JP5220404B2 - コンクリート用型枠離型剤 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート用型枠離型剤に関する。

従来、コンクリートの型枠に塗布する剥離剤は鉱物油や動植物油等の液状撥水性物質を主成分としたもので、剥離性を高める為に脂肪酸や脂肪酸金属塩が配合されている。この脂肪酸や脂肪酸金属塩は鋼製型枠への吸着力を高めるものであり、油性物質に介在させることで型枠への付着力を高めている。

従来提案されているコンクリート用型枠離型剤として、所定の水溶性低分子化合物（Ａ）、（Ｂ）を含む混和剤を用いたコンクリートに対して適用するもの（特許文献１）、アニオン性含フッ素界面活性剤を含有するもの（特許文献２）、オルガノポリシロキサンを含有するもの（特許文献３）、所定の有機繊維で構成された布製型枠に用いるもの（特許文献４）などがある。
特開２００５−３０５７８９号 特開平６−８０８号 特開平２−１９０３０６号 特開平１−１６９０４８号

特許文献１で対象としている特定２種の水溶性低分子化合物を添加したコンクリート組成物は、打設する際に、型枠に塗布した離型剤によっては、型枠面（離型剤）に接するコンクリート表面の粘性が低下して材料分離（ブリーディング）が発生するとともに、型枠面のコンクリートが硬化不良を起こし、そのため、型枠へスケールが付着してしまうことがあった。更には、コンクリート表面にレイタンス層ができ、コンクリート表面の強度が低下するとともに、コンクリート表面が白く発色したり面荒れするなど、仕上がりも悪くなっていた。

本発明は、特定２種の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る混和剤が配合されたコンクリートの粘性に悪影響を与えない型枠離型剤と、上記コンクリートの粘性を維持することのできるコンクリートの打設方法を提供することを目的とする。即ち、本発明は、特定２種の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る混和剤が配合されたコンクリートに、粘性低下等の悪影響を与えず、表面美観に優れたコンクリートが製造できるコンクリート用型枠離型剤の提供を目的とする。

本発明は、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有し、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、又はカチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであるコンクリート混和剤を含有するコンクリート組成物用の型枠に使用される離型剤であって、
シリコーン化合物及び／又はフッ素化合物を含有する、コンクリート用型枠離型剤に関する。

また、本発明は、シリコーン化合物及び／又はフッ素化合物を含有するコンクリート用型枠離型剤を塗布した型枠に、水、セメント、骨材、並びに、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有し、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、又はカチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであるコンクリート混和剤を含有するコンクリート組成物を充填して硬化させる、コンクリートの打設方法に関する。

本発明によれば、特定２種の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る混和剤が配合されたコンクリートに、粘性低下等の悪影響を与えず、表面美観に優れたコンクリートが製造できるコンクリート用型枠離型剤が得られる。

本発明者らは、鋭意検討した結果、粘性低下の原因が化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）が形成する高次構造体に、剥離剤の成分である鉱物油、植物油、更に、添加剤等が何らかの悪影響を与えることで、高次構造体が形成されにくくなることを突き止めた。上記離型剤の主成分として、シリコーン化合物及び／又はフッ素化合物を含有するものが、上記コンクリートの性状を維持できることを見出し本発明に到ったものである。

本発明によれば、高次構造体に悪影響を与えないシリコーン化合物及び／又はフッ素化合物を含有する離型剤を使用するようにしたので、コンクリートの性状を維持することができるとともに、脱型後のコンクリート表面を良好に保つことができる。これは、鉱物油などと異なり、シリコーン化合物やフッ素化合物が疎水性かつ疎油性であるため、剥離剤としてより高い効果が得られるためと考えられる。また、本発明のコンクリート用型枠離型剤を塗布した型枠に、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を添加したコンクリート組成物を充填して硬化させるようにしたので、早強性、耐水性に優れた性状を有するコンクリート製品またはコンクリート構造物を得ることができる。

本発明の剥離剤に用いられるシリコーン化合物の例としては、ポリアルキルフェニルシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリアルキルシロキサン、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリアルキル水素シロキサン、ポリアルキルアルケニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、アラルキル変性シリコーンオイル、ポリジメチルシロキサン、アルキルアラルキル変性シリコーンオイルなどが挙げられる。なかでも、剥離効果の観点から、ポリアルキルシロキサン及びポリジメチルシロキサンからなる群より選ばれる１種以上が好ましい。シリコーン化合物は、ＴＳＭ６８２２、ＴＳＦ４３００、ＴＳＭ６２１（何れもモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）等として入手可能な市販のシリコーン系剥離剤を使用することができる。

また、本発明の剥離剤に用いられるフッ素化合物の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ２弗化ビニリデン、ポリビニルフッ素、ポリ弗化エチレンプロピレン、含フッ素界面活性剤、などが挙げられる。なかでも、剥離効果の観点から、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。フッ素化合物は、フリリースシリーズ（株式会社ネオス）、マックルーブ（株式会社ＧＳＩクレオス）等として入手可能な市販のフッ素系剥離剤を使用することができる。

シリコーン化合物及び／又はフッ素化合物は、そのまま使用する他に、キシレン、灯油、ブチルセロソルブ、石油系炭化水素、トルエン、ベンゼン、エチルベンゼン、ミネラルスピリット、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノン、ヘキサン、ブタン、プロパンなどの有機溶媒で希釈して使用してもよいし、ポリ（オキシエチレン）＝オクチルフェニルエーテル、ポリ（オキシエチレン）＝ノニルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩などの乳化剤を用いて水に乳化させたエマルジョン、例えばシリコーンエマルジョンとしてもよい。他に、防腐剤、水、シリカ、ステアリン酸亜鉛、顔料、白金化合物などを含んでよい。

本発明の剥離剤は、刷毛やモップによる塗布の他に、スプレーによる噴霧により型枠に塗布しても良い。シリコーン化合物やフッ素化合物は粘度が低く、表面張力も低いため、鉱物油などに比べて型枠に均一に塗り伸ばしやすい。これらの剥離剤は、潤滑油としても使用することが出来る。

シリコーン化合物及び／又はフッ素化合物の型枠への塗布量は、表面美観向上の観点から、０．１〜５００ｇ／ｍ²、更に１〜１００ｇ／ｍ²、より更に３〜５０ｇ／ｍ²が好ましい。

本発明の剥離剤は、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とを含有するコンクリート組成物を対象とする。

化合物（Ａ）はカチオン性界面活性剤であり、４級塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、４級塩型のカチオン性界面活性剤としては、構造中に、１０から２６個の炭素原子を含む飽和又は不飽和の直鎖又は分岐鎖アルキル基を、少なくとも１つ有しているものが好ましい。例えば、アルキル（炭素数１０〜２６）トリメチルアンモニウム塩、アルキル（炭素数１０〜２６）ピリジニウム塩、アルキル（炭素数１０〜２６）イミダゾリニウム塩、アルキル（炭素数１０〜２６）ジメチルベンジルアンモニウム塩等が挙げられ、具体的には、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、タロートリメチルアンモニウムクロライド、タロートリメチルアンモニウムブロマイド、水素化タロートリメチルアンモニウムクロライド、水素化タロートリメチルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルエチルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルエチルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルプロピルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルピリジニウムクロライド、１，１−ジメチル−２−ヘキサデシルイミダゾリニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等が挙げられ、これらを２種以上併用してもよい。水溶性と増粘効果の観点から、具体的には、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルピリジニウムクロライド等が好ましい。また、増粘効果の温度安定性の観点から、化合物（Ａ）として、上記のアルキル基の炭素数の異なるカチオン性界面活性剤を２種類以上併用することが好ましい。

更に、塩害による鉄筋の腐食やコンクリート劣化を防止する観点から、塩素等のハロゲンを含まない４級アンモニウム塩を用いることが好ましい。

塩素等のハロゲンを含まない４級塩として、アンモニウム塩やイミダゾリニウム塩等が挙げられ、具体的にはヘキサデシルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、ヘキサデシルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、オクタデシルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、オクタデシルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、タロートリメチルアンモニウムメトサルフェート、タロージメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、１，１−ジメチル−２−ヘキサデシルイミダゾリニウムメトサルフェート、ヘキサデシルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムアセテート、オクタデシルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムアセテート、ヘキサデシルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムプロピオネート、オクタデシルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムプロピオネート、タロージメチルヒドロキシエチルアンモニウムアセテート、タロージメチルヒドロキシエチルアンモニウムプロピオネート、等が挙げられる。塩素等のハロゲンを含まない４級アンモニウム塩は、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸で３級アミンを４級化することで得ることができる。

また、化合物（Ｂ）のうち、アニオン性芳香族化合物から選ばれるものとして、芳香環を有するカルボン酸及びその塩、ホスホン酸及びその塩、スルホン酸及びその塩が挙げられ、具体的には、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、スルホサリチル酸、安息香酸、ｍ−スルホ安息香酸、ｐ−スルホ安息香酸、４−スルホフタル酸、５−スルホイソフタル酸、ｐ−フェノールスルホン酸、ｍ−キシレン−４−スルホン酸、クメンスルホン酸、メチルサリチル酸、スチレンスルホン酸、クロロ安息香酸等であり、これらは塩を形成していていも良く、これらを２種以上併用してもよい。ただし、重合体である場合は、重量平均分子量（例えば、ゲルーパーミエーションクロマトグラフィー法／ポリエチレンオキシド換算）５００未満であることが好ましい。

また、化合物（Ｂ）のうち、臭化化合物から選ばれるものとして、無機塩が好ましく、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化水素等が挙げられる。

本発明においては、本発明に係る化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）の他に、更に既存の水溶性高分子を用いることができる。他の既存の水溶性高分子としては、例えばセルロース誘導体、ポリアクリル酸系ポリマー、エチレンオキシド重合体、ポリビニルアルコール、ガム系多糖類、微生物発酵多糖類、キサンタンガム、カチオン性ポリマー等が挙げられる。

また、コンクリート組成物に混合する骨材には細骨材や粗骨材が使用でき、限定されるものではないが、吸水率が低くて骨材強度が高いものが好ましい。粗骨材としては、川、陸、山、海、石灰砂利、これらの砕石、高炉スラグ粗骨材、フェロニッケルスラグ粗骨材、軽量粗骨材（人工及び天然）及び再生粗骨材等が挙げられる。細骨材としては、川、陸、山、海、石灰砂、珪砂及びこれらの砕砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、軽量細骨材（人工及び天然）及び再生細骨材等が挙げられる。

また、コンクリート組成物に用いられるセメントとして、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、エコセメント（例えばＪＩＳ Ｒ５２１４等）が挙げられる。セメント以外の水硬性粉体として、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等が含まれてよく、また、非水硬性の石灰石微粉末等が含まれていてよい。セメントと混合されたシリカヒュームセメントや高炉セメントを用いてもよい。

また、コンクリート組成物は、水セメント比が２０〜６０重量％、更に３０〜４５重量％であることができる。

また、コンクリート組成物は、その他の添加剤（材）を含有することもできる。例えば、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸（塩）、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル（塩）、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテルリン酸エステル（塩）、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等のＡＥ剤；グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸等のオキシカルボン酸系、デキストリン、単糖類、オリゴ糖類、多糖類等の糖系、糖アルコール系等の遅延剤；起泡剤；増粘剤；珪砂；ＡＥ減水剤；塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸（塩）、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤；発泡剤；樹脂酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤；高炉スラグ；流動化剤；ジメチルポリシロキサン系、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル系、鉱油系、油脂系、オキシアルキレン系、アルコール系、アミド系等の消泡剤；防泡剤；フライアッシュ；メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物系、アミノスルホン酸系、ポリマレイン酸系を含むポリカルボン酸系等の高性能減水剤；シリカヒューム；亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等の防錆剤；メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系、β−１，３−グルカン、キサンタンガム等の天然物系、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレングリコール、オレイルアルコールのエチレンオキシド付加物もしくはこれとビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応物等の合成系等の水溶性高分子；（メタ）アクリル酸アルキル等の高分子エマルジョンが挙げられる。

また、コンクリート組成物は、生コンクリート、コンクリート振動製品分野の外、セルフレベリング用、耐火物用、プラスター用、石膏スラリー用、軽量又は重量コンクリート用、ＡＥ用、補修用、プレパックド用、トレーミー用、地盤改良用、グラウト用、寒中用、トンネル覆工、モルタル、セメントミルク等の種々の分野を対象としたものが用いられる。

コンクリート配合を表１に示した。コンクリートは、セメント、細骨材を混合したものに、水、分散剤、化合物（Ａ）を混合した水溶液を加えて３０秒練り混ぜてモルタルとし、そこに化合物（Ｂ）を加えて６０秒練り混ぜ、更に、粗骨材を加えて６０秒練り混ぜて調製した。この方法で調整したコンクリートは、１０分後のスランプフロー６５０ｍｍ、エアー量５．０％の粘性の高い高流動コンクリートであった。

このコンクリートを、表２の剥離剤を１０ｇ／ｍ²の量で塗布した１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの鋼製型枠に充填、硬化させ、３０時間後に脱型した。型枠に充填したコンクリートの粘性変化、硬化コンクリートの表面美観の結果を表２に示す。

ここで、粘性変化は、練り上がり直後から２．５時間までの間のコンクリートの粘性を目視及びスコップによる感触により観察し、以下の基準で粘性維持の程度を判定したものである。
Ａ：殆ど変化無し
Ｂ：やや低下
Ｃ：粘性低下

また、硬化コンクリートの表面美観は、硬化後に型枠から脱型したコンクリート表面を目視により観察し、以下の基準で判定したものである。
Ａ：コンクリート表面が平滑
Ｂ：コンクリート表面がほぼ平滑
Ｃ：コンクリート表面がざらついている

・セメント：太平洋セメント（株）製 普通ポルトランドセメント
・細骨材：君津産山砂
・粗骨材：鳥形産石灰砕石
・分散剤：花王（株）製「マイテイ３０００Ｓ」
・化合物（Ａ）：ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド／オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド＝５０／５０（重量比）
・化合物（Ｂ）：ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム
・カチオン性ポリマー：ポリ（メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート）（重量平均分子量１２万）

・シリコーン系剥離剤：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「ＴＳＭ６８２２」
・フッ素系剥離剤：（株）ネオス製「フリリース３１０」
・工業用潤滑油Ａ：出光興産（株）製「ダフニータービン４６」
・工業用潤滑油Ｂ：コスモ石油ルブリカンツ（株）製「ピュアセーフティー４６」

本発明品１、２のように、シリコーン系、フッ素系の剥離剤を塗布した場合は、粘性低下も見られず、コンクリート表面は平滑で美観の良いものが得られた。一方、比較品１、２のように、鉱物油系の剥離剤の場合は、型枠と充填したコンクリートの間から、粘性低下したペースト分が染み出し、また硬化コンクリートの表面はざらついており、美観の悪いコンクリートとなった。

Claims (1)

1. 第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有し、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、又はカチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであるコンクリート混和剤を含有するコンクリート組成物用の型枠に使用される離型剤であって、
   ポリアルキルシロキサン及びポリジメチルシロキサンからなる群より選ばれる１種以上のシリコーン化合物を含有する、コンクリート用型枠離型剤（エポキシ樹脂及びその硬化剤を含有するものを除く）。