JPH02160647A - モルタル、コンクリート構造物の品質向上方法及び混和剤 - 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、モルタル、コンクリート構造物の品質を向上
させる方法及び該方法において使用するモルタル、コン
クリート混和剤に関する。より詳しくは、本発明は、モ
ルタル、コンクリート二次製品の白華防止を図り、モル
タル、コンクリート構造物の中性化抑制、乾燥収縮の低
減、鉄筋の防錆を図り、モルタル、コンクリート構造物
の耐久性を向上させる方法に関する。

従来の技術 一般にモルタル、コンクリート等のセメント配合物は、
硬化と乾燥に伴い種々の宿命的欠点を露呈する。例えば
セメント配合物の硬化体の表面に発生する白華は、建築
物の外観を損ねたり、タイルや塗料等の仕上げ材を剥離
、変色させる等の悪影響を与える。従来より白華防止の
方法が種々提案されているが、十分な効果を発揮する白
華防止方法は、未だ開発されていないのが現状である。

このように白華防止が困難である理由の一つとして、白
華が通常二つの原因で発生することが挙げられる。即ち
、特開昭６０−１６８４３号に記載されるように、白華
の発生原因の一つは、硬化体内部に存在する水酸化カル
シウムが硬化体表面で炭酸化され炭酸カルシウムとなっ
て結晶成長するものであり、他の原因はアルカリ金属と
硫酸根が硬化体表面に溶出し、アルカリ金属硫酸塩とな
って結晶成長するものである。従って、一方の原因に基
づく白華を防止し得る白華防止剤であっても、他方の原
因に基づく白華を防止し得るとは限らずそのために完全
な白華防止が行なえない。

次にコンクリート構造物の耐久性についてであるが、従
来から鉄筋コンクリート構造物の寿命は５０年から６０
年程度と考えられている。この理由はコンクリートの表
面から炭酸ガスによるコンクリート内部への中性化が進
行し、この中性化領域が鉄筋の位置にまで達すると、鉄
筋が発錆し、鉄筋コンクリート部材はその耐力を失うと
いう現象によるものである。

また、セメント配合物は硬化と乾燥に伴い体積の減少を
生ずるが、この乾燥収縮はコンク・リート構造物等のひ
び割れの原因となる。このひび割れはコンクリート構造
物等の強度低下やひび割れ部分から炭酸ガスを内部に浸
透させ、コンクリートの中性化を促進し、鉄筋の発錆を
ひき起こすためコンクリート構造物等の耐久性を大幅に
低下させる。このような中性化、ひび割れに対する対策
としては、従来より、 １）セメント配合物の水／セメント比を小さくする、 ２）塗料等の気密性に優れた仕上材をコンクリート表面
に塗付する、 等の方法が行われてきた。しかし、水／セメント比を小
さくすると作業性が著しく損われる上に、硬化発熱量の
増大のためかえってひび割れが発生する欠点がある。ま
た、上記塗料等の仕上材の使用は短期的には有効であっ
ても、仕上材自体の耐久性に問題がある。このため、上
記１）及び２）の方法はいずれも満足を得る方法とはい
えない。

更にコンクリート構造物の耐久性を低下させる要因とし
ては、鉄腐蝕性塩化物によるコンクリート中の鉄筋の腐
食が挙げられる。より具体的には、近年増加しつつある
海砂の使用や海岸沿いのコンクリート構造物への海風に
より運ばれる鉄腐蝕性塩化物のコンクリート内部への浸
透を原因とする鉄筋の腐蝕である。その対策としては、
従来から初期硬化を促進させる添加剤や水密性を増強す
る添加剤等が提案されているが、必ずしも満足できるも
のではな（、特に、骨材砂中の鉄ＪＫ蝕性塩化物含量が
ＮａＣ１換算で０．０１重量％以上である場合について
は、特に好適な防錆剤が見当たらない。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記のモルタル、コンクリート構造物固有の欠
点を改善し、白華現象の防止及び耐久性に優れたモルタ
ル、コンクリート構造物を与える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 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。

その結果、水溶性アミノ樹脂が、前記二つの原因に基づ
く白華の防止のみならず、中性化抑制及び鉄筋の防錆に
も効果的であることを見出だした。

更に本発明者は、上記水溶性アミノ樹脂と、高級脂肪酸
金属塩及び非イオン界面活性剤の少なくとも１種とを、
夫々適当量で併用することにより、上記水溶性アミノ樹
脂が奏する上記効果が増強され、それに加えて乾燥収縮
も抑制されることを見出した。本発明はこれらの新知見
に基づき完成されたものである。

即ち、本発明は、モルタル、コンクリートから形成され
るモルタル、コンクリート構造物の品質を向上させる方
法において、モルタル、コンクリートの混練時に、水溶
性アミノ樹脂を配合することを特徴とするモルタル、コ
ンクリート構造物の品質を向上させる方法を提供するも
のである。

また、本発明は、モルタル、コンクリートから形成され
るモルタル、コンクリート構造物の品質を向上させる方
法において、モルタル、コンクリートの混練時に、水溶
性アミノ樹脂と、高級脂肪酸金属塩及び非イオン界面活
性剤の少なくとも１種とを配合することを特徴とするモ
ルタル、コンクリート構造物の品質を向上させる方法を
提供するものでもある。

本発明によれば、上記水溶性アミノ樹脂を単独で使用し
た場合、白華防止、中性化抑制及び鉄筋の防錆が効果的
に行われる。

また、本発明によれば、上記水溶性アミノ樹脂と、高級
脂肪酸金属塩及び非イオン界面活性剤の少なくとも１種
とを、夫々適当量で併用することにより、上記作用が増
強される。

より具体的には、上記水溶性アミノ樹脂と高級脂肪酸金
属塩とを併用すると、白華防止作用及び中性化抑制作用
が増強される。

上記水溶性アミノ樹脂と非イオン界面活性剤とを併用す
ると、白華防止作用、中性化抑制作用及び乾燥収縮抑制
作用が増強され、両者を特定の使用量で併用すると、白
華防止作用、中性化抑制作用、乾燥収縮抑制作用及び鉄
筋の防錆作用の全てにおいて顕著に優れた効果を発揮す
る。

上記水溶性アミノ樹脂と高級脂肪酸金属塩及び非イオン
界面活性剤の３者を使用すると、白華防止作用、中性化
抑制作用、乾燥収縮抑制作用及び鉄筋の防錆作用のすべ
てが少なくとも部分的に増強され、これら３者を特定の
使用ｎで使用すると、白華防止作用、中性化抑制作用、
乾燥収縮抑制作用及び鉄筋の防錆作用の全てにおいて顕
著に優れた効果を発揮する。

本発明において使用される水溶性アミノ樹脂としては、
メラミン、尿素等のアミノ化合物乃至アミド化合物とホ
ルムアルデヒド等のアルデヒド類との反応で得られる二
量体、二量体を主成分とするプレポリマー段階の水溶性
樹脂であり、水溶性である限り広い範囲のものが包含さ
れ、特にメチロール基がフリーのものが良い。メチロー
ル基がエーテル化される等により水不溶性であるアミノ
樹脂では、所望の品質向上効果を十分に発揮することが
できない。本発明では、上記水溶性アミノ樹脂のうちで
も、特に水溶性の尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素・メラ
ミン樹脂等が好ましく使用できる。かかる尿素樹脂は、
尿素１モルに対しホルムアルデヒド１〜２．５モル程度
、特に１．５〜２モル程度の割合で、またメラミン樹脂
はメラミン１モルに対しホルムアルデヒド１．５〜３．
５モル程度、特に２〜３モル程度の割合で、夫々メチロ
ール化、縮合反応させて得られる水溶性の樹脂がより好
ましく、尿素・メラミン樹脂はこのような特定の尿素樹
脂とメラミン樹脂との混合物又は共縮合物であるのがよ
り好ましい。これらは、特に別途調製してもよいし、ま
た市販品を用いてもよい。一般に、上記水溶性アミノ樹
脂は、水溶液の形態にある。

本発明では、水溶性アミノ樹脂は、単独使用の場合、セ
メント１００重量部に対して、０．４〜１．５重量部程
度、好ましくは０．５〜１．０重量部程度使用される。

０．４重量部を下回るとその効果が不十分となり、１．
５重量部を上回ると硬化が時折阻害され、又、鉄筋の防
錆効果を阻害する傾向がみられる。

既述の如く、本発明では、上記水溶性アミノ樹脂と、高
級脂肪酸金属塩及び非イオン界面活性剤の少なくとも１
種とを併用することにより、水溶性アミノ樹脂の作用を
増強することができる。

高級脂肪酸金属塩としては各種のものが使用できるが、
炭素数６〜２４の高級飽和又は不飽和のモノカルボン酸
のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩が好ましく用
いられる。特に、炭素数９〜２１の高級飽和モノカルボ
ン酸のアルカリ土類金属塩は、廉価で、アルカリ骨材反
応の面からもより好ましい。本発明で使用される高級脂
肪酸金属塩のうちでも、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸マグネシウム、ミリスチン酸カルシウム、パル
ミチン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム等が特に好
ましく使用できる。

非イオン界面活性剤も各種のものが使用できるが、典型
的には、下記一般式 ％式％（１） ［式中、Ｒは炭素数６〜２２のアルキル基又は置換基と
して炭素数１〜１６のアルキル基又はハロゲン原子を有
していてもよいフェニル基を示し、ｎは４〜３０の整数
である。］ で表わされるもの又は一般式 ％式％（３） ［式中、Ｒ１は炭素数６〜２２のアルキル基を示し、ｍ
は４〜３０の整数である。］ で表わされるもの又は一般式 ［式中Ｒ２は炭素数６〜２２のアルキル基を示し、Ｒ３
は水素原子又は２−ヒドロキシエチル基を示す。コ で表されるものが好ましい。

上記の如き高級脂肪酸金属塩又は非イオン界面活性剤は
、それ単独では白華防止、中性化抑制、乾燥収縮低減及
び鉄筋防錆のいずれの効果をも発揮せず、前記水溶性ア
ミノ樹脂と併用した場合に水溶性アミノ樹脂の白華防止
効果、中性化抑制効果及び乾燥収縮低減効果を増強する
ものである。

従って、この様な併用の場合、水溶性アミノ樹脂は、単
独使用の場合に比し少ない使用量でもよく、一般にセメ
ント１００重量部に対して、乾燥固形分として０，２〜
１．５重ｎ部程度、好ましくは０．３〜１．０重量部程
度使用すればよい。上記水溶性アミノ樹脂と併用する場
合、高級脂肪酸金属塩は、一般にセメント１００重量部
に対して、０．０２〜０．１重量部程度、好ましくは０
．０３〜０．０８８重量部程使用され、非イオン界面活
性剤は、一般にセメント１００重量部に対して、０．０
０４〜０．０８８重量部程、好ましくは　０．００５〜
０．０５５重量部程使用される。

セメント１００重責部に対して、上記水溶性アミノ樹脂
０．２〜１．５重量部（乾燥固形分換算）と高級脂肪酸
金属塩を０．０２〜０．１重量部程度併用すると、上記
水溶性アミノ樹脂の白華防止作用及び中性化抑制作用が
増強される。高級脂肪酸金属塩の使用量が０．０２重量
部を下回ると、白華防止作用及び中性化抑制作用の増強
効果が小さく、０．１重量部を上回ると、逆に白華が発
生しやすくなる傾向が生じる。

セメント１００重責部に対して、上記水溶性アミノ樹脂
０．２〜１．５重量部程度（乾燥固形分換算）と非イオ
ン界面活性剤０．００４〜０．０８重量部程度とを併用
すると、白華防止作用、中性化抑制作用及び乾燥収縮抑
制作用が増強される。非イオン界面活性剤の使用量が０
．００４重量部を下回ると、中性化抑制作用及び乾燥収
縮抑制作用の増強効果が小さく、０．０８重量部を上回
ると、白華防止作用、中性化抑制作用の増強効果が小さ
くなる傾向が生じる。

セメント１００重量部に対して、上記水溶性アミノ樹脂
０．２〜１．５重量部程度（乾燥固形分換算）、高級脂
肪酸金属塩０．０２〜０．１重量部程度及び非イオン界
面活性剤０．００４〜０．０８重量部程度を使用すると
、白華防止作用、中性化抑制作用、乾燥収縮抑制作用及
び鉄筋の防錆作用のすべてが少なくとも部分的に増強さ
れる。

白華防止、中性化抑制、乾燥収縮及び鉄筋の防錆の全て
の点において顕著に優れた効果を得るには、セメント１
００重量部に対して上記水溶性アミノ樹脂０．３〜１．
０重世部程度（乾燥固形分換算）と非イオン界面活性剤
０．００５〜０．０３重量部程度とを使用するか、又は
、セメント１００重ｎ部に対して、上記水溶性アミノ樹
脂０．３〜１．０重量部程度（乾燥固形分換算）、高級
脂肪酸金属塩０．０３〜０．１重量部程度及び非イオン
界面活性剤０．００５〜０．０３重世部程度を使用する
とよい。

更に、上記本発明に従えば、上記の白華防止効果、中性
化抑制効果、乾燥収縮抑制効果及び鉄筋の防錆効果が向
上することに加えて、モルタル、コンクリート構造体の
防水性も向上する。

本発明の白華防止方法の対象となるセメントとしては、
一般に使用されているものが特に限定なく使用でき、例
えばポルトランドセメント、アルミナセメント、フライ
アッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等が
挙げられる。

水溶性アミノ樹脂と高級脂肪酸金属塩及び非イオン界面
活性剤の少なくとも１種とを併用する場合、これらは別
個にセメント配合物に添加しても良いし、予め混合して
目的とする品質に合わせた組成物として添加しても良い
。目的とする品質に合わせた組成物とする場合、その組
成は前記使用量に照らし適宜決定すれば良いが、一般に
は、水溶性アミノ樹脂１００重責部（乾燥固形分として
）に対し、高級脂肪酸金属塩を５〜２５重量部程度、好
ましくは７．５〜２０重ｎ部程度又は／及び非イオン界
面活性剤を１〜２０重合部程度、好ましくは１．５〜７
．５重量部程度含有する組成物とするのが望ましい。

従って、本発明は、 （ａ）水溶性アミノ樹脂（乾燥固形分として）１００重
全重責及び （ｂ）高級脂肪酸金属塩５〜２５重量部及び／又は非イ
オン界面活性剤１〜２０重量部 を含有することを特徴とするモルタル、コンクリート混
和剤を提供するものでもある。

本発明に従い、上記水溶性アミノ樹脂単独又は上記水溶
性アミノ樹脂と上記高級脂肪酸金属塩及び非イオン界面
活性剤の少なくとも１種とを、モルタル、コンクリート
等のセメント配合物に配合して均一混合物を得、これを
型枠に流し込み、ついで硬化させることにより、建物の
壁や床面、橋その他のモルタル、コンクリート構造物を
製造すると、かかる構造物の品質は前記のごとく向上し
たものとなる。また、上記均一混合物を、既に完成して
いるモルタル、コンクリート構造物の表面に塗布または
吹付けすることによっても、白華や中性化を防止又は抑
制することができる。

実施例 以下実施例及び比較例を掲げて本発明をより詳しく説明
する。

実施例１ （１）混和Ｈ料 本実施例において使用した水溶性アミノ樹脂は、次のも
のである。

ａ：水溶性尿素樹脂 （住友ベークライト■製の商品名「イゲタライム」シリ
ーズの中で、尿素１モルに対しホルムアルデヒド１．７
モルをメチロール化、縮合反応させたもの） ｂ：水溶性メラミン樹脂 （住友ベークライト■製の商品名「イゲタライムｊシリ
ーズの中で、メラミン１モルに対しホルムアルデヒド２
．６モルをメチロール化、縮合反応させたもの） Ｃ：水溶性尿素メラミン樹脂 （上記水溶性尿素樹脂ａと上記水溶性メラミン樹脂すと
の３＝７（重量比）混合物）また、高級脂肪酸金属塩と
しては次のものを用いた。

■ニステアリン酸カルシウム ■：パルミチン酸カルシウム 非イオン界面活性剤としては、次のものを用いた。

■：　ＣＨ３（ＣＨ２）　＋５ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２０
）ｓ　Ｈ■：　Ｃｌ１ａ　（Ｃ１ｌ　２　）　　ａ　Ｃ
０ＮＩＩＣＨ２ＣＩ＋２０１１（２）試験方法 １）白華促進試験 以上の水溶性アミノ樹脂、高級脂肪酸金属塩及び／又は
非イオン界面活性剤を用い、その使用割合を下記第１表
のように変えて、普通ポルトランドセメントに添加し、
砂利／川砂重量比３（豊浦標準砂使用）、水／セメント
重量比０．　７のモルタルとし、１０１０Ｘ１０Ｘ１０
のセメントモルタル角柱体に成形し、２０℃×９０％Ｒ
Ｈで２４時間湿空養生した後脱型した。

次いで、これらセメントモルタル角柱体を長手方向に２
ｃｍ幅で切断し、１０１０Ｘ１０Ｘ２の切断片を得た。

得られた切断片を、８０℃で２４時間乾燥し、側面をパ
ラフィンでコーティングし、白華発生試験用の試験片と
した。

別に硫酸ナトリウム２重金％と過剰の水酸化カルシウム
を含有する水溶液を浴槽中に入れ、炭酸化を防止するべ
く油を浮かせた。この浴槽を７℃×５５％ＲＨ，風速０
．２〜０．　３ｍ１ｓｅｃの環境下に置き、前記試験片
を浴槽中の水溶液に１ＣＩ１１まで浸漬し、１４日後に
、白華の発生状況を目視観察した。白華発生度合いの判
定は次の基準によるものである。

◎　　全く白華を認めず Ｏ試験片の周辺部又は中心部に僅かに白く着色 △　　試験片の周辺部に白華の結晶成長Ｘ　　全面に白
華の結晶成長 結果を第１表に示す。

２）中性化促進試験 上記１）で行った試験と同じ混和材料を用い、その使用
割合も１）と同じように変えて、普通ポルトランドセメ
ントに添加し、川砂／セメント重量比１、砂利／川砂重
量比１．５、水／セメント重量比０．６の割合で混練り
し、１０ｃｍｘｌＱｃｍＸ２０ｃｍの直方体の供試体を
成形し、２０℃×９０％ＲＨで１週間養成した後、２０
℃×５０％ＲＨで２週間乾燥させた。これらの供試体を
４０℃×５０％ＲＨ１炭酸ガス濃度１０％の槽の中に入
れ１ケ月間放置した。

１ケ月の後、各供試体を槽の中から取り出し、供試体を
切断しその断面に１％濃度のフェノールフタレイン溶液
（エチルアルコール）を吹き付けて中性化深さ（無着色
の深さ）を測定した。

測定結果を第１表に示す。

３）乾燥収縮試験 上記１）で行なった試験と同じ混和材料を用いその使用
割合も１）と同じように変えて普通ポルトランドセメン
トに添加し、川砂／セメント重量比１、砂利／川砂重量
比１、水／セメント重量比０．６の割合で混合して、Ｊ
ＩＳ　　Ａ　　１１２９「モルタル及びコンクリートの
長さ変化試験方法」に準じて行なった。

測定は３ケ月経過の時点で行なった。

測定結果を第１表に示す。

４）発錆促進試験 上記１）で行なった試験と同じ混和材料を用いその使用
割合も１）と同じように変えて普通ポルトランドセメン
ト５０重回部に添加し、これに海砂（ＮａＣＪを０．０
２重量％含有）を１００重世部混合して水／セメント重
量比０．５で混練りした。よく磨き、アセトンで脱脂し
た軟鋼棒（４φＸ１００ｍｍ）を型枠の中央部に置いて
上記混練物を流し込み、４Ｘ４Ｘ１６０ｍｍの直方体状
コンクリート供試体を成形した。

この供試体２０℃×６０％ＲＨで１週間養成した後、４
０°Ｃ×９０％ＲＨの恒温恒湿容器中に３ケ月放置し、
供試体を壊して内部の鉄筋の発錆度合いを目視観察した
。

鉄筋の発錆度合いの判定は次の基準によるものである。

◎二発錆を全く認めず ○：発錆をほとんど認めず Δ：やや発錆あり Ｘ：かなり発錆あり 結果を第１表に示す。

尚、第１表及び引続く表において、「使用量」は、セメ
ント１００重量部に対する重量部を示し、また、水溶性
アミノ樹脂の使用量は、乾燥固形分としての二である。

比較例１ 水溶性アミノ樹脂に代えて、末端メチロール基をブチル
エーテル化した下記の非水溶性アミノ１得脂を第２表（
試料Ｎｏ、４３〜４５）記載のように使用し、実施例１
と同様に前記１）〜４）の試験を行なった。

結果を第２表に示す。

Ｘ：非水溶性尿素樹脂 （実施例１で用いた水溶性尿素樹脂ａをブチルエーテル
化したもの） ｙ：非水溶性メラミン樹脂 （実施例１で用いた水溶性メラミン樹脂すをブチルエー
テル化したもの） 比較例２ また、高級脂肪酸金属塩を単独で使用しく試料Ｎｏ、４
６．４７）、又は非イオン界面活性剤を単独で使用（試
料Ｎｏ、４８〜５０）して、実施例１と同様に前記１）
〜４）の試験を行なった。結果を第２表に示す。

第２表には、混和材料を全く使用せずにセメント配合物
のみを用いた場合（ブレーン）の結果を併記する。

第１表及び第２表から明らかなように、水溶性アミノ樹
脂の適当量を使用した場合白華、中性化及び鉄筋の発錆
が防止又は抑制され、水溶性アミノ樹脂と、高級脂肪酸
金属塩及び非イオン界面活性剤の少なくとも１種とを夫
々適当全使用した場合には、白華、中性化、乾燥収縮、
鉄筋の発錆が効果的に複合的に防止又は抑制されている
ことが判る。

実施例２ 別途第１表の試料Ｎｏ、　３．１４．１５及び３２を用
いて、ＪＩＳ−Ａ１４０１に準じて吸水試験を行った。

その結果を第３表に示す。

尚、比較のため、第１表の試料Ｎｏ、　１及び第２表の
試料Ｎｏ、５１（プレーン）の結果を第３表に併記する
。

第３表から明らかなように、水溶性アミノ樹脂を添加し
た場合（試料Ｎｏ、３）、防水性も付与され、水溶性ア
ミノ樹脂を高級脂肪酸金属塩又は非イオン界面活性剤と
併用した場合（試料Ｎｏ、　１４．１５．３２）、更に
防水性が向上することが判る。

（以　上） 手続辛甫正書（自発） 事件の表示 平成１年特許願第１３９４８６号 発明の名称 モルタル、コンクリート構造物の 品質向上方法及び混和剤 補正をする者 事件との関係　特許出願人 株式会社メルバブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モルタル、コンクリートから形成されるモルタル
   、コンクリート構造物の品質を向上させる方法において
   、モルタル、コンクリートの混練時に、水溶性アミノ樹
   脂を配合することを特徴とするモルタル、コンクリート
   構造物の品質を向上させる方法。
2. （２）モルタル、コンクリートから形成されるモルタル
   、コンクリート構造物の品質を向上させる方法において
   、モルタル、コンクリートの混練時に、水溶性アミノ樹
   脂と、高級脂肪酸金属塩及び非イオン界面活性剤の少な
   くとも１種とを配合することを特徴とするモルタル、コ
   ンクリート構造物の品質を向上させる方法。
3. （３）ａ）水溶性アミノ樹脂（乾燥固形分として）１０
   ０重量部、及び （ｂ）高級脂肪酸金属塩５〜２５重量部及び／又は非イ
   オン界面活性剤１〜２０重量部 を含有することを特徴とするモルタル、コンクリート混
   和剤。