JPH02133382A - コンクリートの劣化防止工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンクリートの劣化防止工法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］建物
等の構造物の打設のときにポンプ打設等施工性う重視す
るために、単位水量を増加させたり、鉄筋工不足等の理
由により配筋が正しく行なわれず、鉄筋のかぶり厚さが
不足しているため１ご、コンクリートの耐性化、中性化
などにより鉄筋の腐食劣化によるコンクリートのひび割
れが、大きな社会問題となってきている。

この対策として、コンクリートの透水性や通気性を適切
な表面処理を行ない、劣化を防止させることが提案され
ている。従来から、コンクリート表面処理法として、有
機塗料の塗布やスフタコ仕上げ等が行なわれてきた。こ
れらの方法は、どちらかというと、コンクリート自体の
保護というよりは、美観の目的の方が、大きい、近年の
コンク１−）の酸性化、中性化や、アルカリ骨材反応に
より、ひび割れやそれに伴う鉄筋の腐食の対策としえは
、有機塗料等では不十分である。有機塗料の表面劣化の
要因としては、紫外線劣化、オゾン劣化、酸化をはじめ
、水、酸性ガス等の化学作用が考えられる。高度成長期
の使い捨ての反省見直しにより耐久性を重視する方向に
移りつつあり、これらの有機塗料の耐久性に対する不安
が、顕在化してきている。

また、′−１ンクリート躯体表面のアルカリ回復剤とし
て、特殊な珪酸アルカリ水溶液を塗布含浸する方法があ
るが、アルカリ性付グ剤としては、アルカリイオンを供
給する薬剤を使用することが考えられ、ＮａＯＨ，ＫＯ
Ｈ，（：ａ（ＯＨ）−等が使用されている。然し乍ら、
これらのアルカリ付与剤では短時間で空気中の炭酸ガス
と反応し炭酸化され、中性化されてしまい、せっかく回
復したアルカリ性を長持ちしないし、また、ＮａやＫで
は使用されている骨材の種類によっては、アルカノ骨材
反応を誘発す−る危険がある。従って、ＮａやＫを含ま
ない中性化速度の遅いアルカリ塩が好適であり、リチウ
ムシリケートが使用されつつある。しかし、本来侵入す
る炭酸ガスをアルカリで中和するには量的にも限界があ
り、基本的には：コンクリート躯体の緻密化が最も好適
である。

特公昭６１−４６４３４号に示す防水剤は、浸潤したコ
ンクリート面に塗布し、溶出した珪酸イオン等がコンク
リート躯体に浸透し、コンクリート下地の吸収と表面か
らの乾燥により硬化に必要な水分が不足することがあり
、乾燥の激しい建物外壁に用いると、ドライアクトを起
こし、フンクＪ−ト躯体表面に付着せｒに、表面から剥
離してしまう、そこで、セメント系硬化体の表面劣化防
１１―方法により、この防水剤にポリマーエマルジョン
を含有させる方法及び水性エマルジョン塗料を併用する
方法が、提案されており、すぐれた中性化抑制能力を有
す゛るコンクリート表面塗布型の耐久性向１−材料を得
ることができる。

然し乍ら、実際のコンクリート建物でも塗布時に躯体の
乾燥が大きい場合には、コンクリ−トド地への水吸収が
憎く、且つ大きいために塗布量の増加、塗布材膜中から
水分が減少することによる施ｔの悪さ、塗布材表面にお
ける初期ひび割れの発生等が見られることがあり、しば
しば問題になれている。

また、：コンクリート表面にエマルジ」ン系シーラーを
塗布することも良いが、コンクリート表面との付着に、
問題があり、また、剥離を生じることすらあり、よほど
の注、αが必要である。

従って、本発明は、従来の無機質浸透材料が塗布中に水
分が下地丁ｌンクリートに急速に吸収されないように、
几つ、劣化防止効果を１・分に発揮でさるように鋭意研
究し、次のような劣化防止工法を発明したものである。

また、本発明は、無機質浸透性材料の初期の水吸収を少
なくし、同時に、その浸透性を損なわない塗布材料を用
いて、劣化防止工法を提供することを目的にする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題の解決のために、第１に
、コロイダルシリカをＳｉＯ＊換算で１〜１０重量部に
対して、樹脂固形分１０〜５０重量部含有するシリカ複
合樹脂エマルジョンをブライマーとして、：１ンクリ一
ト躯体に塗布し、乾燥した後、次に、第２塗布材料とし
て、セメント１００取壊部に対して、屑ガラス、高炉水
砕スラグ、フライアッシュ、又はシリカヒユーム等の非
晶質珪酸物質を粉末度７０００−１００００ｃｍ″／ｇ
に微粉砕した物５〜３０重量部を混合して得たセメント
系結合材１００重量部に対し、樹脂固形分で５〜４０重
量部含有するポリマーセメント系結合側を塗布し、硬化
させた後、水性エマルジョン塗料を第３塗布材料として
、塗布することを特徴とするコンクリートの劣化防止工
法を提供する。また、そのシリカ複合樹脂エマルジョン
において、シリカ粒子が、該エマルジョンの樹脂粒子を
覆っているものが好適である。

既設コンクリート躯体表面は、使用条件により、著しく
乾燥していることがあるが、その時に、コロイダルシリ
カ１〜１０重量部、樹脂固形分５〜５０重量部の割合で
含有するポリマーエマルジョンを塗布し、乾燥した後に
、浸透性ポリマーセメント系材料を塗布することにより
下地への初期の水分吸収を低減させ、且つ浸透性を損な
わないものである。

本発明に用いられるコロイダルシリカは、種々の分散法
で製造できるが、樹脂エマルジョンにビニル基含有する
シラン系カップリング剤を添加して、コロイダルシリカ
存在下で重合させたシリカ複合体エマルジョンを製造す
る。その＃ＭＪｆＩエマルジＪン粒子表面にコロイダル
シリカが、被覆されたエマルジョンが好適である。

このエマルジョンをコンクリート躯体に塗布１“ると、
躯体中への水の浸透性は、コロイダルシリカの水溶液を
塗布すると、低下するが、膜形成性にすぐれ、更に、躯
体表面に形成きれる膜は、有機ポリマーとシリカを含む
ために多孔質であり、そのボア部分の表面は親水性にな
っている。そのために、本発明により、コロイダルシリ
カ含有樹脂エマルジョンで処理したコンクリート躯体表
面では、その上に塗布される無機質セメント系材料から
の浸透成分であるアルカリ分、珪酸イオンなどが、コン
クリート躯体まで浸透することが、有機ポリマー膜を形
成するにも拘わらずに、妨げないものである。即ち、特
公昭６１−４６４３４号に示す防水剤と同様の効果を発
揮するにも、拘わらずに、コンクリート躯体の緻密化が
行なえるものである。また、コロイダルシリカの一部は
、浸透成分とともに、下地の躯体に浸透す°るものであ
る。

本発明によるコ［Ｉイダルシリ力含有エマルジョンに用
いることのできるポリマーは、アクリルスチレン系等の
アクリル系エマルジョン、エチレン酢酸ビニル系などの
酢酸ビニル系エマルジョン、シレンブタジエン系ラテッ
クスなどがある。このような樹脂の粒子（ポリマー粒子
）の表面を、コロイダルシリカが覆っているエマルジョ
ンが、好適である。

本発明のコンクリート劣化防止工法によると、先ず、第
１に、とのシリカ複合樹脂エマルジョンを、塗布し、乾
燥する０次に、セメント１００重量部に対して、屑ガラ
ス、板ガラス、高炉水砕ガラス、フライアッシュ、シリ
カフニーム等の非晶質珪酸物質を粉末度７０００〜１０
０００ｃｍ２／ｇに微粉砕した後、５〜３０゛重量部を
混合したセメント系結合材１００重量部に対して、樹脂
エマルジョンを樹脂固形分で５〜４０重ｒｋ部含有して
なるポリマーセメント系材料を、第２塗布材料として、
塗布する０次に、第３塗布材料として、塗布したものを
硬化した後に、水性エマルジョン塗料を塗布する。この
ような３段階で異なる材料を塗布することにより、コン
クリート躯体の保護及び耐久性の向トが得られたもので
ある。

第２ｆＩ１１布材料として用いられるポリマーセメント
系材料には、セメント、例えば普通ポルトランドセメン
トや早強ポルトランドセメント等の公知のセメントを含
有しており、また超速硬性セメントを用いてもよい、そ
こで用いられるポリマーエマルジョンは、アクリル系や
酢酸ビニル系やスチレンブタジェン系などセメントと混
合したときに、安定性の良いものが好適である。更に、
これに、アニオン系或いはノニオン系界面活性剤を、０
．０１〜１．０重量％の範囲で含有させて、その安定性
と浸透性を向上させることができる。

第３塗布材料として用いる水性エマルジョン塗料には、
通常市販されているアクリル系エマルジョン塗料や高弾
性アクリル系エマルジョンに顔料、増粘側、肪腐剤等を
添加して、調整した塗料でも好適であり、特に水性塗料
が好適である。

本発明のコンクリート劣化防止工法が適用できる範囲は
、コンクリート構造物の表面であり、特に、新設コンク
リートでは、著しく効果が大きいが、既設−１ンクリー
トでは、劣化が進行して入る場合でも部分に効果が認め
られる。以−りのように、本発明によるコンクリート劣
化防止工法では、３層の被膜が形成され、中性化アルカ
リ骨材範囲による劣化を著しく遅らせとことができる。

［作用］ 本発明のコンクリート劣化防止工法では、コンクリート
躯体表面にコロイダルシリカで表面を被覆した樹脂粒子
からなるエマルジョンを塗布乾燥させることにより、そ
の上に、塗布する無機イオン浸透性ポリマーセメント系
材料から溶出する無機イオン類が下地コンクリートへ浸
透することを妨げることなく、且つ、塗布゛の時の急激
な水分の躯体への吸収を最低限度に抑えることにより、
コンクリート躯体の緻密化ができると同時に、中性化に
対する耐久性向上が得られるｔぐれた機能を有するもの
である。

本発明のコンクリート劣化防Ｕ−［法は、例えば、コン
クリート建築物のり）オーツ、−Ｌ法のような工法にも
用いられ、有効である。

次に、本発明による；Ｊンクリート劣化防止工法をＪ（
体的に実施例により説明するが、本発明はそれらによっ
て限定されるものではない。

［実施例１］ エチルアクリレート１４０重量部、メチルメタクリレー
ト６８重量部、シチレン１５重量部、Ｎ、ｎ−メトキシ
ジメチルアクリルアミド１５重量部、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート３８ｆｉｍ部、アクリル＃２４重量部
よりなる単量体混合物を２．２′−アゾビス（２，４−
メチルソトニニトリル）６重量部よりなる重合開始剤に
より、水とインプロパツール溶媒中で重合させて得たア
クリル共重合系水分散樹脂（固形分２０％）８７５ｇを
仕込み室温下で十分に攪拌しながら水分散シリカゾル（
粒子径１０〜２０ｍμ、５ｔＣ１＋２０％、ｐＨ９〜１
０）１２５ｇを約１０分を要して滴下した。その後、７
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１．５ｇ
を滴下し、攪拌混合し、８５°Ｃで２時間保持して、反
応させて、粘凋な水分散シリカ複合体を得た。電子顕微
鏡で樹脂粒子表面を観察したところ、表面がシリカ微粒
子で覆われていることを確認した。

シリカ複合エマルジョン２の製造 アルキルアリルスルフオスクシネート ウノ、塩２重量部、７−メタクリ【ゴキシプロビルトＪ
メトキシンラン６虫縫部からなる混合！Ｉｉｆｆ１体を
乳化重合して得られる固形分含有ｈ１３０重址％０コ［
ｊイダルシリ力水溶液１００重量部を添加し、固形分濃
度３　５　ｆｉ　、１．）％、５０°ｃｐ，ｐＨ８．５
の組成物を得た。

これも、電子−顕微鏡で樹脂粒子表面を観察すると、表
面がシリカ微粒子で覆われていることを確認した。

［エマルジョンの製造比較例１］ シリカ複合エマルジョン１の製造において、コ１Ｊイダ
ルシリ力水溶液を添加しなで製造したものである。

［エマルジョンの製造比較例２］ シリカ複合エマルジョン１の！ｌｌ造において、７−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシランを添加しない
で、製造したものである。

［エマルシコンの製造比較例３］ シリカ複合エマルジョン２の製造において、フ【１イダ
ルシリ力水溶液を添加しないで製造したものである。

［エマルシコンの製造比較（Ｍ４］ シリカ複合エマルジョン２の製造において、７−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシランを添加しないで製
造したものである。

［実施例２］ Ｌ記のシリカ複合エマルシコン１を、第１嗜布材料（ブ
ライマー）として、用い、第２塗布材料（結合剤）とし
ては、普通ポルトランドセメントｉｏｏ重量部に対して
、粉末度８０００ｃｍ”７ｇにまで、微粉砕した板ガラ
ス２０重量部と、酢酸ビニル系粉末樹脂エマルジョンＤ
Ｍ２　８　９　（ヘキスト合成社製）と、６号珪砂６０
重量部と、分散剤ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル（ＨＬＢ１３）０．２重量部、粉砕シリコーン系
ｆｆＨｔＪ剤ｓＮテフオ−マ−１　４ＨＰ（サンノブロ
社製）０．１重量部を混合したものを作製し、この混合
物１００重量部に対して、３０重量部の水で混練したも
のを用いた０以上の第１塗布材料と第２塗布材料を塗布
し、形成した塗布膜上に、第３塗布材料として、アクリ
ル系エマルジョン水性建物用塗料（アサヒペン社製）を
塗布した。

［実施例３］ 上記のシリカ複合エマルジョン１を、第１塗布材料とし
て、塗布した０次に、第２塗布材料（結合剤）及び第３
塗布材料としては、実施例２の同じ材料を用いた。

［比較例１］ 上記の第１塗布材料（ブライマー）を用いずに、第２塗
布材料及び第３塗布材料として、実施例２のものど同じ
材料を用いて、塗布施工を行なった。

［比較例２］ 上記のエマルジョン比較例１で製造したエマルジョンを
第１塗布材料として、用い、第２１＆布材料及び第３塗
布材料としては、実施例２で用いた材料を用いて、塗布
施工を行なった。

［比較例３］ 上記のエマルジョン比較例２で製造したエマルジョンを
第１ｅｐＬ布材料として、用い、第２塗布材料及び第３
塗布材料としては、実施例３で用いた材料を用いて、塗
布施工を行なった。

［比較例４］ 上記のエマルジョン比較例３で製造したエマルジョンを
第１塗布材料として、用い、第２塗布材料及び第３！２
１布材料としては、実施例２で用いた材料を用いて、塗
布施工を行なった。

［比較例５］ 上記のエマルジョン比較例４で製造したエマルジョンを
第１！！布材料として、用い、第２塗布材料及び第３塗
布材料としては、実施例２で用いた材料を用いて、塗布
施工を行なった。

比較試験 上記のシリカ複合エマルジョン１．２及びエマルンヨン
製造比較例１〜４で製造したエマルジョンを各々フレキ
シブル板（ＪＩＳ　　Ａ　　５４０３規定によるもの）
に塗布膜厚さが一定になるように塗布し、２００℃６０
％の相対湿度の雰囲気で２週間乾燥した後、ＪＩＳ　　
Ａ　　６９１０規定の方法で透水試験を行なった。透水
量は、１時間後と２４時間後とで２回測定した。その結
果を第１表１示す。

第１表 塗布エマルシヨン　　　　　　透水量（−り上臣皿碧　
ｌ土脹■１ なし　　　　　　　　　　　　４．０　　１６．０複合
エマルジョン１　　　　１．５　　　８．０複合エマル
ジョン２　　　　１．９　　　９．５製造比較例１　　
　　　　　０．５　　　３．５製造比較例２　　　　　
　　１．０　　　６．０製造比較例３　　　　　　　０
．４　　　３．１製造比較例４　　　　　　　　Ｇ、８
　　　５．７本発明に用いるシリカ複合エマルジョン１
．２では、初期の透水性は小さいが、１０経過後でもか
なり透水性を有することが分かる。

実施例２及び３並びに比較例１〜５で塗布施工したもの
を十分に乾燥し、得られたモルタル下地板供試体者々に
ついて、ＪＩＳ　　Ａ　　６９１０Ｊｉ１１定に従って
付着強度試験を行なった。また、同時に、その塗布施工
に容易さについても評価した。

その結果を第２表に示す。

笛」Ｌと 圧１」ｆｌ（ｋｇｆ　ｃｅｓす塗布容易性実施例２　　
　　　１５．１　　　　　０実施例３　　　　　１６．
２　　　　　０比較例１　　　　　１０．２　　　　　
　Ｘ比較例１　　　　　１２．４　　　　　　Δ比較例
１　　　　　８．７　　　　　△比較例！　　　　　　
１１．５　　　　　　△比較例１　　　　　８．５　　
　　　Δ第２表中で○は、塗布性良好を示し、Δは、中
程度の良好さを示し、×は、塗布性不良を示す。

本発明による劣化防止施工で形成された膜は、付着強度
にすぐれ、下地への吸収が少なく、作業性にもすぐれる
ことが分かった。

［発明の効果］ 本発明によるコンクリート劣化防止施工は、特殊なプラ
イマーと作製し、塗布し、前処理したコンクリートに劣
化防止施工をすることにより、次のような顕著な技術的
効果が得られた。

第１に、従来公知の劣化防止工法と比較し、コンクリー
ト躯体が乾燥しすぎることがなく、極初期に水が吸収さ
れすぎることなく、流動性にすぐれ、作業性が良いコン
クリート劣化防止工法を提供することができたこと、 第２に、シリカ複合エマルジョンによるブライマーで前
処理することにより゛、形成された劣化防止膜の付着強
度にｒぐれ、且つひび割れ等の発生も少ない劣化防止工
法を提供すること、第３に、初期の水吸収を効果的に抑
え、同時に強度の向トをもたらした一１ンクリート劣化
防止工法を提供することなどの、 顕著な技術的な効果をもたらした。

特許出願人　　住友セメント株式会社 代理人　　弁理士　倉　持　　裕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１に、コロイダルシリカをＳｉＯ＿２換算で１
   〜１０重量部に対して、樹脂固形分１０〜５０重量部含
   有するシリカ複合樹脂エマルジョンをプライマーとして
   、コンクリート躯体に塗布し、乾燥した後、次に、第２
   塗布材料として、セメント１００重量部に対して、屑ガ
   ラス、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、又はシリカヒ
   ューム等の非晶質珪酸物質を粉末度７０００〜１０００
   ０ｃｍ＾２／ｇに微粉砕した物５〜３０重量部を混合し
   て得たセメント系結合材１００重量部に対し、樹脂固形
   分で５〜４０重量部含有するポリマーセメント系結合剤
   を塗布し、硬化させた後、水性エマルジョン塗料を第３
   塗布材料として、塗布することを特徴とするコンクリー
   トの劣化防止工法。
2. （２）前記シリカ複合樹脂エマルジョンにおいて、シリ
   カ粒子が、該エマルジョンの樹脂粒子を覆っていること
   を特徴とする請求項１記載のコンクリートの劣化防止工
   法。