JPS5913683A - セメント系硬化物の劣化表面層の補修方法 - 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】 本発明は、セメント系硬化物の劣化表面層の補修方法の
改良に関する。

コンクリート、モルタール、セメント、等セメント系硬
化物は、土木、建築、その他分野で広く無機材料として
使用されているが、形状の如何に係わらず一般にこれら
セメント系硬化物には、無数の微細孔が存するために９
年月の経過と共に次第に、特に屋外においては著るしい
表面層の劣化が起こっている。この劣化は、著るしくな
るとやがてセメント系硬化物に亀裂が生じ、特に鉄筋コ
ンクリートの建造物においては。

内部鉄筋の発錆をひき起こす原因ともなっている。

劣化したセメント系硬化物表面を補修する方法としては
、簡易には、劣化表面にセメントペースト、モルタル、
コンクリート等を新たに塗着する方法もあるが、下地の
劣化表面層がやはり脆弱であるために、鳴合によっては
新たに塗被した層が剥落することもあり好ましくない。

また、別の補修方法としては、特公昭５５−１９６０９
号公報に記載の如くシリカゾルを含浸させる方法も知ら
れているが、この方法に用いる処理液は、特定のシリカ
ゾル液ではあっても。

伺、セメント系硬化物に対する浸透力が充分でなく、場
合によっては所期の効果が得られないこともあり、尚改
良が望まれている。更に別の補修方法としては、特公昭
５７−１１９８８号記載の方法も知られている。この方
法は、劣化したセメント系硬化物表面に水溶性珪酸塩の
水溶液を塗布含浸させた後、更にその表面にセメントペ
ーストを塗被する方法であり、特に、補修後の表面が基
材と同質となるために、好ましい補修方法であるが。珪
酸塩水溶液の浸透力が尚充分でないために、塗被層を厚
付けすると剥落がやはり起こることもあり、尚改良が望
まれている。

本発明者らは、セメント系硬化物の表面に含浸させる処
理液について研究し、Ｓ１Ｏ２／Ｍ２Ｏ（但し、Ｍはア
ルカリ金属原子又は置換若しくは非置換のアンモニウム
陽イオン基を表わす。）のモル比が１〜５０でありかつ
Ｓ１Ｏ２含有量１〜５０重量％の珪酸アルカリ水溶液１
００重量部とナフタレンスルホン酸ノーダのホルマリン
縮合物を０．０１〜５重量部含む改良された処理液を発
明し、既に特願昭５６−１１９７５１号として出願した
。この処理液は長期保存中にも増粘。

ゲル化等も起らず、極めて良好な浸透力を示し、ヒメン
ト系硬化物の表面から深部にまで含浸する性質を何する
ので１本発明者らは、引きつづき、この処理液を劣イヒ
したセメント系硬化物表面にも適用したところ、やはり
良好な浸透性を示すと共に、その乾燥表面にセメントペ
ーストを塗青し硬化させると、その接着強度も高く。

潰れた補修を行なうことができろことを見出した。

本発明の目的は、劣化したセメント系硬化物表面層を、
セメント、モルタル、コンクリート等同質の材料で塗被
補修できる改良された方法を提供することにあり、本発
明の補修方法は。

ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ（但し、Ｍはアルカリ金属原子又は置
換若しくは非置換のアンモニウム陽イオン基を表わす。

）のモル比が１〜５０であり、且つ。

ＳｉＯ２含有量１〜５０重量％の珪酸アルカリ水溶液１
００重量部と、ナフタレンスルホン酸ソーダホルマリン
縮金物を０．０１〜５重吋部を含む処理液を、セメント
系硬化物の劣化表面に塗布し含浸させた後乾燥し、次い
で、その得られた表面に、セメントペースト、モルタル
又はコンクリートを塗着し、それを硬化させることを特
徴とする。

本発明に用いられる珪酸アルカリ水溶液は。

珪酸アルカリが水中に溶解した液又は、溶解珪酸アルカ
リと分散微粒子コロイド状シリカとが共存する安定な液
である。

上記液は、媒体である水の代りに、水と水溶性有機溶媒
との混合溶媒を媒体とする珪酸アルカリの溶液も用いる
ことができる。用いられる珪酸アルカリとしては、珪酸
リチウム、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸セシウ
ム等のアルカリ金属シリケート及び置換若しくは非置換
のアンモニウムシリケート等が挙げられる。置換若しく
は非置換のアンモニウムの例としては、ＮＨ４，ＣＨ３
ＮＨ３，（ＣＨ３）２ＮＨ２，（ＣＨ３）２（Ｃ２Ｈ４
ＯＨ）２Ｎ，（Ｃ３Ｈ６ＯＨ）４Ｎ，（Ｃ２Ｈ４ＯＨ）
３ＮＨ．（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ２，（Ｃ２Ｈ５））（Ｃ３
Ｈ６ＯＨ）ＮＨ２，（Ｃ２Ｈ５）（Ｃ２Ｈ４ＯＨ）５Ｎ
等が挙げられる。これら珪酸アルカリは所望により２種
以上を混じて使用することもできる。

上記珪酸アルカリの水溶液は、Ｓ１０２／Ｍ２Ｏモル比
が１以下では、これを用いて得られたセメント系硬化物
の劣化表面層は改質されず、耐水性、耐候性等が低い。

また１モル比が５０以上である珪酸アルカリ水溶液を用
いると、この液は液中のコロイド状シリカの含有率が高
いので。

セメント系硬化物の劣化表面からの浸透性が低くなり好
ましくない。更に９本発明には、珪酸アルカリ水溶液と
して液中ＳｉＯ２含有量が１〜５０重量％であるものが
用いられる。ＳｉＯ２含有量が１％以下の珪酸アルカリ
水溶液を用いて得られたセメント系硬化物の劣化表面層
は強度が充分に向上せず、またＳ１Ｏ２含有量５０％以
上の珪酸アルカリ水溶液は安定性が悪く、場合によって
は増粘、ゲル化等が起こったり、それが起こらなくても
かかる高濃度珪酸アルカリ水溶液を用いると、品質一定
の表面改質層を有するセメント系硬化物が得られない。

特に好ましい５１０２含有率は５〜５０重量％である。

本発明に用いられる上記珪酸アルカリ水溶液は、ＳｉＯ
２／Ｍ２Ｏモル比が１〜約４のものは珪酸アルカリを水
に溶かすことにより、或は、コロイド状シリカ分散液に
前記塩を形成するアルカリを加え、必要に応じ加熱処理
することにより容易に得られる。ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏモル
比が４以上高くなる程珪酸アルカリ水溶液は、コロイド
状シリカが分散共存した液となる。かかる高モル比珪酸
アルカリ水溶液は、コロイド状シリカ分散液に珪酸アル
カリ又は苛性アルカリを加え、必要に応じ加熱処理する
ことにより、或は、珪酸アルカリ水溶液から陽イオン交
換法等により脱アルカリし、必要に応じ前記塩を形成す
るアルカリを添加し、安定化することにより容易に得ら
れる。Ｓ１０２／Ｍ２０モル比が４以上特に７以上とな
ると珪酸アルカリ水溶液中にはコロイド状シリカが分散
共存するが、そのコロイド状シリカの粒径は小さい程好
ましく、５ｍμ以下、特に２０ｍμ以下の粒径であるも
のが好ましい。特にセル比２〜７稈度のコロイド性の低
い珪酸リチウム水溶液は好ましい。

本発明に用いられるナフタレンスルホン酸ソータのトル
マリン縮合物は、化学式 （但し、ｎは１〜１００ の数を表わす。）で表わされる重合体である。

かかるナフタレンスルポン酸ソーダのホルマリン縮合物
は、市販品として容易に入手し得る。

特に好ましい重合度は５〜５０である。本発明のセメン
ト硬化物の劣化表面層の改質剤は、前記珪酸アルカリ水
溶液１００重量部と、上記ナフタレンスルポン酸ソーダ
のホルマリン縮合物０．０１〜５重成部を含有するもの
である。ナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合
物の含有率が０．０１重量部以下では、改質剤に高い浸
透力を与えることがで外す、また、５重址部以上では、
改質剤の安定性、特に長期安定性が低下し、改質剤を増
粘さぜたり、場合によってはゲル化が起こることもある
。特に好ましい含有率は０．０２〜１重量部である。本
発明のセメント硬化物の劣化表面層の処理代は、前記珪
酸アルカリ水溶液と前記ナフタレンスルポン酸ソーダの
ホルマリン縮合物を上記比率で混合し。

均一に溶解させることにより容易に調製される。

本発明のセメント系硬化物の劣化表面層の処理液として
は、本発明の目的が達成される限り上記成分の仙に、所
望により、着色剤、安定剤。

粘度調節剤等任意の成分を含有させてもよい。

場合によっては、更に塗料成分を添加することにより得
られる塗料としても用いられる。

本発明により、上記処理液が適用されるセメント系硬化
物としては、セメントペーストの硬化物、モルタル硬化
物、コンクリート硬化物。

珪酸カルソウム板等、セメント結合剤を用いることによ
り得られる硬化物であり、形状は任意でよいが、これら
硬化物が表面劣化を起こしたものである。例えば、コン
クリート建造物壁面。

モルタル壁面等は好適例である。また、中性化の進んだ
セメント製品、ドライアウト、凍結。

リグニン混入等により硬化不充分となったコンクリート
表面、風化又は火災により劣化したコンクリート表面等
が挙げられる。

本発明のセメント系硬化物の劣化表面層の処理液は、通
常の方法により、例えば、刷毛、ロールコーター、スプ
レー等による塗布、或いは。

浸漬法等により、ヒメント系硬化物の劣化表面からその
内部へ浸透させることができる。充分量浸透させた後は
、乾燥することにより厚い改質表面層を有するセメント
系硬化物が得られる。

この表面層は、緻密化し９強度及び硬度が増大し、耐水
性、耐候性も優れる。更に、この改質表面層の厚さが厚
いので、改質表面に損傷が生じてもド地の非改質セメン
ト硬化物表面が露出することは殆んどない。本発明の補
修方法は。

上記の如く、セメント系硬化物の劣化表面層に前記処理
液を含浸させ、一旦乾燥した後、その上に新たにセメン
トペースト、モルタル、コンクリート等を塗着する方法
である。上記乾燥前に未硬化セメントペースト、モルタ
ルコンクリート等を塗着すると、セメント系硬化物の劣
化表面層の改質が充分に行なわれず、強度の向上が低い
ために、塗着ケ厚付けすると場合によっては剥落が起こ
ることもある。新たに塗着したセメントペースト、モル
タル、コンクリート等は、自然養生、強制養生等常法に
より容易に硬化させることができ、下地の改質層から硬
化を妨げる物質の移入が起らないので、硬化物の強度そ
の他物性はセメントペースト、モルタル。

コンクリート等を通常法で硬化させた場合の物性と変ら
ない。また、下地の改質層との接着力も充分である。

かくして、本発明の補修方法によれば、セメント系硬化
物の劣イし表面層を極めて容易かつ効果的に補修するこ
とができ、特に、劣化前のセメント系硬化物の表面と同
様の外観を呈するように修復できるので、本発明法の有
用性は極めて高い。本発明に用いる処理液が、セメント
系硬化物の劣化表面から特に深く浸透する理学的作用効
果は未だ充分ＶＣ解明されてはいないが。

一応下記の如くと考えられる。セメント系硬化物中の遊
離性カルシウム分が、硬化物表面の微細孔から浸入して
来た珪酸アルカリ水溶液に増粘又はゲル化を生じさせる
原因となり、珪酸アルカリ水溶液単独ではセメント系硬
化物の表面から、深い部分位にまでは液が到達できなか
ったとコロ、ナフタレンスルホン酸ソーターのホルマリ
ン縮合物が共存する上記処理液では、上記遊離性カルシ
ウム分がナフタレンスルホン酸ソーダのポルマリン縮合
物によって捕捉されろために。

浸透移行する珪酸アルカリ溶液の増粘又はゲル化を妨げ
ることによって、珪酸アルカリ水溶液がセメント系硬化
物の劣化表面から深部にまで到達することによるものと
考えられる。しかし。

スルホン酸基を含有する他の水溶性化合物、例えば、ア
ルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、スルポン化メラミン
ホルムアルデヒド縮合物等では、珪酸アルカリ水溶液を
雫枯せしめたり、安定性を不良ならしめたりするために
本発明の効果が奏されないのに対し、ナフタレンスルホ
ン酸ソーダと珪酸アルカリ水溶液を含む上記処理液は安
定であり、浸透力が著しく優れることは驚くべきことで
ある。

以下、実施例及び比較例を挙げて更に詳しく説明するが
３本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない
。

実施例１〜４ ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏモル比３．５，Ｓ１Ｏ２濃度１０％の
珪酸リウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸テト
ラエタノ−ルアンモニウムの各水溶液１０００ｇに、平
均重合度１０のナフタレンスルホン酸ソーダホルマリン
縮合物の３０チ水溶液を１ｇ加え攪拌することにより処
理剤４種を調製した。これを４０℃で６ヵ月間密封下放
置したが、増粘も分離現象もなく極めて安定な液である
ことを認めた。

別途、セメント／砂比が１／３であるモルタルブロック
（寸法は、４Ｘ４Ｘ１６ｃｍ。）を炭酸ガス中に放置す
ることにより、中性化したモルタルフロックを用意し、
これを上記４種の処理液それぞれに名１個づつ１時間浸
漬し、とり出した後室７易で１日ｊ虱乾した。次いで、
そのモルタルフロックを割裂し９割裂面にフェノールフ
タレン溶液を吹きつけることにより、上記処理液がＵ透
１〜／こ部分に発色を起こさせた。この発色部分のモル
タルフロック表面からの深さを測定ずろことにより、処
理液の浸透深さを測定した。

結果は第１表に示す通りである。

比較例１〜４ 実施例１〜４におけるナフタレンスルホン酸ソータのホ
ルマリン縮合物を添加しない処理剤を用いた他は、実施
例１〜４と同様にして、モルタルブロックへの浸透深さ
を測定したところ。

第１表に示す結果を得た。

上表は、本発明に用いる処理液が優れた浸透力を有する
ことを示している。

実施例５〜８ 実施例１〜４におけるモルタルブロックの代りに、比重
０８の珪酸カルシウム板（寸法２×４Ｘ４ｃｍ）を用い
た他は実施例１〜４と同様にして浸透深さを測定したと
ころ、第１表記載の結果を得た。

比較例５〜８ 比較例１〜４におけるモルタルブロックの代りに実施例
５〜８に用いたものと同じ珪酸カルシウム板を用いた他
は比較例１〜４と同様にして浸透深さを測定したところ
第１表記載の結果を得た。

本発明に用いる処理液は、やはり珪酸カルシウム板に対
しても著るしく優れた浸透力を有することを示している
。

実施例９ Ｓ１Ｏ２／Ｍ２Ｏモル比３．０、Ｓｉ１濃度１０％の珪
酸リチウム水溶液１０００ｇに、実施例１〜４に用いた
ものと同じナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮
合物水溶液３ｇを添加し攪拌することにより処理液を調
製した。

別途、屋外曝露約１０年により表面劣化した打放しコン
クリートを用意し、その表面に上記処理液を吸い込みが
止って表面に液の流動が生じるまで塗布したところ、要
した上記処理液の量は６００ｇ／ｍ２であった。次いで
、１日風乾し、その表面に、ＳＢＲラテックスを固形分
として対セメント７．５重量％混入した砂／セメント比
２のモルタルを約２ｍｍの厚ざに塗被した。約１ケ月間
大気中に放置後、更にその表面に引張り試験用具を強力
接着剤で固着し、引張り試験を行なったところ、コンク
リートの引張り強度は約１５Ｋｇ／ｃｍ２であり、剥離
部の深さはコンクリート表面から１０ｍｍであった。

比較例９ 実施例９における改質剤の代りとして、ナフタレンスル
ホン酸ソーダのホルマリン縮合物ヲ添加しない処理液を
用いた他は実施例９と同様にして、処理液の浸透徴金測
定したところ４００ｇ／ｍ２であった。更に引張り試験
の結果は強度的１５Ｋｇ／ｃｍ２であったが、剥離面の
深さは４ｍｍであった。

比較例１０〜１３ 実施例１〜４におりるナフタレンスルホン酸ソータのポ
ルマリン縮合物の代りにポリオキシエチレンノニルフェ
ノールエーテル界面活性剤を用いた他に１５．実施例１
〜４と同様にして処理液を調製し、その直後に実施例１
〜４と同様にして処理液の浸透深さを測定したところ、
第２表に示す結果を得た。また、上記処理液を４０℃で
放置したところ、約２週間で、いずれの液も増粘と分離
を起こし始めた。

比較例１４〜１７ 実施例１〜４におけるナフタレンスルホン酸ソーダのホ
ルマリン縮合物の代りに弗素系界面活性剤（商品名、エ
フトップＥＦ−１１２．東北肥料（株）製）を用いた他
は実施例１〜４と同様にしで、侵透深さを測定したとこ
ろ、第２表記載の結果を得た。

比較例１８〜２０ 実施例１におけるナフタレンスルホン酸ソーダのホルマ
リン縮合物の代りにトルエンスルホン酸ソーダ、スルホ
ン化メラミンホルムアルデヒド縮合物等の水溶液全用い
た他は実施例１と同様にして浸透深さを測定したところ
、第２表記載の結果を得た。

第２表 （註）＊１ ＥＯＰはポリオキシエチレンノニルフェノールＦは弗素
系界面活性剤 ＴＳはトルエンスルホン酸ソーダ ＳＭＦはスルホン化メラミンホルムアルデヒド縮合物を
それぞれ表わす。

第２表の結果は、いずれも、浸透深さが充分でない仁と
を示している。

特許出願人　　日産化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓ１ｏ２／Ｍ２０（但し９Ｍはアルカリ金属原子又は置
   換若しくけ非置換のアンモニウム陽イオン基を表わす。 ）のモル比が１〜５０であり、且つ。 Ｓ１０２含有量１〜５０重量％の珪酸アルカリ水溶液１
   ００重量部と、ナフタレンスルボン酸ソーダホルマリン
   縮金物を０．０１〜５重量部を含む処理液を、セメント
   系硬化物の劣化表面に塗布し含浸させた後乾燥し、次い
   で、その得られた表面に、セメントペースト、モルタル
   又はコンクリートを塗着し、それを硬化させることを特
   徴とするセメント系硬化物の劣化表面層の補修方法。