(57)【要約】【課題】  コンクリートの耐水性、耐摩耗性等の耐久性を向上させ、かつ様々な色に着色して優れた外観を得ることができる工法を提供すること。【課題手段】  対象コンクリートを珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理し、次いで金属塩化物水溶液で処理することを特徴とするコンクリートの高耐久性着色方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象コンクリートを珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理し、次いで金属塩化物水溶液で処理することを特徴とするコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項２】
珪酸アルカリ金属塩水溶液が、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムおよび珪酸リチウムよりなる群から選ばれた１種または２種以上の化合物の水溶液である請求項１のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項３】
珪酸アルカリ金属塩水溶液中の珪酸アルカリ金属塩の固形分換算濃度が５〜３０質量％である請求項１または２に記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項４】
金属塩化物水溶液が塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩化マンガン、塩化コバルト、塩化ニッケルおよび塩化クロムよりなる群から選ばれた１種または２種以上の化合物の水溶液である請求項１ないし３のいずれかの項に記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項５】
金属塩化物水溶液中の金属塩化物の固形分換算濃度が１〜６０質量％である請求項１ないし４のいずれかの項に記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項６】
金属塩化物水溶液が酸性であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項７】
酸性である金属塩化物水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、クロム酸およびクエン酸からなる群より選ばれた酸を含有するものである請求項第６項記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項８】
珪酸アルカリ金属塩水溶液による処理が、対象コンクリートに珪酸アルカリ金属塩水溶液を含浸させ、次いで乾燥させるものである請求項１ないし７のいずれかの項に記載のコンクリートの高耐久性着色方法。
【請求項９】
金属塩化物水溶液による処理が、対象コンクリートに金属塩化物水溶液を含浸させるものである請求項１ないし８の何れかの項に記載の高耐久性着色方法。
【請求項１０】
金属塩化物水溶液による処理の後、さらにトップコート層を形成せしめることを特徴とする請求項１ないし９の何れかの項に記載の高耐久性着色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの改質および着色方法に関し、更に詳細には、耐水性、耐摩耗性等の耐久性を向上させるとともに、コンクリートを着色し優れた外観とすることができるコンクリートの高耐久性着色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、立体駐車場、屋上駐車場および擁壁など屋外に露出するコンクリートには、防水性や耐久性を向上させるため、主に珪酸アルカリ金属塩を含む改質剤をその表面に塗布する改質方法が用いられている。この改質方法は、コンクリート中のカルシウム成分と珪酸アルカリ金属塩とを反応させ、珪酸カルシウムを生成させて強固で不溶の硬化物を作り、コンクリート表面を緻密化して強固な表面を形成させるものである。
【０００３】
一方、近年では立体駐車場などのコンクリートの灰色の外観は景観を損ねることが指摘され、周辺環境との外観の調和が要求されるようになってきているため、コンクリートを着色する試みがなされている。このコンクリートを着色する方法としては、例えば、塗料によってコンクリート表面を塗装する方法が一般的に用いられている。
【０００４】
しかしながら、珪酸アルカリ金属塩による改質処理後は、珪酸アルカリ金属塩とカルシウムの反応は徐々に進行し、未反応の珪酸アルカリ金属塩が存在する状態であるため、塗料で塗装すると水や湿気の影響を受けた場合、珪酸アルカリ金属塩が溶解し塗膜を剥離させてしまうという問題があった。また、一般に施工面積の広い立体駐車場などの床を塗装するのは、コストや施工時間等の面で著しく不利であるという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、簡便な施工方法によって、コンクリートの耐水性や耐摩耗性等を向上させるとともに、自然石のような風合いやアースカラー的な茶系の色など様々な色に着色して、その外観を向上させ得る工法の開発が望まれており、本発明はそのようなコンクリートの改質および着色方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、まず対象となるコンクリートに珪酸アルカリ金属塩を作用させ、次に金属塩化物を作用させることによって、耐久性が改善され、かつその耐久性を損ねることなく、コンクリートを様々な色に着色し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、対象コンクリートを珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理し、次いで金属塩化物水溶液で処理することを特徴とするコンクリートの高耐久性着色方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明方法によれば、コンクリートに対し、簡便な施工方法によって優れた耐摩耗性や防水性を付与することができ、さらに様々な色に着色し良好な外観とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のコンクリートの高耐久性着色方法は、まず対象となるコンクリートを珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理する。この珪酸アルカリ金属塩としては、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。これらのうち、珪酸ナトリウムを主成分としたものが安価であるために好ましく用いられる。また珪酸アルカリ金属塩は、水溶液中に固形分換算濃度として５〜３０質量％（以下、単に「％」と示す）含有することが好ましく、１０〜２５％がさらに好ましい。
【００１０】
珪酸アルカリ金属塩水溶液でコンクリートを処理する方法としては、コンクリート表面に珪酸アルカリ金属塩水溶液を塗布、撒布、噴霧等することによって、コンクリートに珪酸アルカリ金属塩水溶液を含浸させる方法が例示できる。また珪酸アルカリ金属塩水溶液を塗布等によってコンクリートに含浸させた後は、十分に乾燥させることが好ましい。
【００１１】
コンクリートに対する珪酸アルカリ金属塩水溶液の処理量は、コンクリート内部に十分に含浸させるために、５０〜３００ｇ／ｍ2が好ましく、１００〜２５０ｇ／ｍ2がより好ましい。また、珪酸アルカリ金属塩水溶液による処理は２回以上行ってもよい。
【００１２】
このように珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理したコンクリートを、次に金属塩化物水溶液で処理する。この金属塩化物は水可溶性のものであり、好ましくは、周期表６族、７族、８族、９族、１０族または１１族金属の塩化物である。具体的には、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩化マンガン、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化クロムなどが例示でき、これらのうち、塩化第一鉄、塩化クロムが色調に優れるために好ましく用いられる。これらの金属塩化物の水溶液でコンクリートを処理することによって、それぞれの金属塩化物に固有の色に着色することができる。また金属塩化物を２種類以上混合して用いることによってより多種類の色に着色することが可能となる。これらの金属塩化物は水溶液中に１〜６０％含有することが好ましく、さらに、２０〜４０％が好ましい。
【００１３】
また、この金属塩化物水溶液は酸性、具体的には、ｐＨ３以下であることが好ましく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、クロム酸およびクエン酸等の酸を含有させることによって、金属塩化物をこのような酸性とすることができる。金属塩化物水溶液を酸性とするに当たって、当該溶液中での酸の含有量は、１〜２０％が好ましく、３〜１０％がより好ましい。このように金属塩化物水溶液を酸性にすることにより、金属塩化物がコンクリート中の水酸化カルシウムと反応しやすくなるため発色性が良好となり、定着性も向上する。
【００１４】
対象コンクリートを金属塩化物水溶液で処理する方法としては、金属塩化物水溶液をスプレー、刷毛等でコンクリート表面に塗布、撒布することによって、コンクリートに含浸させる方法が例示できる。金属塩化物水溶液の塗布量は、コンクリート表面の状態、金属塩化物の種類、濃度、求める発色程度によっても異なるが、一般に、１ｍ2あたり５０ｇ〜８００ｇとすることが好ましく、１００〜３００ｇがさらに好ましい。金属塩化物水溶液による処理後は自然乾燥して発色を確認し、求める発色程度によっては、水洗いを行うことである程度の範囲で発色程度を調整することもできる。
【００１５】
以上のようにして、対象コンクリートを珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理し、次に、金属塩化物水溶液で処理することによって、コンクリートの耐水性や耐摩耗性を向上させるとともに、様々な色に着色することが可能となる。これに対し、順番を逆にし、金属塩化物水溶液で処理した後、珪酸アルカリ金属塩水溶液で処理すると、白華やゲル化物が発生しやすいという問題が生じ、特に金属塩化物水溶液を酸性にした場合にこの傾向が顕著になる。一方、金属塩化物水溶液を固形分濃度５％以下とすれば、この順序でも白華などが生じない場合もあるが、このような濃度では十分な着色効果が得られない。
【００１６】
本発明方法においては、上記金属塩化物水溶液による処理の後、トップコート層を形成させることが好ましい。金属塩化物水溶液による処理のみでは、コンクリート表面が水を吸い込むと濡れ色になり、着色した色が濡れ色で濃く見えるため、色調の感じが大きく変わったり、また、濡れている所と濡れていない所ができると、色がまだらになって見える場合があるが、トップコート層を設けることによりこのような色調の変化を防止することができる。
【００１７】
トップコート層の形成に用いられるトップコート剤に含有される樹脂としては、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、この中でもクリアで変色が無く耐候性も良好であるため、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂が好ましく用いられ、溶剤系および水系のいずれのものも使用することができる。
【００１８】
対象コンクリートにトップコート層を形成せしめる方法としては、上記金属塩化物水溶液による処理の後、コンクリート表面にトップコート剤を例えば３０〜１００ｇ／ｍ２程度の量をローラー刷毛、ワックスモップ等を用いて塗布すればよい。塗布量が１００ｇ／ｍ２よりも多いと珪酸アルカリ金属塩の水による溶解によって剥離する場合がある。
【実施例】
【００１９】
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００２０】
実  施  例  １
市販用コンクリート舗道板に、珪酸アルカリ金属塩水溶液（珪酸ナトリウム１０％、珪酸カリウム１０％）を２５０ｇ／ｍ2で刷毛により塗布した。１日後、水洗いした後この舗道板に金属塩化物水溶液（塩化第一鉄３０％、塩化クロム１０％、塩酸５％）を１００ｇ／ｍ2で刷毛により塗布した。この舗道板について下記の試験を行った。結果を表１に示す。なお、未処理のものを対照とした。
【００２１】
[試験方法]
（表面の色および表面状態）
舗道板表面の色調を色彩色差計を用いて測定した。また表面状態を目視により観察
した。
【００２２】
（フレッティング試験）
下記条件によるフレッティング後の表面状態を観察した。
荷重条件：荷重１００ｋｇ。ウレタン系黒タイヤ使用。
連続回転：６０ｒｐｍで５０００回転
据え切り：２０ｒｐｍで５００回転
【００２３】
（透水試験）
ＪＩＳ  Ａ  ６９０９  ７．１３（透水試験Ｂ法）に準拠し、透水量を測定した。
【００２４】
（摩耗試験）
十分に養生した１：２モルタルを下地とし、テーバー摩耗試験機を用いて１０００回
転後の摩耗減厚を測定した。
【００２５】
（滑り試験）
ＤＦテスターにより乾燥面、湿潤面における静摩擦係数、動摩擦係数を測定した。
【００２６】
【表１】
2009091216.tif 000002
【００２７】
比  較  例  １
市販用コンクリート舗道板に、珪酸アルカリ金属塩水溶液（珪酸ナトリウム１０％、珪酸カリウム１０％）を２５０ｇ／ｍ2で刷毛により塗布し、実施例１と同様にして各項目を測定した。結果を表１に併せて示す。
【００２８】
比  較  例  ２
市販用コンクリート舗道板に、金属塩化物水溶液（塩化第一鉄３０％、塩化クロム１０％、塩酸５％）を１００ｇ／ｍ2で刷毛により塗布した。１日後表面を水洗いした後、珪酸アルカリ金属塩水溶液（珪酸ナトリウム１０％、珪酸カリウム１０％）を２５０ｇ／ｍ2で刷毛により塗布し、実施例１と同様にして各項目を測定した。結果を表１に併せて示す。
【００２９】
この結果に示されるように、実施例１では白華などの異常もなく、アースカラーの茶褐色に着色され、透水性や耐摩耗性にも優れたものとなった。また、未処理のコンクリート面と同程度の摩擦係数を示すことから、防滑性は低下しないことが示された。
【００３０】
実  施  例２〜３
金属塩化物水溶液処理において酸の有無による発色性および定着性への影響を調べた。市販用コンクリート舗道板に珪酸アルカリ金属塩水溶液（珪酸ナトリウム１０％、珪酸カリウム１０％）を２５０ｇ／ｍ2で塗布した。１日後、この舗道板に金属塩化物水溶液を  １００ｇ／ｍ2で塗布した。金属塩化物水溶液は、塩化第一鉄３０％、塩化クロム１０％、塩酸５％の水溶液（実施例２）と塩化第一鉄３０％、塩化クロム１０％の水溶液（実施例３）を用いた。それぞれについて金属塩化物水溶液処理後の色調を測定した。その結果を表２に示す。また、下記条件によるフレッティング試験前後の色調も測定した。結果を表３に示す。
【００３１】
（フレッティング試験）
荷重条件：荷重１００ｋｇ。ウレタン系黒タイヤ使用。
連続回転：６０ｒｐｍで５０００回転
【００３２】
【表２】
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【００３３】
【表３】
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【００３４】
この結果から、特に酸性の金属塩化物水溶液で処理することにより、酸を含有しないものよりも強く着色され、特に赤みが強く着色することが確認された。また、フレッティング試験前後の色調では、塩酸を含まない方が、塩酸を含有するものに比べ色差が大きく、摩耗による色落ちがより大きかった。このことから、金属塩化物水溶液を酸性に調整することで定着性が増すことが確認された。
【００３５】
実  施  例４
トップコートの有無による色調の変化を調べた。市販用コンクリート舗道板に珪酸アルカリ金属塩水溶液（珪酸ナトリウム１０％、珪酸カリウム１０％）を２５０ｇ／ｍ2で塗布した。１日後、この舗道板に金属塩化物水溶液を１００ｇ／ｍ2で塗布した。金属塩化物水溶液は、塩化第一鉄３０％、塩化クロム１０％、塩酸５％水溶液を用いた。１日後、アクリル溶剤系トップコート剤（デザインクリートトップコートFG；（株）エービーシー商会）を７０ｇ／ｍ2で塗布した。これを外気温で７日間乾燥し、色彩色差計により色調を測定した。次に２００ｇ／ｍ2の量の水を塗布し、その色調を同様に測定して乾燥時と水濡れ時の色差を求めた。対照としてトップコート剤で処理しないものも同様にして色調を測定した。結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
この結果より、トップコートを塗布したことにより水濡れ時の色の変化を大幅に抑制できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明方法は、撒布や噴霧、刷毛、ローラー刷毛等の簡便な施工方法によって、コンクリートに対し、優れた耐摩耗性や防水効果を付与するとともに、様々な色に着色し良好な外観とすることができるものである。したがって、施工面積の広い立体駐車場や屋上駐車場などのコンクリートの改質および着色方法として有利に利用できるものである。