JP5051341B2 - Protective agent for concrete structure, method for producing the same, and method for protecting concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物の劣化を抑制するコンクリート構造物保護剤、その製造方法、及び該保護剤を用いたコンクリート構造物の保護方法に関する。 The present invention relates to a concrete structure protective agent that suppresses deterioration of a concrete structure, a method for producing the same, and a method for protecting a concrete structure using the protective agent.
コンクリート構造物の劣化（例えば塩害による劣化）対策として種々の方法が提案されている。代表的な対策法の一つとして、コンクリート構造物の表面に陽極（ａｎｏｄｅ）を設置し、該構造物中の金属製構造材（典型的には鉄筋）を陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）として電流（防食電流）を供給することによって前記金属製構造材の腐食反応を抑制する電気防食法が挙げられる。かかる電気防食法は、外部電源方式と流電陽極方式（犠牲陽極方式ともいう）とに大別される。外部電源方式は、陽極と金属製構造材との間に直流電源装置を接続して強制的に防食電流を供給するものである。一方、流電陽極方式は、前記金属製構造材の構成金属材料よりも標準電極電位の高い金属材料からなる陽極を前記金属製構造材と電気的に接続し、これらの金属材料の電位差を利用して防食電流を供給するものである。この流電陽極方式は、電源を利用しにくい場所でも適用可能である、施工が比較的簡単で維持管理も容易である等の長所を有する。流電陽極方式によるコンクリート構造物の電気防食に関する従来技術文献として下記特許文献１及び２が例示される。 Various methods have been proposed as countermeasures against deterioration of concrete structures (for example, deterioration due to salt damage). As one of the typical countermeasures, an anode is placed on the surface of a concrete structure, and a metal structure material (typically, a reinforcing bar) in the structure is used as a cathode to prevent current (corrosion protection current). ) To prevent corrosion reaction of the metal structural material. Such an anticorrosion method is roughly classified into an external power source method and a flowing current anode method (also referred to as a sacrificial anode method). In the external power supply system, a direct current power supply device is connected between the anode and the metal structural material to forcibly supply the anticorrosion current. On the other hand, in the galvanic anode method, an anode made of a metal material having a higher standard electrode potential than the constituent metal materials of the metal structure material is electrically connected to the metal structure material, and the potential difference between these metal materials is used. Thus, the anticorrosion current is supplied. This galvanic anode method can be applied in places where it is difficult to use a power source, and has advantages such as relatively simple construction and easy maintenance. The following patent documents 1 and 2 are illustrated as a prior art document regarding the anticorrosion of the concrete structure by a galvanic anode system.
前記流電陽極方式においてコンクリート構造物の表面に陽極を設置する方法としては、該構造物の表面にシート状の亜鉛板を取り付ける方法、該構造物の表面に亜鉛及びアルミニウムを溶射して亜鉛−アルミニウム溶射被膜を形成する方法等がある。しかし、これらの方法はいずれも既設のコンクリート構造物に対して手軽に適用し得るものとは言い難く、特に入り組んだ箇所への設置（施工）は困難を伴うものとなりがちである。 In the galvanic anode method, as a method of installing an anode on the surface of a concrete structure, a method of attaching a sheet-like zinc plate to the surface of the structure, zinc and aluminum are sprayed on the surface of the structure, and zinc- There is a method of forming an aluminum sprayed coating. However, it is difficult to say that these methods can be easily applied to existing concrete structures, and in particular, installation (construction) in complicated places tends to be difficult.
本発明は、コンクリート構造物に付与されて該構造物を劣化から保護するコンクリート構造物保護剤であって、流電陽極方式による電気防食法における陽極（流電陽極）として利用可能な硬化物を形成するのに適した保護剤の提供を目的とする。本発明の他の目的は、このような保護剤の製造方法を提供することである。更に別の目的は、かかる保護剤を用いたコンクリート構造物の保護方法を提供することである。 The present invention relates to a concrete structure protective agent that is applied to a concrete structure and protects the structure from deterioration, and a cured product that can be used as an anode (galvanic anode) in a cathodic protection method using a galvanic anode method. The object is to provide a protective agent suitable for forming. Another object of the present invention is to provide a method for producing such a protective agent. Yet another object is to provide a method for protecting a concrete structure using such a protective agent.
本発明は、コンクリート構造物に付与されて該構造物を劣化から保護するコンクリート構造物保護剤を提供するもので、該保護剤は、以下の成分：
（Ａ）前記コンクリート構造物を構成する金属製構造材の主構成金属よりも標準電極電位の低い金属材料のフレーク状粉末、
（Ｂ）下記式（２）
（Ｒ 1 ）Ｓｉ（ＯＲ 2 ） 3 （２）
（式中、Ｒ 1 、Ｒ 2 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物、及び、
下記式（３）
（Ｒ 1 ） 2 Ｓｉ（ＯＲ 2 ） 2 （３）
（式中、Ｒ 1 、Ｒ 2 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物、
（Ｃ）金属アルコキシド
を含有を含有する。この場合、前記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計質量を１００質量％として、前記（Ａ）成分の占める割合は５０〜８０質量％である。
The present invention provides a concrete structure protective agent that is applied to a concrete structure to protect the structure from deterioration, and the protective agent comprises the following components:
(A) a flaky powder of a metal material having a lower standard electrode potential than the main constituent metal of the metal structural material constituting the concrete structure;
(B) The following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A partially hydrolyzed condensate of a silane compound represented by:
Following formula (3)
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A silane compound represented by
(C) Contains metal alkoxide. In this case, assuming that the total mass of the components (A), (B), and (C) is 100 mass%, the proportion of the component (A) is 50 to 80 mass%.
かかる構成の保護剤は、コンクリート構造物に付与（典型的にはコーティング）されて該構造物上で硬化することにより、流電陽極方式による電気防食法における陽極（一般に、流電陽極（ｇａｌｖａｎｉｃ ａｎｏｄｅ）又は犠牲陽極（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ａｎｏｄｅ）と称される。）として有効な硬化物（保護剤硬化物）を形成し得る。この硬化物を流電陽極として用いることにより（典型的には、該硬化物と上記金属製構造材とを電気的に接続して用いられる。）、上記金属製構造材の腐食を抑制する（電気防食効果を発揮する）ことができる。コンクリート構造物に保護剤を付与する方法としては、従来公知の一般的なコーティング方法を適宜採用することができる。従って、上記保護剤を用いれば、亜鉛板を取り付ける方法や亜鉛−アルミニウムを溶射する方法に比べて明らかに容易に（例えば、従来公知の各種コーティング方法と同様の簡便さで）、各種のコンクリート構造物に流電陽極を設置することができる。 The protective agent having such a structure is applied to a concrete structure (typically, coated) and cured on the structure, whereby an anode in an electrocorrosion method using a galvanic anode method (generally, a galvanic anode). ) Or a sacrificial anode)) can be formed as an effective cured product (protective agent cured product). By using this cured product as a galvanic anode (typically used by electrically connecting the cured product and the metallic structural material), corrosion of the metallic structural material is suppressed ( Can exhibit an anti-corrosion effect). As a method for applying a protective agent to a concrete structure, a conventionally known general coating method can be appropriately employed. Therefore, if the above-mentioned protective agent is used, various concrete structures can be clearly and easily compared with the method of attaching a zinc plate or the method of spraying zinc-aluminum (for example, with the same simplicity as various conventionally known coating methods). An galvanic anode can be installed on the object.
上記保護剤において、（Ａ）成分の質量と、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計質量との質量比［（Ａ）：｛（Ｂ）＋（Ｃ）｝］は、５０：５０〜８０：２０の範囲にある。これら（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分は、上記硬化物において（Ａ）成分たるフレーク状金属粉末を結合する成分（バインダ成分）として機能し得る。この保護剤は、このようにバインダ成分の含有割合が比較的高いことから、コンクリート構造物上に硬質かつ緻密な保護剤硬化物を形成することが可能である。かかる硬化物は、水や酸素等のような腐食誘発要因が外部からコンクリート構造物に進入することを阻む保護被膜としても機能し得る。これら流電陽極としての機能及び保護被膜としての機能が相俟って、優れたコンクリート構造物保護性能を発揮することができる。 In the protective agent, the mass ratio [(A): {(B) + (C)}] of the mass of the component (A) and the total mass of the components (B) and (C) is 50:50 to It is in the range of 80:20. These (B) component and (C) component can function as a component (binder component) which couple | bonds the flaky metal powder which is (A) component in the said hardened | cured material. Since this protective agent has a relatively high content of the binder component as described above, it is possible to form a hard and dense protective agent cured product on the concrete structure. Such a cured product can also function as a protective coating that prevents corrosion-inducing factors such as water and oxygen from entering the concrete structure from the outside. The function as the galvanic anode and the function as the protective film can be combined to exhibit an excellent concrete structure protection performance.
なお、従来公知のいわゆるジンクリッチペイント（例えば、無機タイプのジンクリッチペイント）では、該ペイントの不揮発分（膜構成成分）の質量を１００質量％として、亜鉛粉末の割合が８０質量％以上であり、典型的には９０質量％以上である。代表的な組成例では、不揮発分の９３質量％が亜鉛粉末であり、残りの７質量％がバインダ成分（アルキルシリケート等）である。このようにバインダ成分の含有割合が少ないことから、ジンクリッチペイントを用いて形成される硬化膜は一般にポーラスであって、水や酸素の進入を阻む機能には乏しい。 In addition, in a conventionally known so-called zinc rich paint (for example, an inorganic type zinc rich paint), the non-volatile content (film constituent component) of the paint is 100% by mass, and the ratio of zinc powder is 80% by mass or more. Typically, it is 90% by mass or more. In a typical composition example, 93% by mass of the non-volatile content is zinc powder, and the remaining 7% by mass is a binder component (alkyl silicate or the like). Thus, since the content rate of a binder component is small, the cured film formed using a zinc rich paint is generally porous, and has a poor function of preventing water and oxygen from entering.
この場合、本発明の保護剤の態様では、前記（Ｂ）成分が下記式（２）
（Ｒ1）Ｓｉ（ＯＲ2）3 （２）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物、及び、下記式（３）
（Ｒ1）2Ｓｉ（ＯＲ2）2 （３）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物を含む。かかる組成の保護剤は、コンクリート構造物の表面に付与されて、よい保護性能を発揮する（例えば、耐久性のよい）硬化物を形成し得る。前記（Ｂ）成分の合計質量を１００質量％として、前記式（３）で表されるシラン化合物の占める割合を３０〜５０質量％の範囲とすることにより、更に良好な結果が得られる。
In this case, a state like protective agent of the present invention, the component (B) is the following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A partially hydrolyzed condensate of the silane compound represented by formula (3):
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
The silane compound represented by these is included. Protective agent having such a composition may be applied to the surface of the concrete structure, good not exert a protective performance (e.g., durability good) to form a cured product. When the total mass of the component (B) is 100% by mass and the proportion of the silane compound represented by the formula (3) is in the range of 30 to 50% by mass, a better result can be obtained.
本発明の保護剤の他の好ましい態様では、前記式（２）で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物が、平均重合度３〜５の縮合物と、平均重合度１２〜１８の縮合物との混合物である。かかる組成の保護剤は、コンクリート構造物の表面に付与されて、よりよい保護性能を発揮する（例えば、より耐久性のよい）硬化物を形成し得る。 In another preferred embodiment of the protective agent of the present invention, the partially hydrolyzed condensate of the silane compound represented by the formula (2) is a condensate having an average polymerization degree of 3 to 5 and a condensation having an average polymerization degree of 12 to 18. It is a mixture with the product. The protective agent having such a composition can be applied to the surface of a concrete structure to form a cured product that exhibits better protection performance (for example, better durability).
本発明の保護剤の別の好ましい態様では、前記（Ａ）成分が、フレーク状の亜鉛粉末とフレーク状のアルミニウム粉末とを含む。典型的には、前記（Ａ）成分が、フレーク状の亜鉛粉末とフレーク状のアルミニウム粉末とから実質的に構成される。かかる組成の保護剤によると、従来の亜鉛−アルミニウム溶射により形成された流電陽極と同様に優れた電気防食性能を発揮し得る保護剤硬化物を、コンクリート構造物の表面に容易に設置することができる。 In another preferred embodiment of the protective agent of the present invention, the component (A) contains flaky zinc powder and flaky aluminum powder. Typically, the component (A) is substantially composed of flaky zinc powder and flaky aluminum powder. According to the protective agent having such a composition, a hardened protective agent that can exhibit excellent anticorrosion performance similar to a galvanic anode formed by conventional zinc-aluminum spraying can be easily installed on the surface of a concrete structure. Can do.
本発明は、またコンクリート構造物に付与されて該構造物を劣化から保護するコンクリート構造物保護剤であって、
（Ａ’）フレーク状の亜鉛粉末及びフレーク状のアルミニウム粉末と、
（Ｂ’）メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物及びジメチルジメトキシシランと、
（Ｃ’）金属アルコキシドとを含有する保護剤を提供する。ここで、前記（Ａ’），（Ｂ’），（Ｃ’）成分の合計質量を１００質量％として、前記（Ａ’）成分の占める割合は５０〜８０質量％の範囲にある。また、前記（Ｂ’）成分の合計質量を１００質量％として、ジメチルジメトキシシランの占める割合が３０〜５０質量％の範囲にある。そして、前記メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物は、平均重合度３〜５の縮合物と、平均重合度１２〜１８の縮合物との混合物である。
かかる構成の保護剤は、コンクリート構造物に付与されて、特に良好なコンクリート構造物保護性能を示す硬化物を形成し得る。
The present invention is also a concrete structure protective agent that is applied to a concrete structure to protect the structure from deterioration,
(A ′) flaky zinc powder and flaky aluminum powder;
(B ′) a partially hydrolyzed condensate of methyltrimethoxysilane and dimethyldimethoxysilane;
A protective agent containing (C ′) a metal alkoxide is provided. Here, assuming that the total mass of the components (A ′), (B ′), and (C ′) is 100 mass%, the proportion of the component (A ′) is in the range of 50 to 80 mass%. Further, the total mass of the component (B ′) is 100% by mass, and the proportion of dimethyldimethoxysilane is in the range of 30 to 50% by mass. The partial hydrolysis-condensation product of methyltrimethoxysilane is a mixture of a condensate having an average polymerization degree of 3 to 5 and a condensate having an average polymerization degree of 12 to 18.
The protective agent having such a structure can be applied to a concrete structure to form a cured product exhibiting particularly good concrete structure protection performance.
更に、本発明は、コンクリート構造物に付与されて該構造物を劣化から保護するコンクリート構造物保護剤の製造方法を提供する。その製造方法は、
（ａ）フレーク状の亜鉛粉末及びフレーク状のアルミニウム粉末を含む混合金属粉末を用意することを含む。その製造方法はまた、
（ｂ）下記式（２）
（Ｒ1）Ｓｉ（ＯＲ2）3 （２）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物と、下記式（３）
（Ｒ1）2Ｓｉ（ＯＲ2）2 （３）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物と、金属アルコキシドとを含むバインダ組成物を用意することを含む。また、
（ｃ）前記フレーク状金属粉末と前記バインダ組成物とを、該金属粉末と該バインダ組成物との合計質量を１００質量％として前記金属粉末の占める割合が５０〜８０質量％の範囲となる割合で配合することを含む。
かかる方法は、コンクリート構造物に付与されて良好なコンクリート構造物保護性能を示す硬化物を形成し得るコンクリート構造物保護剤を製造する方法として好適である。
Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the concrete structure protective agent provided to a concrete structure and protecting this structure from deterioration. The manufacturing method is
(A) preparing a mixed metal powder containing flaky zinc powder and flaky aluminum powder. Its manufacturing method is also
(B) The following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A partially hydrolyzed condensate of a silane compound represented by formula (3):
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
Preparing a binder composition containing a silane compound represented by formula (I) and a metal alkoxide. Also,
(C) A ratio in which the ratio of the metal powder to the flaky metal powder and the binder composition is in the range of 50 to 80% by mass with the total mass of the metal powder and the binder composition being 100% by mass. Including blending with.
Such a method is suitable as a method for producing a concrete structure protective agent that can be applied to a concrete structure to form a cured product exhibiting good concrete structure protection performance.
この場合、この製造方法の好ましい態様では、前記バインダ組成物を用意するステップ（ｂ）が、前記式（２）で表されるシラン化合物の平均重合度３〜５の縮合物と、該シラン化合物の平均重合度１２〜１８の縮合物と、前記式（３）で表されるシラン化合物と、前記金属アルコキシドとを配合することを含む。
かかる方法により製造された保護剤は、よりよいコンクリート構造物保護性能を発揮する（例えば、より耐久性のよい）硬化物を形成するものであり得る。
In this case, in a preferred embodiment of this production method, the step (b) of preparing the binder composition includes a condensate having an average degree of polymerization of 3 to 5 of the silane compound represented by the formula (2), and the silane compound. And blending a condensate having an average polymerization degree of 12 to 18, a silane compound represented by the formula (3), and the metal alkoxide.
The protective agent produced by such a method may form a cured product that exhibits better concrete structure protection performance (for example, better durability).
本発明は、更にコンクリート構造物の保護方法を提供する。その保護方法は、上述したいずれかのコンクリート構造物保護剤（又は、上述したいずれかの方法により製造されたコンクリート構造物保護剤）を用意することを含む。また、該保護剤をコンクリート構造物に付与することを含む。更に、その付与された保護剤の硬化物を流電陽極（犠牲陽極）として、該保護剤と前記コンクリート構造物を構成する金属製構造材との間に電流（防食電流）を供給することを含む。 The present invention further provides a method for protecting a concrete structure. The protection method includes preparing any of the above-described concrete structure protective agents (or a concrete structure protective agent produced by any of the above-described methods). It also includes applying the protective agent to a concrete structure. Furthermore, the cured product of the applied protective agent is used as a galvanic anode (sacrificial anode), and an electric current (anticorrosive current) is supplied between the protective agent and the metal structural material constituting the concrete structure. Including.
このような保護方法によると、前記硬化物の示す犠牲陽極効果によって、コンクリート構造物を構成する金属製構造材の腐食反応を抑制することができる。この保護方法の好ましい態様では、該犠牲陽極効果が発揮されることと、前記硬化物がコンクリート構造物の保護被膜（例えば、水や酸素等のような腐食誘発要因が外部からコンクリート構造物に進入することを阻む保護被膜）として機能し得ることとが相俟って、コンクリート構造物を劣化からよりよく保護することができる。 According to such a protection method, the corrosion reaction of the metal structural material constituting the concrete structure can be suppressed by the sacrificial anode effect exhibited by the cured product. In a preferred embodiment of this protection method, the sacrificial anode effect is exhibited, and the cured product is a protective coating for the concrete structure (for example, corrosion inducing factors such as water and oxygen enter the concrete structure from the outside. Combined with being able to function as a protective coating that prevents the concrete structure, the concrete structure can be better protected from deterioration.
本発明により提供されるコンクリート保護剤は、金属粉末の割合が５０〜８０質量％と比較的低いにも拘わらず、流電陽極として十分な導電性を示す硬化物を形成することができる。このようにバインダ成分の割合が多い（換言すれば、金属粉末の割合が少ない）ということは、本発明の保護方法を適用することによるコンクリート構造物の質量増加を抑える（即ち、保護剤硬化物の比重を小さくする）という観点からも有利である。また、トリアルコキシシランの部分加水分解縮合物とジアルコキシシランとを含む組成とすることにより、良好な硬化性を示すと共に、硬化物の硬度とコンクリート構造物に対する接着性とのバランスに優れた硬化物を形成することができる。このような硬化物によると、流電電極としての機能と保護被膜としての機能とが相俟って、コンクリート構造物の劣化を効果的に防止することができる。 The concrete protective agent provided by the present invention can form a cured product exhibiting sufficient conductivity as an galvanic anode even though the proportion of the metal powder is relatively low at 50 to 80% by mass. Thus, the fact that the ratio of the binder component is large (in other words, the ratio of the metal powder is small) suppresses the increase in the mass of the concrete structure due to the application of the protection method of the present invention (that is, the protective agent cured product). This is also advantageous from the viewpoint of reducing the specific gravity. In addition, by using a composition containing a partially hydrolyzed condensate of trialkoxysilane and dialkoxysilane, the composition exhibits good curability and has excellent balance between the hardness of the cured product and the adhesion to the concrete structure. Things can be formed. According to such a cured product, the function as the galvanic electrode and the function as the protective film can be combined to effectively prevent deterioration of the concrete structure.
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項（例えば、コンクリート保護剤の組成、その調製方法、該保護剤をコンクリート構造物の表面に付与する方法等）以外の事柄であって、本発明の実施に必要な事柄（例えば、アルコキシシリル基を有するシラン化合物の部分加水分解縮合物を得る方法、流電陽極方式による電気防食法に関する一般的事項）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. It should be noted that matters other than the matters specifically mentioned in the present specification (for example, the composition of the concrete protective agent, the preparation method thereof, the method of applying the protective agent to the surface of the concrete structure, etc.) Matters necessary for implementation (for example, general matters relating to a method for obtaining a partially hydrolyzed condensate of a silane compound having an alkoxysilyl group and a cathodic protection method using a galvanostatic anode method) can be obtained by those skilled in the art based on conventional techniques in the field. It can be grasped as a design matter. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.
本発明のコンクリート構造物保護剤における（Ａ）成分（フレーク状金属粉末）としては、コンクリート構造物を構成する金属製構造材の主構成材料よりも標準電極電位の低い金属材料からなるフレーク状粉末の１種又は２種以上を適宜選択することができる。例えば、前記金属製構造材の主構成材料が鉄（Ｆｅ）である場合には、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの金属のいずれかを主成分とする合金からなる群から選択されるいずれかの金属材料から実質的に構成されるフレーク状金属粉末の１種又は２種以上を採用し得る。入手容易性及びコストの観点から、通常は、フレーク状亜鉛粉末、フレーク状アルミニウム粉末、フレーク状亜鉛合金（亜鉛を主成分とする（即ち、５０質量％以上、特に７０質量％以上含有する）合金をいう。以下同じ。）粉末及びフレーク状アルミニウム合金粉末から選択される１種又は２種以上のフレーク状金属粉末を好ましく使用することができる。 As the component (A) (flaky metal powder) in the concrete structure protective agent of the present invention, a flaky powder made of a metal material having a standard electrode potential lower than that of the main constituent material of the metal structural material constituting the concrete structure. One type or two or more types can be appropriately selected. For example, when the main constituent material of the metal structural material is iron (Fe), zinc (Zn), aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), and any of these metals are mainly used. One type or two or more types of flaky metal powder substantially composed of any metal material selected from the group consisting of alloys as components may be employed. From the viewpoint of availability and cost, usually, flaky zinc powder, flaky aluminum powder, flaky zinc alloy (an alloy containing zinc as a main component (that is, containing 50% by mass or more, particularly 70% by mass or more)) The same applies hereinafter.) One or more flaky metal powders selected from powders and flaky aluminum alloy powders can be preferably used.
好ましい一つの態様では、（Ａ）成分として、フレーク状亜鉛粉末及び／又は亜鉛合金粉末と、フレーク状アルミニウム粉末及び／又はアルミニウム合金粉末とを併用する。例えば、フレーク状亜鉛粉末及び／又は亜鉛合金粉末と、フレーク状アルミニウム粉末及び／又はアルミニウム合金粉末とを５０／５０〜９９／１（より好ましくは７０／３０〜９８／２、更に好ましくは８５／１５〜９５／５）の質量比で使用することが好ましい。（Ａ）成分として、フレーク状亜鉛粉末とフレーク状アルミニウム粉末とを組み合わせて使用することが特に好ましい。例えば、フレーク状亜鉛粉末とフレーク状アルミニウム粉末とを５０／５０〜９９／１（より好ましくは７０／３０〜９８／２、更に好ましくは８５／１５〜９５／５）の質量比で含むフレーク状金属粉末（典型的には、これらフレーク状亜鉛粉末とフレーク状アルミニウム粉末から実質的に構成される金属粉末）が好ましい。 In a preferred embodiment, as the component (A), flaky zinc powder and / or zinc alloy powder and flaky aluminum powder and / or aluminum alloy powder are used in combination. For example, flaky zinc powder and / or zinc alloy powder and flaky aluminum powder and / or aluminum alloy powder are 50/50 to 99/1 (more preferably 70/30 to 98/2, still more preferably 85 / It is preferably used at a mass ratio of 15 to 95/5). As the component (A), it is particularly preferable to use a combination of flaky zinc powder and flaky aluminum powder. For example, flaky zinc powder and flaky aluminum powder in a mass ratio of 50/50 to 99/1 (more preferably 70/30 to 98/2, still more preferably 85/15 to 95/5). Metal powders (typically metal powders substantially composed of these flaky zinc powder and flaky aluminum powder) are preferred.
かかるフレーク状金属粉末の形状は、例えば、倍率２，０００倍の顕微鏡にて１０箇所を測定した場合の平均値として、大きさ（最大対角長又は直径）は２０〜８０μｍ（より好ましくは４０〜６０μｍ）程度であり、厚さが０．５〜１０μｍ（より好ましくは１〜５μｍ）程度であり得る。該フレーク状金属粉末の製造方法は特に限定されない。例えば、スタンピングミル（ｓｔａｍｐｉｎｇ ｍｉ１１）を用いてフレーク状（鱗箔状）に形成された金属粉末の１種又は２種以上（好ましくは、亜鉛粉末及びアルミニウム粉末）を好ましく使用することができる。なお、鉄の標準電極電位は−０．４４７Ｖであり、これに対して亜鉛の標準電極電位は−０．７６２Ｖ、アルミニウムの標準電極電位は−１．６６２Ｖである。 The shape of the flaky metal powder is 20 to 80 μm (more preferably 40 μm) as an average value when, for example, 10 places are measured with a microscope having a magnification of 2,000 times. ˜60 μm), and the thickness may be about 0.5 to 10 μm (more preferably 1 to 5 μm). The method for producing the flaky metal powder is not particularly limited. For example, one or more metal powders (preferably zinc powder and aluminum powder) formed in a flake shape (scale foil shape) using a stamping mill (stamping mi11) can be preferably used. The standard electrode potential of iron is −0.447V, whereas the standard electrode potential of zinc is −0.762V, and the standard electrode potential of aluminum is −1.662V.
本発明における（Ｂ）成分は、下記式（１）
（Ｒ1）aＳｉ（ＯＲ2）4-a （１）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、メチル基又はエチル基であり、ａは１又は２である。）
で表されるシラン化合物及び／又はその部分加水分解縮合物である。該シラン化合物及び／又はその部分加水分解縮合物が一分子中に複数のＲ1を有する場合、それらのＲ1は同一であってもよく、異なってもよい。Ｒ2についても同様である。上記式（１）で表されるシラン化合物及びその部分加水分解縮合物の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、これらのシラン化合物から選択されるいずれか１種のシラン化合物の加水分解縮合物（単独加水分解縮合物）、これらのシラン化合物から選択される２種以上のシラン化合物の共加水分解縮合物を挙げることができる。なお、本明細書中において特記しない場合、「加水分解縮合物」の概念には、１種のシラン化合物の単独加水分解縮合物と、２種以上のシラン化合物の共加水分解縮合物とが含まれる。
The component (B) in the present invention is represented by the following formula (1)
(R 1 ) a Si (OR 2 ) 4-a (1)
(In the formula, R 1 and R 2 are a methyl group or an ethyl group, and a is 1 or 2.)
Or a partially hydrolyzed condensate thereof. When the silane compound and / or the partial hydrolysis-condensation product thereof has a plurality of R 1 in one molecule, these R 1 may be the same or different. The same applies to R 2 . Specific examples of the silane compound represented by the above formula (1) and its partially hydrolyzed condensate include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and diethyldimethoxy. Hydrolysis condensate (single hydrolysis condensate) of any one silane compound selected from silane, methylethyldimethoxysilane, and these silane compounds, and two or more silane compounds selected from these silane compounds Mention may be made of cohydrolyzed condensates. Unless otherwise specified in the present specification, the concept of “hydrolysis condensate” includes a single hydrolysis condensate of one silane compound and a co-hydrolysis condensate of two or more silane compounds. It is.
上記（Ｂ）成分としては、下記式（２）
（Ｒ1）Ｓｉ（ＯＲ2）3 （２）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は上記の通り。）
で表される１種又は２種以上のアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物と、下記式（３）
（Ｒ1）2Ｓｉ（ＯＲ2）2 （３）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は上記の通り。）
で表される１種又は２種以上のジアルキルジアルコキシシランとを併用することが好ましい。例えば、これらアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物とジアルキルジアルコキシシランとから実質的に構成される（Ｂ）成分を好ましく使用することができる。
As said (B) component, following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(In the formula, R 1 and R 2 are as described above.)
A partial hydrolysis-condensation product of one or more alkyltrialkoxysilanes represented by formula (3):
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(In the formula, R 1 and R 2 are as described above.)
It is preferable to use together 1 type (s) or 2 or more types of dialkyl dialkoxysilane represented by these. For example, the component (B) substantially composed of a partially hydrolyzed condensate of these alkyltrialkoxysilanes and a dialkyl dialkoxysilane can be preferably used.
前記（Ｂ）成分の合計質量を１００質量％として、ジアルキルジアルコキシシランの占める割合が３０〜５０質量％である（典型的には、残部がアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物である）（Ｂ）成分が好ましい。硬化反応性及び硬化物の特性（例えば、耐久性、硬度と可撓性とのバランス、コンクリート構造物に対する接着性等のうち一又は二以上の特性）の点から、前記アルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物がメチルトリメトキシシランの加水分解縮合物（典型的には単独加水分解縮合物）であり、前記ジアルキルジアルコキシシランが実質的にジメチルジメトキシシランである（Ｂ）成分を好ましく使用することができる。 The proportion of the dialkyl dialkoxysilane is 30 to 50% by mass with the total mass of the component (B) being 100% by mass (typically the balance is a partial hydrolysis-condensation product of alkyltrialkoxysilane). Component (B) is preferred. The alkyltrialkoxysilane moiety in terms of curing reactivity and properties of the cured product (for example, one or more of durability, balance between hardness and flexibility, adhesion to concrete structures, etc.) The component (B) in which the hydrolysis condensate is a hydrolysis condensate of methyltrimethoxysilane (typically a single hydrolysis condensate) and the dialkyl dialkoxysilane is substantially dimethyldimethoxysilane is preferably used. be able to.
（Ｂ）成分は、前記式（２）で表されるアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物として、該アルコキシシランの平均重合度３〜５の縮合物（即ち、平均して３〜５量体、以下、「低分子量縮合物」ということもある。）と、該アルコキシシランの平均重合度１２〜１８の縮合物（以下、「高分子量縮合物」ということもある。ここで「高分子量縮合物」における「高分子量」の語は、上述した平均重合度３〜５の縮合物との比較において、より高い分子量を有することを表す。）とを含むものであり得る。このような平均重合度を有する２種類の縮合物をそれぞれ用意し、これらを配合してなる保護剤が好ましい。上記低分子量縮合物と上記高分子量縮合物との配合割合は、例えば、低分子量縮合物４５質量部に対して高分子量縮合物１５〜３５質量部（好ましくは２０〜３０質量部）の割合とすることが適当である。 The component (B) is a condensate having an average degree of polymerization of 3 to 5 of the alkoxysilane (that is, an average of 3 to 5 amounts) as a partially hydrolyzed condensate of the alkyltrialkoxysilane represented by the formula (2). Hereinafter referred to as “low molecular weight condensate”) and a condensate having an average polymerization degree of 12 to 18 (hereinafter referred to as “high molecular weight condensate”). The term “high molecular weight” in the “condensate” may include a higher molecular weight in comparison with the above-described condensate having an average degree of polymerization of 3 to 5. A protective agent prepared by preparing two kinds of condensates having such an average degree of polymerization and blending them is preferable. The blending ratio of the low molecular weight condensate and the high molecular weight condensate is, for example, a ratio of 15 to 35 parts by weight (preferably 20 to 30 parts by weight) of the high molecular weight condensate with respect to 45 parts by weight of the low molecular weight condensate. It is appropriate to do.
本発明の保護剤は、上記式（３）で表されるジアルキルジアルコキシシラン４５質量部に対して、上記低分子量縮合物を例えば４０〜５０質量部の割合で含有するものであり得る。また、上記式（３）で表されるジアルキルジアルコキシシラン４５質量部に対して、上記高分子量縮合物を例えば１５〜３５質量部（好ましくは２０〜３０質量部）の割合で含有するものであり得る。 The protective agent of this invention may contain the said low molecular weight condensate in the ratio of 40-50 mass parts with respect to 45 mass parts of dialkyl dialkoxysilane represented by the said Formula (3). Moreover, the said high molecular weight condensate is contained in the ratio of 15-35 mass parts (preferably 20-30 mass parts) with respect to 45 mass parts of dialkyl dialkoxysilane represented by the said Formula (3). possible.
本発明における（Ｃ）成分としての金属アルコキシドは、上記（Ｂ）成分の硬化を助けると共に、該硬化物の導電性を高める機能を果たす成分である。このような金属アルコキシドを含有する本発明の保護剤は、上述のようにバインダ成分の含有割合が比較的高いにも拘わらず、良好な（即ち、流電陽極として適切に機能し得る）導電性を示す硬化物を形成することができる。このような組成の保護剤によると、流電陽極としての機能と保護被膜としての機能とを兼ね備えた硬化物を形成することができる。 The metal alkoxide as the component (C) in the present invention is a component that helps to cure the component (B) and enhances the conductivity of the cured product. The protective agent of the present invention containing such a metal alkoxide has good conductivity (that is, it can function properly as a galvanic anode) despite the relatively high content of the binder component as described above. Can be formed. According to the protective agent having such a composition, a cured product having both a function as a galvanic anode and a function as a protective film can be formed.
上記（Ｃ）成分としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、錫（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）及び鉄（Ｆｅ）等の金属のアルコキシドを使用することができる。１種類の金属アルコキシドのみを使用してもよく、２種類以上の金属アルコキシドを併用してもよい。通常は、２以上のアルコキシ基が金属原子に結合した構造の金属アルコキシドを好ましく使用することができる。導電性向上効果が高いことから、アルミニウムアルコキシド（典型的には、アルミニウムトリアルコキシド）の使用が特に好ましい。アルコキシ基としては炭素原子数１〜８（より好ましくは１〜６）のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、フェノキシ基等から選択される１種又は２種以上のアルコキシ基が金属に結合した構造の金属アルコキシドを好ましく使用することができる。取り扱いやすさの点から、該アルコキシ基の少なくとも一つ（好ましくは全部）がイソプロポキシ基である金属アルコキシドが特に好ましい。本発明における（Ｃ）成分としては、アルミニウムトリイソプロポキシドを好ましく用いることができる。また、ジ−ｎ−ブトキシ（エチルアセトアセテート）アルミニウム等のように、アシレート基を有する少なくとも一つの有機基と少なくとも一つ（好ましくは２以上）のアルコキシ基とが金属に結合した構造の金属アルコキシド（好ましくは、アルミニウムアルコキシド）を使用してもよい。 As said (C) component, metal alkoxides, such as aluminum (Al), titanium (Ti), tin (Sn), zirconium (Zr), zinc (Zn), and iron (Fe), can be used, for example. . Only one type of metal alkoxide may be used, or two or more types of metal alkoxide may be used in combination. Usually, a metal alkoxide having a structure in which two or more alkoxy groups are bonded to a metal atom can be preferably used. The use of aluminum alkoxide (typically aluminum trialkoxide) is particularly preferred because of its high conductivity improving effect. As the alkoxy group, those having 1 to 8 carbon atoms (more preferably 1 to 6) are preferable. For example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, hexyloxy group, phenoxy group and the like are selected. A metal alkoxide having a structure in which one or two or more alkoxy groups are bonded to a metal can be preferably used. From the viewpoint of ease of handling, metal alkoxides in which at least one (preferably all) of the alkoxy groups are isopropoxy groups are particularly preferable. As the component (C) in the present invention, aluminum triisopropoxide can be preferably used. Further, a metal alkoxide having a structure in which at least one organic group having an acylate group and at least one (preferably two or more) alkoxy group are bonded to a metal, such as di-n-butoxy (ethylacetoacetate) aluminum. (Preferably, aluminum alkoxide) may be used.
このようにアシレート基を有する金属アルコキシドは、例えば、アルミニウムトリアルコキシドと併用することが好ましい。 Thus, it is preferable to use together the metal alkoxide which has an acylate group, for example with aluminum trialkoxide.
本発明に係る保護剤の一つの好ましい態様では、該保護剤が、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分との合計質量を１００質量％として、（Ｃ）成分を例えば５〜２０質量％（好ましくは８〜１５質量％）の範囲で含有する。かかる含有割合とすることにより、得られる硬化物の導電性（流電陽極としての性能）と保護剤の取扱性（例えば、コンクリート構造物への付与しやすさ）とをより高度なレベルでバランスさせることができる。 In one preferable aspect of the protective agent according to the present invention, the protective agent is 100% by mass of the total mass of the component (B) and the component (C), and the component (C) is, for example, 5 to 20% by mass (preferably Is contained in the range of 8 to 15% by mass. By setting such a content ratio, the conductivity of the resulting cured product (performance as a galvanic anode) and the handleability of the protective agent (for example, ease of application to a concrete structure) are balanced at a higher level. Can be made.
本発明の保護剤は、上述した各成分を所定の割合で混合することにより製造され得る。（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分との合計質量を１００質量％として、（Ａ）成分の占める割合が５０〜８０質量％となる割合でこれらの成分を混合することが適当である。 The protective agent of this invention can be manufactured by mixing each component mentioned above in a predetermined ratio. It is appropriate to mix these components in such a ratio that the total proportion of the component (A), the component (B), and the component (C) is 100% by mass, and the proportion of the component (A) is 50 to 80% by mass. It is.
これら（Ａ）〜（Ｃ）成分を混合する好ましい方法としては、まず（Ｂ）成分と（Ｃ）成分とを混合してバインダ組成物を調製し、これに（Ａ）成分を添加して混合する方法が挙げられる。バインダ組成物と（Ａ）成分とを混合する際の作業性や、得られた保護剤の取扱性（例えば、コンクリート構造物への付与しやすさ）等を考慮して、上記バインダ組成物の２５℃における粘度（動粘度）は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３による測定法で、例えば１〜２００ｍｍ2／Ｓの範囲にあることが好ましく、５〜５０ｍｍ2／Ｓの範囲にあることがより好ましく、１０〜３０ｍｍ2／Ｓの範囲にあることが更に好ましい。 As a preferred method of mixing these components (A) to (C), first, a binder composition is prepared by mixing the component (B) and the component (C), and then the component (A) is added thereto and mixed. The method of doing is mentioned. Considering the workability when mixing the binder composition and the component (A), the handleability of the obtained protective agent (for example, ease of application to a concrete structure), etc., the binder composition described above is used. The viscosity (kinematic viscosity) at 25 ° C. is, for example, preferably in the range of 1 to 200 mm 2 / S, more preferably in the range of 5 to 50 mm 2 / S, as measured by JIS K 2283. More preferably, it is in the range of 30 mm 2 / S.
本発明のコンクリート構造物保護剤は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、上述した（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて他の成分を含有することができる。かかる任意成分として選択し得るものには、上記（Ｃ）成分以外の一般的な硬化触媒（典型的には湿気硬化触媒）、アルコール（例えば一価の低級アルコール）等が含まれ得る。その他、一般的な硬化性シリコーン組成物に用いられる各種添加剤を含有させてもよい。 The concrete structure protective agent of the present invention can contain other components in addition to the components (A) to (C) described above, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. What can be selected as such an optional component may include a general curing catalyst (typically a moisture curing catalyst) other than the component (C), an alcohol (for example, a monovalent lower alcohol), and the like. In addition, you may contain the various additives used for a general curable silicone composition.
本発明の保護剤は、典型的には２５℃において液状である。例えば、２５℃における粘度が概ね２０〜４００ｍＰａ・ｓ（より好ましくは、概ね５０〜２００ｍＰａ・ｓ）の範囲にある保護剤が好ましい。なお、ここでの粘度はデジタル回転式粘度計ビスコベーシックプラス（ビスコテック（株）製）による測定値である。該保護剤は、粘度調節等のために少量の溶媒（典型的には有機溶媒、例えば低級アルコール）を含有することができる。但し、溶媒の含有量が多すぎると硬化物の緻密さが損なわれる虞があるため、保護剤全体の質量を１００質量％として溶媒の含有量は１０質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることが更に好ましい。好ましい一つの態様では、該保護剤が実質的に溶媒を含有しない液状組成物である。 The protective agent of the present invention is typically liquid at 25 ° C. For example, a protective agent having a viscosity at 25 ° C. of approximately 20 to 400 mPa · s (more preferably approximately 50 to 200 mPa · s) is preferable. In addition, the viscosity here is a value measured with a digital rotary viscometer Visco Basic Plus (manufactured by Viscotec Corporation). The protective agent can contain a small amount of a solvent (typically an organic solvent such as a lower alcohol) for viscosity adjustment or the like. However, if the content of the solvent is too large, the density of the cured product may be impaired. Therefore, the mass of the entire protective agent is preferably 100% by mass, and the content of the solvent is preferably 10% by mass or less. % Or less is more preferable. In one preferred embodiment, the protective agent is a liquid composition substantially free of a solvent.
本発明の保護剤を用いたコンクリート構造物の保護方法は、各種コンクリート構造物の表面に適用されて、該構造物の劣化を防止することができる。該保護剤をコンクリート構造物に付与する方法としては、ローラ塗布、スプレー塗布、刷毛塗り、浸漬等の一般的なコーティング方法を適宜採用することができる。好ましいコーティング量は、該保護剤により提供される電気防食効果の長さ（耐用年数）や保護剤の組成（例えば、金属粉末の種類及びその含有割合）等により異なるが、例えば、硬化物の厚さが３０〜１２０μｍとなる範囲が適当であり、通常は５０〜７０μｍの範囲が好ましい。保護剤を付与する範囲は、コンクリート構造物の表面のほぼ全範囲であってもよく、一部範囲であってもよい。目標とする防食性能を発揮するのに足る防食電流が得られるように、該保護剤を付与する面積（換言すれば、硬化物の設置面積）を調節することができる。付与パターンとしては、面状、ストライプ状、格子状、点状等のパターンを適宜使用し得る、これらのパターンを組み合わせてもよい。保護被膜としての機能をよりよく発揮させるためには、比較的広い範囲に面状に保護剤を付与する（換言すれば、保護剤硬化物を形成する）ことが好ましい。 The method for protecting a concrete structure using the protective agent of the present invention can be applied to the surface of various concrete structures to prevent the deterioration of the structure. As a method for applying the protective agent to the concrete structure, a general coating method such as roller coating, spray coating, brush coating, or dipping can be appropriately employed. The preferred coating amount varies depending on the length of the anticorrosion effect provided by the protective agent (service life), the composition of the protective agent (for example, the type of metal powder and its content), and the thickness of the cured product, for example. Is suitably in the range of 30 to 120 μm, and usually in the range of 50 to 70 μm. The range to which the protective agent is applied may be almost the entire range of the surface of the concrete structure or may be a partial range. The area to which the protective agent is applied (in other words, the installation area of the cured product) can be adjusted so that an anticorrosion current sufficient to exhibit the target anticorrosion performance can be obtained. As the application pattern, a pattern such as a planar shape, a stripe shape, a lattice shape, or a dot shape may be used as appropriate, and these patterns may be combined. In order to better exhibit the function as a protective coating, it is preferable to apply a protective agent in a plane shape over a relatively wide range (in other words, form a cured product of the protective agent).
本発明により提供される保護剤は、典型的には、常温において空気中の水分により硬化して保護剤硬化物を形成することができる。従って、例えば、該保護剤をコンクリート構造物に付与して数時問以上（好ましくは数日間以上）放置することにより、電気防食法における流電陽極として利用可能な保護剤硬化物が適切に形成され得る。 The protective agent provided by the present invention can typically be cured by moisture in the air at room temperature to form a cured protective agent. Therefore, for example, by applying the protective agent to a concrete structure and leaving it to stand for several hours or more (preferably several days or more), a cured protective agent that can be used as a galvanic anode in an electrocorrosion protection method is appropriately formed. Can be done.
本発明の保護剤が硬化する際、フレーク状の金属粉末とバインダ成分との間に化学結合（主として、金属表面の水酸基とバインダ成分のアルコキシ基との間の加水分解縮合反応による。）が形成される。このことによって、前記フレーク状金属粉末同士がバインダ成分を介して強固に接着した保護剤硬化物が形成される。該硬化物は、典型的には、フレーク状の金属粉末が厚み方向に積み重なった積層被膜を構成する。このように構成された硬化物は、流電電極としての機能と保護被膜としての機能とを効果的に発揮するものである。 When the protective agent of the present invention is cured, a chemical bond (mainly due to a hydrolytic condensation reaction between a hydroxyl group on the metal surface and an alkoxy group on the binder component) is formed between the flaky metal powder and the binder component. Is done. Thereby, the protective agent hardened | cured material which the said flaky metal powder adhered firmly through the binder component is formed. The cured product typically constitutes a laminated film in which flaky metal powders are stacked in the thickness direction. The cured product thus configured effectively exhibits a function as a galvanic electrode and a function as a protective film.
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に示すものに限定されるものではない。
＜コンクリート構造物保護剤の製造＞
以下の材料を用いてコンクリート構造物保護剤を製造した。
（Ａ）成分：
Ａ１…大きさ４０〜６０μｍ、厚さ１〜５μｍのフレーク状亜鉛粉末。
Ａ２…大きさ４０〜６０μｍ、厚さ１〜５μｍのフレーク状アルミニウム粉末。
（Ｂ）成分：
Ｂ１…メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物（平均重合度４、動粘度４ｍｍ2／Ｓ）。
Ｂ２…メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物（平均重合度１５、動粘度６０
ｍｍ2／Ｓ）。
Ｂ３…ジメチルジメトキシシラン。
（Ｃ）成分：
Ｃ１…アルミニウムトリイソプロポキシド。
Ｃ２…ジ−ｎ−ブトキシ（エチルアセトアセテート）アルミニウム（ホープ製薬（株）製品、商品名「ケロープＡＣＳ」）。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to those shown in the examples.
<Manufacture of protective agent for concrete structure>
A concrete structure protective agent was manufactured using the following materials.
(A) component:
A1: Flakes zinc powder having a size of 40 to 60 μm and a thickness of 1 to 5 μm.
A2: Flaked aluminum powder having a size of 40 to 60 μm and a thickness of 1 to 5 μm.
(B) component:
B1: Partial hydrolysis-condensation product of methyltrimethoxysilane (average polymerization degree 4, kinematic viscosity 4 mm 2 / S).
B2: Partial hydrolysis-condensation product of methyltrimethoxysilane (average polymerization degree 15, kinematic viscosity 60
mm 2 / S).
B3: Dimethyldimethoxysilane.
(C) component:
C1: Aluminum triisopropoxide.
C2: Di-n-butoxy (ethyl acetoacetate) aluminum (Hope Pharmaceutical Co., Ltd., trade name “Kelope ACS”).
これらの材料を用いて、以下の手順によりコンクリート構造物保護剤を製造した。即ち、室温の窒素雰囲気下において、４５質量部のＢ１（メチルトリメトキシシランの低分子量縮合物）と、２５質量部のＢ２（メチルトリメトキシシランの高分子量縮合物）と、４５質量部のＢ３（ジメチルジメトキシシラン）とを撹拌混合した。該混合物１１５質量部に、１５質量部のＣ１（アルミニウムトリイソプロポキシド）と、１０質量部のＣ２（ジ−ｎ−ブトキシ（エチルアセトアセテート）アルミニウム）とを加えて更に撹拌した。このようにして、有機溶媒を実質的に含有しないバインダ組成物を調製した。
一方、８８質量部のＡ１（フレーク状亜鉛粉末）と、１２質量部のＡ２（フレーク状アルミニウム粉末）とを混合して混合粉末を用意した。
Using these materials, a concrete structure protective agent was produced by the following procedure. That is, in a nitrogen atmosphere at room temperature, 45 parts by mass of B1 (low molecular weight condensate of methyltrimethoxysilane), 25 parts by mass of B2 (high molecular weight condensate of methyltrimethoxysilane), and 45 parts by mass of B3 (Dimethyldimethoxysilane) was mixed with stirring. To 115 parts by mass of the mixture, 15 parts by mass of C1 (aluminum triisopropoxide) and 10 parts by mass of C2 (di-n-butoxy (ethylacetoacetate) aluminum) were added and further stirred. Thus, the binder composition which does not contain an organic solvent substantially was prepared.
On the other hand, 88 parts by mass of A1 (flaked zinc powder) and 12 parts by mass of A2 (flaked aluminum powder) were mixed to prepare a mixed powder.
上記混合粉末５５質量部と上記バインダ組成物４５質量部とを窒素雰囲気下で混合した。この混合は、系の温度が３５℃を上回らないように系を外部から冷却しつつ行った。このようにして、２５℃における粘度が約１００ｍＰａ・ｓのコンクリート構造物保護剤を得た。 55 parts by mass of the mixed powder and 45 parts by mass of the binder composition were mixed in a nitrogen atmosphere. This mixing was performed while cooling the system from the outside so that the temperature of the system did not exceed 35 ° C. In this way, a concrete structure protective agent having a viscosity at 25 ° C. of about 100 mPa · s was obtained.
＜保護剤硬化物の形成及び評価＞
幅１００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ３ｍｍの塩化ビニル樹脂板を用意した。この樹脂板の片面全体に、上記製造例により得られたコンクリート構造物保護剤を塗布した。該保護剤の塗布厚は、硬化により形成される保護剤硬化物（硬化被膜）の厚さが約５０μｍとなるように調節した。保護剤の塗布された樹脂板を、温度２４℃、相対湿度６５％の雰囲気下に５日間放置して該保護剤を硬化させた。このようにして得られた保護剤硬化物（硬化被膜）は硬質かつ緻密なものであった。
<Formation and evaluation of cured hardener>
A vinyl chloride resin plate having a width of 100 mm, a length of 300 mm, and a thickness of 3 mm was prepared. The concrete structure protective agent obtained by the above production example was applied to the entire surface of the resin plate. The coating thickness of the protective agent was adjusted so that the thickness of the cured protective agent (cured film) formed by curing was about 50 μm. The resin plate coated with the protective agent was allowed to stand for 5 days in an atmosphere at a temperature of 24 ° C. and a relative humidity of 65% to cure the protective agent. The protective agent cured product (cured film) thus obtained was hard and dense.
上記保護剤硬化物が形成された塩化ビニル樹脂板（保護剤付樹脂板）と鉄板とを濃度０．３質量％のＮａＣｌ水溶液に浸漬したところ、両者の間に接続した電圧計は０．９Ｖを示した。この結果は、例えば、鉄製構造材（典型的には鉄筋）を有するコンクリート構造物の表面に上記保護剤硬化物を形成した場合、上記保護剤硬化物と該コンクリート構造物中の鉄製構造材（典型的には鉄筋）との間に０．９Ｖの電位差が生じ得ることを示している。また、この電位差を利用することにより、外部電源を用いることなく（換言すれば、流電陽極方式によって）上記鉄製構造材に電流（防食電流）を供給し得ること、従って上記硬化物が流電陽極として適切に機能し得ることを示している。 When the vinyl chloride resin plate (resin plate with protective agent) on which the above-mentioned protective agent cured product was formed and an iron plate were immersed in an aqueous NaCl solution having a concentration of 0.3% by mass, the voltmeter connected between them was 0.9V. showed that. As a result, for example, when the protective agent cured product is formed on the surface of a concrete structure having an iron structural material (typically, a reinforcing bar), the protective agent cured product and the iron structural material in the concrete structure ( This shows that a potential difference of 0.9 V can be generated between the steel bar and the steel bar (typically a reinforcing bar). Further, by utilizing this potential difference, it is possible to supply a current (anticorrosion current) to the iron structural material without using an external power source (in other words, by a galvanostatic anode method). It shows that it can function properly as an anode.
なお、（Ｃ）成分（Ｃ１，Ｃ２）を使用しない点以外は、上記保護剤の製造と同様の操作により調製した組成物を、上記と同様に塩化ビニル樹脂板の片面に塗布して硬化させた。この硬化物付樹脂板と鉄板とを上記と同様に０．３％濃度のＮａＣｌ水溶液に浸漬し、両者の間に電圧計を接続したところ、電圧は測定されなかった。この結果は、（Ｃ）成分を含まない上記組成物から形成された硬化物は導電性が低く、流電陽極としての用途には適さないことを示している。 The composition prepared by the same operation as the production of the protective agent is applied to one side of the vinyl chloride resin plate in the same manner as described above, except that the component (C) (C1, C2) is not used. It was. When the cured product-attached resin plate and the iron plate were immersed in a 0.3% strength NaCl aqueous solution in the same manner as described above and a voltmeter was connected between them, no voltage was measured. This result shows that the cured product formed from the above composition containing no component (C) has low conductivity and is not suitable for use as a galvanic anode.
また、上記混合粉末と上記バインダ組成物との混合割合を４０：６０（質量比）に変更した点以外は、上記保護剤の製造と同様の操作により調製した組成物を、上記と同様に塩化ビニル樹脂板の片面に塗布して硬化させた。この硬化物付樹脂板と鉄板とを上記と同様に０．３％濃度のＮａＣｌ水溶液に浸漬し、両者の間に電圧計を接続したところ、電圧は測定されなかった。この結果は、かかる組成物では混合粉末の含有割合が少なすぎるため、該組成物から形成された硬化物は導電性が低く、流電陽極としての用途には適さないことを示している。 In addition, except that the mixing ratio of the mixed powder and the binder composition was changed to 40:60 (mass ratio), a composition prepared by the same operation as in the production of the protective agent was chlorinated as described above. It was applied to one side of a vinyl resin plate and cured. When the cured product-attached resin plate and the iron plate were immersed in a 0.3% strength NaCl aqueous solution in the same manner as described above and a voltmeter was connected between them, no voltage was measured. This result shows that since the content of the mixed powder is too small in such a composition, the cured product formed from the composition has low conductivity and is not suitable for use as a galvanic anode.
また、上記混合粉末と上記バインダ組成物との混合割合を９０：１０（質量比）に変更した点以外は、上記保護剤の製造と同様の操作により調製した組成物を、上記と同様に塩化ビニル樹脂板の片面に塗布して硬化させた。得られた硬化膜はポーラスであり、水や酸素の透過を阻む性能に乏しいものであった。
In addition, except that the mixing ratio of the mixed powder and the binder composition was changed to 90:10 (mass ratio), a composition prepared by the same operation as in the production of the protective agent was chlorinated as described above. It was applied to one side of a vinyl resin plate and cured. The obtained cured film was porous and had poor performance for blocking the permeation of water and oxygen.
Claims (11)
（Ａ）前記コンクリート構造物を構成する金属製構造材の主構成金属よりも標準電極電位の低い金属材料のフレーク状粉末、
（Ｂ）下記式（２）
（Ｒ 1 ）Ｓｉ（ＯＲ 2 ） 3 （２）
（式中、Ｒ 1 、Ｒ 2 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物、及び、
下記式（３）
（Ｒ 1 ） 2 Ｓｉ（ＯＲ 2 ） 2 （３）
（式中、Ｒ 1 、Ｒ 2 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物、
（Ｃ）金属アルコキシド
を含有し、前記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計質量を１００質量％として、前記（Ａ）成分の占める割合が５０〜８０質量％であることを特徴とするコンクリート構造物保護剤。 A concrete structure protective agent applied to a concrete structure to protect the structure from deterioration, comprising the following components:
(A) a flaky powder of a metal material having a lower standard electrode potential than the main constituent metal of the metal structural material constituting the concrete structure;
(B) The following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A partially hydrolyzed condensate of a silane compound represented by:
Following formula (3)
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A silane compound represented by
(C) It contains a metal alkoxide, the total mass of the components (A), (B), and (C) is 100% by mass, and the proportion of the component (A) is 50 to 80% by mass. Protective agent for concrete structures.
（Ａ）前記コンクリート構造物を構成する金属製構造材の主構成金属よりも標準電極電位の低い金属材料のフレーク状粉末であって、フレーク状の亜鉛粉末とフレーク状のアルミニウム粉末とを含むフレーク状粉末、(A) A flake powder of a metal material having a standard electrode potential lower than that of the main constituent metal of the metal structural material constituting the concrete structure, the flake containing flake zinc powder and flake aluminum powder Powder,
（Ｂ）下記式（１）(B) The following formula (1)
（Ｒ(R 11 ）) aa Ｓｉ（ＯＲSi (OR 22 ）) 4-a4-a （１） (1)
（式中、Ｒ(Wherein R 11 、Ｒ, R 22 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。ａは１又は２である。）Are each selected from a methyl group and an ethyl group. a is 1 or 2; )
で表されるシラン化合物及び／又はその部分加水分解縮合物、A silane compound and / or a partially hydrolyzed condensate thereof,
（Ｃ）金属アルコキシド(C) Metal alkoxide
を含有し、前記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計質量を１００質量％として、前記（Ａ）成分の占める割合が５０〜８０質量％であることを特徴とするコンクリート構造物保護剤。A concrete structure characterized in that the total mass of the components (A), (B), and (C) is 100 mass%, and the proportion of the component (A) is 50 to 80 mass%. Protective agent.
（Ｒ(R 11 ）Ｓｉ（ＯＲ) Si (OR 22 ）) 3Three （２） (2)
（式中、Ｒ(Wherein R 11 、Ｒ, R 22 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）Are each selected from a methyl group and an ethyl group. )
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物、及び、A partially hydrolyzed condensate of a silane compound represented by:
下記式（３）Following formula (3)
（Ｒ(R 11 ）) 22 Ｓｉ（ＯＲSi (OR 22 ）) 22 （３） (3)
（式中、Ｒ(Wherein R 11 、Ｒ, R 22 は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）Are each selected from a methyl group and an ethyl group. )
で表されるシラン化合物Silane compound represented by
を含む請求項４記載の保護剤。The protective agent of Claim 4 containing.
（Ａ’）フレーク状の亜鉛粉末及びフレーク状のアルミニウム粉末、
（Ｂ’）メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物及びジメチルジメトキシシラン、
（Ｃ’）アルミニウムアルコキシド
を含有し、前記（Ａ’），（Ｂ’），（Ｃ’）成分の合計質量を１００質量％として、前記（Ａ’）成分の占める割合が５０〜８０質量％であり、前記（Ｂ’）成分の合計質量を１００質量％としてジメチルジメトキシシランの占める割合が３０〜５０質量％であり、かつ、前記メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物が平均重合度３〜５の縮合物と平均重合度１２〜１８の縮合物との混合物であることを特徴とするコンクリート構造物保護剤。 A concrete structure protective agent applied to a concrete structure to protect the structure from deterioration, comprising the following components:
(A ′) flaky zinc powder and flaky aluminum powder,
(B ′) a partially hydrolyzed condensate of methyltrimethoxysilane and dimethyldimethoxysilane,
(C ′) Aluminum alkoxide is contained, and the total mass of the components (A ′), (B ′), and (C ′) is 100 mass%, and the proportion of the component (A ′) is 50 to 80 mass%. The total mass of the component (B ′) is 100% by mass, the proportion of dimethyldimethoxysilane is 30 to 50% by mass, and the partial hydrolysis condensate of methyltrimethoxysilane has an average degree of polymerization of 3 A concrete structure protective agent, which is a mixture of a condensate of -5 and a condensate having an average degree of polymerization of 12-18.
（ａ）フレーク状の亜鉛粉末及びフレーク状のアルミニウム粉末を含む金属混合粉末を用意すること、
（ｂ）下記式（２）
（Ｒ1）Ｓｉ（ＯＲ2）3 （２）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物の部分加水分解縮合物と、
下記式（３）
（Ｒ1）2Ｓｉ（ＯＲ2）2 （３）
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、それぞれメチル基及びエチル基から選択されるいずれかである。）
で表されるシラン化合物と金属アルコキシドとを含むバインダ組成物を用意すること、及び、
（ｃ）前記フレーク状金属粉末と前記バインダ組成物とを、該金属粉末と該バインダ組成物との合計質量を１００質量％として前記金属粉末の占める割合が５０〜８０質量％となる割合で配合すること
を包含することを特徴とするコンクリート構造物保護剤の製造方法。 A method for producing a concrete structure protective agent applied to a concrete structure to protect the structure from deterioration,
(A) preparing a metal mixed powder containing flaky zinc powder and flaky aluminum powder;
(B) The following formula (2)
(R 1 ) Si (OR 2 ) 3 (2)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
A partially hydrolyzed condensate of a silane compound represented by:
Following formula (3)
(R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 (3)
(Wherein R 1 and R 2 are each selected from a methyl group and an ethyl group.)
Preparing a binder composition comprising a silane compound represented by: and a metal alkoxide, and
(C) Compounding the flaky metal powder and the binder composition in such a proportion that the total mass of the metal powder and the binder composition is 100% by mass and the ratio of the metal powder is 50 to 80% by mass. The manufacturing method of the concrete structure protective agent characterized by including doing.
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