JP2015010000A - 防熱性水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体 - 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、無機粉体と、軽量骨材と、流動化剤とを含む、防熱性水硬性組成物であって、無機粉体は、高炉スラグ微粉末及び水酸化アルミニウム微粉末から選ばれる一種又は二種以上であり、軽量骨材は、ガラスを主成分とする原料を焼成して得られたものであり、吸水時間2時間における吸水率が9%以下である、防熱性水硬性組成物を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明の防熱性水硬性組成物の好適な実施形態について以下に説明する。本実施形態の防熱性水硬性組成物は、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、無機粉体と、軽量骨材と、流動化剤とを含む防熱性水硬性組成物である。
本発明のモルタル組成物は、上述の防熱性水硬性組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。本発明のモルタル組成物の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル組成物は、防熱性を必要とする船舶等の床構造体に好適に用いることができる。モルタル組成物を調製する際に、水の配合量を適宜変更することによって、モルタル組成物のフロー値を調整することができる。このように水の配合量を変更することによって、用途に適したモルタル組成物を調製することができる。ここで、フロー値とは、社団法人日本建築学会JASS 15M−103「セルフレベリング材の品質基準」に準拠して測定される値(単位:mm)である。
本発明のモルタル硬化体は、上述のモルタル組成物を硬化させることによって得ることができる。本発明のモルタル硬化体の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル硬化体は、防熱性を必要とする船舶等の床構造体に好適に用いることができる。すなわち、上述のモルタル組成物が硬化して形成される本実施形態のモルタル硬化体は、軽量で防熱性に優れ、良好な強度特性を有し、収縮が小さく、クラックの発生を抑制できる。
[使用材料]
以下(1)〜(9)に示す原材料を準備した。
(1)水硬性成分
・アルミナセメント[AC](フォンジュ、ブレーン比表面積3100cm2/g、ケルネオス社製)
・ポルトランドセメント[PC](早強ポルトランドセメント、ブレーン比表面積=4500cm2/g、宇部三菱セメント社製)
・石膏[GG](フッ酸無水石膏、ブレーン比表面積3880cm2/g、セントラル硝子社製)
上記材料を表2に示す割合で配合し、水硬性成分を調製した。
(2)無機粉体
・水酸化アルミニウム微粉末(純度99.6%、平均粒子径66μm)
・高炉スラグ微粉末(ブレーン比表面積4400cm2/g)
(3)軽量骨材
・ガラス質骨材(見かけ比重0.38kg/L、吸水率[6%/2時間、9%/24時間]、JIS篩を使用して測定した珪砂の粒度構成を表1に示す。)
(4)細骨材
・珪砂(6号、見かけ比重1.58kg/L、吸水率1.16%/24時間、JIS篩を使用して測定した珪砂の粒度構成を表1に示す。)
・ポリエーテル・ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)
(6)増粘剤
・セルロース系増粘剤(ヒドロキシエチルメチルセルロース、20℃における2%水溶液粘度28800mPa・s、松本油脂社製)
・ポリエーテル系消泡剤(サンノプコ社製)
(8)凝結調整剤
・凝結調整剤(炭酸リチウム、酒石酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム)
(9)樹脂粉末
・アクリル酸エステル/メタクリル酸エステル供重合体の再乳化形樹脂粉末(1次粒子(エマルジョン)の平均粒子径0.5μm)
表2に示す配合割合で調製した防熱性水硬性組成物の各配合100質量部に対して、表3に示す水量を配合して混練し、各配合のモルタル組成物を調製した。混練は、温度20℃、相対湿度65%の条件下で、ケミスターラーを用いて回転数650rpmで3分間行った。
調製した防熱性水硬性組成物の各配合のモルタル組成物のフロー値、コテ作業性、表面硬度、及びモルタル硬化体の硬化体比重、耐火試験、熱伝導率、圧縮強度、収縮率を測定した。測定結果は表3に示す通りであった。また、各測定は以下に示す方法で行った。
社団法人日本建築学会JASS 15M−103「セルフレベリング材の品質基準」に記載の試験方法に準拠してフロー値を測定した。
(2)コテ作業性の評価方法
20℃で調製した混練直後のモルタル組成物を、内寸610×305×25mmの型枠に施工し試験体を作製する際にコテを用いてモルタル組成物表面の均しを行い、コテに掛かる力が軽く、表面からコテを離す際にべたつかず軽い力で離すことができ、容易に表面を平坦及び平滑にできるかどうか評価した。
(3)表面硬度の測定方法
20℃で調製した混練直後のモルタル組成物を、内寸130×190mmのプラスチック容器に厚み10mmになるように施工し、材齢3時間の表面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4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した。
(4)硬化体比重の測定方法
材齢28日の圧縮強度用試験体の体積と重量を測定し、硬化体比重を求めた。
(5)耐火試験による防熱性の評価方法
図1に示すように温度20℃、相対湿度65%の条件下でモルタル組成物を610×305×25mmとなるように型枠に施工し、7日間養生した。その後、脱型して、温度60℃で24時間乾燥し、さらに温度20℃で24時間養生することで、モルタル硬化体3を形成した。鋼板2の上にモルタル硬化体3を設置することで、測定用の試験体1を調製した。耐火試験用のガス炉5は、図2に示すように内寸600×500×595mmで開口部を1面有するガス炉であり、開口部の対面に炉内加熱用のガスバーナー7が中心線Xに沿って縦に3基設置され、熱電対6がガスバーナー7と同じ高さになるように、開口部付近の左面より縦に3基設置されている。まず、調製した試験体1を、図3に示すように鋼板2が炉内側になるようにガス炉5の開口部に設置し、試験体1を固定するための固定具10を設置した。次に、隙間にセラミックウール断熱材9を詰め、試験体1のモルタル硬化体3に接するように表面温度測定用センサー8を中心線Xに沿って縦に5基設置した。炉内加熱温度を標準温度曲線(T=345log10(8t+1)+20)に沿って60分間でT=945℃となるように昇温制御し、測定開始(昇温開始)から60分後の5点の表面温度を測定し、最高温度及び5点の平均温度を算出した。表面温度測定用センサー8は、株式会社佐藤計量器社製防水型デジタル温度計(本体:SK−1250MCIIIα、センサーヘッド:MC−K307III)を使用した。
(6)熱伝導率の測定方法
京都電子工業社製QTM500を用いて熱伝導率を測定した。20℃で調製した混練直後のモルタル組成物を内寸100×200×厚み30mmの型枠に施工し、材齢28日養生したものを試験体とし、100×200mmの面の両面側より測定を行い、その平均値より算出した。測定温度は23℃とした。
(6)圧縮強度の測定方法
社団法人日本建築学会JASS 15M−103「セルフレベリング材の品質基準」に記載の試験方法に準拠して材齢28日の圧縮強度を測定した。
(7)収縮率の測定方法
収縮率の測定は、図4に示す長さ変化測定装置21を用いた。図4(a)は測定装置21の上面図であり、(b)は測定装置21の断面図である。20℃で調製した混練直後のモルタル組成物を型枠22内部に、型枠22の高さc(10mm)まで施工し、施工直後より長さ変化の測定を開始し、測定間隔は5分毎に行い、材齢28日まで気温20℃、相対湿度65%の環境下にて測定した。収縮率は、測定間隔毎における、図4(a)に示すSUS製円盤25bと渦電流式変位センサー24の端部(SUS製円盤25b側の端部)との間隔の変化量(mm)を、測定開始時のSUS製円盤25aとSUS製円盤25cとの間隔b(480mm)で除して、百分率で表した値とした。収縮率にマイナスの符号がつく場合は測定開始より収縮していることを意味し、長さ変化率に符号がつかない場合は測定開始より膨張していることを意味する。
Claims (7)
- 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、無機粉体と、軽量骨材と、流動化剤とを含む、防熱性水硬性組成物であって、
前記無機粉体は、高炉スラグ微粉末及び水酸化アルミニウム微粉末から選ばれる一種又は二種以上であり、
前記軽量骨材は、ガラスを主成分とする原料を焼成して得られたものであり、吸水時間2時間における吸水率が9%以下である、
防熱性水硬性組成物。 - 前記水硬性成分100質量部に対して、無機粉体30〜200質量部、軽量骨材10〜120質量部含む、
請求項1記載の防熱性水硬性組成物。 - 前記水硬性成分は、水硬性成分100質量%中にアルミナセメント30〜60質量%、ポルトランドセメント15〜50質量%及び石膏10〜40質量%含む、
請求項1又は請求項2記載の防熱性水硬性組成物。 - 前記軽量骨材は、粒子径が800μm以上の粒子を含まず、且つ粒子径が212μm以上であり且つ600μm未満である粒子の質量割合が85〜100質量%であり、見かけ比重が0.15〜0.8kg/Lである、
請求項1〜3のいずれか1項記載の防熱性水硬性組成物。 - 前記防熱性水硬性組成物は、さらに増粘剤、消泡剤、凝結調整剤及び樹脂粉末から選ばれる成分を少なくとも1種以上を含む、
請求項1〜4のいずれか1項記載の防熱性水硬性組成物。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の防熱性水硬性組成物と水とを混練して得られるモルタル組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の防熱性水硬性組成物と水とを混練して得られるモルタルを硬化させて得られるモルタル硬化体。
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