JP2016079041A - コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート構造物に対してケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができ、しかも自然環境への負荷が少ない新規なケイ酸塩系表面含浸材を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材であって、動植物由来の天然着色剤を含有することを特徴とするケイ酸塩系表面含浸材。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材に関する。

ケイ酸塩系表面含浸材は、ケイ酸塩系表面含浸工法において使用するケイ酸アルカリ金属塩を主成分とする液状材料であって、コンクリートに含浸し、水酸化カルシウムと反応してC-S-Hゲルを生成し、コンクリート表層部を表面改質（緻密化）することにより強度、耐久性、防水性等を付与する補強材である。なお、本明細書における「コンクリート」の用語には「モルタル」「セメントペースト」も含まれる。

従来、コンクリート構造物やコンクリート吹付け面の表面に存在するヘアークラック、ひび割れ等の空間を緻密化し、コンクリート構造物やコンクリート吹付け面の強度、耐久性、防水性等を向上させたり、中性化、塩害等を抑止したりするために各種のケイ酸塩系表面含浸材が使用されている。また、各種のケイ酸塩系表面含浸工法も知られている。

コンクリート構造物やコンクリート吹付け面にケイ酸塩系表面含浸材を塗布（塗布には噴霧の意味が含まれる。以下同じ）した場合には、ケイ酸塩系表面含浸材が無色透明であることに加えて多孔質表面に速やかに含浸されるため、ムラなく塗布されているか否かを視覚的に確認することが困難であるという問題がある。また、ケイ酸塩系表面含浸工法が数日に渡り行われる場合には、日が変わると既に施工が完了している部分がどこまでかを視覚的に把握することが困難であるという問題がある。従来は、ケイ酸塩系表面含浸工法の進捗はケイ酸塩系表面含浸材の使用量（空缶管理）に頼るのが一般的である。

上記問題に対して、ケイ酸塩系表面含浸材に着色剤を添加することによって塗布を確認する方法が考えられるが、着色剤を添加することによりコンクリート構造物や吹付モルタルに長期に亘り不必要な着色が残存することや経時的な着色剤の流れ出しによる自然環境に対する負荷の懸念から採用されておらず、一般的にはｐＨ指示薬や試験紙を用いた確認方法が採用されている。

例えば、アルカリ性で呈色反応するｐＨ指示薬を浸み込ませた吸水性マットを使用して塗布部分のアルカリ成分を確認する方法、湿らせた濾紙等を塗布部分に貼り付け、吸着したケイ酸成分の呈色反応を確認する方法等が一般に用いられている。

上記確認方法に関して、例えば、特許文献１には、「ケイ酸塩系のコンクリート改質剤がコンクリート構造物の表面に施工されたことを検査するコンクリート改質剤の検査方法であって、対象となるコンクリート構造物の表面を洗浄後、当該コンクリート構造物の表面を水分で湿らして、前記コンクリート構造物の表面上の水分を、吸水性を有するシートに含浸させた後、前記シートに、塩酸水溶液Ｉとモリブデン酸アンモニウム水溶液ＩＩとを混合して希釈した溶液Ａを滴下し、当該シートの変色の有無によって施工の有無を確認することを特徴とするコンクリート改質剤の検査方法。」が開示されている。

しかしながら、これらの公知の確認方法を実施する際は、確認キットを用いてわざわざ確認する必要があるという煩雑さがあるばかりか、ピンポイントで数ヶ所の確認をすることになるためムラなく塗布できているか否かを確認するには適していない。

従って、これらの従来の問題点を改善し、ケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができ、しかも自然環境への負荷が少ない新たな技術の開発が望まれている。

特開２０１３−１１５８４号公報

本発明は、コンクリート構造物に対してケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができ、しかも自然環境への負荷が少ない新規なケイ酸塩系表面含浸材を提供することを目的とする。

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸塩系表面含浸材に特定の着色剤を含有させた場合には、ケイ酸塩系表面含浸材を塗布した部分が着色されることにより塗布したことを確認できるとともに、自然環境への負荷が少なく、経時的に着色が消滅してコンクリート構造物本来の色調に戻ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記のコンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材、塗布確認方法及び表面改質方法に関する。
１．コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材であって、動植物由来の天然着色剤を含有することを特徴とするケイ酸塩系表面含浸材。
２．前記動植物由来の天然着色剤の含有量が０．３〜１０．０重量％である、上記項１に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
３．前記動植物由来の天然着色剤は、クチナシ色素、コチニール色素、カカオ色素、ラック色素、ベニコウジ色素、パプリカ色素、ベニバナ色素及び麦芽色素からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性色素である、上記項１又は２に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
４．前記動植物由来の天然着色剤は、クチナシ色素、コチニール色素、パプリカ色素及びベニバナ色素からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性色素である、上記項１又は２に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
５．更に合成着色剤を含有し、当該合成着色剤の含有量が０．５重量％以下である、上記項１〜４のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材。
６．更に界面活性剤を含有する、上記項１〜５のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材。
７．コンクリート構造物に上記項１〜６のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材を塗布した際に、塗布部分が着色されたことを確認することを特徴とする、コンクリート構造物へのケイ酸塩系表面含浸材の塗布確認方法。
８．コンクリート構造物に上記項１〜６のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物の表面改質方法。

本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、動植物由来の天然着色剤を含有することにより、コンクリート構造物にケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができる。よって、ケイ酸塩系表面含浸工法においてムラなく塗布することができるとともに数日に亘り施工される場合でも、前日までにどこまで塗布したかを簡便に把握することができる。また、動植物由来の天然着色剤であり、塗布後は経時的（好適には数日中）に自然分解されて消滅するため自然環境への負荷が少なく、不必要な着色が長期に亘って残存することや合成着色剤のような環境負荷の大きな着色剤が流れ出す問題も回避されている。

調製した６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材（試料１〜６）を示す図である。左から順に、試料１（クチナシ黄色素及びクチナシ青色素の混合色素）、試料２（コチニール色素：主色素としてのカルミン酸にＬ−酒石酸ナトリウム他を混合）、試料３（クチナシ青色素）、試料４（カカオ色素）、試料５（ベニバナ黄色素）、及び試料６（コチニール色素：主色素としてアントラキノン系カルミン酸）を示す。 試料１〜６の６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板への着色性を示す図である。 調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材（試料７〜１１）を示す図である。左から順に、試料７（クチナシ黄色素及びクチナシ青色素の混合色素）、試料８（クチナシ青色素）、試料９（カカオ色素）、試料１０（ベニバナ黄色素）、及び試料１１（コチニール色素：主色素としてアントラキノン系カルミン酸）を示す。 試料７〜１１の５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板への着色性を示す図である。 試験例１〜５で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例６〜１０で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例１１〜１５で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例１６〜２０で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例２１〜２５で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例２６〜３０で調製した５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例３１〜３４で調製した４種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例３５〜４０で調製した６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日後の退色性を示す図である。 試験例４１〜４３で調製した３種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日、２１日後の退色性を示す図である。 試験例４４〜４８で調製した４種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日、２１日後の退色性を示す図である。 比較例１〜３で調製した３種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のモルタル基板及びコンクリート二次製品への着色直後と３日、７日、１０日、２１日後の退色性を示す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材であって、動植物由来の天然着色剤を含有することを特徴とする。

上記特徴を有する本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、動植物由来の天然着色剤を含有することにより、コンクリート構造物にケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができる。よって、ケイ酸塩系表面含浸工法においてムラなく塗布することができるとともに数日に亘り施工される場合でも、前日までにどこまで塗布したかを簡便に把握することができる。また、動植物由来の天然着色剤であり、塗布後は経時的（好適には数日中）に自然分解されて消滅するため自然環境への負荷が少なく、不必要な着色が長期に亘って残存することや合成着色剤のような環境負荷の大きな着色剤が流れ出す問題も回避されている。
（ケイ酸塩系表面含浸材）
本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、後記の動植物由来の天然着色剤を含有すること以外は限定されず、ベース材として公知のケイ酸塩系表面含浸材を幅広く用いることができる。ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材としては、ケイ酸塩系表面含浸工法において使用するケイ酸アルカリ金属塩を主成分とする液状材料であって、コンクリートに含浸し、水酸化カルシウムと反応してC-S-Hゲルを生成し、コンクリート表層部を表面改質（緻密化）できるものであればよい。ケイ酸塩系表面含浸材の具体例は下記の通りである。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、コンクリート中のクラックや毛管空隙にシリカ成分の結晶を生じさせるケイ酸アルカリ金属塩を主成分とする液状材料であればよく、液状材料を構成する分散媒としては、一般に水等が使用できる。

ケイ酸アルカリ金属塩は、一般に二酸化ケイ素及びアルカリ金属の酸化物として表される化合物である。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。アルカリ金属の酸化物に対する二酸化ケイ素のモル比は特に限定されないが、２〜１０が好適である。また、ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材中のシリカ成分の濃度は、５〜２５重量％が好ましく、その中でも１０〜２０重量％がより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、キレート剤を含有してもよい。ケイ酸塩系表面含浸剤をコンクリートのクラックや毛管隙間に浸透させると、キレート剤がコンクリートに含まれるカルシウムをキレート化する。このキレート化したカルシウムと前記シリカ成分とが反応してゲル状の物質を形成し、コンクリートのクラックや毛管隙間を充填する。つまり、ケイ酸塩系表面含浸材はキレート剤を含むことにより、コンクリート中のクラックや毛管空隙におけるゲル状物質の生成を一層促進させ、コンクリートの強度、防水性能、耐久性を更に向上させることができる。

キレート剤は、カルシウムをキレート化するものであれば特に限定されないが、例えば、ピロリン酸、トリリン酸等の重合リン酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸等の有機酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）及びその塩、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）及びその塩等が挙げられる。ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材中のキレート剤の濃度は限定されないが、含有する場合には、０．５〜３重量％が好ましく、その中でも１〜２．５重量％がより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、界面活性剤を含有してもよい。ケイ酸塩系表面含浸剤が界面活性剤を含むことにより、コンクリートのクラックや空隙への浸透性が向上する。そのため、クラックや空隙の奥まで充填することができる。

界面活性剤は、表面張力を低下させることができ、ケイ酸塩系表面含浸剤に安定に溶解するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリカルボン酸系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材中の界面活性剤の濃度は限定されないが、含有する場合には、０．０５〜０．２５重量％が好ましく、その中でも０．１０〜０．１５重量％がより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、無機塩類を含有してもよい。無機塩類は、ケイ酸アルカリ金属塩中のシリカの見掛け分子量を上げるという作用を奏する。よって、無機塩類を含有する場合には、コンクリートの耐水性を一層向上させることができる。

無機塩類は、上記作用を奏するものであれば特に限定されないが、シリカ骨格中に導入される元素（ホウ素、リン）を含んでいるものが好ましい。無機塩類としては、例えば、ほう砂やトリポリリン酸塩、トリメタリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等のポリリン酸塩が挙げられる。ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材中の無機塩類の濃度は限定されないが、含有する場合には、０．５〜４重量％が好ましく、その中でも１〜２重量％がより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、金属水酸化物を含有してもよい。金属水酸化物は、アルカリ混合効果を奏する。よって、金属水酸化物を含有する場合には、浸透性、成膜性及び耐水性が高く、表面改質効果が一層優れている上、白華現象を抑止できる。

金属水酸化物は、上記の作用を奏するものであれば特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材中の金属水酸化物の濃度は限定されないが、０．５〜１５重量％が好ましく、その中でも１．０〜１３重量％がより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材は、シリカゾル及び活性シリカゾルの少なくとも１種を含有してもよい。シリカゾル及び活性シリカゾルは粒子径が大きいため、コンクリートの大きいクラックを充填することができる。

シリカゾルは、粒子径がナノレベルのシリカ分散液であり、活性シリカゾルは、ケイ酸アルカリ塩のアルカリ分をイオン交換又は酸による中和により除去したものである。シリカゾル及び活性シリカゾルの粒子径は限定されないが、５〜２００ｎｍが好ましく、その中でも１０〜１００ｎｍがより好ましい。

ベース材としてのケイ酸塩系表面含浸材の比重は限定されないが、１．１〜１．２の範囲が好適である。また、ｐＨは１０〜１２の範囲が好適である。
（動植物由来の天然着色剤）
本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、上記ベース材に加えて動植物由来の天然着色剤を含有する。この動植物由来の天然着色剤によりベース材が着色されるため、塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができる。よって、ケイ酸塩系表面含浸工法においてムラなく塗布することができるとともに数日に亘り施工される場合でも、前日までにどこまで塗布したかを簡便に把握することができる。また、動植物由来の天然着色剤であり、塗布後は経時的（好適には数日中）に自然分解されて消滅するため自然環境への負荷が少なく、不必要な着色が長期に亘って残存することや合成着色剤のような環境負荷の大きな着色剤が流れ出す問題も回避されている。

動植物由来の天然着色剤としては上記性能が発揮される限りその種類は限定されないが、例えば、クチナシ色素、コチニール色素、カカオ色素、ラック色素、ベニコウジ色素、パプリカ色素、ベニバナ色素及び麦芽色素からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性色素が好ましい。これらの動植物由来の天然着色剤の中でも、クチナシ色素、コチニール色素、パプリカ色素及びベニバナ色素の少なくとも１種が特に好ましい。これらの動植物由来の天然着色剤は一般に食品添加物としても使用されており、自然環境への負荷は少ないものである。

ケイ酸塩系表面含浸材中の動植物由来の天然着色剤の含有量は限定されないが、塗布部分の視認性を確保するためには０．３重量％以上であることが好ましい。また、含有量が多すぎる場合にはケイ酸塩系表面含浸材への溶解性が低下することから１０．０重量％以下であることが好ましい。この中でも、動植物由来の天然着色剤の含有量は、０．３〜３．０重量％がより好ましく、０．５〜２．０重量％が最も好ましい。なお、動植物由来の天然着色剤の含有量は、その種類及び施工対象のコンクリートの特性に応じて適宜調整することができる。
（その他の添加剤）
本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、ベース材に上記動植物由来の天然着色剤を含有することに加えて、必要に応じて少量の合成着色剤を含有してもよい。この合成着色剤は上記動植物由来の天然着色剤による着色を補助するために自然環境の負荷とならない少量を併用することができる。

合成着色剤としては、例えば、赤色２号、赤色１０６号、黄色５号、緑３号、青色２号等が挙げられる。

ケイ酸塩系表面含浸材中の合成着色剤の含有量は限定されないが、自然環境への負荷を考慮して０．５重量％以下が好ましく、０．０４〜０．２５重量％がより好ましい。

また、本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、特に動植物由来の天然着色剤の経時的な自然分解（例えば酸化分解）による消滅までの時間を調整するために、酸化防止剤（日持向上剤）を含有してもよい。この酸化防止剤としては、食品添加物としても公知のローズマリー抽出物などが好ましい。酸化防止剤の含有量は動植物由来の天然着色剤の種類に応じて適宜調整できるが、通常はケイ酸塩系表面含浸材中０．２〜０．５重量％が好ましい。
（コンクリート構造物）
本発明のケイ酸塩系表面含浸材を適用できるコンクリート構造物は、少なくとも最表面にコンクリート硬化体、モルタル硬化体又はセメントペースト硬化体が存在する構造物である。なお、コンクリート硬化体、モルタル硬化体及びセメントペースト硬化体の意味は、下記の通りである。
（１）コンクリート硬化体…セメント、水、砂、砂利及び添加剤の混合物の硬化体
（２）モルタル硬化体…セメント、水、砂及び添加剤の混合物の硬化体、
（３）セメントペースト硬化体…セメント、水及び添加剤の混合物の硬化体、を意味する。

コンクリート構造物の例示としては、港湾分野では、防波堤、消波ブロック、灯台等が挙げられる。河川分野では、堰、堤防、護岸ブロック等が挙げられる。下水道分野では、ボックスカルバート、ヒューム管、マンホール、汚水枡等が挙げられる。道路分野では、地下道、共同溝、縁石、側溝、橋梁、橋台、トンネル、擁壁、コンクリート舗装、斜面補強等が挙げられる。鉄道分野では、枕木、遮音壁、地下鉄、橋梁、橋台、トンネル等が挙げられる。電力分野では、ダム、原子力発電所、火力発電所、鉄塔基礎、電信柱等が挙げられる。一般分野では、住宅の基礎、地下室、集合住宅、ビル、倉庫、病院、ブロック塀、車止め、杭、インターロッキングブロック等が挙げられる。なお、これらは例示であり、これらと同等の他のコンクリート構造物も本発明の対象とすることができる。

上記コンクリート構造物を作製するために用いられるセメントとしては限定されず、ポルトランドセメント、アルミナセメント、混合セメント（高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント）、エコセメント等、日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されたセメントを幅広く使用することができる。

上記コンクリート構造物の作製方法は限定的ではないが、一般にコンクリートを型枠に打ち込み、締め固め（打設）、仕上げ及び養生の工程を経て作製される。

型枠としては、組み立て及び取り外し作業が容易で、取り外し時にコンクリートその他に振動、衝撃等を及ぼさない構造であってモルタルが漏出しない構造のものが使用される。

コンクリートの打ち込み条件は限定されないが、通常はコンクリートポンプを使用し、コンクリートポンプの吐出口から打ち込み面までの高さは１．５ｍ以内、一層当たりの打ち込み高さは４０〜５０ｃｍを標準とする。

コンクリートを型枠に打ち込んだ後、コンクリートの充填性を高めるために締め固めが行われる。締め固めには一般に棒状バイブレータが用いられる。挿入間隔は５０ｃｍ程度、挿入深さはコンクリートに１０ｃｍ程度（複数層に分けた打ち込みをする場合には、各層のコンクリートに１０ｃｍ程度）、一箇所当たりの振動時間を５〜１５秒とすることが標準的である。なお、棒状バイブレータの使用が困難であり、且つ型枠に近い場所には型枠バイブレータ又は型枠面を強く叩くことで振動を与えて締め固めを行う。これにより、打ち込んだコンクリート内部の空気を追い出して充填性が高められる。

露出面となるコンクリート表面は平坦であることが求められる。美観状必要なだけではなく、コンクリート構造物の耐久性及び水密性を向上させるためにも大切である。コンクリート表面に染み出た水はできる限り除去し、レイタンス、細かいひび割れ、脆弱な層の形成及びその剥離の発生を防止することが大切である。コンクリート表面の仕上げは、木ゴテなどを用いてほぼ所定の高さ及び形にならした後、必要に応じて金ゴテを用いて平滑に仕上げられる。

コンクリートの養生は、一定期間、硬化に必要な温度及び湿潤状態に保ち、有害な作用の影響を受けない方法を定めて実施される。
（塗布確認方法及び表面改質方法）
本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、ケイ酸塩系表面含浸工法によりコンクリート構造物に塗布することにより、コンクリート構造物を表面改質することができる。ケイ酸塩系表面含浸工法は、例えば、下記の手順により行うことができる。
(i)コンクリート構造物の下地調査を行い、表面のエフロレッセンス、ジャンカ、キレツ等の有無を確認し、はつり、注入等適切な処置を行う。
(ii)高圧洗浄機、ブラシ等を用いて、コンクリート構造物の表面の油分、スポット、レイタンス等の異物を除去し、清水で洗浄する。
(iii)コンクリートの表面乾燥後、ケイ酸塩系表面含浸材を塗布する。例えば、吹付け、ローラー、ハケ、モップ等を用いて均一に十分浸透するように塗布する。
(iv)約６０分間放置後、ブラシなどを用いて施工箇所を清水で洗浄する。
(v)必要に応じて、上記(iii)→(iv)の工程を２回又は３回以上繰り返す。

本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、例えば、上記の手順によりコンクリート構造物の表面改質方法を実施することができる。このとき、本発明のケイ酸塩系表面含浸材は、動植物由来の天然着色剤を含有することにより、コンクリート構造物にケイ酸塩系表面含浸材が塗布された部分全体を簡便に且つ視覚的に確認することができる。よって、ケイ酸塩系表面含浸工法において塗布確認方法を併せて実施でき、ムラなく塗布することができる。

以下に調製例、比較調製例及び試験例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は以下に記載の調製例のうち評価が○であるものに限定されない。

使用材料は下記の通りである。
１）けい酸塩系表面含浸材「商品名：ポルトグラス」富士化学株式会社製
２）動植物由来の天然着色剤 １２種類
・商品名：テクノカラーグリーンＨ ＜クチナシ青色素・クチナシ黄色素＞ 液状
・商品名：テクノカラーレッドＣＫＤ
＜コチニール色素（主色素：カルミン酸）＞ 粉状
・商品名：テクノカラーブルーＴ ＜クチナシ青色素＞ 液状
・商品名：フラマート ＜カカオ色素＞ 粉状
・商品名：カーサマスＳＡ ＜ベニバナ黄色素＞ 液状
・商品名：キドレニンＣＡ
＜コチニール色素（主色素：アントラキノン系カルミン酸）＞ 液状
・商品名：ハイゼアＤＸ ＜パプリカ色素＞ 粉状
・商品名：ルピルカＴ ＜ベニコウジ色素＞ 液状
・商品名：モルトエキスパウダー ＜麦芽色素＞ 粉状
・商品名：テクノカラーグリーンＦ３ ＜ベニバナ黄色素・クチナシ青色素＞ 液状
以上１０種類は、三菱化学フーズ株式会社製
・商品名：ラッカインレッドＲ ＜ラック色素＞ 粉状
・商品名：キリヤスレッドＧＲ−Ｎ ＜クチナシ赤色素＞ 粉状
以上２種類は、キリヤ化学株式会社製
３）酸化防止剤 三菱化学フーズ株式会社製
・商品名：ＲＭ−２１Ａ ＜ローズマリー抽出物＞ 粉状
４）合成着色剤 ダイワ化成株式会社製
・食用赤色１０６号

試料１〜６（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製及び着色性の確認）
試料１〜６は、ケイ酸塩系表面含浸材（以下、「ポルトグラス」と表記）に上記の中から６種類の動植物由来の天然着色剤を使用し、それぞれ着色剤濃度が０．１重量％となるように溶解し、６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

表１に示す６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のコンクリート構造物表面への着色性を確認するために、モルタル基板（100mm×100mm×10mmtのサイズの１：３モルタル（水／セメント比５０％）基板）を用意し、塗布量０．５リットル／ｍ^２で塗布した。塗布後のモルタル基板の着色性を図２に示す。図２の結果から、着色剤濃度が０．１重量％では着色が不十分であることが確認された。

試料７〜１１（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製及び着色性の確認）
試料７〜１１は、ポルトグラスに上記の中から５種類の動植物由来の天然着色剤を使用し、それぞれ着色剤濃度が０．５重量％となるように溶解し、５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

表２に示す５種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のコンクリート構造物表面への着色性を確認するために、モルタル基板（150mm×150mm×20mmtのサイズの１：３モルタル（水／セメント比５０％）基板）を用意し、区画を分けて、それぞれ塗布量０．５リットル／ｍ^２で塗布した。塗布後のモルタル基板の着色の結果を図４に示す。

図４の結果から、着色ケイ酸塩系表面含浸材を用いた場合にいずれもモルタル基板の着色が確認できた。これにより、動植物由来の天然着色剤を添加することでケイ酸塩系表面含浸材の塗布確認が可能であることが分かる。

調製例１〜３４（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製）
調製例１〜３４は、ポルトグラスに対して動植物由来の天然着色剤の種類を変えたものを下記表３に記す含有量となるよう濃度調整し、３４種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

調製例３５〜４０（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製）
調製例３５〜４０は、ポルトグラスに２種類の動植物由来の天然着色剤及び退色時間を調整するための酸化防止剤をそれぞれ下記表４に示す含有量となるよう溶解し、６種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

調製例４１〜４８（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製）
調製例４１〜４８は、ポルトグラスに３種類の動植物由来の天然着色剤及び合成着色剤を、それぞれ下記表５に示す含有量となるよう溶解し、８種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

比較調製例１〜３（着色ケイ酸塩系表面含浸材の調製：合成着色料を使用）
ポルトグラスに上記の合成着色剤を、それぞれ下記表６に示す含有量となるように溶解し、３種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材を調製した。

試験例（コンクリート構造物表面への着色性及び退色性の確認）
調製例１〜４８の４８種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材及び比較調製例１〜３の３種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材のコンクリート構造物表面への着色性を確認するために、１）モルタル基板（100mm×100mm×10mmtのサイズの１：３モルタル（水／セメント比５０％）と、２）凹凸のあるコンクリート二次製品とを用意し、それぞれ塗布量０．５リットル／ｍ^２で塗布した。調製例３１〜３４の４種類の着色ケイ酸塩系表面含浸材についてはモルタル基板にのみ塗布した。

塗布直後のモルタル基板及びコンクリート二次製品の着色性の結果と３日、７日、１０日後の退色の経過を図５〜１２に示す。また、合成着色剤を含むか又は合成着色剤で調製した調製例４１〜４８及び比較調製例１〜３は塗布直後と３日、７日、１０日，２１日後の退色の経過を図１３〜１５に示す。いずれも上図から下図にかけて経時的に示す。

塗布時に明確な着色が得られるとともに２１日以内に退色したものを○と評価し、塗布時に明確な着色が得られないか又は２１日経過後も着色が残存するものを×と評価した。

Claims (8)

1. コンクリート構造物の表面改質に用いるケイ酸塩系表面含浸材であって、動植物由来の天然着色剤を含有することを特徴とするケイ酸塩系表面含浸材。
2. 前記動植物由来の天然着色剤の含有量が０．３〜１０．０重量％である、請求項１に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
3. 前記動植物由来の天然着色剤は、クチナシ色素、コチニール色素、カカオ色素、ラック色素、ベニコウジ色素、パプリカ色素、ベニバナ色素及び麦芽色素からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性色素である、請求項１又は２に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
4. 前記動植物由来の天然着色剤は、クチナシ色素、コチニール色素、パプリカ色素及びベニバナ色素からなる群から選択される少なくとも１種の水溶性色素である、請求項１又は２に記載のケイ酸塩系表面含浸材。
5. 更に合成着色剤を含有し、当該合成着色剤の含有量が０．５重量％以下である、請求項１〜４のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材。
6. 更に界面活性剤を含有する、請求項１〜５のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材。
7. コンクリート構造物に請求項１〜６のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材を塗布した際に、塗布部分が着色されたことを確認することを特徴とする、コンクリート構造物へのケイ酸塩系表面含浸材の塗布確認方法。
8. コンクリート構造物に請求項１〜６のいずれかに記載のケイ酸塩系表面含浸材を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物の表面改質方法。