JPH0339387A - コンクリート用保護材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はコンクリート亀裂による漏水防止に有用なコ
ンクリート用保護材に係り、防食、防水機能を従来の機
構とは全く異なった機構によってあめることな目的とす
るコンクリート用保護材に関するものである。

〈従来の技術とその問題点〉 従来、コンクリートに対する防食ならびに防水対策とし
ては防食塗料が主として用いられ、これにはエポキシ系
、ウレタン系、アクリル系、その他有機物質あるいは無
機物質を配合したちの、あるいは無機物質だけで防食性
ならびに防水性を高めたものがある。

ところが、それらは何れも耐候性（紫外線、赤外線、オ
ゾン）は空気中の一酸化炭素などからコンクリート躯体
を保護する目的およびコンクリートのアルカリ反応によ
る劣化に対応すべく材料設計されたものである。さらに
コンクリート構築物は地盤の強弱、車輌の運行、風圧な
どにより常に挙動を示す状態にある。

従って、コンクリート構造物を保護、維持するためには
、前述した耐食性、耐挙動性をクリアすることが必須条
件である。しかしながら、エポキシ系はコンクリート挙
動による亀裂耐応性に欠け、またウレタン系は耐候性に
弱く、アクリル系はコンクリートのアルカリにケン化さ
れやすく、他の無機物質は耐亀裂性に欠けるという問題
があった。

本発明者はさきにコンクリートの亀裂による漏水の防止
方法について研究し、合成ゴム或は合成樹脂エマルショ
ンに繊維素誘導体物質、アルミナセメントなどを添加し
たエマルション混和物をコンクリート面に防水フィルム
として作用させることによってコンクリート亀裂の漏水
が防止しうることを提案した（特公昭５１−４０３７１
号）。

これは通常の防水層形成構造として行なわれる形態にお
いて、この防水層が構造体の亀裂によって切断された時
に、前述の防水層フィルムが吸水膨潤し、圧縮されて亀
裂に向かって逃げようとする強い力が働き、亀裂箇所を
閉鎖して漏水を防ぐということを示したものである。

しかして上記においては、アルミナセメントによって酢
酸基を有するエチレン鎖のエマルションは電子的に結合
し、不活性化されるのである。

実際にアルミナセメントと酢酸基を有するエマルション
を現場的に混合し、造られた膜を、カルシウムやシリカ
を主成分とするポルトランドセメントとによって造った
膜に比べるとアルミナセメントの方が耐水性、耐熱性、
耐薬品性などに優れた結果を示しているのである。

また、本発明者は酢酸基と電子的結合をするアルミナセ
メントに含有されているアルミニウムイオン、鉄イオン
などの金属イオンに着目し、このような合成樹脂エマル
ションを主材としたエマルション混和物による防水層に
より完全な効果を与えるべく検討を行なった結果、酢酸
基を有する合成樹脂エマルション特にエチレン樹脂と酢
酸ビニル樹脂を非イオン活性剤を用いて乳化重合して得
たエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルションにアル
ミナセメントや繊維素誘導体物質、硅砂などの体質顔料
を加えてエマルション水和物を多量に生成するエマルシ
ョン混和物とする時に、この中に銅、マンガン、鉄或は
亜鉛等の遷移金属の水酸化物を混入させるならば、この
混和物中の一旦乳化分散された酢酸基とアルミニウムと
の結合反応は、さらに銅、マンガン、鉄或は亜鉛等の遷
移金属の水酸化物を助触媒として常温下で反応を完結さ
せることができ、またエチレン−酢酸ビニル樹脂中の酢
酸基と遷移金属イオンが結合する結果、防水層としてよ
り完全なそして安定したものが得られることを提案した
（特公昭６３−３１０６号）。

〈課題を解決するための手段〉 更に、本発明者はコンクリート亀裂の漏水防止に関する
研究を続行した結果、これまで以上に性能の良い防水フ
ィルムを得ることのできるコンクリート用保護材として
この発明に至ったものである。

即ち、この発明はエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂系エ
マルションにアルミナセメント、遷移金属の酸化物、磁
性酸化鉄、および硅砂を配合してなる防食、防水性に優
れたコンクリート用保護材を提供するものである。

く作用〉 以下、この発明の詳細な説明する。

この発明の保護材より得られる防水フィルムは、水に触
れるとその水を吸って膨潤するように構成されている。

コンクリート表面にこの保護材を適用して防水フィルム
層を作成した場合、コンクリートに亀裂が入ると、この
フィルムも切裂する。

しかしながら、このフィルムはエチレン−酢酸ビニル共
重合樹脂系エマルションのような合成樹脂エマルション
を主体としており、従ってこのエマルションはｅイオン
を持っている。また添加剤として加えたアルミナセメン
ト中の酸化金属はΦイオンを持っている。

コンクリートの亀裂はマツへの速さに相当するエネルギ
ーで起ると言われている。

今、大深度地下構造物を想定する場合、そのコンクリー
ト躯体は当然地表より大きな磁場の状況下で地下水に接
している。このコンクリート躯体に大きな破壊エネルギ
ーによって亀裂が発生した場合、その亀裂箇所には多量
のＣａ　（ＯＨ）　ｚが溶出する。

このフィルムはΦｅのイオンを持った組成物によって構
成されている。さらにコンクリート構造物に亀裂が起れ
ばこのフィルムも剪断される。ところが、亀裂箇所に集
中する地下水は多量のＣａ　（ＯＨ）　＊を含んでおり
、電解質である。

従って、この亀裂箇所では、この水が磁場との関連で電
解作用が高められ、それぞれの組成物のイオン泳動が活
発となる。

そこでこのフィルム中のこれらの組成物がコンクリート
の亀裂箇所に集中し、特にアルミナセメント中の水酸化
カルシウムは水中の炭酸ガスと結合して炭酸カルシウム
となり、さらにこのフィルムから遊離する組成物がエチ
レン−酢酸ビニル共重合体の酢酸イオンと結合して多く
の酢酸塩を亀裂箇所に作り、その結果漏水を封鎖するの
である。

次に、この発明のコンクリート用保護材を構成する各素
材について説明すると、 （１）　　この発明の保護材において主材料として用い
る合成樹脂エマルションとしては、この保護材から防水
層として形成されたフィルムがコンクリートのアルカリ
に対して安定性を有すること、吸水、保水、膨潤の効率
が良いこと、さらにはアルミニウムイオン、銅イオン、
マンガンイオン、鉄イオン、亜鉛イオンなどとの電子的
結合を行なう酢酸基を有すること、などからエチレン−
酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。

Ｃ）　アルミナセメントは保護材を防水フィルムとした
時の乾燥効果と安定性維持のために用いるものであるが
、これはアルミナセメント中に含まれる鉄分の量が１６
〜３０％とポルトランドセメント中の２〜４％に比べて
はるかに多く、従ってプラスイオン特性としてイオン化
傾向が大きく、ポルトランドセメントより水和反応が速
やかではあるが、ポルトランドセメントのようにいつま
でも硬化が進むという性質がないので水和反応が進みす
ぎて経時に亘って防水フィルムを硬くするというような
弊害がない。

このために本発明の構成要素としては、特に鉄分含有量
の多いアルミナセメントを選定する。

そして防水フィルム中に混和されているアルミナセメン
トは多量のエマルション樹脂粒子によって該セメント粒
子相互の結合を抑制するような形となるため、完全な水
和反応ができず、従ってアルミナセメントの形状は添加
剤の範囲に止まり、ここにコンクリート亀裂による水分
がくると、Ｃａ（ＯＨ）、　、Ｉｄｌ　””として遊離
してくるのである。

（３）遷移金属の酸化物は合成樹脂エマルションとアル
ミナセメントとの結合反応の助触媒として作用し、この
結合反応を促進させてアルミナセメントの効果を一段と
高め、これによって防水フィルムとしての性能を一層向
上させるのである。

このような遷移金属の酸化物としては銅、マンガン、鉄
、亜鉛などの酸化物が用いられる。

（４）磁性酸化鉄は天然に磁鉄鉱として産出する常磁性
で、特にコバルト、ニッケルとともに強磁性の物質であ
る。そして鉄線を空気中で焼くか、熱した鉄に水蒸気を
作用させることにょっても ３　Ｆｅ　　＋４　ＨｉＯｄ　　Ｆｅ５Ｏ４＋４　Ｈｚ
として人工的にも得られる黒色光沢のある結晶または粉
末であり、錯体外の鉄イオンＦｅ〜Ｆｅ″″０が電子を
交換しやすいとされている。

この発明で、このような磁性酸化鉄を加えるのは、磁性
酸化鉄の成分を検討したところ、磁気モーメントを活用
すること、さらに電子の移動により生ずる磁気的な力を
活用すること、などを考慮すれば、性質の変った組成物
が得られるのではないかとの着眼から得たものである。

■　硅砂はこの保護材におけるセメントに対する骨材効
果によってコンクリート躯体との接着強度を高めるため
、又、防水フィルムとして塗膜厚を維持し、体積を大き
くして防水フィルムの吸水膨潤効果を高めるために使用
するものである。

また、この発明で得た保護材よりなる防水フィルムの引
張強度を向上させるために、強化ガラス繊維、炭素繊維
、あるいは金属繊維を添加してもよい。

かくして合成樹脂エマルション、アルミナセメント、遷
移金属の酸化物、磁性酸化鉄、硅砂なとよりなるこの発
明の保護材を用いた防水フィルムにおいては、合成樹脂
エマルション中の酢酸イオンに対して磁性酸化鉄のフェ
リー磁性を帯びて電子スピンを起こしているＦｅ−、Ｆ
ｅ４４４とアルミナセメント中のＭ＋＋０イオンが反応
して立体的に架橋されるのである。

又、上記のような配合にて防水フィルムはコンクリート
亀裂の封鎖作用を行なうのである。

この封鎖作用は合成樹脂エマルションの再乳化とアルミ
ナセメント中のＣａが流出し、水中のＣｏｚ−°がＨ，
０を媒体として反応し、ＣａＣＯ５となり、亀裂を封鎖
するのである。

ここにおいて、磁性酸化鉄を加えることによって磁性酸
化鉄がコンクリートの破壊土ネルギーを受けてスピン運
動が高まり、防水フィルム中の金属イオン泳動の効率を
高めて、イオン化傾向の高い（ａ＊＊が亀裂部分にイオ
ン泳動しやすくなり、亀裂部分の封鎖を促進するのであ
る。

又、磁性酸化鉄がランダムに混和されているのでコンク
リートの亀裂に伴って剪断され、左右に分かれたフィル
ムが水に触れたときに互いに磁性が働いて析出物の亀裂
への移動運動が早くなり、亀裂封鎖時間の短縮効果を高
めることができるのである。

この発明において、磁性酸化鉄の代わりに磁性酸化コバ
ルトや磁性酸化ニッケルを使用しても磁性酸化鉄と同様
の効果を得ることができる。

かくして、この発明の保護材は （１）高速道路を含む一般道路におけるコンクリート橋
梁の保護および防水。

■　原子力発電所などのコンクリート構造物の重要箇所
および立体式浄水場などのコンクリート構造物の防水。

（３）大深度地下構造物及び地下内外壁の埋戻し箇所、
下水、汚水処理槽その他各種水槽、地下鉄、地下河川の
防水。

（２）　コンクリート管、一般トンネル、海中トンネル
、地下貯油槽などの防水。

などの用途に広く使用することができるのである。

尚、この発明において、主材となる合成樹脂エマルショ
ンに対する各混和剤の添加量はアルミナセメントが１０
〜５０％、磁性酸化鉄０．２５〜２．０％、硅砂ＺＯ〜
３０％、遷移金属の酸化物０．２５〜２．０％が適当で
ある。

〈実施例〉 次に実施例によりこの発明を説明する。

実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルション１００重量
部 アルミナセメント　　　　　　　　３０重量部磁性酸化
鉄（Ｆｅａｒ４）’　　　　　　　０．２５重量部酸化
鉄（Ｆｅｚｅｓ）　　　　　　　　　　ｏ、　２５重量
部硅　砂　　　　　　　　　　　　　５０重量部−と記
の配合物を常温でミキサーを用いて十分混和した後、こ
れを離型剤を塗布せるガラス板上に１０ｅｎｉ”　ｓ約
１ｍｍ厚となるように鏝塗りし、７日間の自然乾燥を行
なってフィルムを作成した。また比較例として上記配合
中磁性酸化鉄を使用しない゛ものを同様の方法で同膜厚
フィルムを作成した。

そしてこの両者のフィルムを用いて各種性能テストを行
なったところ第１表の結果を得、本実施例によるものが
殆どの項目において優れていることが認められた。

実施例２ エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルションｉｏｏ重量
部 アルミナセメント　　　　　　　　３０重量部磁性酸化
鉄（Ｆｅａｒ−）　　　　　　　　０．２５重量部酸化
マンガン　　　　　　　　　　０．２５重量部硅　砂　
　　　　　　　　　　　　５０重量部上記配合物を用い
て実施例１と同様にして１０ｃｍ”　、約１０１１１１
厚のフィルムを作成し、性能テストを行なった。その結
果は第１表の通りであり、磁性酸化鉄を用いない比較例
に比べて金属との接着強度が向上し、沸騰水テストや耐
塩水テストの結果から結晶状態も緻密で粘着性に富んで
いることが認められ、コンクリート面に塗工した場合に
防水層として非常に効果的であることが実証された。

第　　１　　表 〈発明の効果〉 以上のように、゛この発明の保護材は防水フィルムとし
たとき伸び、弾性を有し、コンクリート躯体の伸縮によ
る亀裂漏水箇所の封鎖機能が向上し、更に耐候性、耐老
化性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性などに格段に優れ
た性能を有し、防水フィルムに亀裂が生じても・速やか
な封鎖作用が働き、亀裂部分をいちはやく封鎖すること
のできる、 いままでにない強靭な保護材であることが認められた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂エマルションにアルミナセメント、遷移
   金属の酸化物、磁性酸化鉄および硅砂を配合してなるコ
   ンクリート用保護材。
2. （２）合成樹脂エマルションがエチレン−酢酸ビニル共
   重合樹脂系エマルションである請求項（１）記載のコン
   クリート用保護材。
3. （３）アルミナセメントとしてその成分中に鉄分を多量
   に含有するアルミナセメントを用いる請求項（１）記載
   のコンクリート用保護材。