JP2019166815A - 防食シート及びコンクリート構造物を保護する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート構造物への施工が容易であり、コンクリート表面の屈曲部及びシートの重ね合わせ部でもシートの浮きを発生させずにコンクリート構造物を酸、特に硫酸から高い信頼性で保護することのできる防食シートを提供する。【解決手段】本開示の一実施態様の防食シートは、ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層及び接着層を含み、酸バリア層の曲げ弾性率が１００ＭＰａ以下である。【選択図】図１

Description

本開示は、下水道施設、排水槽、化学工場、重金属処理施設などで用いるコンクリート構造物を酸から保護する防食シート、及び当該シートを用いてコンクリート構造物を保護する方法に関する。

コンクリート構造物は酸性環境において著しく劣化する。酸性環境は、酸性薬品を扱う化学工場、重金属処理施設などの設備だけでなく、下水道施設、排水槽（ビルピット）などでも発生する。硫酸は、細菌などの作用により、下水又は排水に含まれる硫酸塩が還元されて硫化水素となり、さらに酸化されることにより生成する。硫酸は下水道施設、排水槽などに使用されるコンクリート構造物の劣化の主な原因である。

劣化したコンクリート構造物を繊維シートで補修してコンクリート片の剥落を防止する方法が提案されている。

特許文献１（特開２０１６−１２５１９３号公報）は、「下記工程により行う繊維シート積層体の施工方法。第１工程 コンクリート表面に第１層となるコンクリート用接着剤を塗布する。第２工程 第１層の上から第２層となる繊維シート積層体を貼り付ける。繊維シート積層体は、Ｂ層（ポリフッ化ビニリデン系樹脂０〜５０質量％とポリメタクリル酸エステル系樹脂１００〜５０質量％（両者の合計を１００質量％とする）を含有し、更に紫外線吸収剤を含有する層）の一方の面にＡ層（ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００〜５０質量％とポリメタクリル酸エステル系樹脂０〜５０質量％を含有する層）を積層し、Ｂ層の他方の面にアクリル系粘着剤を塗布し、塗布したアクリル系粘着剤の表面に繊維シートを接着した繊維シート積層体である」を記載している。

特許文献２（特開２００９−１６２０３３号公報）は、「コンクリート構造物の表面に補強用の繊維シートを接着して被覆することでコンクリート構造物からの剥落を防止する繊維シート接着工法において、繊維シートは、補強繊維の周りを透明又は半透明な基材樹脂で固化して一体化した常温で可撓性を有するＦＲＰシートであり、前記繊維シートをコンクリート構造物に貼り付ける側を上向きにして平坦な面に置き、所定の粘度を有するパテ状の接着樹脂を塗り付ける工程と、この接着樹脂が塗られた前記繊維シートをコンクリート構造物の表面に貼り付ける工程とを備えることを特徴とする繊維シート接着工法」を記載している。

特許文献３（特開２０１３−１９１４６号公報）は、「コンクリート表面を被覆するためのコンクリート剥落防止シートであって、繊維糸ネットと不織布が貼り合わされて一体化されていることを特徴とするコンクリート剥落防止シート」を記載している。

コンクリート構造物の防食工法に使用されるコーティング剤も提案されている。

特許文献４（特開２０１０−２７０２７６号公報）は、「下水道コンクリートに被覆を形成する無機コーティング剤で、耐薬品性の高いフィラーを１または２種充填してなる下水道コンクリート保護塗料。および前記無機コーティング剤が硬化剤として有機金属を含み、２００ｇ／ｍ^２〜８００ｇ／ｍ^２を２〜３工程に分けて塗布する高耐硫酸性の一液常温吸湿硬化型無機コーティング剤」を記載している。

特開２０１６−１２５１９３号公報 特開２００９−１６２０３３号公報 特開２０１３−１９１４６号公報 特開２０１０−２７０２７６号公報

コンクリートの補修に用いられる繊維シートは比較的剛性が高いため、コンクリート構造物の凹凸面、曲率半径の小さい屈曲部などに適用したときに、酸の侵入経路となる隙間が生じるおそれがある。そのような隙間が生じた場合、その隙間を充填材で埋める作業を別途行う必要がある。

複数の繊維シートの一部を互いに重ね合わせて大面積の施工を行う場合も、シートの比較的高い剛性のためにシートの重ね合わせ部に酸の侵入経路となる隙間が生じるおそれがある。そのため、繊維シートを複数施工する場合、隣り合うシートを互いに重ね合わせずにコンクリートに適用し、例えば幅狭の第３のシートでこれらのシートの端部及び露出しているコンクリート表面を被覆することが行われる。

コンクリート構造物の補修又は保護にコーティング剤を用いる場合、コーティング剤の塗工に習熟した作業者が必要である。コーティング剤の乾燥又は硬化には、加熱装置、換気設備、紫外線照射装置などの装置又は設備が必要であり、塗工に加えて乾燥又は硬化のための作業時間及び養生時間も必要である。

本開示は、コンクリート構造物への施工が容易であり、コンクリート表面の屈曲部及びシートの重ね合わせ部でもシートの浮きを発生させずにコンクリート構造物を酸、特に硫酸から高い信頼性で保護することのできる防食シート、及び当該防食シートを用いたコンクリート構造物を保護する方法を提供する。

本開示の一実施態様によれば、ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層及び接着層を含む防食シートであって、前記酸バリア層の曲げ弾性率が１００ＭＰａ以下である、防食シートが提供される。

本開示の別の実施態様によれば、コンクリート構造物の表面にプライマーを塗布すること、及びプライマーが塗布された前記コンクリート構造物の表面に防食シートを適用することを含む、コンクリート構造物を保護する方法が提供される。

本開示の防食シートの剛性は極めて低いため、防食シートをコンクリート表面の屈曲部に適用したとき、及び防食シートを重ね合わせて適用したときに、シートの浮きが発生せず、コンクリート構造物を酸、特に硫酸から高い信頼性で保護することができる。その結果、コンクリート構造物の酸による劣化を防止することができる。

上述の記載は、本発明の全ての実施態様及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。

一実施態様の防食シートの概略断面図である。 コンクリート構造物の屈曲部に適用される防食シートの状態を示す模式図である。 コンクリート構造物の表面上で重ね合わせて適用される２枚の防食シートの状態を示す模式図である。

以下、本発明の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。

本開示において「シート」は「フィルム」と呼ばれる物品も包含する。

本開示において「（メタ）アクリル」とはアクリル又はメタクリルを意味し、「（メタ）アクリレート」とはアクリレート又はメタクリレートを意味する。

本開示において「感圧接着」とは、使用温度範囲で、例えば０℃以上、５０℃以下の範囲で恒久的に粘着性であり、軽い圧力で様々な表面に接着し、相変化（液体から固体へ）を呈さない材料又は組成物の特性を意味する。

一実施態様の防食シートは、ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層及び接着層を含み、酸バリア層の曲げ弾性率は約１００ＭＰａ以下である。図１に防食シートの概略断面図を示す。防食シート１０は、ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層１２及び接着層１４を含む。

本開示の防食シートは極めて低い剛性を有しており、コンクリート構造物表面の凹凸及び屈曲部に追従することができる。図２を参照して、防食シートをコンクリート構造物の屈曲部に適用したときの状態を説明する。図２（ａ）に示すように、コンクリート構造物２０は鉛直方向に伸びる表面２２ａと、水平方向に伸びる表面２２ｂとを有し、表面２２ａと表面２２ｂとが略直角を成すように当接して屈曲部２４を形成する。図２（ｂ）に示すように、防食シート１０は、表面２２ａから表面２２ｂに向かって順次接触させられ、スキージ３０で屈曲部２４に向かって押し込まれる。図２（ｃ）に示すように、防食シート１０は、酸の侵入を許容する隙間を生じさせることなく屈曲部２４に追従してコンクリート構造物２０の表面２２ａ及び表面２２ｂを酸の侵入から保護することができる。図２（ｄ）は屈曲部２４において防食シート１０と屈曲部２４の間に隙間が生じた場合（部分拡大図を参照）を示す。外部からこの隙間を通って侵入した酸、例えば硫酸は、コンクリート構造物を徐々に劣化させる。

本開示の防食シートは、複数の防食シートを重ね合わせて適用したときでも、重ね合わせ部においてシートの浮きが生じないように互いに追従することができる。図３を参照して、２枚の防食シートをコンクリート構造物の表面上で重ね合わせて適用したときの状態を説明する。図３（ａ）に示すように、コンクリート構造物２０の表面に防食シート１０ａが貼り付けられる。図３（ｂ）に示すように、防食シート１０ａの一部と重なるように防食シート１０ｂが貼り付けられ、防食シート１０ａと防食シート１０ｂの重ね合わせ部がスキージ３０で押し込まれる。図３（ｃ）に示すように、防食シート１０ａ及び１０ｂは、これらの間に酸の侵入を許容する隙間を生じさせることなく、コンクリート構造物２０の表面に適用される。図３（ｄ）は重ね合わせ部において防食シート１０ａ及び１０ｂとコンクリート構造物２０の表面との間に隙間が生じた場合（部分拡大図を参照）を示す。外部からこの隙間を通って侵入した酸、例えば硫酸は、コンクリート構造物を徐々に劣化させる。

このように、本開示の防食シートはコンクリート構造物の屈曲部及び防食シートの重ね合わせ部において、酸の侵入を許容する隙間の形成を防止することができる。これにより従来の防食工法に比べて作業を容易にし、作業時間を大幅に短縮することができる。

酸バリア層はポリオレフィン系共重合体を含む。ポリオレフィン系共重合体は、酸バリア性に優れており、エチレン、プロピレンなどのオレフィンの単独重合体と比較して酸バリア層を低弾性にすることができる。

ポリオレフィン系共重合体として、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体などのエチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート−マレイン酸無水物共重合体などのエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体などが挙げられる。曲げ弾性率が低く耐硫酸性に優れており、接着層との密着性にも優れていることから、ポリオレフィン系共重合体がエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体であることが有利である。

いくつかの実施態様では、ポリオレフィン系共重合体におけるエチレンの共重合比は、ポリオレフィン系共重合体の約６０質量％以上、約７０質量％以上、又は約７５質量％以上、約９５質量％以下、約９０質量％以下、又は約８５質量％以下である。これらの実施態様では、優れた酸バリア性と低弾性とを酸バリア層に付与することができる。

いくつかの実施態様では、酸バリア層はポリオレフィン系共重合体を約５０質量％以上、約６０質量％以上、又は約７０質量％以上、１００質量％以下、約９５質量％以下、又は約９０質量％以下含む。一実施態様では、酸バリア層はポリオレフィン系共重合体を１００質量％含む、すなわちポリオレフィン系共重合体からなる。

酸バリア層は、ポリオレフィン系共重合体以外の任意成分として、フィラー、顔料、染料、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤などを含んでもよい。

一実施態様では酸バリア層は繊維を含まない。この実施態様では、ポリオレフィン系共重合体の有する低弾性が繊維の存在によって損なわれずに、防食シートの低剛性化に効果的に利用される。例えば織物、編物などの形態で繊維を含む酸バリア層は、繊維の織り方又は編み方によっては、その剛性が方向によって異なる、すなわち剛性異方性を示す。繊維を含まない酸バリア層は剛性異方性を最小化して、様々な形状の表面に対して設置方向の自由度が高い防食シートを提供することができる。

酸バリア層の曲げ弾性率は約１００ＭＰａ以下である。いくつかの実施態様では、酸バリア層の曲げ弾性率は、約９０ＭＰａ以下、約７５ＭＰａ以下、又は約６０ＭＰａ以下である。酸バリア層の曲げ弾性率を上記範囲とすることにより、防食シートを低剛性にして、コンクリート構造体の屈曲部及び防食シートの重ね合わせ部における追従性に優れたものとすることができる。

いくつかの実施態様では、酸バリア層の曲げ弾性率は、約５ＭＰａ以上、約１０ＭＰａ以上、又は約２０ＭＰａ以上である。酸バリア層の曲げ弾性率を上記範囲とすることにより、防食シートの施工時に必要な程度の自立性を防食シートに付与して、防食シートの取り扱い性を高めることができる。

酸バリア層の厚みは、約５０μｍ以上、約１００μｍ以上、又は約１５０μｍ以上、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、又は約０．５ｍｍ以下とすることができる。酸バリア層の厚みを上記範囲とすることで、防食シートの酸バリア性及び強度を確保しつつ、防食シートの剛性を低くして優れた追従性を防食シートに付与することができる。

接着層は、一般に使用されるアクリル系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ゴム系、シリコーン系などの、溶剤型、エマルジョン型、熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤を用いて形成することができる。一実施態様では、接着層は感圧接着剤を用いて形成される感圧接着層である。

一実施態様では、接着層はアクリル系接着剤を用いて形成されるアクリル系接着層である。アクリル系接着層は、コンクリート構造体表面との接着力が高く、耐候性及び耐熱性に優れている。アクリル系接着層は、ポリオレフィン系共重合体としてエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体を含む接着層との接着性にも優れている。

アクリル系接着剤は粘着性ポリマーとして（メタ）アクリル系ポリマーを含む。（メタ）アクリル系ポリマーは特に限定されず、従来のアクリル系接着剤に用いられるものを使用することができる。そのような（メタ）アクリル系ポリマーとして、アルキル基の炭素原子数が１〜１２であるアルキル（メタ）アクリレートモノマー又はそれらの混合物と、このモノマーと共重合可能な極性モノマーとのコポリマーが挙げられる。

アルキル基の炭素原子数が１〜１２であるアルキル（メタ）アクリレートモノマーとして、非第３級アルキルアルコールの（メタ）アクリレート及びそれらの混合物が挙げられる。そのようなアルキル（メタ）アクリレートモノマーの具体例として、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−メチルブチル（メタ）アクリレート、４−メチル−２−ペンチル（メタ）アクリレート、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、及びそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、又はそれらの混合物が好適に使用される。これらのモノマーは接着層にタック（初期接着力）を付与する。

アルキル（メタ）アクリレートモノマーと共重合可能な極性モノマーとして、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基含有モノマー、及びアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタムなどの窒素含有モノマーが挙げられる。これらの極性モノマーは接着層の凝集力及び接着力を向上させる。

アルキル（メタ）アクリレートモノマーと、極性モノマーとの配合比は、特に限定されないが、一般に、アルキル（メタ）アクリレートモノマー１００質量部当たり、極性モノマーを約１質量部以上、約２質量部以上、又は約５質量部以上、約２０質量部以下、約１５質量部以下、又は約１２質量部以下とすることができる。

（メタ）アクリル系ポリマーは架橋剤により架橋されてもよい。架橋により接着層のせん断接着性を高めることができる。

架橋剤として、多官能性アクリレート、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、１，２−エチレングリコールジアクリレート及び１，１２−ドデカンジオールジアクリレートなどの架橋性モノマーを用いることができる。他の架橋剤としては、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチレン−５−トリアジンなどの置換トリアジン、４−アクリルオキシベンゾフェノンなどのモノエチレン系不飽和芳香族ケトンなどが挙げられる。

架橋剤は、一般に上記モノマーの混合物１００質量部を基準として、約０．０５質量部以上、約０．１質量部以上、又は約０．２質量部以上、約１質量部以下、約０．８質量部以下、又は約０．５質量部以下の量で使用される。

（メタ）アクリル系ポリマーは、上記モノマーの混合物を、ラジカル重合、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合又はバルク重合により重合することにより得ることができる。ラジカル重合は、熱重合開始剤又は光重合開始剤を用いた熱重合又は光重合であってよい。

好適な実施態様では、（メタ）アクリル系ポリマーは紫外線（ＵＶ）などを照射することを含む光重合によって得られる。光重合開始剤として、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル；アニソールメチルエーテルなどの置換ベンゾインエーテル；２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどの置換アセトフェノン；２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトール；２−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド；１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（エトキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシムなどが挙げられる。光重合開始剤は、一般にモノマー混合物１００質量部を基準として約０．０１質量部以上、約５質量部以下の量で使用される。

窒素などの不活性ガスの雰囲気下で溶存酸素を除去したモノマー混合物に光重合開始剤及び必要に応じて架橋剤を添加して、得られた混合物を支持体上に塗布し、紫外線を照射することにより光重合を行うことができる。支持体への塗布性を良好にするために、適切な粘度の粘性液体になるまでモノマー混合物を紫外線により予備重合（部分重合）してから支持体上に塗布し、その後、さらに紫外線を照射して重合を完了させることができる。予備重合を行ったモノマー混合物は粘度が高いため、支持体の単位面積当たりのモノマー混合物の塗布量を増加させて厚い接着層を形成することができる。

接着層の厚みは特に制限されないが、約０．１ｍｍ以上、約０．２ｍｍ以上、又は約０．４ｍｍ以上、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、又は約２ｍｍ以下とすることができる。接着層の厚みを上記範囲とすることにより、接着層がコンクリート構造体表面の微細な凹凸を吸収して、防食シートをコンクリート構造体に強固に接着することができる。

接着層は中実であってもよく、連続気泡フォーム又は独立気泡フォームであってもよい。接着層はその内部に不織布などの支持体を有してもよい。一実施態様では接着層はその内部に支持体を有さない。

接着層の表面にライナーが付与されていてもよい。ライナーとして、例えば、紙；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、酢酸セルロースなどのプラスチック材料；このようなプラスチック材料で被覆された紙などを挙げることができる。これらのライナーは、シリコーンなどで剥離処理された表面を有してもよい。ライナーの厚さは、一般に、約５μｍ以上、約１５μｍ以上、又は約２５μｍ以上、約５００μｍ以下、約３００μｍ以下、又は約２５０μｍ以下である。

酸バリア層の接着層と接触する面に、プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理、プライマー処理などの易接着処理が施されていてもよい。これらの易接着処理により、酸バリア層と接着層の接着力を高めることができる。

防食シートは、酸バリア層及び接着層以外の層、例えば表面保護層、印刷層などの意匠層などを含んでもよい。一実施態様では、防食シートは織布、不織布、編布などの繊維層を含まない。別の実施態様では、防食シートは酸バリア層及び接着層からなる。

一実施態様では、防食シートは、接着剤をライナー上に塗布して接着層を形成し、その上に酸バリア層を積層することにより製造される。例えば、ロールの形態の接着層及び酸バリア層をロールラミネーション法によって積層して防食シートを製造してもよい。

別の実施態様では、防食シートは、接着層の上にポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層組成物を適用し、乾燥又は硬化して酸バリア層を形成することにより製造される。酸バリア層組成物の適用は、ナイフコート、バーコート、ブレードコート、ドクターコート、ロールコート、キャストコートなどのコーティング、押出、噴霧などによって行うことができる。

さらに別の実施態様では、酸バリア層はポリオレフィン系共重合体を含むフィルム又はシートであり、防食シートは、接着剤を酸バリア層の上に塗布して接着層を形成することにより製造される。

いくつかの実施態様では、防食シートの厚みは約０．２ｍｍ以上、約０．３ｍｍ以上、又は約０．５ｍｍ以上、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、又は約２ｍｍ以下である。防食シートの厚みを上記範囲とすることで、防食シートを低剛性のものとして優れた追従性を防食シートに付与することができる。

一実施態様では、防食シートは、「下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術マニュアル」（編著 地方共同法人 日本下水道事業団、発行 一般財団法人 下水道事業支援センター、平成２９年１２月）の「５．７ 塗布型ライニング工法の設計及び品質規格」に準拠して、以下の方法に従って評価したときに耐硫酸性を有する。防食シートを１０ｃｍ×１０ｃｍ角に切り出して作製したサンプルをポリプロピレン板に貼り付け、１０％の硫酸水溶液に２５℃で１２０日浸漬する。その後、サンプルを取り出して、脱イオン水で洗浄し、サンプルの中央部で切断してＳＥＭ観察を行う。ＥＤＸを用い、硫黄原子に対応する２．３０９ｅＶのピークが、防食シートの１００μｍ以上の深さで検出されなかった場合を耐硫酸性ありと判定し、１００μｍ以上の深さでも検出された場合を耐硫酸性なしと判定する。

いくつかの実施態様では、防食シートの引張弾性率は、約３ＭＰａ以上、約５ＭＰａ以上、又は約１０ＭＰａ以上、約１００ＭＰａ以下、約５０ＭＰａ以下、又は約３０ＭＰａ以下である。防食シートの引張弾性率を上記範囲とすることで、作業中の防食シートの破断を防止するのに十分な強度を防食シートに付与することができる。防食シートの引張弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いて周波数１Ｈｚ、温度０℃の引張モードで測定して決定される。

このようにして得られた防食シートを直接コンクリート構造物の表面に適用してもよく、コンクリート構造物の表面を処理してから適用してもよい。防食シートは、打設したコンクリートの保護に使用してもよく、劣化したコンクリートの補修に使用してもよい。

一実施態様では、コンクリート構造物の表面にプライマーを塗布すること、及びプライマーが塗布されたコンクリート構造物の表面に防食シートを適用することを含む、コンクリート構造物を保護する方法が提供される。コンクリート表面には、コンクリート成分が細かい砂状となりコンクリート構造物のバルクとは強固に結合していない、低凝集層（ウィークバウンダリーレイヤー）が存在する場合がある。低凝集層の上に防食シートを直接適用すると、低凝集層がコンクリート構造物から剥離して、防食シートがコンクリート構造体から脱落するおそれがある。防食シートの適用前にコンクリート構造物の表面にプライマーを塗布することにより、低凝集層をコンクリート構造物のバルクに接着しこれらの一体性を高めて、コンクリート構造体からの防食シートの脱落を防止することができる。

プライマーとしてエポキシ樹脂を含む組成物を有利に使用することができる。エポキシ樹脂を含むプライマーは、コンクリート構造物内部の空隙に浸透しやすく、低凝集層をコンクリート構造体により強固に接着することができる。

エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの芳香族エポキシ樹脂；４，４’−ビ（１，２−エポキシシクロヘキサン）、３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキシルメチル３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートとε−カプロラクトンの付加物、リモネンジオキシド、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ樹脂などの液状エポキシ樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂が脂肪族エポキシ樹脂であることが、プライマーの低粘度化に有利である。低粘度のプライマーはコンクリート構造体の微細な孔に浸透してより強固な下地を形成することができる。

プライマーは一般にエポキシ樹脂の硬化剤を含む。エポキシ樹脂の硬化剤は室温で硬化性を示すものが望ましい。硬化剤として具体的には脂肪族アミン、変性アミン、チオール、酸無水物などを用いることができる。長期の信頼性という観点からアミン系の硬化剤を用いることが望ましい。硬化剤は、一般にエポキシ樹脂１００質量部を基準として約１質量部以上、又は５質量部以上、約４０質量部以下、又は約３０質量部以下の量で使用される。２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの三級アミン化合物を硬化促進剤として硬化剤と併用してもよい。

プライマーを必要に応じて加熱して乾燥又は硬化してもよいが、プライマーが室温硬化性であることが取り扱い性及び作業性の点で有利である。プライマーは無溶剤型であることが望ましい。無溶剤型のプライマーを使用することで良好な作業環境を維持することができる。

劣化したコンクリートの補修を行う場合、コンクリート構造体の表面にプライマーを塗布する前に、コンクリート構造体の表面から劣化部分を除去し、コンクリート構造体の表面の断面修復を行ってもよい。劣化部分の除去及び表面の断面修復は従来知られた方法で行うことができる。

屈曲部を含むコンクリート構造体の表面に防食シートを適用する際に、防食シートが屈曲部に追従するように防食シートを変形させてもよい。これにより、屈曲部における防食シートの浮きを防止することができる。防食シートは、防食シートを手で押さえることで変形させてもよく、スキージなどの道具を防食シートに押し付けることで変形させてもよい。

複数の防食シートをコンクリート構造体の表面に適用する場合、隣接する防食シートの少なくとも一部が重なるように適用してもよい。これにより、防食シートを大面積のコンクリート構造体表面を防食シートで保護することができる。重ね合わせ部における防食シートの浮きを防止する目的で、防食シートの重ね合わせ部を手で押さえてもよく、防食シートの重ね合わせ部にスキージなどの道具を押し付けてもよい。

コンクリート構造体の表面に適用された防食シートの端部を封止して、防食シート端部からの酸、特に硫酸の侵入を防止してもよい。端部の封止にはポリオレフィン系ホットメルト接着剤を用いることができる。ポリオレフィン系ホットメルト接着剤は、ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層と良好に接着し、耐酸性にも優れている。ポリオレフィン系ホットメルト接着剤は、ホットメルトガンなどのアプリケータを用いて防食シートの端部とコンクリート構造体の表面を覆うように適用することができる。

以下の実施例において、本開示の具体的な実施態様を例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。部及びパーセントは全て、特に明記しない限り質量による。数値は本質的に測定原理及び測定装置に起因する誤差を含む。数値は通常の丸め処理が行われた有効数字で示される。

本実施例の防食シート及びプライマーに使用した材料、試薬等を表１に示す。

表１に示すポリオレフィン系共重合体又はポリエチレンのシートと粘着テープとを、ロールラミネーション法により２３℃で積層して、例１〜例６及び比較例１の防食シートを作製した。表２に防食シートの構成を示す。

耐硫酸性
防食シートの耐硫酸性を、「下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術マニュアル」（編著 地方共同法人 日本下水道事業団、発行 一般財団法人 下水道事業支援センター、平成２９年１２月）の「５．７ 塗布型ライニング工法の設計及び品質規格」に準拠して、以下の方法に従って評価した。防食シートを１０ｃｍ×１０ｃｍ角に切り出して作製したサンプルをポリプロピレン板に貼り付け、１０％の硫酸水溶液中に２５℃で１４０日浸漬した。その後、サンプルを取り出して、脱イオン水で洗浄し、サンプルの中央部で切断してＳＥＭ観察を行った。ＥＤＸを用い、硫黄原子に対応する２．３０９ｅＶのピークの有無を、深さ２μｍの面内５箇所（５点）で調べ、いずれの箇所でも２．３０９ｅＶのピークが検出されなかった場合を耐硫酸性ありと判定し、いずれかの箇所で２．３０９ｅＶのピークが検出された場合を耐硫酸性なしと判定した。例１〜６及び比較例１の防食シートの評価結果を表３に示す。

引張弾性率
防食シートの引張弾性率を動的粘弾性測定装置ＲＳＡ−ＩＩＩ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社）を用いて、周波数１Ｈｚ、温度０℃の引張モードで測定した。例１〜６及び比較例１の防食シートの評価結果を表３に示す。

屈曲部の追従性
図２に示すコンクリート構造物を用いて屈曲部の追従性を評価した。コンクリート構造物２０の表面２２ａから表面２２ｂに向かって防食シート１０を順次接触させ、表面２２ａと２２ｂとが当接する略直角で曲率半径１ｍｍ以下の屈曲部２４に向かって防食シート１０をスキージ３０で押し込んだ（図２（ａ）及び（ｂ））。スキージ３０として金属定規を用いた。屈曲部２４と防食シート１０の間に直径１ｍｍの針金が通らない場合（図２（ｃ））を合格、通った場合（図２（ｄ））を不合格と判定した。例１〜６及び比較例１の防食シートの評価結果を表３に示す。

重ね合わせ部の追従性
図３に示すコンクリート構造物を用いて防食シートの重ね合わせ部の追従性を評価した。コンクリート構造物２０の表面に防食シート１０ａを貼り付けた（図３（ａ））。防食シート１０ａの一部と重なるように防食シート１０ｂを貼り付けて、防食シート１０ａと１０ｂの重ね合わせ部をスキージ３０で押し込んだ（図３（ｂ））。スキージ３０として金属定規を用いた。防食シート１０ａ及び１０ｂとコンクリート構造物２０の表面との間に直径１ｍｍの針金が通らない場合（図３（ｃ））を合格、通った場合（図３（ｄ））を不合格と判定した。例１〜６及び比較例１の防食シートの評価結果を表３に示す。

端部封止性
ホットメルトガンを用いてホットメルト接着剤３７６４を防食シートの酸バリア層上に塗布し、室温で１０分間放置してホットメルト接着剤を固化させた。防食シートをホットメルト接着剤から引き剥がしたときに酸バリア層が材料破壊した場合、防食シートとホットメルト接着剤との接着は十分であり、端部封止性を良好と判定した。例１〜６の防食シートの評価結果を表３に示す。

接着性
表４に示す成分を室温で混合してプライマー１〜３を調製した。調製後１時間以内に、プライマー１〜３をコンクリート板の上に塗布し、２４時間室温で放置して硬化させた。その後、例１の防食シートを重さ１ｋｇ、幅１０ｃｍのゴムローラーを用いてコンクリート板のプライマー塗布面に貼り付けた。２４時間の養生後に防食シートを９０度剥離した。９０度剥離時に防食シートが材料破壊した場合に接着性が良好と判定した。

本発明の基本的な原理から逸脱することなく、上記の実施態様及び実施例が様々に変更可能であることは当業者に明らかである。また、本発明の様々な改良及び変更が本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに実施できることは当業者には明らかである。

１０、１０ａ、１０ｂ 防食シート
１２ 酸バリア層
１４ 接着層
２０ コンクリート構造物
２２ａ、２２ｂ 表面
２４ 屈曲部
３０ スキージ

Claims (10)

1. ポリオレフィン系共重合体を含む酸バリア層及び接着層を含む防食シートであって、前記酸バリア層の曲げ弾性率が１００ＭＰａ以下である、防食シート。
2. 前記ポリオレフィン系共重合体がエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体である、請求項１に記載の防食シート。
3. 前記酸バリア層が繊維を含まない、請求項１又は２のいずれかに記載の防食シート。
4. コンクリート構造物の表面にプライマーを塗布すること、及びプライマーが塗布された前記コンクリート構造物の表面に請求項１〜３のいずれか一項に記載の防食シートを適用することを含む、コンクリート構造物を保護する方法。
5. 前記コンクリート構造物の表面に前記プライマーを塗布する前に、前記コンクリート構造物の表面から劣化部分を除去すること、及び前記コンクリート構造物の表面の断面修復を行うことをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記プライマーがエポキシ樹脂を含む、請求項４又は５のいずれかに記載の方法。
7. 前記エポキシ樹脂が脂肪族エポキシ樹脂である、請求項６に記載の方法。
8. 前記コンクリート構造物の表面が屈曲部を含み、前記防食シートを適用することが、前記防食シートが前記屈曲部に追従するように前記防食シートを変形させることを含む、請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記防食シートを適用することが、隣接する前記防食シートの少なくとも一部が重なるように、複数の防食シートを適用することを含む、請求項４〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記防食シートの端部をポリオレフィン系ホットメルト接着剤で封止することをさらに含む、請求項４〜９のいずれか一項に記載の方法。

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