JPH0891959A

JPH0891959A - コンクリート施工体の保護方法

Info

Publication number: JPH0891959A
Application number: JP22462994A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Momose; 淑百瀬
Original assignee: TAKAYANAGI MINEKO
Current assignee: TAKAYANAGI MINEKO
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート施工体の保護に用いるケイ酸塩
を保護層形成成分として含む水性保護塗液の用途・適用
箇所を拡大させることで、広範囲のコンクリート施工体
に適用可能な、コンクリート施工体の保護方法を提供す
ること。【構成】アルカリケイ酸塩を保護層形成成分として含
む水性保護塗液を塗布・浸透させてコンクリート施工体
を保護する方法。水性保護塗液を塗布するに際して、高
分子ヒドロゾルを併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメント、砂、砂利、
または砕石を適当な割り合いで混ぜ水と練り合わせて硬
化させたコンクリートからなる施工体の保護をする方法
に関する。特に、湿気・水分・及び塩類、或いは亜流酸
ガス等の如く、コンクリートに対して侵食性を示す成分
の影響を受けないようにするために、現場施工のコンク
リート施工体にケイ酸塩水溶液を塗布して保護を行うに
際して適した方法である。

【０００２】ここで、コンクリート施工体とは、床、
壁、道路、橋、ダム、防波堤、配水管、その他各種構築
物（例えば、遊戯用建造物、オブジェ等）、さらには、
コンクリートブロック、等を含む概念である。

【０００３】なお、本願明細書で、配合単位は、特に断
らない限り重量単位である。

【０００４】

【従来の技術】土木及び建築の分野で多用されるコンク
リートは、セメントに砂・砂利・砕石等の骨材を配した
組成物であって、その結合力はセメントと水による水和
力によって発生するものであるから、セメントが風化し
たり、中性化して結合能力を失うと、コンクリートの物
理的な強度は失われる。

【０００５】コンクリートの強度が低下する現象は、特
に、大気中の湿気・水分・塩類、及び酸性ガス等の浸食
作用によって、セメントのアルカリ成分が中和されるこ
とで促進されることが知られている。

【０００６】そこで、この浸食作用からコンクリート施
工体を保護をする方法として、アルカリケイ酸塩（以
下、単に「ケイ酸塩」という。）を保護層形成成分とし
て含む水性保護塗液を塗布・浸透させてコンクリート施
工体を保護する方法が公知である。

【０００７】具体的には、ケイ酸塩水溶液並びに、ケイ
酸塩水溶液に硬化剤又は硬化促進剤等の添加剤を混合し
た溶液である水性保護塗液を乾燥状態にあるコンクリー
ト施工体表面へ塗布・浸透させ、乾燥・硬化させる方法
であって、そのメカニズムの全容は、次のような理論に
基づくものであると文献に述べられている。（ヘルマン
・マイヤー著［水ガラス］翻訳者：奥田進、コロナ社発
行）即ち、コンクリート施工体表面に塗布・浸透させた
水性保護塗液は、溶液の乾燥作用（大気中の炭酸ガスの
作用）、或いは、添加剤の硬化作用によって、遊離ケイ
酸或いはケイ酸を含む各種化合物類を生成し、遊離ケイ
酸は重合して、狭義にはオルトケイ酸となる。すると、
これらのケイ酸は水に難溶性であって、さらに塩酸、硫
酸、硝酸等の浸食性の化学物質に対して化学的に安定で
あることから、ケイ酸で被覆され表層が充填されたコン
クリート施工体は、化学的安定性を付与されるととも
に、コンクリートの相対密度も高められて、コンクリー
ト施工体の表面物理的強度は高められる。

【０００８】前記方法で使用する水性保護塗液（ケイ酸
塩水溶液）の種類は、限定的ではないが、液状水ガラス
と呼称されるものであって、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウム、ケイ酸リチウム等の水溶液を挙げることがで
きる。

【０００９】これらの水性保護塗液（ケイ酸塩水溶液）
は個々に或いは複合的に配した溶液で用いられ、さら
に、その溶液には、硬化剤や硬化促進剤が任意の組み合
わせで配される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この水性保護塗液をコ
ンクリート施工体に塗布・浸透させて乾燥・硬化させて
行う方法によるコンクリート施工体の保護方法では、降
雨・流水等でその保護硬化が阻害されるので、当該保護
方法を適用する箇所が制限される（屋外部分のコンクリ
ート等には適用困難である。）という問題点があった。
即ち、ケイ酸塩水溶液が自然乾燥して、不溶性のケイ酸或い
はケイ酸を含む化合物（以下これらを「不溶性化合物」
と称することがある。）を形成するために必要な時間
は、その濃度並びにケイ酸塩の種類によって異なる。ケ
イ酸リチウムの水溶液は数時間で不溶性となるが、ケイ
酸カリウムやケイ酸ナトリウム水溶液は、数日から数週
間を経て不溶性になること、そして、これらは濃度が高
いほど不溶性になり難いことなどが知られている。

【００１１】このため、水性保護塗液（ケイ酸水溶液）
を塗布直後に、降雨、流水が生じる箇所（現場）では同
水溶液が流失してしまい効果を上げることができない。
即ち、屋外に露出しているコンクリート施工体、例え
ば、外壁などには適用できないという制約があった。

【００１２】上記問題点を解決するために、水性保護
塗液（ケイ酸塩水溶液）に添加剤を併用して、硬化さ
せ、早期に耐水性を高める方法がある。

【００１３】この方法に用いられる一般的な添加剤とし
ては、塩酸、リン酸アルミニウム等、酸、塩基性化合物
の他に、アミン類が用いられる。

【００１４】しかし、これらの添加剤を配した水性保護
塗液は、急速に増粘、或いはゲル化を開始して、同塗液
が含有するアルカリ成分（例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム等）を分離する等の現
象を生じることがある。さらに、この現象は、塗布時の
外気温度に比例して加速されるから、塗布に際して、そ
の添加剤の添加量を微妙に調整しなければならないとい
う煩わしさがあり、実用的でない。

【００１５】また、過剰量の上記添加剤が添加された水
性保護塗液では、塗液に含有される遊離のケイ酸成分が
添加剤成分と化合して、コンクリートに含まれる遊離ア
ルカリ成分を包含しながら重合する性質を失うことが知
られている。即ち、降雨や流水に対応するために、過剰
量の添加剤を配した水性保護塗液は、急激に、液状水ガ
ラス特有の特性を消失してしまうので、コンクリートの
成分を包含して、その耐酸性を高める効果が低下してし
まう。

【００１６】従って、この方法でも、施工直後に降雨や
流水の生じる現場（箇所）には有効な方法ではない。

【００１７】本発明は、上記にかんがみて、コンクリー
ト施工体の保護に用いるケイ酸塩を保護層形成成分とし
て含む水性保護塗液の用途・適用箇所を拡大させること
で、広範囲のコンクリート施工体に適用可能な、コンク
リート施工体の保護方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のコンクリート施
工体の保護方法は、下記構成により、上記問題点を解決
するものである。

【００１９】アルカリケイ酸塩を保護層形成成分として
含む水性保護塗液を塗布・浸透させてコンクリート施工
体を保護する方法であって、水性保護塗液を塗布するに
際して、高分子ヒドロゾルを併用することを特徴とす
る。

【００２０】

【手段の詳細な説明】

(1) 以下、本発明のコンクリート施工体の保護方法につ
いて詳説する。

【００２１】本発明の方法に使用する水性保護塗液は、
アルカリケイ酸塩を保護層形成成分として含むととも
に、補助成分として高分子ヒドロゾルを含む。

【００２２】この水性保護塗液の使用態様は、ケイ酸塩
水溶液と高分子ヒドロゾルとを混合して、又は、個々か
つ同時的にコンクリート施工体に塗布・浸透させて行
う。

【００２３】この際、コンクリート施工体に塗布されコ
ンクリート施工体内側まで水性媒体を介して浸透したケ
イ酸塩は、従来の同様に重合・硬化して、不溶性化合物
（不溶性かつ耐酸性の化合物）となりコンクリート施工
体の表面から表面内側に至る保護層が形成される。この
不溶性化合物からなる保護層を、コンクリート施工体の
外側とともに内側にまで形成させることにより、侵食性
成分性質がコンクリート施工体に直接接触又は浸入する
のを阻止するとともに、コンクリート施工体の耐酸性を
高め、さらには、コンクリート施工体の密度が高まり物
理的強度も増大する。

【００２４】(2) 本発明において、水性保護塗液の保護
層形成成分であるケイ酸塩は、一般式Ｍ₂ Ｏ・ｎＳｉＯ
₂ で表されるケイ酸塩の単体或いは混合物であり、通常
は液状水ガラスと呼称されるものである。前記一般式に
おいてＭはＬｉ、Ｋ、Ｎａ等のアルカリ金属であり、ｎ
は整数である。

【００２５】また、ｎの値は、好ましくは１〜３程度で
あるが、特に限定されない。

【００２６】これらは、実際に使用する際における、水
溶性や浸透性及びコンクリートに固着する性質に支障が
ない範囲であれば良い。

【００２７】ここで、ケイ酸水溶液は、ケイ酸塩濃度
が、通常、３０〜８００ｇ／Ｌ、望ましくは、１００〜
５００ｇ／Ｌのものを使用する。

【００２８】コンクリートに対するこれらのケイ酸塩水
溶液の作用は公知であり、古くは、３〜５倍に希釈され
たケイ酸ナトリウムの水溶液をコンクリート床に吸収さ
せ、その耐摩耗性、防湿性、耐油性、耐酸性等を高める
用途に供された実績があること、また、ケイ酸ナトリウ
ム水溶液は塩基性化合物と併用して耐酸モルタル剤とし
て用いられること等が知られている。

【００２９】さらにまた、ケイ酸リチウム水溶液は短時
間内に耐水性の皮膜を形成するが、化学的には、不活性
であって、コンクリート施工体に塗布して浸透させたと
きには、単に、アルカリ付与剤として作用することが知
られている。なお、ケイ酸リチウムは高価である。

【００３０】(3) 上記高分子ヒドロゾルとしては、ビニ
ル系樹脂エマルション、アスファルトエマルション、Ｓ
ＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、クロロプレンラテ
ックス、アクリル樹脂エマルション、ケイ素樹脂エマル
ション、等が適当である。ケイ酸塩水溶液に混入して
も、異常を起こさない程度に乳化剤、安定剤など調整さ
れたものであれば良く、特に限定されない。この高分子
ヒドロゾルは、高分子濃度が、通常、５０〜８００ｇ／
Ｌ、望ましくは、１００〜６００ｇ／Ｌのものを使用す
る。

【００３１】(4) ここで、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒド
ロゾルとの混合比は、固形分比（重量比）で、通常、前
者／後者＝１００／５〜１００、望ましくは、１００／
１０〜５０とする。後者が過少であると、本発明の効果
（ケイ酸塩水溶液の流出阻止）を奏し難く、過多である
と、ケイ酸塩水溶液の相対量が少なくなり、本来のケイ
酸塩水溶液の作用（コンクリート施工体の耐酸性・強度
の付与）を奏し難くなる。

【００３２】

【実験】ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルとの混合溶
液がコンクリートに与える作用を調べるために、セメン
トモルタルを被吸収体として用いて、次の実験を行っ
た。

【００３３】(1) 実験１：耐水性の比較試験モルタルに塗布した溶液が塗布処理直後での雨水で流出
してしまう状況を確認するため、以下の手順で溶液の流
出量を調べ、その耐水性を比較した。

【００３４】＜実験手順の説明＞１００℃に保った恒温
槽で２４時間乾燥させたモルタルの重量（Ｗ）を測定し
ておいてから、表−１に示す組成の溶液に、モルタルを
５分間浸漬してから取り出し、濡れ雑巾でその供試体の
表面を拭いてから、上記恒温槽で１２時間乾燥させて、
その重量（Ｔ₁ ）を測定した。そして、直ちに供試体を
水中に浸漬し、１２時間後に取り出し、恒温槽で１２時
間乾燥させた後、その重量（Ｔ₂ ）を測定するという方
法で溶液の溶出による減量率（Ｓ）を測定し、耐水性を
比較した。

【００３５】なお、供試体用モルタル（試験片）は、下
記処方のモルタルを使用して、下記寸法に成形し、成形
後２週間放置して調製した。

【００３６】モルタルの配合：ポルトランドセメント１
００部、４号ケイ砂３００部、水
１５０部、モルタル寸法：５０×５０×５０mm 減量率Ｓは下記の式で求められ、試験の結果を表−２に
示す。

【００３７】Ｓ（％）＝｛（Ｔ₂ −Ｔ₁ ）／（Ｔ₁ −Ｗ）｝×１００ (2) 実験２：高分子ヒドロゾルの添加量と耐水性の比較ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルとの混合溶液（水性
保護塗液）において、ケイ酸塩水溶液の量を一定に保っ
たまま、高分子ヒドロゾルの添加量を変化させて、実験
１で行ったのと同様の方法で、溶液の溶出による減量率
を調べて耐水性を比較した。

【００３８】この実験でモルタルに塗布して浸漬させた
溶液の組成表を表−３に、そして測定結果を表−４に示
す。

【００３９】実験１及び２における結果から、濃度２０
％に調整した各種のケイ酸塩水溶液では、モルタルに吸
収させた後に１２時間乾燥させた時点で、水に溶出して
しまう。つまり、コンクリートに塗布、吸収させたケイ
酸塩水溶液は、塗布直後の雨水に溶出させられ、その溶
液の大部分が流出させられる可能性があることが判明し
た。

【００４０】そして、ケイ酸塩水溶液に、高分子ヒドロ
ゾルを添加した溶液では、明らかに溶出による減量が低
減しており、溶液の耐水性が向上する。そして、その耐
水性は高分子ヒドロゾルの添加量に比例的に向上するこ
とも判明した。

【００４１】(3) 実験３：吸水性試験実験１と同一の方法で調整したモルタルに、ケイ酸塩水
溶液及びケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルとの混合溶
液を塗布し、一定時間毎に、その吸水率を測定して、こ
れらの溶液の経時に伴う吸水性の変動を確かめた。

【００４２】＜試験方法＞上記モルタルを前記恒温槽で
２４時間乾燥させた後、表−１で示した組成の水溶液に
５分間浸漬させて、各水溶液を吸収させてから、室温
（２５℃）で放置・乾燥させて供試体を調製し、次のよ
うな手順で各供試体の吸水性を測定した。

【００４３】最初に、供試体を恒温槽（１００℃）で２
４時間乾燥させてから、その重量（Ｗ_B ）を測定し、次
に、供試体を水中に２４時間浸漬させてから取り出し、
濡れ雑巾で表面を拭いてから、重量（Ｔ₃ ）を測定し
て、下記の計算式から吸水率（Ｋ）を求めた。

【００４４】次に、吸水率の推移変動を調べるために、
１５日目、３０日目、９０日目に、それぞれ、同一条件
で調製しておいた供試体を２４時間水に浸漬させるとい
う方法で行い、吸水率（Ｋ）を下記計算式によって求め
た。その結果を表−５に示す。

【００４５】なお、比較のために、何も吸収させていな
いモルタルの吸水率も測定した。

【００４６】Ｋ（％）＝｛（Ｔ₃ −Ｗ_B ）／Ｗ_B ｝×１００なお、上記実験で得た結果について考察するために、ケ
イ酸塩水溶液だけをモルタルに吸収させた場合での吸水
性及び吸水性の変動状態を上記と同様の方法で実験して
確認をし、溶液番号No. １、No. ２、No. ３の吸水率測
定値を図１のグラフ図に示す。

【００４７】実験３の結果から、ケイ酸ナトリウム及び
ケイ酸カリウムの水溶液は、日時の経過とともに、供試
体の吸水性を低減させる性質を持つが、ケイ酸リチウム
の水溶液では、初期の吸水性を低減させる効果を有する
が、長期的に吸水性を低減させる傾向については、ケイ
酸ナトリウムやケイ酸カリウムの水溶液ほど顕著でない
ことが判明した。このことは、ケイ酸ナトリウム及びケ
イ酸カリウムの両水溶液は、セメントモルタルの水溶性
を阻害せしめる作用を持つ物質を、時間の経過と共に、
形成させやすい性質を持つものと推論できる。

【００４８】そこで、ケイ酸塩水溶液を塗布吸収させる
と、コンクリート層の深部へ水分は浸入し難くなること
は確かであり、コンクリート施工体を浸食作用から遠ざ
ける効果を上げることができる。

【００４９】つまり、コンクリートを長期的に保護する
という観点から、ケイ酸塩水溶液は有用である。

【００５０】また、高分子ヒドロゾルは、ケイ酸塩水溶
液と混合・併用すると、相乗的に作用して、コンクリー
トの吸水性を低減させ、さらにケイ酸塩水溶液がコンク
リートの吸水性を長期的に低減させるという性質を阻害
しないことが判明した。

【００５１】(4) 実験４：各種塗料との密着性ケイ酸塩水溶液を塗布・浸透させて乾燥硬化させたコン
クリートに対する塗料の密着性は良好ではないことが知
られている。そこで、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾ
ルとの混合溶液に対する塗料の密着性を下記試験方法で
試験した。

【００５２】＜試験方法＞下記配合のモルタルを成形
し、室温で２週間放置硬化させた後、その平滑な面（ガ
ラス板に密着していた側）に、表−１に示した組成の溶
液を飽和状態になるまで塗布し、吸着させて供試体を調
製した。各供試体を室温で３週間乾燥させた後、各種塗
料を４０〜５０μｍの厚みになるように上塗りを行い、
７日間硬化養生した後に、下記ゴバン目試験による密着
性の測定を行った。

【００５３】塗膜上に１cm角を取り、この中に１mm×１
mmのゴバン目を、鋭利な刃物で、１００個切り込み、つ
づいて、そのゴバン目に粘着テープを圧着したのち、直
ちにテープを剥離して、塗膜を強制的に剥離させる。そ
して、剥離を生じたゴバン目の塗膜の数（Ｎ）を数え、
Ｎ／１００で剥離指数を表示する。

【００５４】なお、試験の結果を表−６に示す。

【００５５】モルタルの成形モルタルの配合：セメント１００部、４号ケイ砂
３００部、水１４０部、モルタル寸法：１５０×１５０×２４mm 実験４の結果から、高分子ヒドロゾルを含むケイ酸塩水
溶液は、塗料の密着性を改善させる効果があることが判
明した。

【００５６】従って、ケイ酸塩水溶液を用いてコンクリ
ート施工体の保護処理を行った後に、さらに、塗装を行
う必要がある場合に、高分子ヒドロゾルが有用であると
推論できる。

【００５７】(5) 実験５：薬品に対する抵抗性試験ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルとの混合液を吸着さ
せたコンクリートの薬液に対する抵抗性（耐薬品性）を
調べるため、表−１及び２に示した保護塗液（ケイ酸塩
水溶液）を、実験１と同一方法で調製したモルタルに塗
布・浸透させて、次のような方法で試験を行った。

【００５８】＜試験方法＞モルタルを１４日間自然乾燥
させた後、ケイ酸塩水溶液及びケイ酸塩水溶液と高分子
ヒドロゾルとの混合溶液に１５分間浸漬させてから、室
温（２５℃）で、６０日間放置した供試体を薬液に浸漬
させて、その減量を測定することで、薬品に対する抵抗
性を調べた。

【００５９】そこで、最初に、吸水性試験を行う直前
に、供試体を恒温槽（１００℃）で２４時間乾燥させて
から、その重量（Ｗ₃ ）を測定し、次に、その供試体を
各種薬液の溶剤に７日間浸漬させてから、さらに、水道
の流水で５分間洗浄して、上記恒温槽で２４時間乾燥さ
せ、その重量（Ｔ₄ ）を測定し、減量率（Ｋ）を下記計
算式で算出した。

【００６０】なお、比較のために、何も吸収させていな
いモルタルについても同様の方法で測定した。

【００６１】Ｋ（％）＝｛（Ｔ₄ −Ｗ_C ）／Ｗ_C ｝×１００実験５の結果を表−７に示す。

【００６２】実験５の結果から、ケイ酸塩水溶液はモル
タルの薬品に対する抵抗性を高める性質をもっているこ
と、そして、ケイ酸塩水溶液に高分子ヒドロゾルを添
加、併用すると、その添加量に比例して、抵抗性はさら
に高められる傾向があることが判明した。

【００６３】実験１、２、３、４、及び５の結果から、
ケイ酸塩水溶液を、コンクリートに吸収させる方法で作
用させると、時間の経過と共に、コンクリートの吸水性
は低減させられ、さらに、その薬品に対する抵抗性は高
められる。

【００６４】そして、コンクリートに吸収処理させたケ
イ酸塩水溶液は、処理後の初期には、水に溶出してしま
うが、雨水の影響を受けなければ、時間の経過と共に、
耐水性になる。また、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾ
ルとを併用すると、上記ケイ酸塩水溶液の初期の溶出を
抑止でき、高分子ヒドロゾルは、上記ケイ酸塩水溶液の
長所を阻害することなく、双方が相乗的に効果し合うこ
とが判明した。

【００６５】

【発明の作用・効果】本発明のコンクリート性施工体の
保護方法は、上記の如くコンクリートが侵食されるのを
防止する方法であって、コンクリートの表面に、ケイ酸
塩水溶液と高分子ヒドロゾルとの両液を混合し、又は、
個々かつ同時的に塗布後、乾燥硬化させて行うことを特
徴とする構成により、上記のような作用・効果を有す
る。

【００６６】本発明は、ケイ酸塩水溶液、高分子ヒドロ
ゾルのそれぞれ固有する下記利点を組み合わせて、相乗
効果を発揮せしめ、相互の下記欠点を排除してしまうこ
とで、コンクリートが侵食され、損傷、破壊されること
を抑止する方法である。

【００６７】(1) 無機質のケイ酸塩水溶液がコンクリー
トの侵食を抑止する性質をもっているが、初期の耐水性
に欠如すること。

【００６８】(2) そして、速やかに耐水性を発生させる
ためには、硬化剤等の添加剤を配することが必要になる
が、添加剤は、外気気温、ケイ酸塩水溶液の濃度に合わ
せて、配合量を微妙に調整しなければならないという煩
わしさがあり、また、早期の耐水性を付与させるため
に、添加剤を多量に配合すると、施工の直前に溶液が分
離、変質して均一な成分をコンクリートに吸収させるこ
とが困難になる等の欠点があること。

【００６９】(3) ケイ酸塩水溶液を吸収させたコンクリ
ートは、塗料が密着し難い性質になること。

【００７０】(4) 有機質の高分子ヒドロゾルは乾燥して
強靭で、防水性のある塗膜を形成して、コンクリートに
密着する性質があるが、ヒドロゾル中の高分子固形分は
太陽熱、紫外線等で老化させられ、その塗膜が破壊或い
は剥離させられるという欠点がある。

【００７１】本発明による方法で、コンクリートの侵食
を抑止する保護を行う時の利点は次の通りである。

【００７２】(1) 本発明による方法で、コンクリート施
工体の保護を行うと、ヒドロゾルが形成する塗膜によっ
て、吸収させたケイ酸塩水溶液は、コンクリートの内部
に封緘され、施工直後であっても、雨水や流水に流出さ
れることがなくなる。そのために、従来では、施工がで
きなかった屋外部分のコンクリート施工体等への適用が
可能になり、水性保護塗液の適用範囲を拡大できるとい
う利点がある。

【００７３】(2) 本発明による方法で、コンクリート施
工体の保護を行うとき、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロ
ゾルの混合比率を任意に変化させることができるので、
コンクリートの吸水性並びに保護目的等に合わせて、各
々の濃度を自由に選択し、組み合わせることができるの
で、塗布作業を一度で完了することができる等、効率よ
く作業を行える利点がある。

【００７４】(3) 本発明による方法では、高分子ヒドロ
ゾルの配合量を変化させることで、従来塗装が困難であ
ったという欠点を排除できケイ酸塩水溶液を吸収させた
コンクリートに塗装を施すことができるようになるとい
う利点がある。

【００７５】本発明の方法は、無機質の電解質溶液であ
るケイ酸塩水溶液と有機質の水系コロイド溶液である高
分子ヒドロゾルとを混合してコンクリート施工体に塗布
し、吸収させるので、次のような特徴がある。

【００７６】つまり、コンクリート施工体に上記混合溶
液（水性塗膜）を塗布し、吸収させると、コロイドはそ
の粒子径より小さい孔には浸入できないが、電解質溶液
は水が浸透できる範囲には浸透可能である。この浸透性
の差異は、上記混合溶液をコンクリート施工体に塗布す
る時、ケイ酸塩水溶液がコンクリート層の深部まで、そ
してヒドロゾルの固形分はその表層部に凝集させられる
現象を生じさせる傾向を促すこととなる。

【００７７】そこで、上記混合溶液をコンクリート施工
体に塗布すれば、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルを
個々に塗布したときと同様な塗膜構造が形成され得るの
で、塗布作業を２回に分けて行う必要性を排除でき、経
済的に効率よく、簡単に実施できるという利点がある。

【００７８】なお、予め降雨が予測されていて、本発明
の方法でコンクリート保護を行う場合には、シリコンオ
イル・ヒドロゾル等、はつ水効果のある高分子ヒドロゾ
ルを、本発明の趣旨を阻害しない程度に添加して作用さ
せると、施工直後の雨水や流水に対してケイ酸塩水溶液
の流失をさらに効率よく防止することができる。

【００７９】さらに補助的に、酸性化合物、塩基化合
物、両性化合物、金属類、脂肪酸類、アミン類等、ケイ
酸塩水溶液の耐水性を早期に発生させる成分物質を、本
発明の趣旨を阻害しない程度に添加し、併用してもよ
い。

【００８０】また、本発明の方法は、無機質の薬剤と有
機質の薬剤を組み合わせることで、相互の薬剤の性質を
相乗的に作用させる方法であるから、混合溶液中のケイ
酸塩水溶液は、下記のような物質と化合して、不溶性の
ケイ酸化合物を形成する性質を損なわれない。

【００８１】即ち、鉱物質の粉体顔料（例えば、亜鉛
華、酸化鉄、クロムブルー、二酸化マンガン、ナポリイ
エロー、鉛丹等）、鉱物質の体質顔料（例えば、ケイ砂
粉、大理石粉、カリオン、ジルコンフラワー等）、細粒
子の鉱物質骨材（例えば、ケイ砂、ガラス等）、無機質
繊維類（例えば、ケイ酸アルミナ、アスベスト等）、等
のように、水中で正に帯電する塩基を持つ物質とケイ酸
塩水溶液とは、化合して不溶性の化合物を形成すること
が知られている。なお、ケイ酸塩水溶液とこれらの物質
の混合物は、屋内の壁画を描くための絵の具として、カ
イムの鉱物質画法（Keimsche Mineralmalerei)で用いら
れることが知られている。（参考文献：ヘルマン・マイ
ヤー著［水ガラス］翻訳者：奥田進、コロナ社発行）。

【００８２】そこで、本発明の方法でコンクリート施工
体の保護を行う時、上記物質を組み合わせて配合し、混
合して用いれば、コンクリート施工体を着色することが
でき、ケイ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルの濃度及び混
合割合を調整することで、その着色層を迅速に耐水性を
付与することができる。

【００８３】つまり、着色層の初期耐水性は高分子ヒド
ロゾルによって得られ、後期の耐水性は、上記物質とケ
イ酸塩水溶液との化合で得られるものであって、初期の
耐水性に欠如していたカイムの鉱物質画法の欠点を排除
できることとなり、屋外のコンクリート施工体の着色が
可能となる。

【００８４】また、ケイ酸塩水溶液は木材、紙等に不燃
性を付与できる性質があることが知られているので、ケ
イ酸塩水溶液と高分子ヒドロゾルの濃度及び配合比率を
調整することで、これらの材質を着色加工する分野で広
く応用でき、防火上有用である。

【００８５】本発明の方法では、ケイ酸塩水溶液及び高
分子ヒドロゾルの濃度や組み合わせの配合比は限定的で
はないので、混合したときにお互いが阻害し合わないよ
うに調整されたものであれば良い。

【００８６】また、ケイ酸塩水溶液及び高分子ヒドロゾ
ルは、混合せず、個々かつ同時的に、吹き付けるる等の
方法で使用してもよい。

【００８７】

【実施例】以下に、本発明の方法による実施例を説明す
る。

【００８８】＜実施例１＞本発明の方法によって、保護
を施したコンクリートが塗布直後に雨水に曝された場合
に、雨水の吸水性に及ぼす影響を調べるために、表−８
・９に示す組成で構成された溶液を調製し、実験１と同
様にして調製したセメントモルタルに飽和状態になるま
で溶液を吸収させた供試体を作成してから、４時間放置
して乾燥させ、さらにまた水中に３時間浸漬させて後、
屋外の木製の台上に放置して風雨に曝しておき、１５日
目、１２０日目に、各々の供試体の吸水性について下記
の方法で比較した。

【００８９】吸水性の測定方法：供試体の溶液を吸収さ
せた面に注いだ水の浸透速度を測定することで、供試体
の吸水性を確認するために、１００ccの目盛りが付され
ているメスシリンダの底部を目盛位置１０ccにて正確に
切断し、その底部を供試体表面へ押しつけた状態に保た
せた状態にしておいて、エポキシ系接着剤を用いて接着
し、固定させた。次に、スポイドを用いて、５０ccの水
をメスシリンダへ注ぎ、その目盛り上で０．５ccが供試
体に吸収されて減じられるまでの時間を測定し、各々の
供試体の吸水性を比較した。

【００９０】なお、表−８・９における溶液（溶液番
号： No.１、 No.２、 No.３、 No.1X、 No.2X、 No.3
X、）は、従来方法との差異を対比し、確認するために
調製・実施したものである。測定結果を表−１０に示
す。

【００９１】実施例で用いた組成物の詳細は下記の通り
である。

【００９２】(1) ケイ酸ナトリウム水溶液…モル比３、
濃度７０％の水溶液 (2) ケイ酸カリウム水溶液…モル比２、濃度７０％の水
溶液 (3) ケイ酸リチウム水溶液…モル比３．５、濃度７０％
の水溶液 (4) リン酸アルミニウム水溶液…濃度０．５％の水溶液 (5) アクリル樹脂エマルション…高分子固形分４７％に
調製した溶液 (6) ＳＢＲラテックス…高分子固形分４５％に調製した
溶液 (7) シリコン樹脂ヒドロゾル…高分子固形分３．５％に
調製した溶液 (8) 配合顔料（ブラウン系色）…下記の配合組成よりな
る粉末カオリン８７．９％酸化鉄（赤）９．７％黒煙２．２％酸化亜鉛０．２％実施例１の結果から、本発明によるコンクリート施工体
の保護方法では、実施直後の雨水によって、その保護効
果を阻害され難く、一旦保護を施したコンクリートは、
万一雨水に曝されても、経時と共に非吸水性になってい
く。

【００９３】また、着色のために前記物質を混合させた
溶液の吸水性は、ケイ酸塩水溶液のみを吸収させた場合
より、減少していることが明らかになった。さらにま
た、ケイ酸塩水溶液にリン酸アルミニウムの希薄水溶液
を混合して、硬化を促進させて用いた溶液では、高分子
ヒドロゾルを混合したケイ酸塩水溶液より吸水性が大き
いことが判明した。

【００９４】＜実施例２＞実施例１で用いた供試体のう
ちの数種類について、１２０日間を経過したものについ
て、実験５と同様の方法で耐薬品性を調べた。

【００９５】なお、溶液番号 No.１、 No.２、 No.３は
従来の方法であり、比較のために実施した。その溶液番
号と試験結果を表−１１に示す。

【００９６】実施例２の結果から、本方法によるコンク
リート保護方法では、塗布直後の雨水によって、その保
護効果を阻害され難い、つまり、一旦保護を施したコン
クリートは、万一、雨水に曝されても、薬液による減量
率が低いので、耐薬品性を維持しているといえる。

【００９７】また、本方法で着色させた供試体は、薬液
浸漬後にも、塗膜の亀裂、破壊、剥離部分は発見できな
かった。

【００９８】＜実施例３＞建築後、１年４ヶ月を経過し
た駐車場のコンクリート外壁６２．８m²に、本発明によ
る方法でコンクリート保護を行うために、市販の３号水
ガラス（Na₂O・3SiO₂)溶液７部、Ｂ種カリ水ガラス（ K
₂O・2SiO₂ ）溶液１６部、純水６４部及び高分子ヒドロ
ゾルとして市販のアクリル系エマルション（三井東圧社
製；固形分５０％）に乳化安定剤を加えて調製した溶液
１３部からなる混合溶液を調製して、上記外壁の表面
に、電動式のエアレス型スプレイ塗装機を用いて、単位
面積当たり０．２４kg／m²を吸収させてなるようにしな
がら、均一になるように吹き付けた。

【００９９】そして、施工後、２時間経過した時点で、
上記塗装機を用い、その吐出圧力を微小になるように調
製して、霧化させた水道水２０リットルを上記外壁部分
の一部の面積（８．６m²）に散布しておいた。

【０１００】そこで、上記方法でコンクリート保護の施
工を施してから８ヶ月を経過した時点で、その施工面を
点検するために、次のような試験を試みたが、そのいず
れもが満足できる結果であり、本発明方法による目的を
達成していた。

【０１０１】つまり、上記２ヶ所及び該保護を施してい
ないコンクリート素地の３ヶ所に水道水を散布したとこ
ろ、コンクリート素地は、直ちに水を吸収して、濃い濡
れ色に変化したが、保護を施した２ヶ所は容易に濡れ色
にならなかった。

【０１０２】そこで、濃塩酸４．８％、濃硫酸４．２
％、濃硝酸４．６％の水溶液を個別に調製して、上記３
ヶ所へ、それぞれの溶液を個別の箇所に塗布したとこ
ろ、コンクリート素地では、いずれの溶液に対しても、
酸類とコンクリートが化合して、急激に発泡する現象を
示したが、保護を施した箇所では、そのいずれの溶液に
対しても発泡せず、耐酸性を発揮していた。

【０１０３】＜実施例４＞前記ケイ酸ナトリウム水溶液
５．２部、ケイ酸カリウム水溶液２１．３部、市販のケ
イ酸リチウム水溶液（Li₂O・2.5SiO₂ ）３．５部、純水
５８部及び高分子ヒドロゾルとして、前記アクリル樹脂
エマルション１２部で構成される溶液を調製し、この溶
液に前記鉱物質顔料を組み合わせて、絵の具筆で都合よ
く展色できる程度まで適量を混合して絵の具にせしめ
て、乾燥したコンクリート板に着色絵画を描き、屋外
（外気温度：１８℃）に４時間放置してから、１０％塩
酸溶液中に１５分浸漬させ、さらに水道の流水で洗い、
乾燥させた。上記絵の具を塗布し、吸収させ、乾燥させ
た部分は塩酸の侵食作用を受けず無変化であったが、絵
の具を塗布しなかった部分、コンクリート素地部分は塩
酸で侵食されて凹面を形成したので、その結果、立体的
な美しい画を完成させることができた。この立体画部分
は屋外に１０ヶ月間放置したが、外観上の遜色は現れて
いない。

【０１０４】＜実施例５＞前記ケイ酸ナトリウム水溶液
２０部、ケイ酸カリウム水溶液１５部、純水５５部及
び、高分子ヒドロゾルとして、アクリル樹脂エマルショ
ン（三井東圧社製：樹脂固形分４５％）１０部で構成さ
れる溶液を調製し、実施例４と同様にして絵の具を調製
し、寸法が７０×７０×４．８mmの段ボール紙の表裏に
単位面積当たり０．５３kg／m²となるように塗布し、室
温（２５℃）で４週間放置してから、家庭用のガスコン
ロの上にかざして燃焼させたが、発炎現象を発すること
なく焦げて、燃焼した。また、その燃焼状態は火源から
遠ざけると、やがて類焼が停止してしまう傾向にあっ
た。さらに、上記燃焼試験に際して、絵の具を塗布して
ない段ボールは、コンロの火にかざしてから３秒後に発
炎して燃焼を開始し、そのままコンロ上にとどめると、
２７秒後に燃焼が終了したが、絵の具を塗布した段ボー
ルは火にかざしてから９秒後に発煙が生じ、５２秒後に
燃焼が終了し、赤熱色を呈する炭化物になった。このこ
とから、本発明の保護塗液は、段ボール紙の着色加工に
おいて、難燃性を付与できることが分かる。

【０１０５】＜実施例６＞前記ケイ酸ナトリウム水溶液
１７部、ケイ酸リチウム水溶液３部、純水５２部及び、
高分子ヒドロゾルとして、アクリル樹脂エマルション
（三菱油化バデッシュ社製：樹脂固形分４６％）１８
部、シリコン系ヒドロゾル（信越化学製：ヒドロゾル固
形分０．３％に調製した溶液）２部で構成される溶液を
調製し、毎日、水道水で洗浄作業が行われる食品工場の
コンクリート床（コンクリート打設後１９日を経過）２
１３m²に単位面積当たり０．３１kg／m²となるように塗
布・浸透させてコンクリート施工体の保護を行った。そ
の後、１年８ヶ月を経過した時点で施工場所を点検した
ところ、コンクリート表面は平滑な状態となり、光沢を
維持しており、鉛筆硬度を調べたところ９Ｈであった。
そこで保護処理を施さなかった場所のコンクリートは表
面が粗密で光沢なく、鉛筆硬度は３Ｈであって、容易に
粉塵を発生させやすい状態であったことから、本方法は
コンクリート床にも応用でき、コンクリート施工体の保
護効果を上げることができるものである。

【０１０６】＜実施例７＞前記ケイ酸ナトリウム水溶液
１５部、ケイ酸カリウム水溶液３部、純水６０部及び、
高分子ヒドロゾルとして、アクリル樹脂エマルション
（三井東圧社製；樹脂固形分４５％）２２部で構成され
る溶液を調製し、コンクリート外壁（１３．７m²：建築
後３年経過）に、単位面積当たり０．２２kg／m²塗布
し、吸収させた後１１日間放置乾燥させてから、アクリ
ル樹脂系塗料を塗布した。その後、２０ヶ月経過した時
点で、塗装箇所を点検したが、塗膜の剥離部分は確認で
きなかった。

【０１０７】以上、７つの実施例から、本発明による方
法で実施するコンクリート施工体の保護方法は、コンク
リートの吸水性を減じる性質、酸性物質に対して抵抗す
る性質を有するケイ酸塩水溶液に高分子ヒドロゾルを作
用させて、ヒドロゾルの有する特性、すなわち、密着性
及び塗膜の強靭性を効果的に発揮させることで、ケイ酸
塩水溶液の初期耐水性に係わる不都合さを排除させるこ
とを可能にすることが裏づけられた。

【０１０８】

【表１】

【０１０９】＊１）Ｎａ₂ Ｏ・３ＳｉＯ₂ 、＊１）Ｋ₂
Ｏ・２ＳｉＯ₂ 、＊３）Ｌｉ₂ Ｏ・３．５ＳｉＯ₂ 、＊
４）アクリル樹脂固形分４７％

【０１１０】

【表２】

【０１１１】＊１）Ｎａ₂ Ｏ・３ＳｉＯ₂ 、＊１）Ｋ₂
Ｏ・２ＳｉＯ₂ 、＊３）Ｌｉ₂ Ｏ・３．５ＳｉＯ₂ 、＊
４）アクリル樹脂固形分４７％

【０１１２】

【表３】

【０１１３】

【表４】

【０１１４】

【表５】

【０１１５】

【表６】

【０１１６】

【表７】

【０１１７】

【表８】

【０１１８】

【表９】

【０１１９】

【表１０】

【０１２０】

【表１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実験３におけるケイ酸水溶液の吸水率推移を示
すグラフ図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリケイ酸塩を保護層形成成分とし
て含む水性保護塗液を塗布・浸透させてコンクリート施
工体を保護する方法であって、前記水性保護塗液を塗布するに際して、高分子ヒドロゾ
ルを併用することを特徴とするコンクリート施工体の保
護方法。
【請求項２】コンクリート施工体を保護するために使
用され、アルカリケイ酸塩を保護層形成成分として含む
水性保護塗液において、前記水性保護塗液が、補助成分として高分子ヒドロゾル
を含むことを特徴とすコンクリート施工体用水性保護塗
液。