JP6036262B2

JP6036262B2 - 道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法

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Publication number: JP6036262B2
Application number: JP2012276567A
Authority: JP
Inventors: 大野　晃; 晃大野
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: JP2014118340A

Description

本発明は、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法に関し、特に任意の防水プライマーを適切に用いることができる、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法に関する。

一般に建築、土木分野のコンクリート構造物の補修・補強に用いる材料は、対象となるコンクリート母体の材質の力学的性質にできる限り類似していることが望ましいことから、セメント系材料が好適に使用されており、特に使用環境が厳しい場所等では、下地との一体性や外部からの有害物質浸透抑制の点から、ポリマーセメント系の材料がよく使用されている。

かかるポリマーセメントモルタルまたはコンクリートは、ポリマーを含まないモルタルやコンクリートと比較して、曲げ引張理強度や、伸び能力の増大、耐薬品性の増大、乾燥収縮の低減、耐衝撃性の向上などが期待できることから、補修・補強材料として広く使用されている。

ポリマーセメント組成物としては、例えば、特開２００７−２６９５３７号公報（特許文献１）には、セメント、細骨材、再乳化形粉末樹脂、粘土鉱物系チクソ性付与材、および高強度有機短繊維を含有してなるプレミクス高靭性ポリマーセメントモルタル材料であって、セメント１００質量部に対し、再乳化形粉末樹脂１〜１０質量部、粘土鉱物系チクソ性付与材０．２〜１０質量部、および高強度有機短繊維の繊維混入率が０．５〜２．０容積％で配合されている、プレミクス高靭性ポリマーセメントモルタル材料が開示されている。

また、特開２００７−２６９６０８号公報（特許文献２）には、ポルトランドセメント、膨張材、骨材、再乳化形粉末樹脂及び収縮低減剤を含むポリマーセメントグラウト材組成物であって、該収縮低減剤は、板状の形状を有する平均粒子径５μｍ以下のケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム水和物またはそれらの仮焼物に担持されている、ポリマーセメントグラウト材組成物が開示されている。

特に、道路橋床版の補修・補強工事における既設床板の損傷箇所の断面修復では、一般的に袋詰めの超速硬無収縮モルタルを現場製造して用いることが多く、その他の材料としてＭＭＡ樹脂やエポキシ樹脂による補修材が適用されている。
しかしながら、特に道路床版の補修・補強工事を行なおうとした場合に、補修・補強後に防水工を実施することが多く、防水工では、防水層を施工する前に、防水プライマーを塗布する。
上記従来のモルタルは道路橋ＲＣ床版の防水工処理を伴う部分補修を目的としたものではないため、防水プライマーを塗布する下地がポリマーセメントモルタルやコンクリートである場合には、防水プライマーの硬化不良が発生する場合があり、問題となっている。

このため、防水工を実施するような工事現場では、補修・補強材料として、ポリマーセメントモルタルやコンクリートを使用することができなかった。

特開２００７−２６９５３７号公報特開２００７−２６９６０８号公報

従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、道路床板の補修・補強に防水工を実施する際、市場で入手できる任意の防水プライマーを用いても防水プライマーの硬化不良が生じない、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法を提供することである。
また、道路コンクリート母体と、補修・補強材料であるポリマーセメント組成物との付着性が良好で、かつ該ポリマーセメント組成物と防水処理に用いる防水プライマーとの接着性も良好な、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法を提供することである。

本発明の道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物は、ポリマー／セメント質量比が１．２〜４．０（ｗｔ％）で、セメントは超速硬セメント又はポルトランドセメントで、ポリマーはアクリル系ポリマー又はＳＢＲ系ポリマーであることを特徴とするものである。
好ましくは、防水工用下地ポリマーセメント組成物は、道路床板補修・補強箇所と防水プライマーとの間に位置する道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物であることを特徴とするものである。

また、本発明の、上記道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物を用いた道路床板の補修・補強工法は、道路コンクリート母体の補修・補強対象箇所に、本発明の上記道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物を施工し、硬化後、その上部に防水プライマーを塗布することを特徴とする、防水工を伴う道路床板補修・補強工法である。

本発明の道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物を、道路床板の補修・補強に防水工を実施する際、市場で入手できる任意の防水プライマーを用いて実施しても、防水プライマーの硬化不良が生じず、適切な道路床板の防水工を伴う路床板の補修・補強工法が可能となる。
また、道路コンクリート母体と、補修・補強材料であるポリマーセメント組成物との付着性が良好であり、かつ該ポリマーセメント組成物と防水処理に用いる防水プライマーとの接着性も良好となり、強靭な強度を備えることが可能となる。

本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物は、ポリマー／セメント質量比が１．２〜４．０（ｗｔ％）であることを特徴とする、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物である。
このようにポリマー／セメント質量比が上記範囲にあることで、防水工を実施した場合でも、防水プライマーの硬化不良をおこすことなく、短時間で適切な道路床板の補修・補強が可能となる。

本発明の防水工用下地ポリマーセメント組成物に用いるセメントとしては、現場の施工条件等を考慮して選定することができ、特に限定されず、例えば普通、早強、中庸熱及び超早強硬等の各種ポルトランドセメント、これらの各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した高炉セメント等の各種混合セメント、速硬セメント等を、単独または２種以上で用いることができる。
特に安価で早期強度を発現することから、速硬セメントを用いることが好ましい。

また、該セメントには、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、無水石膏、生石灰系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などの公知の混和材を添加することができる。

また、本発明の防水工用ポリマーセメント組成物に使用する再乳化形粉末樹脂としては、ＪＩＳＡ６２０３に規定されたものを使用することができ、例えば、ポリアクリル酸エステル、スチレンブタジエン、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニル／バーサック酸ビニルエステル、酢酸ビニル／バーサック酸ビニルエステル／アクリル酸エステル等の樹脂が挙げられ、これらの中から適宜、選択して単独、または混合して使用することができる。
特に、耐水性等の耐久性が要求される部材に用いる場合には、アクリル系の再乳化形粉末樹脂またはスチレンブタジエンのポリマーディスパージョンの使用が好ましい。

再乳化形粉末樹脂は、ＪＩＳＡ６２０３に規定するポリマーディスパージョンを噴霧乾燥した粉末樹脂で、水を添加すると再度乳化するものをいい、ポリマーディスパージョンとは、上記ポリマーの微粒子が水中に分散し、浮遊している状態のものである。
ポリマーを安定化する方法としては、例えば、アクリル酸を共重合するカルボキシル方式（アニオン化方式）、水溶性ポリマー例えばポリビニルアルコール等の水溶液中で重合する保護コロイド方式、重合反応性界面活性剤等を共重合する方式、非重合反応性界面活性剤による安定化方式がある。
かかる再乳化形粉末樹脂の製造方法は特に限定されることなく、これらのポリマーディスパージョンを粉末化方法やブロッキング防止法等の公知の任意の方法を用いて調製することができる。
再乳化形粉末樹脂の再乳化液としては、最低造膜温度が０℃以上であることが望ましい。
最低造膜温度が０℃以上であることにより、コンクリートとの付着性およびポリマーセメント組成物の表面硬度が硬く、早期強度発現性に優れることとなる。

かかるポリマー／セメント質量比としては、１．２〜４．０である。
このような配合割合とすることで、防水プライマーの硬化反応を阻害することなく、またプライマーとポリマーセメント組成物との付着性も良好となり、十分な防水性能を得ることが可能となる。

本発明の下地用ポリマーセメント組成物に使用する細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、３〜８号珪砂、石灰石、及びスラグ細骨材等を使用することができ、微細な粉や粗い骨材を含まない粒度調整した珪砂や石灰石等の細骨材を用いることが好ましい。
その配合割合は、上記セメント１００質量部に対して、１２０〜４００質量部が好ましく、更に好ましくは１５０〜３００質量部とすることが望ましい。
これは、かかる配合比で細骨材を混合することより、作業性が良く、実用的な強度発現性を有し、実用上問題のない硬化収縮を有する補修材料となるからである。

本発明の下地用ポリマーセメント組成物においては、上記材料のほかに、凝結遅延剤、硬化促進剤、増粘剤、消泡剤、発泡剤、防錆剤、防凍剤、着色剤、保水剤、減水剤、乾燥収縮低減剤等の添加剤を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することができる。

また、本発明の下地用ポリマーセメント組成物は、適量な水を添加して混練するが、水は、セメント等の硬化に悪影響を及ぼす成分を含有していなければ、水道水や地下水、河川水等の水を用いることができ、例えば、「ＪＩＳＡ５３０８付属書９レディーミクストコンクリートの練混ぜに用いる水」に適合するものが好ましいが、混和剤に含まれる水を用いることも可能である。
当該水の量は、日本道路公団試験方法ＪＨＳ３１２−１９９２（無収縮モルタル品質管理試験方法）に規定されるＪ_１４ロート流下時間が６〜１０秒となるように添加調整されることが、上記効果をより有効に発現させるために好ましい。

本発明の下地用ポリマーセメント組成物は、それぞれの材料を施工時に混合しても、予め一部を混合してもかまわないが、予め粉末成分を混合した材料と水とを混合することが、施工現場での計量手間や計量ミスをなくす点で好ましい。
このようにして得られた下地用ポリマーセメント組成物は、防水工を伴う道路床板を補修・補強する際の防水工用下地ポリマーセメント組成物として用いられる。

本発明の防水工を伴う道路床板補修・補強工法は、上記本発明の防水工用下地ポリマーセメント組成物を、道路コンクリート母体の補修・補強対象箇所に施工し、その上部に防水プライマーを塗布する工程を備えることで、任意の防水プライマーの硬化不良を引き起こすことなく、防水工を伴う道路床板補修・補強をすることができる。

具体的には、道路の補修・補強箇所の一部を除去、はつりとった後に、付着性に影響を及ぼす浮石等を除去して清掃する。
次いで、調製した本発明のポリマーセメント組成物を必要な厚さで施工し、左官コテ等で平滑に仕上げる。
該ポリマーセメント組成物を養生して硬化した後に、その上に市場で入手し得る任意の防水プライマーを適用するものである。

ポリマーセメント組成物の施工方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ポンプ圧送、流し込み等が利用できる。また養生方法としては、施工現場での環境温度で養生を行っても、十分な初期強度を短時間に発現することができるものである。

防水プライマーとしては、公知の任意の防水プライマーを使用することが可能である。
例えば、アクリル−シリコン系エマルジョン、アクリル−ウレタン系エマルジョン、ポリエステル系樹脂エマルション、ポリカーボネート系樹脂エマルション、ポリアミド系樹脂エマルション、ポリイミド系樹脂エマルション、ポリエーテルスルホン系樹脂エマルション、ポリスルホン系樹脂エマルション、ポリスチレン系樹脂エマルション、ポリノルボルネン系樹脂エマルション、ポリオレフィン系樹脂エマルション、アクリル系樹脂エマルション、アセテート系樹脂エマルション等が例示される。

かかる防水プライマーを、コンクリート被補修部分に塗布する方法としては、例えば、刷毛、ローラー、吹付け等による、任意の塗布方法が可能である。
塗布量としては、例えば２００〜１０００ｇ／ｍ^２が好ましい。

このようにすることで、道路コンクリート母体の補修・補強対象箇所に防水工を施工する場合であっても、防水プライマーの硬化不良も発生せず、道路床板の防水工を伴う補修・補強が可能となる。

本発明を次の実施例、比較例及び試験例について説明する。
（原材料）
次の原材料を用いて、ポリマーセメント組成物を調製した。
・超速硬セメント：マイルドジェットセメント住友大阪セメント株式会社製
・普通ポルトランドセメント：住友大阪セメント株式会社製
・細骨材：砂（珪砂６号）
・アクリル系ポリマー１（Ｐ／Ｃ＝１〜３）：商品名モビニールＬＤＭ７０００Ｐ、日本合成化学株式会社製、再乳化形粉末樹脂
・アクリル系ポリマー２（Ｐ／Ｃ＝５）：商品名ライオンボンドＡ、住友大阪セメント株式会社製、エマルジョン（ポリマー固形分４５質量％）
・ＳＢＲ系ポリマー：ライオンＧＲＬＣ−Ｃ材、住友大阪セメント株式会社製、エマルジョン（ポリマー固形分４５質量％）
・減水剤：商品名マイティ１００、花王株式会社製
・水：水道水
・プライマー：表１に示す各プライマーを用いた。

（実施例１〜８、比較例１〜８）
上記各原材料を用い、全ての例について水（混練水）を粉体（セメント及び細骨材）に対して１５質量％となるように配合して、次の表２及び表３に示す配合割合で混合して各セメント組成物を調製した。
但し、アクリル系ポリマー１の再乳化形粉末樹脂は、粉体に予め配合して混合し、アクリル系ポリマー２及びＳＢＲ系ポリマーのポリマーエマルジョンは、混練水に混合し、合計の水量が、粉体に対して、１５質量％となるように配合した。
また、表２及び表３中のアクリル系ポリマー２及びＳＢＲ系ポリマーエマルジョンの数値は、ポリマー固形分の質量を示す。

但し、表２及び３中、Ｐはポリマー（アクリル系ポリマー１又はアクリル系ポリマー２又はＳＢＲ系ポリマー）、Ｃはセメント（超速硬セメントまたは普通ポルトランドセメント）を示す。

試験例
（試験例１）
実施例１〜８及び比較例１〜８で調製した各セメント組成物について以下の試験を行なった。
（試験例１）：ポリマーセメントモルタルとプライマーとの付着試験
ＪＩＳＡ５３７１に規定するコンクリート平板をコンクリート母材とし、付着強度試験を行った。
該コンクリート平板に、上記実施例１〜８及び比較例１〜８の各モルタル組成物を厚さ３ｃｍで塗布し、硬化後、該モルタル組成物の上に表１の各防水プライマーＡ〜Ｅをそれぞれ３００ｇ／ｍ^２で「はけ」で塗布し、２８日間２０℃湿度６０％で養生したものを試験供試体とした。
各試験供試体において、建研式引張り試験機（株式会社丸菱科学機械製作所製ＭＫＳ接着剥離試験器ＢＡ−４５０Ｄ）により、付着強度を測定した。
その結果を表４に示す。
なお、表４中、全てのプライマーとの付着強度の測定値が１．５Ｎ／ｍｍ^２以上のものを○、１Ｎ／ｍｍ^２以上で１．５Ｎ／ｍｍ^２未満のものを△、１Ｎ／ｍｍ^２未満のものを×として判定１に示す。

（試験例２）
試験例１で使用した各試験供試体のモルタル組成物とコンクリート母材との付着性をＪＩＳＡ６９０９に準じて試験し、また乾燥収縮性をＪＩＳＡ１１２９に準じて試験した。
これらの結果を表５に示す。
なお、表５中、付着強度の測定値が１．５Ｎ／ｍｍ^２以上のものを○、１．５Ｎ／ｍｍ^２未満のものを×とし、また乾燥収縮性が５００μ未満のものを○、５００μ以上のものを×として判定２に示す。

上記試験例１の判定１と試験例２の判定２との双方の結果を表６にまとめ、双方の結果が○の場合には総合評価を○、どちらか一方でも△がある場合には総合評価を△、またどちらか一方でも×がある場合には総合評価を×として表した。

上記結果より、ポリマー／セメント比（Ｐ／Ｃ）が１０以上のポリマーセメントモルタルに、防水プライマーを塗布した場合には、材齢２８日経過後においても防水プライマーが硬化しないことがわかる。
また、Ｐ／Ｃ比を５．０以下にすることにより、ポリマーセメントモルタル中のポリマーの種類、防水プライマーの種類によらず、防水プライマーは材齢２８日後において、正常に硬化していることが確認できる。
さらに、Ｐ／Ｃ比を１．０以上とすることにより、ポリマーによる乾燥収縮の改質効果が発揮されていることがわかる。

本発明の道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物及び該組成物を用いた道路床板の補修・補強工法は、任意のプライマーを用いた防水処理を伴う道路床板の補修・補強工法に有効に適用することができる。

Claims

ポリマー／セメント質量比が１．２〜４．０（ｗｔ％）で、セメントは超速硬セメント又はポルトランドセメントで、ポリマーはアクリル系ポリマー又はＳＢＲ系ポリマーであることを特徴とする、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物。
請求項１記載の道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物において、防水工用下地ポリマーセメント組成物は、道路床板補修・補強箇所と防水プライマーとの間に位置する道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物であることを特徴とする、道路床板の防水工用下地ポリマーセメント組成物。
道路コンクリート母体の補修・補強対象箇所に、請求項１または２記載の下地ポリマーセメント組成物を施工し、硬化後に、その上部に防水プライマーを塗布する工程を備えることを特徴とする、防水工を伴う道路床板補修・補強工法。