JP2006327868A - 防食性複合体およびその製法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 カルシウムアルミネート系化合物と高炉水砕スラグ微粉末とを含有するモルタルまたはコンクリートの表面に収縮低減剤をコーティングした防食性複合体。モルタルまたはコンクリートがフライアッシュ、シリカフューム、パルプスラッジ焼却灰、下水汚泥焼却灰、廃ガラス粉末のうちの少なくとも1種や、ポリマー、繊維質物質を含有することが好ましい。また、収縮低減剤の使用量が100〜500g/m2であることが好ましい。さらに、カルシウムアルミネート系化合物と高炉水砕スラグ微粉末とを含有するコンクリートの表面に収縮低減剤をコーティングする防食性複合体の製法である。
【選択図】 なし
Description
耐酸モルタルとして、ポルトランドセメントとともに、高炉スラグやフライアッシュ、シリカフュームなどを多量に混和したモルタルが提案されている(特許文献1)。
一方、ポルトランドセメントとならんでアルミナセメントが知られている。アルミナセメントはカルシウムアルミネート系化合物を主成分とする水硬性材料である。カルシウムアルミネート系化合物はポルトランドセメントと比較して、初期強度発現性に優れ、塩化物浸透に対する抵抗性や耐酸性にも優れるという特徴があるが、水和物の転化(コンバージョン)による長期強度の低下を防止する方法としては、高炉水砕スラグ、フライアッシュ及びシリカフュームなどを併用する方法が提案されている(特許文献2、特許文献3)。
また、ひび割れを防止するために収縮低減剤が開発されている。収縮低減剤の使用方法としては、セメントに混和する方法やセメントコンクリートの硬化後塗布する方法が知られており、水硬性組成物、水、および収縮低減剤を混練したものを、硬化したコンクリート表面に施工し、その後、蒸発抑制被覆層を形成する方法も提案されている(非特許文献1、特許文献4)。さらに、コンクリート表面に散布や塗布し、コンクリート表面を被覆する、エチレン−酢ビ共重合エマルジョンを含有する養生用封緘剤も提案されている(特許文献5)。
フライアッシュとシリカヒュームの粉末度は、特に限定されるものではないが、通常、フライアッシュについては、ブレーン比表面積で3000〜9000cm2/g程度の範囲にあり、シリカヒュームについては、BET比表面積で2〜20万m2/g程度の範囲にある。
また、ポゾランは、必要に応じて、高炉水砕スラグ微粉末の一部に置換して用いることが可能である。カルシウムアルミネート系化合物が30部未満であったり、高炉水砕スラグ微粉末が70部を超えると、強度発現性が十分でなくなる場合があり、カルシウムアルミネート系化合物が90部を超えたり、高炉水砕スラグ微粉末が10部未満であると、コンバージョンによる強度低下が発生したり、十分な耐酸性が得られない場合がある。
収縮低減剤の基本構造は、ポリオキシアルキレン重合物を有し、末端に低級アルコール、フェノール、およびアミノ結合物を付加したものである。
具体的には、ポリプロピレングリコール、エチレンオキシドメタノール付加物エチレンオキシド・プロピレンオキシドブロック重合物、エチレンオキシド・プロピレンオキシドランダム重合物、グリコールのシクロアルキル基付加物、グリコールの両端にメチル基を付加した付加物、グリコールのフェニル基付加物、グリコールにメチルフェニル基を付加したブロック重合物、グリコールの両端にエチレンオキサイドメタノールを付加した付加物、およびグリコールにジメチルアミンを付加した付加物などが使用可能である。
収縮低減剤の散布方法は、モルタルまたはコンクリート表面に均一に分散する方法であれば特に限定されるものではなく、施工面積により、噴霧器、噴霧機、およびじょうろなどを用いる方法がある。
本発明のポリマーは、特に限定されるものではない。ポリマーは大別すると、水性ポリマーディスパージョン、水溶性ポリマー、液状ポリマー、再乳化型粉末樹脂の4種類となる。その具体例としては、水性ポリマーディスパージョンとしては、天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックス、樹脂エマルジョン、混合ディスパージョンが分類される。この中には、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、メタクリル酸メチルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリアクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニル、スチレンアクリル酸エステル、ポリプロピオン酸ビニル、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、アスファルト、パラフィン、混合ラテックス、混合エマルジョンなどが挙げられる。水溶性ポリマーとしては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウムなどが挙げられる。液状ポリマーとしては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂などが挙げられる。再乳化型粉末樹脂としては、例えば、スチレンブタジエンゴム、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニルビニルバーサテート、スチレンアクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルなどが挙げられる。
カルシウムアルミネート系化合物と高炉水砕スラグ微粉末を表1に示すように配合してセメント組成物を調製した。次いで、JIS R 5201に準じてモルタルを調製し、表面に収縮低減剤イまたは収縮低減剤ロを1m2当たり200gの割合で塗布した。この硬化体のひび割れ抵抗性の確認やモルタルの腫れや剥れの観察および耐酸性試験を行った。なお、比較のために、本発明のセメント組成物の代わりに普通ポルトランドセメントを用いた場合や、収縮低減剤を表面に塗布するのではなくモルタルに混和して使用した場合についても同様に行った。結果を表1に併記する。
カルシウムアルミネート系化合物(1):市販のアルミナセメント、電気化学工業社製、CaO・Al2O3を主成分とする、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネート系化合物(2):12CaO・7Al2O3、試薬1級の炭酸カルシウムと酸化アルミニウムをモル比で12対7の割合で混合し、1350℃で3時間焼成する工程を2回繰り返して合成、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネート系化合物(3):非晶質12CaO・7Al2O3、カルシウムアルミネート(2)に試薬1級のシリカを3%添加して、1650℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネート系化合物(4):カルシウムアルミネート(1)とカルシウムアルミネート(2)の等量混合物、ブレーン比表面積5000cm2/g
高炉水砕スラグ微粉末:関東エスメント社製、エスメント、ブレーン比表面積4000cm2/g
収縮低減剤イ:低分子量エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合物を成分とする市販品
収縮低減剤ロ:低級アルコールのアルキレン付加物を成分とする市販品
普通ポルトランドセメント:市販品の3種を等量ずつ混合したもの
水:水道水
細骨材:JIS R 5201で使用する標準砂
ひび割れ抵抗性試験:50cm×50cmのコンクリート板にモルタルを10mmの厚さで塗りつけ、温度20℃、相対湿度40%の環境で1日間放置し、ひび割れの発生具合を観察した。◎はひび割れが全くなし。○はひび割れ幅0.05mm以下のひび割れが1本のみ発生。−はひび割れが1本であるがひび割れ幅が0.05mmを超えた場合、△はひび割れが2本発生。×はひび割れが3本以上発生。
耐酸性:7%濃度の硫酸溶液に供試体を3ヶ月間浸漬し、供試体の外観の変化や質量減少から耐酸性を評価した。×は外観の変化が著しく、かつ、質量変化率が±5%以上の場合、△は外観の変化が著しいか、あるいは、質量変化率が±5%以上のいずれか一方を満たす場合、○は外観の変化と質量変化ともに上記条件に該当しない場合とした。
腫れ・剥れの観察:上記耐酸性試験後において、目に見えて腫れが認められ、かつ、硬化体表面に剥れが発生した場合は×、腫れまたは剥れのいずれかが認められた場合は△、いずれも認められず健全な状態であった場合を○とした。
カルシウムアルミネート系化合物(1)50部と、高炉水砕スラグ微粉末40部と各種のポゾラン10部を表2に示すように配合してセメント組成物としたこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
ポゾランA:市販のフライアッシュ、ブレーン比表面積4000cm2/g
ポゾランB:市販のシリカフューム、BET比表面積15m2/g
ポゾランC:市販のパルプスラッジ焼却灰、ブレーン比表面積4000cm2/g
ポゾランD:市販の下水汚泥焼却灰、ブレーン比表面積9000cm2/g
ポゾランE:市販の廃ガラス粉末、ブレーン比表面積4000cm2/g
ポゾランF:ポゾラン物質Aとポゾラン物質Bの等量混合物、ブレーン比表面積14000cm2/g
カルシウムアルミネート系化合物(1)50部と、高炉水砕スラグ微粉末40部とポゾランF10部とを配合したセメント組成物を使用し、塗膜養生剤の使用量を表3に示すように変化したこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
カルシウムアルミネート系化合物(1)50部と、高炉水砕スラグ微粉末40部とポゾランF10部とを配合し、これらの合計100部に対して、表4に示すようにポリマーを固形分換算で配合してセメント組成物としたこと以外は実施例1と同様に行った。なお、付着試験も行った。結果を表4に併記する。
ポリマーα:市販のスチレンブタジエンゴム系ポリマー
ポリマーβ:市販のポリアクリル酸エステル系ポリマー
ポリマーγ:市販のエチレン酢酸ビニル系ポリマー
ポリマーΔ:市販の酢酸ビニルビニルバーサテート系ポリマー
付着試験:JIS A 1171に準じて、材齢28日の付着強度を測定した。
カルシウムアルミネート系化合物(1)50部と、高炉水砕スラグ微粉末40部とポゾランF10部とを配合し、これらの合計100部に対して、表5に示すように繊維質物質を配合したこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表5に併記する。
繊維質物質a:市販のビニロン繊維、長さ6mm、径200μm
繊維質物質b:市販のアクリル繊維、長さ6mm、径200μm
繊維質物質c:市販のセルロース繊維、長さ200μm、径30μm
繊維質物質d:市販のカーボン繊維、長さ6mm、径200μm
繊維質物質e:市販のワラストナイト繊維、長さ600μm、径40μm
Claims (6)
- カルシウムアルミネート系化合物と高炉水砕スラグ微粉末とを含有するモルタルまたはコンクリートの表面に収縮低減剤をコーティングした防食性複合体。
- モルタルまたはコンクリートがフライアッシュ、シリカフューム、パルプスラッジ焼却灰、下水汚泥焼却灰、および廃ガラス粉末のうちの少なくとも1種を含有する請求項1記載の防食性複合体。
- モルタルまたはコンクリートがポリマーを含有する請求項1または2記載の防食性複合体。
- モルタルまたはコンクリートが繊維質物質を含有する請求項1〜3のいずれか1項記載の防食性複合体。
- 収縮低減剤の使用量が100〜500g/m2である請求項1〜4のいずれか1項記載の防食性複合体。
- カルシウムアルミネート系化合物と高炉水砕スラグ微粉末とを含有するコンクリートの表面に収縮低減剤をコーティングする防食性複合体の製法。
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