JP2017109879A - コンクリート用塗装材料、および、コンクリート用塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】熟練した施行業者でなくても、容易に塗装できるコンクリート用塗装材料の提供。
【解決手段】セメントと、セメント混和用ポリマと、水溶性セルロースエーテルと、消泡剤とを混合するコンクリート用塗装材料。コンクリート用塗装材料においては、セメント１００質量部に対してセメント混和用ポリマが、ポリマ固形分で５〜１５質量部、水溶性セルロースエーテルが、０．３〜０．５質量部。消泡剤が、０．１〜０．５質量部で添加するコンクリート組成物。更に、このようなコンクリート用塗装材料を、コンクリート用塗装材料に対し水／粉体比で６０〜９０質量％となる様に水と混合して、コンクリート表面に塗布するコンクリート用塗装材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート表面に塗装されるコンクリート用塗装材料、および、それを用いたコンクリート用塗料に関する。

コンクリート構造物は、一般的な使用環境下では、時間の経過に伴って、水分の逸散による収縮（乾燥収縮）が生じる。

この乾燥収縮は、コンクリート構造物のひび割れ発生原因の１つであるため、ひび割れの発生を防止するには、コンクリートからの水分の逸散を抑制することが重要である。

コンクリートからの水分の逸散を抑制するには、コンクリート構造物のコンクリート表面を塗装して被覆層を形成する方法が有効かつ軽便な方法である。

そして、コンクリート表面を被覆するためのコンクリート用塗装材料には、水分の遮蔽性とコンクリートへの付着性が要求される。

このようなコンクリート用塗装材料としては、特許文献１に示されるように、合成樹脂系のコンクリート用塗装材料である不飽和ポリエステル樹脂を含有するコンクリート保護材料や、特許文献２に示されるように、変成エポキシ樹脂を主成分とするコンクリート用塗装材料等が知られている。

また、コンクリートの肌面と被覆材料との色合いの違いの発生を防止するために、特許文献３に示すように撥水性透明水系塗料を塗装する方法や、特許文献４に示すように溶剤可溶性または水性の樹脂防水材を塗布する方法が知られている。

合成樹脂系以外のコンクリート用塗装材料としては、特許文献５に示すように、ポリマセメント系の表面被覆材が知られている。

特開平５−１３９８６７号公報 特開平７−４１７３０号公報 特開平９−２５３５７１号公報 特開２００２−８９００６号公報 特開２００６−２４８８７９号公報

しかしながら、上述の特許文献１および２のコンクリート用塗装材料は、水分の遮蔽性およびコンクリートとの付着性に優れるものの、希釈剤に有機溶媒を用いるため、専門的な知識や技能を有する施工業者が作用する必要があり容易に作業できない。

特許文献３および４の方法では、コンクリート構造物の表面に、複数種類の塗料を塗装し、複数層（例えば２層や３層等）の塗膜を形成する必要があるため、作業に手間や時間がかかり容易に作業できないとともに、工期も長期化してしまう。

特許文献５のコンクリート用塗装材料は、施工にあたって熟練した施工業者が塗装する必要があるため、容易に作業できない。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、容易に塗装できるコンクリート用塗装材料およびコンクリート用塗料を提供することを目的とする。

請求項１に記載されたコンクリート用塗装材料は、セメントと、前記セメント１００質量部に対してポリマ固形分で５質量部以上１５質量部以下のセメント混和用ポリマと、前記セメント１００質量部に対し０．３質量部以上０．５質量部以下の水溶性セルロースエーテルと、消泡剤とを含有するものである。

請求項２に記載されたコンクリート用塗装材料は、請求項１記載のコンクリート用塗装材料において、消泡剤は、セメント１００質量部に対し０．１質量部以上０．５質量部以下で添加するものである。

請求項３に記載されたコンクリート用塗料は、請求項１または２記載のコンクリート用塗装材料と、前記コンクリート用塗装材料に対し水／粉体比で６０質量％以上９０質量％以下の水とが混合されているものである。

本発明によれば、コンクリート表面に付着性に優れる被覆層を形成しやすいため、容易に塗装できる。

本発明の実施例におけるセメント混和用ポリマのポリマ固形分と付着強さとの関係を示すグラフである。 本発明の実施例における水溶性セルロースエーテルの添加量と付着強さとの関係を示すグラフである。 （ａ）は水溶性セルロースエーテル無添加でコンクリート表面に塗布した場合の外観を示す写真であり、（ｂ）は水溶性セルロースエーテルを０．３質量部添加してコンクリート表面に塗布した場合の外観を示す写真である。 コンクリート用塗料を塗布した場合とコンクリート用塗料を塗布しなかった場合とにおいて、経時にともなうコンクリートの長さ変化率を示すグラフである。

以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。

コンクリート用塗料は、例えばコンクリート構造物等のコンクリート表面に被覆層を形成して、コンクリートからの水分の逸散によるコンクリート構造物のひび割れの発生を防止するため等に用いられる。

コンクリート用塗料を塗布する際には、刷毛、ローラおよびスプレー噴霧等の方法が、作業的な観点および設備面の観点からも容易であるため好ましい。

このようなコンクリート用塗料は、コンクリート用塗装材料と、水とが混合されて構成される。

コンクリート用塗装材料は、セメントと、セメント混和用ポリマと、水溶性セルロースエーテルと、消泡材とを含有している。

セメントは、例えば、ポルトランドセメント、混合セメントおよび白色セメントのいずれかを単独で用いるか、またはこれらの適宜混合して用いることができる。

セメント混和用ポリマは、スチレン−ブタジエン系ラテックスまたはアクリル系ポリマを用いることができ、また、これらを水性ディスパージョン（乳剤）あるいは再乳化形粉末として用いることができる。

このようなセメント混和用ポリマをコンクリート用塗装材料に添加することにより、コンクリート用塗料としてコンクリート表面に塗布した際の被膜層のコンクリート表面に対する付着強さ（強度）を向上できる。

具体的には、セメント混和用ポリマの混合比が、セメント１００質量部に対して固形分で５質量部未満であると、コンクリート表面に塗布した際の付着強さが、例えばコンクリート表面保護材に必要とされる基準の１つ（東日本高速道路株式会社規格）である１．０Ｎ／ｍｍ^２より低くなる可能性がある。また、セメント混和用ポリマの固形分の増加に伴って付着強さは向上するが、セメント混和用ポリマの混合比が、セメント１００質量部に対してポリマ固形分で１５質量部を超えると、付着強さ向上効果を殆ど奏さなくなり、付着強さが頭打ちになる。

したがって、コンクリート塗装材料におけるセメント混和用ポリマの添加量は、セメント１００質量部に対してポリマ固形分で５質量部以上１５質量部以下とした。

水溶性セルロースエーテルは、例えば信越化学工業製のメトローズ（登録商標）等用いることができる。

このような水溶性セルロースエーテルを混合することにより、コンクリート用塗料としてコンクリート表面に塗布する際に薄く平滑に塗布しやすくなるが、水溶性セルロースエーテルの添加量を多くするほど、付着強さが低下する。

具体的には、水溶性セルロースエーテルの混合比が、セメント１００質量部に対して０．３質量部未満であると、例えば刷毛、ローラおよびスプレー噴霧等の一般的な方法によりコンクリート表面に平滑に塗布しにくく作業性が悪くなる可能性がある。また、水溶性セルロースエーテルの増加にともなって作業性は向上するが、付着強さが低下し、セメント１００質量部に対して水溶性セルロースエーテルが０．５質量部を超えると、付着強さが１．０Ｎ／ｍｍ^２より低くなる可能性がある。

したがって、コンクリート塗装材料における水溶性セルロースエーテルの添加量は、セメント１００質量部に対して０．３質量部以上０．５質量部以下とした。

消泡剤は、界面活性剤およびシリコン型消泡剤等を適宜用いることができる。

また、消泡剤は、セメント１００質量部に対し０．１質量部以上０．５質量部以下で添加することが好ましい。

上記コンクリート用塗装材料に対し、水／粉体比が６０質量％以上９０質量％以下となる割合で水が混合されて、コンクリート用塗料となる。

そして、このようなコンクリート用塗料は、例えば刷毛、ローラおよびスプレー噴霧等の一般的な方法でコンクリート表面に塗布される。

なお、コンクリート用塗装材料と水とを混合する際の水／粉体比は、使用するセメントの種類に応じて適宜選択されるが、作業性の観点から、水／粉体比は７０質量％以上８０％以下が好ましい。

次に、上記一実施の形態の作用等を説明する。

コンクリート用塗料を製造する際には、まず、コンクリート用塗装材料を製造する。コンクリート塗装材料は、セメントと、セメント１００質量部に対してポリマ固形分で５質量部以上１５質量部以下のセメント混和用ポリマと、セメント１００質量部に対し０．３質量部以上０．５質量部以下の水溶性セルロースエーテルと、セメント１００質量部に対し０．１質量部以上０．５質量部以下の消泡剤とを混合して製造する。

また、コンクリート用塗装材料と水とを、コンクリート用塗装材料に対し水／粉体比で６０質量％以上９０質量％以下となるように混合することで、コンクリート用塗料となる。

このように製造したコンクリート用塗料を、例えば刷毛、ローラおよびスプレー噴霧等の一般的な方法でコンクリート構造物のコンクリート表面に塗装して、コンクリート表面に被膜層を形成する。

そして、上記コンクリート用塗装材料を用いて構成されたコンクリート用塗料によれば、混和用ポリマの添加量と水溶性セルロースエーテルの添加量とを調整することにより、付着性および作業性を確保できるため、コンクリート表面に付着性に優れる被覆層を略均一に形成しやすい。したがって、例えば刷毛、ローラおよびスプレー噴霧等の一般的な塗装方法で容易にコンクリート表面に塗装できる。

また、コンクリート構造物等では、通常、コンクリートからの水分の逸散に起因するひび割れの発生によってコンクリート長さ変化するが、上記コンクリート用塗装材料を用いて構成されたコンクリート用塗料でコンクリート表面に被膜層を形成することにより、コンクリート長さの変化率を低減できる。すなわち、コンクリート用塗料による被膜層の形成によって、コンクリートからの水分の逸散を抑制して、ひび割れの発生を防止できた結果、経時にともなうコンクリートの長さの変化率を低減できる。

なお、上記一実施の形態では、コンクリート用塗装材料と水とを混合して、コンクリート用塗料としたが、このような構成には限定されず、コンクリート用塗装材料は、適宜水以外のものと混合して利用してもよい。

以下、本発明における実施例について説明する。

まず、セメント１００質量部に対して、セメント混和用ポリマの添加量をポリマ固形分比で、５質量部、１０質量部、１５質量部および２０質量部と変化させ、他の原料の添加量を一定にして、コンクリート用塗装材料を作製した。

これら各コンクリート用塗装材料を用いたコンクリート用塗料を、ローラを用いて塗布量を０．４〜０．６ｋｇ／ｍ^２としてコンクリート表面に塗布して、被膜層を形成した。

そして、各コンクリート用塗料により形成された被膜層の付着強さを測定して、セメント混和用ポリマのポリマ固形分比の違いによるコンクリート用塗料の付着強さの違いを確認した。

図１に示すように、ポリマ固形分比が５質量部の場合には、コンクリート表面保護材として求められる付着強さである１．０Ｎ／ｍｍ^２以上であった。また、ポリマ固形分比の増加にともなって被膜層の付着強さは向上したが、ポリマ固形分比が１５質量部と２０質量部との場合を比較すると、付着強さはあまり変化していなかった。

つまり、コンクリート用塗装材料におけるセメント混和用ポリマのポリマ固形分比を５質量部以上にすることで、通常求められる付着強さを確保できるとともに、ポリマ固形分比が１５質量部で付着強度の向上は頭打ちとなることが確認された。

次に、セメント１００質量部に対して、水溶性セルロースエーテルの添加量を、０．３質量部、０．４質量部および０．５質量部と変化させ、他の原料の添加量を一定にして、コンクリート用塗装材料を作製した。

これら各コンクリート用塗装材料を用いたコンクリート用塗料を、ローラを用いて塗布量を０．４〜０．６ｋｇ／ｍ^２としてコンクリート表面に塗布して、被膜層を形成した。

そして、各コンクリート用塗料により形成された被膜層の付着強さを測定して、水溶性セルロースエーテルの添加量の違いによるコンクリート用塗料の付着強さの違いを確認した。

図２に示すように、水溶性セルロースエーテルの添加量の増加に伴って付着強さが低下し、また、水溶性セルロースエーテルの添加量が０．５質量部の場合には、付着強さは、コンクリート表面保護材として求められる１．０Ｎ／ｍｍ^２よりやや高かった。

なお、水溶性セルロースエーテルの添加量が０．３質量部未満の場合には、コンクリート表面に薄く平滑に塗布しにくかった。

ここで、水溶性セルロースエーテルを無添加でコンクリート表面に塗布した場合のコンクリート表面の外観写真を図３（ａ）に示し、水溶性セルロースエーテルを０．３質量部添加してコンクリート表面に塗布した場合のコンクリート表面の外観写真を図３（ｂ）に示す。

これら外観写真から明らかなように、図３（ｂ）の水溶性セルロースエーテルを０．３質量部添加した場合と比較して、図３（ａ）の溶性セルロースエーテルが無添加の場合は被膜層を平滑に形成できなかった。

つまり、コンクリート用塗装材料における水溶性セルロースエーテルの添加量を０．３質量部以上にすることで被膜層の平滑性や塗布する際の作業性を確保できるとともに、０．５質量部以下にすることで、通常求められる付着強さを確保できることが確認された。

次に、コンクリート用塗料を塗布した場合と、コンクリート用塗料を塗布しなかった場合とにおいて、経時にともなうコンクリートの長さの変化を測定した。

図４に示すように、塗装無しの場合に比べて塗装有りの場合は、材齢２週間でのコンクリート長さの変化率が約１０％低減された。

すなわち、コンクリート用塗料を塗布して被膜層を形成することによって、コンクリートからの水分の逸散を低減できるため、ひび割れの発生を抑制でき、その結果、塗布無しの場合比べて長さの変化率が低減されたと考えられる。

Claims (3)

1. セメントと、
   前記セメント１００質量部に対してポリマ固形分で５質量部以上１５質量部以下のセメント混和用ポリマと、
   前記セメント１００質量部に対し０．３質量部以上０．５質量部以下の水溶性セルロースエーテルと、
   消泡剤とを含有する
   ことを特徴とするコンクリート用塗装材料。
2. 消泡剤は、セメント１００質量部に対し０．１質量部以上０．５質量部以下で添加する
   ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート用塗装材料。
3. 請求項１または２記載のコンクリート用塗装材料と、
   前記コンクリート用塗装材料に対し水／粉体比で６０質量％以上９０質量％以下の水とが混合されている
   ことを特徴とするコンクリート用塗料。