JP3018861B2 - 着色コンクリートの脱色防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、着色コンクリート製
品に対する脱色防止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート製品（例えばコンク
リート壁）の表面に着色を施す場合、コンクリート製品
の表面に塗料等により、着色皮膜を形成することが行わ
れている。しかし、塗料は有機材料を主成分としてお
り、これが経時劣化するため、顔料が脱落する。したが
って、耐久性に問題があった。このため、最近では、こ
の発明者が提案したつぎのような方法が行われている。
まず、図４に示すような、着色顔料類３付きの硬質ウレ
タン製化粧型枠１を準備する。この化粧型枠１の表面は
凹凸模様転写面に形成されており、その表面には水溶性
接着剤が塗布されて粘着層２が形成されている。そし
て、この粘着層２表面には、多数の着色顔料類３が付着
されている。図５は上記着色顔料類３を拡大して示して
いる。図示のように、上記着色顔料類３は天然石の砕石
粒子４を芯体とし、これの外周に着色顔料５を配して構
成されている。上記着色顔料５は、天然砕石粒４で着色
される色をより自然なものに仕上げるための着色剤とし
て用いられる。セメント粒６は着色顔料５を天然砕石粒
４に接着する接着剤として作用する。つぎに、図６に示
すように、型材７の表面に、着色顔料類が分布している
面を内向きにして化粧型枠１を付設する。ついで、この
型材７と他の型材７′を支持体としてコンクリート材料
８を打設し、養生，硬化させる。そして、図７に示すよ
うに化粧型枠１を型材７とともに生成コンクリート壁９
から剥離する。この場合、着色顔料類３はコンクリート
壁９の表面層中に移行しており、化粧型枠１の取り外し
時には、着色顔料類３を化粧型枠１表面に固定していた
粘着層２がコンクリート材料中の水分等により溶解して
消失しているため、化粧型枠１の取り外しは簡単に行う
ことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
なって、上記方法により着色したコンクリート表面は、
場合によって、経時変化に伴い着色した色が褪せるとい
う難点があることが判明した。このため、この発明者
は、コンクリート壁等の色褪せの原因の究明について一
連の研究を重ねた。その結果、上記色褪せは、天然砕石
粒の外周に付着していた着色顔料が、経時的に外部に流
出する事が主因になっていることを突き止めた。すなわ
ち、硬化したコンクリート内部はセメント粒子間で作ら
れる隙間が生じており、その隙間はコンクリート内部で
連通孔となっている。この連通孔は、コンクリート内部
の水分および大気中の水分を吸排水する作用があり、コ
ンクリート内部の種々の成分を外部に排出移行させる作
用をする。このことは、コンクリートの白華現象（コン
クリート中のＣａＯ成分がコンクリート表面で大気にさ
らされ白濁状に付着する現象）からも明らかである。す
なわち、コンクリート壁面の拡大図である図８に示すよ
うに、コンクリート壁９の表面層に移行した着色顔料類
３において、そのなかの着色顔料５が上記吸排水作用に
よって天然砕石粒４およびセメント粒６から遊離し、コ
ンクリート壁９の表面に移行し雨や風等により洗い流さ
れてしまう。その結果、コンクリート壁９表面の色が褪
せてしまうことがわかった。このため、この発明者は、
上記コンクリートの吸排水作用による顔料の溶出を防止
する方法として、顔料粒径を大径化することにより顔料
の溶出を防止することを試みた。しかし、この方法で
は、顔料が大径であることに起因してコンクリート表面
の均一な着色表現に限界があり（顔料が着色面に斑点状
に分散する）、その対策が望まれていた。

【０００４】この発明は，このような事情に鑑みなされ
たもので、経時変化により脱色することがない着色コン
クリートの脱色防止方法を提供することをその目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の着色コンクリートの脱色防止方法は、表
面に多数の着色材が下記（Ｘ）の粘着剤または接着剤を
介して分布されている化粧型枠を準備し、その表面を接
触面にしてコンクリート材料を打設し、養生硬化した
後、上記化粧型枠を剥離することにより上記着色材をコ
ンクリート製品の表面層に移行させるコンクリート表面
の着色方法において、上記着色材として、砕石粒子の外
周に、微細着色顔料粒子，微細セメント粒子および高炉
スラグ粒子のうちの少なくとも高炉スラグ粒子を付着さ
せてなるものを用いることを第１の要旨とする。 （Ｘ）コンクリート材料中の水分，アルカリ成分により
粘着力が減少ないし消失する粘着剤または接着剤。

【０００６】また、この発明の着色コンクリートの脱色
防止方法は、表面に多数の着色材が上記（Ｘ）の粘着剤
または接着剤を介して分布されている化粧型枠を準備
し、その表面を接触面にしてコンクリート材料を打設
し、養生硬化した後、上記化粧型枠を剥離することによ
り上記着色材をコンクリート製品の表面層に移行させる
コンクリート表面の着色方法において、上記着色材とし
て、比較的粒径の大きな着色顔料粒子の外周に、微細セ
メント粒子および高炉スラグ粒子のうちの少なくとも高
炉スラグ粒子を付着させてなるものを用いることを第２
の要旨とする。

【０００７】

【作用】すなわち、この発明者は、上記着色顔料の脱落
を防止する方法として、コンクリートの空洞化を避ける
ことを中心にさらに研究を進めた。その結果、コンクリ
ート中の水可溶性水酸化カルシウム〔Ｃａ（ＯＨ）₂ 〕
が上記吸排水作用によってコンクリート表面に溶出する
ことがコンクリート内部の空洞化をいっそう促進するこ
とに着目し、この水酸化カルシウムの溶出を防止する方
法として、高炉スラグを水酸化カルシウムと反応させる
と、カルシウムシリケート水和物を生成し緻密な組織が
形成されることを見いだした。この知見により、この発
明者は、コンクリート表面に着色顔料類に付着した高炉
スラグ粉末の粒子（高炉スラグ粒子）を移行させること
により、上記作用によって着色顔料の脱落を効果的に回
避できると着想し、この発明に到達した。これにより、
コンクリート製品表面の色褪せを防止でき、長期間の耐
久性および強度が大幅に向上する。

【０００８】つぎに、この発明を詳細に説明する。

【０００９】この発明の着色コンクリートの脱色防止方
法として、まず、着色材が、粘着剤層等を介して多数分
布されている化粧型枠をコンクリート表面に転写するこ
とによりコンクリート表面に着色を施す着色方法におい
て、上記着色材として、着色顔料類と高炉スラグ粉末と
を用いる。ここで、着色顔料類とは、図５に示すよう
な、芯体に砕石粒子４を、その外周に着色顔料５を配設
したものに限らず、着色顔料類全体が砕石粒子または着
色顔料で構成されたものも含まれる。

【００１０】上記砕石粒子の外周に高炉スラグ粒子を付
着させた着色顔料類（以下「着色顔料類」と称す）の一
例としては、図１に示すようなものが用いられる。この
ものは、砕石粒子４の表面に、着色顔料１０（例えば粒
径０．５〜１０μｍ、好適には粒径１〜５μｍ）および
高炉スラグ粒子１２を付着させ構成されている。６はセ
メント粒で、着色顔料１０，高炉スラグ粒子１２を砕石
粒子４に接着する。この砕石粒子４としては、天然石の
砕石粒，セラミック粒子，ガラス粒子等があげられ、好
適なのは各種の色がついた天然石の砕石粒を用いること
であり、粒径が０．３〜７ｍｍ、好適には０．５〜２ｍ
ｍのものが用いられる。上記着色顔料１０としては、変
色，褪色，劣化等の恐れがなく耐久性に優れた無機顔料
を用いることが好ましい。また、微細な天然砕石，セラ
ミック粒子，ガラス粒子の外周に、無機顔料を焼付処理
等により付着させた特殊な顔料を用いてもよい。上記着
色顔料１０は粒径１〜５μｍのものが好適に用いられ
る。

【００１１】上記高炉スラグ粉末とは、一般に、鉄鉱中
の不純物とコークスの灰，石灰石が反応してできた溶融
物で、主成分はＣａＯ，ＳｉＯ₂ およびＡｌ₂ Ｏ₃ から
なる。そして、上記高炉スラグ粉末を用いることにより
コンクリート中の水可溶性水酸化カルシウム〔Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂ 〕と反応してカルシウムシリケート水和物を生成
するポゾラン反応によりコンクリート表面に高密度層が
形成され、コンクリート内部の空洞化が抑制される。上
記高炉スラグ粉末は、最大粒径が１０μｍ以下のものを
用いることが好ましい。

【００１２】また、上記セメント粒は特に制限するもの
ではなく、各種のセメント粉末が用いられる。上記セメ
ント粉末には、石膏等の他の吸水性無機物の粉末が混入
されていてもよい。また、これら他の無機物粉末が大半
を占めていても差し支えない。このようなセメント粉末
からなるセメント粒の付着処理も特に制限するものでは
ない。例えば、着色顔料と砕石粒子と高炉スラグ粒子と
セメント粒とを回転混合させ、砕石粒子の外周に上記着
色顔料と高炉スラグ粒子とセメント粒とを付着させるよ
うにしてもよい。この場合、顔料に少し湿り気を与えて
おくことが好ましい。また、砕石粒子と着色顔料と高炉
スラグ粒子とを混合し砕石粒子の外周に着色顔料と高炉
スラグ粒子を付着させ、ついでこれに対してセメント粒
をノズルから吹き付けるようにしてもよい。このような
着色顔料類としては、粒径０．５〜１０μｍ、好適には
１〜５μｍのものが用いられる。

【００１３】また、同じく着色顔料類の他の例として
は、図２に示すように、上記着色顔料１０と同材質から
なる着色顔料１１を芯体とし、その外周に高炉スラグ粒
子１２およびセメント粒６を上記のようにして付着させ
たものが用いられる。

【００１４】なお、着色顔料および高炉スラグ粒子が砕
石粒子に強固に付着している場合には、必ずしもセメン
ト粒を用いる必要がない。

【００１５】この方法では、上記のような着色顔料類を
化粧型枠の型枠面に分布付着する。化粧型枠としては、
硬質発泡ウレタン樹脂製のものや紙製のもの等が用いら
れる。例えば、上記型枠として、硬質のウレタン発泡体
で構成され、一方の面がコンクリート材料に接触してコ
ンクリート表面に着色顔料類を転写する着色顔料転写面
に形成されているものが用いられる。

【００１６】このような化粧型枠の表面に、上記着色顔
料類が分布付着される。上記着色顔料類は、粘着剤また
は接着剤を介して分布させなければならない。この種の
粘着剤，接着剤としては、コンクリート材料中の水分，
アルカリ成分等により粘着力等が減少ないし消失するも
のを用いる。例えば、メチルセルロース接着剤，ポリビ
ニルアルコール接着剤，水ガラス等があげられる。コン
クリート材料中のアルカリ成分と会って粘着力等が低下
または消失するものとして、例えば二液型アクリル系粘
着剤等があげられる。上記粘着剤等を介して上記着色顔
料類を化粧型枠表面に分布する方法としては、化粧型枠
表面に上記着色顔料類を一様に散布し、つぎに上記粘着
剤の溶液を全体にスプレー噴霧したり、化粧型枠表面に
予め粘着剤層を形成しておき、この粘着剤層の上に上記
着色顔料類を一様に散布し粘着剤の粘着力を利用して固
定することが行われている。

【００１７】この方法では、上記着色顔料類を用い、つ
ぎのようにしてコンクリート製品の表面に着色化粧を施
す。すなわち、化粧型枠の、着色顔料類分布面をコンク
リート製品の表面に対する接触面にしてコンクリート材
料を打設し、養生硬化させ、ついで、化粧型枠を生成コ
ンクリート製品の表面から剥離する。この一連の工程に
より、化粧型枠上の着色顔料類がコンクリート製品の表
面に移行される。この場合、コンクリート製品の表面に
移行接着させる着色顔料類として、砕石粒子の外周に高
炉スラグ粒子を付着させたものを用いるので、養生，硬
化時にコンクリート材料中の水酸化カルシウム〔Ｃａ
（ＯＨ）₂ 〕が高炉スラグと反応してカルシウムシリケ
ート水和物を生成する。そして、このカルシウムシリケ
ート水和物が着色表面層において固着するため、コンク
リート製品内部の吸排水作用により着色顔料類がコンク
リート製品表面に排出されることがない。したがって、
雨，風等により着色されたコンクリート壁面の着色顔料
類が洗い流されることがなくなり、耐久性および強度が
大幅に向上する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明は、コンクリー
ト製品の着色面に高炉スラグ粒子を移行させることによ
り、高炉スラグ粒子がコンクリート材料中の水酸化カル
シウムと反応し、カルシウムシリケート水和物を生成す
る。その結果、コンクリート製品表面層において、上記
カルシウムシリケート水和物等の固着による高密度層を
形成するため、コンクリート製品内部の吸排水作用によ
る水酸化カルシウムの溶出を防止することと相俟って、
コンクリート製品内部の空洞化を抑止することができ
る。したがって、着色顔料類が上記水分の吸排水作用と
水酸化カルシウムの溶出作用により外部に流出し、風雨
等に洗い流されることを防止でき、長期間色褪せするこ
とのない耐久性に優れたコンクリート製品を得ることが
できる。しかも、上記高密度層の形成により脱色防止効
果に加えて、強度の向上、および耐摩耗性，耐凍害性，
化学抵抗性，耐塩分浸透性等の向上が実現する。

【００１９】

【実施例１】まず、実施例に先立って、着色顔料類を作
製した。図１はその着色顔料類を示している。この着色
顔料類３′は、天然砕石粒４と着色顔料１０と高炉スラ
グ粒子１２とセメント粒６とからなる。上記着色顔料１
０は、微細な天然砕石の外周により微細な無機顔料を焼
付処理したもので、粒径を１０〜５０μｍに設定した。
また、上記高炉スラグ粒子１２は粒径が１０μｍ以下に
設定された粉末を用いた。そして、上記着色顔料類は粒
径が０．２〜５ｍｍの天然砕石粒４と着色顔料１０と高
炉スラグ粒子１２とセメント粒６を混合したものであ
る。上記セメント粒６としては、粒径が約２０μｍのも
のを用いた。すなわち、着色顔料１０と天然砕石粒４と
高炉スラグ粒子１２とセメント粒６を高速回転混合し、
発生する摩擦帯電により、天然砕石粒４の外周に着色顔
料１０と高炉スラグ粒子１２とセメント粒６とを吸着凝
集させ、顆粒状化させることにより着色顔料類３′化さ
せた。

【００２０】つぎに、上記着色顔料類３′を用いた化粧
型枠を作製した。すなわち、図４に示すような、化粧型
枠１として、剛性を有す発泡ウレタン樹脂からなるもの
を用いた。この剛性発泡ウレタン樹脂製化粧型枠１は、
内部に発泡層を、表層部分に緻密なインテグラルスキン
層を備えており、その表面には、水溶性のメチルセルロ
ース接着剤の塗布により、厚み５ｍｍの粘着層２が形成
された。この化粧型枠１の粘着層２の表面には、上記の
ようにして作製された多数の着色顔料類３′が圧力吹き
付けにより接着された。

【００２１】つぎに、上記化粧型枠１を用い、実施例品
であるコンクリート壁を作製した。すなわち、型材７
に、図６に示すような化粧型枠１を取り付け、この型材
７と、他の型材７′との間に、コンクリート材料８を投
入打設し、養生，硬化後に化粧型枠１を、型材７ととも
に剥離した（図７参照）。その結果、図３に示すよう
に、表面に着色顔料類３′が移行接着されたコンクリー
ト壁９′は、その表面層に分布する着色顔料類３′が美
麗に着色されていて、かつその表面層中において、高炉
スラグ粒子１２とコンクリート材料中の水酸化カルシウ
ムが反応して生成したカルシウムシリケート水和物等に
よる高密度層１４が形成されており、色の耐久性も極め
て良好であった。

【００２２】

【実施例２】実施例１と同様の方法において、実施例に
先立ち着色顔料類を作製した。図２はその着色顔料類
３″を示している。この着色顔料類３″は、実施例１の
着色顔料１０と同材質からなる着色顔料１１と高炉スラ
グ粒子１２とセメント粒６とからなるものであり、砕石
粒子を用いなかった。この着色顔料類３″は、実施例１
と同様の方法で着色顔料１１と高炉スラグ粒子１２とセ
メント粒６とを高速回転混合することにより得られた。

【００２３】つぎに、上記着色顔料類３″を用い、実施
例１で用いたと同様の化粧型枠１（図４参照）に、上記
着色顔料類３″を実施例１と同様に付着分布させ、この
化粧型枠を用い、実施例１と同様にしてコンクリート壁
を作製した。このようにして得られたコンクリート壁
９′は、その表面層に分布する着色顔料類３″が美麗に
着色されていて、かつその表面層中において、実施例１
と同様に、カルシウムシリケート水和物等による高密度
層１４が形成されており、色の耐久性も極めて良好であ
った。

【００２４】このようにして得られた各実施例品である
コンクリート壁９′はいずれも、色の耐久性はもちろ
ん、耐凍害性，耐摩耗性，耐塩分浸透性，化学抵抗性に
優れた高強度を有するものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に用いる高炉スラグ粒子付着色顔料類
の一実施例を示す模式図である。

【図２】この発明に用いる高炉スラグ粒子付着色顔料類
の他の実施例を示す模式図である。

【図３】この発明の方法により着色したコンクリート壁
を示す断面模式図である。

【図４】この発明に用いる化粧型枠の一実施例を示す説
明図である。

【図５】従来の着色顔料類を示す説明図である。

【図６】上記化粧型枠が付設された型枠にコンクリート
材料を充填した状態を示す説明図である。

【図７】コンクリート製品から化粧型枠を剥離した状態
を示す説明図である。

【図８】従来の生成コンクリート壁の表面層の拡大断面
図である。

【符号の説明】

３′，３″ 着色顔料類 ４ 砕石粒子（天然砕石粒） １０，１１ 着色顔料 １２ 高炉スラグ粒子

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に多数の着色材が下記（Ｘ）の粘着
   剤または接着剤を介して分布されている化粧型枠を準備
   し、その表面を接触面にしてコンクリート材料を打設
   し、養生硬化した後、上記化粧型枠を剥離することによ
   り上記着色材をコンクリート製品の表面層に移行させる
   コンクリート表面の着色方法において、上記着色材とし
   て、砕石粒子の外周に、微細着色顔料粒子，微細セメン
   ト粒子および高炉スラグ粒子のうちの少なくとも高炉ス
   ラグ粒子を付着させてなるものを用いることを特徴とす
   る着色コンクリートの脱色防止方法。 （Ｘ）コンクリート材料中の水分，アルカリ成分により
   粘着力が減少ないし消失する粘着剤または接着剤。
2. 【請求項２】 表面に多数の着色材が下記（Ｘ）の粘着
   剤または接着剤を介して分布されている化粧型枠を準備
   し、その表面を接触面にしてコンクリート材料を打設
   し、養生硬化した後、上記化粧型枠を剥離することによ
   り上記着色材をコンクリート製品の表面層に移行させる
   コンクリート表面の着色方法において、上記着色材とし
   て、比較的粒径の大きな着色顔料粒子の外周に、微細セ
   メント粒子および高炉スラグ粒子のうちの少なくとも高
   炉スラグ粒子を付着させてなるものを用いることを特徴
   とする着色コンクリートの脱色防止方法。（Ｘ）コンクリート材料中の水分，アルカリ成分により
   粘着力が減少ないし消失する粘着剤または接着剤。