JPH11303302A - 化粧被覆層を有するコンクリート製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンクリート二次製品の製造において、耐久
性，強度を有し、表面の装飾効果のある製品を製造す
る。 【構成】 型枠内面に可溶性珪酸分を含むセメントモル
タルによる多彩模様を形成し、多彩模様が未硬化のうち
にコンクリートを打設し、二次製品を得る。 【効果】 化粧被覆層である多彩模様は緻密であり、コ
ンクリートへの吸水を小さくし、塩分透過を抑制し、炭
酸ガス透過も抑制することが可能となる。また、初期に
おける耐水性，耐摩耗性にも優れたものとすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築物あるいは構築
物に利用されるコンクリート二次製品の表面に模様を形
成し、装飾効果に優れたコンクリート製品の製造方法に
関する。そして、その利用分野は土木，建築分野であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレキャスト製品であるコンクリ
ート製カーテンウォールあるいはＬ字型擁壁，コンクリ
ートブロック，モルタルブロック，舗道板，縁石等の表
面に自然石の洗い出し表面を形成することが、特公昭５
１−２７６８９号公報，特公昭４８−１６０４１号公報
に開示されている。これらは、型枠の内側表面に接着剤
を塗っておき、接着剤に自然石あるいは砂，小石を固着
しておき、コンクリートを流し込んで硬化させ、硬化後
接着剤を水洗いするものであった。また、特許第２７０
７９０５号公報に開示される技術では、アルカリ反応型
の粒子成分と着色顔料を含む無機系塗膜を型枠の内側に
形成し、コンクリート等を流し込んで成形する方法が存
在した。しかしながら、上市されている製品では、上記
無機系塗膜あるいは着色モルタルの粉末を型枠の内側に
塗布あるいは散布して製作された場合に、着色部分に模
様のムラが存在したり、着色部分は摩耗に弱いものとな
っていた。

【０００３】また、特開平５−３０９６２０号公報に開
示される製造方法では、自然石を紙，フィルム等に接着
させておいた自然石接着板を前もって作成しておき、型
枠の内側に接着板を付着させておいてコンクリートを充
填し、硬化させることにより自然石接着板とコンクリー
トが一体化されたコンクリート製品を得るものであっ
た。

【０００４】

【発明の目的】この発明では、着色モルタルによる多色
多彩模様をコンクリート製品表面に有するものを提供し
ようとするものであり、同時にコンクリート製品の耐久
性の向上が計れるようにしている。従って、自然石を固
定する接着剤の変色という問題あるいは自然石の剥落と
いう問題のない自然石を表面に用いたコンクリート製品
とは異なるものである。

【０００５】

【目的を達成するための手段】この発明は、コンクリー
ト製品を製造する為に使用される型枠の内側に多彩模様
を着色された可溶性珪酸分を含むセメントモルタルの複
数色により形成し、この可溶性珪酸分を含むセメントモ
ルタルが未硬化のうちにコンクリートを打設し、多彩模
様とコンクリートが一体化となった製品を製造するもの
である。また、請求項２の発明においては、多彩模様と
なった塗膜の形成を多頭ガンを用いて塗装することを要
旨としている。

【０００６】以下、この発明を構成するそれぞれの要素
について更に詳しく説明する。始めに、コンクリート製
品を製造する型枠は、従来から使用されている木製ある
いは金属製，プラスチック製等の型枠が使用される。こ
の型枠の内側表面にはコンクリート打設後に製品の脱型
を容易にする為に離型剤を塗布したり、離型性の合成樹
脂の被覆があったりする。

【０００７】次に、多彩模様塗膜を形成させる。可溶性
珪酸分を含むセメントモルタルは、主成分としてセメン
ト，可溶性珪酸分，細骨材，顔料を含むものであり、顔
料成分を違えたもの複数種をもって多彩模様を形成する
ようにしている。

【０００８】成分の一つとしてのセメントには、例え
ば、ポルトランドセメント，シリカセメント（ポゾラン
セメント），高炉セメント，中庸熱セメント，耐硫酸塩
セメント，ホワイトポルトランドセメントなどのうちよ
り適宜選択し用いることができる。但し、シリカセメン
トおよび高炉セメントには、可溶性珪酸分を含んでいる
為、セメントモルタルの組成を決定する際には、これら
の中に含まれる可溶性珪酸分を考慮するのが良い。

【０００９】この発明に言う可溶性珪酸分とは、セメン
トのアルカリ下においてポゾラン反応を起こすものを指
し、高炉スラグ，フライアッシュ，シリカフュームなど
の廃棄物から再生されるもの、および天然のポゾランと
して産するケイ酸白土、例えばα−クリストバライト，
モンモリロナイト，カオリナイトなどの粘土鉱物あるい
はフッ石などを含むもの、か焼粘土がある。これらはシ
リカ，アルミナ成分を多く含み、非晶質に近いか不安定
な鉱物相を含み、水存在下においてセメント中の水酸化
カルシウムと常温で徐々に化合し、不溶性の安定な珪酸
カルシウムをつくることができる。更に、この発明で
は、可溶性珪酸分の粉末度をブレーン値において３００
０（ｃｍ^２／ｇ）以上にあるものを用いることが良い。
これは後記する実施例においても説明されるが、ブレー
ン値の大きなものを用いた時の方が、より緻密な多彩模
様塗膜が得られることとなり、吸水率試験，強度試験，
炭酸ガス透過性試験の結果から確認できる。逆に可溶性
珪酸分のセメントに対する配合割合を小さくすること
が、ブレーン値の大きなものを用いることにより可能と
なる。

【００１０】セメントと可溶性珪酸分の配合比は、セメ
ント１００重量部に対して可溶性珪酸分を１０〜１００
０重量部にあるのが良い。特に、この割合の中でも１０
０重量部から３００重量部の範囲にあるものが特に良
い。この可溶性珪酸分のセメントに対する割合が１０重
量部未満の時は、緻密な模様塗膜が得られなくなり良く
ない。逆に１０００重量部を越える時は、模様塗膜の初
期強度が弱く、初期耐水性が悪くなり良くない。しかし
ながら、セメントに対する可溶性珪酸分の割合を１００
重量部以下としても、ブレーン値を大きくすることによ
って、特に良好な緻密な模様塗膜を得ることが可能とな
る。例えば、ブレーン値４０００ｃｍ^２／ｇの高炉スラ
グ１００重量部のうち、ブレーン値２０００００ｃｍ^２
／ｇのシリカフュームの１０〜５０重量部と置換するこ
とにより、可溶性珪酸分の重量部を１００重量部未満に
おいても同等の性能を発現することができる。

【００１１】細骨材には、川砂，海砂，丘砂，砕砂など
の砂のうちから適宜選択され使用される。セメント成分
に対する配合割合は、セメントおよび可溶性珪酸分の合
計重量１００重量部に対して０〜３００重量部のうちよ
り選択され利用される。

【００１２】着色の為の顔料には、主に耐候性に優れる
無機顔料を中心に利用される。無機顔料の例として、白
色では酸化チタン，亜鉛華，リトポン，酸化ジルコン、
白色の体質顔料としての炭酸カルシウム，珪石粉，クレ
ー、赤色では弁柄，黄土、褐色では酸化鉄，アンバー、
緑色では酸化クロム、青色ではコバルト青，群青、黒色
では合成酸化鉄，カーボンブラック等が代表的である。

【００１３】有機顔料の例には、赤色ではブリリアント
カーミン６Ｂ，ウオッチングレッド，レーキレッド４
Ｒ，クロモフタールレッド，チオインジゴ，キナクリド
ンレッド、黄色ではハンザイエローＧ，ジスアゾイエロ
ーＧ，クリモフタールイエロー３Ｇ，アンスラピリミジ
ン，イソインドリンイエロー、青色では銅フタロシアニ
ン，インダンスロン、緑色では塩素化銅フタロシアニン
等がある。

【００１４】顔料の配合量は、セメントおよび可溶性珪
酸酸分の合計重量１００重量部に対して０．１〜１０重
量部のうちより適宜選択される。０．１重量部未満の配
合量の場合は、顔料による着色の確認が困難であり、逆
に１０重量部を越える時は、着色モルタルとした時の強
度、即ち表面硬度，圧縮強度，曲げ強度が弱くなり良く
ない。

【００１５】その他に添加される成分としては、セメン
ト部分に対しては、ポリマー成分，リグニンスルホン酸
塩，オキシ有機酸塩，アルキルアリルスルホン酸塩など
の減水剤，メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物Ｎａ
塩，ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物Ｎ
ａ塩などの高性能減水剤，流動化剤，アルミン酸ソー
ダ，炭酸ソーダーなどの急結剤，塩化カルシウム，硫酸
カリウム，硝酸カルシウムなどの硬化促進剤，リグニン
スルホン酸塩，乳酸，酒石酸，クエン酸などの遅延剤，
分散剤，防錆剤，防水剤，膨張剤，耐摩耗剤などを適宜
添加してもよい。

【００１６】ポリマー成分を添加する場合には、セメン
ト成分との混和安定性が良く、耐候性に優れたものであ
れば限定される必要はなく、合成樹脂エマルション及び
／又はゴムラテックスが代表的であり、その例として、
アクリル酸エステル，アクリル酸，メタクリル酸，アク
リルアミド，メタクリル酸エステル，酢酸ビニル，エチ
レン，プロピオン酸ビニル，Ｖｅｏｖａ，塩化ビニル，
塩化ビニリデン，アクロレイン，スチレン，ビニルピロ
リドン，ビニルエーテル，ポリエステル，エポキシ，ウ
レタン等の合成樹脂及び／又はクロロプレン，イソプレ
ン，ブチレン，ブタジエン，アクリロニトリル等の合成
樹脂から選ばれる少なくとも１種のポリマー又はプレポ
リマー、もしくは２種以上から成るコポリマーあるいは
これらの混合物が例示できる。

【００１７】ポリマー成分に対しては、分散剤，湿潤
剤，増粘剤，消泡剤，防腐剤，防黴剤などを適宜添加し
てもよい。これらの添加剤はこの発明の目的を損なわな
い範囲内において適宜添加することができる。

【００１８】多彩模様塗料として使用するに当っては、
水を加え混練し、添加水量により粘度等を調整して用い
ることができる。多彩模様の形成は、着色された可溶性
珪酸分を含むセメントモルタルの色の異なるもの複数種
を用意し、コンクリート製品を成形する為の型枠の内側
に塗装，滴下，塗布等することにより行なわれる。塗装
方法の中には、多頭ガンを利用し一度に複数色の可溶性
珪酸分を含むセメントモルタルを塗装すること、あるい
は一色ごとを斑にして数回に亘って塗り重ねる方法もあ
る。更には、複数色の可溶性珪酸分を含むセメントモル
タルを墨流しのように塗り付けることも可能である。作
業工程を簡単にするという点からすれば、多頭ガンを用
いれば一回の作業で多彩模様を形成することができる。

【００１９】そして、型枠内に可溶性珪酸分を含むセメ
ントモルタルによる多彩模様を形成した後、このモルタ
ルが未硬化のうちにコンクリートを打設することによ
り、多彩模様塗膜とコンクリートが一体化されたものが
得られる。この時、多彩模様塗膜の多彩模様が崩れるこ
とがないので、製造時間の短縮にも効果がある。勿論、
多彩模様塗膜が硬化した後にコンクリートを打設して製
造することも可能である。

【００２０】

【作用】この発明の化粧被覆層は、可溶性珪酸分を含む
セメントモルタルから成ることにより、化粧被覆層自体
が緻密なものにできる。また、コンクリート打設時に一
体となった被覆層は、コンクリート製品の吸水を小さく
し、塩分透過を抑制し、また炭酸ガス透過をも抑制する
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例によりこの発明の化粧被覆層あ
るいは化粧被覆層を有するコンクリート製品について説
明する。実施例１〜実施例８および比較例１〜比較例４
に化粧被覆層に用いる可溶性珪酸分を含むセメントモル
タルとその比較例の配合を下記表１に示し、このセメン
トモルタルによりモルタル棒を作成し、その硬化体の吸
水率，曲げ強度，圧縮強度を測定した。

【００２２】表中、可溶性珪酸分Ａは、ブレーン値４２
００ｃｍ^２／ｇにある高炉スラグであり、可溶性珪酸分
Ｂは、ブレーン値６０００ｃｍ^２／ｇにある高炉スラ
グ、可溶性珪酸分Ｃは、ブレーン値３２００ｃｍ^２／ｇ
にあるフライアッシュを用いた。可溶性珪酸分Ｄには、
ブレーン値２０００００ｃｍ^２／ｇにあるシリカフュー
ムを用いた。

【００２３】

【表１】

【００２４】モルタル棒は、ＪＩＳ Ｒ５２０１「セメ
ントの物理試験方法」にある試験体作成方法に倣い、４
×４×１６ｃｍのモルタル棒を作成し、吸水率について
は、ＪＩＳ Ａ１４０４「建築用セメント防水剤の試験
方法」にある試験方法に倣い、成形２週間後（ＪＩＳで
は４週間後）の吸水率を求めた。表２における吸水率で
は供試前の重量を１００％とする重量増加率を表した。
曲げ強度、圧縮強度については、上記ＪＩＳ Ｒ５２０
１の試験体作成方法に倣い、４×４×１６ｃｍの試験体
を作成し、成形４週間後の硬化体についての強度を測定
した。

【００２５】上記した実施例あるいは比較例の配合を利
用し、上記試験方法により得られた試験結果を下記表２
に記す。

【００２６】

【表２】

【００２７】次に上記化粧被覆層に用いるセメントモル
タルの実施例，比較例中、実施例２，実施例５，実施例
８，比較例２を選択し、コンクリート製品の作成を行っ
た。作製したコンクリート製品は（製品種別）とし、作
製の順序として、前もって顔料成分を酸化チタンと弁柄
と酸化鉄を用意し、顔料の配合量としては同一割合のセ
メントモルタルのスラリーをそれぞれの実施例，比較例
について作成しておき、コンクリート製品の型枠の内側
に離型剤を塗った後、三頭ガンにより多彩模様となるよ
うに塗装を行い、次いで、この三色のセメントモルタル
の化粧被覆層が未硬化のうちに、コンクリートを型枠中
に流し込んだ。型枠に流し込んだものを温度６０℃，湿
度１００％の条件下に１日置き、型枠は成形１日後に取
り外し、脱型後すぐのものを初期性能試験に、成形後２
０℃，６５％湿度下に４週間経過したものについて、二
次製品の性能試験として行った。試験結果は、下記表３
にまとめて表した。

【００２８】この試験は、表面の初期摩耗性，初期耐水
性，ロート法による初期透水性の試験および凍結融解試
験，塩分透過性試験，炭酸ガス透過性試験について行っ
た。試験方法は、初期摩耗性では、ＪＩＳ Ｋ５４００
に規定される耐摩耗性試験を行った。摩耗輪には、ＪＩ
Ｓ Ｋ５４００とは同じであるが、表面に使用される研
磨紙はＪＩＳ Ｋ５６６５において使用される１８０番
のものを用いた。荷重は２５０ｇとし、２００回転の負
荷を与えた。結果は試験前と試験後の重量減量により表
している。

【００２９】初期耐水性では、硬化体を水中に半分浸る
ようにして２４時間経過させ、これを取り出して水を拭
い、表面の化粧被覆層の変化を観察した。初期透水性試
験では、ＪＩＳ Ａ６９０９の透水試験のＢ法に従って
透水量を測定した。試験結果は２４時間経過させた時の
透水量、単位ミリリットルにより表している。

【００３０】凍結融解試験では、ＪＩＳ Ａ６９０９の
温令繰り返しに対する抵抗性試験に基づいて行った。２
０℃水中に１８時間、−２０℃気中に３時間、５０℃気
中に３時間を１サイクルとし、１０サイクルの温令繰り
返しを行った後、表面状態の観察を行った。

【００３１】塩分透過性試験では、加圧塩水中に供試体
を置くという塩分透過を促進させる試験により、塩分透
過性を比較した。塩分濃度は海水濃度相当である３．５
％とし、水圧１０ｋｇｆ／ｃｍ^２条件下に３カ月置くこ
とを行い、試験後の供試体をＥＰＭＡによる元素分析に
よりＣｌ分透過深さ（ｍｍ）を測定した。

【００３２】炭酸ガス透過性の試験は、塩分透過性試験
を行う前のコンクリート二次製品と同じ試験体に対し
て、気中養生４週間後の硬化体を３０℃，湿度６０％，
炭酸ガス濃度５％の炭酸ガス定濃度槽中に４週間静置
し、この槽から取り出した後、長手方向において切断
し、フェノールフタレイン溶液を塗布し、化粧被覆層を
除くコンクリート層部分の中性化深さを測定した。試験
結果は、フェノールフタレイン塗布時に赤紫色への変色
のない部分、即ち中性化が進行した部分の表面側からの
深さ（単位ｍｍ）を表した。

【００３３】以下に、この二次試験の試験結果について
記す。

【表３】

【００３４】

【発明の効果】化粧被覆層を有するコンクリート二次製
品において、多彩模様である化粧被覆層はコンクリート
と一体化したものであり、コンクリートへの吸水を小さ
くし、塩分透過を抑制し、炭酸ガス透過を抑制すること
が可能となる。また、初期における耐摩耗性もあり、初
期耐水性にも優れたものとなる。また、塩分透過量，炭
酸ガス透過量を小さくできることにより、耐久性のある
製品とすることができる。表面に化粧被覆層を持つこと
により、意匠効果に優れ、景観材料としてのコンクリー
ト二次製品を提供することが可能になる効果をも有して
いる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離型性を有する型枠の内面に着色された
   可溶性珪酸分を含むセメントモルタルの複数色による多
   彩模様を形成し、多彩模様となった塗膜が未硬化のうち
   にコンクリートを打設し、硬化させることを特徴とする
   化粧被覆層を有するコンクリート製品の製造方法。
2. 【請求項２】 可溶性珪酸分を含むセメントモルタルに
   よる多彩模様塗膜が、多頭ガンの塗装により得られるも
   のであることを特徴とする特許請求項１に記載の化粧被
   覆層を有するコンクリート製品の製造方法。