装飾コンクリート

様々な模様のスタンプコンクリートに酸性染料でハイライトを施した

装飾コンクリートとは、コンクリートを単なる建設用の実用的な媒体として使用するのではなく、床、壁、車道、パティオなど、建物自体の不可欠な部分としての機能を果たしながら、構造物の美観を高めるためにコンクリートを使用することです。

コンクリートを装飾コンクリートに変えるには、コンクリートを流し込む工程中またはコンクリートが硬化した後に適用できるさまざまな材料を使用します。これらの材料やシステムには、スタンプコンクリート、酸染色、装飾オーバーレイ、研磨コンクリート、コンクリートカウンタートップ、垂直オーバーレイなどが含まれますが、これらに限定されません。

コンクリート像

コンクリート像は、ラテックスの型にコンクリートを流し込んで作られます。庭の装飾品として塗装されて販売されることがよくあります。 最も人気のあるデザインは、バードバスやガーデンノームです

スタンプコンクリート

木材の木目が見える板目コンクリート

現代技術であるスタンプコンクリートは、コンクリートに質感と色を加え、石、レンガ、スレート、玉石、そして木材、化石、貝殻など、自然界に存在する多くの素材に似せるプロセスです。^[1]この無限の可能性と優れた耐久性、そして天然素材よりも低いコストにより、スタンプコンクリートは新築や改修プロジェクトに最適な選択肢となります

このインスタレーションは、コンクリートがまだ塑性状態にある間に型を押し込むことで行われます。色は、ドライシェイク、着色硬化剤、粉末または液体剥離剤、インテグラルカラー、または酸性ステインを用いて表現されます。これらの製品を組み合わせることで、より複雑なデザインを作り出すことができます。

スタンプコンクリートは、私道、パティオ、商業道路、駐車場、さらには屋内の床にも使用できます。スタンプコンクリートはコンクリート部​​分の美しい仕上げ材ですが、時間の経過と摩耗により染料が褪色し、表面がムラになり、見栄えが悪くなります。色あせたスタンプコンクリートの色と外観を完全に復元し、若返らせることができる再着色オプションは数多くあります。

露出骨材コンクリート

灰色の露出骨材の縁取りが付いた、茶色の露出骨材コンクリートの私道

露出骨材コンクリートは、装飾的な砂利のような外観で知られる、人気の高い装飾コンクリートの選択肢です。コンクリートの打設工程では、セメント/砂ペーストの最上層が除去され、埋め込まれた骨材（石、小石、さらには貝殻）が露出されます。これにより、様々な色、形、サイズの視覚的に魅力的な表面が生まれます。さらに、着色コンクリートや半透明の着色シーラントをコンクリートに添加または塗布することで、表面を美しくしたり、汚れや風化から保護したりすることができます。^[2] 露出骨材コンクリートは通常、装飾コンクリートの中で最も安価な形態の一つであり、露出する骨材の量は、砂のような外観から大きな砂利まで様々です。露出骨材コンクリートは耐久性が高く、交通量の多い場所でも耐えられるため、私道、歩道、パティオ、プールデッキに最適です。優れた牽引力も備えているため、屋外エリアにも安心して使用できます。装飾性と耐久性を兼ね備えた露出骨材コンクリートは、エレガントな雰囲気を醸し出し、装飾的な砂利の優れた代替品となります。^[3]

コンクリート染料

コンクリート染料は様々な形態と組成を取り、防音壁、擁壁、橋梁、カウンタートップ、床など 、住宅用および商業用のコンクリート用途に使用できます^[4]

初期のコンクリート染料は、一般的な印刷インクをアルコールの弱い溶液に溶かし、コンクリート表面に塗布することで、無地の灰色のコンクリートに多様な色彩を付与するものでした。アルコール系染料は日光にさらされると、色が薄くなるか、完全に消えてしまいます。そのため、アルコール系染料は直射日光やその他の紫外線（UV）が当たらない屋内用途でより多く使用されていました。

その後、メーカーは、浸透性の向上を目指して、アセトン、ラッカーシンナー、その他の溶剤など、同じ印刷インクを異なる溶剤に溶解するようになりました。さらに、紫外線に対する安定性の問題に対処するため、新しい染料には紫外線防止剤が添加されました。しかし、染料が直射日光にさらされると、依然としてわずかな退色（年間5～8%）が見られます。

着色コンクリートは多くのレディーミックスコンクリート会社から入手でき、多くの会社ではカラーチャートも用意しています。

酸染色

酸染色は、染色や顔料ベースの着色システムではなく、化学反応です。水、ミネラル塩、少量の塩酸の混合物をコンクリート表面に塗布します。コンクリート内の既存のミネラル（主に石灰）とのこの化学反応は、1～4時間かけてコンクリート表面に新しいアースカラーを作り出します。その後、コンクリート表面をこすり洗いして余分な汚れを取り除き、アンモニア水または重曹（後で白化を引き起こす可能性が低い）の塩基性溶液で中和してpHレベルを正常レベルに戻します。コンクリート床の表面レベルの不均一性により、酸染色は各スラブに固有の斑点模様やまだら模様を作り出します。色の浸透は1/16インチから1/32インチの範囲です。古い外装コンクリート表面は、環境によってミネラル成分が浸出または浸透しているため、内装表面ほど色が出ない場合があります。また、摩耗したコンクリート内の露出した骨材（岩石）は染色を吸収しません

酸性染色によく使用される化学物質には、塩酸、塩化鉄、炭酸水素ナトリウムなどがあります。

水性ステイン

水性ステインは、酸のような半透明の外観を実現できるという点で酸性ステインに似ています。一部のステインには不透明な色や半透明の効果を実現できるものもあります。主な違いは、酸性ステインはコンクリートに反応してコンクリート材料の物理的構成を変えるのに対し、水性ステインはコンクリートと結合する「コーティング」のような性質を持つことです。装飾コンクリート業界には、さまざまな方法で機能する多くの種類の水性ステインが登場しています。ポリマーベース、アクリル ベース、エポキシベースなどがあります

重ね合わせ

コンクリートオーバーレイは、大手化学会社の化学技術者がセメントと砂の混合物の改質剤としてアクリル塗料 樹脂の実験を始めた1960年代に遡ります。その結果、コンクリート表面に接着し、摩耗した表面を修復する新しい再表面コーティングを提供する、薄いセメント質トッピング材が生まれました。コンクリートオーバーレイは、アクリル樹脂のような長期的な性能^[5]を欠いていました。アクリル樹脂は優れた紫外線耐性を提供しましたが、長期的かつ恒久的な解決策を提供するために必要な長期的な耐水性と接着特性が欠けていました

ポリマーセメントオーバーレイ

ポリマーセメントオーバーレイを構築してアスファルト舗装をレンガの質感と色に変え、歩行者の多いエリアに装飾的な横断歩道と交通の緩和を実現します。

ポリマーセメントオーバーレイは、ポルトランドセメント、各種骨材、ポリマー樹脂を独自に配合したもので、20年以上前に導入されました。セメントと骨材にポリマー樹脂を添加することで、従来のセメント、モルタル、コンクリート材料の性能特性と汎用性を大幅に向上させます。従来のセメントやコンクリートの混合物とは異なり、ポリマーセメントオーバーレイは、層間剥離や一般的な製品破損を心配することなく、薄くも厚くも塗布できます。さらに、ポリマーセメントオーバーレイは、塩分、石油化学製品、紫外線、厳しい気象条件、交通による摩耗などによる損傷に対して、はるかに優れた耐性を備えています。

ポリマーセメントオーバーレイは、もともとコンクリート下地の薄い表面修復材としての使用を目的としていましたが、1980年代初頭に建築コンクリート業界および商業用フローリング業界に導入されました。その後、これらの業界では標準的な使用方法となりました。ポリマーセメントオーバーレイは、コンクリート表面の劣化に伴う高額な補修を必要とせず、長期にわたる耐久性のある改修を可能にする経済的な材料として評価されています。

ポリマーセメントオーバーレイは、次のような屋内外の用途に使用されます。

• スキムコート/ブルーム仕上げコンクリート再表面処理 - 損傷、穴、剥がれ、汚れのあるコンクリートを修復して保護し、新品のコンクリート表面のような外観に戻します。
• コンクリートの再整地と水平調整- 沈下したコンクリート表面を修復して水平にします。
• 既存下地の改装とリフォーム – 既存のコンクリートまたは木材の下地に「薄いスタンプ」または「薄いステイン」オーバーレイを施し、新しいテクスチャ、色、デザインを作り出すことで外観を一新します。商業施設や住宅のプールデッキでは、「スプラッターテクスチャ」または「ノックダウン」と呼ばれる手法がよく用いられます。これは、既存のコンクリート下地にポリマーセメントを適度なテクスチャ仕上げ（平均厚さ1/8インチ）で様々なパターンに塗布するものです。多くの場合、テクスチャはコテでノックダウンされ、仕上がりの外観と感触をわずかに変更します。

スタンプオーバーレイ

ゴム製の刻印ツール（スタンプ）は、薄いプレミックスコンクリートオーバーレイ材を敷設後すぐに刻印することで、天然石やレンガのような質感を作り出します。これらのゴム製の刻印ツールは、本物の石や木から作られた型から製造されています。離型剤は、スタンプがコンクリートにくっつかずに剥がれるようにするために使用されます。離型剤は液体または粉末状で、幅広い色からお選びいただけます

エポキシコーティング

酸で着色された塗料、染料、オーバーレイの上に塗布し、密封・保護します。エポキシ樹脂の中には着色されているものもあります。

研磨

コンクリートは、機械式グラインダーと、粒度が徐々に変化するダイヤモンドパッドで研磨できます。ダイヤモンドパッドには、様々な粒度またはメッシュサイズがあります。一般的なサイズは6番から8500番までありますが、コンクリートは約800番の輝きしか維持できません。ケイ酸ナトリウムやケイ酸リチウムなどのコンクリート硬化剤を添加することで、1800番から3000番の輝きを維持できるようになります。この作業は、コンクリートの表面を、硬くガラスのような仕上がりになるまで、連続した粒度のダイヤモンドパッドで通過させることで、複数の段階で行われます。研磨工程では、酸性染料とコンクリート染料の両方を使用できます

彫刻

既存のコンクリートの表面に線や溝を切ることで、コンクリートを改修することができます。ポータブルCNCコンクリート彫刻システムを使用すれば、ロゴや文字などの複雑なデザインを彫刻できます

コンクリートも CNC 駆動ルーター システムによって改造できます。

幾何学模様、直線、曲線、そしてカスタムデザインをコンクリートの表面に直接刻むことで、タイル、敷石、玉石など、様々な表面模様を再現できます。これは通常、ダイヤモンドブレードを装着したアングルグラインダーなどの工具を用いて行いますが、コンクリートにデザインを刻むために特別に設計された専用工具を用いることで、より効果的に仕上げることができます。

フォームライナー

ウレタンフォームライナーを使用することで、コンクリートは独特で精巧なデザインに成形することもできます。これらのプロジェクトは、米国および世界中で見られ、通常は防音壁や擁壁、建物の外壁、橋梁などで見られます

通常、このプロセスは彫刻家が粘土、ポリウレタン、またはワックスを用いてコンクリートに使用するデザインを描くことから始まります。原画が完成すると、合成液状ゴムを用いて型が作られ、この型から原画の反転イメージに沿った型枠ライナーが製作されます。

型枠ライナーはコンクリートを型枠に流し込むための型枠として機能します。コンクリートが固まると、型枠ライナーは硬化したコンクリート表面から剥がされます。コンクリートには型枠ライナーの模様が永久に刻まれます。

参考文献

1. 「装飾コンクリートの簡潔な歴史」Specify Concrete. 2019年。2022年5月6日閲覧
2. 「露出骨材 | シンシナティ＆NKY | Gentrup Concrete」www.nkyconcreterepair.com . 2024年4月20日閲覧。
3. 「露出骨材 | シンシナティ＆NKY | Gentrup Concrete」www.nkyconcreterepair.com . 2024年4月20日閲覧。
4. Fox, Joanne (2009年5月16日). 「コンクリートの着色で床に彩りを添える」Sioux City Journal .
5. ダウンズ、ステイシー（2008年4月10日）「凍結融解サイクルにもかかわらずコンクリート舗装は可能。適切に施工すれば、私道は何年も長持ちするはず」シカゴ・トリビューン。