JP2006143547A - 防錆性に優れる水硬性組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏からなる水硬性成分と、アルカリ金属の亜硝酸塩とを含む防錆性に優れる水硬性組成物であり、
アルカリ金属の亜硝酸塩が、水硬性成分100質量部に対し、0.3〜5質量部含むことを特徴とする水硬性組成物である。
【選択図】 なし
Description
特許文献2には、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を主成分とする液か該液に還元性無機化合物及び還元性有機化合物を添加して乾燥粉末化した粉末の何れかと、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏、フライアッシュを含有してなるセルフレベリング性組成物が開示されている。
特許文献3には、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏、高炉スラグからなる水硬性成分と、リチウム塩とホウ酸化合物よりなる凝結調整剤と、減水剤と、増粘剤とからなる組成物が開示されている。
本発明は、水硬性組成物と金属とを接触させて施工しても、水硬性組成物と接触する金属に錆びの発生を抑制又は防止する効果を有し、さらに機械的特性の向上した水硬性組成物を提供することを目的とした。
アルカリ金属の亜硝酸塩が、水硬性成分100質量部に対し、0.3〜8質量部含むことを特徴とする水硬性組成物を提供することである。
1)水硬性成分が、アルミナセメント20〜90質量%、ポルトランドセメント0〜75質量%(但しポルトランドセメントは0質量%を除く)及び石膏5〜50質量%(アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏の合計は、100質量%である。)からなる水硬性成分であることが好ましい。
2)アルカリ金属の亜硝酸塩は、亜硝酸ナトリウム及び亜硝酸リチウムから選ばれる少なくとも1つの成分を含むことが好ましい。
3)水硬性組成物は、高炉スラグを含むことが好ましい。
4)高炉スラグは水硬性成分100質量部に対して、50〜350質量部を含むことが好ましい。
5)水硬性組成物は、フライアッシュを含まないことが好ましい。
6)水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対して、細骨材60〜350質量部を含むことが好ましい。
7)水硬性組成物は、減水剤を含むことが好ましい。
8)水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対して、減水剤0.01〜1.0質量部を含むことが好ましい。
9)水硬性組成物は、増粘剤を含むことが好ましい。
10)水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対して、増粘剤0.05〜1.0質量部を含むことが好ましい。
11)水硬性組成物は、凝結調整剤を含むことが好ましい。
12)水硬性組成物は、消泡剤を含むことが好ましい。
13)水硬性組成物は、水と混合したコンクリート又はモルタルなどのスラリーなどとして、金属又は金属表面を有するものに接触させて施工する用途に用いることが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、圧縮強度の向上した硬化物を得ることができる。
本発明の水硬性組成物は、硬化開始時間が早くなる。
本発明の水硬性組成物のスラリーの硬化表面は、優れる。
1)アルミナセメント20〜90質量%、好ましくは25〜75質量%、さらに好ましくは30〜60質量%、特に好ましくは35〜45質量%、
2)ポルトランドセメント0〜75質量%(但し、ポルトランドセメント0質量%を除く)、好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは15〜50質量%、特に好ましくは20〜40質量%、及び
3)石膏5〜50質量%、好ましくは10〜45質量%、さらに好ましくは15〜40質量%、特に好ましくは20〜35質量%(アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏の合計は、100質量%である。)からなる水硬性成分である。
水硬性成分100質量部に対し、アルカリ金属の亜硝酸塩が0.3〜8質量部、高炉スラグが50〜350質量部、細骨材が60〜350質量部、減水剤が0.01〜0.2質量部及び増粘剤が0.05〜0.5質量部と、凝結調整剤及び消泡剤とを含む水硬性組成物は、防錆性の優れたセルフレベリング材として、金属又は金属表面を有する物と接触させて、床下地などとして用いることができる。
高炉スラグは、JIS・A−6206に規定されるブレーン比表面積3000cm2/g以上ものを用いることが好ましい。
水硬性組成物は、必要に応じてさらに高炉スラグを含むことができ、高炉スラグを、水硬性成分100質量部に対して、好ましくは350質量部以下、さらに好ましくは25〜250質量部、より好ましくは50〜200質量部、特に好ましくは75〜150質量部を含むことが、硬化後、長期での強度低下を防ぐ理由により好ましく、水硬性成分に対して高炉スラグの添加量が前記範囲より小さいと収縮が大きくなり、前記範囲より大きいと強度低下を招くことがある。
特に、細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、石英粉末、FCC廃触媒、アルミナクリンカーなどが好ましく用いることが出来る。
細骨材は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対し、好ましくは350質量部以下、さらに好ましくは60〜350質量部、より好ましくは100〜300質量部、特に好ましくは150〜250質量部が好ましい。
細骨材の粒径は、JIS・Z−8801で規定される呼び寸法の異なる数個のふるいを用いて測定できる。
アルカリ金属の亜硝酸塩の添加量は、用いる水硬性成分などにより適宜選択できるが、特に防錆性に優れる範囲としては、水硬性成分100質量部に対し、アルカリ金属の亜硝酸塩を好ましくは0.3〜8質量部、さらに好ましくは0.3〜5質量部、特に好ましくは0.3〜3質量部を含むことである。
特に亜硝酸ナトリウムの添加量は、水硬性成分100質量部に対し、アルカリ金属の亜硝酸塩を好ましくは0.3〜8質量部、さらに好ましくは0.45〜5質量部、より好ましくは0.60〜3質量部、特に好ましくは0.75〜2質量部を含むことである。
特に亜硝酸リチウムの添加量は、水硬性成分100質量部に対し、アルカリ金属の亜硝酸塩を好ましくは0.3〜8質量部、さらに好ましくは0.35〜5質量部、より好ましくは0.45〜3質量部、特に好ましくは0.5〜2質量部を含むことである。
減水剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して0.01〜1.0質量部、さらに0.02〜0.5質量部、特に0.05〜0.2質量部が好ましい。
増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して0.05〜1.0質量部、さらに0.07〜0.7質量部、特に0.1〜0.5質量部含むことが好ましい。増粘剤の添加量が多くなると、流動性の低下を招く恐れがあり好ましくない。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与えるために好ましい。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して、2質量部以下、さらに1質量部以下、特に0.5質量部以下が好ましい。消泡剤の添加量は、上記より多く添加する場合、消泡効果の向上がみとめられない場合がある。
凝結促進剤としては、特性を妨げない粒径を用いることが好ましく、粒径は50μm以下にするのが好ましい。
特にリチウム塩を用いる場合、リチウム塩の粒径は50μm以下、さらに30μm以下、特に10μm以下が好ましく、粒径が上記範囲より大きくなるとリチウム塩の溶解度が小さくなるために好ましくなく、特に顔料添加系では微細な多数の斑点として目立ち、美観を損なう場合がある。
凝結調整剤は、リチウム塩とナトリウム塩の合量が、水硬性成分100質量部に対して0.05〜5質量部、さらに0.1〜2質量部、特に0.30〜1.5質量部の範囲で添加することが好ましい。
凝結調整剤は、リチウム塩に対するナトリウム塩のモル比が、1〜50の範囲にするのが好ましく、モル比が1より小さいと、凝結が早すぎ、流動性が低下するため、可使時間が短くなりすぎて施工に支障を来たす場合があり好ましくなく、また、50より大きいと、速硬性が低下し、早期開放が困難になる場合があり好ましくない。
本発明の水硬性組成物は、水を水硬性成分100質量部に対し、50〜130質量部、さらに70〜120質量部、特に90〜110質量部加えて用いることができる。
本発明の水硬性組成物は、水を水硬性組成物100質量部に対し、12〜32質量部、さらに17〜30質量部、特に22〜28質量部加えて用いることが好ましい。
(1)鉄、銅、亜鉛、錫、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、モリブデン、珪素、バナジウムなどから選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む金属及びこれらを含む合金、
(2)亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、アルミニウムメッキ、銅メッキ、クロムメッキ、鉄メッキなどのメッキをしている金属などの物、
(3)鉄、銅、亜鉛、錫、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、モリブデン、珪素、バナジウムなどから選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む金属及びこれらを含む合金を表面に有する物、
と接触させて、モルタルやコンクリートなどのスラリーなどとして施工することが出来る。
メッキとしては、化学蒸着や物理蒸着などの気相成膜法、電気メッキ、無電解メッキや化学メッキなどの電気化学的成膜法、溶融メッキ、金属浸透などの公知のメッキを用いることが出来る。
金属の形状は、特にどのような形状でも用いることが出来、板、シート、棒状、管状など、これらの圧延などの加工物を用いることが出来る。
本発明の水硬性組成物は、水などと混合したモルタルやコンクリートなどのスラリー状態で、金属又は金属を表面に有するものと接触させて施工して、金属又は金属を表面に有するものと水硬性組成物との構造体を得ることが出来る。
本発明の水硬性組成物は、水などと混合したモルタルやコンクリートなどのスラリー状態で、金属又は金属を表面に有するものと施工して、金属又は金属を表面に有するものを固定した水硬性組成物と金属の構造体を得ることが出来る。
本発明の水硬性組成物を床下地材として使用する場合、本発明の水硬性組成物と水などと混合したモルタルやコンクリートなどのスラリー状態で、金属製壁下地材や亜鉛メッキや錫メッキなどを施した金属製壁下地材と接触させて施工することができ、本発明の水硬性組成物からなる床下地材と金属製壁下地材や亜鉛メッキやスズメッキなどを施した金属製壁下地材との構造体を得ることが出来る。また、メッキしていない釘などの金属製部材や亜鉛メッキやスズメッキを施した釘などの金属製部材を用いて、木製、金属製又は樹脂製などの部材を、本発明の水硬性組成物又はこの半硬化物や硬化物に固定することが出来る。
また、本発明の水硬性組成物と水との混合物(スラリー)に金属を挿入させて固定することができる。
本発明の水硬性組成物は、土木建築用などに用いることができる。
2.硬化開始時間の測定法:生成スラリーを13×19cmの型枠に厚さ10mmで流し込み、温度30℃、湿度65%で養生し、硬化開始によりスラリー表面の水が引く時間を目視により評価し、水が引いた時間を硬化開始時間とする。なお、表面硬度はスプリング式硬度計タイプD型にて測定する。
(1)曲げ強度の測定法:JIS・R−5201に示される4×4×16cmの型枠に生成モルタルを型詰めして、温度35℃、湿度65%で24時間気中養生した後、脱型し、さらに気中で所定期間(7日、28日)追加養生して成型体を得る。成型体の曲げ強度は、JIS・R−5201記載の方法に準拠して測定する。
(2)圧縮強度の測定法:上記と同様の成型体を使用し、JIS・R−5201記載の方法に準拠して測定する。
(1)使用材料:以下の材料を使用した。
・アルミナセメント:ブレーン比表面積3,300cm2/g、モノカルシウムアルミネート含有量45重量%。
・ポルトランドセメント:早強セメント、ブレーン比表面積4,500cm2/g。
・石膏:II型無水石膏、ブレーン比表面積5,300cm2/g。
・高炉スラグ:ブレーン比表面積4,400cm2/g。
・珪砂:6号珪砂(市販品)。
・リチウム塩:炭酸リチウム(市販品)。
・ナトリウム塩:重炭酸ナトリウムと酒石酸ナトリウム(何れも市販品)。
・減水剤:ポリカルボン酸系減水剤(市販品)。
・増粘剤:メチルセルロース系増粘剤(市販品)。
・消泡剤:ポリエーテル系消泡剤(市販品)。
・亜硝酸A:亜硝酸ナトリウム(市販品)。
・亜硝酸B:亜硝酸リチウム(市販品)。
・亜硝酸C:亜硝酸カルシウム(市販品)。
表1に示す水硬性成分(ポルトランドセメント30質量%、アルミナセメント40質量%、石膏30質量%の組成)100質量部、高炉スラグ100質量部及び硅砂200質量部と、表2に示す割合のアルカリ金属の亜硝酸塩と、減水剤 0.12質量部、増粘剤 0.32質量部、凝結調整剤として炭酸リチウム 0.06質量部、酒石酸ナトリウム 0.36質量部及び重炭酸ナトリウム 0.48質量部と、消泡剤 0.15質量部(総量:1.5kg)とを同時に配合して、ケミスタラーを用いて混練して水硬性組成物を調整し、さらに水104質量部を加えて3分間混練して、スラリーを得る。水硬性成分は、表1に示す組成を用いた。
上記(2)のスラリー(35℃に調整)を、直径50mm、高さ100mm〔壁面材質:低炭素鋼(側面の内面:すずメッキ処理)、底板材質:圧延鋼板(底部の内面:メッキ無し)〕の円筒形である(株)前田製作所製サミット缶に詰め、温度35℃、湿度65%で3日又は7日間養生後、サミット缶からモルタル硬化体を取り出し、サミット缶内面の底板の錆の状態を目視にて観察し、評価結果を表2に示す。
錆びの判定、◎:錆びなし、○:2mm径未満、△:2〜5mm径、×:5〜10mm径、××:10mm径以上、×××:底の全面。
JIS・R−5201に示される4×4×16cmの型枠に生成スラリー(35℃に調整)を型詰めして、温度35℃、湿度65%で24時間気中養生した後、脱型し、さらに同条件の気中にて所定期間(7日、14日)追加養生して成型体を得る。成型体は、JIS・R−5201記載の方法に従い、曲げ強度と圧縮強度を測定する。
(5)スラリーのフロー値:
生成スラリーのフロー値は、JASS・15M−103に準拠して測定する。試験は、温度35℃、湿度65%の条件で行った(スラリー温度は、35℃に調整)。
(6)硬化開始時間の測定法:
生成スラリー(30℃に調整)を13×19cmの型枠に厚さ10mmで流し込み、温度30、湿度65%で養生し、硬化開始によりスラリー表面の水が引く時間を目視により評価し、水が引いた時間を硬化開始時間とする。なお、表面硬度はスプリング式硬度計タイプD型にて測定する。
2.実施例1〜4の亜硝酸ナトリウムと、実施例5〜8の亜硝酸リチウムとを比較すると、亜硝酸リチウムは亜硝酸ナトリウムよりも、錆びの防止又は抑制する効果が優れている。さらに亜硝酸リチウムを含む組成物では、曲げ強度及び圧縮強度も向上している。
3.実施例1〜4の亜硝酸ナトリウムでは、亜硝酸塩の含有量と錆びの防止又は抑制効果を比較すると、実施例4>実施例3>実施例2>実施例1の順に錆びの防止又は抑制効果が優れている。
4.実施例5〜8の亜硝酸リチウムでは、実施例6〜8の範囲が特に錆びの防止又は抑制効果が優れている。
5.実施例1〜8に示す水硬性組成物は、セルフレベリング材として使用することが出来る。
Claims (6)
- アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏からなる水硬性成分と、アルカリ金属の亜硝酸塩とを含む防錆性に優れる水硬性組成物であり、
アルカリ金属の亜硝酸塩は、水硬性成分100質量部に対し0.3〜8質量部含むことを特徴とする水硬性組成物。 - 水硬性組成物は、フライアッシュを含まないことを特徴とする請求項1に記載の水硬性組成物。
- 水硬性成分が、アルミナセメント20〜90質量%、ポルトランドセメント0〜75質量%(但しポルトランドセメントは0質量%を除く)及び石膏5〜50質量%(アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏の合計は、100質量%である。)を含む水硬性成分であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水硬性組成物。
- アルカリ金属の亜硝酸塩は、亜硝酸ナトリウム及び亜硝酸リチウムから選ばれる少なくとも1つの成分を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
- 水硬性組成物は、さらに高炉スラグを含み、
高炉スラグは、水硬性成分100質量部に対して50〜350質量部を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の水硬性組成物。 - 水硬性組成物は、さらに細骨材を含み、
細骨材は、水硬性成分100質量部に対して60〜350質量部を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
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