(57)【要約】【課題】中性化されたコンクリートを、簡単に改質して保護することができるコンクリート改質剤、改質コンクリート、およびコンクリート改質方法を提供することを目的とする。【解決手段】ケイ酸アルカリ、亜硝酸カルシウム、およびセメント溶出物を含み、（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）のモル比が０．０１〜０．５であることを特徴とするコンクリート改質剤である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ酸アルカリ、亜硝酸カルシウム、およびセメント溶出物を含むことを特徴とするコンクリート改質剤。
【請求項２】
（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）のモル比が０．０１〜０．５である請求項１記載のコンクリート改質剤。
【請求項３】
前記ケイ酸アルカリが、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムからなる群から選ばれる１以上である請求項１または２に記載のコンクリート改質剤。
【請求項４】
前記ケイ酸アルカリが、ケイ酸ナトリウムを９９．５質量％以上含む請求項１ないし３のいずれかに記載のコンクリート改質剤。
【請求項５】
さらにアルカリ金属の亜硝酸塩を含む請求項１ないし４のいずれかに記載のコンクリート改質剤。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載のコンクリート改質剤が塗布されたことを特徴とする改質コンクリート。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれにかに記載のコンクリート改質剤をコンクリートに塗布することを特徴とするコンクリート改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートを保護する改質剤、改質コンクリート、およびコンクリート改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、温度や湿度などの影響により、亀裂が発生する。亀裂が発生すると、亀裂から雨水などが浸入するおそれがあるため、種々の防水材、保護材、改質防水方法、または改質保護方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ケイ酸カリウム水溶液と酢酸カルシウム水溶液とをコンクリートの亀裂内部に注入して結晶化させ、亀裂に充填することが記載されている。
【０００３】
また、コンクリートは、外表面や亀裂部分が空気中等に含まれる二酸化炭素と接触すると、コンクリート中に含まれる水酸化カルシウムが炭酸カルシウムに変化し、強アルカリ性から中性に近づく（中性化）。中性になると、コンクリートに形成された不動態被膜が失われ、耐腐食性が低下し、腐食しやすくなる。このような問題を解決するために、例えば、特許文献２には、カルシウム塩の水溶液にアルコールを添加した溶液をコンクリートの亀裂に注入し、乾燥させた後にケイ酸アルカリを亀裂にさらに注入し、結晶体を生成させ、亀裂を埋めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６２２６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９３６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に記載の方法においては、カルシウム塩の水溶液と、ケイ酸アルカリを含む溶液を別々にコンクリートの亀裂に注入する必要があるので、コンクリートを改質する工程が煩雑となる。同時に塗布できる溶液を用いることも考えられるが、防水効果を十分に得ることが困難であるという問題がある。そこで本発明は、亀裂を有するコンクリートの防水性を容易に高めることができるコンクリート改質剤、改質コンクリート、およびコンクリート改質方法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】
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸アルカリ、亜硝酸カルシウム、およびセメント溶出物を含むことにより、コンクリートの防水性を容易に高くできることを見出した。すなわち、本発明は、ケイ酸アルカリ、亜硝酸カルシウム、およびセメント溶出物を含むことを特徴とするコンクリート改質剤である。また、本発明は、前記コンクリート改質剤が塗布された改質コンクリートである。さらに、本発明は、前記コンクリート改質剤をコンクリートに塗布するコンクリート改質方法である。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、亀裂を有するコンクリートの防水性を容易に高めることができるコンクリート改質剤、改質コンクリート、およびコンクリート改質方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】防水試験に用いられた供試体の模試図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において用いられるケイ酸アルカリとしては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムが挙げられ、ケイ酸ナトリウムが主成分であることが好ましい。ケイ酸アルカリ中のケイ酸ナトリウムは、９９．５質量％以上であることが好ましく、９９．７質量％以上であることがさらに好ましい。ケイ酸ナトリウムの割合が低いと、防水効果が十分に得られない場合がある。
【００１０】
セメント溶出物は、セメントと水とを撹拌混合した後、静置した上澄み液である。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメントを用いることができる。水は、３０〜４０℃の水を用いることが好ましい。水は、セメント２５重量部に対して、５０〜１５０重量部混合することができる。撹拌は、例えば、電動式ハンドミキサを用いて撹拌することができる。撹拌速度は、例えば、８５０〜１０００ｒｐｍとすることができる。撹拌時間は、撹拌速度にもよるが、例えば、６０〜９０分とすることができる。静置させる期間は、撹拌速度や、セメントおよび水の量などにもよるが、例えば、２〜３日静置させればよい。静置させた後、セメントと水との混合物の６０〜７５重量％を上澄み液として得ることができる。
【００１１】
ケイ酸アルカリと亜硝酸カルシウムとのモル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）を、コンクリートが有する亀裂の幅や深さ等に応じて変えることにより、防水効果を高めることが可能である。具体的には、ケイ酸アルカリと亜硝酸カルシウムとのモル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）は、０．０１〜０．５であることが好ましく、０．１〜０．４であることがさらに好ましく、０．２〜０．３であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明に係るコンクリート改質剤は、さらに他の物質が混合されていてもよい。他の物質としては、例えば、アルカリ金属の亜硝酸塩が挙げられ、亜硝酸カリウムおよび亜硝酸リチウムであることが好ましい。アルカリ金属の亜硝酸塩を含んでいると、コンクリートの防水効果がさらに高くなる。
【００１３】
本発明に係るコンクリート改質剤は、ケイ酸アルカリを含む水溶液と、セメント溶出物に亜硝酸カルシウムを添加した溶液とを混合して得ることができる。セメント溶出物には、さらにアルカリ金属の亜硝酸塩が添加されていてもよい。セメント溶出物に添加する場合、セメント溶出物中の亜硝酸カリウムの濃度は、０．０１〜０．０５質量％であることが好ましく、亜硝酸リチウムの濃度は、０．０５〜２.００質量％であることが好ましい。
【００１４】
次に、本発明に係る改質コンクリートおよびコンクリート改質方法について説明する。本発明に係るコンクリート改質剤をコンクリート表面（亀裂内表面含む）に塗布することにより、コンクリート表面に反応生成物が形成された改質コンクリートを得ることができる。本発明に係る改質コンクリートが亀裂内を満たすことにより、雨水などの侵入を防止できる他、コンクリートが腐食しにくくなる。
【００１５】
本発明に係るコンクリート改質剤が塗布されるコンクリートは特に制限されないが、中性化が進行したコンクリートであることが好ましい。中性化が進行したコンクリートとしては、元来、カルシウム濃度が低い高炉セメントからなるコンクリートも含まれる。中性化が進行したとは、コンクリートのｐＨが６〜８程度のものである。コンクリートの中性化の進行程度については、例えば、ＪＩＳ  Ａ  １１５２：２０１１「コンクリートの中性化深さの測定方法」によって測定することができる。
【００１６】
本発明に係るコンクリート改質剤を塗布する方法は特に制限されるものではない。例えば、公知のハケ、ローラー、または噴霧器によって塗布することができる。
【実施例】
【００１７】
（実施例１−１）
ケイ酸ナトリウムが９９．７質量％、残部がケイ酸カリウムおよびケイ酸リチウムであるケイ酸アルカリを水に添加して、ケイ酸アルカリ濃度が３．０質量％であるケイ酸アルカリ含有水溶液を調製した。一方、普通ポルトランドセメント（密度３．１５ｇ／ｃｍ３  太平洋セメント株式会社製）２５ｋｇに、約３５℃の温水１００Ｌを加え、電動式ハンドミキサを用いて６０分連続撹拌した。その後、３日間放置し、セメント成分を溶出させ、上澄み液を９０Ｌ採取した。得られた上澄み液０．１Ｌに亜硝酸カルシウムの濃度が０．２質量％となるように亜硝酸カルシウムを添加した。得られたケイ酸アルカリ含有水溶液と上澄み液とを、モル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）が０．３となるように混合し、実施例１−１に係るコンクリート改質剤を得た。
【００１８】
（実施例１−２）
ケイ酸ナトリウムが９９．７質量％、残部がケイ酸カリウムおよびケイ酸リチウムであるケイ酸アルカリを水に添加して、ケイ酸アルカリ濃度が３．０質量％であるケイ酸アルカリ含有水溶液を調製した。一方、普通ポルトランドセメント（密度３．１５ｇ／ｃｍ３  太平洋セメント株式会社製）２５ｋｇに、約３５℃の温水１００Ｌを加え、電動式ハンドミキサを用いて６０分連続撹拌した。その後、３日間放置し、セメント成分を溶出させ、上澄み液を９０Ｌ採取した。得られた上澄み液０．１Ｌに亜硝酸カルシウムの濃度が０．２質量％となるように亜硝酸カルシウムを添加し、さらに亜硝酸カリウムが０．０３質量％および亜硝酸リチウムが１．００質量％となるように添加した。得られたケイ酸アルカリ含有水溶液と上澄み液とを、モル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）が０．３となるように混合し、実施例１−２に係るコンクリート改質剤を得た。
【００１９】
（実施例１−３）
モル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）を０．１とした以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−３に係るコンクリート改質剤を得た。
【００２０】
（実施例１−４）
モル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）を０．６とした以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−４に係るコンクリート改質剤を得た。
【００２１】
（比較例１−１）
亜硝酸カルシウムの代わりに、グルタン酸マグネシウムを用いた以外は、実施例１−１と同様にして、比較例１−１に係るコンクリート改質剤を得た。
【００２２】
（比較例１−２）
亜硝酸カルシウムの代わりに、炭酸カルシウムを用いた以外は、実施例１−１と同様にして、比較例１−２に係るコンクリート改質剤を得た。
【００２３】
（比較例１−３）
ケイ酸ナトリウムが９９．７質量％、残部がケイ酸カリウムおよびケイ酸リチウムであるケイ酸アルカリを水に添加して、ケイ酸アルカリ濃度が３．０質量％であるケイ酸アルカリ含有水溶液を調製した。一方、水に亜硝酸カルシウムの濃度が０．２質量％となるように亜硝酸カルシウムを添加して、亜硝酸カルシウム含有水溶液を得た。得られたケイ酸アルカリ含有水溶液と亜硝酸カルシウム含有水溶液とを、モル比（亜硝酸カルシウム／ケイ酸アルカリ）が０．３となるように混合し、比較例１−３に係るコンクリート改質剤を得た。
【００２４】
（実施例２−１）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤を、中性化コンクリート（ｐＨ＝７〜８）の亀裂（幅約０．２ミリ，深さ約１００ミリ）に高圧注入ポンプを用いて注入して、実施例２−１に係る改質コンクリートを得た。得られた改質コンクリートについて、以下の測定を行った。結果を表１に示す。
【００２５】
防水性試験：
（供試体の製造）
セメント（密度３．１５ｇ／ｃｍ３  太平洋セメント株式会社製）、細骨材（密度２．６５ｇ／ｃｍ３，吸水率１．９３％  富士川産川砂）、および粗骨材（密度２．６３ｇ／ｃｍ３，吸水率０．６３％，最大寸法１３ｍｍ  鹿児島産破石）を配合し、さらに割裂することにより所定の幅でひび割れを導入するために、スパイラル鉄筋を配筋し、図１に示すような円柱状の供試体を得た。供試体は、中心に沿って、図１に示すような円柱状の空洞が設けられている。供試体は、上面および底面の円の直径が１５ｃｍ、高さが３０ｃｍ、円柱状の空洞の上面および底面の直径が２ｃｍである。
（防水試験方法）
コンプレッサーによって供試体に圧力２４Ｍｐａをかけ、供試体の側面から水の浸透を促す。供試体の中央の円柱状の空洞にまで達した水量を求め、ひび割れを有する供試体の見かけの透水係数を算出した。透水係数は、以下の式（１）により算出した。なお、本試験では、試験時期による誤差を小さくするために補修から３０日以内で、供試体を屋内気中に静置しながら、無塗布供試体と併せて試験を行っている。
【００２６】
【数１】
2014076932.tif 000002
ρ：試験に用いた水の密度（ｇ／ｃｍ３）
Ｑ：流量（ｃｍ３／ｓ）
Ｐｉ：透水圧力（ｋｇｆ）
Ｒо：供試体の半径（ｃｍ）
Ｒｉ：供試体中央孔の半径（ｃｍ）
ｈ：供試体高さ（ひび割れが２箇所あるので、式（１）においては２ｈとした）
【００２７】
（実施例２−２）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、実施例１−２に係るコンクリート改質剤を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−２に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例２−３）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、実施例１−３に係るコンクリート改質剤を用い、実施例２−１の中性化コンクリートの代わりに、中性化コンクリート（ｐＨ＝７〜８）の亀裂（幅約０．１ミリ，深さ約１００ミリ）を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−３に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００２９】
（実施例２−４）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、実施例１−４に係るコンクリート改質剤を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−４に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例２−１）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、比較例１−１に係るコンクリート改質剤を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、比較例２−１に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例２−２）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、比較例１−２に係るコンクリート改質剤を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、比較例２−２に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例２−３）
実施例１−１に係るコンクリート改質剤の代わりに、比較例１−３に係るコンクリート改質剤を用いた以外は、実施例２−１と同様にして、比較例２−３に係る改質コンクリートを得た。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2014076932.tif 000003
【図１】
2014076932.tif 000004