JPS5843349B2 - 水密性を増強し，防錆効果を有するモルタル・コンクリ−ト用混和剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一般にモルタルやコンクリートの防水混和剤と呼ばれて
使用されているものには、無機質系として（１）塩化物
系（２）ケイ酸ソーダ系（３）シリカ質粉末系（４）ジ
ルコニウム化合物、有機質系として（１）脂肪酸系（２
＞パラフィンエマルジョン（３）アスファルトエマルジ
ョン（４）樹脂エマルジョン（５）水溶性樹脂など多種
類にのぼっており、それぞれ充填性、急結性、分散性、
減水性、撥水性、保水性などの特性を有しているが、こ
れらの大半はその防水機構からモルタル・コンクリート
中の水利反応が理想的に進行している場合にその特性が
発揮される。

しかしモルタル・コンクリート中のセメントの水利反応
はたとえ実験的な標準条件で十分な養生（水と温度を与
える）を行なっても約１ケ月（４週）ぐらいの期間では
セメント粒子の８０φ程度しか水和しない。

実際の現場施工の場合には養生がなおざりにされている
ためずつと不十分な水利しか行なわれず一応の硬化と一
般に見なしている時点でも、セメント粒子の３分の２は
未反応のままだという説もある。

結局適当な水分が与えられて徐々にその反応が進みモル
タル・コンクリートが安定した状態に至るのは約２〜３
年かかるといわれている。

このように実際問題として不十分な水利状態のモルタル
・コンクリート中では、混入されている防水混和剤は十
分にその性能を発揮することはできにくい。

モルタル・コンクリートの水密性はセメントの水利反応
の進行に伴って向上するため、十分な養生ができにくい
現場施工の場合にはとくに、セメントの水利反応を促進
して硬化を早めモルタル・コンクリートを緻密、強硬に
して防水性を高めるような防水機構の防水混和剤が望ま
しい。

塩化物系（主として塩化カルシウム系）はある程度この
ような防水機構に属するものであるが、塩化物中の塩素
イオンの解膠作用によってアルカリ環境下において安定
した水酸化第１鉄の皮膜が破壊され鉄筋などの発錆が促
進されることが知られている。

さらに近年細骨材の払底から海砂がモルタル・コンクリ
ートに利用されつつあり、この海砂に付着している塩分
のためにモルタル・コンクリート中の鉄筋などの鉄製品
が発錆腐食し、構造物の耐久性低下という重大な影響が
生じ問題化している。

この対策として主に亜硝酸塩を主成分とした防錆剤が提
案され一部実用化の段階に入っている。

塩分を含む細骨材を使用してモルタル・コンクリートな
混練施工する場合、このモルタル・コンクリートに防水
性を付与するために防水混和剤と防錆剤とを併用するこ
とが考えられるが、混練時に計量や添加方法などの管理
上の問題点が生じ煩雑となるほか、併用する防水混和剤
と防錆剤との交互作用が生ずるか否かを事前に十分試験
し確認しておくことが必要である。

本発明は塩化物をまったく含まないでセメントの水和反
応・硬化を促進してモルタル・コンクリートの水密性を
増強するとともに、海砂中に通常音まれている０、 １
〜０．３重量饅の塩分（除塩処理をしないモルタル・コ
ンクリート用細骨材としての海砂の塩分含有量は最大的
０．３ ％、平均０．２４φ程度）に対しては十分な防
錆効果をもあわせ有するモルタル・コンクリート用混和
剤を提供するものである。

本発明の混和剤は グリセリントリアセテート ５０重量部（４０〜６０） 酢酸カルシウム １３０重量部（１００〜１６０） 複塩乳酸鋼・第１燐酸カルシウム ７５重量部（６０〜９０） 亜硝酸ナトリウムあるいは亜硝酸カルシウム４０重量部
（２０〜６０） トリエタノールアミン ５重量部（３〜７） （なお括弧内の数字は増減の範囲を示す）よりなる。

試験の結果および費用の面から検討して最も効果的と考
えられる添加量は上記組成の混和剤をモルタル又はコン
クリート中のセメント重量に対して１重量俤である。

次に上記各成分の作用効果について記載する。

（１） グリセリントリアセテート グリセリント
リアセテートはモルタル・コンクリート内部で徐々に分
解してグリセリンと酢酸が生成する。

グリセリンは保水性をもつからモルタル・コンクリート
の早期乾燥を阻止する。

酢酸は硬化促進剤であるトリエタノールアミンとの混在
によりセメントの水利反応を促進して効果的に硬化を早
める。

（２）酢酸カルシウム 酢酸カルシウムはセメントの
水和反応の開始を早める助剤となり、上記の酢酸と同様
にトリエタノールアミンの混在により硬化促進に優れた
効果を示す。

又酢酸カルシウムは腐食環境中に共存する他のイオンと
作用して鉄筋などの鉄製品表面の発錆腐食を抑制する作
用効果をもつ。

（３）複塩乳酸鋼・第１燐酸カルシウム 複塩乳酸鋼
・第１燐酸カルシウムは分解して乳酸銀と第１燐酸カル
シウムとなる。

乳酸銀はセメントの水利反応によって生成する水酸化カ
ルシウムと作用して水酸化銅と乳酸カルシウムとなりセ
メントの水利反応を促進する。

水酸化銅は空隙を充填して密実にし、乳酸カルシウムは
強度の増強と耐久性を与える。

第１燐酸カルシウムは強度を徐々に発現させるから長期
にわたって効果がある。

又第１燐酸カルシウムは一般の燐酸塩と同様防錆効果を
有していることは公知の通りであるが、亜硝酸塩などと
併用することにより防錆効果は著しく向上する。

（４）亜硝酸ナトリウムあるいは亜硝酸カルシウム亜硝
酸ナトリウムあるいは亜硝酸カルシウムなど亜硝酸のア
ルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩は防錆剤として古く
から知られており最も一般的なものである。

本発明では防錆効果を有する亜硝酸塩のうちモルタル又
はコンクリートの諸性質に悪影響をおよぼさず硬化促進
作用を有している面および費用の面から亜硝酸ナトリウ
ムあるいは亜硝酸カルシウムを使用する。

（５）トリエタノールアミン トリエタノールアミン
は単独使用でも硬化促進作用をもつが、上記（１） 、
（２）で記載したように酢酸あるいは酢酸塩と適切な
配合で併用すれば作用効果は著しく向上する。

以上主に本発明の個々の成分の作用効果について説明し
たが、本発明は単にこれら個々の成分単独の作用や効果
をそのまま利用するのではなく、これらの成分相互間に
著しく有意な交互作用がありこの交互作用による相乗効
果によって添加量が少量でも優れた効果が発揮されるこ
とを利用する処に大きなねらいがあるのである。

本発明の混和剤を添加することによって凝結時間の著し
い変化、ワーカビリチーの低下、強度の低下などモルタ
ル・コンクリートの性質に悪影響をおよぼさないことを
確認した。

この試験の結果を表１、表２に示す。

表１の試験結果から凝結に対して本発明の混和剤を添加
しても支障をきたすほどの差は生じていない。

表２は同一配合のコンクＩＪ ）で本発明混和剤をセ
メント重量の１重量饅添加したものと無添加のものとを
スランプ、空気量、コンクリート温度および圧縮強度の
面から比較したものである。

表２の試験結果から同一配合のコンクリートに対し本発
明の混和剤を添加してもスランプなどフレッシュコンク
リートの性質は大体同じであり、圧縮強度においては増
強させる傾向がある。

次に本発明の混和剤の効果を実施例によって示しながら
説明を加える０ 実施例 １ 透水試験および吸水試験 透水および吸水試験はＪＩＳ１４０４に準じて行なった
。

なお本発明混和剤の添加量はセメント重量の１重量饅と
した。

透水試験では３Ｋｐ／ｆｆｌの水圧を１時間として行な
い、吸水試験では浸水時間を１時間、５時間、２４時間
として測定した。

脱型後の養生は（１）Ｊ Ｉ Ｓ １４０４の通り温度
２０℃、湿度８０饅以上の湿気相中で養生したもの（以
下湿気養生と略記する）のほかに（２）温度２０℃、湿
度６０％の試験室中で養生したもの（以下湿気養生と略
記する）の２通りの場合について試験を行なった。

表３および表４の結果から、湿潤状態を保持して十分に
養生した場合にも本発明の混和剤を添加したものと無添
加のものとを比較して透水性、吸水性ともに有意な差を
生じているが、空気中に放置養生した場合には、とくに
透水に対する抵抗性が増大して効果が顕著となる。

実施例 ２ 塩分（ＮａＣ２）含有量０．３重量多の海砂を使用し セメント：砂：水＝１ ： ２．５： ０．６の配合で
（１）本発明の混和剤をセメント重量の１重量俤添加し
たもの（２）添加しないもの（３）上記海砂を除塩処理
した塩分０の砂を使い混和剤を添加しないものでそれぞ
れモルタルを混練し、４Ｘ４Ｘ１６αの大きさに成型し
、成型時にφ４Ｘ１００ｍｍの磨鋼棒を長軸方向にそっ
て中央部に埋めこんで供試体を作成した。

１日型枠養生してから脱型し屋外暴露した。

６ケ月問屋外暴露した後これら供試体を破壊して磨鋼棒
を取り出し、その発錆状態を肉眼によって詳細に観察し
た。

その結果は表５に示す通りである。

表５の結果から塩分含有量０．３重量俸の海砂を使用し
て造ったモルタル中の鉄製品は、本発明の混和剤を添加
することにより十分に防錆されることが認められる。

実施例 ３ 塩分（ＮａＣ２）含有量０．３重量φの海砂を使用した
場合のコンクリートにおける防錆試験。

防錆に対しある種の作用効果を有するかもしれない界面
活性剤の影響（例えばＡＥ減水剤として使用されている
リグニンスルホン酸カルシウムはある程度の防錆効果が
あるといわれている）を除くためコンクリートはＮｏｎ
ＡＥとし 普通ポルトランドセメント ３００に９／ｍ８（日本
セメント社製） 水（水道水） １８０ Ｋ９／ｍ８
細骨材（海砂・比重２．６２ ） ８０４Ｋｐ／ｍ”
粗骨材（犀用産・比重２．６４） １０７７に９７ｍ３
の配合で混練した。

（１）本発明の混和剤をセメント重量の１重量多添加し
たもの（２）添加しないもの（３）上記海砂を除塩処理
した塩分０の砂を使い混和剤を添加しないものでそれぞ
れコンクリートを混練し、φ１５Ｘ３０ｃｍの型枠に成
型し、成型時に研磨したφｌＸ１０ｃｒｆＬの鉄筋を中
央部に埋めこんで供試体を作成した。

１日型枠養生してから脱型し屋外暴露した。

６ケ月および２年屋外暴露した後これら供試体を破壊し
て鉄筋を取り出し、その発錆状態を肉眼によって詳細に
観察した。

その結果は表６に示す通りである。

表６の結果から塩分含有量０．３重量％の海砂を細骨材
をして使用したコンクリート中の鉄筋などの鉄製品は、
本発明の混和剤を添加することにより長期間にわたって
十分に防錆されることが認められる。

実施例 ４ 透水試験および防錆試験 下記配合のモルタルの混練水に対してＣａＣｌ ２を１
．５重量％溶解して鉄筋などの鉄製品の腐食環境を設定
した。

混練水に対しＣａＣｌ２１．５重量％を軟甲に含まれる
ＮａＣ１量に換算すると約０．３重量％となる。

なお砂としては豊浦産標準砂、相馬産標準砂およびガラ
ス製造用ケイ砂をＪ Ｉ Ｓ １４０４に規定された割
合で混合したものを使用しセメント：砂： Ｃａ Ｃ７
２１，５％水溶液−１＝３：０．５６ の配合で（１）本発明の混和剤をセメント重量の１重量
％添加したもの（２）添加しないものでそれぞれモルタ
ルを混練した。

透水試験用供試体についてはφ１５Ｘ４ＣｒｆＬの大き
さに成型し、防錆試験用供試体については実施例２と同
様４Ｘ４Ｘ１６ｃｒＩＬの大きさに成型して中央部にφ
４Ｘ１００ｍｍの磨鋼棒を埋設した。

透水試験用供試体はＪＩＳ １４０４に規定された通
りに脱型養生し透水試験を３にν渾の水圧で１時間とし
て行なった。

防錆試験用供試体は成型後４８時間を経て脱型し６ケ月
屋外暴露した。

暴露後供試体を破壊して磨鋼棒を取り出しその発錆状態
を肉眼によって詳細に観察した。

その結果は表７に示す通りである。

表７の結果から細骨材に対しＮａＣｌ換算０．３重量φ
程度の塩化物を含有している場合に本発明の混和剤を添
加すると、混和剤の組成成分間の相乗作用によって十分
に養生した場合にも水密性が増強される（実施例１で示
したように養生が不十分の場合には水密性の有意差はさ
らに著しい）とともに、塩化物による鉄筋などの鉄製品
の発錆腐食を抑制する効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ グリセリントリアセテート、酢酸カルシウム、複塩
   乳酸鋼・第１燐酸カルシウム、亜硝酸ナトリウムあるい
   は亜硝酸カルシウムおよびトリエタノールアミンよりな
   る組成物をモルタル又はコンクリートの混練時に添加す
   ることによって、モルタル又はコンクリートの水密性を
   増強し、さらにモルタル又はコンクリート中の鉄筋や金
   網などの鉄製品の塩分による腐食を抑制することができ
   るモルタル・コンクリート用混和剤。