JPH09110558A - カルシウム系無機質材の処理方法およびその処理剤 - Google Patents

カルシウム系無機質材の処理方法およびその処理剤

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JPH09110558A
JPH09110558A JP7267558A JP26755895A JPH09110558A JP H09110558 A JPH09110558 A JP H09110558A JP 7267558 A JP7267558 A JP 7267558A JP 26755895 A JP26755895 A JP 26755895A JP H09110558 A JPH09110558 A JP H09110558A
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信一 腮尾
Takehiko Kobayashi
武彦 小林
Katsumi Iwama
克己 岩間
Uichi Tsuchida
宇一 土田
Masashi Morozato
正史 諸里
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P & Ii Internatl Kk
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カルシウム系無機質材の耐候性、強度の向
上、施工および耐候性が高い着色が容易なカルシウム系
無機質材の処理方法とその処理剤とを提供する。 【解決手段】 処理剤は、M2 O・nSiO2 の水溶性
珪酸塩系化合物と、有機酸および有機酸塩の少なくとも
いずれか一方との混合物からなる。有機酸は、アルカリ
性水溶液と混合した際にpH変動が±1.0程度のもの
で、カルボキシル基を2個以上有する多価カルボン酸が
好ましい。有機酸の塩でもできる。無機質材の表面が油
で汚れている場合はフッ素系界面活性剤を添加し、無機
質材を着色する場合は顔料を添加する。処理剤を無機質
材に塗布や散布すると有機酸にて浸透し、水溶性珪酸塩
系化合物が無機質材中の水酸化カルシウムと反応し耐水
性の珪酸カルシウムを生成する。顔料を添加した場合
は、珪酸カルシウムに顔料が固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートなど
の無機質材の表面劣化防止や着色などの処理を施すカル
シウム系無機質材の処理方法およびその処理剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリートや岩壁、岩場などの
無機質材は、海水による塩害や雨水などの浸透・凍結、
酸性雨などにより次第に劣化し風化するため、無機質を
主成分とする塗料や高分子などを主成分とする塗料やパ
ッキング剤などを用いて無機質材の表面に塗布して保護
層を設けたり、既に生じてしまった亀裂を樹脂などにて
埋め込んだり、剥離した無機質材を樹脂などの接着剤で
接着するなどの補修を行っている。しかしながら、コン
クリートなど表面の開気孔径が小さいものでは塗料が浸
透しにくく剥離しやすい。また、単に樹脂などにて補修
する場合においても、樹脂がコンクリートに浸透せず再
び亀裂が生じたり剥離する。ところで、一般の建築に使
用されるポルトランドセメントにて構成されるコンクリ
ートは、水酸化カルシウム(Ca(OH)2 )を約25
重量%程度含有しており、この水酸化カルシウムは酸と
反応しやすいため、さらなる耐候性の向上が望まれてい
る。また、コンクリートは、長期に亘り硬化が進行する
一方中性化するため、コンクリートの中性化により内部
に埋め込まれた鉄筋などが腐食し建造物の強度低下を生
ずるおそれもある。
【0003】そこで、この無機質材の表面劣化防止用や
補修用として、例えば特公昭57−11988号公報に
記載の無機質材の処理方法が知られている。この特公昭
57−11988号公報に記載の無機質材の処理方法
は、水溶性珪酸塩系化合物を塗布して含浸させた無機質
材の表面にセメントペーストを被覆するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
57−11988号公報に記載の無機質材の処理方法で
は、従来の塗料や樹脂を用いるものと同様に、コンクリ
ートなどの開気孔径が小さいものでは水溶性珪酸塩径化
合物が無機質材に浸透しにくく、コンクリートの表面劣
化防止のさらなる向上が望めないとともに、水溶性珪酸
塩化合物の塗布後にセメントペーストを被覆しなければ
ならず、施工性が煩雑である問題を有している。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、カルシウム系無機質材の耐候性および強度が容易に
向上でき施工が容易なカルシウム系無機質材の処理方法
およびその処理剤、さらには耐候性が高い着色が容易な
カルシウム系無機質材の処理方法およびその処理剤を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のカルシウ
ム系無機質材の処理剤は、水溶性珪酸塩系化合物と、有
機酸および有機酸塩の少なくともいずれか一方とを含有
するもので、有機酸または有機酸塩の高表面活性および
高浸透性により、起泡せず増粘することなく水溶性珪酸
塩系化合物がカルシウム系無機質材に浸透し、カルシウ
ム系無機質材内でカルシウム系無機質材のカルシウムと
反応して珪酸カルシウムを生成させることにより、カル
シウム系無機質材の開気孔が減少して耐候性が向上する
とともに強度が増大する。
【0007】請求項2記載のカルシウム系無機質材の処
理剤は、請求項1記載のカルシウム系無機質材の処理剤
において、有機酸および有機酸塩は、カルボキシル基を
2以上有するもので、カルボキシル基を2以上有する有
機酸または有機酸塩により、水溶性珪酸塩系化合物との
混合の際に粘性が低下し、カルシウム系無機質材への水
溶性珪酸塩系化合物の浸透性が向上するとともにカルシ
ウム系無機質材への拡散性が向上する。
【0008】請求項3記載のカルシウム系無機質材の処
理剤は、請求項1または2記載のカルシウム系無機質材
の処理剤において、フッ素系界面活性剤を含有するもの
で、フッ素系界面活性剤により、カルシウム系無機質材
の表面が例えば油で汚染されている場合でも、カルシウ
ム系無機質材および水溶性珪酸塩系化合物を変成するこ
となく水溶性珪酸塩系化合物をカルシウム系無機質材中
に浸透可能となる。
【0009】請求項4記載のカルシウム系無機質材の処
理剤は、請求項1または3いずれか記載のカルシウム系
無機質材の処理剤において、顔料を含有するもので、水
溶性珪酸塩系化合物とともに顔料がカルシウム系無機質
材中に浸透され、顔料がカルシウム系無機質材の表面か
ら剥離するなどがなく、カルシウム系無機質材は略均一
で良好に着色され、耐候性の向上および強度の増大とと
もに、着色による美観の向上および識別性が得られ、汎
用性が増大する。
【0010】請求項5記載のカルシウム系無機質材の処
理剤は、請求項4記載のカルシウム系無機質材の処理剤
において、有機酸および有機酸塩は、塩基度が2以上で
あるもので、水溶性珪酸塩系化合物および顔料のカルシ
ウム系無機質材への浸透性が増大する。
【0011】請求項6記載のカルシウム系無機質材の処
理剤は、請求項5記載のカルシウム系無機質材の処理剤
において、有機酸および有機酸塩は、スピクリスポール
酸、このスピクリスポール酸の塩およびこれらの誘導体
の少なくともいずれか一のポリ多塩基酸であるもので、
スピクリスポール酸、スピクリスポール酸の塩またはこ
れらの誘導体により、顔料粒子を凝集させることなく水
溶性珪酸塩系化合物と略均一で容易に混合可能で、さら
にカルシウム系無機質材への浸透性が向上する。
【0012】請求項7記載のカルシウム系無機質材の処
理方法は、請求項1ないし6いずれか記載のカルシウム
系無機質材の処理剤をカルシウム系無機質材の表面に塗
布または散布して含浸させるもので、例えばカルシウム
系無機質材の表面劣化防止処理や着色処理などが容易で
施工性が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明のカルシウム系無機
質材の処理剤について説明する。
【0014】カルシウム系無機質材の処理剤は、水溶性
珪酸塩系化合物と、有機酸および有機酸塩の少なくとも
いずれか一方との混合物からなる。
【0015】そして、水溶性珪酸塩系化合物としては、
一般式として M2 O・nSiO2 (Mはリチウム(Li)、カリウム(K)、ナトリウム
(Na)、セシウム(Cs)またはアンモニウム成分、
nは整数)で現される珪酸塩の単体あるいは混合物であ
る。
【0016】なお、M2 O・nSiO2 のモル比が3.
5〜3.6程度が好ましい。モル比がこの範囲内では、
水溶性珪酸塩系化合物は、モノ珪酸塩となっているた
め、粘性が極めて低いからである。
【0017】一方、アンモニウム成分としては、例えば
メチルアミンやエチルアミンなどの第1級アミン、ジメ
チルアミンやジイソプロピルアミンなどの第2級アミ
ン、トリメチルアミン、トリエタノールアミンなどの第
3級アミン、モノメチルトリエタノールアンモニウム、
テトラエタノールアンモニウムなどの第4級アンモニウ
ム、および、アンモニアなどが用いられる。
【0018】そして、n値は2以上5以下、好ましくは
3または4である。このn値が1では、水酸化カルシウ
ンムとの反応に有効で無く、6以上では高粘性で有るた
め、無機質材に浸透しにくいので、n値は2以上5以
下、好ましくは3または4の水溶性珪酸塩系化合物が用
いられる。なお、このn値は限定されるものではない。
また、珪酸リチウムは最も耐水性が高いため、特に耐水
性が要求される場合には、珪酸リチウムを用いることが
好ましい。
【0019】一方、有機酸としては、pH8以上のアル
カリ性水溶液と混合した際に、このアルカリ性水溶液の
pHが緩衝作用により±1.0程度の範囲内でおさまる
ものが好ましい。例えば、−COOH(カルボキシ)、
−(C)OOH(カルボキシ)、−CSOH(チオカル
ボキシ)、−(C)SOH(チオカルボキシ)、−CS
SH(ジチオカルボキシ)、−(C)SSH(ジチオカ
ルボキシ)、−SO3H(スルホ)、−SO2 H(スル
フィノ)、−SOH(スルフェノ)などの基を有するも
ので、アジピン酸、アクリジン酸、アコニット酸、アス
コルビン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、イソカル
ボロン酸、イタコン酸、1,2−エタンジスルホン酸、
エチルホウ酸、エチルマロン酸、オキサロ酸、3−オキ
ソグルタル酸、カルボオキシケイ皮酸、クエン酸、グル
タル酸、クロコン酸、クロロ安息香酸、クロロコハク
酸、クロロベンゼンスルホン酸、スピクリスポール酸
(4,5−ジカルボキシ−4−ペンタデカノリド、以下
S−酸という)、スピクルスポール酸の誘導体であるス
ピクルスポール酸のラクトン環を開いたオープンリング
酸(3−ヒドロキシ−1,3,4−テトラデカントリカ
ルボン酸、以下O−酸という)など、またこれら有機酸
の塩、すなわちリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム
塩、セシウム塩が用いられる。
【0020】そして、これら有機酸または有機酸塩は、
水溶性であり、水溶性珪酸塩系化合物および、カルシウ
ム化合物を含有するカルシウム系の無機質材と反応せ
ず、水溶性珪酸塩系化合物と良好に混合し、界面活性に
優れており無機質材への浸透性が高いとともに、起泡性
がなく、水溶性珪酸塩系化合物との混合の際に起泡によ
る増粘が防止され、水溶性珪酸塩系化合物の無機質材へ
の浸透の良好なキャリヤとなる。
【0021】また、有機酸としては、カルボキシル基を
2個以上有するもの、例えば化1に示す多価カルボン酸
が好ましい。このカルボキシル基を複数有するものは、
水溶性珪酸塩系化合物に対して良好な界面活性効果を有
し、混合した後の動的粘性を低減するとともに、拡散性
が良好で、水溶性珪酸塩系化合物の無機質材への浸透性
および浸透後の拡散性が向上する。
【0022】
【化1】 そして、この有機酸または有機酸塩は、水溶性珪酸塩系
化合物の固形分に対して0.01重量%以上2.0重量
%以下の割合で混合される。この有機酸または有機酸塩
の混合割合が0.01重量%より少ないと、水溶性珪酸
塩系化合物の無機質材への浸透が損なわれ、2.0重量
%より多いと浸透性の増大よりコストの増大が大きくな
るため0.01重量%以上2.0重量%以下、好ましく
は0.05重量%以上1.0重量%以下で混合される。
【0023】次に、上記実施の一形態の作用を説明す
る。
【0024】水溶性珪酸塩系化合物に有機酸または有機
酸塩を水溶性珪酸塩系化合物の固形分に対して0.01
重量%以上2.0重量%以下の割合で混合し、無機質材
の処理剤を作製する。この混合の際、水溶性である有機
酸または有機酸塩の水溶性珪酸塩系化合物に対する界面
活性効果により均一に混合される。そして、この処理剤
をコンクリートや岩壁、岩場などの無機質材に塗布や散
布などの処理作業を行う。この処理作業にて無機質材の
表面に付着された処理剤は、有機酸または有機酸塩の界
面活性効果、浸透性、さらにカルボキシル基を2個以上
有する有機酸または有機酸塩の拡散性により、無機質材
の開気孔から順次内部深く浸透する。そして、浸透した
水溶性珪酸塩系化合物は、無機質材中のカルシウムであ
る水酸化カルシウム(Ca(OH)2 )と反応し、耐水
性の珪酸カルシウムを水溶性珪酸塩系化合物が浸透した
気孔に生成する。この気孔中に生成された珪酸カルシウ
ムにより、気孔が閉塞されて無機質材の耐水性が向上す
るとともに緻密化し、強度も増大する。
【0025】さらに、酸性雨や火災などによる熱劣化も
抑制でき、無機質材がコンクリートの場合では、コンク
リート特有のエフロ(白化現象)の発生も低減でき、無
機質材の表面劣化を防止できる。
【0026】また、無機質材の内部深くまで浸透するた
め、処理剤の処理作業後に降雨となっても表面のモース
強度が低下したり、アルカリ度が変化するなどもない。
【0027】次に、本発明の無機質材の処理剤の他の実
施の形態を説明する。
【0028】この実施の形態は、上記実施の一形態の水
溶性珪酸塩系化合部と有機酸または有機酸塩との混合物
である処理剤に無機質材を着色させるための顔料を混合
したものである。
【0029】ここで、顔料としては、水溶性珪酸塩系化
合物がアルカリ性であるため、耐アルカリ性のものが用
いられ、耐候性に優れたものが好ましい。例えば亜鉛
黄、鉛丹、黄鉛、カドミウム赤、カドミウム黄、コバル
ト青、ピリジアン、鉛白、群青、酸化チタン、鉄黒、ベ
ンガラ、アルミナ白、チタン黒、リトポン、カーボンブ
ラックなどの無機顔料、アリザリンレーキ、インダンス
ンブルー、エオシンレーキ、キナクリドンレッド、キナ
クリドンバイオレット、銅フタロシアニン系、ナフトー
ルグリーン、ダイヤモンドブラックなどの有機顔料など
で、耐アルカリ性であれば天然および合成を問わずいず
れの顔料を用いることができる。
【0030】また、コンクリートなどの開気孔径が小さ
い無機質材では、顔料が気孔内に侵入するために極微粉
のもの、好ましくは0.5μm以下のものを用いるた
め、顔料が凝集しやすい。このため、有機酸または有機
酸塩としては、顔料の凝集を抑制する性質のもの、好ま
しくは高分離界面活性剤に属するS−酸、O−酸または
これらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩あるい
はセシウム塩であるポリ多塩基酸を用いる。
【0031】そして、水溶性珪酸塩系化合物、ポリ多塩
基酸および顔料を混合されて処理剤を作製し、この処理
剤を無機質材に塗布または噴霧などして処理作業する。
なお、処理剤の作製の際には、ポリ多塩基酸により顔料
が凝集せずに分散され、水溶性であるポリ多塩基酸の水
溶性珪酸塩系化合物に対する界面活性効果により、均一
に混合される。そして、この処理剤をコンクリートや岩
壁、岩場などの無機質材に塗布や散布などの処理作業を
行う。この処理作業にて無機質材の表面に付着された処
理剤は、ポリ多塩基酸の界面活性効果、浸透性、さらに
カルボキシル基を2個以上有するため高拡散性を有する
ので、無機質材の開気孔から順次内部深く浸透する。そ
して、浸透した水溶性珪酸塩系化合物は、無機質材中の
カルシウムである水酸化カルシウム(Ca(OH)2
と反応し、耐水性の珪酸カルシウムを水溶性珪酸塩系化
合物とともに浸透した顔料を包み込むように固定して、
水溶性珪酸塩系化合物が浸透した気孔に生成する。この
気孔中に生成された珪酸カルシウムにより、気孔が閉塞
されて無機質材の耐水性が向上し緻密化して強度も増大
し表面劣化を防止できるとともに、天然鉱石のごとき色
彩に着色できる。また、この着色方法によって識別力な
どを付与することができ、仕切り線として利用したり、
壁画など、汎用性を向上できる。
【0032】なお、上記実施の一形態および他の実施の
形態において、例えばコンクリートなどの無機質材の表
面が油や車からの排気ガスなどの油脂物にて汚染されて
いる場合には、上記実施の一形態の水溶性珪酸塩系化合
部と有機酸または有機酸塩との混合物である処理剤、お
よび、上記他の実施の形態の顔料を含有する処理剤に、
水および有機溶媒の表面張力を大きく低下させる界面活
性効果の大きいフッ素系界面活性剤を添加した処理剤を
用いる。
【0033】ここで、フッ素系界面活性剤としては、例
えばパーフルオロアルキル(C2 〜C20)カルボン酸の
リチウム塩、カリウム塩またはナトリウム塩、パーフル
オロアルキル(C4 〜C12)スルホン酸のリチウム塩、
カリウム塩またはナトリウム塩、パーフルオロアルキル
(C6 〜C10)カルボン酸のアンモニウム塩、モノパー
フルオロアルキル(C6 〜C10)エチルリン酸エステ
ル、パーフルオロアルキル(C4 〜C10)の第4級アン
モニウム塩のよう素化物や臭化物、塩化物などが用いら
れる。
【0034】そして、このフッ素系界面活性剤を油脂物
による汚染状況に対応して適宜の割合、例えば顔料を含
有しないものでは0.01重量%以上0.5重量%以
下、顔料を含有するものでは0.05重量%以上1.5
重量%以下で水溶性珪酸塩系化合物と有機酸または有機
酸塩との混合物である処理剤に添加し処理剤を作製す
る。なお、0.01重量%あるいは0.05重量%より
少ないと油脂物により水溶性珪酸塩系化合物の浸透が阻
害されて浸透性の向上が望めず、0.5重量%あるいは
1.5重量%より多いとコストが増大するため、フッ素
系界面活性剤の添加量は、顔料を含有しないものでは
0.01重量%以上0.5重量%以下好ましくは0.0
2重量%以上0.08重量%以下、顔料を含有するもの
では0.05重量%以上1.5重量%以下0.05重量
%以上1.5重量%以下に設定することが好ましい。
【0035】フッ素系界面活性剤は、界面活性効果が大
きいとともに、水溶性珪酸塩系化合物と有機酸または有
機酸塩とで混合しても起泡せず良好に混合され、水溶性
珪酸塩系化合物、有機酸または有機酸塩および無機質材
を変成させず粘性の増大を防止し、水溶性珪酸塩系化合
物の浸透性を向上する。このため、無機質材の表面が油
脂物などにて汚染されていても、水溶性珪酸塩系化合物
を浸透させることができる。
【0036】なお、水溶性珪酸塩系化合物は、混合物と
することが好ましい。すなわち、例えばMがナトリウム
である珪酸ソーダを主成分とした場合、珪酸リチウムお
よび珪酸カリウムは珪酸ソーダより水酸化カルシウムと
の反応性が高く、この反応途中で生成するH2 Oが一種
の触媒となり、珪酸ソーダと水酸化カルシウムとの反応
を促進するため、水溶性珪酸塩系化合物として珪酸ソー
ダを単体で使用する場合より反応が早くなる。このた
め、例えば無機質材であるコンクリートの施工後に自然
に水分が失われる状態ではさらに反応性が低下する。し
たがって、珪酸ソーダより水酸化カルシウムとの反応性
の高い珪酸リチウムまたは珪酸カリウムとの混合物とす
ることが好ましい。そして、これら珪酸リチウムまたは
珪酸カリウムは、珪酸ソーダの固形分に対して1.0重
量%以上60重量%以下添加することが好ましい。これ
により、蒸散によって失われるH2 Oが、珪酸リチウム
または珪酸カリウムの反応によって補給され、コンクリ
ートの施工直後から反応が進行して、コンクリートに十
分浸透しているため、コンクリートの表面に塗布した後
に降雨となっても流れ出ず、確実にコンクリートの緻密
化、高強度化を図れ、モース強度で2以上向上すること
がわかった。
【0037】さらには、処理剤として、水溶性珪酸塩系
化合物、有機酸および有機酸塩の少なくともいずれか一
方、フッ素系界面活性剤、顔料の他に、水溶性珪酸塩系
化合物の動粘性を低下させるもの、無機質材への浸透性
を助長するもの、顔料の分散剤など、無機質材や他の混
合材を変成させたり、無機質剤の強度劣化や中性化、水
の浸透、亀裂の発生させるものでなければいずれのもの
を添加してもよい。例えば、分散促進剤となるトリポリ
リン酸ソーダなどのポリリン酸塩、粘度調整剤としての
ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエ
チレンオキシドなどである。
【0038】また、カルシウム系無機質材としては、水
酸化カルシウムなどの珪酸塩と反応して耐水性の鉱物を
生成するカルシウム化合物を含有する岩場や石などいず
れのカルシウム系無機質材でもできる。
【0039】
【実施例】まず、無機質材であるコンクリートの表面劣
化防止処理の実験について説明する。
【0040】無機質材として、表1に示す配合に基づい
てコンクリートを作製し、このコンクリートを用いて、
表面の各種処理試験を行った。なお、コンクリートの試
験片としては、表1に示す配合に基づいて20cm×20
cm×3cmに成形した後、25℃で2日間湿空、20℃水
中で7日間、25℃で65%RHの室内で乾燥養生して
作製した。
【0041】
【表1】 そして、各種水溶性珪酸塩系化合物、有機酸、フッ素系
界面活性剤を適宜混合して、表2および表3に示す各種
処理剤を作製し、各処理剤を250g/m2 スプレー塗
布し、2週、4週後の表面特性を測定し比較評価した。
その結果を表3に示す。ここで、フッ素系界面活性剤と
しては、FC-430(商品名、住友スリーエム株式会社
製)、FC-129(商品名、住友スリーエム株式会社製)を
用いた。なお、水溶性珪酸塩系化合物の浸透深さは、割
断面にフェノールフタレイン/アルコール溶液を噴霧し
て赤色のラインの位置を測定した。
【0042】
【表2】
【表3】 表2および表3に示す結果から、従来のように、水溶性
珪酸塩系化合物のみではコンクリートの表面のみで、内
部にほとんど浸透できないが、有機酸を添加することに
より、極めて良好に水溶性珪酸塩系化合物がコンクリー
トに浸透できることがわかる。そして、有機酸として多
価カルボン酸であるスピクリスポール酸を用いた場合に
は、特に良好な結果が得られた。
【0043】また、コンクリート表面が油で汚染されて
いる場合には、フッ素系界面活性剤を添加することによ
り、水溶性珪酸塩系化合物をコンクリートに十分浸透さ
せることができることがわかる。特に、FC-430(商品
名、住友スリーエム株式会社製)を用いたものは良好な
結果が得られた。
【0044】そして、処理剤をスプレー塗布した後に水
を噴霧した場合、従来の水溶性珪酸塩系化合物のみをス
プレー塗布したものでは表面硬度が水を噴霧しないもの
に比して低下することがわかる。これは、水溶性珪酸塩
系化合物がコンクリート内にほとんど浸透しないため、
水溶性珪酸塩系化合物が流れ落ちてしまうためと考えら
れる。一方、有機酸を添加したものは、水を噴霧しても
表面硬度が低下しないことから、水溶性珪酸塩系化合物
が流れ落ちずにコンクリート内部まで浸透して反応して
いることがわかり、塗布処理後に降雨となっても確実に
表面劣化防止処理が行われることがわかる。
【0045】次に、無機質材であるコンクリートを着色
処理する実験について説明する。
【0046】無機質材としてのコンクリートは、上記表
面劣化防止処理の実験と同一のものを用いた。そして、
表4の配合に示すように、水溶性珪酸塩系化合物および
ポリ多塩基酸を適宜秤量して攪拌混合し溶解させた後、
顔料をタービン型撹拌機を用いて6000〜12000
r.p.m.25℃、10分間高速攪拌して分散混合させ処理
剤を作製した。
【0047】
【表4】 まず、顔料の分散性を実験した。この実験方法は、ター
ビン型撹拌機を用い、25℃、6000r.p.m.で5分間
攪拌後、直ちに内径2cmの試験管に高さ50mmとなるよ
うに注ぎ、静置して透明層が上部に5mm生ずるまでの時
間を測定することにより評価した。その結果を表5に示
す。ここで、添加量は、水溶性珪酸塩系化合物に対する
量である。なお、比較として、ポリ多塩基酸を用いない
もの、分散剤として用いられる市販ハード型アルキルベ
ンゼンスルホン酸ソーダ(SDS)を添加したものを用
いた。
【0048】
【表5】 表5に示す結果から、ポリ多塩基酸を用いないものや分
散剤であるSDSを用いたものに比して、ポリ多塩基酸
塩を用いたものは顔料の分散性極めて良好で、高い分散
効果が得られることが分かる。
【0049】また、ポリ多塩基酸とともに、エチルヘキ
シルアミン塩(EHA)を併用することにより、さらに
分散性が向上することが分かった。なお、n−ヘキシル
アミン塩(n−HA)を併用しても分散性の向上は認め
られなかった。
【0050】一方、水溶性珪酸塩系化合物の浸透深さお
よび顔料の拡散深さの結果を、表5に示す。なお、水溶
性珪酸塩系化合物の浸透深さは、上記表面劣化防止処理
の実験において用いた方法、すなわち割断面にフェノー
ルフタレイン/アルコール溶液を噴霧して判定した。ま
た、顔料の拡散深さは、割断面を観察して明らかに顔料
の色彩が認められる深さを測定した。
【0051】この表5に示す結果から、ポリ多塩基酸を
用いることにより極めて良好に水溶性珪酸塩系化合物お
よび顔料がコンクリートに浸透できることがわかる。ま
た、S−酸よりO−酸の方がコンクリートへの浸透性が
向上することがわかる。さらに、n−HAおよびEMA
を併用することにより、さらに浸透性が向上することが
わかる。
【0052】次に、顔料の固定状況の実験の結果を表5
に示す。この顔料の固定状況の実験は、コンクリート表
面に250g/m2 スプレー塗布し、25℃、65%R
Hの室内で2時間自然乾燥後、25℃の水に30分間浸
漬し、水の状態を観察した。そして、以下に示す4段
階、すなわち ◎:顔料が流出せずに水が全く着色しない状態 ○:ほとんど透明 △:明らかに色の判別が可能な状態 ×:濁った状態 で評価した。
【0053】この表5に示す結果、ポリ多塩基酸を添加
しないものでは、顔料の流出が多く濁りが激しい。ま
た、ポリ多塩基酸を添加したものでも、顔料の拡散深さ
が浅いものは顔料が流出し水の濁りが認められるものも
あったが、その濁りはポリ多塩基酸を添加したものの方
が程度が低く、ポリ多塩基酸の効果が認められた。さら
に、水溶性珪酸塩系化合物の塩がナトリウムよりリチウ
ムの方が顔料の流出が抑えられていることがわかり、珪
酸ナトリウムより珪酸リチウムの反応性の方が高いた
め、顔料が速く固定されるためと考えられる。そして、
n−HAおよびEMAを併用することにより、顔料の拡
散深さが深くなるので、それに伴って、顔料の流出はほ
とんど認められなかった。
【0054】
【発明の効果】請求項1記載のカルシウム系無機質材の
処理剤によれば、カルシウム系無機質材のカルシウムと
反応する水溶性珪酸塩系化合物を、有機酸および有機酸
塩の少なくともいずれか一方により、混合させても発泡
させず増粘することなくカルシウム系無機質材中に深く
浸透でき、カルシウム系無機質材の開気孔が生成される
耐水性の珪酸カルシウムにより閉塞されて緻密化でき、
耐候性を向上できるとともに強度を増大できる。
【0055】請求項2記載のカルシウム系無機質材の処
理剤によれば、請求項1記載のカルシウム系無機質材の
処理剤に加え、カルボキシル基を2以上有する有機酸ま
たは有機酸塩を用いるため、水溶性珪酸塩系化合物との
混合の際に粘性を低下でき、カルシウム系無機質材への
水溶性珪酸塩系化合物の浸透性を向上できるとともにカ
ルシウム系無機質材への拡散性を向上できる。
【0056】請求項3記載のカルシウム系無機質材の処
理剤によれば、請求項1または2記載のカルシウム系無
機質材の処理剤に加え、フッ素系界面活性剤を含有させ
たため、カルシウム系無機質材の表面が例えば油で汚染
されている場合でも、カルシウム系無機質材および水溶
性珪酸塩系化合物を変成することなく水溶性珪酸塩系化
合物をカルシウム系無機質材中に容易に浸透できる。
【0057】請求項4記載のカルシウム系無機質材の処
理剤によれば、請求項1または3いずれか記載のカルシ
ウム系無機質材の処理剤に加え、顔料を含有させたた
め、水溶性珪酸塩系化合物とともに顔料がカルシウム系
無機質材中に浸透され、顔料が生成される珪酸カルシウ
ムに固定されてカルシウム系無機質材の表面から剥離す
るなどがなく、カルシウム系無機質材を略均一で良好に
着色でき、耐候性の向上および強度の増大とともに、着
色による美観の向上および識別性が得られ、汎用性を増
大できる。
【0058】請求項5記載のカルシウム系無機質材の処
理剤によれば、請求項4記載のカルシウム系無機質材の
処理剤に加え、塩基度が2以上の有機酸および有機酸塩
を用いるため、水溶性珪酸塩系化合物および顔料のカル
シウム系無機質材への浸透性をさらに増大できる。
【0059】請求項6記載のカルシウム系無機質材の処
理剤によれば、請求項5記載のカルシウム系無機質材の
処理剤に加え、有機酸および有機酸塩としてスピクリス
ポール酸、このスピクリスポール酸の塩およびこれらの
誘導体の少なくともいずれか一のポリ多塩基酸を用いる
ため、顔料粒子を凝集させることなく水溶性珪酸塩系化
合物と略均一で容易に混合でき、さらにカルシウム系無
機質材への浸透・拡散性を向上できる。
【0060】請求項7記載のカルシウム系無機質材の処
理方法によれば、請求項1ないし6いずれか記載のカル
シウム系無機質材の処理剤をカルシウム系無機質材の表
面に塗布または散布して含浸させるため、例えばカルシ
ウム系無機質材の表面劣化防止処理や着色処理などを容
易にでき施工性を向上できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩間 克己 東京都新宿区新宿一丁目15番12号 株式会 社ピーアンドイー・インターナショナル内 (72)発明者 土田 宇一 東京都新宿区新宿一丁目15番12号 株式会 社ピーアンドイー・インターナショナル内 (72)発明者 諸里 正史 東京都新宿区新宿一丁目15番12号 株式会 社ピーアンドイー・インターナショナル内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性珪酸塩系化合物と、有機酸および
    有機酸塩の少なくともいずれか一方とを含有することを
    特徴とするカルシウム系無機質材の処理剤。
  2. 【請求項2】 有機酸および有機酸塩は、カルボキシル
    基を2以上有することを特徴とする請求項1記載のカル
    シウム系無機質材の処理剤。
  3. 【請求項3】 フッ素系界面活性剤を含有することを特
    徴とする請求項1または2記載のカルシウム系無機質材
    の処理剤。
  4. 【請求項4】 顔料を含有することを特徴とする請求項
    1ないし3いずれか記載のカルシウム系無機質材の処理
    剤。
  5. 【請求項5】 有機酸および有機酸塩は、塩基度が2以
    上であることを特徴とする請求項4記載のカルシウム系
    無機質材の処理剤。
  6. 【請求項6】 有機酸および有機酸塩は、スピクリスポ
    ール酸、このスピクリスポール酸の塩およびこれらの誘
    導体の少なくともいずれか一のポリ多塩基酸であること
    を特徴とする請求項5記載のカルシウム系無機質材の処
    理剤。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6いずれか記載のカルシ
    ウム系無機質材の処理剤をカルシウム系無機質材の表面
    に塗布または散布して含浸させることを特徴とするカル
    シウム系無機質材の処理方法。
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