JPH02225385A - コンクリート材及びその保護膜形成方法 - 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、コンクリート製品及び構造物等のコンクリー
ト材の表面に塗工することによってコンクリート材の保
護を行うようにしたコンクリート材の保護膜形成方法に
関する。

（従来の技術） 従来、土木、建築の分野で使用されるコンクリ−ト材を
保護するため、コンクリート材の表面に樹脂を塗工する
ことが知られている。このコンクリート材の保護用の樹
脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が一般的に
用いられていた。

エポキシ樹脂は、機械的強度が大で、寸法安定性に優れ
、耐水性、耐薬品性にも優れており、塗料、接着材、ラ
イニング材等の広い分野で使用されてきた。しかし、剛
性が高いという利点は、その反面、弾性がないという欠
点ともなり、また低温時（０°Ｃ以下）では硬化しない
という性質を有していた。

ウレタン樹脂は、耐候性、耐熱性でかつ機械的性質も優
れている上に弾性を有するが、耐湿性、耐水性がわるく
、かつ湿潤状態への接着性がよくないという欠点を有し
ていた。

（発明が解決しようとする課ｆｆ） エポキシ樹脂を、コンクリート製品又は構造物等のライ
ニング材として用いると、コンクリート下地の亀裂（ク
ランク）に対して追従することができず、コンクリート
内部への水、塩素イオン等が浸入してコンクリート材の
寿命を縮めでしまうという問題があった。また、気温が
０°Ｃ以下となる冬季にはエポキシ樹脂塗膜が硬化せず
、塗工作業自体が行えないものであった。一方、ウレタ
ン樹脂を用いると、コンクリート材の表面が雨等で演れ
ているときには、コンクリート材表面に塗工した塗膜の
接着が良好でなく、雨天時又は海岸や河岸などでのコン
クリート構造物には使用できないという問題が存在して
いた。

本発明は、コンクリート材表面に塗工されたライニング
材が亀裂（クランク）に対して追従できる程度の弾性を
有することによって水、塩素イオン等がコンク１ノート
内部に浸入することを防止でき、かつＯ′Ｃ以下でも硬
化する低温硬化性を存し、さらに接着性に優れることは
勿論湿潤面接着性をも有し、コンクリート材の寿命を延
ばすことができるようにしたコンクリート材の保護膜形
成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） 上記目的を達成するために、本発明のコンクリート材の
保ｆｌ［形成方法においては、変成シリコーン樹脂を含
有する二液型エポキシ樹脂組成物をコンクリート材の表
面に塗工するものである。

該変成シリコーン樹脂を含有する二液型エポキシ樹脂組
成物は、エポキシ樹脂とシラノール縮合触媒を必須成分
とするＡ剤と、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂硬化
剤を必須成分とするＢ剤とから構成されている。

Ａ剤に含まれるエポキシ樹脂は、通常の市販のビスフェ
ノールＡ型、ビスフェノールＦ型、さらにウレタン変性
エポキシ樹脂、ＮＢＲ変性エポキシ樹脂等を挙げること
ができるが、その他公知のエポキシ樹脂をいずれも使用
することができる。

シラノール縮合触媒は、Ｂ剤に含まれる変成シリコーン
樹脂の硬化触媒である０例えば、代表的にはスズ化合物
を挙げることができ、具体的にはジブチルチンジラウレ
ートを挙げることができるが、硬化触媒としての作用を
行う限りその他のスズ化合物を用いることができること
はいうまでもない、このシラノール縮合触媒の添加量は
、通常０．５〜２重量部程度（変性シリコーン樹脂１０
０重量部に対して）であり、添加量が少ないと硬化速度
が遅くて物性が悪く、多いと硬化速度が速すぎるもので
ある。

上記２物質の他に、Ａ剤には、充填剤として炭酸カルシ
ウム、酸化チタン、カーボン、紫外ＩＩＡ吸収剤、可塑
剤、よう変則、溶剤を含有させることができる。

スズ化合物を安定させる目的で、Ａ剤中の微量水分を脱
水するため、エポキシシラン、アルコキシシラン等のシ
ラン類、または合成ゼオライト等の脱水剤の配合も可能
である。脱水剤の添加量は、充填剤の水分量によって異
なるが、通常２〜５重量部（Ａ剤含有樹脂１００重量部
に対して）であれば充分である。この微量水分の除去は
これら配合物によらずに製造工程上の加熱減圧によって
も可能である。

次にＢ剤に含まれる変成シリコーン樹脂は下記一般式で
示される加水分解性ケイ素官能基を末端に有することを
特徴とするポリエーテルオリゴマ−である。

式、 Ｒ。

（ＲＯ）　３−１１　　　Ｓ　ｉ−・・・−・−・−・
・・・・・−・・・・・・・・・−・・・（１）（式中
、Ｒは炭素数１〜１２の１価の炭化水素基、Ｒ′は炭素
数１〜６の１価の炭化水素基、ｎは０〜２の整数である
。） 具体的には、ポリ（メチルジメトキシシリルエチルエー
テル）等が挙げられ、市販のサイリル５Ｂ２５．５Ｂ３
０．ＭＳＰ２ＯＡ、ＭＳＰ３００（いずれも鐘淵化学■
製）が使用できる。これらのポリエーテルオリゴマーは
１種類のみを使用してもよいし、２種類以上を混合して
使用してもよい、この変成シリコーン樹脂の使用により
、弾性が付与されるものであり、これが本発明の要点で
ある。

この変成シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂に対して等量
より多い方がライニング材又は保護膜の弾性が増大し、
コンクリート材のひびわれに追従可能となるから好まし
い。しかし、所望により、エポキシ樹脂の等量より少な
い配合量でも使用可能である。変成シリコーン樹脂の使
用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、５０〜３
００重量部、好ましくは１００〜２００重量部である。

３００重量部を越えると接着性が弱くなり、５０重量部
未満では硬化した保護膜の弾性が低くなり好ましくない
。

Ｂ剤に配合されるエポキシ樹脂硬化剤は、Ａ剤のエポキ
シ樹脂の硬化剤として作用するもので、アミン化合物、
例えばポリアミド、ポリアミン或いはポリアミドアミン
があり、通常エポキシ樹脂の硬化触媒といわれる三級ア
ミンが含まれる。その他、酸及び酸無水物系硬化剤、イ
ミダゾール類、ポリメルカプタン系硬化剤等、通常のエ
ポキシ樹脂硬化剤が使用できる。エポキシ樹脂硬化剤は
、使用される系によって配合量は変動する。

Ｂ剤の配合物には、必須成分の変成シリコーン樹脂とエ
ポキシ樹脂硬化剤の他に、Ａ剤の場合と同様に、充填剤
として炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボン、紫外線
吸収剤、可塑剤、よう変則、溶剤を含有させることがで
きる。

また、湿気に不安定な変成シリコーン樹脂の安定状態を
維持するために脱水剤の配合が必要で、エポキシシラン
、アルコキシシラン等のシラン類、または合成ゼオライ
ト等が配合される。脱水剤の添加量は、充填剤の水分量
によって異なるが、通常２〜５重量部（Ｂ剤含有樹脂１
００重量部に対して）であれば充分である。勿論、水分
の除去はこれら配合物によらずに製造工程上の加熱減圧
によっても可能である。

次に、Ｂ剤ヘアミノシランを配合することによって、コ
ンクリート材への保護膜の接着性がさらに高められる。

アミノシランの使用量は、通常０．５〜２．０重量部程
度（Ｂ剤含存樹脂１００重量部に対して）で充分である
が、使用量が少なすぎると効果が減少するし、多くして
も効果に変わりないがコストの面で不利である。

（実施例） 以下に本発明の実施例を挙げて説明する。

製造例Ｉ Ａ剤組成（数値は重量部を示す、） エポキシ樹脂： エピコー）８２８　（油化シェルエポキシ■製）１００
．０ 炭酸力ルシウムニ 白艶華ＣＣＲ（白石カルシウム■製）・・・４３．０酸
化チタン： チタンＲ−６８０（石原産業■製）・・・・・・・・・
２．０スズ化合物： に９１８（三共有機合成■製）・−・・−一−−−・・
・−・・−・・・２．０脱水剤： モレキュラーシーブ３Ａ（ユニオン昭和■製）２．０ 上記組成のうちからスズ化合物を除き、フィーラー全部
とエポキシ樹脂の一部を高速攪拌機（ダルトン）で硬練
りし、フィーラーの分散が完全になったとき、残りのエ
ポキシ樹脂を配合しペーストを作った０次いで、スズ化
合物を入れて充分攪拌減圧して均一なペーストを製造し
た。

Ｂ剤組成（数値は重量部を示す。） 変成シリコーン樹脂： サイ９ル５Ｂ２５　（鐘淵化学工業■製）・・・・−・
・−・・・・−・・・・・・・・・−・−１００，０炭
酸カルシウム； ライドンＡ−５（白石カルシウム■製）・−・・・・・
・−・−・−・・−・・・・・−・・・４７．０アミノ
シラン： ＫＢＭ６０３（信越化学工業■製）・・・・−・・２．
０アミン化合物： スミキュア−Ｄ（住友化学工業■製）・・−・−・・５
．０アミノシラン、アミン化合物を除く、フィーラー全
部と変成シリコーン樹脂の一部を高速撹拌機（ダルトン
）で硬練りし、フィーラーの分散が完全になったとき残
りの変成シリコーン樹脂全部を配合しペーストを作った
０次いで、１００〜１１０°Ｃで３０分加熱減圧（２０
鵬以下）下で撹拌した。アミノシラン、アミン化合物を
入れて充分攪拌減圧して均一なペーストを製造した。

製造例２ Ａ剤については、製造例１と同−組成及び製法でペース
トを製造した。

Ｂ剤組成（数値は重量部を示す。） 変成シリコーン樹脂： サイ９ル５Ｂ２５　（鐘淵化学工業■製）・・・・・・
・・・・・・・・・・−・・・・・−・・２００．０炭
酸カルシウム： ライドンＡ−５（白石カルシウム■製）・−・−・−・
−・・−・・−・・・・・・・・・・・・・・−９０，
０アミノシラン： ＫＢＭ６０３　（信越化学工業■製）・・−・−・・・
−４，０アミン化合物： スミキュアーＤ（住友化学工業■製）曲・・・５．　０
脱水剤： ５ｌ−４２（大へ化学工業所■製）・・・・・・・・・
−４，０アミノシラン、アミン化合物、脱水剤を除く、
フィーラー全部と変成シリコーン樹脂の一部を高速攪拌
機（ダルトン）で硬練りし、フィーラーの分散が完全に
なったとき残りの変成シリコーン樹脂全部を配合しペー
ストを作った０次いで、アミノシラン、アミン化合物、
脱水剤を入れて充分攪拌減圧して均一なペーストを製造
した。

次に、各製造例によって製造したＡ剤及びＢ剤によって
構成されるライニング材の性能を第２表に示した。比較
のために、２種の市販品のエポキシ樹脂ライニング材の
性能を合わせて示した。

フィルム物性は、ＪＩＳＫ６３０１に準拠し、３号ダン
ベルを用いて測定した。引張剪断接着強さはＪＩＳＫ６
８５０に準拠し、剥離接着強さはＪＩＳＫ６８５４に準
拠して測定した。接着強さの測定にはトリクレン洗浄し
た軟鋼板を用いた。

その厚さは、引張剪断接着強さが１．６ａｍ、剥離接着
強さが０．　５ｍａ＋のものを用いた。引張速度は、引
張剪断接着強さが５０１１１！ＩＩ／１ｌｉｎ、剥離接
着強さが２００　ａｍ／ｓｉｎのスピードで行った。

第１表に示した結果から、市販品はいずれも従来のエポ
キシ樹脂ライニング材としての伸びは、充分であるが、
本発明で用いるライニング材のそれに比較すればかなり
小さいことがわがった。このことは、両者の剥離接着強
さにおける大きな差になって表れているものである。

第１表の１ 第１表の２ （閣）のコンクリート柱の底面に製造例１．２及び市販
品１，２のライニング材を０．５ｍｍの厚さに塗布し、
コンクリートの曲げ試験を行い、コンクリートのひびわ
れ状態とライニング材の追従性の試験を行った。その結
果を第２表に示した。

第２表 （第１表において、＊は、凝集破壊、＊２は、接着破壊
＋凝集破壊、＊３は、接着破壊を示す、）実施例１，２
及び比較例１．２ 実際に鉄筋を埋め込んだ７５ｘ１５０χ５３０（第２表
において、Ａはコンクリートのびびねれ発生荷重、Ｂは
ライニング材の破断時、Ｂ−１は破断荷重、Ｂ−２は目
開き量である。）第２表の結果から、本発明に係るライ
ニング材の破断時の目開き！（実施例１，２）が従来の
エポキシ樹脂ライニング材（比較例１，２）に比較して
３倍〜４倍あり、破断荷重も１．５倍〜２倍と大きいこ
とがわかった。

実施例３．４及び比較例３．４ φ１５ｘｌＯｃ＋ｓの円柱の試験体の上面に製造例１の
ライニング材を０．５１１Ｉ１１の厚さに塗布し、５時
間、８にｇｆ／ｃ＋ｉｔ（実施例３）と１５　Ｋｇｆ／
ｃｍ″　（実施例４）の水圧をかけて、各ライニング材
の耐高水圧透水性の試験を行い、それぞれライニング材
を塗布しない場合（比較例３．４）と比較した。その結
果を第３表に示した。

（以下余白） 第３表 第３表の結果から、本発明のライニング材を塗布したも
のは水の浸透が全く生じないことがわがった。

実施例５〜８ １２０ｘ４０ｘｌＯｍＩ１１のスレート試験体の真中か
ら切断したものを再びつなぎ合わせ、製造例１のライニ
ング材の厚さを変えて塗布、養生後、常Ｌ！１（２０℃
）、低温（−２０℃）及び耐候性試験（７００Ｈｒのサ
ッシャインウエザオメーター）状態におけるライニング
材のひびねれ追従性を測定した。引張速度５ｍ／ｍｉｎ
であづた。その結果を第４表に示した。

第４表 （第４表において、Ｄは常態（２０°Ｃ）、Ｅは低温（
−２０°Ｃ）、Ｆはウェザオフ−ターフ００Ｈｒ後をそ
れぞれ示す０Ｍ厚の数値及び伸びの数値はｘｌｏ−’閣
で示され、また強度の数値はｋｇｆで示されている。） 第４表から、各実施例ともウェザオフ−ターフ００Ｈｒ
後においてやや伸びの低下があるが、従来のエポキシ樹
脂ライニング材に比べて各実施例とも充分に伸びがあり
、低温時においても充分なる伸び及び強度を維持してい
た。従って、コンクリートのライニング材として従来の
エポキシ樹脂ライニング材の欠点であるひびわれ追従性
、特に低温時の問題が解消されることがわかった。

実施例９ −Ｔ−ルタル試片（５０ｘ５０ｘ２５ｍ＋）を−晩水中
養生し、表面に浮いた水を軽く拭き取り、「ＪＩＳＡ６
９０９の５．８付着強さ」の項に準拠し、製造例１のラ
イニング材を用いて試験治具を作成した。その試験治具
を二週間養生後、接着力を測定した１モルタル試片は約
２０ｋｇ／ｃｄで材料破壊した。

実施例１０ 実施例９と同様に作成された試験治具を二週間養生後、
さらに水中で二週間劣化後の接着力を測定した０モルタ
ル試片は約２０ｋｇ／ｃｄで材料破壊した。

実施例１１ 実施例９と同様に作成された試験治具を二週間養生後、
さらに８０°Ｃで二週間劣化後の接着力を測定した０モ
ルタル試片は約２０ｋｇ／ｃｄで材料破壊した。

比較例５ 製造例１のライニング材の代わりに従来の汎用エポキシ
樹脂ライニング材を用いた以外は実施例９と同様に試験
を行ったところ、エポキシ樹脂ライニング材はモルタル
試片の湿潤面に接着しなかった。

実施例１２ ５０Ｘ５０Ｘ１０ｍのモルタル試験片に製造例１のライ
ニング材を０．　５０１１１の厚さに塗布し、０〜５°
Ｃの環境下で１５時間放置したところ、完全ではないに
してもフィルム形成をなした。これはエポキシ樹脂の部
分は未硬化であるが変成シリコーン樹脂の連続相がかな
りのところまで硬化していることを示している。

比較例６ 製造例１のライニング材の代わりに従来のエポキシ樹脂
ライニング材を用いた以外は、実施例１Ｏと同様の実験
を行ったところ、このライニング材は全く硬化しておら
ず、指で触れると糸を曳く程であった。

実施例１３ Ａ剤組成（数値は重量部を示す、） エポキシ樹脂； エビコー）８０７　（油化シェルエポキシ■製）１００
．０ スズ化合物： Ｎｃｔ９１８（三共有機合成■製）・・−・−・−・・
・・・−・・２゜ＯＢ剤組成（数値は重量部を示す、） 変成シリコーン樹脂： ＭＳＰ３００　（鐘淵化学工業■製） １００．０ アミン化合物； スミキュアーＤ（住友化学工業■製）・・・・・・・５
．　０上記Ａ剤及びＢ剤からなるライニング材を作成し
た。このライニング材を用いて、軟鋼板同士の接着力（
２０°Ｃ，１ケ月養生）でその接着性を試験した。その
結果を第５表に示した。

実施例１４ Ａ剤組成（数値は重量部を示す、） エポキシ樹脂： エビコート８０７（油化シェルエポキシ■製）１００．
０ スズ化合物： Ｎα９１８（三共有機合成■製）・−・・・・・・−・
・−・・・・・・２．ＯＢ剤組成（数値は重量部を示す
、） 変成シリコーン樹脂： ＭＳＰ３００　（鐘淵化学工業■製） ・・・・・・・・・・・！００．０ アミン化合物： スミキュア−Ｄ（住友化学工業■製）・・−・・・・５
．０γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン：Ｋ
ＢＭ４０３（信越化学工業■製）・・−・−・・−・２
．０上記Ａ剤及びＢ剤からなるライニング材を作成した
。このライニング材を用いて、軟鋼板同士の接着力でそ
の接着性を試験した。その結果を第５表に示した。

実施例１５ シランとしてｒ−（メタクリロキシプロピル）トリメト
キシシラン（ＫＢＭ５０３　Ｆ信越化学工業■製）を用
いた以外は実施例１４と同様の組成のライニング材を用
いて、同様に接着力の試験を行い、その結果を第５表に
示した。

実施例１６ シランとしてＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ６０２：信越化学工
業■製）を用いた以外は実施例１４と同様の組成のライ
ニング材を用いて同様に接着力の試験を行い、その結果
を第５表に示した。

実施例１７ シランとしてＮ−７ｔ　＜アミノエチル）Ｔ−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ６０３：信越化
学工業■製）を用いた以外は実施例１４と同様の組成の
ライニング材を用いて同様に接着力の試験を行い、その
結果を第５表に示した。

実施例１８ シランとしてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン（
ＫＢＥ９０３：信越化学工業■製）を用いた以外は実施
例１４と同様の組成のライニング材を用いて、同様に接
着力の試験を行い、その結果を第５表に示した。

第５表 （第５表において、接着力はＫｇｆ／２５ｍ＋で示され
ている。破壊状態は全て凝集破壊（ｃｆ）であった、） 第５表の結果から、アミノシランを添加した本発明のラ
イニング材（実施例１６〜１８）が、他のシランを添加
した本発明のライニング材（実施例１４〜１５）及びシ
ランを添加しない本発明のライニング材（実施例１３）
よりも極めて優れた接着性を示すことがわかった。

（発明の効果） 以上のように、本発明によって保護膜をコンクリート材
に塗布しておけば、■コンクリート材のひびわれが防止
できる、■コンクリート材にひびわれが発生しても、保
ｉ！膜がひびわれ（目開き）追従性があり（０，４Ｍ以
上でも追従できる）、かつ保護膜は高透水圧（８Ｋｇｆ
／ｃｔａ”、１５Ｋｇｆ／ｃｍｚ）、５時間で全く水の
浸透がないから、水、塩素イオン等の内部への浸入を防
ぐことができる、■雨降りの際とか海岸、河岸等のコン
クリート材の表面が湿潤状態となる場合でも接着性が良
好で、すぐに施工ができる、■常温では勿論、低温下で
の伸び、強度がすぐれているから、車両等に起因する振
動、衝撃に対して強靭性を有する、■特に冬場において
は、０°Ｃ以下においては従来のエポキシ樹脂ライニン
グ材は硬化しないため使用できなかったが、本発明の保
護膜は０°Ｃ以下でも硬化するため、冬場でも好適に使
用される、■ノンブライマーで使用できるから使い勝手
がよい、■保護膜のコンクリート材への接着性も良好で
ある、という多くの効果が達成されるものである。

特許出願人　　セメダイン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）変成シリコーン樹脂を含有する二液型エポキシ樹
   脂組成物をコンクリート材の表面に塗工することを特徴
   とするコンクリート材の保護膜形成方法（２）該変成シ
   リコーン樹脂を含有する二液型エポキシ樹脂組成物が、
   エポキシ樹脂とシラノール縮合触媒を必須成分とするＡ
   剤と、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂硬化剤を必須
   成分とするＢ剤とからなることを特徴とする請求項（１
   ）記載のコンクリート材の保護膜形成方法。 （３）該変成シリコーン樹脂が下記一般式で示される加
   水分解性ケイ素官能基を末端に有することを特徴とする
   ポリエーテルオリゴマーである請求項（１）又は（２）
   記載のコンクリート材の保護膜形成方法。 式、 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
   ・・・・・・・（１）（式中、Ｒは炭素数１〜１２の１
   価の炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜６の１価の炭化水素
   基、ｎは０〜２の整数である。） （４）Ｂ剤にさらにアミノシランを配合したことを特徴
   とする請求項（２）又は（３）記載のコンクリート材の
   保護膜形成方法。 （５）請求項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の方
   法によって形成された保護膜によってその表面が被覆さ
   れていることを特徴とするコンクリート材。