JP2016003152A - セルフレベリング材 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低温にて優れた流動性、長い流動性保持時間、優れた速硬性を安定して有する高性能なセルフレベリング材を提供することを目的とする。
【解決手段】 結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を含むセルフレベリング材であって、結合材成分が、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、アルミナセメントのAl2O3含有量が35〜60質量%及びSiO2含有量が1〜10質量%であり、ポルトランドセメントの3CaO・SiO2含有量が10〜80質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が3〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量が1〜15質量%であり、結合材成分中に占めるCaO・Al2O3含有量、12CaO・7Al2O3含有量、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量及び3CaO・Al2O3含有量の合計が20.0〜40.0質量%である、セルフレベリング材を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】 結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を含むセルフレベリング材であって、結合材成分が、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、アルミナセメントのAl2O3含有量が35〜60質量%及びSiO2含有量が1〜10質量%であり、ポルトランドセメントの3CaO・SiO2含有量が10〜80質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が3〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量が1〜15質量%であり、結合材成分中に占めるCaO・Al2O3含有量、12CaO・7Al2O3含有量、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量及び3CaO・Al2O3含有量の合計が20.0〜40.0質量%である、セルフレベリング材を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、コンクリート床構造体等の構造物の施工に用いられるセルフレベリング材に関する。
セルフレベリング材には、低温から高温の広範囲の温度において高い流動性はもとより、施工作業を容易にする面から適度な作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間、十分な速硬性、表面仕上げ材との接合を容易にする表面平滑性及び良好な表面性状が必要であると考えられる。
低温から高温の広範囲の温度においても、流動性・作業性、平滑性、表面硬度、寸法定性に優れ、且つ、翌日の開放が可能なセルフレベリング材として使用される自己流動水硬性組成物として、特許文献1には、ポルトランドセメントをベースに、スラグ微粉末、アルミナセメント及び無水石膏を所定量含有し、さらに骨材、減水剤、増粘剤及び消泡剤よりなる自己流動性水硬性組成物が開示されている。
また、特許文献2には、アルミナセメントにも含まれる鉱物であるカルシウムアルミート類のガラス化率に着目し、カルシウムアルミネート類と、セメント、石膏、アルカ金属炭酸塩及び凝結遅延剤を含有することで、材料温度及び環境温度が5℃未満であっても、流動性、圧縮強度発現に優れるにもかかわらず過膨張にならない低温用急硬性高流動セメント組成物が開示されている。
しかしながら、低温において長い流動性保持時間を有し、優れた表面平滑性が得られ、且つ、水との混練直後から2時間で所定の硬度を発現する優れた速硬性を有するより高性能なセルフレベリング材を安定して得るためにさらなる改良が必要であった。
そこで、本発明は、低温にて優れた流動性、長い流動性保持時間、優れた速硬性を安定して有する高性能なセルフレベリング材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明者らは、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏、高炉スラグ微粉末からなる結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を所定の割合で含むセルフレベリング材を用いることによって、低温において流動性に優れ、施工作業を容易にする面から適度の作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間を有し、優れた表面平滑性が得られ、且つ、水との混練直後から2時間で所定の硬度を発現する優れた速硬性を安定して得られ、表面仕上げ材の接合を容易にする表面平滑性と良好な表面性状を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を含むセルフレベリング材であって、結合材成分が、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、アルミナセメントのAl2O3含有量が35〜60質量%及びSiO2含有量が1〜10質量%であり、ポルトランドセメントの3CaO・SiO2含有量が10〜80質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が3〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量が1〜15質量%であり、結合材成分中に占めるCaO・Al2O3含有量、12CaO・7Al2O3含有量、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量及び3CaO・Al2O3含有量の合計が20.0〜40.0質量%である、セルフレベリング材を提供する。
本発明のセルフレベリング材の好ましい態様[(1)〜(6)]を以下に示す。本発明では、これらの態様を適宜組み合わせることがより好ましい。
(1)本発明のセルフレベリング材は、結合材成分中に、石膏を5〜25質量%及び高炉スラグ微粉末を35〜65質量%含むことが好ましい。これにより、より優れた流動性や表面性状を得ることができる。
(2)本発明のセルフレベリング材は、凝結調整剤が凝結遅延剤及び/又は凝結促進剤であることが好ましい。これにより、適度の作業時間を得ることができる程度に長い流動保持時間と速硬性を得ることができる。
(3)本発明のセルフレベリング材は、凝結遅延剤の含有量が、結合材成分100質量部に対して0.005〜1.0質量部であることが好ましい。これにより、適度の作業時間を得ることができる程度に長い流動保持時間と速硬性を得ることができる。
(4)本発明のセルフレベリング材は、凝結促進剤の含有量が、結合材成分100質量部に対して0.005〜0.50質量部であることが好ましい。これにより、適度の作業時間を得ることができる程度に長い流動保持時間と速硬性を得ることができる。
(5)本発明のセルフレベリング材は、流動化剤の含有量が、結合材成分100質量部に対して0.05〜1.0質量部であることが好ましい。これにより、優れた流動性と優れた表面性状を得ることができる。
(6)本発明のセルフレベリング材は、細骨材の含有量が、結合材成分100質量部に対して70〜140質量部であることが好ましい。これにより、優れた流動性と速硬性を得ることができる。
本発明によれば、低温において流動性に優れ、施工作業を容易にする面から適度の作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間を有し、優れた表面平滑性が得られ、且つ、水との混練直後から2時間で所定の硬度を発現する優れた速硬性を安定して得られ、表面仕上げ材の接合を容易にする表面平滑性と良好な表面性状を得ることができるセルフレベリング材を提供することができる。
本発明のセルフレベリング材の好適な実施形態について以下に説明する。
本実施形態のセルフレベリング材は、結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を含むセルフレベリング材である。
結合材成分として、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなる結合材成分を用いる。これにより、より優れた速硬性を得ることができる。
本発明に用いるアルミナセメントは、CaO・Al2O3、CaO・2Al2O3、3CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3等のカルシウムアルミネート類、4CaO・Al2O3・Fe2O3等のカルシウムアルミノフェライト類、2CaO・SiO2等のカルシウムシリケート類、3CaO・3Al2O3・CaSO4、CaO・TiO2等の種々の鉱物を含むことができる。
なお、本発明に用いるアルミナセメントの化学成分組成はJIS R 2522「耐火物用アルミナセメントの化学分析方法」に準じて測定し、本発明に用いるアルミナセメントの鉱物組成は、アルミナセメントの粉末X線回折データをプロファイルフィッティング法により解析して測定する。プロファイルフィッティング法としては、リートベルト解析法またはWPF(Whole pattern fitting)解析法を用いる(下記参考文献1参照)。
参考文献1:粉末X線回折の実際−リートベルト法入門、日本分析化学会、X線分析研究懇談会[編]
本発明に用いるアルミナセメント中のAl2O3含有量は35〜60質量%であり、好ましくは35〜58質量%であり、さらに好ましくは37〜56質量%である。また、SiO2含有量は1〜10質量%であり、好ましくは2〜8質量%であり、さらに好ましくは2〜7質量%である。アルミナセメント中のAl2O3及びSiO2含有量が上記の範囲であることが硬化特性、流動性、の点から好ましい。
本発明に用いるアルミナセメントのブレーン比表面積は、2000〜6000cm2/gであることが適正な流動性保持時間を得るために好ましく、より好ましくは2000〜5000cm2/g、さらに好ましくは2000〜4000cm2/gである。
ポルトランドセメントとしては、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及び耐硫酸塩ポルトランドセメントから選択して用いることができる。また、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混合セメントをその代替として使用することもできる。流動保持時間と速硬性の観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント又は超早強ポルトランドセメントの使用が好ましい。ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、3000〜6000cm2/gであることが強度発現性の点から好ましく、より好ましくは4000〜5000cm2/g、さらに好ましくは4200〜4800cm2/gである。
本発明に用いるポルトランドセメント中の3CaO・SiO2含有量は10〜80質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量は3〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量は1〜15質量%である。また、好ましくは3CaO・SiO2含有量が30〜75質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が4〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量が4〜15質量%であり、特に好ましくは3CaO・SiO2含有量が40〜70質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が6〜12質量%及び3CaO・Al2O3含有量が7〜15質量%である。なお、上記の範囲であることが強度発現性、流動性、速硬性、の点から好ましい。
なお、本発明に用いるポルトランドセメントの化学成分組成はJIS R 5202:2010「セメントの化学分析方法」に準じて測定し、ポルトランドセメント鉱物組成である3CaO・SiO2、4CaO・Al2O3・Fe2O3及び3CaO・Al2O3の含有量は、セメントの化学成分組成からボーグの式を用いて算出することができる。
石膏としては、例えば、二水石膏、半水石膏及び無水石膏が挙げられ、排煙脱硫やフッ酸製造工程等で副産される石膏、又は天然に産出される石膏のいずれも使用することができる。作業性(高流動性、長可使時間)の観点から、無水石膏の使用が好ましい。石膏のブレーン比表面積は、3000〜7000cm2/gであることが優れた寸法安定性及び強度発現性を得るために好ましい。石膏は、結合材成分100質量%中に5〜25質量%、より好ましくは8〜22質量%、さらに好ましくは10〜20質量%、特に好ましくは12〜18質量%を配合することができる。これにより、作業性や硬化特性をより向上できる。
高炉スラグ微粉末としては、JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」で規定される高炉スラグ微粉末であることが好ましい。また、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積は、3000〜8000cm2/gであることが優れた流動性、寸法安定性及び強度発現性を得るために好ましい。高炉スラグ微粉末は、結合材成分100質量%中に10〜65質量%、より好ましくは15〜60質量%、さらに好ましくは25〜55質量%、特に好ましくは40〜50質量%を配合することができる。これにより、作業性や硬化特性をより向上できる。
なお、本発明に用いるアルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積は、JIS R 5201:1997「セメントの物理試験方法」に従い、ブレーン空気透過装置を用いて測定できる。
本発明では、結合材成分として、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及高炉スラグ微粉末を用いることにより、優れた流動性を有し、適正な流動性保持時間、優れた速硬性、優れた表面性状及び優れた寸法安定性を有するセルフレベリング材を得ることができる。
本発明のセルフレベリング材に含まれる細骨材としては、好ましくは粒径2mm以下の細骨材、より好ましくは粒径0.0075〜1.5mmの細骨材、さらに好ましくは粒径0.1〜1mmの細骨材、特に好ましくは0.15〜0.85mmの細骨材を主成分とすることが好ましい。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する。
細骨材の種類は、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、アルミナクリンカー、石灰石などの無機材料から適宜選択して用いることができる。特に細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、アルミナクリンカーから選択したものを好ましく用いることができる。
本実施形態のセルフレベリング材に用いられる細骨材は、結合材成分100質量部に対して、より好ましくは70〜140質量部、さらに好ましくは80〜120質量部、特に好ましくは95〜105質量部を配合することができる。これにより、作業性や硬化特性をより向上できる。
本実施形態のセルフレベリング材は、通常、材料分離を抑えて高強度の硬化体を得るために、少ない練混ぜ水量で使用される。したがって、本発明のセルフレベリング材は、水/結合材成分比が小さくとも高い流動性を確保するため、減水効果を有する流動化剤が必須成分である。
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、ポリカルボン酸系、ポリエーテル系及びポリエーテルポリカルボン酸系等の市販の流動化剤が、その種類を問わず使用でき、特にポリエーテル系及びポリエーテルポリカルボン酸等の市販の流動化剤を用いることが好ましい。
本実施形態のセルフレベリング材に用いられる流動化剤は、使用する結合材成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、結合材成分100質量部に対して、好ましくは0.005〜1.0質量部、より好ましくは0.01〜0.5質量部、さらに好ましくは0.025〜0.40質量部、特に好ましくは0.04〜0.20質量部を配合することができる。流動化剤の添加量が少なすぎると好適な効果(優れた流動性と高い硬化体強度)を発現せず、また添加量が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、場合によっては粘稠性も大きくなり所要の流動性を得るための混練水量が増大して強度性状が悪化する場合がある。
本実施形態のセルフレベリング材は、流動性保持時間及び速硬性を調整するため、凝結調整剤を用いることができる。凝結調整剤としては、結合材成分の水和反応を促進する凝結促進剤と結合材成分の水和反応を遅延する凝結遅延剤があり、使用する結合材成分の配合に応じてこれらの成分や添加量を適宜選択する。
凝結遅延剤としては、公知のものを用いることができる。一例として、オキシカルボン酸類等の有機酸や、グルコース、マルトース、デキストリン等の糖類、重炭酸ナトリウムやリン酸ナトリウム等を、それぞれの成分を単独で又は2種以上の成分を併用して用いることができる。
オキシカルボン酸類は、オキシカルボン酸及びこれらの塩を含む。オキシカルボン酸としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸等の脂肪族オキシ酸、サリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸及びトロパ酸等の芳香族オキシ酸を挙げることができる。
オキシカルボン酸の塩としては、例えば、アルカリ金属塩(具体的にはナトリウム塩及びカリウム塩等)及びアルカリ土類金属塩(具体的にはカルシウム塩、バリウム塩及びマグネシウム塩等)を挙げることができ、ナトリウム塩がより好ましい。また、特に、酒石酸ナトリウムが、凝結遅延効果、入手容易性及び価格の面から好ましく、重炭酸ナトリウムと併用することが更に好ましい。
本実施形態のセルフレベリング材に用いられる凝結遅延剤は、結合材成分100質量部に対して、好ましくは0.005〜1.0質量部、より好ましくは0.025〜0.75質量部、さらに好ましくは0.04〜0.6質量部、特に好ましくは0.05〜0.5質量部の範囲で用いることにより、好適な流動保持時間を確保できる。さらに、凝結遅延剤の添加量を、上記好ましい範囲に調整することにより、優れた流動性を有し、好適な流動性保持時間が得られる。
凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができる。例えば、凝結促進効果を有するリチウム塩、硫酸アルミニウム及び塩化カルシウムを好適に用いることができ、これらを数種組み合わせて使用することができる。
リチウム塩の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム及び水酸化リチウム等の無機リチウム塩や、シュウ酸リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム及びクエン酸リチウム等の有機酸有機リチウム塩を挙げることができる。特に炭酸リチウムは、凝結促進効果、入手容易性及び価格の面から好ましい。
凝結促進剤としては、セルフレベリング材の特性を妨げない粒子径のものを用いるこが好ましく、粒子径は50μm以下にすることが好ましい。特にリチウム塩を用いる場合、リチウム塩の粒子径は好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは20μm以下、特に好ましくは10μm以下である。リチウム塩の粒子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。
本実施形態のセルフレベリング材に用いられる凝結促進剤は、結合材成分100質量部に対して、好ましくは0.005〜0.50質量部、より好ましくは0.008〜0.25質量部、さらに好ましくは0.010〜0.15質量部、特に好ましくは0.020〜0.10質量部の範囲で用いることによって、セルフレベリング材の可使時間を確保したのち好適な速硬性が得られる。凝結促進剤の添加量を、上記好ましい範囲に調整することにより、優れた流動性を有し、良好な流動性保持時間を確保したのち、好適な速硬性を発現するセルフレベリング材を得ることができる。
本発明のセルフレベリング材には、上記の必須成分に加えて、必要に応じて増粘剤、消泡剤、収縮低減剤、樹脂粉末等を添加することができる。
増粘剤の含有量は、結合材成分100質量部に対して、好ましくは0.02〜0.30質量部、より好ましくは0.04〜0.20質量部、さらに好ましくは0.06〜0.15質量部、特に好ましくは0.08〜0.10質量部の範囲で用いることによって、高流動性、平坦性を損なわない範囲で粘性を付与することができ、材料分離を抑制することによって、表面粉化や表面凹凸の発生しない優れた表面特性のセルフレベリング材が得られる。
増粘剤の含有量は、結合材成分100質量部に対して、好ましくは0.02〜0.30質量部、より好ましくは0.04〜0.20質量部、さらに好ましくは0.06〜0.15質量部、特に好ましくは0.08〜0.10質量部の範囲で用いることによって、高流動性、平坦性を損なわない範囲で粘性を付与することができ、材料分離を抑制することによって、表面粉化や表面凹凸の発生しない優れた表面特性のセルフレベリング材が得られる。
本発明のセルフレベリング材は、高い流動性による優れた作業性、表面平滑性(平坦性)、表面水平性及び速硬性等を有し、特に、高い流動性を有しつつ、材料分離や表面の水浮きによる表面粉化や表面凹凸が発生しない、優れた表面特性を有することから、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、工場、倉庫、屋内駐車場、ガソリンスタンド及び厨房等の床下地や床仕上げ材に用いることができる。
本実施形態のセルフレベリング材を、所定量の水と混合・攪拌することによって、セルフレベリング材スラリーを製造することができる。水の添加量を調整することにより、セルフレベリング材スラリーの流動性、材料分離性及び硬化特性を調整することができる。
セルフレベリング材スラリーは、水(W)とセルフレベリング材(S)との質量比(W/S)が、好ましくは0.21〜0.29、より好ましくは0.22〜0.28、さらに好ましくは0.23〜0.27、特に好ましくは0.24〜0.26の範囲になるように配合して混練することができる。
セルフレベリング材スラリーの流動性の指標としてフロー値がある。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。
セルフレベリング材スラリーの5℃におけるフロー値は、好ましくは200〜260mmであり、より好ましくは210〜255mmであり、さらに好ましくは215〜250mmであり、特に好ましくは220〜245mmである。フロー値が上述の範囲であることによって、より優れた流動性を有する。
また、セルフレベリング材スラリーの流動性保持時間の指標としてSL値がある。SL値は、図1に示すSL測定器を用いて測定することができる。
SL測定器10は、合成樹脂製で、内寸法が幅30mm×高さ30mm×長さ750mmの樋状であり、一方の端のみが開口端となっている。そして、SL測定器10は、閉口端側にセルフレベリング材スラリーを充填するための充填部11と、充填部11に隣接し、充填されるセルフレベリング材スラリーを堰き止めておくための、合成樹脂製の堰板12とを備えており、充填部11は、内寸法が幅30mm×高さ30mm×長さ150mmの容量を有している。
図2は、上述のSL測定器を用いた、セルフレベリング材スラリーのSL値の評価方法を模式的に示す断面図である。まず、図2の(a)に示すように、混練直後のセルフレベリング材スラリーを、充填部11を満たすように流し込む。流し込んだ直後(L0)に堰板12を引き上げる、及び流し込んだ30分後(L30)に堰12を引き上げることにより、図2の(b)に示すように、流し込まれたセルフレベリング材スラリーは、SL測定器10の開口端側へ向けて流れ出す。
流れ出したセルフレベリング材スラリーが、標点13からセルフレベリング材スラリーの流れが停止した終点14までの距離をSL値(mm)とする。このSL値(L0)及びSL値(L30)を測定することで、セルフレベリング材スラリーの流動性保持時間を評価することができる。
本実施形態のセルフレベリング材スラリーのSL値(L0)は、好ましくは400〜600mmであり、より好ましくは450〜600mmであり、さらに好ましくは500〜600mmであり、特に好ましくは550〜595mmである。また、SL値(L30)は、好ましくは50〜595mmであり、より好ましくは150〜580mmであり、さらに好ましくは200〜550mmであり、特に好ましくは350〜530mmである。SL値が上述の範囲であることによって、優れた流動性と適度の作業時間を得ることができる程度に長い流動保持時間を有する。
さらに、本実施形態のセルフレベリング材スラリーは、施工後の早期開放(次工程への早期移行)を行うために、施工後に速やかに硬化を開始することができる。この速硬性の指標として、セルフレベリング材スラリー調製後の任意材齢の表面硬度を、スプリング式硬度計タイプD型((株)上島製作所製)を用いて評価することができる。本実施形態のセルフレベリング材スラリー調製後の材齢2時間の表面硬度は、好ましくは7以上であり、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは9以上であり、特に好ましくは10以上である。表面硬度が上述の値以上であることによって、優れた速硬性を有し、施工後の早期開放(次工程への早期移行)が可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[使用材料]
実施例及び比較例で使用した材料を以下に記す。
実施例及び比較例で使用した材料を以下に記す。
[使用材料]
1.使用材料
(1)セメント[PC];ポルトランドセメント(早強ポルトランドセメント、宇部三菱
セメント社製、ブレーン比表面積4620cm2/g)
(2)石膏(天然無水石膏、ブレーン比表面積3610cm2/g)
(3)高炉スラグ微粉末(リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積4280cm2/g)
(4)細骨材
6号珪砂
(5)流動化剤
ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)
(6)増粘剤
メチルセルロース系増粘剤(松本油脂社製)
(7)凝結調整剤
凝結遅延剤A:酒石酸Na(扶桑化学工業社製)
凝結遅延剤B:重炭酸Na(東ソー社製)
凝結促進剤:炭酸リチウム(粒子径3.5±1μm、本荘ケミカル社製)
1.使用材料
(1)セメント[PC];ポルトランドセメント(早強ポルトランドセメント、宇部三菱
セメント社製、ブレーン比表面積4620cm2/g)
(2)石膏(天然無水石膏、ブレーン比表面積3610cm2/g)
(3)高炉スラグ微粉末(リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積4280cm2/g)
(4)細骨材
6号珪砂
(5)流動化剤
ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)
(6)増粘剤
メチルセルロース系増粘剤(松本油脂社製)
(7)凝結調整剤
凝結遅延剤A:酒石酸Na(扶桑化学工業社製)
凝結遅延剤B:重炭酸Na(東ソー社製)
凝結促進剤:炭酸リチウム(粒子径3.5±1μm、本荘ケミカル社製)
(8)アルミナセメント[AC]
アルミナセメントA:溶融法で製造、ブレーン比表面積2900cm2/g
アルミナセメントB:焼成法で製造、ブレーン比表面積3140cm2/g
アルミナセメントA:溶融法で製造、ブレーン比表面積2900cm2/g
アルミナセメントB:焼成法で製造、ブレーン比表面積3140cm2/g
[アルミナセメントの鉱物組成]
アルミナセメントの鉱物組成を、粉末X線回折を利用したWPF解析法を用いて測定した。粉末X線回折測定は、粉末X線回折装置RINT−2500((株)リガク製)を用い、管電圧35kV、管電流110mA、測定範囲2θ=10〜60°、ステップ幅0.02°、計数時間2秒間、発散スリット:1°、及び受光スリット:0.15mm の条件で行った。
アルミナセメントの鉱物組成を、粉末X線回折を利用したWPF解析法を用いて測定した。粉末X線回折測定は、粉末X線回折装置RINT−2500((株)リガク製)を用い、管電圧35kV、管電流110mA、測定範囲2θ=10〜60°、ステップ幅0.02°、計数時間2秒間、発散スリット:1°、及び受光スリット:0.15mm の条件で行った。
WPF解析法は、粉末X線回折パターン総合解析ソフトであるJADE6.0(Materials Data Inc.製)を使用した。表1に示す鉱物組成について、参考文献を初期値とし、各結晶相を精密化してフィッティングを行い、各鉱物の合計量を100とした鉱物組成を測定した。得られた鉱物組成を表2に示す。なお、CaOをC、Al2O3をA、SiO2をS、Fe2O3をF、SO3をSと表す。
参考文献2:Ito, S., Suzuki, K., Inagaki, M., Naka, S. Mater. Res. Bull., v15
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参考文献3:Louisnathan, S.J. Can. Mineral., v10 p822(1971)
参考文献4:Ponomarev V.I., Kheiker D.M., Belov N.V. Sov. Phys. Crystallogr.,15, p995-998(1971)
参考文献5:Natl. Bur. Stand.(U.S.), Circ. 539, v9 p20(1960)
参考文献6:Wong-Ng, W., McMurdie, H., Paretzkin, B., Hubbard, C., Dragoo, A.,NBS(USA). ICDD Grant-inAid(1987)
参考文献7:Colville, A.A., Geller, S. Acta Crystallogr., Sec. B, v27 p2311(1971)
参考文献8:Natl. Bur. Stand.(U.S.) Monogr. 25, v19 p29(1982)
参考文献9:Saalfeld H, Depmeier W Kristall und Technik 7 p229-233(1972)
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参考文献9:Saalfeld H, Depmeier W Kristall und Technik 7 p229-233(1972)
次に、これらアルミナセメントの化学成分を測定した。測定方法はJIS R 252
2「耐火物用アルミナセメントの化学分析方法」に従った。表3にアルミナセメントの化学成分組成を示す。
2「耐火物用アルミナセメントの化学分析方法」に従った。表3にアルミナセメントの化学成分組成を示す。
[アルミナセメントの製造方法およびブレーン比表面積]
表4にアルミナセメントの製造方法およびブレーン比表面積を示す。ブレーン比表面積の測定方法はJIS R 5201「セメントの物理試験方法」に従った。
表4にアルミナセメントの製造方法およびブレーン比表面積を示す。ブレーン比表面積の測定方法はJIS R 5201「セメントの物理試験方法」に従った。
[ポルトランドセメントの化学成分組成及び鉱物組成]
ポルトランドセメントの化学成分組成はJIS R 5202:2010「セメントの化学分析方法」に準じて測定し、ポルトランドセメント鉱物組成は、セメントの化学成分組成からボーグの式を用いて算出した。また、ブレーン比表面積の測定方法はJIS R 5201「セメントの物理試験方法」に従った。表5にポルトランドセメントの化学成分組成、表6にポルトランドセメントの鉱物組成及びブレーン比表面積を示す。
ポルトランドセメントの化学成分組成はJIS R 5202:2010「セメントの化学分析方法」に準じて測定し、ポルトランドセメント鉱物組成は、セメントの化学成分組成からボーグの式を用いて算出した。また、ブレーン比表面積の測定方法はJIS R 5201「セメントの物理試験方法」に従った。表5にポルトランドセメントの化学成分組成、表6にポルトランドセメントの鉱物組成及びブレーン比表面積を示す。
[セルフレベリング材の調製]
上記材料(総量:1.5kg)を表7に示す配合割合で混合し、次いで、水390gを加え、ケミスターラーを用いて3分間混練してセルフレベリング材スラリーを得た。セルフレベリング材の調製は、温度5℃の恒温室内で行った。なお、細骨材、流動化剤、増粘剤及び凝結調整剤の含有量は、結合材成分を100質量部とした場合の質量部で示した。また結合材成分は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、これらの総量中に占める質量%で示した。
上記材料(総量:1.5kg)を表7に示す配合割合で混合し、次いで、水390gを加え、ケミスターラーを用いて3分間混練してセルフレベリング材スラリーを得た。セルフレベリング材の調製は、温度5℃の恒温室内で行った。なお、細骨材、流動化剤、増粘剤及び凝結調整剤の含有量は、結合材成分を100質量部とした場合の質量部で示した。また結合材成分は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、これらの総量中に占める質量%で示した。
セルフレベリング材スラリーのフロー値、SL値及びセルフレベリング材スラリー硬化体の表面硬度を以下に示す通り測定した。これらの結果を表8に示す。
[フロー値]
JASS 15M−103「社団法人日本建築学会:セルフレベリング材の品質基準」に準拠してフロー値を測定した。測定は、温度5℃の恒温室内で行なった。
JASS 15M−103「社団法人日本建築学会:セルフレベリング材の品質基準」に準拠してフロー値を測定した。測定は、温度5℃の恒温室内で行なった。
[SL値]
図1に示すSL測定器を用いて0分後におけるSL値(L0)及び30分後のSL値(L30)を測定した。測定は、温度5℃の恒温室内で行なった。
図1に示すSL測定器を用いて0分後におけるSL値(L0)及び30分後のSL値(L30)を測定した。測定は、温度5℃の恒温室内で行なった。
[表面硬度]
混練直後のセルフレベリング材スラリーを、内寸法が幅130×長さ190×高さ17mmの合成樹脂製容器に厚さ15mmになるように流し込み、温度5℃の恒温室で2時間経過した後に、硬化した硬化体表面の硬度(ショア硬度)をスプリング式硬度計タイプD型((株)上島製作所製)を用いて測定した。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表面硬度とした。
混練直後のセルフレベリング材スラリーを、内寸法が幅130×長さ190×高さ17mmの合成樹脂製容器に厚さ15mmになるように流し込み、温度5℃の恒温室で2時間経過した後に、硬化した硬化体表面の硬度(ショア硬度)をスプリング式硬度計タイプD型((株)上島製作所製)を用いて測定した。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表面硬度とした。
表8に示すとおり、実施例及び比較例のセルフレベリング材スラリーのフロー値は233〜236mmと良好な流動性を示し、SL値(L0)は590〜595mmであることから、優れた自己流動性を示した。これより、優れた作業性を有していることが示された。また、SL値(L30)は420〜530mmであり、30分後においても優れた自己流動性を有していた。
2時間後の表面硬度については、結合材成分中に占めるCaO・Al2O3含有量と12CaO・7Al2O3含有量と4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量と3CaO・Al2O3含有量の合計が増加するに従って、高くなっており、特に実施例1〜3は2時間後の表面硬度が10以上であり、硬化表面上に乗っての軽作業が可能な値になった。
以上のことから、本実施形態のセルフレベリング材は、低温において流動性に優れ、施工作業を容易にする面から適度の作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間を有し、優れた表面平滑性が得られ、且つ、水との混練直後から2時間で所定の表面硬度を発現する優れた速硬性を安定して得られ、施工後の早期開放(次工程への早期移行)が可能であることが確認された。
以上のことから、本実施形態のセルフレベリング材は、低温において流動性に優れ、施工作業を容易にする面から適度の作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間を有し、優れた表面平滑性が得られ、且つ、水との混練直後から2時間で所定の表面硬度を発現する優れた速硬性を安定して得られ、施工後の早期開放(次工程への早期移行)が可能であることが確認された。
10…SL測定器、11…充填部、12…堰板、13…標点、14…終点。
Claims (7)
- 結合材成分、細骨材、流動化剤及び凝結調整剤を含むセルフレベリング材であって、
前記結合材成分が、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグ微粉末からなり、
前記アルミナセメントのAl2O3含有量が35〜60質量%及びSiO2含有量が1〜10質量%であり、
前記ポルトランドセメントの3CaO・SiO2含有量が10〜80質量%、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量が3〜15質量%及び3CaO・Al2O3含有量が1〜15質量%であり、
前記結合材成分中に占めるCaO・Al2O3含有量、12CaO・7Al2O3含有量、4CaO・Al2O3・Fe2O3含有量及び3CaO・Al2O3含有量の合計が20.0〜40.0質量%である、
セルフレベリング材。 - 前記結合材成分中に、前記石膏を5〜25質量%及び前記高炉スラグ微粉末を35〜65質量%含む、
請求項1に記載のセルフレベリング材。 - 前記凝結調整剤が凝結遅延剤及び/又は凝結促進剤である、
請求項1又は請求項2に記載のセルフレベリング材。 - 前記凝結遅延剤の含有量が、前記結合材成分100質量部に対して0.005〜1.0質量部である、請求項3に記載のセルフレベリング材。
- 前記凝結促進剤の含有量が、前記結合材成分100質量部に対して0.005〜0.50質量部である、請求項3に記載のセルフレベリング材。
- 前記流動化剤の含有量が、前記結合材成分100質量部に対して0.05〜1.0質量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のセルフレベリング材。
- 前記細骨材の含有量が、前記結合材成分100質量部に対して70〜140質量部である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のセルフレベリング材。
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- 2014-06-16 JP JP2014123039A patent/JP2016003152A/ja active Pending
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