JP6678435B2

JP6678435B2 - 表面含浸材及び構造物

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Publication number: JP6678435B2
Application number: JP2015229935A
Authority: JP
Inventors: 橋村　雅之; 雅之橋村; 靖彦戸田; 誠貫田
Original assignee: 宇部興産建材株式会社
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2035-11-25
Also published as: JP2017095613A

Description

本発明は、土木・建築分野の各種工事に用いられる表面含浸材及び構造物に関する。

各種構造物に用いられるコンクリート及びモルタル等は、本来耐久性に優れたものであるが、細孔を有することから構造や使用環境によって、水分、塩分及び二酸化炭素等が細孔より内部に浸透し、一部が劣化する場合がある。このような劣化は、構造物の強度低下及び欠損等の原因となる。

このような細孔を有する構造物の表面に塗布して、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止するために、アルコキシシランを有する吸水防止材が開示されている。

特開２００３−２２１５７６号公報特開２００９−２８０７１６号公報

しかしながら、細孔を有する構造物の施工面が壁又は天井の場合、塗布した材料が下方向へ流れて（タレて）しまうので、天井面では塗布時に材料が液滴となって落ちる、及び、壁面では上部付近の含浸深さが不充分となる等の問題があった。また、適正量塗布するためには、数回繰り返し塗布する作業工程が必要であった。さらに、塗布間隔が長くなってしまうと、材料が反応して撥水層が形成し始め、それ以上深く浸透することを阻害してしまうことがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート等の構造物の外観を変化させることなく、施工面が壁又は天井であっても、一回の塗布作業で適正量塗布することが可能であり、且つ浸透性に優れた表面含浸材を提供することを目的とする。また、本発明は、耐久性に優れた構造物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明者らは、特定のアルコキシシランと、高級脂肪酸アミドと、特定のスチレン−ジエンブロック共重合体と、を用いることによって、表面含浸材の施工性及び浸透性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、アルコキシシランと、高級脂肪酸アミドと、スチレン−ジエン共重合体と、を含有し、アルコキシシランが下記式（１）で表され、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度が２０００〜３００００ｍＰａ・ｓであり、高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体の合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０〜１．００である、表面含浸材を提供する。
Ｒ^１ _ｎＳｉ（ＯＲ^２）_４−ｎ（１）
（式中、Ｒ^１は炭素数５〜１２のアルキル基又はフェニル基を示し、ｎは１又は２を示す。ｎが２のとき、Ｒ^１は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ^２は炭素数１〜４のアルキル基を示し、複数存在するＲ^２は互いに同一であっても異なっていてもよい。）

本発明の表面含浸材は、施工面が壁又は天井であっても、一回の塗布作業で適正量塗布することが可能であり、且つ浸透性に優れている。つまり、本発明の表面含浸材をコンクリート及びモルタル等の細孔を有する構造物の表面に塗布することにより、特定のアルコキシシランが構造物の内部に深く浸透し、コンクリート及びモルタル等に含まれるセメント成分等と反応して構造物表面近傍に撥水層を形成し、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止できる。また、表面含浸材が高級脂肪酸アミド及びスチレンージエン共重合体を含有することにより、表面含浸材のタレを抑制することが可能になる。このため、本発明の表面含浸材は、施工面が壁又は天井であっても一回の塗布作業で適正量塗布することができ、且つ優れた浸透性を維持することができる。

本発明の表面含浸材は、スチレンージエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度は２０００〜３００００ｍＰａ・ｓである。スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上であると、高級脂肪酸アミドによる塗布面の白色化を充分に抑制することができる。一方、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の粘度が３００００ｍＰａ・ｓ以下であると、アルコキシシランへの溶解が良好となり、アルコキシシランの浸透性も充分となる。

また、本発明の表面含浸材は、高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体との合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０〜１．００である。高級脂肪酸アミドを含む表面含浸材をコンクリートに塗布すると、高級脂肪酸アミドがコンクリート内部に浸透せずにコンクリート表面に残留し、コンクリート表面が白く変化する場合がある。高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体を上記質量比に調整することにより、白色化を抑制することができ、コンクリート等の構造物の外観変化を抑制することができる。

本発明の表面含浸材は、アルコキシシラン１００質量部に対し、高級脂肪酸アミドの含有量が０．１〜５質量部、及びスチレン−ジエン共重合体の含有量が１．５〜８質量部であることが好ましい。これにより、表面含浸材の浸透性を一層高めることが可能となる。

本発明では、上述の表面含浸材を構造物表面に塗布することによって得られる構造物を提供する。本発明の構造物は、上記表面含浸材と反応して形成される撥水層を有することから、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止し、長期にわたり耐久性に優れた構造を維持することができる。

本発明によれば、コンクリート等の構造物の外観を変化させることなく、施工面が壁又は天井であっても、一回の塗布作業で適正量塗布することが可能であり、浸透性及びタレの抑制に優れた表面含浸材を提供することができる。

本発明の構造物は、上記表面含浸材と反応して構造物表面近傍に撥水層を形成することから、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止し、長期にわたり耐久性に優れた構造を維持することができる。したがって、本発明の構造物はライフサイクルコストの低減などに寄与することができる。

＜表面含浸材＞
本発明の表面含浸材の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の表面含浸材は、コンクリート及びモルタル等の細孔を有する構造物の表面に塗布するために用いられる表面含浸材であり、アルコキシシランと、高級脂肪酸アミドと、スチレン−ジエン共重合体と、を含有する。

アルコキシシランは、下記式（１）で表されるアルコキシシランである。このようなアルコキシシランを含有することにより、コンクリート又はモルタル等に含まれるセメント成分等と反応して細孔を有する構造物表面近傍に撥水層を形成し、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止できる。

Ｒ^１ _ｎＳｉ（ＯＲ^２）_４−ｎ（１）

式（１）中、Ｒ^１は炭素数５〜１２のアルキル基又はフェニル基を示し、ｎは１又は２を示す。ｎが２のとき、Ｒ^１は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ^２は炭素数１〜４のアルキル基を示し、複数存在するＲ^２は互いに同一であっても異なっていてもよい。このようなＲ^１及びＲ^２を有することにより、アルコキシシランが構造物の内部に深く浸透し、良好な遮断性能を持つ撥水層を形成し易くなる。

炭素数５〜１２のアルキル基としては、具体的に、例えば、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、又はドデシル基等が挙げられる。これらは、直鎖状、分岐状、又は環状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。

式（１）で表されるアルコキシシランとしては、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ジヘキシルジエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン及びジアルキルジアルコキシシラン、並びにフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等のフェニルトリアルコキシシラン及びジフェニルジアルコキシシランが挙げられる。

式（１）中、ｎは１であることが好ましい。ｎが１であるアルコキシシラン、すなわち、Ｒ^１基が１つでＯＲ^２基が３つであるアルコキシシランを用いることにより、コンクリート又はモルタル等に含まれるセメント成分等との加水分解反応が起こりやすくなり、構造物表面近傍に撥水層を形成し易くなる。

式（１）中、ｎが１であるアルコキシシランとしては、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン及びデシルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、並びにフェニルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシラン等のフェニルトリアルコキシシランが挙げられる。

式（１）で表されるアルコキシシランの分子量は、好ましくは１９０〜３４０であり、より好ましくは２００〜３００である。アルコキシシランの分子量が上述の範囲であると、浸透性と反応性のバランスがより向上し、細孔を有する構造物表面近傍により良好な撥水層を形成し、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止効果の向上が期待できる。

アルコキシシランを含浸させたモルタル基板の含浸深さは、好ましくは２．２ｍｍ以上であり、より好ましくは２．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以上であり、特に好ましくは３．５ｍｍ以上である。表面含浸材に用いられるアルコキシシランは、このような含浸性能を有するものを選定することが好ましい。なお、ここで、含浸深さは、ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．２含浸深さ試験」に準拠して行った値を示す。

アルコキシシランを含浸させたモルタル基板の透水抑制比は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上である。表面含浸材に用いられるアルコキシシランは、このような透水抑制比を有するものを選定することが好ましい。なお、ここで、透水抑制比は、ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．３透水量試験」に準拠して透水比（％）を算出し、１００％から透水比（％）を差し引いた値を示す。

高級脂肪酸アミドは、炭素数１２以上の長鎖脂肪酸を有する脂肪酸アミドを示す。脂肪酸は、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸であってもよい。

高級脂肪酸アミドの炭素数は、好ましくは１２〜３０であり、より好ましくは１６〜２８であり、さらに好ましくは１８〜２６であり、特に好ましくは２０〜２４である。

高級脂肪酸アミドとしては、具体的に、例えば、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、パルミチン酸アミド、ミリスチン酸アミド、ラウリン酸アミド等が挙げられる。好適な市販品としては、ニュートロン、ＢＭＴ、ＰＮＴ、ＳＮＴ（いずれも商品名、日本精化株式会社）、ダイヤミッド、アマイド、ニッカアマイド、メチロールアマイド（いずれも商品名、日本化成株式会社）等が挙げられる。

高級脂肪酸アミドの含有量は、アルコキシシラン１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部であり、より好ましくは０．１５〜３質量部であり、さらに好ましくは０．２〜２質量部であり、特に好ましくは０．２５〜１．５質量部であり、最も好ましくは０．３〜１．０質量部である。高級脂肪酸アミドの含有量がこのような範囲にあると、壁又は天井に塗布した場合のタレをより一層抑制することができ、施工性がより向上する。

高級脂肪酸アミドは、粉末状の高級脂肪酸アミドと後述の溶剤とを混合して、ペースト状、すなわち、流動性及び粘性を有する状態にして用いることが好ましい。ペースト状の高級脂肪酸アミドを用いることにより、高級脂肪酸アミドの分散状態が良好になるため、施工面が壁や天井であっても、表面含浸材のタレをより一層充分に抑制することが可能となる。なお、ペースト状の高級脂肪酸アミドは、溶液であっても、懸濁液（分散液）であってもよい。

溶剤は、粉末状の高級脂肪酸アミドを溶解することができるものが好ましい。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；キシレン等の芳香族炭化水素類；水などが挙げられ、単独で又は複数を組み合わせて用いることができる。

ペースト状の高級脂肪酸アミドにおける高級脂肪酸アミドの含有量は、高級脂肪酸アミド及び溶剤の全質量を基準として、好ましくは１〜５０質量％であり、より好ましくは５〜４０質量％であり、さらに好ましくは８〜３２質量％である。

ペースト状の高級脂肪酸アミドは、市販品を用いることができる。好適な市販品としては、ターレン、フローノン（いずれも商品名、共栄社化学株式会社）等が挙げられる。

スチレン−ジエン共重合体は、スチレン系モノマー及び共役ジエン系モノマーを共重合することによって得られる。スチレン−ジエン共重合体は、アルコキシシランへの溶解度が高いため、アルコキシシランの作用を妨げることなく、表面含浸材の粘度を高めることが可能となる。

スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、モノフルオロスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン等が挙げられる。これらのスチレン系モノマーは、１種単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、スチレンを用いることが好ましい。

共役ジエン系モノマーとしては、例えば、ブタジエン（１，３−ブタジエン）、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの共役ジエン系モノマーは、１種単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、共役ジエン系モノマーは、１，３−ブタジエンを用いることが好ましい。

スチレン−ジエン共重合体を作製するために用いられるスチレン系モノマーは、特に制限されないが、スチレン系モノマー及び共役ジエン系モノマーの全質量を基準として、好ましくは１０〜５０質量％であり、より好ましくは２０〜４０質量％であり、さらに好ましくは２５〜３５質量％である。

スチレン−ジエン共重合体としては、例えば、スチレン−ジエンランダム共重合体、スチレン−ジエンブロック共重合体等が挙げられる。より具体的には、例えば、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体等が挙げられる。これらのうち、スチレン−ブタジエンブロック共重合体を用いることが好ましい。

スチレン−ジエン共重合体の含有量は、アルコキシシラン１００質量部に対して、好ましくは１．５〜８質量部であり、より好ましくは１．８〜７．８質量部であり、さらに好ましくは２〜７．５質量部である。スチレン−ジエン共重合体がこのような範囲にあると、表面含浸材において、タレをより一層抑制することができる。

スチレン−ジエン共重合体は、ペレット状、クラム状、パウダー（粉末）状等のいずれの形状のものを用いることができるが、上述のアルコキシシランへの溶解性の観点から、パウダー（粉末）状、クラム状のものが好ましい。

スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度は、２０００〜３００００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは２５００〜２５０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは２８００〜２３０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは３０００〜２１０００ｍＰａ・ｓである。ここで、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液とは、トルエン溶液全質量を基準として、スチレン−ジエン共重合体が２５質量％、トルエンが７５質量％の溶液である。

スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度は、次の方法で求めることができる。まず、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液を調製する。次に、２５℃において、トルエン溶液の流下時間を測定する。ここで、トルエン溶液の流下時間の測定には、例えば、ウベローデ改良型粘度管／溶液粘度測定装置を用いることができる。得られたトルエン溶液の流下時間からトルエン溶液の２５℃における粘度を以下の式から算出する。
Ｔｓ’×Ｔｃ×０．８８６＝トルエン溶液の２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
（式中、Ｔｓ’はトルエン溶液の流下時間（秒）を示し、Ｔｃは粘度管係数を示す。なお、０．８８６はトルエンの２５℃における比重（ｇ／ｃｍ^３）である。）

高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体の合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０〜１．００であり、好ましくは０．６０〜０．９９であり、より好ましくは０．６５〜０．９８であり、さらに好ましくは０．７０〜０．９６であり、特に好ましくは０．７５〜０．９５であり、最も好ましくは０．８０〜０．９３である。質量比がこのような範囲にあると、白色化等の外観変化を抑制することが可能となる。

本実施形態の表面含浸材は、高級脂肪酸アミドをペースト状にするために用いられる溶剤以外に、粘性調整剤としてさらに溶剤を含有していてもよい。表面含浸材が溶剤をさらに含有することにより、容易に表面含浸材の粘度を調整することができる。ここで溶剤はペースト状の高級脂肪酸アミドに含まれる溶剤で例示したものと同様のものが使用可能であり、その中でもアルコール類が好適に使用でき、ベンジルアルコールがより好適に使用できる。

アルコキシシラン１００質量部に対する全溶剤の含有量は、特に制限されないが、好ましくは３０質量部以下であり、より好ましくは２０質量部以下であり、さらに好ましくは１０質量部以下である。また、溶剤の含有量は、０．１質量以上であってもよい。

本実施形態の表面含浸材は、アルコキシシラン、高級脂肪酸アミド、溶剤及びスチレン−ジエン共重合体以外に、本発明の効果が大きく損なわれない範囲で、その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、染料等を挙げることができる。

本実施形態の表面含浸材の温度２０℃における回転数０．５ｒｐｍの粘度は、特に制限されないが、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以上であり、より好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以上であり、さらに好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以上であり、特に好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以上である。この粘度は、ＢＨ型粘度計にて、回転数０．５ｒｐｍ、ローターＮｏ．３を用いて測定される。粘度がこのような範囲にあると、施工面が壁又は天井であっても、タレを一層抑制することができる。表面含浸材の温度２０℃における回転数０．５ｒｐｍの粘度は、特に制限されないが、好ましくは２００００ｍＰａ・ｓ以下であり、より好ましくは１５０００ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは１３０００ｍＰａ・ｓ以下であり、特に好ましくは１００００ｍＰａ・ｓ以下である。

本実施形態の表面含浸材の温度２０℃における回転数２０ｒｐｍの粘度は、特に制限されないが、好ましくは５０〜１０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは６０〜９００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは７０〜８００ｍＰａ・ｓであり、特に好ましくは８０〜７５０ｍＰａ・ｓである。この粘度は、ＢＨ型粘度計にて、回転数２０ｒｐｍ、ローターＮｏ．３を用いて測定される。粘度がこのような範囲にあると、施工面が壁又は天井であっても、タレを一層抑制でき、施工性が向上する。

本実施形態の表面含浸材の温度２０℃における回転数１００ｒｐｍの粘度は、特に制限されないが、好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下であり、より好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以下であり、特に好ましくは２５０ｍＰａ・ｓ以下であり、最も好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以下である。この粘度は、ＢＨ型粘度計にて、回転数１００ｒｐｍ、ローターＮｏ．３を用いて測定される。粘度がこのような範囲にあると、施工面が壁又は天井であっても、施工性及び作業性が向上する。表面含浸材の温度２０℃における回転数１００ｒｐｍの粘度は、特に制限されないが、好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上であり、より好ましくは４０ｍＰａ・ｓ以上であり、さらに好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以上である。

表面含浸材の温度２０℃におけるＴＩ値（ＲＰＭ０．５／ＲＰＭ１００）は、好ましくは１〜９０であり、より好ましくは２〜７０であり、さらに好ましくは３〜６０である。ここで、ＴＩ値とは、上述の粘度測定において、回転数０．５ｒｐｍにて得られる粘度を回転数１００ｒｐｍにて得られる粘度で除した値（比）であり、チキソトロピー係数を表す。表面含浸材の温度２０℃におけるＴＩ値が上述の範囲であると、タレをより一層抑制することができ、施工性がより向上する。

本実施形態の表面含浸材の塗布量は、特に制限されないが、構造物表面への１回の塗布によって、好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは１２５〜４００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは１５０〜３５０ｇ／ｍ^２である。このような塗布量で塗布することによって、上述のアルコキシシランの浸透性とタレの抑制とのバランスが一層良好となり、構造物表面近傍に、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を充分に抑制する撥水層を形成することができる。また、施工性にも優れる。

本実施形態の表面含浸材の製造方法は、アルコキシシラン及び高級脂肪酸アミドを混合する第１の混合工程と、第１の混合工程で得られた混合物及びスチレン−ジエン共重合体を混合する第２の混合工程と、を備えてもよく、アルコキシシラン及びスチレン−ジエン共重合体を混合する第１の混合工程と、第１の混合工程で得られた混合物及び高級脂肪酸アミドを混合する第２の混合工程と、を備えてもよい。第１の混合工程の混合は、例えば、常温（例えば、２５℃）、１〜６時間で行うことができる。第２の混合工程の混合は、例えば、常温（例えば、２５℃）、１〜６時間で行うことができる。これら混合工程で用いる撹拌機は、均一に混合、分散できるものであれば、特に限定されず、例えば、ディソルバー等の高いせん断力のかかる撹拌機を使用することが好ましい。

＜構造物＞
本実施形態の構造物は、上述の表面含浸材を、各種構造物に用いられるコンクリート及びモルタル等の表面に塗布することによって得られる。本実施形態の構造物は、上記表面含浸材と反応して形成される撥水層を有することから、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止し、長期にわたり耐久性に優れた構造を維持することができる。

本実施形態の構造物における表面含浸材の含浸深さは、好ましくは２．２ｍｍ以上であり、より好ましくは２．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以上であり、特に好ましくは３．５ｍｍ以上である。なお、ここで、含浸深さは、ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．２含浸深さ試験」に準拠して行った値を示す。

本実施形態の構造物の透水抑制比は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上である。なお、ここで、透水抑制比は、ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．３透水量試験」に準拠して透水比（％）を算出し、１００％から透水比（％）を差し引いた値を示す。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

以下に実施例と比較例を用いて、本発明の内容をより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実験例１）
［使用材料］
表１に示すアルコキシシラン１〜１９を準備した。表１には、アルコキシシランの疎水基（Ｒ^１）、該疎水基（Ｒ^１）の炭素数、及び、分子量を併せて示す。

表１のアルコキシシランを、表２に示す塗布量でモルタル基板表面に刷毛を用いて塗布し、含浸深さ及び透水抑制比を測定した。モルタル基板の作製方法、並びに、含浸深さ及び透水抑制比の測定方法は以下のとおりである。

［モルタル基板の作製］
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「５．１．１モルタル基板の作製」に準拠して作製した。

［アルコキシシランの評価方法］
（１）含浸深さ
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．２含浸深さ試験」に準拠して行った。
（２）透水抑制比
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．３透水量試験」に準拠して透水比（％）を算出し、１００％から透水比（％）を差し引いた値を「透水抑制比」とした。

表２より、Ｒ^１を有しないアルコキシシラン１、２は、含浸深さが２．２ｍｍ以上及び透水抑制比が７５％以上の両方又は一方を満たしていなかった。また、Ｒ^１が炭素数１〜４のアルキル基又はビニル基であるアルコキシシラン３〜９は、含浸深さが２．２ｍｍ以上及び透水抑制比が７５％以上の両方又は一方を満たしていなかった。また、Ｒ^１がグリシドキシ基又はメタクリロキシ基を有するアルキル基であるアルコキシシラン１６〜１９は、透水抑制比が７５％以上であったが、含浸深さが２．２ｍｍ以上の条件を満たさなかった。

表２より、Ｒ^１が炭素数５〜１２のアルキル基又はフェニル基であるアルコキシシラン１０〜１５は、含浸深さが２．２ｍｍ以上及び透水抑制比が７５％以上の両方の条件を満たしていた。

（実施例１、比較例１）
［使用材料］
下記（１）〜（４）に示す原材料を準備した。

（１）スチレン−ジエン共重合体
Ａ：スチレン−ブタジエンブロック共重合体（スチレンとブタジエンとの質量比：３０／７０、２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度：２０２００ｍＰａ・ｓ、形状：粉末状）
Ｂ：スチレン−ブタジエンブロック共重合体（スチレンとブタジエンとの質量比：３０／７０、２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度：３１００ｍＰａ・ｓ、形状：粉末状）
Ｃ：スチレン−ブタジエンブロック共重合体（スチレンとブタジエンとの質量比：３０／７０、２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度：１７００ｍＰａ・ｓ、形状：粉末状）
（２）スチレン−ジエン共重合体以外の重合体
Ｄ：無水マレイン酸変性１−プロペン−１−ブテン共重合体（形状：粉末状）
Ｅ：アルキルアセタール化ポリビニルアルコール（１０質量％エタノール−トルエン（１：１）溶液の２５℃における粘度：１１５ｍＰａ・ｓ、形状：粉末状）
（３）高級脂肪酸アミド
ペースト（高級脂肪酸アミド：炭素数２２、高級脂肪酸アミドとベンジルアルコールを主成分とする溶剤との質量比：３０／７０）
（４）溶剤
ベンジルアルコール（純度９９％以上）

上記（１）〜（３）に示す原材料及び表１のアルコキシシラン１４、１５を、表３に示す割合で配合して、表面含浸材１〜１３を調製した。また、上記（１）〜（４）に示す原材料及び表１のアルコキシシラン１４、１５を、表３に示す割合で配合して、表面含浸材１４〜２３を調製した。なお、表３の高級脂肪酸アミドの配合量は、ペーストから溶剤分を除いた固形分（高級脂肪酸アミド）の質量である。

［表面含浸材の評価］
表面含浸材１〜２３の粘度、ＴＩ値（チキソトロピー係数）及びタレ性を評価した。結果を表４に示す。また、各評価は以下に示す方法で行った。

（１）粘度
温度２０℃の条件下にて、ＢＨ型粘度計（東機産業株式会社製Ｂ型粘度計ＢＨ、ローターＮｏ．３）を用いて回転数０．５ｒｐｍ、２０ｒｐｍ及び１００ｒｐｍにおける粘度を測定した。なお、ｒｐｍは１分間あたりの回転数を表す。

（２）ＴＩ値（ＲＰＭ０．５／ＲＰＭ１００）
上述の回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数１００ｒｐｍにおける粘度で除して求めた。

（３）タレ性
水平に静置したケイ酸カルシウム板に、アプリケーターを用いて表面含浸材を水平方向に厚さ２２５μｍになるように塗布し、直後にケイ酸カルシウム板を垂直にし、タレ（下方向への流れ）の程度を目視で確認した。
Ａ…タレなし
Ｂ…タレほぼなし
Ｃ…タレあり

表４に示すとおり、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の粘度が２０００〜３００００ｍＰａ・ｓであり、且つ高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体の合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０〜１．００である表面含浸材２〜１０、１４〜２３では、粘度及びＴＩ値が良好であり、タレ性についても良好な結果を示した（実施例１−１〜１−９、１−１０〜１−１９）。また、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ未満である、又は高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体の合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０未満である表面含浸材１、１１においても、粘度、ＴＩ値及びタレ性は良好であった（比較例１−１、１−２）。一方、スチレン−ジエン共重合体以外の重合体を配合した表面含浸材１２、１３では、重合体がアルコキシシランに不溶であり、表面含浸材を調製することができなかった（比較例１−３、１−４）。

（実施例２、比較例２）
表面含浸材１〜１１、２０、２２、２３を用いてモルタル基板に対する外観、含浸深さ及び透水抑制比を評価した。結果を表５に示す。ここで、試験体は、表面含浸材を表５に示す塗布量でローラー１回塗りにてモルタル基板に塗布して調製した。モルタル基板の作製方法、並びに各試験体の評価方法は以下のとおりである。

［評価方法］
（１）外観観察試験
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．１外観観察試験」に準拠して行った。
Ａ…変化なし
Ｂ…ほぼ変化なし
Ｃ…白色
（２）含浸深さ
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．２含浸深さ試験」に準拠して、各実施例における試験体の含浸深さの評価を行った。
（３）透水抑制比
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．３透水量試験」に準拠して、各試験体の透水比（％）を算出し、１００％から透水比（％）を差し引いた値を各実施例における「透水抑制比」とした。

表５に示すとおり、表面含浸材２〜１０、２０、２２、２３を用いた実施例２−１〜２−２２において、外観はすべて変化なし又はほぼ変化なしであり、含浸深さはすべて２．２ｍｍ以上であり、良好な結果であった。また、透水抑制比も７５％以上であり、良好な結果であった。一方、高級脂肪酸アミド及びスチレン−ジエン共重合体の合計量に対するスチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０未満である表面含浸材１を用いた比較例２−１では、外観観察試験において、白色変化が観測され、含浸深さ及び透水抑制比は測定することができなかった。また、スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ未満である表面含浸材１１を用いた比較例２−２では、外観観察試験において、白色変化が観測された。

（実施例３）
表面含浸材１４〜１９、２１を用いてモルタル基板に対する外観を評価した。結果を表６に示す。ここで、試験体は、表面含浸材を表６に示す塗布量でローラー１回塗りにてモルタル基板に塗布して調製した。モルタル基板の作製方法、並びに各試験体の評価方法は以下のとおりである。

［評価方法］
ＪＳＣＥＫ−５７１−２０１０「１７．表面含浸材の試験方法（案）」の「６．１外観観察試験」に準拠して行った。
Ａ…変化なし
Ｂ…ほぼ変化なし
Ｃ…白色

表６に示すとおり、表面含浸材１４〜１９、２１を用いた実施例３−１〜３−７において、外観はすべて変化なしであり、良好の結果であった。また、実施例３−１〜３−７においては、含浸深さ及び透水抑制比についても、上述の実施例２−１〜２−２２と同程度に良好な結果であった。

本発明によれば、コンクリート等の構造物の外観を変化させることなく、施工面が壁又は天井であっても、一回の塗布作業で適正量塗布することが可能であり、且つ浸透性に優れた表面含浸材を提供することができる。また、本発明の構造物は、上記表面含浸材と反応して構造物表面近傍に撥水層を形成することから、水分、塩分及び二酸化炭素等の浸透を抑制又は防止し、長期にわたり耐久性に優れた構造を維持することができ、ライフサイクルコストの低減などに寄与することができる。

Claims

アルコキシシランと、高級脂肪酸アミドと、スチレン−ジエン共重合体と、を含有し、
前記アルコキシシランが下記式（１）で表され、
前記スチレン−ジエン共重合体の２５質量％トルエン溶液の２５℃における粘度が２０００〜３００００ｍＰａ・ｓであり、
前記高級脂肪酸アミド及び前記スチレン−ジエン共重合体の合計量に対する前記スチレン−ジエン共重合体の質量比が０．５０〜０．９８である、表面含浸材。
Ｒ^１ _ｎＳｉ（ＯＲ^２）_４−ｎ（１）
（式中、Ｒ^１は炭素数５〜１２のアルキル基又はフェニル基を示し、ｎは１又は２を示す。ｎが２のとき、Ｒ^１は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ^２は炭素数１〜４のアルキル基を示し、複数存在するＲ^２は互いに同一であっても異なっていてもよい。）
前記アルコキシシラン１００質量部に対し、
前記高級脂肪酸アミドの含有量が０．１〜５質量部、及び前記スチレン−ジエン共重合体の含有量が１．５〜８質量部である、請求項１に記載の表面含浸材。
請求項１又は２に記載の表面含浸材を構造物表面に塗布することによって得られる構造物。