JP2000247765A - セメント製品の模様付け方法 - Google Patents

セメント製品の模様付け方法

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JP2000247765A
JP2000247765A JP11050353A JP5035399A JP2000247765A JP 2000247765 A JP2000247765 A JP 2000247765A JP 11050353 A JP11050353 A JP 11050353A JP 5035399 A JP5035399 A JP 5035399A JP 2000247765 A JP2000247765 A JP 2000247765A
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JP
Japan
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cement product
cement
patterning
water
efflorescence
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JP11050353A
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Yoshiaki Sakakibara
善朗 榊原
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、低減または防止の対象でしかなかった
カルシウム白華を利用して、セメント製品に模様付けを
行なう。 【解決手段】 水和材令が7日以内のセメント製品1の
表層部2の表面に対し、(A)水5によって湿潤状態に
して、空気、または炭酸ガスを加えた空気と接触させた
後、(B)空気との接触を維持したまま、表層部2の表
面を乾燥してカルシウム白華を析出させ、(C)必要に
応じて、(A)及び(B)の工程を、所望の模様が得ら
れるまで繰り返し行なうセメント製品の模様付け方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カルシウムイオン
による白華現象を利用したセメント製品の模様付け方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】セメント製品には、白華と呼ばれる現象
が生じることがある。この現象は、コンクリート構築物
等のセメント製品の表面に、白い面状の吹出物や斑点が
生じるものである。特に赤色等の着色コンクリートで白
華現象が生じた場合、その部分の色が淡くなったり、色
合いが悪化したりする等、美的外観を損ねることとな
る。
【0003】白華現象は、セメントと水とが反応して生
成される水酸化カルシウムが、セメント製品の表面で、
空気中の炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムとなること
によって発生するもの(カルシウム白華)と、セメント
中のナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が、炭酸塩
や硫酸塩となって結晶成長して発生するもの(アルカリ
白華)とがある。このうち、アルカリ金属塩による白華
(アルカリ白華)に対しては、水洗によって除去可能で
あるが、炭酸カルシウムによる白華(カルシウム白華)
に対しては、水洗で除去することができない。
【0004】白華現象を防止するために、従来、白華防
止剤をセメント中に混入するなどの対策が採られてい
る。しかし、白華防止剤を使用しても、十分に白華現象
を抑制できなかったり、あるいは、白華防止剤の使用に
よって、その分、セメント製品の価格が高くなり、需要
者の求める価格帯に合致しなくなる等の不都合が生じる
こともある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のよう
に白華現象を低減または防止する代わりに、むしろ、白
華現象を積極的に利用する考えのもとに、カルシウムイ
オンによる白華を計画的に発生させて、セメント製品の
美的外観を変えるための一役を担わせようとするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のセメント製品の
模様付け方法は、セメント製品の表面に析出するカルシ
ウム白華の発生度合を調整して、該セメント製品の表面
の色彩を制御し模様付けすることを特徴とする(請求項
1)。具体的には、水和材令が7日以内のセメント製品
の表面に対し、(A)湿潤状態にして、空気、または炭
酸ガスを加えた空気と接触させた後、(B)該空気との
接触を維持したまま、該セメント製品の表面を乾燥状態
にしてカルシウム白華を析出させ、(C)必要に応じ
て、上記(A)及び(B)の工程を、所望の模様が得ら
れるまで繰り返し行なうことによって、模様付けを行な
う(請求項2)。ここで、上記(A)の工程は、通常、
0℃を超え、25℃以下の温度下で行なわれる(請求項
3)。上記(B)の工程は、通常、10℃以上、40℃
以下の温度下で、かつ、60%以下の相対湿度下で行な
われる(請求項4)。上記セメント製品は、その表面上
にシーリング(模様付けを行なわない縁辺部の被覆)を
施すときの作業の容易さの観点から、即時脱型品である
ことが好ましい(請求項5)。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の模様付け方法の対象とな
るセメント製品は、カラーセメント、ポルトランドセメ
ント、混合セメント等のセメントに、水、及び必要に応
じて添加される粗骨材、細骨材、混和剤(AE剤、減水
剤、AE減水剤等)等を混合してなる。本発明の模様付
け方法の特に好適な対象は、白華による色褪せが目立ち
易いカラーセメントである。例えば、赤色のカラーセメ
ントは、酸化鉄(III)の含有率を少なくした白色セメ
ントにベンガラ(赤色顔料)等の顔料を添加して調製さ
れる。このカラーセメントを使用したセメント製品の場
合、白華現象によって白色やピンク色のまだら模様ある
いは色褪せが発生する。本発明の対象となるセメント製
品の形態は、歩道、駐車場、広場等の舗装に用いられる
インターロッキングブロック、カラー平板の他、任意で
ある。
【0008】本発明の模様付け方法において、セメント
製品は、水和材令が7日以内、好ましくは3日以内のも
のが用いられる。水和材令が7日を超えると、水和が進
み、遊離のカルシウムイオンが減ってくると共に、セメ
ント製品の表面が白華にならない炭酸カルシウムの結晶
で覆われてくる(中性化してくる)ため、カルシウム白
華の人為的な調整による模様付けが困難になる。
【0009】工程(A) 水和材令が7日以内のセメント製品の表面の縁辺部に対
し、まず、薄いビニールシート等の密着、あるいは樹脂
の塗布によって被覆するシーリングを施した後、シーリ
ングされていない露出部分(模様付けの対象となる部
分)を含むセメント製品の表面を、湿潤状態にし、空
気、または炭酸ガスを加えた空気と接触させる。シーリ
ング作業は、セメント製品が型枠に入っていない方がや
り易く、この点で、セメント製品は、即時脱型品である
方が都合が良い。
【0010】セメント製品の表面を湿潤状態にするの
は、水または水溶液で行ない、通常、工業用水、水道
水、雨水等の水を用いる。水溶液としては、例えば、弱
酸性にするために塩酸等の酸を水に少量添加したものを
用いることができる。水または水溶液のpHは、好まし
くは4〜7、より好ましくはpH5.5〜7である。水
または水溶液として、pHが4未満のものを用いた場合
には、セメント製品への酸の侵食を避けるため、後で水
洗することが望ましい。pHが7を超える水溶液(アル
カリ性の水溶液)を用いた場合には、水溶液中の塩基物
質が空気中の炭酸ガスと中和してしまうと共に、炭酸カ
ルシウム(白華の原因物質)を生成させるための遊離の
カルシウムイオンが不足してしまう。
【0011】湿潤状態とは、セメント製品の表面を水没
しない程度に湿らせて、該表面に薄い水膜を形成させた
状態をいう。セメント製品の表面を水没させた場合(セ
メント製品の表面に厚い水層を形成させた場合)には、
水中で炭酸カルシウムの生成が起こってしまい、セメン
ト製品の表面での炭酸カルシウムの生成反応が進まなく
なる。逆に、水膜の形成が不充分であると、セメント製
品のキャピラリー内部で炭酸カルシウムが析出してしま
うため、カルシウム白華による模様付けができなくな
る。
【0012】湿潤状態としたセメント製品の表面と接触
させる空気には、必要に応じ、炭酸ガスが加えられる。
炭酸ガス(CO)を加えることによって、セメント製品
の表面に存在する水酸化カルシウム(Ca(OH)2)が、炭
酸カルシウム(CaCO3)となる反応が促進される。な
お、空気に炭酸ガスを加えない場合であっても、空気自
体に炭酸ガスが含まれているので、炭酸カルシウムの生
成反応は、新鮮な空気を絶えず補給すれば充分、起こり
得る。空気に炭酸ガスを加える場合、炭酸ガスは、通
常、炭酸ガス濃度が0.5〜5容量%程度となるように
添加される。カルシウムイオンが充分補給される限りに
おいて、炭酸ガス濃度が高いほど、カルシウム白華が析
出し易いので、目的とする色彩や模様に応じて、炭酸ガ
ス濃度を定めればよい。
【0013】湿潤状態にしたセメント製品の表面と、空
気とを接触させるときの温度は、好ましくは、0℃を超
え、25℃以下であり、より好ましくは、0℃を超え、
15℃以下である。温度が0℃以下の場合には、セメン
ト表面に付着した水が凍結し、炭酸カルシウムの生成反
応が抑制され、温度が25℃を超える場合には、カルシ
ウムイオンの水に対する溶解度が小さくなると共に、大
量の水または水溶液を用いないと、表面を湿潤状態に維
持するのが難しくなる。上記温度範囲内においては、温
度が低いほど、カルシウムイオンの溶解度が大きくな
り、カルシウム白華の析出の度合が大きくなる。上記セ
メント製品の表面と空気との接触時間は、通常、6〜7
2時間程度である。もし、アルカリ白華が発生した場合
は、水洗することにより除去することができる。
【0014】工程(B) (A)の工程の後、セメント製品の表面と空気との接触
を維持したまま、セメント表面を乾燥状態にして、カル
シウム白華(炭酸カルシウム)を析出させる。炭酸カル
シウムは、白色の物質であるため、セメント製品が赤色
のカラーコンクリートの場合には、析出位置、析出結晶
や結晶塊の大きさにより、白色やピンク色のまだらな模
様が生じることになる。
【0015】セメント表面の乾燥は、空気の温度を10
℃以上、40℃以下に、かつ、空気の相対湿度(R.
H.)を60%以下にすることによって行なうのが好ま
しい。温度が10℃未満の場合には、アルカリ白華が析
出してきてしまう。40℃を超える場合には、加熱の費
用が過大となり、経済的でない。空気の相対湿度が60
%を超えると、カルシウム白華の発生に時間がかかると
ともに炭酸カルシウムの結晶あるいは結晶塊が粗大化す
るので白色度が増し、色彩のコントロールがし難くなる
ので、好ましくない。セメント表面の乾燥時間は、通
常、0.5〜3時間程度である。もし、アルカリ白華が
発生した場合は、水洗して除去すればよい。
【0016】工程(C) 上記(A)及び(B)の工程を一度行なうだけでは所望
の模様が得られない場合には、所望の模様が得られるま
で、上記(A)及び(B)の工程を繰り返し行なえばよ
い。また、セメント製品の表面をいくつかに区切って、
場所毎に、(A)及び(B)の工程の繰り返し数を変え
れば、色彩の濃淡(例えば、赤色からピンク色)を段階
的に変化させるなど、種々の応用が可能である。
【0017】所望の模様を得た後、セメント製品の表面
上に、低表面水分率での炭酸化養生、あるいは樹脂コー
ティングを施せば、カルシウム白華によって形成された
模様の経時的変化が起こらず、一定の美的外観を維持す
ることができる。樹脂コーティング剤は、アクリル系、
ウレタン系、シリコーン系、フッ素系等のコーティング
剤から適宜選択して用いればよい。
【0018】
【実施例】実施例1 (1)試験体 図1に示すように、試験体としてのセメント製品1とし
て、表層部2(厚み:2cm)と基層部3(厚み:4c
m)からなるカラー平板(縦:30cm、横:30c
m、厚み:6cm)を用いた。セメント製品1は、実機
製造で用いられている装置によって即脱成形して得た。
セメント製品1の表層部2及び基層部3の組成は、次の
通りである。 (a)表層部の組成(1m当たり) セメント 495kg ジャモン石(種石) 1042kg 炭酸カルシウム粉末 396kg 水 312kg ベンガラ(着色材) 20kg 水セメント比(W/C) 63% (b)基層部の組成(1m当たり) セメント 429kg 砂 1652kg 水 103kg 水セメント比(W/C) 24%
【0019】(2)養生 即脱成形で得たセメント製品1(試験体)を、2日間、
20℃、60%の相対湿度下で養生させ、水和材令2日
のセメント製品を得た。
【0020】(3)模様付け 図1に示すように、養生後のセメント製品1の上表面の
うち、カルシウム白華を発生させて淡色化させようとす
る部分(図中の白色部)を除く、図中の斜線部で示す部
分に、合成樹脂フィルム4(塩化ビニリデン樹脂、商品
名「サランラップ」、旭化成工業製)を被覆させた。そ
の後、図2に示すように、20℃の温度下で、水槽5中
にセメント製品1を入れ、水深が3cmとなるように水
6(水温:約20℃、pH:約7)を貯めた。セメント
製品1の表層部2の上表面は、セメント製品1の内部の
キャピラリーを通って上昇した水6によって、湿潤状態
(モルタル表面水分計で12%)となった。そして、セ
メント製品1の表層部2に微風を当てながら、8時間放
置した。
【0021】その後、セメント製品1を水槽5から取り
出し、セメント製品1の上表面の合成樹脂フィルム4で
覆っていない部分に微風を当てながら、加湿機を用いて
12時間加湿した。その後、30℃、50%の相対湿度
下で1.5時間乾燥させた。乾燥後、合成樹脂フィルム
4を外すと、合成樹脂フィルムで被覆していなかった部
分は、被覆していた部分の赤色に比べて、濃いピンク色
に淡色化していた。淡色化した一部をサンプリングし、
顕微鏡で見たところ、炭酸カルシウムの結晶塊が表面に
析出していることが確認された。
【0022】実施例2 合成樹脂フィルムを被覆する代わりに、アクリル樹脂を
塗布して被覆した他は実施例1と同様にして模様付け
し、さらに模様付けの工程を2回追加して繰り返したと
ころ、アクリル樹脂を塗布しなかった上面の露出部分
は、アクリル樹脂を塗布した部分が赤色であったのと対
照的に、実施例1に比べより薄いピンク色に淡色化し
た。上記実施例の結果から、本発明の方法によれば、セ
メント製品の表面が一様に模様付けされるため、自然発
生の散発的な白華と異なり、外観を損ねるどころか美観
の向上に大いに寄与することがわかる。
【0023】
【発明の効果】本発明のセメント製品の模様付け方法に
よれば、従来、低減または防止の対象でしかなかったカ
ルシウム白華を利用して、セメント製品の美的外観の向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセメント製品の製造工程を説明するた
めの図である。
【図2】水槽中にセメント製品を沈めた状態を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 セメント製品 2 表層部 3 基層部 4 合成樹脂フィルム 5 水槽 6 水

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント製品の表面に析出するカルシウ
    ム白華の発生度合を調整して、該セメント製品の表面の
    色彩を制御し模様付けすることを特徴とするセメント製
    品の模様付け方法。
  2. 【請求項2】 水和材令が7日以内のセメント製品の表
    面に対し、(A)湿潤状態にして、空気、または炭酸ガ
    スを加えた空気と接触させた後、(B)該空気との接触
    を維持したまま、該セメント製品の表面を乾燥状態にし
    てカルシウム白華を析出させ、(C)必要に応じて、上
    記(A)及び(B)の工程を、所望の模様が得られるま
    で繰り返し行なう、請求項1に記載のセメント製品の模
    様付け方法。
  3. 【請求項3】 上記(A)の工程が、0℃を超え、25
    ℃以下の温度下で行なわれる請求項2に記載のセメント
    製品の模様付け方法。
  4. 【請求項4】 上記(B)の工程が、10℃以上、40
    ℃以下の温度下で、かつ、60%以下の相対湿度下で行
    なわれる請求項2又は3に記載のセメント製品の模様付
    け方法。
  5. 【請求項5】 上記セメント製品が即時脱型品である請
    求項1〜4のいずれかに記載のセメント製品の模様付け
    方法。
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