(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート硬化体の表面及び／又は内部の細孔中に、水溶性金属塩の水溶液中に抗菌・抗カビ性金属含有物を分散しカチオンを吸着させることにより表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を充填することを特徴とするコンクリート硬化体の処理方法。
【請求項２】
水溶性金属塩が、カルシウム塩、マグネシウム塩、銅塩、亜鉛塩、及び銀塩のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のコンクリート硬化体の処理方法。
【請求項３】
コンクリート硬化体の表面及び／又は表面近傍に設置した電極を外部電極とし、コンクリート硬化体内部の鋼材を内部電極とし、外部電極間及び／又は外部電極と内部電極間に電流を流して、該細孔中に表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を充填することを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート硬化体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋やＰＣ鋼材を補強材とする鉄筋コンクリート構造物やプレストレストコンクリート構造物などのコンクリート硬化体の処理方法、特に、コンクリート硬化体表面や内部に存在する細孔中に、表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を充填し、コンクリート構造物の汚れや藻類などの付着を抑止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
最近、コンクリートに配合される減水剤や増粘剤などの有機化合物の影響によってコンクリート構造物にカビ類や藻類などが発生することが景観上好ましくないという課題があった。
【０００３】
一方、銀、銅、及び亜鉛等が抗菌・抗カビ性を有していることは古くから知られており、これらの抗菌・抗カビ性金属を含有する化合物が抗菌・抗カビ剤として種々提案されている（特開昭60−181002号公報、特開昭63−265809号公報、特開昭62−70221 号公報、特開平1−167212号公報、特開平2−180270号公報、特開昭62−158202号公報、及び特開昭62−210098号公報）。
これらの抗菌・抗カビ剤は、それ自身を、単独に、あるいは、樹脂組成物や繊維などに配合して、例えば、水処理分野、船舶・漁業分野、及び塗料・プラスチック分野等において広範に利用されるものであった。
しかしながら、これらの抗菌・抗カビ剤に含有される銀、銅、及び亜鉛といった抗菌・抗カビ性金属は、僅か数ppmであってもセメントの水和反応を著しく遅延するために、モルタル又はコンクリートに混和して使用することが難しいという課題があった。
【０００４】
本発明者はこのような状況に鑑み前記課題を解消すべく種々検討した結果、特定の処理方法を採用することにより、前記課題を解消し、コンクリート硬化体に抗菌・抗カビ性が付与できるという知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、コンクリート硬化体の表面及び／又は内部の細孔中に、水溶性金属塩の水溶液中に抗菌・抗カビ性金属含有物を分散しカチオンを吸着させることにより表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を充填するコンクリート硬化体の処理方法であり、水溶性金属塩が、カルシウム塩、マグネシウム塩、銅塩、亜鉛塩、及び銀塩のいずれかであるコンクリート硬化体の処理方法であり、コンクリート硬化体の表面及び／又は表面近傍に設置した電極を外部電極とし、コンクリート硬化体内部の鋼材を内部電極とし、外部電極間及び／又は外部電極と内部電極間に電流を流して、該細孔中に表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を充填するコンクリート硬化体の処理方法である。
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
コンクリート硬化体の表面及び／又は内部の細孔とは、コンクリート硬化体の表面やコンクリート硬化体内部に存在する連通する細孔であり、コンクリート硬化時の水分蒸発や結晶水の消失などにより生じるものである。
この細孔の径は、数オングストローム（Å、10-10ｍ）〜数ミリ（10-3ｍ）の広範囲におよび、連通孔としては、通常、数十〜数百μｍ程度のものであるが、比較的大きな細孔同志を連通孔が繋いでいるようなものもある。
細孔量は、コンクリート材料の種類、配合、及び混練方法等によっても変化するものであり、配合時の水の配合量によって大きく変化するものである。
細孔量は、個数で表すことは困難であり、細孔の体積を全て合計した空隙量とコンクリート硬化体の全体積の割合である空隙率の大小で、細孔量の大小を示すことが通常行われており、通常のコンクリート配合で、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）が50〜60％では空隙率が12％程度であり、Ｗ／Ｃが多くなると空隙率も高くなる。
【０００８】
本発明は、コンクリート硬化体の表面及び／又は内部の細孔中に表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物を供給し、それを細孔中に充填し、コンクリート硬化体に抗菌・抗カビ性を付与するものである。
【０００９】
本発明で使用する表面が正（＋）に帯電した抗菌・抗カビ性金属含有物（以下、カチオン化抗菌金属類という）とは、その表面電位がプラスに帯電した抗菌・抗カビ性金属類を意味するものである。
【００１０】
抗菌・抗カビ性金属含有物（以下、抗菌金属類という）とは特に限定されるものではないが、例えば、クロム、銅、亜鉛、銀、スズ、鉛、及びビスマス又はこれらの酸化物、並びに、これらを含有するガラス、ゼオライト類、アパタイト類、及びモンモリロナイト類等が挙げられ、本発明ではこれらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
抗菌金属類の粒度は、平均粒径が５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましい。平均粒径が５μｍを越えるとコンクリート硬化体の表面及び／又は内部の細孔中に抗菌金属類が充填されないおそれがある。
【００１１】
抗菌金属類の表面を正（＋）に帯電する（以下、カチオン化という）方法としては、例えば、抗菌金属類が水溶性の場合には、水に溶解し、抗菌金属類をイオン化することによりカチオン化が可能であり、また、金属や不溶性化合物の場合には、処理液として水溶性金属塩の水溶液を調製し、この処理液中に金属や不溶性化合物を分散させることにより、金属や不溶性化合物表面にカチオンを吸着させ、これによってカチオン化が可能となる。
この際、金属や不溶性化合物と水溶性金属塩の割合は、金属１mol に対して、水溶性金属塩１〜10mol程度が好ましく、２〜５mol程度がより好ましい。金属や不溶性化合物と水溶性金属塩の割合が前記の範囲外では金属や不溶性化合物の充填効果が充分に得られないおそれがある。
【００１２】
水溶性金属塩の金属としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、及びマグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の他、アルミニウム、クロム、銅、亜鉛、銀、スズ、鉛、及びビスマス等が挙げられ、これらの塩化物、硝酸塩、亜硝酸塩、亜硫酸塩、硫酸塩、及び水酸化物等の水溶液が使用可能であるが、コンクリート硬化体の耐久性の面から、カルシウム塩、マグネシウム塩、銅塩、亜鉛塩、及び銀塩等が好ましい。
【００１３】
本発明は、コンクリート硬化体の表面や内部の細孔中にカチオン化抗菌金属類を供給し、細孔中に充填させることでコンクリート硬化体の処理を行うものであり、コンクリート硬化体内部の細孔中に抗菌金属類を充填するという物理的作用によりコンクリート硬化体が緻密化するため、中性化抵抗性や耐塩分浸透性は向上するなどの効果も得られる。
【００１４】
カチオン化抗菌金属類をコンクリート硬化体の表面や内部の細孔中に供給する方法は、カチオン化抗菌金属類が細孔中に充填されれば特に限定されるものではなく、いかなる方法でも可能であるが、カチオン化抗菌金属類がまんべんなくコンクリート硬化体表面や内部の細孔中に充填する面からコンクリート硬化体の表面及び／又は内部に電流を流すことが好ましい。
この時、カチオン化抗菌金属類を含む処理液の濃度は特に限定されるものではないが、0.001〜１mol/l 程度の範囲が好ましく、0.01〜0.1mol/l程度の範囲がより好ましい。
【００１５】
また、カチオン化抗菌金属類を、土中のコンクリート構造物に供給する場合は、通常、コンクリート構造物が土と接している境界部分にカチオン化抗菌金属類を含有する溶液を流し込み、常時供給する方法が考えられる。
しかしながら、コンクリート構造物が埋まっている箇所の土壌は区切りがなく、カチオン化抗菌金属類を含有する溶液が逸散する可能性があるため、コンクリート構造物から僅かに離れた箇所の土壌に溶液溜めを設けることが好ましい。溶液溜めを設けることが困難な場合は、カチオン化抗菌金属類を保持する保持材料を使用することが好ましい。
【００１６】
コンクリート硬化体の表面に設置した電極を外部電極とし、コンクリート硬化体内部の鋼材を内部電極とし、外部電極間及び／又は外部電極と内部電極間に電流を流す。
外部電極としては導電性のものであれば特に限定されるものではないが、金属を使用する場合は、腐食が発生しないように貴金属メッキ等の処理を行ったものが好ましい。
また、内部電極としては、コンクリート硬化体の内部鉄筋を使用することも可能であり、特別に導電性物質をコンクリート硬化体中に配置することも可能である。
【００１７】
本発明では、カチオン化抗菌金属類を外部電極間や、外部電極と内部電極間に存在させることが必要である。
カチオン化抗菌金属類を外部電極間や、外部電極と内部電極間に存在させる方法は特に限定されるものではないが、カチオン化抗菌金属類を含有する溶液をコンクリート硬化体表面に塗布したり吹き付けたり、コンクリート硬化体表面に容器を設けてその中にカチオン化抗菌金属類を含有する溶液を保持する方法などが可能である。
【００１８】
これらのうち、コンクリート硬化体表面に容器を設けて、その中にカチオン化抗菌金属類を含有する溶液を保持する方法が通常行われるが、その他、カチオン化抗菌金属類を含有する溶液を吸着又は保持する保持材料を用いてコンクリート硬化体表面に供給することが好ましい。
【００１９】
保持材料としては、パルプ、布、及び不織布等の繊維状物質又はそのシート、ゼオライト、シラスバルーン、及び発泡ビーズ等の多孔質材料、並びに、吸水性の有機高分子等の一種又は二種以上の使用が可能である。
【００２０】
カチオン化抗菌金属類を電気的にコンクリート硬化体内部の細孔中へ供給する方法としては、コンクリートの壁体の場合、壁をはさむように、カチオン化抗菌金属類の保持材料が存在する一方の表面に陽極を、他方の表面又はコンクリート硬化体内部の鉄筋に陰極を設ける。柱の場合、１つ以上の表面に陽極を、他の表面又は内部鉄筋に陰極を設ける。床の場合、上面に陽極を、下面又は内部鉄筋に陰極を設け、外部電極間及び／又は外部電極と内部電極間に電流を流す方法が可能である。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実験例にもとづいて説明する。
【００２２】
実験例１
各材料の単位量が、セメント330kg/m3、細骨材748kg/m3、粗骨材1,041kg/m3、及び水165kg/m3の配合のコンクリートを調製し、断面の中心に公称径10mmの異形鉄筋を埋設するようにして、φ10×20cmの供試体を作製した。
この供試体を表１に示すカチオン化抗菌金属類（ＣＡＢ）の懸濁液に浸漬し、供試体の周囲にチタンメッシュを表面から10mmの間隔になるように設置した。
次に、チタンメッシュを陽極に、内部鉄筋を陰極にして、コンクリート硬化体表面積１m2当たり１Ａとなるように直流電流を流した。この状態で２週間電流を流した後、中性化深さ、塩分浸透量、及びカビ抵抗性を測定した。
【００２３】
＜使用材料＞
セメント  ：普通ポルトランドセメント、電気化学工業社製
細骨材    ：姫川産川砂
粗骨材    ：姫川産砕石、Gmax20mm
水        ：水道水
ＡＥ減水剤：市販品、ポリカルボン酸系
処理液    ：塩化カルシウムの0.05mol/l水溶液
ＣＡＢイ  ：銀を担持したゼオライトを処理液中に0.025mol分散させたもの、平均粒径0.5μｍ
ＣＡＢロ  ：銀を担持したモンモリロナイトを処理液中に0.025mol分散させたもの、平均粒径0.5μｍ
ＣＡＢハ  ：試薬１級のコロイダル銀を処理液中に0.025mol分散させたもの、平均粒径0.1μｍ
ＣＡＢニ  ：試薬１級酸化亜鉛を処理液中に0.025mol分散させたもの、平均粒径１μｍ
ＣＡＢホ  ：Ag2O含有量が１重量％のアルミノケイ酸ガラスを処理液中に0.025mol分散させたもの、平均粒径３μｍ
チタンメッシュ：エルテックコーポレーション社製、商品名「エルガードメッシュ＃２１０」
【００２４】
＜測定方法＞
中性化深さ：供試体を、30℃、相対湿度60％、炭酸ガス濃度10％の条件で２週間促進中性化させ、供試体を輪切りにして断面にフェノールフタレイン溶液を塗布して呈色反応より、中性化深さをノギスで計測
塩分浸透量: 供試体を、30℃、10％NaCl水溶液に 200日間浸漬した後、塩分量を測定
カビ抵抗性: 供試体を、30℃、炭酸ガス濃度５％の条件で７日間促進中性化させ、カビ種Ａアスペルギルス・ニゲルとカビ種Ｂクラドスポリウム・クラドスポリオイデスの胞子懸濁液を供試体上に塗布し４週間にわたってカビ抵抗性試験をJIS Z 2911に準じて行った。カビ抵抗性の×は供試体の１／３を越える面積においてカビ発生、△は１／３以下の面積においてカビ発生、○はカビ発生なし。
【００２５】
【表１】
0004201402.tif 000002
【００２６】
実験例２
ＣＡＢ−ハを使用し、表２に示す処理液中の濃度のＣＡＢ−ハを用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００２７】
【表２】
0004201402.tif 000003
【００２８】
【発明の効果】
本発明では、コンクリート硬化体の表面又は内部の細孔中にカチオン化抗菌金属類を充填させることによりコンクリート硬化体に抗菌・抗カビ性を付与することができる。
そして、コンクリート硬化体の外部に電極を設置し、コンクリート硬化体内部の鉄筋を一方の電極とし、電極間に処理溶液を保持し電流を流すことにより、また、コンクリート硬化体表面及び／又は内部の細孔中にカチオン化抗菌金属類をより多くかつ深い位置にまで充填させることにより、コンクリート硬化体の抗菌・抗カビ性の持続性をより一層向上させることができる他、中性化抵抗性や耐塩分浸透性が向上するなどの効果を奏する。