JP3694839B2 - コンクリートの耐久仕上げ方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンクリートの耐久性を向上させるための仕上げ方法に関する。更に詳しくは、硬化したコンクリートの表面からその内部へ有害物質が侵入することによって起こる、あるいは既にコンクリート内に侵入した有害物質によって引き起こされる当該コンクリートの劣化を防止する方法に関する。ここでいう劣化とは、炭酸ガスがコンクリート内に侵入しコンクリートのアルカリ性を低下させる中性化現象、塩化物イオンによるコンクリート内の鉄筋の腐食現象、コンクリート中のナトリウムイオン、カリウムイオンとある種の骨材との間で起こるアルカリ骨材反応によるコンクリートの膨張現象、更に屋外に曝されたセメント成分が失われる風化現象などをさす。
【０００２】
【従来の技術】
従来より硬化コンクリートの耐久性を向上させるために、各種塗材による表面被覆が行われてきた。また、亜硝酸塩をコンクリート表面から含浸したり、あるいは亜硝酸塩を含有させたセメント組成物をコンクリート表面に塗布したりすることによって、コンクリートの劣化を防止する方法が、それぞれ特開昭60-204683 号と特開平 1-103970 号に記載されている。更に、特開昭63-021270 号には、亜硝酸塩の水溶液をセメント系硬化物の表面に含浸させた後、湿潤面用エポキシ樹脂で被覆する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、硬化コンクリートの表面に塗布した亜硝酸塩を含有したセメント組成物中から、亜硝酸塩が外部へ溶出するのを防止するとともに、工期の短縮を図ることである。
亜硝酸塩を含有させたモルタルをそのまま放置すれば、亜硝酸イオンは雨水、結露水等を通じて外部に溶出することが容易に想像できる。従って、何らかの表面被覆を施すことが必要となる。モルタルが硬化後であれば種々の被覆材を用いることができるが、硬化まで長時間放置しなければならず、その間に降雨等があればセメント組成物内に含有させた亜硝酸塩は外部に溶出する。また、工期も長くなる等の問題があった。特開昭63-021270 号では、亜硝酸塩の水溶液をセメント系硬化物の表面に含浸させた後、湿潤面用エポキシ樹脂で被覆する方法が開示されているが、コンクリート構造物の垂直面や下面では亜硝酸塩の水溶液の塗布が容易でない。特開平１−１０３９７０号では、亜硝酸塩含有モルタルの塗布が提案されているが、美観、亜硝酸塩の溶出防止及び水や炭酸ガスの侵入防止のためには、仕上げ材による被覆が必要である。しかし、高濃度に亜硝酸塩を含有したモルタルは、表面の含水率が大きくかつ硬化が遅く仕上げ材を塗布するまでに数日を要し、工期が必然的に長期間となる問題があった。本発明のように被覆する表面が未硬化の場合には、通常の仕上げ材ではセメント系材料と仕上げ材の界面で剥離し易く、亜硝酸塩を含有したセメント組成物を塗布した効果を充分に発現させ難い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリートの耐久仕上げ方法は、硬化コンクリートの表面に、亜硝酸塩を含有したセメント組成物を塗布した後、未硬化状態にある該セメント組成物表面を湿潤面接着性を有するエポキシ樹脂含有塗材で被覆することを特長とする。
【０００５】
本発明の方法が適用されるセメント組成物は、ペースト状にして薄塗りで用いるもの、モルタルにしてやや厚く塗布するもの、さらには粗骨材を混入したコンクリート状としたものである。これらが塗布される硬化コンクリートは、打設直後のものから、経年劣化を起こしたものまで全てに適用し得る。
【０００６】
本発明の方法に用いられる亜硝酸塩は、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸カルシウムなどを単独もしくは混合して用いることができる。ナトリウム塩および／またはカリウム塩は、アルカリ骨材反応を生起する原因ともなるので、好ましいものではなく、亜硝酸リチウムおよび／または亜硝酸カルシウムが好ましい。亜硝酸塩のセメントに対する添加量は、一般的には、１〜２５重量％である。
【０００７】
亜硝酸塩を含有したセメント組成物を塗布した後その表面に塗布される湿潤面接着性エポキシ樹脂は、通常の、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの縮合物等エポキシ基含有成分と親水性硬化剤との配合物である。更に好ましくは、親水性を向上させるために、エパン（第一工業製薬株式会社製）等のノニオン系界面活性剤を混ぜてミキサーにて水分散させたエポキシ樹脂、カルボキシル基含有ポリマーを化学的に反応させ自己乳化可能としたエポキシ樹脂、あるいはエポキシ樹脂存在下にて、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー、及び共重合可能なビニル系、アクリル系モノマーを重合して得られる自己乳化可能なグラフト共重合体としたものなどが用いられる。これらの製造方法は、例えば特開平 1-110517 号に記載されている。
【０００８】
硬化剤としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンベンタミンなどのポリアミンと合成ダイマー酸との縮合反応によりつくられたポリアミドアミン、あるいはポリエーテルジアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ステアリルアミン、キシレンジアミンなどの長鎖脂肪族アミンが挙げられる。また、これらアミン硬化剤の一部を予めケトンで変成しケチミン化したものも好ましく用いられる。水置換作用を有するアミン塩界面活性剤も併用することができる。これらアミン硬化剤の使用量としては、エポキシ基に対して活性水素原子がモル比で1.6 〜2.4 となるような量が好ましい。その他に、ポリチオール系などのメルカプタン類、特開昭49-93497号に記載された乾性油脂肪酸の２量体または３量体とポリアミンとの複合体、特開昭49-93496号に記載された変性芳香族アミンなども硬化剤として使用することができる。
【０００９】
本発明に用いられる上記湿潤面接着性エポキシ樹脂を含有する塗材としては、上記エポキシ樹脂単独物の他、焼石膏、ポルトランドセメント、混合セメント、など水分を取り込む成分を混合させても、好ましく目的を達成することができる。更に、本発明の目的が達成される限り、活性アルミナ、シリカアルミナ、炭酸カルシウム、ベントナイトなどを充填材として、使用しても差し支えない。
【００１０】
上記の湿潤面接着性エポキシ樹脂の硬化速度は、セメント組成物の強度発現に比べて、同等かそれ以下であることが望ましい。あまりにエポキシ樹脂の硬化が速いと、エポキシ樹脂の凝集力がセメント組成物の強度に勝り、エポキシ樹脂とセメント組成物の界面で剥離を起こすので、好ましくない。
【００１１】
上記の湿潤面接着性エポキシ樹脂の塗布方法は、こて塗り、はけ塗り、ローラー塗り、吹きつけ塗りなど特に限定されないが、下地となるセメント組成物が未硬化の状態にあるので、エポキシ樹脂の粘性が高すぎると塗布時に困難を生じる場合がある。従って、硬化剤と混合した後の使用時の粘度は、20000cps以下であることが望ましい。エポキシ樹脂の硬化速度及び使用時の粘度は、硬化剤と充填剤の種類と量を適切に配合することによって、所望の条件に合わせることができる。
【００１２】
セメント組成物塗布後、湿潤面接着性エポキシ樹脂塗布までのインターバルは、セメントの凝結始発後が望ましいが、上記エポキシ樹脂、硬化剤及び充填剤を適切に配合することにより、セメント組成物塗布直後であってもやはり支障なく行うことができる。エポキシ樹脂硬化後の表面には、セメントペーストやモルタルなどのセメント組成物、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂などの溶剤系塗料や水系塗料、シラン化合物やポリシロキサン樹脂などの含浸材や塗材を所望に応じて塗布し、仕上げることができる。
【００１３】
【作用】
上記のエポキシ樹脂含有塗材は、被塗面が湿潤面であっても十分な接着力を有し、しかもセメントの硬化速度に応じて硬化速度を調節することができるから、亜硝酸塩を含有したセメント組成物を塗布した後、そのセメント組成物が硬化以前に被覆することができる。このことによって、硬化後には亜硝酸塩を含有したセメント組成物とエポキシ樹脂が一体化した仕上げ層を形成することができる。本発明の耐久仕上げ方法を施工することによって、上記エポキシ樹脂は、その硬化反応によって固化した後は不透水性を示すので、セメント組成物中の亜硝酸イオンが外部に溶出するのを防止しコンクリート内部にのみ拡散・浸透させることができる。また、外部からの炭酸ガス、塩化物イオンなどの有害物質の侵入を防止するので、亜硝酸イオンの内部への拡散・浸透とあわせて、中性化の進行防止、コンクリート内の鉄筋腐食の防止、アルカリ骨材反応の進行防止に顕著に作用し、コンクリートの耐久性を向上させる。
【００１４】
【実施例】
実施例１
試験用基板として30×30× 6cmの硬化コンクリート板を用意し、これにモルタル用の材料として、普通ポルトランドセメント、砂、水、亜硝酸リチウム40％水溶液、45％スチレンブタジエンゴムディスパージョンを用意し、重量比で砂／セメント比が 2、水／セメント比が0.5 、亜硝酸リチウム（固形分）／セメント比が0.1 、樹脂（固形分）／セメント比が0.1 となるように混練して、約 5mm厚にこてを用いて塗布した。モルタル塗布後直ちに、主材ビスフェノールＡグリシジルエーテル系エポキシ樹脂と長鎖脂肪族アミン硬化剤を用いた湿潤面用エポキシ樹脂に普通ポルトランドセメントを重量比で４：１の割合で混合したエポキシ樹脂含有塗材を、へらで 1mm厚に塗布した。エポキシ樹脂含有塗材塗布48時間後に、建研式接着力試験器で付着強さ試験を実施した。次いで、この試験板の付着強さ試験を行っていない部分から、5 ×5 × 6cmのブロックを切出し( 5 ×5cm の部分が仕上げ面) 、仕上げ面以外は速乾型エポキシ樹脂接着剤( コニシ株式会社、商品名クイックメンダー）でシールして１リットルのビーカーに入れ、約800 ミリリットル純水を注ぎ、上面にした仕上面が完全に水中に没するように浸漬した。24時間経過後、浸漬液をジアゾカップリングによる比色法で溶出してきた亜硝酸イオン濃度を測定した。
【００１５】
比較例１
試験用基板に実施例１と同組成の亜硝酸リチウム含有モルタルを塗布し、エポキシ樹脂含有塗材を塗布しないで48時間放置した後、実施例と同様にして浸漬液の亜硝酸イオン濃度を測定した。 実施例１と比較例１の試験結果を第１表に示す。
【表１】

【００１６】
【発明の効果】
本発明によると、亜硝酸塩を含有したセメント組成物から亜硝酸塩が外部に溶出するのを防ぎ、効率良くコンクリート内に拡散及び浸透させることができるので、コンクリートの耐久性を向上させる効果が高い。またセメント組成物の硬化を待たずに施工できるので施工の能率も高い。
【００１７】
更に、セメント組成物の表面を直ちに樹脂膜で覆ってしまうため、エフロレッセンスの発生を防止する効果もある。また、エポキシ樹脂が固化した塗膜上には、各種の塗材を好適に塗布することができるので、ウレタン樹脂のように亜硝酸イオンと接触すると黄変するような材料でも、問題なく上塗りを施すことが可能となる。

Claims (1)

1. 硬化コンクリートの表面に、亜硝酸塩をセメントに対して１〜２５重量％含有したセメント組成物を塗布した後、未硬化状態にある該セメント組成物表面を、湿潤面接着性を有し且つエポキシ樹脂のエポキシ基に対してアミン硬化剤の活性水素原子がモル比で１．６〜２．４となる量のエポキシ樹脂とアミン硬化剤とを含む不透水性の塗材で被覆することを特徴とするコンクリートの耐久仕上げ方法。