JP2015124101A - コンクリート養生剤、及び養生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な方法で、コンクリート打設直後の水分蒸発を抑制することにより、養生時におけるコンクリート表面の乾燥を防止し、以ってプラスチック収縮ひび割れを抑制して健全なコンクリートの養生を行うことが出来る技術を提供する。
【解決手段】アルギン酸又はその塩を有するコンクリート養生剤。

【選択図】図１

Description

本発明はコンクリートの養生技術に関する。

コンクリート（モルタル）が所望の強度および耐久性を発揮できる緻密な構造を持つ為には、コンクリートの水和進行過程の初期段階で十分な養生が必要である。例えば、セメント系硬化体の打設後の急激な乾燥を防ぐ為、湿潤養生が推奨されている。因みに、日本建築学会の「ＪＡＳＳ ５」および土木学会の「コンクリート標準示方書」では、養生期間や方法が規定されている。

養生方法には、コンクリートに水分を供給する方法（水中養生、散水養生など）と、水分の逸散を防止する方法（シート養生、被膜養生など）がある。

水中養生は、最も有効な湿潤養生である。しかし、実際の構造物に水中養生を実施するのは、困難な場合が多い。

硬化前のコンクリート表面から水分が失われると、プラスチック収縮ひび割れが発生する恐れが有る。従って、シートや、被膜養生剤による養生が行われる。シート養生は、シートを用いることから、被膜養生に比べて、作業が煩瑣である。硬化前のコンクリートとシートとが重なっていることから、シートの表面模様が未硬化コンクリートの表面に転写される場合が有る。シートが未硬化コンクリートにくっ付いた為に、コンクリート硬化後にシートを剥離（除去）した際、コンクリート表面の美観が損なわれる場合が有る。

被膜養生は、コンクリート表面に被膜養生剤を散布（又は塗布）し、コンクリート表面に膜を作り、水分が外部に蒸発するのを防止する方法である。被膜養生に用いられる養生剤として各種のものが提案（例えば、特許文献１〜特許文献５）されている。大別すると、ポリマーやワックスを有機溶剤に溶かした有機溶剤タイプと、水中に乳化させた水性タイプとに分けられる。

養生剤を用いる方法（被膜養生方法）は、コンクリート養生面が広範囲な場合や複雑な形状の場合は有効な方法である。しかしながら、これまでの提案になる養生剤では、必ずしも十分な乾燥抑制効果が得られてなかった。例えば、コンクリート表面のプラスチック収縮ひび割れの発生や表層品質の低下が起きていた。

特開平０５−２０８８７９号公報 特開平１１−２１１８４号公報 特開２００４−２４４２５５号公報 特開２００７−３０８３５３号公報 特開２０１２−１７６８７０号公報 特開２００１−１０６５８３号公報

本発明が解決しようとする課題は、簡便な方法で、コンクリート打設直後の水分蒸発を抑制することにより、養生時におけるコンクリート表面の乾燥を防止し、以ってプラスチック収縮ひび割れを抑制して健全なコンクリートの養生を行うことが出来る技術を提供することである。

本発明は、
アルギン酸又はその塩を有する
ことを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、凝結遅延剤が実質上含まれないことを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、アルギン酸又はその塩の量（固形分濃度）が０．８〜２０質量％であることを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、アルギン酸又はその塩が水溶性であることを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下の水溶液であることを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、アルギン酸又はその塩の他にも、多価金属イオンを有することを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤であって、多価金属イオンがカルシウム塩からのものであることを特徴とするコンクリート養生剤を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生剤が、コンクリート表面に、供給される
ことを特徴とするコンクリート養生方法を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生方法であって、コンクリート養生剤は、未硬化の段階のコンクリートの表面に、供給されることを特徴とするコンクリート養生方法を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生方法であって、コンクリート養生剤の供給量が３０〜３００ｇ／ｍ^２であることを特徴とするコンクリート養生方法を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生方法であって、前記コンクリート養生剤が、アルギン酸又はその塩と、多価金属イオンとを有するタイプの場合、前記アルギン酸又はその塩と、前記多価金属イオンとは、別々に、未硬化の段階のコンクリートの表面に、供給されることを特徴とするコンクリート養生方法を提案する。

本発明は、前記コンクリート養生方法であって、コンクリート養生剤の供給は、例えば塗布、散布、噴霧などによることを特徴とするコンクリート養生方法を提案する。

コンクリート表面に保水性のゲル状被膜が形成される。コンクリート表面に形成された被膜によって、コンクリート中の水分の逸散が抑制された。適切な養生が行われ、コンクリートには収縮ひび割れが起き難いものであった。養生後の被膜の除去は容易であった。簡単に実施でき、経済性にも優れていた。

本発明の養生剤が噴霧された材齢１日におけるコンクリートの表面性状が示される写真 本発明の養生剤が噴霧されていない材齢１日におけるコンクリートの表面性状が示される写真

第１の発明はコンクリート養生剤である。コンクリートにはモルタルも含まれる。前記養生剤は、アルギン酸又はアルギン酸塩を有する。すなわち、前記養生剤の成分（構成要素）として、アルギン酸又はアルギン酸塩が用いられている。前記養生剤には、凝結遅延剤は、好ましくは、実質上、含まれてない。養生剤中には凝結遅延剤が実質上含まれてないと言うことである。ここで、「実質上含まれてない」は、コンクリートの凝結遅延効果を奏する量は含まれていないと言うことである。従って、凝結遅延効果が認められない程度の量の凝結遅延剤が含まれていても、本発明の技術的範囲に含まれると解すべきである。例えば、凝結遅延剤が、セメント１００質量部に対して、一般的には、０．２質量部以下の量であれば、凝結遅延効果は殆ど無いと考えられる。「凝結遅延効果を奏する量は含まれていない」と言うことは、凝結遅延剤が含有されていないと同じ意味である。そうであるならば、わざわざ、少量の凝結遅延剤を含有させる意味合いが無い。従って、好ましくは、養生剤中には凝結遅延剤は含まれていない。

前記アルギン酸又はその塩の量（固形分濃度）は、好ましくは、０．８〜２０質量％である。より好ましくは、１質量％以上である。より好ましくは、１５質量％以下である。すなわち、前記物質が少なすぎた場合、養生効果が低かったからである。前記物質が多すぎた場合、コンクリート表面に散布し難かったからである。

前記アルギン酸又はその塩は、好ましくは、水溶性のものである。水溶液の形態の場合、コンクリート表面に供給し易かったからである。かつ、水溶液タイプの養生剤であれば、有機溶剤が用いられる場合に比べて、環境汚染の恐れが小さい。

前記養生剤は、散布性や環境汚染の観点から、好ましくは、粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下の水溶液である。

前記コンクリート養生剤には、好ましくは、更に多価金属イオンが用いられる。好ましくは、アルギン酸（アルギン酸塩）と、多価金属イオンとが用いられる。多価金属イオンは、アルギン酸（アルギン酸塩）１００質量部に対して、好ましくは、１質量部以上である。より好ましくは、３質量部以上である。好ましくは、２００質量部以下である。多価金属イオンは、特に、好ましくは、カルシウム塩からのものである。

第２の発明はコンクリート養生方法である。前記方法は、前記コンクリート養生剤が、コンクリート表面に、供給されることを内容とする。特に、未硬化の段階のコンクリートの表面に、コンクリート養生剤が供給される。コンクリート養生剤の供給量は、好ましくは、３０〜３００ｇ／ｍ^２である。より好ましくは、５０ｇ／ｍ^２以上である。更に好ましくは、７５ｇ／ｍ^２以上である。より好ましくは、３００ｇ／ｍ^２以下である。更に好ましくは、２５０ｇ／ｍ^２以下である。前記コンクリート養生剤が、アルギン酸（アルギン酸塩）と、多価金属イオンとを有するタイプ（複数剤タイプ）の場合、前記アルギン酸（アルギン酸塩）と、前記多価金属イオンとは、別々に、未硬化の段階のコンクリートの表面に、供給される。コンクリート養生剤の供給は、例えば塗布、散布、噴霧などによる。

以下、更に説明される。

本発明のコンクリート養生剤は、アルギン酸（アルギン酸塩）を含有する。コンクリート打設後の未硬化のコンクリートに散布されることによって、コンクリート中のカルシウム等の多価金属イオン成分と反応し、保水性を持つゲル状の被膜が形成される。これによって、コンクリート中の水分の逸散が抑制され、良好な養生がなされた。

アルギン酸（アルギン酸塩）の中では、水溶性のアルギン酸塩が好ましい。例えば、アルカリ金属アルギン酸塩である。具体的には、アルギン酸ナトリウム（アルギン酸ソーダ）、アルギン酸カリウム等が挙げられる。入手のし易さから、アルギン酸ナトリウムは好ましい。

前記アルギン酸塩は、水溶液とした場合、低粘度となるものが好ましい。例えば、アルギン酸ナトリウムは、水によく溶ける。しかし、アルギン酸ナトリウム水溶液は、粘性が高い。コンクリート構造物の広い範囲に養生剤を均一、かつ、簡便に施工するには、噴霧（散布）施工が好ましい。この時、施工を行うに適した粘度の水溶液であることが好ましい。例えば、４００ｍＰａ・ｓ以下（使用時における粘度：例えば、５〜３０℃）であるものが好ましい。より好ましくは、２００ｍＰａ・ｓ以下である。アルギン酸塩の固形分濃度が１０質量％における水溶液の粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下（２００ｍＰａ・ｓ以下）であるものが好ましい。

アルギン酸塩の固形分濃度は０．８質量％〜２０質量％であることが好ましい。更に好ましくは、１質量％以上である。更に好ましくは、１０質量％以下である。０．８質量％未満の少な過ぎた場合、ゲル状の被膜形成能力が弱い。コンクリートからの水分散逸を十分に抑制できない。２０質量％を越えて多すぎた場合、飽和溶解度に近付く。この為、溶解が困難になる。

養生剤は、好ましくは、アルギン酸（アルギン酸塩）と、多価金属イオンとの組み合わせで用いられる。この場合、好ましくは、アルギン酸（アルギン酸塩）含有剤（Ａ）と、多価金属イオン含有剤（Ｂ）として、別々に調製（保存）され、用いられる。同一容器中に保存（共存）していると、ゲル化が始まるからである。

多価金属イオンを含む化合物としては、例えばカルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩、アルミニウム塩、鉄塩などが挙げられる。より具体的には、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、塩化第二鉄などが挙げられる。カルシウム塩は特に好ましい。多価金属イオンを含む化合物の固形分濃度は、好ましくは、１質量％、より好ましくは、３質量％以上である。飽和濃度以下である。

本発明の養生剤には、本発明の効果を損なわない範囲において、更に各種の添加剤を含有することを妨げない。例えば、セルロース類、パラフィンエマルジョン、界面活性剤などが添加されていても良い。

本発明の養生方法は、前記コンクリート養生剤が、コンクリート表面に、例えば塗布（又は、散布）することにより実施される。塗布（散布）量は、好ましくは、５０〜３００ｇ／ｍ^２である。より好ましくは、７５ｇ／ｍ^２以上である。より好ましくは、２５０ｇ／ｍ^２以下である。

コンクリート表面に前記コンクリート養生剤が供給される方法としては、各種の手法が考えられる。例えば、散布による場合、手押しポンプ式の噴霧機、機械式の噴霧機などを用いれば良い。

Ａ剤（アルギン酸（アルギン酸塩）含有剤：アルギン酸塩水溶液）とＢ剤（多価金属イオン含有剤：多価金属塩水溶液）とからなる養生剤を用いて施工する場合、各々の溶液（水溶液）がコンクリート構造物の表面に散布される。散布順は、Ａ剤とＢ剤との何れが先でも良い。別々の散布ではあるが、同時散布でも良い。好ましくは、Ａ剤散布の後にＢ剤が散布される。Ａ剤散布後にＢ剤が散布（Ａ剤の上にＢ剤が散布）されると、ゲル化に必要なカルシウムイオン等の多価金属イオンが、Ａ剤（アルギン酸（アルギン酸塩））の上下両方から、供給される。従って、ゲル状の被膜が速やかに形成される。

本発明のコンクリート養生剤は、好ましくは、速硬性を有するコンクリートに使用される。特に、速硬性コンクリート（例えば、カルシウムアルミネート類を主成分とする速硬性セメント混和材が添加された速硬性コンクリート）の場合は、普通のコンクリートに比べて、コンクリートからのカルシウムイオンの供給量が多くなる。従って、本発明の養生剤が用いられた場合、ゲル状被膜が効果的に形成される。速硬性を有するコンクリートは、ブリーディングが少ないことが多く、打設後の硬化が速く、かつ、水和熱の発生量が多い為、表面が乾燥し易い。この為、養生に際して、速やかに、表面からの水分逸散を抑制する必要が有る。このような場合、本発明のコンクリート養生剤が有効である。すなわち、本発明のコンクリート養生剤を用いて施工した場合、簡便、かつ、速やかに、適切な養生が行われる。前記カルシウムアルミネート類としては、アルミナセメント、非晶質カルシウムアルミネート、アーウイン、カルシウムアルミノシリケート、カルシウムアルミノフェライトなどが挙げられる。

特許文献６には、「水と、凝結遅延剤と、多価金属イオンの存在下でゲル化する被膜形成剤とを含有し、かつ、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であるコンクリートの表面処理剤」「多価金属イオンの存在下でゲル化する被膜形成剤は、アルギン酸又はその塩」「水と、凝結遅延剤と、多価金属イオンの存在下でゲル化する被膜形成剤とを含有し、かつ、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下の表面処理剤を、未硬化状態のコンクリート表面に噴霧し、該コンクリートが硬化した後、該コンクリート表面の未硬化部分のモルタルを除去するコンクリート表面のモルタル除去方法」「前記コンクリート表面の未硬化部分のモルタルを削り出しにより除去するモルタル除去方法」の開示が有る。特許文献６の段落番号［００２９］には、「普通ポルトランドセメント１４重量部、水６重量部、砂２８重量部、粗骨材（砕石）５２重量部を混合した舗装用コンクリートの打設後、その上面を均し、表１に示される表面処理剤を噴霧量が２００ｇ／ｍ^２となるように、均した表面に噴霧」の開示が有る。
特許文献６の段落番号［００３０］には、「表面処理剤を噴霧後のコンクリートは温度２０度で気乾養生を行い、打設後、１５〜２４時間経過したところでコンクリート表面をブラシで削り、コンクリート中の粗骨材をコンクリート舗装面に露出させ、削り出し深さのばらつきの大小を調べた。」の開示が有る。
すなわち、特許文献６には、アルギン酸（アルギン酸塩）を含むコンクリート表面処理剤の開示が有り、かつ、「表面処理剤を噴霧後のコンクリートは温度２０度で気乾養生」の開示が、表面的に、有る。
しかし、特許文献６の技術はコンクリート養生に関する技術では無い。
なぜならば、特許文献６の表面処理剤は、アルギン酸塩の他に凝結遅延剤を必須成分として含有する。特許文献６の表面処理剤は凝結遅延剤を含有するが故に、表面処理剤を散布してから所定時間後において、コンクリート表面の削り出し（骨材露出）が可能になるのである。
特許文献６中には、文言「養生」が存在するものの、コンクリート硬化を目指しての養生では無い。特許文献６における養生が本発明の如きの養生で有ったとするならば、コンクリート表面の削り出し（骨材露出）は簡単では無い。
特許文献６が解決しようとする課題と本願発明が解決しようとする課題とは、互に、異なる。特許文献６が奏する特長と本願発明が奏する特長とは、互に、異なる。
従って、特許文献６は本願発明の先行技術には該当しない。

以下、より具体的な実施例が挙げられる。但し、本発明は以下の実施例のみに限定されない。本発明の特長が大きく損なわれない限り、各種の変形例や応用例も本発明に含まれる。

表−１に示される物質が用いられてコンクリート養生剤が作製された。
表−１
成分 製造会社
アルギン酸ソーダ（ＳＡ−１） 関東化学社製 １ｗｔ％水溶液（３５０ｍＰａ・ｓ）
アルギン酸ソーダ（ＳＡ−２） キミカ社製 １０ｗｔ％水溶液（３５ｍＰａ・ｓ）
ＣａＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ（ＣＣ） 米山薬品工業社製

表−２
材料 産地
水（Ｗ） 上水道水
セメント（Ｃ） 普通ポルトランドセメント：太平洋セメント社製
砂（Ｓ） 標準砂
減水剤（Ａｄ） マスターポゾリスＮｏ．７０：ポゾリス社製

表−３
Ｗ／Ｃ Ｓ／Ｃ Ａｄ
４０％ ３ Ｃ×０．３７５％

表−２に示される材料が用いられ、２０℃，８０％ＲＨの室内において、ＪＩＳ Ｒ ５２０１の方法に準じて練り混ぜることによって、表−３に示される配合のモルタルが調製された。このモルタルが２７８×２１３×３６ｍｍの容器に打設された。打設直後にコテ慣らしが行われ、養生剤が表面に噴霧された。噴霧量は１５０ｇ／ｍ^２であった。

下記の特性が調べられたので、表−４に示される。
（１） 噴霧性（施工性）
養生剤の噴霧性が目視で評価された。支障なく噴霧が出来たものを良、なんとか噴霧できたものを可、噴霧できなかったものを不可で表記された。
（２） 表面性状
被膜の生成状況ならびにコンクリート表面の乾燥・ひび割れ状況が目視で評価された。
（３） 水分蒸発速度
養生剤が噴霧されたモルタルが、室温２０℃，湿度７０％の試験室に設置された。現場における乾燥環境を想定し、扇風機で風を当てながら、養生が行われた。養生剤散布後から０，１，２，４，８時間後の試験体重量が測定された。試験体の重量変化より、時間当たりの水分蒸発速度が算出された。

試験例５，６では、アルギン酸ナトリウムを含有する養生剤（Ａ剤）が噴霧された後、塩化カルシウムを含有する養生剤（Ｂ剤）が噴霧された。Ａ剤の噴霧量は１５０ｇ／ｍ^２、Ｂ剤の噴霧量は１００ｇ／ｍ^２であった。

比較例として、養生剤を使用しない場合（比較例１）、水を噴霧した場合（比較例２）についても、試験が行われたので、その結果も示される。

表−４

表−４より、アルギン酸ナトリウムを１％以上添加した場合、養生剤としての効果が得られている。アルギン酸ナトリウムとして低粘度グレードを使用した場合には、固形分濃度を２質量％以上に設定でき、噴霧性、表面性状ともに良好な養生剤であることも判る。

アルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムとが組み合わされて使用された場合、コンクリートからの水分蒸発の抑制効果が高く、より優れた養生剤であることも判る。

Claims (10)

1. アルギン酸又はその塩を有する
   ことを特徴とするコンクリート養生剤。
2. 凝結遅延剤が実質上含まれない
   ことを特徴とする請求項１のコンクリート養生剤。
3. アルギン酸又はその塩の量（固形分濃度）が０．８〜２０質量％である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のコンクリート養生剤。
4. アルギン酸又はその塩が水溶性である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかのコンクリート養生剤。
5. 粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下の水溶液である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかのコンクリート養生剤。
6. 多価金属イオンを有する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかのコンクリート養生剤。
7. 多価金属イオンがカルシウム塩からのものである
   ことを特徴とする請求項６のコンクリート養生剤。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかのコンクリート養生剤が、コンクリート表面に、供給される
   ことを特徴とするコンクリート養生方法。
9. コンクリート養生剤は、未硬化の段階のコンクリートの表面に、供給される
   ことを特徴とする請求項８のコンクリート養生方法。
10. コンクリート養生剤の供給量が３０〜３００ｇ／ｍ^２である
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９のコンクリート養生方法。