JP2018104261A - コンクリート系素材の反射発光機能に関する発明 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート、モルタル等への浸透性に優れ、水の浸透を防ぎ、劣化と中性化を促進させないコンクリート等の表面劣化防止及び表面強化と光学的反射発光発現方法の提供。
【解決手段】ナノシルバーシリカと酸化チタンとメチルケイ酸カリウム又はケイ酸ナトリウム系水溶液及びシラン系水溶液とからなる水性浸透組成物とコンクリート、モルタル等の表面劣化防止及び表面強化方法。
【効果】前記水性浸透組成物は、コンクリート等に速やかに浸透し、メチルケイ酸カリウム水溶液又はケイ酸ナトリウム及びシラン系水溶液が、強アルカリ性を有し、空気中のＣＯ_２と反応して、疎水性のメチルシリコーン樹脂を形成して、アルカリ補強に貢献し、コンクリートの撥水性が得られると共に、透水性を低くし、構造の防水性を高める。酸化チタンがコンクリートの黒ずみを上塗消去し、旧構造物の景観を回復し、光触媒反による、防汚性も向上させる。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明 発明に属する技術分野

本発明はコンクリート、モルタル、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、石膏造形物、コンクリートブロックや焼成レンガ等の表面劣化防止及び表面強化用に使用される水性浸透組成物と表面強化方法及び光学的反射発光の発現に関するものである。

コンクリート、モルタル、などの構造物は、四季の過酷な温度変化や雨・風・雪・太陽光などに常に晒されている。頻繁な雨水の浸透は、カビ菌やバクテリア・藻類の繁殖により劣化進行し黒色変化劣化は避けられない。更に、雨水が浸透するとアルカリ成分が炭酸ガスと反応して中性化が進行するため、表面から破壊強度が低下していく。
下水管や下水トンネルなどは、流れる汚水や化学成分とコンクリート表面に付着するカビ菌やバクテリア繁殖により、硫化水素ガスを発生させコンクリートに結露して劣化スピードを促進させる。

劣化や中性化を防ぐこれまでの方法として、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂成分などで表面処理する方法が一般であった。しかし、樹脂による被覆膜だけでは浸透性に不足し、中性化を抑制しているとはいえない。また、樹脂塗膜の劣化及び硬化不良や密着不良等によるフクレなどの課題も多い。

一方では、水ガラスなどケイ酸塩によるコンクリート表面強化が知られている。
水ガラスなどケイ酸塩はコンクリートやモルタルなどへの浸透性に優れるものの、珪素とアルカリのモル比が４以下の珪酸塩を原料としているためアルカリ性が強く、コンクリート中の空隙に留まった場合にはアルカリ骨材反応により、ひび割れが発生することが多い、溜り水のアルカリ性が高いためにコンクリートの炭酸化反応速度が速くなり中性化を促進する懸念が生じる。
更に、水ガラスなどの珪酸塩のカルシウムとの反応が不十分な状態で水分等の影響を受けた場合撥水性がないことから成分が溶出してしまう問題や遅効性で効果が得られるまでの時間を要する、セメントのアルカリ成分（水酸化カルシウム等）と化合して保護層を形成させるためであるにもかかわらず水酸化カリウムが喪失してしまった古いコンクリートは効果が得られない等の課題が生じた。

又、珪弗化マグネシウム、珪弗化亜鉛などの珪弗化系化合物を使用する方法も採用される場合があったが、珪弗化系化合物は毒性があり、また腐食性があるなど環境汚染の原因となる。
珪弗化系化合物はケイ酸塩と同様な理由により古いコンクリートには効果の発現が得られ難い。

発明に属する技術分野

本発明はコンクリート、モルタル、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、石膏造形物、コンクリートブロック、や焼成煉瓦等の表面に光源による反射発光と表面劣化防止及び表面強化に使用される水性浸透組成物と表面反射発光と表面強化方法に関する発明である。

コンクリート、モルタル、などの構造物は、四季の過酷な温度変化や雨・風・雪・太陽光などに常に晒されている。
頻繁な雨水に浸透は、黴菌やバクテリア・藻苔類の繁殖により劣化進行し、黒色変化や劣化は避けられない。更に雨水が浸透すると、アルカリ成分が炭酸ガスと反応して中性化が進行する為、表面から破壊強度が低下して行く。
下水管や下水トンネルなどは、流れる汚水や化学成分とコンクリート表面に付着する黴菌やバクテリア繁殖により、硫化水素ガスを発生させコンクリートに結露して劣化スペードを促進させる

劣化や中性化を防ぐこれまでの方法として、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂成分などで表面処理する方法が一般であった。しかし、樹脂による被覆膜だけでは浸透性に不足し、中性化を抑制しているとはいえない。また、樹脂塗膜の劣化及び硬化不良や密着不良等によるフクレなどの課題も多い。

一方では、水ガラスなどケイ酸塩によるコンクリート表面強化が知られている。
水ガラスなどケイ酸塩はコンクリートやモルタルなどへの浸透性に優れるものの、珪素とアルカリのモル比が４以下の珪酸塩を原料としているためアルカリ性が強く、コンクリート中の空隙に留まった場合にはアルカリ骨材反応により、ひび割れが発生することが多い、溜り水のアルカリ性が高いためにコンクリートの炭酸化反応速度が速くなり中性化を促進する懸念が生じる。
更に、水ガラスなどの珪酸塩のカルシウムとの反応が不十分な状態で水分等の影響を受けた場合撥水性がないことから成分が溶出してしまう問題や遅効性で効果が得られるまでの時間を要する、
セメントのアルカリ成分（水酸化カルシウム等）と化合して保護層を形成させるためであるにもかかわらず水酸化カリウムが喪失してしまった古いコンクリートは効果が得られない等の課題が生じた。

又、珪弗化マグネシウム、珪弗化亜鉛などの珪弗化系化合物を使用する方法も採用される場合があったが、珪弗化系化合物は毒性があり、また腐食性があるなど環境汚染の原因となる。
珪弗化系化合物はケイ酸塩と同様な理由により古いコンクリートには効果の発現が得られ難い。

課題を解決するための手段

本発明においては、前記のような課題を解決するために開発されたナノシルバーシリカと酸化チタンとメチルケイ酸カリウム系又はケイ酸ナトリウム系水溶液及びシラン系水溶液からなる水性浸透組成物とコンクリート、モルタル等の表面劣化防止及び表面強化方法に関するものであって、以下詳細に説明する。

酸化チタンは、光触媒機能を持たない安価なルチル型でも良くコンクリート等の黒ずみの着色に貢献しながら、光学的反応により光源を得ると反射発光効果を発現し、暗闇での視認性確保や太陽光下では光触媒機能を付加させる事も出来る。

メチルケイ酸カリウム水溶液又はケイ酸ナトリウム系水溶液及びシラン系水溶液は強アルカリ性を有し、空気中のＣＯ２と反応して疎水性のメチルシリコーン樹脂を形成すると共にアルカリ補強に貢献する。

発明の効果

本発明になる水性浸透組成物は、酸化チタン粉末粒子が配合されたメチルケイ酸カリウム又はケイ酸ナトリウム及びシラン系物質を含有する水溶液で、コンクリート等に速やかに浸透し、メチルケイ酸カリウム水溶液又はケイ酸ナトリウム及びシラン系水溶液が空気中のＣＯ２と反応して疎水性のメチルシリコーン樹脂を形成する。このために、コンクリートの撥水性が得られるとともに透水性が低くなり、構造物の防水性を大幅に向上させることができる。
酸化チタンは、コンクリートの黒ずみを上塗消去し、旧構造物景観を復元すると同時に光触媒効果を付加し、防汚性能を向上させることができると共に光学的反応による光学的反射発光効果を発現する。

Claims (2)

1. チタン粉末粒子が配合されたメチルケイ酸カリウム水溶液を特徴とするコンクリートの表面反射発光と表面撥水劣化防止及び表面強化用の浸透性組成物。
2. チタン粉末粒子が配合されたメチルケイ酸カリウム水溶液を塗布することを特徴とするコンクリート及び珪素を含有する無機組成物並びに無機構造物の表面撥水劣化防止及び表面強化及び表面反射発光の方法。