JP7007682B2 - Surface protectant - Google Patents
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Description
本発明は、セメント系材料の表面を保護する表面保護剤に関する。 The present invention relates to a surface protectant that protects the surface of a cement-based material.
従来、セメント系材料の表面を保護する表面保護剤としては、シラン系表面保護剤及びケイ酸塩系表面保護剤が知られている。シラン系表面保護剤としては、例えば特許文献２に開示されるように、シラン化合物が加水分解及び脱水縮合されることで保護層を形成する。シラン系表面保護剤により形成された保護層は、シラン化合物の有する疎水性基に基づく撥水性によってセメント系材料への水の浸入を抑制する。
Conventionally, as a surface protectant for protecting the surface of a cement-based material, a silane-based surface protectant and a silicate-based surface protectant are known. As the silane-based surface protective agent, for example, as disclosed in
一方、ケイ酸塩系表面保護剤としては、例えば特許文献３に開示されるように、ケイ酸ナトリウム等のアルカリケイ酸塩（水ガラス）がゲル化されることで保護層を形成する。ケイ酸塩系表面保護剤により形成された保護層は、水に不溶なケイ酸系ゲルを含むことで、セメント系材料への水、気体等の劣化因子の侵入を抑制する。 On the other hand, as a silicate-based surface protective agent, for example, as disclosed in Patent Document 3, an alkaline silicate (water glass) such as sodium silicate is gelled to form a protective layer. The protective layer formed by the silicate-based surface protective agent contains a silicic acid-based gel that is insoluble in water, thereby suppressing the invasion of deterioration factors such as water and gas into the cement-based material.
以上のようにシラン系表面保護剤により得られる保護層は撥水性を有するため、セメント系材料への水の浸入を抑制するという観点では、シラン系表面保護剤がケイ酸塩系表面保護剤よりも有利である。これに対して、ケイ酸塩系表面保護剤は、セメント系材料の空隙を物理的に閉塞する効果が得られ易いため、水以外の物質の侵入を抑制するという観点では、ケイ酸塩系表面保護剤がシラン系表面保護剤よりも有利である。 As described above, since the protective layer obtained by the silane-based surface protectant has water repellency, the silane-based surface protectant is superior to the silicate-based surface protectant from the viewpoint of suppressing the infiltration of water into the cement-based material. Is also advantageous. On the other hand, the silicate-based surface protectant tends to have the effect of physically closing the voids of the cement-based material, and therefore, from the viewpoint of suppressing the invasion of substances other than water, the silicate-based surface. Protective agents are more advantageous than silane-based surface protectants.
ここで、各表面処理剤に含有する成分の特性を踏まえると、シラン化合物及びアルカリケイ酸塩のいずれも含有する表面保護剤によれば、セメント系材料への水の浸入を抑制し、かつセメント系材料への水以外の物質の侵入を抑制する効果が得られると考えられる。ところが、シラン化合物とアルカリケイ酸塩とは、相溶性や共存下での安定性に乏しいため、シラン化合物及びアルカリケイ酸塩のいずれも含有する表面保護剤の調製は困難であり、また表面保護剤中において各成分の安定性も得られ難くなる。そこで、シラン系表面保護剤及びケイ酸塩系表面保護剤を個別にセメント系材料に適用することも考えられる。この場合、一方の表面保護剤を適用したセメント系材料に対して他方の表面保護剤を適用するタイミングについて、例えば一方の表面保護剤の反応速度に応じて設定することになる。こうした反応速度は、表面保護剤を適用する温度等の環境やセメント系材料の表面状態に影響される。このため、各表面保護剤を別々に適用する作業は、上記タイミングの設定等によって煩雑になるおそれや、相溶性や共存下での安定性が乏しい成分を同時に適用することで、形成される保護層の物性がばらつくおそれがある。 Here, considering the characteristics of the components contained in each surface treatment agent, the surface protectant containing both the silane compound and the alkaline silicate suppresses the infiltration of water into the cement-based material and cement. It is considered that the effect of suppressing the invasion of substances other than water into the system material can be obtained. However, since the silane compound and the alkaline silicate have poor compatibility and stability in the coexistence, it is difficult to prepare a surface protectant containing both the silane compound and the alkaline silicate, and the surface protection is also possible. It becomes difficult to obtain the stability of each component in the agent. Therefore, it is conceivable to individually apply a silane-based surface protectant and a silicate-based surface protectant to cement-based materials. In this case, the timing of applying the other surface protectant to the cement-based material to which one surface protectant is applied is set according to, for example, the reaction rate of one surface protectant. Such a reaction rate is affected by the environment such as the temperature at which the surface protective agent is applied and the surface condition of the cement-based material. For this reason, the work of applying each surface protective agent separately may be complicated due to the above timing setting, etc., and the protection formed by simultaneously applying components having poor compatibility or stability in coexistence. The physical properties of the layers may vary.
以上のように、シラン化合物及びアルカリケイ酸塩を用いた場合、セメント系材料への水分の浸入を抑制し、かつセメント系材料への水以外の物質の侵入を抑制する効果を高めることは困難であった。 As described above, when a silane compound and an alkaline silicate are used, it is difficult to enhance the effect of suppressing the infiltration of water into the cement-based material and suppressing the invasion of substances other than water into the cement-based material. Met.
上記のような課題に対応するため、特許文献３に示すようなシラン化合物と脂肪酸又はその塩とを含有する表面保護剤が提案されている。しかし、セメント系材料が摩耗等により表面が消失してしまった場合でも、消失層よりも深く表面保護剤を浸透させることにより、セメント系材料への水分及び水以外の物質の侵入を抑制する技術の登場が待たれていた。 In order to cope with the above problems, a surface protective agent containing a silane compound and a fatty acid or a salt thereof as shown in Patent Document 3 has been proposed. However, even if the surface of the cement-based material disappears due to wear, etc., a technology that suppresses the intrusion of water and substances other than water into the cement-based material by infiltrating the surface protective agent deeper than the disappearing layer. Was waiting for the appearance of.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セメント系材料への水分の浸入を抑制し、かつセメント系材料への水以外の物質の侵入を抑制する効果を高めるとともに、表面保護剤のセメント系材料への浸透性を高めることができる表面保護剤を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress the infiltration of water into a cement-based material and to enhance the effect of suppressing the invasion of substances other than water into the cement-based material. The present invention is to provide a surface protective agent capable of enhancing the permeability of the surface protective agent into a cement-based material.
本発明者らは、表面保護剤に含有させる成分によって、撥水性という化学的な作用に加えて、セメント系材料の空隙を閉塞するという物理的な作用も発揮させることに着目した。そして、本発明者らは、表面保護剤に含有させる表面保護成分として、化学的な作用を発揮するシラン化合物に加えて、脂肪酸又はその塩を含有させることで、物理的作用を発揮させることが可能であることに着目するとともに、さらに脂肪酸アマイドを含有させることにより、上記課題を解決した。 The present inventors have focused on the fact that the component contained in the surface protective agent exerts not only the chemical action of water repellency but also the physical action of closing the voids of the cement-based material. Then, the present inventors can exert a physical action by containing a fatty acid or a salt thereof in addition to a silane compound which exerts a chemical action as a surface protection component contained in the surface protectant. The above problem was solved by paying attention to the possibility and further containing the fatty acid amide.
上記課題を解決する表面保護剤は、セメント系材料の表面に適用される表面保護剤であって、該表面保護剤が（１）シラン化合物と、（２）脂肪酸又はその塩と、（３）脂肪酸アマイドとを含有し、前記脂肪酸又はその塩の表面保護剤における含有量が０．５質量％以上であるとともに、セメント系材料の表面に適用した後にイオン交換により固化し得るものである。
上記表面保護剤では、シリコーンオイルにより分散されていることが好ましい。
The surface protectant that solves the above problems is a surface protectant applied to the surface of a cement-based material, and the surface protectant is (1) a silane compound, (2) a fatty acid or a salt thereof, and (3). It contains fatty acid amide, and the content of the fatty acid or a salt thereof in the surface protective agent is 0.5% by mass or more, and can be solidified by ion exchange after being applied to the surface of a cement-based material.
The surface protectant is preferably dispersed with silicone oil.
本発明によれば、セメント系材料への水分の浸入を抑制し、かつセメント系材料への水以外の物質の侵入を抑制する効果を高めるとともに、セメント系材料に対する浸透性を高めることが容易となる。 According to the present invention, it is easy to suppress the infiltration of water into the cement-based material, enhance the effect of suppressing the invasion of substances other than water into the cement-based material, and enhance the permeability to the cement-based material. Become.
以下、本発明の表面保護剤の実施形態について説明する。
本発明の表面保護剤は、（１）シラン化合物と、（２）脂肪酸又はその塩と、（３）脂肪酸アマイドとを含有する。
Hereinafter, embodiments of the surface protective agent of the present invention will be described.
The surface protectant of the present invention contains (1) a silane compound, (2) a fatty acid or a salt thereof, and (3) a fatty acid amide.
前記シラン化合物は、加水分解及び脱水縮合されることで、撥水性を有する保護層を形成する。
シラン化合物は、疎水性基と加水分解性基とを有する。疎水性基は、非加水分解性を有し、セメント系材料に撥水性を付与する。加水分解性基は、膜の形成やセメント系材料への結合に寄与する。
The silane compound is hydrolyzed and dehydrated and condensed to form a water-repellent protective layer.
The silane compound has a hydrophobic group and a hydrolyzable group. Hydrophobic groups are non-hydrolyzable and impart water repellency to cement-based materials. Hydrolytic groups contribute to film formation and binding to cement-based materials.
前記シラン化合物としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物、及び下記一般式（１）で表される化合物の縮合物であるオリゴマーが挙げられる。オリゴマーとしては、例えば２量体から１０量体の範囲のものが好ましい。 Examples of the silane compound include a compound represented by the following general formula (1) and an oligomer which is a condensate of the compound represented by the following general formula (1). As the oligomer, for example, those in the range of a dimer to a tetramer are preferable.
Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４－ｎ ・・・（１）
一般式（１）中、Ｒ１は、炭素数１～３０のアルキル基、置換アルキル基又はアリール基を示し、Ｒ２は炭素数１～６のアルキル基を示す。ｎは１又は２である。ｎが２の場合、Ｒ１は互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。Ｒ２は互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
R 1 nSi (OR 2 ) 4-n ... (1)
In the general formula (1), R 1 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted alkyl group or an aryl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. n is 1 or 2. When n is 2, R 1 may be the same as each other or may be different from each other. R2 may be the same as each other or may be different from each other.
Ｒ１で示されるアルキル基は、分岐鎖を有していてもよいし、環状構造を有していてもよい。
Ｒ１で示される置換アルキル基としては、例えば、ハロゲン化アルキル基及び芳香族置換アルキル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、アルキル基のフッ素化物、塩素化物及び臭素化物が挙げられる。芳香族置換アルキル基としては、例えば、ベンジル基及びハロゲン置換ベンジル基が挙げられる。
The alkyl group represented by R 1 may have a branched chain or a cyclic structure.
Examples of the substituted alkyl group represented by R 1 include a halogenated alkyl group and an aromatic substituted alkyl group. Examples of the alkyl halide group include fluorinated, chlorinated and brominated alkyl groups. Examples of the aromatic substituted alkyl group include a benzyl group and a halogen substituted benzyl group.
Ｒ１で示されるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、メシチル基及びナフチル基が挙げられる。Ｒ２で示されるアルキル基は、分岐鎖を有していてもよい。
シラン化合物は、一種又は二種以上を用いることができる。
Examples of the aryl group represented by R 1 include a phenyl group, a tolyl group, a mesitylene group and a naphthyl group. The alkyl group represented by R2 may have a branched chain.
As the silane compound, one kind or two or more kinds can be used.
表面保護剤中におけるシラン化合物の含有量は、好ましくは１～９５質量％であり、より好ましくは１～９０質量％である。
脂肪酸又はその塩は、イオン交換により固化し得るものである。脂肪酸又はその塩としては、例えば炭素数が１０～３０のものが好ましい。脂肪酸又はその塩は、飽和であってもよいし、不飽和であってもよい。また、脂肪酸又はその塩は、直鎖であってもよいし、分岐鎖を含んでいてもよい。脂肪酸の塩としては、例えばカリウム塩、ナトリウム塩及びアンモニウム塩が挙げられる。
The content of the silane compound in the surface protective agent is preferably 1 to 95% by mass, more preferably 1 to 90% by mass.
Fatty acids or salts thereof can be solidified by ion exchange. As the fatty acid or a salt thereof, for example, one having 10 to 30 carbon atoms is preferable. The fatty acid or a salt thereof may be saturated or unsaturated. Further, the fatty acid or a salt thereof may be linear or may contain a branched chain. Examples of the fatty acid salt include potassium salt, sodium salt and ammonium salt.
前記脂肪酸又はその塩は、一種又は二種以上を用いることができる。
表面保護剤中における脂肪酸又はその塩の含有量は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。表面保護剤中における脂肪酸又はその塩の含有量は、好ましくは５０質量％以下である。
As the fatty acid or a salt thereof, one kind or two or more kinds can be used.
The content of the fatty acid or a salt thereof in the surface protective agent is preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 1% by mass or more. The content of the fatty acid or a salt thereof in the surface protectant is preferably 50% by mass or less.
前記脂肪酸アマイドは表面保護剤中の溶媒を吸収して揮発を抑制することにより、シラン化合物及び脂肪酸又はその塩がセメント系材料中に浸透するための十分な時間を確保する作用がある。この作用により、シラン化合物及び脂肪酸又はその塩をセメント系材料中により深く浸透させることができるため、セメント系材料が摩耗等により表面が消失してしまった場合でも、消失層よりも深く表面保護剤を浸透しているため、セメント系材料への水分及び水以外の物質の侵入を抑制することができる。 The fatty acid amide has an effect of absorbing a solvent in a surface protective agent and suppressing volatilization, thereby ensuring a sufficient time for the silane compound and the fatty acid or a salt thereof to permeate into the cement-based material. By this action, the silane compound and the fatty acid or its salt can be penetrated deeper into the cement-based material, so that even if the surface of the cement-based material disappears due to wear or the like, the surface protective agent is deeper than the disappearing layer. It is possible to suppress the invasion of water and substances other than water into the cement-based material.
前記脂肪酸アマイドとしては例えば、飽和脂肪酸アマイド、不飽和脂肪酸アマイド、置換アマイド、メチロールアマイド、飽和脂肪酸ビスアマイド、不飽和脂肪酸ビスアマイド、脂肪酸エステルアマイド等が挙げられる。飽和脂肪酸アマイドとしては例えば、ラウリン酸アマイド（融点87℃）、パルチミン酸アマイド（融点100℃）、ステアリン酸アマイド（融点101℃）、ヒドロキシステアリン酸アマイド（融点107℃）等、不飽和脂肪酸アマイドとしては例えば、オレイン酸アマイド（融点75℃）、エルカ酸アマイド（融点81℃）等、置換アマイドとしては、Ｎ－ステアリルステアリン酸アマイド（融点95℃）、Ｎ－ステアリルオレイン酸アマイド（融点67℃）、Ｎ－オレイルステアリン酸アマイド（融点74℃）、Ｎ－ステアリルエルカ酸アマイド（融点69℃）等、メチロールアマイドとしてはたとえば、メチロールステアリン酸アマイド（融点110℃）等、飽和脂肪酸ビスアマイドとしては、メチレンビスステアリン酸アマイド（融点142℃）、エチレンビスカプリン酸アマイド（融点161℃）、エチレンビスラウリン酸アマイド（融点157℃）、エチレンビスステアリン酸アマイド（融点145℃）、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド
(融点145℃)、エチレンビスベヘン酸アマイド（融点142℃）、ヘキサメチレンビスステアリン酸アマイド（融点140℃）、ヘキサメチレンビスベヘン酸アマイド(融点142℃)、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アマイド（融点135℃）、Ｎ，Ｎ‘－ジステアリルアジピン酸アマイド（融点141℃）等、不飽和脂肪酸ビスアマイドとしては例えば、エチレンビスオレイン酸アマイド（融点119℃）、エチレンビスエルカ酸アマイド（融点120℃）、ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド（融点110℃）、Ｎ，Ｎ’－ジオレイルアジピン酸アマイド（融点118℃）、Ｎ，Ｎ‘－ジオレイルセバシン酸アマイド（融点113℃）等、脂肪酸エステルアマイドとしては例えば、ステアロアミドエチルステアレート（融点82℃）等が挙げられる。
Examples of the fatty acid amide include saturated fatty acid amide, unsaturated fatty acid amide, substituted amide, methylol amide, saturated fatty acid bisamide, unsaturated fatty acid bisamide, and fatty acid ester amide. Examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide (melting point 87 ° C), partimate amide (melting point 100 ℃), stearic acid amide (melting point 101 ℃), hydroxystearic acid amide (melting point 107 ℃), and the like as unsaturated fatty acid amide. For example, oleic acid amide (melting point 75 ° C.), erucic acid amide (melting point 81 ° C.), etc. , N-oleyl stearic acid amide (melting point 74 ° C), N-stearyl erucate amide (melting point 69 ° C), etc. As methylol amide, for example, methylol stearic acid amide (melting point 110 ° C), etc. Bistearic acid amide (melting point 142 ° C), ethylene biscapric acid amide (melting point 161 ° C), ethylene bislauric acid amide (melting point 157 ° C), ethylene bisstearic acid amide (melting point 145 ° C), ethylene bishydroxystearic acid amide
(Melting point 145 ° C), ethylene bisbehenic acid amide (melting point 142 ℃), hexamethylene bisstearic acid amide (melting point 140 ℃), hexamethylene bisbehenic acid amide (melting point 142 ℃), hexamethylene hydroxystearic acid amide (melting point 135 ℃) ℃), N, N'-distearyladipate amide (melting point 141 ℃), etc. Examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylenebisoleic acid amide (melting point 119 ℃), ethylenebis erucate amide (melting point 120 ℃), and the like. As fatty acid ester amides such as hexamethylenebisoleic acid amide (melting point 110 ° C), N, N'-diorail adipic acid amide (melting point 118 ° C), N, N'-diorail behenic acid amide (melting point 113 ° C), etc. For example, stearoamide ethyl stearate (melting point 82 ° C.) and the like can be mentioned.
前記脂肪酸アマイドの表面保護剤における含有量は０．１～０．５質量％であることが好ましい。この範囲にあるとき脂肪酸アマイドによる表面保護剤の溶媒の揮発抑制効果に優れる。特に溶媒がシリコーンオイルであるときにより優れている。 The content of the fatty acid amide in the surface protective agent is preferably 0.1 to 0.5% by mass. When it is in this range, the effect of suppressing the volatilization of the solvent of the surface protectant by the fatty acid amide is excellent. Especially when the solvent is silicone oil.
前記シラン化合物、脂肪酸又はその塩及び脂肪酸アマイドは、溶液又は液滴の状態で表面保護剤中に含有される。すなわち、シラン化合物、脂肪酸又はその塩及び脂肪酸アマイドは、表面保護剤中において溶媒に溶解された状態、又は液状の分散媒中に液滴として分散された状態（エマルション）で存在する。このように表面保護剤は、シラン化合物、脂肪酸又はその塩及び脂肪酸アマイドのいずれも溶媒に溶解された溶液、又は、シラン化合物、脂肪酸又はその塩及び脂肪酸アマイドの少なくとも一つが液滴として分散された分散液とされる。 The silane compound, fatty acid or salt thereof and fatty acid amide are contained in the surface protective agent in the form of a solution or droplets. That is, the silane compound, the fatty acid or a salt thereof, and the fatty acid amide exist in a state of being dissolved in a solvent in a surface protective agent or in a state of being dispersed as droplets in a liquid dispersion medium (emulsion). As described above, the surface protectant is a solution in which any of the silane compound, the fatty acid or a salt thereof and the fatty acid amide is dissolved in a solvent, or at least one of the silane compound, the fatty acid or the salt thereof and the fatty acid amide is dispersed as droplets. It is a dispersion.
溶媒及び分散媒は、例えば、シラン化合物、脂肪酸又はその塩及び脂肪酸アマイドの溶解性又は分散安定性に応じて選択することができる。溶媒及び分散媒としては、例えば、水、アルコール、シリコーンオイル、ケトン、エステル、エーテル、トルエン、キシレン、ヘキサン、イソドデカン、及びケロシンが挙げられる。溶媒及び分散媒は、一種又は二種以上を用いることができる。これらのうち、シリコーンオイルを用いることが好ましい。シリコーンオイルを用いることにより表面保護剤中の溶媒の揮発を最適に調整することができる。 The solvent and dispersion medium can be selected, for example, depending on the solubility or dispersion stability of the silane compound, the fatty acid or a salt thereof, and the fatty acid amide. Examples of the solvent and dispersion medium include water, alcohol, silicone oil, ketone, ester, ether, toluene, xylene, hexane, isododecane, and kerosene. As the solvent and the dispersion medium, one kind or two or more kinds can be used. Of these, it is preferable to use silicone oil. By using silicone oil, the volatilization of the solvent in the surface protectant can be optimally adjusted.
表面保護剤中には、表面保護成分の溶解性又は分散性を高めるために、各種界面活性剤を含有させてもよい。
表面保護剤には、必要に応じて、例えば、着色剤、緩衝剤、防腐剤、及び消泡剤を含有させることもできる。
Various surfactants may be contained in the surface protective agent in order to enhance the solubility or dispersibility of the surface protective component.
If necessary, the surface protectant may contain, for example, a colorant, a buffer, a preservative, and an antifoaming agent.
表面保護剤は、撹拌機又は分散機を用いて調製することができる。
次に、上記表面保護剤のセメント系材料への適用について作用とともに説明する。
表面保護剤は、例えば、刷毛、ローラー、又はスプレーを用いる塗布法や含浸法を用いてセメント系材料に適用される。表面保護剤は、セメント系材料の表面（外面）の一部に適用されてもよいし、全体に適用されてもよい。
The surface protectant can be prepared using a stirrer or a disperser.
Next, the application of the surface protective agent to cement-based materials will be described together with the action.
The surface protectant is applied to cement-based materials using, for example, a coating method using a brush, a roller, or a spray, or an impregnation method. The surface protective agent may be applied to a part of the surface (outer surface) of the cement-based material, or may be applied to the whole surface.
セメント系材料に適用されたシラン化合物は、撥水性を有する保護層を形成する。セメント系材料に適用された脂肪酸又はその塩は、脂肪酸又はその塩の有する炭化水素基をＲ３で表し、セメント系材料に存在するイオンをＸｎ＋（但し、ｎは１又は２である）で表した場合、例えば、以下に示す反応式によりイオン交換されることで固化する。 The silane compound applied to the cement-based material forms a protective layer having water repellency. In the fatty acid or its salt applied to the cement-based material, the hydrocarbon group of the fatty acid or its salt is represented by R3, and the ion present in the cement-based material is represented by Xn + (where n is 1 or 2). In this case, for example, it is solidified by ion exchange according to the reaction formula shown below.
ｎ（Ｒ３－ＣＯＯ－）＋Ｘｎ＋ → （Ｒ３－ＣＯＯ）ｎＸ
脂肪酸又はその塩から生成した固化物は、金属石鹸である。この固化物がセメント系材料の空隙を閉塞することで、セメント系材料への水及び水以外の物質の侵入を抑制する。水以外の物質は、例えば、セメント系材料やセメント系材料を含む材料の劣化因子になり得る物質であって、各種気体や各種液状体が挙げられる。
n (R3-COO-) + Xn + → (R3-COO) nX
The solidified product produced from the fatty acid or its salt is a metal soap. This solidified substance closes the voids of the cement-based material, thereby suppressing the invasion of water and substances other than water into the cement-based material. The substance other than water is, for example, a substance that can be a deterioration factor of a cement-based material or a material including a cement-based material, and examples thereof include various gases and various liquids.
脂肪酸又はその塩を固化させるイオン、すなわち脂肪酸又はその塩とのイオン交換により金属石鹸を生成させるイオンとしては、例えば、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、リチウムイオン（Ｌｉ＋）、及びバリウムイオン（Ｂａ２＋）が挙げられる。 The ions that solidify the fatty acid or its salt, that is, the ions that generate metal soap by ion exchange with the fatty acid or its salt, include, for example, calcium ion (Ca2 +), magnesium ion (Mg2 +), lithium ion (Li +), and barium. Ions (Ba2 +) can be mentioned.
上述した表面保護剤のセメント系材料への適用に際して、セメント系材料に脂肪酸又はその塩を固化させるイオンが十分に存在しない場合には、固化促進剤を用いることが好ましい。また、セメント系材料に脂肪酸又はその塩を固化させるイオンが存在しない場合は、固化促進剤が用いられる。固化促進剤には、脂肪酸又はその塩を固化させるイオンが含有される。 When the above-mentioned surface protective agent is applied to a cement-based material, it is preferable to use a solidification accelerator when the cement-based material does not have sufficient ions for solidifying a fatty acid or a salt thereof. If the cement-based material does not contain ions that solidify the fatty acid or its salt, a solidification accelerator is used. The solidification accelerator contains ions that solidify the fatty acid or a salt thereof.
固化促進剤は、例えば、上記イオンの水酸化物を溶媒に溶解させることで調製される。溶媒としては、例えば、水、アルコール等の水性溶媒が挙げられる。溶媒は、一種又は二種以上を用いることができる。固化促進剤中における上記イオンの含有量は、水酸化物に換算した含有量において、０．１～３０質量％が好ましい。 The solidification accelerator is prepared, for example, by dissolving the hydroxide of the above ions in a solvent. Examples of the solvent include aqueous solvents such as water and alcohol. As the solvent, one kind or two or more kinds can be used. The content of the ions in the solidification accelerator is preferably 0.1 to 30% by mass in terms of the content in terms of hydroxide.
固化促進剤を用いてセメント系材料の表面を保護する表面保護工法は、固化促進剤を前記セメント系材料に適用する工程と、表面保護剤をセメント系材料に適用する工程とを含む。すなわち、固化促進剤は、上記表面保護剤が適用されたセメント系材料に適用されてもよいし、上記表面保護剤を適用する前のセメント系材料に適用されてもよい。さらに、固化促進剤は、表面保護剤と同時にセメント系材料に適用されてもよい。 The surface protection method for protecting the surface of a cement-based material using a solidification accelerator includes a step of applying a solidification accelerator to the cement-based material and a step of applying a surface protectant to the cement-based material. That is, the solidification accelerator may be applied to the cement-based material to which the surface-protecting agent has been applied, or may be applied to the cement-based material to which the surface-protecting agent has not been applied. Further, the solidification accelerator may be applied to the cement-based material at the same time as the surface protective agent.
固化促進剤は、例えば、刷毛、ローラー、又はスプレーを用いる塗布法や含浸法を用いてセメント系材料に適用される。
セメント系材料としては、例えば、モルタル、コンクリート等、セメント系材料と他の無機材料との複合材料等が挙げられる。
The solidification accelerator is applied to cement-based materials using, for example, a coating method using a brush, a roller, or a spray, or an impregnation method.
Examples of the cement-based material include a composite material of a cement-based material and another inorganic material such as mortar and concrete.
ここで、鋼材が内部に配置されるセメント系構造物（例えば、コンクリート構造物）は、大気中の二酸化炭素の侵入により中性化されると、鋼材の腐食を招くことになる。この中性化は、水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応し、炭酸カルシウムに変化することが主要因である。この点、セメント系構造物に対して表面保護剤を適用することは、特に有利である。すなわち、セメント系構造物に表面保護剤を適用することで、脂肪酸又はその塩がセメント系構造物に存在するカルシウムイオンとのイオン交換によって固化される。脂肪酸又はその塩から生成した固化物により、セメント系構造物の空隙が閉塞されることで、セメント系構造物への二酸化炭素の侵入が抑制される。これにより、セメント系構造物の中性化が抑制されるため、鋼材の腐食を抑制することが可能である。 Here, when the cement-based structure (for example, a concrete structure) in which the steel material is arranged is neutralized by the invasion of carbon dioxide in the atmosphere, the steel material is corroded. The main reason for this neutralization is that calcium hydroxide reacts with carbon dioxide and changes to calcium carbonate. In this respect, it is particularly advantageous to apply a surface protective agent to cement-based structures. That is, by applying a surface protective agent to a cement-based structure, the fatty acid or a salt thereof is solidified by ion exchange with calcium ions present in the cement-based structure. The solidified product produced from the fatty acid or a salt thereof closes the voids in the cement-based structure, thereby suppressing the invasion of carbon dioxide into the cement-based structure. As a result, the neutralization of the cement-based structure is suppressed, so that it is possible to suppress the corrosion of the steel material.
なお、上述した表面保護工法は、セメント系材料を含む構造物に適用する以外に、セメント系材料を含む製品の製造工程や加工工程においても適用することができる。 The above-mentioned surface protection method can be applied not only to the structure containing the cement-based material but also to the manufacturing process and the processing process of the product containing the cement-based material.
以下、実施例を基に本発明の効果を説明する。
表１に示す組成の表面保護剤を調整し、土木学会規格：表面含浸材の試験方法（案）ＪＳＣＥ－Ｋ５７１－２０１３に従って評価を行った。
まず初めに、普通ポルトランドセメント１０００質量部、珪砂３０００質量部、水５００質量部をモルタルミキサーを用いて混合し、寸法１００×１００×４００ｍｍの鋼製型枠に流し込んで成型して、２３℃５０Ｒｈ％の環境下で２８日間養生した。続いて、外観観察試験にあっては、成型物を５０ｍｍ幅で切断して１００×１００×５０ｍｍの大きさとして試験用基板とし、含浸深さ試験にあっては、成型物を１００ｍｍ幅で切断して１００×１００×１００ｍｍの大きさとして試験用基板とした。
Hereinafter, the effects of the present invention will be described based on examples.
The surface protective agent having the composition shown in Table 1 was adjusted and evaluated according to the Japan Society of Civil Engineers Standard: Test Method for Surface Impregnated Material (Draft) JSCE-K571-2013.
First, 1000 parts by mass of ordinary Portland cement, 3000 parts by mass of silica sand, and 500 parts by mass of water are mixed using a mortar mixer, poured into a steel mold having dimensions of 100 x 100 x 400 mm, molded, and molded at 23 ° C. 50Rh. Cured for 28 days under the environment of%. Subsequently, in the appearance observation test, the molded product was cut into a width of 50 mm to form a test substrate having a size of 100 × 100 × 50 mm, and in the impregnation depth test, the molded product was cut into a width of 100 mm. Then, a test substrate having a size of 100 × 100 × 100 mm was used.
続いて、試験用基板の側面（切断面を除く４面）にシリコーン樹脂製シーリング材（製品名「ＰＯＳシールＬＭ」、セメダイン社製）を塗りつけて２４時間放置し、切断面に表１に示す表面保護剤を塗付量２００ｇ／ｍ２で刷毛塗りして２３℃５０Ｒｈ％の環境下で１４日間静置して試験体とした。また、比較対象として表面保護剤を塗付していない試験体（原状試験体）も作製した。 Subsequently, a silicone resin sealing material (product name "POS Seal LM", manufactured by Semedyne) was applied to the side surfaces (4 surfaces excluding the cut surface) of the test substrate and left for 24 hours, and the cut surface is shown in Table 1. A surface protective agent was applied with a brush at an application amount of 200 g / m 2 , and the test piece was allowed to stand in an environment of 23 ° C. and 50 Rh% for 14 days to prepare a test piece. In addition, a test body (original test body) to which no surface protective agent was applied was also prepared for comparison.
外観観察試験として、晴天時に屋外で、試験体の切断面（表面保護剤を塗付した面）と原状試験体の切断面とを比較し、表面保護剤の塗付による外観変化（色調及び光沢）の有無を目視観察した。試験の結果、原状試験体の切断面と表面保護剤の塗付面とに差異がない場合〇、色調又は光沢にわずかに差異がみられる場合を△、色調又は光沢に著しい差異がみられる場合を×とした。 As an appearance observation test, the cut surface of the test piece (the surface coated with the surface protective agent) is compared with the cut surface of the original test piece outdoors in fine weather, and the appearance change (color tone and gloss) due to the application of the surface protective agent is performed. ) Was visually observed. As a result of the test, if there is no difference between the cut surface of the original test piece and the surface coated with the surface protectant 〇, if there is a slight difference in color tone or gloss, △, if there is a significant difference in color tone or gloss. Was set to x.
含浸深さ試験として、試験体の切断面に対して垂直に２分割して割裂させた後、水に１分間浸漬して取り出した。割裂面１は図１に示すように、吸水により変色している帯域２と撥水している帯域３とがあるが、このうち、撥水している帯域３の幅を測定し、含浸深さとした。含浸深さの測定位置は、試験体の割裂面１の中心およびその中心から２５ｍｍ離れた位置の３箇所とし、対面する割裂面１で合計６箇所の含浸深さをノギスを用いて０．１ｍｍ単位で測定しその平均値を測定した。
As an impregnation depth test, the test piece was divided into two parts perpendicular to the cut surface of the test piece and split, and then immersed in water for 1 minute and taken out. As shown in FIG. 1, the
また、吸水率の試験として、表１の表面保護剤をモルタル片（寸法：４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ）の外面全体に刷毛を用いて塗布した後、２週間養生した。次に、このモルタル片の質量（吸水前の質量：Ｍ１）を測定した後に、水中に１日間浸漬した。続いて、水中からモルタル片を取り出し、表面の水を拭き取った後に、モルタル片の質量（吸水後の質量：Ｍ２）を測定した。 In addition, as a test of water absorption rate, the surface protective agent shown in Table 1 was applied to the entire outer surface of the mortar piece (dimensions: 40 mm × 40 mm × 160 mm) using a brush, and then cured for 2 weeks. Next, after measuring the mass of this mortar piece (mass before water absorption: M1), it was immersed in water for one day. Subsequently, the mortar piece was taken out from the water, the water on the surface was wiped off, and then the mass of the mortar piece (mass after water absorption: M2) was measured.
Ｍ１とＭ２とを下記式に代入して、１日間の浸漬による吸水率を算出した。
吸水率（％）＝（Ｍ２－Ｍ１）／Ｍ１×１００
実施例２～５及び比較例１の表面保護剤についても、実施例１と同様に吸水率を算出した。
By substituting M1 and M2 into the following formula, the water absorption rate by immersion for one day was calculated.
Water absorption rate (%) = (M2-M1) / M1 × 100
For the surface protective agents of Examples 2 to 5 and Comparative Example 1, the water absorption rate was calculated in the same manner as in Example 1.
これらの試験の結果を表１に併記する。 The results of these tests are also shown in Table 1.
１…試験体の割裂面
２…吸水により変色している帯域
３…撥水している帯域
1 ... Split surface of the
Claims (2)
The surface protective agent according to claim 1, wherein the surface protective agent is dispersed by silicone oil.
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