JP2004307319A

JP2004307319A - 防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物

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Publication number: JP2004307319A
Application number: JP2003390042A
Authority: JP
Inventors: Do-Chul Shin; ド−チョル，シン; Won-Hwa Kim; ウォン−ファ，キム
Original assignee: Jangsan Waterproof Industrial Co Ltd
Current assignee: Jangsan Waterproof Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-11-04
Also published as: US6869476B2; CN1502579A; CN1228270C; US20040103814A1; KR20040046349A; KR100499343B1

Abstract

【課題】防水性能の他、塩分により鉄筋が酸化されるのを防止する優れた防錆性能を確保することができるために、塩分が浸透し易い塩害地域や腐食環境などでも鉄筋コンクリートの腐食を抑制し、耐久性を大きく増進させることができる、コンクリート製造時に添加されるコンクリート用防水材組成物を提供する。
【解決手段】人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ及びシリカヒューム、再分散性粉末樹脂、高級脂肪酸系金属塩並びに高性能減水剤を含むコンクリート用防水材組成物において、総防水材組成物１００重量％に対して無機塩１８〜３４重量％と酸化防止剤のタンニン１〜５重量％とを含むことを特徴とする防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート製造時に添加されるコンクリート用防水材組成物に関し、さらに詳細には、防水性能と同時に、塩分による鉄筋の酸化を防止する優れた防錆性能が得られるため、鉄筋コンクリートの耐久性を大きく増進し、塩害地域や腐食環境などで有用に適用できる防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物に関する。

コンクリートを使って製造される各種の構造物は様々な特殊の物理的・化学的な環境条件に晒されるが、この物理的・化学的環境条件は施設物に直・間接的に影響する。特に、大部分のコンクリート施設物は、降雨などによって水分に晒されるか、或いは、持続的に水分に晒される場合が多いが、水分はコンクリート構造物に性能劣化(deterioration)を招き、耐久性(durability)を著しく低下させる原因とされている。

このような水分による問題点を解決するために大部分のコンクリート構造物には防水施工を行っているが、殆どの防水施工が単にコンクリート構造物の表面に防水材を塗布する水準に止まっているため、コンクリート構造物の置かれた環境が湿気の多い地域であるか、海水地域である場合には充分なる防水効果が得られなかった。

そこで、コンクリートの製造に当たって添加すると水分の吸収と漏水を防止できる種々の防水材が開発され使用されるに至った。

その一例として、脂肪酸金属塩と塩化パラフィンにカーボンブラックやケイ酸アルミニウム系無機粉末を添加した後、高分子樹脂と分散剤を混合して製造された粉末防水材に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、主材のフライアッシュにメタケイ酸ソーダ(水ガラス)、脂肪酸金属塩のステアリン酸亜鉛と早強性混和剤を添加した防水材組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

また、フライアッシュを主材とし、メチルセルローズ、塩化バリウム、メタケイ酸ソーダ、ポゾリス及びステアリン酸亜鉛を添加して製造した粉末防水材が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、この粉末防水材は、塩化バリウムを使用するので水和反応に際して塩化物による鉄筋腐食の恐れがあり、コンクリート構造物には適していないという欠点がある。

さらに、シリカヒュームを主材とし、ここに高級脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛)と流動化剤、ＡＥ減水剤、けい砂などを添加してなる球状粉末防水材組成物が開示されている（例えば、特許文献４参照）。

上述した公知の防水材粉末または防水材組成物は、脂肪酸やパラフィンを主材とした撥水材成分とポゾランやシリカヒュームを使ってコンクリートの水密性を高める方法に関する技術であるものの、これを使用したコンクリート構造物は、強度低下による構造物の性能劣化と鉄筋の腐食といった問題点を抱えていた。

かかる問題点に鑑みて本発明者は、人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ及びシリカヒュームを主材とし、ポリマー系の再乳化形粉末樹脂のエチレン酢酸ビニル、高級脂肪酸系金属塩のステアリン酸亜鉛、早強性混和剤のナフタレンスルホン酸からなるコンクリート用の球状防水材組成物に関する技術を開示したことがある（例えば、特許文献５参照）。この技術は、既存の防水材と略同一な防水性能を持つと同時に、コンクリート構造物の強度増進を誘導して構造物の性能劣化を抑え、耐久性を大きく改善した。
大韓民国特許公開第８９−５２４２号大韓民国特許公開第８７−１２８８号大韓民国特許公告第８７−１５４３号大韓民国特許公開第０１−３８９５２号大韓民国特許第３５６３５４号

しかしながら、上記の大韓民国特許第３５６３５４号で提示している防水材組成物は、既存の他の組成物に比べては多少増進された鉄筋の腐食防止効果が得られたが、前記防水材組成物を外部からの塩分浸透が容易な海洋や沿岸地域、環境汚染処理施設のコンクリート構造物の製造時に適用する場合満足すべき鉄筋腐食防止効果が得られず、依然としてコンクリート構造物の性能劣化と耐久性低下が発生する問題点があった。

つまり、外部からの塩分浸透が容易な海洋や沿岸地域、環境汚染処理施設における鉄筋コンクリート構造物は、その内部に内的または外的原因から一定量以上の塩化物イオンや酸性陰イオンが存在することになると、それらの作用により鉄筋周囲の不動態皮膜が破壊されて鉄筋が腐食されてしまう。また、このような鉄筋の腐食により、構造物の全体強度が低下するだけでなく、鉄筋の体積が本来の２．５程度に膨脹しその膨張圧によりコンクリートにクラックが発生してしまう。このようにクラックが発生すると、その隙間を通じて酸素や水が内部に容易に浸透して鉄筋の腐食を促進させ、結果的には構造物の著しい性能劣化につながるという問題があった。

したがって、本発明は、防水性能だけでなく、塩分により鉄筋が酸化されるのを防止する優れた防錆性能を確保でき、塩分の浸透が容易な塩害地域や腐食環境などでも鉄筋コンクリートの腐食を抑制して耐久性を大きく増進可能にした、防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物を提供することにその目的がある。

上記の目的を達成するために、本発明は、人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ及びシリカヒューム、再分散性粉末樹脂、高級脂肪酸系金属塩並びに高性能減水剤を含むコンクリート用防水材組成物において、総防水材組成物１００重量％に対して無機塩１８〜３４重量％と酸化防止剤のタンニン１〜５重量％とを含むことを特徴とする防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物を提供する。前記無機塩は、亜硝酸カルシウムまたは亜硝酸ナトリウムであることが好ましい。

また、前記防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物は、前記人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ４０〜６０重量％、シリカヒューム６〜１２重量％、再分散性粉末樹脂０．５〜５重量％、高級脂肪酸系金属塩５〜１１重量％、高性能減水剤１〜６重量％を含むことが好ましい。

また、本発明にかかるコンクリート製造方法は、前記防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物をコンクリートの製造に当たってセメント１００重量部に対して２．０〜６．０重量部添加することを特徴としている。

本発明にかかる防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物は、以上のように、総防水材組成物１００重量％に対して無機塩１８〜３４重量％と酸化防止剤のタンニン１〜５重量％とを含む構成を備えているので、既存の優れた防水性能をそのまま保持しながら防錆性能を増進させて鉄筋の酸化を防止する。それゆえ、鉄筋コンクリートの腐食を抑制できるという効果を奏する。

また、本発明にかかる防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物は、以上のように、さらに、前記無機塩が、亜硝酸カルシウムまたは亜硝酸ナトリウムであることにより、腐食点で生成されたサビの中間物質である水酸化第一鉄が亜硝酸イオンと化学反応を起こし安定したFe₂O₃を生成する。それゆえ、腐食部位が閉鎖され、鉄筋は継続的に健全な状態を保つという効果を奏する。

また、本発明にかかる防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物は、以上のように、さらに、前記人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ４０〜６０重量％、シリカヒューム６〜１２重量％、再分散性粉末樹脂０．５〜５重量％、高級脂肪酸系金属塩５〜１１重量％、高性能減水剤１〜６重量％を含む構成を備えることにより、コンクリート製造時に添加する場合充分なる防水性能だけでなく防錆効果が得られる。

また、本発明にかかるコンクリート製造方法は、前記防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物をコンクリートの製造に当たってセメント１００重量部に対して２．０〜６．０重量部添加する構成備えているので、コンクリート製造時に添加する場合充分なる防水性能だけでなく防錆効果が得られる。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の防水材組成物は、人工ポゾラン(Pozzolan)活性剤のフライアッシュ(Fly Ash)及びシリカヒューム(Silica Fume)を主材とし、ここに高級脂肪酸系金属塩、再分散性粉末樹脂、無機塩、酸化防止剤であるタンニン(Tannin)及び高性能減水剤を添加してなる。

すなわち、本発明は、既存の防水材組成物に無機塩と酸化防止剤であるタンニンをさらに含ませることによって、既存の優れた防水性能をそのまま保持しながら防錆性能を増進させて鉄筋の酸化を防止し、鉄筋コンクリートの腐食を抑制できるようにしたことにその特徴がある。

ここで、無機塩は、コンクリート中の鉄筋を腐食から保護する作用をするものであって、コンクリートに影響を与えない上にも比較的少量でも鉄筋や鋼材の腐食を防止する防錆作用(Corrosion Inhibitor)を示す。

前記無機塩としては、亜硝酸カルシウムまたは亜硝酸ナトリウムを使用することが好ましく、その添加量は、総組成物１００重量％に対して１８〜３４重量％にすると最も効果的である。特に、前記無機塩の含量が１８重量％未満であれば充分なる鉄筋の腐食防止効果が得られないのでコンクリート性能劣化の防止の点から好ましくなく、また、無機塩の含量が３４重量％を超過すれば凝結時間が短くなりすぎて作業性が低下してしまうので、上記の範囲内で無機塩を添加することが好ましい。

上記のように無機塩、特に、亜硝酸イオンを出す亜硝酸カルシウムや亜硝酸ナトリウムを添加する場合、下記の反応式１に示すように、亜硝酸イオン(NO₂ ^-)が鉄から溶出された鉄イオン(Fe⁺⁺)と反応してサビ成分である水酸化第２鉄[Fe(OH)₃]の生成を遮断しながら安定した化合物であるFe₂O₃として生成される。このように生成された Fe₂O₃は、鉄表面に生じた腐食地点に皮膜を形成して閉鎖させることによって鉄の腐食進行を防止する。
２Fe⁺⁺+ 2OH^- +2NO₂ ^- → 2NO↑ + Fe₂O₃+H₂O ・・・反応式１
つまり、コンクリートのクラックを通じて鉄筋腐食を促進させる塩化物イオン、水分、酸素などが浸透し鉄筋の不動態皮膜を破壊し、どんな部位で腐食が開始されても、腐食点で生成されたサビの中間物質である水酸化第一鉄が亜硝酸金属塩と化学反応を起こし安定したFe₂O₃を生成するので、腐食部位が閉鎖され、鉄筋は継続的に健全な状態を保つのである。

本発明では、既存の防水材組成物に、上述した無機塩と酸化防止剤のタンニンがさらに含まれるが、フラバノール類の構造を持つカテキンやカテキンの誘導体から構成されているタンニンは水酸基を多く持っているので様々な物質と容易に結合できる特性がある。

一般に、コンクリートにおいて、セメントの水和反応から生成される水酸化カルシウムはｐＨ１２〜１３程度であり、大気中の炭酸ガスと接触して炭酸カルシウムを生成する過程でそのｐＨが８．５〜１０程度に低くなるが、これを中性化または炭酸化という。この中性化は、鉄筋の腐食を誘発して構造物の性能を低下させ、コンクリートの間隙(porosity)と間隙の大きさ分布(pore size distribution)に影響を与えて乾燥収縮の増加を招く。

しかし、上述の如く酸化防止剤のタンニンを添加すると、タンニンの水酸基がセメントの水和反応により生成されるカルシウムシリケート水和物(CaO-SiO₂-nH₂O)のカルシウム塩と結合することによって外気中の炭酸ガスとカルシウムシリケート水和物との炭酸化反応を遮断し、また、炭酸化された炭酸カルシウムに水酸基が結合してコンクリート内部のｐＨをアルカリ性に維持し、コンクリート中性化の抑制と鉄筋腐食の防止に有効に作用する。

酸化防止剤のタンニン(Tannin)は、総組成物１００重量％に対して１重量％未満に含有されると充分な酸化防止効果が得られず、コンクリートの性能劣化の防止の点から好ましくなく、５重量％を超過するとそれ以上改善された効果が得られないので、上記の範囲内で酸化防止剤のタンニンを添加することが好ましい。

上記のように通常の防水材組成物に無機塩と酸化防止剤のタンニンをさらに含ませる場合、既存の優れた防水性能をそのまま維持しながら防錆性能を増進させて鉄筋の酸化を防止し、鉄筋コンクリートの腐食を抑制する効果が得られる。

より好ましい本発明に係る防水材組成は、総組成物１００重量％に対して人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ４０〜６０重量％、シリカヒューム６〜１２重量％、再分散性粉末樹脂０．５〜５重量％、高級脂肪酸系金属塩５〜１１重量％、高性能減水剤１〜６重量％、無機塩１８〜３４重量％及び酸化防止剤１〜５重量％を添加してなる。

この時、ポゾラン活性剤として使用されるフライアッシュは、火力発電所などの燃焼ボイラーで微粉炭を燃料とする１４００℃程度の高温燃焼過程で排出される廃ガス中に含まれた石炭灰を集塵器により回収したものであり、主成分はシリカとアルミナである。フライアッシュは通常、比表面積が３０００〜４５００cm²/gで、比重が１．９〜２．３で、粒子の大きさは１〜１５０μm程度である。

フライアッシュは自体的には水和反応性がないが、可溶性のケイ酸などがセメント水和時に生成される水酸化カルシウムと常温で徐々に反応して不溶性の安定したカルシウムシリケート水和物(CaO-SiO₂-nH₂O)などを生成する。この反応を‘ポゾラン反応’という。

ポゾラン反応により生成されたカルシウムシリケート水和物は、コンクリートの水密性を向上させ、長期材齢で高い強度を発現し、コンクリート流動性改善、水和熱の減少、アルカリ骨材反応の抑制、硫酸塩に対する抵抗性向上など、コンクリートの品質向上に寄与する。

このようなフライアッシュは、通常の防水材製造時に添加される範囲内で添加するとよいが、本発明では総組成物１００重量％に対して４０〜６０重量％含まれるように添加した。

人工ポゾラン活性剤として使用される他の物質であるシリカヒュームは、シリコンやフェロシリコンなどのケイ素合金を電気炉で製造するに際して排出ガスとともに浮遊し発生する超微粒子副産物であって、主成分は非晶質のシリカである。前記シリカヒュームは通常、比重が２．２程度で、粒子の大きさは大抵１μm以下であって平均０．１μm程度であり、比表面積は平均２０００００cm²/g程度である。

シリカヒュームは粉末度が非常に高くシリカ量が多いため、フライアッシュに比べて極めて有効にポゾラン反応を起こすし、水酸化カルシウムとポゾラン反応を起こしてカルシウムシリケート水和物(CaO-SiO₂-nH₂O)を生成する。シリカヒュームを使用すると、優れたポゾラン反応から極めて緻密な硬化組織が得られるので、強度発現が高く、水密性も良好になる。

前記シリカヒュームは、通常の防水材製造時に添加される範囲内で添加するとよいが、本発明では総組成物１００重量％に対して６〜１２重量％とした。

本発明に係る防水材組成物は高級脂肪酸塩を含むが、高級脂肪酸塩は、セメントの水和反応からできた可溶性の水酸化カルシウム(Ca(OH)₂)と反応して水酸基に脂肪酸基が結合し、撥水性の大きい高級脂肪酸カルシウムを生成し、また、撥水性に優れているのでコンクリート中の毛細管による水分の吸収を減少させる。高級脂肪酸塩には、ステアリン酸塩またはオレイン酸塩を使用することができ、その添加量は、通常の防水材製造時に使用される範囲内で添加するとよい。本発明では５〜１１重量％となるように添加した。

上記の高級脂肪酸塩に加えて、セメントモルタル及びコンクリートの防水性と力学的な物性増進のために再分散性粉末樹脂(Redispersible Powders Polymer)がさらに含まれる。前記再分散性粉末樹脂は、水に添加するとき安定的に分散されるものであり、乾燥や硬化後に水に溶けない非可逆的なポリマーフィルムを形成する。つまり、前記再分散性粉末樹脂は、セメントモルタルまたはコンクリート製造時にセメントペースト中に均一に分散されてセメント水和によるセメントゲル(Gel)を形成すると同時に、セメントゲル表面にポリマー粒子が沈着して不溶性の皮膜を形成したり、毛細管及びゲル孔隙を充填したりする。その結果、部材の曲げ強度を増加させ、セメント収縮などによるクラックを防止すると同時に、セメントの乾燥または硬化過程でバインダーとして作用することによってセメント内に存在する有機及び無機粒子との接着力、セメントモルタルの耐摩耗性及び柔軟性を増加させる。

前記再分散性粉末樹脂としては、一般に使用される酢酸ビニルホモポリマー(Vinyl acetate Homopolymers)、酢酸ビニル/エチレン共重合体(Vinylacetate/ethylene Copolymers)、スチレン−アクリル共重合体(Styrene-acrylate Copolymer)またはエチレン/ビニルラウレート/ビニルクロリド三重合体(Ethylene/vinyl laurate/vinyl chloride Terpolymer)からいずれかを選択するとよい。

この他にも、製造されたセメントモルタルまたはコンクリートの強度発現と流動性を改善するために一般的に高性能減水剤を通常の添加範囲内でさらに添加でき、本発明では、高性能減水剤としてポリナフタレンスルホン酸塩(Polynaphthalene sulphonate)またはポリメラミンスルホン酸塩(Polymelamin sulphonate)を総組成物１００重量％に対して１〜６重量％に添加した。

前述した組成を持つ本発明に係る防水材組成物は、コンクリート製造時に添加する場合充分なる防水性能だけでなく防錆効果が得られるし、特に、コンクリート製造時にセメント１００重量部に対して２．０〜６．０重量部添加することが好ましい。仮に、前記防水材組成物の添加量がセメント１００重量部に対して２重量部未満であると、充分なる防水及び防錆効果が得られなく、その添加量が６重量部を超過すると、凝結時間が短くなりすぎて作業性が劣化してしまうので、コンクリート製造時には上記の範囲内で本発明に係る防水制組成物を添加することが好ましい。

この範囲内で添加された防水材組成物は、コンクリート及び鉄筋との化学的・物理的作用を通じて鉄筋の腐食を防止し、水密なコンクリート硬化体形成と耐水性の強い水和組織生成を通じて透水性及び吸水性を減少させて耐久性の高いコンクリートを製造可能にする。特に、防水性能のほか、塩分により鉄筋が酸化されるのを防止する優れた防錆性能を確保できるので、塩分の浸透が容易な塩害地域や腐食環境などで有用に適用することができる。

以下、本発明を下記の実施例に挙げてさらに詳細に説明するものの、これは、本発明の理解を助けるために提示されたものに過ぎなく、本発明がこれに限定されるのではない。

〔実施例１〜８〕
無機塩の亜硝酸カルシウム７８０重量部、酸化防止剤のタンニン６０重量部、フライアッシュ１,３８３重量部、シリカヒューム２８８重量部、高級脂肪酸系金属塩２３１重量部、ポリナフタレンスルホン酸塩１２０重量部、エチレン/ビニルラウレート/ビニルクロリド三重合体を主成分とする再分散性粉末樹脂１３８重量部を添加して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対してそれぞれ１．０重量部、２．０重量部、３．０重量部、４．０重量部、５．０重量部、６．０重量部、７．０重量部、８．０重量部を投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表２に示した。この時のコンクリートの配合条件は下記の表１に示すとおりである。

〔比較例１及び２〕
フライアッシュ１,３６０重量部を稼動中の混合器に入れた後、ここにメチルセルローズ１０重量部、ステアリン酸亜鉛５００重量部、塩化バリウム１５重量部、ポゾリス(標準型)１００重量部、メタケイ酸ソーダ１５重量部を順に投入して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対してそれぞれ３重量部及び５重量部投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表２に示した。この時のコンクリートの配合条件は、下記の表１に示すとおりである。

〔比較例３〕
防水材を添加せずにコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表２に示した。この時のコンクリートの配合条件は下記の表１に示すとおりである。

上記の表１で使用された細骨材の比重は２．６０、粗骨材の比重は２．６３である。

上記の表１及び表２に示すように、防水性に対する評価結果、無添加条件に比べてコンクリートの作業性と強度比、並びに吸水及び透水に対する抵抗性が改善されたし、従来の防水材に比べ、同一添加条件でも著しく向上された品質水準を示していることが確認できた。

防水性の向上は、コンクリート中への水の吸収を防ぎ、凍結融解によるコンクリート相対動弾性係数低下が無添加条件に比べて小さくなるために耐久性が良好になることが確認された。特に、実施例１〜８から分かるように、防水材の添加量がセメント１００重量部に対して２重量部を添加した時から効果が現れ始め、６重量部を超過した実施例７と実施例８からは効果がそれ以上大きく増進されなかった。

上記の表１に示すよに、本発明の範囲を超えて防水材を過量添加した実施例７と実施例８では、無機塩とシリカヒュームなどの特性によりコンクリートの空気量が落ち、作業性(workability)低下、凝結時間が短くなる硬直現象(stiffening)など硬化されなかったコンクリートの品質が悪くなり、むしろ硬化コンクリートの品質向上(凍結融解抵抗性、強度上昇率)の効果が半減されることが分かる。

したがって、本発明によって製造された防水材組成物は、セメント１００重量部に対して２〜６重量部添加することが好ましいことが分かる。

〔実施例９〜１５〕
無機塩の亜硝酸カルシウム７８０重量部、酸化防止剤のタンニン６０重量部、フライアッシュ１,３８３重量部、シリカヒューム２８８重量部、高級脂肪酸系金属塩２３１重量部、ポリナフタレンスルホン酸塩１２０重量部、エチレン/ビニルラウレート/ビニルクロリド三重合体を主成分とする再分散性粉末樹脂１３８重量部を添加して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対して下記の表３のような配合比で投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートの鉄筋防錆性を、ＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表４に示した。この時、鉄筋腐食促進と各混和剤の防錆性能を評価するために、コンクリート使用砂を基準に砂中の塩分量をＫＳＦ２５６１試験時の基準量である２０００ppmと、それを２．５倍した５０００ppmにしてそれぞれ評価した。コンクリート配合条件は、下記の表３に示すとおりである。

〔比較例４〕
フライアッシュ１３６０重量部を稼動中の混合器に入れた後、ここにメチルセルローズ１０重量部、ステアリン酸亜鉛５００重量部、塩化バリウム１５重量部、ポゾリス(標準型)１００重量部、メタケイ酸ソーダ１５重量部を順に投入して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対して５重量部投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートの鉄筋防錆性を、ＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表４に示した。この時、鉄筋腐食促進と各混和剤の防錆性能を評価するために、コンクリート使用砂を基準に砂中の塩分量をＫＳＦ２５６１試験時の基準量である２０００ppmと、それを２．５倍した５０００ppmにしてそれぞれ評価した。コンクリート配合条件は、下記の表３に示すとおりである。

〔比較例５〕
防水材を添加せずにコンクリートを製造し、製造されたコンクリートの鉄筋防錆性を、ＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表４に示した。この時、鉄筋腐食促進と各混和剤の防錆性能を評価するために、コンクリート使用砂を基準に砂中の塩分量をＫＳＦ２５６１試験時の基準量である２０００ppmと、それを２．５倍した５０００ppmにしてそれぞれ評価した。コンクリート配合条件は、下記の表３に示すとおりである。

上記の表３及び表４に示すように、本発明の組成物に対する防錆性能を評価した結果、ＫＳＦ２５６１規格と同じ塩分含量である２，０００ppmの条件で本発明の組成物の使用によって防錆効果が明らかに現れており、添加量の増加に伴って防錆効果も大きくなることが分かった。この時、防錆効果は、セメント１００重量部に対して２重量部添加した実施例１０から大きく増加されたことが確認されたし、６重量部を超過した実施例１５では防錆効果がそれ以上大きく増進されないことが分かった。

塩分含量を５，０００ppmと試験基準値より２．５倍上げて鉄筋防錆性能を比較評価した結果、本発明の好ましい範囲内で実施した実施例１０〜１４において防錆性能が極めて良好に現れた。

〔実施例１６〜２０〕
無機塩の亜硝酸カルシウム９００重量部、酸化防止剤のタンニン３０重量部、フライアッシュ１,２７３重量部、シリカヒューム３１８重量部、高級脂肪酸系金属塩２９１重量部、ポリメラミンスルホン酸塩１２０重量部、酢酸ビニル/エチレン共重合体を主成分とする再分散性粉末樹脂６８重量部を添加して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対してそれぞれ１．０重量部、２．０重量部、３．０重量部、４．０重量部、５．０重量部、６．０重量部、７．０重量部、８．０重量部を投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表６に示した。この時のコンクリートの配合条件は下記の表５に示すとおりである。

〔比較例６〕
フライアッシュ１,３６０重量部を稼動中の混合器に入れた後、ここにメチルセルローズ１０重量部、ステアリン酸亜鉛５００重量部、塩化バリウム１５重量部、ポゾリス(標準型)１００重量部、メタケイ酸ソーダ１５重量部を順に投入して防水材を製造した。
製造された防水材をセメント１００重量部に対して４重量部投入してコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表６に示した。この時のコンクリートの配合条件は、下記の表５に示すとおりである。

〔比較例７〕
防水材を添加せずにコンクリートを製造し、製造されたコンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、圧縮強度、透水比、吸収係数比及び相対動弾性係数をＫＳＦ４９２６に準じて測定し、その結果を下記の表６に示した。この時のコンクリートの配合条件は、下記の表５に表すとおりである。

上記の表５で使用された細骨材の比重は２．６０、粗骨材の比重は２．６３である。

本発明の組成物のうち亜硝酸カルシウム塩と高級脂肪酸系金属塩の組成比率を高めて防水材を製造した後、これをコンクリートに添加して評価した試験でも、防水性に対する評価結果、コンクリートの諸般特性に優れるし、特に、吸水及び透水に対する抵抗性が改善されたし、従来の防水材に比べて同一添加条件でも著しく優れた品質水準を示していることが確認された。特に、本発明の好ましい範囲内で施した実施例１７〜１９で優れた効果を示すことが分かる。

〔実施例２１〜２５〕
無機塩の亜硝酸カルシウム９００重量部、酸化防止剤のタンニン３０重量部、フライアッシュ１,２７３重量部、シリカヒューム３１８重量部、高級脂肪酸系金属塩２９１重量部、ポリメラミンスルホン酸塩１２０重量部、酢酸ビニル/エチレン共重合体を主成分とする再分散性粉末樹脂６８重量部を添加して本発明に係る防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対してそれぞれ１．０重量部、２．０重量部、４．０重量部、６．０重量部、７．０重量部を投入してコンクリートを製造した。製造されたコンクリートの鉄筋防錆性をＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表８に示した。この時、鉄筋腐食促進と各混和剤の防錆性能を評価するために、コンクリート使用砂を基準に砂中の塩分量を５,０００ppmにして評価した。コンクリート配合条件は、下記の表７に示すとおりである。

〔比較例８〕
フライアッシュ１,３６０重量部を稼動中の混合器に入れた後、ここにメチルセルローズ１０重量部、ステアリン酸亜鉛５００重量部、塩化バリウム１５重量部、ポゾリス(標準型)１００重量部、メタケイ酸ソーダ１５重量部を順に投入して防水材を製造した。

製造された防水材をセメント１００重量部に対して４重量部投入してコンクリートを製造した。製造されたコンクリートの鉄筋防錆性をＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表８に示した。コンクリート配合条件は下記の表７に示すとおりである。

〔比較例９〕
防水材を添加せずにコンクリートを製造し、製造されたコンクリートの鉄筋防錆性をＫＳＦ２５６１に基づき鉄筋促進腐食実験を通じて評価し、その結果を下記の表８に示した。コンクリート配合条件は、下記の表７に示すとおりである。

上記の表７及び表８に示すように、亜硝酸カルシウム塩と高級脂肪酸系金属塩の組成比を増加させて製造された組成物をコンクリート製造に使用した結果、その添加量にしたがって防錆効果が異なってくることが分かった。特に、本発明の好ましい範囲内で添加した実施例２２〜２４では防錆効果が良好に現れたのに対し、本発明の範囲を超えて過量添加された実施例２５ではそれ以上防錆効果が増進されないことが確認された。

上述の如く、本発明の防水材組成物は、コンクリートに使用するときコンクリート防水性のほか、防錆性能にも極めて良好な効果を示し、既存の球状防水材や防錆用混和剤に比べても防水及び防錆性能に優れていることが分かる。

本発明に係る防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物は、コンクリートの製造に当たって添加すると、コンクリート及び鉄筋との化学的・物理的作用により鉄筋腐食を防止し、水密なコンクリート硬化体の形成と耐水性の強い水和組織の生成を通じて透水性及び吸水性を減少させ、耐久性の高いコンクリートを製造可能にする。特に、防水性能だけでなく、塩分により鉄筋が酸化されるのを防止する優れた防錆性能を確保できるために塩分の浸透が容易な海洋や沿岸地域、環境汚染処理施設のコンクリート構造物の製造に適用すると満足すべき鉄筋腐食防止効果が得られる。

Claims

人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ及びシリカヒューム、再分散性粉末樹脂、高級脂肪酸系金属塩並びに高性能減水剤を含むコンクリート用防水材組成物において、
総組成物１００重量％に対して無機塩１８〜３４重量％と酸化防止剤のタンニン１〜５重量％とを含むことを特徴とする防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物。
前記無機塩が、亜硝酸カルシウムまたは亜硝酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載の防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物。
前記人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ４０〜６０重量％、シリカヒューム６〜１２重量％、再分散性粉末樹脂０．５〜５重量％、高級脂肪酸系金属塩５〜１１重量％、高性能減水剤１〜６重量％を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物。
請求項１の防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物をコンクリートの製造に当たってセメント１００重量部に対して２．０〜６．０重量部添加することを特徴とするコンクリート製造方法。