JP2013136516A

JP2013136516A - コンクリート表面への接着性が改善されたプラスターモルタル、及びコンクリートにおいてプラスターモルタルの接着性を改善させるための方法

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Publication number: JP2013136516A
Application number: JP2013041467A
Authority: JP
Inventors: Thomas Staffel; シュタッフェルトーマス; Siegbert Weber; ヴェーバージークベルト
Original assignee: BK Giulini GmbH
Current assignee: BK Giulini GmbH
Priority date: 2005-11-05
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2026-10-28
Also published as: JP5300483B2; US20080264293A1; JP5755270B2; DE102005052791B4; JP2009514768A; WO2007051569A1; DE102005052791A1; EP1945594A1

Abstract

【課題】コンクリート表面へのより確実な接着をもたらすプラスターモルタル、もしくは接着プライマーを提供すること。
【解決手段】プラスター、コンクリート、および／または接着プライマーへの添加物としてモノフルオロリン酸塩を使用すること。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート表面で改善された接着性を有するプラスターモルタル、接着プライマー、ならびにコンクリート表面でセメント結合プラスターの接着性を改善する、モノフルオロリン酸塩の使用に関する。

コンクリート表面を有する建材は様々な理由からますます普及している。コンクリートから建築物が構築される一方、コンクリートから成る壁や天井などの既成建材も多様な用途に見られる。どちらの場合においても通常、基礎構造（Ｒｏｈｂａｕ）の構築後さらなる表面仕上げが必要である。このために主に、第一工程としてプラスターが表面上に施与され、次いで塗料、壁紙、上塗りプラスター（Ｓｉｃｈｔｐｕｔｚ）、または他の壁面被覆が施される。特に平坦なコンクリート表面の場合は、上塗りプラスターを直接施与することが可能である。

プラスターは基本的に、セメント結合プラスターと石膏プラスターに分類される。石膏プラスターを用いると、石膏とコンクリートは乾燥の際、もしくは様々な温度で異なる反応をするので、コンクリートから成る表面ではまさに大きな問題を生じる。とりわけ比較的生のコンクリート上に石膏プラスターを塗布する場合、コンクリートは乾燥の際収縮し、石膏は収縮しないので、石膏プラスターの剥落を考慮しなければならない。それゆえとりわけ生のコンクリート表面に対しては、セメント結合のプラスターモルタルが推奨される。

しかしながらまたセメント結合のプラスターモルタルは、コンクリート表面、とりわけコンクリート既製部材には常に充分接着するわけではない。

それゆえすでに、コンクリート表面とのプラスターの接合を改善するためにディスクアンカー（Ｔｅｌｌｅｒｄｕｅｂｅｌ）を使用することが提案されている。

接着プライマーの使用もまた広く普及している。接着プライマーはプラスチックベースの結合剤中に、主に珪砂を含んでいる。この接着プライマーはコンクリート表面に塗布され、粗製表面にプラスターがよりよく接着するようにする。

しかしプラスチックベースの接着プライマーは、実際安定した担持力のある表面をもたらすためには一定の最低作業温度、および比較的長い乾燥時間を必要とする。それゆえさらに、簡便かつ確実な、コンクリート表面へのプラスターモルタルの接着の製造に対する解決への要求がある。これにより本発明の課題は、コンクリート表面へのより確実な接着をもたらすプラスターモルタル、もしくは接着プライマーを提供することであった。

驚いたことに前記課題は、プラスター、コンクリート、および／または接着プライマーへの添加物としてモノフルオロリン酸塩を使用することによって解決されることが判明した。

それゆえ本発明は１実施形態において、モノフルオロリン酸塩を含むプラスターモルタルを提供する。さらなる実施形態においては、モノフルオロリン酸塩を含む接着プライマーを提供する。

本発明の範囲においてプラスターモルタルとは、少なくとも１の水硬性結合剤および骨材を含む混合物と理解される。

水硬性結合剤として考慮されるのは、セメント、石灰、それらの混合物、および石膏である。特に好適なのは、セメント、例えばポルトランドセメント、スラグセメント、ポゾランセメントなどが水硬性結合剤を形成する、セメント結合のプラスターモルタル、および石灰セメントモルタルである。

骨材としては通常、砂が役立つ。その砂は典型的には、プラスターの種類により主に０．２５〜４ｍｍの粒径割合を有する。仕上げプラスターでは最大粒径が典型的には０．５〜１ｍｍ、より厚い塗布用のプラスターの場合は８〜１０ｍｍである。他の材料、例えばプラスチック顆粒、膨張無機物なども、プラスターの種類により二者択一的、または付加的に骨材として含まれていてもよく、それは例えば軽質プラスター（Ｌｅｉｃｈｔｐｕｔｚ）、または上塗りプラスターである。

プラスターモルタルは付加的にそれ自体公知の添加剤、および混和剤を含むことができ、例えばＡＥ剤、硬化促進剤、凝結遅延剤、および着色剤である。

通常プラスターモルタルは、なお水と混合しなければならない乾燥混合物である。

本発明により接着性改善に使用されるモノフルオロリン酸塩、およびその製造法自体は公知である。モノフルオロリン酸塩、およびとりわけモノフルオロリン酸ナトリウムはこれまでとりわけ木材保護剤（ＵＳ４８２４４８４）として、防蝕剤（ＵＳ４６０８０９２、ＵＳ４６１３４５０、およびＵＳ５０７１５７９）として、ならびにコンクリートの剥離低減（ＤＥ６９２０５９６８）に使用されてきた。コンクリート用の促進剤としての、モノフルオロリン酸塩の使用も公知である。

本発明によれば、適しているモノフルオロリン酸塩は、好適にはモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、およびモノフルオロリン酸アルカリ土類金属塩、およびとりわけモノフルオロリン酸ナトリウム、モノフルオロリン酸カリウム、モノフルオロリン酸マグネシム、および／またはモノフルオロリン酸カルシウムである。極めて好適には、モノフルオロリン酸ナトリウム、および／またはモノフルオロリン酸カリウムである。

好適な実施形態によれば、モノフルオロリン酸塩はプラスターモルタルの結合剤に対して、０．０５〜５質量％、好適には０．０５〜１質量％、およびとりわけ０．１〜０．５質量％の量で結合剤に添加される。

この実施形態の特別な利点は、建築現場で前処理や他の付加的な工程が必要とされない点にあり、その供給はすでにプラスターモルタルの製造の際、材料中に正確かつ厳密に行うことができる。

さらに好適な実施形態においては、１〜３０質量％、好適には５〜３０質量％、およびとりわけ１０〜２５質量％の割合でモノフルオロリン酸塩を含有する、好適には水性の溶液が接着プライマーとして使用される。この際上限はモノフルオロリン酸塩の溶解度から生じ、その際接着プライマーは、例えば５℃に冷却の際にも、モノフルオロリン酸塩の沈殿を全く示さない安定溶液であるのが望ましい。もちろんコストという観点においてもより多くのモノフルオロリン酸塩の適用を必要とすることは避けるべきである。下限はその都度塗布される量から生じる。この量は当業者により各塗布方法に従って、好適には一回または二回の塗布で所望のモノフルオロリン酸塩量が適用できるように、確定されうる。

本発明による接着プライマーの塗布は１〜１００ｇ／ｍ²、好適には１０〜８０ｇ／ｍ²、およびとりわけ２０〜５０ｇ／ｍ²の量で行われるべきである。

本発明による接着プライマーはそれ自体公知の方法で、例えば刷毛塗り、ローラー塗布、噴霧塗布、浸漬被覆などによって適用することができる。

塗布は１つ以上の工程で行うことができ、その際、２回または複数回の適用の場合は、好適にはそれぞれの適用の間に乾燥が行われるのが望ましい。

従来の接着プライマーと異なる利点は、乾燥後すぐにプラスター塗布を開始できる点にある。公知の接着プライマーの、プラスチックベースの結合剤硬化に必要な待ち時間が省かれる。本実施形態によるさらなる利点は、モノフルオロリン酸塩の使用が必要な箇所にのみ、つまりコンクリートとプラスターの境界面にのみ適切に行われる点にある。

さらに本発明による接着プライマーはさらなる含有成分、例えば殺真菌剤、着色剤などを含むことができ、その結果塗布によって付加的な効果を達成することができる。

さらなる含有成分が含まれる場合、該含有成分は通常の、その都度の含有成分に規定の量で存在している。

以下の実施例は本発明をさらに詳細に説明するものだが、本発明は具体的な実施形態に限定されるものではない。他に記述がない場合、すべての％の記述は質量に関するものである。

０．１％（結合剤に対して）のモノフルオロリン酸ナトリウムを有するプラスターと、コンクリート表面との間の接合部を示し、図中、「Ａｃｃ．Ｖ」は「加速電圧」を、「Ｓｐｏｔ」は「スポット」を、「Ｍａｇｎ」は「倍率」を、「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉＶｅｒｂｕｎｄ１．ＰｌａｔｔｅＦｅｌｄ２」は「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉ接合第１プレート第２野」を表す。無変性のプラスターと、モノフルオロリン酸ナトリウム、１８．５ｇ／ｍ²の塗布量で１回処理されたコンクリート表面との間の接合部を示し、図中、「Ａｃｃ．Ｖ」は「加速電圧」を、「Ｓｐｏｔ」は「スポット」を、「Ｍａｇｎ」は「倍率」を、「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉＶｅｒｂｕｎｄ２．ＰｌａｔｔｅＦｅｌｄ４」は「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉ接合第２プレート第４野」を表す。無変性のプラスターと、モノフルオロリン酸ナトリウム、３４．５ｇ／ｍ²の総塗布量で２回処理されたコンクリート表面との間の接合部を示し、図中、「Ａｃｃ．Ｖ」は「加速電圧」を、「Ｓｐｏｔ」は「スポット」を、「Ｍａｇｎ」は「倍率」を、「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉＶｅｒｂｕｎｄ２．ＰｌａｔｔｅＦｅｌｄ５」は「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉ接合第２プレート第５野」を表す。無変性のプラスターと、未処理のコンクリート表面との間の接合部を示し、図中、「Ａｃｃ．Ｖ」は「加速電圧」を、「Ｓｐｏｔ」は「スポット」を、「Ｍａｇｎ」は「倍率」を、「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉＶｅｒｂｕｎｄ１．ＰｌａｔｔｅＦｅｌｄ１」は「ＢＫＧｉｕｌｉｎｉ接合第１プレート第１野」を表す。

実施例１
市販の壁用モルタルを処方通りに水と混合し、その後コンクリート表面の製造のために２５ｃｍ×２４ｃｍ、および厚さ約２．５ｃｍのプレートを注型した。プレートは市販の下塗りプラスター（Ｓｏｃｋｅｌｐｕｔｚ）を備えており、その後２ヶ月半の間屋外曝露の後、視覚的に評価した。下塗りプラスターを同様に処方通り水と混合し、その後約９５０ｇの量をコテを使って均一にプレート上に塗布した。

プレート１および２のために約１．５ｇのモノフルオロリン酸ナトリウムもしくはモノフルオロリン酸カリウムを１６００ｇの下塗りプラスターおよび３００ｇの水と混合した。これは結合剤に対して約０．３％のモノフルオロリン酸塩に相当する。

プレート３および４のために約１．５ｇのモノフルオロリン酸ナトリウムもしくはモノフルオロリン酸カリウムを２８．５ｇの水に溶解させ、その溶液を刷毛でプレート上に塗り広げた。１時間後にプレートは乾燥し、プラスター塗布を開始した。

プレート５は比較例としてモノフルオロリン酸塩なしで製造した。

別の試験列において、露出鉄筋の影響を試験するため、鉄筋の一部が表面から突出するように鉄筋をプレート中に挿入した。５枚のプレートを再度製造し、プレート６と７はプレート１および２に、プレート８と９はプレート３と４に、ならびにプレート１０はプレート５に相当する。

その結果を表１にまとめた。

この単純な試験でもすでに、モノフルオロリン酸ナトリウムおよびモノフルオロリン酸カリウムは、プラスターモルタルへの混和剤としても、またコンクリート表面の前処理の場合にも明らかな接着性の改善をもたらすことが明らかである。亀裂の形成は回避され、接着性は基本的に強化される。このことは鉄筋がコンクリート表面から突出しているか否かとは関係なく当てはまる。

実施例２
標準のコンクリートから、３５ｃｍ×２５ｃｍ×５ｃｍの寸法を有する試料プレートを製造し、一日後に型枠を取り外し、その後一週間水中に、そして三週間標準大気中に貯蔵した。

ＤＩＮＥＮ９９８−１（ＫＨＦ^TM、ＳｃｈｗｅｎｋＰｕｔｚｔｅｃｈｎｉｋＧｍｂＨ＆Ｃｏ．Ｋｇ、ＤＥ）による石灰セメントの接着仕上げプラスターＣＳＩＩＩを場合によりモノフルオロリン酸ナトリウムと混合し、処方通りに混合し、０．７ｃｍの厚さでコテを用いて、場合によりモノフルオロリン酸ナトリウムの水溶液が塗られた試料プレート上に施与した。

接合部を境界層の走査型電子顕微鏡（ＲＥＭ）撮影により視覚的に評価した。

ＲＥＭ撮影のために、試料プレートを石材用ノコギリで厚さ約１０ｍｍの薄板状に切り取った。この薄板を４０℃にて平衡湿度まで乾燥させ、岩石圧縮器を用いてコンクリートとプラスター間の接合部が破砕面で見られるように分割した。その試料を「カーボンセメント」を用いてベルジャー（Ｇｌｏｅｃｋｅ）に向けて試料保持部に接着し、その表面をスパッタリングにより金で電気伝導性を付与した。このためにはＢＡＬ−ＴＥＣのＳｐｕｔｔｅｒｃｏａｔｅｒ、タイプＳＣＤ００５を使用し、作業距離は５０ｍｍ、アルゴン雰囲気下での減圧は５×１０^-2ｍｂａｒ、スパッタ電流は６０ｍＡ、時間は６０秒であった。

その結果を図１〜図４に示している。それぞれ三段階の倍率で示している。

図１は、０．１％（結合剤に対して）のモノフルオロリン酸ナトリウムを有するプラスターと、コンクリート表面との間の接合部を示している。モノフルオロリン酸塩によって、コンクリートとプラスターの間に多孔質の石灰焼結層が形成され、当該層が接着性に良性の影響を与えることがわかる。

図２には無変性のプラスターと、モノフルオロリン酸ナトリウム、１８．５ｇ／ｍ²の塗布量で１回処理されたコンクリート表面との間の接合部を示している。接合帯域におけるプラスターの水和は改善され、コンクリート表面の石灰焼結層は薄く、多孔性である。

図３は無変性のプラスターと、モノフルオロリン酸ナトリウム、３４．５ｇ／ｍ²の総塗布量で２回処理されたコンクリート表面との間の接合部を示している。図２に比べてプラスターの水和はさらに改善され、さらなる緻密化が達成されている。プラスターとコンクリートの相互成長は、ＲＥＭ撮影のために移行がなお見られる箇所を探さねばならないほど、すでに進行していた。

図４には比較のために無変性のプラスターと、未処理のコンクリート表面との間の接合部が示されている。はっきりした境界が存在し、コンクリートの硬化セメントが非常に緻密であり、また識別可能な石灰焼結層がほとんどないことがわかる。

この結果で、プラスターモルタルへのモノフルオロリン酸塩の混合、ならびに接着プライマーとしての使用は多孔性石灰焼結層の形成をもたらし、該石灰焼結層はコンクリート表面におけるプラスターの接着性を基本的に改善するということが確認される。

実施例３
実施例２と同様の試料プレートを製造し、プラスターで被覆した。接着性は引張接着力試験器を用いて測定した。

このために試料プレートを１４日間もしくは２８日間、プラスチックフィルム内に貯蔵した。実施例２と同様に、０．１％のモノフルオロリン酸ナトリウムがプラスター中に導入されるか、もしくは一回または二回の処理によって１８．５ｇ／ｍ²もしくは３４．５ｇ／ｍ²のモノフルオロリン酸ナトリウムを表面に塗布した。

引張接着性の測定のため、１４日後、および２８日後にプレートから円形の試料体を切り取った。引張接着力試験器ＥａｓｙＭ（Ｆｒｅｕｎｄｌ、ＤＥ）を用いて引張接着強度を測定した。

二つの試料体からの各平均値を示した結果を、表２にまとめた。

測定値の偏差域が相対的に高かったにもかかわらず、プラスターへの添加によっても、またコンクリート表面の処理によっても、接着性の有意な改善が得られた。

驚いたことに前記課題は、プラスター、コンクリート、および／または接着プライマーへの添加物としてモノフルオロリン酸塩を使用することによって解決されることが判明した。
１．水硬性結合剤、および骨材を含むプラスターモルタルにおいて、少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩が含まれていることを特徴とする、前記プラスターモルタル。
２．１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムが含まれていることを特徴とする、上記態様１に記載のプラスターモルタル。
３．前記プラスターモルタルの結合剤に対して、０．０５〜５質量％、好適には０．０５〜１質量％、およびとりわけ０．１〜０．５質量％のモノフルオロリン酸塩が含まれていることを特徴とする、上記態様１または２に記載のプラスターモルタル。
４．水溶液中に少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩を含む、コンクリート表面用の接着プライマー。
５．モノフルオロリン酸塩が１〜３０質量％、好適には５〜３０質量％、およびとりわけ１０〜２５質量％の割合で含まれていることを特徴とする、上記態様４に記載の接着プライマー。
６．１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムが含まれていることを特徴とする、上記態様４または５に記載の接着プライマー。
７．１種以上のさらなる含有成分、例えば殺真菌薬、着色剤などが含まれていることを特徴とする、上記態様４から６までのいずれか１項に記載の接着プライマー。
８．少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩をコンクリート表面に施与することを特徴とする、コンクリート表面のプラスターの接着性を改善する方法。
９．１〜１００ｇ／ｍ ² 、好適には１０〜８０ｇ／ｍ ² 、およびとりわけ２０〜５０ｇ／ｍ ² のモノフルオロリン酸塩をコンクリート表面に塗布することを特徴とする、上記態様８に記載の方法。
１０．コンクリート表面に１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムを塗布することを特徴とする、上記態様９に記載の方法。
１１．上記態様１から３までのいずれか1項に記載のプラスターモルタルで塗られていることを特徴とする、コンクリートから成る壁もしくは天井。
１２．プラスター塗りされており、かつプラスター塗りの前に上記態様４から７までのいずれか1項に記載の接着プライマーが塗布されていることを特徴とする、コンクリートから成る壁もしくは天井。
１３．プラスターとコンクリート表面との間の接着が、上記態様８から１０までのいずれか１項に記載の方法によって改善されていることを特徴とする、少なくとも１の塗布されたプラスター層を有する、コンクリートから成る壁もしくは天井。

Claims

水硬性結合剤、および骨材を含むプラスターモルタルにおいて、少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩が含まれていることを特徴とする、前記プラスターモルタル。
１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムが含まれていることを特徴とする、請求項１に記載のプラスターモルタル。
前記プラスターモルタルの結合剤に対して、０．０５〜５質量％、好適には０．０５〜１質量％、およびとりわけ０．１〜０．５質量％のモノフルオロリン酸塩が含まれていることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラスターモルタル。
水溶液中に少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩を含む、コンクリート表面用の接着プライマー。
モノフルオロリン酸塩が１〜３０質量％、好適には５〜３０質量％、およびとりわけ１０〜２５質量％の割合で含まれていることを特徴とする、請求項４に記載の接着プライマー。
１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムが含まれていることを特徴とする、請求項４または５に記載の接着プライマー。
１種以上のさらなる含有成分、例えば殺真菌薬、着色剤などが含まれていることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか１項に記載の接着プライマー。
少なくとも１種のモノフルオロリン酸塩をコンクリート表面に施与することを特徴とする、コンクリート表面のプラスターの接着性を改善する方法。
１〜１００ｇ／ｍ²、好適には１０〜８０ｇ／ｍ²、およびとりわけ２０〜５０ｇ／ｍ²のモノフルオロリン酸塩をコンクリート表面に塗布することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
コンクリート表面に１種以上のモノフルオロリン酸アルカリ金属塩、好適にはモノフルオロリン酸ナトリウムおよび／またはモノフルオロリン酸カリウムを塗布することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
請求項１から３までのいずれか1項に記載のプラスターモルタルで塗られていることを特徴とする、コンクリートから成る壁もしくは天井。
プラスター塗りされており、かつプラスター塗りの前に請求項４から７までのいずれか1項に記載の接着プライマーが塗布されていることを特徴とする、コンクリートから成る壁もしくは天井。
プラスターとコンクリート表面との間の接着が、請求項８から１０までのいずれか１項に記載の方法によって改善されていることを特徴とする、少なくとも１の塗布されたプラスター層を有する、コンクリートから成る壁もしくは天井。