專利名稱：混凝土用抗菌劑、混凝土組合物以及混凝土制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土用抗菌劑，更詳細地說，涉及對于污水處理設(shè)施等中的造成混凝土腐蝕的細菌硫還原細菌和硫氧化細菌顯示抑制效果的混凝土用抗菌劑。本發(fā)明進一步涉及含有上述混凝土用抗菌劑的混凝土組合物和混凝土制品。
背景技術(shù)：
以前由于污水處理設(shè)施等產(chǎn)生的硫化氫或硫酸的作用，存在混凝土制的構(gòu)造物和管道腐蝕的問題。這種腐蝕的原因確認是由于土壤或水中生存的硫桿菌屬等的硫氧化細菌和脫硫弧菌屬等的硫還原細菌的作用，污水中的硫酸鹽經(jīng)由亞硫酸鹽或硫最終生成的硫酸。生成的硫酸通過與混凝土的化學反應(yīng)，使混凝土變成石膏等脆化物質(zhì)，一氣降低、損傷混凝土構(gòu)造物和管道的強度。迄今為止，作為處理這種腐蝕的技術(shù)，一直是換氣、投入中和劑、采用耐腐蝕材料進行表面處理等，在長期處理和維護方面并不能說是充分的對策。
之后，為了解決這些問題，提出了在混凝土組合物中混入對硫還原細菌具有抗菌作用的噻苯達唑(チアベンタゾ一ル)等有機藥物、鎳金屬等(參見專利文獻1)，或者擔載了抗菌性金屬離子的無機粉末(參見專利文獻2)從而防止腐蝕的技術(shù)。特別是在混凝土中添加擔載了抗菌性金屬離子的無機粉末的技術(shù)不僅對硫氧化細菌，而且對硫還原細菌、產(chǎn)羧酸細菌也具有抑制繁殖效果，是一種有用的技術(shù)。另外，為了賦予混凝土構(gòu)造物給定的強度，有必要使混凝土組合物中含有的水泥、骨材、水的配比在給定的范圍內(nèi)。因此，存在下述問題，即不能在混凝土組合物中充分添加為了給混凝土構(gòu)造物賦予抑制細菌繁殖效果的必要量的擔載了抗菌性金屬離子的無機粉末。
專利文獻1特開平4-149053號公報(第2頁右上欄第12行～左下欄第4行)專利文獻2特開平9-60768號公報(第2頁右欄第7行～第47行)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1個目的在于提供一種混凝土用抗菌劑，其對于造成混凝土腐蝕的細菌，特別是污水設(shè)施等中的硫氧化細菌、硫還原細菌、產(chǎn)羧酸細菌等具有優(yōu)良抗菌效果。
本發(fā)明的第2個目的在于提供一種混凝土用抗菌劑，其能夠給任意配比的混凝土組合物賦予對造成混凝土腐蝕的細菌的優(yōu)良抗菌效果。
本發(fā)明的第3個目的在于提供一種含有上述混凝土用抗菌劑的混凝土組合物。
本發(fā)明的第4個目的在于提供一種含有上述混凝土用抗菌劑的混凝土制品。
本發(fā)明的第5個目的在于提供一種使用上述混凝土組合物制造的混凝土制品。
本發(fā)明提供以下的混凝土用抗菌劑、混凝土組合物、混凝土制品。
1、一種混凝土用抗菌劑，其中含有銀化合物、銅化合物和離子保持化合物。
2、如上述1所述的混凝土用抗菌劑，其中，銀化合物為選自碳酸銀、氧化銀和磷酸銀的至少1種。
3、如上述1或2所述的混凝土用抗菌劑，其中，銅化合物為選自碳酸銅、氧化銅、磷酸銅和氫氧化銅的至少1種。
4、一種混凝土組合物，其中含有上述1～3中任意一項所述的混凝土用抗菌劑。
5、一種混凝土制品，其中含有上述1～3中任意一項所述的混凝土用抗菌劑。
6、一種混凝土制品，它使用上述4所述的混凝土組合物制得。
發(fā)明的實施方式本發(fā)明提供含有銀化合物、銅化合物以及離子保持化合物的混凝土用抗菌劑。
本發(fā)明中通過將作為混凝土腐蝕抑制成分的大量含有銀和銅的銀化合物和銅化合物配合，能夠制備對于任何配比的混凝土組合物均可以賦予充分抗菌性的混凝土組合物。另外，本發(fā)明中通過配合離子保持化合物，能夠有效抑制有用的銀和銅成分的溶出，長時間維持優(yōu)良的抗菌作用。
因此，本發(fā)明的混凝土用抗菌劑能夠長時期抑制細菌引起的混凝土腐蝕，維持混凝土制品的正常狀態(tài)。
本發(fā)明中使用的銀化合物只要是含有銀的就不特別限定，優(yōu)選大量含有銀的銀化合物，例如希望是含有銀40質(zhì)量％以上，更優(yōu)選60質(zhì)量％以上，最優(yōu)選75質(zhì)量％以上的銀化合物。作為優(yōu)選的銀化合物的實例，例如可舉出酸銀(銀含有率78％)、氧化銀(銀含有率93％)、磷酸銀(銀含有率87％)、氯化銀(銀含有率75％)、氟化銀(銀含有率85％)、碘化銀(銀含有率46％)、溴化銀(銀含有率57％)、硝酸銀(銀含有率63％)、硫酸銀(銀含有率69％)、醋酸銀(銀含有率65％)、草酸銀(銀含有率71％)、銀沸石(例如銀含有率5％)等。其中，從與污水接觸時適當溶解、易于發(fā)揮抗菌效果的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選碳酸銀、氧化銀、磷酸銀。另外，作為與污水接觸時適當溶解的標準，按人工污水中的銀溶解度計為10～1000ppm較為合適。
人工污水的組成如下所述。
蛋白胨67mg/L、葡萄糖67mg/L、氯化銨156mg/L、磷酸二氫鉀12mg/L、磷酸氫二鉀12mg/L在混凝土組合物中添加上述銀化合物的量相對于水泥量按銀量計0.1～2.0質(zhì)量％較為合適。銀化合物的量如果少于上述范圍，則抗菌效果不充分，即使比上述范圍多，也不能進一步提高抗菌效果，不經(jīng)濟。
本發(fā)明中使用的銅化合物只要是含有銅的就沒有特別的限定，優(yōu)選大量含有銅的銅化合物，例如希望是含有銅25質(zhì)量％以上，更優(yōu)選50質(zhì)量％以上，最優(yōu)選60質(zhì)量％以上的銅化合物。作為優(yōu)選的銅化合物的實例，例如可舉出碳酸銅(銅含有率68％)、氧化銅(銅含有率80％)、磷酸銅(銅含有率50％)、氫氧化銅(銅含有率65％)、氯化銅(銅含有率47％)、氟化銅(銅含有率63％)、碘化銅(銅含有率33％)、溴化銅(銅含有率28％)、硝酸銅(銅含有率34％)、硫酸銅(銅含有率40％)、醋酸銅(銅含有率35％)、草酸銅(銅含有率42％)、銅沸石(例如銅含有率5％)等。其中，從與污水接觸時適當溶解、易于發(fā)揮抗菌效果的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選碳酸銅、氧化銅、磷酸銅、氫氧化銅。另外，作為與污水接觸時適當溶解的標準，按人工污水中的銅溶解度計為10～1000ppm較為合適。
在混凝土組合物中添加上述銅化合物的量相對于水泥量按銅量計0.5～2.5質(zhì)量％較為合適。銅化合物的量如果少于上述范圍，則抗菌效果不充分，即使比上述范圍多，也不能進一步提高抗菌效果，不經(jīng)濟。
本發(fā)明中使用的離子保持化合物是指能夠與溶解的銀離子和銅離子結(jié)合抑制銀離子和銅離子溶出的化合物。作為這種離子保持化合物的實例，例如可舉出氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅、含水氧化鈦、含水氧化錫、含水氧化鋯、含水氧化銻等氧化物，磷鉬酸鹽、磷鎢酸鹽等雜多酸，沸石(結(jié)晶性鋁硅酸鹽)、乙二胺四乙酸鹽、三硝基三乙酸鹽等螯合物，三聚磷酸鹽、六偏磷酸鹽等磷酸鹽。
上述離子保持化合物添加到混凝土組合物中的量相對于水泥量為10～60質(zhì)量％較為合適。離子保持化合物的量如果少于上述范圍，則抗菌效果的持續(xù)性不充分，即使比上述范圍多，也不能進一步提高抗菌效果，不經(jīng)濟。
上述銀化合物、銅化合物和離子保持化合物的粒徑?jīng)]有特別的限定，從制造混凝土時容易與水泥粉、細骨材、粗骨材等混合，而且容易得到均勻混合物的觀點出發(fā)，優(yōu)選是微粉末狀，特別優(yōu)選是平均粒徑為0.001～0.1mm的微粉末。
本發(fā)明的混凝土用抗菌劑中銀化合物、銅化合物和離子保持化合物的質(zhì)量比率只要在上述范圍內(nèi)，就沒有特別的限定，優(yōu)選1∶0.1∶1～1∶10∶80，更優(yōu)選1∶0.5∶8～1∶5∶40。
本發(fā)明的混凝土用抗菌劑可以直接添加到水、水泥粉、細骨材、粗骨材等混凝土原料中，或者也可以添加到水、水泥粉、細骨材、粗骨材等混凝土原料的至少1種中，預先制造混凝土組合物，再使用該混凝土組合物。
本發(fā)明的混凝土用抗菌劑在水泥中的量優(yōu)選0.5～3.0質(zhì)量％，更優(yōu)選0.8～1.5質(zhì)量％?；炷劣每咕鷦┑牧咳绻儆谏鲜龇秶?，則抗菌效果不充分，即使比上述范圍多，也不能進一步提高抗菌效果，不經(jīng)濟。
本發(fā)明的混凝土用抗菌劑可以添加到任意配合的混凝土原料、混凝土組合物、混凝土制品中賦予抗菌性。作為這種混凝土制品的實例，可以例舉以前公知的升降口(人孔)、鋼筋混凝土管、箱形涵洞、預拌混凝土、砂漿等。另外，這些混凝土制品中也可以添加減水劑、助流劑、防銹劑、促凝劑、固化促進劑、凝結(jié)延遲劑、膨脹材料、飛灰(flyash)、熟料等。
這些混凝土制品的制造方法可以是以前公知的離心成型法和振動成型法等任意一種。
發(fā)明效果適用本發(fā)明的混凝土用抗菌劑的混凝土制品不管任何配比的混凝土組合物均能夠長期抑制細菌引起的混凝土腐蝕，維持正常狀態(tài)。
實施例以下，結(jié)合實施例更詳細地說明本發(fā)明。
實施例1～5以及比較例1～3(混凝土用抗菌劑的制備以及砂漿供試體的制作)在由水泥(普通波特蘭水泥)100質(zhì)量份、砂200質(zhì)量份、水50質(zhì)量份構(gòu)成的砂漿成分中，以表1所示的量加入表1所示的銀化合物、銅化合物、離子保持化合物，用砂漿混合機充分混合攪拌后，成型為4×4×10cm，制成砂漿供試體。作為比較例采用同樣的方法，制備未添加的砂漿供試體和添加了平均粒徑0.1mm的銅粉和噻苯達唑的砂漿供試體。各供試體的配合比例(質(zhì)量份)如表1所示。
試驗例1(砂漿供試體的微生物腐蝕試驗)在20±5℃下，將得到的砂漿供試體在硫桿菌(Thiobacillus thiooxidanse)的培養(yǎng)液(菌數(shù)106個/ml)中浸漬3個月。培養(yǎng)液的組成如表2所示。之后用錘子等使砂漿供試體割裂，在其面上噴霧1％酚酞溶液數(shù)秒，10分鐘后，測定直到變?yōu)榧t色的位置的深度作為“腐蝕深度”。通過酚酞染色變?yōu)榧t色的部分為健全部分，沒有變成紅色的部分呈中性，是脆化的部分。這種沒有變成紅色的部分在深度方向的距離用游標卡尺每1面測定5處。由處理前的試樣尺寸減去平均值，以其1/2作為腐蝕深度。腐蝕深度的測定值如表3所示。關(guān)于浸漬開始之前的“腐蝕深度”，任何試樣均為0mm。
表1混凝土用抗菌劑的制備以及砂漿供試體的制作數(shù)據(jù)

(配合量的單位為質(zhì)量份。)
表2硫桿菌培養(yǎng)液組成

表3砂漿供試體的微生物腐蝕試驗結(jié)果

由表3可以得知，含有本發(fā)明的混凝土用抗菌劑的砂漿與以前的抗菌劑相比，抗菌作用長期持續(xù)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土用抗菌劑，含有銀化合物、銅化合物和離子保持化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土用抗菌劑，銀化合物為選自碳酸銀、氧化銀和磷酸銀的至少1種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混凝土用抗菌劑，銅化合物為選自碳酸銅、氧化銅、磷酸銅和氫氧化銅的至少1種。
4.一種混凝土組合物，含有權(quán)利要求1～3中任意一項所述的混凝土用抗菌劑。
5.一種混凝土制品，含有權(quán)利要求1～3中任意一項所述的混凝土用抗菌劑。
6.一種混凝土制品，使用權(quán)利要求4所述的混凝土組合物而制得。
全文摘要
提供一種對于造成混凝土腐蝕的細菌特別是污水設(shè)施等中的硫氧化細菌、硫還原細菌、產(chǎn)羧酸細菌等具有優(yōu)良抗菌效果的混凝土用抗菌劑、含有該抗菌劑的混凝土組合物以及使用其制造的混凝土制品。即，提供含有銀化合物、銅化合物和離子保持化合物的混凝土用抗菌劑、含有該抗菌劑的混凝土組合物、使用其制造的混凝土制品。
文檔編號A61L2/16GK1504434SQ0215158
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者栗原靖夫, J·高橋, 上池祐司, 司 申請人:株式會社品燃潔而美客