JPS646145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセメント製品の表層部に有機化合物を
浸透させることによつてセメント製品の乾燥収縮
を低減させる方法に関する。 セメント製品は一種の多孔質材料であり、多数
の細孔や毛細管が存在し、その内部は自由水で満
たされている。この自由水が蒸発逸散した際、そ
の部位のセメント製品に引張力が生じて収縮が起
こるが、もしそこに何らかの拘束が存在すれば、
ひび割れを起こし、これがセメント製品の重大な
欠陥となつている。 そのため従来からセメント製品の乾燥収縮低減
方法について種々提案され、セメント製品中の材
料の配合割合や混練方法等を工夫する方法が採ら
れてきた。さらにセメント製品中に配合する材料
中に第三物質として、例えばポリオキシエチレン
アルキルフエノールエーテルとシリコンの混合物
からなる有機系乾燥収縮低減剤（特公昭49−
5940）やCaO、CaS₄、Al₂O₃を主成分とした無機
系セメント無収縮材（特公昭49−10525）等多数
が開発され、これらをセメント製品材料中のセメ
ントに対し数％〜数10％配合する方法が提案され
てきた。これらの方法にしたがえばセメント製品
全体に前記第三物質が均質に分散し、乾燥収縮の
小さいセメント製品が製造される。 通常セメント製品の乾燥はその表面から起こ
り、徐々に内部に向けて進行する。その後の収
縮、ひび割れのプロセスも主にセメント製品の表
層部で発生し、表層部の乾燥収縮が生じることが
原因で内部にも乾燥収縮が起こるとされている。
従来からセメントに添加してその収縮を緩和する
のに有効な有機化合物は上述の例を含めて多数知
られている。それらの中でも本発明の目的達成の
ために考慮すべき点として(1)モルタル、コンクリ
ートへの浸透性の良好なこと、(2)カルシウムイオ
ンを含むアルカリ液に溶解すること、(3)セメント
製品の強度その他への影響がないこと、および(4)
蒸発逸散がないこと等の諸条件が必要である。 そこで本発明者らは上記の条件をふまえ、多数
の化合物についてセメント製品の乾燥収縮低減に
有効な材料および使用方法に関し鋭意研究した結
果、下記に詳述する特定の有機化合物をセメント
製品の表層部のみに浸透させることにより優れた
効果が得られることを見出し本発明を完成するに
至つた。すなわち本発明の要旨とするところは、
一般式RO（−AO）−_oＨ（式中、Ｒは炭素数１〜７の
アルキル基または炭素数５〜６のシクロアルキル
基、Ａは炭素数２〜３の１種または２種のアルキ
レン基、ｎは１〜10の整数である。）で示される
化合物を含む液体をセメント製品の表層部に浸透
させることを特徴とするものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明において使用する一般式RO（−AO）−_oＨ
で示される化合物は、Ｒが炭素数１〜７のアルキ
ル基または炭素数５〜６のシクロアルキル基であ
り、Ａは炭素数２〜３のアルキレン基であり、ｎ
（アルキレンオキシドの付加モル数）は１〜10の
整数である。この一般式で表わされる具体的な化
合物のいくつかの例としては、CH₃O（−C₂H₄O）−
₃H、CH₃O（−C₃H₆O）−₁H、ｎ−C₄H₉O（−C₂H₄O
）−₃H、ｉ−C₃H₇O（−C₂H₄O）−₄H、C₂H₅O（−
C₂H₄O）−₄（−C₃H₆O）−₄H、

【式】ｎ−C₅H₁₁O（− C₂H₄O）−₂H、ｉ−C₇H₁₅O（−C₂H₄O）−₅Hなどが
好ましい。 本発明に使用される前記化合物は単独ないしは
複数混合した液体として、あるいはそれらの水溶
液として用いられる（以下これらを処理液と称す
る）。 本発明における浸透処理とは前記処理液中に予
め混練成形されたセメント製品を浸漬させる方法
（以下浸漬法と略称する）、処理液をセメント製品
表面に刷毛またはローラー等で塗布する方法（以
下刷毛法と略称する）、噴霧器により噴霧する方
法、あるいは加圧又は減圧により浸透させる方法
のいずれをも含むもので、これらの処理方法を採
用することによつてセメント製品の表層部に処理
液を十分に浸透させることができる。同一のセメ
ント製品について上記諸方法による浸透処理をし
た場合、諸方法間に若干の優劣が見られるが、実
用上いずれの方法を採用してもさしつかえなく、
作業環境や採算性を考慮していずれかを選択すれ
ばよい。 本発明の被処理物であるセメント製品とは一般
土木建築用として慣用の方法で混練成形されるモ
ルタル、コンクリート構造物のほか、例えばスレ
ート、パーライト板、木毛セメント板、けい酸カ
ルシウム板等のセメント二次製品をも含むもの
で、これらの製造上、形体上で限定されるもので
はない。 セメント製品の乾燥による収縮量はその種類や
使用箇所によつて相違し、その収縮許容限界も異
なる。したがつて本発明の実施による収縮量の低
減目標はそれぞれの成形体の使用目的に合わせて
必要なだけ乾燥収縮によるひび割れをしないよう
に処理工程の条件を設定するのが望ましい。例え
ば処理液の濃度、温度、圧力、処理時間等を予め
設計されたセメント製品の原料配合条件や打設養
生その他変動要因等を勘案の上適宜決めればよ
い。さらには本発明を実施する場合、セメント製
品の全表面を浸透処理する必要は必ずしもなく、
表面のうち水分蒸発する箇所を処理すれば足り
る。 本発明の実施に際しては土木建築の一般的施工
の場合、工場生産による二次製品製造の場合等セ
メント製品の製造プロセスの違いにより浸透処理
の可能な時期に相違があるので、次にこれらを分
けて説明する。 土木建築の一般的施工においては通常扱われる
セメント製品は施工性を考慮してその単位水量が
相当大きく設計されているためブリージング現象
を生じる。したがつてあまり早く浸透処理した場
合にはブリージング水の流出と共に処理液も排出
されセメント製品への処理液の歩留りを悪くす
る。そのため浸透処理する時期はブリージング水
が湧出し、次いでセメント製品内部に吸収し始め
る時期以降、望ましくは凝結始発時期以降に行な
うのが好適である。 次に比較的水・セメント比の小さいセメント二
次製品製造の場合は、例えば石綿スレートの場
合、その製造プロセス中において石綿等の混入し
たセメントスラリーを適当な厚さに抄造圧搾成形
する。その際強制的に混練水が絞り出される。こ
のようなセメント製品のプロセスにおいては製造
後に浸透処理するのが好ましいが、一般にセメン
ト二次製品の製造様式は多様であるから一律には
示せない。前後のプロセスを考慮して処理液のセ
メント製品への吸収量が最適になるよう浸透処理
する時期をきめる必要がある。 なお上記いずれのプロセスにおいても本発明を
実施する場合にはセメント製品は湿潤状態ないし
は若干乾燥が進行している程度のときが望まし
い。セメント製品が乾燥状態あるいは気中乾燥状
態になれば処理液の吸収量はそれぞれの状態に応
じて増大するが、すでに成形体の一部に非可逆的
乾燥収縮が進行し、ひび割れに至つていることも
あり、本発明を実施しても有効でない場合もある
ので、できるだけ成形体が湿潤状態ないしは乾燥
程度の低い状態を維持している間に浸透処理する
のが望ましい。 同一諸性状のセメント製品に前記一般式RO−
（−AO）−_oＨの化合物を含んだ処理液を浸透処理し
た際の化合物の吸収量が、増大するにつれて乾燥
収縮量は小さくなる。前記化合物の吸収量はセメ
ント製品のかさ比重と関連し、かさ比重が大きく
なるにしたがい小さくなる傾向にある。例えばか
さ比重0.5〜0.7のセメント製品では化合物は１m²
当り40ｇ以上、好ましくは80ｇ以上、かさ比重
1.5〜1.7であれば35ｇ／m²以上、好ましくは70
ｇ／m²以上、またかさ比重2.2〜2.5では30ｇ／m²
以上、好ましくは60ｇ／m²以上吸収させればよ
い。 前記吸収量のコントロールは浸透処理温度が20
℃前後で十分な処理時間をかければ浸透処理方法
に関係なく処理液中の化合物の濃度を調節するこ
とによつて可能である。すなわち飽水状態のセメ
ント製品の表面１m²当りの吸収量が設計され、こ
れに合わせて処理液濃度が決められる。浸透処理
時間としてはセメント製品が飽水状態であつても
長くても約２時間であらゆる濃度の処理液を必要
量セメント製品に浸透させることが可能である。 本発明に基づく浸透処理は複数回実施すること
により一層の乾燥収縮低減効果を発揮する。多く
の場合一旦製造されたセメント製品はほぼ半永久
的に使用されるが、本発明を実施した成形体であ
つても長期的曝露によつて徐々にではあるが、成
形体表層部にある処理液中の水分やその部位のセ
メント製品製造時の混練水が蒸発逸散し、その分
だけ成形体は乾燥収縮を起こす。この欠点を排除
するためには複数回浸透処理を実施するのが好ま
しい。すなわちセメント製品を製造したのち、乾
燥状態の進行ができるだけ少ない時点で、まず第
１回目の浸透処理を行なう。このセメント製品は
膨潤しその後再び収縮に向う。ある期間経過後、
第２回目の浸透処理を行なえば膨潤、収縮を繰返
す。さらにこの後第３回目、第４回目と浸透処理
を行なつて行けばその後に生じる収縮速度は鈍化
する。この理由はセメント製品表層部の細孔や毛
細管中の水分が蒸発逸散したあとの空間にその後
に行なわれる浸透処理による処理液が浸入し、こ
れを繰返すことによつて表層部の水分が前記化合
物によつて置換され、浸透処理の実施回数と共に
細孔中に濃縮されるためと思われる。すなわちセ
メント製品表層部における前記化合物量が増大
し、それにつれて収縮速度が小さくなり、究極的
には処理回数に応じたある一定の収縮量に収れん
する（第１図参照）。本発明における浸透処理は
回数を多くすれば上記現象、理由からそれだけ効
果は大きくなるが、回数を多くすれば手間とコス
トが大きくなるので経済的見地から適正な処理回
数は３回である。 さらに上記収縮量は浸透処理の回数のほかに、
処理間隔にも影響を受ける。セメント製品の乾燥
速度が大きくなるにつれ、非可逆的収縮量も増大
し、終局的には収縮量も大きくなる。したがつて
浸透処理間隔は24時間間隔程度が好ましい。 本発明の一般式RO（−AO）−_oＨの化合物を含む
液体をセメント製品表層部に凝結始発時期以降に
浸透させることにより、セメント製品の細孔、毛
細管に含まれる水分の蒸発逸散を防止し、その結
果セメント製品を長期にわたつて乾燥収縮から保
護することが明らかになつた。したがつてセメン
ト製品の打設時、さらにはその後において適宜本
発明を実施すればセメント製品の乾燥に基づくひ
び割れを抑止できるので本発明の工業的価値は極
めて大きい。 次に実施例により本発明をさらに具体的に説明
する。 実施例 １ セメント製品の浸透処理回数と収縮量 普通ポルトランドセメント、豊浦標準砂および
水を表１に示す割合で混練成形（４×４×16cm）
し４個の試料を作製した。これらのモルタル成形
体を24時間湿空養生し（20℃、相対湿度90％）、
脱型後６日間水中養生（20℃）した後基長を測定
した。

【表】 その後前記成形体を７日間20℃、相対湿度60％
の湿空中に放置した。しかるのちこの成形体を測
長し、20℃に保持したCH₃O（−C₂H₄O）−₃H液中
に２時間浸漬してから取出し、成形体表面の液を
直ちに拭きとり測長し再び前記湿空中に放置して
第１回の浸透処理を終了した。その後は７日間毎
に測長した。 ２番目の成形体試料は第１回の浸透処理後７日
間湿空中に放置した後第１回処理と同手順で測長
し、浸漬し、測長し、湿空中に放置することによ
り第２回の浸透処理を終了した。その後は７日間
毎に測長した。 さらに３番目の成形体試料は上記処理を３回行
なつた。 残りの成形体試料は本発明の浸透処理を何ら行
なわなかつたものである。 なお収縮量の測定はJISA1129の方法にしたが
つた。 得られた結果を第１図に示す。 以上の実験の結果、本発明を実施することによ
り、その後の収縮速度は鈍化し、大幅に収縮量が
改善されることが判明した。 実施例 ２ セメント製品の浸透処理間隔と収縮量 実施例１の材料を用いて基長測定までは同一手
順で行なつた後、20℃、相対湿度60％の湿空中に
１日間放置した。しかる後この成形体を測長し、
20℃に保持したCH₃O（−C₂H₄O）−₃H液中に２時
間浸漬してから取出し、成形体表面の液を直ちに
拭きとり測長し、再び上記湿空中に１日間放置し
た後上記浸透処理を施こした。 このように放置、処理を３回繰返した後は第２
図に示す間隔で測長し第２図の結果を得た。 実施例１の結果とを総合して浸透処理の間隔が
１日程度の短いときの方が終局的な収縮量が小さ
くなることがわかる。 実施例３〜９、比較例１〜３ 実施例１に準じてモルタル成形体を10個作製
し、湿空養生し、脱型後６日間水中養生（20℃）
したのち該成形体の基長を測定した。 しかるのち、20℃に保持した表２に示す各化合
物の液中に該成形体のそれぞれを２時間浸漬した
のち取り出し、直ちに該成形体表面の液を拭き取
つた。引続きそれぞれの成形体を20℃、相対湿度
60％中に６週間放置後測長し、収縮量を算出し、
得られた結果を表２に併記した。なお収縮量の測
定はJISA1129に従つた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の浸透処理による
収縮量を表わすグラフで、第１図は浸透処理回数
との関係、第２図は浸透処理間隔との関係を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 RO（−AO）−_oＨ （式中、Ｒは炭素数１〜７のアルキル基または炭
   素数５〜６のシクロアルキル基、Ａは炭素数２〜
   ３の１種または２種のアルキレン基、ｎは１〜10
   の整数である） で示される化合物を含む液体をセメント製品の表
   層部に浸透させることを特徴とするセメント製品
   の乾燥収縮低減方法。