(57)【要約】【課題】  コンクリートにおける漏水の要因となり易い部位に、優れた止水性を付与できる止水材料を提供する。【解決手段】  ポルトランドセメントと、セメント成分を含むセメント結晶増殖剤と、炭酸カルシウム粉末と、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤と、水とを含み、ポルトランドセメント、セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が１５質量部以上である止水材料。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルトランドセメントと、セメント成分を含むセメント結晶増殖剤と、炭酸カルシウム粉末と、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤と、水と、を含み、
前記ポルトランドセメント、前記セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、１５質量部以上である、ことを特徴とする止水材料。
【請求項２】
前記ポルトランドセメント、前記セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、２５質量部以上である、ことを特徴とする請求項１記載の止水材料。
【請求項３】
硬化したコンクリートの表面に、請求項１又は２記載の止水材料を塗布して止水部位を形成することを特徴とする、止水部位の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、止水材料及びコンクリートに止水部位を形成する止水部位の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート製構造物の構築においては、一回あたりの打設量や支保工の組み立て手順などといった施工上の都合により、コンクリートを何度かに分けて打設する、いわゆる打継ぎが行われる。例えば、底版部や頂版部と壁部との間、或いは壁部の途中において、水平な打継目が形成されることがある。この場合、硬化した下部のコンクリート（下部リフト）の上に上部のコンクリート（上部リフト）を打設するため、下部リフトの上面に取り残されたレイタンスや埃等により、界面が脆弱となり易く、水みちが生じて漏水の原因となり易い傾向にあった。
【０００３】
そこで、このような不都合を解消するために、コンクリートを打継ぎする際、打継面に所定の処理を施す方法が知られている。例えば、下記特許文献１には、セメント、シリカ化合物を含むポゾラン質微粉末、細骨材、水及び減水剤を組成とする配合物からなるコンクリート打継ぎ用モルタル組成物が開示されている。これを、打継面に打設することによって、打継目において耐久性及び水密性が確保できるようになることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２２８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリート製構造物においては、可能な限り漏水を少なくできることが望ましいが、例えば地下構造物に適用される場合等といった浸水が生じ易い条件では、上述したような従来の手法を適用した場合であっても、十分に漏水を防ぐことができないことがあった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コンクリートにおける漏水の要因となり易い部位に、優れた止水性を付与できる止水材料、及びこれを用いた止水部位の形成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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の止水材料は、ポルトランドセメントと、セメント成分を含むセメント結晶増殖剤と、炭酸カルシウム粉末と、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤と、水とを含み、ポルトランドセメント、セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、１５質量部以上であることを特徴とする。
【０００８】
例えば、上記本発明の止水材料を下部リフトの打継面に塗布した後に、上部リフト用のコンクリートを打設する打継ぎを行うことで、打継目には止水材料からなる止水部位（止水層）が形成される。このような止水層は、ポルトランドセメント及びセメント結晶増殖剤を含有する止水材料から形成されたものであることから、打継目に水が侵入した場合、セメント結晶増殖剤の働きによって侵入した水と未水和のセメント成分とを反応させて水和生成物を形成することができ、これにより浸水を抑止することができる。
【０００９】
なお、硬化後のコンクリート中には、通常、未水和のセメント成分が残存していることから、例えば、打継目にセメント結晶増殖剤を付与しておくだけでも、浸水時に上記と同様の反応を生じさせることができる可能性がある。しかしながら、本発明者らによる検討の結果、セメント結晶増殖剤だけでは、下部リフトの打継面との付着力が弱いため、塗布後の乾燥や上部リフトの打設前に行われる鉄筋や型枠の施工において剥がれ易い傾向にあることが確認された。また、セメント結晶増殖剤のみから形成された止水部位は、コンクリートの強度より低い強度であるために、打継目が脆弱となる要因となる可能性があることも判明した。さらに、セメント結晶増殖剤は、塗布のために水と混合すると、加水した時点からすぐに水との反応を生じて擬凝結反応を起こし、粉体のかたまりを生じてしまうなど、打継目に塗布する際に施工性が悪くなる場合もあった。
【００１０】
これに対し、本発明の止水材料は、ポルトランドセメントを含有していることから、コンクリートとの付着力が高く、剥がれにくい止水層を形成することができる。こうして得られた止水層は、コンクリートとの強度差が小さいため、打継目の強度も十分に高くすることができる。また、止水材料は、高性能減水剤を含むことから、水を含んでいてもセメント結晶増殖剤の反応が急速に進行することがないため、塗布等による施工性も良好である。
【００１１】
さらに、本発明の止水材料によれば、ポルトランドセメントを含有していることから、止水層付近に未水和のセメント成分を多く存在させることができ、それによって打継目に水が進入した際に水和生成物を生成させることが一層容易である。その結果、極めて優れた止水性を発揮し得る止水層を形成することができる。
【００１２】
また、本発明の止水材料は、炭酸カルシウム粉末を含有していることから、ポルトランドセメントやセメント結晶増殖剤中の成分が均質に分散されたものとなるほか、カルシウムが水和生成物の核となることによって、より緻密な組織を有する止水層を形成することができる。加えて、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤は、上述したような擬凝結の進行を更に抑制することができるほか、炭酸カルシウム粉末とともにポルトランドセメントやセメント結晶増殖剤を一層良好に分散させることができ、優れた止水性を発揮し得る止水層の形成に寄与することができる。
【００１３】
本発明の止水材料は、ポルトランドセメント、セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、２５質量部以上であると好ましい。これによって、上述した効果が一層得られ易くなる。
【００１４】
また、本発明は、硬化したコンクリートの表面に、上記本発明の止水材料を塗布して止水部位を形成する、止水部位の形成方法を提供する。例えば、硬化したコンクリートからなる下部リフトの打継面に、止水材料を塗布した後、上部リフトの打設を行うことによって、打継目にて止水部位（止水層）を形成することができる。このような方法においては、上記本発明の止水材料を用いることから、良好な施工性が得られるほか、緻密な構造を有しており、優れた止水性を発揮し得る止水層を確実に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンクリートにおける漏水の要因となり易い部位に、優れた止水性を付与できる止水材料、及びこれを用いた止水部位の形成方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図である。
【図２】コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図である。
【図３】コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
［止水材料］
好適な実施形態に係る止水材料は、ポルトランドセメントと、セメント成分を含むセメント結晶増殖剤と、炭酸カルシウム粉末と、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤と、水とを含み、ポルトランドセメント、セメント成分及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、１５質量部以上であるものである。このような止水材料は、例えば、コンクリートの打継面に塗布されて、止水部位（止水層）を形成する用途に用いられる。以下、止水材料の構成成分について説明する。
【００１９】
まず、ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等を適用することができ、普通ポルトランドセメントを特に幅広く適用できる。コンクリートに対する付着性を良好にし、またコンクリートとの強度差を小さくする観点からは、コンクリート製構造体の躯体を構成しているコンクリート中のセメント成分と同様のものを選択することが好ましい。
【００２０】
セメント結晶増殖剤は、コンクリートに浸透してセメント結晶あるいはそれと同等の結晶を生じることができる材料である。例えば、セメント成分であるポルトランドセメント（特に普通ポルトランドセメント）、シリカサンド及び触媒性化合物を含む成分が挙げられ、特許第１８１５９８５号公報に開示されたものを適用することができる。このようなセメント結晶増殖剤としては、ザイペックス（登録商標、ジャパン・ザイペックス株式会社製）を適用できる。特に、良好な止水性を得る観点からは、ザイペックス・コンセントレートが好適である。
【００２１】
炭酸カルシウム粉末は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）から構成される粉末であり、例えば、石灰石微粉末を適用することができる。石灰石微粉末には、炭酸カルシウム以外の成分が微量含まれることもあるが、大部分が炭酸カルシウムから構成されるため、炭酸カルシウム粉末の添加量を、そのまま石灰石微粉末の添加量として適用してもよい。
【００２２】
高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤としては、コンクリートの混和材料として用いられる高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤を特に制限なく適用することができる。なお、止水材料は、高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤のいずれか一方を含んでいてもよく、両方を組み合わせて含んでいてもよい。
【００２３】
上述した各成分を含む止水材料においては、ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤に含まれるセメント成分、及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対する水の含有量が、１５質量部以上であり、２５質量％以上であると好ましい。このような好適な水の含有量であるほど、止水材料中の各成分の分散性が向上し、良好な施工性が得られるとともに、緻密な構造を有しており優れた止水性を有する止水部位を形成することが可能となる。ただし、水分含有量が多すぎると、流動性が高くなりすぎたり、強度低下を生じたり、また未水和のセメントが減少したりするため、施工性及び硬化性状が低下するおそれもある。したがって、上記の水の含有量は、３５質量％以下とすることが好ましい。
【００２４】
止水材料は、少なくとも上述した水の含有量の条件が満たされるように各成分が配合されたものであるが、各成分は、以下のような配合割合で含まれているとより好ましい。
【００２５】
すなわち、まず、ポルトランドセメントの含有量は、セメント結晶増殖剤１００質量部に対して、１０〜７０質量部であると好ましく、４５〜７０質量部であるとより好ましい。このような割合でポルトランドセメントを含有することにより、止水材料から形成される止水部位（止水層）の止水性及び強度を良好にすることができる。
【００２６】
炭酸カルシウム粉末の含有量は、セメント結晶増殖剤１００質量部に対して、５〜６０質量部であると好ましく、５〜２０質量部であるとより好ましい。炭酸カルシウム粉末の含有量が好適な範囲であるほど、より緻密で止水性に優れる止水部位を形成できるようになる。
【００２７】
特に、止水材料においては、ポルトランドセメント及び炭酸カルシウム粉末の合計含有量が、セメント結晶増殖剤１００質量部に対して、５０〜７０質量部であると好ましく、６０〜７０質量部であるとより好ましい。ポルトランドセメント及び炭酸カルシウム粉末の合計含有量をこのような範囲とすることで、良好な施工性を得ながら、緻密で止水性に優れる止水部位を形成することが容易となる。このような合計含有量の条件を満たす範囲であれば、所望の特性に合わせてポルトランドセメントの含有量を増減させても、十分な施工性及び止水性が得られる傾向にある。
【００２８】
また、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤の含有量は、ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、０．３〜２．０質量％であると好ましい。高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤の両方を含む場合は、それらの合計がこの含有量を満たすようにすればよい。これにより、擬凝結を抑止する効果が特に良好に得られ、優れた施工性が得られることに加えて、ポルトランドセメントやセメント結晶増殖剤の分散性が極めて良好となり、緻密で止水性に優れる止水部位を形成することが可能となる。
【００２９】
本実施形態の止水材料は、ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤、炭酸カルシウム粉末、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤、並びに水を上述したような条件で含有するものであるが、その他の成分として、例えば、コンクリートの混和材料として知られている成分を更に含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、高炉スラグ微粉末やシリカヒューム、フライアッシュ等が挙げられる。これらの成分は、例えば、ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤及び炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して５〜２０質量部程度含有させることができる。
【００３０】
［止水部位の形成方法］
図１は、コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図であり、第１実施形態に係る止水部位の形成方法によって形成された打継目付近の構造を示す図である。図１に示すコンクリート製構造体１００は、下部リフト１０上に、上部リフト２０が打継ぎされた構造を有しており、下部リフト１０と上部リフト２０の間に水平打継目８０が存在した状態となっている。この水平打継目８０には、止水層３０が設けられている。
【００３１】
本実施形態の止水部位の形成方法は、コンクリートの水平打継目に止水部位（止水層）を形成する方法である。この方法においては、まず、止水材料の構成成分を上述したような割合で混合することにより、ペースト状の止水材料を調製する。
【００３２】
次に、内部に鉛直鉄筋４０が配された硬化後のコンクリートからなる下部リフト１０の上面（水平打継面）に、上記で得られたペースト状の止水材料を塗布した後、必要に応じて乾燥させ、止水層３０を形成する。止水材料の塗布は、例えば、止水材料のペーストを、刷毛やブラシ等を用いて水平打継面に供給することによって行うことができる。
【００３３】
本実施形態では、止水材料は、下部リフト１０の水平打継面上に２列の止水層３０が平行に形成されるように塗布する。止水層３０は、水が侵入してくる方向と交差、好ましくは直交するように設けることが好ましい。例えば、コンクリート製構造体１００が、建築物の壁部を構成する部分である場合、止水層３０は、この壁部の外側から内側への水の浸入を防止するために、壁部の厚さ方向に対して直交するように設けることが好ましい。
【００３４】
止水層３０の幅は、コンクリート製構造体１００の幅（コンクリート製構造体１００における止水層３０と直交する方向の距離）に対して１０％以上とすることが好ましく、２０％以上とすることがより好ましい。本実施形態のように複数列の止水層３０を設ける場合は、それらの幅の合計がこの条件を満たすようにすればよい。なお、止水層３０は、下部リフト１０の水平打継面の全面に形成してもよいが、施工性やコストの観点からは、止水層３０の幅が、コンクリート製構造体１００の幅に対して３０％以下とすることが好ましい。このような幅としても、水平打継面に対する十分な付着力や、十分な止水性を得ることが可能である。
【００３５】
下部リフト１０の水平打継面上に止水層３０を形成した後、下部リフト１０上に、コンクリートを更に打設し、硬化させることによって、鉛直鉄筋４０が内部に配された上部リフト２０を形成する。その結果、水平打継目８０付近に２列の止水層３０が形成されたコンクリート製構造体１００が構築される。
【００３６】
このような構造を有するコンクリート製構造体１００においては、通常、構造が脆弱となり易い水平打継目８０に止水層３０が設けられているため、水平打継目８０を通って侵入しようとする水は、止水層３０と接触することになる。侵入した水が止水層３０と接触した場合、止水層３０に含まれるポルトランドセメントや止水層３０付近に残っていた未水和のセメント成分が、止水層３０中のセメント結晶増殖剤の働きによって水と反応し、水和生成物を生成する。これにより、それ以上の水の浸入が抑止されると同時に、水和生成物の生成によって水の浸入を防止する部位も形成されることになる。その結果、コンクリート製構造体１００は、水平打継目８０での水の侵入が極めて生じ難いものとなる。
【００３７】
図２は、コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図であり、第２実施形態に係る止水部位の形成方法によって形成された打継目付近の構造を示す図である。
【００３８】
図２に示すコンクリート製構造体２００は、図１に示すコンクリート製構造体１００の構成に加えて、止水板５０が更に設けられた構造を有する。止水板５０は、その幅方向が水平打継目８０と交差（直交）するように、コンクリート製構造体１００の幅方向の中央付近に設けられている。２列の止水層３０は、止水板５０の両側に、止水板５０と平行となるように設けられている。
【００３９】
コンクリート製構造体２００の製造においては、例えば、下部リフト１０の構築時に、止水板５０を、その幅方向の約半分が下部リフト１０のコンクリートに埋まるとともに、残りの約半分が水平打継面よりも上方に突き出るように配置する。それから、上記と同様の方法によって止水層３０を止水板５０の両側に形成する。その後、上部リフト２０を打設することによって、図２に示すような構造を有するコンクリート製構造体２００が得られる。
【００４０】
このような構造を有するコンクリート製構造体２００によれば、止水層３０における水和生成物の生成による止水効果のほか、止水板５０において水の浸入をせき止めるという物理的な止水効果も得ることができる。したがって、止水層３０及び止水板５０の両方の止水効果によって、一層優れた止水性が得られるようになる。
【００４１】
なお、コンクリート製構造体２００の製造においては、止水板５０として、その表面に止水材料が塗布されたものを用いてもよい。その場合、コンクリート製構造体２００は、止水板５０の表面にも止水層３０が形成された構造を有するものとなる。このような構造を有する場合、止水板５０においては、止水板５０自体が水をせき止める効果に加えて、止水板５０の表面での止水層３０にて水和生成物の形成による止水効果が発揮されることから、さらに優れた止水性が得られるようになる。
【００４２】
図３は、コンクリート製構造体における打継目付近の断面構成を示す模式図であり、第３実施形態に係る止水部位の形成方法によって形成された打継目付近の構造を示す図である。
【００４３】
図３に示すコンクリート製構造体３００は、内部に鉛直鉄筋４０が配された下部リフト１０と上部リフト２０との水平打継目８０に、一列の止水層３０が形成されていることに加え、コンクリート製構造体３００の外表面に表面止水層３２が設けられた構造を有する。表面止水層３２は、打継目８０を外側から塞ぐようにコンクリート製構造体３００の外表面に設けられている。表面止水層３２の外側表面には、更に防水層６０が形成されている。
【００４４】
このように、本発明の実施形態に係る止水材料は、これまで例示してきたような水平打継目に止水部位（止水層）を形成する用途のほか、例えば、表面を被覆するような止水部位（止水層）を形成する用途にも適用することができる。
【００４５】
上記構造を有するコンクリート製構造体の構築においては、止水層３０を一列とすること以外はコンクリート製構造体１００と同様にして上部リフト２０までを形成した後、水平打継目８０を外側から覆うように止水材料を塗布し、必要に応じて乾燥させて、表面止水層３２を形成する。その後、表面止水層３２を覆うように、アクリル樹脂モルタル等を塗布するなどの通常の止水工を更に施すことにより、防水層６０を形成する。
【００４６】
このような構造を有するコンクリート製構造体３００によれば、まず、防水層６０及び表面止水層３２によって、外部から水平打継目８０への水の侵入自体が生じ難くなる。特に、表面止水層３２は、水和生成物の生成反応により水の浸入を阻害することにより、優れた止水効果を発揮することができる。そして、仮に水平打継目８０に水が侵入したとしても、止水層３０において、それ以上の水の浸入が抑止されることになる。その結果、コンクリート製構造体３００は、高い止水性を有するものとなる。
【００４７】
以上、好適な実施形態に係る止水部位（止水層）の形成方法及びそれによって止水構造が形成されたコンクリート構造体について説明したが、本発明は、必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４８】
例えば、水平打継目８０に形成する止水層３０の列の数は、必ずしも上述した実施形態の数（１列又は２列）に限定されず、必要な止水性に合わせて適宜増減することができる。また、止水層３０を形成する位置も、上記の実施形態の位置に限定されず、水平打継目の任意の位置とすることができる。さらに、止水板５０や表面止水層３２等は、任意に組み合わせて設けることができる。例えば、高い止水性が求められる場合等は、それらの両方を組み合わせて設けてもよい。さらにまた、本発明の止水材料の塗布による止水部位（止水層）の形成は、上述した実施形態で示したような水平打継目やそれを覆う表面に限られず、その他、コンクリートにおいて水が浸入する可能性のある部分であれば、特に制限なく適用することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤（ザイペックス  コンセントレート（ジャパン・ザイペックス社性）、石灰石微粉末、高性能減水剤、及び水を混合して、ペースト状の止水材料を調製した。各成分の配合割合は、セメント結晶増殖剤１に対し、質量比で水が０．３５、ポルトランドセメントが０．５、石灰石微粉末が０．２となり、且つ、高性能減水剤の含有量が、ポルトランドセメント、セメント結晶増殖剤及び石灰石微粉末の合計質量に対して１．５質量％となるように調整した。
【００５１】
硬化後のコンクリートからなる下部リフトの上面（水平打継面）に、上記の止水材料を、刷毛を用いて塗布した後、硬化させて、下部リフトの幅方向に対して直角となる方向に延びる一列の止水層を形成した。この際、止水層の幅は、１０ｃｍとした。
【００５２】
その後、止水層を形成した下部リフト上に、コンクリートを打設して硬化させ、上部リフトを形成して、下部リフト上に上部リフトが打継ぎされた構造を有するコンクリート製構造体を構築した。こうして得られたコンクリート製構造体を評価した結果、止水層は、下部リフトに対して高い付着性を有しているとともに、優れた止水性能を有してものであることが確認された。
【符号の説明】
【００５３】
１０…下部リフト、２０…上部リフト、３０…止水層、３２…表面止水層、４０…鉛直鉄筋、５０…止水板、６０…防水層、８０…水平打継目、１００，２００，３００…コンクリート製構造体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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