JP6767597B1

JP6767597B1 - 有色コンクリート改質剤

Info

Publication number: JP6767597B1
Application number: JP2020069140A
Authority: JP
Inventors: 雅樹足立; 洋次牧; 政志丹野
Original assignee: みらい建設工業株式会社
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2040-04-07
Also published as: JP2021165347A

Abstract

【課題】高い強度向上特性を発揮し、且つ視認に優れた有色コンクリート改質剤の提供。【解決手段】シリカ１２．０〜１５．０質量％と、アクリルシリコン０．４〜０．９質量％と、無機顔料２．０〜５．０質量％を含有し、有色であるコンクリート改質剤。前記アクリルシリコンと前記無機顔料の質量比が１：５〜１：７であり、前記シリカが酸性コロイダルシリカである、コンクリート改質剤。【選択図】なし

Description

本発明は有色コンクリート改質剤に関する。

従来、コンクリート等のカルシウムを含有する窯材の表面にコンクリート改質剤の塗膜を形成することにより、耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐汚染性等を向上させることが行われている。このようなコンクリート改質剤には、紫外線に対する耐久性が高いこと、窯材内部の水分を外部に放出することにより窯材の劣化を抑制できること等の要望が存在する。

このような要望にこたえる技術として、無機系のコンクリート改質剤が挙げられる。例えば特許文献１には、酸性コロイダルシリカ、アミン化合物、無機顔料、水を主成分とするコンクリート改質剤が開示されている。

特許３２８４０６６号公報

近年、このようなコンクリート改質剤に対して、窯材の強化性能の向上が求められている。また、コンクリート改質剤を仕上剤として用いるだけでなく、プライマーとして下地に使いたいという要望もある。仕上剤として用いる場合、コンクリート改質剤には、下層を可視化するために透明であることが求められるが、下地に用いる場合はそのような制約がない。逆に、下地に用いる場合、コンクリート改質剤には、塗布した箇所をひと目で確認できる程度に有色であることが求められる。

上記のような有色コンクリート改質剤の場合、顔料のムラが視認可能となるため、無色または色の薄いコンクリート改質剤の場合以上に顔料の均一な分散が重要になる。特許文献１のコンクリート改質剤における顔料の分散性は、顔料が無色である場合や、顔料が少量である場合は問題ないものの、視認性を高められる量の有色の顔料をムラなく分散させるには不十分であった。

以上に鑑み、本発明は、高い強度向上特性を発揮し、且つ視認に優れた有色コンクリート改質剤を提供することを課題とする。

水を主成分とし、シリカ１２．０〜１５．０質量％と、アクリルシリコン０．４〜０．９質量％と、無機顔料２．０〜５．０質量％を含有し、有色であることを特徴とする有色コンクリート改質剤。

本発明の有色コンクリート改質剤は、高い強度向上特性を発揮し、且つ視認に優れる。

本発明の実施形態について説明する。本実施形態の有色コンクリート改質剤は、水等の溶媒中にシリカ、アクリルシリコン、有色の無機顔料を含有する溶液であり、コンクリート等の窯材に塗布して用いる。以下、各材料について説明する。但し、本発明の実施形態は本実施形態に限定されるものではない。

［シリカ］
本実施形態の有色コンクリート改質剤が窯材に含浸すると、有色コンクリート改質剤中のシリカが窯材中のカルシウムと反応することにより、ケイ酸カルシウムを主体とするカルシウムシリケート水和物が生成される。このカルシウムシリケート水和物が窯材の微細な空隙等に充填されることで、窯材の表面が緻密化され、窯材が補強される。

本実施形態のシリカは、コロイド状のコロイダルシリカとして、水等の溶媒中に分散している。水を分散媒とするコロイダルシリカとしては、例えば、酸性コロイダルシリカ、塩基性コロイダルシリカ等が挙げられ、中でも、有色コンクリート改質剤の安定性、塗膜外観の向上性から酸性コロイダルシリカが好ましい。

有色コンクリート改質剤は、シリカを１２．０〜１５．０質量％含有しており、１２．０〜１４．０質量％含有することが好ましい。シリカの含有量が１２．０質量％以上であることにより、有色コンクリート改質剤の塗膜が形成された窯材の強度が向上される。一方、シリカの含有量が１５．０質量％以下であることにより、有色コンクリート改質剤の窯材への塗布が容易になり、美観に優れた塗膜を形成できる。

［アクリルシリコン］
本実施形態の有色コンクリート改質剤は、アクリルシリコンを０．４〜０．９質量％含有しており、０．５〜０．８質量％含有することが好ましい。アクリルシリコンは、シリコン樹脂（シリコーン）の側鎖にアクリル樹脂を有する樹脂である。アクリルシリコンの含有量が０．４質量％以上であることにより、シリカ溶液中において、無機顔料の分散性が向上する。一方、アクリルシリコンの含有量が０．９質量％以下であることにより、シリカの総量が１２．０質量％以上確保されれば耐候性の保持に寄与する。

［無機顔料］
無機顔料としては、有色コンクリート改質剤を着色できるものであれば特に限定されず、二酸化チタン、酸化亜鉛のような金属酸化物等、一般に着色に利用される無機顔料が使用可能である。無機顔料を含有する有色コンクリート改質剤を窯材の表面に塗布すると、窯材を着色し、同時に当該窯材の強度を向上させることができる。

本実施形態の有色コンクリート改質剤は、無機顔料を２．０〜５．０質量％含有し、２．５〜５．０質量％含有することが好ましい。無機顔料の含有量が２．０質量％以上であることにより、有色コンクリート改質剤が塗布された領域を補強するとともに、それ以外の領域と区別することができる。一方、無機顔料の含有量が５．０質量％以下であることにより、無機顔料の分散性を向上させることができる。

［アクリルシリコンと無機顔料の質量比］
アクリルシリコンと無機顔料の質量比は１：５〜１：７であることが好ましく、１：５〜１：６であることがより好ましい。アクリルシリコンと無機顔料の質量比が上記の範囲であると、無機顔料の分散性を向上させることができる。

［その他の含有物］
本実施形態の有色コンクリート改質剤には、上記以外にも、着色性等を改善するためのアルミナ等の体質顔料、断熱性等を向上するためのチタン酸カリウム等、耐候性、耐水性、耐薬品性等を向上するためのアクリル樹脂等、機能性の添加剤を加えることが可能である。

［有色コンクリート改質剤］
本実施形態の有色コンクリート改質剤は、窯材に対して８０〜１６０ｇ／ｍ^２塗布され、常温または低温加熱下で乾燥されることにより、塗膜を形成する。

上記の組成により、本発明の有色コンクリート改質剤は、高い強度向上特性を発揮することができ、有色で視認に優れる。このような特徴から、本発明の有色コンクリート改質剤は、窯材をコーティングする際のプライマーとして特に好適である。

本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、特に断わらない限り、「部」及び「％」はそれぞれ「質量部」及び「質量％」を示す。

［窯材］
４．０ｍｍ×７０ｍｍ×１５０ｍｍのスレート（セメント板）を用いた。

［実施例１］
シリカ１４．５％、アクリルシリコン０．５％、無機顔料２．６％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて実施例１の塗装スレートを得た。

［実施例２］
シリカ１３．５％、アクリルシリコン０．６％、無機顔料３．５％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて実施例２の塗装スレートを得た。

［実施例３］
シリカ１２．５％、アクリルシリコン０．８％、無機顔料４．４％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて実施例３の塗装スレートを得た。

［比較例１］
シリカを１７．５％、アクリルシリコンを０％、無機顔料０％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて比較例１の塗装スレートを得た。

［比較例２］
シリカ１６．５％、アクリルシリコンを０．２％、無機顔料を０．９％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて比較例１の塗装スレートを得た。

［比較例３］
シリカ１５．５％、アクリルシリコンを０．３％、無機顔料１．８％含有する有色コンクリート改質剤を調製した。この有色コンクリート改質剤を、上記のスレートにローラーで２回塗り重ねて比較例２の塗装スレートを得た。

［塗膜の破壊強さ］
ＪＩＳＫ５６００−５０７：２０１４「塗料一般試験方法-第５部：塗膜の機械的性質-第７節：付着性（プルオフ法）」に準じて、実施例および比較例の塗装スレートに対して以下の条件で試験を行った。測定回数は３回とし、平均値を結果として示した。破壊強さが１．０ＭＰａ以上であるときに合格とした。

（１）試験円筒と塗面の接着に用いた接着剤：アラルダイト１２時間硬化型（ハンツマンジャパン株式会社製）
（２）試験円筒と塗面の接着面積：３１４ｍｍ^２
（３）試験円筒周囲を切るために使用した切込用具：ＮＴＣｕｔｔｅｒｅＬ−５００（エヌティー株式会社製）
（４）試験機：オートグラフＡＧー１００ｋｎＸｐｌｕｓ（島津製作所）
（５）試験速度：クロスヘッドスピード２０ｍｍ／ｍｉｎ

［色差の測定］
ＪＩＳＺ８７２２：２００９「色の測定方法-反射及び透過物体色５分光測色方法」に準じて、実施例および比較例の塗装スレートに対して以下の条件で測定を行った。

（１）測定用イルミナント：Ｄ６５光源
（２）測定条件：（ｄｅ：８°）Ｓａ１０Ｗ１０
（３）測定機器：ＣＭＳ−３５ＳＰ（株式会社村上色彩技術研究所製）

上記のように測定した色について、ＪＩＳＺ８７８１−４：２０１３「測色-第４部：ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間４．３色差」に準じて、無機顔料を含有しない比較例１を基準に色差を算出した。測定回数は３回とし、平均値を結果として示した。色差が４．０以上であるときに、視認容易な着色がなされているとして合格とした。

塗膜の破壊強さ試験の結果を表１に、色差の測定の結果を表２に示す。

全ての塗装スレートは、目視において十分に色ムラが抑制されていた。表１，２から分かるとおり、十分な量のアクリルシリコン樹脂および無機顔料を含有する実施例１〜３は、その色の濃さ、破壊強さの両方で合格基準を満たしていた。したがって、実施例１〜３の有色コンクリート改質剤は、十分な色の濃さを発揮するだけの無機顔料を含有しつつも、アクリルシリコンの働きにより当該無機顔料を十分に分散させることができたと推測できた。

一方、アクリルシリコンおよび無機顔料の含有量が不十分な比較例１〜３は、その色の濃さ、破壊強さの両方で合格基準を満たさなかった。

Claims

水を主成分とし、
シリカ１２．０〜１５．０質量％と、アクリルシリコン０．４〜０．９質量％と、無機顔料２．０〜５．０質量％を含有し、有色であることを特徴とする有色コンクリート改質剤。
前記アクリルシリコンと前記無機顔料の質量比が１：５〜１：７であることを特徴とする請求項１に記載の有色コンクリート改質剤。
前記シリカが酸性コロイダルシリカであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有色コンクリート改質剤。