JPS62100493A - セメント硬化体 - 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〕 本発明は中性化を防止し、耐久性を保持せしめたセメン
トモルタル、セメントコンクリート等のセメント硬化体
く関するものである。

〔従来の技術〕

従来、中性化を防止したセメントモルタル、セメントコ
ンクリート等のセメント硬化体は （１）　　ラテックスや合成樹脂エマルジョン等をセメ
ントモルタルやセメントコンクリートの配合時に添加し
て、セメントモルタルやセメントコンクリート等のセメ
ント硬化体自体の耐久性を向上させたりセメント硬化体
のクラ、りを防止する （２）　　セメントモルタル、セメントコンクリート等
のセメント硬化体く有機系、無機系のシーラーを塗布し
、防水機能を付与したりアルカリ性を付与し、セメント
硬化体の中性化を防止する （３）　　セメント硬化体に有機系、無機系のシーラー
を塗布した後更にこれらシー２−の機能を長期間持続さ
せるために溶剤系、水性の上塗り塗装材を塗布する吟の
方法により得られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、例えばラテックスや合成樹脂エマルジョ
ン等をセメントモルタルやセメントコンクリートの配合
時に添加するいわゆるポリマーセメントモルタルやポリ
マーセメントコンクリートは曲げ、圧縮、引張り等の強
度の向上、耐酸性、耐油性、耐透水性の向上や凍結融解
等圧よる耐り２ツク性の向上は認られるが、ラテックス
や合成樹脂エマルジョンを使用するセメントに対し固型
分比で５〜２０チ程度添加しなければ充分その機能が発
揮されず、コスト的に高価なセメント硬化体しか得られ
ないため、理しカヒころ小型り、、特殊な成型品の作成
に使用され ているＫすぎず、建築物、橋梁等の躯体には使用されて
いない。又、ポリマーセメントモルタルの場合、プレー
ンのセメント硬化体の上に表面処理用として使用される
こともあるが、大きな建築物や橋梁の躯体くは施工方法
上の難点も多く、満足できるものではなかった０ そこでセメントモルタル、セメントコンクリート等のセ
メント硬化体く有機系、無機系のシーラーを撒布し、更
には上塗剤を塗布して防水機能を付与したり、アルカリ
性を付与し、セメント硬化体の中性化を防止することが
実際には大きな建築物や橋梁の躯体のみならず広く一般
的に行なわれている。

セメント硬化体の中性化は空気中の炭酸ガスによるがセ
メント硬化体の耐久性の保持には更に鉄筋コンクリート
やプレストコンクリートに用いられている鉄筋の腐食に
よるクラ、り生成］Ｉ！＆Ｃそれが進行して崩壊といっ
た現象をも考慮に入れる必要がある。特に我が国は周囲
が海洋であり、塩害による鉄筋の腐食は多大で、これは
主としてＣトイオンのコンクリート内部への拡散、侵入
により鉄筋の不働態膜が破壊されるためと考えられてお
り、各種のＣＩ−イオンを遮断する方法と１゜てもこの
塗装法が効果を発揮することも、広くこのような塗装法
が行なわれている理由の一つでもある。

使用されるシーラーには多種多様あり、現在一般的に使
用されているものは次の如く分類できる。

有機系溶剤型シーラーとしては各種合成樹脂のラッカー
系が主体である。しかしこれら溶剤型シーラーは耐久性
、特に耐水性、耐アルカリ性、耐透水性、耐候性の向」
二を図るべく、分子量を高くすると高濃度で低粘度のも
のが得られｉ＜＜取扱い上困難である。又、分子量が高
いとセメント硬化体深部への浸透が少なく効果が低下す
るので耐久性を犠牲にし分子量を低く調整しているのが
実状である。

有機系水性シーラーとしては、水溶性樹脂と水分散性樹
脂とがある。水溶性樹脂の作業性は前述の溶剤型シーラ
ーに匹敵し、レベリング、伺着性にも優れているが一分
子量を増大せしめると粘度も増大するためやはり分子量
を調整する必要があり、更に水溶性樹脂はカルボキシル
基をアンモニア又はアミン等のアルカリで中和溶解して
作られるが、これが耐水性、耐アルカリ性を極端に低下
させており、セメント成分のアルカリにて容易に再溶解
するという欠点も有している。

また水分散性樹脂は乳化剤や保護スロイドの存在下で乳
化重合して製造された分散液、あるいは機械的に分散し
て得られる分散液とがあるが、得られた水分散性樹脂は
分子量に関係なく高濃度で比較的低粘度のものが得られ
、有機溶剤やアミン等を殆んど使用せず、公害吟の問題
も少ないという特長があるものの、水分散体樹脂粒子の
造膜不良による塗膜欠陥や、親水性の乳化剤や増粘剤を
多量に使用することによる、耐水膨潤やブリスタリング
を起し易い。又、樹脂形態が粒子であることや分子量が
大きい等が起因して、セメント硬化体への浸透が起なわ
れず、セメント硬化体表面くだけ留ね、セメント硬化体
との付着性にも時として劣る欠点がある。

無機系クーラーは無機高分子化合物といわれるケイ酸塩
が一般的に使用されている。セメント硬化体への親和性
も高く、さらに撒布後の表面の硬度も向上ししかもアル
カリ性の付与ができるので、中性化が進行しているセメ
ント硬化体のアルカリ性回復にも効果が多大である。た
だ有機系水装剤釦比較して耐水性が劣り耐水膨潤、再溶
解性等の問題が発生し易い。

このようにいろいろなシーラーがあるがそれぞれ一長一
短があるため、これらシーラー単独をセメント硬化体に
塗布するのではなしに実際にはシーラーを塗布した後、
更に上簾り剤を塗布することが行なわれている。上塗り
剤としても、例えばアクリルラッカー、アクリルウレタ
ンの如き有機溶剤型塗装剤、例えば水性樹脂分散体の如
き有機系水性塗装剤などが知られている。しかしながら
、上塗り剤が溶剤型の場合、シーラーの種類によっては
、シーラーの再溶解が大きく重ね塗りが困難であったリ
ーシーラーとの親和性が低くて付着性に劣り、充分なセ
メント硬化体の中性防止の効果が発揮されない等の欠点
があり、また、水性塗装剤は一般にシーラーとの付着性
に劣り、界面剥離やブリスタリング等のしばしば起すと
いう問題もあった。

本発明は従来のシーラー及び、上塗り剤との関係にて起
る以上のような欠点を解決し、中性化防止にすぐれるセ
メント硬化体を提供することを目的とする〇〔問題点を
解決するための手段〕 本発明者らは上述の解決課題を鋭意研究した結果以下の
ごとき発明を完成した。

即ちセメント硬化体にシー２−を塗布した後、：ｙ四イ
ダルシリカの存在下で乳化重合して得られる水分散性組
成物を含む水性被覆組成物を塗布してなるセメント硬化
体である。

シー２−についてはＩ￥ｆｌＣ限定はしないが、例えば
エポキシ／ポリアミン系、湿気硬化型ウレタン系、ポリ
エステル系、酢酸ビニル−アクリルコポリマー系、アク
リル系、塩化ビニル−酢酸ビニル系などのラッカー系の
如き有機系溶剤型シーツ−、コロイダルシリカ、ケイ酸
ナトリウム、ケイ酸リチウムなどの無機系シーツ−２水
溶性樹脂、水分散性樹脂などの有機系水性シーラー、な
どが使用できる。好ましくは有機系溶剤型シーラーか無
機系シーラーが望ましい。

セメント硬化体九シーラーを塗布した後に用いる上塗り
塗装剤であるところのコロイダルシリカ存在下で乳化重
合して得られる水分散性組成物としては、α、β−モノ
エチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルシよびア
ルケニルベンゼンから選ばれる一種もしくは二種以上の
単量体く以下、アクリル系コモノマーと呼ぶ）１０（Ｌ
Ｏ重量部（固型分換算）に対しコロイダルシリカ１０．
０〜４０　［１０，ｉｌｌ郡部固型分換算）を陰イオン
界面活性剤、および（または）非イオン界面活性剤の存
在下、水系中にて乳化重合して得られる水分散性組成物
が好ましい。

ここにおいて、上記アクリル系コモノマーとしては（メ
タ）アクリル酸と炭素数が１〜１８なるアルカノールと
のエステルなどが挙げられるが、そのうちでも代表的な
ものには（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル
酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）ア
クリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘ
キシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル
酸ドデシルまたは（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエ
チルなどがある。

また、前記のアルケニルベンゼンとして代表的なものに
はスチレン、α−メチルスチレンまたはビニルトルエン
などがある。

このほか、これらのエステル系コモノマーおよび／また
はアルケニルベンゼンと共重合可能な単量体である（メ
タ）アクリル酸、ｉレイン酸、無水マレイン酸、７マル
酸、クロトン酸またはイタコン酸などの如きα、β−モ
ノエチレン性不飽和カルボンｗＲ＠の使用も可能である
。

またジビニルジメトキンシラン、ジビニルとスーβ−メ
トキシ−エトキシ７ラン、ビニルトリエト中ジシラン、
ビニルトリス−β−メトキシ−ニドキシンランまたはγ
〜メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランの如き
ジーあるいはトリアルコキンク２ン］化合物などの重合
性不飽和二重結合とアルコキシシラン基を含有するシラ
ンモノマーを乳化重合時に併用すればさら忙有機ポリマ
ーと無機ポリｉ−の相溶性が向上し、より安定的な水分
散性組成物が得られ、塗膜の耐久性もさらに向上する。

前記ブロイダルシリカとはｓｉｏ、を基本単位とする水
中分散体にして、と＜ｌｃ４〜１００μ増なる粒子径を
有するものを指称するが、かかるコロイダルシリカの分
散液の状態としては酸性側および塩基性側のいずれであ
っても用いることができ、乳化重合時における緒条件に
応じて適宜選択することができる。

これらのうち、酸性側コロイダルシリカとしては「スノ
ーテックスＯＪ（日産化学工業■製品）が代表的なもの
であり、他方、塩基性側のコロイダルシリカとしては「
スノーテックス２０．３０．４０、ＣおよびＮＪ（同上
社製品）が代表的なものである。

コロイダルシリカの存在Ｆで乳化重合し”Ｃ得られる水
分散性組成物はアクリル系ポリマ〜の持つ柔軟性、フィ
ルム形成性、透明性、コロイダルシリカの持つ硬度、耐
感温性、耐熱性、劇薬品性、耐溶剤性、付着性等双方の
特長を有していることが認められた。に記のような特長
を有し得る理由は必らずしも明確ではないが、乳化重合
の際、コロイダルシリカの表面のＯＨ基と酸モノマ・−
やシランモノマーとが反応して架橋結合し、この結果、
有機−無機ハイプリ、ド型水分散性組成物が形成される
と考えられる。：’ｔｏイダルシリ力の表面のＯＨ基は
さらに無機質基材（セメント硬化体や無機系シー２−等
）の表面に存在するＯＨ基とも反応して架橋結合し２、
それＶこよりＴ基材表面に治機−無機の強固な複合被膜
を形成することによン）と考えられる。

アクリル系プモノマ−１０（ＬＯ重量部に対してコロイ
ダルシリカが１α０重量部未満であると有機−無機の強
固な複合被膜を形成する効果が発現せず、硬度、耐熱性
、耐薬品性、耐溶剤性、付着性蝉のコロイダルシリカの
持つ特長が低下してしまう。逆に４０α０重量部を越え
てしまうと、アクリル系ポリ！−の持つ柔軟性が低下し
連続フィルムを影成しなくなる。

この得られた水分散性組成物を用いて、通常盪料に用い
られる顔料（二酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸バリ
ウム、カオリン等白色系顔料、ベンガラ、カーボン、シ
アニン勢有色系頗料尋）とで得られる水性樹脂被覆組成
物或いは顔料を併用せず水分散性組成物だけを、有機系
、無機系のシーツ−を通常２００ｆ／１ｄ程度塗布し、
常温にて乾燥した後のセメント硬化体に２００〜５００
ｒ／ｙ＠度塗装し、常温にて乾燥する劣るといワた諸問
題が解決され、しかも中性化防止の特長を充分発現させ
られたセメント硬化体が得られる。

尚、本発明においては、水性樹脂被覆組成物に、必要に
応じ可塑剤−分散剤、増粘剤、溶剤、防腐剤、消泡剤等
の通常の蓬料用組成分として使用される添加剤を混合し
て使用してもさしつかえない。

〔実施例〕

次に本発明を実施例または比較例により具体的に説明す
るが、以下において部およびチは特に断りのない限りす
べて重量基準であるものとする。

製造例１（水分散性組成物の製造剤） （１）重合性七ツマー類 ２−エチルへキシルアクリレート　　４３部メチルメタ
クリレート　　　　　　　５５＃アクリル酸　　　　　
　　　　　　　　　２Ｉ（２）界面活性剤類 ラウリルスルホン駿ナトリウム　　　　５＃（５）　　
コロイダルシリカ類 「スノーテックス３０」（固槃分＝５０％）６５０部 （４）イオン交換水　　　　　　　　　　　　　９９Ｉ
（５）重合開始剤類 過硫酸アンモニウム　　　　　　　　０．５＃亜硫酸水
素ナトリウム　　　　　　　α２＃四ツロフラスコに界
面活性剤、コロイダルシリカおよびイオン交換水を仕込
んで窒素気流中で６０℃まで昇温し、次いで重合開始剤
類を添加し、さらに重合性モノマー類の混合物を５時間
に亘って滴下したがこの際の反応温度は６０〜７０℃な
る範囲に調整した。

滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ攪拌下（反
応を継続させ、次いで冷却して約１４−アンモニア水で
ｐＨを８〜９に調節して、固型分が５５−なる安定な目
的水分散性組成物を得た。

製造例２〜３（同上） 各原料成分の仕込み割合を第１表に示されるように変更
した以外は実施例１と同様にして安定なる目的水分散性
組成物を得た。

製造例４（対照用の水分散性組成物の製造例）各原料成
分の仕込み割合を第１表に示されるように変更した以外
は実施例１と同様にして対照用の水分散性組成物を得た
。

実施例１〜６及び比較例１〜１２ 有機系溶剤型シーラーとしてアクリディ、り人−１７２
−８Ｐ−５５（大日本インキ化学工業■製、酢酸ビニル
−アクリル系う、カー、固型分５５チ）、無機系シーラ
ーとして３号ケイ酸ナトリウム（試薬）を用い、前述で
製造した製造例１〜４（水分散性組成物）及びアクリデ
ィ、りＡ−１８０（大日本インキ化学工業■製、溶剤型
アクリルラッカー）の上塗り被覆剤を塗布して、それぞ
れ九ついての付着性、耐水性、中性化防止性を評価した
。

その結果を第２表Ｋまとめて示す・ 尚評価方法紘次の通りである。

１、供試体の作成方法 （１）評価に用いるセメント硬化体 セメント　　１００部 ７号硅砂　　６００！ 水　　　　　　　　７５１ 上記配合物をＪＩＢ　　Ｒ−ｓ２ｏ１Ｖｃ準拠シテ４　
ａｍ　Ｘ　４１！ＩｗＸ　４　ａｍのセメント硬化体を
作成し、温度２３℃、湿度６５チの恒温恒温室にて２８
日間気乾養生した本のを供試した。

（２）　　シーラーの調整及び塗装条件アクリディツク
Ａ−１７２−８Ｐ−５５はトルエン、３号ケイ酸ナトリ
ウムはイオン交換水にてそれぞれ固型分を５０チに調整
し一上記セメント硬化体へ刷毛を用い２００　ｆ／ｄ塗
布し、室温にて７日間乾燥した〇 （５）　　止血り被覆剤の塗装条件 固型分３５チのｔま刷毛にて、シーラーを塗布したセメ
ント硬化体へ２００ｒ／ゼ塗布し一室温くて７日間乾燥
した。

アクリディックＡ−１８０はトルエンを用いて固型分５
５襲に調整して使用した。またシーラーを塗装していな
いセメント硬化体についても同様に上塗転被覆剤を塗装
した。

Ｚ評価 （１）付着性 上記条件で作成した供試体にカミソリの刃にて３−のゴ
バン目を切り込みセロファンチーブによる剥離テストを
行なった。

◎・−・・・−１０〇−付着している ０・−・・・・・・　８０チ付着しているΔ−・・−・
・−５ＯＷ付着している Ｃ）　耐水性 上記条件で作成した供試体を水中へ７日間浸漬し、供試
体の表面状態を目視に−Ｃ判定した。

◎・・・−・・・・変化が認められない０−・−・・・
部分的に少しブリスクリングが認められる Δ・−・−・・・・−膨潤、ブリスタリングが認められ
るｘ−−・−・・・溶解したり、はなはだしいｊ１ｆ！
４、剥離が認められる （５）　　中性化防止性 上記条件で作成した供試体をｐＨ１に調整した塩酸溶液
中へ７日間浸漬後、取出して室温にて５日間乾燥後ナイ
フで供試体を真中程を２つに割り、フェノールフタレイ
ンのアルコール溶液を割れ面に塗布し、赤く着色し丸面
の、広さにて判定した。但し塩酸液は毎日ｐＨ１ｉ整を
行なった。

◎−・・−・・・表面１藺程度から内部全面が赤色に着
色している Ｏ・・・・・・・・・表面５ｗ程度から内部全面が赤色
九着色している Δ・・・・・・・・・表面１０ｍ１！度から内部全面が
赤色に着色している ×・・・・・・・・・中心部だけが若干赤色に着色して
いるＸＸ−−−・・・まったく赤色に着色し徒ない〔効
果〕 本発明のセメント硬化体は、シーラーの再溶解による重
ね塗り性の不良、耐水性、付着性の低下をきたすことな
く中性化防止にすぐれたセメント硬化体である。

れ工！人弁理士高橋勝利

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント硬化体にシーラーを塗布した後、コロイダルシ
   リカの存在下で乳化重合して得られる水分散性組成物を
   含む水性被覆組成物を塗布してなるセメント硬化体。