JP2006298663A - 補修可能なモルタル、並びにこれらの硬化物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、アルミナセメント及びポルトランドセメントから選ばれる成分を含む水硬性成分を用いて、硬化後、急激に表面硬度が高くならず、8時間程度までは緩やかに表面硬度が発現し、軽歩行可能後、2時間から4時間程度の補修可能時間を確保することができるモルタルを製造できる水硬性組成物の提供を目的とする。
【解決手段】 水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、
水硬性成分はアルミナセメントを20質量部以上含み、凝結調整剤は酒石酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物を提供すること。
【選択図】 なし
Description
特許文献3には、アルカリ金属炭酸塩類、有機酸類、及び20℃における冷水可溶分が5〜90重量%のデキストリンを含有してなるセメント混和材が開示されている。
本発明は、アルミナセメント及びポルトランドセメントから選ばれる成分を含む水硬性成分を用いて、硬化後、急激に表面硬度が高くならず、8時間程度までは緩やかに表面硬度が発現し、軽歩行可能後、2時間から4時間程度の補修可能時間を確保することができるモルタルを製造できる水硬性組成物の提供を目的とする。
水硬性成分は、水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上含み、
凝結調整剤は酒石酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物である。
本発明の第三は、本発明の第一の水硬性組成物と水との配合物を硬化させて得られる硬化物である。
1)水硬性組成物は、水硬性成分100質量%に対して、酒石酸塩を0.01〜1質量%及び重炭酸塩を0.01〜1質量%含むこと。
2)酒石酸塩及び重炭酸塩が、酒石酸ニアルカリ金属塩及び重炭酸ナトリウムであること、さらに酒石酸ニナトリウム及び重炭酸ナトリウムであること。
3)水硬性組成物は、さらに流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも1種を含むこと。
4)水硬性成分は、アルミナセメントを水硬性成分100質量部中に20質量部以上を含み、さらに好ましくはアルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分を用いること、
特に好ましくは水硬性成分は、アルミナセメント30〜50質量部、ポルトランドセメント23〜45質量部及び石膏15〜27質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分を用いること。
5)水硬性組成物は、さらに細骨材を含むこと。
6)水硬性組成物は、さらに無機成分を含むこと。
特に本発明の水硬性組成物は、硬化時の表面硬度の発現が遅く、施工後早期に軽歩行可能となり、軽歩行が可能になった後2時間から4時間程度のコテなどを用いて補修可能な時間を確保することができるモルタルを製造することができる。
水硬性成分はアルミナセメント及びポルトランドセメントから選ばれる成分を少なくとも1種含み、凝結調整剤は酒石酸塩及び重炭酸塩を含む組成物である。
水硬性成分は、水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上含み、必要に応じてポルトランドセメント及び石膏から選ばれる成分を少なくとも1種含むことができる。
水硬性成分は、(1)水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上とポルトランドセメントとの2成分の組み合わせ、(2)水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上と石膏との2成分の組み合わせ、又は(3)水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上とポルトランドセメントと石膏との3成分の組み合わせである。
石灰類としては、生石灰、仮焼ドロマイト、炭酸カルシウム等が挙げられ、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
水硬性組成物において、無機成分の添加量は、水硬性成分100質量部に対し、好ましくは10〜350質量部、より好ましくは30〜200質量部、さらに好ましくは50〜150質量部、特に好ましくは70〜130質量部とするのが好ましい。
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以上のものを用いることができる。
水硬性組成物において、フライアッシュの添加量は、水硬性成分100質量部に対し、好ましくは10〜350質量部、より好ましくは30〜200質量部、さらに好ましくは50〜150質量部、特に好ましくは70〜130質量部とするのが好ましい。
細骨材は、水硬性成分100質量部に対し、好ましくは50〜500質量部、より好ましくは100〜400質量部、さらに好ましくは150〜300質量部、特に好ましくは150〜250質量部の範囲が好ましい。
細骨材としては、粒径2mm以下の骨材、好ましくは粒径0.1〜2mmの骨材、さらに好ましくは粒径0.2〜2mmの骨材、特に好ましくは0.3〜2mmの骨材を主成分としている。
細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、アルミナクリンカー、シリカ粉、粘土鉱物、廃FCC触媒、石灰石などの無機質材、ウレタン砕、EVAフォーム、発砲樹脂などの樹脂粉砕物などを用いることができる。
特に細骨材としては、砂類、石英粉末、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する。
樹脂粉末としては、樹脂の粉末化方法などの製法については特に限定されず、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。また樹脂粉末としては、ブロッキング防止剤を主に樹脂粉末の表面に付着しているものを用いることができる。
樹脂粉末は、水性ポリマーディスパーションを噴霧やフリーズドライなどの方法で、溶媒を除去し乾燥した再乳化型の樹脂粉末を用いることが好ましい。
樹脂粉末の粒子径は、315μmふるい上残分が3%以下、さらに300μmふるい上残分が3%以下、特にさらに300μmふるい上残分が2%以下のものを好ましく用いることが出来る。
樹脂粉末は、水硬性成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜3質量部、さらに好ましくは0.3〜2質量部、特に好ましくは0.5〜1.5質量部を配合したものを用いることができる。
樹脂粉末は、酢酸ビニル及びバーサチック酸ビニルエステルから選ばれる少なくとも1種又は2種を含む成分から得られる樹脂粉末が好ましく、特に、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル/アクリル酸エステル、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル/アクリル酸エステル/エチレン、酢酸ビニル/エチレン、酢酸ビニル/アクリル酸エステル/エチレン、バーサチック酸ビニルエステル/アクリル酸エステルなどの共重合物を好ましく用いることが出来る。
水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対して、酒石酸塩を好ましくは0.01〜1質量部であり、より好ましくは0.05〜0.7質量部、さらに好ましくは0.1〜0.5質量部、特に好ましくは0.12〜0.4質量部であり、
重炭酸塩を好ましくは0.01〜1質量部であり、より好ましくは0.05〜0.7質量部、さらに好ましくは0.08〜0.5質量部、特に好ましくは0.1〜0.4質量部であることが好ましい。
凝結調整剤は、酒石酸塩及び重炭酸塩を除き、凝結促進を行う成分を含んでもよいし、含まなくてもよいが、好ましくは含まない方が好ましい。
凝結調整剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、塩化リチウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン類、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウムなどの無機硫酸塩類、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムなどの炭酸塩類、アルミン酸ナトリウム及びアルミン酸カリウムなどのアルカリアルミン酸塩類、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム及び硝酸カルシウムなどの硝酸塩類、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム及び亜硝酸カルシウムなどの亜硝酸塩類、ギ酸、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム及びギ酸カルシウムなどのギ酸塩類、乳酸、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム及び乳酸カルシウムなどの乳酸塩類、酢酸、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び酢酸カルシウムなどの酢酸塩類、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びチオシアン酸カルシウムなどのチオシアン酸塩類、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム及びチオ硫酸カルシウムなどのチオ硫酸塩類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類、オキシカルボン酸及びその塩などを挙げることができる。
オキシカルボン酸の塩としては、クエン酸塩を除く、例えばオキシカルボン酸のアルカリ金属塩(具体的にはナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩など)、アルカリ土類金属塩(具体的にはカルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩など)などを挙げることができる。
水硬性成分であるアルミナセメントの発現強度は、水/セメント比の影響を大きく受けることから、減水効果を有する流動化剤を使用して水/水硬性成分比を小さくすることが不可欠である。
流動化剤としては、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系等、ポリエーテルポリカルボン酸などの市販のものが、その種類を問わず使用できる。
流動化剤は、用いる水硬性成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、水硬性成分100質量部に対し、0.001〜5質量部、さらに好ましくは0.01〜4質量部、より好ましくは0.1〜3.5質量部、特に好ましくは0.2〜3質量部であり、添加量が余り少ないと十分な効果が発現せず、また多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、所要の流動性を得るための混練水量が増大し、同時に粘稠性も大きくなり、充填性が悪化する場合が考えられる。
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、好ましくは0.001〜2質量部、さらに好ましくは0.005〜1.5質量部、より好ましくは0.01〜1質量部、特に0.02〜0.5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るために好ましい範囲で用いることが好ましい。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性成分や細骨材などの骨材分離の抑制、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、水硬性組成物の硬化物の特性を向上させるために好ましい。
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、
好ましくは0.001〜2質量部、さらに好ましくは0.005〜1.5質量部、より好ましくは0.01〜1質量部、特に0.02〜0.5質量部含むことが好ましい。消泡剤の添加量は、上記範囲内が、消泡効果が認められるために好ましい。
本発明の水硬性組成物をセルフレベリング組成物やセルフレベリング材に用いる場合、本発明の水硬性組成物は、酒石酸塩及び重炭酸塩の凝結調整剤を除く他の成分として、
1)アルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分を用いることが好ましく、
2)アルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分と、無機成分とを用いることがより好ましく、
3)アルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分と、無機成分と、流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも1種を用いることがさらに好ましく、
4)アルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分と、無機成分と、細骨材と、流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも1種を用いることが特に好ましい。
水の添加量は、水硬性組成物100質量部に対し、好ましくは10〜50質量部、さらに好ましくは12〜40質量部、より好ましくは13〜35質量部、特に好ましくは15〜30質量部加えて用いることが好ましい。
さらに本発明の水硬性組成物は、打設後硬化により軽歩行可能となった後、1時間から6時間程度、さらに2時間から5時間程度、特に2時間から4時間程度の補修可能時間を確保することができる組成物やモルタルを得ることが出来る。
さらに本発明の水硬性組成物は、酒石酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、打設2時間後から6時間後、さらに打設後2時間から5時間後、特に打設後2時間から4時間後の表面硬度が1〜15の範囲、さらに1〜14の範囲のもの、特に1〜13の範囲のものを得ることが出来る組成物やモルタルを得ることが出来る。
特に本発明の水硬性組成物は、酒石酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、温度20℃で打設2時間後から6時間後、さらに打設後2時間から5時間後、特に打設後2時間から4時間後の表面硬度が1〜15の範囲、さらに1〜14の範囲のもの、特に1〜13の範囲のものを得ることが出来る組成物やモルタルを得ることが出来る。
さらに本発明のモルタルは、打設後硬化により軽歩行可能となった後、1時間から6時間程度、さらに2時間から5時間程度、特に2時間から4時間程度の補修可能時間を確保することができる。
さらに本発明のモルタルは、打設2時間後から6時間後、さらに打設2時間後から5時間後、特に打設後2時間から4時間後の表面硬度が1〜15の範囲、さらに1〜14の範囲のもの、特に1〜13の範囲のものを得ることが出来る。
特に本発明のモルタルは、温度20℃で打設2時間後から6時間後、さらに打設2時間後から5時間後、特に打設後2時間から4時間後の表面硬度が1〜15の範囲、さらに1〜14の範囲のもの、特に1〜13の範囲のものを得ることが出来る。
水硬性組成物のプレミックス粉体は、所定量の水と混合、攪拌して、スラリー状のモルタルを製造することができ、その後モルタルを硬化させて水硬性組成物の硬化物を得ることができる。
本発明の水硬性組成物は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、屋上などの床下地材、壁下地材などに用いることが出来る。
本発明の水硬性組成物は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、屋上などの床下地材、壁下地材などのセルフレベリング材に用いることが出来る。
(1)表面硬度:打設後からの所定の経過時間において、硬化した表面の硬度をスプリング式硬度計タイプD型((株)上島製作所製)を用いて、任意の3〜5カ所の表面硬度を測定し、そのスプリング式硬度計タイプD型のゲージの読み取り値の平均値をその時間の表面硬度とする。
なお、補修可能な表面硬度は15以下であることが好ましい。
(2)スラリーの評価:評価は、表2〜4に示す温度20℃又は5℃で行う。
・フロー値: JASS・15M−103に準拠して測定する。厚さ5mmのみがき板ガラスの上に内径50mm、高さ51mmの塩化ビニル製パイプ(内容積100ml)を置き練り混ぜたコンクリート組成物を充填した後、パイプを引き上げる。広がりが静止した後、直角2方向の直径を測定し、その平均値をフロー値とする。
・セルフレベリング性: 図1に示すSL測定器を使用し、幅30mm×高さ30mm×長さ750mmのレールに、先端より長さ150mmのところに堰板を設け、混練直後のスラリーを所定量満たして成形する。成形直後に堰板を引き上げて、スラリーの流れの停止後に、標点(堰板の設置部)からスラリー流れの最短部までの距離を測定し、その値(SL値)をL0とする。
同様に成形後5分後、10分後、30分後、40分後に堰板を引き上げて、スラリーの流れの停止後に、標点(堰板の設置部)からスラリー流れの最短部までの距離を測定し、その値(SL値)をL5、L10、L30、L40とする。
ユズ肌、粉化、ピンホール及び凹凸は、上記(2)で得られるスラリーを、30cm×30cmのコンクリート板へ厚さ10mmで流し込み、硬化終了後、目視で観察した。評価は以下の通りとした。
○:無し、×:有り。
(4)強度の評価(曲げ強度、圧縮強度): 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(6日)追加養生して成型体を得る。成型体は、JIS・R−5201記載の方法に従い測定する。
1)水硬性成分
・アルミナセメント(フォンジュ、ラファージュアルミネート社製、ブレーン比表面積3100cm2/g)。
・ポルトランドセメント(早強セメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積4500cm2/g)。
・石膏:II型無水石膏(セントラル硝子社製、ブレーン比表面積3460cm2/g)。
・高炉スラグ(リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積4400cm2/g)。
2)細骨材
・珪砂:6号珪砂。
3)凝結調整剤:
・重炭酸塩:重炭酸ナトリウム(東ソー社製)。
・酒石酸塩:L−酒石酸ニナトリウム(扶桑化学工業社製)。
4)混和剤
・流動化剤:ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)。
・増粘剤:メチルセルロース系増粘剤(松本油脂社製)。
・消泡剤:ポリエーテル系消泡剤(サンノプコ社製)。
5)樹脂粉
・樹脂粉:酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル/アクリル酸エステルの共重合体(クラリアントポリマー社製)。
表1に示す成分を、アイリッヒミキサを使用して混合し、水硬性組成物を得た。
温度20℃、相対湿度65%の条件下で、水硬性組成物100重量部に対し、水24重量部を加え、1.5分間混練して、モルタルを調整した。
得られたモルタルのフロー値及びSL値の流動性と、水引時間、打設後の表面硬化、硬化後の硬化表面の性状について評価を行い、結果を表2に示す。
表2に示す重炭酸塩及び酒石酸塩の配合割合と測定温度で行った以外は、実施例1と同様にモルタルを調整し、各種の評価を行い、その結果を表2に示す。
実施例1〜6において調整されたモルタルは、セルフレベリング性を有し、モルタル流延後の表面状態は、ユズ肌、粉化、ピンホール及び凹凸がなく平滑であった。
Claims (7)
- 水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、
水硬性成分は、水硬性成分100質量部中にアルミナセメントを10質量部以上含み、
凝結調整剤は酒石酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物。 - 水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対して、酒石酸塩を0.01〜1質量部及び重炭酸塩を0.01〜1質量部含むことを特徴とする請求項1に記載の水硬性組成物。
- 酒石酸塩及び重炭酸塩が、酒石酸ニアルカリ金属塩及び重炭酸ナトリウムであることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
- 水硬性成分は、アルミナセメント30〜70質量部、ポルトランドセメント0〜45質量部及び石膏15〜50質量部(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質量部である。)からなる水硬性成分を用いる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、さらに流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも1種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。
- 請求項1〜5に記載の水硬性組成物と水とを混練して得られるモルタル。
- 請求項1〜5に記載の水硬性組成物と水との配合物を硬化させて得られる硬化物。
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