JPH0674160B2

JPH0674160B2 - 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

Info

Publication number: JPH0674160B2
Application number: JP1139486A
Authority: JP
Inventors: 正彦奥野; 義隆金山
Original assignee: 株式会社メルバブ
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH02160647A; KR960007366B1; KR900004643A

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、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
のではなく、特に、骨材砂中の鉄腐蝕性塩化物含量がNa
Cl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
使用量で使用すると、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、三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、特り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 RO（CH₂CH₂O）_ｎＨ（１）又は RO（CH₂CH₂O）_ｎＲ（２）［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 R¹COO（CH₂CH₂O）_ｍＨ（３）又は R¹COO（CH₂CH₂O）_ｍCOR¹ （４）［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。］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重量部程度、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0.03〜0.08
重量部程度使用され、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、0.004〜0.08重量部程度、好
ましくは0.005〜0.05重量部程度使用される。

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（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）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10
0重量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）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
量部に対して、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重量部程
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重量部（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重量部程度又は／及び非イオン界面活
性剤を１〜20重量部程度、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）混和材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（株）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（株）製の商品名「イゲタライム」
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ｂ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。

I:ステアリン酸カルシウム II: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。

（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／セメント重量比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、10×10×10cmのセメント
モルタル角柱体に成形し、20℃×90％RH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2c
m幅で切断し、10×10×2cm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重量％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〜
0.3m/secの環境下に置き、前記試験片を浴槽中の水溶液
に1cm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。

◎ 全く白華を認めず〇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 × 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、10
cm×10cm×20cm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％OH、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、JIS
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重量部に添加し、これに海砂（NaCl換算で0.2重量
％含有）を100重量部混合して水／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（４
φ×100mm）を型枠の中央部に置いて上記混練物を流し
込み、４×４×160mm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、40℃×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。

◎：発錆を全く認めず〇：発錆をほとんど認めず △：やや発錆あり ×：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量である。

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樹脂を第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ｂをブチメルエ
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（試料No.46、4
7）、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（プレーン）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
々適当量使用した場合には、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−A
1401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N
o.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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。
【請求項３】（ａ）水溶性アミノ樹脂（乾燥固形分とし
て）100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。