JP2006037003A - ポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士の接着方法およびポリマーセメントモルタル硬化体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポルトランドセメント、細骨材、ポリマーエマルジョン、高性能減水剤、消泡剤からなり、セメントが100質量部、細骨材が100〜200質量部、ポリマーエマルジョンが固形分(有効成分)換算で5〜22質量部、高性能減水剤が1〜3質量部、消泡剤が0.2〜2質量部、水が16〜25質量部からなるポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士をエポキシ樹脂系接着剤で接着することにより曲げ接着強度に優れたポリマーセメントモルタル硬化体を得ることができる。
【選択図】なし
Description
これは、その製造や運搬等に非常に手間がかかるため小さい部材を製造・運搬して現場で接合して大型製品化して、製造・運搬・施工等の省力化を図るためである。
また、コンクリート構築物を形成する複数のコンクリートブロック同士を接合するのに好適に使用される接着剤、この接着剤を収容した接着剤パック、及び前記接着剤を用いて実施されるコンクリートブロック接着工法、並びに、この接着工法において使用される接着剤供給装置に関する技術も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、これらの技術はコンクリート製品部材同士を接着する際に、コンクリートの特性(コンクリートの配合等は従来の一般的な配合)はそのままにして、接着剤のみの観点から開発されたものであり、接着剤とコンクリートの両方の面からの親和性について検討されたものではないという問題点がある。
そして、ポリマーセメントモルタル硬化体用部材がポルトランドセメント、細骨材のみからなる骨材、ポリマーエマルジョン、高性能減水剤、および消泡剤とからなることを特徴とする請求項2記載のポリマーセメントモルタル硬化体である(請求項3)。
次に、ポリマーセメントモルタル硬化体用部材の水セメント比が25%以下であることを特徴とする請求項3記載のポリマーセメントモルタル硬化体である(請求項4)。
また、ポリマーセメントモルタル硬化体用部材の組成に高炉スラグ粉末、フライアシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、珪石粉末から選ばれる1種以上の粉末を含むことを特徴とする請求項3、および請求項4記載のポリマーセメントモルタル硬化体である(請求項5)。
そして、前記記載のポリマーエマルジョンがポリ(メタ)アクリル酸エステル系水溶性ポリマーであることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、および請求項5記載のポリマーセメントモルタル硬化体である(請求項6)。
さらに、ポルトランドセメントが早強ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項3、請求項4、請求項5、および請求6記載のポリマーセメントモルタル硬化体である(請求項7)。
すなわち、本発明のポリマーセメントモルタル硬化体用部材は、セメントが100質量部、細骨材が100〜200質量部、ポリマーエマルジョンが固形分(有効成分)換算で5〜22質量部、減水剤が1〜3質量部、消泡剤が0.2〜2質量部、水が16〜25質量部からなることを特徴とする。
さらに、該ポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士を接着剤で結着することにより大型のポリマーセメントモルタル硬化体を製造することを特徴とする。
該アクリル系エマルジョンは、(メタ)アクリル酸エステル単量体から選ばれる1種以上の単量体を含む単量体組成物を乳化重合して得ることができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレートが好ましい。
本発明におけるポリマーエマルジョンの好ましい粒子径は50〜400nmであり、さらに好ましくは100〜200nmである。
また、本発明におけるポリマーエマルジョンの固形分としては、30〜70質量%であることが好ましく、さらに好ましくは45〜70質量%である。
さらに、本発明におけるポリマーエマルジョンの粘度は、200mPa・s以下が好ましく、100mPa・s以下がより好ましい。
また、プライマーを使用する場合でも、プライマーは特に限定されるものではなく、通常コンクリート部材同士の接着の際のプライマー処理に使用されるものであれば良い。例えば、エポキシ樹脂系接着剤専用プライマーが例示される。
セメントは、630〜1070kg/m3である。
細骨材は、1070〜1260kg/m3である。
ポリマーエマルジョンは、固形分(有効成分)換算で60〜140kg/m3である。
減水剤は、5〜20kg/m3である。
消泡剤は、3〜14kg/m3である。
水は、150〜190kg/m3である。
製造方法は、特に限定されるものではなく、通常のコンクリート製品を製造する方法に準ずれば良い。
すなわち、上記配合になるように各材料を計量し、先ずセメントと細骨材とをミキサーに投入・攪拌(空練り)し、更にポリマーエマルジョン、水、減水剤、消泡剤を加えて練り混ぜる。そして該混練物を型枠内に必要に応じて鉄筋を配置した所定の型枠に充填し、該混練物のフレッシュ性状によって無振動締固め、振動締固め、又は加圧振動締固めの何れかを行い、蒸気養生後、脱型してポリマーセメントモルタル硬化体用部材を製造する。
蒸気養生の方法としては、通常の方法に従えば良く、例えば、前置2時間、昇温速度20℃/時、65℃で3時間保持、その後自然放冷する方法が例示される。
尚、本発明のポリマーセメントモルタル硬化体用部材の養生方法としては、蒸気養生以外の養生方法でも製造できるが、好ましくは蒸気養生が良い。特に水硬性結合材が早強ポルトランドセメントの場合は蒸気養生がより好ましい。
使用材料
セメント:早強ポルトランドセメント
細骨材:静岡県小笠郡浜岡町産陸砂(表乾密度2.60g/cm3、FM2.75)
ポリマーエマルジョン:ポリ(メタ)アクリル酸エステル(固形分50%)
高性能減水剤:ポリカルボン酸エーテル系高性能減水剤
消泡剤:特殊非イオン界面活性剤
水:水道水
鉄筋:鋼棒
早強ポルトランドセメント801kg、細骨材(陸砂)1202kg、ポリマーエマルジョン176kg、減水剤13.6kg、消泡剤5.3kg、水57kgからなる配合で、容量100リットルのパン型強制練りミキサーを使用して練り混ぜ量50リットルで練り混ぜを行い、鉄筋を配置した所定の型枠に充填後、型枠振動機で微振動締固めを行い成型した。
その後、蒸気養生を行い、その条件は20℃で前置き2時間とし、20℃/時で昇温させ、65℃で3時間保持し、その後自然放冷させた。
蒸気養生終了後、脱型してポリマーセメントモルタル硬化体用部材を製造した。
また試験用に供試体を作成し、試験材齢(14日)まで屋内に放置した。
普通コンクリート製品用部材の製造について説明する。
使用材料
セメント:普通ポルトランドセメント
粗骨材:茨城県岩瀬町産硬質砂岩砕石2005(表乾密度2.65g/cm3)
細骨材:静岡県小笠郡浜岡町産陸砂(表乾密度2.60g/cm3、FM2.75)
高性能減水剤:ナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩
水:水道水
鉄筋:鋼棒
普通ポルトランドセメント378kg、粗骨材989kg、細骨材826kg、高性能減水剤1.5kg、水168kgからなる配合で、容量100リットルのパン型強制練りミキサーを使用して練り混ぜ量50リットルで練り混ぜを行い、鉄筋を配置した所定の型枠に充填後、型枠振動機で振動締固めを行い成型した。その後、実施例1と同様の条件で蒸気養生を行い、普通コンクリート製品用部材を製造した。
また試験用に供試体を作成し、試験材齢(14日)まで屋内に放置した。
中性化促進試験は、JISA 1171に準拠して行った。また、塩化物イオン浸透促進試験は、3%NaCL溶液に3日間浸漬、その後4日間乾燥状態に放置するのを1サイクルとし、4サイクル実施した。その結果を表2に示す。
その結果を図1に示す。
曲げ接着強度試験は、実施例1と比較例1とで製作した4×4×16cmの各供試体を中央で切断し、切断面と反対側の面同士を接着面とし、該接着面を各種処理し、さらにプライマーを使用した場合と使用しない場合とに分け、各接着面同士を2液型エポキシ接着剤で接着し、室内において7日間養生した後、再度4×4×16cmとして曲げ試験を実施した。なお、接着層の厚さは1.5mmとした。その結果を表3に示す。
さらに、プライマーを使用しない場合と使用した場合とでの曲げ接着強度比は、本発明のポリマーセメントモルタル硬化体用部材が0.93〜0.99であるのに対して、従来のコンクリート製品では0.76〜0.88であることから、本発明に用いられるポリマーセメントモルタル硬化体用部材と本発明に用いられるエポキシ樹脂系接着剤との組み合わせの場合はプライマー処理しなくても、プライマー処理に近い曲げ接着強度が得られることが解る。
尚、本発明に用いられるポリマーセメントモルタル硬化体用部材の母材の曲げ強度は15.5N/mm2であったことから、母材の約82%(曲げ接着強度12.7N/mm2の場合)という極めて高い曲げ強度を維持していることになる。本発明の方法により12.7N/mm2という極めて高い曲げ接着強度を維持した理由としては、本発明に用いられるポリマーセメントモルタル硬化体用部材の母材強度が高いこと、母材にポリマーを使用したためポリマーセメントモルタル硬化体用部材と本発明に用いられる接着剤との親和性が改善されたこととの相乗効果によるものと考えられる。
その結果を表4に示す。
更に本発明に用いるエポキシ樹脂系接着剤で本発明のポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士を接着すると、従来のコンクリート製品用部材同士の接着の場合よりも約2.7〜3.9培の曲げ接着強度を有するポリマーセメントモルタル硬化体を製造することができる。
また、本発明に用いるエポキシ樹脂系接着剤とポリマーセメントモルタル硬化体用部材との組み合わせでは、プライマー処理しなくても、プライマー処理に近い曲げ接着強度が得られる。
このように、本発明にエポキシ樹脂系接着剤とポリマーセメントモルタル硬化体用部材との組み合わせにより、従来のコンクリート製品の場合と比べて極めて高い母材強度を確保することができると共に、エポキシ樹脂系接着剤とポリマーセメントモルタル硬化体用部材との親和性を改善でき、その結果、極めて高い曲げ接着強度を有するポリマーセメントモルタル硬化体を製造することができる。
Claims (7)
- ポリマーエマルジョンを含有してなるポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士をエポキシ樹脂系接着剤で接着することを特徴とするポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士の接着方法。
- ポリマーエマルジョンを含有してなるポリマーセメントモルタル硬化体用部材同士がエポキシ樹脂系接着剤で接着されていることを特徴とするポリマーセメントモルタル硬化体。
- ポリマーセメントモルタル硬化体用部材がポルトランドセメント、細骨材のみからなる骨材、ポリマーエマルジョン、高性能減水剤、および消泡剤とからなることを特徴とする請求項2記載のポリマーセメントモルタル硬化体。
- ポリマーセメントモルタル硬化体用部材の水セメント比が25%以下であることを特徴とする請求項3記載のポリマーセメントモルタル硬化体。
- ポリマーセメントモルタル硬化体用部材の組成に高炉スラグ粉末、フライアシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、珪石粉末から選ばれる1種以上の粉末を含むことを特徴とする請求項3、および請求項4記載のポリマーセメントモルタル硬化体。
- ポリマーエマルジョンがポリ(メタ)アクリル酸エステル系水溶性ポリマーであることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、および請求項5記載のポリマーセメントモルタル硬化体。
- ポルトランドセメントが早強ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項3、請求項4、請求項5、および請求6記載のポリマーセメントモルタル硬化体。
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