(57)【要約】【課題】海洋護岸またはトンネル等のような、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面について、高度に止水することができる水中施工用組成物およびそれを用いた水中施工方法の提供。【解決手段】ポリブタジエンポリオールと、ヒマシ油変性ポリオールと、触媒と、発泡剤と、ポリイソシアネートとを含有し、硬質ポリウレタンフォームが水中で得られる水中施工用組成物。【選択図】図１
2015224291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリブタジエンポリオールと、ヒマシ油変性ポリオールと、触媒と、発泡剤と、ポリイソシアネートとを含有し、硬質ポリウレタンフォームが水中で得られる水中施工用組成物。
【請求項２】
前記ポリイソシアネートと、前記触媒と、前記発泡剤との質量比が４０〜１５０：１．７〜８．３：１．０である請求項１に記載の水中施工用組成物。
【請求項３】
クリームタイムが３０〜１２０秒であり、ライズタイムが１００〜３００秒である請求項１または２に記載の水中施工用組成物。
【請求項４】
密度が１．０５ｇ／ｃｍ3以上であって、発泡倍率が１．５〜３．０倍である請求項１〜３のいずれかに記載の水中施工用組成物。
【請求項５】
粘度が１０〜２０Ｐａ・ｓである請求項１〜４のいずれかに記載の水中施工用組成物。
【請求項６】
表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物における補修部の少なくとも一部に、請求項１〜５のいずれかに記載の水中施工用組成物を充填させるシール工程を備える水中施工方法。
【請求項７】
さらに、前記既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように型枠を設置して、シール材充填部を形成する型枠設置工程を備え、
前記シール工程が、前記補修部の少なくとも一部および前記シール材充填部の少なくとも一部に請求項１〜５のいずれかに記載の水中施工用組成物を充填させる工程である、請求項６に記載の水中施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中施工用組成物およびそれを用いた水中施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋護岸等の水に曝される既設構造物が老朽化すると、亀裂等の不具合が生じ、既設構造物の内部から表面へ水が漏れ出る可能性がある。このような漏水を防止するため、既設構造物の表面を補修する方法が従来法として提案されている。
【０００３】
例えば、既設構造物にできた空隙にモルタルを充填することで、空隙からの漏水を防止するモルタル充填工法が挙げられる。
【０００４】
また、特許文献１には、（１）加硫可能なゴム、（２）ポリアクリル酸ソーダ架橋体を含む高吸水性樹脂、（３）シリカ、（４）ノニオン系界面活性剤、（５）加硫剤および（６）加硫促進剤を含有してなる発泡成形体を、通水路に使用されるコンクリート製品等の接続部分に使用することにより、効率良く止水することができると記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献２には、トンネルまたは地下構造物等と周囲地山との空隙に充填材を充填する方法において、ポリイソシアネ−トを主成分とするＴ液と、ポリオ−ルを主成分とするＲ液の２液を、容量比率でＴ液２、Ｒ液１の割合で混合して前記空隙内に注入し、発泡硬化させて空隙内に充填することを特徴とした、トンネル等の空隙充填方法が記載されており、さらにＴ液の材料比率はポリイソシアネート５９〜６５、難燃剤５〜１１とし、Ｒ液の材料比率はポリオール１６〜２２、架橋剤２〜４、整泡剤１、触媒１〜３、発泡剤４〜６とする旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６３４５０号公報
【特許文献２】特開平６−３３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、補修対象となる既設構造物の表面に凹凸があり、かつその表面の一部が水没環境下にある場合、上記の従来法では止水性に問題があった。例えば、モルタルを充填する方法では、凹凸に対してモルタルの追従性が低く、かつ、モルタルが硬化する際に収縮するため、十分な止水効果が得られなかった。また、特許文献１に記載の発泡成形体および特許文献２に記載の方法で用いられる充填材では、既設構造物との密着性が低いため、十分な止水効果が得られなかった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、海洋護岸またはトンネル等のような、表面が全水没またはその一部が水没している環境における既設構造物の表面について、高度に止水することができる水中施工用組成物およびそれを用いた水中施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は次の（１）〜（７）である。
（１）ポリブタジエンポリオールと、ヒマシ油変性ポリオールと、触媒と、発泡剤と、ポリイソシアネートとを含有し、硬質ポリウレタンフォームが水中で得られる水中施工用組成物。
（２）前記ポリイソシアネートと、前記触媒と、前記発泡剤との質量比が４０〜１５０：１．７〜８．３：１．０である上記（１）に記載の水中施工用組成物。
（３）クリームタイムが３０〜１２０秒であり、ライズタイムが１００〜３００秒である上記（１）または（２）に記載の水中施工用組成物。
（４）密度が１．０５ｇ／ｃｍ3以上であって、発泡倍率が１．５〜３．０倍である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の水中施工用組成物。
（５）粘度が１０〜２０Ｐａ・ｓである上記（１）〜（４）のいずれかに記載の水中施工用組成物。
（６）表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物における補修部の少なくとも一部に、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の水中施工用組成物を充填させるシール工程を備える水中施工方法。
（７）さらに、前記既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように型枠を設置して、シール材充填部を形成する型枠設置工程を備え、前記シール工程が、前記補修部の少なくとも一部および前記シール材充填部の少なくとも一部に上記（１）〜（５）のいずれかに記載の水中施工用組成物を充填させる工程である、上記（６）に記載の水中施工方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、海洋護岸またはトンネル等のような、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面について、高度に止水することができる水中施工用組成物およびそれを用いた水中施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は海洋護岸の例を示す概略断面図である。
【図２】図２は海洋護岸の例を示す別の概略図である。
【図３】図３は海洋護岸の例を示す概略断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例における漏水圧確認試験を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例における漏水圧確認試験を説明するための別の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について説明する。
本発明は、ポリブタジエンポリオールと、ヒマシ油変性ポリオールと、触媒と、発泡剤と、ポリイソシアネートとを含有し、硬質ポリウレタンフォームが水中で得られる水中施工用組成物である。
このような水中施工用組成物を、以下では「本発明の組成物」ともいう。
また、上記の硬質ポリウレタンフォームを「本発明の硬質ポリウレタンフォーム」ともいう。
【００１３】
また、本発明は、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物における補修部の少なくとも一部に、本発明の組成物を充填させるシール工程を備える水中施工方法である。
このような水中施工方法を、以下では「本発明の方法」ともいう。
【００１４】
以下において、単に「本発明」と記す場合、「本発明の組成物」および「本発明の方法」の両方を意味するものとする。
【００１５】
はじめに、本発明の組成物が含有する各成分について説明する。
【００１６】
ポリブタジエンポリオールは、ポリブタジエン構造および２つ以上の水酸基を有するポリオールである。ポリブタジエン構造には、例えば１，３−ブタジエンがシスもしくはトランス１，４結合した構造、１，２結合した構造、またはこれらの結合が混在する構造を有するものが挙げられる。
また、ポリブタジエンポリオールは、平均水酸基価が２０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、４０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。なお、平均水酸基価はＪＩＳ  Ｋ１５５７−１に基づいて求めた値であり、以下の説明においても同様の値を意味するものとする。
ポリブタジエンポリオールの含有率は、１５〜７０質量％であることが好ましく、２０〜６０質量％であることがより好ましい。ポリブタジエンポリオールの含有率がこのような範囲であると、既設構造物の表面凹凸への追従性が増し、補修箇所をより高度に止水することができ、さらに補修の作業性をより向上させることができるからである。
【００１７】
ヒマシ油変性ポリオールは、その分子末端に反応性に優れた水酸基を有するものである。ヒマシ油変性ポリオールとして、ヒマシ油またはヒマシ油脂肪酸に水酸基を付加させたポリオールを用いることができる。ヒマシ油変性ポリオールは単独であってよいが、２種以上の混合物であってもよい。
また、ヒマシ油変性ポリオールは、平均水酸基価が１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、１５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。さらに、官能基数（末端水酸基数）は２〜５であるものが好ましく、２〜３であるものがより好ましい。
ヒマシ油変性ポリオールの含有率は、１〜４０質量％であることが好ましく、１〜３０質量％であることがより好ましい。ヒマシ油変性ポリオールの含有率がこのような範囲であると、本発明の組成物における他の成分との相溶性をより向上させ、成形品の硬さや水密性を確保することができるからである。
【００１８】
上記のポリオール以外に、本発明の組成物は、フェニルジイソプロパノールアミンを含有することが好ましい。
フェニルジイソプロパノールアミンの含有率は、１〜２０質量％であることが好ましく、１〜１５質量％であることがより好ましい。フェニルジイソプロパノールアミンの含有率がこのような範囲であると、本発明の硬質ポリウレタンフォームの硬度が高くなるからである。
【００１９】
触媒は、硬質ポリウレタンフォームを形成するための、泡化（発泡）反応、ウレタン結合生成反応、ヌレート化反応を促進するものである。本発明では、アミン系触媒を用いることが好ましい。アミン系触媒として、例えば環状の第３級アミン、第４級アンモニウム塩を用いることができ、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの複塩、ジメチルトリエチレンアミン、トリエチレンジアミンプロピレングリコール溶液、Ｎ，Ｎ´，Ｎ´´−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン等が挙げられる。また、アミン系触媒として、芳香族ポリアミンも用いることができ、例えば、トルエンジアミンやジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。アミン系触媒は単独であってよいが、２種以上の混合物であってもよい。
触媒の含有率は、０．１〜６．０質量％であることが好ましく、０．１〜３．０質量％であることがより好ましい。触媒の含有率がこのような範囲であると、既設構造物の表面における補修箇所をより被塗物との濡れなじむ時間を確保し高度に止水することができ、さらに補修の作業性をより向上させることができるからである。
【００２０】
発泡剤として、ポリイソシアネートと反応して発泡を引き起こす、水を用いる。
発泡剤の含有率は、０．１〜５質量％であることが好ましく、０．１〜１．５質量％であることがより好ましい。発泡剤の含有率がこのような範囲であると、成形途上品を浮上させることなく空隙部へ充満させ、既設構造物の表面における補修箇所をより高度に止水することができ、さらに補修の作業性をより向上させることができるからである。
【００２１】
ポリイソシアネートとして、例えば、ＴＤＩ系、ＭＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＩＰＤＩ系、Ｈ１２ＭＤＩ系、ＴＯＤＩ系、およびアダクト体、トリマー体、カルボジイミド結合体、さらにプレポリマー方式のウレタン樹脂が挙げられる。ポリイソシアネートは、単独であってよいが、２種以上の混合物を用いることができる。混合物として、カルボジイミド変性メチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４´ジイソシアネート、およびジフェニルメタン２，４´ジイソシアネートの混合物を用いることが好ましい。硬度、弾性、物性、発現性、伸度、作業性がより良好となるからである。また、本発明の組成物におけるポリイソシアネート中、カルボジイミド変性メチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４´ジイソシアネートおよびジフェニルメタン２，４´ジイソシアネートの質量比は、５０〜７０：１５〜２５：１５〜２５であることが好ましい。
【００２２】
上記のポリイソシアネートは、そのＮＣＯ基含有率が１０〜５０質量％であることが好ましい。硬質ポリウレタンフォームの形状がより安定するからである。ここでＮＣＯ基含有率は、ＪＩＳ  Ｋ７３０１に規定される方法で測定して得られる値を意味するものとする。
また、ポリイソシアネートは、そのＮＣＯ当量が８４〜４２０であることが好ましい。上記と同様に、硬質ポリウレタンフォームの形状がより安定するからである。
【００２３】
本発明の組成物におけるポリイソシアネートと、触媒と、発泡剤との質量比が４０〜１５０：１．７〜８．３：１．０であることが好ましい。また、これらの質量比は、５０〜１１０：２．５〜６．３：１．０であることがより好ましく、７０〜９０：３．６〜５．０：１．０であることがさらに好ましい。得られる硬質ポリウレタンフォームの止水性がより向上するからである。
【００２４】
上記の各成分以外に、必要に応じて、難燃剤、無機充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤および着色剤からなる群から選ばれる少なくとも１つを本発明の組成物として含有することができる。この場合、公知のものを選定することができる。
【００２５】
次に、本発明の組成物の性状について説明する。
本発明の組成物の粘度は、１０〜２０Ｐａ・ｓであることが好ましく、１２〜１７Ｐａ・ｓであることがより好ましい。後述する、既設構造物における補修部、または型枠設置工程におけるシール材充填部への充填時に、本発明の組成物が補修部またはシール材充填部から漏洩することをより防ぐことができるからである。なお、この粘度は、発泡開始前の状態における組成物のＢ型粘度計によって測定される粘度である。
【００２６】
本発明の組成物は、クリームタイムが３０〜１２０秒であって、ライズタイムが１００〜３００秒であることが好ましい。また、クリームタイムは４０〜９０秒であることがより好ましく、４０〜７０秒であることがさらに好ましい。さらに、ライズタイムは１２０〜２８０秒であることがより好ましく、１５０〜２８０秒であることがさらに好ましい。ここで、クリームタイムとは、本発明の組成物が得られてから発泡開始までの時間を意味する。ライズタイムとは、本発明の組成物が得られてから発泡終了までの時間を意味する。
クリームタイムおよびライズタイムがこのような範囲であると、発泡が進行し過ぎることをより防ぐことができ、その結果、既設構造物の表面における補修箇所をより高度に止水することができ、さらに補修の作業性をより向上させることができるからである。
【００２７】
本発明の組成物は、密度が１．０５ｇ／ｃｍ3以上であって、発泡倍率が１．５〜３．０倍であることが好ましい。
また、本発明の組成物の密度は、１．０５ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましく、１．０７ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。また、本発明の組成物の密度は、２．５ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、２．０ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。なお、この密度は、発泡がない状態における密度である。
また、本発明の組成物は、発泡倍率が１．５〜３．０倍であることが好ましく、１．７〜２．５倍であることがより好ましい。ここで、発泡倍率とは、発泡がない状態における本発明の組成物の体積を１００％とし、この組成物の体積に対する、発泡後の硬質ポリウレタンフォームの体積の比率を意味する。例えば、発泡倍率が１．５倍とは、発泡がない状態における本発明の組成物の体積に対し、硬質ポリウレタンフォームの体積が１５０％であることを意味する。
本発明の組成物がこのような密度および発泡倍率であると、既設構造物表面の補修において、作業性をより向上させることができるからである。本発明の組成物を水中で充填する際、または水中で本発明の組成物を発泡させる際に、本発明の組成物の浮き上がりを防ぐことができるからである。
【００２８】
本発明の硬質ポリウレタンフォームについて説明する。
本発明の硬質ポリウレタンフォームは、上記のような本発明の組成物を水中で発泡させて得られる。このような硬質ポリウレタンフォームは、水中においても高い密着性を有する。そのため、海洋護岸またはトンネル等のような、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面を高度に止水することができる。
【００２９】
また、既設構造物が例えばコンクリート製であって、その表面が粗い場合、その表面に水が残存することがある。この表面に残存する水は、その表面と充填材または止水材との密着を低下させる原因の１つとなる。しかし、本発明の組成物は、補修部位において表面の水を追い出しながら膨張（発泡）するため、既設構造物の表面と硬質ポリウレタンフォームとの間に水がほとんど残存しない。その結果、このような表面に対しても高度に止水することができる。
【００３０】
また、本発明の硬質ポリウレタンフォームは、後述する水中硬化型エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびモルタル等の充填材をその上に充填して積層しても、形状寸法がほとんど変化せず、安定している。そのため、このような充填材を積層しても、止水性を高く維持することができる。なお、後述する方法で充填材を積層すると、本発明の硬質ポリウレタンフォームには約０．５〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力がかかる場合がある。
【００３１】
次に本発明の方法について説明する。
【００３２】
本発明の方法では、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物に処理を施す。このような既設構造物として、例えば表面の一部が水没環境下にある海洋護岸や、表面の一部が地下水に曝されるトンネルが挙げられる。なお、上記の水には、海水が含まれる。
【００３３】
本発明の方法が備えるシール工程とは、上記の既設構造物における補修部の少なくとも一部に、本発明の組成物を充填させる工程である。
【００３４】
本発明の方法における補修部とは、上記の既設構造物の表面における補修箇所であり、本発明の組成物を充填させる部分（空間）を意味する。
補修部として、例えば、上記の既設構造物における亀裂の内部、空洞、空隙および目地等が挙げられる。このような補修部は、水没環境下または水に曝される環境下にある。
【００３５】
補修部における本発明の組成物の充填量は、必要容積の１／３〜２／３量であることが好ましい。本発明の組成物における発泡倍率が、１．５〜３倍となるからである。ここで、必要容積とは、本発明の硬質ポリウレタンフォームを充満させることが必要な空間を意味する。つまり、本発明の方法では、補修部の少なくとも一部に、本発明の組成物を充填すればよい。
【００３６】
このように、補修部に充填された本発明の組成物は発泡し、本発明の硬質ポリウレタンフォームとなる。本発明の硬質ポリウレタンフォームは、補修部の必要容積中に充満し、既設構造物の表面における漏水を高度に止水する。
【００３７】
本発明の方法は、さらに、既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように型枠を設置して、シール材充填部を形成する型枠設置工程を備え、前記シール工程が、前記補修部の少なくとも一部および前記シール材充填部の少なくとも一部に本発明の組成物を充填させる工程であることが好ましい。
【００３８】
シール材充填部の少なくとも一部に本発明の組成物を充填させる場合、上記と同様、本発明の組成物の充填量は、補修部とシール材充填部とにおける必要容積の１／３〜２／３量であることが好ましい。つまり、本発明の方法では、補修部およびシール材充填部の少なくとも一部に、本発明の組成物を充填すればよい。
【００３９】
次に本発明の方法の好適実施態様について図１、図２および図３を用いて説明する。
【００４０】
図１は海洋護岸の例を示す概略断面図である。
図１における海洋護岸１は、陸３と海５との間に建設されており、その海水中の表面１１には、大きくえぐれた凹み部１５がある。凹み部１５は、海水面と略平行となっている上面１３を有する。また、表面１１は、水が存在していない部分である表面１７を含む。さらに、海洋護岸１には、凹み部１５に亀裂７が存在する。図１は、この海洋護岸１の表面１１に面して、型枠２３を設置し、さらに型枠２１を設置した状態を示す。
【００４１】
図２は、図１における海洋護岸１の表面１１に型枠（２１および２３）を設置し、凹み部１５を含む表面１１と型枠（２１および２３）とで形成されたシール材充填部２５を、型枠２３の正面から見た状態を示す。
【００４２】
図３は海洋護岸の例を示す別の概略断面図である。図３では、凹み部１５に本発明の組成物を充填し発泡させて、シール材充填部２５の一部および凹み部１５ならびに亀裂７の一部に本発明の硬質ポリウレタンフォーム（シール材）３１を充満させた状態を示す。
【００４３】
海洋護岸１は、建設後、相当の時間が経過すると老朽化し、その表面に亀裂が生じる場合がある。海洋護岸１では、陸３側の表面９から海５側の表面１１へと、亀裂７を介して地下水が流れ出る可能性がある。これを防止するため海洋護岸１の表面１１を補修する必要がある。
【００４４】
型枠設置工程について、図１および図２を用いて説明する。
図１における海洋護岸１では、表面１１と間隔Ｌａを保つように型枠（２１および２３）を設置する。この海洋護岸１における凹み部１５および表面１７を含む表面１１と、型枠（２１および２３）とに囲まれた空間が、シール材充填部２５に相当する。
【００４５】
型枠２１は、表面１１および型枠２３に密着して、型枠２３が表面１１と間隔Ｌａを保つように、かつ型枠２３の主面が表面１１と概ね平行となるように、型枠２３を固定する役割を果たす。また、シール材充填部２５に本発明の組成物を充填する際、本発明の組成物が漏れ出さないようにシールする役割も合わせて果たす。よって、型枠２１は、図１においては型枠２３の下部のみに設置されているが、図２に示すように、必要に応じてシール材充填部２５を囲うように配置する。このような役割を果たすものであれば、型枠２１の大きさ、形状、材質等は特に限定されない。
【００４６】
型枠２１は、圧縮強度が５ｋＰａ以上（より好ましくは８ｋＰａ以上）の部材であることが好ましい。ここで圧縮強度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２に規定する方法によって測定される。
【００４７】
表面１１に型枠２１を設置する方法は特に限定されない。例えば、表面１１にＬ形鋼を固定ボルトで取付け、その上に型枠２１を載せてＬ形鋼と固定する方法が挙げられる。
【００４８】
型枠２３は表面１１と間隔Ｌａを保つように、かつ表面１１に対して型枠２３の主面が概ね平行となるよう、型枠２１に固定される。この型枠２３の材質は石膏ボードであることが好ましい。
また、間隔Ｌａは、５〜３０ｍｍであることが好ましく、１０〜２０ｍｍであることがより好ましい。間隔Ｌａを介して、シール材充填部２５へ本発明の組成物を充填するからである。
また、表面１１と型枠２１の主面とを厳密に平行にすることは困難である。よって間隔Ｌａは、表面１１と型枠２１の主面との間隔の平均値を意味するものとする。
【００４９】
なお、海洋護岸は法線（壁面の位置）が陸地との位置取りとして登録されていることから、既設の海洋護岸のコンクリートをハツリ後、漏水補修する際、既設の法線まで戻す必要が有る。したがって、ハツリ量を少なく、型枠の厚みや、シール材充填部に充填されるシール材（硬質ポリウレタンフォーム）の厚みが少ない方がより安価となり好ましい。
【００５０】
型枠設置工程において、型枠２１を設置する前または後に、既設構造物の表面に対してハツリ・ブラスト処理を施して、不要物を除去することが好ましい。ここで、ハツリ・ブラスト処理を施すと、既設構造物における表面は削られるが、これを修復処理しないで、次のシール工程を行ってもよい。本発明の方法が備えるシール工程によれば、修復処理を行わなくても、止水性に優れたシール材（硬質ポリウレタンフォーム）を形成して、既設構造物における表面を補修することができる。
【００５１】
また、型枠設置工程の前に、上面１３にエポキシ樹脂プライマーを塗布することが好ましい。上面１３は海水面に対して略水平であるため、本発明の組成物が膨張（発泡）しながら水を追い出すことが難しく、水が上面１３に残存する場合があるからである。これを防ぐため、上面１３にエポキシ樹脂プライマーを塗布して、上面１３を平坦化することが好ましい。
エポキシ樹脂プライマーは、表面を平坦にできるものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
【００５２】
本発明の方法における型枠設置工程は、海洋護岸１における凹み部１５のようなえぐれた部分がなく、表面が平坦な既設構造物に対しても適用することができる。
【００５３】
次に、本発明の方法におけるシール工程について、図３を用いて説明する。
【００５４】
本発明の方法におけるシール工程は、上記の補修部と同様に、シール材充填部２５の少なくとも一部に本発明の組成物を充填することによって行うことができる。充填された本発明の組成物は発泡し、本発明の硬質ポリウレタンフォームとなり、シール材充填部２５の一部に充満する。
本発明の組成物の充填は、例えば、図３におけるシール材充填部２５の上部からホースを挿入し、シール材充填部２５における凹み部１５の奥から手前へとホースを動かしながら、充填する方法が挙げられる。
【００５５】
このようにシール材充填部２５に充填された組成物は発泡し、硬質ポリウレタンフォーム３１となる（図３）。硬質ポリウレタンフォーム３１は、シール材充填部２５の必要容積中に充満し、表面１１および型枠（２１および２３）の一部、ならびに凹み部１５に密着して漏水を高度に止水する。この過程で、海洋護岸１に生じた亀裂７の一部へも浸透する。
【００５６】
本発明の方法におけるシール工程にて、必要容積中に硬質ポリウレタンフォーム３１を充満させた後、シール材充填部２５におけるそれ以外の部分へ、硬質ポリウレタンフォーム３１以外の充填材を充填することが好ましい。既設構造物における漏水をより防ぐことができるからである。
硬質ポリウレタンフォーム３１以外の充填材として、従来公知の充填材を用いることができるが、例えば、次のような水中硬化型エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびモルタルを用いることが好ましい。
【００５７】
水中硬化型エポキシ樹脂は、外部環境にある水と反応して硬化する態様のものである。海洋護岸１の場合、外部環境にある水とは、シール材充填部２５内に存在する水（海水や地下水）のことである。
【００５８】
水中硬化型エポキシ樹脂は、密度が２ｇ／ｃｍ3以上、粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、可使時間が３０分以上のものであることが好ましい。このような性状であると、表面１１の上部に幅の狭いひび割れまたは亀裂があった場合であっても、また、間隔Ｌａが小さく、シール材充填部２５が狭い場合であっても、そこへ浸透しやすいからである。さらにひび割れ構造が変動しても変形し難いため好ましい。
【００５９】
ここで密度は３ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。充填時の水との置換とひび割れへの充填性を課題としており、密度が高くなると樹脂成分が低く、充填顔料との分離、ひび割れ部への充填性が低下することから、３ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。密度が２ｇ／ｃｍ3に近いと水置換性とひび割れ追従性（伸び）が良好になり好ましい。なお、密度はＪＩＳ  Ｋ  ６８３３に規定される方法で測定される値（条件：２０℃）を意味するものとする。
また、粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。また、５００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましい。水置換性とひび割れ浸透性が良好となるからである。また、充填時の水との置換とひび割れ充填性を課題としており、粘度が低いと水との混合が発生し、粘度が高いとひび割れ充填性が落ちることから、粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下で且つ５００ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、粘度はＪＩＳ  Ｋ  ６８３３に規定される方法で測定される値（条件：２０℃）を意味するものとする。
可使時間は６０分以下であることが好ましい。上記粘度の場合、ひび割れ浸透性とシール性との兼ね合いにより、３０分程度であることが好ましい。なお、可使時間とは、温度上昇法（条件２０℃、３００ｇ）によって測定される粘度が２倍となるまでの時間を意味する。
【００６０】
水中硬化型エポキシ樹脂は、シール材充填部２５の上部からシール材充填部２５内へ充填することができる。また、型枠２３に注入口を設け、そこから充填することもできる。この際、硬質ポリウレタンフォーム３１側（奥側）からシール材充填部２５の上部側（手前側）へと充填することが好ましい。硬化に利用されなかった水が、硬質ポリウレタンフォーム３１と水中硬化型エポキシ樹脂との間に残存することを防ぐためである。また、水中硬化型エポキシ樹脂は、その硬化に水を利用するため、シール充填部の中でも水が存在する部分に充填することが好ましい。さらに、水中硬化型エポキシ樹脂が、隙間がないように、かつ水が残存していないように充填されたかを把握するため、電気抵抗測定装置を用いた管理を行うことが好ましい。
【００６１】
充填した水中硬化型エポキシ樹脂が硬化する前に、その中へグリッド材を含ませることができる。この場合、型枠２３の剛性が低くてもよい。グリッド材（炭素繊維等）は高いヤング率を保有し、かつコンクリートへの付着構成物であるため、剛性補強ができるからである。
グリッド材とはＦＲＰ格子筋であることが好ましく、炭素繊維やＦＲＰの棒状の材料を縦横に交差固定されたものであることが好ましい。
【００６２】
このように、本発明の方法は、シール材充填部の少なくとも一部に本発明の組成物を充填し、硬質ポリウレタンフォームを充満させた後、充満させていない残りのシール材充填部に、水中硬化型エポキシ樹脂を充填することが好ましい。なお、本発明の方法において、補修部の少なくとも一部に本発明の組成物を充填する場合、硬質ポリウレタンフォームを充満させた後、充満させていない残りの補修部に水中硬化型エポキシ樹脂を充填することが好ましい。
【００６３】
また、本発明の方法では、補修部またはシール材充填部における水が存在していない部分に対し、ウレタン樹脂を用いて、その表面にウレタン樹脂層を形成することが好ましい。水が存在していない部分とは、例えば、図１の海洋護岸１における表面１７が挙げられる。このウレタン樹脂としてポリウレタン系樹脂が挙げられる。ポリウレタン系樹脂は、一液湿気硬化型を用いてもよいし、二液反応型を用いてもよい。また、ポリウレタン系樹脂を既設構造物の表面に吹き付け等して、ウレタン樹脂層を形成することができる。具体的には、スプレーガンを用いた吹き付けによって形成することが好ましい。より具体的には、イソシアネート成分とポリオール成分を混合してなる硬化性混合物を吹き付けて、この混合物からなるウレタン樹脂層を形成することができる。
ウレタン樹脂層の厚さは、０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは２ｍｍ以上とすることができる。
【００６４】
さらに、上記のウレタン樹脂層を形成した後、ウレタン樹脂層と型枠（２１および２３）との間にモルタルを充填させることが好ましい。
また、型枠（２１および２３）の大きさが足りず、型枠（２１および２３）の範囲が上記のウレタン樹脂層の部分まで至っていない場合、上記のウレタン樹脂層に対して別の型枠を設け、その型枠とウレタン樹脂層との間にモルタルを充填させることが好ましい。この別の型枠については、上記の型枠設置工程と同様の方法で設置することができる。
【００６５】
モルタルとして、例えば、ポリマーセメントモルタル、樹脂モルタル、セメントモルタルが挙げられる。ポリマーセメントモルタルは、例えば、ポルトランドセメント、早強セメント、中庸熱ポルトランドセメントなどのセメントと、硅砂などの細骨材とを含み、これらを結合するバインダーとしてポリマーエマルジョンやラテックスエマルジョンを添加したものである。ポリマーエマルジョンとしては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などの樹脂系エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴムなどの合成ゴム系エマルジョン、天然ゴムエマルジョンなどが使用できる。
【実施例】
【００６６】
本発明の実施例について説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
＜漏水圧確認試験＞
漏水が発生した既設構造物の表面に対して、本発明の組成物を用いて補修を行った場合、本発明の組成物から得られる硬質ポリウレタンフォームは既設構造物の漏水部から水圧を受けることになる。この水圧を受けた場合であっても硬質ポリウレタンフォームは既設構造物に密着した状態を保持する必要がある。
そこで、これを確認するため、漏水圧確認試験を行った。
【００６８】
漏水圧確認試験において用いた供試体について説明する。
図４は漏水圧確認試験において用いた供試体７０の概略断面図である。図４に示す供試体７０は、孔５０ａを有するモルタル板５０と、モルタル板５０を支持する鋼板５１と、シール材充填部６１を形成する型枠５５および５７と、型枠５５を支持するアクリルパイプ５３と、漏水を模した水を供給する水供給部４０とを備えるものである。また、水供給部４０は、ホース４１、ホース継手４３、異径ソケット４５、ニップル４７およびスペーサー４８、４９を接続させてなるものであり、ホース４１の一方の端部から注入された水が、これらの接続部位から漏水しないように構成されている。
【００６９】
供試体７０における鋼板５１およびモルタル板５０について説明する。
この鋼板５１とモルタル板５０とが、本発明の方法における既設構造物に相当する。モルタル板５０（２０ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）はその主面上における略中央部に５ｍｍ径の孔５０ａが貫通しているものである。
図４に示すように、鋼板５１（１００ｍｍ×１５０ｍｍ×９ｍｍ）の上に、モルタル板５０の主面が水平となるように、かつ、これらが略直角を形成するように設置した。この際、モルタル板５０と鋼板５１とを水中硬化型エポキシ樹脂（日本シーカ株式会社製、ＮＴＡＣ−ＳＧＲ）を用いて結合し、さらに水中硬化パテ６４を盛りつけて、これを補強した。
【００７０】
供試体７０におけるシール材充填部６１について説明する。
上記の鋼板５１およびモルタル板５０に、アクリル板である型枠５５および５７を次のように設置することで、シール材充填部６１を形成した。まず、型枠５５（９０ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍ）を、アクリルパイプ５３の上に載せ、その端面が鋼板５１の主面と接するように、かつ型枠５５の主面が水平となるように配置し、固定した。この際、型枠５５とモルタル板５０との主面間の距離は約５０ｍｍであった。
次に、この型枠５５における鋼板５１とは反対側の端部に、型枠５７（３０ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍ）を、その主面が鋼板５１の主面に対して略平行となるように配置し、型枠５５に固定した。また、型枠５５および５７の両主面とその主面が垂直をなすように、別の２つの型枠（５０ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍ、図示省略）をそれぞれ配置し、これら４つの型枠の主面、鋼板５１の主面およびモルタル板５０の主面に囲まれた略立方体状の空間が形成されるように固定した。この空間がシール材充填部６１に相当する。なお、図４におけるモルタル板５０の主面におけるエポキシ樹脂プライマー面５０ｂは、シール材充填部６１の一部を形成する面である。
【００７１】
供試体７０における水供給部４０について説明する。
水供給部４０は、ホース４１、ホース継手４３、異径ソケット４５、ニップル４７、およびスペーサー４９からなり、モルタル板５０の孔５０ａへつながる密閉空間を構成する。また、ホース継手４３、異径ソケット４５およびニップル４７は、各々、雄螺子または雌螺子を有していて、螺合することで接合することができる。これらを接合させた後、ホース４１の一方をホース継手４３に挿入して連結させた。なお、ニップル４７には、その開口部（異形ソケット４５と連結していない側）に、水中硬化型エポキシ樹脂（日本シーカ株式会社製、ＮＴＡＣ−ＳＧＲ）を塗布したものを用いた。
次に、中央部に貫通孔を有したドーナツ型のスペーサーを２つ用意した（スペーサー４８、４９）。２つのスペーサー（４８、４９）の大きさは異なり、直径が小さいスペーサー４８が有する貫通孔６５の直径は、孔５０ａの直径と同一である。また、スペーサー４９の内周円の直径（中央部の貫通孔の直径）よりも、スペーサー４８の外周円の直径の方が小さい。よって、図４に示すように、２つのスペーサー４８、４９をその中心の位置が同じとなるように配置すると、スペーサー４８の外周とスペーサー４９の内周との間に隙間が生じる。
モルタル板５０の主面にブラスト処理を施した後、この主面上に、図４に示すように２つのスペーサー４８、４９をその中心の位置が共に孔５０ａの中心と同じとなるように配置した。そして生じたスペーサー４８の外周とスペーサー４９の内周との間の隙間へ、ニップル４７における開口部を挿入し、さらにこの隙間へ水中硬化型エポキシ樹脂（日本シーカ株式会社製、ＮＴＡＣ−ＳＧＲ）６３を注入して、ニップル４７とスペーサー４８、４９とモルタル板５０とを固定した。そして、硬化した後の水中硬化型エポキシ樹脂に、さらに水中硬化パテ６６を盛りつけるように塗布し、ニップル４７とスペーサー４９との固定を補強した。
このような構造を有する水供給部４０では、ホース４１に供給された水が、ホース継手４３、異径ソケット４５、ニップル４７およびスペーサー４９の貫通孔６５を通過し、孔５０ａに供給される。
【００７２】
上記のように組み立てた供試体７０を水中に設置した。そして、シール材充填部６１に面するモルタル板５０のエポキシ樹脂プライマー面５０ｂには、エポキシ樹脂プライマー（中国塗料株式会社製、製品名：コンテクトＷＥ３００下塗）を塗布した。このエポキシ樹脂プライマーは、主剤であるエポキシ樹脂に、硬化剤として変性脂肪族ポリアミンを添加したものである。エポキシ樹脂プライマーは厚さが１ｍｍとなるよう均一に塗布し、２４時間養生した。
そして、次に説明する本発明の組成物を、シール材充填部６１へ充填した。
【００７３】
硬質ポリウレタンフォーム６０の基となる本発明の組成物について説明する。本発明の組成物は、第１表に示す組成のＡ液およびＢ液を混合して調整した。
ここで第１表中の各組成成分について説明する。
Ａ液に含まれるポリオールとして、ポリブタジエン−ポリオール（出光石油化学株式会社製、Ｐｏｌｙ  ｂｄ  Ｒ−４５ＨＴ（登録商標））、変性ヒマシ油ポリオール（伊藤製油株式会社製、ＵＲＩＣ  Ｈ−６２）およびフェニルジイソプロパノールアミンを用いた。また、触媒として、ジエチルトルエンジアミンおよびＮ，Ｎ´，Ｎ´´−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミンを用いた。さらに、発泡剤には水を用いた。
上記の成分の他、難燃可塑剤、無機充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤および着色剤を混合し、Ａ液を調整した。
【００７４】
触媒中におけるジエチルトルエンジアミンおよびＮ，Ｎ´，Ｎ´´−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミンの質量比は、４０：１であった。
【００７５】
Ｂ液は、ポリイソシアネートとして、カルボジイミド変性メチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４´ジイソシアネート、およびジフェニルメタン２，４´ジイソシアネートを５０：２５：２５の質量比で加熱溶解したものを用いた。
【００７６】
上記のＡ液を６０℃、Ｂ液を４０℃に調整してから、Ａ液およびＢ液を１つのタンクへ流し込んで撹拌した。この際、Ａ液：Ｂ液の質量比は２．２：１．０であり、ポリイソシアネート：触媒：発泡剤の質量比は９０：５．０：１．０であった。
【００７７】
【表１】
2015224291.tif 000003
【００７８】
上記の撹拌後、タンクからシール材充填部６１へ繋がるホースを通じて、得られた本発明の組成物をシール材充填部６１へ送液した。ここでシール材充填部６１に到達したときの本発明の組成物は、未だ発泡が始まっていない状態であることが好ましい。よって、撹拌時間が長時間とならないように、Ａ液とＢ液とをタンクへ流し込んだ後、できるだけ早く、本発明の組成物を送液した。送液した際の本発明の組成物の粘度は１５Ｐａ・ｓであり、密度は１．１０ｇ／ｃｍ3であった。また、送液量は２００ｍｌであり、シール材充填部６１の容積（８０ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍ）の１／２であった。
シール材充填部６１に送液された本発明の組成物は、Ａ液とＢ液をタンクへ流し込んだ後、約５５秒後に発泡し始め、約２１５秒後に発泡が完了した。そして図５に示すような硬質ポリウレタンフォーム６０となった。この際の硬質ポリウレタンフォーム６０の密度は０．５５ｇ／ｃｍ3であった。
硬質ポリウレタンフォーム６０は、シール材充填部６１内に充満し、モルタル板５０における水中硬化形エポキシ樹脂を塗布したエポキシ樹脂プライマー面５０ｂ、型枠（５５、５７等）および鋼板５１に密着した。
【００７９】
次に、供試体７０における水供給部４０から、漏水を模した水を孔５０ａへ供給した。水は水温が２０℃、ｐＨが１０．０であった。この水を水圧が０．０７５ＭＰａとなるように供給し、この状態を１５日間保持した。
【００８０】
その結果、１５日間経過した後であっても、硬質ポリウレタンフォーム６０は、エポキシ樹脂プライマー面５０ｂ、型枠（５５、５７等）および鋼板５１に密着した状態を保っていた。また、孔５０ａからの水圧による、硬質ポリウレタンフォーム６０の剥離は見られなかった。さらに、孔５０ａからの漏水は確認されなかった。
【符号の説明】
【００８１】
１                        海洋護岸
３                        陸
５                        海
７                        亀裂
９、１１、１７            表面
１３                      上面
１５                      凹み部
２１、２３、５５、５７    型枠
２５、６１                シール材充填部
３１、６０                硬質ポリウレタンフォーム
４０                      水供給部
４１                      ホース
４３                      ホース継手
４５                      異径ソケット
４７                      ニップル
４８、４９                スペーサー
５０                      モルタル板
５０ａ                    孔
５０ｂ                    エポキシ樹脂プライマー面
５１                      鋼板
５３                      アクリルパイプ
６３                      水中硬化型エポキシ樹脂
６４、６６                水中硬化型パテ
６５                      貫通孔
７０                      供試体
【図１】
2015224291.tif 000004
【図２】
2015224291.tif 000005
【図３】
2015224291.tif 000006
【図４】
2015224291.tif 000007
【図５】
2015224291.tif 000008