(57)【要約】【課題】硬化セメント組成物の表面に樹脂被覆材を形成する工法において、硬化セメント組成物と樹脂被覆剤との接着性を改善し、かつ、処理時間や人件費をかけず、さらに騒音や粉塵発生のない方法およびこの方法に用いる剤を提供する。【解決手段】樹脂被覆材塗布前に、硬化セメント表面に有機酸を含有する水溶液を噴霧することにより、硬化セメント組成物と樹脂被覆材の接着性を阻害する水和セメント組成物の炭酸塩皮膜を除去し、硬化セメント組成物と樹脂被覆材の接着性等を改善する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化セメント組成物の表面改質方法であって、硬化セメント組成物表面を、該表面と反応してカルシウム化合物を生成する有機酸を含有する水溶液で処理することを含む、前記方法。
【請求項２】
硬化セメント組成物表面に樹脂被覆層を形成する方法であって、硬化セメント組成物表面を、該表面とと反応してカルシウム化合物を生成する有機酸を含有する水溶液で処理し、次いで、樹脂被覆材を塗布することを含む、前記方法。
【請求項３】
樹脂被覆材が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂から選ばれる、１種または２種以上であることを特徴とする、請求項２に記載の前記方法。
【請求項４】
樹脂被覆材が、プライマーであることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
有機酸が、酢酸、グルコン酸、ギ酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のいずれかの方法に用いる硬化セメント組成物の表面改質剤であって、硬化セメント組成物表面と反応して、カルシウム化合物を生成する有機酸を含有することを特徴とする、前記表面改質剤。
【請求項７】
有機酸が、酢酸、グルコン酸、ギ酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする、請求項６に記載の表面改質剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐蝕、防水、化粧などの目的で硬化セメント組成物の表面に樹脂材料を塗布して樹脂層を形成する方法に於いて、樹脂被覆材の接着性を改善するための硬化セメント組成物表面の改質方法及び該表面に樹脂被覆層を形成する方法並びにこれら方法に用いる表面改質剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、耐蝕、防水、化粧などを目的として、硬化したセメントペースト、モルタル、コンクリート等、セメント組成物の表面にウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂などの樹脂被覆材をライニングする工法が行われている。この工法は、一般的にはコテ仕上げされた硬化コンクリートの表面に、樹脂被覆材を含むプライマーを塗布し、その後、更に樹脂被覆材を塗布する施工方法が採用されている。コテ仕上げされた硬化コンクリート表面は、セメントの水和生成物である水酸化カルシウムと空気中の炭酸ガスが反応して、炭酸カルシウムを主成分とする緻密な被膜が形成されているために、プライマーがコンクリート中に含浸し難くなる。また、この緻密な炭酸カルシウム被膜の生成は、セメント組成物の水セメント比が小さくなるほど顕著となるために、施工した樹脂層が剥がれ易くなるという問題を抱えている。
【０００３】
従来工法においては、上記の問題を解決するために硬化コンクリート表面をケレン処理、ブラスト処理してプライマーの含浸性を向上させる方法が採用されている。しかし、この方法は、手間がかかるために多くの処理時間や人手が必要であり、また、ケレン処理やブラスト処理時に発生する騒音や粉塵による作業環境の悪化、更には、その処理時に発生する廃棄物を、産業廃棄物処理業者に委託しなければならないという深刻な課題を有している。
【０００４】
一方、ケレン処理やブラスト処理に替わる方法として、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸を硬化コンクリートの表面処理剤に使用する方法も提案されてはいるが、これら無機酸は、強酸であるために現場作業員の安全性の面から問題があり、性能が充分でないために普及するには至っていない。また、無機酸の中でも塩酸は、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋を腐食させる性質があるために、その使用は好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、硬化セメント組成物の表面に樹脂層を形成する工法において、硬化セメント組成物と樹脂被覆材との接着性を改善し、かつ、処理時間や人手がかからず、騒音や粉塵発生のない方法及びこの方法に用いる剤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、硬化コンクリート表面に有機酸を含有する水溶液を噴霧することによって、上記課題を一挙に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、硬化セメント組成物の表面改質方法であって、硬化セメント組成物表面を、該表面と反応してカルシウム化合物を生成する有機酸を含有する水溶液で処理することを含む、前記方法に関する。
また、本発明は、硬化セメント組成物表面に樹脂被覆層を形成する方法であって、硬化セメント組成物表面を、該表面と反応してカルシウム化合物を生成する有機酸を含有する水溶液で処理し、次いで、樹脂被覆材を塗布することを含む、前記方法に関する。
また、本発明は、樹脂被覆材が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂から選ばれる１種または２種以上からなることを特徴とする、前記方法に関する。
さらに、本発明は、樹脂被覆材が、プライマーであることを特徴とする、前記方法に関する。
さらにまた、本発明は、有機酸が、酢酸、グルコン酸、ギ酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする、前記方法に関する。
【０００８】
さらに、本発明は、前記方法に用いる硬化セメント組成物の表面改質剤であって、硬化セメント組成物表面を、該表面と反応してカルシウム化合物を生成する有機酸を含有することを特徴とする、前記表面改質剤に関する。
また、本発明は、有機酸が、酢酸、グルコン酸、ギ酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする、前記の表面改質剤に関する。
本発明は、セメントの硬化工程において発生した、炭酸カルシウムの緻密な被膜を、炭酸より酸性度の大きい有機酸を含有する表面改質剤で処理することにより、有機酸カルシウム塩とし、前記炭酸カルシウムの緻密な層が改質されることにより、樹脂被覆剤の硬化セメント組成物表面への接着性を改良することができるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、硬化セメント組成物表面を有機酸を含有する水溶液で処理する手段としては、噴霧器等を用いた噴霧施工が挙げられるが、これに限定されるものではなく、硬化セメント組成物の表面に上記水溶液を均一に散布できるものであれば、ジョウロ等を用いて散布する方法でもよい。
また、上記表面改質剤の硬化セメント組成物への処理時期は、セメント組成物が施工された後、好ましくは１〜７日程度以降ではあるが、特に限定されるものではなく、既設の硬化セメント組成物への適用も可能である。
【００１０】
本発明の方法に使用される樹脂被覆材としては、代表的にはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂を成分とするものを例示することができるが、これら成分系の樹脂被覆材に限定されるものではない。また、樹脂被覆材には、プライマー、溶剤型や無溶剤型、１液型や２液型等の種々のものが市販されているが、いずれの種類も使用することができる。さらに、本発明の方法に使用される樹脂被覆材としては、樹脂モルタル、浸透性吸水防止材、浸透性固化材、無機質浸透性防水材、ペンキ、リシン、スタッコ等を適用することができる。
本発明は、硬化セメント組成物上に有機酸を含有する水溶液を噴霧し、次いで、樹脂被覆材を塗布する方法を採用するが、樹脂被覆層の形成は、一般的にプライマーを塗布した後、さらに樹脂被覆材が施工されるが、本発明に於いては、プライマーを塗布することなく、硬化セメント組成物の表面に直接樹脂被覆材を塗布してもよい。
また、樹脂被覆材の塗布時期は、上記表面改質剤を噴霧施工した後、該表面改質剤中の水分が蒸発した後に施工するのがよく、環境条件によっても異なるが、１〜３日程度であることが好ましい。セメント組成物の含水率が８％以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の表面改質剤は、有機酸を含有する水溶液である。表面改質剤に使用する有機酸としては、酢酸、サリチル酸、グルコン酸、マレイン酸、フマル酸、ギ酸、コハク酸、没食子酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、マロン酸、酒石酸、蓚酸、乳酸、グリコール酸、プロピオン酸、酪酸、アクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、リン酸等を例示することができるが、中でも酢酸、グルコン酸、ギ酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸が取扱性、カルシウム塩の水への溶解度の点から好ましい。
本発明におけるカルボン酸に要求される機能としては、有機酸が硬化セメント組成物表面の炭酸カルシウム等のセメント水和物と反応することにより、緻密な炭酸カルシウムの層を溶解し、硬化セメント組成物へのプライマーの含浸を可能とすることにある。有機酸のうち、一般的なカルボン酸であれば、炭酸カルシウム層を溶解させて、カルボン酸カルシウム塩を生成するが、生成したカルボン酸カルシウムの水への溶解度が小さくなりすぎると、水分の蒸発とともに結晶が発生し、樹脂被膜剤の接着性に影響を与えるため、結晶を除去する作業が別途必要となる場合がある。したがって、カルボン酸のカルシウム塩の水に対する溶解度が低すぎないものが好ましい。気温、湿度等により、一概には言えないが、溶解度が０．００４ｇ／１００ｇ以上であるものは特に好ましい。
さらに、有機酸の中には、硬化セメント組成物表面を改質することができるが、カルシウム塩が数秒の短時間で発生するものもあるが、表面改質の目的上カルシウム塩の生成が比較的緩やかなものが好ましい。
本発明の表面改質工程では、通常、有機酸の５〜１０％水溶液からなる表面改質剤を、硬化セメント組成物の表面１ｍ２当たり８０〜１００ｇ程度を噴霧することが、取扱上、施工上好適であるが、特にこの濃度・噴霧量に限定されるものではなく、最適な濃度・噴霧量は、適宜試験によって定めることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を記載する。
１．有機酸カルシウムの水に対する溶解度
各種有機酸カルシウムの水に対する溶解度（ｇ／１００ｇ水中、２５℃）を、表１に示す。
【００１３】
【表１】
2004002092.tif 000002
【００１４】
２．硬化セメント組成物と樹脂被覆材との接着性試験
２．１　有機酸の種類と接着性
表面改質剤の主成分である有機酸の種類を変更して、モルタルとウレタン樹脂プライマーとの接着性について試験を行った。試験条件は、下記の通りであり、試験結果を表２に示す。
ａ．使用材料
セメント組成物：プレミックスモルタル材料
（ショーボンド化学（株）製　商品名：ＮＳ−５５Ｖ）
樹脂被覆材　　：ウレタン樹脂系プライマー
（ショーボンド化学（株）製商品名：ＮＳ−Ｕプライマー）
ｂ．モルタル試験板の作製
プレミックスモルタル材料２５ｋｇに水４．３Ｌを加えミキサで練り混ぜた後、深さ２ｃｍの型枠に打設し、厚さ２ｃｍの金ゴテ仕上げしたモルタル試験板を作製した。なお、養生温度は、２０℃とした。
ｃ．表面改質剤の噴霧とプライマーの塗布
モルタル試験板を作製した翌日、その表面に表面改質剤を１００ｇ／ｍ２噴霧し、その翌日にプライマーを塗布し、その３日後に接着性試験を行った。なお、プライマー塗布時のモルタル含水率は、７％程度であった。
ｄ．接着性試験
・碁盤目試験：ＪＩＳ　Ｋ　５４００による。
ｅ．試験結果
表２の結果より、塩酸処理した場合と比較して、非常に良好な付着性を示した。
【００１５】
【表２】
2004002092.tif 000003
【００１６】
２．２　樹脂被覆材の種類と接着性
成分の異なる樹脂被覆材を使用した場合のモルタルと樹脂被覆材との接着性について試験を行った。試験条件は下記のとおりであり、試験結果を表３に示す。
ａ．使用材料
セメント組成物：プレミックスモルタル材料
（ショーボンド化学（株）製　商品名：ＮＳ−５５Ｖ）
表面改質剤　　：クエン酸の１０％水溶液
樹脂被覆材　　：市販のウレタン樹脂系（１液型）、ウレタン樹脂系（溶剤１液型）、エポキシ樹脂系（無溶剤２液型）、アクリル樹脂系（２液型）のプライマー
ｂ．モルタル試験板の作製
モルタル試験板は、前記２．１と同様の方法で作製した。なお、養生温度は、３０℃とした。
ｃ．表面改質剤の噴霧とプライマーの塗布
モルタル試験板を作製した翌日、その表面に表面改質剤を１００ｇ／ｍ２噴霧し、また、比較例としてサンダー処理し、その翌日にプライマーを塗布し、プライマー塗布の５日後に接着性試験を行った。なお、プライマー塗布時のモルタル含水率は、５〜８％程度であった。
ｄ．接着性試験
・碁盤目試験：：ＪＩＳ　Ｋ　５４００による。
ｅ．試験結果
表３の結果より、ウレタン、エポキシ及びアクリル樹脂系のいずれの成分系でも、その成分にかかわらず良好な接着性を示すとともに、溶剤型や無溶剤型、１液型や２液型等の樹脂被覆材のいずれの形態においても、良好な接着性を示した。
【００１７】
【表３】
2004002092.tif 000004
【００１８】
２．３　硬化セメント組成物の材齢と接着性
硬化セメント組成物の材齢を変更して、モルタルと樹脂被覆材との接着性について試験を行った。試験条件は下記のとおりであり、試験結果を表４に示す。
ａ．使用材料
使用材料のセメント組成物および樹脂被覆材は、前記２．１と同様のもの、表面改質剤は、クエン酸１０％水溶液を使用した。
ｂ．モルタル試験板の作製
モルタル試験板は、前記２．１と同様の方法で作製した。
ｃ．表面改質剤の噴霧とプライマーの塗布
モルタル試験板を作製した翌日〜２８日、その表面に表面改質剤を１００ｇ／ｍ２噴霧し、その翌日にプライマーを塗布し、その翌日に接着性試験を行った。なお、プライマー塗布時のモルタル含水率は、７％程度であった。
ｄ．接着性試験
・碁盤目試験：ＪＩＳ　Ｋ　５４００による。
ｅ．試験結果
表４の結果より、硬化モルタル材齢が２８日の時点で表面改質剤を噴霧した場合も良好な接着性を示し、硬化モルタル材齢による影響がないことが明らかである。
【００１９】
【表４】
2004002092.tif 000005
【００２０】
２．４　現場模擬試験
下記の条件で施工現場を想定した模擬試験を実施した。試験条件は、下記の通りであり、試験結果を表５に示す。
ａ．使用材料
セメント組成物：プレミックスモルタル材料
（ショーボンド化学（株）製商品名：ＮＳ−５５Ｖ）
表面改質剤　　：クエン酸の５％水溶液
樹脂被覆材　　：ウレタン樹脂系プライマー
（ショーボンド化学（株）製商品名：ＮＳ−Ｕプライマー）
ｂ．モルタルの吹付け施工
プレミックスモルタル材料２５ｋｇに水４．３Ｌを加えミキサで練り混ぜた後、モルタル吹付機を用いて、厚さ２ｃｍ×２ｍ２の平板に該モルタルを吹き付けた後、モルタル表面を金ゴテ仕上げした。
ｃ．表面改質剤の噴霧とプライマーの塗布
モルタルを施工した翌日及び７日後、その表面に表面改質剤を１００ｇ／ｍ２噴霧し、表面改質剤噴霧の翌日及び７日後にウレタン樹脂系プライマーを塗布し、プライマー塗布３日後に接着性試験を行った。
ｄ．接着性試験
・碁盤目試験：ＪＩＳ　Ｋ　５４００による。
・付着試験：建研式付着試験による。
・ピーリング試験：モルタル表面にプライマーを塗布した後、更に樹脂被覆材を塗布した試験体を作製し、樹脂層が硬化した後、プライマー部分に皮すきを挿入し、モルタル面と樹脂層との剥がれ易さを試験する。
ｅ．試験結果
表５の結果より、表面改質剤を使用した場合、いずれの試験方法においてもサンダー処理した場合と同様の良好な接着性が得られ、また、表面改質剤の噴霧材齢に影響されないことが分かる。
【００２１】
【表５】
2004002092.tif 000006
【００２２】
【発明の効果】
本発明の硬化セメント組成物表面を改質して樹脂被覆材の接着性を改善する方法及び表面を改質した硬化セメント組成物に樹脂層を形成する方法並びにこれら方法に用いる表面改質剤は、下記の効果を有する。
１）硬化セメント組成物と樹脂被覆材との接着性を改善するため、施工された樹脂層の剥がれを防止し、耐蝕、防水、化粧などの目的を確実に達成することができる。
２）表面改質剤の噴霧施工が可能なため、処理時間や人手がかからず、施工時間を大幅に短縮することができる。
３）騒音や粉塵発生のないため、作業環境が改善され、産業廃棄物の発生も無い。