JPS63139955A - 建造物の被覆材、被覆方法および建造物 - 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】 （ａ業上の利用分野） この発明は建造物の被覆材と被覆方法に関するものであ
り、更に詳しくは強化コンクリート建造技術の改良に関
するものである。

（従来技術とその問題点） 直接の機械的な応力によるものを別とすれば、建造物の
老化はその殆どが大気による影響、即ち建造物の表面に
触れて浸透してゆく雨などに含まれた汚染性物買による
ものである。

建築材料として用いられる石の全てが浸透性でないこと
は、昔から知られている０例えばかつて記念碑建造物に
多用された石灰質の砂石などがその良い例である。コン
クリート建造物も多孔性の建築用要素であフて、その形
成に要する処理水の量は常にセメントを水酸化するに必
要な量より大である。未固化状のコンクリートに物理的
に結合された水の１００％が固化したコンクリート中に
おいては気泡体積となるのである。また未固化状コンク
リート中の化学的に結合し得る水によりて占められる空
間は固化時に７５％だけが消失する。従フて完全なコン
クリートを形成することは技術的に不可能である。従っ
てコンクリート中の気孔体積は生コンクリートに用いら
れたＷ／Ｚ値（セメントに対する重量比）に伴って増加
し、また８６００級の耐高圧コンクリートでさえも約１
０％の気孔体積を有しているとみなければならない。

大気の影響はこのようにコンクリートの表面のみに限ら
れるものではなく、むしろ浸透と拡散とが問題なのであ
る。

有害な大気の影響を避けるためにはコンクリート建造物
に気密水密性のカバーを施せばよい、しかしコンクリー
トは常に呼吸をしなければならないから、そのようなカ
バーはときどき除いてやらなければならない、空気のど
こにでも有る成分、例えばＣＯ２は拡散と湿度の影響に
よりコンクリート中にいわゆる炭化を引き起こす。

即ちＣａＣ０，の形成時の自由Ｃａ（ＯＨ）２とＣＯ７
との反応によりコンクリートの自然アルカリ度保持性が
低下する。非強化コンクリートの場合にはこれにより強
度が失われることはないのでたいした問題ではないが、
強化コンクリートの場合には強化鋼が強いアルカリ媒体
中でのみ腐食に対してほどほどに無抵抗できるという問
題が生じる。もし炭化領域が強化物に達するとｐＨ値が
１２から９以下となり、強化鋼の腐食が始まフて強化コ
ンクリートの機械的な破壊を招くまでに進行することを
止められなくなる。

建築分野によける石（特に石灰質の砂石）にとって最も
危険な大気（空気、雨）中の成分は酸化イオウ、特に排
気ガス中の３０２であることが知られている。これらの
影響によってもコンクリートのアルカリ度保持性が低下
する。即ち反応生成物であるエトトリンジット３ＣａＯ
・Ａ１．Ｏ。

・３ＣａＳＯ，・３１Ｈ，Ｏがその含水の結果コンクリ
ートのブローを引き起こし、また高いｓｏ、１度故にセ
ラコラを形成するのである。

このような大気中物買による悪影響を防止するために建
築川石に樹脂を注入させることが提案されている。これ
は石灰砂石建造物の再建には良い結果をもたらすが、一
般的に用いるには高価につき過ぎるのである。

これに代る提案としては、充填物として砂の代りに少な
くとも部分的に粗粒状のボートランドセメントタリンカ
ー（例えば流度分布０．１／ｍｍ）を含んだセメントで
コンクリート建造物を被覆するいわゆる分散ブレーキ１
がある。これだとタリンカー粒子が反応するまではアル
カリ度保持性が有効に保たれる。

（発明の要旨） この発明の目的はアルカリ度保存性の基本原理を改良す
ることにある。

このためこの発明は再生性酸バインダーを含んだ被覆を
建造物に用いることを要旨とするものである。

（実施態様） この発明において用いるバインダーは、特に強化コンク
リート建造物の場合には、少なくとも１種のバインダー
に加えて充填剤、可塑剤や結合剤などの添加剤、水溶液
中で生成するイオン交換剤などの再生性酸バインダーな
どを選択的に含んでなるものである。

イオン交換剤としては特に巨大孔性の有機イオン交換剤
が用いられる。

この発明の被覆剤は有機、無機の反応性バインダー、特
に水性バインダーにより結合され、更に非活性、反応性
の充填剤、特に濃縮ケイ酸および／または粗粒ポートラ
ンドセメントクリンカ−を含むものである。

またこの発明の一被覆剤はガスおよび液体に対して多少
とも浸透性であって、コンクリートの呼吸能力を損なわ
ないようになっている。また洗浄することにより再生可
能であって、これによりコンクリートに対する粘着性と
衝撃強度とを改良している。更に充填剤および／または
結合剤として少なくとも部分的に低温粘着性（好ましく
はＴ′最大値ＤＩＮ５３４４５≦−８°Ｃ）である少な
くとも１　ｆｉのプラスチック材料を含んでいる。これ
の代りにまたは代えて低温粘着性のビチューメンを含ん
でもよい。

イオン交換剤としては、固体状の無機または有機高分肢
材料であって、溶液から陽または陰イオンをピックアッ
プして等量でかつ同じチャージの他のイオンに交換する
ものを用いる。ネットワーク構造の隙間には交換可能な
カウンターイオンが含まれており、これがネットワーク
のチャージを補償する。

陽イオン交換剤としては好ましくはプラスチック材料系
のものを用いる。例えばフェノールフォルムアルデヒド
樹脂、ポリスチレン、コポリメリセートまたはポリアク
リレートなどである。陽性群は予めモノマーに含ませて
もよいし、後から巨大分子に添加してもよい、プラスチ
ック材料イオン交換剤は基本的には非溶解性であるが、
そのゲル構造の故にある種の条件下では膨潤可能である
。イオン交換作用は常に逆転可能である。逆転反応によ
り過剰の溶液とともにイオン交換剤の再生が行われる。

他のイオンを取りこむイオン交換剤の容量は平衡に達す
る迄だけ可能であるから、これはイオン交換剤の容量が
消費されるまで行われる。

イオン交換剤の添加は被覆剤剤の充填剤の粒度分布と両
立するものでなければならない、イオン交換剤は工業的
に製造されるから、これらは均一な粒度留分を形成する
。この留分の被覆剤剤の粒度分布への結集は、ネットワ
ーク即ち被覆剤に要求される性能がそっくりそのまま残
されるようにしなければならない。

イオン交換剤は、被覆中に浸透した大気中の二酸化炭素
、酸化イオウおよび二酸化イオウと反応（結合）して、
例えばアンモニアなどの過剰の溶液による処理により再
活性かによる再生を可能とするように、調節しなければ
ならない。

またイオン交換剤は呼吸活性、蒸気分散性、粘巷力、弾
性および温度安定性などの被覆剤の物理化学的性能を損
ねるものであってはならない。

基本的には有機イオン交換剤はその反応性の観点からし
て強塩基化合物と弱塩基化合物とに分類される。この両
方についてキャリアーとしてはステアリンジビニルベン
ゼン共重合体がよい０強塩基イオン交換剤には四基アン
モニア塩が弱塩基イオン交換剤には三基アミノが固定イ
オンとしてよい、交換可能なカウンターイオンは一般に
はＯＨである。

軟度の点からするとゲルタイプイオン交換剤と巨大孔イ
オン交換剤とははっきりと区別される。

ゲルタイプのものでは孔径は１０〜３０’Ａであるが巨
大孔のものでは１０２位の孔径となる。この結果巨大孔
のものに比べてゲルタイプのイオン交換剤は充填密度が
高く容量も若干高い、しかし巨大孔イオン交換剤の場合
には孔が大きいのでイオン交換剤の出入りが活発になる
という利点がある。従ってイオン交換剤の再生もそれだ
け速くかつ完全に行われる。またゲルタイプのものに比
べて孔が目詰りする危険もそれだけ小さくなるのである
。

イオン交換剤の選択に際しては次ぎのようなパラメータ
を考慮しなければならない。

乾燥空気中ではＣｏ、とＳ０２との交換が起こらないこ
と、いずれのイオンもガス状では存在しないからである
。このような状態は建造物の場合には常に湿気を含んで
いるのであまり起こらない、更にイオン交換剤は吸湿性
で、通常の大気環境では溶解および吸収された水中での
大気成分の分解の後に常に交換がある。

ＣＯ３およびＳ０２に関してのイオン交換剤の反応性に
ついては、亜硫酸水素イオン（少なくとも水溶液中）よ
るＳＯ，の交換は問題がない。炭化水素のイオン交換剤
に対する親和性が低いにも拘らず、ｃｏ、は炭化水素に
より交換できる。この理由からして強塩基イオン交換剤
を用いた方がよい結果が得られる。

イオン交換剤の再生は塩のアルカリ液によってはならな
い、何故ならこれは交換されるべきイオンＨＳＯ，−お
よびＨＣＯ，−と溶解し難いからである。これはイオン
交換剤のブロッキングを引き起こす危険につながる。一
般に、カセイカリとカセイソーダとがよいがＣａ　（Ｏ
Ｈ）２は避けるべきである。水系中で通常に用いている
限りでは約５％濃度のアルカリ液で洗われるのでイオン
交換剤の再生にはなんら問題がない、もし例えば被覆剤
中に充分なアルカリが導入されるならば被覆剤中でのイ
オン交換剤の再生も可能である。この結果巨大孔イオン
交換剤を使用することおよび被覆剤全体が非常に多孔性
の品質を有していることが望ましい、これによりＣ０２
と８０２とがイオン交換剤に接近し易くなり、水蒸気分
散を最高にしたいという要求に沿うことになる。

（実施例） 基材として用いられたコンクリートは中位の有孔性で、
そのセメント含有率は３００／ｍｍ’、Ｗ／Ｚ値は０．
７５であった。このコンクリートを直径５ｃｍ高さ１２
ｃｍの気密プラスチックバイブに高さ１０ｅｍ迄注入し
た０、１４日間放置した後このコンクリートを第１表に
示す混合物で被覆しきっちりした蓋と２個の開口を有し
たガラス容器中に貯蔵した。この全貯蔵期間中、ＮａＣ
ｌ沈殿を有した飽和塩化ナトリウム溶液上を通過した８
０％空気と２０％ＣＯ２との混合物が容器中に吹きこま
れた。テスト温度は２０６ｃであった。

貯蔵期間の終りにサンプルはカットされ、その炭化深さ
は表面から内部に向けてｐＨ値８の領域厚さに決められ
た１表面に施された３、１３〜１６以外の混合物は全て
２バール水圧において水に浸透性を有さすに耐圧水性で
あったが、これを湿めらせかつ洗うことは容易であった
。

（この頁以下余白） 混合物１〜２１の場合には球形で強塩基性多孔性陰イオ
ン交換剤が用いられ、メルクレヮチットＭＰ５０８０ま
たはアメベリストなどのスチレンジビニルベンゼン系で
、ＯＨ形中の固定イオンとしてＮ”　　（ＣＨ３）３を
含んでいた。これらのイオン交換剤は再生可能で、例え
ば水性カセイソーダを２〜Ｊｆｉ量％の濃度で用いる。

混合物２２の場合には球形で強塩基性でゲルタイプの陰
イオン交換剤が用いられ、アムバーライトＩＲＡ−４１
０などのスチレンジビニルベンゼン系で、ＯＨ形中の固
定イオンとしてＮ”　　（ＣＨｓ　）２　ＣＨ２０Ｈを
含んでいた。このイオン交換剤は例えば２〜４１ｉ量％
濃度の水性カセイソーダで再生可能である。

混合物２３の場合には球形弱塩基性ゲルタイプの陰イオ
ン交換剤が用いられ、アンバーリストＩＲ−４５などの
スチレンジビニルベンゼン系で、Ｎ（Ｒ）２を固定イオ
ンとしてＯＨ−をカウンターイオンとして含んでいた。

このイオン交換剤は例えば約４重量％濃度の水性カセイ
ソーダで再生可能である。

Ｔ”値はいずれも標準ＤＩＮ５３４４５による測定で、
例１〜２３のアクリル共重合物分散では＜−３６＠Ｃ，
例９Ａのブタジェンスチレンでは一１６°Ｃ１例ＩＢの
ポリビニルプロピオネートの場合には＋７＠Ｃ１また例
９ｃのアクリルスチレン共重合物の場合には一１０″Ｃ
であった。

（この頁以下余白） ｋｌｊＬｊく 後処理に当っては、前に施した被覆剤の上にある期間経
過後更に被覆剤を施した。被覆剤は全ての温度において
基材および相互に対して良好な粘着性を示し、また呼吸
性を損なうことなく優れた強度を示した。混合物９につ
いて５６日後に標準ＤＩＮ５３４４５により次のような
機械的性能が測定された。

テスト温度　　　膨張　　　引張強度 （”Ｃ）　　　　　（％）　　　　（Ｎ／ｍｍ’）＋２
０　　　　　　　２４．　７　　　　　　　０．　３６
−２０　　　　　　　３０．　９　　　　　　　１．　
８３塩基性イオン交換剤はアルカリ反応性マトリックス
中において、ＣＯ３および二酸化イオウに加えて、大気
汚染物中に実際に含まれるＨ２Ｓと二酸化チッソ逆結合
できる。この目的のためには中性または弱酸性イオン交
換剤をも用いることができる。これらはアンモニアを逆
結合でき、非反応性アルカリ（有機的に結合されていて
アルカリ充填剤を含まない）の被覆に用いられてきた。

被覆剤中への大気含有物および洗浄剤の良い分散を許す
多孔性充填剤の例としては膨張粘土、膨張マイカおよび
ヒル石が挙げられる。

孔度が維持されるならば、この発明の被覆剤としては無
機、好ましくは水性および／または有機結合剤を含んで
もよい、これらは公知の分散剤を用いることにより純粋
に有機的に結合することもできる。

この発明の木質的な成分を成すのは再生可能な酸結合剤
であって、これは例えば濃縮ケイ酸特にアルカリタリン
カー（ポートランドセメントタリンカー）などの反応性
充填剤および／または不活性充填剤と結合した形で存在
するのである。

更に被覆剤は着色剤、繊維、織物、増厚剤、耐光剤など
を選択的に含んでもよい。

基材を結合剤で予備処理してからその上に被覆剤を施し
てもよい、この結合剤層は前記した低温粘着性のプラス
チック材料および／またはビチューメンおよび孔度を得
るための充填剤などを含んでもよい、更にアルカリ反応
性化合物（アルカリタリンカーやセメント）および表面
剤などを含んでもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも１種の結合剤と、固化した被覆剤中でその
   結合能力を再生できる酸バインダーとを含んでなる ことを特徴とする建造物の被覆剤。 ２、有機イオン交換剤を含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆剤。 ３、多孔性イオン交換剤を含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆剤。 ４、不活性および／または反応性充填材を含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３のいずれかの
   項記載の被覆剤。 ５、少くとも１種の多孔性充填材を含んでなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜４のいずれかの項記載の
   被覆剤。 ６、充填材および／または結合剤として少くとも部分的
   に低温粘着性を有した少くとも１種のプラスチック材料
   を含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜５のいずれかの
   項記載の被覆剤。 ７、充填剤および／または結合剤として少くとも１種の
   ビチューメンを含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜５のいずれかの
   項記載の被覆剤。 ８、少くとも１種の結合剤と固化した被覆剤中でその結
   合能力を再生できる酸バインダーとを含んでなる被覆剤
   の少なくとも１層を建造物に施すことを特徴とする建造
   物の被覆方法。 ９、バインダーと少くとも１種の低温粘着性プラスチッ
   ク材料および／またはビチューメンを含んだ結合剤が使
   用される ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０、無機バインダーを含んだ結合剤が用いられること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、少くとも１種の結合剤と固化した被覆剤中でその
   結合能力を再生できる酸バインダーとを含んでなる被覆
   剤の少なくとも１層がその表面に施された ことを特徴とする建造物。 １２、被覆剤層がバインダーと低温粘着性プラスチック
   材料と充填剤とを含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の建造物
   。 １３、無機バインダーを含む少なくとも１種の結合剤を
   含んでなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の建造物
   。