JPH0419187B2

JPH0419187B2 -

Info

Publication number: JPH0419187B2
Application number: JP24477983A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Kohitsu; Takahiro Hori; Shozo Shimabukuro; Yukifumi Tokunaga
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1992-03-30
Also published as: JPS60141687A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、セメント、モルタル、コンクリート
等の硬化物からなるセメント系材料の表面強化仕
上げ方法に関する。従来より、セメント、モルタル、コンクリート
等の硬化物は、セメント系材料として建築、土木
その他の分野に多用されているが、風雨に曝され
ると共に気温変化によつて、その表面から次第に
内部へと劣化が進み特に構造物壁面における劣化
は由々しき事態を引き起す原因ともなつている。
かかるセメント系材料の劣化は、外気による中性
化と共に、その表面に存する微細孔が次第にクラ
ツクへと進展することによることが知られてい
る。したがつてセメント系材料表面の強化仕上げ
方法としては、セメント系材料の表面層を化学的
に改質する方法や、仕上げ材により被覆する方法
が提案されているが、未だ充分なものは見られな
い。例えば特開昭55−78764号公報には、劣化し
たコンクリートの表面から、珪酸塩化合物の水溶
液を含浸させた後、更にその上にセメントペース
トを被覆することによる鉄筋コンクリートの補修
方法が示されているが、このセメントペーストに
よる被覆層は弾力性、耐クラツク性を有さず、か
つ耐水性、耐透水性、耐通気性が充分でないた
め、補修後長期に亘り使用すると劣化の進行を止
めることができない。一方通常、被覆材として用
いられる合成樹脂バインダーをベースとした有機
系仕上げ材は、現在、ゴム状弾性体仕上げ材や、
壁面防水材などの名称で開発され、これを用いて
形成される塗膜は一応柔軟性、弾力性、耐クラツ
ク性を具備しているが、耐水性、乾燥硬化性、長
期耐候性に劣り、かつ当然のことながら不燃性を
全く有しないなどの欠点を有するためセメント系
材料の表面強化仕上げ方法として完全なのとは言
えない。本発明者らは、珪酸アルカリを主成分として含
有する処理液をセメント系材料の表面から含浸さ
せ、ついでこれを乾燥させた後、その表面にゴム
状高弾性を有する無機系仕上げ材または不燃性弾
性仕上げ材を塗布し硬化させることによつて得ら
れたセメント系材料は、該処理液の含浸液化によ
つて得られる改質表面層が厚く、かつ劣化表面層
の強度及びアルカリ度が復元されるため、改質表
面層の劣化が著しく防止されると共に、この改質
表面層の表面は、仕上げ材との接着強度を高める
性質を有するので、この表面に該仕上材を塗布す
ることにより形成される塗膜が風雨に曝され、気
温変化が大きくとも、クラツク、剥離などを生ず
ることがなく、また耐水性、耐透水性、耐通気性
が優れるため、または不燃性であるため、一層良
好にセメント系材料の表面強化仕上げができるこ
とを見い出して本発明を完成した。本発明の目的はセメント系材料の表面を強化仕
上げるために、セメント系材料の表面から内部の
深い部位に亘り、強度が高く、耐水性、耐透水
性、耐候性等が改良された表面層を形成せしめた
後に、耐クラツク性、耐剥離性および耐水性、耐
透水性、耐通気性が改良されたゴム状高弾性を有
する無機系塗膜、また更に不燃性である弾性塗膜
を形成せしめることによつて、セメント系材料の
表面を強化仕上げする方法を提供することにあ
る。本発明方法が適用されるセメント系材料は、セ
メント、モルタル、コンクリート、ALC、スレ
ート板等通常のセメントを原料成分とし、これに
必要成分を配合したものを硬化反応により硬化さ
せたものである。上記セメント系材料としては打
設直後のものから打設後使用により既に表面の劣
化が起つているもの、打設時ドライアウトしたも
のなど全てに本発明の方法が適用し得るが、本発
明により処理液を含浸させる前に、充分に乾いて
いるものが好ましい。本発明に用いられる珪酸アルリは、Li、Na、
Ｋ、Cs、NH₄等の珪酸塩であり、上記アルカリ
金属原子またはNH₄をＭで表すとき、SiO₂／
M₂Oモル比で、１〜４のナトリウム水ガラス、
カリウム水ガラス、リチウム水ガラス、珪酸セシ
ウム、珪酸アンモニウムなどであつて、これらは
市販製品として容易に入手し得る。本発明におい
て上記珪酸アルカリは、水で稀釈することにより
珪酸アルカリ分１〜30重量％の水溶液として、ま
たそれらの２種以上を混合した溶液として用いら
れる。好ましい珪酸アルカリとしては、SiO₂／
M₂Oモル比2.2〜4.0の珪酸リチウムが挙げられ
る。珪酸リチウムを用いると、本発明方法を適用
することにより得られたセメント系材料表面の耐
水性が著しく向上し、更に白華現象も起きない。
特に好ましい珪酸リチウム水溶液としては、例え
ば特公昭54−20480号公報に記載されているよう
な透明なものが用いられる。本発明に用いられる処理液としては、本発明の
目的が達成される限り、上記珪酸アルカリの他に
更に添加剤を含有させても差支えない。また場合
によつては他の添加剤を含有させることによつて
更に好ましい処理液が得られる。即ち、上記珪酸アルカリ水溶液100重量部と添
加剤としてナフタレンスルホン酸ソーダアルデヒ
ド縮合物塩を0.01〜５重量部含む処理液は、含浸
性が改良されることにより改質表面層の厚さを一
層増大させることができる。また、上記珪酸アルカリ水溶液100重量部とメ
ターノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イ
ソプロパノール、ブタノール等直鎖または分枝鎖
を有する脂肪族１価低級アルコールを0.01〜５重
量部を含む処理液は、同様に含浸性が改良され
る。一方、上記珪酸アルカリを１〜30重量％と固形
分として１〜30重量％となる量のポリマー水性エ
マルジヨンを含有する処理液によれば、改質表面
層の厚さは減少することなく、更にその表面の耐
水性が著しく増大し表面層からのアルカリ分の溶
出が極度に低下し、改質表面層の表面において劣
化が著るしく防止される。またこの改質表面層の
表面は上塗り塗材との接着強度を高めることがで
き、一層の改良が得られる。上記珪酸アルカリと併用されるポリマー水性エ
マルジヨンとしては、上記珪酸アルカリ水溶液と
安定に混合できるものであればよく、特に制限を
要しないが、通常好ましい例としては、アクリル
系樹脂エマルジヨン、酢酸ビニル系樹脂エマルジ
ヨン、SBRラテツクス、NBRラテツクス、天然
ゴムラテツクス等が挙げられる。尚これらの添加剤は、本発明の目的が達成され
る限り混合して含有させて差支えない。本発明は、まずセメント系材料の表面から、上
記処理液を含浸処理した後、該処理後のセメント
系材料を乾燥するが、上記含浸処理の方法として
は、刷毛、スプレー等による塗布法、浸漬法、加
圧または吸引による方法など通常の方法でよい。上記含浸後の乾燥によつて、珪酸アルカリがセ
メント系材料の表面層中で硬化反応を起し、強度
およびアルカリ度を向上させた改質表面層が形成
される。本発明の方法は更に上記改質表面上に塗材を塗
布し硬化することを特徴とする。上記塗材には、
特微成分としてセメントと、細骨材とフイルム延
び率が1500％以上で、かつガラス転移温度が−10
℃以下のアクリル系重合体のエマルジヨンが含有
される。本発明方法に用いる上記セメントとしては普通
ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、シリカセメント、フライアツ
シユセメントなど、種々のセメントが使用可能で
あり、また細骨材としては砂、珪砂、塞水砂、天
然および人工軽量骨材などが使用できる。上記塗材に用いられるアルカリ系重合体のエマ
ルジヨン中のアルカリ系重合体はJISK−6301に
準拠して求められるフイルム延び率が1500％以上
で、かつガラス転移温度が−10℃以下であること
が必要であり、この範囲をはずれたものは、所期
のゴム状高弾性が得られず、また塗膜の耐ひび割
れ性付与に乏しくなるので好ましくない。上記アクリル系重合体としては例えば２−エチ
ルエキシルアクリレート、ブチルアクリレート、
エチルアクリレート、イソプロピルアクリレー
ト、ラウリルメタクリレート、ヘキシルメタクリ
レート、スチレン、アクリロニトリルの重合体ま
たは共重合体が挙げられ、これらは本発明に係る
塗材によつて形成される塗膜に弾性を与えるもの
であり、上記例示した重合体に限定されるもので
はない。またアクリル系重合体エマルジヨンは市場で入
手することができ、例えばポリトロンＺ−220「商
品名：旭化成工業(株)製」ヨドゾールAD−21「商
品名：カネボーNSC社製」アクロナールＳ−400
「商品名：バスフ社製」などがある。本発明に用いられる塗材としては、上記セメン
ト、細骨材およびアクリル系重合体の他に必要に
より顔料、亀裂防止を助けるマイカ、防水を助け
るカルシユームステアレート、その他分散剤、不
燃性を助ける硼砂などの充填剤、添加剤、水など
を含ませてもよい。本発明に用いられる塗材はまた、その含有成分
の比率が、セメント100重量部に対して、細骨材
50〜300重量部、アクリル系重合体のエマルジヨ
ンの固形分５〜100重量部であることも特徴とす
る。細骨材の含有率が50重量部以下では塗材の延
び率が低くなりしかも施工初期の乾燥ひび割れが
生じやすくなるため好ましくない。逆に300重量
部を越えた場合は塗膜の強度が低下し付着力が低
下するのみならず、耐水性や、表面乾燥性も悪く
なるので好ましくない。また、アクリル系重合体
エマルジヨンの固形分としての含有率が25重量部
未満の場合は得られる塗膜に初期のゴム状高弾性
が得られず、逆に100重量部を越え場合は、凝集
力が低下し、しかも塗材が粘着性を帯び耐汚染性
が低下するので好ましくない。本発明に用いられる塗材は、その目的に応じて
上記範囲内での含有率を変えることができる。例
えば、不燃性を目的とするときは、セメン100重
量部に対し細骨材は50〜200重量部、アクリル系
重合体エマルジヨン固形分として５〜15重量部程
度が好ましい。また、高度に弾性を有する塗膜を
目的とするときは、セメント100重量部に対し細
骨材50〜300重量部、アクリル系重合体エマルジ
ヨンを固形分として25〜100重量部程度が好まし
い。本発明に用いられる塗材は、上記セメント、
細骨材およびアクリル系重合体エマルジヨンを、
或いは必要に応じ任意成分及び水を加えて充分に
混合することにより容易に調整される。本発明の方法は、前記のセメント系材料を、そ
の表面から前記処理液で含浸処理し、乾燥させた
後、更にその表面に上記塗材を塗着させた後、含
有セメントの水硬反応とエマルジヨン乾燥硬化を
起させることによつてセメント系材料表面上に塗
膜を形成させる仕上げ方法である。塗材の塗着に
は通常の方法、例ば刷毛塗り、ロール塗布などで
よい。本発明方法は、簡易に実施することができる
し、また、本発明方法により得られたセメント系
材料は、中性化による劣化、或いはクラツクの進
展による劣化共に著しく防止され、しかも耐水
性、耐透水性、耐候性にも著しく優れる。したが
つて、劣化前のセメント系材料の劣化防止、劣化
したセメント系材料の補修、復元に極めて有用で
ある。以下比較例と共に実施例を挙げて更に詳述する
が、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表１に示す試験用の供試体No.１〜No.５のそれぞ
れに、SiO₂濃度10％モル比（SiO₂／Na₂O）3.0の
珪酸ナトリウム溶液を刷毛で吸い込みが止まるま
で塗布した後乾燥させた。別に表２に示す配合物
を均一に混合したもの100.2部と表３に示すアク
リル系重合体エマルジヨン配合物を充分に混合し
たもの41.03部を撹拌混合して塗材を作り、上記
珪酸ナトリウムを含浸させ乾燥後の供試体に厚さ
１mm塗布して各試験用テストピースを作成し、そ
れぞれの試験を行つた。試験結果は、表９に示
す。

【表】表２ポルトランドセメント 46部タンカルＧ−100^* 17〃タンカルＧ−50^* 30〃硼砂４〃マイカ１〃ステアリン酸カルシウム 0.2部酸化チタン２部計 100.2部＊林化成社製：炭酸カルシウムの商品名表３アクロナールＳ−400^* 12.5部メチルセルロース 0.2〃グルコン酸カルシウム 1.0〃ノニオン界面活性剤 1.0部スラモニーB^** 0.03部ノブコNXZ^*** 0.3部水 26.0部計 41.03部＊バスフ社製：固形分57％のアクリル計重合体エ
マルジヨンの商品名、重合体のガラス転移温度
は−20℃で、延び率は2700％以上である。＊＊武田薬品工業社製：防腐剤の商品名＊＊＊サンノブコ社製：消泡剤の商品名実施例２〜６実施例１の珪酸ナトリウ溶液を以下に示す珪酸
アルカリ溶液に変えた他は、実施例１と全く同様
にして試験を行つた。結果は表９に示す。実施例２珪酸カリウムSiO₂濃度10％SiO₂／M₂Oモル比
3.0 実施例３珪酸リチウムSiO₂濃度10％SiO₂／M₂Oモル比3.5 実施例４珪酸リチウムSiO₂濃度10％SiO₂／M₂Oモル比3.5 ナフタレンスルホン酸ソーダホルマリン縮合物
0.1％実施例５珪酸リチウムSiO₂濃度10％SiO₂／M₂Oモル比
3.5 エチルアルコールを0.5％となるよう添加実施例６珪酸リチウムSiO₂濃度10％SiO₂／M₂Oモル比
3.5 アクリル−スチレン合成樹脂エマルジヨン固形
分として５％実施例７実施例３と同様に各供試体に、SiO₂濃度10％
モル比3.0の珪酸リチウム水溶液を塗布、乾燥後、
表４、５の各配合物を均一に混合して得た塗材を
厚さ１mm塗布したものについて、同様にして試験
を行つた。結果は表９に示す。表４白色ポルトランドセメント 46部タンカルＧ−100 17部タンカルＧ−50 30部硼砂４部マイカ１部ステアリン酸カルシウム 0.2部酸化チタン２部計 100.2部表５アクロナールＳ−400 80部メチルセルロース 0.3部グルコン酸カルシウム 1.0部ノニオン活性剤 1.0部防腐剤 0.03部ノブコNXZ 0.3部計 82.63部比較例１実施例１の珪酸ナトリウ溶液の代わりに、エチ
レン酢酸ビニール系の合成樹脂エマルジヨン溶液
（固形分25％）を100〜120ｇ／m²塗布した他は実
施例１と全く同様にして行つた。これら比較例の結果を表９に示す。比較例２表６に示す配合物を混合したものを塗材として
用いた他は実施例１と全く同様にして試験を行つ
た。表６モビニールDM−60^* 25部タンカルＧ−100 66部マイカ 6.5部メチルセルロース 0.15部プライマール850^** 0.7部エチレングリコール 1.0部ノブコNXZ 0.4部水 1.5部計 101.25部＊ヘキスト合成社製：固形分50％のアクリル系重
合体エマルジヨンの商品名、重合体のガラス転
移温度は10℃で、フイルム延び率は約550％で
ある。＊＊日本アクリル化成社製：分散剤商品名比較例３下表に示す配合物を実施例１と同様に混合製造
し、別に下表８に示す重合体エマルジヨン配合物
を実施例１と同様に作つた。表７ポルトランドセメント 40部タンカルＧ−50 45部マイカ 5.5部プラスター 4.5部酸化チタン 5.0部ステアリン酸カルシウム 0.2部計 100.2部表８スミカフレツクス400^* 11.2部メルセルロース 0.2部グルコン酸カルシウム 1.0部ノニオン界面活性剤 1.0部スラモニーＢ 0.03部ノブコNXZ 0.3部水 26.3部計 40.03部＊住友化学社製：固形分50％の酢酸ビニール系エ
マルジヨンの商品名、この樹脂のガラス転移温
度は約０℃で、フイルム延び率は520％である。上記表７の配合物100.2部に表８の配合物40.03
部を混合したものを塗材とした他は実施例１と全
く同様にして試験を行つた。結果は表９に示す。

【表】試験方法ａ試験体の中央にΔ状の鉄筋を挟み割裂する。
割裂面の埃り等を除去した後、フエノールフタ
レインを１％含むエタノール水比９：１の溶液
を吹き付けモルタル表面よりの呈色した部分ま
での深さを測定。ｂ JISA−6910による。ｃ同上ｄ JISA−1321による。ｅ温度30℃湿度60％、CO₂濃度５％の室内に１
ケ月放置した後、割裂し、フエノールフタレイ
ン溶液を吹き付けて表面より呈色部分まで深さ
を測定。

Claims

【特許請求の範囲】

１セメント系材料をその表面から、珪酸アルカ
リを１〜30重量％含有する処理液で含浸処理し、
乾燥させた後、得られた表面に更にセメント100
重量部と細骨材50〜300重量部とフイルム延び率
1500％以上で、かつガラス転移温度−10℃以下で
あるアクリル系重合体のエマルジヨンを固形分と
して５〜100重量部とを含有する塗材を塗着硬化
させることを特徴とするセメント系材料の表面強
化仕上方法。