JP2008162279A

JP2008162279A - コンクリートの処理法

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Publication number: JP2008162279A
Application number: JP2007320486A
Authority: JP
Inventors: Michael Damian Bowe; マイケル・ダミアン・ボーエ; Robert Krasnansky; ロバート・クラスナンスキー; Bruno Pollet; ブルーノ・ポレ; Odile Louise Quet; オディール・ルイ・ケ
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: CN101234908A; KR100916295B1; US20080152813A1; JP4956398B2; KR20080059052A; CN101234908B; DE602007001518D1; US7887886B2; AU2007246195A1; EP1935862A1; AU2007246195B2

Abstract

【課題】コンクリートが注がれた直後に適用することができ、コンクリート表面上に膜を形成し、これにより建設の遅延を軽減し、およびコンクリートスラブの強度を向上する、コンクリート処理組成物の提供。
【解決手段】コンクリートを注いで形成したコンクリート層の硬化前の露出した表面上に、（ａ）５重量％〜７０重量％の水性ポリマーバインダー（ここで、前記バインダーは、共重合単位として、０．２重量％〜１０重量％の少なくとも１種のエチレン性不飽和ホスフェートモノマーまたはエチレン性不飽和ホスホネートモノマーを含む）、ならびに（ｂ）水および溶媒からなる群から選択される液体を含む処理組成物を適用する。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリートを処理する方法、さらに詳細には、少なくとも部分的に未硬化のコンクリートを処理して、水障壁およびシールを提供する方法に関する。

コンクリートは、舗装道路、幹線道路、建造物、ダム、および他の構造物の構築および修復のために産業において一般的に用いられる。コンクリートは、様々な他の名前、例えば、モルタル、スタッコ、グラウトなどとも呼ばれる。コンクリートスラブが注がれたとき、初期凝固である固化期間が発生する。固化後、コンクリートは長時間にわたって硬化する。硬化は、水和反応が完了し、余分な水が喪失され、およびコンクリートがその強度を高めることを介するプロセスである。硬化プロセスの間、特に硬化プロセスの初期段階の間に、コンクリート内に水を保持することが重要である。コンクリートを適切に硬化させるため、セメントを構成するシリケートおよびアルミネート化合物を水和させるのに十分な水がコンクリートミックス中に存在しなければならない。硬化プロセスの過程においてコンクリート中に水が不足しているか、または過剰の水があるかのいずれかの結果、コンクリートはその必要な強度または望ましい強度を達成できず、さらには、収縮、亀裂、または耐摩耗性が比較的低いコンクリートが生じ得る。コンクリートを製造するための処方は、水和のための十分な水と、コンクリートを注ぐために好適な濃度を得るための追加の水とを含む。この水が硬化プロセスの間に喪失する割合が最小に保たれることが重要である。

所望のコンクリート特性を発現できるようにするために満足できる水分含量を維持するために、コンクリートを硬化させるための様々な物質、方法および手順が開発されてきた。コンクリート中の水分保持を提供するための一つの従来法は、シート、例えば、ポリエチレンまたはポリ塩化ビニルシート、新しいわら、干し草、黄麻布あるいは他の保護シートまたは物質を、注がれたばかりのコンクリートまたは未硬化のコンクリートスラブ上に設置することである。この方法は、カバーが吹き飛ばされる可能性があり、使用後廃棄しなければならず、コンクリートが注がれた直後にその上を歩くことができず、通常、例えば水を吹き付けもしくは噴霧することにより湿らせなければならず、これらは特に大きな労働力を要する、という点で不都合である。

硬化性コンクリートにおいて水を保持するための別の従来法は、膜形成性シーラント組成物を初期コンクリートの露出した表面上に適用して、蒸発によるコンクリートからの水喪失の割合を減少させることである。様々な膜形成性組成物であって、新たに注がれたコンクリート中の満足できる水分含量の維持に有効であるものが開発されてきた。かかる組成物は、溶媒中で希釈された精製アマニ油、溶媒中に溶解されたアクリル樹脂、および溶媒中に溶解された炭化水素樹脂もしくはワックスを包含する。しかしながら、溶媒を含有する組成物は、それらの使用が、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の大気中への放出をもたらし、汚染および不快な臭気生成をもたらし、漏出、流出および適用の過程におけるかけすぎにより引き起こされる環境問題をもたらすので望ましくなく、とりわけ、溶媒を含有する組成物は、それらの高い可燃性、および膜形成性組成物に曝された人に対して皮膚または呼吸器刺激を引き起こすそれらの傾向のために、さらに望ましくない。ワックスを含有するこれらの組成物はさらに、フィルム形成が不十分であり、任意の他の物質がコンクリートに付着する前に、硬化したコンクリート表面から除去する必要があるという欠点を有する。ワックス除去は通常、激しい機械的摩擦、例えば、サンドブラストを用いることを必要とし、またそれは建築プロセスに関連するコストおよび必要労働量を増し、コンクリート構造の準備および仕上げの遅延も引き起こし、これは順次全体的な建築プロセスを遅らせる。

コンクリート水保持に通常用いられる、別の種類の組成物は、疎水性ポリマーを含有するコーティングであり、これは典型的には、とりわけ、溶媒、造膜助剤、またはセッケンとともに配合される。これらのコーティング中の溶媒は、ＶＯＣをもたらし、これは少なくとも本明細書において前述された理由のために望ましくない。疎水性ポリマーが溶媒の不在下で使用される場合でも、これらのポリマーは室温で非フィルム形成性のタイプのものである傾向を有するので、フィルム形成を助けるために造膜助剤が典型的に必要とされる。さらに、正しく機能するために、これらの種類のコーティングは、高い割合の固体を含有しなければならず、この結果、コーティングは高価になり得る。さらに、均一に適用されなければ、局所的硬化性能不具合が起こり得る。
米国特許第５，５１２，６１９号明細書米国特許出願公開第２００５／０２２２２９９号明細書

従って、コンクリートが注がれた直後に適用することができ、コンクリート表面上に膜を形成し、これにより建設の遅延を軽減し、およびコンクリートスラブの強度を向上する、コンクリート処理組成物を提供することが望ましい。これはコンクリートが依然として「生（ｇｒｅｅｎ）」なまま、すなわち、コンクリートが未硬化または部分的に未硬化な状態でのコンクリートの処理を可能にする。コンクリートが固化する前に、コンクリートが依然として流体である間にコーティングを適用することができるならば、さらなる利点が実現される。コーティングが、従来法を用いて適用するのに好都合であり、無溶媒で、可燃性でなく、環境上許容され、比較的安価で、提供される性能が一貫し、除去することを必要としない場合は、さらなる利点が実現される。

米国特許第５，５１２，６１９号は、未硬化のコンクリートに、疎水性アクリルまたはスチレンポリマー、造膜助剤、および多糖類の混合物を含有する硬化組成物を適用し、これによりコンクリート基体上に硬化組成物を形成し；コンクリートを硬化させ；コンクリート基体からフィルムを除去することにより、コンクリートを硬化する方法を開示している。

公開番号２００５／０２２２２９９を有する米国特許出願は、（ａ）６０〜９５の顔料体積濃度を有する水性コーティング組成物であって、５０〜３５０ナノメートルの粒子サイズ、−２０℃〜６０℃のガラス転移温度を有し、少なくとも１種のエチレン性不飽和ホスフェートモノマーを重合単位として有する水性エマルジョンコポリマーと顔料とを含有する組成物を形成し；（ｂ）組成物を、硬化セメント質基体であってもよい基体に適用し、組成物を乾燥するか、または組成物の乾燥をもたらすことにより、コーティングされた基体を提供する方法を開示している。

本発明の第一の態様は、未硬化のコンクリートを処理する方法であって：（ｉ）コンクリートを注いで第一コンクリート層を形成し（ここで、前記第一コンクリート層は露出した表面を有する）；（ｉｉ）処理組成物を前記コンクリート層の露出した表面上に適用する工程を含み、ここで、前記処理組成物が：（ａ）５重量％〜７０重量％の水性ポリマーバインダー（ここで、前記バインダーは、共重合単位として、０．２重量％〜１０重量％の少なくとも１種のエチレン性不飽和ホスフェートモノマーまたはエチレン性不飽和ホスホネートモノマーを含む）、ならびに（ｂ）水および溶媒からなる群から選択される液体を含み、ここで、前記の適用は、前記コンクリート層が完全に硬化する前に行われる、方法である。

本発明は、未硬化のコンクリートからの水蒸気透過を予想外に多量に減少させるように、未硬化のコンクリートを処理する方法である。「未硬化」により、本発明者らは、新しく注がれおよび未固化のコンクリート、並びに「生」（固化しているが、未硬化または部分的に未硬化の）コンクリートを意味する。本発明の方法は、前記のような、コンクリート中に水分を保持する従来法に関連する欠点の少なくとも１つを有さない。

「層」により、本発明者らは、所定の位置に注がれて、少なくともその一部が露出されたまま残る、形成されたコンクリートの塊を意味する。層は、コンクリートが型に注がれて、その型の頂部で露出した表面が残っている壁状物、及び該コンクリートが固化するが、部分的に硬化しただけである（すなわち、依然として未硬化である）ときの、さらに進んだ表面が露出されている壁状物であり得る。「層」は、床、歩道、ダム、コンクリート柱、道路、橋、手すり、屋根、またはコンクリートから製造されるかかるものの部分を含み得る。

本発明の方法における一工程は、コンクリートを注いで、第一コンクリート層を形成することを含む。注がれたコンクリートは、セメント、少なくとも１種の骨材、および水の混合物を含有する。注がれたコンクリートは、骨材１０部〜対セメント１部、さらに好ましくは骨材６部〜対セメント１部、なおいっそう好ましくは、骨材３部〜対セメント１部の比を含有するのが好ましい。好ましくは、コンクリートミックスにおいて、１００ｌｂｓのセメントに対して２５〜７５ｌｂｓの水、さらに好ましくは、１００ｌｂｓのセメントに対して３０〜６０ｌｂｓの水、なおいっそう好ましくは、１００ｌｂｓのセメントに対して３０〜５０ｌｂｓの水の量で、水が使用される。セメントは、コンクリートを調製するために好適な任意の水和性セメントであってよく、好ましくは、ポルトランドセメントである。好適な骨材は、コンクリートを調製するために典型的に使用されるもの、例えば、砂、砂利、砕石、川の小石などを包含する。本発明の一実施形態において、コンクリートミックスは、少なくとも１種の添加剤をさらに含有することができる。好適な添加剤は、コンクリートに向上した性能、例えばこれに限定されないが、向上した加工性、濃度、密度、強度、耐久性などをはじめとする向上した性能を提供するものを包含する。好適な添加剤の例としては、例えば、着色剤、例えば、無機顔料、空気連行物質、促進剤、撥水剤、繊維、可塑剤、超可塑剤、白華を制限する物質、遅延剤、ポゾラン（例えばフライアッシュ）などが挙げられる。注ぐ前に、かかる目的に好適なミキサー、例えば、パン型ミキサー、スパイラルブレードミキサー、パドルミキサーなどを用いてコンクリート成分を混合する。注いだ後に大気にさらされたままのコンクリートの表面は、コンクリート層の露出された表面を形成する。コンクリートを注ぐ方法は当該分野においてよく知られている。コンクリートは、例えば工場などの建物の領域外または内部のいずれでも注ぐことができる。

本発明の方法における別の工程は、処理組成物をコンクリート層の露出表面上に適用することを含む。コンクリート水保持に使用される通常の組成物と異なり、本発明の処理膜は、溶媒の使用を必要としない。バインダーポリマーはコンクリート水保持に使用される通常の疎水性モノマーよりも、より親水性が高いものであり得る。処理組成物を従来の疎水性ポリマーに使用されるよりも有意に少ない固形分パーセンテージで適用することができ、これにより、費用効率のより高いコンクリート水保持が提供される。

処理組成物は、水性ポリマーバインダーおよび水、溶媒、またはその組み合わせのいずれかを含有する。好ましい実施形態において、組成物は、バインダーおよび水を含有する。「水性ポリマーバインダー」により、本発明においては、実質的に溶媒のない、水性、水分散ポリマーが意味される。好ましい実施形態において、処理組成物は、バインダーを処理組成物の固形分重量パーセント基準で、５重量％〜７０重量％、好ましくは１０重量％〜３０重量％、なおいっそう好ましくは１５重量％〜２５重量％の量で含有する。バインダーは、共重合モノマー単位として、バインダーの重量基準で、０．２重量％〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％、さらに好ましくは１〜３重量％のエチレン性不飽和ホスフェートモノマーもしくはその塩、またはエチレン性不飽和ホスホネートモノマーもしくはその塩、あるいはその組み合わせを含むコポリマーを含有する。好適なバインダーは、例えば、共重合単位として５５重量％のブチルアクリレート、２．６重量％のホスホエチルメタクリレート、および４２．４重量％のメチルメタクリレートを有するポリマーバインダーであって、米国特許出願公開第２００５／０２２２２９９号の方法に従って調製されたものを包含する。

本発明に好適なエチレン性不飽和ホスフェートモノマーとしては、例えば、ホスホアルキル（メタ）アクリレート、例えば、ホスホエチル（メタ）アクリレート、ホスホプロピル（メタ）アクリレート、およびホスホブチル（メタ）アクリレート；ホスホアルキルクロトネート；ホスホアルキルマレエート；ホスホアルキルフマレート；ホスホジアルキル（メタ）アクリレート；ホスホジアルキルクロトネート；ビニルホスフェート；および（メタ）アリルホスフェートが挙げられる。好ましいのは、ホスホアルキルメタクリレートである。少なくとも１種のエチレン性不飽和非イオン性モノマーとホスフェート前駆体モノマーとの重合後に、共重合したホスフェート前駆体モノマーを共重合したホスフェートモノマーに変換するための、共重合したホスフェート前駆体モノマーの反応を達成することにより、共重合したエチレン性不飽和ホスフェートモノマーが形成される場合も意図される。例えば、重合した単位としてヒドロキシエチルメタクリレートを含有するポリマーは、当該分野においてよく知られているように、その後に反応させて、例えばホスホエチルメタクリレートを形成することができる。

本発明に好適なエチレン性不飽和ホスホネートモノマーとしては、例えば、ビニルホスホン酸およびその塩、ビニルホスフィン酸およびその塩などが挙げられる。

本発明の一実施形態において、バインダーコポリマーは、共重合単位として、少なくとも１種のエチレン性不飽和非イオン性モノマーも含むことができる。本明細書において「非イオン性モノマー」により、共重合したモノマー残基がｐＨ＝１〜１４の間のイオン電荷を有さないことが意味される。好適なエチレン性不飽和非イオン性モノマーとしては、例えば：（メタ）アクリルエステルモノマー、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート；（メタ）アクリロニトリル；（メタ）アクリルアミド；アミノ官能性モノマーおよびウレイド官能性モノマー；アセトアセテート官能基を有するモノマー；スチレンおよび置換スチレン；ブタジエン：エチレン、プロピレン、α−オレフィン、例えば、１−デセン；酢酸ビニル、酪酸ビニルおよび他のビニルエステル；ならびにビニルモノマー、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデンが挙げられる。

本発明の異なる実施形態において、バインダーは、ポリマーの重量基準で、０〜５重量％（バインダーの乾燥重量に基づいた重量％）の共重合したエチレン性不飽和カルボン酸モノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、モノメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノブチルフマレート、および無水マレイン酸などを含有し得る。好ましいのは、０〜２％の共重合したエチレン性不飽和カルボン酸モノマーである。

本発明のさらに別の実施形態において、バインダーは、バインダーの乾燥重量基準で０重量％〜５重量％の共重合した多エチレン性不飽和モノマー、例えば、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，２−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、およびジビニルベンゼンを含有することができる。好ましくは、共重合した多エチレン性不飽和モノマーを使用しない。

バインダーコポリマーのガラス転移温度（「Ｔｇ」）は、−４０℃〜６０℃、好ましくは−１５℃〜２０℃、さらに好ましくは、−１０℃〜１０℃であり得る。本明細書において用いられるＴｇは、Ｆｏｘ式（Ｔ．Ｇ．Ｆｏｘ、Ｂｕｌｌ．Ａｍ．ＰｈｙｓｉｃｓＳｏｃ．、第１巻、３号、１２３ページ（１９５６））を用いることにより計算されるものであり、すなわち、モノマーＭ１およびＭ２のコポリマーのＴｇの計算については、
１／Ｔｇ（計算値）＝ｗ（Ｍ１）／Ｔｇ（Ｍ１）＋ｗ（Ｍ２）／Ｔｇ（Ｍ２）
（式中
Ｔｇ（計算値）はコポリマーについて計算されたガラス転移温度である
ｗ（Ｍ１）はコポリマー中のモノマーＭ１の重量分率である
ｗ（Ｍ２）はコポリマー中のモノマーＭ２の重量分率である
Ｔｇ（Ｍ１）はＭ１のホモポリマーのガラス転移温度である
Ｔｇ（Ｍ２）はＭ２のホモポリマーのガラス転移温度である
全ての温度は°Ｋである）
を用いることにより計算されるものである。

ホモポリマーのガラス転移温度は、例えば、“ＰｏｌｙｍｅｒＨａｎｄｂｏｏｋ”、Ｊ．ＢｒａｎｄｒｕｐおよびＥ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ編、ＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓにおいて見出すことができる。

バインダーを調製するために使用される重合技術は、乳化重合プロセスであてもよいし、または別のプロセスでそれを作り、次いで水中に分散させてもよい。本発明の一実施形態において、バインダーコポリマーは、乳化重合プロセスにより調製することができ、その多くは当該分野においてよく知られている。重合プロセスの過程において、通常の界面活性剤、例えば、アニオン性および／または非イオン性乳化剤、例えば、アルキル、アリール、またはアルキルアリールスルフェート、スルホネートまたはホスフェートのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩；アルキルスルホン酸；スルホコハク酸塩；脂肪酸；エチレン性不飽和界面活性剤モノマー；およびエトキシル化アルコールまたはフェノールを用いることができる。使用される界面活性剤の量は、通常、モノマーの重量基準で０．１重量％〜６重量％である。熱またはレドックス開始プロセスのいずれも使用することができる。乳化重合反応温度は、反応過程を通して１００℃より低い温度に維持される。１０℃〜９５℃の間、さらに好ましくは、２０℃〜９０℃の間の反応温度が好ましい。モノマー混合物はニートで、または水中エマルジョンとして添加することができる。モノマー混合物を反応期間全体にわたって１回以上の添加、または連続的に、直線的またはそうではなく、あるいはその組み合わせで添加することができる。

通常のフリーラジカル開始剤、例えば、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、アンモニウムおよび／またはアルカリ金属過硫酸塩、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸およびその塩、過マンガン酸カリウム、およびペルオキシ二硫酸のアンモニウムまたはアルカリ金属塩を、典型的には、合計モノマー重量基準で０．０１重量％〜３．０重量％のレベルで用いることができる。好適な還元剤、例えば、ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、硫黄含有酸のアルカリ金属およびアンモニウム塩、例えば、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、ヒドロ硫化ナトリウム、またはジチオン酸ナトリウム、ホルマジンスルフィン酸、ヒドロキシメタンスルホン酸、アセトン重亜硫酸塩、アミン、例えば、エタノールアミン、グリコール酸、グリオキシル酸水和物、乳酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸および前記酸の塩と合わせて同開始剤を用いたレドックス系を用いることができる。鉄、銅、マンガン、銀、白金、バナジウム、ニッケル、クロム、パラジウム、またはコバルトのレドックス反応触媒金属塩を用いることができる。金属のキレート化剤を場合により用いることができる。

連鎖移動剤、例えば、ハロゲン化合物、例えばテトラブロモメタン；アリル化合物；またはメルカプタン、例えば、アルキルチオグリコレート、アルキルメルカプトアルカノエート、およびＣ_４−Ｃ_２２直鎖または分岐鎖アルキルメルカプタンを用いて、エマルジョンポリマーの分子量の低下させることができおよび／またはかかる連鎖移動剤を用いて、任意のフリーラジカル生成開始剤と共に他の方法で得られるのと異なる分子量分布を得ることができる。連鎖移動剤は、全反応期間の大部分または全体にわたって、あるいは反応期間の限定された部分、例えば釜装填および残留モノマー段階の低減において、１回以上の添加、または連続して、直線的に、またはそうでなく添加することができる。連鎖移動剤は、典型的には、バインダーコポリマーを形成するために使用されるモノマーの合計重量基準で０〜２５重量％の量で用いられる。連鎖移動剤の好ましいレベルは、バインダーコポリマーを形成するために使用されるモノマーの合計モル数基準で、０．０１〜０．５、さらに好ましくは０．０２〜０．４、最も好ましくは０．０５〜０．２モル％である。

本発明の別の実施形態において、バインダーポリマーは、多段乳化重合プロセスにより調製でき、この多段乳化重合プロセスにおいては、組成が異なる少なくとも２つの段を連続的なやり方で重合させる。このようなプロセスの結果、通常、少なくとも２つの相互に非相溶性のポリマー組成物が形成され、これにより、ポリマー粒子内に少なくとも２つの相の形成がもたらされる。かかる粒子は、様々な形状、例えば、コア／シェルまたはコア／シース粒子、シェル相がコアを不完全に封入するコア／シェル粒子、複数のコアを有するコア／シェル粒子、および相互貫入ネットワーク粒子などの、２以上の相から構成される。これらの場合の全てにおいて、粒子の表面積の過半部分は、少なくとも１つの外相により占められ、粒子の内部は少なくとも１つの内相により占められる。多段エマルジョンポリマーの段のそれぞれは、エマルジョンポリマーについて本明細書においてすでに開示したのと同じモノマー、界面活性剤、連鎖移動剤などを含有し得る。多段ポリマー粒子の場合、本発明の目的に関するＴｇは、本明細書において詳述されるようなＦｏｘ式により、その内部の段または相の数に関係なく、エマルジョンポリマーの全体的な組成を用いて計算される。同様に、多段ポリマー粒子について、ホスフェートまたはホスホネートモノマーの量は、その中の段または相の数に関係なく、エマルジョンポリマーの全体的な組成から決定される。かかる多段エマルジョンポリマーを調製するために使用される重合技術は、たとえば、米国特許第４，３２５，８５６号；第４，６５４，３９７号；および第４，８１４，３７３号などのように、当該分野においてよく知られている。好ましい多段エマルジョンポリマーは、段の１つだけにおいてホスフェートまたはホスホネートモノマーを含有する。

バインダーコポリマー粒子の平均粒子直径は、ＢＩ−９０パーティクルサイザー（ＢＩ−９０ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅｒ）により測定する場合、３０〜１０００ナノメートル、好ましくは、５０〜５００ナノメートル、さらに好ましくは１００〜３００ナノメートルであり得る。

一つの実施形態において、処理組成物は、例えば、バインダーコポリマーのホスフェートまたはホスホネートモノマーまたは両者の精製により達成することができるような、水溶性リン酸化合物を実質的に含まないものでもよく；あるいはバインダーコポリマーは米国特許出願公開第２００３／０２３６３７４号に開示されているように２未満のｐＨでのプロセスにより調製されてもよい。

本発明の一つの実施形態において、処理組成物は、本明細書において記載されるバインダーコポリマーに加えて、１以上の追加のポリマーを含有することもできる。好ましい実施形態において、追加のポリマーは、共重合単位としてホスフェートまたはホスホネートモノマーを含有しないエマルジョンポリマーであり得る。追加のポリマーは、ホスフェートまたはホスホネート含有バインダーコポリマーの重量基準で、０〜２００重量％のレベルで存在することができる。

本発明の異なる実施形態において、処理組成物は、消泡剤も含有することができる。好適な消泡剤としては、例えば、ＴｅｇｏＦｏａｍｅｘ（商標）ＬＡ−Ｅ４９７（独国デュッセルドルフ（Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ）に位置するデグッサ社（ＤｅｇｕｓｓａＩｎｃ．）により製造）が挙げられる。これらが使用される場合、消泡剤は好ましくは、処理組成物の重量の０．１重量％〜１重量％の量で使用される。

さらなる性能が望まれる本発明のさらに別の実施形態において、処理組成物は、追加の成分、例えば、抗微生物剤、追加の水性ポリマー、耐水性フィラー、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１７８４６３号に記載されているもの、可塑剤、消泡剤を含有することもできる。このような添加剤の使用および量は当業者には周知である。好適な可塑剤としては、例えば、ベンゾエート可塑剤（例えば、テネシー州チャタヌーガ（Ｃｈａｔｔａｎｏｏｇａ，Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）に位置するベルシコール社（Ｖｅｌｓｉｃｏｌ）により製造されるＢｅｎｚｏｆｌｅｘ（商標）５０）、およびフタル酸ジブチルなど、ならびにその組み合わせが挙げられる。これらが使用される場合、可塑剤は、好ましくは処理組成物の１重量％〜１５重量％の量で使用される。好適な殺菌剤としては、微生物、例えば、細菌、カビおよびうどん粉菌などの膜の表面上での増殖を阻害する任意の薬剤、例えば、ペンシルベニア州フィラデルフィアのロームアンドハースから商品名Ｋａｔｈｏｎで商業的に購入することができるもの；デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ）のアイ・シー・アイ・アメリカ社（ＩＣＩＡｍｅｒｉｃａ）から得られるＰｒｏｘｃｅｌ；およびニュージャージー州ローウェー（Ｒａｈｗａｙ，ＮＪ）のメルク社（Ｍｅｒｃｋ）から得られるＴｅｋｔｅｍｅｒなどが挙げられる。添加剤が使用される場合、これらは配合の過程において、おだやかに撹拌しながら処理組成物に単純に添加される。これらの組成物は、添加される殺菌剤の量に応じて、最高１年まで、またはさらにより長く安定であり得る。それらが使用される場合、殺菌剤は、典型的には、処理組成物の０．０１重量％〜５重量％の量で使用される。

処理組成物は、透明であっても、着色されていてもよい。本発明の一つの実施形態において、コーティングまたは塗料組成物として機能するように着色され、配合されることができ、これは、当該分野においては、低光沢またはフラットコーティング、プライマー、テクスチャー付コーティングなどと記載される場合がある。かかるコーティング組成物は、コーティング分野において周知の技術により調製することができる。まず、任意に少なくとも１種の顔料を、例えばコールズ（Ｃｏｗｅｌｓ）ミキサーにより得られるような高剪断下で水性媒体中に十分に分散することができ、あるいは別法において、少なくとも１種のあらかじめ分散された顔料を使用することができる。次いで、バインダーコポリマーを低剪断撹拌下、必要に応じて他のコーティングアジュバントともに添加することができる。別法として、バインダーコポリマーを任意の顔料分散段階において含めることができる。本発明のこの実施形態において、処理組成物は、通常のコーティングアジュバント、例えば、粘着付与剤、乳化剤、造膜助剤、例えば、Ｔｅｘａｎｏｌ（商標）（イーストマン・ケミカル社（ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．））、共溶媒、例えば、グリコールおよびグリコールエーテル、ブチルカルビトール、Ｄｏｗａｎｏｌ（商標）ＰＰＨ（ミシガン州、ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎ，ＭＩ）のダウ・ケミカル社（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ））など、緩衝液、中和剤、増粘剤またはレオロジー改変剤、保湿剤、湿潤剤、殺生物剤、可塑剤、消泡剤、着色剤、ワックス、および酸化防止剤を含有することができる。好ましい実施形態において、処理組成物は、溶媒を含まないか、または実質的に含まない。しかしながら、バインダーポリマーが高Ｔｇを有する場合、フィルム形成が困難になり、溶媒をバインダーとの組み合わせにおいて、水の有無に関係なく使用できる。バインダーが溶媒とともに使用される場合、溶媒は、好ましくは、バインダー重量基準で、２５重量％未満の量で使用される。

処理組成物は、フィルム形成に提供される十分な固形分を有する。処理組成物の固形分は、約５体積％〜約７０体積％であり得、好ましくは、１０体積％〜３０体積％、さらに好ましくは１５体積％〜２５体積％であり得る。処理組成物の粘度は、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度計を用いて測定すると、０．０５〜１０Ｐａ．ｓ（５０ｃｐｓ〜１００００ｃｐｓ）であり；異なる適用方法に対する適切な粘度は相当変化する。

大容積のコンクリートを複数の層で適用しなければならない建築事業において、コンクリートの次の層を迅速に注ぐことができるように、最初に注がれたコンクリート層を適用した直後に、水保持力を最初に注がれたコンクリート層に提供することが望ましい。これは、コンクリートからの、またはコンクリートを通る水分移動を減少させるだけでなく、最初のコンクリート層の注ぎと、追加のコンクリート層、コーティング、またはフロアリング材料（例えば、カーペット、ビニルまたはウッドタイル）などのその後の適用との間の水分に関連した遅延も減少させる。これを可能にするために、本願の処理組成物は、コンクリートが完全に硬化する前に、コンクリートの露出した表面上に適用することができる。すなわち、コンクリートが新しくかつ「生」である状態で、初期固化を達成するとすぐに適用することができるか、または未固化で、湿った、新たに注がれたコンクリートに適用することさえできる。

処理組成物は、任意の好適な方法、例えば、ブラッシング、ローリング、スクイージング、流し込み、ローリング、噴霧法、例えば、エアアトマイズスプレー、エアアシストスプレー、エアレススプレー、高体積低圧スプレー、およびエアアシステッドエアレススプレー、および／または当該分野において知られているような、液体を表面に適用するための任意の他の通常の方法により、コンクリートに適用することができる。好ましい実施形態において、処理組成物はコンクリート表面上に噴霧される。噴霧率は、処理組成物の固形分に応じて変化し得る。好ましい実施形態において、噴霧率は、５０〜５００g／ｍ^２、好ましくは、１００〜３００g／ｍ^２である。処理組成物が乾燥された場合、これは有効な防湿材およびシーラントを形成する。

適用後、処理組成物を乾燥するか、または乾燥可能とすることができる。熱を加えて、処理組成物を乾燥可能とすることができる。処理組成物を１℃〜９５℃の温度で乾燥するか、または乾燥させることができる。処理組成物が固化し、乾燥したら、コンクリート表面からの水蒸気透過を著しく減少させる保護膜を形成する。処理組成物は、コンクリート表面上で乾燥して、コンクリート内に水を保持する膜を形成し、コンクリートのさらに向上された硬化を提供する。

本発明の一実施形態において、処理組成物が乾燥して膜を形成し、最初に注がれたコンクリート層が固化した後、コンクリートのもう一つ別の層を最初に注がれたコンクリート層の上面上に注ぐことができる。第一コンクリート層は、第二層の適用前に必ずしも完全に固化している必要はない。第一コンクリート層は、第二コンクリート層の重量に耐えるのに足りる強度を有するほど十分に固化していることのみが必要である。第一層上の膜は、第二コンクリート層を注いでいる最中または注いだ後の適切かつ均一な硬化のために第一層の水保持を確実にする。第二コンクリート層は、第二コンクリート層の上面上に追加のコンクリート層をその後に注ぐかどうかに関係なく、処理組成物でコーティングすることもできる。

注がれた後、コンクリート層は硬化するか、または硬化可能とされる。通常のコーティングまたはシーラントと異なり、コンクリートの追加の層を注ぐ前、または処理組成物により形成される膜を有するコンクリート表面にコーティングまたは接着剤または他の物質を適用する前に、処理組成物を除去する必要はない。

次の実施例は、本発明および試験手順により得られる結果を説明するために提供される。当業者らには、特定の処方についての言及は単に例示的であり、他の処方が、本発明の範囲から逸脱することなく行えることを理解する。

保護係数試験
本発明に従う処理組成物と２つの比較組成物を、３つの異なるバインダーを次のように４０％固形分まで希釈することにより作製した。これを水でさらに希釈することにより、より低い固形分バージョンを作製した。

注：Ｐｒｉｍａｌ（商標）ＳＦ−０１６（ペンシルベニア州フィラデルフィアのロームアンドハースカンパニーにより製造）は、ＳＦ−０１６がホスフェートモノマーもホスホネートモノマーも含有しないことを除いては、本発明の実施例に組成が類似したアクリルコポリマーエマルジョンである。

注：Ｐｒｉｍａｌ（商標）ＣＳ−３８００（ペンシルベニア州フィラデルフィアのロームアンドハースカンパニーにより製造）は、ホスフェートモノマーまたはホスホネートモノマーを含有しない疎水性エマルジョンポリマーである。

１３５０ｇの標準的な普通の砂（ＥＮ−１９６１）、４５０グラムのセメント３２．５ＭＰａ、および１８０グラムの水を含有するベースコンクリートを調製し、これを遊星形ミキサー中で３分間混合した。１４ｃｍ×１６ｃｍ×４ｃｍの寸法を有する発泡スチロールの型に、この新しいモルタルを充填した。湿潤モルタルおよび型を秤量した。典型的な目標重量は１９５０グラムの新しいコンクリートであった。充填された型を次いで４０℃／４０％相対湿度のオーブン中に３０分間入れた。過剰の浮き水（ｗａｔｅｒｆｌｏａｔ）を次いで吸い取り紙により除去し、充填された型を再秤量した。処理組成物を次いで所定の散布率で、未硬化のコンクリートの上面上に噴霧した。比較組成物を同じ方法で個々のサンプル上に噴霧した。サンプルを再秤量し、硬化膜の適用により加えられた水を引くことによりサンプルの初期全重量を決定した。硬化膜を有する充填された型を次いで４０℃／４０％相対湿度のオーブン中に所定の時間、典型的には２４時間入れた。サンプルを所定の時間で再秤量し、保護係数を次式により決定した:
Ｃ＝（Ｐｔ−Ｐｐ）×１００／Ｐｔ
（式中：Ｃ＝保護係数（％）
Ｐｔ＝モルタル単独の水の損失量（グラム）
Ｐｐ＝硬化膜中の水の量で補正された、硬化膜で保護された試料の水の損失）。

接着試験
剪断結合接着特性を、ウォルター・アンド・バイ（ＷａｌｔｅｒａｎｄＢａｉ）装置を用いて、様々な硬化膜を用いて７日間硬化させた試験サンプルの表面上に適用された５ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍパッチの市販のセルフレベリングモルタル（１０００グラムのＥｕｒｏｍｉｘ粉末および１６０グラムの水）に関して評価した。剪断結合接着試験は、コンクリートベース上で硬化させたモルタルパッチをはぎ取る（ｓｈｅａｒｏｆｆ）ために必要な力を定量的に測定する。保護係数測定において先に使用したコンクリートブロックのそれぞれの上で、４片の５ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍコンクリートパッチを中央にキャスティングし、硬化させた。特定の硬化時間の後、試料を試験機に取り付けて、破断が起こるまで、１００Ｎ／ｓの速度で剪断荷重をパッチに適用した。乾燥剪断結合接着性を、２３℃、５０％相対湿度で７日間硬化後に測定した。湿潤剪断結合接着性を、２３℃、５０％相対湿度で７日間の硬化し、さらに室温で７日間水中に浸漬後に測定した。サンプルを水から取り出した直後に湿ったままで測定した。このような試験において、≧１．０ＭＰａの剪断結合接着性を試験に合格するための適切な性能と見なした。全ての場合において、比較例および本発明の実施例の双方は、硬化膜が１７．５％以上の固形分、２００ｇ／ｍ^２の散布率で適用された場合に、試験に合格した。

Claims

未硬化のコンクリートを処理する方法であって：
ｉ）コンクリートを注いで、露出した表面を有する第一コンクリート層を形成し；
ｉｉ）処理組成物を前記コンクリート層の露出表面上に適用する工程を含み、
前記処理組成物が：
（ａ）５重量％〜７０重量％の水性ポリマーバインダー（ここで、該バインダーは、共重合単位として、０．２重量％〜１０重量％の少なくとも１種のエチレン性不飽和ホスフェートモノマーまたはエチレン性不飽和ホスホネートモノマーを含む）、および
（ｂ）水および溶媒からなる群から選択される液体を含み、
前記コンクリート層が完全に硬化する前に、前記の適用が行われる方法。
前記バインダーが、共重合単位として少なくとも１種のエチレン性不飽和非イオン性モノマーをさらに含む、請求項１記載の方法。
前記バインダーが、共重合単位として、バインダーの乾燥重量基準で０〜５重量％の少なくとも１種のエチレン性不飽和カルボン酸モノマーをさらに含む、請求項１記載の方法。
前記処理組成物が、０重量％〜２重量％の消泡剤をさらに含む、請求項１記載の方法。
前記方法が、コンクリートの少なくとも１の第二層を前記第一コンクリート層の露出表面上に注ぐ工程をさらに含み、
前記第二コンクリート層は、前記処理組成物が乾燥して膜を形成し、かつ前記第一コンクリート層が固化した後に注がれる、請求項１記載の方法。
前記適用が、５０〜５００ｇ／ｍ^２の噴霧率で噴霧することにより行われる、請求項１記載の方法。
前記処理組成物が少なくとも１種の追加のバインダーをさらに含む、請求項１記載の方法。
前記処理組成物を乾燥する、または前記処理組成物の乾燥をもたらす工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
前記コンクリート層が硬化することを可能にする工程をさらに含む、請求項１記載の方法。