(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
花崗斑岩に属する岩石からなる石粉と、銅、銀等の抗菌性金属及びこれら抗菌性金属の化合物の群の中の少なくとも何れか一種の粉末と、の混合物を混合物Ａとし、該混合物Ａとベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉、カオリン粉の中の少なくとも何れか一種の土粉との混合物Ｂを含有することを特徴とする抗菌性モルタル添加剤。
【請求項２】
前記の混合物Ａは、前記の石粉と、前記の抗菌性金属粉末と、が重量比で１：２〜２：１の比率で混合してなることを特徴とする請求項１記載の抗菌性モルタル添加剤。
【請求項３】
前記の混合物Ｂは、前記の混合物Ａと、前記の土粉と、が重量比で１：２〜２：１の比率で混合してなることを特徴とする請求項１記載の抗菌性モルタル添加剤。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載された抗菌性モルタル添加剤、セメント、セメント急結剤及び水の混練物からなる抗菌性モルタル。
【請求項５】
前記の抗菌性モルタル添加剤がセメント１００重量部に対して０．２〜１．０重量部の比率で混合してなることを特徴とする請求項４記載の抗菌性モルタル。
【請求項６】
コンクリートの全面を請求項４又は５の何れかに記載の抗菌性モルタルで密着被覆してなることを特徴とする防水性コンクリート構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート製の水槽、貯留槽、汚水槽、汚水浄化槽或いは下水道管等、その他のあらゆるコンクリート製の器物、設備等におけるコンクリートや当該コンクリート面に塗付するモルタルに添加して使用する抗菌性モルタル添加剤、この添加剤を用いた抗菌性モルタル及びこのモルタルで密着被覆されたコンクリート構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート製の水槽、貯留槽、汚水槽、汚水浄化槽或いは下水道管等の防水方法としては、セメント、砂、及び市販の合成樹脂系防水液を混練した、いわゆる防水モルタルをコンクリートの表面に塗布する方法が一般的であった。しかし、かかる防水方法において、汚水貯留槽、下水道管等の流水または貯留水中に含まれている有機質が壁面を構成するコンクリート・モルタル面に付着して菌類、酵素菌等のバクテリアが繁殖し、セメント成分中の特にアルカリ性成分を好んで分解してしまう結果、構造体を構成するコンクリートを破壊するに至ることが分かった。また、穀物洗浄排水中に含まれる澱粉質等が発酵して生成する有機性発酵酢によって、貯留水の水質が弱酸性になり、硝酸化菌類が繁殖し、この硝酸化菌類がコンクリート・モルタルの破壊を促進するものと考えられる。
【０００３】
一方、銀や銅等の金属またはその化合物が抗菌性を有し、当該抗菌性金属を繊維製品やプラスチックに練り込み、または表面処理剤に使用されていることは既に公知である。また、金属置換型水酸化アパタイトによる抗菌性コンクリート・モルタルおよびその製造方法が特開平１１−１７１６２９号公報に、また、酸性水に対して可溶性を示すコンクリート用抗菌剤の発明が特開平１１−７９９２０号公報に開示されている。しかし、前記の銀や銅等の抗菌性金属は、酸性下において腐食し易く、腐食すると表面に酸化物が形成されて抗菌性能が低下する。また、かかる抗菌性金属は比較的高価であり、多量に添加するとコストアップを招き、外観を損ねるため、少量でも効果を発揮する高性能な抗菌剤の開発が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題点を解消して、少量添加するだけでコンクリートが前記の酵素菌やバクテリアに侵食され難く、且つ、防水効果が従来の防水モルタルに比較して、格段に長期間持続する抗菌性モルタル添加剤と、この添加剤を用いた抗菌性モルタル及びこのモルタルで密着被覆された防水性コンクリート構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、花崗斑岩に属する岩石からなる石粉と、銅、銀等の抗菌性金属及びこれら抗菌性金属の化合物の群の中の少なくとも何れか一種の粉末と、の混合物を混合物Ａとし、該混合物Ａとベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉、カオリン粉の中の少なくとも何れか一種の土粉との混合物Ｂを含有することを特徴とする抗菌性モルタル添加剤とする（請求項１）。
【０００６】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の混合物Ａは、前記の石粉と、前記の抗菌性金属粉末と、が重量比で１：２〜２：１の比率で混合してなることを特徴とする前記の抗菌性モルタル添加剤とすることが好ましい（請求項２）。
【０００７】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の混合物Ｂは、混合物Ａとベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉、カオリン粉及びこれらの何れかと実質的に同一の成分からなる土粉の群の中の少なくとも何れか一種の土粉とが重量比で１：２〜２：１の比率で混合してなることを特徴とする前記の抗菌性モルタル添加剤とすることが好ましい（請求項３）。
【０００８】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の抗菌性モルタル添加剤、セメント、セメント急結剤及び水の混練物からなる抗菌性モルタルとすることが好ましい（請求項４）。
【０００９】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の抗菌性モルタル添加剤がセメント１００重量部に対して０．２〜１．０重量部の比率で混合してなることを特徴とする前記の抗菌性モルタルとすることが好ましい（請求項５）。
【００１０】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、コンクリートの全面を前記の抗菌性モルタルで密着被覆してなることを特徴とする防水性コンクリート構造体とすることが好ましい（請求項６）。
【００１１】
【作用】
請求項１ないし３記載の発明に係る抗菌性モルタル添加剤は、前記のように花崗斑岩等からなる石粉等と、銅、銀等の抗菌性金属等の粉末とを混合した混合物Ａに、ベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉、カオリン粉等が混合された混合物Ｂを含んで構成される。即ち、銅、銀等の抗菌性金属等の微細な粉末が、花崗斑岩等の多孔質な表面に吸着ないし付着するとともに、これらが前記の金属等粉末よりやや大きな粉状のベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉、カオリン粉等の表面に付着し、接触面積が大きくなるので、抗菌作用が増大し、且つ、前記の石粉や土粉はセメントとの混和性が良好なので、セメント中に均一に分散することができる。
【００１２】
また、前記の花崗斑岩等からなる石粉等やベントナイト粉、ドロマイト粉、珪藻土粉等は、何れもＰＨ値が中性に近いので、銅、銀等の抗菌性金属の酸化を極力抑制し、酸化物が抗菌性金属の表面に付着することによる抗菌作用の低下を防止する作用をなす。特に、前記の土粉は多分の水分を内包し、中でもベントナイト粉は、水によって膨潤し、抗菌性金属ないし抗菌性金属が付着された前記の混合物Ａを強力に担持するとともに粉体内部に保持される水分によって抗菌性金属がイオン化される傾向を高め、抗菌作用をより増進する作用をなす。
【００１３】
また、請求項４ないし５記載の発明に係る抗菌性モルタル又は請求項６記載の発明に係る防水性コンクリート構造体においては、前記の抗菌性モルタル添加剤とセメントの混合物に、水で希釈されたセメント急結剤を加えて、練り合わされてなる抗菌性モルタルであって、かかる抗菌性モルタルでコンクリートの全面を密着被覆してなるので、コンクリート・モルタル表面に発生する菌類、酵素菌等のバクテリアや硝酸化菌類の繁殖を抑えて、これら菌類やバクテリアによるコンクリート・モルタルの破壊を防ぐとともにコンクリートとの密着性を良くして、防水作用をより永く持続させる作用をなす。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態について以下に説明する。先ず、本発明の抗菌性モルタル添加剤に用いる花崗斑岩の一種であるひん岩は、火成岩に属する。火成岩には、火山のマグマが直接固まったもので地下深く長時間かけて固まった深成岩と、地表の近くで固まった火山岩と、その中間の半深成岩の３種類があり、ひん岩はこのうちの半深成岩に属し、ニ酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の含有量も両者の中間に位置し、ＰＨ値は中性を示す。下記の表１は、ひん岩を含む火成岩の分類を示す。
【００１５】
【表１】
0003541240.tif 000002
【００１６】
次に、花崗斑岩の一種である麦飯石は、中国原産のものが、ミネラルウオーターの製造、水の浄化、美容健康維持等に使用されている実績がある。麦飯石の主成分は、ニ酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であり、且つ、極めて多孔質に富むことによって、強い吸着作用を呈するとともに、ＰＨ値は中性を示すことが特徴である。下記の表２は、麦飯石の組成分析表を示す。
【００１７】
【表２】
0003541240.tif 000003
【００１８】
次に、ベントナイトは、火山灰が海底や湖底に堆積して地熱や地圧や海水の続成作用を受けて結晶化した含水層状珪酸塩で、スメクタイト系粘土の一種と言われる。ベントナイトの結晶は、４面体と４面体の間に８面体が入る３層構造をなし、水中においては各層間に水分子が入ってきて膨潤し、体積が数倍から１０数倍に膨れる。前記ベントナイトに対してドロマイト（白雲石（ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３））、珪藻土（ＳｉＯ２・Ｆｅ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３）、カオリン（カオリナイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ））は、何れも堆積岩であって、特に、カオリンはベントナイトと同様に層状珪酸塩であるが水によって膨潤することは殆どないが、水分を包含する機能を有する。
【００１９】
また、抗菌性金属としては、銀、銅の他に金、アルミニウム、クロム、ニッケル、錫、亜鉛等が挙げられる。しかし、抗菌作用の程度と価格を考慮して、銀または銅の粉末が好ましい。更に、これらの抗菌性金属の脂肪酸塩等の化合物であってもよい。前記の抗菌性金属粉末は、活性を高めるために直径が数μｍないし数十μｍのオーダーの微粉末が好ましい。しかし、このような微粉末のままでは二次凝集を起こし、セメントに均一に分散することは困難であることから、一旦、ひん岩や麦飯石と称する花崗斑岩のような吸着性のある石粉に吸着させた後に、ベントナイト粉等の土粉と混合することが好ましい。そして、前記の石粉や土粉は、二次凝集を防ぎ、接触面積を広くする観点から、抗菌性金属等よりもやや大きな、直径が数十μｍのオーダーのものが好ましい。
【００２０】
次に、混合物Ａの石粉と、抗菌性金属等との混合比率は、特に限定されるものではないが、前記金属粉等が石粉に適度に吸着される範囲において、重量比で１：２〜２：１の比率で混合することが好ましく、重量比で１：１に混合することが特に好ましい。混合物Ｂに関する混合物Ａと、前記の土粉との混合比率についても、前記の混合物Ａについてと同様である。また、前記の石粉や土粉は、それぞれ単独に混合してもよいが、複数種類を組み合わせた混合物を使用できることは言うまでもない。
【００２１】
次に、本発明の抗菌性モルタルは、前記の抗菌性モルタル添加剤とセメントの混合物に、水で希釈されたセメント急結剤を加えて、これらを練り合わせたものからなり、抗菌性モルタル添加剤の混合比率は、抗菌効果が発現され得る範囲で適宜量を添加することができる。通常は、セメント１００重量部に対して抗菌性モルタル添加剤を重量比０．２〜１．０重量部の比率で混合することが好ましい。抗菌性モルタル添加剤が前記範囲より少ないと抗菌効果が充分に達成されず、逆に前記範囲よりも多いと、抗菌効果は達成されるが、コストアップをもたらし好ましくない。
【００２２】
また、通常のモルタルは、ポルトランドセメントまたは石灰と砂を一定の割合に混ぜ、水を加えて練ったもので、ポルトランドセメント１体積、砂３体積が標準の配合である。これに対して、本発明の抗菌性モルタルの場合は、砂を添加しなくてもよく（添加してもかまわない）、他にセメント急結剤が添加される。セメント急結剤は、モルタル、プラスター、コンクリートなどに入れて急速に固化させるもので、一般に、吹付け施工用によく使用される。セメント急結剤は、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、カルシウムアルミネート、アルカリ金属炭酸塩等を主成分とするものからなり、本発明においては特に限定されるものではないが、一般に市販されている珪酸ナトリウムを主成分とする急結剤が取扱い易い点から好ましい。
【００２３】
次に、本発明の抗菌性モルタルをコンクリート躯体に施工するには、コンクリートの表面が生乾きの状態でゴムコテまたはスポンジコテを使用して１ないし２回塗りつける。施工する場所によっては、ガン吹付けによってもよい。ガン吹付け法の場合は、前記のように抗菌性モルタル添加剤とセメントの混合物に、水で希釈されたセメント急結剤を加えた液体を吹付ける湿式法の他に、抗菌性モルタル添加剤及びセメント等の粉末とセメント急結剤等の液体を別々に供給し、ノズルの先端で合流させて吹付ける乾式法によって施工することもでき、何れの方法であってもよい。また、抗菌性モルタル添加剤は、前記のようにモルタルに添加できることは言うまでもないが、コンクリート混和剤としてコンクリートやプラスターに添加して使用することもできる。
【００２４】
【実施例】
次に、この発明の実施例、抗菌性モルタル添加剤（実施例１）、この添加剤を用いた抗菌性モルタル（実施例２）及び防水性コンクリート構造体（実施例３）についてそれぞれ説明する。
実施例１
配合例１
混合物Ａ：
銅粉（粒径２０〜２５μ）                        ０．５重量部
花崗斑岩（麦飯石粉（粒径３０〜４０μ））        ０．５重量部
混合物Ｂ（抗菌性モルタル添加剤）：
混合物Ａ                                        １．０重量部
ベントナイト粉（粒径３０〜４０μ）      １．０〜２．０重量部
【００２５】
前記の配合例１の麦飯石粉に銅粉を投入し、攪拌して均一に分散混合して混合物Ａを得た。次に、前記の混合物Ａにベントナイト粉を投入して均一に分散するまで攪拌して、混合物Ｂからなる抗菌性モルタル添加剤を得た。更に、混合物Ｂに他の粉状の混和剤等を混合することもできる。
【００２６】
実施例２
配合例２
ポルトランドセメント                              １００重量部
抗菌性モルタル添加剤                      ０．３〜１．０重量部
【００２７】
前記の配合例２のポルトランドセメントと抗菌性モルタル添加剤をミキサーに投入し、乾燥状態で攪拌して均一に分散した後に、予め淡水で希釈したセメント急結剤（主成分が珪酸ナトリウム）を投入して、ペースト状になるまで攪拌して目的の抗菌性モルタルを得た。抗菌性モルタルの粘度は、吹付け法の場合には水状のように低く調整し、コテで塗付ける場合は、垂れが生じない程度に水の添加量を適宜調整することが好ましい。また、抗菌性モルタルの急結速度は、モルタルを作成後約４０分以内に固まるように、セメント急結剤の添加量を夏場と冬場、ないし雰囲気温度に応じて適宜調整することが好ましい。
【００２８】
実施例３
図１は、前記の実施例２によって得られた抗菌性モルタルをコンクリート製の汚水槽に塗りつけた防水性コンクリート構造体の一例を示したものであり、図２は、前記の防水性コンクリート構造体である汚水槽を大地に設置した状態を例示したものである。図において、１は、防水性コンクリート構造体であり、１１は、コンクリート汚水槽躯体であり、１２は、抗菌性防水モルタル層である。
【００２９】
抗菌性モルタルは、汚水と接触するコンクリート汚水槽躯体１１の内面にのみ塗布し、外面はコンクリートを剥き出しにして大地に設置することも可能であるが、本実施例の場合は、大地からの菌類、酵素菌等のバクテリアの侵攻を阻止するためにコンクリート汚水槽躯体１１の内面乃至外側面にかけて前記の抗菌性モルタルを塗布し、抗菌性防水モルタル層１２を形成した。抗菌性防水モルタル層１２の厚みは５ｍｍであった。
【００３０】
次に、大地１４の底面に玉石１３と捨てコンクリート１５によって基礎を形成し、前記の実施例３で得られた汚水槽を前記の基礎上に接地した。この他に比較例として、前記の実施例３において、抗菌性防水モルタル層１２に代えて、抗菌性を有しない通常の防水モルタル層を形成した汚水槽（比較例１）、並びに比較例１の防水モルタル層の厚みを１５ｍｍに厚くした汚水槽（比較例２）を作成し、前記の実施例３と同様にして大地に設置し、これらの各汚水槽内部に同様の汚水を満たして６ヶ月間放置し、６ヶ月後に前記の実施例３並びに比較例１、２の汚水槽の状態を観察した。
【００３１】
前記の各水槽を観察した結果、実施例３の汚水槽は、汚水槽内、槽外ともに異常は全く認められなかった。これに対して、比較例１の汚水槽は、表面にやや風化による凹凸と漏水の傾向が認められた。比較例２の汚水槽は、漏水の傾向は認められなかったもののやや風化が認められた。この試験からも明らかなように、従来の防水モルタルの場合は、通常、モルタル層の厚みが１５ｍｍ以上必要であったが、本発明の抗菌性モルタルの場合には、２〜５ｍｍ以上でも防水性能が充分に満足できる。更に驚くべきことに、コンクリート表面に乾燥過程で発生した細かい亀裂（ヘアクラッカー）の修復がなされ、防水効果が格段に向上することも確認された。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る抗菌性モルタル添加剤は、前記のように構成したことによって、当該抗菌性モルタル添加剤を配合した抗菌性モルタルをコンクリート表面に施工したコンクリート構造体は、従来の防水モルタルを塗布したコンクリート構造体に比較して、コンクリートの風化を防ぎ、耐久性を増すばかりでなく、防水モルタル層の厚みを従来の略１／３に薄くすることができる。防水モルタル層の厚みを薄くできることによって槽内が広くなり、槽内を有効利用することができ、且つ、槽自体の重量が軽くなり、取扱い易く、輸送費が低減する。また、抗菌性モルタル添加剤の添加量が少なく、酸化による変色もないので、外観が頗る良好であり、更に、生産コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る抗菌性モルタルをコンクリート製の水槽に塗りつけた防水性コンクリート構造体からなる汚水槽を例示した断面図である。
【図２】前記の実施例に係る汚水槽を大地に設置した状態を例示した断面図である。
【符号の説明】
１：防水性コンクリート構造体、１１：コンクリート汚水槽躯体、１２：抗菌性防水モルタル層、１３：玉石、１４：大地、１５：捨てコンクリート
【図１】
0003541240.tif 000004
【図２】
0003541240.tif 000005