(57)【要約】【課題】従来、中性化によるコンクリート劣化に対する対応は、主としてコンクリート表層面の強化防護にあった。従って劣化の経時的進行に対する、すなわち、深部の劣化ないし鉄筋の錆、腐食に対しては不充分であった。【解決手段】ポリウレタン系樹脂にジイソシアネートおよびキシレンを混合した浸透性の良い変性ポリウレタンを補修剤としてコンクリート表面ないし深部に塗布又は注入する。更に塗布又は注入したコンクリート表面にガラス質膜を形成することにより、コンクリート構造物の強度が向上し、且つコンクリート表面への泥や粉塵の付着が防止できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させたことを特徴とするコンクリート構造物の強化剤。
【請求項２】
ポリウレタン系樹脂にジイソシアネート及び溶媒を混合した変性ポリウレタンを含んで成ることを特徴とするコンクリート構造物の強化剤。
【請求項３】
変性ポリウレタンの組成が下記の通りである請求項２に記載のコンクリート構造物の強化剤。
ポリウレタン系樹脂　　１０〜５０重量％
ジイソシアネート　　　２〜１５重量％
キシレン　　　　　　　５２〜６５重量％
【請求項４】
コンクリート構造物の表面に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤を塗布することを特徴とするコンクリート構造物の強化方法。
【請求項５】
コンクリート構造物の表面に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤の第１回塗布を行い、その後第２回塗布を行うことを特徴とするコンクリート構造物の強化方法。
【請求項６】
コンクリート構造物内に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤を注入し、コンクリート構造物内に浸透させることを特徴とするコンクリート構造物の強化方法。
【請求項７】
コンクリート構造物の表面に、強化成分を溶解させた強化剤を塗布又は注入して強化を行い、次いで該強化面上に金属酸化物ガラス質膜を形成することを特徴とするコンクリート構造物の強化方法。
【請求項８】
コンクリート構造物の表面に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤を塗布又は注入して強化を行い、次いで該強化面上に金属酸化物ガラス質膜を形成することを特徴とするコンクリート構造物の強化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の劣化を防止するとともに、劣化したコンクリート構造物を再生強化するための強化剤とその強化方法に関し、より詳細にはこのようにして強化されたコンクリート構造物をより以上に強化するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の劣化、特に経時劣化の要因として、コンクリート骨材をはじめ材料の問題、施工上の問題、更には環境上の問題等、多様な要因があることは周知である。
ところで、このような要因の中でコンクリートの中性化による劣化が占める割合が極めて大きいことも既に指摘されている。例えば、コンクリート表面からの酸性雨の浸透や大気中の炭酸ガス、硫化ガス等の浸入や塩類の浸食、それに伴う内部鉄筋の発錆などの経時的劣化がそれである。
【０００３】
そこで、これまでこの経時的劣化対策として表面処理剤としての塗料や防水剤、モルタルなどの表面被覆材の塗布など、主として被覆による補修方法が提案され試みられてきた。しかしこれらの対応はいずれもコンクリート構造物の内部への浸透性が乏しく、何らかの理由で塗膜面が傷つけられたり、塗膜自体の劣化が生じた場合、大気中のガスや液体の浸入を阻止することができず、コンクリートの中性化の防止対策として万全とは言い難いのが現状である。つまり従来のコンクリート表面の被覆方式のみでは、すなわち塗料やモルタル等の表面処理剤や表面被覆施工方式のみでは万全でない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先に述べたように、これまでの塗料をはじめとする表面被覆材は内部浸透性に乏しく、中性化対策として万全ではない。
更に従来の対策はコンクリート構造物の再生補修でしかなく、再生補修されたコンクリート構造物に対してより以上の処理、例えば強度向上のための処理は行われていない。
例えば特許第２５３８５２７号公報には、加水分解可能な有機金属化合物を加水分解及び脱水縮合させた生成物を基材表面に塗布し、熱処理してガラス化してガラス膜を形成する方法が開示されているが、コンクリート構造物への言及はない。
【０００５】
本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、劣化したコンクリートの内部への浸透性の高い、つまり劣化した内部組織を強固に結合させる一種のレジン化作用も発揮できるポリウレタン系の補修剤と補修方法、更にこの補修方法により補修されたコンクリート構造物を更に強化するための方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させたことを特徴とするコンクリート構造物の強化剤であり、第２に、コンクリート構造物の表面に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤を塗布することを特徴とするコンクリート構造物の強化方法であり、第３に、コンクリート構造物の表面に、ポリウレタン系樹脂を変性させた変性ポリウレタンを溶媒に溶解させた強化剤を塗布し、次いで該塗布面上に金属酸化物ガラス膜を形成することを特徴とするコンクリート構造物の強化方法である。
【０００７】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、コンクリート構造物、つまり連続した微細な空隙を有するポーラスな組織構造物に、変性ポリウレタンを主成分とする強化剤又は補修剤を塗布又は注入浸透させてコンクリート構造物の表面及び／又は内部を補強するもので、昨今、社会問題とさえ指摘されている高架橋やトンネルその他のコンクリート構築物の中性化による劣化問題を解消することを可能にする。
本来、ポリウレタン系樹脂は、ポリエステル樹脂にジイソシアネートを加えて合成され、ラジカルの重合反応により強固に硬化する。ポリウレタン系樹脂にキシレン等の溶媒を添加すると極めて重合反応が遅くなり、しかもキシレンの添加量を増やすと、物質内部への浸透性が高く、粘性の低い液体になる。
【０００８】
このようにして調製される強化剤又は補修剤をコンクリート構造物表面、特に劣化しあるいは微細なクラックが生じた、つまり劣化初期の段階にあるコンクリート構造物の表面に塗布すると、コンクリート内部に深く浸透し、コンクリート内部の水分と反応し、極めてゆっくりとした重合反応を行い、硬化する。その際に、内部組織と強固に結合して組織内部を硬化させる。しかも反応時にＣＯ２を発生させ、それが小さな泡になってコンクリート内部の微細な空間を埋めて骨材等の粒子を強力に結合させ、大気中のコンクリート劣化の要因である有害ガスや液体の浸入をほぼ完全に防御するバリヤーを形成することができるようになる。なお本発明の強化剤又は補修剤はこのようにしてコンクリート構造物の内部に深く浸透することが望ましいが、表面に塗布して表面近傍でのみ硬化しても補修効果又は強化効果が得られる。
【０００９】
更に本発明の強化剤の対象は劣化したコンクリート構造物に限定されず、施工直後のコンクリート構造物に塗布しても良く、これにより該コンクリート構造物のより以上の強度向上を達成できる。
これにより劣化したコンクリート構造物が再生補修され、又はコンクリート構造物の強度が更に向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るコンクリート構造物の強化剤の実施例を記載するが、これは本発明を限定するものではない。
【００１１】
［実施例１］
まず下記組成からなる補修剤を準備した。この補修剤の性状は極めて粘性が低く、さらっとした液体であった。
ポリウレタン系樹脂　　　３０重量％
ジイソシアネート　　　　１０重量％
キシレン　　　　　　　　６０重量％
【００１２】
外観チェックで微細なひびが見られ、かつ打音チェック等により、内部組織にやや劣化の初期現象が見られたコンクリート構造物の表面に、前記補修剤を塗料と同様にしてスプレー方式で塗布した。１層塗り後、２４時間経過した時点で、前記補修剤は深部まで浸透し、コンクリート中の水分と重合反応を行って強固に結合して微細空隙を埋め、バリヤーを形成した。すなわち、一種のレジンコンクリート状に硬化した。
次いでこの表面に更に刷毛を使用して２層目を塗布した。その結果、コンクリート表面に極めて強固な被覆層が形成され、これは対候性の高い強靭な被覆層であった。
【００１３】
［実施例２］
コンクリート構造物のチェックを行い、補強鉄筋の発錆部に、ハツリ、その他の注入孔を穿設し、この注入孔に実施例１の補修剤をポンプにより注入充填方式で塗布した。その結果防錆効果があることも知見された。
【００１４】
このようにウレタン系樹脂、ジイソシアネート及びキシレンの混合割合を調整することにより、劣化状態に対応した補修剤を選定することにより、有害物質（水、ガス等）の浸透を阻止可能な強固なバリヤーをコンクリート組織内部に形成できることが知見された。すなわち、劣化初期ないしは劣化の進行したコンクリート内部を一種のレジンコンクリートに改質させることができた。
【００１５】
［実施例３］
実施例１で被覆層を形成したコンクリート構造物の前記被覆層表面に、特許第２５３８５２７号公報記載の方法に準じて、酸化ジルコニウム系のガラス質膜を形成した。
このガラス質膜を有するコンクリート構造物は、外界からの衝撃に対して実施例１で補修したコンクリート構造物よりも強く、更に表面がガラス質であるため、泥や粉塵が付着しても布で拭き取るだけで簡単に除去でき、表面の清浄化が達成できた。
【００１６】
【発明の効果】
本発明では、以上説明したように強化剤又は補修剤がコンクリート内部への浸透性が高く、しかも重合反応が極めて緩やかに進行し、コンクリート内部の骨材等を強力に被覆結合させ、且つコンクリート表層部に耐候性の高い被膜を形成する結果、劣化の進行を防止し、且つ内部鉄筋の錆発生に対しても防錆効果を発揮することが出来る。
特に強化剤又は補修剤がコンクリート内部へ浸透し、劣化を防止するので、施工性が高く、且つ鉄筋の防錆効果があり、これまでの劣化防止および補修に関する手間とコストが軽減される。
【００１７】
更に強化剤又は補修剤の塗布又は注入に続いて、その表面に金属酸化物ガラス質膜を形成すると、前記強化剤又は補修剤による構造強化に加えて前記ガラス質膜による強化が加わって強度向上がほぼ万全になる。更にこの金属酸化物ガラス質膜の形成はコンクリート構造物表面への泥や粉塵の付着防止に寄与し、付着した場合にも容易に除去できるため、表面の清浄化が簡単に行えるようになる。