JP5219597B2 - 土木建築材料用吸水防止材 - Google Patents
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Description
項1. (A)アルキルアルコキシシランおよび/またはその縮合物、(B)モンモリロナイトに第4級アンモニウムイオンを反応させて得られ、1000℃での強熱減量が33〜50%である有機ベントナイト、(C)極性溶媒、および(D)疎水性シリカ粉末からなる土木建築材料用吸水防止材。
項2. (A)アルキルアルコキシシランおよび/またはその縮合物85〜95重量%、(B)モンモリロナイトに第4級アンモニウムイオンを反応させて得られ、1000℃での強熱減量が33〜50%である有機ベントナイト1〜13重量%、(C)極性溶媒1〜13重量%、および(D)疎水性シリカ粉末0.1〜2重量%からなる項1に記載の土木建築材料用吸水防止材。
項3. アルキルアルコキシシランが、一般式(1);
R1 nSi(OR2)4−n (1)
(式中、R1は炭素数1〜20のアルキル基を示し、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1または2である。)で表される化合物である項1または2に記載の土木建築材料用吸水防止材。
項4. 極性溶媒がアルコールである項1〜3のいずれか1項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
項5. 20℃における粘度が1,000〜10,000mPa・sである項1〜4のいずれか1項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
本発明で用いられるアルキルアルコキシシランとしては、特に限定されないが、下記一般式(1)で表される化合物が好適に用いられる。
R1 nSi(OR2)4−n (1)
式中、R1は炭素数1〜20のアルキル基を示し、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1または2である。
本発明で用いられる有機ベントナイトは、1000℃での強熱減量が33〜50%であるものであれば特に限定されないが、得られる土木建築材料用吸水防止材の疎水性を高めて、撥水性を高くする観点から、強熱減量が34〜49%であるものが好ましい。
本発明で用いられる極性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの中でも、工業的に入手が容易で、経済的な観点から、エタノール、イソプロピルアルコールが好適に用いられる。
本発明で用いられる疎水性シリカ粉末としては、特に限定されるものではなく、例えば、原料の四塩化ケイ素を1000℃以上の火焔法の乾式法で製造し、親水性のシリカ(SiO2)を得た後、これに、シラン類やジメチルジクロロシラン、ジメチルポリシロキサン、メタクリロキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシロキサン類等で表面処理したもの等が挙げられる。
デシルトリメトキシシラン90重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベンN−400」、1000℃における強熱減量39.3%)6重量部、イソプロピルアルコール3.5重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR972」)0.5重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は1,600mPa・sで、30℃における溶液粘度は1,100mPa・sであった。
オクチルトリエトキシシラン88重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベンNX」、1000℃における強熱減量41.8%)7重量部、イソプロピルアルコール4重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)1重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は2,000mPa・sで、30℃における溶液粘度は1,500mPa・sであった。
ヘキシルトリメトキシシラン90重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベンNX」、1000℃における強熱減量41.8%)7重量部、イソプロピルアルコール2重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)1重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は2,000mPa・sで、30℃における溶液粘度は1,500mPa・sであった。
ヘキシルトリメトキシシラン90重量部、イソプロピルアルコール9重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)1重量部の混合液を調製し、吸水防止材を得た。この吸水防止材の20℃における溶液粘度は30mPa・sで、30℃における溶液粘度は20mPa・sであった。
ヘキシルトリメトキシシラン85重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「オルガナイト」、1000℃における強熱減量28.9%)10重量部、エタノール4重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)1重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は680mPa・sで、30℃における溶液粘度は300mPa・sであった。
オクチルトリメトキシシラン85重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベン」、1000℃における強熱減量29.9%)11重量部、イソプロピルアルコール3.9重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)0.1重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は830mPa・sで、30℃における溶液粘度は450mPa・sであった。
ヘキシルトリメトキシシラン88重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベンNZ70」、1000℃における強熱減量51.4%)10重量部、イソプロピルアルコール3重量部、および疎水性シリカ粉末(日本アエロジル(株)製「アエロジルR805」)1重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は500mPa・sで、30℃における溶液粘度は100mPa・sであった。
ヘキシルトリメトキシシラン90重量部、有機ベントナイト((株)ホージュン製「エスベンNX」、1000℃における強熱減量41.8%)7重量部、およびイソプロピルアルコール3重量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の20℃における溶液粘度は1,800mPa・sで、30℃における溶液粘度は1,200mPa・sであった。
JIS R 5201に準じたモルタル板(70×70×20mm)を60℃で48時間乾燥したものを供試体として使用し、これに実施例および比較例で得られた吸水防止材をモルタル板の70×70mmの面に1回塗布した(1面のみ塗布)。この時の塗布量が400g/m2に達していない場合は再度重ね塗りを行い、最終塗布量が400g/m2に達するまで重ね塗りを行った。得られた試験体を温度20℃、相対湿度65%RHの恒温恒湿機内で7日間養生した後、撥水性、浸透深さ、吸水比、アルカリ性水中での吸水比、および塩化物イオン浸透深さを測定した。この時、何も塗布していないものを対照とした。また、各測定を行う前に、塗布面を上面とした場合に側面となる4面(70×20mmの面)をエポキシ樹脂で封止した。各項目の測定方法は以下の通りで、撥水性と吸水比については促進耐候性試験の前後で測定を行った。
供試体に直径2mmの水滴をのせ、接触角測定装置(協和界面科学(株)、接触角計S−150)により接触角を測定した。評価基準は以下のようにした。
◎:水滴の接触角が135゜以上
○:水滴の接触角が120〜135゜未満
△:水滴の接触角が80〜120゜未満
×:水滴を作らず直ちに吸水
なお、撥水性試験で接触角が135°以上の場合、撥水性が非常に優れていると判断できる。結果を表1に示す。
70×70×20mmの供試体を70×35×20mmの大きさのものが2枚得られるように2分割し、その分割面に水を噴霧し、吸水防止材が浸透している部分(水が浸透しない部分)の厚さを測定した。結果を表1に示す。
供試体および無塗布供試体を、塗布面を下にして水中に浸漬(浸漬深さ5mm)し、1日後に水中から取り出し、余剰水を乾いた布で拭き取った後、重量(g)を測定し、下式により吸水比を算出した。
吸水比=[塗布供試体の水浸漬後の重量(g)−塗布供試体の水浸漬前の重量(g)]/[無塗布供試体の水浸漬後の重量(g)−無塗布供試体の水浸漬前の重量(g)]
なお、吸水比が0.1以下の場合、吸水防止性に優れていると判断できる。結果を表1に示す。
供試体および無塗布供試体を、塗布面を下にして飽和Ca(OH)2水溶液中に浸漬(浸漬深さ5mm)し、1日後に溶液中から取り出し、余剰液を乾いた布で拭き取った後、重量(g)を測定し、下式により吸水比を算出した。
吸水比=[塗布供試体の浸漬後の重量(g)−塗布供試体の浸漬前の重量(g)]/[無塗布供試体の浸漬後の重量(g)−無塗布供試体の浸漬前の重量(g)]
なお、吸水比が0.1以下の場合、吸水防止性に優れていると判断できる。結果を表1に示す。
供試体を、塗布面を下にして3%NaCl水溶液中に30日間浸漬した後、供試体を2分割し、その分割面に0.1N−AgNO3溶液および0.1%フルオレセインナトリウム溶液を噴霧し、発色した部分(塩化物イオンが浸透した部分)の厚さを測定した。なお、塩化物イオンの浸透深さが2mm以下の場合、遮塩性が非常に優れていると判断する。結果を表1に示す。
Claims (5)
- (A)アルキルアルコキシシランおよび/またはその縮合物、(B)モンモリロナイトに第4級アンモニウムイオンを反応させて得られ、1000℃での強熱減量が33〜50%である有機ベントナイト、(C)極性溶媒、および(D)疎水性シリカ粉末からなる土木建築材料用吸水防止材。
- (A)アルキルアルコキシシランおよび/またはその縮合物85〜95重量%、(B)モンモリロナイトに第4級アンモニウムイオンを反応させて得られ、1000℃での強熱減量が33〜50%である有機ベントナイト1〜13重量%、(C)極性溶媒1〜13重量%、および(D)疎水性シリカ粉末0.1〜2重量%からなる請求項1に記載の土木建築材料用吸水防止材。
- アルキルアルコキシシランが、一般式(1);
R1 nSi(OR2)4−n (1)
(式中、R1は炭素数1〜20のアルキル基を示し、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1または2である。)で表される化合物である請求項1または2に記載の土木建築材料用吸水防止材。 - 極性溶媒がアルコールである請求項1〜3のいずれか1項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
- 20℃における粘度が1,000〜10,000mPa・sである請求項1〜4のいずれか1項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
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