(57)【要約】【課題】従来、コンクリートの表面強化剤として水ガラスなどが使用されていたが、アルカリ性が強くてアルカリ反応によりヒビ割れする、炭酸ガスと反応して中性化するために鉄筋が錆びる、ヒビ割れ部分から雨水が浸透して漏水する、構造体が傷む、古いコンクリートではアルカリ（水酸化カルシウムなど）が消失してしまつているために効果が得られないなどの問題があつた。【解決手段】珪酸ソーダとメチルケイ酸カリウムとを含有する水性浸透性組成物により前記のような問題を解決し、併せて撥水性を付与することができた。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸ソーダ並びにメチルケイ酸カリウムを含有することを特徴とするコンクリート表面強化用の水性浸透性組成物。
【請求項２】
珪酸ソーダ並びにメチルケイ酸カリウムを含有する水性浸透性組成物を塗布することを特徴とするコンクリートの表面強化方法。
【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、モルタル、コンクリートブロツク等の表面の強化用に使用される水性浸透性組成物とコンクリートの表面強化方法に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−３３８３７５号
【特許文献２】特開２００１−２０７１１８号
【０００３】
【従来の技術】
コンクリート、モルタル、コンクリートブロックなどからなる床などは、荷重、化学薬品により侵食、摩擦による磨耗などにより経時的に劣化が避けられない。
また、近年、コンクリートの打ち込み作業にボンプ車が広く使用される状況になっている。ポンプ車によるコンクリートの打設は施工を簡便にするものの、より打ち込みやすくするために水の配合を増やした軟練り状態での打設がなされやすい。水の配合が所定量より多くなるとコンクリートの乾燥収縮を大きくするため亀裂の原因になりやすく、その結果、空気や雨水が浸透する。また、水の配合が所定量より多いと水が気散した後に気泡が残り空気や雨水の浸透する。更に、コンクリート構造物は基礎部分は地中にあつてほぼ１５℃程度であるのに対して、屋上ないし屋外は夏季の日射、冬季の冷輻射という大きな温度サイクルにさらされるため亀裂が生じている。このような亀裂や気泡を介して雨水や空気がコンクリート中に浸透するとアルカリ成分が炭酸ガスと反応して中性化が進行するため、「鉄筋が錆びて膨張するためにコンクリートを破壊して強度が低下する」、「雨水が浸透して鉄筋の錆び、腐食が更に進行する」、「ひび割れのために構造体の一部が脱落して外観が損なわれる」などの問題がつきまとつていた。
【０００４】
このような劣化や中性化を回避する方法として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂などにより表面被覆する方法が図られてきた。しかし、このような表面強化では高分子物質であるためにコンクリート、モルタルなどへの浸透性が不足するほか、構造体の表面をコーテイング処理しても、塗膜の劣化や剥離、フクレなどの課題がある。
【０００５】
一方では、水ガラスなど珪酸塩によるコンクリート表面強化が知られている。水ガラスなど珪酸塩はコンクリート、モルタルなどへの浸透性に優れるものの、珪素とアルカリのモル比が４以下の珪酸塩を原料としているためアルカリ性が強く、コンクリート中の空隙に留まつた場合にはアルカリ骨材反応によりひび割れが発生する、溜まり水のアルカリが高いためにコンクリートの炭酸化速度が速くなり中性化を促進するという懸念がある。
さらに、水ガラスなど珪酸塩のカルシウムとの反応が不十分な状態で水がかかると、撥水性もないことから溶出してしまうという問題や、遅効性で効果が得られるまでに時間を要する、セメントのアルカリ成分（水酸化カルシウムなど）と化合して保護層を形成させるものであるために水酸化カルシウムが消失してしまった古いコンクリートでは効果が得られないなどの課題があつた。
【０００６】
また珪弗化マグネシウム、硅弗化亜鉛などの珪弗化化合物を使用する方法も採用されることがあつたが、弗素化合物のために毒性がある、環境汚染の原因になる、腐食性があるなどの問題があつた。また、硅弗化化合物は前記珪酸塩と同様な理由で古いコンクリートには効果が得られにくいという問題があつた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題、即ち、コンクリート、モルタルなどへの浸透性に優れ、かつ、中性化と劣化を防止するとともに、水がかかっても溶出しないなどの改良点をクリヤーした水性浸透性組成物とコンクリートの表面強化方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、前記のような課題を解決するために開発された珪酸ソーダとメチルケイ酸カリウムとからなる水性浸透性組成物とコンクリートの表面強化方法に関するものであつて、以下詳細に説明する。
【０００９】
本発明に採用される珪酸ソーダはＮａ２〇・ｘＳｉ〇で表されるもので、モル比、Ｓｉ〇２／ＮＡ２Ｏが２／１〜１／４のものが挙げられる。
珪酸ソーダはコンクリート、モルタルなどのセメント中のＣａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂａなど多価金属イオンと反応して不溶性の珪酸塩金属水和物、金属水酸化物などを形成して、コンクリート、モルタルなどの内部の空隙を充填させ、強度を向上させることができる。
【００１０】
メチルケイ酸カリウムはメチルケイ酸カリウムＣＨ３Ｓｉ（ＯＨ）２ＯＫを水に溶解した５４重量％程度の水溶液として使用され、メチルケイ酸ポリマーとして３４重量％程度を含有するものとして利用される。メチルケイ酸カリウムは空気中の炭酸ガスと反応してポリメチルシリケート（ＣＨ３ＳｉＯ３／２）が形成され、撥水性が得られる。
【００１１】
珪酸ソーダとメチルケイ酸カリウムとの配合割合は１００／１〜１００／２０が適合している。１００／１以下では撥水性が不十分のため好ましくない。一方１００／２０以上ではハジキが顕著になるため好ましくない。
また、濃度は５〜４０重量％が適している。５重量％以下ではコンクリート、モルタルなどへの浸透は良好であつても、本来の目的である強化の効果が期待できない。また、４０重量％以上では濃度が高すぎるためコンクリート、モルタルなどへの浸透性が不足する傾向が認められ好ましくない。
【００１２】
その他、必要により着色用として、各種顔料、例えば公知の酸化チタン、カーボンブラツク、酸化クロム、郡青等の無機質顔料、アゾ顔料、縮合多還式顔料、キナクリドン系顔料、シアニンブルー、シアニングリーン等の有機顔料若しくは公知の有機系着色化合物、インキ、天然若しくは合成の染料等を単独若しくは２種類以上を使用して希望する色相を付与することができる。
【００１３】
このような配合材を調合された水性浸透性組成物は、コンクリート、モルタルなどの表面に刷毛、ローラー刷毛、モツプ、スプーレー等の塗布手段により０．１〜０．５ｋｇ／ｍ２塗布され、これらの強化が図られる。
また、塗布は１回塗布より複数回の塗布されてコンクリート、モルタルなどへの浸透が図られることが好ましい。
【００１４】
床などコンクリート、モルタルなどから仕上られた構造物は該水性浸透性組成物が塗布処理して強化処理した状態で利用されるか、或いは更に樹脂防水層、繊維強化樹脂層などが施工されて防水床、駐車場床、工場或いは倉庫の床などに表面強化された状態として利用することができる。
【００１５】
以下、本発明に関して実施例、比較例に従って詳細に説明する。配合比率は重量部を単に部として記載する。なお、本願発明は是に限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
３号水ガラス（固形分５０％）５０部とメチルケイ酸カリウム水溶液（固形分５０％）３部、水４７部とからなる濃度２６．５％水性浸透性組成物を打設後３０日後のコンクリート表面に０．３ｋｇ／ｍ２刷毛で塗布した。塗布後１０日養生したもの（水洗無）と、１日養生後に水中に１時間浸漬し水洗（水洗有）してから９日養生したものについて下記に記載する評価試験をした結果は表１の通りであつた。
【００１７】
実施例２
実施例１において、メチルケイ酸カリウム水溶液を８部、水を４２部とした以外は全て実施例１と同一にして、評価試験した結果は表１の通りであつた。
【００１８】
実施例３
実施例１において、３号水ガラスを３０部、水を６７部とした以外は全て実施例１ど同一にして評価試験をした結果は表１の通りであつた。
【００１９】
比較例１
３号水ガラス５０部、水５０部を調合して濃度２５％の水性浸透性組成物を調製し、実施例１と同様に評価試験した結果は表１の通りであつた。
【００２０】
比較例２
３号水ガラス３０部、水７０部を調合した濃度１５％の水性浸透性組成物を調製した。実施例１と同様に評価試験した結果は表１の通りであつた。
【００２１】
比較例３
打設後３０日養生したコンクリートを比較例３とした。
【００２２】
【表１】
2004256350.tif 000002
【００２３】
評価方法
撥水性／水１０ミリリッターを散布して、撥水状態を観察する。
透水性／ＪＩＳＡ６９０９のＢ法（２４時間）により測定する。
試験体を水平に保持し、ロート状の透水試験器具をシリコーンシーリーング材により止めつけ、４８時間以上放置したのち、２０±２℃の水を試験体の表面から高さ２５０ｍｍまで入れ、その時の水頭の高さと２４時間後の水頭の高さとの差を求める。
中性化／５％の炭酸ガスを含む雰囲気に、２０℃、６０％ＲＨの環境において３０日放置したのち、表面の中性化を下記の道路公団規格（ＪＨＳ３１１−１９９２）により測定する。
道路公団規格（ＪＨＳ３１１−１９９２）
コンクリートコアの割裂面を測定面として使用し、▲１▼測定面にフェノールフタレン１％エタノール溶液を噴霧する。▲２▼着色及び非着色部分の境界をマジックで記入する。含水率が高いコンクリートの場合は読み取りを２日後に行う。▲３▼表面から中性化深さの最大および最小を測定する。▲４▼境界を透明なビニールシートにトレースする。▲５▼非着色部分の面積を測定する。
計算
Ｃ＝  Ａ／Ｌ
Ｃ：  平均中性化深さ  ｍｍ
Ａ：  非着色部分の面積  ｍｍ２
Ｌ：  測定表面の長さ    ｍｍ
耐磨耗性／ＪＩＳＫ７２０４に規定の測定法による。磨耗輪Ｈ２２、荷重１ｋｇ、１０００回転の条件における磨耗重量を測定する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明になる水性浸透性組成物は、珪酸ソーダ並びにメチルケイ酸カリウムとを含有するもので、コンクリートに対して速やかに浸透し、珪酸ソーダがコンクリート中のＣａ、Ｍｇなど多価金属化合物と反応して珪酸塩を形成して空隙を充填するとともに、メチルケイ酸カリウムが空気中の炭酸ガスと反応してポリシリケートが形成する。このためコンクリートの空隙充填効果と撥水性が得られるとともに透水性が低くなるため、構造物の防水性を大幅に向上させることができる。
また、コンクリート表面が強化されて耐磨耗性などが大幅に向上する。前記実施例、比較例で確認されるように、従来の水ガラスにより表面処理されたコンクリートが雨水等により水洗された場合、耐磨耗性が大幅に低下するが、本発明の水性浸透性処理剤により処理した場合には、雨水等により水洗されても耐磨耗性が低下することがない。このため駐車場の床など水洗作業がされる場所への使用には効果的である。
同時にメチルケイ酸カリウムが空気中の炭酸ガスと反応してポリシリケートを形成するためにコンクリートの中性化が抑制され、前記のようなコンクリート構造物の劣化やヒビの発生を無くすことができコンクリート構造物の長寿命化に役立つ。