくは、２０〜５０質量％で配合することが好適である。
【００２１】
骨材としては、これまで、一般にポリマーセメントモルタルに採用されている各種の骨材を特に限定されることなく任意に使用することができる。このような骨材としては、珪砂や、川砂、石材破砕物、磁器破砕物、ガラス破砕物、ガラスビーズ、軽量骨材等が好適に挙げられる。骨材は、単独で使用してもよく、更には、２種以上の混合物として使用してもよい。骨材の大きさは、ＪＩＳ  Ａ１１０２で規定される篩い残留分量で表した場合に、０．３ｍｍ（格子径）篩い上残留分が３０質量％以下で、かつ０．１５ｍｍ（格子径）篩上残留分が７０質量％以下であり、０．３ｍｍ（格子径）篩い上残留分０％で、かつ０．１５ｍｍ篩い上残留分が３０質量％以下であることが好適である。
【００２２】
骨材は、ポリマーセメントモルタルの量に基づいて、一般に、１０〜８０質量％、好ましくは、３０〜５０質量％であることが適切である。
【００２３】
コンクリート構造物の下地処理や不陸調整に使用されるポリマーセメントモルタルは、アクリル樹脂や、ＳＢＲ樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が一般に利用されている。本発明で使用されるポリマーセメントモルタルについても、各種の樹脂を特に限定されることなく任意に使用することができる。
【００２４】
使用する樹脂として、好ましくは疎水性で液状タイプのエポキシ樹脂である（ここで疎水性とは、水に対して溶解しない又は親水性を有さないことを意味し、例えば、水に対する溶解性として、３％以下の溶解性を示すものを言う）。疎水性液状エポキシ樹脂を用いると、疎水性樹脂であるため、硬化後の物性として耐水性が向上する。
【００２５】
中でも好ましいエポキシ樹脂は、常温（２０〜２５℃）で液状のエポキシ樹脂である。疎水性の液状エポキシ樹脂は、エポキシ当量１２０〜３００ｇ／ｅｑが好ましく、より好ましくは、１５０〜２１０ｇ／ｅｑであることが適当である。エポキシ当量が、１２０ｇ／ｅｑ未満であると、物理的強度が低下するため、好ましくない。一方、エポキシ当量が、３００ｇ／ｅｑを超えるような過大な値となると、一般に５℃程度の低温で液状を維持出来なくなるため樹脂が結晶化し、析出することとなり、好ましくない。
【００２６】
このような疎水性の液状エポキシ樹脂としては、硬化剤と常温で反応して、硬化するものであれば、特に限定されるものではない。エポキシ樹脂は、分子中にグリシジル基を１個以上、好ましくは１．２個以上含有するものが好適である。
【００２７】
本発明で使用できるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アルキルモノグリシジルエーテル、アルキルモノグリシジルエステル、アルキルジグリシジルエーテル、アルキルジグリシジルエステル、アルキルフェノールモノグリシジルエーテル、ポリグリコールモノグリシジルエーテル、ポリグリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここで、アルキルモノグリシジルエーテル等におけるアルキル基は、例えば、炭素数３〜１５のアルキル基が好適である。
【００２８】
このようなアルキル基としては、例えば、ネオペンチル基、２−エチルヘキシル基等のアルキル基が好適に挙げられる。このようなエポキシ樹脂は、単独で使用してもよく、それらの混合物として使用してもよい。この場合、全体としてのエポキシ樹脂の混合物のエポキシ当量が、上記の範囲に入っていればよい。
【００２９】
本発明で使用される硬化剤としては、一般にエポキシ樹脂の硬化剤として用いられる各種の硬化剤を特に限定されることなく任意に使用することができる。好ましく使用できる硬化剤としては、水溶性アミン樹脂硬化剤であり、水溶性で、かつポリマーセメントモルタル調合時に疎水性液状エポキシ樹脂を取り込む。
【００３０】
水溶性アミン樹脂硬化剤は、樹脂成分が多く、希釈水が少ない状況（加熱残分で６０％以上）において常温で透明な性状を示す。水溶性アミン樹脂硬化剤は、例えば、特許文献４に示される水溶性アミン樹脂硬化剤が好適に挙げられる。
【００３１】
硬化剤として水溶性アミン樹脂は、疎水性液状エポキシ樹脂のエポキシ当量に対し、当量比で、例えば、０．５０〜１．５０、好ましくは、０．８５〜１．３０で使用することが好適である。また、硬化剤は、単独で使用してもよく、混合物として使用してもよい。
【００３２】
本発明で使用するポリマーセメントモルタルには、必要に応じて、無機粉末や、保水剤、流動化剤、凝結調整剤等を配合することができる。
【００３３】
無機粉末は、ポリマーセメントモルタルの施工時のダレ防止や、コテ仕上げ性を向上させるため配合される。このような無機粉末としては、例えば、高炉スラグ粉末や、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、分級フライアッシュ、シリカフューム、炭酸カルシウム粉末、石粉、珪藻土、カオリン、ベントナイト、セピオライト等が好適に挙げられる。これらの無機粉末は、単独で使用してもよく、それらの混合物として使用してもよい。無機粉末は、ポリマーセメントモルタルの量に基づいて、例えば、２〜１０質量％が好ましく、更に好ましくは、２〜７質量％である。
【００３４】
流動化剤は、水量を増加することなく、ポリマーセメントモルタルの流動性を向上し、施工性を良好にするために配合される。流動化剤としては、例えば、高性能減水剤や、高性能ＡＥ減水剤、減水剤等が使用できる。特に流動化剤としては、一般に市販されているナフタレンスルホン酸塩系や、メラミンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系等の流動化剤が好適に挙げられる。流動化剤は、ポリマーセメントモルタルの量に基づいて、例えば、０．０１〜１質量％、好ましくは、０．０５〜０．３質量％で配合することが好適である。
【００３５】
保水剤は、ポリマーセメントモルタルの保水性を向上し、モルタル中の水分の下地コンクリートへの吸水や、モルタルからの水分の蒸発を防止して、施工性を良好にし、施工直後のモルタルの膨れや、ひび割れ、ドライアウトによる下地コンクリート、又は上塗塗材との付着の低下を防止するために配合される。保水剤としては、例えば、メチルセルロースや、メチルエチルセルロース、ヒドロキシルプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、グアーガム、アルギン酸塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、変性ポリサッカライド等が好適に挙げられる。保水剤は、ポリマーセメントモルタルの量に基づいて、例えば、０．００１〜０．３質量％、好ましくは、０．００３〜０．１質量％で配合することが好適である。
【００３６】
凝結調整剤は、アルミナセメントを混合する場合に、ポリマーセメントモルタルの可使時間を制御する目的で配合するものである。凝結調整剤としては、例えば、クエン酸や、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸や、これらのアルカリ金属塩等であるオキシカルボン酸類が好適に挙げられる。凝結調整剤は、ポリマーセメントモルタルの量に基づいて、例えば、０．００１〜０．３質量％、好ましくは、０．００５〜０．１質量％で配合することが好適である。
【００３７】
本発明で使用されるポリマーセメントモルタルの製造方法は、特に限定されるものではないが、上記以外に必要に応じて、繊維や、顔料等を併用することができる。
【００３８】
（Ｂ）メッシュ状シートについて
本発明に使用されるメッシュ状シートは、一般に高強度、高弾性の繊維からなり、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレン繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等を挙げることができる。この中でも、耐荷性に優れ、ポリマーセメントモルタルとの濡れ性等に優れる、ビニロン樹脂製やポリアミド樹脂製のメッシュ状シートが好ましく用いられる。また、繊維の形態として、２軸や３軸、４軸等のメッシュ形状があるが、本発明に使用されるメッシュ状シートは、強度やコスト等の点から、ビニロン樹脂製三軸メッシュシート又はポリアミド樹脂製二軸メッシュシートが好ましい。また、メッシュ状シートの目の大きさ（目合い）は、一辺が２ｍｍ〜１５ｍｍが好ましい。目の大きさがあまり大きすぎると、剥離防止効果が低下する。
【００３９】
本発明に使用されるメッシュ状シートは、接着用ポリマーセメントモルタルでコンクリート構造物上に保持され、ポリマーセメントモルタルが硬化するとともにメッシュ状シートも固定化される。その場合、コンクリート構造物の形状に沿って、ローラーやコテ、ヘラ等を用いて適度に不陸調整される。コンクリート構造物の表面に、埃やゴミ等の異物の付着が見られる場合は、事前にブラシやエアブロー等で十分に清掃しておき、ひび割れ等が見られる場合は、セメントモルタルやポリマーセメントモルタルを用いて穴埋めしておくことが望ましい。
【００４０】
（Ｃ）水系塗料について
本発明のコンクリート剥落防止工法は、硬化したポリマーセメントモルタル及び固定化したメッシュ状シートの上から水系塗料で塗装し被覆される。水系塗料は美観や、視感反射率の向上、防汚性のために塗膜で被覆され、環境中への有機溶剤排出量を極めて少なくするため水系の塗料が用いられる。
【００４１】
水系塗料としては、水系無機塗料又は水系有機無機複合塗料であることが、特に火災時の人体へ悪影響を及ぼす発生ガスの抑制や火災の燃え広がりを抑制するために好ましい。
【００４２】
水系無機塗料としては、例えば水系ポリシロキサン塗料があり、その主な成分としては下記式で示されるテトラアルコキシシラン又はその部分加水分解縮合物を水中に分散したものである。
【００４３】
Ｓｉ（ＯＲ１）ｘ（ＯＲ２）（４−ｘ）          （１）
式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、炭素数１〜８の有機基であり、ｘは０〜４の整数である。
【００４４】
上記式（１）において、Ｒ１及びＲ２としての有機基としては、例えば、アルキル基や、シクロアルキル基、アリール基等が好適に挙げられる。Ｒ１及びＲ２は、同一のものであっても、異なるものであってもよい。
【００４５】
ここで、アルキル基としては、直鎖でも分岐したものでもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基や、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基が挙げられる。好ましいアルキル基は、炭素数が１〜４個のアルキル基である。
【００４６】
シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基や、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が好適に挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基等が挙げられる。
【００４７】
上記式（１）で示されるテトラアルコキシシランの具体例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン及びトリエトキシブトキシシラン等が挙げられる。これらテトラアルコキシシランは、１種単独で使用することも、２種以上の混合物として使用することもできる。
【００４８】
これらはテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物であってもよく、該縮合物のポリスチレン換算重量平均分子量は、３００〜５０００が好ましく、特には５００〜３０００が適当であり、このような分子量の縮合物を使用することにより、貯蔵安定性を悪化させることなく、密着性の良い塗膜が得られる。また、テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物は、ケイ素原子に結合した−ＯＨ基や、−ＯＲ１基、−ＯＲ２基を１個以上、好ましくは３〜３０個有するものが適当である。
【００４９】
このような縮合物の具体例としては、市販品として、エチルシリケート４０、エチルシリケート５６（共に、コルコート社製）等が挙げられる。
【００５０】
水系有機無機複合塗料としては、例えばオルガノシラン及び／又はその部分加水分解縮合物を含むものや、それらと例えばシリル基含有ビニル系樹脂等を加水分解縮合反応させて得られる有機無機複合樹脂を結合剤として含む水系塗料がある。
【００５１】
オルガノシラン及び／又はその部分加水分解縮合物は、一般に下記式で表される。
【００５２】
Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）４−ｎ          （２）
式（２）中、Ｒ３は、炭素数１〜８の有機基であり、Ｒ４は、炭素数１〜５のアルキル基であり、そして、ｎは０〜２の整数である。
【００５３】
上記式（２）において、Ｒ３としての有機基としては、例えば、アルキル基や、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基等が挙げられる。
【００５４】
ここで、アルキル基は、直鎖でも分岐したものでもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基や、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基が挙げられる。好ましいアルキル基は、炭素数が１〜４個のものである。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基や、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が好適に挙げられる。アリール基としては、例えばフェニル基等が挙げられる。
【００５５】
前記各官能には、任意に置換基を有してもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子（例えば、塩素原子や、臭素原子、フッ素原子等）や、（メタ）アクリロイル基、メルカプト基、脂環式基等が挙げられる。
【００５６】
Ｒ４としてのアルキル基は、直鎖でも分岐したものでもよい。アルキル基としては、具体的には、メチル基や、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基等が挙げられ、好ましいアルキル基は、炭素数が１〜２個のものである。
【００５７】
上記式（２）で示されるシリケート（ｎ＝０）の具体例としては、エチルシリケートや、メチルシリケート、ジイソプロピルジエチルシリケート等が好適に挙げられる。
【００５８】
上記式（２）で示されるオルガノシラン（ｎ＝１又は２）の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシランや、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン等が挙げられるが、好ましくは、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランである。
【００５９】
これらオルガノシランは、１種単独で使用することも、２種以上混合して使用することもできる。また、これらは部分加水分解縮合物であってもよい。該縮合物のポリスチレン換算質量平均分子量は、例えば、３００〜５０００、好ましくは、５００〜３０００が適当であり、このような分子量の縮合物を使用することにより、貯蔵安定性を悪化させることなく、密着性の良い塗膜が得られる。また、これら部分加水分解縮合物は、ケイ素原子に結合した−ＯＨ基や−ＯＲ４基を１個以上、好ましくは３〜３０個有するものが適当である。
【００６０】
このような縮合物の具体例としては、市販品としてコルコート社製のエチルシリケート４０や、三菱化学社製のＭＳ５６、東レ・ダウコーニング社製のＳＨ６０１８や、ＳＲ２４０２、ＤＣ３０３７、ＤＣ３０７４；信越化学工業社製のＫＲ−２１１や、ＫＲ−２１２、ＫＲ−２１３、ＫＲ−２１４、ＫＲ−２１６、ＫＲ−２１８；東芝シリコーン社製のＴＳＲ−１４５や、ＴＳＲ−１６０、ＴＳＲ−１６５、ＹＲ−３１８７等が挙げられる。
【００６１】
結合剤としての有機無機複合樹脂は、オルガノシラン及び／又はその部分加水分解縮合物と、例えばシリル基含有ビニル系樹脂等を加水分解縮合反応させたものでもよい。
【００６２】
例えば、シリル基含有ビニル系樹脂としては、ビニル系樹脂の末端あるいは側鎖に加水分解性シリル基又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を、樹脂１分子中に少なくとも１個、好ましくは、２個以上有し、かつ酸価が、３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、３５〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは、質量平均分子量が、約１００００〜５００００、更に好ましくは、質量平均分子量１３０００〜３５０００のビニル系樹脂であることが好適である。
【００６３】
前記シリル基は、好ましくは、下記式で示されるものである。
【００６４】
−ＳｉＸＰ（Ｒ５）（３−Ｐ）        （３）
式（３）中、Ｘは、アルコキシ基や、アシロキシ基、ハロゲン原子、ケトキシメート基、メルカプト基、アルケニルオキシ基、フェノキシ基等の加水分解性基又は水酸基であり、Ｒ５は、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基、アラルキル基等の１価の炭化水素基であり、Ｐは、１〜３の整数である。
【００６５】
アルコキシ基におけるアルキル基は、例えば、炭素数１〜１０、好ましくは、炭素数１〜５のアルキル基であることが適当であり、直鎖でも分岐したものでも良い。このようなアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基や、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基等を好適に挙げることができる。
【００６６】
アシロキシ基としては、例えば、アセトキシ基や、ベンゾイロキシ基等を好適に挙げることができる。ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子や、臭素原子、フッ素原子等を好適に挙げることができる。ケトキシメート基としては、例えば、アセトキシメート基や、ジメチルケトキシメート基等を好適に挙げることができる。アルケニルオキシ基におけるアルケニル基としては、前記アルキル基に対応するアルケニル基を好適に挙げることができる。
【００６７】
Ｒ５としての炭素数１〜１０のアルキル基は、直鎖でも分岐したものでも良い。このようなアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基や、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基等を好適に挙げることができる。
【００６８】
アリール基としては、例えばフェニル基等が好適に挙げられる。
【００６９】
アラルキル基は、アルキル基の水素原子が、アリール基によって置換された構造を有する基であり、アルキル基及びアリール基の範囲は、前記の通りである。
【００７０】
シリル基含有ビニル系樹脂は、例えば、下記式、
（Ｘ）Ｐ（Ｒ５）（３−Ｐ）Ｓｉ−Ｈ        （４）
〔式（４）中、Ｘ、Ｒ５及びＰは、上記式（３）と同じ意味である。〕
で示されるヒドロシラン化合物と、炭素−炭素二重結合を有するビニル系樹脂とを常法に従って、反応させることにより製造することができる。
【００７１】
このようなヒドロシラン化合物としては、例えば、メチルジクロロヒドロシランや、メチルジエトキシヒドロシラン、メチルジアセトキシヒドロシラン等が代表的なものとして挙げられる。ヒドロシラン化合物の使用量は、ビニル系樹脂中に含まれる炭素−炭素二重結合１モル量に対し、０．５〜２モル量が適当である。
【００７２】
上記のビニル系樹脂としては、（メタ）アクリル酸や、イタコン酸、フマル酸等のカルボン酸又は無水マレイン酸等の酸無水物を必須ビニル系モノマーとして含有し、更に、（メタ）アクリル酸メチルや、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、シクロヘキシル（メタ）アクリル酸等の（メタ）アクリル酸エステル；アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等からなる群から選ばれるビニル系モノマー；４−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１−（メタ）アクリロイル−４−シアノ−４−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等の重合性光安定剤；２−ヒドロキシ−４−（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）ベンゾフェノン等の重合性紫外線吸収剤の共重合体等が好適に挙げられるが、共重合体製造時に、（メタ）アクリル酸アリールや、ジアリールフタレート等をラジカル共重合させることにより、ビニル系樹脂中にヒドロシリル化反応させるための炭素−炭素二重結合の導入が可能となる。
【００７３】
なお、前述のカルボン酸又は酸無水物は、共重合体の構成モノマー中に、得られるビニル系樹脂の酸価が、好ましくは３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは３５〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇとなるように含有させる。酸価が、前記範囲より小さいと、得られる水分散液の貯蔵安定性が悪くなり、逆に大きいと、得られる塗膜の耐水性、耐熱水性が悪くなるので、いずれも好ましくない。
【００７４】
また、前記のシリル基含有ビニル系樹脂の、その他製造方法としては、前述のカルボン酸又は酸無水物を含むビニル系モノマー及び２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル等の水酸基含有モノマーと、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシランや、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、β−（メタ）アクリロキシエチルトリメトキシシラン、β−（メタ）アクリロキシエチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシブチルフェニルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン等のシリル基含有ビニル化合物とをラジカル重合させる方法もある。これらシリル基含有ビニル系樹脂の具体例としては、例えば、市販品として鐘淵化学工業社製のカネカゼムラック等が挙げられる。
【００７５】
本発明で使用される水系塗料には、コロイド状シリカとしてシリカ粒子が水に分散したものを含むことが好ましい。
【００７６】
コロイド状シリカは、通常、平均粒径が、５〜１００ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍのほぼ球状のシリカ粒子が分散したタイプと、シリカ粒子が太さ５〜５０ｎｍ、長さ４０〜４００ｎｍ程度に鎖状に凝集して溶液中に分散したタイプと、平均粒径５〜５０ｎｍのシリカ粒子が環状に凝集して溶液中に分散した環状タイプ等があり、いずれも使用可能である。また、異なるタイプの物を混合して使用することもできる。
【００７７】
コロイド状シリカは、塗膜の硬化性や耐汚染性を向上させるために使用され、その配合量は、塗料中に固形分換算で０．１〜５０質量％が適当である。配合量が多いと塗膜の硬化性や、耐汚染性を向上させるが、逆に多過ぎると、混和安定性や塗膜の耐クラック性等が低下する傾向にある。
【００７８】
コロイド状シリカは、通常水系塗料にそのまま混合して使用されるが、上記に説明した無機系樹脂や有機無機複合樹脂と加水分解縮合反応させて使用してもかまわない。
【００７９】
その場合、加水分解縮合反応を促進させるため、触媒として酢酸や塩酸、硝酸、蟻酸等の酸、又はアンモニアや、アミン化合物等の塩基性化合物を、添加するのが好ましい。
【００８０】
加水分解又は部分縮合反応は、通常、４０〜８０℃、好ましくは４５〜６５℃で、例えば、２〜１５時間反応させるのが適当であるが、触媒の存在下では常温下で反応させることも可能である。
【００８１】
コロイド状シリカと結合剤の無機系樹脂、有機無機複合樹脂とを反応させることで、コロイド状シリカが塗膜中でネットワーク構造を形成し、塗膜の硬度や耐汚染性を更に向上させることができる。結合剤にはポルトランドセメント等を用いたセメント系の結合剤を用いてもよい。また、有機無機複合樹脂では、アクリル樹脂やウレタン樹脂、エポキシ樹脂を使用することも可能である。
【００８２】
本発明に使用される水系塗料は、主剤成分となる結合剤と、必要に応じて塗料の硬化を促進する硬化促進剤、充填剤、体質顔料、着色顔料、防錆顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、増粘剤、顔料分散剤、レベリング剤、防カビ剤、防腐剤等の各種添加剤等を配合したものから構成される。
【００８３】
水系塗料の塗装は、刷毛、ローラー、スプレー等の手段により、１回又は数回塗りで乾燥膜厚１〜１００μｍの塗膜を形成することが適当であり、常温での乾燥、あるいは加熱により乾燥し、塗膜を形成することが可能である。
【００８４】
（Ｄ）複層塗膜について
本発明の工法による接着用ポリマーセメントモルタル、メッシュ状シート、水系塗料で形成された複層塗膜について、１０ｃｍφ当たりの耐荷性が１．５ｋＮ以上であり、かつ変位が１０ｍｍ以上であることが、剥落防止性能において好ましい。また、無機系の材料で複層膜を形成することにより、火災時の人体へ悪影響を及ぼす発生ガスを抑制し、火災の燃え広がりを抑制することが好ましい。
【００８５】
更に、複層塗膜は、光が物体に当たったとき、光が何パーセントの割合で反射されるかを示す視感反射率が６０％以上であることがトンネル内での使用では好ましい。なお、東日本高速道路株式会社  設計要領第三集（３）トンネル内装工編  平成１８年４月版の７−２パネル系内装板の材料規格では、初期の視感反射率の基準値は６０％以上とされている。視感反射率とは、ＸＹＺ表色系おけるＹの値で表現でき明度を意味する。
【００８６】
本発明にかかる複層塗膜は、マウスを用いたガス有害性試験において、６分間加熱した際に、試験開始からマウスが行動を停止するまでの平均時間が６．８分以上であることが火災時に有毒ガスを発生しない、発生したとしても微量である観点から好ましい。
【００８７】
本発明にかかる複層塗膜の燃焼時において、発生ガスであるＣＯ、ＨＣｌ、ＨＣＮ、ＮＨ３、ＳＯ２＋ＳＯ３及びＮＯ＋ＮＯ２のそれぞれの発生量が０．１ｍｇ／ｇ以下であることが火災時に有毒ガスが発生したとしても微量である観点から好ましい。
【００８８】
本発明にかかる複層塗膜は、延焼性試験において消炎時間が３０秒以下で、燃焼による火災の先端が着火点より６００ｍｍ未満であることが塗膜の不燃性の観点から好ましい。
【００８９】
本発明のコンクリート剥落防止工法としては、例えば、トンネル、橋梁、道路高架橋、ビル、壁、煙突、給水槽等のコンクリート構造物において適用可能であるが、特にトンネル内や、立体駐車場のような閉塞的な空間であるコンクリート内装部に適用されることが好ましい。
【実施例】
【００９０】
以下、本発明について、実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の「部」や「％」は、特に断らない限り、質量基準で示す。
【００９１】
（実施例１〜３及び比較例１〜２）
以下の表１に実施例１〜３、表２に比較例１〜２の塗装仕様を示す。
【００９２】
＜供試体の作製及び養生方法＞
実施例１〜３及び比較例１〜２で用いた材料
エポキシ樹脂系ポリマーセメント（商品名：レジガードＳ９０００−３Ｐ、大日本塗料株式会社製、エポキシ当量１８０ｇ／ｅｑ、エポキシ樹脂は疎水性液状タイプであり、硬化剤は水溶性アミン樹脂硬化剤を使用。なお、主剤中のエポキシ樹脂はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主成分とする。ポリマーセメントは、樹脂成分８％、セメント系化合物３４％、骨材３８％、混和剤４％、水１６％の各成分から成る。）、
アクリル樹脂系ポリマーセメント（商品名：レジガ−ドＳ７０００、大日本塗料株式会社製、ポリマーセメントは、樹脂成分８％、セメント系化合物３４％、骨材３８％、混和剤４％、水１６％の各成分から成る。）、
ビニロン３軸メッシュシート（商品名：ＴＳＳ−１８１０−Ｙ、ユニチカ株式会社製、目の大きさ（目合い）は１辺１０ｍｍ）、
ポリアミド２軸メッシュシート（商品名：ＫＳＭシート、キョーワ株式会社製、目の大きさ（目合い）は１辺３ｍｍ）、
有機無機複合水系プライマー（商品名：レジガードプライマーＷ、大日本塗料株式会社製、合成樹脂エマルション２５．３％、顔料・骨材２２．１％、添加剤１０．３％、変性ポリアミドアミン樹脂エマルション３．９％、カルシウム系結合材３８．４％の各成分から成る。）、
水系無機塗料（商品名：レジガードＴＮ−１、大日本塗料株式会社製、結合材２４．０％、顔料１２．６％、添加剤４．２％、水５９．２の各成分から成る。）、
溶剤系ポリウレタン樹脂塗料用中塗（商品名：ＶトップＨ中塗、大日本塗料株式会社製）、
溶剤系ポリウレタン樹脂塗料上塗（商品名：ＶトップＨ上塗、大日本塗料株式会社製）
を、以下で示すコンクリート平板に、ローラー、コテ等を使用して塗布・貼付し、所定の養生の後、各試験に供した。
【００９３】
コンクリート供試体作製の素地調整は、全てディスクサンダー（＃２０研磨ディスク）を用い、表層の脆弱層、異物を取り除いた状態とした。
【００９４】
【表１】
2011099209.tif 000002
【００９５】
【表２】
2011099209.tif 000003
【００９６】
＜試験及び評価方法＞
各試験方法及び評価方法は、以下のように行った。
【００９７】
＜塗面外観＞
寸法６０×３００×３００ｍｍのコンクリート平板（Ｗ／Ｃ（水／セメント比）＝６０％）を用い、施工温度２３℃、湿度５０％ＲＨ、無風状態の試験室において、表１及び表２に示す塗装仕様に従い施工を行った。養生は、本試験室内にて７日間行い、試験に供した。視感反射率は、分光光度計（コニカミノルタセシング株式会社製ＣＲ−４００）にて測定した反射スペクトルにより算出し、塗膜は目視にて行い、以下の評価基準により判定を行った。
○：視感反射率が６０％以上であり、塗膜が均一である。
×：視感反射率が６０％未満又は、塗膜が均一でない。
【００９８】
＜剥落防止性能＞
ＪＩＳ  Ａ  ５３７２：２０００に規定するＵ形ふた、呼び名１種３００（４００×６００×６０ｍｍ）を使用し、表１及び表２に示す塗装仕様に従い施工を行った。試験は首都高速道路株式会社  保全施設部コンクリート片剥落防止対策要領（案）平成１５年５月版に準拠し行った。以下の評価基準により評価した。
・耐荷性
○：φ１０ｃｍあたりの押抜き荷重１．５ｋＮ以上。
×：φ１０ｃｍあたりの押抜き荷重１．５ｋＮ未満。
・伸び性能
○：押抜き試験において１０ｍｍ以上の変位がある。
×：押抜き試験において１０ｍｍ以上の変位がない。
【００９９】
＜付着性＞
寸法２０×７０×７０ｍｍのモルタル片を用い、表１及び表２に示す施工仕様に従い施工を行った。養生は塗布完了後、２３℃及び５℃の恒温室（湿度５０％ＲＨ）にて、それぞれ７日間、３０日間養生を行った。試験は建研式付着力試験機を用いて行い、以下の評価基準により評価した。
○：１．５Ｎ／ｍｍ２以上。
×：１．５Ｎ／ｍｍ２未満。
【０１００】
＜燃焼ガス分析＞
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１７プラスチック燃焼ガスの分析方法に従い、複層膜の燃焼時に発生するＣＯ、ＣＯ２、ＨＣｌ、ＨＣＮ、ＮＨ３、ＳＯ２＋ＳＯ３及びＮＯ＋ＮＯ２のガス分析を行った。以下の評価基準により評価した。
○：ＣＯ２以外の分析対象ガスの発生がそれぞれ０．１ｍｇ／ｇ未満である。
×：ＣＯ２以外の分析対象ガスの発生がそれぞれ０．１ｍｇ／ｇ以上である。
【０１０１】
＜ガス有害性＞
建築基準法に基づくマウスを用いたガス有害性試験を実施した（（財）ベターリビング制定「防耐火性能試験・評価業務方法書」（ガス有害性試験・評価方法）より）。
【０１０２】
加熱炉、攪拌箱、被検箱、回転かご、マウス行動記録装置等で構成される試験装置で８匹のマウスを用い、複層塗膜を表３に示す条件で６分間加熱した際に、試験開始からマウスが行動を停止するまでの平均時間を測定した。以下の評価基準により評価した。
【０１０３】
【表３】
2011099209.tif 000004
○：８匹のマウスが行動を停止するまでの時間が平均６．８分以上。
×：８匹のマウスが行動を停止するまでの時間が平均６．８分未満。
【０１０４】
＜延焼性試験＞
ＪＨＳ  ７３８−２００７  トンネル補修材料の延焼性試験方法に従い試験を行い、複層塗膜の消炎時間、燃焼による火災の先端の着火点よりの到達距離を測定した。以下の評価基準により判定を行った。
○：消炎時間が３０秒以下で燃焼による火災の先端が着火点より６００ｍｍ未満。
×：消炎時間が３０秒を超える、又は燃焼による火災の先端が着火点より６００ｍｍ以上。
【０１０５】
表４にこれらの試験結果を示す。
【０１０６】
【表４】
2011099209.tif 000005
※「−」は「測定なし」を意味する。
【０１０７】
表４の結果より、比較例１では、メッシュ状シートがなく、ポリマーセメント及び水系塗料のみでは剥落防止性能を発揮しないことが確認できる。比較例２では、有機成分含有量の多い一般的なポリウレタン樹脂塗料の中塗及び上塗を使用しており、燃焼ガスにＨＣｌ、ＨＣＮ、ＮＨ３、ＳＯ２＋ＳＯ３及びＮＯ＋ＮＯ２のいずれかの成分が含まれ、かつ、溶剤系塗料を使用していることから、トンネル内の様な閉塞的な空間における施工作業には不向きであるといえる。一方、実施例１〜３は何れもこれらの問題を生じることなく、良好な性能とそのバランスを有している。
【０１０８】
本発明による剥落防止工法によれば、コンクリート構造物に対して剥落防止性能を有し、水系材料であり環境中への有機溶剤排出量が極めて少なく、有機溶剤を使用しないことから、施工時の人体への負荷を低減でき、かつ火災発生の可能性を抑制できる。更に水系塗料として無機系塗料を使用することにより、塗膜に不燃性を付与でき、火災時にも有毒ガスを発生しない、発生したとしても微量である塗膜を形成することができる。本発明は特にトンネル内壁面等のコンクリート片の剥落防止に対して優れた効果を発揮する。