特許 7394652 コンクリート剥落防止材及びコンクリート剥落防止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】コンクリート剥落防止材及びコンクリート剥落防止方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20231201BHJP

   E01D 22/00 20060101ALI20231201BHJP

   C09D 5/00 20060101ALI20231201BHJP

   C09D 163/00 20060101ALI20231201BHJP

   C09D 175/04 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

E01D22/00 B

C09D5/00 D

C09D163/00

C09D175/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020025883

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021130940

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-02-10

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行日 ：２０１９年１２月１９日 刊行物：自社パンフレット 発行日：２０１９年５月７日 刊行物：自社資料 発行日：２０１９年６月１０日 刊行物：自社資料 発行日：２０１９年６月１３日 刊行物：自社資料 発行日：２０１９年７月１０日 刊行物：自社資料 発行日：２０１９年１０月１７日 刊行物：自社資料 発行日：２０１９年１２月４日 刊行物：自社資料 公開日：２０１９年４月２６日 公開場所：一般財団法人 広島県環境保健協会 材料試験室（広島市中区光南３丁目１３番） 公開日：２０１９年４月２３日 公開場所：一般財団法人 日本塗料検査協会 東支部（神奈川県藤沢市宮前６３６－３） 公開日：２０１９年７月４日 公開場所：一般財団法人 日本塗料検査協会 東支部（神奈川県藤沢市宮前６３６－３） 公開日：２０１９年４月２３日 公開場所：一般財団法人 日本塗料検査協会 東支部（神奈川県藤沢市宮前６３６－３） 公開日：２０１９年５月２８日 公開場所：一般財団法人 建材試験センター 中央試験所（埼玉県草加市稲荷５－２１－２０） 公開日：２０１９年５月７日 公開場所：一般財団法人 建材試験センター 中央試験所（埼玉県草加市稲荷５－２１－２０） 公開日：２０１９年５月７日 公開場所：一般財団法人 建材試験センター 中央試験所（埼玉県草加市稲荷５－２１－２０）

(73)【特許権者】

【識別番号】505389695

【氏名又は名称】首都高速道路株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510106968

【氏名又は名称】首都高メンテナンス東東京株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】502371598

【氏名又は名称】ＫＦケミカル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507297400

【氏名又は名称】西日本高速道路メンテナンス中国株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077573

【弁理士】

【氏名又は名称】細井 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100180943

【弁理士】

【氏名又は名称】河嶋 慶太

(72)【発明者】

【氏名】磯部 龍太郎

(72)【発明者】

【氏名】半澤 功祐

(72)【発明者】

【氏名】古田 悠佳

(72)【発明者】

【氏名】宮田 豊

(72)【発明者】

【氏名】中山 英紀

(72)【発明者】

【氏名】根岸 政美

(72)【発明者】

【氏名】下前 芳信

(72)【発明者】

【氏名】沖田 康信

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３４２６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１６６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６４１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９９５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９９２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２１３６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０１Ｄ ２２／００

Ｃ０９Ｄ ５／００

Ｃ０９Ｄ １６３／００

Ｃ０９Ｄ １７５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物上に設けられる中間層と、前記中間層の上に設けられる表面層とを備えたコンクリート剥落防止材であって、
前記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍであり、
前記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率が１００～７００％であり、
前記コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、相対湿度５０％における押し抜き試験において、直径１０ｃｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、伸び性能が１０ｍｍ以上であり、かつ、ひび割れ追従性が温度２３℃、相対湿度５０％で２ｍｍ以上であることを特徴とするコンクリート剥落防止材。

【請求項2】

前記中間層は、３成分型水溶性エポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート剥落防止材。

【請求項3】

前記表面層は、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート剥落防止材。

【請求項4】

コンクリート構造物上に、中間層を設ける第１の工程と、前記第１の工程によって得られた前記中間層の上に表面層を設ける第２の工程を有するコンクリート剥落防止方法であって、
前記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍであり、
前記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率が１００～７００％であり、
前記コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、相対湿度５０％における押し抜き試験において、直径１０ｃｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、伸び性能が１０ｍｍ以上であり、ひび割れ追従性が温度２３℃、相対湿度５０％で２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のコンクリート剥落防止材を用いたコンクリート剥落防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート剥落防止材及びコンクリート剥落防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

道路等の構造物に用いられるコンクリートは、中性化、塩害、凍害、アルカリシリカ反応による劣化、酸性雨などによる化学的腐食、自動車等の通行で繰り返される外力による疲労劣化等によって脆弱して剥落する危険性が指摘されている。
その対策として、コンクリートの表面にメッシュシートを設けたり、合成樹脂の塗膜層を設けることが実施されている。

【0003】

上記メッシュシートの例としては、接着用ポリマーセメントモルタル及びメッシュシートでコンクリート構造物表面を被覆し、その上から水系塗料で被覆することコンクリート剥落防止工法がある（特許文献１を参照）。

【0004】

上記合成樹脂の塗膜層の例としては、引張り強さと引張り伸びを特定した合成樹脂からなる補強層を含む塗膜層を用いるコンクリート剥落防止方法がある（特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１―９９２０９号公報

【文献】特開２００４―２１３６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、コンクリート構造物上に生じる亀裂などによる変位に対して追従性が良好であるとともに、コンクリート片の剥落を防止することができるコンクリート剥落防止材及び、施工が容易なコンクリート剥落防止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】

本発明に係るコンクリート剥落防止材は、
（１）コンクリート構造物上に設けられる中間層と、前記中間層の上に設けられる表面層とを備えたコンクリート剥落防止材であって、
前記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍであり、
前記表面層は、温度２３℃、湿度５０％における伸び率が１００～７００％であり、
前記コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、相対湿度５０％における押し抜き試験において、直径１０ｃｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、伸び性能が１０ｍｍ以上であり、かつ、ひび割れ追従性が温度２３℃、相対湿度５０％で２ｍｍ以上であることを特徴とするコンクリート剥落防止材、
（２）前記中間層は、３成分型水溶性エポキシ樹脂からなることを特徴とする上記（１）に記載のコンクリート剥落防止材、
（３）前記表面層は、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂からなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコンクリート剥落防止材である。

【0008】

また、本発明に係るコンクリート剥落防止方法は、
（４）コンクリート構造物上に、中間層を設ける第１の工程と、前記第１の工程によって得られた前記中間層の上に表面層を設ける第２の工程を有するコンクリート剥落防止方法であって、
前記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍであり、
前記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率が１００～７００％であり、
前記コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、湿度５０％における押し抜き試験において、直径１０ｃｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、伸び性能が１０ｍｍ以上であり、ひび割れ追従性が温度２３℃、相対湿度５０％で２ｍｍ以上であることを特徴とする上記（１）～（３）のいずれかに記載のコンクリート剥落防止材を用いたコンクリート剥落防止方法である。

【発明の効果】

【0009】

請求項１記載のコンクリート剥落防止材によれば、中間層と表面層の二つの層から構成されているので、コンクリート構造物の表面のひび割れ、剥離が起こっても、コンクリート片の剥落を防止することができる。すなわち、コンクリート片が剥落しても、コンクリート剥落防止材は、中間層が凝集破壊することにより、コンクリート片の突起等を中間層が包み込み、該突起が表面層を傷つけることを防止する。また、コンクリート剥落防止材は、表面層が、剥離したコンクリート片の重さに耐えて、該当箇所が急激に変形することがなく、変形箇所を目視で確認してコンクリート構造物の修繕を行うことができる。さらに、コンクリート剥落防止材は、コンクリート表面全体を保護する膜の役割を果たすため、化学的腐食、塩害等を防ぐこともできる。

【0010】

請求項２記載のコンクリート剥落防止材によれば、３成分型水溶性エポキシ樹脂からなる組成物は、ローラー、刷毛、コテで容易に塗ることができ、スプレー塗装のように周辺に樹脂の組成物が飛散することを防止することができる。

【0011】

請求項３記載のコンクリート剥落防止材によれば、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂からなる組成物は、ローラー、刷毛、コテで容易に塗ることができ、スプレー塗装のように周辺に樹脂の組成物が飛散することを防止することができる。

【0012】

請求項４記載のコンクリート剥落防止方法によれば、より効率的に剥落防止材を形成することができるので、既設のコンクリート構造の改修又はコンクリート構造の新設にも用いることができる。また、非常に安価にコンクリート剥落防止材を形成することができる。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係るコンクリート剥落防止材の構成について詳細に説明する。なお、本発明におけるコンクリート構造物は、例えば高速道路や一般道路の高架橋、軌道式鉄道の高架橋、跨線橋、用水路の高架橋などが該当するがこれらに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係るコンクリート構造物の一つの例として高速道路の高架橋を用いた例を示しているが、これに限定されるものではない。

【0014】

本発明のコンクリート剥落防止材は、コンクリート構造物上に設けられる中間層と前記中間層の上に設けられる表面層とを備えた構成からなる。

【0015】

コンクリート構造物としては、上記した通りである。用いられるコンクリートとしては、普通コンクリート、軽量コンクリート、高強度コンクリート、流動化コンクリート、高流動コンクリート、マスコンクリート、水密コンクリート等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

【0016】

[中間層]
上記中間層は、コンクリート構造物表面にひび割れ、剥離がおこり、その表面が変形した場合、その変形に追従する。該変形を目視で確認してコンクリートの修繕を行うことができる。コンクリート片の剥落のように、該変形が大きい場合は、コンクリート片の端部付近において、中間層の内部が凝集破壊をすることにより、中間層がコンクリート片の突起等を包み込み、コンクリート片が表面層を傷つけることがない。

【0017】

上記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍである。該平均接着強度が１Ｎ／ｍｍを下回ると中間層と表面層の界面で剥離を起こし易くなる。また、該平均接着強度が５Ｎ／ｍｍを上回ると塗膜剥離が困難になり、表面層の破断を起こし易くなる。該平均接着強度は、好ましくは２～４Ｎ／ｍｍであり、さらに好ましくは３～４Ｎ／ｍｍである。
当該試験により、凝集破壊のし易さを確認することができる。

【0018】

上記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における引張強度は１．０Ｎ／ｍｍ^２以上である。該引張強度が１Ｎ／ｍｍ^２を下回ると、健全な塗膜維持が困難になり、経年において、塗膜の膨れ、剥がれを生じる。また、該引張強度は、好ましくは２．０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、さらに好ましくは２．２～３．９Ｎ／ｍｍ^２である。

【0019】

上記中間層の温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率はほぼ皆無である。

【0020】

上記中間層を構成する材料としては、上記平均接着強度、引張強度を有し、所定条件で凝集破壊するものであれば特に限定されない。例えば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、ラジカル系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、天然樹脂等が挙げられる。
中でも、多成分型水溶性エポキシ樹脂が好ましい。例えば、２成分型水溶性エポキシ樹脂では、プレポリマーとしてビスフェノールＡを用い、硬化剤として水溶性脂肪族ポリアミン樹脂を用いたものが挙げられる。３成分型水溶性エポキシ樹脂では、前記ビスフェノールＡを用いたプレポリマーと、水溶性脂肪族ポリアミン樹脂を用いた硬化剤と、速硬化型セメント及び二酸化チタンを含有した粉末の３成分からなるものが挙げられる。
また、ウレタン系樹脂としては、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂が好ましい。多成分型のように配合する必要がなく、また、大気中の湿気により硬化するため、作業の効率化を図ることができる。
多成分型水溶性エポキシ樹脂、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂の組成物は、ローラー、刷毛、コテで容易に塗ることができ、スプレー塗装のように周辺に樹脂の組成物が飛散することがない。

【0021】

上記中間層を構成する材料には、条件に応じて、硬化剤や粉体を混合させることができる。硬化剤としては、ポリアミン樹脂、酸無水物等が挙げられる。粉体としては、セメントや二酸化チタンが挙げられる。セメントは中間層の強度向上等、二酸化チタンは中間層の着色等が可能となる。

【0022】

[表面層]
上記表面層は、コンクリート構造物表面のひび割れ、剥離がおこり、中間層が凝集破壊
しても、コンクリート剥落防止材が破壊することを防ぐ役割を果たす。ひび割れ、剥離したコンクリート片の荷重に耐える強度と、該コンクリート片の形状に追従する柔軟性が必要である。

【0023】

上記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における引張強度は１．０Ｎ／ｍｍ^２以上である。該引張強度が１Ｎ／ｍｍ^２を下回ると、健全な塗膜維持が困難になり、経年において、塗膜の膨れ、剥がれを生じる。また、該引張強度は、好ましくは１．５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、さらに好ましくは２．２～３．９Ｎ／ｍｍ^２である。

【0024】

上記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率は１００～７００％である。該伸び率が１００％を下回ると、耐荷性における伸長性が低くなり１０ｍｍ以上の伸長性が困難になる。また、該伸び率が７００％を上回ると、塗膜強度が低くなり剥落防止効果が困難になる。該伸び率は、好ましくは１００～５００％であり、さらに好ましくは２００～４００％である。

【0025】

上記表面層を構成する材料としては、上記引張強度及び伸び率を有するものであれば特に限定されない。例えば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、ラジカル系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、天然樹脂等が挙げられる。
中でも、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂が好ましい。大気中の湿気により硬化するため、作業の効率化を図ることができる。また、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂としては、特殊変性ウレタン樹脂に高沸点炭化水素を含有させたもの等が挙げられる。
１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂の組成物は、ローラー、刷毛、コテで容易に塗ることができ、スプレー塗装のように周辺に樹脂の組成物が飛散することがない。

【0026】

上記表面層を構成する材料には、条件に応じて、添加剤を混合させることができる。添加剤としては、無機系粘性調整材等が挙げられる。例えば、シリカ系添加剤、珪酸マグネシウム系添加剤等である。

【0027】

上記表面層を構成する材料には、補強材を組み合わせることができる。表面層に補強材を組み合わせることにより、表面層の強度が増し、コンクリート剥落防止の効果が高まる。補強材の例としては、不織布や、繊維シート等が挙げられる。

【0028】

［コンクリート剥落防止材］
コンクリート剥落防止材は、コンクリート構造物の表面のひび割れ、剥離が起こっても、コンクリート片の剥落を防止することができるとともに、剥離したコンクリートにより変形した箇所を目視で確認してコンクリート構造物の修繕を行うことができる役割を果たす。

【0029】

上記コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、相対湿度５０％における押し抜き試験において、直径１０ｃｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、かつ、伸び性能が１０ｍｍ以上である。該押し抜き荷重が０．３ｋＮを下回ると、コンクリート構造物の表面のひび割れ、剥離が起こった場合、コンクリート片の荷重にコンクリート剥落防止材が耐えることが難しくなる。該押し抜き荷重は、好ましくは０．４ｋＮ以上であり、さらに好ましくは０．５ｋＮ以上である。該伸び性能が１０ｍｍを下回ると、コンクリート構造物の表面のひび割れ、剥離が起こった場合、コンクリート片の荷重によりコンクリート剥落防止材が破断する虞が高くなる。該伸び性能は、好ましくは２０ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３０ｍｍ以上である。

【0030】

上記コンクリート剥落防止材は、JSCE-K 532-2013によるひび割れ追従性の伸びが温度２３℃、湿度５０％で２ｍｍ以上である。該ひび割れ追従性が２ｍｍ未満であると、コンクリート躯体のひび割れに追従出来ずに塗膜に亀裂が生じ、コンクリートの中性化が助長する事態をまねく。該ひび割れ追従性は、好ましくは２．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３ｍｍ以上である。－２０℃温度環境下におけるコンクリート剥落防止材のひび割れ追従性は、０．４ｍｍ以上である。

【0031】

［コンクリート剥落防止方法］
次に、本発明に係るコンクリート剥落防止方法について説明する。
まず、本発明に係るコンクリート剥落防止方法によりコンクリート剥落防止材を形成する前に、対象となるコンクリート構造物において、すでに何らかの剥落防止材がある場合には、その剥落防止材を撤去する。この剥落防止材の撤去は、例えば既に設置されている剥落防止材に用いられていた所定の金属部材やシーリング材をはじめとする各種の部材等を撤去する。その後、各種の部材等を撤去した箇所のコンクリートの状態を確認し、コンクリートが脆くなっていて弱いところ（ケレン）を補修し、以下のコンクリート剥落防止材を形成した後も所定の剥落防止性能を維持できるようにする。

【0032】

次に、コンクリート構造物の表面が粗い場合、即ち該表面の凹凸が大きい時は不陸調整を行い、これらの表面を平滑化処理して接着層を作成する。この不陸調整には、ポリウレタン樹脂を用いて行うことが好ましい。ポリウレタン樹脂は、例えばゴムベラ等によってコンクリート構造物の表面に対して平滑に塗り付けられる。そして、このポリウレタン樹脂を塗り付けることによって該表面に形成されている凹凸のうちの凹部が埋められて、該表面を平滑化することができる。該接着層の厚さは約２０μｍである（塗布量の場合、約１００ｇ／ｍ^２）。環境温度と乾燥養生時間の目安は、０～１０℃の場合約４０分～２時間、１０～２０℃の場合約３０分～２時間、２０～３０℃の場合約２０分～１時間である。

【0033】

次にコンクリート構造物の表面に、該表面の全部又は少なくとも一部を塞いだ状態で中間層を設ける（第１の工程）。前記中間層は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が３～４Ｎ／ｍｍである。該中間層を構成する材料は、上述したコンクリート剥落防止材で用いられているものが挙げられる。

【0034】

上記中間層は、コンクリート構造物表面がひび割れ、剥離がおこり、その表面が変形した場合、その変形に追従する。該変形を目視で確認してコンクリートの修繕を行うことができる。コンクリート片の剥落のように、該変形が大きい場合は、コンクリート片の端部付近において、中間層の内部が凝集破壊をすることにより、中間層がコンクリート片の突起等を包み込み、コンクリート片が表面層を傷つけることがない。

【0035】

中間層を設ける方法としては、中間層を構成する材料をローラー、刷毛、コテ、スプレー等で塗布する。中でも、ローラー、刷毛、コテはスプレー塗装のように周辺に該材料が飛散することがなく好ましい。

【0036】

中間層を形成する層厚は、構成する樹脂やその特性等により異なるが、例えば、２成分型水溶性エポキシ樹脂の場合は、１０～２０μｍ、３成分型水溶性エポキシ樹脂の場合は、２００～３００μｍ、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂の場合は、１０～２０μｍである。

【0037】

次に中間層の養生後、その表面に、該表面の全部又は少なくとも一部を塞いだ状態で表面層を設ける（第２の工程）。前記表面層は、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率が２００～４００％である。該表面層を構成する材料は、上述したコンクリート剥落防止材で用いられているものが挙げられる。

【0038】

上記表面層は、コンクリート構造物表面のひび割れ、剥離がおこり、中間層が凝集破壊
しても、コンクリート剥落防止材が破壊することを防ぐことができる。また、表面層は、ひび割れ、剥離したコンクリート片の荷重に耐える強度と、該コンクリート片の形状に追従する柔軟性を有する。

【0039】

表面層を設ける方法としては、表面層を構成する材料をローラー、刷毛、コテ、スプレー等で塗布する。中でも、ローラー、刷毛、コテはスプレー塗装のように周辺に該材料が飛散することがなく好ましい。

【0040】

表面層を形成する層厚は、構成する樹脂やその特性等により異なるが、例えば、１液湿気硬化型ポリウレタン樹脂の場合は、３００～４００μｍである。

【0041】

以上、本発明に係るコンクリート剥落防止材及びコンクリート剥落防止方法について説明したが、上記したのは本発明に係るコンクリート剥落防止材及びコンクリート剥落防止方法に関する一つの例を示したに過ぎず、上記したもので限定されることはない。したがって、本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において適宜変更してもよい。

【0042】

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

【0043】

[中間層組成物の作成] 中間層組成物を下記「表１」の通りに作成した。処方Ａは主剤にビスフェノール系エポキシ樹脂、硬化剤には水溶性脂肪族系ポリアミン樹脂の２成分型水溶性エポキシ塗料からなり、処方Ｂ～Ｅは処方Ａに速硬化型セメント及び二酸化チタンを含有した粉体を以下の混合比率を変えた3成分型水溶性エポキシ塗料とした。処方Ｆは溶剤系１液湿気硬化型ウレタン塗料、処方Ｇは主剤に溶剤系ビスフェノール系エポキシ樹脂、硬化剤には溶剤系脂肪族系ポリアミン樹脂を使用した２成分型溶剤系エポキシ塗料とした。

【0044】

【表1】

【0045】

[表面層組成物の作成]
表面層組成物を下記「表２」の通りに作成した。塗料配合は、イソシアネート基含有ウレタン樹脂、高沸点炭化水素、加工顔料を含有した１液湿気硬化型ウレタン塗料（ＫＦケミカル社製、製品名「ＫＦシールテクト ＨＢトップ」）を主成分とした塗料Ａに、無機系粘性調整材のシリカ系添加剤Ｂ（トクヤマ社製、製品名「レオロシール」）、含水珪酸マグネシウム系添加剤Ｃ（昭和ＫＤＥ社製、製品名「ミルコンＭＳ－２」）を以下の混合比率で作成した。

【0046】

【表2】

【0047】

[中間層接着強度試験]
２０×７０×１５０ｍｍのモルタル板に処方ＡからＧの塗料を塗布し，温度２３℃、相対湿度５０％で１時間放置した。その後，表面層組成物として処方２の１液湿気硬化型ウレタン塗料（塗布量：０．３ｋｇ／ｍ^２）を塗布し，塗布直後に補強材として不織布を乗せて，更に処方２のウレタン塗料（塗布量：０．５ｋｇ／ｍ^２）を塗布し，温度２３℃、相対湿度５０％で２８日間放置した。その後、中間層の接着性を１８０度はく離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）で接着強度を測定した。測定は３回行い、その平均値を算出した。
以下、以下、測定結果を「表３」に記す。「表３」の数値の単位は、Ｎ／ｍｍである。

【0048】

【表3】

【0049】

処方Ｆ、Ｇの溶剤系塗料を使用した場合、他の処方と比較して非常に高い接着強度を持つ事がわかった。また、処方Ａは粉体を含まず、処方Ｅは粉体量が多いことから接着強度が低くなった。

【0050】

[表面層の施工性・仕上がり外観試験]
室温２０～２３℃、相対湿度５０～６０％の環境下で、基材にプラスチック製段ボールを使用し、施工用具には毛丈５ｍｍの短毛ローラーを用いて立面で、処方１～８の表面層組成物を塗布した。その施工性、仕上がり外観を測定した。

【0051】

【表4】

【0052】

「表４」中、たるみ性とは、表面層を施工後乾燥までの間に、塗料が下方に移動して起こる局部的な膜厚の異常が起こる現象を指す。
仕上がり外観で、○はローラーパターンが残らない、△はローラーパターンが若干残る、×はローラーパターンが著しく残ることを意味する。また、たるみ性が有る場合は、仕上がり外観は×に該当するため、試験は行わず「－」とした。したがって、仕上がり外観の項目で「－」とあるのは「×」を意味する。
添加剤Ｂは添加剤Ｃよりも少量でたるみ性を改善できた。また塗料としての施工作業性、仕上がり外観は処方２，３，８で良好な結果が得られた。

【0053】

[表面層の伸び試験]
（１）ＪＩＳ規格（Ａ６０２１）の引張性能試験の要領に従い、表面層の処方１～８の材料で乾燥膜厚が１ｍｍになるように型枠に流し込みシートを作製した。温度２３℃、相対湿度５０％で４日間放置後脱型して、更に１０日間放置したものをＪＩＳＫ６２５１に規定するダンベル状３号形で型抜きし、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎで標線２ｃｍ間の伸び率を測定した。試験環境は温度２３℃、相対湿度５０％で実施した。
試験体３個を一組として実施し、その平均値を算出した。
（２）引張性能（伸び率）試験の測定結果を「表５」に記す。「表５」の数値の単位は、％（破断時の伸び率）である。

【0054】

【表5】

【0055】

上記結果から処方２，３，７において好ましい伸び率が得られることが確認できた。

【0056】

[ひび割れ追従性試験]
（１）土木学会規準の表面被覆材のひび割れ追従性試験方法（JSCE-K 532-2013）の要領に従い標準状態試験体を作製し、試験は２３℃（常温時）の環境下で実施した。試験体３個を一組として実施し、その平均値を算出した。表面被覆材は中間層として処方Ｄの塗料を使用し塗布量は０．３５ｋｇ／ｍ^２とした。また、表面層である処方１～８の塗料については、０．３０ｋｇ／ｍ^２の量を２回塗り、塗布量は０．６０ｋｇ／ｍ^２とした。
（２）ひび割れ追従性試験の測定結果を「表６」に記す。「表６」の数値の単位は、ｍｍである。

【0057】

【表6】

【0058】

上記結果から添加剤Ｂは添加剤Ｃに比べて添加量によるひび割れ追従性能に大きく影響することが確認できた。また、添加剤の添加量が多くなるとひび割れ追従性能が低下することが分かった。

【0059】

[押し抜き試験]
押し抜き試験は、首都高速道（株）が作成した「鋼橋舗装設計施工要領」（平成２９年８月）に添付されている「参考資料１－９ 橋梁構造物設計要領コンクリート剥落防止編（H18.8）における性能照査試験方法」に基づいて行った。

【0060】

（１）試験体の作製
標準養生（温度２３℃、相対湿度５０％程度）した被着体として、JIS A 5372：2004（プレキャスト鉄筋コンクリート製品）に規定するＵ形ふた（４００×６００×６０ｍｍ）を使用した。Ｕ形ふた中央部を直径１００ｍｍの形状でコンクリート用コアカッターにより、底部を５ｍｍ残した状態で垂直にコア削孔した。その後、剥落防止工法施工面に、サンダーケレンにより表面処理を行った。
次に、Ｕ形ふた中央部４００×４００ｍｍの剥落防止工法施工面に、処方Ａ～Ｇの塗料を塗布した。塗布量は処方Ａ及びＦ，Ｇは０．１ｋｇ／ｍ^２とし、Ｂ～Ｅまでは０．３５ｋｇ／ｍ^２とした。塗布後、室温（２３℃）で１時間放置した後、その上に、処方２の塗料を塗布した。処方２の塗布量は、０．３ｋｇ／ｍ^２の量を２回塗り、０．６ｋｇ／ｍ^２とした。その後、５日間標準養生（温度２３℃、相対湿度５０％程度）して試験体を作製した。

【0061】

（２）試験方法
試験室温は２３℃とし、試験体も同温とした。
試験体をスパン４００ｍｍにてＨ鋼上に固定し、コア中央部に鉛直、均等に荷重がかかるように球座を挟んで載荷した。載荷はまず１ｍｍ／分の速度で、Ｕ形ふたが破壊するまで載荷した。その後、初期ピーク値が確認されたら５ｍｍ／分で載荷し、押し抜き試験を行い、最大押し抜き荷重及び最大変位（伸び性能）を測定した。

【0062】

（３）試験結果
「表７」に記す。

【0063】

【表7】

【0064】

処方Ｆ，Ｇの塗料を使用した試験体では，接着性が強く伸び性能はそれほど大きな値は得られなかった。一方、処方Ａの塗料を使用した試験体は中間層と表面層の界面で剥離して、伸び性能は１００ｍｍと大きいが最大押し抜き荷重はそれほど大きな値は得られなかった。
この結果、最大押し抜き荷重、伸び性能のバランスの良い処方Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの３成分型水溶性エポキシ塗料が適していると確認できた。

【0065】

以上の試験結果から、中間層組成物においては粉体の添加量の最適化、表面層組成物のおいては添加物である粘性調整材の最適化を行い、鋼橋塗装設計施工要領（首都高速道路（株）平成２９年８月）の要求品質項目（以下、規格Ｂ種という。）の試験を実施した。結果を以下に示す。なお、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下、試験は３回行い、その平均値を算出した。

【0066】

中間層として「ＫＦシールテクト アンダーコートＴ」（ＫＦケミカル株式会社製）、表面層として「ＫＦシールテクト ＨＢトップ」（ＫＦケミカル株式会社製）を用いた。「ＫＦシールテクト アンダーコートＴ」は、主剤にビスフェノール系エポキシ樹脂、硬化剤には水溶性脂肪族系ポリアミン樹脂、速硬化型セメント及び二酸化チタンを含有した粉体を混合比率１：１：２．７とする3成分型水溶性エポキシ塗料であり、塗布量は０．３５ｋｇ／ｍ^２である。「ＫＦシールテクト ＨＢトップ」は、上記した処方２の塗料であり、塗布量は、０．３ｋｇ／ｍ^２の量を２回塗り、０．６０ｋｇ／ｍ^２とした。

【0067】

【表8】

【0068】

表８の結果より、本発明コンクリート剥落防止材は、温度２３℃、相対湿度５０％における１８０゜剥離試験（JIS規格に規定されるK6854-2）での平均接着強度が１～５Ｎ／ｍｍである中間層と、温度２３℃、相対湿度５０％における伸び率が１００～７００％である表面層から構成されるため、該コンクリート剥落防止材の温度２３℃、湿度５０％における押し抜き試験における、直径１００ｍｍ当たりの押し抜き荷重が０．３ｋＮ以上であり、その時の伸び性能性が１０ｍｍ以上であり、かつ、ひび割れ追従性が２ｍｍ以上であることが確認できた。
また、中間層と表面層をローラーで塗布することができ、本発明コンクリート剥落防止材を容易に構成することができた。