JP2016179919A - 鉄筋コンクリート用防食剤及び防食方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】（Ａ）式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、（Ｂ）式（２）で表されるアミン化合物又は式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物を含有する鉄筋コンクリート用防食剤。
（Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基；Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基）
（Ｒ3は各々独立にＣ１〜１０のアルキレン基；Ｒ4はＨ又はＣ１〜１０のアルキル基）
（Ｒ3及びＲ4は上記の通り）
【効果】鉄筋コンクリート用防食剤を塗布することにより、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止できる。
【選択図】なし
（Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基；Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基）
（Ｒ3は各々独立にＣ１〜１０のアルキレン基；Ｒ4はＨ又はＣ１〜１０のアルキル基）
（Ｒ3及びＲ4は上記の通り）
【効果】鉄筋コンクリート用防食剤を塗布することにより、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止できる。
【選択図】なし
Description
本発明は、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止するための防食剤及び防食方法に関する。
鉄筋コンクリートは、コンクリート中の高アルカリによって鉄筋の表面に不動態被膜が形成されるため鉄筋が防食され、長期に渡って強度と耐久性を発揮する構造部材である。
しかしながら、コンクリートが中性化しアルカリ度が低下すると、又はコンクリート中に塩化物イオンが存在すると鉄筋表面の不動態被膜が破壊され、鉄筋コンクリート中の鉄筋が腐食されてしまう。そのため、上記劣化による鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止する薬剤の需要が高まっている。
特許文献１、２（特許第４７７８１８９号公報、特許第５４２２７９１号公報）では、有機ケイ素化合物とジメチルエタノールアミンもしくはジエチルエタノールアミンを混合した薬剤を使用している。しかしながら、これらの薬剤を用いた場合は鉄筋の腐食防止性が不足していた。更に、アミン化合物として使用されるジエチルエタノールアミンは毒物及び劇物指定令において劇物に指定されている。
従って、鉄筋コンクリート中の鉄筋をより有利にかつ安全に防食することが望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止するための鉄筋コンクリート用防食剤及び鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止する方法を提供することを目的とする。
本発明者は、特定の有機ケイ素化合物とアミン化合物を混合した鉄筋コンクリート用防食剤により、上記目的を達成できることを見出した。
従って、本発明は、下記に示す鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止するための防食剤及び防食方法を提供する。
〔１〕
（Ａ）下記式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、
（Ｂ）下記式（２）で表されるアミン化合物又は下記式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物
を含有することを特徴とする鉄筋コンクリート用防食剤。
（式中、Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ4は水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3、Ｒ4は上記の通りである。）
〔２〕
（Ｂ）成分が、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミンのいずれか又はそれらの混合物であることを特徴とする〔１〕に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
〔３〕
（Ａ）成分が、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｉ−オクチルトリメトキシシラン、ｉ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシランから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
〔４〕
〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の鉄筋コンクリート用防食剤を鉄筋コンクリート表面上に塗布することを特徴とする鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止する方法。
〔１〕
（Ａ）下記式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、
（Ｂ）下記式（２）で表されるアミン化合物又は下記式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物
を含有することを特徴とする鉄筋コンクリート用防食剤。
（式中、Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ4は水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3、Ｒ4は上記の通りである。）
〔２〕
（Ｂ）成分が、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミンのいずれか又はそれらの混合物であることを特徴とする〔１〕に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
〔３〕
（Ａ）成分が、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｉ−オクチルトリメトキシシラン、ｉ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシランから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
〔４〕
〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の鉄筋コンクリート用防食剤を鉄筋コンクリート表面上に塗布することを特徴とする鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止する方法。
本発明の鉄筋コンクリート用防食剤を塗布することにより、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止することができる。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明の鉄筋コンクリート用防食剤の特徴は、（Ａ）成分として、下記式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、（Ｂ）成分として、下記式（２）で表されるアミン化合物又は下記式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物を含有するものである。
本発明の鉄筋コンクリート用防食剤の特徴は、（Ａ）成分として、下記式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、（Ｂ）成分として、下記式（２）で表されるアミン化合物又は下記式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物を含有するものである。
（式中、Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ4は水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3、Ｒ4は上記の通りである。）
Ｒ1の炭素数３以上のアルキル基としては、炭素数３〜１８、特に４〜１０のものが挙げられ、具体的には、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基が挙げられ、好ましくはプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、デシル基、ドデシル基であり、更に好ましくは、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基である。
Ｒ2は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられ、これらの中でもメチル基、エチル基が好ましく、更にはエチル基が好ましい。
上記式（１）で表される有機ケイ素化合物としては、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｉ−オクチルトリメトキシシラン、ｉ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、ｎ−テトラデシルトリメトキシシラン、ｎ−テトラデシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシランが挙げられ、中でもｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｉ−オクチルトリメトキシシラン、ｉ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシランが好ましい。
Ｒ1が炭素数３以上のアルキル基である有機ケイ素化合物を用いることにより、鉄筋コンクリートの表面に疎水性を付与することができる。この場合、炭素数４以上のアルキル基を有する有機ケイ素化合物を用いることがより好ましい。Ｒ1が炭素数２以下の場合は十分な疎水性を付与することができない。
Ｒ3は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、デシレン基が挙げられる。
Ｒ4は水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基が挙げられる。
上記式（２）で表されるアミン化合物としては、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−ヘキシルジエタノールアミン、Ｎ−オクチルジエタノールアミン、ジエタノールアミンが挙げられ、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミンが好ましい。
上記式（３）で表されるアミン化合物としては、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ヘキシルエタノールアミン、Ｎ−オクチルエタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ヘキサノールアミン、オクタノールアミンが挙げられ、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミンが好ましい。
（Ｂ）成分のアミン化合物は、（Ａ）成分の有機ケイ素化合物に対して０．０１質量％から２０質量％の量で含有することが好ましく、更には０．１質量％から１０質量％が好ましい。（Ａ）成分の含有量が０．０１質量％より少ない場合は、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食防止効果が著しく低下する場合があり、２０質量％より多い場合は、鉄筋コンクリート用防食剤の保存安定性が悪化するおそれがある。
なお、本発明の鉄筋コンクリート用防食剤には、上記組成物の他に、溶剤、増粘助剤、防錆剤の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
溶剤としては、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノールなどのアルコール溶液や水が挙げられる。増粘助剤としてはシリカ、微粒子状の粘土、セルロース誘導体、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアルコール、多糖類が挙げられる。防錆剤としては、カルボン酸、カルボン酸の塩が挙げられ、中でもジノニルナフタレンスルホン酸又はそのアルカリ土類金属塩が好ましい。
本発明の鉄筋コンクリート用防食剤は、（Ａ）成分の有機ケイ素化合物、（Ｂ）成分のアミン化合物、その他添加剤を一緒に撹拌することによって製造することができ、撹拌温度としては１０℃から１００℃が好ましく、更には１０℃から８０℃が好ましい。撹拌時間としては１０分から２時間が好ましく、更には３０分から１時間が好ましい。
（Ａ）成分の有機ケイ素化合物と（Ｂ）成分のアミン化合物を撹拌することにより部分的に有機ケイ素化合物のアルコキシシリル基とアミン化合物のアルコールのエステル交換反応が進行する。例えば、（Ａ）成分としてｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、（Ｂ）成分としてＮ−メチルエタノールアミンを用いた場合は、下記反応が進行する。
（Ａ）成分の有機ケイ素化合物は鉄筋コンクリートの表面で加水分解縮合し、鉄筋コンクリートの表面を疎水化し、水の浸入を防止することができる。（Ｂ）成分のアミン化合物は鉄筋コンクリート中の鉄筋に付着し、侵入してくる塩化物イオンによる腐食を防止、また既に塩化物により腐食されていた場合であっても腐食を低減することができる。
（Ｂ）成分のアミン化合物と（Ａ）成分の有機ケイ素化合物のエステル交換反応物を塗布することにより、表面が疎水化されアミン化合物のコンクリート内部からの流出が防止された鉄筋コンクリート中で（Ｂ）成分のアミン化合物が生成するため、効果的に鉄筋コンクリート中の鉄筋に付着することができる。
本発明の鉄筋コンクリート用防食剤を鉄筋コンクリート表面上に塗布する方法としては、スプレー塗布、拭きつけ塗り、刷毛塗り、ロール塗布、ナイフ塗布により行うことができ、本発明の鉄筋コンクリート用防食剤を５０ｇ／ｍ2より多い量、より好ましくは１００ｇ／ｍ2より多い量、特に２００ｇ／ｍ2より多い量で塗布する。更に乾燥期間をおいた後、数回繰り返し塗布することもできる。塗布量の上限については特に制限されないが、合計１，０００ｇ／ｍ2以下とするのが好ましい。
鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食状態の評価には、電気化学的手法が一般的に用いられる。自然電位や分極抵抗を求めることで鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食状態を調べることができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、粘度はオストワルド粘度計による２５℃の値である。
［実施例１〜１５］
有機ケイ素化合物とアミン化合物を表１〜３の配合量（質量部）でそれぞれ混合し、４０℃、１時間撹拌することで各種コーティング剤を得た。
有機ケイ素化合物とアミン化合物を表１〜３の配合量（質量部）でそれぞれ混合し、４０℃、１時間撹拌することで各種コーティング剤を得た。
［比較例１〜８］
有機ケイ素化合物とアミン化合物を表４，５の配合量（質量部）でそれぞれ混合し、４０℃、１時間撹拌することで各種コーティング剤を得た。
有機ケイ素化合物とアミン化合物を表４，５の配合量（質量部）でそれぞれ混合し、４０℃、１時間撹拌することで各種コーティング剤を得た。
［実施例１６〜３０、比較例９〜１６］
内在塩分量８．０ｋｇ／ｍ3、水（Ｗ）／セメント（Ｃ）＝１／２（質量比）、３ｃｍの鉄筋を埋設した鉄筋コンクリート試験体（１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ）に上記コーティング剤を２００ｇ／ｍ2の塗布量で噴霧し、２時間乾燥させる工程を２回行った。その後、コンクリート表面の水接触角を接触角試験機（協和界面科学社製）により測定した。結果を表６に示す。
内在塩分量８．０ｋｇ／ｍ3、水（Ｗ）／セメント（Ｃ）＝１／２（質量比）、３ｃｍの鉄筋を埋設した鉄筋コンクリート試験体（１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ）に上記コーティング剤を２００ｇ／ｍ2の塗布量で噴霧し、２時間乾燥させる工程を２回行った。その後、コンクリート表面の水接触角を接触角試験機（協和界面科学社製）により測定した。結果を表６に示す。
更に、各種コーティング剤を塗布した鉄筋コンクリート試験体を２５℃、９０％ＲＨ条件下で養生した。初期（塗布前）、塗布後２週間及び塗布後８週間後の腐食電流密度（μＡ／ｃｍ2）を携帯型鉄筋腐食診断機ＣＭ−Ｖ（四国総合研究所）により測定した。各種コーティング剤を用いた結果を表６に示す。
ＣＥＢ（ヨーロッパコンクリート委員会）の指標によると、腐食電流密度（μＡ／ｃｍ2）が０．２未満である場合は、鉄筋は不動状態であり、０．２から０．５である場合は、低〜中程度の腐食速度であり、０．５から１．０である場合は、中から高程度の腐食速度であり、１．０より大きい場合は、激しい腐食速度であるということを示している。
表６の結果から、既に塩化物により腐食されていた鉄筋コンクリートであっても、本発明の鉄筋コンクリート用防食剤を塗布することにより、塗布後２週間後における鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を不動状態まで低減することができる。
Claims (4)
- （Ａ）下記式（１）で表される１種以上の有機ケイ素化合物又は該有機ケイ素化合物の（共）加水分解縮合物と、
（Ｂ）下記式（２）で表されるアミン化合物又は下記式（３）で表されるアミン化合物又はそれらの混合物
を含有することを特徴とする鉄筋コンクリート用防食剤。
（式中、Ｒ1は炭素数３以上のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ4は水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
（式中、Ｒ3、Ｒ4は上記の通りである。） - （Ｂ）成分が、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミンのいずれか又はそれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
- （Ａ）成分が、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｉ−オクチルトリメトキシシラン、ｉ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシランから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄筋コンクリート用防食剤。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート用防食剤を鉄筋コンクリート表面上に塗布することを特徴とする鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食を防止する方法。
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| WO2023176969A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 清水建設株式会社 | 二酸化炭素固定化方法及び二酸化炭素固定化用セメント硬化体 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3072858A1 (en) | 2016-09-28 |
| US9828297B2 (en) | 2017-11-28 |
| US20160280611A1 (en) | 2016-09-29 |
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