JP2011001222A

JP2011001222A - ポリマーセメントモルタル及び仕上げ方法

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Publication number: JP2011001222A
Application number: JP2009145630A
Authority: JP
Inventors: Osao Hori; 長生堀; Akiko Okuda; 章子奥田; Takuya Mizukami; 卓也水上; Tsunenori Harada; 恒則原田; Kiyoji Naruse; 喜代二成瀬
Original assignee: NARUSE KAGAKU KK; Obayashi Corp
Current assignee: NARUSE KAGAKU KK; Obayashi Corp
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2011-01-06

Abstract

【課題】基材が乾燥状態であっても湿潤状態であっても高い接着性を有し、厚塗材及び薄塗材として使用可能なポリマーセメントモルタル等を提供する。
【解決手段】（Ｘ）セメント及び細骨材からなる粉体、（Ｙ）（Ａ）（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、（Ａ３）水と、を混合して生成される高分子エマルジョンと、（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、（Ｃ）タルクとを、常温で混合して生成され、粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）である混和液、及び、（Ｚ）水、を混合した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリマーセメントモルタル及びこのポリマーセメントモルタルを用いた仕上げ方法に関する。

コンクリートの躯体などを施工する際に、型枠内または脱型後の若材齢コンクリート面の乾燥防止、保護、養生の目的、及び、ジャンカや欠損部を補修する目的でポリマーセメントモルタルをコンクリートの上に施すことが知られている。
ポリマーセメントモルタルとしては、酢酸ビニル重合体などの有機ポリマーが混合された高分子系の水性エマルジョン（emulsion；乳濁液）とセメント、細骨材等が混合されたポリマーセメントモルタルなどがある。

しかしながら、上述したポリマーセメントモルタルは、打設後一週間以上経過した乾燥状態のコンクリートや、表面に水が滴り落ちているような湿潤状態のコンクリートに薄塗り仕上げ材として用いた場合には、剥離が発生する虞があるという課題がある。
また、ジャンカや欠損部を補修するために厚塗り仕上げを施す際に、上記薄塗り仕上げ材を兼用すると、ひび割れが発生しやすい。このため、ひび割れの発生を抑え、また付着性を確保するために複数回に分けて施工する必要があり施工性が悪く、工期がかかるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基材が乾燥状態であっても湿潤状態であっても高い付着性を有し、厚塗材及び薄塗材として使用可能なポリマーセメントモルタル及び仕上げ方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明のポリマーセメントモルタルは、（Ｘ）セメント及び細骨材からなる粉体、（Ｙ）（Ａ）（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、（Ａ３）水と、を混合して生成される高分子エマルジョンと、（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、（Ｃ）タルクとを、常温で混合して生成され、粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）である混和液、及び、（Ｚ）水、を混合したことを特徴とするポリマーセメントモルタルである。

本発明のポリマーセメントモルタルによれば、ポリエチレン又はポリプロピレンが混合された高分子エマルジョンに含まれている分散剤が保持している水分が、ポリマーセメントモルタルが硬化する際の水和反応に使用されるので、急激な乾燥が抑制され高い付着力を得ることが可能である。このため、本ポリマーセメントモルタルを薄塗材として施したとしてもポリマーセメントモルタルが剥がれ落ちる、所謂ドライアウトの発生を抑制することが可能である。このため、広い領域に薄塗りする仕上げ材として使用することが可能である。

また、ポリマーセメントモルタルに混合されている高分子エマルジョンに含まれるポリエチレンまたはポリプロピレンは電荷の偏りがない非極性の樹脂なので、親水性を有する安定した状態にてポリマーセメントモルタル内の水分と混合されている。このため、ポリエチレンまたはポリプロピレンの粒子はセメント及び細骨材からなる粉体の隙間に水の如く浸入する。そして、水和反応が進行して水分が抜けた状態で、セメント及び細骨材からなる粉体の隙間を埋めるポリエチレンまたはポリプロピレンは皮膜を形成し、この皮膜が弾性を有するため、本ポリマーセメントモルタルをセメント系基材等に厚塗材として施したとしても、ひび割れ等の発生を抑制することが可能である。このため、ジャンカや欠損などに厚塗りする補修材として使用することが可能である。

また、本ポリマーセメントモルタルは、耐水性及び付着力が高いため、セメント系基材の含水率が高い状態にて、当該セメント系基材の上に施すことが可能である。このため、セメント系基材を十分に乾燥させる必要がないので、ポリマーセメントモルタルをセメント系基材の上に施すまでの期間を短くすることができ、施工期間を短縮することが可能である。更に、本ポリマーセメントモルタルは付着力が高いため、十分に乾燥した状態のセメント系基材上に施すことが可能である。

かかるポリマーセメントモルタルは、前記（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、前記（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、の混合比率が１：０．１以上１：０．５以下であることが望ましい。これにより、ポリマーセメントモルタルの安定性及び耐水性を高めることができる。

かかるポリマーセメントモルタルは、前記高分子エマルジョンが、前記（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、前記（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、前記（Ａ３）水と、（Ａ４）平均分子量が５００以上５０００以下の石油樹脂と、を混合して生成された高分子エマルジョンであることが望ましい。
このようなポリマーセメントモルタルによれば、高分子エマルジョンが石油樹脂をさらに含むことにより、ポリマーセメントモルタルの保存性を高めることができる。

かかるポリマーセメントモルタルは、前記高分子エマルジョンと、前記（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、の混合比率が２：１以上５：１以下であることが望ましい。これにより、ポリマーセメントモルタルの耐水性を高めることができる。

また、セメント系基材の上に、前記ポリマーセメントモルタルを施すことを特徴とする仕上げ方法である。
このような仕上げ方法によれば、ポリエチレン又はポリプロピレンが混合された高分子エマルジョンに分散剤が含まれており、この分散剤が保持している水分が水和反応に使用されるので、急激な乾燥が抑制される。このため、本ポリマーセメントモルタルを薄塗材として施したとしてもポリマーセメントモルタルが剥がれ落ちる、所謂ドライアウトの発生を抑制することが可能である。

また、ポリマーセメントモルタルに混合されている高分子エマルジョンに含まれるポリエチレンまたはポリプロピレンは電荷の偏りがない非極性の樹脂なので、ポリエチレン又はポリプロピレンは親水性を有する安定した状態にてポリマーセメントモルタル内の水分と混合されている。このため、ポリエチレンまたはポリプロピレンの粒子はセメント及び細骨材からなる粉体の隙間に水の如く浸入する。そして、水和反応が進行して水分が抜けた状態で、セメント及び細骨材からなる粉体の隙間を埋めるポリエチレンまたはポリプロピレンの皮膜が弾性を有するため、本ポリマーセメントモルタルをセメント系基材等に厚塗材として施したとしても、ひび割れ等の発生を抑制することが可能である。
このように、薄塗材としても厚塗材としても区別することなく使用することが可能であるため施工性が向上する。

更に、本ポリマーセメントモルタルは耐水性及び付着力が高いため、セメント系基材の含水率が高いセメント系基材の上に施すことが可能である。このため、セメント系基材を十分に乾燥させる必要がないので、ポリマーセメントモルタルをセメント系基材の上に施すまでの期間を短くすることができ、施工期間を短縮することが可能である。

かかる仕上げ方法であって、前記ポリマーセメントモルタルの上に塗膜を形成することとしてもよい。
このような仕上げ方法によれば、基材の含水率が高い状態でポリマーセメントモルタルが施されており、そのポリマーセメントモルタル上に塗膜を形成するので、セメント系基材の施工開始から塗膜を形成する仕上げまでの施工時間を短縮することが可能である。

かかる仕上げ方法であって、設置された型枠内にセメント系基材を流入し、前記型枠を撤去した後、前記セメント系基材の含水率が１０％を超える状態にて、当該セメント系基材の上に、前記ポリマーセメントモルタルを施すことが望ましい。
このような仕上げ方法によればポリマーセメントモルタルは耐水性が高いため、セメント系基材の含水率が１０％を超えるような含水率が高い状態であっても、セメント系基材の上に施すことが可能である。このため、セメント系基材を十分に乾燥させる必要がないので、セメント系基材の上にポリマーセメントモルタルを早期に施すことが可能である。これにより、施工時間を大幅に削減することが可能である。

本発明によれば、基材が乾燥状態であっても湿潤状態であっても高い接着性を有し、厚塗材及び薄塗材として使用可能なポリマーセメントモルタル及び仕上げ方法を提供することが可能である。

本発明の一実施例にかかるポリマーセメントモルタルを用いた施工方法及び仕上げ方法を説明するための断面図である。本発明のポリマーセメントモルタルの水和反応を説明するためのモデル図である。一般的なポリマーセメントモルタルの水和反応を説明するためのモデル図である。本発明のポリマーセメントモルタルを用いたスリップフォーム工法及び仕上げ方法を示すフローチャートである。従来の施工例と本発明のポリマーセメントモルタルを用いた施工例との所要時間の相違を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例にかかるポリマーセメントモルタルを用いた施工方法及び仕上げ方法を説明するための断面図である。

本実施形態においては、図１に示すように、型枠１０間にコンクリートを順次上方に打設して煙突などの筒状構造物を構築するスリップフォーム工法にて本発明のポリマーセメントモルタルを下地調整材として使用する例について説明する。

コンクリートを順次上方に打設していくスリップフォーム工法に用いる装置は、図１に示すように、対向配置される一対の型枠１０と、一対の型枠１０を互いに間隔を隔てて保持するヨーク１２と、ヨーク１２を構造物の構築方向すなわち上下方向に移動させるためのジャッキ１８と、を有している。

構造物の下端側にて既に打設済みのコンクリートでなるセメント系基材としてのコンクリート躯体１４には、上方へ延びるロッド１６が建て込まれている。ヨーク１２は、ロッド１６にジャッキ１８を介して支持されており、ジャッキ１８がロッド１６に沿って上昇することにより、ヨーク１２とともに一対の型枠１０が上昇する。

ヨーク１２の上方には作業台(不図示)が設けられており、作業台上には、コンクリートをバケットで吊り上げるためのクレーン（不図示）等の、コンクリートの打設に必要な各種装置が設置されている。

そして、筒状の構造物を構築する際には、ジャッキ１８を駆動して型枠１０を上昇させつつ一対の型枠１０の間に連続的にコンクリートを打設する。このとき、型枠１０の上昇、すなわち型枠１０が移動されることにより露出されたコンクリート躯体１４の表面に下地調整材としてのポリマーセメントモルタル２０を順次塗布していく。

本実施形態に係る筒状構造物は、表面に塗装することによって塗膜３０が形成されている。このため、ポリマーセメントモルタル２０は、筒状構造物を構成するコンクリート躯体１４に対して塗装仕上げを行う際に、コンクリート躯体１４の表面を塗膜形成に適した滑らかな面にするためにも機能している。

また、コンクリート躯体１４の表面の段差が数ｍｍ以上と大きい場合であっても、本ポリマーセメントモルタル２０は補修材として塗布することも可能であり、段差も含めてポリマーセメントモルタル２０を塗布することにより段差の補修と下地の調整を施すことが可能である。

そして、塗装仕上げは、コンクリート躯体１４の表面上に施したポリマーセメントモルタル２０を下地にしてその上に塗膜３０を形成することで完了する。ここで、本実施形態においては筒状構造物の表面に塗膜３０を形成する例について説明するが、塗膜は必ずしも形成しなくても良い。

ポリマーセメントモルタル２０は、３段階の工程を経て調製される。３段階の工程は、ポリマーセメントモルタル２０の材料の１つである高分子エマルジョン（以下、分散液Ａともいう）を調製する分散液Ａ調製工程と、調製した分散液Ａを用いて混和液を調製する工程と、調製した混和液を用いてポリマーセメントモルタル２０を調製する工程と、からなる。

まず、分散液Ａ調製工程について説明する。
分散液Ａの材料（構成成分）として、有機ポリマーと、水と、有機ポリマーを水に分散させるための分散剤とを用意する。

有機ポリマーとしては、ポリエチレンまたはポリプロピレンを用いる。有機ポリマーの数平均分子量は、３０００以上１０００００以下の範囲内にあり、常温で固体である。有機ポリマーは数平均分子量が３０００を下回ると、ポリマーセメントモルタルの躯体への付着性が低下すると共にポリマーセメントモルタルの耐水性や強度が低下し、数平均分子量が１０００００を超えると、ポリマーセメントモルタルの粘度が高くなりすぎてポリマーセメントモルタルを躯体の上に施しにくくなる。

分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ：poly-vinyl alcohol）が用いられる。ＰＶＡは、ビニル基に由来する油性の部分（以下、「親油基Ｏ」という）と、アルコールの水酸基に由来する、多数の水性の部分（以下、「親水基Ｗ」という）とを有する。このため、ＰＶＡは、乳化剤として機能する。ＰＶＡは、数平均分子量が５００を下回ったり、３０００を上回ったりすると、１分子中に含まれる親水基Ｗの数と親油基Ｏの数のバランスが崩れて、乳化剤としての機能が低下する。

ＰＶＡとしては、親水基の一部をケン化した部分ケン化ＰＶＡを用いることが好ましく、より好ましくは、そのケン化度が７０％〜９８％、特には８０％〜９７％の部分ケン化ＰＶＡである。ＰＶＡは、ケン化度が７０％を下回ると、上記有機ポリマーの水に対する溶けやすさ（可溶性）が高すぎてポリマーセメントモルタルの耐水性が低下し、ケン化度が９８％を上回ると、上記可溶性が低くなりすぎてポリマーセメントモルタルが水性にならなくなる。なお、ケン化度が９８％を上回るようなＰＶＡを製造することは困難である。

続いて、上記３つの材料を所定の混合比率で混合することで、有機ポリマーを主な固形分としたエマルジョン（以下、高分子エマルジョンともいう）を生成する。この混合の際、材料に対してせん断力を付与するために、混練機であるニーダー（kneading machine）を使用することが好ましく、より好ましくは、材料を加圧したり加熱したりする。これらにより、材料を均一に混合することができる。

上記混合によって、ＰＶＡの親油基Ｏは上記有機ポリマーと馴染み、親水基Ｗは水と馴染む。この結果、多数の親水基Ｗが有機ポリマーの表面に配置された状態の粒子が、水に分散されることになる。こうして、水中に油性部分が分散されたＯ／Ｗ（oil in water）型のエマルジョン、つまり水性の高分子エマルジョンが形成される。このように調製された水性のエマルジョンを、本明細書では、「分散液Ａ」と称している。分散液Ａは、スラリー（slurry）状態又はペースト状態にある。

ここで、混合比率について説明する。
分散剤は、有機ポリマーの質量を１００％（１重量部）とすると、１０質量％以上５０質量％以下の割合で添加される。つまり、有機ポリマーと分散剤の質量比を示す混合比率（有機ポリマー：分散剤）は、１：０．１以上１：０．５以下である。分散剤の添加量が１０質量％を下回ると、高分子エマルジョンの安定性が低下し、添加量が５０質量％を上回ると、ポリマーセメントモルタルの耐水性が低下する。

水は、任意の割合で添加される。ただし、混合の際には、少量ずつ添加することが好ましい。これにより、均一な混合物を得ることが容易となる。最終的な水の添加量は、分散液Ａにおける固形分量が約５０％、例えば４８％となるように調整される。なお、固形分量とは、液状成分及び固形分の総質量に対する固形分の総質量の割合（質量％）を示す。

ところで、上記分散液Ａの調製にあたり、数平均分子量が５００以上５０００以下の石油樹脂を用意し、これを上記３つの材料とともに混合することが好ましい。石油樹脂としては、例えば、高級オレフィン系炭化水素を主原料とするものを用いることができる。このような石油樹脂は、ポリマーセメントモルタルの保存性を高める機能を有する。これは、石油樹脂が有機ポリマーや分散剤の親油基Ｏと馴染むためであると考えられる。石油樹脂の数平均分子量が５００を下回ったり、５０００を上回ったりすると、有機ポリマーや分散剤の親油基Ｏと馴染みにくくなり、ポリマーセメントモルタルの保存性を十分に高めることができなくなる。

続いて、調製した分散液Ａを用いて混和液を調製する工程について説明する。
まず、混和液の材料（構成成分）として、上記分散液Ａと、下記に説明するアクリルエマルジョンと、タルク（Talc）とを用意する。
ここでいうアクリルエマルジョンとは、アクリル酸アルキルとスチレンとの共重合体を固形分とする水性のエマルジョン、又はアクリロニトリルとアクリル酸アルキルエステルの共重合体を固形分とする水性のエマルジョンをいう。アクリルエマルジョンとしては、アクリル酸ブチル（アクリル酸アルキルの一例である）とスチレンとの共重合体を固形分量５０質量％となるように調製した水性分散液（市販品）が挙げられる。

タルクとは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の混晶である含水ケイ酸マグネシウム［Ｍｇ₃Ｓｉ₄Ｏ₁₀（ＯＨ）₂］のことをいう。タルクは、二酸化ケイ素を約６０質量％含み、酸化マグネシウムを約３０質量％含み、且つ結晶水を約４．８質量％含んでいる。本実施の形態では、タルクは、ポリマーセメントモルタルを躯体の上に施した後の硬化性を高める硬化剤として機能する。また、躯体がコンクリート躯体１４である場合、タルクは、ポリマーセメントモルタルとコンクリート躯体１４との親和結合力を高める機能を有する。
続いて、上記３つの材料を常温で混合する。これにより、混和液が生成される。このようにして得られた混和液は、スラリー状態又はペースト状態にある。

ここで、混合比率について説明する。
アクリルエマルジョンは、分散液Ａの質量を１００％（１重量部）とすると、２０質量％以上５０質量％以下の割合で添加される。つまり、分散液Ａとアクリルエマルジョンの質量比を示す混合比率（分散液Ａ：アクリルエマルジョン）は、２：１以上５：１以下である。本実施の形態では、アクリルエマルジョンは、ポリマーセメントモルタルの耐水性を高める機能を有している。アクリルエマルジョンの添加量が２０質量％を下回ると、ポリマーセメントモルタルの耐水性を十分に高めることができなくなる。一方、添加量が５０質量％を上回ると、ポリマーセメントモルタルにおけるアクリルエマルジョンの割合が多くなりすぎて、本実施の形態によるポリマーセメントモルタルの機能や特性が十分に発現しなくなる。

調製した混和液を用いてポリマーセメントモルタル２０を調製する工程では、セメントと細骨材としての砂からなる粉体と、調製した混和液と、水とを混合してポリマーセメントモルタル２０を生成する。

このとき、ポリマーセメントモルタルは、実用上、粉体（Ｘ）と混和液（Ｙ）と水（Ｚ）との質量比を示す混合比率は、１００：１〜２５：２０〜５０の範囲とすることが好ましく、高分子エマルジョン（Ａ）はポリマーセメントモルタルの０．５〜１５％の範囲とすることが好ましく、粉体（Ｘ）のセメントと砂との質量比を示す混合比率は、１：１〜３の範囲とすることが好ましい。

なお、予め、分散液Ａ及び混和液を調製しておくことにより、ポリマーセメントモルタルの調製が容易となる。このため、例えば、ポリマーセメントモルタルを躯体の上に施す施工現場とは離れた場所で、分散液Ａ及び混和液の調整を行い、施工現場の近傍においてポリマーセメントモルタルの最終調製を行うことも可能である。

このようにして得られるポリマーセメントモルタル２０は、少なくとも、分散液Ａの材料（ポリエチレンまたはポリプロピレン，分散剤，水）と、アクリルエマルジョンと、タルクと、セメントと、砂とを含有しており、また、必要に応じて石油樹脂をさらに含有していることになる。このポリマーセメントモルタル２０は、分散剤等を用いることで、有機溶剤を用いることなく製造される。このため、製造時や施工時に、周囲の人物に危険が及ぶことがなく安全である。

次に、混和液の性質について説明する。
混和液は、Ｏ／Ｗ型のエマルジョンであるので、水性である。混和液における固形分量は、水の量に応じて変わるが、例えば６２％である。また、混和液は、躯体の上に施された後は、水分が徐々に除去されて、硬化し、高強度の皮膜を形成する。

また、この混和液は、水性であるにも関わらず、皮膜形成後の耐水性が高い。これは、混和液調製の際、分散液Ａにアクリルエマルジョンを添加することや、混和液の粘度の範囲を下記範囲とすることなどによって、達成されるものと考えられる。さらに、この混和液は、躯体への付着力が高い。これは、混和液調製の際、分散液Ａにタルクを添加することや、混和液の粘度の範囲を３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下（ＳＩ単位に換算して、３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下）とすることなどによって、達成されるものと考えられる。

次に、上記混和液を用いたポリマーセメントモルタル２０の特徴について説明する。
図２は、本発明のポリマーセメントモルタルの水和反応を説明するためのモデル図である。図３は、一般的なポリマーセメントモルタルの水和反応を説明するためのモデル図である。本実施形態においては、高分子エマルジョンに、ポリエチレンまたはポリプロピレンのうちポリエチレンが使用されている例について説明するが、ポリプロピレンを用いた場合も同様である。

ポリマーセメントモルタル２０は、ポリエチレンが混合された混和液としての高分子エマルジョンに分散剤としてＰＶＡ２１が含まれており、ＰＶＡ２１が保持している水分が、ポリマーセメントモルタル２０が硬化するための水和反応に使用される。このため、ポリマーセメントモルタル２０の急激な乾燥が抑制されることにより、徐々に水和反応が進行して高い付着力が発生する。このため、本ポリマーセメントモルタル２０をセメント系基材等の広い領域に薄塗材として施したとしてもポリマーセメントモルタル２０の高い付着力によりセメント系基材等からポリマーセメントモルタル２０が剥がれ落ちる、所謂ドライアウトの発生が抑制される。

また、本ポリマーセメントモルタル２０に混合されている高分子エマルジョンに含まれるポリエチレンの粒子２２は電荷の偏りがない非極性の樹脂なので、電荷を有する物質がポリエチレンの粒子２２に吸着されることはない。このため、高分子エマルジョンの中に含まれるＰＶＡ２１は、電荷を有する他の物質に妨げられることなく、親油基Ｏ側がポリエチレンの粒子２２側に、また親水基Ｗ側がポリエチレンの粒子２２とは反対側に配向される。そして、親油基Ｏ側がポリエチレンの粒子２２側、親水基Ｗがポリエチレンの粒子２２とは反対側に配向されたポリエチレンの粒子２２は親水性を有する安定した状態にてポリマーセメントモルタル２０内の水２５と混合されている。このため、ポリエチレンの粒子２２は、図２に示すように、ポリマーセメントモルタル２０のセメント２３及び細骨材としての砂２４からなる粉体の隙間に水２５の如く浸入し、図３に示す一般的なポリマーセメントモルタルに含まれる電荷を帯びた樹脂の粒子２９のように電荷を有する他の物質に引きつけられることなく水の中の全域に分散される。

そして、水和反応が進行し水分が抜けた状態では、セメント２３及び砂２４からなる粉体の隙間にポリエチレンの皮膜２６が形成され、形成された皮膜２６により隙間が埋められた状態となる。このため、セメント２３及び砂２４の隙間がポリエチレンの皮膜２６にて埋められることにより、本ポリマーセメントモルタル２０をセメント系基材等に厚塗材として施したとしても、ひび割れ等の発生が抑制される。

また、本ポリマーセメントモルタル２０に含まれているポリエチレンは樹脂の中でも比較的弾性を有する樹脂であるため、セメント２３及び砂２４の隙間がポリエチレンの皮膜２６にて埋められることにより、より一層ひび割れ等の発生が抑制される。

更に、本ポリマーセメントモルタル２０は、耐水性及び付着力が高いため、セメント系基材の含水率が１０％を超える状態にて、当該セメント系基材の上に施すことが可能である。このため、セメント系基材を十分に乾燥させる必要がないので、ポリマーセメントモルタル２０をセメント系基材の上に施すまでの期間を短くすることができ、施工期間を短縮することが可能である。

また、躯体を乾燥させて、その含水率が低い状態において、躯体の上にポリマーセメントモルタル２０を施してもよい。特に、本ポリマーセメントモルタル２０は、躯体が十分に乾燥した状態であっても高い付着力が得られることが確認されている。したがって、躯体の含水率に依らずに、ポリマーセメントモルタル２０を躯体の上に施すことができる。

また、本ポリマーセメントモルタル２０に混合されている混和液の粘度は、３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下（ＳＩ単位に換算して、３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下）である。このような粘度の範囲は、有機ポリマーの数平均分子量などを上述した範囲とし、アクリルエマルジョン及びタルクを添加することなどによって、達成される。このような粘度の混和液にてポリマーセメントモルタル２０を生成することにより、適度な粘性を有するため躯体上に施しやすいばかりでなく、垂れ難いので厚い皮膜を形成することが可能である。

次に、本発明のポリマーセメントモルタルを用いた施工方法及び仕上げ方法としてスリップフォーム工法にて筒状の構造物を構築する方法を例に挙げ、図１及び図４を参照しつつ説明する。

図４は、本発明のポリマーセメントモルタルを用いたスリップフォーム工法及び仕上げ方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、筒状構造物を構築する際には、まず、筒状構造物を構築すべき施工現場に上述したスリップフォーム工法に用いる装置を設置する（ステップＳ１０）。このとき、筒状構造物の基台部は既に施工されており、基台部からは鉛直方向に沿ってロッド１６が建て込まれている。基台部から上方に突出されたロッド１６には、ジャッキ１８を介して、一対の型枠１０が設けられたヨーク１２が支持されている。そして、ヨーク１２は型枠１０の下端が基台部を狭持するように配置されている。

次に、スリップフォーム工法により筒状構造物の構築を開始する（ステップＳ２０）。スリップフォーム工法では、ヨーク１２を上昇させつつ一対の型枠１０間にコンクリートを打設していくため、コンクリートを打設する工程（ステップＳ２１）と、型枠１０を移動、すなわち上昇させる工程（ステップＳ２２）と、型枠１０が上昇することにより露出されたコンクリート躯体１４にポリマーセメントモルタル２０を塗布する工程（ステップＳ２３）とが同時に進行していく。すなわち、構築開始直後に打設されたコンクリートは型枠１０の下端側から順次型枠１０間に充填されて天端が上昇していく。このとき、ジャッキ１８が駆動されておりヨーク１２が上昇されることにより型枠１０も上昇される。型枠１０が上昇することにより型枠１０の下方には打設されたコンクリートにて形成されたコンクリート躯体１４が露出する。露出されたコンクリート躯体１４の表面には順次ポリマーセメントモルタル２０がほぼ均一な厚さとなるように、ローラーやこてなどを用いて、コンクリート躯体１４の全表面上に亘って塗布される。このように、構築されていくコンクリート躯体１４の所定の部位ではコンクリートが打設される工程（ステップＳ２１）、型枠１０が移動されてコンクリート躯体１４が露出される工程（ステップＳ２２）、露出された部位にポリマーセメントモルタル２０が塗布される工程（ステップＳ２３）が、段階的に行われていく。このとき、ポリマーセメントモルタル２０の塗布量は、コンクリート躯体１４の表面積１ｍ²当たり、固形分の質量で１５０ｇ〜１２００ｇの範囲内である。

ところが、全体として見た場合には、対をなして上昇する型枠１０の下側の部位に、既に打設されたコンクリートにてコンクリート躯体１４が形成されており、型枠１０の上昇に伴って型枠１０の下側に露出されるコンクリート躯体１４が順次延出されるとともに、型枠１０間に形成されたコンクリート躯体１４上には新たなコンクリートが打設されていく。すなわち、上昇する型枠１０間の上部側では、新たなコンクリートを打設する工程（ステップＳ２１）が、型枠１０間の下部側では、既に打設されたコンクリートが養生されるとともに下端側から脱型される工程（ステップＳ２２）が、型枠１０より下側では、脱型されて露出されたコンクリート躯体１４にポリマーセメントモルタル２０を塗布する工程（ステップＳ２３）がそれぞれ同時に進行している。このため、露出されたコンクリート躯体１４は材齢が低い状態、すなわち含水率が高い状態、例えばコンクリート躯体１４の含水率が１４％以上である状態にてポリマーセメントモルタル２０が塗布される。

最後に、ポリマーセメントモルタル２０が塗布されたコンクリート躯体１４の表面に上記塗装仕上げ（下塗り及び上塗り）が施され塗膜３０が形成される（ステップＳ３０）。

図５は、従来の施工例と本発明の施工例、すなわち上記ポリマーセメントモルタルを用いた施工例との所要時間の相違を説明するための図である。図５では、構築される構造物の所定の部位における工程と各工程に移行する時間を示している。
図５に示すように、コンクリートの打設を開始した時間を基準の０として、型枠１０が上昇することにより露出される、すなわち脱型されるまでの時間は約０．２日後であり、脱型されたコンクリート躯体１４にポリマーセメントモルタル２０を塗布するまでの時間は、コンクリートの打設を開始した時間から約０．５日後である。コンクリートの打設開始からポリマーセメントモルタル２０を塗布するまでの工程に費やされる時間は、従来の施工例と本発明の施工例とは同じである。

ポリマーセメントモルタル２０が塗布された後は、従来の施工方法では乾燥させるために約３０日の養生期間を設けて、３０日後に塗装の下塗りを行っていたが、本発明の上述したポリマーセメントモルタル２０を用いた施工方法では、ポリマーセメントモルタル２０を塗布した後約１日の養生期間の後に塗装の中塗りを行う。すなわち、本発明のスリップフォーム工法及び仕上げ方法では、従来のポリマーセメントモルタルと塗装の下塗り材とを、上述したポリマーセメントモルタル２０のみで行っている。言い換えれば、上述したポリマーセメントモルタル２０は、下地調整材としての機能と下塗り材としての機能とを持ち合わせている。そして、従来の施工方法では、下塗り後１日おいて中塗り、更に１日おいて上塗りを行う。一方、本発明のスリップフォーム工法及び仕上げ方法では、ポリマーセメントモルタル２０を塗布した後に、１日おいて中塗り、更に１日おいて上塗りを行う。このため、塗装の下塗りを行う工程が削除されることにより施工における手間が軽減されるとともに、養生時間の大幅な短縮が実現される。

上記ポリマーセメントモルタル２０及び仕上げ方法は、有機溶剤を用いないポリマーセメントモルタル２０の研究を本発明者らが鋭意行った結果に基づくものである。すなわち、本発明者らは、研究により、（Ｘ）セメント及び細骨材からなる粉体、（Ｙ）（Ａ）（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、（Ａ３）水と、を混合して生成される高分子エマルジョンと、（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、（Ｃ）タルクとを、常温で混合して生成され、粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）である混和液、及び、（Ｚ）水、を混合したポリマーセメントモルタル２０を、コンクリート躯体１４の上に施すと、コンクリート躯体１４の美観を高めることができることを見出しており、さらに、塗装仕上げの際、上記ポリマーセメントモルタル２０を、コンクリート躯体１４の含水率が１０％を超える状態にて、当該コンクリート躯体１４の上に施すと、約１日の養生期間で上記ポリマーセメントモルタル２０の表面が乾燥することにより、塗膜３０をコンクリート躯体１４の上に形成するまでの期間を短くすることができることを見出している。

なお、上記実施の形態では、ポリマーセメントモルタル２０の分散液Ａを調製する際に、分散剤として、ＰＶＡ２１を用いたが、ＰＶＡ２１に代えて、数平均分子量が５００以上３０００以下の、カルボキシメチルスチロール、ポリアクリル酸、又はポリアクリル酸アミドなどを用いてもよい。また、これらの２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの場合にも、有機ポリマーと分散剤の混合比率（有機ポリマー：分散剤）は、１：０．１以上１：０．５以下である。

また、上記実施の形態では、ポリマーセメントモルタル２０の耐水性を高める材料として、アクリルエマルジョンを用いたが、合成ゴムエマルジョンを用いてもよい。この場合にも、分散液Ａと合成ゴムエマルジョンの混合比率（分散液Ａ：合成ゴムエマルジョン）は、２：１以上５：１以下である。ここで、合成ゴムエマルジョンとは、合成ゴムを固形分とする水性のエマルジョンをいう。合成ゴムとしては、スチレンとブタジエンの共重合体（ＳＢＲ：styrene butadiene rubber），イソプレンゴム（ＩＲ：isoprene rubber），ブタジエンゴム（ＢＲ：butadiene rubber），クロロプレンゴム（ＣＰ：chloroprene rubber，例えば、商品名「ネオプレン（登録商標）」），エチレンとプロピレンの２成分系の共重合体（ＥＰＲ：ethylene-propylene rubber），エチレンとプロピレンとジエンモノマーの３成分系の３次元共重合体（ＥＰＴゴム：ethylene-propylene-diene terpolymer rubber）などが用いられる。

上記実施の形態において、上記ステップＳ４０の下塗り工程は、コンクリート躯体１４の含水率が１４％以上である状態にて行われるとしたが、コンクリート躯体１４の含水率が１４％を下回った状態にて行われてもよい。

本実施形態のポリマーセメントモルタル２０によれば、平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレンと、平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、の混合比率が１：０．１以上１：０．５以下の混和液、セメント、及び砂が混合されて生成されたポリマーセメントモルタル２０は安定性及び耐水性が高いので、脱型後の湿潤状態のコンクリートであっても高い付着力を有する。このため、打設したコンクリートの含水率が１０％を超える状態において当該コンクリートの上にポリマーセメントモルタル２０を施すことが可能であり、コンクリートを十分に乾燥させる必要がない。これにより、ポリマーセメントモルタル２０をコンクリートの上に施すまでの期間を短くすることが可能であり、工期全体を短縮できるとともにコストの削減を図ることが可能である。更に、本ポリマーセメントモルタル２０は付着力が高いため、十分に乾燥した状態のセメント系基材上に施すことも可能である。

また、本実施形態のポリマーセメントモルタル２０によれば、ポリエチレンが混合された高分子エマルジョンにＰＶＡ２１が含まれているので、本ポリマーセメントモルタル２０を薄塗材として施したとしてもポリマーセメントモルタル２０が剥がれ落ちることを抑制することが可能である。

また、ポリマーセメントモルタル２０に混合されている高分子エマルジョンに含まれるポリエチレンの粒子２２は電荷の偏りがない非極性の樹脂なので、ポリエチレンの粒子２２はセメント２３及び砂２４の隙間に水２５の如く浸入してセメント２３及び砂２４の隙間を埋めるポリエチレンの皮膜２６が形成される。そして、隙間がポリエチレンの皮膜２６にて埋められることにより付着力や強度が高められるばかりでなく、ポリエチレンが有する弾性によってひび割れ等の発生を抑制することが可能である。よって、本ポリマーセメントモルタル２０をセメント系基材等に厚塗材として施したり、ジャンカや欠損などを補修する補修材として使用することが可能である。

このように本ポリマーセメントモルタル２０は、薄塗材としても厚塗り材としても高い付着力を有し、打設後の表面に施す下地調製材や仕上げ材としても、また、ジャンガや欠損部を補修する補修材としても使用することが可能なので、施工箇所に拘わらず使用することが可能であり、施工性が向上する。

このため、例えば型枠１０を移動させつつコンクリートを打設する上述したスリップフォーム工法により、型枠１０が移動されることにより順次露出されるコンクリート躯体１４にポリマーセメントモルタル２０を施した場合であっても、確実に付着させることが可能である。また、薄塗材として使用してもドライアウトし難く、厚塗材として使用してもひび割れし難い本ポリマーセメントモルタル２０は、型枠１０を移動させつつコンクリートを打設することにより表面に凹凸ができやすく、且つ、型枠１０が移動されて露出された直後のコンクリート躯体１４の表面に施すことが要求されるスリップフォーム工法に、特に適しており、作業が効率良く進められるとともに、コンクリート躯体１４の表面の不陸などを滑らかに改善してその美観を高めることが可能である。

また、本ポリマーセメントモルタル２０は、有機溶剤を用いることなく製造することが可能であり、平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレンと、（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、（Ａ３）水と、を混合して生成される高分子エマルジョンと、（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、（Ｃ）タルクとを常温で混合して生成することにより、粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）の範囲内にすることができる。そして、ポリマーセメントモルタル２０の粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）の範囲内にあるので、ポリマーセメントモルタル２０をコンクリート躯体１４の上に施し易く作業性を向上させることが可能である。

更にポリマーセメントモルタル２０の上に早期に塗装を施して塗膜３０を形成することも可能である。これにより、コンクリート構造物をより短時間にて仕上げることが可能である。また、コンクリートの表面にポリマーセメントモルタル２０が施されることにより、滑らかに改善されたコンクリート躯体１４の表面上に塗膜３０が形成されるので、仕上げられたコンクリート構造物の美観をより高めることが可能である。

また、ポリマーセメントモルタル２０に混合されている混和液中の高分子エマルジョンには石油樹脂が含まれているので、ポリマーセメントモルタル２０が高い保存性を有する。このため、当該ポリマーセメントモルタル２０が表面に施されることにより、高い保存性を備えたコンクリート躯体１４及び構造物を構築することが可能である。

また、ポリマーセメントモルタル２０に含まれる混和液の高分子エマルジョンと、アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、の混合比率が２：１以上５：１以下なので、ポリマーセメントモルタル２０が高い耐水性を有しており、耐水性が高いポリマーセメントモルタル２０がコンクリート躯体１４の表面に施されることにより耐水性が高いコンクリート構造物を構築することが可能である。

上記実施形態においては、ポリマーセメントモルタル２０の上に塗膜３０を形成す例について説明したが、塗膜を形成せずポリマーセメントモルタル２０を塗布したままの状態としてもよい。

さらに、ポリマーセメントモルタル２０は、コンクリート躯体１４の母材成分である骨材に似た性質を有するタルクを含むので、ポリマーセメントモルタル２０の性質（体質）がコンクリート躯体１４の性質（体質）に近づくことになる。その結果、ポリマーセメントモルタル２０とコンクリート躯体１４との間で親和結合力が高まる。その結果、ポリマーセメントモルタル２０のコンクリート躯体１４への付着力を高めることができる。

上記実施形態においては、スリップフォーム工法にて筒状構造物を構築する例について説明したが、構築する構造物は防護柵、水路などのコンクリート構造物や、コンクリート舗装などでも構わない。

また、ポリマーセメントモルタル２０に混合される高分子エマルジョンに含まれる有機ポリマーは、ポリエチレンまたはポリプロピレンのいずれかのみではなく、ポリエチレンまたはポリプロピレンのいずれもが含まれていたり、またポリエチレンまたはポリプロピレンが主成分となり他の有機ポリマーが含まれていても構わない。

また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１０型枠
１２ヨーク
１４コンクリート躯体
１６ロッド
１８ジャッキ
２０ポリマーセメントモルタル
２１ＰＶＡ
２２ポリエチレンの粒子
２３セメント
２４砂
２５水
２６皮膜
２９電化を有する樹脂の粒子
３０塗膜

Claims

（Ｘ）セメント及び細骨材からなる粉体、
（Ｙ）
（Ａ）
（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロ
ピレンと、
（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、
（Ａ３）水と、
を混合して生成される高分子エマルジョンと、
（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
（Ｃ）タルク
とを、常温で混合して生成され、
粘度が３Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下（３０００ｃｐｓ以上６０００００ｃｐｓ以下）である混和液、及び、
（Ｚ）水、
を混合したことを特徴とするポリマーセメントモルタル。
請求項１に記載のポリマーセメントモルタルであって、
前記（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、
前記（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、
の混合比率が１：０．１以上１：０．５以下であることを特徴とするポリマーセメントモルタル。
請求項１又は２に記載のポリマーセメントモルタルであって、
前記高分子エマルジョンは、
前記（Ａ１）平均分子量が３０００以上１０００００以下の、ポリエチレン又はポリプロピレンと、
前記（Ａ２）平均分子量が５００以上３０００以下の分散剤と、
前記（Ａ３）水と、
（Ａ４）平均分子量が５００以上５０００以下の石油樹脂と、
を混合して生成された高分子エマルジョンであることを特徴とするポリマーセメントモルタル。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポリマーセメントモルタルであって、
前記高分子エマルジョンと、
前記（Ｂ）アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
の混合比率が２：１以上５：１以下であることを特徴とするポリマーセメントモルタル。
セメント系基材の上に、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のポリマーセメントモルタルを施すことを特徴とする仕上げ方法。
請求項５に記載のポリマーセメントモルタルの上に塗膜を形成することを特徴とする仕上げ方法。
設置された型枠内にセメント系基材を流入し、
前記型枠を撤去した後、前記セメント系基材の含水率が１０％を超える状態にて、
当該セメント系基材の上に、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のポリマーセメントモルタルを施すことを特徴とする仕上げ方法。