ポリウレア樹脂を用いたコンクリート構造物の機能保持・向上技術

タフネスコート® 工法

タフネスコート技術研究会

タフネスコート工法/タフネスコート工法「クリア」
構造物が必要とする4つの機能（剥落防止・貯水性・耐久性・耐 衝撃性）を保持・向上
NETIS登録技術

登録番号︓QS-210065-A

平成29年度土木学会技術開発賞 受賞/土木学会技術評価第0026号

タフネスコート工法は、コンクリート構造物の表面にタフネスコート（専用のポリウレア樹脂）を吹付けることで、概要構造物が必要とする4つの機能を保持・向上させる技術です。

タフネスコート工法は、コンクリート構造物の表面をタフネスコート（専用のポリウレア樹脂）で被覆することで、「剥落防止」「貯水性確保」「耐久性向上」「耐衝撃性向上」といった、構造物の長寿命化に資する機能を個別あるいは同時に発現する技術です。本工法は構造物の新設・既設を問わず適用できます。
施工法としては、専用装置を用いた吹付け工法を採用しており、広範囲を短時間で施工できます。タフネスコートは速施工後30分で5N/mm²程度の引張強度

密度

伸び

吹付装置

スプレーガン

1.0（g /cm³）200（%）
24（N/mm 2）

引張強度98（N/mm 2）

引裂強度

本工法は、2021年6月に土木学会の技高架橋床版への適用

タフネスコートの材料特性

乾性のため、瞬時に硬化し液ダレせず、を発現します。

トンネル坑口部への適用

コンクリートとの接着性

標準状態

1.5以上（N/mm 2）

吸水状態

1.2以上（N/mm 2）

術評価を取得しています。

施 工手 順①下地処理②プライマー塗布③専用装置による吹付け

ウェスやディスクサンダー等で、塗布面の清掃を行います。

タフネスコートとの接着性を向上させるため、ハケやローラでプライマーを塗布します。

吹付け後、瞬時に硬化するため、液ダレは発生しません。

タフネス コート工 法「クリア」
タフネスコート（専用のポリウレア樹脂）は、吹付け時に混入する微小な独立気泡に光が乱反射して白濁することに加え、紫外線により樹脂成分が黄変する性質を有していることから、顔料により着色されています。このため、施工後に下地コンクリートの状態を確認することは困難でした。
この課題を解決するため、ポリウレア樹脂の成分配合を工夫して樹脂成分の黄変の進行を遅らせ、被覆材の変色を防止しました。また、成分配合と塗装条件の最適化により白濁の原因となる独立気泡の混入を極力抑え、従来工法よりも硬化開始時間を遅らせることで気泡を被覆材から除去する時間を確保しました。これらにより、透明な状態で変色度合いの少ない被覆を実現しました。このひび割れ箇所に吹付け

タフネスコート工法「クリア」は、吹き付け後、約3分で硬化し、早期に所定の強度を発現します。
引張強度

伸び

透明性

黄変性

着色

クリア専用タフネスコート

15N/㎜²400%

高い

低い

不要

従来のタフネスコート

24N/㎜²200%

低い

あり

要

※タフネスコート工法「クリア」はNETIS及び土木学会技術評価の適用外です。

文字の上に吹付けタフネス コート工 法４つ の 機 能
本工法により実現する機能については、各種の実験を行ってその有効性を確認しています。

■落 ち な い（剥 落 防止）■漏 水しな い（ 貯 水 性 確 保）

本工法は、山岳トンネルの覆工や高架橋の床版下面など、経年劣化

本工法は、配水池や防火水槽などの貯水施設において、地震等でコの進行によるコンクリートの剥落を防止できます。

ンクリート構造にひび割れが発生した場合でも内部の貯留水を漏水(公財)鉄道総合技術研究所と共同で行った新幹線複線断面の1/5程させることなく、貯水性を確保できます。

度の覆工試験体を用いた大型載荷試験では、タフネスコートを厚さタフネスコートを厚さ2mm被覆した試験体に対し、ひび割れに相1.5mm吹付けることにより、70mmの大変位に対しても剥落を防

当 す る 2～10mm幅の目違いを発生させ、最大水圧0.3MPa（水深止できるとともに、構造体の局所破壊後においても荷重を保持で30mに相当）で加圧する保水性確認実験を実施した結果、ひび割れ

き、トンネル覆工の安全性を大幅に向上できることを確認しまし

面からの漏水、過大な変形、隅角部の亀裂のいずれも確認されず、大た。

規模地震（L2地震）時に相当するひび割れが発生しても貯水性を確

また、実際の廃線トンネルにおいて、湧水処理や下地処理に着目し保できることを確認しています。

た施工性確認のための試験施工を行い、適切な下地処理を行うことで十分な付着強度が得られることを確認しています。
載荷
加圧装置

タフネスコート（厚さ１．
５㎜）
無被覆

１５０

１，８５０

曲げ圧縮破壊（剥落）
皿ばね

大型トンネル覆工模型実験

無被覆の試験体（鉛直変位 δ＝40㎜時）

試験体

1.5 ㎜被覆

曲げ圧縮破壊（剥落無し）

タフネスコートで被覆した試験体（鉛直変位 δ＝70㎜時）

保水性確認実験

実験終了後の試験体●適用可能な構造物
トンネル覆工、高架橋の床版など●適用可能な構造物
上水道用の配水池、防火水槽など■劣 化しな い（ 耐 久性 向 上）

■倒 れ な い（耐 衝 撃 性 向 上）

本工法は、コンクリート構造物表面をタフネスコートでライニング

本工法は、車両の衝突や津波などの衝撃力に対して、部材の破壊はするため、コンクリートの劣化現象（塩害、凍害、中性化、アルカ許容するものの、構造物の全体的な崩壊・機能喪失を抑制し、安全リ骨材反応など）を防止し、耐久性を向上させることができます。

性を大幅に向上させることができます。

●塩化物イオン遮断性
厚さ1mmのタフネスコートに対して、イオンクロマトグラフ法により塩化物イオン透過量を測定した結果、270日時点で許容値の1/50～1/500程度となり、コンクリート構造物の塩害に対する抵抗性を大幅に向上できることを確認しました。

防衛大学校の指導を受け、実物大の壁高欄に重錘を落下させる衝撃試験を行い、タフネスコートを2～4mm厚吹付けることで、繰返し衝撃載荷時における崩壊までの入力エネルギーが約50％増加することを確認しました。

●凍結融解抵抗性
タフネスコートを2 mm被覆した試験体に対して、-5℃～18℃のRC試験体

衝撃実験装置（重錘落下による載荷）０５１０１５

タフネスコートなし
タフネスコート２㎜
タフネスコート４㎜-５０-１００

コンクリート剥落なし

試験体の崩壊状況の比較

２０

無被覆

25000
20000

-１５０

鉄筋の最大ひずみ 20000μ

15000

-２００

C3( 中央部)
S1( 端部)
S2

5000

S3( 中央部)

-３００

-３５０

-４００0

崩壊-5000

１．
５倍にアップC1( 端部)
C2

10000

-２５０

耐衝撃力性能の比較●適用可能な構造物
桟橋、港湾構造物など

コンクリート剥落・欠損累積の入力エネルギー（ＫＪ）
０

片持梁先端の変形量（ｍｍ）

ガス透過試験を行って二酸化炭素透過度を計測した結果、透過係数は他の高分子材料と同程度の性能であることを確認しました。
また、炭酸ガスを用いた中性化試験では6ヶ月後の中性化は全く認められず、中性化に対する抵抗性を大幅に向上できることを確認しました。

4㎜被覆重錘（w=1.0t）

凍結融解試験（繰返し回数480回）を実施した結果、コンクリートの動弾性係数の低下は認められず、凍害に対する抵抗性を大幅に向上できることを確認しました。
●中性化阻止性タフネスコートを1 mm 被覆した試験体に対して、差圧法による無被覆

050

100150
ｺﾝｸﾘｰﾄの最大ひずみ 3200μ15000

鉄筋の最大ひずみ 12000μC1( 端部)
C2

5000

0C3( 中央部)
S1( 端部)
050

100150200

S2S3( 中央部)

-5000

ｺﾝｸﾘｰﾄの最大ひずみ 7200μ-10000

コンクリートおよび鉄筋ひずみの比較（落下高さ H=500mm）●適用可能な構造物
トンネル覆工、高架橋の床版など

4㎜被覆

10000

仮止水処理断面修復

ひび割れ補修コンクリート

下地処理
タフネスコート吹付け（塗膜厚さ：1.5〜3.0mm）

プライマー

タフネスコート工法標準断面図

タフネスコート技術研究会
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