Mortar for plasterer having small electric resistance, hardened body using the same, and corrosion prevention method for steel material inside of concrete structure using the hardened body |
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申请号 | JP2008304081 | 申请日 | 2008-11-28 | 公开(公告)号 | JP2010126409A | 公开(公告)日 | 2010-06-10 |
申请人 | Denki Kagaku Kogyo Kk; 電気化学工業株式会社; | 发明人 | YAMAMOTO KENJI; TAKAGI SATOSHI; YAGI TORU; ARAKI AKITOSHI; MORIOKA MINORU; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide mortar for a plasterer which eliminates its drooping even when the water/binder ratio is increased, and has small electric resistance and low shrinkage, and to provide a corrosion prevention method of the mortar for the plasterer which further reduces the shrinkage, keeps the electric resistance small for a long period of time, and does not prevent the permeation of chlorine gas or the like. SOLUTION: The mortar for the plasterer is obtained by using a mortar composition blended with a binder containing cement, fine aggregate, a water reducing agent and water, and by adding a water-soluble acrylic polymer and sodium aluminate to the mortar having a no-tapping mortar flow value of 200 to 320 mm that is prepared by using mortar blend having a water/binder ratio of 35 to 55% and a unit water quantity of 250 to 400 kg/m 3 and by kneading them; and its hardened body has electric resistivity of 100 kΩcm or smaller and a shrinkage amount of -800×10 -6 or smaller, is comprised of a mortar hardened body which is obtained by coating an organic-inorganic composite type coating film curing agent onto the surface of the hardened body of the mortar for the plasterer; and the corrosion prevention method for steel material inside of the hardened body of the mortar for the plasterer or inside of a concrete structure obtained by using the hardened body of the mortar is disclosed. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT |
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权利要求 | セメントを含有する結合材、細骨材、減水剤、及び水を配合したモルタル組成物を使用してなり、水結合材比が35〜55%、単位水量が250〜400kg/m 3のモルタル配合を用いて調製した、0打モルタルフロー値が200〜320mmのモルタルに、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加して練混ぜて得られ、その硬化体の電気抵抗率が100kΩ・cm以下で、収縮量が-800×10 -6以下である左官用モルタル。 セメント100部に対して、水溶性アクリル系高分子を0.2〜3部、アルミン酸ナトリウムを0.01〜5部添加して練混ぜて得られる、請求項1に記載の左官用モルタル。 請求項1又は請求項2に記載の左官用モルタルが硬化してなる左官用モルタル硬化体。 請求項3に記載の左官用モルタル硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布してなるモルタル硬化体。 有機−無機複合型塗膜剤が、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を含有してなる請求項4に記載のモルタル硬化体。 有機−無機複合型塗膜剤の膨潤性粘土鉱物が、合成フッ素雲母である請求項5に記載のモルタル硬化体。 有機−無機複合型塗膜剤の使用量が、100〜500g/m 2である請求項4〜6のうちのいずれか1項に記載のモルタル硬化体。 請求項3に記載の左官用モルタル硬化体を用いた、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法。 請求項4〜請求項7のうちのいずれか1項に記載のモルタル硬化体を用いた、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法。 |
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说明书全文 | 本発明は、塩害等により鋼材腐食を受けたコンクリート構造物の電気防食に用いる左官用モルタル、それを用いた硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法に関する。 コンクリート構造物内部にある鉄筋等の鋼材は、ある塩分濃度以上の状態に晒されると、腐食電池が発生し、陽極となる鋼材に電気腐食が発生する。 例えば、表面近傍のコンクリート中に陽極を設置し、この陽極からコンクリート中の鋼材(陰極)に向かって継続的に電流を流す防食工法がある。 そして、この電流が適切に流れている限り、鋼材の腐食による劣化の進行が抑制できるものである。 しかしながら、この方法では、時間の経過とともに、防食に必要な防食電流が減少し、長期にわたり陽極と鋼材との間に有効な電位差を維持することが困難であった。 そして、鋼材の防食効果を上げるには、陽極の周囲に充填されたモルタルの硬化体の電気抵抗を小さくし、電流を流れやすくする必要がある。 モルタル硬化体の電気抵抗を小さくするには、水結合材比や単位水量を大きくして、モルタル硬化体中の自由水の量を多くすることが好ましい。 モルタル硬化体の電気抵抗を小さくする方法としては、亜硝酸リチウムや粘土鉱物を含むモルタルを使用する方法が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。 一方、モルタル硬化体の収縮を低減する方法としては、膨張材、収縮低減剤、及び繊維等を併用し、さらに、使用する膨張材として、組成や粒度の異なる二種類の膨張材を組み合わせて使用することが提案されている(特許文献3、特許文献4参照)。 また、有機−無機複合型塗膜養生剤をモルタルやコンクリートの硬化体の表面に塗布することにより、乾燥による水分の逸散を低減して乾燥収縮を抑制することに加え、中性化や外部からの塩分の浸透を抑制することが提案されている(特許文献5参照)。 また、電気防食では、陽極から酸素が発生し、陽極の電位が塩素発生電位まで上昇すると、電気泳動で陽極側に移動した塩化物イオンが、次亜塩素酸や塩素ガスとなり、陽極近傍のモルタルを劣化させることがあるため、モルタル硬化体中でこれら次亜塩素酸や塩素ガスを透過しやすいようにすることも必要である。 本発明は、水結合材比を高くしてもダレが生じず、電気抵抗が小さく、収縮が小さい左官用モルタルを提供する。 また、収縮をさらに低減し、長期的に電気抵抗を小さく保ち、塩素ガスなどの透過を妨げないモルタル硬化体を用いた、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法を提供する。 本発明は、セメントを含有する結合材、細骨材、減水剤、及び水を配合したモルタル組成物を使用してなり、水結合材比が35〜55%、単位水量が250〜400kg/m 3のモルタル配合を用いて調製した、0打モルタルフロー値が200〜320mmのモルタルに、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加して練混ぜて得られ、その硬化体の電気抵抗率が100kΩ・cm以下で、収縮量が-800×10 -6以下である左官用モルタルであり、セメント100部に対して、水溶性アクリル系高分子を0.2〜3部、アルミン酸ナトリウムを0.01〜5部添加する該左官用モルタルであり、該左官用モルタルを硬化してなる左官用モルタル硬化体であり、該左官用モルタル硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布してなるモルタル硬化体であり、有機−無機複合型塗膜剤が、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を含有してなる該モルタル硬化体であり、有機−無機複合型塗膜剤の膨潤性粘土鉱物が、合成フッ素雲母である該モルタル硬化体であり、有機−無機複合型塗膜剤の使用量が、100〜500g/m 2である該モルタル硬化体であり、該左官用モルタル硬化体を用いた、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法であり、該モルタル硬化体を用いた、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法である。 本発明は、水結合材比を高くしてもダレがなく、電気抵抗が小さく、収縮が小さい左官用モルタルを提供する。 また、収縮をさらに低減し、長期的に電気抵抗を小さく保ち、塩素ガスなどの透過を妨げない、左官用モルタルの防食方法を提供する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明では、セメントを含有する結合材、細骨材、及び減水剤等を用い、水結合材比が35〜55%、単位水量が250〜400kg/m 3 、0打モルタルフロー値が200〜320mmの流動性の高いモルタルに、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加し、その硬化体の電気抵抗率が100kΩ・cm以下で、収縮量が-800×10 -6以下である左官用モルタルを調製する。 本発明では、セメントを含有する結合材を使用する。 本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、並びに、各種の産業廃棄物を主原料として製造された環境調和型セメント、いわゆるエコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。 本発明で使用する細骨材は特に限定されるものではない。 その具体例としては、例えば、ケイ砂、石灰砂、高炉水砕スラグ細骨材、再生細骨材、及び重量細骨材等が挙げられる。 本発明で使用する減水剤は特に限定されるものではない。 その具体例としては、例えば、ナフタレン系減水剤としては、エヌエムビー社製、商品名「レオビルドSP-9」シリーズ、花王社製、商品名「マイティ2000」シリーズ、及び日本製紙社製、商品名「サンフローHS-100」などが挙げられる。 また、メラミン系減水剤としては、日本シーカ社製、商品名「シーカメント1000」シリーズや日本製紙社製、商品名「サンフローHS-40」などが挙げられる。 さらに、アミノスルホン酸系減水剤としては、フローリック社製、商品名「FP-200」シリーズなどが挙げられる。 ポリカルボン酸系減水剤としては、エヌエムビー社製、商品名「レオビルドSP-8」シリーズ、グレースケミカルズ社製、商品名「ダーレックススーパー100PHX」、及び竹本油脂社製、商品名「チューポールHP-8」シリーズや「チューポールHP-11」シリーズなどが挙げられる。 本発明ではこれら減水剤のうちの一種又は二種以上が使用可能である。 本発明では、セメント、骨材、及び減水剤等とともに、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、パルプスラッジ焼却灰等の混和材料、凝結調整剤、消泡剤、防錆剤、防凍剤、スチールファイバー、ビニロンファイバー、炭素繊維、及びワラストナイト繊維等の繊維物質、ポリマー、ベントナイトなどの粘土鉱物、並びに、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの一種又は二種を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 本発明では、結合材、細骨材、水、及び減水剤を含有するモルタル組成物を用いてモルタルを調製する。 ここで、左官用モルタルとは、コテ塗りで使うモルタルであり、ダレがなく、粘性が小さいことが求められる。 ダレが生じると、壁や天井部分等の施工でモルタルがうまく充填できず、流れてしまい、粘性が大きいと、コテ離れが悪く、作業性が悪くなる。 ダレの目安として、JIS R 5201によるモルタルフロー値(15打モルタルフロー値)で120〜180mm程度が好ましい。 120mm未満では流動性が小さすぎて、コテでモルタルを塗り付けるときにモルタルが伸びず、作業性が悪くなるおそれがあり、180mmを超えるとダレが生じるようになるおそれがある。 また、モルタルを調製する際の単位水量は、250〜400kg/m 3であり、289〜337kg/m 3が好ましい。 250kg/m 3未満では、左官モルタル硬化体又はモルタル硬化体(以下、本硬化体という)中の自由水の量が少なくなるため、電気抵抗が大きくなり、充分な防食効果が得られなくなるおそれがあり、400kg/m 3を超えると、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加してもダレが生じ、左官用モルタルとしての作業性を損ねるおそれがある。 0打モルタルフロー値とは、JISR 5201においてフローテーブルをタッピングしない、静置状態でのモルタルフロー値を指すもので、本発明では、200〜320mmであり、235〜275mmが好ましい。 200mm未満では、電気抵抗が大きくなり、充分な防食効果が得られなくなるおそれがあり、320mmを超えると、材料分離が生じやすくなるおそれがある。 本発明では、セメント、細骨材、水、及び減水剤を含有するモルタル組成物を用い、水結合材比が35〜55%、単位水量が250〜400kg/m 3で、0打モルタルフロー値が200〜320mmという流動性の高いモルタルに、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加して練混ぜることにより、水結合材比が高くてもダレがなく、作業性の良い左官用モルタルを調製する。 本発明で使用する水溶性アクリル系高分子は、単に流動性の高いモルタルを増粘させて可塑性を付与するだけのものではない。 水溶性アクリル系高分子の使用量は、セメント100部に対して、0.2〜3部が好ましく、0.3〜1部がより好ましい。 0.2部未満ではダレが生じるおそれがあり、3部を超えて使用しても、左官用モルタルの作業性を確保する効果が頭打ちになる。 本発明で使用するアルミン酸ナトリウムは、水溶性アクリル系高分子と併用して流動性の高いモルタルを増粘させて可塑性を付与するとともに、モルタルの凝結を促進して左官用モルタルとしての作業性を確保する。 特に、水結合材比が高い場合には、水溶性アクリル系高分子を単独で添加してもダレてしまう場合があるが、アルミン酸ナトリウムを併用することにより、ダレが生じにくくなり、作業性の良い左官用モルタルが得られる。 本発明で使用するアルミン酸ナトリウムの添加量は、セメント100部に対して、0.01〜5部が好ましく、0.1〜1部がより好ましい。 0.01部未満ではダレが生じ、5部を超えて添加すると、凝結が大幅に促進されてモルタルフロー値が小さくなり、左官用モルタルの作業性が悪くなる場合がある。 本発明において、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムの添加方法は特に限定されるものではないが、所定の水結合材比と単位水量のモルタルを練混ぜた後に添加して練混ぜることにより、ダレがなく、作業性の良好な左官用モルタルが得られやすいことから好ましい。 混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、ハンドミキサ、グラウトミキサ、ダマカットミキサ、二軸ミキサ、オムニミキサ、パン型ミキサ、遊星型ミキサ、及び傾胴ミキサなどが使用可能である。 本硬化体の電気抵抗率は、100kΩ・cm以下であり、収縮量は-800×10 -6以下である。 本硬化体の電気抵抗率は、100kΩ・cm以下であり、50kΩ・cm以下が好ましい。 電気抵抗率が100kΩ・cmを超えると、電流が流れにくくなり、充分な防食効果が得られなくなるおそれがある。 また、本硬化体の収縮量は-800×10 -6以下であり、-600×10 -6以下が好ましい。 収縮量が-800×10 -6を超えるとひび割れが発生しやすくなり、電流が流れにくくなって、充分な防食効果が得られなくなるおそれがある。 本発明では、本硬化体の収縮量を低減するため、即ち、収縮量を-800×10 -6以下とするために、膨張材、収縮低減剤、及び繊維を併用することは好ましい。 ここで、膨張材は特に限定されるものではなく、いかなるものでも使用可能である。 その種類としては、遊離石灰や遊離マグネシアを含むものが挙げられるが、長期安定性の観点から、遊離石灰を含む膨張材が好ましい。 遊離石灰を含む膨張材としては、例えば、遊離石灰−無水セッコウ系膨張材、遊離石灰−水硬性化合物系膨張材、並びに、遊離石灰−水硬性化合物−無水セッコウ系膨張材等が挙げられる。 ここで、水硬性化合物としては、例えば、アウイン、カルシウムフェライト、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムシリケート、及びカルシウムアルミネートなどの一種又は二種以上が挙げられる。 膨張材の粒度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)で2,500〜10,000cm 2 /gが好ましい。 収縮低減剤としては、収縮低減成分が一般式RO(AO)nH(Rは炭素数4〜6のアルキル基、Aは炭素数2〜3の一種又は二種のアルキレン基、nは1〜10の整数)で示される低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物を主体としたものや、一般式X{O(AO)nR}m(ただし、Xは2〜8個の水酸基を有する化合物の残基、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基、Rは水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜18のアシル基、nは30〜1,000、mは2〜8)で示され、そのオキシアルキレン基の60mol%以上はオキシエチレン基であるポリオキシアルキレン誘導体等が使用可能である。 繊維は特に限定されるものではなく、一般に市販されているものが使用でき、具体的には、高強度のビニロン繊維やポリエチレン繊維等が挙げられる。 本発明では、本硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することは、収縮量をさらに低減し、ひび割れを抑制できるばかりでなく、長期的に本硬化体の電気抵抗を小さく保つことができることから好ましい。 防食工法では、エポキシ樹脂等による塗装もあるが、エポキシ樹脂等を塗装すると、陽極で発生した塩素ガスなどが透過しないため、陽極近傍のモルタルが劣化し、塗膜の変色や剥がれが起こる。 一方、本発明の有機−無機複合型塗膜養生剤では、水分の逸散を抑制するが、塩素ガスなどは緩やかに透過するため、モルタルや塗膜が劣化しない。 本発明の有機−無機複合型塗膜養生剤とは、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を、また、さらに、これらと架橋剤とを主成分とするものである。 ここで、合成樹脂水性分散体とは、一般的には合成樹脂エマルジョンであり、芳香族ビニル単量体、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和脂肪酸単量体、及びその他の共重合可能な単量体の内から一種又は二種以上を乳化重合して得られるものである。 例えば、スチレンを主体としたスチレン・ブタジエン系ラテックス、スチレン・アクリル系エマルジョンやスチレンと共重合したメチルメタクリレート・ブタジエン系ラテックス、エチレン・アクリルエマルジョンである。 合成樹脂エマルジョンには、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものがより望ましい。 水溶性樹脂としては、加工澱粉又はその誘導体、セルロース誘導体、ポリ酢酸ビニルの鹸化物又はその誘導体、スルホン酸基を有する重合体又はその塩、アクリル酸の重合体や共重合体又はこれらの塩、アクリルアミドの重合体や共重合体、ポリエチレングリコール、及びオキサゾリン基含有重合体等が挙げられ、そのうちの一種又は二種以上の使用が可能である。 膨潤性粘土鉱物としては、スクメタイト属に属する層状ケイ酸塩鉱物が挙げられる。 例えば、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、マイカ、及びベントナイトなどである。 これらは天然品、合成品、及び加工処理品のいずれであっても使用可能である。 架橋剤とは、水溶性樹脂や合成樹脂水性分散体が有するカルボキシル基、アミド基、及び水酸基等の親水性官能基と反応して、架橋、高分子化(三次元網目構造)、又は疎水化するものであり、カルボキシル基と付加反応を起こすオキサゾリン基を有するものが水溶性樹脂をも兼ねるので好ましい。 本発明では、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を混合して、また、さらに、これらと架橋剤とを反応させて、有機−無機複合型塗膜養生剤を調製する。 有機−無機複合型塗膜養生剤の合成方法は、水溶性樹脂と膨潤性粘土鉱物をあらかじめ水中で混合した後に、合成樹脂水性分散体と架橋剤を混合する方法が好ましい。 有機−無機複合型塗膜養生剤の被覆方法は、均一に養生被覆膜が形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、撒布したり、塗布したり、吹付けしたりすることが可能である。 有機−無機複合型塗膜養生剤の使用量は特に限定されるものではないが、1m 2当たり、100〜500gが好ましく、150〜400gがより好ましい。 100g未満では、長期的に電気抵抗を小さく保つ効果が充分でなくなるおそれがあり、500gを超えると、塩素ガスなどが透過しにくくなるおそれがある。 以下に実験例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例に限定されるものではない。 実験例1 <使用材料> <測定方法> 表1より、水結合材比が高く、単位水量が多く、流動性の高いモルタルに水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加することにより、モルタルフロー値を低減し、ダレがなく、粘性が小さく、作業性が良好で、電気抵抗率が小さい左官用モルタルを調製できる。 また、膨張材、収縮低減剤、及び繊維の併用により、収縮を低減できる。 実験例2 <使用材料> <測定方法> 表2より、水溶性アクリル系高分子とアルミン酸ナトリウムを添加することにより、作業性が良好で、電気抵抗率が小さく、強度発現性を阻害しない左官用モルタルを調製できる。 粘性が小さく、コテ離れが良いため、充填性も良い。 一方、メチルセルロースを添加した場合には、粘性が強くてコテ離れが悪く、強度発現性が阻害される。 実験例3 <使用材料> 表3より、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することにより、モルタルの収縮がさらに低減されるばかりでなく、電気抵抗がさらに低減される。 一方、従来の塗膜養生剤を塗布した場合には、そのような効果は見られない。 実験例4 <使用材料> 表4より、本発明の左官モルタルを使用し、その表面に有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することにより、長期的にモルタル硬化体の電気抵抗を小さく保つことができ、モルタルと塗膜の劣化がなく、高い防食効果が得られる。 本発明によれば、水結合材比を高くしてもダレがなく、電気抵抗と収縮の両方が小さい左官用モルタルが得られ、また、収縮をさらに低減し、長期的にモルタル硬化体の電気抵抗を小さく保ち、塩素ガスなどの透過を妨げないものであり、塩害等により鋼材腐食を受けたコンクリート構造物の電気防食に用いた場合、コンクリート構造物内部にある鋼材の防食効果を高めることができる。 |