JPH0269375A

JPH0269375A - コンクリート被覆材と被覆方法

Info

Publication number: JPH0269375A
Application number: JP22205488A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kondo; 義正近藤; Yukihiko Inoue; 之彦井上; Sumihiko Kurita; 澄彦栗田
Original assignee: Koransha Co Ltd; Aoki Corp
Current assignee: Koransha Co Ltd; Aoki Corp
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1990-03-08

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】（技術分野）この発明は、コンクリート被覆材とこれを用いた被覆方
法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
コンクリートの耐久性、耐水性、耐薬品性等を向上させ
ることのできるコンクリート被覆材とその被覆方法に関
するものである。

（背景技術）従来より、コンクリート、モルタル、セメント、スレー
ト等のコンクリート製品の耐久性を向上させるために多
種多様な表面被覆材が用いられてきている。特に近年に
なってコンクリートの塩害、中性化、薬品による劣化、
あるいはアルカリ骨材反応等によるコンクリート劣化に
ついての検討が進み、様々な場で詳細な報告がなされる
に従い、これらのコンクリート劣化の対応策として表面
被覆法がさらに注目されてきている。

これらの従来の被覆法には、コンクリート製品、コンク
リート構造物の形成直後に被覆するものや、劣化が進行
しはじめてから被覆するものまで各種のものがあり、ま
た、このような方法に用いる被覆材については、無機質
のものから有機質のものまで多様なものがある。最も実
用的なものとしては、アクリル系樹脂からなる硬化性樹
脂被覆があることも広く知られている。

しかしながら、これまでに知られているコンクリートの
被覆材は、多くの場合、コンクリートの耐久性、特に耐
水性、耐薬品性に優れ、しかも安価なものはなく、性能
面およびコスト面の両面において実用的に充分満足でき
るものは見当らないのが実状である。もちろん、多くの
被覆材組成やその使用方法が提案されているが、依然と
してこの事情は変わっていない。

このような状況では、次のような課題をどのように解決
するのかが重要な問題である。

その第一は、コンクリート（モルタル、セメント、スレ
ート等を含めて）そのものが強アルカリ性（ｐＨ１２〜
１３）であり、この強アルカリ性によって塗膜の破壊が
進み、エフロレッセンスが発生して被覆した塗膜の寿命
や美観を著しく損う点にある。

また第二には、金属やセラミックス材料と決定的に異っ
て、コンクリートが水分を吸収するものであるという点
にある。すなわち、コンクリートの内部組織にはセメン
トとの化学的結合水やゲル水が、また空隙中には遊離水
が存在しており、これらは、空気中に蒸発しｔ：つ、空
気中の水分も含めて、さらに内部に収り込まれたりする
。

この後者の課題は、近年の樹脂被覆の場合に特に問題と
なる。コンクリートの耐薬品性を向上させるために耐薬
品性に優れたアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、弗素樹脂等の有機塗料によってコンクリート表面を
被覆することが試みられている。しかしながらこの被覆
は、耐薬品性、耐候性等の性能に優れているものの、逆
に通気遮断性、密封性という特徴があるため、コンクリ
ート内部の水蒸気圧によってフクレや剥離を生じやすい
という重大な欠点がある。しかもこれら樹脂系被覆材は
極めて高価である。

この通気遮断性、密封性を改善するために被覆塗膜とコ
ンクリートとの間に通気層を設けるという提案もなされ
ているが、この場合の施工コストは極めて高いものとな
り、実用的ではない。

以上のような課題を克服するために、全く別のアプロー
チとして、それ自体では被覆層を形成しないが、コンク
リート素地と化学的に結合し、通気性をほとんど損わず
にコンクリートの防水性、耐アルカリ性、耐塩性、耐候
性等を改善するものとしてシラン系化合物の浸透処理材
が開発されてきている。しかし、これらのシラン系化合
物は、本来的にコンクリートの耐薬品性の向上を目的と
していないために、ごく限られた薬品（アルカリや塩の
数種のもの）のイオンのコンクリート内部への進入を防
止することができるにすぎない。

また、被覆材として用いるものではあるが、樹脂系被覆
材の欠点を改善するために、種々の無機質系のものが検
討されてもいる。たとえば、アルカリシリゲート、アル
キルシリゲート、コロイダルシリカ等をバインダーとし
て、アルミナ、シリカ、マイカ等のフィラーを混合した
ものが提案されてもいる。しかしながら、これらの場合
にも、コンクリートの耐久性、特に耐薬品性を向上させ
るものは見当らない、しかも、これらは、コンクリート
のアルカリに浸され易く、コンクリートの収縮や膨張に
対応する可視性を欠いており、作業性が悪いという欠点
がある。これらの無機質被膜を焼き付けることも提案さ
れているが、この場合の効果も満足できるものではない
。

（発明の目的）この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、従来のコンクリート被覆材および浸透処理の方
法の欠点を解消し、耐久性、特に耐薬品性、耐水性に優
れたコンクリート製品およびコンクリート楕遺物を実現
することのできる、新しいコンクリート被覆材とその被
覆方法を提供することを目的としている。

（発明の開示）この発明は、上記の目的を実現するために、金属アルコ
キシドの加水分解物と無機質フィラーとの混和物からな
ることを特徴とするコンクリート被覆材を提供する。

また、この発明はこの被覆材によりコンクリート表面を
被覆する方法をも提供するものである。

この発明の被覆材の主成分は、上記した通りの金属アル
コキシドの加水分解物と無機質フィラーとからなるが、
このうちの金属アルコキシドの加水分解物は、一般式Ｍ
　（ＯＲ）、で示すことのできる金属アルコキシド、た
とえばアルコキシシラン、アルコキシジルコニウム、ア
ルコキシチタン等のアルコキシドを加水分解させたもの
であり、アルコキシシランを酸触媒の存在下に加水分解
した５ｔ−０−３ｔ結合を持つものを特に好適なものと
して例示することができる。

この加水分解物は、無機質フィラーを混和して加水分解
させたものとしてもよいし、あるいは無機質フィラーを
混和しつつ加水分解させたものであってもよい、加水分
解のための温度、時間、溶媒、触媒の使用等の条件は、
対象とする金属アルコキシドの種類、使用量に応じて適
宜に選択すればよい。

加水分解物に混和する無機質フィラーとしては、パウダ
ー、フレーク、あるいはファイバー状等の任意の形状の
無機物もしくは金属を用いることができる。たとえば、
ジルコン、シリカ、マイカ、アルミナ、ジルコニア、ガ
ラスフレーク、ガラスファイバー、グラファイト、ステ
ンレスファイバー等の耐薬品性のあるものを適宜に使用
することができる。これらフィラーについては、得られ
る被覆の性能とコストとのバランスから！１１３ｉ！な
ものを選べばよい、たとえば、安価にしようとするなら
ばシリカを多く使用し、可視性を高め、被膜を厚くしよ
うとすれば、マイカ、ガラスフレーク、ガラスファイバ
ー等のフレーク状、ファイバー状のものを多く配合すれ
ばよい。

これらの無機質フィラーは、単独で使用してもよいし、
複数種のものを使用してもよい。

金属アルコキシドの加水分解物とこれらの無機質フィラ
ーとの混合比も適宜に決められる。−殻内には、たとえ
ばジルコン（比重４．７）の場合には、加水分解物の溶
液／ジルコン（重量比）は１７１．５〜１／３程度に、
シリカ（比重２．７）の場合には、同様に１１０．５〜
１／２程度に、また、これにマイカ（粒度５０〜３００
μＩｌ）を配合する場合には、重量比で、ジルコン／マ
イカ＝４／１〜１０／１、シリカ／マイカニ２／１〜６
／′１程度にすることが好ましく、これらを目安として
他種の無機質フィラーの混合比を決めればよい。

なお、マイカについては、その混合比を大きくすると被
覆の硬度が低下するので、被覆材の適用目的によっては
考慮しておく必要がある。グラスファイバーやステンレ
スファイバー等の硬質ファイバーは、たとえば０．５〜
１ｍｉ程度の厚膜の被覆が必要とされる場合にクラック
発生防止に有効でもある。コスト的にはシリカの重量比
が大きいほど安価になるが、耐牽耗性が低下するのでこ
の点も考慮しておくことが必要である。

以上の被覆材の使用にあたっては、膜厚は適度なものと
すればよく、被覆材の組成、被覆目的に応じて決めるこ
とができる。なお、この被覆に際しては、被覆の終了後
に、シラン系化合物によって浸透処理を行い、防水性を
向上させることが好ましい、この場合のシラン系化合物
としては、アルキルアルコキシシラン類が好ましいもの
としてあり、この化合物を被覆層に浸透させることによ
り、耐薬品性、耐塩性を著しく向上させることができる
。

この発明の被覆材とその利用によって、従来、加熱焼き
付は処理を行わないとアルカリに弱いと考えられてきた
無機質膜を耐久性、特に耐薬品性に優れたものとして有
効に使用することができる。

無機質フィラーの混和によって、コンクリートの収縮お
よび膨張にも対応することのできる可撓性も得られる。

次に実施例を示してさらに詳しくこの発明について説明
する。

実施例１〜７（＾）被覆材の作製バインダーとしての金属アルコキシドの加水分解物をエ
チルシリケートＳ　ｉ　（ＯＣ２Ｈ％　）　４を用いて
作製した。

すなわち、エチルシリゲート１ｍ０１を０．０２５ｎｏ
ｌの硫酸を触媒としてエタノールおよび水の混合溶媒中
において２０°Ｃの温度で、２４時間かけて加水分解し
た。

無機質フィラーとしては、次の表１に示す配合のものと
した。このフィラーと上記加水分解物との混和物として
表１に示した実施例１〜６の被覆材を作製した。

（Ｂ）コンクリートの被覆上記の実施例１〜６の被覆材を用いて、コンクリートの
表面被覆を行った。

また、この被覆を行った後に、メチルトリエトキシシラ
ンのエタノール溶液によってこの被覆層を浸透処理もし
た。この場合の被覆層は実施例１によるものとした〈実
施例７）。

さらに比較のなめに、コンクリートにタールエポキシ樹
脂塗料（比較例１）およびアクリル樹脂塗料（比較例２
）を被覆したもの、上記のメチルトリエトキシシランの
みによってコンクリートの浸透処理を行ったもの（比較
例３）を用意した。

（Ｃ）耐薬品性の評価コンクリート被覆物（実施例１〜７、比較例１〜２）お
よびコンクリート浸透処理物（比較例３ンを、表２に示
したように各種の薬品に１０日間浸漬し、その外観変化
を見た。

この発明の実施例の場合には、表２に示したように耐薬
品性に優れていることがわかる。

アクリル樹脂塗料（比較例２）の場合はいずれの薬品に
対しても耐性は充分でなく、またシラン化合物の浸透処
理のみの場合（比較例３〉には、酸に対しての耐久性は
著しく悪い。

（Ｄ）イオン透過量の評価第１図に示した構成によりイオン透過量の評価を行った
。

すなわち、内面に被覆処理した素焼き容器（１）に表３
に示した水溶液（２）を入れ、外側容器（３）に入れた
水（４）の１週間後のイオン量を測定した。

表３は、被覆しない場合との比較を示したものである。

表２耐薬品性Ａ・・・変化なしＢ・・・３〜９日に破壊Ｃ・・・１〜２日に破壊表３イオン透過量この発明の実施例は、イオン透過を効果的に防止してい
ることがわかる。

（Ｅ）水蒸気透過量の評価第２図に示した構成により水蒸気の透過量を評価した。

すなわち、外面に被覆処理した素焼き容器（５）内にシ
リカゲル（６）を入れ、上部をアクリル板（７）によっ
て密閉し、温度２０℃、湿度１００％の養生室に１週間
置いて、この前後のシリカゲル（６）の重量を測定した
。

表４は、その結果を示したもので、この発明の実施例の
場合には、この透過性は、被覆しない場合と同等の極め
て良好なものであった。

Ａ・・・１／１００以下の透過量Ｂ・・・１／１０〜１／１００透過量Ｃ・・・１／２〜１／１０の透過量Ｄ・・・被覆していない場合と同等の透過量表　　４水蒸気透過量Ａ・・・被覆してないものとほとんど変わらない、８０〜１００％の透過率Ｂ・・・２０〜８０％の透過率Ｃ・・・はとんど通気性がない。

０〜２０％の透過率実施例８〜１１実施例１〜７と同様にして被覆材を作製し、コンクリー
トの被覆を行った。配合割合は、表５の通りとしな。

比較例１〜２とともに、表５の通りの特性評価を行った
。

この実施例８〜１１で配合したステンレスファイバーは
、５ＵＳ４３０Ｌ、径８．ｕｎ、平均長１１のものを用
いた。なお、ステンレスファイバーを用いる場合、−殻
内には５〜１００μｍ径、より好ましくは５〜３０μｍ
径、長さ１００μｍ〜３１ｒｉ、より好ましくは２００
μｍ〜ｌｌ１ｌのものを用いる。径が１００μｍより太
くなると、コンクリート被覆面の仕上りが粗くなり、た
とえばヒユーム管の場合には規格粗度係数が０．０１４
以上になり、施工性も悪く好ましくない、また、３ｕ以
上の長さになると、粗度係数が高くなる傾向にある。

また、混和時の撹拌性、施工性も悪くなる。

この発明の場合には、表５に示した通り、耐ヒビ割れ性
能、野外耐久性、耐串耗性、付着強度、耐薬品性ともに
良好である。

（発明の効果）この発明により、耐久性、特に耐薬品性に優れた、低コ
ストなコンクリート被覆材が提供される。

また被覆されたコンクリートの被膜は可視性にも優れて
いる。

シラン系化合物により浸透処理することによって、耐水
性、耐薬品性はさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、各々、この発明の実施例におい
て用いたイオン透過量および水蒸気透過量の評価のため
の設備を示した斜視図と一部切欠き斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属アルコキシドの加水分解物と無機質フィラー
との混和物からなることを特徴とするコンクリート被覆
材。
（２）パウダー、フレークおよび／またはファイバー状
の無機質フィラーを混和してなる請求項（１）記載のコ
ンクリート被覆材。
（３）無機質フィラーが、ジルコン、シリカ、マイカ、
グラファイト、ガラスおよび／または金属からなる請求
項（１）記載のコンクリート被覆材。
（４）請求項（１）記載のコンクリート被覆材によりコ
ンクリート表面を被覆することを特徴とするコンクリー
トの被覆方法。
（５）請求項（４）記載の方法によって被膜形成した後
にシラン系化合物を浸透させることを特徴とするコンク
リートの被覆処理方法。