JP2006111683A - コンクリート表面仕上剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンクリートにおける表面平滑性の向上や乾燥収縮によるひびわれ割れ防止効果に優れ、コンクリート表面を美麗に仕上げることのできるコンクリート表面仕上剤を提供する。
【解決手段】 （Ａ）炭素数１０〜２０のアルコール及びその炭素数３以上のアルキレンオキシドを含むアルキレンオキシド付加物から選ばれる一種以上の化合物、（Ｂ）０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力が１０〜４５ｍＮ／ｍを示す界面活性剤、並びに（Ｃ）水を含有する、特定範囲の表面張力を有するコンクリート表面仕上剤組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、コンクリートの表面仕上剤組成物に関する。詳しくは、コンクリート構造物に適用される平打ちコンクリート表層部の平滑な仕上向上と乾燥収縮によるひびわれ割れ防止に優れる表面仕上剤に関する。

コンクリートの表面仕上がりは、コンクリートの組成、打ち込み方法、締め固め方法等に大きな影響を受ける。コンクリート表面を美麗に仕上げるためには、ワーカビリティーの良好なコンクリートの配合を選定し、適切な打ち込み方法により、締め固めを行うことが望まれる。

フレッシュコンクリートでは、打ち込みから硬化初期の段階で、ブリージング（材料分離）、初期ひび割れ、初期収縮といったいくつかの初期症状が発生することがある。平打ちコンクリートでは、ある程度のブリージング現象はやむを得ない問題であり、ごく少量であればブリージング水がコンクリート表面の仕上げ作業を容易にすることもある。しかしながら、通常は、こうした初期症状は、表面に微小のひび割れ（ヘアークラック）の発生をもたらし、コンクリートの表面性を低下させる原因のひとつとなる。

コンクリート表面の改質に関して、非特許文献１や特許文献１には、界面活性剤を用いたコンクリート製品の表面剥離対策やヒューム管の浮き防止法が開示されている。また、特許文献２には、非イオン界面活性剤、常温硬化性合成樹脂エマルジョン、水溶性高分子溶液等の収縮低減剤を用いた特定のコンクリート表面仕上げ方法が開示されている。また、特許文献３には、特定のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンからなるコンクリート養生用封緘剤が開示されている。また、特許文献４には、打設後のコンクリートに特定の起泡剤の水溶液から製造した泡を塗布してコンクリートを養生する方法が記載されている。
「Ｃ＆Ｃ エンサイクロペディア セメント・コンクリート化学の基礎解説」第９３頁、社団法人セメント協会、１９９６年７月発行 特開平２−１４１２０５号公報 特開平１１−１１７５３０号公報 特開昭６２−１１６号公報 特開平４−２７５９８６号公報

しかしながら、夏場などのコンクリート温度が高くなる条件では打設後のコンクリート表面を平滑に仕上げることが困難であり、初期硬化時に微小ひび割れが発生する場合がある。上記特許文献４のような泡沫を用いた技術は、高温、低温といった諸条件で養生効果の高い技術であるとされているが、表面処理を行うものではなく、しかも、高温条件で打設されたコンクリートの表面を平滑に仕上げる効果は十分ではなかった。また、上記文献の技術では、乾燥収縮によるひび割れ防止効果も十分ではなかった。

本発明の課題は、コンクリート、特に高温条件で打設されたコンクリートにおける表面平滑性の向上や乾燥収縮によるひびわれ割れ防止効果に優れ、コンクリート表面を美麗に仕上げることのできるコンクリート表面仕上剤を提供することである。

本発明は、（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表される化合物〔以下、（Ａ）成分という〕、（Ｂ）０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力が１０〜４５ｍＮ／ｍを示す界面活性剤〔以下、（Ｂ）成分という〕、及び（Ｃ）水〔以下、（Ｃ）成分という〕を含有し、２０℃における表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍであるコンクリート表面仕上剤組成物に関する。
Ｒ−Ｏ−(ＡＯ)_n−Ｈ （Ｉ）
〔式中、Ｒは炭素数１０〜２０の炭化水素基、ＡＯは炭素数３以上のアルキレンオキシ基を含むアルキレンオキシ基、ｎは平均付加モル数であり、０〜２０の数である。ただし、ｎ中、炭素数２のエチレンオキシ基の平均付加モル数ｎ’は０〜０．５である。〕

また、本発明は、上記本発明のコンクリート表面仕上剤組成物を、コンクリート表面に撒布してコテ仕上げを行なう、コンクリートの表面仕上げ方法に関する。

本発明によれば、コンクリートにおける表面平滑性の向上や乾燥収縮によるひびわれ割れ防止効果に優れ、コンクリート表面を美麗に仕上げることのできるコンクリート表面仕上剤を提供することである。特に、特に高温条件で打設、養生されたコンクリートでもこれらの効果を顕著に得ることができる。

＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物の１種以上である。
Ｒ−Ｏ−(ＡＯ)_n−Ｈ （Ｉ）
〔式中、Ｒは炭素数１０〜２０の炭化水素基、ＡＯは炭素数３以上のアルキレンオキシ基を含むアルキレンオキシ基、ｎは平均付加モル数であり、０〜２０の数である。ただし、ｎ中、炭素数２のエチレンオキシ基の平均付加モル数ｎ’は０〜０．５である。〕

（Ａ）成分のうち、一般式（Ｉ）中のｎが０の化合物は、炭素数１０〜２０のアルコール等であり、炭素数１２〜２０、更に炭素数１６〜１８のものが好ましく、特に炭素数１６〜１８の飽和アルコールが、コテ仕上げと表面ひび割れ抑制の面から好ましい。具体的には、ラウリルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げら、中でもステアリルアルコールが好ましい。

また、（Ａ）成分としては、一般式（Ｉ）中のｎが０超の化合物を使用することもできる。該化合物は、炭素数１０〜２０のアルコールの炭素数３以上のアルキレンオキシド（以下、ＡＯと表記する）を含むＡＯ付加物であり、ＡＯとしては、プロピレンオキシド（以下、ＰＯと表記する）、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。

一般式（Ｉ）において、ＡＯの平均付加モル数ｎは０〜２０であり、０〜１０、更に０〜６、特に０が好ましい。すなわち、（Ａ）成分は、Ｒ部分が同じ化合物であるならば、ＡＯを含まないｎが０の化合物の方がコテ仕上げと表面ひび割れ抑制の効果が良好であるため好ましい。

また、一般式（Ｉ）において、ｎが０超の場合、ＡＯはＰＯを含むことが好ましく、全ＡＯ中、ＰＯのモル％が８０モル％以上、更に９０モル％以上、特に９５モル％以上であることが好ましい。なお、ＡＯとしてエチレンオキシド（以下、ＥＯと表記する）を含むこともできるが、その平均付加モル数ｎ’は０〜０．５であり、０〜０．１が好ましく、０がより好ましい。ＡＯを含む場合は、コテ仕上げと表面ひび割れ抑制の面から好ましくは、ＡＯがＰＯ１００モル％であり、その平均付加モル数が１〜１０、更に１〜８、特に１〜６であることである。

＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分は、０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力が１０〜４５ｍＮ／ｍを示す界面活性剤である。（Ｂ）成分となる界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤等から選ばれる。なお、この表面張力は、デュヌイ法（測定機：日本油試験機工業製ＡＮ−５２６Ｐ、２０℃で測定）によるものである（以下同様）。

陰イオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル（又はアルキルアリール）硫酸エステル塩等が挙げられる。

非イオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキル（又はアルキルアリール）エーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。

陽イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩等が、また、両性界面活性剤としては、例えばアルキルベタイン等が挙げられる。

（Ｂ）成分としては、陰イオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤から選ばれる一種以上が好ましく、中でも陰イオン界面活性剤が好ましく、特に脂肪酸塩がコテ仕上げ性に優れるため好ましい。

＜表面仕上剤組成物＞
本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、コテ仕上げと表面ひび割れ防止の面から、２０℃における表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍであり、好ましくは２０〜４５ｍＮ／ｍ、より好ましくは２０〜４０ｍＮ／ｍである。

本発明のコンクリート表面仕上剤組成物において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比は、（Ａ）／（Ｂ）＝９５／５〜５／９５、更に９０／１０〜４０／６０、特に８０／２０〜５０／５０であることが、コテ仕上げと表面ひび割れ抑制の面から好ましい。

また、本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を合計で０．００１〜１０重量％、更に０．０１〜１重量％、特に０．０５〜０．５重量％含有することが、コテ仕上げと表面ひび割れ防止の面から好ましい。残部は（Ｃ）成分の水である。

なお、本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を合計で１〜２０重量％、更に２〜１６重量％、更に３〜１０重量％、特に３〜５重量％含有する組成物を（Ｃ）成分の水で希釈して調製することもできる。該組成物の（Ａ）／（Ｂ）重量比も上記の範囲が好ましい。

本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、コンクリート表面に撒布してコテ仕上げを行なう、コンクリートの表面仕上げ方法に好適に用いられる。本発明の対象となるコンクリートは、固練り、中流動、高流動の何れでも可能であり、表面仕上段階で、本発明のコンクリート表面仕上剤組成物をコンクリート表面に撒布する。本発明のコンクリート表面仕上剤組成物の撒布方法は限定されず、スプレー、じょうろ等を用いるなど、何れでも可能である。また、本発明のコンクリート表面仕上剤組成物の撒布量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分の含有量にもよるが、５〜５０ｍ²／ｋｇ、１０〜４０ｍ²／ｋｇ、１５〜３０ｍ²／ｋｇが好ましい。本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、コンクリート温度５〜４０℃で使用可能であるが、仕上性低下とひび割れ発生が起こりやすいコンクリート温度２５〜４０℃、更に３０〜４０℃の高温域での使用が好ましい。

本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、消泡剤を含有することもできる。消泡剤としては、（１）メタノール、エタノール等の低級アルコール系、（２）ジメチルシリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル等のシリコーン系、（３）鉱物油と界面活性剤の配合品等の鉱物油系、（４）リン酸トリブチル等のトリアルキルリン酸エステル系、（５）オレイン酸、ソルビタンオレイン酸モノエステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリエチレン／ポリプロピレングリコール脂肪酸エステル等の脂肪酸又は脂肪酸のエステル系、（６）ポリプロピレングリコール、ポリエチレン／ポリプロピレングリコールアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系が挙げられる。好ましくは、脂肪酸又は脂肪酸エステル系消泡剤、シリコーン系消泡剤、ポリオキシアルキレン系消泡剤及びトリアルキルリン酸エステル系消泡剤から選ばれる１種以上の消泡剤である。消泡剤は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量に対して、０．００１〜１０重量％、更に０．０１〜５重量％、特に０．１〜２重量％の比率で用いられることが、コテ仕上げ時に発泡した場合に有効であることから、好ましい。

消泡剤以外にも、本発明のコンクリート表面仕上剤組成物は、コンクリート分野で公知の添加剤、例えば、早強剤、遅延剤、保水剤、防腐剤、着色剤等を含有することができる。

表１に示す配合のコンクリート（コンクリート温度３０℃）を、鋼製型枠（縦×横×高さ＝３０ｃｍ×３０ｃｍ×７ｃｍ）に打設して、１時間後に、表２に示す組成及び表面張力の表面仕上剤組成物（残部は水）４．５ｇ（２０ｍ²／ｋｇに相当）を噴霧器で霧状に撒布した後、金ゴテ仕上げを行ない、下記判定によりコテ仕上げ性を評価した。

＜コテ仕上げ性＞
◎：極めてコテ離れがよく平滑に仕上がる
○：コテ離れがよく平滑に仕上がる
△：コテ離れが悪いが平滑に仕上がる
×：コテ離れ悪く、平滑性に欠ける

また、３０℃で２日養生した後のコンクリート表面状態を観察し、下記判定により表面ひび割れ防止効果を評価した。
＜表面ひび割れ防止効果＞
◎：ひび割れなし
○：微小ひび割れ（長さ２ｃｍ未満）１箇所
△：微小ひび割れ（長さ２ｃｍ未満）２〜５箇所
×：ひび割れ２ｃｍ以上発生

表１中の成分及びコンクリート物性は以下の通りである。
＜成分＞
・セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（太平洋社製）、密度３．１６ｇ／ｃｍ³
・砂（Ｓ）：千葉県君津産山砂、密度２．５９ｇ／ｃｍ³
・砂利（Ｇ）：高知県鳥形山産、密度２．７２ｇ／ｃｍ³
・高性能ＡＥ減水剤：マイテイ３０００Ｈ（花王（株）製）
＜物性＞
・コンクリート温度：３０℃
・スランプ値：２０．５ｃｍ
・空気量：３．８％

表２中の成分は以下の通りである。
・Ａ−１：ラウリルアルコール
・Ａ−２：オレイルアルコール
・Ａ−３：ステアリルアルコール
・Ａ−４：ラウリルアルコールＰＯ付加物（平均付加モル数５）
・Ａ−５：ステアリルアルコールＰＯ付加物（平均付加モル数３）
・Ａ−６：オクチルアルコール（比較品）
・Ｂ−１：オレイン酸カリウム（０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力２３．２ｍＮ／ｍ）
・Ｂ−２：ＰＯＥ（３）ラウリルエーテルサルフェート〔０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力４０．２ｍＮ／ｍ、なお、ＰＯＥはポリオキシエチレンの略であり、かっこ内の数字は平均付加モル数である（以下同様）。〕
・Ｂ−３：ＰＯＥ（２０）ラウリルエーテル（０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力３０．３ｍＮ／ｍ）
・Ｂ−４：ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド（０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力４２．１ｍＮ／ｍ）
・Ｂ−５：ラウリルベタイン（０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力３３．５ｍＮ／ｍ）
・Ｂ−６：ＰＯＥ（８５）ノニルフェニルエーテル（０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力５３．５ｍＮ／ｍ）
・Ｈ−１：テトラガードＡＳ２０〔太平洋セメント（株）製、Ｒ−Ｏ−(ＥＯ)₂(ＰＯ)₂−Ｈの化合物（Ｒ＝炭素数４のアルキル基）〕
・Ｈ−２：アクロナールＹＪ６１８０ＤＭ（アクリルエマルション、ＢＡＳＦジャパン製）
・Ｈ−３：スミカフレックスＳ−４００ＨＱ（エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、住友化学社製）

Claims (5)

1. （Ａ）下記一般式（Ｉ）で表される化合物、（Ｂ）０．１重量％水溶液の２０℃における表面張力が１０〜４５ｍＮ／ｍを示す界面活性剤、及び（Ｃ）水を含有し、２０℃における表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍであるコンクリート表面仕上剤組成物。
   Ｒ−Ｏ−(ＡＯ)_n−Ｈ （Ｉ）
   〔式中、Ｒは炭素数１０〜２０の炭化水素基、ＡＯは炭素数３以上のアルキレンオキシ基を含むアルキレンオキシ基、ｎは平均付加モル数であり、０〜２０の数である。ただし、ｎ中、炭素数２のエチレンオキシ基の平均付加モル数ｎ’は０〜０．５である。〕
2. （Ａ）と（Ｂ）の重量比が、（Ａ）／（Ｂ）＝９５／５〜５／９５である請求項１記載のコンクリート表面仕上剤用組成物。
3. （Ａ）が、一般式（Ｉ）中のｎが０の化合物である請求項１又は２記載のコンクリート表面仕上剤用組成物。
4. （Ａ）と（Ｂ）を合計で０．００１〜１０重量％含有する請求項１〜３いずれか記載のコンクリート表面仕上剤用組成物。
5. 請求項１〜４の何れか１項記載のコンクリート表面仕上剤用組成物を、コンクリート表面に撒布してコテ仕上げを行なう、コンクリートの表面仕上げ方法。