JP3209429B2 - コンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法 - Google Patents
コンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、硫黄酸化細菌を防菌及び/又は殺菌するこ
とを特徴とするコンクリート又はモルタル用劣化防止
剤、並びにそれを用いたコンクリート又はモルタルの劣
化防止方法に関する。本発明は、更に詳しくは、下水道
施設等のコンクリート構造物又はモルタル構造物に好適
に用いられるコンクリート又はモルタル用劣化防止剤及
びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法に関する。
とを特徴とするコンクリート又はモルタル用劣化防止
剤、並びにそれを用いたコンクリート又はモルタルの劣
化防止方法に関する。本発明は、更に詳しくは、下水道
施設等のコンクリート構造物又はモルタル構造物に好適
に用いられるコンクリート又はモルタル用劣化防止剤及
びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法に関する。
背景技術 近年、わが国の下水道施設等において、コンクリート
構造物の劣化の事例が数多く報告されている。しかも、
これらの劣化はわが国に限られたものではなく、アメリ
カ合衆国、エジプト、南アフリカ共和国、オーストラリ
アなどでも報告されている。下水道施設等の建設には多
額の費用を要しているので、これらの施設を長期にわた
って効果的に機能させるには、コンクリートの劣化を防
止するための適切な処置を講ずることが重要である。
構造物の劣化の事例が数多く報告されている。しかも、
これらの劣化はわが国に限られたものではなく、アメリ
カ合衆国、エジプト、南アフリカ共和国、オーストラリ
アなどでも報告されている。下水道施設等の建設には多
額の費用を要しているので、これらの施設を長期にわた
って効果的に機能させるには、コンクリートの劣化を防
止するための適切な処置を講ずることが重要である。
コンクリートの劣化には、2種類の微生物、すなわ
ち、硫酸塩還元細菌及びチオバチルス(Thiobacillus)
属等の硫黄酸化細菌が関与していることが知られてい
る。これらの微生物によるコンクリートの劣化過程で
は、まず、下水中に存在する硫酸塩(通常、下水におけ
る硫酸塩濃度は20〜40mg/リットルの範囲である)が、
嫌気的条件下で硫酸塩還元細菌により還元され、硫化水
素が発生する。次いで、この硫化水素がコンクリート壁
面に付着した水に吸着され、好気的条件下で硫黄酸化細
菌により酸化されて、硫酸が発生する。コンクリートに
含まれたカルシウムは発生した硫酸によって硫酸カルシ
ウム(石膏)に変化し、これによりコンクリートが脆く
なる(劣化する)。
ち、硫酸塩還元細菌及びチオバチルス(Thiobacillus)
属等の硫黄酸化細菌が関与していることが知られてい
る。これらの微生物によるコンクリートの劣化過程で
は、まず、下水中に存在する硫酸塩(通常、下水におけ
る硫酸塩濃度は20〜40mg/リットルの範囲である)が、
嫌気的条件下で硫酸塩還元細菌により還元され、硫化水
素が発生する。次いで、この硫化水素がコンクリート壁
面に付着した水に吸着され、好気的条件下で硫黄酸化細
菌により酸化されて、硫酸が発生する。コンクリートに
含まれたカルシウムは発生した硫酸によって硫酸カルシ
ウム(石膏)に変化し、これによりコンクリートが脆く
なる(劣化する)。
上記の2種類の微生物のうち、硫黄酸化細菌がコンク
リートの劣化の主な原因であると考えられており、硫黄
酸化細菌による硫化水素から硫酸への変化を防止するた
めの種々の防止方法が提案されている。
リートの劣化の主な原因であると考えられており、硫黄
酸化細菌による硫化水素から硫酸への変化を防止するた
めの種々の防止方法が提案されている。
その一つとして、硫黄酸化細菌の基質である硫化水素
の濃度を低減させる方法が示されている。例えば、下水
に空気や酸素を注入して、コンクリート壁面上の水に吸
着される前に硫化水素を酸化すると同時に嫌気性菌であ
る硫酸塩還元細菌の働きを抑制して硫化水素の発生を低
減する方法が知られている。このうち、下水に空気を注
入する空気注入法は比較的簡単な方法であるが、硫化水
素の気−液平衡を乱して空気中により多くの硫化水素を
放散する可能性がある。また、下水に酸素を注入する酸
素注入法により効果的に硫化水素を酸化できるが、コス
ト高になるデメリットがある。
の濃度を低減させる方法が示されている。例えば、下水
に空気や酸素を注入して、コンクリート壁面上の水に吸
着される前に硫化水素を酸化すると同時に嫌気性菌であ
る硫酸塩還元細菌の働きを抑制して硫化水素の発生を低
減する方法が知られている。このうち、下水に空気を注
入する空気注入法は比較的簡単な方法であるが、硫化水
素の気−液平衡を乱して空気中により多くの硫化水素を
放散する可能性がある。また、下水に酸素を注入する酸
素注入法により効果的に硫化水素を酸化できるが、コス
ト高になるデメリットがある。
別の防止方法としては、下水に塩素、過酸化水素、過
マンガン酸カリウム、又は鉄、亜鉛、鉛、銅等の金属塩
を大量に添加して、下水中の硫化水素を捕捉する方法が
知られている。また、特開平7−70561号公報には、水
に易溶性のキノン誘導体を下水中に添加して硫化水素を
酸化すると同時に、硫酸塩還元細菌の作用も抑制してコ
ンクリートの劣化を防ぐ方法が示されている。しかし、
これらの方法は下水中に添加した物質が流去されるため
効果的ではなく、経済的にも問題がある。
マンガン酸カリウム、又は鉄、亜鉛、鉛、銅等の金属塩
を大量に添加して、下水中の硫化水素を捕捉する方法が
知られている。また、特開平7−70561号公報には、水
に易溶性のキノン誘導体を下水中に添加して硫化水素を
酸化すると同時に、硫酸塩還元細菌の作用も抑制してコ
ンクリートの劣化を防ぐ方法が示されている。しかし、
これらの方法は下水中に添加した物質が流去されるため
効果的ではなく、経済的にも問題がある。
更に、有機化合物である抗菌剤をコンクリートに混入
することで硫黄酸化細菌を死滅させ、コンクリートの劣
化を防ぐ方法が知られている。しかし、抗菌剤はコンク
リートにピンホールや亀裂を生じさせ、コンクリートの
耐久性を低下させる可能性がある。また、強力な抗菌作
用を持つNa−PCP(ペンタクロロフェノールナトリウ
ム)の使用は禁止されているのが現状である。
することで硫黄酸化細菌を死滅させ、コンクリートの劣
化を防ぐ方法が知られている。しかし、抗菌剤はコンク
リートにピンホールや亀裂を生じさせ、コンクリートの
耐久性を低下させる可能性がある。また、強力な抗菌作
用を持つNa−PCP(ペンタクロロフェノールナトリウ
ム)の使用は禁止されているのが現状である。
また、硫黄酸化細菌の生育は種々の金属イオンにより
阻害されることが知られており、水に難溶性で且つ硫酸
に可溶性である銅、ニッケル、スズ若しくは鉛等の金
属、又はこれらの金属の酸化物をコンクリートに含有さ
せてコンクリートの劣化を防ぐ方法が、特開平4−1490
53号公報に示されている。この方法では、前記金属及び
/又は金属酸化物から、硫黄酸化細菌が発生させた硫酸
によって金属イオンが溶出し、これにより硫黄酸化細菌
が防菌及び/又は殺菌される。しかし、この方法は、硫
酸に対する溶解性が高い金属、金属酸化物又はこれらの
混合物を使用するため、長期にわたってコンクリートの
劣化を防止するには、金属等の使用量が多くなる等の欠
点を有している。また、下水中にニッケル、スズ、鉛等
の重金属イオンが溶出するため、これらによる水質汚染
の可能性がある。
阻害されることが知られており、水に難溶性で且つ硫酸
に可溶性である銅、ニッケル、スズ若しくは鉛等の金
属、又はこれらの金属の酸化物をコンクリートに含有さ
せてコンクリートの劣化を防ぐ方法が、特開平4−1490
53号公報に示されている。この方法では、前記金属及び
/又は金属酸化物から、硫黄酸化細菌が発生させた硫酸
によって金属イオンが溶出し、これにより硫黄酸化細菌
が防菌及び/又は殺菌される。しかし、この方法は、硫
酸に対する溶解性が高い金属、金属酸化物又はこれらの
混合物を使用するため、長期にわたってコンクリートの
劣化を防止するには、金属等の使用量が多くなる等の欠
点を有している。また、下水中にニッケル、スズ、鉛等
の重金属イオンが溶出するため、これらによる水質汚染
の可能性がある。
さらに、特開平6−16460号公報及び特開平6−16461
号公報には、ニケロセン及びニッケルジメチルグリオキ
シムといった金属錯体をコンクリートに含有させて劣化
を防ぐ方法が示されている。しかし、これらの金属錯体
は発ガン性を有しており、安全性の面で問題がある。
号公報には、ニケロセン及びニッケルジメチルグリオキ
シムといった金属錯体をコンクリートに含有させて劣化
を防ぐ方法が示されている。しかし、これらの金属錯体
は発ガン性を有しており、安全性の面で問題がある。
硫酸に対して耐性のある材料を使用する方法も、コン
クリートの劣化防止方法としていくつか提案されてい
る。例えば、特開昭63−16072号公報や特開平2−26570
8号公報には、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等のラ
イニングによりコンクリートを保護する方法が、また、
特開平1−55493号公報には、ガラス材のライニングに
よりコンクリートを保護する方法が示されている。
クリートの劣化防止方法としていくつか提案されてい
る。例えば、特開昭63−16072号公報や特開平2−26570
8号公報には、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等のラ
イニングによりコンクリートを保護する方法が、また、
特開平1−55493号公報には、ガラス材のライニングに
よりコンクリートを保護する方法が示されている。
しかし、これらの方法は施工費が高く、ピンホールを
通してライニングが剥離するためコンクリートの寿命が
短いといった欠点を有している。したがって、劣化防止
効果を維持するためには定期的な再塗装が必要であり、
その度に長期間にわたり下水道施設等の運転を停止せざ
るを得ない。
通してライニングが剥離するためコンクリートの寿命が
短いといった欠点を有している。したがって、劣化防止
効果を維持するためには定期的な再塗装が必要であり、
その度に長期間にわたり下水道施設等の運転を停止せざ
るを得ない。
また、硫酸塩の含有率の高いスラグセメント等を用い
て、耐酸性、耐硫酸塩性に優れたコンクリートを得る方
法も知られているが、このスラグセメントは強度に乏し
く、また得られたコンクリートの硫酸による劣化を完全
には防止できない。
て、耐酸性、耐硫酸塩性に優れたコンクリートを得る方
法も知られているが、このスラグセメントは強度に乏し
く、また得られたコンクリートの硫酸による劣化を完全
には防止できない。
発明の開示 本発明の目的は、効果的に且つ長期間にわたってコン
クリート又はモルタルの劣化を防止することができるコ
ンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びそれを用い
たコンクリート又はモルタルの劣化防止方法を提供する
ことである。
クリート又はモルタルの劣化を防止することができるコ
ンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びそれを用い
たコンクリート又はモルタルの劣化防止方法を提供する
ことである。
本発明は、フタロシアニン化合物を有効成分とするコ
ンクリート又はモルタル用劣化防止剤を提供する。
ンクリート又はモルタル用劣化防止剤を提供する。
また、本発明は、コンクリート又はモルタルにフタロ
シアニン化合物を含有させるコンクリート又はモルタル
の劣化防止方法を提供する。
シアニン化合物を含有させるコンクリート又はモルタル
の劣化防止方法を提供する。
下水中等に存在し、且つコンクリート又はモルタルの
劣化の原因となる硫黄酸化細菌の体内には、スルフィド
オキシダーゼ、サルファジオキシダーゼ等の硫黄の酸化
還元に関与するいくつかの酵素が存在し、これらの相互
作用で硫酸が生成する(小泉、“イオウ酸化細菌の生理
生態と生物工学”、用水と廃水、31巻、307頁、1989
年)。また、硫黄酸化細菌は、硫黄粒子等の固体物質を
基質にすることができるという生態学的な特徴を有して
いる。このため、コンクリート又はモルタルに含有され
たフタロシアニン化合物も、硫黄酸化細菌の菌体内に容
易に取り込まれる。硫黄酸化細菌の菌体内に取り込まれ
たフタロシアニン化合物は、硫黄酸化細菌の菌体内の酵
素反応を阻害することによって、硫黄酸化細菌を防菌及
び/又は殺菌することができる。
劣化の原因となる硫黄酸化細菌の体内には、スルフィド
オキシダーゼ、サルファジオキシダーゼ等の硫黄の酸化
還元に関与するいくつかの酵素が存在し、これらの相互
作用で硫酸が生成する(小泉、“イオウ酸化細菌の生理
生態と生物工学”、用水と廃水、31巻、307頁、1989
年)。また、硫黄酸化細菌は、硫黄粒子等の固体物質を
基質にすることができるという生態学的な特徴を有して
いる。このため、コンクリート又はモルタルに含有され
たフタロシアニン化合物も、硫黄酸化細菌の菌体内に容
易に取り込まれる。硫黄酸化細菌の菌体内に取り込まれ
たフタロシアニン化合物は、硫黄酸化細菌の菌体内の酵
素反応を阻害することによって、硫黄酸化細菌を防菌及
び/又は殺菌することができる。
また、本発明の劣化防止剤は、前述の金属や金属酸化
物を含む劣化防止剤と異なり、成分を硫酸中に溶出させ
るものではないので、少量のフタロシアニン化合物でコ
ンクリートの劣化防止効果を長期間にわたって維持する
ことができる。さらに、上記フタロシアニン化合物が金
属フタロシアニン又は金属フタロシアニン誘導体の場合
でも、硫酸により溶出する金属イオン量は著しく少ない
ため、水質を汚染することもない。
物を含む劣化防止剤と異なり、成分を硫酸中に溶出させ
るものではないので、少量のフタロシアニン化合物でコ
ンクリートの劣化防止効果を長期間にわたって維持する
ことができる。さらに、上記フタロシアニン化合物が金
属フタロシアニン又は金属フタロシアニン誘導体の場合
でも、硫酸により溶出する金属イオン量は著しく少ない
ため、水質を汚染することもない。
また、フタロシアニン化合物は、前述の金属又は金属
酸化物に比べて、コンクリート又はモルタル用混和剤に
含まれる高分子成分中で容易に分散するため、混和剤中
でフタロシアニン化合物が凝集・沈澱することがなく、
フタロシアニン化合物が均一に分散したコンクリート又
はモルタルを調製することが可能である。このため、コ
ンクリート又はモルタルの全域にわたり劣化防止効果を
発現することができる。
酸化物に比べて、コンクリート又はモルタル用混和剤に
含まれる高分子成分中で容易に分散するため、混和剤中
でフタロシアニン化合物が凝集・沈澱することがなく、
フタロシアニン化合物が均一に分散したコンクリート又
はモルタルを調製することが可能である。このため、コ
ンクリート又はモルタルの全域にわたり劣化防止効果を
発現することができる。
発明を実施するための最良の形態 本発明において、フタロシアニン化合物はフタロシア
ニン骨格を有する化合物であり、具体的には、金属フタ
ロシアニン、無金属フタロシアニン及びこれらの誘導体
がある。
ニン骨格を有する化合物であり、具体的には、金属フタ
ロシアニン、無金属フタロシアニン及びこれらの誘導体
がある。
本発明に使用される金属フタロシアニンは、置換基を
有していないフタロシアニン骨格に金属原子が配位した
化合物であり、金属フタロシアニン誘導体は、金属フタ
ロシアニン分子中のベンゼン環に水素原子以外の置換原
子又は置換基を有する化合物である。
有していないフタロシアニン骨格に金属原子が配位した
化合物であり、金属フタロシアニン誘導体は、金属フタ
ロシアニン分子中のベンゼン環に水素原子以外の置換原
子又は置換基を有する化合物である。
また、本発明に使用される無金属フタロシアニンは、
フタロシアニン骨格の中心に2個の水素原子が配位した
フタロシアニン(H2Pc)であり、無金属フタロシアニン
誘導体とは、無金属フタロシアニン分子中のベンゼン環
に水素原子以外の置換原子又は置換基を有する化合物で
ある。
フタロシアニン骨格の中心に2個の水素原子が配位した
フタロシアニン(H2Pc)であり、無金属フタロシアニン
誘導体とは、無金属フタロシアニン分子中のベンゼン環
に水素原子以外の置換原子又は置換基を有する化合物で
ある。
本発明では、水に溶解しないフタロシアニン化合物を
用いることが好ましい。
用いることが好ましい。
上記金属フタロシアニン誘導体及び無金属フタロシア
ニン誘導体の水素原子以外の置換原子又は置換基の具体
例として、以下のものを挙げることができる。
ニン誘導体の水素原子以外の置換原子又は置換基の具体
例として、以下のものを挙げることができる。
すなわち、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、se
c−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロ
ロメチル基、トリフロロメチル基、シクロプロピル基、
シクロヘキシル基、1,3−シクロヘキサジエニル基、2
−シクロペンテン−1−イル基、2,4−シクロペンタジ
エン−1−イリデニル基等の置換もしくは未置換のアル
キル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−
ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ステアリルオキシ
基、トリフロロメトキシ基等の置換もしくは未置換のア
ルコキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチ
オ基、ブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチ
ルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチル
チオ基、オクチルチオ基等の置換もしくは未置換のチオ
アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボニル基、カ
ルボキシル基、エステル基、水酸基、スルホン酸基、ビ
ニル基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルア
ミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブ
チルアミノ基等のアルキル基置換アミノ基、ジフェニル
アミノ基、ジトリルアミノ基等の炭素環式芳香族アミノ
基、ビス(アセトオキシメチル)アミノ基、ビス(アセ
トオキシエチル)アミノ基、ビス(アセトオキシプロピ
ル)アミノ基、ビス(アセトオキシブチル)アミノ基、
ジベンジルアミノ基等のモノまたはジ置換アミノ基、フ
ェノキシ基、p−tert−ブチルフェノキシ基、3−フル
オロフェノキシ基等の置換もしくは未置換のアリールオ
キシ基、フェニルチオ基、3−フルオロフェニルチオ基
等の置換もしくは未置換のアリールチオ基、フェニル
基、ビフェニル基、トリフェニル基、テトラフェニル
基、3−ニトロフェニル基、4−メチルチオフェニル
基、3,5−ジシアノフェニル基、o−、m−、及びp−
トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル
基、メシチル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフ
チル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレ
ニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル
基、アントラキノニル基、3−メチルアントリル基、フ
ェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリ
セニル基、2−エチル−1−クリセニル基、ピセニル
基、ペリレニル基、6−クロロペリレニル基、ペンタフ
ェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレン基、ヘキ
サフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネ
ニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプ
タセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等の置換
もしくは未置換の芳香族環基等である。
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、se
c−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロ
ロメチル基、トリフロロメチル基、シクロプロピル基、
シクロヘキシル基、1,3−シクロヘキサジエニル基、2
−シクロペンテン−1−イル基、2,4−シクロペンタジ
エン−1−イリデニル基等の置換もしくは未置換のアル
キル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−
ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ステアリルオキシ
基、トリフロロメトキシ基等の置換もしくは未置換のア
ルコキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチ
オ基、ブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチ
ルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチル
チオ基、オクチルチオ基等の置換もしくは未置換のチオ
アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボニル基、カ
ルボキシル基、エステル基、水酸基、スルホン酸基、ビ
ニル基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルア
ミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブ
チルアミノ基等のアルキル基置換アミノ基、ジフェニル
アミノ基、ジトリルアミノ基等の炭素環式芳香族アミノ
基、ビス(アセトオキシメチル)アミノ基、ビス(アセ
トオキシエチル)アミノ基、ビス(アセトオキシプロピ
ル)アミノ基、ビス(アセトオキシブチル)アミノ基、
ジベンジルアミノ基等のモノまたはジ置換アミノ基、フ
ェノキシ基、p−tert−ブチルフェノキシ基、3−フル
オロフェノキシ基等の置換もしくは未置換のアリールオ
キシ基、フェニルチオ基、3−フルオロフェニルチオ基
等の置換もしくは未置換のアリールチオ基、フェニル
基、ビフェニル基、トリフェニル基、テトラフェニル
基、3−ニトロフェニル基、4−メチルチオフェニル
基、3,5−ジシアノフェニル基、o−、m−、及びp−
トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル
基、メシチル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフ
チル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレ
ニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル
基、アントラキノニル基、3−メチルアントリル基、フ
ェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリ
セニル基、2−エチル−1−クリセニル基、ピセニル
基、ペリレニル基、6−クロロペリレニル基、ペンタフ
ェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレン基、ヘキ
サフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネ
ニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプ
タセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等の置換
もしくは未置換の芳香族環基等である。
上記金属フタロシアニン及び金属フタロシアニン誘導
体の金属原子としては、鉄、コバルト、ニッケル、パラ
ジウム、スズ、白金、クロム、マンガン、銅、亜鉛、
鉛、及び希土類元素の少なくとも1種であることが望ま
しい。なお、希土類元素には、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、
プロメチウム、サマリウム、ユーロビウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビ
ウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムが含まれ
る。
体の金属原子としては、鉄、コバルト、ニッケル、パラ
ジウム、スズ、白金、クロム、マンガン、銅、亜鉛、
鉛、及び希土類元素の少なくとも1種であることが望ま
しい。なお、希土類元素には、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、
プロメチウム、サマリウム、ユーロビウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビ
ウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムが含まれ
る。
本発明において、フタロシアニン化合物は、鉄フタロ
シアニン、コバルトフタロシアニン、ニッケルフタロシ
アニン、スズフタロシアニン、無金属フタロシアニン、
及びこれらのフタロシアニン分子中のベンゼン環の1〜
8個の水素原子がハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキ
ル基、ニトロ基、シアノ基、水酸基、スルホン酸基で置
換された誘導体であることがより望ましい。
シアニン、コバルトフタロシアニン、ニッケルフタロシ
アニン、スズフタロシアニン、無金属フタロシアニン、
及びこれらのフタロシアニン分子中のベンゼン環の1〜
8個の水素原子がハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキ
ル基、ニトロ基、シアノ基、水酸基、スルホン酸基で置
換された誘導体であることがより望ましい。
これらのフタロシアニン化合物は単独で用いても、二
種類以上を併用してもよい。
種類以上を併用してもよい。
本発明において、フタロシアニン化合物は、コンクリ
ート又はモルタルと容易に且つ均一に混合できるよう
に、微粉末状であることが望ましい。また、フタロシア
ニン化合物の微粉末の平均粒子径は0.001μm〜1mmであ
ることが好ましく、0.01μm〜0.1mmであることがより
好ましい。
ート又はモルタルと容易に且つ均一に混合できるよう
に、微粉末状であることが望ましい。また、フタロシア
ニン化合物の微粉末の平均粒子径は0.001μm〜1mmであ
ることが好ましく、0.01μm〜0.1mmであることがより
好ましい。
本発明のコンクリート又はモルタル用劣化防止剤は、
フタロシアニン化合物の他に、公知のコンクリート又は
モルタル用混和剤を含むことができる。このような混和
剤としては、例えば、流動性等のワーカビリティーを向
上させるために用いられるAE剤・減水剤、高性能AE減水
剤、材料分離防止のために用いられる増粘剤等を挙げる
ことができる。
フタロシアニン化合物の他に、公知のコンクリート又は
モルタル用混和剤を含むことができる。このような混和
剤としては、例えば、流動性等のワーカビリティーを向
上させるために用いられるAE剤・減水剤、高性能AE減水
剤、材料分離防止のために用いられる増粘剤等を挙げる
ことができる。
AE剤・減水剤、高性能AE減水剤としては、ナフタリン
系、ポリカルボン酸系、メラミン系、アミノスルホン酸
系等の高分子が挙げられ、また、増粘剤としては、デン
プン、グアーガム、メチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、キサンタンガム、カードラン等の多糖類
及びその誘導体や、ポリアクリルアミド、ポリアクリル
酸ナトリウム、ポリビニルアルコール等の合成高分子が
挙げられる。
系、ポリカルボン酸系、メラミン系、アミノスルホン酸
系等の高分子が挙げられ、また、増粘剤としては、デン
プン、グアーガム、メチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、キサンタンガム、カードラン等の多糖類
及びその誘導体や、ポリアクリルアミド、ポリアクリル
酸ナトリウム、ポリビニルアルコール等の合成高分子が
挙げられる。
本発明のコンクリート又はモルタル用劣化防止剤が混
和剤を含む場合には、フタロシアニン化合物の混和剤へ
の添加量は、混和剤のコンクリート又はモルタルへの添
加量にもよるが、混和剤100重量部に対して5〜500重量
部であることが好ましく、10〜100重量部であることが
より好ましい。
和剤を含む場合には、フタロシアニン化合物の混和剤へ
の添加量は、混和剤のコンクリート又はモルタルへの添
加量にもよるが、混和剤100重量部に対して5〜500重量
部であることが好ましく、10〜100重量部であることが
より好ましい。
本発明のコンクリート又はモルタル用劣化防止剤が混
和剤を含む場合には、フタロシアニン化合物は混和剤に
分散されていることが望ましい。フタロシアニン化合物
を混和剤に分散させるには、公知の種々な粉砕機又は分
散機を用いることができる。具体的には、せん断応力に
より分散させる3本ロールミル、2本ロールミル、ガラ
スビーズやジルコニアビーズ、メノー球などのメディア
との衝突による衝撃力により分散させるボールミル、ア
トライター、サンドミル、コボールミル、バスケットミ
ル、振動ミル、ペイントコンディショナー、また、せん
断応力、キャビテーション、衝突力、ポテンシャルコア
などを発生させるような回転羽根により分散させるディ
スパーサー、ホモジナイザー、クレアミックス(R)な
どの装置を用いることができる。さらに、ニーダー、エ
クストルーダー、ジェットミル、超音波分散機等も使用
可能である。
和剤を含む場合には、フタロシアニン化合物は混和剤に
分散されていることが望ましい。フタロシアニン化合物
を混和剤に分散させるには、公知の種々な粉砕機又は分
散機を用いることができる。具体的には、せん断応力に
より分散させる3本ロールミル、2本ロールミル、ガラ
スビーズやジルコニアビーズ、メノー球などのメディア
との衝突による衝撃力により分散させるボールミル、ア
トライター、サンドミル、コボールミル、バスケットミ
ル、振動ミル、ペイントコンディショナー、また、せん
断応力、キャビテーション、衝突力、ポテンシャルコア
などを発生させるような回転羽根により分散させるディ
スパーサー、ホモジナイザー、クレアミックス(R)な
どの装置を用いることができる。さらに、ニーダー、エ
クストルーダー、ジェットミル、超音波分散機等も使用
可能である。
本発明のコンクリート又はモルタル用劣化防止剤で
は、コンクリート又はモルタル中のセメント成分100重
量部に対して、フタロシアニン化合物の添加量が、0.00
1〜30重量部であることが好ましく、0.01〜5重量部で
あることがより好ましい。フタロシアニン化合物の添加
量が0.001重量部未満の場合は、硫黄酸化細菌に対する
防菌及び/又は殺菌効果を長時間持続させることが困難
である。一方、フタロシアニン化合物の添加量が30重量
部を越えると、硫黄酸化細菌に対する防菌及び/又は殺
菌効果のさらなる向上は期待できず、コスト高になり好
ましくない。さらに、コンクリート又はモルタルの強度
も著しく低下する。
は、コンクリート又はモルタル中のセメント成分100重
量部に対して、フタロシアニン化合物の添加量が、0.00
1〜30重量部であることが好ましく、0.01〜5重量部で
あることがより好ましい。フタロシアニン化合物の添加
量が0.001重量部未満の場合は、硫黄酸化細菌に対する
防菌及び/又は殺菌効果を長時間持続させることが困難
である。一方、フタロシアニン化合物の添加量が30重量
部を越えると、硫黄酸化細菌に対する防菌及び/又は殺
菌効果のさらなる向上は期待できず、コスト高になり好
ましくない。さらに、コンクリート又はモルタルの強度
も著しく低下する。
実施例 以下、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1〜22) セメント100重量部、砂200重量部、及び水50重量部か
らなるモルタル成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示
すフタロシアニン化合物をそれぞれ2.5重量部添加し、
モルタルミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠
に入れて成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日
間)養生を行い、モルタル供試体を得た。
らなるモルタル成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示
すフタロシアニン化合物をそれぞれ2.5重量部添加し、
モルタルミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠
に入れて成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日
間)養生を行い、モルタル供試体を得た。
(実施例23〜44) セメント120重量部及び水80重量部からなるコンクリ
ート成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示すフタロシ
アニン化合物をそれぞれ3.0重量部添加し、コンクリー
トミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠に入れ
て成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日間)養生
を行い、コンクリート供試体を得た。
ート成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示すフタロシ
アニン化合物をそれぞれ3.0重量部添加し、コンクリー
トミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠に入れ
て成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日間)養生
を行い、コンクリート供試体を得た。
(実施例45〜58) セメント100重量部、砂200重量部、及び水50重量部か
らなるモルタル成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示
すフタロシアニン化合物をそれぞれ0.1重量部添加し、
モルタルミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠
に入れて成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日
間)養生を行い、モルタル供試体を得た。
らなるモルタル成分に、平均粒子径1.0μmの表1に示
すフタロシアニン化合物をそれぞれ0.1重量部添加し、
モルタルミキサーを用いて充分練り混ぜた。これを型枠
に入れて成形後、28日間(湿気箱中24時間、水中27日
間)養生を行い、モルタル供試体を得た。
表中、CrPc、MnPc、FePc、CoPc、NiPc、CuPc、ZnPc、
PdPc、SnPc、PtPc、及びPbPcはそれぞれ金属原子がクロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、パ
ラジウム、スズ、白金、及び鉛である金属フタロシアニ
ンを、H2Pcは無金属フタロシアニンを表す。また、Cl、
t−Bu、CN、及びNO2はそれぞれ置換原子若しくは置換
基が塩素原子、tert−ブチル基、シアノ基、及びニトロ
基であることを表す。
PdPc、SnPc、PtPc、及びPbPcはそれぞれ金属原子がクロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、パ
ラジウム、スズ、白金、及び鉛である金属フタロシアニ
ンを、H2Pcは無金属フタロシアニンを表す。また、Cl、
t−Bu、CN、及びNO2はそれぞれ置換原子若しくは置換
基が塩素原子、tert−ブチル基、シアノ基、及びニトロ
基であることを表す。
(比較例1) フタロシアニン化合物を添加しない以外は、実施例1
と同様な方法を用いてモルタル供試体を得た。
と同様な方法を用いてモルタル供試体を得た。
(比較例2) フタロシアニン化合物の代わりに有機窒素硫黄系抗菌
剤(東京ファインケミカル社製「ファインサンドA−
3」)を添加した以外は、実施例1と同様な方法を用い
てモルタル供試体を得た。
剤(東京ファインケミカル社製「ファインサンドA−
3」)を添加した以外は、実施例1と同様な方法を用い
てモルタル供試体を得た。
(比較例3) フタロシアニン化合物を添加しない以外は、実施例23
と同様な方法を用いてコンクリート供試体を得た。
と同様な方法を用いてコンクリート供試体を得た。
(比較例4) フタロシアニン化合物の代わりに有機窒素硫黄系抗菌
剤(東京ファインケミカル社製「ファインサンドA−
3」)を添加した以外は、実施例23と同様な方法を用い
てコンクリート供試体を得た。
剤(東京ファインケミカル社製「ファインサンドA−
3」)を添加した以外は、実施例23と同様な方法を用い
てコンクリート供試体を得た。
実施例及び比較例で得られた供試体を、下水処理場の
汚泥施設の壁内に曝し、9ヶ月間汚泥に暴露して硫黄酸
化細菌の付着状況及び供試体の石膏化状況を、以下のよ
うにして評価した。結果を表2〜4に示す。
汚泥施設の壁内に曝し、9ヶ月間汚泥に暴露して硫黄酸
化細菌の付着状況及び供試体の石膏化状況を、以下のよ
うにして評価した。結果を表2〜4に示す。
(硫黄酸化細菌の付着状況) 供試体の表面を、歯磨き用のブラシを用いて、滅菌し
た水道水(オートクレーブで20分間滅菌)50mlで洗浄
し、その洗浄液を超音波破砕した後、希釈した。これ
を、酵母エキスを添加しゲランガムで固化させた固体ON
M培地(今井・和民・片桐、“硫黄細菌の生化学的研究
(第2報)菌の生育条件について”、醗酵工学、42巻、
762頁、1964年)を用いて、培養温度30℃で11日間培養
し、生じたコロニーを計数した。この値から、洗浄液1m
l当たりの硫黄酸化細菌の数(cell/ml)を求め、以下に
示す評価基準から硫黄酸化細菌の付着状況を評価した。
た水道水(オートクレーブで20分間滅菌)50mlで洗浄
し、その洗浄液を超音波破砕した後、希釈した。これ
を、酵母エキスを添加しゲランガムで固化させた固体ON
M培地(今井・和民・片桐、“硫黄細菌の生化学的研究
(第2報)菌の生育条件について”、醗酵工学、42巻、
762頁、1964年)を用いて、培養温度30℃で11日間培養
し、生じたコロニーを計数した。この値から、洗浄液1m
l当たりの硫黄酸化細菌の数(cell/ml)を求め、以下に
示す評価基準から硫黄酸化細菌の付着状況を評価した。
硫黄酸化細菌の付着状況の評価基準 評価 1:106cell/ml以上 評価 2:104〜106cell/ml 評価 3:102〜104cell/ml 評価 4:102cell/ml未満 評価 5:付着は全く認められず (石膏化状況) 供試体の表面を10gサンプリングし、X線回折装置を
用いて硫酸カルシウムの量を測定した。この値から、供
試体表面のカルシウムのうち硫酸による腐食生成物であ
る硫酸カルシウムに変化した割合(%)を求め、以下に
示す評価基準から供試体の石膏化状況を評価した。
用いて硫酸カルシウムの量を測定した。この値から、供
試体表面のカルシウムのうち硫酸による腐食生成物であ
る硫酸カルシウムに変化した割合(%)を求め、以下に
示す評価基準から供試体の石膏化状況を評価した。
供試体の石膏化状況の評価基準 評価 1:80%以上 評価 2:50〜80% 評価 3:30〜50% 評価 4:1〜30% 評価 5:石膏化は全く認められず 本発明のフタロシアニン化合物を含有させた供試体で
は、硫黄酸化細菌の付着状況、石膏化状況とも評価4〜
5であったが、フタロシアニン化合物を含有しない供試
体、及びフタロシアニン化合物の代わりに有機窒素硫黄
系抗菌剤を含有させた供試体では、硫黄酸化細菌の付着
が著しく、表面は石膏化して劣化が進んでいた。
は、硫黄酸化細菌の付着状況、石膏化状況とも評価4〜
5であったが、フタロシアニン化合物を含有しない供試
体、及びフタロシアニン化合物の代わりに有機窒素硫黄
系抗菌剤を含有させた供試体では、硫黄酸化細菌の付着
が著しく、表面は石膏化して劣化が進んでいた。
このことから、本発明のフタロシアニン化合物は、硫
黄酸化細菌によるコンクリート又はモルタルの劣化防止
に有効であることが認められた。
黄酸化細菌によるコンクリート又はモルタルの劣化防止
に有効であることが認められた。
産業上の利用可能性 本発明のコンクリート又はモルタル用劣化防止剤及び
コンクリート又はモルタルの劣化防止方法は、水質を汚
染することなく、少量で硫黄酸化細菌によるコンクリー
ト又はモルタルの劣化を長期にわたって防止することが
できるので、コンクリート又はモルタルが使用される種
々の構造物等、広い用途に利用される。
コンクリート又はモルタルの劣化防止方法は、水質を汚
染することなく、少量で硫黄酸化細菌によるコンクリー
ト又はモルタルの劣化を長期にわたって防止することが
できるので、コンクリート又はモルタルが使用される種
々の構造物等、広い用途に利用される。
フロントページの続き (72)発明者 玉野 美智子 東京都中央区京橋2丁目3番13号 東洋 インキ製造株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 24/12 A01N 43/44 A01N 43/46 C04B 103:69
Claims (11)
- 【請求項1】フタロシアニン化合物を有効成分とするコ
ンクリート又はモルタル用劣化防止剤。 - 【請求項2】(補正後)フタロシアニン化合物が、金属
フタロシアニン、金属フタロシアニン誘導体、無金属フ
タロシアニン及び無金属フタロシアニン誘導体の少なく
ともいずれかである請求項1のコンクリート又はモルタ
ル用劣化防止剤。 - 【請求項3】(補正後)フタロシアニン化合物が、金属
フタロシアニン及び金属フタロシアニン誘導体の少なく
ともいずれかである請求項1のコンクリート又はモルタ
ル用劣化防止剤。 - 【請求項4】(補正後)金属フタロシアニン及び/又は
金属フタロシアニン誘導体の金属原子が、鉄、コバル
ト、ニッケル、パラジウム、スズ、及び白金からなる群
より選ばれた少なくとも1種である請求項3のコンクリ
ート又はモルタル用劣化防止剤。 - 【請求項5】(補正後)金属フタロシアニン及び/又は
金属フタロシアニン誘導体の金属原子が、クロム、マン
ガン、銅、亜鉛及び鉛からなる群より選ばれた少なくと
も1種である請求項3のコンクリート又はモルタル用劣
化防止剤。 - 【請求項6】(補正後)金属フタロシアニン及び/又は
金属フタロシアニン誘導体の金属原子が、希土類元素で
ある請求項3のコンクリート又はモルタル用劣化防止
剤。 - 【請求項7】(補正後)フタロシアニン化合物が無金属
フタロシアニン及び無金属フタロシアニン誘導体の少な
くともいずれかである請求項1のコンクリート又はモル
タル用劣化防止剤。 - 【請求項8】コンクリート又はモルタルにフタロシアニ
ン化合物を含有させるコンクリート又はモルタルの劣化
防止方法。 - 【請求項9】(補正後)フタロシアニン化合物が、金属
フタロシアニン、金属フタロシアニン誘導体、無金属フ
タロシアニン及び無金属フタロシアニン誘導体の少なく
ともいずれかである請求項8のコンクリート又はモルタ
ルの劣化防止方法。 - 【請求項10】(補正後)フタロシアニン化合物の添加
率が、コンクリート又はモルタルに含まれるセメント成
分100重量部に対し、0.001〜30重量部である請求項8の
コンクリート又はモルタルの劣化防止方法。 - 【請求項11】(補正後)フタロシアニン化合物の添加
率が、コンクリート又はモルタルに含まれるセメント成
分100重量部に対し、0.001〜30重量部である請求項9の
コンクリート又はモルタルの劣化防止方法。
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JP8-24940 | 1996-10-07 | ||
JP26571096A JPH10114560A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | コンクリート又はモルタル用劣化防止剤、それを含有するコンクリート、モルタル |
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AU2003901529A0 (en) * | 2003-03-31 | 2003-05-01 | James Hardie International Finance B.V. | A durable high performance fibre cement product and method of making the same |
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JPH0813699B2 (ja) * | 1990-07-18 | 1996-02-14 | 東京瓦斯株式会社 | 着色セメント、その製造方法および該方法に用いられる界面活性着色剤 |
JP3008125B2 (ja) * | 1990-10-12 | 2000-02-14 | 株式会社間組 | コンクリート、モルタル又は高分子材料の劣化防止方法 |
JPH07115897B2 (ja) * | 1991-08-05 | 1995-12-13 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
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JPH0616461A (ja) * | 1992-06-29 | 1994-01-25 | Hazama Gumi Ltd | コンクリート、モルタル又は高分子材料の劣化防止方法 |
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JPH0770561A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-14 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | コンクリート構造物の防食剤 |
JPH10316462A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-12-02 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | コンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法 |
JPH10316461A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-12-02 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | コンクリート又はモルタル用劣化防止剤、及びコンクリート又はモルタルの劣化防止方法 |
AU725092B2 (en) * | 1997-07-14 | 2000-10-05 | Hazama Corporation | Thiobacillus thiooxidans growth inhibitor, cement composition, and cement structure |
JPH11149542A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Heiwa Tokei Seisakusho | 歩数計の振動センサ用バネの加工方法 |
JPH11161000A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Mita Ind Co Ltd | 静電潜像現像装置 |
-
1997
- 1997-02-13 JP JP52918597A patent/JP3209429B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-13 US US09/117,816 patent/US6159281A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-13 WO PCT/JP1997/000370 patent/WO1997030005A1/ja active IP Right Grant
- 1997-02-13 DE DE69718620T patent/DE69718620T2/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |