JPS6036385A - セメント系硬化物の表面層改質剤 - 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】 本発明に、セメント系硬化物の表面層改質剤の改良に関
する。

コンクリート、モルタル、セメント、珪酸カルシウム板
等セメント系硬化物は、土木、建築。

その他分野で広く無機材料として使用されているが、形
状の如何に係わらず一般にこれらセメント系硬化物には
、無数の微細孔が存するために１年月の経過と共に次第
に、特に屋外においでは著るしい表面層の劣化が起こっ
ている。これを防ぐ画期的方法として特公昭５５−１９
６０９号公報に記載の方法が提案され、既ＶＣある分野
では実施もされている。同公報に記載の方法は。

クリ力成分、アンモニウム成分及びアルカリ金属成分を
特定モル比に含有するシリカゾルをセメント系硬化物の
表面から含浸させた後乾燥させる方法であるが、対象と
するセメント系硬化物は、その成分、調製方法、硬化方
法、劣化度等が種々様々であるために、場合によっては
所期の効果が得られないこともあり、充分な深さにわた
る表面改質層が得られず伺その改良が望まれている。ま
た、珪酸アルカリのうちでも特定の珪酸リチウム水溶液
をセメント系硬化物の表面から含浸させることによるセ
メント系硬化物の表面層改質方法も特公昭５０−５０６
５８号に既に開示されているが、上記同様尚充分な効果
が得られない場合もあり、一層改良した方法が強く望址
れている。史に、特開昭５８−２０７６８号公報には、
珪酸アルカリ水溶液にすフタレンスルホン酸ソーダホル
ムアルデヒド縮合物を加えた表面層改質剤も提案されて
いるが。

改質剤の含浸する深さが同充分でない。含浸深さが大き
い表面改質層が望まれる理由は、セメント系硬化物の表
面に強い衝撃力が作用したり。

或は９表面の剥離を起こさせる張力が作用すると、容易
にその表面が損傷を受け、改質されない下層のセメント
系硬化物の地肌が露出すること＼なり０次第に表面層の
劣化を促進させる結果を引き起こすからである。

本発明者らは種々詳しい研究を重ね上記特公昭５Ω−３
０６５８号及び同５５−１９６０９号公報に開示された
界面活性剤を併用する方法を、その教示に従って試験（
−たが、市販の界面活性剤を上記シリカゾル又は珪酸リ
チウム水溶液中に添加すると、得られた液の安定性が乏
しくなったり、場合によってにゲル化を引き起こしたり
、或いは、改質層の深さをざ程増大せしめないことを知
り、シリカゾル又にシリケート類溶液と界面活性剤との
混合系の性質を更に研究したところ、意外にも脂肪族１
価低級アルコールをリチウムシリケート水溶液に添加し
た液を用いるとセメント系硬化物の表面からの浸透量が
著るしく増すことを見出し本発明を完成した。

本発明の目的は、セメント系硬化物表面に塗布した際、
極めて高い浸透性を示すセメント系硬化物表面層改質剤
を提供することにあり、更に該改質剤をセメント系硬化
物表面層に浸透させた後乾燥することにより、厚い表面
改質層を有するセメント系硬化物を得ることＩ／ｉｌ：
ある。

本発明のセメント系硬化物の表面層改質剤に。

５ｉ０２／Ｍ２０（但し、Ｍ［アルカリ金鵬原子又置換
若しくは非置換のアンモニウム陽イオン基を表わす。）
のモル比が１〜５０であり且つ５ｉｎ２含有量１〜５０
重量％の珪酸アルカリ水溶液１００ｍｔ部と、脂肪族１
価低級アルコールを００１〜５重量部含むことを特徴と
する。

本発明に用いられる珪酸アルカリ水溶液は。

珪酸アルカリが水中に溶解した液又は、溶解珪酸アルカ
リと分散微粒子コロイド状シリカとが共存する安定な液
である。用いられる珪酸アルカリとしては、珪酸リチウ
ム、珪酸カリウム。

珪酸ナトリウム、珪酸セシウム等のアルカリ金属シリケ
ート及び置換若しくは非置換のアンモニウムシリケート
等が挙げられる。置換若しくは非置換のアンモニウムの
例としてｎ、ＮＨ４゜ＯＨ，）ＩＨ，、（ＣＨ３）２１
ＪＨ２，（Ｃ！Ｈ，）２（０２Ｈ４０Ｈ）２　Ｎｌ　ｔ
ｃ２Ｈ４０Ｈ）４Ｎ、　（０２Ｈ，１ＯＨ）３ＮＩ（、
（０２Ｈ５）２ＮＨ２，（０２Ｈ５）　（０，Ｈ６０Ｈ
ＩＮＨ２゜（ｃ２Ｈ１）　（ｃ２Ｈ，ｏＨ）５Ｎ　等が
拳げられる。これら珪酸アルカリは所望によ９２種以上
を混じて使用することもできる。

上記珪酸アルカリの水溶液ｔａ　、　５ｉｏ２／／Ｍ２
ｏモル比が１以下では、これを用いて得られたセメント
系硬化物の表面層は改質されず、耐水性。

耐候性等が低い。また１モル比が５０以上である珪酸ア
ルカリ水溶液を用いると、この液に液中のコロイド状シ
リカの含有率が高いので、セメント系硬化物の表面から
の浸透性が低くなり好ましくない。更に１本発明には、
珪酸アルカリ水溶液として液中８１０２含有量が１〜５
０重量％であるものが用いられる。５１０２含有量が１
俤以下の珪酸アルカリ水溶液を用いて得られたセメント
系硬化物の表面層は強度が低く、また５１０２含有量５
０裂以上の珪酸アルカリ水溶液は安定性が悪く、場合に
よっては増粘、ゲル化等が起こったり、それが起こらな
くてもか＼る高濃度珪酸アルカリ水溶液を用いると９品
質一定の表面改質層を有するセメント系硬化物が得られ
ない。

本発明に用いられる上記珪酸アルカリ水溶液９４　、　
５ｉｎ２／ＩＡ　２０モル比で１〜約４のものは珪酸ア
ルカリを水に溶かすことにより、或は、コロイド状シリ
カ分散液に苛性アルカリを加え、必要に応じ加熱処理す
ることにより容易に得られる。

５ｉｏ２／ｊａ２ｏモル比が４以上高くなる程珪酸アル
カリ水溶液は、コロイド状シリカが分散共存した液とな
シ、か＼る珪酸アルカリ水溶液に、コロイド状シリカ分
散液に珪酸アルカリ又は苛性アルカリを加え、必要に応
じ〃ｎ熱処理することにより、或は、珪酸アルカリ水溶
液から陽イオン交換法等により脱アルカリし、必要に応
じアルカリ添加により安定化することにより容易に得ら
れる。５１ｏ２／ｍ、ｏモル比が４以上時１ｃ７以上と
なると珪酸アルカリ水溶液中Ｋｉｄコロイド状シリカが
分散共存するが、そのコロイ）’状シＩＪ力の粒径は小
さい程好ましく、ｓｏｍμ以下、特に２０ｍμ以下の粒
径であるものが好ましい。

また、珪酸ア・ルカリのうちでは９％にモル比２〜７程
度の珪酸リチーウムが好ましい。

本発明に用いられる脂肪族１価低級アルコールの例とし
てに、メタノール、エタノール、ｎ−グロパノール、イ
ンプロパツール、ブタノール等直鎖の又に分枝鎖を有す
る１価アルコール類が挙げられ、これらを上記珪酸アル
カリ水溶液に添加混合すると、セメント系硬化物の表面
から液剤が内部へ浸透する深さが著るしく増大する。上
記脂肪族１価低級アルコールは市販品として容易に入手
し得る。本発明のセメント硬化物表面層の改質剤は、前
記珪酸アルカリ水溶液１００重量部と、上記脂肪族１価
低級アルコール００１〜５重量部を含有するものである
。

上記含有率が００１重敗部以下では、改−質剤に高い浸
透力を与えることができず、捷た。５重量部以上では、
改質剤の安定性、ｆｉ−に長期安定性が低下し、改質剤
を増粘させ念す、場合によってはゲル化が起こることも
ある。特に好ましい含有率に００１〜１重量部である。

本発明のセメント硬化物表面層の改質剤は、前記珪酸ア
ルカリ水溶液を攪拌しながら、これに上記低級アルコー
ルを上記比率に徐々に添加混合し、均一に溶解させるこ
とにより容易ＶＣ調製される。

本発明のセメント系硬化物表面層の改質剤としては２本
発明の目的が達成される限り上記成分の他に、所望によ
り９着色剤、安定剤、粘度調節剤等任意の成分を含有さ
せてもよい。場合によっては、更に塗料成分を添加する
ことによυ得られる塗料としても用いられる。かかる塗
料をセメント系硬化物表面に塗布することにより。

強固な厚い表面層を有するセメント系硬化物の゛表面に
保護・化粧された塗膜を形成させることができる。

本発明のセメント系硬化物表面層の改質剤が適用される
セメント系硬化物としては、セメントペーストの硬化物
９モルタル硬化物、コンクリート硬化物、珪酸カルシウ
ム板等、セメント結合剤を用いることにより得られる硬
化物であり、形状に任意でよく、また、これら硬化物が
長期間の使用により表面劣化を起こしたものでもよい。

例えば、コンクリート構築物壁面９モルタル壁面等は好
適例である。また、中性化の進んだセメント製品、ドラ
イアウト、凍結、リグニン混入等により硬化不充分とな
ったコンクリート表面、火災により劣化したコンクリー
ト表面等にも適用される。

本発明のセメント系硬化物表面層の改質剤は。

通常の方法により９例えば、刷毛、ロールコータ−、ス
プレー等による塗布、或いは、浸漬法等により、セメン
ト系硬化物表面からその内部へ浸透させることができる
。充分量浸透させた後は９乾燥することにより厚い改質
表面層を有するセメント系硬化物が得られる。この表面
層に、緻密化し２強度及び硬度が増大し、耐水性。

耐候性も優れる。更に、この改質表面層の厚さが厚いの
で、改質表面１ｃ　３ｆＸ傷が生じても下地の非改質セ
メント硬化物表面が膜用することは殆んどない。また、
場合によっては、この改質表面層の上に通常の塗料を施
して塗膜を形成させることもでき、セメント系硬化物に
完全な保護化粧を施すことができる。

本発明のセメント系硬化物表面層の改質剤が。

セメント系硬化物の表面から特に深く浸透する理学的作
用効果は未だ充分に解明されてはいないが、セメント硬
化物の表面に上記本発明の改質剤を塗布すると、セメン
ト硬化物の微細孔に改質剤からの低級アルコールの蒸気
が液に先行して進入し、孔壁が低級アルコールと前もっ
て接触しているために、液剤の浸透圧が著るしく高まる
ものと考えられる。−・　、　・−−一、　ご゛　。

ラ乙ヴ１ト分づ畦→　・　−・　−７、。しかし９例え
ば、ヘ キサノール等では、珪酸アルカリ水溶液を増粘せしめた
り、安定性を不良ならしめたりするために本発明の効果
が奏されないのに対し、前記脂肪族１測置級アルコール
と珪酸アルカリ水溶液を含む本発明の改質剤は安定であ
り、浸透力が著るしく優れることは驚くべきことである
。

以下、実施例及び比較例を誉げて更に詳しく説明するが
３本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない
。

実施例１〜４ ＳｉＯ２／Ｍ２０モル比５．５　、比重ｉＯ２濃度１０
％の珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪
酸テトラエタノールアンモニウムの各水溶液１０００グ
に、エタノールの５０チ水溶液を１０７攪拌しながら添
加することにより本発明の改質剤４種を調製した。これ
を４０℃で６ケ月間密封下放置したが、増粘も分離現象
もなく極めて安定な液であることを認めた。

別途、セメント／砂比が％であるモルタルブロック（寸
法ｉｊ、４Ｘ４Ｘ１６ｍ。）を炭酸ガス中に放置するこ
とにより、中性化したモルタルブロックを用意し、これ
を上記４種の液それぞれに各１個づつ１時間浸漬し、と
り出した後室温で１日風乾した。次いで、そのモルタル
ブロックを割裂し２割裂面にフェノールフタレン溶液を
吹きつけることにより、上記本発明の改質剤が浸透した
部分に発色を起こさせた。この発色部分のモルタルブロ
ック表面からの深さを測定することにより、改質剤の浸
透深さを測定した。結果は第１表に示す通りでちる。

比較例１〜４ 実施例１〜４ｉＣおけるエタノールを添加しない改質剤
を用いた他に実施例１〜４と同様にして１モルタルブロ
ックへの浸透深さを測定したところ、第１表に示す結果
を得た。

第　１　表 上表は９本発明の改質剤が優れた浸透力を有することを
示している。

実施例５〜８ 実施例１〜４におけるモルタルブロックの代りに、比重
０．８の珪酸カルシウム板（寸法２×４×４薗）を用い
た他は実施例１〜４と同様にして浸透深さを測定したと
ころ、第１表記載の結果を得た。

比較例５〜８ 比較例１〜４におけるモルタルブロックの代りに実施例
５〜８に用いたものと同じ珪酸カルシウム板を用いた他
は比較例１〜４と同様にして浸透深さを測定したところ
第１表記載の結果を得た。

本発明の改質剤に、やはり珪酸カルシウム板に対しても
著るしく優れた浸透力を有することを示している。

実施例９ ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏモル比３．　Ｏ、ＳｉＯ２渓度１０
％の珪酸リチウム水溶液ｔｏｏＯｆｌｃ、エタノールの
５０チ水溶液１０ｆを攪拌下に添加することによυ本発
明の改質剤を調製した。

別途、屋外曝露約１０年により表面劣化した打放しコン
クリ−を用量し、その表面に上記改質剤を吸い込みが止
って表面に液の流動が生じるまで塗布したところ、要し
た上記改質剤の量’ｔ’ｌ　６５　Ｑ　？／ｌｒ？であ
った。次いで、１日風乾し。

その表面にアクリル系エマルジョン塗料を塗布し、塗膜
が充分に硬化した後、更にその表面に引張り試験用具を
強力接着剤で固着し、引張り試験を行なったところ、コ
ンクリートの引張り強度は約”　Ｋｆ／ｃＦ／ｆであり
、剥離部の深さはコンクリート表面から１２ｍｍであっ
た。

比較例９ 実施例９ＶＣおける改質剤の代りとして、エタノールの
５０チ水溶液を添加しない改質剤を用いた他に実施例９
と同様にして、改質剤の浸透量を測定したところ４０　
ＩＩ　ｆ／ｙｎ”でめった。更に引張り試験の結果は強
度約１５　Ｋｙ／（ｔｒｌでらりたか剥離面の深さは４
　ｍｍであった。

比較例１０〜１６ チルアルコールを用いた他に、実施例１〜４と同様にし
て改質剤を調製し、その直後に実施例１〜４と同様にし
て改質剤の浸透深さを測定したところ、第２表に示す結
果を得た。また、上記改質剤を４０℃で放置したところ
、約２週間で、いずれの液も増粘と分離を起こし始めた
。

実施例１０ 実施例９におけるエタノールの代すに、アルコール専売
法に基ずくメタノール変性した工業用エタノールを用い
た他は実施例９と同様にして改質剤を調製し、更に試験
したところ、改質剤の浸透量は６ｓ　ｏ　？／ｌｄ、引
張り強度１５　Ｋｙ／ｃｎｉ　。

剥離部の深さ１２ｍｍであった。

第　２　表 （註）　米１ Ｅ　ＯＰ　ｉｌｔ、ｌ−”ＩＪオキシエチレンノニルフ
ェノール第２表の結果は、いずれも、浸透深さが充分で
ないことを示している。

特許出願人　日産化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ５１０２／Ｂ１２０（但し、ＭｉＪ：アルカリ金属原子
   又は置換若しくは非置換のアンモニウム陽イオン基を表
   わす。）のモル比が１〜５０で１）且つ。 ＳｉＯ□含有量１〜５０重量％の珪酸アルカリ水溶液１
   ００重量部と、脂肪族１価低級アルコールを００１〜５
   重量部含むことを特徴とするセメント系硬化物の表面層
   改質剤