JP7523296B2 - Method for reinforcing and finishing concrete substrate - Google Patents
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Description
本発明は、新規なコンクリート表面強化剤に関するものである。 The present invention relates to a novel concrete surface strengthening agent.
従来、橋梁、トンネル、高架道路、建築物などに多くのコンクリート構造物が使用されている。しかし、コンクリート構造物は、塩害、中性化及び凍害等によって経時的に劣化が進行し、該構造物にひび割れやコンクリート片の剥離が発生するといった問題がある。そのため、コンクリート構造物の補修および補強方法が多く提案されている。 Concrete structures have traditionally been used in many areas, including bridges, tunnels, elevated roads, and buildings. However, concrete structures tend to deteriorate over time due to salt damage, neutralization, frost damage, and other factors, resulting in problems such as cracks and peeling of concrete pieces. For this reason, many methods have been proposed for repairing and reinforcing concrete structures.
例えば、特開2002-179479号公報(特許文献1)には、水ガラス等のアルカリ金属ケイ酸塩を浸透させることが開示されている。
しかし、かかる特許文献1では、コンクリート構造物の内部までアルカリ金属ケイ酸塩を浸透させることができない場合がある。
For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-179479 (Patent Document 1) discloses the infiltration of an alkali metal silicate such as water glass.
However, in the method disclosed in Patent Document 1, there are cases where the alkali metal silicate cannot penetrate to the inside of the concrete structure.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物に対し、アルカリ金属珪酸塩を十分に含浸させることができるコンクリート表面強化剤を得ることを目的とするものである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to obtain a concrete surface strengthening agent that can sufficiently impregnate alkali metal silicate into concrete structures.
本発明者らは、上記のような従来技術の問題点に鑑み鋭意研究を行った結果、少なくとも、アルカリ金属珪酸塩、水溶性シラン化合物、及び水を含むことを特徴とするコンクリート表面強化剤に想到し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research into the problems of the prior art as described above, the inventors came up with the idea of a concrete surface strengthening agent that contains at least an alkali metal silicate, a water-soluble silane compound, and water, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の特徴を有するものである。
1. コンクリート基材に対し、水溶性カルシウム塩、及び水溶性シラン化合物を含む補強剤を塗付した後、
少なくとも、アルカリ金属珪酸塩、水溶性シラン化合物、及び水を含むコンクリート表面強化剤を塗付する
ことを特徴とするコンクリート基材の補強方法。 2.上記コンクリート表面強化剤における水溶性シラン化合物が、アミノ基含有シラン化合物を含むことを特徴とする1.に記載のコンクリート基材の補強方法。 3.上記補強剤における水溶性シラン化合物が、アミノ基含有シラン化合物を含むことを特徴とする1.に記載のコンクリート基材の補強方法。
4.1.に記載のコンクリート基材の補強方法により上記コンクリート表面強化剤を塗付した後、上塗材を塗付することを特徴とするコンクリート基材の仕上げ方法。
That is, the present invention has the following features.
1. A reinforcing agent containing a water-soluble calcium salt and a water-soluble silane compound is applied to a concrete substrate, and then
A concrete surface strengthening agent containing at least an alkali metal silicate, a water-soluble silane compound, and water is applied.
2. The method for reinforcing a concrete substrate according to 1., characterized in that the water-soluble silane compound in the concrete surface reinforcing agent contains an amino group-containing silane compound. 3. The method for reinforcing a concrete substrate according to 1., characterized in that the water-soluble silane compound in the reinforcing agent contains an amino group-containing silane compound .
4. A method for finishing a concrete substrate, comprising applying the concrete surface reinforcing agent according to the method for reinforcing a concrete substrate described in 1. , and then applying a topcoat material.
本発明によれば、コンクリート構造物に対するアルカリ金属珪酸塩の浸透性をよりいっそう高め、コンクリート構造物の劣化を補修し、表面強度を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to further increase the permeability of alkali metal silicate into concrete structures, repair deterioration of concrete structures, and increase surface strength.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。 The following describes how to implement the present invention.
(コンクリート表面強化剤)
本発明は、コンクリート構造物に塗付する表面強化剤に関するものであり、コンクリート構造物、特に劣化したコンクリート構造物に塗付することにより、コンクリート構造物内部にアルカリ金属珪酸塩を浸透(含浸)し、硬化体を形成することにより、劣化部分を補修するとともに、表面強度を高めることができるものである。このようなコンクリート表面強化剤(以下、単に「表面強化剤」ともいう)は、(A)アルカリ金属珪酸塩、(B)水溶性シラン化合物、及び水を含むことを特徴とする。
(Concrete surface strengthening agent)
The present invention relates to a surface strengthening agent for application to concrete structures, which is capable of repairing the deteriorated parts and increasing the surface strength by applying the agent to concrete structures, particularly deteriorated concrete structures, and penetrating (impregnating) the interior of the concrete structure with an alkali metal silicate to form a hardened body. Such a concrete surface strengthening agent (hereinafter also simply referred to as "surface strengthening agent") is characterized by containing (A) an alkali metal silicate, (B) a water-soluble silane compound, and water.
コンクリート構造物としては、例えば、橋梁、トンネル、高架道路、建築物等のセメントやモルタル等により構成されるものであり、新規、既設いずれであってもよい。本発明の組成物は、既設コンクリート構造物、特に経年変化により中性化が進行したり、降雨によってカルシウム成分が溶出したり、さらには亀裂が発生した劣化コンクリート構造物等に好適なものである。 Concrete structures include, for example, bridges, tunnels, elevated roads, buildings, and the like, which are made of cement, mortar, and the like, and may be either new or existing. The composition of the present invention is suitable for existing concrete structures, particularly deteriorated concrete structures that have become neutralized over time, have had calcium components leached by rainfall, or have developed cracks.
(A)アルカリ金属珪酸塩(以下「A)成分」ともいう)は、コンクリート構造物の内部に浸透(含浸)し、硬化体を形成するものであり、これによりコンクリート構造物の表面強度等を向上させるものである。このような(A)成分としては、一般式:M2 O・nSiO2 (MはLi、K、Na,Csから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属)で表される水溶性のアルカリ金属珪酸塩(「水ガラス」ともいう)であればいずれも使用できる。このような(A)成分としては、例えば、珪酸ナトリウム、オルト珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウム等が挙げられる。また、アルカリ金属珪酸塩の水溶液として市販されている水ガラスを使用することもできる。上記のアルカリ金属珪酸塩は、単独で用いられてもよく、または2種以上が混合されて用いられてもよい。 The (A) alkali metal silicate (hereinafter also referred to as "component A") penetrates (impregnates) the inside of a concrete structure to form a hardened body, thereby improving the surface strength of the concrete structure. As the (A) component, any water-soluble alkali metal silicate (also referred to as "water glass") represented by the general formula M2O.nSiO2 (M is at least one alkali metal selected from Li, K, Na, and Cs) can be used. As the (A) component, for example, sodium silicate, sodium orthosilicate, sodium metasilicate, lithium silicate, potassium silicate, etc. can be mentioned. In addition, water glass that is commercially available as an aqueous solution of an alkali metal silicate can also be used. The above-mentioned alkali metal silicates may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.
表面強化剤における(A)成分の含有量は、表面強化剤中に、有効成分(M2 O及びSiO2)換算で好ましくは5~60重量%(より好ましくは8~50重量%)である。このような範囲の場合、表面強度を高め、優れた美観性を得ることができる。 The content of component (A) in the surface strengthening agent is preferably 5 to 60% by weight (more preferably 8 to 50% by weight) calculated as the active ingredients ( M2O and SiO2 ) in the surface strengthening agent. When the content is within this range, the surface strength can be increased and excellent aesthetics can be obtained.
本発明では、(A)成分として、少なくともSiO2 /Na2 O(モル比)が5/1~2/1(より好ましくは4/1~3/1)の珪酸ナトリウムを含むことが好ましい。このような場合、本発明の効果を一層高めることができる。さらに、本発明では、SiO2 /K2 O(モル比)が5/1~1/1(より好ましくは4/1~1/1)の珪酸カリウム、SiO2 /Li2 O(モル比)が5/1~2/1(より好ましくは5/1~3/1)の珪酸リチウムを混合して使用することができる。これによって、コンクリート構造物への浸透性が高まり、緻密な硬化体を形成することができる。本発明の補強方法により、コンクリート構造物の防水性が高まり、降雨等の水の浸透による劣化を効果的に抑制することができる。さらには、アルカリ金属の溶出等を抑制し、コンクリート構造物表面の白華等も防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the component (A) contains at least sodium silicate with a SiO 2 /Na 2 O (molar ratio) of 5/1 to 2/1 (more preferably 4/1 to 3/1). In such a case, the effect of the present invention can be further enhanced. Furthermore, in the present invention, potassium silicate with a SiO 2 /K 2 O (molar ratio) of 5/1 to 1/1 (more preferably 4/1 to 1/1) and lithium silicate with a SiO 2 /Li 2 O (molar ratio) of 5/1 to 2/1 (more preferably 5/1 to 3/1) can be mixed and used. This increases the permeability into the concrete structure and allows the formation of a dense hardened body. The reinforcing method of the present invention increases the waterproofing of the concrete structure and effectively suppresses deterioration due to the penetration of water such as rainfall. Furthermore, it is possible to suppress the elution of alkali metals and prevent efflorescence on the surface of the concrete structure.
本発明では特に、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムを混合して使用することが好ましい。珪酸ナトリウムと珪酸カリウムの混合比率は、SiO2 /(Na2 O+K2 O)(モル比)が、5/1~1/1(好ましくは4/1~2.5/1)であり、表面強化剤全体に対しSiO2の含有量が5~50重量%(より好ましくは10~30重量%)と成るように調整することが好ましい。この場合、(A)成分中の珪酸ナトリウムの含有量(有効成分換算)を、好ましくは10~98重量%(より好ましくは30~95重量%以上)、珪酸カリウムの含有量(有効成分換算)を、好ましくは2~90重量%(より好ましくは5~70重量%)とすることにより、上記範囲に調整することができる。このような範囲である場合、表面強度をいっそう高めることができ、優れた美観性を得ることができる。 In the present invention, it is particularly preferable to use a mixture of sodium silicate and potassium silicate. The mixing ratio of sodium silicate and potassium silicate is SiO 2 /(Na 2 O + K 2 O) (molar ratio) of 5/1 to 1/1 (preferably 4/1 to 2.5/1), and it is preferable to adjust the SiO 2 content to 5 to 50% by weight (more preferably 10 to 30% by weight) based on the entire surface strengthening agent. In this case, the content of sodium silicate (effective ingredient equivalent) in component (A) is preferably 10 to 98% by weight (more preferably 30 to 95% by weight or more), and the content of potassium silicate (effective ingredient equivalent) is preferably 2 to 90% by weight (more preferably 5 to 70% by weight), so that the above ranges can be adjusted. When the ranges are as above, the surface strength can be further increased and excellent aesthetics can be obtained.
さらに、珪酸リチウムを混合して使用することも好ましい。この場合、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、及び珪酸リチウムの混合比率は、SiO2 /(Na2 O+K2 O+Li2 O)(モル比)が、5/1~1/1(好ましくは4/1~2/1)であり、表面強化剤全体に対しSiO2の含有量が5~50重量%(より好ましくは10~30重量%)となるように調整することが好ましい。この場合、(A)成分中の珪酸ナトリウムの含有量(有効成分換算)を、好ましくは30~98重量%(より好ましくは50~95重量%)、珪酸カリウムの含有量(有効成分換算)を、好ましくは1.5~50重量%(より好ましくは4~40重量%)、珪酸リチウムの含有量(有効成分換算)を、好ましくは0.5~40重量%(より好ましくは1~30重量%)とすることにより、上記範囲に調整することができる。このような範囲である場合、耐水性が高まり、降雨等の水の浸透による白化や光沢変化等の外観異常を効果的に抑制することができる。 It is also preferable to use lithium silicate in a mixed state. In this case, the mixing ratio of sodium silicate, potassium silicate, and lithium silicate is SiO 2 / (Na 2 O + K 2 O + Li 2 O) (molar ratio) is 5/1 to 1/1 (preferably 4/1 to 2/1), and it is preferable to adjust the content of SiO 2 to 5 to 50% by weight (more preferably 10 to 30% by weight) relative to the entire surface strengthening agent. In this case, the content of sodium silicate (effective ingredient equivalent) in the (A) component is preferably 30 to 98% by weight (more preferably 50 to 95% by weight), the content of potassium silicate (effective ingredient equivalent) is preferably 1.5 to 50% by weight (more preferably 4 to 40% by weight), and the content of lithium silicate (effective ingredient equivalent) is preferably 0.5 to 40% by weight (more preferably 1 to 30% by weight), so that the above ranges can be adjusted. When the thickness is within such a range, water resistance is increased, and abnormal appearance such as whitening or gloss change due to penetration of water from rain or the like can be effectively suppressed.
本発明表面強化剤は、(B)水溶性シラン化合物(以下「(B)成分」ともいう)を必須成分として含むことを特徴とするものである。本発明では、上記(A)成分と(B)成分を併用することにより、コンクリート構造物内部(深部)への上記(A)成分の浸透(含浸)性を高めることができる。これにより、コンクリート構造物の表面近傍に上記(A)成分が溜まることなく浸透するため、十分な浸透深さ及び浸透量を確保することができ、表面強度を高めることができる。さらに、塗付ムラ、表面白化等のない美観性に優れた仕上がりを得ることができる。また、コンクリート構造物内部に浸透(含浸)した(B)成分は、コンクリート構造物の構成成分(セメント等)と反応し、強度を高めることができる。 The surface strengthening agent of the present invention is characterized by containing (B) a water-soluble silane compound (hereinafter also referred to as "component (B)") as an essential component. In the present invention, by using the above-mentioned components (A) and (B) in combination, the penetration (impregnation) of the above-mentioned component (A) into the interior (deep part) of the concrete structure can be enhanced. As a result, the above-mentioned component (A) penetrates without accumulating near the surface of the concrete structure, so that sufficient penetration depth and penetration amount can be secured, and the surface strength can be enhanced. Furthermore, an aesthetically excellent finish without uneven application or surface whitening can be obtained. In addition, the component (B) that penetrates (impregnates) into the interior of the concrete structure can react with the constituent components (cement, etc.) of the concrete structure to enhance its strength.
本発明の(B)成分は、水に溶解するものであればよく、好ましくは1重量%シラン水溶液を作製できるものが好ましい。この1重量%シラン水溶液作製時には、必要に応じてpHを調整してもよい。このような(B)成分としては、例えば、
グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピル(エチル)ジメトキシシラン、β-3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、β-3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、8-グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、8-グリシドキシオクチルメチルジメトキシシラン、8-グリシドキシオクチルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン化合物;
The component (B) of the present invention may be any component that dissolves in water, and is preferably capable of preparing a 1% by weight aqueous silane solution. When preparing the 1% by weight aqueous silane solution, the pH may be adjusted as necessary. Examples of such a component (B) include:
Epoxy group-containing silane compounds such as glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, γ-glycidoxypropyl(ethyl)dimethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexylethyltriethoxysilane, 8-glycidoxyoctyltrimethoxysilane, 8-glycidoxyoctylmethyldimethoxysilane, and 8-glycidoxyoctylmethyldiethoxysilane;
γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビニルベンジル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-8-アミノオクチルトリメトキシシラン、γ-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロビルアミン等のアミノ基含有シラン化合物; γ-Aminopropyl trimethoxysilane, γ-aminopropyl triethoxysilane, γ-aminopropyl triisopropoxysilane, γ-aminopropyl methyl dimethoxysilane, γ-aminopropyl methyl diethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyl trimethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyl methyl dimethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyl triethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyl methyl diethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ- Amino group-containing silane compounds such as aminopropyltriisopropoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-vinylbenzyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)-8-aminooctyltrimethoxysilane, and γ-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine;
3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の(メタ)アクリル基含有シラン化合物;
その他、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、及び3-イソシアネートプロピルエトキシシラン等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。
(meth)acryl group-containing silane compounds, such as 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane;
Other examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, and 3-isocyanatepropylethoxysilane, etc. These can be used alone or in combination of two or more.
中でも、本発明では、(B)成分として、アミノ基含有シラン化合物を含むことが好ましい。これにより、上記(A)成分の浸透(含浸)性をよりいっそう高め、コンクリート構造物の表面にカルシウム成分が溜まるのを抑制できる。また、塗付後には、塗付ムラ、表面白化等もなく美観性に優れる。アミノ基含有シラン化合物の含有量は、(B)成分中に好ましくは50重量%以上(より好ましくは80重量%以上)であり、アミノ基含有シラン化合物のみの態様であってもよい。 In particular, in the present invention, it is preferable that the component (B) contains an amino group-containing silane compound. This further enhances the penetration (impregnation) properties of the above-mentioned component (A) and suppresses the accumulation of calcium components on the surface of the concrete structure. In addition, after application, there is no uneven application or surface whitening, and the appearance is excellent. The content of the amino group-containing silane compound in the component (B) is preferably 50% by weight or more (more preferably 80% by weight or more), and the embodiment may be one in which only the amino group-containing silane compound is contained.
(B)成分の含有量は、組成物中に、好ましくは0.01~5重量%(より好ましくは0.05~5重量%)である。このような範囲を満たす場合、コンクリート構造物に対する上記(A)成分の浸透性を高めることができるとともに、表面強度をいっそう高めることができる。 The content of component (B) in the composition is preferably 0.01 to 5% by weight (more preferably 0.05 to 5% by weight). If this range is satisfied, the permeability of component (A) into the concrete structure can be increased, and the surface strength can be further increased.
本発明表面強化剤は、上記(A)成分と上記(B)成分を水に溶解させたものである。表面強化剤中の水の含有量は、上記(A)成分及び上記(B)成分の有効成分を除く残量であり、好ましくは45~95重量%(より好ましくは50~90重量%)である。 The surface strengthening agent of the present invention is prepared by dissolving the above-mentioned (A) and (B) components in water. The content of water in the surface strengthening agent is the remaining amount excluding the active ingredients of the above-mentioned (A) and (B) components, and is preferably 45 to 95% by weight (more preferably 50 to 90% by weight).
本発明のコンクリート表面強化剤は、必要に応じ、公知の添加剤を含むことができる。このような添加剤としては、例えば、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、凍結防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、消臭剤、分散剤、消泡剤、吸着剤、難燃剤、着色顔料、体質顔料、繊維、撥水剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、触媒等が挙げられる。 The concrete surface strengthening agent of the present invention may contain known additives as necessary. Examples of such additives include thickeners, leveling agents, wetting agents, antifreeze agents, preservatives, antifungal agents, anti-algae agents, antibacterial agents, deodorizers, dispersants, defoamers, adsorbents, flame retardants, coloring pigments, extender pigments, fibers, water repellents, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, catalysts, etc.
(補強方法)
本発明は、コンクリート構造物に対し、上記表面強化剤を塗付する工程を含むものであり、コンクリート構造物の補強、及び表面強度を高めることができる。特に、劣化した既設のコンクリート構造物に対して好適なものである。
(Reinforcement method)
The present invention includes a step of applying the above-mentioned surface strengthening agent to a concrete structure, and can reinforce the concrete structure and increase its surface strength. It is particularly suitable for existing deteriorated concrete structures.
表面強化剤の塗付方法としては、特に限定されないが、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、スプレー塗装等の種々の方法を採用することができる。また、工場内で塗装する場合は、上記以外にもロールコーター、フローコーター等を用いて塗装することもできる。 The method of applying the surface strengthening agent is not particularly limited, but various methods such as brush coating, roller coating, spray coating, etc. can be used. When painting in a factory, in addition to the above, a roll coater, flow coater, etc. can also be used.
表面強化剤の塗付け量については、好ましくは0.01~0.5kg/m2(より好ましくは0.05~0.4kg/m2)程度である。表面強化剤の塗回数は、コンクリート構造物の状態(劣化具合等)によって適宜設定すればよいが、好ましくは1~2回である。また、表面強化剤の塗付後に、浸透性を高めるために、表面に散水することもできる。これにより、光沢ムラ等を生じ難く、美観性に優れた仕上りを得ることができる。組成物の乾燥時間は、好ましくは1時間以上とすればよい。また乾燥温度は、好ましくは0℃以上50℃以下、より好ましくは5℃以上40℃以下であればよい。 The amount of the surface strengthening agent applied is preferably about 0.01 to 0.5 kg/m 2 (more preferably 0.05 to 0.4 kg/m 2 ). The number of times the surface strengthening agent is applied may be set appropriately depending on the condition of the concrete structure (such as the degree of deterioration), but is preferably 1 to 2 times. After application of the surface strengthening agent, water may be sprayed on the surface to enhance permeability. This makes it possible to obtain a finish with excellent aesthetics and with less occurrence of uneven gloss. The drying time of the composition is preferably 1 hour or more. The drying temperature is preferably from 0°C to 50°C, more preferably from 5°C to 40°C.
本発明では、コンクリート構造物の表面状態(中性化、亀裂の状態)に応じて、上記工程の前に、補強剤を塗付してもよい。これにより、よりいっそう表面強度を高めることができる。補強方法としては、例えば、
(1)コンクリート構造物に対し、上記補強剤を塗付する工程、
(2)上記表面強化剤を塗付する工程、
を順次行うことが好ましい。
In the present invention, a reinforcing agent may be applied before the above steps depending on the surface condition of the concrete structure (carbonation, crack condition). This can further increase the surface strength. Examples of reinforcing methods include:
(1) applying the reinforcing agent to a concrete structure;
(2) applying the surface enhancing agent;
It is preferable to carry out the steps in sequence.
(補強剤)
上記(1)工程における補強剤は、(C)水溶性カルシウム塩(以下「(C)成分」ともいう)を含むものであることが好ましい。(C)成分は、コンクリート構造物の内部の空隙にカルシウムイオンを補充する成分である。本発明の(C)成分は、25℃の水に対し1重量%以上溶解することができるカルシウム塩であり、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、酢酸カルシウムなどが挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。本発明では、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム等から選ばれる1種を含むことが好ましい。特に、亜硝酸カルシウムを含む場合には、亜硝酸イオンの作用によりコンクリート構造物内部の鉄筋に対する防錆効果が得られるため好適である。
(Reinforcing agent)
The reinforcing agent in the above step (1) preferably contains (C) a water-soluble calcium salt (hereinafter also referred to as "component (C)"). Component (C) is a component that replenishes calcium ions in voids inside a concrete structure. Component (C) of the present invention is a calcium salt that can dissolve at 1% by weight or more in water at 25°C, and examples of such component include calcium chloride, calcium nitrate, calcium nitrite, and calcium acetate. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, it is preferable to contain one selected from calcium nitrate, calcium nitrite, and the like. In particular, when calcium nitrite is contained, it is preferable because the action of the nitrite ions provides a rust-preventive effect on the reinforcing bars inside the concrete structure.
(C)成分の含有量は、補強剤中に、好ましくは1~50重量%(より好ましくは2~40重量%、さらに好ましくは3~20重量%)である。このような範囲を満たす場合、コンクリート構造物の内部に、十分なカルシウムイオンを補充することができる。 The content of component (C) in the reinforcing agent is preferably 1 to 50% by weight (more preferably 2 to 40% by weight, and even more preferably 3 to 20% by weight). If this range is satisfied, sufficient calcium ions can be replenished inside the concrete structure.
また、上記補強剤に、上記(B)成分と同様のシラン化合物を含むことが好ましい。上記(C)成分と(B)成分を併用することにより、コンクリート構造物内部に対する上記(C)成分の浸透(含浸)性を高めることができる。これにより、塗り付け直後にコンクリート構造物の表面近傍にカルシウムイオンが溜まることなく、コンクリート構造物の深部まで浸透し、十分なカルシウムイオンを補充することができるため、補修に十分な浸透深さ及び浸透量を確保することができる。さらに、コンクリート構造物内部に浸透した(B)成分は、コンクリート構造物の構成成分(セメント等)と反応し、強度を高めることができる。さらに、(B)成分を含むことにより、工程(2)において、本発明の表面強化剤を塗付する際に、コンクリート構造物の内部(深部)まで表面強化剤を浸透させることが可能となり、コンクリート構造物の強度をいっそう高めることができるとともに、優れた防水性を付与することができる。さらには、表面強化剤を均一に浸透(含浸)させることができるため、光沢ムラ等を生じ難く、美観性に優れた仕上がりを得ることができる。 It is also preferable that the reinforcing agent contains a silane compound similar to the component (B). By using the component (C) and the component (B) in combination, the penetration (impregnation) of the component (C) into the interior of the concrete structure can be enhanced. As a result, calcium ions do not accumulate near the surface of the concrete structure immediately after application, but penetrate deep into the concrete structure, and sufficient calcium ions can be replenished, so that a sufficient penetration depth and penetration amount for repair can be secured. Furthermore, the component (B) that has penetrated into the interior of the concrete structure can react with the constituent components (cement, etc.) of the concrete structure to increase its strength. Furthermore, by containing the component (B), when the surface strengthening agent of the present invention is applied in step (2), it is possible to penetrate the surface strengthening agent into the interior (deep part) of the concrete structure, which can further increase the strength of the concrete structure and provide excellent waterproofing. Furthermore, since the surface strengthening agent can be uniformly penetrated (impregnated), it is difficult to cause uneven gloss, and a finish with excellent aesthetics can be obtained.
(B)成分の含有量は、補強剤中に、好ましくは0.01~5重量%(より好ましくは0.05~5重量%)である。このような範囲を満たす場合、コンクリート構造物に対する上記(C)成分の浸透性を高めることができるとともに、表面強度をいっそう高めることができる。 The content of component (B) in the reinforcing agent is preferably 0.01 to 5% by weight (more preferably 0.05 to 5% by weight). If this range is satisfied, the permeability of component (C) into the concrete structure can be increased, and the surface strength can be further increased.
上記補強剤は、上記(C)成分と上記(B)成分を水に溶解させたものである。組成物中の水の含有量は、上記(C)成分及び上記(B)成分を除く残量であり、好ましくは45~98.99重量%(より好ましくは55~97.95重量%)である。 The reinforcing agent is prepared by dissolving the above-mentioned (C) and (B) components in water. The content of water in the composition is the remaining amount excluding the above-mentioned (C) and (B) components, and is preferably 45 to 98.99% by weight (more preferably 55 to 97.95% by weight).
上記補強剤は、本発明の効果を著しく損なわない限り、必要に応じ、公知の添加剤を含むことができる。このような添加剤としては、例えば、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、凍結防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、消臭剤、分散剤、消泡剤、吸着剤、難燃剤、着色顔料、体質顔料、繊維、撥水剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、触媒等が挙げられる。 The reinforcing agent may contain known additives as necessary, so long as they do not significantly impair the effects of the present invention. Examples of such additives include thickeners, leveling agents, wetting agents, antifreeze agents, preservatives, antifungal agents, anti-algae agents, antibacterial agents, deodorizers, dispersants, defoamers, adsorbents, flame retardants, coloring pigments, extender pigments, fibers, water repellents, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, catalysts, etc.
上記(1)工程において、補強剤の塗付方法としては、特に限定されないが、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、スプレー塗装等の種々の方法を採用することができる。また、工場内で塗装する場合は、上記以外にもロールコーター、フローコーター等を用いて塗装することもできる。さらに、亀裂部等には、シリンダー等により注入することもできる。 In the above step (1), the method of applying the reinforcing agent is not particularly limited, but various methods such as brush coating, roller coating, spray coating, etc. can be used. When coating is performed in a factory, a roll coater, flow coater, etc. can also be used. Furthermore, the agent can be injected into cracks, etc. using a cylinder, etc.
補強剤の塗付け量については、好ましくは0.01~0.5kg/m2より好ましくは0.03~0.4kg/m2、さらに好ましくは0.05~0.3kg/m2)程度である。このような範囲を満たす場合、本発明の効果を十分に得ることができる。また、上記上限以下で塗付した場合、コンクリート表面の変色等を抑制することができる。なお、補強剤の塗回数は、コンクリート構造物の状態(劣化具合等)によって適宜設定すればよいが、好ましくは1~2回である。また、補強剤の塗付後に、コンクリート構造物の表面に散水することもできる。本発明では、(B)成分を含む場合、散布した水とともに上記(C)成分がコンクリート構造物の内部までよりいっそう浸透(含浸)しやすくなり、本発明の効果を高めることができる。さらには、表面に補強剤が残存しにくくなるため、変色等も抑制することができる。補強剤の乾燥時間は、好ましくは1時間以上とすればよい。また乾燥温度は、好ましくは0℃以上50℃以下、より好ましくは5℃以上40℃以下であればよい。 The amount of the reinforcing agent to be applied is preferably about 0.01 to 0.5 kg/m 2 , more preferably 0.03 to 0.4 kg/m 2 , and even more preferably 0.05 to 0.3 kg/m 2 . When this range is satisfied, the effects of the present invention can be fully obtained. Furthermore, when the amount is applied below the upper limit, discoloration of the concrete surface can be suppressed. The number of times the reinforcing agent is applied may be appropriately set depending on the state of the concrete structure (such as the degree of deterioration), but is preferably 1 to 2 times. Furthermore, water can be sprayed on the surface of the concrete structure after the reinforcing agent is applied. In the present invention, when the (B) component is contained, the (C) component is more likely to penetrate (impregnate) into the interior of the concrete structure together with the sprayed water, thereby enhancing the effects of the present invention. Furthermore, since the reinforcing agent is less likely to remain on the surface, discoloration can also be suppressed. The drying time of the reinforcing agent is preferably 1 hour or more. Furthermore, the drying temperature is preferably 0°C or more and 50°C or less, more preferably 5°C or more and 40°C or less.
さらに、本発明では、本発明の表面強化剤を塗付した後に、必要に応じて、上塗材を塗付することができる。さらには、
(1)コンクリート構造物に対し、上記補強剤を塗付する工程、
(2)上記表面強化剤を塗付する工程、
(3)上塗材を塗付する工程、
を順次行うことが好ましい。
Furthermore, in the present invention, after applying the surface strengthening agent of the present invention, a topcoat material can be applied as necessary.
(1) applying the reinforcing agent to a concrete structure;
(2) applying the surface enhancing agent;
(3) A step of applying a topcoat material;
It is preferable to carry out the steps in sequence.
(上塗材)
上記(3)工程における上塗材としては、一般的に建築物や土木構造物の塗装に使用されるものであれば特に限定されるものではない。上記(2)の本発明の表面強化剤は、上記(B)成分を含むことにより、多種多様な上塗材に対し優れた密着性を有することができる。使用可能な上塗材としては、樹脂成分、及び必要に応じて着色顔料を含むものが挙げられる。
(Topcoat material)
The topcoat material in the above (3) step is not particularly limited as long as it is generally used for painting buildings and civil engineering structures. The surface strengthening agent of the present invention in the above (2) can have excellent adhesion to a wide variety of topcoat materials by containing the above (B) component. Usable topcoat materials include those that contain resin components and, if necessary, coloring pigments.
樹脂成分としては、各種樹脂が使用できる。樹脂の種類としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合樹脂等が挙げられる。この中でも、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等から選ばれる1種または2種以上が好適である。また、このような樹脂成分の形態としては、水溶性樹脂、水分散性樹脂(樹脂エマルション)、溶剤可溶形樹脂、無溶剤形樹脂、非水分散形樹脂、粉末樹脂等が挙げられる。また、溶剤可溶性樹脂及び/または非水分散性樹脂のうち、全溶剤のうち50重量%以上(好ましくは60重量%以上)が脂肪族炭化水素である所謂弱溶剤形樹脂も好適である。脂肪族炭化水素としては、例えば、n-ヘキサン、n-ペンタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン等、あるいはテルピン油やミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。この中でも、本発明では、水溶性樹脂及び/または水分散性樹脂が好適である。また、これら樹脂成分は架橋反応性を有するものであってもよい。架橋反応性を有する樹脂成分を使用した場合は、被膜の耐久性、耐水性、耐候性、耐薬品性、密着性等を向上させることができる。 As the resin component, various resins can be used. Examples of the resin include vinyl acetate resin, polyester resin, alkyd resin, vinyl chloride resin, epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, acrylic silicone resin, fluororesin, etc., or composite resins thereof. Among these, one or more types selected from acrylic resin, urethane resin, acrylic silicone resin, fluororesin, etc. are suitable. Examples of the form of such a resin component include water-soluble resin, water-dispersible resin (resin emulsion), solvent-soluble resin, solventless resin, non-water-dispersible resin, powdered resin, etc. Furthermore, among the solvent-soluble resins and/or non-water-dispersible resins, so-called weak solvent resins in which 50% by weight or more (preferably 60% by weight or more) of the total solvent is an aliphatic hydrocarbon are also suitable. Examples of aliphatic hydrocarbons include n-hexane, n-pentane, n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, etc., or aliphatic hydrocarbon solvents such as terpine oil and mineral spirits. Among these, in the present invention, water-soluble resins and/or water-dispersible resins are preferred. Furthermore, these resin components may have crosslinking reactivity. When a resin component having crosslinking reactivity is used, the durability, water resistance, weather resistance, chemical resistance, adhesion, etc. of the coating can be improved.
着色顔料としては、例えば公知の無機着色顔料、有機着色顔料等が使用できる。これら着色顔料の1種または2種以上を適宜使用することにより、上塗材を所望の色相に設定することができる。着色顔料の混合比率は、上記樹脂成分の固形分100重量部に対し、好ましくは1~500重量部、より好ましくは5~200重量部、さらに好ましくは10~100重量部である。 As coloring pigments, for example, known inorganic coloring pigments, organic coloring pigments, etc. can be used. By using one or more of these coloring pigments appropriately, the topcoat material can be set to the desired hue. The mixing ratio of the coloring pigment is preferably 1 to 500 parts by weight, more preferably 5 to 200 parts by weight, and even more preferably 10 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of the solid content of the resin component.
本発明の上塗材としては、透明被膜を形成するものも使用可能であり、この場合、コンクリート構造物の外観を活かしつつ、止水性、耐久性、美観性等の性能を付与することができるため好適である。また、上塗材は1種または2種以上使用できる。2種以上の上塗材を使用する場合、色調の異なる上塗材を用い、2色以上の多色の外観に仕上げることも可能である。 As the topcoat material of the present invention, a material that forms a transparent film can also be used. In this case, it is preferable because it is possible to impart performance such as water-stopping properties, durability, and aesthetics while preserving the appearance of the concrete structure. One or more types of topcoat materials can be used. When using two or more types of topcoat materials, it is also possible to use topcoat materials with different color tones to create a multi-colored appearance of two or more colors.
このような上塗材は、本発明の効果が著しく損われない範囲内であれば、上記成分以外の各種成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、pH調整剤、体質顔料、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、吸着剤、繊維、架橋剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、触媒、溶剤、水等が挙げられる。本発明の上塗材は、上述の各種成分を常法によって均一に混合することで製造できる。 Such a topcoat material may contain various components other than those mentioned above, so long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of such components include thickeners, film-forming agents, leveling agents, wetting agents, plasticizers, antifreeze agents, pH adjusters, extender pigments, preservatives, antifungal agents, anti-algae agents, antibacterial agents, dispersants, defoamers, adsorbents, fibers, crosslinking agents, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, catalysts, solvents, and water. The topcoat material of the present invention can be manufactured by uniformly mixing the various components described above using conventional methods.
上塗材の塗装においては、公知の塗装器具を用いることができる。塗装器具としては、例えば、スプレー、ローラー、刷毛等を使用することができる。
上塗材の塗付け量は、基材の表面形状、上塗材の種類や塗装器具の種類等に応じて適宜設定すればよいが、好ましくは0.1~1kg/m2、より好ましくは0.15~0.5kg/m2である。塗装時には、必要に応じ上塗材を適宜希釈することもできる。
In painting the topcoat material, a known painting tool can be used. Examples of the painting tool that can be used include a spray, a roller, and a brush.
The amount of topcoat material to be applied may be set appropriately depending on the surface shape of the substrate, the type of topcoat material, the type of painting equipment, etc., but is preferably 0.1 to 1 kg/m 2 , more preferably 0.15 to 0.5 kg/m 2. When painting, the topcoat material can also be appropriately diluted as necessary.
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。 The following examples will clarify the features of the present invention.
原料としては以下のものを使用した。
(A)成分
(A1)珪酸ナトリウム水溶液
有効成分:33.0%(SiO2=26.0%、Na2O=7.0%)
SiO2/Na2O(モル比)=3.83
(A2)珪酸カリウム水溶液
有効成分:55.0%(SiO2=28.0%、K2O=22.0%)
SiO2/K2O(モル比)=1.99
(A3)珪酸リチウム水溶液
有効成分:23.3%(SiO2=20.4%、Li2 O=2.9%)
SiO2/Li2O(モル比)=3.50
(B)成分
(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン
(B2)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン
(C)成分
(C1)亜硝酸カルシウム
The following raw materials were used:
(A) Component (A1) Sodium silicate aqueous solution Active ingredient: 33.0% (SiO 2 = 26.0%, Na 2 O = 7.0%)
SiO2 / Na2O (molar ratio) = 3.83
(A2) Potassium silicate aqueous solution
Active ingredient: 55.0% ( SiO2 =28.0%, K2O =22.0%)
SiO2 / K2O (molar ratio) = 1.99
(A3) Lithium silicate aqueous solution Active ingredient: 23.3% (SiO 2 = 20.4%, Li 2 O = 2.9%)
SiO2 / Li2O (molar ratio) = 3.50
(B) Component (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane (B2) γ-aminopropyltrimethoxysilane (C) Component (C1) Calcium nitrite
<表面強化剤の調製>
・表面強化剤1
(A1)珪酸ナトリウム水溶液70重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤1とした。
・表面強化剤2
(A1)珪酸ナトリウム水溶液60重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤2とした。
・表面強化剤3
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤3とした。
・表面強化剤4
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5重量部、(B2)γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤4とした。
・表面強化剤5
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.1重量部、水29.9重量部を混合したものを表面強化剤5とした。
・表面強化剤6
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを5重量部、水25重量部を混合したものを表面強化剤6とした。
・表面強化剤7
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを8重量部、水22重量部を混合したものを表面強化剤7とした。
・表面強化剤8
(A1)珪酸ナトリウム水溶液30重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液30重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液10重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤8とした。
・表面強化剤9
(A1)珪酸ナトリウム水溶液20重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液50重量部、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、水29.5重量部を混合したものを表面強化剤9とした。
・表面強化剤10
(A1)珪酸ナトリウム溶液70重量部、水30重量部を混合したものを表面強化剤10とした。
・表面強化剤11
(A1)珪酸ナトリウム水溶液55重量部、(A2)珪酸カリウム水溶液10重量部、(A3)珪酸リチウム水溶液5量部、水30重量部を混合したものを表面強化剤11とした。
<Preparation of Surface Strengthening Agent>
・Surface strengthening agent 1
A mixture of 70 parts by weight of (A1) sodium silicate aqueous solution, 0.5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water was used as surface strengthening agent 1.
・Surface strengthening agent 2
A mixture of 60 parts by weight of (A1) sodium silicate aqueous solution, 10 parts by weight of (A2) potassium silicate aqueous solution, 0.5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water was used as surface strengthening agent 2.
・Surface strengthening agent 3
A surface strengthening agent 3 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 10 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 5 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 0.5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 4
A surface strengthening agent 4 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 10 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 5 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 0.5 parts by weight of (B2) γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 5
A surface strengthening agent 5 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 10 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 5 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 0.1 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.9 parts by weight of water.
Surface strengthening agent 6
A surface strengthening agent 6 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 10 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 5 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 25 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 7
A surface strengthening agent 7 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 10 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 5 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 8 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 22 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 8
A surface strengthening agent 8 was prepared by mixing 30 parts by weight of (A1) an aqueous sodium silicate solution, 30 parts by weight of (A2) an aqueous potassium silicate solution, 10 parts by weight of (A3) an aqueous lithium silicate solution, 0.5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 9
A surface strengthening agent 9 was prepared by mixing 20 parts by weight of (A1) sodium silicate aqueous solution, 50 parts by weight of (A2) potassium silicate aqueous solution, 0.5 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.5 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 10
(A1) A surface strengthening agent 10 was prepared by mixing 70 parts by weight of sodium silicate solution and 30 parts by weight of water.
・Surface strengthening agent 11
A surface strengthening agent 11 was prepared by mixing 55 parts by weight of (A1) sodium silicate aqueous solution, 10 parts by weight of (A2) potassium silicate aqueous solution, 5 parts by weight of (A3) lithium silicate aqueous solution, and 30 parts by weight of water.
<補強剤の調製>
・補強剤1
(C1)亜硝酸カルシウムを水に溶解させた15%亜硝酸カルシウム水溶液100重量部に対し、(B1)N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.1重量部添加・攪拌して補強剤1を得た。
・補強剤2
(C1)亜硝酸カルシウムを水に溶解させた15%亜硝酸カルシウム水溶液100重量部に対し、(B2)γ-アミノプロピルトリメトキシシランを0.1重量部添加・攪拌して補強剤2を得た。
・補強剤3
(C1)亜硝酸カルシウムを水に溶解させた15%亜硝酸カルシウム水溶液100重量部を補強材3とした。
<Preparation of Reinforcing Agent>
Reinforcing agent 1
Reinforcing agent 1 was obtained by adding 0.1 parts by weight of (B1) N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane to 100 parts by weight of a 15% aqueous calcium nitrite solution prepared by dissolving (C1) calcium nitrite in water and stirring the mixture.
Reinforcing agent 2
Reinforcing agent 2 was obtained by adding 0.1 parts by weight of (B2) γ-aminopropyltrimethoxysilane to 100 parts by weight of a 15% aqueous calcium nitrite solution prepared by dissolving (C1) calcium nitrite in water and stirring the mixture.
Reinforcing agent 3
(C1) 100 parts by weight of a 15% calcium nitrite aqueous solution obtained by dissolving calcium nitrite in water was used as the reinforcing material 3.
<試験例[I]>
基材[I](標準モルタル:100×100×20mm)に、表面強化剤1~11をそれぞれ塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、常温(23℃)で7日間養生したものを試験体とし、以下の評価を実施した。結果は、表1に示す。
<Test Example [I]>
Surface strengthening agents 1 to 11 were each applied by brushing onto a substrate [I] (standard mortar: 100 x 100 x 20 mm) at a coating weight of 0.2 kg/ m2 , and the specimens were cured at room temperature (23°C) for 7 days, and the following evaluations were carried out. The results are shown in Table 1.
・美観性評価
試験体の表面を目視評価し、光沢ムラ、色相ムラ等の外観異常の有無を評価した。評価基準は、以下に示す3段階(優:A>B>C:劣)とした。
A:均一な仕上がりで異常がない。
B:僅かな異常が認められる。
C:明らかな異常が認められる。
Aesthetics Evaluation The surface of the test specimen was visually evaluated to evaluate the presence or absence of abnormalities in appearance such as uneven gloss, uneven hue, etc. The evaluation criteria were the following three levels (excellent: A>B>C: poor).
A: The finish is uniform and there are no abnormalities.
B: Slight abnormalities are observed.
C: Clear abnormality is observed.
・耐摩耗性(表面強度)評価
得られた試験体について、JIS K5600 5.9耐摩耗性(摩耗輪法)に準じ、テーバー式試験機、摩耗輪CS-17、荷重1000gで500回転後の摩耗減量を観測した。未処理の基材[I]の摩耗減量と比較し、評価した。評価基準は、以下に示す3段階(優:A>B>C:劣)とした。
A:未処理品より良好
B:未処理品よりやや良好
C:未処理品と同等、またはそれ以下
Abrasion resistance (surface strength) evaluation: The obtained test specimens were observed for abrasion loss after 500 revolutions using a Taber tester, an abrasion wheel CS-17, and a load of 1000 g in accordance with JIS K5600 5.9 Abrasion resistance (abrasion wheel method). The abrasion loss was compared with that of the untreated substrate [I] and evaluated. The evaluation criteria were the following three levels (excellent: A>B>C: poor).
A: Better than untreated product B: Slightly better than untreated product C: Equivalent to or worse than untreated product
・透水性評価
上記基材[I]に表面強化剤1~11をそれぞれ塗付け量0.2Kg/m2で刷毛塗りし、室温(23℃)で7日間養生したものを試験体とした。JIS A 6909 7.13(透水試験B法)により透水性を評価した。未塗付の標準モルタル板と比較し、評価した。評価基準は、以下に示す3段階(優:A>B>C:劣)とした。
A:透水量が少ない
B:同等
C:透水量が多い
Water permeability evaluation Surface strengthening agents 1 to 11 were applied to the above substrate [I] with a brush at a coating amount of 0.2 kg/ m2 , and the specimens were cured at room temperature (23°C) for 7 days to prepare test specimens. Water permeability was evaluated according to JIS A 6909 7.13 (Water permeability test method B). Evaluation was performed in comparison with an uncoated standard mortar board. The evaluation criteria were the following three levels (Excellent: A>B>C: Poor).
A: Low water permeability B: Equivalent C: High water permeability
試験例I-1~I-9では、表面強化剤の浸透性が良好であり、美観性評価、耐摩耗性評価、透水性評価において良好な結果であった。特に、試験例I-2~I-5においてはすべての評価でA判定となる優れた結果であった。一方、試験例I-10~I-11では、表面強化剤の浸透性が悪く十分な結果が得られなかった。 In test examples I-1 to I-9, the permeability of the surface strengthening agent was good, and good results were obtained in the aesthetic evaluation, abrasion resistance evaluation, and water permeability evaluation. In particular, test examples I-2 to I-5 achieved excellent results, receiving an A rating in all evaluations. On the other hand, in test examples I-10 to I-11, the permeability of the surface strengthening agent was poor, and sufficient results were not obtained.
<試験例[II]>
・基材[II]
標準モルタル(100×100×20mm)を、5%CO2雰囲気下に60日間静置し、中性化させたものを基材とした。
表2に示す補強剤と表面強化剤の組み合わせに従い、上記基材[II]に補強剤を塗付け量0.1Kg/m2で刷毛塗りし、室温(25℃、60%Rh)で24時間養生した後、表面強化剤を塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、30分間静置した。静置後、表面強化剤1の余剰分を除去した後、水拭きし、常温(25℃)で7日間養生したものを試験体とし、以下の評価を実施した。結果は、表2に示す。
<Test Example [II]>
Substrate [II]
Standard mortar (100 x 100 x 20 mm) was left to stand in a 5% CO2 atmosphere for 60 days and neutralized to prepare the substrate.
According to the combination of the reinforcing agent and the surface strengthening agent shown in Table 2, the reinforcing agent was brushed on the above-mentioned substrate [II] at a coating amount of 0.1 kg/ m2 , and after aging at room temperature (25°C, 60% Rh) for 24 hours, the surface strengthening agent was brushed on at a coating amount of 0.2 kg/ m2 and left to stand for 30 minutes. After leaving to stand, the excess of the surface strengthening agent 1 was removed, and the specimen was wiped with water and aged at room temperature (25°C) for 7 days to be used as a test specimen, and the following evaluation was performed. The results are shown in Table 2.
・美観性評価
試験例[I]と同様にして美観性を評価した。
・耐摩耗性評価
試験例[I]と同様にして耐摩耗性を評価した。なお、評価では未処理の基材[II]の摩耗減量と比較し、評価した。
Aesthetics Evaluation Test Example Aesthetics were evaluated in the same manner as in [I].
Abrasion resistance was evaluated in the same manner as in the abrasion resistance evaluation test [I]. The abrasion resistance was evaluated by comparing with the abrasion loss of the untreated substrate [II].
・浸透深さ評価
得られた試験体の表面を深さ1mmごとに研削する。得られた研削粉が5%となるように水を加えて10分間撹拌し、24時間静置してナトリウム(Na)を水に抽出する。Naイオンメーターを用いてNa量を測定し、未塗付モルタル対比で30%以上Na量が多い深さまで材料が浸透していると判定し、浸透深さを算出した。評価基準は、以下に示す3段階(優:A>B>C:劣)とした。
A:2mm以上
B:1mm以上2mm未満
C:1mm未満
-Evaluation of penetration depth The surface of the obtained test specimen is ground every 1 mm in depth. Water is added so that the obtained grinding powder becomes 5%, and the mixture is stirred for 10 minutes and left to stand for 24 hours to extract sodium (Na) into the water. The amount of Na is measured using a Na ion meter, and it is determined that the material has penetrated to a depth where the amount of Na is 30% or more higher than that of uncoated mortar, and the penetration depth is calculated. The evaluation criteria are the following three levels (excellent: A>B>C: poor).
A: 2 mm or more B: 1 mm or more but less than 2 mm C: Less than 1 mm
試験例II-1~II-3において、表面強化剤の浸透性が良好であり、美観性評価、耐摩耗性評価、浸透性評価において良好な結果であった。特に、試験例II-1、II-2では、表面強化剤の浸透性に優れ、中性化した基材[II]においても優れた耐摩耗性を得ることができた。 In test examples II-1 to II-3, the permeability of the surface strengthening agent was good, and good results were obtained in the aesthetic evaluation, abrasion resistance evaluation, and permeability evaluation. In particular, in test examples II-1 and II-2, the permeability of the surface strengthening agent was excellent, and excellent abrasion resistance was obtained even in the neutralized substrate [II].
<試験例[III]>
上記基材[II]に補強剤1を塗付け量0.1Kg/m2で刷毛塗りし、室温(25℃、60%Rh)で24時間養生した後、表3に示す表面強化剤をそれぞれ塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、30分間静置した。静置後、表面強化剤の余剰分を除去した後、水拭きし、常温(25℃)で7日間養生した。次いで、上塗材1(弱溶剤型アクリル樹脂系塗料)を塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、常温(25℃)で7日間養生したものを試験体とし、以下の評価を実施した。結果は、表3に示す。
<Test Example [III]>
The above-mentioned substrate [II] was brushed with the reinforcing agent 1 at a coating amount of 0.1 kg/m 2 , and aged at room temperature (25 ° C, 60% Rh) for 24 hours, and then the surface strengthening agent shown in Table 3 was brushed with a coating amount of 0.2 kg/m 2 and left to stand for 30 minutes. After standing, the excess of the surface strengthening agent was removed, wiped with water, and aged at room temperature (25 ° C) for 7 days. Next, the topcoat material 1 (weak solvent type acrylic resin paint) was brushed with a coating amount of 0.2 kg/m 2 , and the specimen was aged at room temperature (25 ° C) for 7 days, and the following evaluation was carried out. The results are shown in Table 3.
・密着性評価
得られた試験体について、JIS K5600-5-6に準じた碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価基準は、以下に示す4段階(優:A>B>C>D:劣)とした。
A:欠損部面積が10%未満
B:欠損部面積が10%以上30%未満
C:欠損部面積が30%以上50%未満
D:欠損部面積が50%以上
Adhesion evaluation: The adhesion of the obtained test specimens was evaluated by a checkered tape method in accordance with JIS K5600-5-6. The evaluation criteria were the following four levels (excellent: A>B>C>D: poor).
A: The area of the defective portion is less than 10%. B: The area of the defective portion is 10% or more and less than 30%. C: The area of the defective portion is 30% or more and less than 50%. D: The area of the defective portion is 50% or more.
試験例III-1~III-6では、密着性評価において良好な結果であった。
In Test Examples III-1 to III-6, the adhesion evaluation showed good results.
Claims (4)
少なくとも、アルカリ金属珪酸塩、水溶性シラン化合物、及び水を含むコンクリート表面強化剤を塗付する
ことを特徴とするコンクリート基材の補強方法。 A reinforcing agent containing a water-soluble calcium salt and a water-soluble silane compound is applied to a concrete substrate, and then
A concrete surface strengthening agent containing at least an alkali metal silicate, a water-soluble silane compound, and water is applied.
A method for reinforcing a concrete substrate comprising the steps of:
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