セメントモルタル及びコンクリート用養生剤および養生方法
【課題】パラフィン系養生剤塗布後に、サンダー掛けや下地研磨や高圧洗浄による養生剤の除去を行う必要がない施工性の改善された養生剤を提供する。
【解決手段】低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンとを含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤。
【解決手段】低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンとを含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントコンクリートの打設後、初期段階において表面からの水分の蒸発を抑制し、セメントの水和反応を適切に進め、乾燥収縮を低減し耐久性の改善を図るため、乾燥収縮低減効果を付与したセメント系硬化体養生剤、およびセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント系硬化体が所要の強度および耐久性を発揮できる緻密な構造を持つためには、水和進行過程の初期段階で十分な養生を実施し、収縮低減を図ることが必要である。このため、日本建築学会の「ＪＡＳＳ ５」では養生期間、方法および乾燥収縮量が規定されており、セメント系硬化体の打設後の急激な乾燥を防ぐために湿潤養生が必要不可欠である。
【０００３】
養生方法には、コンクリートに水分を供給する方法（水中養生、湛水養生、散水養生、湿布養生など）と、水分の逸散を防止する方法（被膜養生、シート養生など）がある。水中養生や湛水養生は最も有効な湿潤養生であるが、実際の構造物で行うのは困難な場合が多い。一方、被膜養生は、コンクリート表面に被膜養生剤を散布または塗布して表面に膜を作り、水分の外部への蒸発を防止して水和を進める方法である。
【０００４】
養生剤としては、ポリマーやワックスを有機溶剤に溶かした溶剤タイプと、水中に乳化させた水性タイプがあり、種々の養生剤が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
養生剤の代表的なものとしてパラフィン系の養生剤があり、パラフィン系養生剤は、コンクリートやモルタルの水分の蒸発を防ぐ養生効果に優れ、安全性が高い。また、ブリーディングが無く、粘性が高い高強度コンクリートの仕上げ作業を容易にし、プラスチックひび割れを抑制する効果がある。
【０００６】
しかしながら、従来のパラフィン系養生剤は、養生剤塗布後に仕上げ材を施工する場合、付着強度が低下し、仕上げ材の剥がれ・ひび割れ・浮き等の発生が懸念される。したがって、パラフィン系養生剤塗布後に仕上げ材を施工する場合には、サンダー掛けによる下地研磨や高圧洗浄などで養生剤の除去を行うこととしている（非特許文献１〜３参照）。
【０００７】
ところで、収縮低減剤の代表的なものとして低級アルコールのアルキレンオキシド付加２収縮量を低減する効果に優れる。乾燥収縮量を低減することで構造物のひび割れ発生を低減し耐久性の向上が図られる。また従来の収縮低減剤は、コンクリートやモルタルに使用する際にはコンクリートやモルタルの配合選定が必要であり、多くの労力を要した（特許文献４、５参照）。また収縮低減剤をセメントコンクリートの表面仕上げ時に散布しひび割れ抑制を図ったものがあるが、硬化不良により所定の強度発現性が得られない場合がある（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２０８８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１８４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４４２５５号公報
【特許文献４】特表２００７−５２９３９７号公報
【特許文献５】特開２００８−２６０６８７号公報
【特許文献６】特開２００６−１４３４８１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】コンクリート・ポリマー複合体の試験方法に関する技術の現状、日本建築学会材料施工委員会コンクリート・ポリマー複合体の試験方法小委員会、ｐｐ．１１０−１２９、２００５
【非特許文献２】「月間建築仕上技術」、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．３５７、ｐｐ．６８−６９、２００５
【非特許文献３】膜養生剤を用いたコンクリートの養生に関する実験的検討（その２．仕上げ材の付着力及ぼす影響）、西村進・岩崎昭雄・谷津健二・大倉真人、日本建築学会大会学術講演梗概集、ｐｐ．８０１−８０２、２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、パラフィン系養生剤塗布後に、サンダー掛けや下地研磨や高圧洗浄による養生剤の除去を行う必要がない施工性の改善された養生剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は、パラフィン系養生剤のうち乳剤型の養生剤に着目し、パラフィンの種類等について種々検討したところ、乳剤型養生剤に分散しているパラフィンの粒子径がセメント系硬化体表面と仕上げ材との付着強度に大きく影響することを見出した。そしてさらに検討したところ、乳剤型養生剤中のパラフィンの平均粒子径を０．８５μｍ以下に調整することにより、前記付着強度が顕著に向上し、下地研磨や高圧洗浄等を必要としないことを見出した。さらに当該０．８５μｍ以下のパラフィンに、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物の乾燥収縮低減剤とを組み合せ、その養生効果について検討したところ、乾燥収縮低減剤を１０〜３０重量％を添加することにより、硬化性状が良好で乾燥収縮が低減することを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンと含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤を提供するものである。
また本発明は、セメント系硬化体の仕上げ時または硬化後に上記養生剤を硬化体表面に施工することを特徴とするセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法を提供するものである。
さらに本発明は、上記養生剤が表面から表層に含浸してなるセメント系硬化体を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の養生剤は、初期材齢の水分逸散を防止し、セメントの水和が有効に進行することで、圧縮強度の増進に優れた効果が得られる。なお且つ、従来の問題であった付着強度を改善することで、養生剤を除去することなく、容易に仕上げ材を施工することが可能になり、かつ乾燥収縮を低減し耐久性の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の養生剤は、パラフィンおよび低級アルコールアルキレンオキシド付加物を含有するものであり、当該パラフィンとしては、パラフィンワックスとして知られているもので、すなわち、常温（２５℃）で固体状のパラフィン、すなわち石油ワックスとも呼ばれるものが好ましい。その具体例としては、ＢＡＳＦポゾリス社製「マスターキュア」やノックス社製「プロキュア」などに含まれているものと同じパラフィンワックスが好ましい。
【００１５】
本発明の養生剤は乳剤型であり、パラフィン粒子が水に乳化した状態である。また、水に乳化したパラフィン粒子の平均粒子径が０．８５μｍ以下であることが、セメント硬化体表面と仕上げ材との間の付着強度を向上させる点で重要である。セメント系硬化体の付着強度に関しては、使用材料、使用環境、使用部材等によって様々な規格があり、一概には規定できないが、代表的な規定として建築工事共通仕様書（国土交通省大臣官房官庁営繕部監修）に１．０Ｎ／ｍｍ2以上が規定されており、１．０Ｎ／ｍｍ2以上であればほとんどの規格を満足すること、また１．０Ｎ／ｍｍ2以上であれば実施工上問題がないと十分な付着強度であることから、１．０Ｎ／ｍｍ2以上の付着強度が得られる平均粒子径を検討したところ、０．８５μｍ以下であった。乳剤中のパラフィン粒子の平均粒子径が０．８５μｍを超えると十分な付着強度が得られない。より好ましくは０．８μｍ以下であり、さらに好ましくは０．１〜０．８μｍ、特に好ましくは０．２〜０．８μｍである。
ここで乳化したパラフィン粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置、例えばＳＡＬＤ−２１００（島津製作所製）により測定し、この測定結果から１０％通過径（Ｄ１０）、５０％通過径（Ｄ５０：平均粒径）、９０％通過径（Ｄ９０）を算出した。
【００１６】
また、本発明養生剤のパラフィン粒子の粒度分布は、２μｍ以上の粒子が２０％以下、特に１０％以下であるのが好ましい。また、全体の粒度分布は、０．０５〜３μｍ、特に０．０５〜２μｍの粒子が全体の９０％以上を占めるのが好ましい。
【００１７】
本発明の養生剤中のパラフィン乳化粒子の平均粒子径は、パラフィンと乳化剤を水に添加して強く撹拌することにより調整できる。ここで、乳化剤としては、所定の乳化効果を呈する当該技術分野で周知の乳化剤であれば、いずれでも使用可能である。例えば、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤などが利用可能である。このような界面活性剤として、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、モノステアリン酸ソルビタン、ポリソルベート、モノステアリン酸グリセリン、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウロマクロゴール、非イオン性ヤシ油脂肪酸トリエタノールアミンなどが利用可能であるが、これらに限定されるものではなく、これらのいずれか１種類のみを用いることも、あるいは２種類以上を併用することもできる。ここで、乳化剤の含有量は、養生剤中０．００１〜１０重量％、特に０．０１〜５重量％が好ましい。
【００１８】
本発明の養生剤中のパラフィンの含有量は５〜３０重量％が好ましい。乳化されるパラフィンが５重量％未満であると、養生剤としての初期水分の逸散を防止することが得られにくく、一方、３０重量％超になると硬化不良が発生し、付着強度の低下が懸念されることから、５〜３０重量％、さらに５〜２０重量％が望ましい。また、３０重量％を超えるものについては、水希釈で３０重量％以下にして使用可能である。
【００１９】
本発明養生剤に用いられる低級アルコールアルキレンオキシド付加物としては、収縮低減剤として知られているもので、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物を主成分とするものが好ましい。
ここで低級アルコールとしては、炭素数１〜６のアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール等がより好ましい。
また、アルキレンオキシド付加物としては、エチレンオキシド付加物、プロピレンオキシド付加物、エチレンオキシド−プロピレンオキシド付加物等が挙げられる。アルキレンオキシドの付加モル数は、１〜３００、さらに３０〜２００が好ましい。
低級アルコールアルキレンオキシド付加物の具体例としては太平洋マテリアル社製「太平洋テトラガードＡＳ２１」に含まれているものと同じ収縮低減剤が好ましい。
【００２０】
本発明の養生剤中の低級アルコールアルキレンオキシド付加物の含有量は、１０〜３０重量％である。低級アルコールアルキレンオキシド付加物が１０重量％未満であると、収縮低減効果が得られにくく、一方、３０重量％超になると硬化不良が懸念されることから、１０〜３０重量％、さらに１５〜３０重量％が望ましい。
【００２１】
本発明の養生剤には、荒仕上げ時に養生剤を散布する際にコンクリート中に空気の巻き込みを防止するために、消泡剤を含有させるのが好ましい。消泡剤としては、例えば、鉱物油系、エーテル系、シリコーン系などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、これらのいずれか１種類のみを用いることも、あるいは２種類以上を併用することもできる。その性状は液体、粉末を問わない。消泡剤の含有量は、養生剤中に固形分として０．０２〜１重量％、特に０．０３〜０．８重量％が好ましい。
【００２２】
本発明の養生剤は、主成分のパラフィンと乳化剤と前記収縮低減剤と消泡剤と水以外は、本発明の効果に支障をきたさない限り、何れの成分の含有も特に制限されるものではない。なお、水の含有量は養生剤中４０〜８５重量％、特に５０〜７５重量％が好ましい。
【００２３】
本発明の養生剤は、セメント系硬化体（セメントモルタルまたはコンクリート硬化体）の仕上げ時または硬化後にセメント系硬化体の表面に施工すればよい。具体的にはセメント系硬化体の仕上げ時の仕上げ補助として、または、セメント系硬化体の硬化脱型後、硬化体に施工することが可能である。施工方法は、均一に施工できるものであれば、特に限定されるものではなく、散布、塗布、吹付け、噴霧等で行うことが可能である。
【００２４】
本発明の養生剤の使用量は、特に限定されるものではないが、１ｍ2当たり５０〜３００ｇの範囲で使用することが好ましい。１ｍ2当たり１００〜２００ｇの範囲で使用するのがより好ましい。５０ｇ未満では仕上げ時のスムーズなコテ均しおよび水分の逸散防止効果が得られにくく、３００ｇを超えると過剰な量で付着強度の低下が懸念される。また、対象となるセメント系硬化体としてはモルタルおよびコンクリートのいずれも含まれる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例および試験例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例および試験例に何ら制限されるものではない。
【００２６】
＜使用材料＞
セメントＣ：早強ポルトランドセメント、太平洋セメント社製
細骨材Ｓ：静岡県産山砂、表乾密度２．６１ｇ／ｃｍ3、吸水率１．６６％
粗骨材Ｇ：茨城県産砕石、粗骨材最大寸法２０ｍｍ、表乾密度２．６４ｇ／ｃｍ3、吸水率０．６７％
ＡＥ減水剤Ａｄ：（商品名）ポゾリス７０、ＢＡＳＦポゾリス社製、リグニンスルホン酸化合物とポリオールの複合体
パラフィンＡ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径０．４４μｍ
パラフィンＢ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径０．８５μｍ
パラフィンＣ：（商品名）マスターキュアー、ＢＡＳＦポゾリス社製、（主成分）パラフィンワックス、平均粒子径０．９０μｍ
パラフィンＤ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径１．２８μｍ
低級アルコールアルキレンオキシド付加物：収縮低減剤、（商品名）太平洋テトラガードＡＳ２１、太平洋マテリアル社製
消泡剤：（商品名）マイクロエア４０４、ＢＡＳＦポゾリス社製、（主成分）ポリアルキレングリコール誘導体
【００２７】
養生剤Ａ、Ｂ、Ｄは、パラフィンワックスを主成分とし、アニオン系の乳化剤を用いて乳化させた。乳化しているパラフィンの粒径は、測定範囲０．００５μｍ〜１０００μｍの島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２１００）を用いて測定した。平均粒径で示した養生剤それぞれの粒度分布を簡易的に示す１０％通過径（Ｄ１０）および９０％通過径（Ｄ９０）は、養生剤Ａ（Ｄ１０＝０．３３２、Ｄ９０＝０．５７１）、養生剤Ｂ（Ｄ１０＝０．５６３、Ｄ９０＝１．１４６）、養生剤Ｄ（Ｄ１０＝０．８１６、Ｄ９０＝１．８６４）である。乳化しているパラフィンの粒径以外の条件は、全く同じである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
表１のコンクリートを温度２０℃、相対湿度８０％の恒温恒湿室で製造し、φ１０×２０ｃｍの円柱試験体、１０×１０×４０ｃｍの角柱試験体および５００×５００×５０ｍｍの平板試験体を作製した。コンクリートの打設から２４時間後に脱型し、無塗布以外の水準の試験体には所定の養生剤を試験体全面にそれぞれ１５０ｇ／ｍ3塗布した。その後、温度２０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室に暴露し、φ１０×２０ｃｍの円柱試験体は材齢２８日で圧縮強度試験、１０×１０×４０ｃｍの角柱試験体は材齢９１日まで長さ変化率、５００×５００×５０ｍｍの平板試験体は付着強度試験を実施した。５００×５００×５０ｍｍの平板試験体は同恒温恒湿室にて試験体を材齢３９日まで保存し、付着試験用の仕上げ材としてアスゴム系接着剤を塗布した。翌日、ＪＩＳ Ａ ６９１６「仕上げ塗布用下地調整塗剤」の試験方法に準じて付着試験を行った。
【００３２】
表３に示すように、養生剤を塗布したコンクリートの圧縮強度発現性は、無塗布の水中養生には及ばないものの、気中養生に比較して良好であった。付着試験は既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤では、十分な付着強度が得られなかったのに対し、既存のパラフィン系養生剤より平均粒子径の小さい養生剤では高い付着強度が得られた。付着強度の破壊形状は、既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤では、養生剤と仕上げ材との界面が破壊されたが、平均粒子径の小さい養生剤では局部的には界面破壊が認められ、コンクリートの下地破壊が大半を占め、十分な付着強度が得られていた。乾燥収縮率は、本発明の養生剤を用いた場合、既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤よりも小さくなった。収縮低減剤を３０重量％以上含有した養生剤は、乾燥収縮率は小さくなったが、コンクリート供試体の表面に部分的ではあるが硬化不良が認められ、その影響を受け付着強度が低くなった。
【００３３】
【表４】
【００３４】
表４に示すように、温度３３℃、相対湿度８０％の屋外で、５００×５００×５０ｍｍの平板試験体を作製した。コンクリートの打設後、無塗布以外の水準の試験体には所定の養生剤を試験体仕上げ面にそれぞれ１５０ｇ／ｍ3塗布し、仕上げ性の評価を行った。仕上げ性は、Ｎｏ．６を基準にして評価した。Ｎｏ．６に比べてコテでコンクリート表面を仕上げる際の力が少なく容易に平滑な表面にできるものを◎とし、Ｎｏ．６に比べて仕上げる際の力を要し平滑な表面にし難いものを×、Ｎｏ．６と同等のものを○で評価した。その結果、粒子径０．８５μｍ以下のパラフィンおよび低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％を含有する養生剤Ｂを含有した養生剤が最も優れた仕上げ性となった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントコンクリートの打設後、初期段階において表面からの水分の蒸発を抑制し、セメントの水和反応を適切に進め、乾燥収縮を低減し耐久性の改善を図るため、乾燥収縮低減効果を付与したセメント系硬化体養生剤、およびセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント系硬化体が所要の強度および耐久性を発揮できる緻密な構造を持つためには、水和進行過程の初期段階で十分な養生を実施し、収縮低減を図ることが必要である。このため、日本建築学会の「ＪＡＳＳ ５」では養生期間、方法および乾燥収縮量が規定されており、セメント系硬化体の打設後の急激な乾燥を防ぐために湿潤養生が必要不可欠である。
【０００３】
養生方法には、コンクリートに水分を供給する方法（水中養生、湛水養生、散水養生、湿布養生など）と、水分の逸散を防止する方法（被膜養生、シート養生など）がある。水中養生や湛水養生は最も有効な湿潤養生であるが、実際の構造物で行うのは困難な場合が多い。一方、被膜養生は、コンクリート表面に被膜養生剤を散布または塗布して表面に膜を作り、水分の外部への蒸発を防止して水和を進める方法である。
【０００４】
養生剤としては、ポリマーやワックスを有機溶剤に溶かした溶剤タイプと、水中に乳化させた水性タイプがあり、種々の養生剤が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
養生剤の代表的なものとしてパラフィン系の養生剤があり、パラフィン系養生剤は、コンクリートやモルタルの水分の蒸発を防ぐ養生効果に優れ、安全性が高い。また、ブリーディングが無く、粘性が高い高強度コンクリートの仕上げ作業を容易にし、プラスチックひび割れを抑制する効果がある。
【０００６】
しかしながら、従来のパラフィン系養生剤は、養生剤塗布後に仕上げ材を施工する場合、付着強度が低下し、仕上げ材の剥がれ・ひび割れ・浮き等の発生が懸念される。したがって、パラフィン系養生剤塗布後に仕上げ材を施工する場合には、サンダー掛けによる下地研磨や高圧洗浄などで養生剤の除去を行うこととしている（非特許文献１〜３参照）。
【０００７】
ところで、収縮低減剤の代表的なものとして低級アルコールのアルキレンオキシド付加２収縮量を低減する効果に優れる。乾燥収縮量を低減することで構造物のひび割れ発生を低減し耐久性の向上が図られる。また従来の収縮低減剤は、コンクリートやモルタルに使用する際にはコンクリートやモルタルの配合選定が必要であり、多くの労力を要した（特許文献４、５参照）。また収縮低減剤をセメントコンクリートの表面仕上げ時に散布しひび割れ抑制を図ったものがあるが、硬化不良により所定の強度発現性が得られない場合がある（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２０８８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１８４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４４２５５号公報
【特許文献４】特表２００７−５２９３９７号公報
【特許文献５】特開２００８−２６０６８７号公報
【特許文献６】特開２００６−１４３４８１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】コンクリート・ポリマー複合体の試験方法に関する技術の現状、日本建築学会材料施工委員会コンクリート・ポリマー複合体の試験方法小委員会、ｐｐ．１１０−１２９、２００５
【非特許文献２】「月間建築仕上技術」、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．３５７、ｐｐ．６８−６９、２００５
【非特許文献３】膜養生剤を用いたコンクリートの養生に関する実験的検討（その２．仕上げ材の付着力及ぼす影響）、西村進・岩崎昭雄・谷津健二・大倉真人、日本建築学会大会学術講演梗概集、ｐｐ．８０１−８０２、２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、パラフィン系養生剤塗布後に、サンダー掛けや下地研磨や高圧洗浄による養生剤の除去を行う必要がない施工性の改善された養生剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は、パラフィン系養生剤のうち乳剤型の養生剤に着目し、パラフィンの種類等について種々検討したところ、乳剤型養生剤に分散しているパラフィンの粒子径がセメント系硬化体表面と仕上げ材との付着強度に大きく影響することを見出した。そしてさらに検討したところ、乳剤型養生剤中のパラフィンの平均粒子径を０．８５μｍ以下に調整することにより、前記付着強度が顕著に向上し、下地研磨や高圧洗浄等を必要としないことを見出した。さらに当該０．８５μｍ以下のパラフィンに、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物の乾燥収縮低減剤とを組み合せ、その養生効果について検討したところ、乾燥収縮低減剤を１０〜３０重量％を添加することにより、硬化性状が良好で乾燥収縮が低減することを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンと含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤を提供するものである。
また本発明は、セメント系硬化体の仕上げ時または硬化後に上記養生剤を硬化体表面に施工することを特徴とするセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法を提供するものである。
さらに本発明は、上記養生剤が表面から表層に含浸してなるセメント系硬化体を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の養生剤は、初期材齢の水分逸散を防止し、セメントの水和が有効に進行することで、圧縮強度の増進に優れた効果が得られる。なお且つ、従来の問題であった付着強度を改善することで、養生剤を除去することなく、容易に仕上げ材を施工することが可能になり、かつ乾燥収縮を低減し耐久性の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の養生剤は、パラフィンおよび低級アルコールアルキレンオキシド付加物を含有するものであり、当該パラフィンとしては、パラフィンワックスとして知られているもので、すなわち、常温（２５℃）で固体状のパラフィン、すなわち石油ワックスとも呼ばれるものが好ましい。その具体例としては、ＢＡＳＦポゾリス社製「マスターキュア」やノックス社製「プロキュア」などに含まれているものと同じパラフィンワックスが好ましい。
【００１５】
本発明の養生剤は乳剤型であり、パラフィン粒子が水に乳化した状態である。また、水に乳化したパラフィン粒子の平均粒子径が０．８５μｍ以下であることが、セメント硬化体表面と仕上げ材との間の付着強度を向上させる点で重要である。セメント系硬化体の付着強度に関しては、使用材料、使用環境、使用部材等によって様々な規格があり、一概には規定できないが、代表的な規定として建築工事共通仕様書（国土交通省大臣官房官庁営繕部監修）に１．０Ｎ／ｍｍ2以上が規定されており、１．０Ｎ／ｍｍ2以上であればほとんどの規格を満足すること、また１．０Ｎ／ｍｍ2以上であれば実施工上問題がないと十分な付着強度であることから、１．０Ｎ／ｍｍ2以上の付着強度が得られる平均粒子径を検討したところ、０．８５μｍ以下であった。乳剤中のパラフィン粒子の平均粒子径が０．８５μｍを超えると十分な付着強度が得られない。より好ましくは０．８μｍ以下であり、さらに好ましくは０．１〜０．８μｍ、特に好ましくは０．２〜０．８μｍである。
ここで乳化したパラフィン粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置、例えばＳＡＬＤ−２１００（島津製作所製）により測定し、この測定結果から１０％通過径（Ｄ１０）、５０％通過径（Ｄ５０：平均粒径）、９０％通過径（Ｄ９０）を算出した。
【００１６】
また、本発明養生剤のパラフィン粒子の粒度分布は、２μｍ以上の粒子が２０％以下、特に１０％以下であるのが好ましい。また、全体の粒度分布は、０．０５〜３μｍ、特に０．０５〜２μｍの粒子が全体の９０％以上を占めるのが好ましい。
【００１７】
本発明の養生剤中のパラフィン乳化粒子の平均粒子径は、パラフィンと乳化剤を水に添加して強く撹拌することにより調整できる。ここで、乳化剤としては、所定の乳化効果を呈する当該技術分野で周知の乳化剤であれば、いずれでも使用可能である。例えば、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤などが利用可能である。このような界面活性剤として、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、モノステアリン酸ソルビタン、ポリソルベート、モノステアリン酸グリセリン、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウロマクロゴール、非イオン性ヤシ油脂肪酸トリエタノールアミンなどが利用可能であるが、これらに限定されるものではなく、これらのいずれか１種類のみを用いることも、あるいは２種類以上を併用することもできる。ここで、乳化剤の含有量は、養生剤中０．００１〜１０重量％、特に０．０１〜５重量％が好ましい。
【００１８】
本発明の養生剤中のパラフィンの含有量は５〜３０重量％が好ましい。乳化されるパラフィンが５重量％未満であると、養生剤としての初期水分の逸散を防止することが得られにくく、一方、３０重量％超になると硬化不良が発生し、付着強度の低下が懸念されることから、５〜３０重量％、さらに５〜２０重量％が望ましい。また、３０重量％を超えるものについては、水希釈で３０重量％以下にして使用可能である。
【００１９】
本発明養生剤に用いられる低級アルコールアルキレンオキシド付加物としては、収縮低減剤として知られているもので、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物を主成分とするものが好ましい。
ここで低級アルコールとしては、炭素数１〜６のアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール等がより好ましい。
また、アルキレンオキシド付加物としては、エチレンオキシド付加物、プロピレンオキシド付加物、エチレンオキシド−プロピレンオキシド付加物等が挙げられる。アルキレンオキシドの付加モル数は、１〜３００、さらに３０〜２００が好ましい。
低級アルコールアルキレンオキシド付加物の具体例としては太平洋マテリアル社製「太平洋テトラガードＡＳ２１」に含まれているものと同じ収縮低減剤が好ましい。
【００２０】
本発明の養生剤中の低級アルコールアルキレンオキシド付加物の含有量は、１０〜３０重量％である。低級アルコールアルキレンオキシド付加物が１０重量％未満であると、収縮低減効果が得られにくく、一方、３０重量％超になると硬化不良が懸念されることから、１０〜３０重量％、さらに１５〜３０重量％が望ましい。
【００２１】
本発明の養生剤には、荒仕上げ時に養生剤を散布する際にコンクリート中に空気の巻き込みを防止するために、消泡剤を含有させるのが好ましい。消泡剤としては、例えば、鉱物油系、エーテル系、シリコーン系などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、これらのいずれか１種類のみを用いることも、あるいは２種類以上を併用することもできる。その性状は液体、粉末を問わない。消泡剤の含有量は、養生剤中に固形分として０．０２〜１重量％、特に０．０３〜０．８重量％が好ましい。
【００２２】
本発明の養生剤は、主成分のパラフィンと乳化剤と前記収縮低減剤と消泡剤と水以外は、本発明の効果に支障をきたさない限り、何れの成分の含有も特に制限されるものではない。なお、水の含有量は養生剤中４０〜８５重量％、特に５０〜７５重量％が好ましい。
【００２３】
本発明の養生剤は、セメント系硬化体（セメントモルタルまたはコンクリート硬化体）の仕上げ時または硬化後にセメント系硬化体の表面に施工すればよい。具体的にはセメント系硬化体の仕上げ時の仕上げ補助として、または、セメント系硬化体の硬化脱型後、硬化体に施工することが可能である。施工方法は、均一に施工できるものであれば、特に限定されるものではなく、散布、塗布、吹付け、噴霧等で行うことが可能である。
【００２４】
本発明の養生剤の使用量は、特に限定されるものではないが、１ｍ2当たり５０〜３００ｇの範囲で使用することが好ましい。１ｍ2当たり１００〜２００ｇの範囲で使用するのがより好ましい。５０ｇ未満では仕上げ時のスムーズなコテ均しおよび水分の逸散防止効果が得られにくく、３００ｇを超えると過剰な量で付着強度の低下が懸念される。また、対象となるセメント系硬化体としてはモルタルおよびコンクリートのいずれも含まれる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例および試験例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例および試験例に何ら制限されるものではない。
【００２６】
＜使用材料＞
セメントＣ：早強ポルトランドセメント、太平洋セメント社製
細骨材Ｓ：静岡県産山砂、表乾密度２．６１ｇ／ｃｍ3、吸水率１．６６％
粗骨材Ｇ：茨城県産砕石、粗骨材最大寸法２０ｍｍ、表乾密度２．６４ｇ／ｃｍ3、吸水率０．６７％
ＡＥ減水剤Ａｄ：（商品名）ポゾリス７０、ＢＡＳＦポゾリス社製、リグニンスルホン酸化合物とポリオールの複合体
パラフィンＡ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径０．４４μｍ
パラフィンＢ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径０．８５μｍ
パラフィンＣ：（商品名）マスターキュアー、ＢＡＳＦポゾリス社製、（主成分）パラフィンワックス、平均粒子径０．９０μｍ
パラフィンＤ：（主成分）パラフィンワックス、乳化パラフィンの平均粒子径１．２８μｍ
低級アルコールアルキレンオキシド付加物：収縮低減剤、（商品名）太平洋テトラガードＡＳ２１、太平洋マテリアル社製
消泡剤：（商品名）マイクロエア４０４、ＢＡＳＦポゾリス社製、（主成分）ポリアルキレングリコール誘導体
【００２７】
養生剤Ａ、Ｂ、Ｄは、パラフィンワックスを主成分とし、アニオン系の乳化剤を用いて乳化させた。乳化しているパラフィンの粒径は、測定範囲０．００５μｍ〜１０００μｍの島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２１００）を用いて測定した。平均粒径で示した養生剤それぞれの粒度分布を簡易的に示す１０％通過径（Ｄ１０）および９０％通過径（Ｄ９０）は、養生剤Ａ（Ｄ１０＝０．３３２、Ｄ９０＝０．５７１）、養生剤Ｂ（Ｄ１０＝０．５６３、Ｄ９０＝１．１４６）、養生剤Ｄ（Ｄ１０＝０．８１６、Ｄ９０＝１．８６４）である。乳化しているパラフィンの粒径以外の条件は、全く同じである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
表１のコンクリートを温度２０℃、相対湿度８０％の恒温恒湿室で製造し、φ１０×２０ｃｍの円柱試験体、１０×１０×４０ｃｍの角柱試験体および５００×５００×５０ｍｍの平板試験体を作製した。コンクリートの打設から２４時間後に脱型し、無塗布以外の水準の試験体には所定の養生剤を試験体全面にそれぞれ１５０ｇ／ｍ3塗布した。その後、温度２０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室に暴露し、φ１０×２０ｃｍの円柱試験体は材齢２８日で圧縮強度試験、１０×１０×４０ｃｍの角柱試験体は材齢９１日まで長さ変化率、５００×５００×５０ｍｍの平板試験体は付着強度試験を実施した。５００×５００×５０ｍｍの平板試験体は同恒温恒湿室にて試験体を材齢３９日まで保存し、付着試験用の仕上げ材としてアスゴム系接着剤を塗布した。翌日、ＪＩＳ Ａ ６９１６「仕上げ塗布用下地調整塗剤」の試験方法に準じて付着試験を行った。
【００３２】
表３に示すように、養生剤を塗布したコンクリートの圧縮強度発現性は、無塗布の水中養生には及ばないものの、気中養生に比較して良好であった。付着試験は既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤では、十分な付着強度が得られなかったのに対し、既存のパラフィン系養生剤より平均粒子径の小さい養生剤では高い付着強度が得られた。付着強度の破壊形状は、既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤では、養生剤と仕上げ材との界面が破壊されたが、平均粒子径の小さい養生剤では局部的には界面破壊が認められ、コンクリートの下地破壊が大半を占め、十分な付着強度が得られていた。乾燥収縮率は、本発明の養生剤を用いた場合、既存のパラフィン系養生剤および平均粒子径の大きい養生剤よりも小さくなった。収縮低減剤を３０重量％以上含有した養生剤は、乾燥収縮率は小さくなったが、コンクリート供試体の表面に部分的ではあるが硬化不良が認められ、その影響を受け付着強度が低くなった。
【００３３】
【表４】
【００３４】
表４に示すように、温度３３℃、相対湿度８０％の屋外で、５００×５００×５０ｍｍの平板試験体を作製した。コンクリートの打設後、無塗布以外の水準の試験体には所定の養生剤を試験体仕上げ面にそれぞれ１５０ｇ／ｍ3塗布し、仕上げ性の評価を行った。仕上げ性は、Ｎｏ．６を基準にして評価した。Ｎｏ．６に比べてコテでコンクリート表面を仕上げる際の力が少なく容易に平滑な表面にできるものを◎とし、Ｎｏ．６に比べて仕上げる際の力を要し平滑な表面にし難いものを×、Ｎｏ．６と同等のものを○で評価した。その結果、粒子径０．８５μｍ以下のパラフィンおよび低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％を含有する養生剤Ｂを含有した養生剤が最も優れた仕上げ性となった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンとを含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤。
【請求項２】
平均粒子径０．８５μｍ以下のパラフィンの含有量が５〜３０重量％である請求項１記載の養生剤。
【請求項３】
セメントモルタルまたはコンクリート表面に荒仕上げ時および／またはコテ仕上げ時に塗布するものである請求項１または２記載の養生剤。
【請求項４】
さらに消泡剤が含有されている請求項１〜３のいずれか１項記載の養生剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の養生剤が表面から表層に含浸してなるセメント系硬化体。
【請求項６】
セメント系硬化体の仕上げ時または硬化後に請求項１〜４のいずれかに記載の養生剤をセメント系硬化体表面に施工することを特徴とするセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法。
【請求項１】
低級アルコールアルキレンオキシド付加物１０〜３０重量％と平均粒子径が０．８５μｍ以下のパラフィンとを含有するセメントモルタルまたはコンクリート乳剤型養生剤。
【請求項２】
平均粒子径０．８５μｍ以下のパラフィンの含有量が５〜３０重量％である請求項１記載の養生剤。
【請求項３】
セメントモルタルまたはコンクリート表面に荒仕上げ時および／またはコテ仕上げ時に塗布するものである請求項１または２記載の養生剤。
【請求項４】
さらに消泡剤が含有されている請求項１〜３のいずれか１項記載の養生剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の養生剤が表面から表層に含浸してなるセメント系硬化体。
【請求項６】
セメント系硬化体の仕上げ時または硬化後に請求項１〜４のいずれかに記載の養生剤をセメント系硬化体表面に施工することを特徴とするセメントモルタルまたはコンクリートの養生方法。
【公開番号】特開２０１１−１７３７３６（Ｐ２０１１−１７３７３６Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６８５６（Ｐ２０１０−３６８５６）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
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