JPH04175279A - 硬化コンクリートの劣化を防止する方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、含有する塩分および／またはアルカリ骨材
反応を起こす骨材に起因して硬化コンクリートが劣化す
るのを防止する方法に関する。より詳しくは、塩分を含
有するコンクリート中で鋼材が腐食するのを阻止したり
、アルカリ骨材反応を起こす骨材を含有するコンクリー
ト中で同反応が起こるのを抑制することによって、硬化
コンクリートの劣化を防止する方法に関する。

〔従来の技術〕

セメント、モルタノへコンクリート等の硬化物は、自然
環境下に徐々に表面から劣化が進行することはよく知ら
れている。特に腐食性金属材料が埋め込まれた、例えば
鉄筋コンクリート等セメント系材料では、上記劣化が進
行すると内部の金属材料に錆が発生し、コンクリートに
クラックが生じるに至る。また、アルカリ骨材反応を起
こす骨材が配合されたコンクリートでは、アルカリ骨材
反応の進行につれて、コンクリートの組成である骨材の
膨張が起こり、やはりコンクリートにクラックが生じる
。

上記のようなセメント系材料の劣化を防ぎ、また劣化し
たセメント系材料を補修する方法として、特開平１−１
０３９７０号公報には、セメント重量に対し０，１から
２５％の亜硝酸リチウムを添加したセメント組成物で硬
化コンクリート表面を被覆する方法が記載されている。

この方法によれば、硬化コンクリートの表面層に被覆さ
れた組成物から、亜硝酸リチウムが長時間にわたって徐
々に硬化コンクリート中の内部まで深く浸透含浸しコン
クリート内に埋め込まれた鋼材の腐食を防止するととも
に、アルカリ骨材反応が抑制される。併せて、セメント
ペーストまたは、モルタルにより欠損部の埋め戻しと表
面からの劣化の進行が抑制される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の亜硝酸リチウムを配合したセメント組成物で硬化
コンクリート表面を被覆する方法は、上記のような優れ
た劣化防止機能を示すものの、被覆層が外部から吸水し
て水分が内部に侵入すると、鋼材の腐食およびアルカリ
骨材反応を助長する作用を及ぼすので、上記の劣化防止
性が十分に活用されない難点があった。また、一部の亜
硝酸リチウムは雨水などに溶けて流出するのでその劣化
防止効果は長期間持続するとは言い難い。

本発明の目的は、硬化コンクリートの吸水を阻止し、鋼
材の腐食およびアルカリ骨材反応に起因する硬化コンク
リートの劣化防止効果を高めるとともに、その効果を長
期間持続せしめ、且つ強度の高いセメント系被覆層を形
成することができる硬化コンクリートの劣化防止工法を
提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、塩分および／またはアルカリ骨材反応を
起こす骨材を含有する硬化コンクリートの表面を、セメ
ント（乾燥重量に基づき）に対し、亜硝酸リチウムを１
〜２５重量％、ポリプロピレンヲ０．１〜１５重量％配
合してなるセメントペースト、モルタルまたはコンクリ
ート、または亜硝酸リチウムを１〜２５重量％、ポリプ
ロピレンを０．１〜５重量％、およびアスファルトを０
．５〜１０重量％配合してなるセメントペースト、モル
タルまたはコンクリートで被覆することによって達成さ
れる。

別法として、上記の割合で亜硝酸リチウムとポリプロピ
レンと必要に応じてアスファルトとを含有する組成物を
、コンクリート中のセメント重量に基づき０．０５〜８
重量％来硬化コンクリート組成物中へ配合し、該コンク
リートを硬化せしめることによって達成される。

さらに、他の別法として、硬化コンクリートの表面を、
被覆用組成物重量に基づき、亜硝酸リチウムを１〜２５
重量％、ポリプロピレンを０．１〜１２重量％、アスフ
ァルトを１〜２５重量％およびアクリル樹脂を１〜２５
重量％含有する水性分散液からなる被覆用組成物で被覆
することによって達成される。

本発明において被覆用組成物が適用される硬化コンクリ
ートは、劣化の進行前のもの、既に劣化の起こったもの
のいずれであってもよい。特に鉄筋コンクリート、鉄骨
コンクリート等のように鋼材その他の腐食性金属材料が
埋め込まれたコンクリート、また、アルカリ骨材反応を
起こす骨材が配合されたコンクリート等は好適例である
。

本発明に用いられるセメントペースト、モルタル、コン
クリートなどの被覆用組成物は、セメント、細骨材、粗
骨材を配合したものに亜硝酸リチウムの水溶液、ポリプ
ロピレンの水性分散液、所望ならばさらにアスファルト
と、必要量の水を添加することにより、容易に調製でき
る。

亜硝酸リチウムの配合量は、セメントペースト、モルタ
ルまたはコンクリートからなる被覆用組成物中のセメン
ト乾燥重量に基づき１〜２５重量％である。亜硝酸リチ
ウムの添加量がセメントに対し２５重量％を超えると凝
結時間が長くなる等の施工作業上の問題が生じ、また、
１重量％未満では効果が乏しくなり、目的が達成されな
い。

亜硝酸リチウムを含有したセメントペースト、モルタノ
ベコンクリートを硬化コンクリート表面に被覆すること
により、亜硝酸リチウムが長時間にわたって徐々に表面
被覆層から基材コンクリート中に浸透移行し内部深くま
で亜硝酸リチウムの含浸層が形成される。従来のコンク
リート表面処理剤は、殆どスプレー、ローラー刷毛等に
より塗布されていたが処理液は一時的に与えられるだけ
であるため、硬化コンクリート中に充分な量を含浸させ
ることができない。またシート等に処理液を含ませてコ
ンクリート表面に当てておく方法もあるが、やはり短時
間のうちに取り外さねばならず長期的な含浸は期待でき
ない。特開平１−１０３９７０号公報に記載されるよう
に素地調整材であるセメントペースト、モルタル、コン
クリート自体に処理液である亜硝酸リチウムを含有させ
ると比較的長時間持続して亜硝酸リチウムを硬化コンク
リート中へ供給することができるが、一部の亜硝酸リチ
ウムは雨水に溶けて流出するので十分な持続効果は達成
されない。

本発明に従って、素地調整材中に亜硝酸リチウムととも
にポリプロピレンを配合したものを用いると、亜硝酸リ
チウムの溶出が阻止され、亜硝酸リチウムは長期間に亘
ってコンクリート中へ浸透する。コンクリート内に含浸
した亜硝酸イオンはコンクリート内鋼材の腐食防止に作
用し、リチウムはアルカリ骨材反応を防止する。

亜硝酸リチウムとともに配合するポリプロピレンは結晶
性ポリプロピレンであっても、アククチツクポリプロピ
レンのいずれであってもよい。被覆組成物から形成され
る被覆層の接着力、機械的強度および耐水性からみてポ
リプロピレンは約３０００以上の重量平均分子量をもつ
ものが好ましい。

ポリプロピレンの配合量は、セメントペースト、モルタ
ルまたはコンクリートからなる被覆用組成物中のセメン
ト乾燥重量に基づき０．１〜１５重量％である。また、
被覆用組成物にアスファルトを配合するときは、ポリプ
ロピレンの配合量は０．１〜５重量％である。ポリプロ
ピレンの配合量が０１１重量％未満では十分な防水効果
が得られず、また、多過ぎると被覆層の機械的強度が低
下する。ポリプロピレンの好ましい配合量は５〜ｌＯ重
量％、アスファルトを併用するときは１〜３重量％であ
る。

アスファルトは天然アスファルｌよび石油アスファルト
のいずれでもよく、概して、約り０℃〜約１６０℃にお
いて溶融するものが用いられる。アスファルトの配合量
はセメントペースト、モルタルまたはコンクリートから
なる被覆用組成物中のセメント乾燥重量に基づき０．５
〜１０重置％である。

アスファルトの量が多過ぎるとポリプロピレンおよび亜
硝酸リチウムとを含む水性分散液の安定性が損われると
共に被覆用組成物から形成される被覆の接着性が低下す
る。

本発明で用いるセメントペースト、モルタルまたはコン
クリートを基材とする被覆用組成物は、セメント、細骨
材、粗骨材を配合したものに亜硝酸リチウム、ポリプロ
ピレン、必要に応じてアスファルト、および水を配合す
ることによって容易に調製できる。好ましい調製方法と
しては、ポリプロピレンに剪断力を付与しつつ少量の水
と混練し、これに必要な加熱溶融アスファルトおよび水
を加える。亜硝酸リチウムは水溶液として加えればよい
。硬化コンクリート表面に被覆するには通常に行われる
コテ塗り、吹付け、型枠を当てての打設等の方法が採ら
れる。

上記被覆用組成物には、発明の目的を損わない限り、種
々の添加剤を加えることができる。添加剤としては、例
えば、ポリプロピレンの分散性を高めるポリビニルアル
コール；減水剤、糊剤などの施工作業性を改善する添加
剤；また硬化を促進し亜硝酸イオンを更に高濃度に付与
するための亜硝酸カルシウムなどが挙げられる。

硬化コンクリートの表面に塗布する被覆用組成物として
は、塗料全重量に基づき、亜硝酸リチウムを１〜２５重
量％、アスファルトを０．５〜１０重量％、ポリプロピ
レンを０．１〜５重量％およびアクリル樹脂を１〜２５
重量％含有する水性分散液からなる塗料を用いることも
できる。

アクリル樹脂としては、低級アルキル基を有するメタク
リル酸の低級アルキルエステルおよびアクリル酸の低級
アルキルエステルの重合体およびそれらを主成分とする
共重合体が挙げられ、その具体例としてはポリメタクリ
ル酸メチノベポリアクリル酸エチル、メタクリル酸メチ
ルとアクリル酸エチルとの共重合体、メタクリル酸メチ
ルとアクリル酸ブチルとの共重合体、メタクリル酸メチ
ルとメタクリル酸ブチルとの共重合体、アクリル酸ブチ
ルとスチレンとの共重合体およびアクリル酸ブチルとエ
チレンとの共重合体がある。アクリル樹脂の配合量は塗
膜の強度および耐水性からみて１〜２５重量％（塗料全
重量に基づき）である。

上記のアクリル樹脂を含む塗料は、ポリプロピレンおよ
びアクリル樹脂を剪断力下に混練しつつ水を少量宛混入
し、さらに加熱溶融せるアスファルトと水とを加えるこ
とによって調製できる。亜硝酸リチウムは水溶液として
加えればよい。

また、未だ硬化していないコンクリート組成物中へ、亜
硝酸リチウムとポリプロピレンおよび必要な場合はさら
にアスファルトとを（１〜２５）／（１〜１５）　／　
（０，５〜１０）の重量比で含む劣化防止用組成物を０
．０５〜８重量％（コンクリート中のセメント重量に基
づく劣化防止用組成物固形分の割合）配合し、その後常
法に従ってコンクリートを硬化せしめることもできる。

十分な耐水、透水防止および強度付与のためには、これ
らの配合成分を含む水性分散液を調製したうえ、未硬化
コンクリート組成物中へ配合することが好ましい。

〔実施例〕

実施例１および比較例１ ポルトランドセメント　１００重量部 ５号珪砂　　　　　　　２００〃 亜硝酸リチウム　　　　　１０〃 ポリプロピレン　　　　　１０　　〃 からなる組成にて水／セメント重量比０．６５としたモ
ルタルを調製した。このモルタルを（ハガキ大の面積）
×（厚さ３ｃｍ）の型枠に入れ、２０℃の室内にて１４
日間養生して得た直方体試料についてＪＩＳＡ１４０４
に従って吸水率および透水率を測定した。

また、上記モルタルを硬化コンクリート表面上に塗工し
て、硬化コンクリートに対するモルタル層の付着強さを
次のように測定した。

すなわち、硬化コンクリート表面に厚さ約１５　ｍｍに
塗工し、硬化後、その表■に面積４　ｃｍ　Ｘ　４　ｃ
ｍの鋼製ブロックをエポキシ樹脂接着剤を用いて接着し
た。次いで、断面が鋼製ブロック面積（４０ｍ　Ｘ４ｃ
ｍ）と一致する大きさを有する、鋼製ブロック１モルタ
ル層／硬化コンクリートからなるブロック試料を切出し
た。建研式引張試験機を用いて、ブロック試料を接着界
面に垂直な方向に引張って、モルタル層と鋼製ブロック
との接着界面の破断時の強さを測定した。

比較のために、上記モルタル組成において、ポリプロピ
レンをスチレン・ブタジェン・ゴム（ＳＢＲ）の等量（
固形分として）で置換したものを用いて、上記と同様に
吸水率、透水率および付着強さの測定を行った。

３点の試料について、吸水率、透水率および付着強さを
測定した結果を表１に示す。

表　　　１ 付着強さ（ｋｇｆ／ｃｄ）　　１８．５　　　　　　１
０．４吸水率（％）　　　　　　２．５　　　　　　５
．３透水率（％）　　　　　　２．９　　　　　　４．
５実施例２および比較例２ ポルトランドセメント　３２０重量部 砂　　　　　　　　　　　　　　９５０　〜砂利　　　
　　　　　　１０５０〃 亜硝酸リチウム　　　　　６　〃 アスファルト　　　　　　　６　〃 ポリプロピレン　　　　　１　〃 水　　　　　　　　　　　　　　１９０〃からなるコン
クリート組成物を２０℃の水中で２８日間標準養生した
ものについて、実施例１と同様に付着強さ、吸水率およ
び透水率を測定した。

比較のために、上記組成物中のアスファルト６重量部と
ポリプロピレン１部を用いず、これらに替えてスチレン
・ブタジェン・ゴム（ＳＢＲ）を６重量部（固形分）用
いた組成物について同様に養生を行い、試験を行った。

結果を表２に示す。

表　　　２ 付着強さ（ｋｇｆ／ｃ＋＋ｆ）　　１３．５　　　　　
　７．３吸水率（％）　　　　　　３．０　　　　　　
６．８透水率（％）　　　　　　４．２　　　　　　１
０．３実施例３ 亜硝酸リチウム　　　　１００重量部 アスファルト　　　　　　１００〃 ポリプロピレン　　　　　１０〃 上記組成を有する固形分濃度６５％の水性分散液を次の
ように調製した。

ポリプロピレンをニーグーを用い９０℃にて少量のポリ
ビニルアルコールと水とともに２０分間混練し、次いで
５０℃にて多量の水を加え、次いで、約１５０℃のアス
ファルトを徐々に添加して、ポリプロピレン／アスファ
ルト水性分散液（固形分濃度約７０％）を得た。他方、
ポリメチルメタクリレート樹脂をニーグーを用い少量の
ポリビニルアルコールおよび水とともに１０５℃で２０
分間混練し、さらに水を加えて、アクリル樹脂の水性分
散液（固形分濃度約６５％）を得た。次に、ポリプロピ
レン／アスファルト水性分散液とアクリル樹脂水性分散
液とを合体し、これに亜硝酸リチウム水溶液を加えた。

得られた水性分散液を１０００ｇ／ｍ’　（ウェットベ
ース）の割合でコンクリート板上に塗布し、防水膜を形
成した。ＪＩＳ＾１４０４の方法に従って、防水膜の吸
水率および透水率を測定したところそれぞれ０％および
０％であった。

〔発明の効果〕

本発明方法によると、硬化コンクリート表面に亜硝酸リ
チウムとポリプロピレンを含有するセメント、モルタル
またはコンクリートの被覆層が形成され、この被覆層は
防水性能を存し且つ硬化コンクリートに対し高い付着強
さを示すので、亜硝酸リチウムが雨水などにより流出す
るのが阻止され且つ硬化コンクリート内部への水の侵入
も阻止される。または、本発明の別法によれば亜硝酸リ
チウムとポリプロピレンとの双方が直接未硬化コンクリ
ート中へ配合され、上記と同様な作用を示す。

その結果、塩害、アルカリ骨材反応により劣化した、ま
たは劣化が予想されるコンクリート硬化物に対し亜硝酸
リチウムを持続的に且つ損失なく供給することができ、
硬化コンクリートの塩害およびアルカリ骨材反応による
劣化の抑制に大きな効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬化コンクリートの表面を、セメント（乾燥重量に
   基づき）に対し、亜硝酸リチウムを１〜２５重量％、ポ
   リプロピレンを０．１〜１５重量％配合してなるセメン
   トペースト、モルタルまたはコンクリートで被覆するこ
   とを特徴とする硬化コンクリートの劣化を防止する方法
   。 ２、硬化コンクリートの表面を、セメント（乾燥重量に
   基づき）に対し、亜硝酸リチウムを１〜２５重量％、ポ
   リプロピレンを０．１〜５重量％およびアスファルトを
   ０．５〜１０重量％配合してなるセメントペースト、モ
   ルタルまたはコンクリートで被覆することを特徴とする
   硬化コンクリートの劣化を防止する方法。 ３、硬化コンクリートの表面を、塗料全重量に基づき、
   亜硝酸リチウムを１〜２５重量％、アスファルトを０．
   ５〜１０重量％、ポリプロピレンを０．１〜５重量％お
   よびアクリル樹脂を１〜２５重量％含有する水性分散液
   からなる塗料で被覆することを特徴とする硬化コンクリ
   ートの劣化を防止する方法。 ４、未硬化コンクリート組成物中へ、亜硝酸リチウムと
   ポリプロピレンとを（１〜２５）／（１〜１５）の重量
   比で含む劣化防止用組成物を０．０５〜８重量％（コン
   クリート中のセメント重量に基づく劣化防止用組成物固
   形分の割合）配合することを特徴とする硬化コンクリー
   トの劣化を防止する方法。 ５、未硬化コンクリート組成物中へ、亜硝酸リチウムと
   ポリプロピレンとアスファルトとを（１〜２５）／（１
   〜１５）／（０．５〜１０）の重量比で含む劣化防止用
   組成物を０．０５〜８重量％（コンクリート中のセメン
   ト重量に基づく劣化防止用組成物固形分の割合）配合す
   ることを特徴とする硬化コンクリートの劣化を防止する
   方法。