JP6535216B2 - コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法に関する。

従来、コンクリート、モルタルの湿潤養生は、水道水や河川水などを用いて行うことが一般的である。

また、この種のコンクリートの養生方法において、コンクリートの緻密化などを図ることを目的として、試薬を用いた先行技術が、特許文献１−４により提案され、コンクリートの混和剤に微生物菌を用いた先行技術が特許文献５により提案されている。
特許文献１は、コンクリートの湿潤養生方法に関するもので、この文献１の方法では、型枠内に生コンクリートを打ち込んで硬化したコンクリートを形成し、型枠を脱型した後にコンクリートに対して水分と共に繊維材を吹き付けてコンクリートの外表面を湿潤状態の繊維材で被覆し、養生期間が経過した後にコンクリートから繊維材を除去する。繊維材に含ませる水分としては、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム及び炭酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種を含有するｐＨ７以上のアルカリ性水溶液を使用する。このようにしてコンクリートの内部表層付近に形成される空隙を減少させ、コンクリートの緻密化を図る。
特許文献２は、モルタルないしコンクリート用塗膜養生強化剤に関するもので、この文献２の塗膜養生強化剤は、ポリビニールアルコール類、酢酸ビニール類、アクリル共重合体から選ばれる少なくとも１種とケイ酸化合物から選ばれる少なくとも１種、およびケイフッ化化合物からから選ばれる少なくとも１種との水溶液であり、さらにグリセリン、尿素、エチレングリコール、セルロース類から選ばれた少なくとも１種からなるものである。この強化剤により、簡便な方法でモルタルやコンクリート中の水分蒸発を抑制するとともに保湿性を高め、乾燥時の初期ひび割れを低減し、耐透水性の向上、中性化の抑制、表面磨耗性の向上、表面強度の向上などを図る。
特許文献３は、コンクリート並びにコンクリート養生方法に関するもので、この文献３の方法では、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生する。このようにしてコンクリートの製造とはまったく別個の材料や手間を必要とすることなく、セメント水和物の溶脱並びにコンクリートから溶出した成分によるコンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制する。
特許文献４は、高耐久性コンクリート構造材の製法に関するもので、この文献４の製法では、押出成形機より押し出された未硬化の成形体にアルカリ性水溶液を散布する。この場合、アルカリ成分としては、カセイソーダ、カセイカリ、石灰（生石灰乃至消石灰）、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。これらのうち特に好ましいものは石灰、即ち石灰の飽和水溶液であり、その成分は水酸化カルシウムである。アルカリ性水溶液を未硬化の成形体に散布した後、気中養生、蒸気養生並びにオートクレーブ養生から選択された養生を行う。このようにしてセメント硬化体の微細孔に十分な量のアルカリ成分を供給し、構造材中の鉄筋の錆の発生を遅らせて長期間耐久性を維持する。
特許文献５は、水浄化用コンクリートプレートに関するもので、この文献５のコンクリートプレートは、バチルスサブチルス、バチルスツリュゲナイセス及びバチルススパリカスの混合割合が、質量比で０．１〜５０：０．１〜５０：０．１〜５０である微生物菌の混合物を含んだセメントペーストを使用した。このようにして水の浄化に供するものである。

特開２０１５− ２７９２３公報 特開２００８−２８５３６７公報 特開２００８− ５６５３８公報 特開平８−８１２８５公報 特許第４０６５４０２号公報

しかしながら、従来の、湿潤養生水として水道水や河川水などを用いたコンクリート、モルタルの養生方法では、セメントの水和反応によってコンクリート、モルタルの緻密化を図っているため、湿潤養生の効果に限度がある、という問題がある。
また、特許文献１−５の各技術は、本発明との関連で検討した結果、次のように結論付けられる。
特許文献１のコンクリートの湿潤養生方法では、繊維材に含ませる水分として、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム及び炭酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種を含有するｐＨ７以上のアルカリ性水溶液を使用し、その使用方法は、繊維材に含ませる方法に限定される。特にマグネシウムを含む水溶液を用いた湿潤養生に着目したものではない。
特許文献２のモルタルないしコンクリート用塗膜養生強化剤は、ポリビニールアルコール類、酢酸ビニール類、アクリル共重合体から選ばれる少なくとも１種とケイ酸化合物から選ばれる少なくとも１種、およびケイフッ化化合物からから選ばれる少なくとも１種との水溶液であり、その使用方法もコンクリートに一定期間接する湿潤養生ではなく、コンクリートに塗って保護膜を作る塗膜養生である。特にマグネシウムを含む水溶液を用いた湿潤養生に着目したものではない。
特許文献３のコンクリート並びにコンクリート養生方法では、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生する。特にマグネシウムを含む水溶液を用いた湿潤養生に着目したものではない。
特許文献４の高耐久性コンクリート構造材の製法は、押出成形機より押し出された未硬化の成形体にアルカリ性水溶液を散布するもので、このアルカリ成分に水酸化マグネシウムが含まれているが、このアルカリ性水溶液を未硬化の成形体に散布した後に、気中養生、蒸気養生並びにオートクレーブ養生から選択された養生を行う。特にマグネシウムを含む水溶液を用いた湿潤養生に着目したものではない。
特許文献５の水浄化用コンクリートプレートは、水浄化用コンクリートプレートを作製する材料にバチルスサブチルスを混ぜ込んでいる。特に、バチルスサブチルスを含む水溶液を用いた湿潤養生に着目したものではない。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法において、マグネシウムを含有する易溶性化合物又は好気性微生物菌を含む水溶液を用いて、コンクリート、モルタルの表層性状を緻密化し、コンクリート、モルタルの水分逸散を抑制し、乾燥収縮を低減し、中性化や塩害などの劣化の進行を遅らせること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明（１）のコンクリート、モルタルの湿潤養生水は、好気性微生物菌を含む水溶液からなる、ことを要旨とする。
また、この湿潤養生水は、次のように具体化される。好気性微生物菌はバチルスサブチルスを含む。この場合、水溶液にグルコース又はグリセロースのうち少なくとも１種を含むことが好ましい。また、この場合、水溶液に空気が供給されることが好ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明（２）は、コンクリートを湿潤養生水を用いて湿潤養生するコンクリート、モルタルの養生方法において、前記湿潤養生水に上記コンクリート、モルタルの湿潤養生水を用いる、ことを要旨とする。

本発明（１）、（２）のコンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法によれば、湿潤養生水中の好気性微生物が酸素から生成する二酸化炭素とコンクリート中、モルタル中のカルシウムイオンとの反応により、コンクリート、モルタルの表層に保護層を形成して、コンクリート、モルタルの表層性状を緻密化することができ、これにより、コンクリート、モルタルの水分逸散を抑制し、乾燥収縮を低減し、中性化や塩害などの劣化の進行を遅らせることができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

本発明のコンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法の効果を示すモルタル断面のＳＥＭ画像 同コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及び同コンクリート、モルタルの養生方法の効果を示すモルタルの表面吸水試験の結果を示す図

以下、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
（実施の形態１）
コンクリート、モルタルの湿潤養生水は、マグネシウムを含有する易溶性化合物を含む水溶液からなる。
この場合、マグネシウムを含有する易溶性化合物は、酢酸マグネシウム（Mg(CH₃COO)₂）、硝酸マグネシウム（Mg(NO₃)₂）、塩化マグネシウム（MgCl₂）、チオ硫酸マグネシウム（MgS₂O₃）、硫酸マグネシウム（MgSO₄）、臭化マグネシウム（MgBr₂）から選ばれた少なくとも１種を含む。

この湿潤養生水を用いてコンクリートを湿潤養生する。この場合、コンクリート、モルタルの露出面に対しては、コンクリート、モルタルが硬化した後に、上記の湿潤養生水で一定期間湿潤養生する。また、型枠面に対しては、型枠取り外し後に、上記の湿潤養生水で一定期間湿潤養生する。このようにすると、湿潤養生水中のマグネシウムイオンとコンクリート中、モルタル中の水酸化物イオンが反応して水酸化マグネシウムを析出し、この水酸化マグネシウムによりコンクリート、モルタルの表層に保護層が形成されて、コンクリート、モルタルの表層性状が緻密化される。

以上のとおり、このコンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法によれば、コンクリート、モルタルの湿潤養生に用いる養生水に、従来の水道水又は河川水に代えて、マグネシウムを含有する易溶性化合物を含む水溶液を用いるだけで、コンクリート、モルタルの養生の通常の作業工程に何ら影響を与えずに、マグネシウムを含有する易溶性化合物を含む湿潤養生水中のマグネシウムイオンとコンクリート中、モルタル中の水酸化物イオンとの反応により、コンクリート、モルタルの表層に保護層を形成して、コンクリート、モルタルの表層性状を緻密化することができ、これにより、コンクリート、モルタルの水分逸散を抑制し、乾燥収縮を低減し、中性化や塩害などの劣化の進行を遅らせることができる。

（実施の形態２）
コンクリート、モルタルの湿潤養生水は、好気性微生物菌を含む水溶液からなる。
この場合、好気性微生物菌はバチルスサブチルスを含む。また、この場合、水溶液にはグルコース又はグリセロースのうち少なくとも１種を含み、さらに空気が供給される。

この湿潤養生水を用いてコンクリートを湿潤養生する。この場合、コンクリート、モルタルの露出面に対しては、コンクリート、モルタルが硬化した後に、上記の湿潤養生水で一定期間湿潤養生する。また、型枠面に対しては、型枠取り外し後に、上記の湿潤養生水で一定期間湿潤養生する。このようにすると、湿潤養生水中の好気性微生物（バチルスサブチルス）が酸素から生成する二酸化炭素とコンクリート中、モルタル中のカルシウムイオンが反応して炭酸カルシウムを析出し、この炭酸カルシウムによりコンクリート、モルタルの表層に保護層が形成されて、コンクリート、モルタルの表層性状が緻密化される。

以上のとおり、このコンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法によれば、コンクリート、モルタルの湿潤養生に用いる養生水に、従来の水道水又は河川水に代えて、好気性微生物菌（グルコース又はグリセロース、さらに空気を含む）を含む水溶液を用いるだけで、コンクリート、モルタルの養生の通常の作業工程に何ら影響を与えずに、湿潤養生水中の好気性微生物が酸素から生成する二酸化炭素とコンクリート、モルタル中のカルシウムイオンとの反応により、コンクリート、モルタルの表層に保護層を形成して、コンクリート、モルタルの表層性状を緻密化することができ、これにより、コンクリート、モルタルの水分逸散を抑制し、乾燥収縮を低減し、中性化や塩害などの劣化の進行を遅らせることができる。

本願発明者らは、このコンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法の効果を確認するため、次のような実験を行い、次のような結果を得た。
実験は、普通ポルトランドセメントを用いたモルタル供試体を、（１）従来の湿潤養生水（水道水）、（２）酢酸マグネシウムを含んだ湿潤養生水、（３）バチルスサブチルスの一種である納豆菌及びグルコースを含んだ湿潤養生水で、湿潤養生を２８日間行った。
この結果を図１に示す。図１（２）、（３）に示すように、（２）酢酸マグネシウムを含んだ湿潤養生水では、モルタルの表層に水酸化マグネシウムで保護層が形成され、（３）バチルスサブチルスの一種である納豆菌及びグルコースを含んだ湿潤養生水では、モルタルの表層に炭酸カルシウムで保護層が形成されて、それぞれ表層性状が緻密化していることが確認された。
また、このモルタルの表面吸水試験の結果を図２に示す。図２（１）に示すように、（１）従来の湿潤養生水（水道水）では、注水完了から引き続き吸水が継続しているため、水位の低下が継続していることが認められた。また、図２（２）、（３）に示すように、（２）酢酸マグネシウムを含んだ湿潤養生水、（３）バチルスサブチルスの一種である納豆菌及びグルコースを含んだ湿潤養生水ではそれぞれ、注水完了直後は吸水により水位が低下したが、途中で吸水が収まり、水位の低下が上昇に転じていることが認められた。これにより、モルタルの表層性状が緻密化し、水分の逸散が抑制されることが確認された。

Claims (5)

1. 好気性微生物菌を含む水溶液からなる、
   ことを特徴とするコンクリート、モルタルの湿潤養生水。
2. 好気性微生物菌はバチルスサブチルスを含む請求項１に記載のコンクリート、モルタルの湿潤養生水。
3. 水溶液にグルコース又はグリセロースのうち少なくとも１種を含む請求項２に記載のコンクリート、モルタルの湿潤養生水。
4. 水溶液に空気が供給される請求項２又は３に記載のコンクリート、モルタルの湿潤養生水。
5. コンクリートを湿潤養生水を用いて湿潤養生するコンクリート、モルタルの養生方法において、前記湿潤養生水に請求項１乃至４のいずれかに記載のコンクリート、モルタルの湿潤養生水を用いる、
   ことを特徴とするコンクリート、モルタルの養生方法。