JPH0316980A - 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ものであ
る。

「従来の技術および課題」 周知のように、構造物の打設の時にポンプ打設等の施工
性を重視の桔果、単位水量を増加させたり、また、使用
鉄筋数の不足等により配筋が正く行われず、鉄筋のかぶ
り厚さの不足が生じる、なとの−ＴＩｒ態が発生してお
り、それにともなって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われが生し、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
な表面処理を行なって低減させて、鉄筋の腐食防止、ひ
いてはコンクリートの劣化を防止することが考えられる
。従来から、このようなコンクリートの表面処理法とし
て、有機塗料の塗布やスッタコ仕上げ等が行われてきた
。しかし、これらはどちらかと言うとコンクリ−１・自
体の保謹というよりは美感の目的が大きい。近年のコン
クリートの中性化やアルカリ骨材反応によるひびわれや
それに伴う鉄筋の腐食の対策としては有機塗料の塗布な
どでは不十分である。というのは、有機塗料においては
、比較的表面における劣化が生しやすいためである。こ
のような有機塗料の表而劣化の要因としては、紫外線に
よる作用、オゾンによる作用、酸化作用をはじめ、水、
酸性ガスなどの化学作用が考えられる。建築、構造物に
おいて、高度成長期における使い捨て思想に基づく仕様
の反省、見直しにより、近年、構造物の耐久姓を重視す
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、コンクリート劣化
防止のための別の方法３ として、コンクリー１・表面のアルカリ性回復剤である
特殊な珪酸アルカリ水溶肢をコンクリ−１・に塗布含浸
する方法がある。このようなアルカリ性付与剤としては
、アルカリイオンを供給するＩＡ　剤を使用することと
が考えられ、Ｎ　ａｏ　ｊ｛　，　　Ｋ’Ｏ　ＨＣａ（
○Ｉ−１），なとが使われている。しかし、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、中性化してしまい、せっかく回復したアルカ
リ性か長持ちしないばかりでなく、ＮａやＫを含む薬剤
では使用されている骨材の種類によってはアルカリ骨材
反応を誘発する危険かある。したかって、ＮａやＫを含
まない中性化辿度の遅いアルカリ塩が好ましく、リチウ
ムシリケートか仕様されつつある。し．かじ、実際のと
ころ、コンクリーｉ・中に侵入する炭酸ガスをアルカリ
で中和するためには、塗布薬剤では量的にも限界がある
。桔局のところ、コンクリー１・の劣化防止に対しては
、基本的にはコンクリート躯体表面のｖｉ密化か最も好
ましい。

これに対し、特公１’３６１　　４６４３４号に示す４ 防水剤は、湿潤したコンクリート面に塗布し、溶出した
珪酸イオン等かコンクｊ）　−　１−　ｑｇ体に浸透し
、コンクリート下地を強化するとされている。しかし、
この防水剤は、夏季の高温下では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ウトを起こし
、コンクリ−１・躯体表面に付着せずに、表面から剥ｉ
！ｉＩｔシてしまう。そこで、特願昭６１＝６３９００
号（昭和６１年３月２４日　セメント系硬化体の表面劣
化防止方法）に示されているように、この防水剤にボリ
マーエマルジョンを含有させること、およひ水性エマル
ジョン塗料を併用することにより、優れた中性化抑制能
力を持つコンクリート表而塗布型の嗣久性向上材料を得
ることができている。しかしながら、実際のコンクリー
ト建物でも塗布時に媚体の乾燥が大きい場合には、下地
への水の吸収が早く、かつ大きいために、塗布量の増加
、塗布材量中から水分が減少することによる施工性の悪
さ、塗布材表面にお（づる初期ひびわれの発生等が見ら
れるこどがあり、しばしば問題となっていた。これに対
して、表面にエマルジョン系のシーラーを塗布するのも
良いが、コンクリー１・表面との付着に問題があり、逆
に剥離を生じることすらあり、実用向ではない。

「課題を解決するための手段」 本発明では、」二記の無機質浸透性材料が塗布中に、水
分を下地コンクリートに急速に吸収されないように、か
つ、その効果を十分発揮できるように鋭意検討を行ない
目的を達成した。

本願発明者らは、上記の無機質浸透性材料の初期の水の
下地コンクリートへの吸収が少なく、また、その浸透性
をそこなわないような材料を種々検討した。その結果、
コロイダルシリ力をｓｊＯ２換算で１〜１０重量部含有
するとともに、樹脂固形分を５〜５０重量部含有する樹
脂エマルジョンを塗布すれば、無機質浸透性材料を塗布
したときの水のコンクｌ）　−　１−　ＩＩ体中への吸
収を抑え、また、溶出イオンの躯体への浸透を妨げず、
好ましい性竹を持つことを見いだした。

すなわち、本発明に係るコンクリ−１−の劣化防止工広
は、 コロイダルシリ力をＳ　ｉＯ　２換算で１から１０重量
部含有するとともに樹脂固形分を１０〜５０重量部含有
する樹脂エマルジョンをコンクリート躯体に塗布し、 屑ガラス、板ガラス、高炉水砕スラグ、フライアッシュ
、シリカフユーム等の非晶質珪酸物質を粉末度７０００
〜１００００ｃｍ’／　ｇに微粉砕したものをセメント
１００重量部に対して５〜３０重量部を混合して構成し
たセメント系結合材１００重量部に樹脂エマルジョイを
樹脂固形分で５〜４０重量部含有してなるボリマーセメ
ン１・系材を、前記塗布樹脂エマルジョンの乾燥後のコ
ンクリート躯体に塗布し、 さらに、このポリマーセメント系材の硬化後のコンクリ
ート躯体に水性エマルジョン塗料を塗布することを特徴
とするものである。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

周知のように既設コンクリート表面は条件により著しく
乾燥していることがあるが、その時にこのコンクリーｉ
・表面にコロイダルシリカ１〜１０重量部含有するとと
もに樹脂固形分５〜５０重量部含有するポリマーエマル
ジョンを塗布し、乾燥した後にさらに浸透性ボリマーセ
メント系材料を塗布することにより、下地への初期の水
分の吸収を低減させ、かつ、浸透性を損なわない。

前記コロイダルシ１ノカの分散法は種々あるが、樹脂エ
マルジョンにビニル裁を持っシラン系カップリング剤を
加えて、コロイダルシリ力存在下にｍ合させてなるもの
で、シリカ複合体エマルジョンとして知られる樹脂エマ
ルジョン粒子表面に、コロイダルシリ力がコートされた
エマルジョンが望ましい。

このエマルジョンをコンクリート躯体に塗布すると、コ
ンクリート躯体中へのコロイダルシリカの浸透性はフロ
イダルシリ力の水溶液を塗布したよりも低下するが、造
膜性に優れる。さらに、このコンクリート躯体表面に形
威されるフィルムは、有機ポリマーとシリカを含むため
に多孔質になっ７ ８ ており、ポリマーエマルジョン粒子の各々は表面かシリ
カ成分で覆われているために、ボアの部分の表面は親水
性になっている。そのために、この上に塗布される無機
質セメント系材料からの浸透或分であるアルカリ、珪酸
イオンなどがコンクリート躯体中まで浸透するのを有機
ボリマーのフィルムを造るにもかかわらず妨げない。し
たがって、特公昭６　１　−　４　６　４　３　４号に
示す防水剤と同様の効果を示し、コンクリ〜１・躯体の
緻密化が行える。

また、コロイダルシリカの一部は浸透成分とともに下地
のコンクリート颯体中に浸透する。

本発明におけるコロイダルシリカを含有するエマルジョ
ンに用いることのできるボリマーは、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、スチレンブタジェン
系ラテックスなどであり、コロイダルシリカがポリマー
粒子表面を覆っているエマルジョンが望ましい。

このエマルジョンをコンクリート躯体に塗布シ、乾燥す
る。

その後、屑ガラス、板ガラス、高炉水砕スラグ、フライ
アッシュ、シリカフユーム等の粉末度７０００〜ｌｏｏ
ｏｏｃｍ’／ｇに微粉砕した非晶質珪酸物質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重量部含有し
てなるポリマーセメント系材料を前記コンクリー１・躯
体に塗布し、その硬化後、さらに水性エマルジョン塗料
を塗布することにより、コンクリー１・躯体の保護及び
耐久性の向上をはかることができる。

ポリマーセメント系材料に用いられるセメントは、普通
ボル１・ランドセメンＩ・や早強ボルトランドセメント
等の公知のセメントでよく、超速硬セメントでも良い。

また、用いられるポリマーエマルジジンは、アクリル系
や酢酸ビニル系やスチレンブタジエン系などセメントと
混合したときに安定性がよいものてあれば良い。また、
アニオン系あるいは、ノニオン系界面活性剤を０．０１
〜１．０％まで含有させて安定性と浸透性を向上させて
もよい。

さらに、水性エマルンジン塗料として用いることができ
るのは、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シコンに顔料、増粘剤、防
腐剤等を加えて調整した塗料で良く、特に水性の塗料が
好ましい。

本発明の適用範囲は、コンクリート構造物の表面であり
、特に、新設コンクリ−１・では著しく効果は大きいが
、既設コンクリ−１・で劣化が進行している場合でも十
分に効果が認められる。この３層塗布からなる工法によ
り、中性化アクリル骨材反応による劣化を著しく遅らせ
ることができる。

「作用」 このように、本発明では、コンクリート躯体表面にコロ
イダルシリ力で表面をコー１・シた樹脂粒子からなるエ
マルジョンを塗布して乾燥させることにより、さらにそ
の上面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の下地への浸透を妨げる
ことなく、一方、塗布時の急激な水分のコンクリート躯
体中への吸収を最低限に抑えることにより、コンクリー
ト嘔１１ 体の緻密化により中性化に対する耐久性向」二に優れた
作用を発揮するものである。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。な
お、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［−実施例」 まケ、本実施例で使用する本発明のシリヵ複合エマルン
ジンと、比較例のエマルシコンとのそれぞれの製造方法
を示す。

本発明に用いるシリカ複合エマルジョンＱ−列−Ｊ矢−
Ｊｊ−ｉＪ．１ エチルアクリレート；Ｉ４０部、メチルメタクリレート
：６８部、スチレン；１５部、Ｎ−ｎブトヰンメチルア
クリルアミド，１５部、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ーｉ・，３８部、アクリル酸２４部よりなる単量体混合
物を、２、２゜　−アゾビス　（２、，ｊ−ジメチルヮ
レロニＩ・リル）；６部よりなる重合開始剤で水とイン
プロパノール溶媒中て重合させて得たアクリル共市会系
水分散樹脂ｌ２ （固形分２０％）；３７５ｇを仕込み、室温下で十分に
撹拌しながら水分散シリヵゾル（粒子径１０〜２０ｍμ
、ＳｉＯ，２０％、ｐＨ９から１０＞１２５ｇを約１０
分を要して滴下する。その後、γメタクリ゜ロキシプ口
ピルトリメ１・キシ７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、粘凋な水分
散シリヵ；夏合体を得゛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
ことを訛３忍した（シリカ複合エマノレジョン　ｌ）。

３０ｗＬ％のコロイダルシリヵ水溶ｌ夜：１００重量部
を加えて、固形分濃度３５ｗＬ％、５０ｃＰ，ｐＨ８　
５の組成物を得た。これも、電子顕微鏡で樹脂粒子表面
を見ると表面がシリヵ微粒子で覆われていることを確認
した（シリヵ複合エマルジョン２）。

比較例に用いるエマルジョンの製造方法１前記本発明に
用いるシリカ複合エマルジョン製造注１において、コロ
イダルシリヵ水溶液を加えないこと以外同様にして製造
した（エマルジョン３）。

アルキルアリルスルフォスクシネートのナトリウム塩；
２重量部の存在下に、アクリル酸ブチル５０重量部、メ
タクリル酸メチル；４４ｆｆｉｆｆｉ部、γ−メタクリ
口キシプ口ピルトリメトキシシラン６重量部からなる混
合単量体を乳化重合して得られる固形分含有量４．”　
Ｏ　ｗｔ％の水性分散液：′１ｏＯ重量部に粒子径１０
〜２０ｍμ、固形分含有量比較例に用いるエマルジョン
の製造方法２前記本発明に用いるシリカ複合エマルジョ
ン製造法１において、γ−メタクリ口キシプ口ピルトリ
メトキシシランを加えないこと以外同様にして製造シた
（エマルジョン　４）。

堤’ｆｉ　ｆａｌ　量Ｍいるエマルジョンの製造方法３
？記本発明に用いるエマルジョン製逍ｄ■２に４５いて
、コロイダルシリ力水溶液を加えないこと以外同様にし
て製造した（エマルジジン　５）。

比較例に用いるエマル／：Ｉンの製造方法４前記本発明
に用いるエマルジョン製造法２において、γ−メタクリ
ロキシプ口ピル１・リメ１・牛シシランを加えないこと
以外同様にして製造した（エマルジョン　６）。

「実施例１」 本発明では塗布を３層に行なうが、その第ｌ塗布材料、
第２塗布材料、第３塗布材料をそれぞれ次のように設定
し、塗布した。

まず、前記シリカ複合エマルジョン１を第１塗布材料と
して、第２塗布材料としては、普通ボルトランドセメン
トＩＯＯ重量部に対して、粉末度８０００ｃｍ”／ｇ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ＤＭ２８９（ヘキス１・合成社製）
と、６号珪砂６０重量部ト、分散剤ポリオ牛シュチレン
ノニルフェニルエーテル（１−１　１．．　Ｂ　１　３
）　０．　２重量部、粉末シリコーン系冫肖泡斉１１ｓ
Ｎデフォーマ−１４ＨＰ　（サンノプコ株）Ｏ　ｌ重量
部とを混合し、この混合物１００重ｌＵ１部に対して３
０重量部の水で混線したものを用いた。この塗膜上に第
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）を用いた。

「実施例２」 前記シリカ複合エマルジョン２を第１塗布材料として、
第２塗布材料、第３塗布材料は前記実施例１と同様の材
料を用い、実施例１と同様に行なった。

次に、前記実施例に対する比較例を示す。

「比較例１」 前記実施例において、第１塗布材料を除いた第２塗布材
料と第３塗布材料からなる材料を用いた。

第２塗布材料、第３塗布材料は実施例ｌと同様の材料で
ある。

「比較例２」 前記エマルジョン３を第１塗布材料として、第２塗布材
料、第３塗布材料は、前記実施例１と同様の材料を用い
た。

「比較例３」 前記エマルジョン４を第１塗布材料として、第２塗布材
料、第３塗布材料は、前記実施例２と同様の材料を用い
た。

「比較例４」 前記エマルジョン５を第１塗布材料として、第２塗布材
料、第３塗布材料は、前記実施例１と同様の材料を用い
た。

「比較例５」 前記エマルジョン６を第ｌ塗布材料として、第２塗布材
料、第３塗布材料は、前記実施例１と同様の材料を用い
た。

次に、前記各エマルジョンによる塗膜の性能、実施例１
、２および比較例１〜５における性能試験およびその結
果を示す。

（性能試験） 前記のシリカ複合エマルジョン１と２およびエマルジョ
ン３〜６のそれぞれをフレキシブル板、（ＪＩＳ　　Ａ
　　５４０３の規定）に塗膜厚．さが一定となるように
塗布し、２０℃６０％ＲＨで２週間乾燥した後、ＪＴＳ
　　Ａ　　６９１０の方法により透水試験を行った。透
水量は１時間後と２４時間後の２回測定を行った。表１
に結果を示すが、本発明に用いるシワ力複合エマルジョ
ンは初期の透水性は小さく１日後にはかなり透水するこ
とがわかる。

実施例１〜２、比較例１〜５を用いて、十分に乾燥した
モルタル下地板に二層からなる処理を施した。

コレラの供試体についてＪＩＳ　　Ａ　　６９１０に従
って付着強さ試験を行った。結果を表２に示した。

本発明によると付着強度に優れ、下地への吸収が少なく
作業性にも優れることがわかる。

〔表 ２〕 「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係るコンクリートの劣化
防止工法は、コンクリート躯体表面にコロイタルシリ力
で表面をコートした樹脂粒子からなるエマルジョンを塗
布して乾燥させることにより、さらにその上面に塗布す
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
る無機イオン類の下地への浸透を妨げることなく、一方
、塗布時の急激な水分のコンクリート躯体中への吸収を
最代限に抑えることにより、コンクリー１・躯体の２０ 緻密化を生じさせ、コンクリートの中性化に対スる耐久
性向上に優れた作用を発揮するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロイダルシリカをＳｉＯ＿２換算で１から１０
   重量部含有するとともに樹脂固形分を１０〜５０重量部
   含有する樹脂エマルジョンをコンクリート躯体に塗布し
   、 屑ガラス、板ガラス、高炉水砕スラグ、フライアッシュ
   、シリカフューム等の非晶質珪酸物質を粉末度７０００
   〜１００００ｃｍ＾２／ｇに微粉砕したものをセメント
   １００重量部に対して５〜３０重量部混合して構成した
   セメント系結合材１００重量部に樹脂エマルジョンを樹
   脂固形分で５〜４０重量部含有してなるポリマーセメン
   ト系材を、前記塗布樹脂エマルジョンの乾燥後のコンク
   リート躯体に塗布し、 さらに、このポリマーセメント系材の硬化後のコンクリ
   ート躯体に水性エマルジョン塗料を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）コロイダルシリカを含有する樹脂エマルジョンに
   おけるシリカ粒子が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。