水液型セメント結晶形成促進材とその施工方法
【課題】コンクリート構造物の恒久的防止水化、即ち不透水化と劣化抑止を図る。
【解決手段】水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久を示現可能な触媒性化合物を１ないし３５％含有する。触媒性化合物には、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩を用い得る。施工にあたっては、前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布するだけでよい。コンクリートに対する与湿作業も不要である。
【解決手段】水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久を示現可能な触媒性化合物を１ないし３５％含有する。触媒性化合物には、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩を用い得る。施工にあたっては、前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布するだけでよい。コンクリートに対する与湿作業も不要である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の恒久的防止水化、即ち不透水化と劣化抑止を図り、これをもって高耐久化を可能にするための触媒性化合物を含有する水液型セメント結晶形成促進材と、これを用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の結晶形成促進材（以下、単に促進材と言う）にあっては、触媒性化合物あるいはそれに類する化合物、薬剤を配したものであっても、それらのコンクリートへの浸透拡散性と拡散後の躯体深部の必要濃度確保に充分対応できる材料は、本願発明者の知るところでは未だ皆無に等しい。公知のこれら促進材が含有する各種化合物、薬剤等のコンクリートへの浸透性は、施工対象とするコンクリート自体のひびわれ等の存在や、これらに類似する空隙の存在等、組織の粗密状態だけに依存せざるを得ないのが実態であり、躯体深部への浸透、拡散は極めて困難で、促進材とはいいつつも、コンクリート躯体深部へ深くは浸透しにくく、その表層に止まってしまわざるを得ないのが現状である。
【０００３】
さらに従来の促進材にあっては、施工上の問題として、粉体材料では水あるいは液材等との配合、混練に加えて、対象コンクリートの与湿、湿潤化を含めた事前処理から、事後養生に至までの煩雑な管理が求められる。液状である従来の促進材の代表的材料である水ガラス系材料においても、塗布あるいは散布の事前処理に加え、施工後の散水、養生等の反復等、多くの作業工程とそれらの管理が必要とされ、これらが工費低減化の壁となり、幅広い適用に至らない要因の一つとなっている。
【特許文献１】特公平05-027595号公報
【特許文献２】特開2005-060165号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前述した従来技術における問題点を解決するためになしたものであり、あらゆるコンクリート構造物における漏水変状及び各種の劣化、変状に対してコンクリート表層から深部に至るまでの恒久的で確実性のある防止水性、即ち不透水化効果と各種の劣化防止、即ち高耐久化効果を奏することが可能な新規な材料とその施工法と提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明の請求項１に係る水液型セメント結晶形成促進材は、水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久化を可能とする触媒性化合物を１ないし３５％含有することを特徴とする。
【０００６】
また請求項２に係るものは、請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩であることを特徴とする。
【０００７】
さらに本発明の請求項３に係る水液型セメント結晶形成促進材の施工方法は、請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材を施工する方法であって、コンクリートへの高い浸透拡散性を持つ水液型の前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする。
【０００８】
そして請求項４に係るものは、請求項３の水液型セメント結晶形成促進材の施工方法において、乾燥状態のコンクリートへの施工においても、該コンクリートに対する与湿作業を行わずに前記コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする。
【０００９】
すなわち本発明の促進材は、従来のセメント結晶生成、増殖系とされる材料に比べ、含有する触媒性化合物に、コンクリートへの優れた浸透拡散性、すなわち迅速な浸透拡散性とそれに相応する高濃度の浸透量の確保に卓越した特性も併せ持つものを配していること、及び、その高浸透拡散性触媒性化合物を含有する本発明の促進材が水液型であるため、対象とするコンクリート面に散布、噴霧あるいは塗布、これらの組み合わせによる施工のみという極めて単純、簡便な工法をもって、確実かつ恒久的な施工効果をコンクリート躯体へ付与することができるようにするものである。
【００１０】
このような本発明の水液型セメント結晶形成促進材に配合する触媒性化合物としては、コンクリート内でセメント結晶成促進性に優れていることと共にコンクリート内への高い浸透拡散性、即ち迅速な浸透拡散と、それに伴う高い浸透量の確保に優れた特性を持つ材料が好ましい。そのような材料としては、既述のように、多価カルボン酸のナトリウム塩か、それと同等あるいは近似の特性を有する酸のナトリウム塩がある。
【００１１】
具体的には、コンクリート内に浸透拡散した触媒性化合物の多価カルボン酸のナトリウム塩等は後述する基本的なセメント結晶形成促進反応を反復、継続することにより、継時的にコンクリート組織の空孔、空隙内にセメント結晶を形成し、増殖させることを継続し、対象コンクリートを恒久的に緻密組織化する。
【００１２】
基本的セメント結晶形成促進反応メカニズムを下式に示す。
【化１】
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、含有する触媒性化合物に、コンクリートへの優れた浸透拡散性とそれに相応する高濃度の浸透量の確保に卓越した特性も併せ持つものを配した促進材を水液型としたため、対象コンクリート面に散布、分霧あるいは塗布、これらの組み合わせによって施工するだけの極単純、簡便な工法でもって、確実かつ恒久的な施工効果をコンクリート躯体へ付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、重複する説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【実施例１】
【００１５】
標準的な配合コンクリート（設計基準濃度２４N／ｍｍ２）で円柱供試体（直径１０ｃｍ、高さ１５ｃｍ）を４体を作成し、材齢２週経過時点において、
（ａ）２体の上端面に、本発明の水液型セメント結晶形成促進材（フマール酸ナトリウム７％配合）を１体当り１．６ｍｍ散布した後、２週間放置し、
(ｂ）他の２体は無処理のままとし、
（ａ）、(ｂ）の両供試体共に材齢４週で、次のような３種の試験を行った。
【００１６】
［１］前記ａ、ｂの円柱供試体各２体に割裂法により、ひび割れ（幅0.1ないし0.15ｍｍ程度）を生じさせ、止水性試験装置にセットした。供試体のセットにあたっては、各供試体の加圧面周縁及び側面からの漏水を防止するため、エポキシ系シール材で防水処理を施した。
【００１７】
試験法法は、水圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ２（０．００９１８Ｍｐａ／ｍｍ２）を加え、各供試体の漏水量の経時変化を計測した。４体の供試体の漏水状態の経時変化を図１の水量グラフに示す。前記ａ、ｂの円柱供試体各２体、計４体とも試験開始時は６ないし７ｍｌ／分程度と同じレベルであったが、４時間経過頃から明らかな差を示すようになり、前記ｂの無処理体は、２０時間以降横ばい状態であるのに対し、前記ａの処理体は１２０ないし１４０時経過時点で漏水が認められなくなった。
【００１８】
［２］前記透水試験後、各供試体を前述のひび割れ部で分割し、分割面の中央部で軸方向（高さ方向）における頂端部、中央部（７ないし８ｃｍ程度）、下端部の３箇所において分析用試料を採取し、各部位における触媒性化合物の残留量分析を行った。
【００１９】
触媒性化合物の残留濃度の分析結果を下記表１に示す。なお分析方法には、UV検出器によるイオンクロマトグラフィーの定量分析法を用いた。
【表１】
【００２０】
［３］さらに、前記透水試験後の分割供試体のうち、前記ａの処理体の一体と、前記ｂの無処理体の一体の分析用試料を採取した残りの分割体において、それぞれの分割面中央部（７ないし８ｃｍ）から走査型電子顕微鏡（SEM）用試料を採取し、両方の供試体の組織構造、特に空孔内の状態を１０００倍の倍率で撮影し、観察した。前記ａの処理体のSEM写真を図２（Ａ）に、前記ｂの無処理体のSEM写真を図２（Ｂ）に示す。処理体の組織空孔内には、形成されたセメント結晶の群生が明確に認められる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施にあたり、４体の供試体の漏水状態の経時変化を示す水量グラフの図
【図２】本発明の水液型セメント結晶形成促進材散布処理した供試体のSEM写真（Ａ）と、無処理の供試体のSEM写真を示す図（Ｂ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の恒久的防止水化、即ち不透水化と劣化抑止を図り、これをもって高耐久化を可能にするための触媒性化合物を含有する水液型セメント結晶形成促進材と、これを用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の結晶形成促進材（以下、単に促進材と言う）にあっては、触媒性化合物あるいはそれに類する化合物、薬剤を配したものであっても、それらのコンクリートへの浸透拡散性と拡散後の躯体深部の必要濃度確保に充分対応できる材料は、本願発明者の知るところでは未だ皆無に等しい。公知のこれら促進材が含有する各種化合物、薬剤等のコンクリートへの浸透性は、施工対象とするコンクリート自体のひびわれ等の存在や、これらに類似する空隙の存在等、組織の粗密状態だけに依存せざるを得ないのが実態であり、躯体深部への浸透、拡散は極めて困難で、促進材とはいいつつも、コンクリート躯体深部へ深くは浸透しにくく、その表層に止まってしまわざるを得ないのが現状である。
【０００３】
さらに従来の促進材にあっては、施工上の問題として、粉体材料では水あるいは液材等との配合、混練に加えて、対象コンクリートの与湿、湿潤化を含めた事前処理から、事後養生に至までの煩雑な管理が求められる。液状である従来の促進材の代表的材料である水ガラス系材料においても、塗布あるいは散布の事前処理に加え、施工後の散水、養生等の反復等、多くの作業工程とそれらの管理が必要とされ、これらが工費低減化の壁となり、幅広い適用に至らない要因の一つとなっている。
【特許文献１】特公平05-027595号公報
【特許文献２】特開2005-060165号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前述した従来技術における問題点を解決するためになしたものであり、あらゆるコンクリート構造物における漏水変状及び各種の劣化、変状に対してコンクリート表層から深部に至るまでの恒久的で確実性のある防止水性、即ち不透水化効果と各種の劣化防止、即ち高耐久化効果を奏することが可能な新規な材料とその施工法と提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明の請求項１に係る水液型セメント結晶形成促進材は、水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久化を可能とする触媒性化合物を１ないし３５％含有することを特徴とする。
【０００６】
また請求項２に係るものは、請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩であることを特徴とする。
【０００７】
さらに本発明の請求項３に係る水液型セメント結晶形成促進材の施工方法は、請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材を施工する方法であって、コンクリートへの高い浸透拡散性を持つ水液型の前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする。
【０００８】
そして請求項４に係るものは、請求項３の水液型セメント結晶形成促進材の施工方法において、乾燥状態のコンクリートへの施工においても、該コンクリートに対する与湿作業を行わずに前記コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする。
【０００９】
すなわち本発明の促進材は、従来のセメント結晶生成、増殖系とされる材料に比べ、含有する触媒性化合物に、コンクリートへの優れた浸透拡散性、すなわち迅速な浸透拡散性とそれに相応する高濃度の浸透量の確保に卓越した特性も併せ持つものを配していること、及び、その高浸透拡散性触媒性化合物を含有する本発明の促進材が水液型であるため、対象とするコンクリート面に散布、噴霧あるいは塗布、これらの組み合わせによる施工のみという極めて単純、簡便な工法をもって、確実かつ恒久的な施工効果をコンクリート躯体へ付与することができるようにするものである。
【００１０】
このような本発明の水液型セメント結晶形成促進材に配合する触媒性化合物としては、コンクリート内でセメント結晶成促進性に優れていることと共にコンクリート内への高い浸透拡散性、即ち迅速な浸透拡散と、それに伴う高い浸透量の確保に優れた特性を持つ材料が好ましい。そのような材料としては、既述のように、多価カルボン酸のナトリウム塩か、それと同等あるいは近似の特性を有する酸のナトリウム塩がある。
【００１１】
具体的には、コンクリート内に浸透拡散した触媒性化合物の多価カルボン酸のナトリウム塩等は後述する基本的なセメント結晶形成促進反応を反復、継続することにより、継時的にコンクリート組織の空孔、空隙内にセメント結晶を形成し、増殖させることを継続し、対象コンクリートを恒久的に緻密組織化する。
【００１２】
基本的セメント結晶形成促進反応メカニズムを下式に示す。
【化１】
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、含有する触媒性化合物に、コンクリートへの優れた浸透拡散性とそれに相応する高濃度の浸透量の確保に卓越した特性も併せ持つものを配した促進材を水液型としたため、対象コンクリート面に散布、分霧あるいは塗布、これらの組み合わせによって施工するだけの極単純、簡便な工法でもって、確実かつ恒久的な施工効果をコンクリート躯体へ付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、重複する説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【実施例１】
【００１５】
標準的な配合コンクリート（設計基準濃度２４N／ｍｍ２）で円柱供試体（直径１０ｃｍ、高さ１５ｃｍ）を４体を作成し、材齢２週経過時点において、
（ａ）２体の上端面に、本発明の水液型セメント結晶形成促進材（フマール酸ナトリウム７％配合）を１体当り１．６ｍｍ散布した後、２週間放置し、
(ｂ）他の２体は無処理のままとし、
（ａ）、(ｂ）の両供試体共に材齢４週で、次のような３種の試験を行った。
【００１６】
［１］前記ａ、ｂの円柱供試体各２体に割裂法により、ひび割れ（幅0.1ないし0.15ｍｍ程度）を生じさせ、止水性試験装置にセットした。供試体のセットにあたっては、各供試体の加圧面周縁及び側面からの漏水を防止するため、エポキシ系シール材で防水処理を施した。
【００１７】
試験法法は、水圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ２（０．００９１８Ｍｐａ／ｍｍ２）を加え、各供試体の漏水量の経時変化を計測した。４体の供試体の漏水状態の経時変化を図１の水量グラフに示す。前記ａ、ｂの円柱供試体各２体、計４体とも試験開始時は６ないし７ｍｌ／分程度と同じレベルであったが、４時間経過頃から明らかな差を示すようになり、前記ｂの無処理体は、２０時間以降横ばい状態であるのに対し、前記ａの処理体は１２０ないし１４０時経過時点で漏水が認められなくなった。
【００１８】
［２］前記透水試験後、各供試体を前述のひび割れ部で分割し、分割面の中央部で軸方向（高さ方向）における頂端部、中央部（７ないし８ｃｍ程度）、下端部の３箇所において分析用試料を採取し、各部位における触媒性化合物の残留量分析を行った。
【００１９】
触媒性化合物の残留濃度の分析結果を下記表１に示す。なお分析方法には、UV検出器によるイオンクロマトグラフィーの定量分析法を用いた。
【表１】
【００２０】
［３］さらに、前記透水試験後の分割供試体のうち、前記ａの処理体の一体と、前記ｂの無処理体の一体の分析用試料を採取した残りの分割体において、それぞれの分割面中央部（７ないし８ｃｍ）から走査型電子顕微鏡（SEM）用試料を採取し、両方の供試体の組織構造、特に空孔内の状態を１０００倍の倍率で撮影し、観察した。前記ａの処理体のSEM写真を図２（Ａ）に、前記ｂの無処理体のSEM写真を図２（Ｂ）に示す。処理体の組織空孔内には、形成されたセメント結晶の群生が明確に認められる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施にあたり、４体の供試体の漏水状態の経時変化を示す水量グラフの図
【図２】本発明の水液型セメント結晶形成促進材散布処理した供試体のSEM写真（Ａ）と、無処理の供試体のSEM写真を示す図（Ｂ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久を示現可能な触媒性化合物を１ないし３５％含有することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項２】
請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩であることを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項３】
請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材を施工する方法であって、コンクリートへの高い浸透拡散性を持つ水液型の前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材の施工方法。
【請求項４】
請求項３の水液型セメント結晶形成促進材の施工方法において、乾燥状態のコンクリートへの施工においても、該コンクリートに対する与湿作業を行わずに前記コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材の施工方法。
【請求項１】
水ガラスだけでなくセメント結晶構成要素材料を含まず、コンクリートへの高い浸透拡散性を持ち且つコンクリート躯体内にセメント結晶を形成、促進することを反復継続し、コンクリート躯体全体の恒久的不透水化、高耐久を示現可能な触媒性化合物を１ないし３５％含有することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項２】
請求項１の水液型セメント結晶形成促進材において、前記触媒性化合物が、多価カルボン酸のナトリウム塩、またはそれと同等あるいは近似の性質を有する酸のナトリウム塩であることを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材。
【請求項３】
請求項１または２の水液型セメント結晶形成促進材を施工する方法であって、コンクリートへの高い浸透拡散性を持つ水液型の前記セメント結晶形成促進材を、コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材の施工方法。
【請求項４】
請求項３の水液型セメント結晶形成促進材の施工方法において、乾燥状態のコンクリートへの施工においても、該コンクリートに対する与湿作業を行わずに前記コンクリート表面に散布、噴霧または塗布することを特徴とする水液型セメント結晶形成促進材の施工方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２１７２４６（Ｐ２００７−２１７２４６Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４１５０３（Ｐ２００６−４１５０３）
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【出願人】（５０６０５７０１８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【出願人】（５０６０５７０１８）
【Ｆターム（参考）】
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