(57)【要約】【課題】コンクリート構造物の漏水変状を恒久的に抑止し、躯体緻密化で耐久化を維持し、従来のコンクリート改管材の問題点を解決する。【解決手段】水液型セメント結晶形成促進材は、コンクリートに対し大きい浸透拡散性を持ち、コンクリート表層から深部にわたりセメント結晶の形成、増殖を継続して行い、コンクリート躯体の恒久的不透水化、高耐久化を行える触媒性化合物を１から３５％含有する。触媒性化合物は、多価カルボン酸のリチウム塩またはそれと同等か近似の特性を持つリチウムに加えナトリウム、カリウム等のアルカリ金属或いはマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属を１〜複数含有する塩、これら塩の混合物の塩または複塩で、コンクリート構造物によっては負の効果の要因となり、また禁忌される長寿命で危険な放射線（特にγ線）を生じる元素Ｎａ等の禁忌元素を保有しない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに対して大きい浸透拡散性を持ち、コンクリートの表層から深部にわたりセメント結晶の形成、増殖を継続して行い、処理対象とするコンクリート躯体の恒久的不透水化、高耐久化を行える触媒性化合物を１から３５％含有することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項２】
請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のリチウム塩またはそれと同等か近似の特性を持つリチウムに加え、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属或いはマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属を１ないし複数含有する塩、またはこれら塩の混合物の塩、または複塩であることを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項３】
請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、Ｆe３+のキレート化合物あるいは担体に保持されたＦe３+あるいはＦe３+を含む溶液であることを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、コンクリート構造物によっては負の効果の要因となり、また禁忌される長寿命で危険な放射線（特にγ線）を生じる核種（元素）であるＮａ等の禁忌元素等の要素を保有しないことを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの水液型セメント結晶形成促進材を用いたセメント処理工法において、施工処理面をなす乾燥コンクリートに対して事前与湿を行わず、前記施工処理面上に散布、噴霧、塗布により前記水液型セメント結晶形成促進材を付与することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材を用いたセメント処理工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多目的対応特性と幅広い対応特性の水液型セメント結晶形成促進材とその工法に関し、コンクリート構造物の恒久的不透水化、高耐久化を具現化することはもとより、構造物によっては重大な劣化、損傷につながる要因となり、あるいは目的構造物の性格において禁忌され、許容されない要素を持たない触媒性化合物を内包する水液型セメント結晶形成促進材と、さらにその施工面に被覆コーティング材の積層する複合工法に対しても最良の工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの様な結晶生成材は触媒性化合物と称する薬剤またはある種の化合物を配合したものであっても、コンクリートの躯体深部までへの浸透拡散性を確実に具現化するものは、本願発明者の知る限り存在しないと思われる。公知の結晶生成材の薬剤ないし化合物のコンクリートへの浸透はその表層数ｍｍにとどまり、ひびわれ、その他の組織の粗状態は放置せざるを得ないのが実態である。
【０００３】
また従来公知の結晶生成材においては施工とその管理上の煩雑な処理事項として対象コンクリートの事前与湿処理、粉体材にあっては水液材との配合管理、さらには施工後の散水等を含めた事後管理が不可欠であり、多くの作業工程と管理、それに付随する工費の上昇は不可避であるのが実態である。
【０００４】
さらに従来からの結晶生成材の多くのものには、例えば水ガラスかそれに近似な材料（ケイ酸ナトリウム等）を主材として配したものがあり、また含有されている触媒性薬剤等においても浸透拡散性を高める狙いでＮａを配しているものが数多く見られる。しかし、コンクリート構造物、特に公共的大型土木構造物等において抑制が難しく、致命的損壊につながってゆくアルカリ骨材反応（ＡＡＲ：Ａｌｋａｌｉ−ａｇｇｒｅｇａｔｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ：特許文献２参照）による劣化の起因となり、あるいはその潜在要因を増幅するＮａを配された材料は忌避されるのが普通である。
【０００５】
また、近年とみに大型化した土木構造物には、素粒子の長大な加速器を内包する施設や、同様に長大な地下トンネル施設等があり、また近年増設傾向にある原子力発電所を始めとする関連施設の構造物があるが、それらの内壁を含む構造部材は構造物の性格からその内部で発生、使用される中性子線、その他の放射線によっての放射化は絶対に避けなければならない。一般にコンクリートに配合される関係材料の含有元素で、放射化されることにより、長寿命で危険な放射線（特にγ線）を生じる核種（元素）はＮａであり禁忌元素とされている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６０１６５号公報
【非特許文献１】コンクリート構造物の早期劣化と耐久性診断（コンクリート構造物の耐久性診断シリーズ）：小林一輔（著）：森北出版（１９９１／０７発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前述したような従来における技術の問題点を解決するためになされたものであり、あらゆるコンクリート構造体、幅広く各種目的に併用されるコンクリート構造物における漏水変状を恒久的に抑止すると共に、主にコンクリートからなる躯体の緻密化による耐久化を維持し、さらにはコンクリート構造体、構造物によっては逆に負の効果の要因となり、あるいは禁忌される要素となることが懸念される従来のコンクリート改管材が持っていた問題点の解決策を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る水液型セメント結晶形成促進材は、上記目的を達成するために、コンクリートに対して大きい浸透拡散性を持ち、コンクリートの表層から深部にわたりセメント結晶の形成、増殖を継続して行い、処理対象とするコンクリート躯体の恒久的不透水化、高耐久化を行える触媒性化合物を１から３５％含有することを特徴とする。
【０００９】
また請求項２に係るものは、請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のリチウム塩またはそれと同等か近似の特性を持つリチウムに加えナトリウム、カリウム等のアルカリ金属或いはマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属を１〜複数含有する塩、これら塩の混合物の塩または複塩であることを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項３に係るものは、請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、Ｆe３+のキレート化合物あるいは担体に保持されたＦe３+あるいはＦe３+を含む溶液であることを特徴とする。
【００１１】
また請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、コンクリート構造物によっては負の効果の要因となり、また禁忌される長寿命で危険な放射線（特にγ線）を生じる核種（元素）であるＮａ等の禁忌元素等の要素を保有しないことを特徴とする。
【００１２】
またさらに請求項５に係る水液型セメント結晶形成促進材を用いたセメント処理工法は、請求項１から４のいずれかの水液型セメント結晶形成促進材を用いたセメント処理工法において、施工処理面をなす乾燥コンクリートに対して事前与湿を行わず、前記施工処理面上に散布、噴霧、塗布により前記水液型セメント結晶形成促進材を付与することを特徴とする。
【００１３】
すなわち請求項５に係る水液型セメント結晶形成促進材を用いたセメント処理工法は、対象コンクリートが乾燥状態にあっても事前の与湿作業等は無用の上、促進材が水液状であることにより、含有する触媒性化合物の浸透効率は従来材に較べ極めて高く、従って浸透・拡散を助勢するための事後養生の散水等も不要とする簡便な施工方法とし得る。また水液状であるためコンクリートへの施工（散布、噴霧、塗布）後も対象コンクリート面は施工前の打ち放し状そのままでその上にペイント、セラミックス塗料等の被覆料を積層する後施工に対しても至便の工法である上に恒久的な不透水化と高耐久化、長寿命化効果を躯体全体へ付与するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、あらゆるコンクリート構造体、幅広く各種目的に併用されるコンクリート構造物における漏水変状を恒久的に抑止すると共に、躯体の緻密化による耐久化を維持し、さらにはコンクリート構造体、構造物によっては逆に負の効果の要因となり、あるいは禁忌される要素となることが懸念される従来のコンクリート改管材が持っていた問題を解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は従来技術が持っていた問題点を解決するためのものであり、あらゆる目的、用途のコンクリート構造体や構造物（以下、特に必要が無ければ単にコンクリート構造物という。）における漏水及び各種の劣化や変状に対してその表層から深部にいたる躯体全体の恒久的不透水化と高耐久化、長寿命化はもとより前述のようなコンクリート構造物にとって重大な劣化要因を助長する危険性を確実に排除し、また構造物の性格、用途によっては人体に対しきわめて危険な変質（放射化により放射性物質となる等）も問題外とする新しい着想による材料とその工法を提供し、ＡＡＲによる劣化問題への対応も可能とし、かつ従来材と同等以上の高効率なセメント結晶形成によるコンクリート躯体の不透水化、高耐久化を可能とする材料を提供しようとするものである。
【００１６】
本発明の水液型セメント結晶形成促進材に配合する触媒性化合物としては、多価カルボン酸のリチウム塩またはそれと同等か近似の特性、効果を示すリチウムに加えナトリウム、カリウム等のアルカリ金属あるいはマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属を１ないし複数含有する塩、または以上の塩類の複塩を用いることが好ましい。特に本発明における主要な目的は、高い効率のコンクリート浸透・拡散性とセメント結晶形成促進による不透水化と高耐久化の付与である上にＡＡＲ要因の助長、並びに放射化要因の付加を排除することにあるのは明らかであるので、このような意味と目的において、本発明で使用する材料において、ＡＡＲを助長する要因となることを排するため、主剤として一般に従来から多用されてきているナトリウム（Ｎａ）に代えてリチウム（Ｌｉ）を選択したものである。
【００１７】
リチウムイオン（Ｌｉ＋）はコンクリートにおいてＡＡＲ生成物のナトリウムシリケート等のＮａと置換し、ＡＡＲを抑制する。また、Ｌｉ元素については、コンクリート放射化の抑制については、これをコンクリート配合材で唯一の危険要因となる元素であるＮａに代えて用いることで放射化による危険性を無くすことができる。
【００１８】
本発明に係る水液型セメント結晶形成促進材の所要目的がコンクリートの恒久的不透水化であり、その効果によっての高耐久化長寿命化であり、コンクリート内に浸透、拡散した触媒性化合物の多価カルボン酸リチウム塩か、それと同等か近似の特性をもち同様の効果を示すリチウムに加え、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属あるいはマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属を１〜複数含有する塩、更には以上の混和塩または複塩は後述する基本反応を反復して継続使用することによりコンクリート組織の空孔や空隙内にセメント結晶の形成を反復、継続することで対象コンクリートを緻密組織体とする。触媒性化合物によるセメント結晶形成促進の基本反応を下式に示す。
【００１９】
【化１】
2010150062.tif 000002
【００２０】
本発明に係る水液型セメント結晶形成促進材が含有する触媒性化合物の多価カルボン酸リチウム塩またはそれと同等か近似の特性を持ち、同様の効果を示すリチウムに加えナトリウム・カリウム等のアルカリ金属あるいはマグネシウム・カルシウム等のアルカリ土類金属を１〜複数含有する塩または複塩を配剤した結晶形成促進材は水液状である。そのためコンクリート構造物をなすコンクリート材料に対して高い浸透・拡散性による高濃度の浸透量保持に優れた特性を持ち上述したセメント結晶形成反応を反復継続することにより、コンクリート躯体の恒久的不透水化、高耐久化を示現し得るものとなる。そしてさらに、Ｎａ等に代えてＬｉを配することによりＡＡＲ助長の危険性から逆にＡＡＲ抑制の有効性が加わると共にコンクリート放射化の要因も除去され極めて幅広い対応特性を有するものとなる。
【００２１】
本発明材料の触媒性化合物として、多価カルボン酸リチウム塩、またはそれと同等か近似の特性を持ち、同様の効果を示す塩としてリチウムに加えアルカリ金属・アルカリ土類金属含有する塩またはそれらの混合塩、複塩とするのは、これらの触媒性化合物が結合している金属イオンは、セメント結晶の形成には余り関与せず、本発明材料の浸透性に関係し、効果を示すものであり、特にＬｉはその結合力によって本発明材の高い浸透性を顕著に示す。
【実施例１】
【００２２】
以下本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
本発明に係る水液型セメント結晶形成促進材を実施し、その効果を確認するため以下の試験を行った。
標準的配合コンクリート（設計基準強度２４Ｎ／ｍｍ２）を用いて、直径１０ｃｍ、高さ１５ｃｍの円柱供試体１４体を作成し、材齢２週経過時点において、
（ａ）２対は無処理のままとし
（ｂ）比較のため２対の上端面にフマール酸リチウム（Ｆ：２Ｌｉ）５％配合の水液形型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
（ｃ）同様に２体の上端面にフマール酸リチウム・ナトリウム（Ｆ：Ｌｉ・Ｎａ）５％配合の水液型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
（ｄ）同様に２体の上端面にフマール酸ナトリウム（Ｆ：２Ｎａ）５％配合の水液型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
（ｅ）同様に２体の上端面にフマール酸リチウム・カリウム（Ｆ：Ｌｉ・Ｋ）５％配合の水液型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
（ｆ）同様に２体の上端面にフマール酸カリウム（Ｆ：２Ｋ）５％配合の水液型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
（ｇ）同様に２体の上端面にフマール酸カリウム・ナトリウム（Ｆ：ｋ・Ｎａ）５％配合の水液型結晶形成促進材を１体当り１．６ｇ散布し
そして（ａ）〜（ｇ）全ての供試体１４体とも材齢４週において次の試験を行った。
【００２３】
まず、前記（ａ）〜（ｇ）の全供試体１４体に、割裂法（図１参照：、図示のように、圧縮強度測定装置２を用いて供試体１にクラック３を作る。）を施してひびわれ（幅０．１〜０．５ｍｍ程度）を発生させ、止水性を試験する漏水試験機（図２参照：漏水試験器５は、水頭高さＨ＝１ｍで常時加圧（０．１ｋｇｆ／ｃｍ２）状態とし、上記供試体１のクラック３を通過する水量（漏水量：ｍｌ／ｈｒ）を測定する。図２において６は給水タンク、７はポンプ、８は加圧用の水筒、９は給水管、１０は試料保持体、１１は漏水受け、１２は給水タンク６への戻り配管である。）に順次セットし、クラック３が生じているひびわれ端面以外の供試体１の側面部等からの漏水防止するためにシール材１３で防止水の処理を行った。
【００２４】
試験は、供試体１のひびわれている上端面から加水圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ２（０．００９１８ＭＰａ／ｍｍ２）を加え、各供試体１の下端からの漏水量の経時的変化を計測する方法によった。１４体の供試体１の漏水量の経時的変化を図３のグラフに示す。
【００２５】
この実験の結果は、
（ｂ）フマール酸リチウム（Ｆ：２Ｌｉ）、
（ｃ）フマール酸リチウム・ナトリウム（Ｆ：Ｌｉ・Ｎａ）、
（ｄ）フマール酸ナトリウム（Ｆ：２Ｎａ）、
（ｅ）フマール酸リチウム・カリウム（Ｆ：Ｌｉ・Ｋ）、
（ｆ）フマール酸カリウム（Ｆ：２Ｋ）、
（ｇ）フマール酸カリウム・ナトリウム（Ｆ：ｋ・Ｎａ）
の１２体の供試体１はそれぞれ１００〜１６０時間においても漏水を認めない状態になったが、（ａ）無処理体の２体の供試体１は、当初若干の減少を見るが２０時間以降はそのまま横ばいの漏水状態を継続した。
【００２６】
上記の止水性試験後、１４体の供試体・処理別グループの各１対をひびわれ部で割裂し、割裂面の一方の中央部（端面から７〜８ｃｍ）で走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）用の試料を採取し、その組織構造の特に空孔内には形成・増殖されたセメント結晶の群生が明らかに認められているが、（ａ）無処理体の組織空孔内には結晶の生成は認められないことを確認した。これら７供試体のＳＥＭ写真を図４に示す。
【００２７】
また、上記止水性試験後、１４体の供試体の処理別７グループの残り各１体の上端面にトンネルをはじめ各種コンクリート構造物面等へ塗布される防汚、耐蝕、耐候性塗料の一つであるセラミックス塗料（３．０ｇ／体＝標準的塗布量）を塗布し、付着性試験（付着強さ試験ＪＩＳ−６９０９  ６．１０に準拠）を行った。その結果は７体の供試体１全てにおいて２．５Ｎ／ｍｍ２以上の付着強度を示し、７体の供試体１間で認められる差異はなく、セメント結晶形成促進材を処理したことによる付着強度への影響は無かった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】圧縮強度測定装置を示す側面図
【図２】漏水試験器を示す断面図
【図３】漏水量の経時的変化を示す図
【図４】止水性試験後の供試体の割裂面のＳＥＭ写真を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１：試料
２：圧縮強度測定装置
３：クラック
５：漏水試験器
６：給水タンク
７：ポンプ
８：加圧用の水筒
９：給水管
１０：試料保持体
１１：漏水受け
１２：戻り配管
１３：シール材
【図１】
2010150062.tif 000003
【図２】
2010150062.tif 000004
【図３】
2010150062.tif 000005
【図４】
2010150062.tif 000006