JP2006056730A

JP2006056730A - プレミックスモルタル

Info

Publication number: JP2006056730A
Application number: JP2004238399A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Isomura; 弘隆磯村; Yoshimasa Muraoka; 義正村岡; Kazunori Yamada; 和則山田; Norifumi Nagata; 憲史永田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】室内や屋外における湿度調節、揮発性有機化合物等の有害なガス等の吸着又は浄化が可能である、吸湿性能、放湿性能及び浄化性能に優れたプレミックスモルタルを提供する。
【解決手段】プレミックスモルタルに、セメント１００質量部に対し、細骨材５０〜５００質量部と粉末状高性能減水剤０．１質量部以上と粉末状及び／又は粒状のセピオライト５０〜４００質量部とを配合し、好ましくは、さらに酸化チタン５０〜２００質量部を配合する。
【選択図】なし

Description

本発明は、吸湿機能、放湿機能及び浄化機能を有するプレミックスモルタルに関する。

古くから日本家屋の壁材等に使用されてきた漆喰は、防火性、遮音性及び遮光性に優れているばかりか、湿気を吸収し、湿度を調整することができるため、季節の変化に対する耐性を有し、カビがつきにくい性質のものであった。しかし、漆喰は施工が難しい上、乾燥後の収縮率が高く、ひびなどにより強度低下や機密性を損なう欠点があった。そのため、現代の住宅の多くは、強度、耐久性、機密性、利便性などを重視し、モルタル等で下地処理をすることが主流となってきている（特許文献１参照）。
特開２００１−２２０２０５号公報

しかし、従来のモルタル、改質モルタル及びコンクリート等は、保水性、吸放湿性及び浄化性に乏しい材料であり、壁材等として使用すると、屋内等に発生した結露や湿気によりカビ、ウイルス、害虫等が繁殖したり、家屋が腐敗したりする等の問題を招いていた。

また、家屋を新築又はリフォームする際に使用される建材等には、様々な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等が含有されており、これらは人体に有害なガスであるため、それにより、シックハウス症候群、化学物質過敏症等が生じるという問題があった。

さらに、緑地の少ない都市部などにおいては、年々温暖化現象（ヒートアイランド現象）が進むとともに、湿気等による屋内等の室温が上昇し、これらが特に夏場の電力消費を著しく増大させる要因となっているため、省エネルギー型社会の構築が求められていた。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、室内や屋外において調湿機能を発揮するとともに、揮発性有機化合物等の有害なガス等を吸着・浄化することのできる、吸放湿性能及び浄化性能に優れたプレミックスモルタルを提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、従来のモルタルにセピオライト及び酸化チタンを配合することにより、吸湿機能、放湿機能及び浄化機能を発揮し、かつ、優れたワーカビリティーを有するプレミックスモルタルが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、セメント１００質量部に対し、細骨材５０〜５００質量部と粉末状高性能減水剤０．１質量部以上と粉末状及び／又は粒状のセピオライト５０〜４００質量部とを配合したことを特徴とするプレミックスモルタルを提供する（請求項１）。

上記発明（請求項１）によれば、セピオライトを含有しているため、吸湿機能、放湿機能及び吸着機能を有するプレミックスモルタルを得ることができる。また、上記発明（請求項１）における原料の配合割合によれば、水を加えて混練することにより、流動性の高いモルタルを得ることができ、当該モルタルを硬化させることにより、強度の高いモルタル硬化体を得ることができる。

上記発明（請求項１）においては、さらに酸化チタン５０〜２００質量部を配合したことが好ましい（請求項２）。これにより、セピオライトによる吸湿機能、放湿機能及び吸着機能とともに、酸化チタンの光触媒作用による浄化機能を併せ持つプレミックスモルタルを得ることができる。なお、上記酸化チタンは、太陽光や照明等の光エネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを反応物質に与えて化学反応を誘発する触媒作用を有しており、脱臭・殺菌等の浄化機能を有する。

本発明のプレミックスモルタルは、従来のモルタルや改質モルタルに比して、吸湿機能及び放湿機能に優れるため、家屋の内壁等に用いた場合、空気中の湿度が高い場合は水蒸気を吸収し、空気が乾燥している場合は水蒸気を排出することができ、湿気によるカビ、ウイルス、害虫等の繁殖や家屋の腐食等を防止することができる。

また、本発明のプレミックスモルタルは、セピオライトの有する吸着機能とともに、酸化チタンの光触媒作用による浄化機能により、有害なＶＯＣや悪臭を吸着・除去することができる。

さらに、本発明のプレミックスモルタルを家屋の外壁や道路等に用いた場合には、セピオライト中の保有水が周囲の熱を奪いながら徐々に放出されるため、温暖化現象（ヒートアイランド現象）を抑制でき、冷房等に費やされる膨大なエネルギーを削減することができる。さらにまた、大気中の悪臭や有害ガス（例えば、自動車の排気ガス等）を吸着及び浄化することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るプレミックスモルタルは、セメント１００質量部に対して、細骨材５０〜５００質量部と粉末状高性能減水剤０．１質量部以上と粉末状及び／又は粒状のセピオライト５０〜４００質量部と、好ましくはさらに、酸化チタン５０〜２００質量部を配合したものである。

上記セメントとしては水硬性を有するセメントに類するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント；普通エコセメント、速硬エコセメント；高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種混合セメント；ＧＲＣ（Glass Fiber Reinforced Cement）等を用いることができる。

上記細骨材としては、一般的にモルタル製造に使用される安定性の高いものであれば特に限定されることはなく、例えば、川砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂、高炉スラグ、石灰石又はこれらの混合物等を用いることができる。

本実施形態に係るプレミックスモルタルにおいて、上記細骨材の配合量は、セメント１００質量部に対し、５０〜５００質量部であり、３００〜４００質量部であることが好ましい。細骨材の配合量が５０質量部未満であると、セメントの乾燥収縮が増大し、ひび割れが生じやすくなるおそれがあり、５００質量部を超えると、細骨材量に対してセメント量が不足し、上記プレミックスモルタルから得られるモルタル硬化体の強度が十分に得られなくなるおそれがある。

上記粉末状高性能減水剤としては、粉末状であり減水機能を有する分散剤であれば特に限定されることはなく、例えば、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物等を主成分とするものが挙げられる。これらのうち特にポリカルボン酸系高分子化合物は、ホルムアルデヒド縮合物ではないため、ホルムアルデヒドを原因とするシックハウス症候群等が生じるおそれがなく、本実施形態に係る高性能減水剤として、より好ましい材料である。

本実施形態に係るプレミックスモルタルにおいて、上記粉末状高性能減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対し、０．１質量部以上であり、０．５〜１．５質量部であることが好ましい。粉末状高性能減水剤の配合量が０．１質量部未満であると、モルタルの流動性が低く、ワーカビリティーが悪くなる。

本実施形態に係るプレミックスモルタルの構成成分であるセピオライトは、天然に産出する粘土鉱物でホルマイト系鉱物に属し、多孔質構造を有するため、吸着機能及び保水機能に優れた鉱物である。

本実施形態においては、天然に産出するセピオライトをそのまま使用することができるが、天然セピオライトは不純物としてドロマイト等を含むことが多い。このドロマイト等の不純物はセピオライトの吸放湿機能（調湿機能）を低下させる原因となるおそれがあるが、当該不純物の含有量が５０質量％以下であれば特に問題なく使用でき、不純物の含有量が０〜２０質量％であることが好ましい。この場合には、高い吸放湿機能を発揮し得る。

上記セピオライトの形状は、粉末状又は粒状であり、本実施形態におけるセピオライトとしては、粉末状セピオライトと粒状セピオライトとの混合物を用いてもよい。セピオライトの平均粒径は２０μｍ以下であることが好ましく、特に１０〜１５μｍであることが好ましい。平均粒径が２０μｍを超えると、本実施形態に係るプレミックスモルタルから得られるモルタル硬化体の強度が低下するおそれがある。

本実施形態に係るプレミックスモルタルにおいて、セピオライトの配合量は、セメント１００質量部に対し、５０〜４００質量部であり、特に１５０〜３００質量部であることが好ましい。セピオライトの添加量が５０質量部未満であると、所望とする保水性や吸着性能が十分に得られなくなる。また、セピオライトの添加量が４００質量部を超えると、上記プレミックスモルタルから得られるモルタル硬化体の強度が十分に得られなくなる。

なお、本実施形態に係るプレミックスモルタルにおいて、細骨材の代わりにセピオライトを用いてもよい。この場合、プレミックスモルタルの吸放湿機能（調湿機能）及び吸着機能はさらに向上するが、得られるモルタル硬化体の強度を確保することが困難であるため、強度をあまり必要としない部分に上記モルタル硬化体を用いるのが好ましい。

上記酸化チタンは、例えば、塩素法、硫酸法等の常法により得ることができ、一般的に塗料、インキ、プラスチック、製紙等の分野で使用されている材料を用いることができる。本実施形態における酸化チタンの形状は、粉末状又は粒状であることが好ましく、粉末状又は粒状の酸化チタンを使用してもよいし、粉末状酸化チタンと粒状酸化チタンとの混合物を使用してもよい。

酸化チタンの平均粒径は１０μｍ以下であることが好ましく、特に０．５〜５μｍであることが好ましい。平均粒径が１０μｍを超えると、モルタルの分散性能が悪くなり、所望の浄化機能が得られなくなるおそれがある。

本実施形態に係るプレミックスモルタルにおいて酸化チタンを配合する場合に、その配合量は、セメント１００質量部に対し、５０〜２００質量部であることが好ましく、特に１００〜１５０質量部であることが好ましい。酸化チタンの配合量が５０質量部未満であると、十分な浄化機能を発揮することができないおそれがあり、２００質量部を超えると、モルタルの粘性を適正な範囲で維持できなくなるおそれがある。

なお、本実施形態に係るプレミックスモルタルは、さらにモルタルのワーカビリティーを改善するために、必要に応じて増粘剤、遅延剤、膨張剤、収縮低減剤等の助剤を使用してもよい。また、鉄筋や型枠等へのモルタルの付着力を上げるために、水とともに樹脂エマルジョンを使用してもよい。

上記の配合量により各原料を配合し、十分に原料を混合することができる混合機、例えば、ナフタミキサー又はヘンシェルミキサー等により混合することで、本実施形態に係るプレミックスモルタルを得ることができる。そして、本実施形態に係るプレミックスモルタルに適当な量の水を加えて混練し、当該混練物を硬化させることにより、吸湿機能、放湿機能及び浄化機能に優れ、かつ、強度の高いモルタル硬化体を得ることができる。

本実施形態に係るプレミックスモルタルから得られたモルタルは、壁、天井、床、外壁、屋根、道路等の施工材料として用いることができる。このように、本実施形態に係るプレミックスモルタルから得られたモルタル及びモルタル硬化体は、調湿機能及び浄化機能に優れた建材等として使用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

〔実施例１〜６，比較例１〜５〕
表１に示す配合により、普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）、ＩＳＯ標準砂、セピオライト粉砕品（トルコ産，粒径：２０μｍ以下）、酸化チタン微粉末（チタン工業社製，粒径：１０μｍ以下）及びポリカルボン酸系高性能減水剤（太平洋セメント社製，商品名：コアフローＮＦ−１００）をホバートミキサーで混合してプレミックスモルタルを得た。得られたプレミックスモルタルに水を加えて混練することにより、モルタルを得た。なお、水は水道水を用い、普通ポルトランドセメント１００質量部に対し５０質量部の水を配合した。

〔流動性試験，圧縮強度試験〕
上記モルタルについてＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠してフレッシュモルタルの流動性試験及び圧縮強度試験を行った。この試験の結果を表２に示す。

〔吸放湿試験，浄化試験〕
上記モルタルを１０ｃｍ四方のボード上に厚さ１０ｍｍ程度に成型して、温度２０℃、湿度６０％の条件下で２８日間蒸気養生をした。上記のようにして養生・硬化したモルタル硬化体のボード面と側面とをエポキシ樹脂（関西ペイント社製）で被覆して、吸着面（ガスが検体に接触する面）を１面のみに限定する処理を行った。

上記モルタル硬化体について、図１に示す装置を用いて吸放湿試験及び浄化試験を行った。当該装置は、図１に示すように、圧縮窒素ボンベ１が、窒素ガス導入管１１及び流量計２を介して洗浄瓶３の窒素ガス導入口に接続される。そして、洗浄瓶３の窒素ガス排出口と洗浄瓶４の窒素ガス導入口とが接続され、洗浄瓶３と洗浄瓶４との間に圧縮窒素ボンベ１から希釈用窒素ガス導入管１２が接続される。ガラスケース７は、洗浄瓶４の窒素ガス排出口に接続され、ガラスケース７内に窒素ガスが導入可能とされ、さらに、ガスバック９内に洗浄瓶４から導入された窒素ガスを排出し得る構成になっている。

なお、ガラスケース７は、スターラー５の上に配設され、ガラスケース７の上方には、ガラスケース７に紫外線を含む光を照射し得る蛍光灯８が設けられている。また、ガラスケース７内下部には攪拌子７１が配置されており、スターラー５により攪拌子７１を回転させることで、ガラスケース７内に導入された窒素ガスを対流させることができる。さらに、ガラスケース７内には、試験検体６であるモルタル硬化体が予め配置されている。

浄化試験は、適量のベンゼンを入れた洗浄瓶３に窒素ガスを１Ｌ／ｍｉｎで流通させた一定濃度のベンゼンを含む窒素ガスと、希釈用窒素ガス導入管１２から導入される窒素ガスとを混合した。混合した窒素ガス中に含まれるベンゼン濃度が１００ｐｐｍになるように希釈用窒素ガス導入管１２から導入される窒素ガスの流量を調整してガラスケース７内に導入した。ガラスケース７内に配置した試験検体６（実施例１〜６，比較例１〜５）にベンゼンを吸着させるとともに、試験開始３分経過後から５分間排出ガスをガスバック９内に採取し、検知管によりベンゼン濃度を測定した。

吸放湿試験は、洗浄瓶３に適量の水を入れた状態で、洗浄瓶３から排出される窒素ガスを希釈しない以外は、上記浄化試験と同様に行った。なお、水蒸気吸着量の測定は、試験開始から６０分経過後の試験検体６の質量を測定することにより求めた。
上記吸放湿試験及び浄化試験の結果を表２に示す。

表２に示すように、比較例１は、細骨材の配合量が多いため、モルタルの強度が低く、比較例２は、減水剤の配合量が少ないため生モルタルフロー値が小さく、モルタルのワーカビリティーが悪かった。また、比較例３は、セピオライトの配合量が少ないため、水蒸気吸着量が少なく、比較例５は、セピオライト及び酸化チタンが配合されていないため、水蒸気吸着量が低く、ベンゼン濃度も高いままであった。さらに、比較例４は、細骨材の配合量が少ない一方、セピオライトの配合量が多いため、モルタルの強度が特に低くなった。

一方、実施例１〜６のモルタルは、適度な流動性及び強度を有するとともに、水蒸気の吸着量が多く、排出されたベンゼン濃度は低かった。この結果、本実施例１〜６に係るモルタル硬化体は、優れた吸放湿機能及び浄化機能を有することが確認できた。

本発明のプレミックスモルタルは、吸放湿機能及び浄化機能が要求される壁材、建材等の製造に有用である。また、本発明のプレミックスモルタルにより製造されたモルタル（モルタル硬化体）を壁材や建材等として用いることで、安全で快適な生活空間を創出することができる。

本実施例における吸放湿試験及び浄化試験の試験装置を示す概略図である。

符号の説明

１…圧縮窒素ボンベ
１１…窒素ガス導入管
１２…希釈用窒素ガス導入管
２…流量計
３，４…洗浄瓶
３１…ベンゼン又は水
５…スターラー
６…試験検体
７…ガラスケース
７１…攪拌子
８…ランプ（蛍光灯）
９…ガスバック

Claims

セメント１００質量部に対して、細骨材５０〜５００質量部と粉末状高性能減水剤０．１質量部以上と粉末状及び／又は粒状のセピオライト５０〜４００質量部とを配合したことを特徴とするプレミックスモルタル。
さらに酸化チタン５０〜２００質量部を配合したことを特徴とする請求項１に記載のプレミックスモルタル。