JP2005226231A - 軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面が劣化した軽量気泡コンクリートパネルの表面を、初期性能の表面強度にまで安定的かつ効率的に改修することが可能で、改修後の表面耐久信頼性が高い軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法の提供。
【解決手段】 表面が劣化した軽量気泡コンクリートパネルの表面を２〜１５Ｎ／ｍｍ² の高水圧で洗浄する第１工程と、この第１工程後に前記軽量気泡コンクリートパネルの表面に水溶性樹脂エマルジョン溶液を塗布する第２工程とを順次行う。
【選択図】 なし

Description

本発明は、表面が劣化した軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネルと呼ぶ）の表面改修方法に関するものであり、さらに詳しくは、初期性能の表面強度にまで安定的かつ効率的に改修することが可能で、改修後の表面信頼性が高いＡＬＣパネルの表面改修方法に関するものである。

ＡＬＣパネルは、いわゆるコンクリート板に比べて多孔質であり、比重が０．４５〜０．５５と軽量であることから、軽量性、耐侯性および断熱性がすぐれており、これらの特性を生かして建築材料、例えば建物の内外壁用パネルや屋根パネルとして広く使用されている。

そして、ＡＬＣパネルは一般にその表面強度（特に、表面引張り強度）が低く防水性がないため、表面に塗装またはタイル張りなどの仕上げ加工を施したものが実用に供されている。そして、この仕上げ加工の方法としては、ＡＬＣパネルの表面にリシン（砂＋有機系樹脂）を直接吹き付けて仕上げる方法、ＡＬＣパネルの表面に下地調整塗材を塗布した後、この下地調整塗材の塗布面に模様付きの中塗り塗料を塗布し、さらに上塗り塗料（ポリウレタン樹脂系塗料、フッ素樹脂系塗料など）を塗布して仕上げる方法、およびＡＬＣパネルの表面に接着剤を介してタイルを張り付ける方法などが採用されていた。

しかるに、特に外壁として使用されるＡＬＣパネルの仕上げ面は、太陽光の紫外線、季節の推移による温度変化、雨水（特に酸性雨）などの過酷な条件に長期にわたって晒されるばかりか、地震や風などによる建物の変形を受けることによって自然劣化し、仕上げ面に亀裂を生じ、その結果ＡＬＣパネルの内部にも亀裂が広がるという問題を包含していた。

このように仕上げ面からＡＬＣパネルの内部へと亀裂が進行すると、この亀裂から侵入する雨水や炭酸ガスの影響を受けてＡＬＣ母材の強度が低下してしまうことから、表面劣化の進行を阻止するための改修が必要となる。

従来のＡＬＣパネルの表面改修方法としては、劣化した仕上げ面上に直接塗料を再塗装することが考えられるが、この場合には、すでにＡＬＣ母材の強度が低下しているため、再塗装後の塗膜が容易に剥離してしまうという問題があった。したがって、劣化した塗膜などの仕上げ面を剥離除去してから再度仕上げ面を形成する必要があった。この場合には、仕上げ面の剥離にへらやケレンなどを使用する必要があり、ＡＬＣパネルの表面を傷付けることがないよう注意して剥離する必要がある。従って、剥離作業に手間がかかって作業効率が悪いばかりか、パネル表面に生じた亀裂に下地調整塗材や塗料が浸透するために、再塗装した塗膜に不陸を生じやすいという問題があった。

そこで、これらの問題がないＡＬＣパネルの表面改修方法として、ＡＬＣパネルの劣化した表面に下地処理剤としてのアルカリ性水溶液を塗布してパネル内部に浸透させた後、その表面にケイ酸塩水溶液を塗布する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この方法によれば、確かにＡＬＣ母材の強度を回復すると共に表面の改修を果たすことができるが、下記に挙げるような問題点を包含していた。

まず、強アルカリ性水溶液を使用するため、安全性に十分な配慮を必要とするばかりか、アルカリ性水溶液とケイ酸塩水溶液との二度塗りであることから、作業効率および経済性に劣る。

しかも、ケイ酸塩水溶液が水ガラスの溶液よりなることから、乾燥・硬化するにつれて収縮し、硬化後はガラス質となるため釘打ち性や弾力性に劣るばかりか、架橋度合いにより浸透性が異なるため、ＡＬＣ母材の微細な亀裂部へは稀薄溶液を用いない限り容易に浸透せず、母材強度の復元が難しい。

さらに、改修後の仕上げ面がガラス質となるため、地震の揺れなどに対する変形追随性が劣り、仕上げ面とＡＬＣ母材との剥離や仕上げ面への亀裂の発生を生じやすいことから、改修後の耐久信頼性が悪い。
特開昭６３−１４７０６５号公報

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。

したがって、本発明の目的は、ＡＬＣパネルの初期性能の表面強度にまで安定的かつ効率的に改修することが可能で、改修後の表面耐久信頼性が高いＡＬＣパネルの表面改修方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明によれば、表面が劣化したＡＬＣパネルを改修するに際し、このＡＬＣパネルの表面を２〜１５Ｎ／ｍｍ² の高水圧で洗浄する第１工程と、この第１工程後に前記ＡＬＣパネルの表面に水溶性樹脂エマルジョン溶液を塗布する第２工程とを順次行うことを特徴とするＡＬＣパネルの表面改修方法が提供される。

なお、本発明のＡＬＣパネルの水溶性樹脂エマルジョン溶液においては、
前記第２工程終了後に、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に塗料を塗布すること、
前記第２工程終了後に、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に下地調整塗材を塗布する第３工程と、この第３工程終了後に、前記下地調整塗材の塗布面に塗料を塗布する第４工程とを順次行うこと、
前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の樹脂成分が、エチレン・酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂およびウレタン樹脂から選ばれた１種以上であること、
前記水溶性樹脂エマルジョン溶液における分散樹脂の粒子径が１μｍ以下であり、かつこの水溶性樹脂エマルジョン溶液の粘度が２×１０^-2〜１×１０^-4Ｐａ・ｓであること、
前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の樹脂固形分濃度が２〜３０重量％であること、
前記水溶性樹脂エマルジョン溶液がさらに無機系または有機系の染料または着色剤を１×１０^-4〜５重量％含有すること、および
前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布量が、０．２〜２．０Ｋｇ／ｍ² であること
が、いずれも好ましい要件であり、これらの要件を満たすことによりさらに優れた効果の取得を期待することかできる。

本発明によれば、以下に説明するとおり、劣化したＡＬＣパネルを初期性能の表面強度にまで安定的かつ効率的に改修することが可能であり、改修後のＡＬＣパネル表面の耐久信頼性も極めて高い。

したがって、本発明によれば、劣化により低下したＡＬＣパネルの表面強度を効率的に復元することにより、建物の長期耐用年数を向上することができる。

以下に、本発明について詳細に説明する。

本発明で適用されるＡＬＣパネルとは、ケイ酸質原料と石灰質材料などの主原料に、水およびアルミニウムなどの発泡剤を添加して発泡・硬化後に脱型し、次いで高温・高圧の蒸気養生を行うことにより製造されたものであり、これを建物の外壁などとして使用し、表面に劣化を生じたものである。ここでいう表面劣化とは、塗料の塗膜などの仕上げ面が、太陽光の紫外線、季節の推移による温度変化、雨水などの過酷な条件に長期にわたって晒されると共に、地震や風などによる建物の変形を受けることによって自然劣化し、仕上げ面からＡＬＣ母材の内部にもまで亀裂が生じている状態をいう。また、この時のＡＬＣ母材の含水率は、通常長期に渡る乾燥により７重量％未満となっている。

本発明において、かかる表面が劣化したＡＬＣパネルを改修するに際しては、まずこのＡＬＣパネルの表面を２〜１５Ｎ／ｍｍ² の高水圧で洗浄する第１工程を実施する。この第１工程では、ＡＬＣパネル表面の劣化した仕上げ面や汚れを除去することを目的としているが、従来のようにへらやケレンなどを使用して仕上げ面を剥離除去する場合には、上記したようにＡＬＣ母材の含水率が７重量％未満で非常に乾燥した状態である。このため、ＡＬＣパネル表面および該表面の塗膜は乾燥により固化しているため、剥離に際してはＡＬＣパネルの表面を傷付けることがないよう注意を要し、手間がかかるなど作業効率が悪化したり、またＡＬＣパネルの表面を傷付けるという不具合があった。この結果、２〜１５Ｎ／ｍｍ² の高水圧で洗浄することによって、ＡＬＣパネルの表面に損傷を与えることなく、容易かつ効率的に塗膜や汚れを除去することを可能としたものである。また、前記高圧水には摂氏３０度以上の温水を使用すると、塗膜が軟化し塗膜強度が低下すると共に汚れ物質の溶解度が向上するため、より容易に塗膜や汚れを除去できる。

本発明においては、上記第１工程に引き続き、洗浄後のＡＬＣパネルの表面に水溶性樹脂エマルジョン溶液を塗布する第２工程を実施する。この第２工程では、劣化して亀裂などを生じているＡＬＣパネルの表面を補修し、ＡＬＣパネルの表面強度を初期強度と同等程度にまで復元することを目的としている。第１工程での水洗浄によって、ＡＬＣ母材の含水率が７重量％以上となり、含水率が増加することで該ＡＬＣ母材の硬度が低下する。その結果、該ＡＬＣパネル表面上の塗膜はその界面より剥離しやすくなる。さらに、改修剤として使用する水溶性樹脂エマルジョン溶液は乾燥したＡＬＣパネルの表面や亀裂の表層部で硬化することなく、亀裂からＡＬＣ母材の内部まで十分に浸透するため、表面強度の復元効果が高く、しかも改修後の耐久信頼性も極めて高い改修面を得ることができる。

この第２工程で使用する水溶性樹脂エマルジョン溶液とは、エチレン・酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂およびウレタン樹脂から選ばれた１種以上を樹脂成分とした水溶液である。このため、ＡＬＣ母材の含水率が７重量％以上の状態であれば、前記したようにＡＬＣパネルの表面や亀裂の表層部で硬化することなく、亀裂からＡＬＣ母材の内部まで十分に浸透し硬化させることができる。場合によっては前記樹脂同士の共重合体を樹脂成分とすることも可能である。

本発明で使用する水溶性樹脂エマルジョン溶液においては、分散樹脂の粒子径が１μｍ以下であり、かつこの水溶性樹脂エマルジョン溶液の粘度が２×１０^-2〜１×１０^-4Ｐａ・ｓの範囲であることが望ましい。分散樹脂の粒子径が１μｍを越える場合には、ＡＬＣパネルの内部の気孔や表面の微細な亀裂（クラック）の狭い部分への水溶性樹脂エマルジョン溶液の浸透性が悪くなり、表面強度の復元効果が低下する傾向を生じることがある。また、水溶性樹脂エマルジョン溶液の粘度が１×１０^-4Ｐａ・ｓ未満の場合には、希釈率が高く表面強度復元に必要な樹脂量が不足する傾向となり、逆に２×１０^-2Ｐａ・ｓを越える場合には、流動性に欠けるため浸透性が悪化する傾向を生じることになる。よって、水溶性樹脂エマルジョン溶液の分散樹脂の粒子径を１μｍ以下、かつ粘度を２×１０^-2〜１×１０^-4Ｐａ・ｓの範囲とすることにより、この水溶性樹脂エマルジョン溶液をＡＬＣパネルの微細気孔や微細クラックへ十分に浸透させることが可能であり、ＡＬＣパネル製造直後の初期性能と同等の表面強度を得ることができる。

なお、水溶性樹脂エマルジョン溶液の粘度調整方法としては、樹脂成分に添加する水の量を調整する方法が一般的であるが、この場合には、アルコール溶液やシリコーン溶液またはそれらの混合溶液を添加して調整することもできる。なお、水溶性樹脂エマルジョン溶液の樹脂固形分濃度は２〜３０重量％の範囲であることが望ましく、この範囲であれば、硬化後の被膜形成が簡単に行うことができ、しかも復元強度をより一層効果的に向上させることができる。

ここで、本発明で使用する水溶性樹脂エマルジョン溶液には、無機系または有機系の染料または着色剤を１×１０^-4〜５重量％程度混入することができ、この場合には、塗布面と未塗布面とを明確に識別することができる。また、塗布面の色の濃淡によって塗布量を推定することが可能となるため、塗り残しを防止して、均一な塗布量を確保した塗布面を形成することができる。なお、この場合には、揮発性や毒性のあるものを除外して、作業環境に悪影響を与えることのない染料または着色剤を選択使用することが望ましい。

第２工程におけるＡＬＣパネルに対する水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布方法としては、従来公知の刷毛塗り塗装法、ローラー塗装法および吹き付け塗装法などが適用できる。この場合のＡＬＣパネル表面に対する水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布量は、０．２〜２．０Ｋｇ／ｍ² の範囲であることが好ましい。水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布量が０．２Ｋｇ／ｍ² 未満の場合には、硬化後の被膜形成が弱くて強度復元効果が低下する傾向となり、逆に２．０Ｋｇ／ｍ² を越える場合は、硬化時間が長くなるなど作業効率が悪くなる傾向を生じる。また、ＡＬＣパネル表面に対する水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布量を０．３〜１．０Ｋｇ／ｍ² の範囲とすると、硬化後の被膜形成の効率化と高い復元強度の取得との両立を図ることができ、より好ましい。

上記第２工程により、初期性能と同等の表面強度にまで改修されたＡＬＣパネルが得られるが、本発明においては、第２工程終了後に、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面にさらに塗料を塗布することが望ましい。

なお、水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に直接塗料を塗布することも可能であるが、上記第２工程終了後に、水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に下地調整塗材を塗布する第３工程と、この第３工程終了後に、前記下地調整塗材の塗布面に塗料を塗布する第４工程とを順次行うことが、ＡＬＣパネル表面の凹凸などの不陸を調整して平滑な塗装面が得られること、塗料のＡＬＣ母材への吸い込みを防止して均一な仕上げ塗装面が得られること、塗料の付着性を向上して耐久性の改良が図れること、および紫外線などにより塗料が劣化したとしてもＡＬＣ母材への雨水などの侵入が防止できて耐久性の向上が図れることなどの利点が得られることからより好ましい。

本発明の第３工程で使用される下地調整塗材としては、第２工程で使用した水溶性樹脂エマルジョン溶液との付着性および結合性が優れた水溶性のセメント系下地調整塗材であることが望ましい。さらには、硬化後に容易に亀裂が入りにくい特性、つまり地震などによる変形応力に対する追随性が良い特性を有する下地調整塗材、より具体的には、ＪＩＳ Ａ ６９１６に規定する「建築用下地調整塗材」の使用が特に望ましい。この「建築用下地調整塗材」は、ＪＩＳ Ａ ６９０９に規定する「建築用仕上塗材」の中の７．２９項「可とう性試験」において、基盤角度を１５０度まで折り曲げた後、表面にひび割れ、剥がれを生じない特性を満たすものが望ましい。

また、本発明の第４工程で使用される塗料には特に制限はなく、ポリウレタン樹脂系、フッ素樹脂系、アクリル樹脂系、シリコン樹脂系、アクリルシリコン樹脂系、無機系などの通常公知の塗料を選択して使用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、劣化により低下したＡＬＣパネルの表面引張り強度をＡＬＣパネル製造時の初期引張り強度と同等程度にまで効率的に復元することにより、建物の長期耐用年数を向上することができる。

以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、実施例における改修後のＡＬＣパネル表面の評価は次の方法により行った。

［表面引張強度］
改修完了後のＡＬＣパネルを７日間室内にて静置養生した後、ＡＬＣパネル表面の引張り強度を建研式引張試験機により測定した。

［浸透深さ］
改修完了後のＡＬＣパネルを７日間室内にて静置養生した後、改修面を切断してその切断面を目視観察することにより、水溶性樹脂エマルジョン溶液の浸透深さを測定した。

なお、下記の実施例および比較例においては、初期の表面引張り強度が０．４５〜０．６０Ｎ／ｍｍ² であって、塗料が塗布されてはいるものの、表面に亀裂幅：０．３〜０．５ｍｍの亀裂を多数生じている劣化したＡＬＣパネル（厚さ×幅×長さ＝１００ｍｍ×６００ｍｍ×３０００ｍｍ）を、長さ方向に５等分になるように切断した試験板（厚さ×幅×長さ＝１００ｍｍ×６００ｍｍ×６００ｍｍ）を使用し、その表面を改修した。

［実施例１］
ＡＬＣ試験板の表面に、水圧が５Ｎ／ｍｍ² となるように調整した高圧水洗浄用ホースを使用して高水圧洗浄することにより、ＡＬＣ試験板表面の塗膜を完全に除去した。

次いで、粒子径が０．５μのアクリル樹脂を主成分とし、固形分濃度が８重量％、粘度が３×１０^-3Ｐａ・ｓの水溶性樹脂エマルジョン溶液を調整し、この水溶性樹脂エマルジョン溶液をローラー塗装法によりＡＬＣ試験板の表面に、塗布量が０．５Ｋｇ／ｍ² となるように塗布した。

さらに、水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に下地調整塗材としてポリマーセメント系塗材（菊水化学工業社製、製品名：キクスイセメントフィラー）を塗布した後、その上に仕上げ塗材としてウレタンゴム系の塗料（菊水化学社製、製品名：一液ウレタンＤ）を塗布することにより、改修作業を完成した。

このようにして得られた改修済みＡＬＣ試験板を評価した結果、表面引張り強度は０．４９〜０．６１Ｎ／ｍｍ² と、初期の表面引張り強度（０．４５〜０．６０Ｎ／ｍｍ² ）と同等であり、また水溶性樹脂エマルジョン溶液の浸透深さは６．８〜７．５ｍｍであった。

［比較例１］
ＡＬＣ試験板の表面に何らの処理も施すことなく、実施例と同様に直接セメント系塗材を塗布した後、その上にウレタンゴム系の塗料を塗布することにより、改修作業を完成した。

このようにして得られた改修済みＡＬＣ試験板を評価した結果、表面引張り強度は０．２０〜０．２８Ｎ／ｍｍ² と、初期の表面引張り強度（０．４５〜０．６０Ｎ／ｍｍ² ）に比べて極めて低い値であった。

［比較例２］
実施例１において、水溶性樹脂エマルジョン溶液の代わりに、ケイ酸リチウム水溶液を、ローラー塗布法により、ＡＬＣ試験板の表面に塗布量が０．５Ｋｇ／ｍ² となるように塗布した以外は、実施例と同様にして改修作業を完成した。

このようにして得られた改修済みＡＬＣ試験板を評価した結果、表面引張り強度は０．３１〜０．３５Ｎ／ｍｍ² と、初期の表面強度（０．４５〜０．６０Ｎ／ｍｍ² ）に比べて低く、ケイ酸リチウム水溶液の浸透深さは２．７〜２．８ｍｍと実施例に及ばなかった。

［比較例３］
実施例１において、水溶性樹脂エマルジョン溶液の代わりに、水酸化リチウム水溶液を、ローラー塗布法により、ＡＬＣ試験板の表面に塗布量が０．５Ｋｇ／ｍ² となるように塗布した後１時間放置し、次いでケイ酸リチウム水溶液をローラー塗布法により、塗布量が０．５Ｋｇ／ｍ² となるように塗布した。その後、実施例と同様にセメント系塗材を塗布した後、その上にウレタンゴム系の塗料を塗布することにより、改修作業を完成した。

このようにして得られた改修済みＡＬＣ試験板を評価した結果、表面引張り強度は０．４２〜０．４４Ｎ／ｍｍ² と、初期の表面強度（０．４５〜０．６０Ｎ／ｍｍ² ）に比べてやや低く、ケイ酸リチウム水溶液の浸透深さは４．０〜４．３ｍｍと実施例に及ばなかった。

以上の実施例・比較例から明らかなように、本発明によれば、劣化したＡＬＣパネルの表面に水溶性樹脂エマルジョン溶液を塗布することにより、これをＡＬＣパネルの表面亀裂部からＡＬＣ母材の内部深くまで容易に浸透させることができ、その結果ＡＬＣパネルの表面強度を初期強度と同等程度にまで復元することができる。また、本発明によれば、比較例に３に示した従来例のようにアルカリ水溶液を使用することがないため、安全かつ優れた作業性のもとに、ＡＬＣパネルの改修を効率的に行うことができる。また、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の硬化速度は、比較例で用いたケイ酸塩系のアルカリ溶液より早いため、改修作業効率も向上する。

以上説明したように、本発明によれば、劣化により低下したＡＬＣパネルの表面引張り強度を初期強度と同等程度にまで効率的に復元することにより、建物の長期耐用年数を向上することができ、建築分野に対して与える貢献度が極めて大きいといえる。

Claims (8)

1. 表面が劣化した軽量気泡コンクリートパネルを改修するに際し、この軽量気泡コンクリートパネルの表面を２〜１５Ｎ／ｍｍ² の高水圧で洗浄する第１工程と、この第１工程後に前記軽量気泡コンクリートパネルの表面に水溶性樹脂エマルジョン溶液を塗布する第２工程とを順次行うことを特徴とする軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
2. 前記第２工程終了後に、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
3. 前記第２工程終了後に、前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布面に下地調整塗材を塗布する第３工程と、この第３工程終了後に、前記下地調整塗材の塗布面に塗料を塗布する第４工程とを順次行うことを特徴とする請求項１または２に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
4. 前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の樹脂成分が、エチレン・酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂およびウレタン樹脂から選ばれた１種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
5. 前記水溶性樹脂エマルジョン溶液における分散樹脂の粒子径が１μｍ以下であり、かつこの水溶性樹脂エマルジョン溶液の粘度が２×１０^-2〜１×１０^-4Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
6. 前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の樹脂固形分濃度が２〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
7. 前記水溶性樹脂エマルジョン溶液がさらに無機系または有機系の染料または着色剤を１×１０^-4〜５重量％含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。
8. 前記水溶性樹脂エマルジョン溶液の塗布量が、０．２〜２．０Ｋｇ／ｍ² であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の軽量気泡コンクリートパネルの表面改修方法。