JPS63260879A - セメント系構造物の劣化を防止する方法 - Google Patents

セメント系構造物の劣化を防止する方法

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JPS63260879A
JPS63260879A JP9399687A JP9399687A JPS63260879A JP S63260879 A JPS63260879 A JP S63260879A JP 9399687 A JP9399687 A JP 9399687A JP 9399687 A JP9399687 A JP 9399687A JP S63260879 A JPS63260879 A JP S63260879A
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山下 千明
環 和田
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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、セメント系構造物の劣化を防止する方法に関
し、特に、セメント系多孔質構造物に優れた耐候性と摩
耗後の透水抵抗性を与える耐久的劣化防止方法に関する
ものである。
〔従来の技術とその問題点〕
近年、セメント系構造物の経年劣化が著しく大きな社会
的問題となっている。その主な原因は、資源の枯渇によ
り、骨材として望ましくない海砂や砕石を使用すること
、水硬性セメント系組成物をポンプ輸送する施工上の要
求に関連して、流動性を与えるために該組成物中に必要
以上の水を添加すること等によるものと考えられる。こ
のようなセメント系構造物においては、例えば。
(1)構造物の中性化による内部鉄筋の発錆、(2)使
用原材料中の塩分や外部から侵入した塩分による鉄筋の
発錆の促進。
(3)膨張性骨材の使用に基づく膨張やポツプアウト等
による硬化構造物の亀裂の発生、等の現象が生じ、これ
らの現象により、セメント系構造物の劣化が加速度的に
促進されているようである。
このような劣化を防止する手段として、従来、コンクリ
ート系構造物の表面に1例えば、エポキシ樹脂のような
有機高分子材料の塗膜を形成させて、水、ガス等の侵入
を防止する方法、シリコーンのオリゴマーやポリマーを
有機溶剤に溶解したものを、あるいはメチルシリコネー
ト水溶液やシランモノマーを構造物の表面に塗布し、含
浸、硬化させて、セメント系構造物内部に防水層を形成
させる方法等が提案されている。
しかし、前者の方法では、塗膜が厚くないとその塗膜に
よる満足すべき遮断効果が得られないので高価となるば
かりでなく、材料によっては耐候性に問題があるほか、
外力によって傷付き易いなど、必ずしも満足できる方法
とはいい難い。また。
このような有機塗膜によってセメント系構造物の外観が
損なわれることを嫌う傾向も一般に強い。
他方、構造物の風合を生かしながら防水保護機能を与え
る方法として、後者の方法が開発されたが、これも防水
性、遮温性などの劣化防止性能や耐久持続性等に問題が
あり、満足し得る実用性は期待できない。
従って、本発明の目的は、セメント系構造物に長期にわ
たって優れた防水性、遮温性等を有し、特に耐候性の優
れた保護層を形成させる実用的に望ましい劣化防止方法
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記目的を達成する効果的方法について
実験、研究を重ねた結果、アルキル基の炭素原子数8〜
12のアルキルトリアルコキシシランと炭素原子数3〜
6のアルキル基を有するシランとを特定範囲割合で混合
した組成物が、セメント系多孔質構造物内部への良好な
浸透性を有し。
且つその硬化物が望ましい遮水性、遮温性を有し、アル
カリ骨材反応を抑制して、食塩、ぼう硝などによる塩害
を効果的に防止するばかりでなく、特に、耐久性(耐候
性)及び摩耗後の透水抵抗性の優れた劣化防止層を形成
することを見出し、かかる知見に基づいて本発明をなす
に至った。
すなわち、本発明は、炭素原子数が8〜12のアルキル
基を有するアルキルトリアルコキシシランと炭素原子数
3〜6のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシ
ランとの60 : 40〜40 : 60の重量範囲割
合の混合物を、セメント系構造物の表面に塗布して含浸
、硬化させるセメント系構造物の劣化を効果的に防止す
る方法を提供する。
本発明の方法におけるセメント系構造物は、セメントを
結合剤とするモルタルやコンクリート等のセメント系構
造物のほか1石材類、れんが、タイル等の窯業系材料及
び軽量骨材等の無機系多孔質体を包含する。
本発明の方法において、セメント系多孔質構造物の改質
に組み合わせて用いられるアルキルトリアルコキシシラ
ン類は、いずれも次の一般式:%式%) (式中、R1は、アルキル基であり、OR,は、低級ア
ルコキシ基で1通常、メトキシ基及びエトキシ基から選
択される。) で表わされる有機けい素化合物であって、第一の成分は
、R工が炭素原子数8〜12のアルキル基を有するシラ
ン類であり、第二の成分は、R1の炭素原子数が3〜6
のアルキル基を有するシラン類である。
一般に、Rユの炭素原子数が小さいシラン化合物は、細
孔中への浸透性はよいが、遮水性、遮温性、耐久性等が
劣り、他方、C数が大きすぎると、多孔質体内部への浸
透性が悪く、その疎水性を利用して、多孔質構造物に満
足する遮水性、遮温性等を付与することができない、そ
の理由は明らかではないが、アルキル基が大きすぎると
多孔質層への浸透が困難となり、また立体障害のために
シラノール基の縮合が妨げられ、更にアルキル基の配向
も充分でないためと考えられる。
本発明は、疎水性ないし発水性はよいが、多孔質構造体
内への浸透性の劣る相対的に大きい炭素原子数(8〜1
2)のアルキル基をもつ第一の高級アルキルトリアルコ
キシシラン成分と、セメント系多孔質構造体への浸透性
はよいが、遮水性、遮温性、耐久性等の劣る比較的小さ
い炭素原子数(炭素原子数3〜6)のアルキル基をもつ
第二の低級アルキルトリアルコキシシランとを特定の混
合範囲割合で組み合わせるとき、それぞれの欠点が、他
の成分の長所によって相互にカバーされ、両成分のそれ
ぞれの望ましい性質を兼備する劣化防止機能性組成物が
形成されるという事実の発見に基づいている。アルキル
基の炭素原子数が12を和えたものや炭素原子数が1,
2のシラン類の使用は満足し得る劣化防止効果が得られ
ないので好ましくない。
また、望ましい劣化防止性能を得るには、上記第一のシ
ラン成分と第二のシラン成分とを特定の混合割合、すな
わち、 60 : 40〜40 : 60の重量範囲割
合で混合することが重要である。この範囲を逸脱すると
きは、上記のような満足し得る混合効果が得られず、例
えば、第一成分の高級アルキルトリアルコキシシランが
、組成物に基づいて60重量%を超えると、その組成物
の浸透深さは全く不充分となるから、本発明の目的が達
成されず、また、第二成分の低級アルキルトリアルコキ
シシランが、組成物基準で60重量%を超えると、セメ
ント糸端、進物内部への充分な浸透は得られるが、高い
遮水、遮温性の劣化防止保護効果が得られないので望ま
しくない。
これらの混合物は、#セメント系構造物の種類、その多
孔性の状態、あるいは所望付与物性等に応じて、組合せ
使用するそれぞれのシラン成分を選択し、また、それら
シラン両成分の混合割合を適宜選択して所望の劣化防止
効果を具現させることができる。また、それらの混合割
合は、通常1等重量近傍が一般に広く且つ好ましく採用
される。
本発明の劣化防止方法に用いられるシラン化合物は、第
一成分のシラン化合物として1例えば、オクチルトリエ
トキシ(又はメトキシ)シラン、デシルトリエトキシ(
又はメトキシ)シラン及びドデシルトリエトキシ(又は
メトキシ)シラン等を挙げることができる。また、第二
成分のシラン化合物類としては、例えば、プロピルトリ
エトキシ(又はメトキシ)シラン、ブチルトリエトキシ
(又はメトキシ)シラン及びヘキシルトリエトキシ(又
はメトキシ)シラン等を挙げることができる。これらの
シラン化合物において、メトキシ化物とエトキシ化物と
は、化学的にも物理化学的にも本質的な差異はなく、そ
の作用、効果に関しても実質的な差異は認められない、
上記シラン化合物類は、それぞれの群において、単独成
分を用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用する
ことができる。
これらのシラン化合物類は、粘度が低く、表面張力が小
さい、)7、シラン混合組成物をそのままセメント系構
造物表面に塗布することができるが。
通t、例えば、メチルアルコールやエチルアルコールで
適当な溶剤により1例えば、10〜50重量%程重量濃
度に希釈して適用してもよい、また、酸、アルカリ、金
属塩のような反応促進剤を組成物に添加使用することが
できる。
構造物表面に塗布されたシラン化合物は、構造物内部に
浸透し水分と接触して、それにより加水分解されて反応
性に富んだシラノールとなる。このシラノールは1例え
ば、シリカ表面に存在する一OH基や他のシラノール基
等と反応して脱水縮合し、強固なシロキサン結合を形成
して高分子化するので、末端のアルキル基(Rユ)が表
面に整列し、その疎水性により水の侵入が効果的に阻止
されるものと推定される。
〔作用〕
本発明の方法によれば、セメント系構造物の表面に塗布
したシラン類は1表面から充分深く浸透し、脱水、縮合
して、疎水性の大きなアルキルキ基が密に配列した硬化
層を形成し、外部からの水、塩分等の侵入が効果的に阻
止される。また、後記実施例に示されるように、これら
シラン混合物は。
従来のシリコーンオリゴマー等と異なり、あたかもポリ
マーセメント等に見られるような補強効果が認められる
〔実施例〕
次に、具体例により1本発明を更に詳細に説明する。な
お、例中の部数及び%は、特に記載がない限り重量によ
るものである。
また、本発明の方法に係るシラン化合物のセメント系構
造物に対する劣化防止性能を試験するために1代表的セ
メント系構造物として下記モルタル及びコンクリートを
作り、これらを供試体として各種シラン化合物類の諸物
性を測定した。
[モルタル] セメント:砂:水が、1 : 2 : 0.65の配合
割合に混和調製した組成物を、各種試験用供試体の型枠
に打設し、2日後に脱型して、以後、温度20±2℃、
相対湿度65±5%の条件で四週間養生させて供試体と
した。
[コンクリート] セメント425)tg、細骨材704kg、粗骨材10
35kg、AE減水剤1.062kg、その助剤16.
5 g及び水1フOkg(セメントの40%)の割合の
配合物を練り混ぜ、10 X 1.OX l0QIの型
枠に打設し、2日後に脱型して、以後、温度20±2℃
、相対湿度65±5%の条件で四週間養生させて供試体
とした。
次に、これら供試体を用いて、各種シラン化合物類のセ
メント系構造材に対する劣化防止諸性能を次の試験法に
より評価した。
a)浸透深さ 10 X 10 X 20a*のモルタル供試体の全面
にシランの所定量を塗布し、温度20±2℃、相対湿度
65±5%の条件下に7日間放置後、割裂して割裂面を
水に濡らし、充水部分の深さく境界線)を測定する。
b)吸水率 4X4X16Q11のモルタル供試体の全面にシランの
所定量を塗布し、温度20±2℃、相対湿度65±5%
の条件下に7日間放置後、水に水没状に浸漬し、30日
後の重量増加から吸水率を求める。
C)透水性試験 10 X 10交10cmのコンクリート供試体゛の全
面に所定量のシランを塗布し、温度20±2℃、相対湿
度65±5%の条件下に7日間放置後、JISA691
0の透水試験方法によって、30日までの透水量の経過
を測定する。
d)遮温性−1 直径6.5am、厚さ0.5amのモルタル供試体の片
面に、シランを所定の割合で塗布し、温度20±2℃。
相対湿度65±5%の条件下に7日間放置後、コンクリ
ート工学協会による道路橋指針(案)に示す方法によっ
て塩素イオン透過量を測定する。
e)遮温性−2 4X 4 X 16cmのモルタル供試体の全面にシラ
ンを所定量塗布し、温度20±2℃、相対湿度65±5
%の条件下に7日間放置後、飽和食塩水中に全没状に浸
漬し、供試体の重量増加を経時的に測定する。
また、1年後の供試体を割裂し、内部への塩素イオンの
浸透深さをフルオレッセイン呈色反応によって測定する
f)耐アルカリ性 4 X 4 X 16日wのモルタル供試体の全面にシ
ランを所定量塗布し、温度20±2℃、相対湿度65±
5%の条件下に7日間放置後、飽和水酸化カルシウム溶
液中に全没状に浸漬して、供試体の重量増加を経時的に
測定する。
g)耐久性(耐候性) 上記b)項により吸水率を測定した供試体を、J I 
S  K−5400に規定するカーボンアーク促進耐候
性試験機に2000時間かけた後、これを取り出して清
水中にいれ、30日後の吸水率を測定する。
h)研磨環境における保護 10 X 10 X 20cnのモルタル供試体の全面
にシランの所定量を塗布し、温度20±2℃、相対湿度
65±5%の条件下に7日間放置後、幅2■、深さ2■
の溝を縦横に2本ずつ入れ、 J Is A 6910
の透水性試験法によって測定する。
なお、組合せシラン化合物類の供試体表面への塗布は、
それぞれのシラン化合物の所定量をエチルアルコール4
0%溶液に調製し、シラン化合物類の合計塗布量が、3
00 g / rlとなるように行った。
実施例1〜15.比較例1〜8 高級アルキルトリアルコキシシラン第一成分と低級アル
キルトリアルコキシシラン第二成分との各種割合の劣化
防止用混合組成物をエチルアルコールの40%溶液に調
製し、それらを前記供試体に塗布、適用して、各種試験
を行った。使用した第一の成分と第二の成分及びそれら
の使用割合並びにそれらの測定結果を第1表にまとめて
示す。
なお、表中の試験材料における略号は、それぞれ次の通
りである。
C1:プロビルトリエトキシシラン C4ニブチルトリエトキシシラン C,:ヘキシルトリエトキシシラン C1:オクチルトリエトキシシラン C□。:デシルトリエトキシシラン C12: ドデシルトリエトキシシラン第1表の結果か
ら明らかなように、本発明の方法に用いられる第一のシ
ラン成分と第二のシラン成分とを60:40〜40:6
0の重量範囲割合で混合したもの(実施例)は、特に、
耐久性〔試験法g))と摩耗後の透水抵抗性(試験法h
))の双方に優れた性能を発揮することが判る。
耐久性〔試験法g)項〕、すなわち防水性能の維持は、
ブランクの場合の吸水率の1/2以下であり、また、摩
耗後の透水性〔試験法h)項〕、すなわち表面から摩耗
しても保護能力を維持する性能はブランクの場合の透水
性の1/3以下である。
更にまた9本発明の混合範囲割合を外れると、耐久性及
び摩耗後の透水性を同時に満足する優れた性能が得られ
ないことも明白である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、炭素原子数が8〜12のアルキル基を有するアルキ
    ルトリアルコキシシランと炭素原子数3〜6のアルキル
    基を有するアルキルトリアルコキシシランとの60:4
    0〜40:60の重量範囲割合の混合物を、セメント系
    構造物の表面に塗布して含浸、硬化させることを特徴と
    するセメント系構造物の劣化を防止する方法。
JP9399687A 1987-04-16 1987-04-16 セメント系構造物の劣化を防止する方法 Granted JPS63260879A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191578A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Tobishima Corp 表面改質組成物
JP2009035704A (ja) * 2007-07-09 2009-02-19 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd 土木建築用吸水防止剤組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191578A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Tobishima Corp 表面改質組成物
JP2009035704A (ja) * 2007-07-09 2009-02-19 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd 土木建築用吸水防止剤組成物

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