(57)【要約】【課題】水硬性セメント硬化体の白華現象発生を確実に防止することのできる水硬性セメント硬化体の製造方法が求められている。【解決手段】本発明者は水硬性セメント硬化体中のカルシウムを安定化させる材料を見いだすとともに、当該材料、水、水硬性セメントの添加順序も規定することにより、水硬性セメント硬化体の白華現象を防止することを見いだした。すなわち、本発明は、珪酸アルカリを水で希釈し、当該珪酸アルカリ希釈水を水硬性セメントに加えて混練し水硬性セメントの硬化体を得ることを特徴とする水硬性セメント硬化体の製造方法を提供する。また、珪酸アルカリとして珪酸リチウムを用いることも、本発明の特徴的な構成である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸アルカリを水で希釈し、当該珪酸アルカリ希釈水を水硬性セメントに加えて混練し水硬性セメントの硬化体を得ることを特徴とする水硬性セメント硬化体の製造方法。
【請求項２】
珪酸アルカリとして、珪酸リチウムを用いる請求項１に記載の水硬性セメント硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばモルタルを固めたモルタル硬化体やコンクリートを固めたコンクリート硬化体といった水硬性セメント硬化体の表面劣化を防ぐ製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水硬性セメントは３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３などの成分で構成されている。そして、水添加前の水硬性セメントの配合態様としては、水硬性セメントのみのセメントペースト、水硬性セメントと細骨材を配合したモルタル、水硬性セメントと細骨材と粗骨材を配合したコンクリートがよく知られている。かかる水硬性セメント配合物に水を加えて混練すると、セメント粒子が水和し、凝結し、更には硬化して硬化体となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した水硬性セメント硬化体は、経時により表面に灰白色の吹出物や斑点を生じることがある。かかる現象は白華現象（エフロレッセンス）と称されている。この白華現象は、セメント系材料中で遊離したカルシウムイオンが、材料中に侵入した水分により表面に移動して空気中の炭酸ガスと反応し、炭酸カルシウム結晶として析出するものであり、コンクリート、モルタル、タイル張りの外壁や床面における外観および品質を著しく損なう。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な工夫構成であるにも拘わらず、水硬性セメント硬化体の白華現象発生を確実に防止することのできる水硬性セメント硬化体の製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するよう鋭意研究を重ねた結果、水硬性セメント硬化体中のカルシウムを安定化させる材料を見いだすとともに、当該材料、水、水硬性セメントの添加順序も規定することにより、水硬性セメント硬化体の白華現象を防止することを見いだし、本発明の完成に至ったのである。
すなわち、本発明は、珪酸アルカリを水で希釈し、当該珪酸アルカリ希釈水を水硬性セメントに加えて混練し水硬性セメントの硬化体を得ることを特徴とする水硬性セメント硬化体の製造方法を提供する。
また、珪酸アルカリとして珪酸リチウムを用いることも、本発明の特徴的な構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
引き続き、本発明の実施形態を説明する。尚、下記する実施形態は本発明の一形態を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。後述する実施例についても同様である。
本発明に用いられる水硬性セメントは水和反応によって硬化するセメント材であれば特に限定されない。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、高炉セメント、白色ポルトランドセメントなどが挙げられ、通常の土木、建築、建材などに使用されるものが用いられる。
【０００７】
本発明に適用される珪酸アルカリとしては、例えば珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウムが挙げられる。かかる珪酸アルカリにおけるＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ（ここで、Ｍはナトリウムイオン、カリウムイオン、またはリチウムイオンを示す）のモル比としては、珪酸アルカリが水溶液中で安定状態に保持される範囲内であれば、特に限定されない。ここでは、例えばモル比３．０〜８．０の珪酸アルカリが使用される。
【０００８】
珪酸アルカリを水で希釈する態様は、通常の混和方法によれば十分であり、常温・常圧下で構わない。使用する水は特に限定されず、例えば上水道水、工業用水、井戸水などが挙げられる。かかる水には、セメント硬化作用を損なわない範囲でメタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどの水溶性溶媒が含まれていても構わない。
【０００９】
また、珪酸アルカリは、上記のＳｉＯ２含有量範囲およびモル比ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ範囲を満たす限り、Ｍとしてナトリウムイオン、カリウムイオン、またはリチウムイオンのいずれか１種を有するものでよい。あるいは、ナトリウムイオン、カリウムイオン、またはリチウムイオンの２種または３種が併存するものであっても構わない。
【００１０】
本発明の水硬性セメントは、単独で、あるいは常法により細骨材、粗骨材などと混合され、セメントペースト、モルタル、コンクリートといった配合物態様で用いられる。そして、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどに珪酸アルカリ希釈水を混練する態様は、通常の混練方法で十分であり、常温・常圧下で実施される。前記の配合物と珪酸アルカリ希釈水との混練物には、所望に応じて、エマルジョン樹脂、繊維、起泡剤などの改質剤、或いはセメント硬化体製造時の作業性を改善するための増粘剤、流動化剤などの混和剤を添加することができる。
【００１１】
上記のように珪酸アルカリ希釈水を加えて混練されたセメントペースト、モルタル、コンクリートは、その後、通常の攪拌方法、打設方法、養生方法など、即ち通常の施工方法が適用されて、コンクリート構造物、コンクリート構造物の外壁、内壁、タイル張り、張り付けモルタル、目地モルタルなどといった水硬性セメント硬化体となる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、水和時に水硬性セメントから生じた水酸化カルシウムと、添加した珪酸アルカリとが反応して、安定な珪酸カルシウムを生成する。そのため、硬化体内部のカルシウムイオンが表面に滲み出さず、大気中の炭酸ガスの影響を受けにくくなる。このように簡単な工夫により、白華現象が抑止ないしは防止される。他方、珪酸アルカリはバインダとしても作用するため、硬化体の機械強度が増す。
一方、珪酸アルカリとして珪酸リチウムを用いた場合は、炭酸ガス吸着能の高いリチウムイオンが炭酸ガスを多量に吸着して、炭酸ガスとカルシウムイオンとの反応を抑制し、白華防止効果を増大させる。
【００１３】
【実施例】
「実施例１」
この実施例１では、珪酸アルカリ源としてリチウムシリケート水溶液（日産化学工業株式会社製、商品名：ＬＳＳ−３５）を用いた。このＬＳＳ−３５は、ＳｉＯ２換算で溶液全体の２１重量部となる量の珪酸リチウム（リチウムは、モル比ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏがほぼ３．５に相当する量である）を含み、比重（２５℃）が約１．２０、ｐＨ（２５℃）が１１前後の無色透明な水溶液である。
そこで、水７ｋｇに、５００ｇのＬＳＳ−３５と１ｋｇの混和剤（エチレン−酢酸ビニル共重合体粉末）とを加えて十分に撹拌し、リチウムシリケート希釈水とした。
次に、プレミックスモルタル材（株式会社トクヤマ製、商品名：モルキープ２５（ポルトランドセメント３２重量部と細骨材（砂）約６８重量部を主成分として含む））２５ｋｇに、前記のリチウムシリケート希釈水７ｋｇを加え、十分に混練してモルタルとした。
このように調製したモルタルを、屋外に予め設けられているコンクリート硬化体の表面に約１０ｍｍ厚で塗り付けて放置し、モルタル硬化体を得た。
【００１４】
そして、モルタル硬化体に白華現象が生じるか否かを目視で観察し続けた。この１年弱の期間、観察を継続してきたが、現在もなおモルタル硬化体の表面に白華現象がまったく生じていない。これは、リチウムイオンが空気中の炭酸ガスを吸着してカルシウムとの反応を阻止したためと考えられる。そのうえ、珪酸リチウム自体がバインダとして働き、モルタル硬化体の表面が製作当初と同様の表面状態に保たれていた。
【００１５】
「実施例２」
ＬＳＳ−３５に替えて、リチウムを含まないナトリウムシリケート水溶液（日産化学工業株式会社製、商品名：スノーテックス３０（ＳｉＯ２換算で溶液全体の３１重量部に相当する珪酸ナトリウムを含む水溶液）５００ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様に、モルタルを調製しコンクリート硬化体の表面に塗り付けて放置しモルタル硬化体を得た。
この実施例２についても、モルタル硬化体の表面に白華現象が観察されていない。尚、実施例１の結果と比べて、モルタル硬化体表面の色合いがかすかに白っぽい感じを受けたが、実用性能上まったく問題はない。
【００１６】
「比較例」
プレミックスモルタル（モルキープ２５）２５ｋｇに、水７ｋｇだけを加え十分に混練してモルタルとし、実施例１と同様にコンクリート硬化体の表面に塗り付けて放置しモルタル硬化体を得た。
この比較例によれば、硬化後しばらく経過したとき、モルタル硬化体の表面に白華現象の発生が認められた。