JP2021031350A - 水硬性ポリマーセメント組成物及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗膜の収縮応力が小さく、塗膜が剥離することがなく、高い圧縮強度と耐衝撃性及び耐熱衝撃性を有し、紫外線によって色調が変化せず美観にも優れる水硬性ポリマーセメント組成物及びその施工方法を提供する。【解決手段】水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、水分散ポリオールは水とヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２５０〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物である。【選択図】なし
Description
本発明は、少なくとも、水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、水硬性セメントと、骨材とから成り、床下地コンクリート表面に２．５ｍｍ以上９．０ｍｍ未満に塗付するモルタル状の水硬性ポリマーセメント組成物及びその施工方法に関する。
従来、床下地コンクリート表面に塗付するモルタル状の水硬性ポリマーセメント組成物は、塗膜の収縮力が極めて大きいため単に床下地コンクリート表面に塗付すると容易に剥離することから、特許文献１の請求項３に示されているように、まず、床下地コンクリートの脆弱層を除去し、床下地コンクリートの際部に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの溝部を設け、対向する溝部と溝部との距離が１２ｍ超ある場合は、該溝部から１２ｍ以内毎に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの目地部を設け、該溝部内及び目地部内に組成物を充填しながら、床下地コンクリート上に直接厚さ６〜９ｍｍに塗布する必要があった。
これを解決するために、特許文献２では組成物に特定の希釈剤を配合することにより、塗膜の収縮力が低くなるように工夫をして、床下地コンクリートに深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの溝部や目地部を設けることなく施工できる組成物が提案されている。
また、コンクリート下地表面に厚さ３ｍｍ〜５ｍｍに塗付する、水分散ポリオールとポリイソシアネートとセメントと骨材と水とを含有してなるモルタル状の水硬性ポリマーセメント組成物として特許文献３の水硬性ポリマーセメント組成物が提案されている。
しかしながら、特許文献２に記載の組成物は、収縮力が低く抑えることが出来ていても、その実施例に示されるように、ポリイソシアネートに塗膜強度を高めることが期待されるクルードＭＤＩ（４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート）を使用しても、その圧縮強度はおおよそ２１Ｎ/ｍｍ２ に留まり、より高い強度と耐熱衝撃性、耐衝撃性を求められる例えば食品工場の床としては十分な性能を有していない、
という課題がある。
という課題がある。
また、特許文献３の水硬性ポリマーセメント組成物は、その実施例に示されるように上記同様、ポリイソシアネートにクルードＭＤＩ（４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチルポリフェニルポリイソシアネート）を使用した場合が示されていて、その圧縮強度が３１．０Ｎ/ｍｍ２ と示されているが、該組成物は塗膜の収縮率が高く、同特許文献３の段落００３６の耐熱衝撃性の評価方法に示されるように、試験体には４面の木口より５ｍｍ内側に深さ１０ｍｍ幅１０ｍｍの目地を設ける必要があり、逆に言えば、該目地を設けた試験体としなければ、耐熱衝撃性の評価を行うと、塗膜の収縮力により容易に剥離するという課題がある。
また、特許文献２及び特許文献３の組成物は、ポリイソシアネートとしてポリメチルポリフェニルポリイソシアネートを使用した場合は、紫外線により著しく黄変し、床に塗付した該組成物の色調が変化して、ついには茶色になり美観を損ねるという課題がある。
本発明が解決しようとする課題は、床下地コンクリート表面に２．５ｍｍ〜９．０ｍｍに塗付するモルタル状の水硬性ポリマーセメント組成物でありながら、塗膜の収縮応力が小さく、直接床下地コンクリート表面に塗付しても塗膜が剥離することがなく、このため床下地コンクリート上に塗付するに当たって、床下地コンクリートの際部に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの溝部や該溝部から１２ｍ以内毎に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの目地部を設ける必要が無く、また、塗膜の収縮応力が小さいにも関わらず、高い圧縮強度と、耐衝撃性及び耐熱衝撃性を有し、さらには紫外線によって色調が変化せず美観にも優れる水硬性ポリマーセメント組成物及びその施工方法を提供することにある。
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、
水分散ポリオールは水とヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２５０〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
水分散ポリオールは水とヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２５０〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
また請求項２記載の発明は、水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、グリセリンと、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、
水分散ポリオールは水とヒマシ油系２官能ポリオールとヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２００〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ヒマシ油系２官能ポリオールは水分散ポリオール１００重量部中の０重量部超４０重量部以下であり、
グリセリンは組成物全体１００重量部中の０重量部超５重量部以下であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
水分散ポリオールは水とヒマシ油系２官能ポリオールとヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２００〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ヒマシ油系２官能ポリオールは水分散ポリオール１００重量部中の０重量部超４０重量部以下であり、
グリセリンは組成物全体１００重量部中の０重量部超５重量部以下であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
また請求項３記載の発明は、ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアヌレートであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水硬性ポリマーセメント組成物を、床下地コンクリート表面に厚さ２．５〜９ｍｍに塗付することを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物の施工方法を提供する。
本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、床下地コンクリート表面に２．５ｍｍ〜９ｍｍに塗付することができる効果があり、また、硬化した塗膜の内部に発生する応力である収縮応力が極めて小さいという効果がある。このため、直接床下地コンクリート上に上記厚み塗付しても硬化後の塗膜が剥離することがないという効果がある。
また本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、上記のように塗膜の収縮応力が極めて小さいため、施工に際して従来のように床下地コンクリートの際部や床下地コンクリート表面の１２ｍ以内毎に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの目地部を設ける必要が無いという効果がある。このため、容易に且つ短時間で床下地コンクリート表面に塗付することが出来る効果があり、結果として低コストであるという効果がある。
また、本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、塗膜の内部に発生する応力である収縮応力が極めて小さいにも関わらず、十分な圧縮強度と耐衝撃性と耐熱衝撃性を有する効果がある。勿論耐熱衝撃性という特別の特性を必要としない場合であっても本発明の水硬性ポリマーセメント組成物を使用できる効果がある。
また、本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、ポリイソシアネートが脂肪族のイソシアヌレートから成るため、硬化後の塗膜が日光や紫外線等によって黄変することが無く、美観に優れるという効果がある。
また、本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、従来よりやや薄めの２．５〜５ｍｍ厚さに塗付しても良好な塗付作業性を有し、また食品工場床で行われているような熱水による洗浄が行われても、剥離や割れ等が発生しないような十分な耐熱衝撃性を有するという効果がある。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、請求項１の水硬性ポリマーセメント組成物については、水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、水分散ポリオールは水とヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２５０〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物であり、必要に応じてこれらの他に、顔料、分散剤、消泡剤、希釈剤等の添加剤を配合することができる。
また、請求項２記載の水硬性ポリマーセメント組成物については、水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、グリセリンと、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、水分散ポリオールは水とヒマシ油系２官能ポリオールとヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２００〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、ヒマシ油系２官能ポリオールは水分散ポリオール１００重量部中の０重量部超４０重量部以下であり、グリセリンは組成物全体１００重量部中の０重量部超５重量部以下であり、ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物であり、必要に応じてこれらの他に、顔料、分散剤、消泡剤、希釈剤等の添加剤を配合することができる。
本発明に使用する水分散ポリオールは、請求項1に記載の水硬性ポリマーセメント組成物においては、ヒマシ油系３官能ポリオールからなり、該ヒマシ油系３官能ポリオールは、ヒマシ油又はその誘導体を使用することができ、水酸基数が３のポリオールである。本発明に使用する水分散ポリオールの水酸基当量は、２５０〜６００が好ましく、２５０未満では水硬性ポリマーセメント組成物としての硬化が速くなって作業性が不良となり、６００超では水硬性ポリマーセメント組成物として硬化後の強度が不十分となる。水分散ポリオールの配合量は組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部が好ましく、４重量部未満では組成物の硬化物の強度が低下し１０重量部超では組成物を金鏝で塗付する際の作業性が低下する。
本発明に使用する水分散ポリオールは、請求項２に記載の水硬性ポリマーセメント組成物においては、水とヒマシ油系２官能ポリオールとヒマシ油系３官能ポリオールからなり、ヒマシ油系２官能ポリオールは、ヒマシ油又はその誘導体を使用することができ、水酸基数が２のポリオールであり、ヒマシ油系３官能ポリオールは、同様にヒマシ油又はその誘導体を使用することができ、水酸基数が３のポリオールである。本発明に使用する水分散ポリオールの水酸基当量は、２００〜６００が好ましく、２００未満では水硬性ポリマーセメント組成物としての硬化が速くなって作業性が不良となり、６００超では水硬性ポリマーセメント組成物として硬化後の強度が不十分となる。水分散ポリオールの配合量は組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部が好ましく、４重量部未満では組成物の硬化物の強度が低下し１０重量部超では組成物を金鏝で塗付する際の作業性が低下する。
請求項２に記載の水硬性ポリマーセメント組成物における水分散ポリオール中のヒマシ油系２官能ポリオールは、水分散ポリオール１００重量部中の０重量部超４０重量部以下であり、４０重量部超となると、圧縮強度及び耐衝撃性及び耐熱衝撃性が不十分となる。本発明ではヒマシ油系２官能ポリオールを含むことによる圧縮強度及び耐衝撃性及び耐熱衝撃性の低下を、架橋剤としてグリセリンを配合することで、圧縮強度として２２Ｎ／ｍｍ２超とし、また下記評価項目で規定している性能の耐衝撃性と耐熱衝撃性として、これらを必要とする塗り床材として使用可能に成したことに特徴がある。このため圧縮強度や耐衝撃性や耐熱衝撃性が損なわれる程度にヒマシ油系２官能ポリオールが配合された場合に、さらにグリセリンを配合することになり、その場合が請求項２に記載の水硬性ポリマーセメント組成物となる。
請求項２に記載に水硬性ポリマーセメント組成物に使用するグリセリンの配合量は、組成物全体１００重量部中の０重量部超５重量部以下であり、上記ヒマシ油系２官能ポリオールの配合により不十分となった圧縮強度、耐衝撃性、耐熱衝撃性を回復する量を配合する。
本発明に使用するポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートから得られ、イソシアヌレート構造を有する脂肪族イソシアヌレートから成る。詳しくは、１，６ヘキサメチレンジイソシアネートを環化三量化することによって得られるヘキサメチレンジイソシアヌレートが優れた耐候性を有し、塗膜の硬度を向上させることから好ましい。１，６ヘキサメチレンジイソシアネートを環化三量化するには、特開平０１−３３１１５号公報に記載の方法を使用することができ、本願発明に使用するポリイソシアネートには、他の脂肪族ジイソシアネートや脂環式ジイソシアネート等、またこれらのプレポリマーを併用することが出来、ポリイソシアネートの含有量９９重量％以上のものを使用する。
また、本発明に使用するポリイソシアネートとしては、ＮＣＯ％が１５〜２５重量％のものを使用することができ、ＮＣＯ％が２０〜２５重量％のポリイソシアネートがより好ましい。１５％重量未満では塗膜の強度が不足する場合があり、２５重量％超ではイソシアヌレート構造をとっているポリイソシアネートが少なくなり、また逆に三量化されていない、例えばジイソシアネートであるポリイソシアネートが増えることになるため、同様に塗膜の強度が不足する。
また、本発明に使用するポリイソシアネートの粘度は５００〜３５００ｍＰａ・ｓ／２５℃であることが好ましく、５００ｍＰａ・ｓ未満では塗膜の強度が不足する場合があり、３５００ｍＰａ・ｓ超では下地コンクリート表面に塗付する際の作業性が低下する場合がある。
また、本発明に使用するポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、５重量部未満では塗膜の強度が不足する場合があり、１５重量部超では硬化時間が短くなって、施工性が不足する場合がある。
本発明に使用する有機金属系触媒は、本組成物の硬化を促進させるために配合され、例えば、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、オクチル酸ビスマス等の有機金属系触媒等を使用することが出来る。これらの硬化触媒の中でも、有機錫化合物がより好ましい。また、これらの硬化触媒のうち、触媒効果の点から、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライドがより好ましい。有機金属系触媒の配合量は、組成物全体１００重量部中の０．００１〜０．０１重量部であり、０．００１重量部未満では塗膜の強度が不十分と成る場合があり、０．０１重量部超では硬化が速くなり金鏝等での塗付作業性が不良と成る場合がある
本発明に使用する水硬性セメントは、特定の色調が付与できるように、主として白色ポルトランドセメントを使用することが好ましく、他に普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、早強ポルトランドセメント等を併用することが出来る。水硬性セメントの配合量は組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部が好ましく、５重量部未満で塗膜の強度が低下し、１５重量部超では本組成物を金鏝等で下地コンクリート表面に塗付する際の塗付作業性が低下する。
本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用する骨材には、粒子径が１．０〜３．０ｍｍのガイシ粉末と、粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂と、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂と、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂と、粒子径が０．０５〜０．６ｍｍの硅砂と、粒子径が０.０４〜０．３ｍｍの硅砂を、複数併用して使用する。ガイシ粉末は、ガイシの生産工場において破損若しくは廃棄されたガイシを粉砕処理したもので、陶磁器の持つ強度、耐摩耗性、耐熱性などを床に付与する効果がある。粒子径が１．０ｍｍ未満では床下地コンクリートへの塗布作業性が悪くなり、３．０ｍｍ超では組成物中への分散性及び硬化後の塗膜表面の凹凸が大きくなりすぎる。
粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂は３号硅砂が、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂は硅砂４号が、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂は５号硅砂が、粒子径が０．０５〜０．６ｍｍの硅砂は硅砂６号が、粒子径が０.０４〜０．３ｍｍの硅砂は硅砂７号がそれぞれ該当する。例えば粒子径が１．０〜３．０ｍｍのガイシ粉末と粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂と、粒子径が０．０４〜０．３ｍｍの硅砂の併用比率は、重量で８〜１２：６０〜１００：０．５〜２．０が床下地コンクリートへ５〜９ｍｍ程度塗付する際の塗布作業性と強度発現及び耐衝撃性等の観点から好ましい。また例えば粒子径が１．０〜３．０ｍｍのガイシ粉末と粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂と、粒子径が０．０５〜０．６ｍｍの硅砂の併用比率は、重量で０．８〜１．２：２．０〜４．０：０．３〜１．０が床下地コンクリートへ２．５〜５ｍｍ程度塗付する際の塗布作業性と強度発現及び耐衝撃性等の観点から好ましい。
骨材の配合部数は、骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部であり、７０重量部未満では塗膜平滑性が不良と成る場合があり、８５重量部超では耐衝撃性が低下する場合がある。
本発明の水個性ポリマーセメント組成物には、上記のほかに消石灰を配合することが好ましい。該消石灰は、ポリイソシアネートと水とのウレア反応で発生する炭酸ガスを吸収し、組成物が床下地コンクリート上に塗布され硬化するまでに発生する炭酸ガスが特定部分に集中して塗膜を押上げて膨れを生じさせることを抑制する効果がある。
本発明の水硬性ポリマーセメント組成物の下地コンクリート表面への塗付は、金鏝や木鏝等を使用して、２．５〜９ｍｍに塗付する。好ましくはまず木鏝で本組成物を下地コンクリート表面に配り塗りをし、施工する下地コンクリート表面に所定の厚さになるように均等に配りながら、仕上げとして金鏝にてしっかりと押えながら下地コンクリートと一体と成るように塗付することで、硬化塗膜に欠陥が無く、美観に優れた塗床とすることが出来る。
以下、実施例及び比較例にて具体的に説明する。
＜実施例及び比較例＞
水分散ポリオールとして、ヒマシ油系３官能ポリオールから成り水酸基当量が２８０〜５６０の水分散ポリオールＡ（水含有量：２５〜３０重量％）と、ヒマシ油系３官能ポリオール１００重量部に対してヒマシ油系２官能ポリオール２５〜３３重量部含まれ、全体として水酸基当量が２００〜２５０の水分散ポリオールＢ（水含有量：２５〜３０重量％）と、ヒマシ油系３官能ポリオール１００重量部に対してヒマシ油系２官能ポリオールが１４〜２０重量部含まれ、全体として水酸基当量が２００〜５００の水分散ポリオールＣ（水含有量：２５〜３０重量％）を使用し、ポリイソシアネートとして、ヘキサメチレンジイソシアヌレート（粘度２５００ｍＰａ・ｓ／２５℃、ＮＣＯ％：２０重量％、ポリイソシアネート含有量９９重量％以上）のポリイソシアネートＡと、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートであるポリイソシアネートＢ（ＮＣＯ重量％：３１．０重量％）を使用し、有機金属系触媒として、ネオスタンＵ２２０Ｈ（ジブチル錫ジアセチルアセトナート）を使用し、骨材として、ガイシ粉末として粒子径１．０〜３．０ｍｍのセルベン（商品名、株式会社オクムラセラム製）と、粒子径０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂：東北硅砂４号（商品名、東北硅砂株式会社製）と、粒子径０．０５〜０．６ｍｍの硅砂：東北硅砂６号（商品名、東北硅砂株式会社製）と、粒子径０.０４〜０．３ｍｍの硅砂：東北硅砂７号（商品名、東北硅砂株式会社製）を使用し、水硬性セメントとして白色ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）を使用して、表１の配合にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を作製した。なお下記評価において、実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３は塗膜厚みを７ｍｍになるように仕上げて評価し、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４は塗膜厚みを３ｍｍになるように仕上げて評価した。
水分散ポリオールとして、ヒマシ油系３官能ポリオールから成り水酸基当量が２８０〜５６０の水分散ポリオールＡ（水含有量：２５〜３０重量％）と、ヒマシ油系３官能ポリオール１００重量部に対してヒマシ油系２官能ポリオール２５〜３３重量部含まれ、全体として水酸基当量が２００〜２５０の水分散ポリオールＢ（水含有量：２５〜３０重量％）と、ヒマシ油系３官能ポリオール１００重量部に対してヒマシ油系２官能ポリオールが１４〜２０重量部含まれ、全体として水酸基当量が２００〜５００の水分散ポリオールＣ（水含有量：２５〜３０重量％）を使用し、ポリイソシアネートとして、ヘキサメチレンジイソシアヌレート（粘度２５００ｍＰａ・ｓ／２５℃、ＮＣＯ％：２０重量％、ポリイソシアネート含有量９９重量％以上）のポリイソシアネートＡと、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートであるポリイソシアネートＢ（ＮＣＯ重量％：３１．０重量％）を使用し、有機金属系触媒として、ネオスタンＵ２２０Ｈ（ジブチル錫ジアセチルアセトナート）を使用し、骨材として、ガイシ粉末として粒子径１．０〜３．０ｍｍのセルベン（商品名、株式会社オクムラセラム製）と、粒子径０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂：東北硅砂４号（商品名、東北硅砂株式会社製）と、粒子径０．０５〜０．６ｍｍの硅砂：東北硅砂６号（商品名、東北硅砂株式会社製）と、粒子径０.０４〜０．３ｍｍの硅砂：東北硅砂７号（商品名、東北硅砂株式会社製）を使用し、水硬性セメントとして白色ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）を使用して、表１の配合にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を作製した。なお下記評価において、実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３は塗膜厚みを７ｍｍになるように仕上げて評価し、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４は塗膜厚みを３ｍｍになるように仕上げて評価した。
＜評価項目及び評価方法＞
＜塗膜仕上がり性＞
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げ、塗膜の表面状態を目視にて観察した。平滑な仕上がりである場合を○とし、凹凸のある仕上がりとなっている場合を×と評価した。
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げ、塗膜の表面状態を目視にて観察した。平滑な仕上がりである場合を○とし、凹凸のある仕上がりとなっている場合を×と評価した。
＜耐衝撃性＞
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げる。７日間養生後、中央部に高さ１ｍから１ｋｇの鋼球を６０回落下させ、塗膜に割れ、剥がれ等の異常のないものを○、割れ、剥がれ等の異常が生じたものを×と評価した。
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げる。７日間養生後、中央部に高さ１ｍから１ｋｇの鋼球を６０回落下させ、塗膜に割れ、剥がれ等の異常のないものを○、割れ、剥がれ等の異常が生じたものを×と評価した。
＜圧縮強度＞
２３℃下にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を硬化させ７日養生後の硬化物について、ＪＩＳＫ６９１１の規定に準じて圧縮強さ（Ｎ/ｍｍ２）を測定した。試験体の大きさは１３ｍｍ×１３ｍｍ×２５ｍｍとした。圧縮強さが２２Ｎ/ｍｍ２超であれば十分な強度を有するとして○と評価し、これ以下の場合は×と評価した。
２３℃下にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を硬化させ７日養生後の硬化物について、ＪＩＳＫ６９１１の規定に準じて圧縮強さ（Ｎ/ｍｍ２）を測定した。試験体の大きさは１３ｍｍ×１３ｍｍ×２５ｍｍとした。圧縮強さが２２Ｎ/ｍｍ２超であれば十分な強度を有するとして○と評価し、これ以下の場合は×と評価した。
＜耐熱衝撃性＞
ＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）を４分の１にカットして１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ６０ｍｍの試験板とし、該の試験板の表面をサンドペーパー＃８０で十分に目荒らしをして脆弱層を除去し、均一に混合した実施例、比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を、実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については厚さ７ｍｍに、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については厚さ３ｍｍに塗布し７日間養生する。その後試験体中央部に９５℃熱水を５分流下させ次に２０℃の冷水を１０分流下させることを１サイクルとして厚さ７ｍｍの試験体については６０００サイクル繰り返し、厚さ３ｍｍの試験体については４０００サイクル繰り返し、塗膜に剥がれ、浮き等異常が生じないものを○、異常が生じたものを×と評価した。
ＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）を４分の１にカットして１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ６０ｍｍの試験板とし、該の試験板の表面をサンドペーパー＃８０で十分に目荒らしをして脆弱層を除去し、均一に混合した実施例、比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を、実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については厚さ７ｍｍに、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については厚さ３ｍｍに塗布し７日間養生する。その後試験体中央部に９５℃熱水を５分流下させ次に２０℃の冷水を１０分流下させることを１サイクルとして厚さ７ｍｍの試験体については６０００サイクル繰り返し、厚さ３ｍｍの試験体については４０００サイクル繰り返し、塗膜に剥がれ、浮き等異常が生じないものを○、異常が生じたものを×と評価した。
＜付着性＞
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げる。７日間養生後、建研式接着力試験器により、４０×４０ｍｍ部分の水硬性ポリマーセメント組成物とコンクリート平板との付着強度（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。破壊状態は下地コンクリート１００％凝集破壊を○と、それ以外を×と評価した。
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、金鏝にて実施例及び比較例の水硬性ポリマーセメント組成物を所定の厚みに塗付して仕上げる。７日間養生後、建研式接着力試験器により、４０×４０ｍｍ部分の水硬性ポリマーセメント組成物とコンクリート平板との付着強度（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。破壊状態は下地コンクリート１００％凝集破壊を○と、それ以外を×と評価した。
＜耐剥離性＞
実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については硬化物を長さ１６０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み７ｍｍの短冊状に成型し、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については硬化物を長さ１６０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み３ｍｍの短冊状に成型し、それぞれ２３℃７日養生後、さらに５０℃１４日間加熱養生させた際の収縮歪み量Ｌ（ｍｍ）を測定する。次に長手方向に速度１ｍｍ／分で引張り、引張弾性係数Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）を測定する。収縮歪み量Ｌ（ｍｍ）と試験体の２３℃７日養生後の長さＬ０（ｍｍ）とから次式（１）により塗膜単位断面積当りの収縮応力（Ｎ／ｍｍ２）を算出し、さらに実施例１及び実施例２と比較例１乃至比較例４は塗膜の厚み２ｍｍを、実施例３は塗膜の厚み４ｍｍを乗じて塗膜単位幅当りの塗膜収縮力Ｔ（Ｎ／ｍｍ）を求めた。
収縮応力（Ｎ／ｍｍ２）＝Ｅ（Ｌ／Ｌ０）・・・（１）
ここで塗膜収縮力Ｔ（Ｎ／ｍｍ）は経験的に塗膜を剥離させる方向に作用するものと考えられるため、この際の塗膜収縮力をモデル的及び経験的に図１に示すように５度程度の浅い角度で塗膜を引っ張るように働いて塗膜を剥離させるものと考え、次式（２）により塗膜の単位幅（ｍｍ）当りの垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）に換算した。
垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）＝ｓｉｎ５°×Ｔ・・・（２）
この単位幅当り（１ｍｍ）の垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）は、塗膜厚みが２ｍｍ又は４ｍｍと厚いため、実験的及び経験的に塗膜が接着している下地の１ｍｍ２に作用すると考え、該垂直方向の力は塗膜を下地コンクリートの単位表面積（１ｍｍ２）に対して垂直方向に引っ張るように作用し、これを垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）とした。
実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については硬化物を長さ１６０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み７ｍｍの短冊状に成型し、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については硬化物を長さ１６０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み３ｍｍの短冊状に成型し、それぞれ２３℃７日養生後、さらに５０℃１４日間加熱養生させた際の収縮歪み量Ｌ（ｍｍ）を測定する。次に長手方向に速度１ｍｍ／分で引張り、引張弾性係数Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）を測定する。収縮歪み量Ｌ（ｍｍ）と試験体の２３℃７日養生後の長さＬ０（ｍｍ）とから次式（１）により塗膜単位断面積当りの収縮応力（Ｎ／ｍｍ２）を算出し、さらに実施例１及び実施例２と比較例１乃至比較例４は塗膜の厚み２ｍｍを、実施例３は塗膜の厚み４ｍｍを乗じて塗膜単位幅当りの塗膜収縮力Ｔ（Ｎ／ｍｍ）を求めた。
収縮応力（Ｎ／ｍｍ２）＝Ｅ（Ｌ／Ｌ０）・・・（１）
ここで塗膜収縮力Ｔ（Ｎ／ｍｍ）は経験的に塗膜を剥離させる方向に作用するものと考えられるため、この際の塗膜収縮力をモデル的及び経験的に図１に示すように５度程度の浅い角度で塗膜を引っ張るように働いて塗膜を剥離させるものと考え、次式（２）により塗膜の単位幅（ｍｍ）当りの垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）に換算した。
垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）＝ｓｉｎ５°×Ｔ・・・（２）
この単位幅当り（１ｍｍ）の垂直方向の力Ｔｖ（Ｎ／ｍｍ）は、塗膜厚みが２ｍｍ又は４ｍｍと厚いため、実験的及び経験的に塗膜が接着している下地の１ｍｍ２に作用すると考え、該垂直方向の力は塗膜を下地コンクリートの単位表面積（１ｍｍ２）に対して垂直方向に引っ張るように作用し、これを垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）とした。
その上で、まず、水／セメント比が６０％での下地コンクリートの表面引張強度とレイタンス残留率との関係を示した図２（塗り床のふくれ発生に及ぼす下地コンクリートの影響、日本建築学会構造系論文集、第４９３号、１−７、１９９７年３月、表１及び図−１２（気乾状態）参照。図−１２（気乾状態）から下地凝集破壊のもののみを抽出して図示したもの）と、前記垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）とを比較し、万が一レイタンスが下地コンクリートに１００％残っていたとしても、その下地の表面引張強度は０．７Ｎ／ｍｍ２であるとして（通常はレイタンスがすべて除去された下地コンクリートが塗床材の施工に適した下地コンクリート仕様となっている）、該０．７Ｎ／ｍｍ２よりも垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）が小さければ、塗膜の収縮力のみの作用では、該塗膜は下地コンクリートより剥離することがないものと考え、◎と評価した。垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）が下地コンクリートの前記表面引張強度０．７Ｎ／ｍｍ２（レイタンス残留率１００％）より大きい場合は、塗膜の収縮力のみの作用で、塗膜が下地コンクリートの表面を破壊して剥離する場合があるとして×と評価した。
また、平成２４年度版の塗り床ハンドブック（平成２４年３月１日発行、監修 横山 裕、編著 日本塗り床工業会、発行・販売 工文社）には、塗り床の下地となる新設のコンクリート・モルタル及び改修下地の品質の一つとしての表面（引張）強度を １．５Ｎ／ｍｍ２と規定していることより、この１．５Ｎ／ｍｍ２と前記垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）とを比較し、該１．５Ｎ／ｍｍ２よりも垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）が小さければ、塗膜の収縮力のみの作用では、該塗膜は下地コンクリートより剥離することがないものと考え、○と評価した。垂直応力Ｔｖ２（Ｎ／ｍｍ２）が表面（引張）強度１．５Ｎ／ｍｍ２より大きい場合は、塗膜の収縮力のみの作用で、塗膜が下地コンクリートの表面を破壊して剥離する場合があるとして×と評価した。
上記、２つの判定のうち少なくとも塗床ハンドブックでの規定値１．５Ｎ／ｍｍ２での判定が○であれば、耐剥離性は良好であると判断し、いずれもが×の場合は、従来のように床下地コンクリートの際部に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの溝部を設け、対向する溝部と溝部との距離が１２ｍ超ある場合は、該溝部から１２ｍ以内毎に深さ７〜１３ｍｍで幅が７〜１３ｍｍの目地部を設け、該溝部内及び目地部内に組成物を充填しながら、床下地コンクリート上に塗付しなければならないと判断する。
＜耐黄変性＞
実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については厚み７ｍｍの硬化塗膜に、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については厚み３ｍｍの硬化塗膜に、それぞれブラックライト（殺菌灯、ピーク波長２５６ｎｍ、３１μＷ／ｃｍ２）を高さ５０ｃｍから２００時間照射し、照射前と照射後の色差（ΔＥ）を測定した。ΔＥが１．０以下を○、ΔＥが１．０超を×と評価した。
実施例１乃至実施例３と比較例１及び比較例３の水硬性ポリマーセメント組成物については厚み７ｍｍの硬化塗膜に、実施例４乃至実施例６、比較例２、比較例４の水硬性ポリマーセメント組成物については厚み３ｍｍの硬化塗膜に、それぞれブラックライト（殺菌灯、ピーク波長２５６ｎｍ、３１μＷ／ｃｍ２）を高さ５０ｃｍから２００時間照射し、照射前と照射後の色差（ΔＥ）を測定した。ΔＥが１．０以下を○、ΔＥが１．０超を×と評価した。
＜評価結果＞
評価結果を表２に示す。
評価結果を表２に示す。
Claims (4)
- 水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、
水分散ポリオールは水とヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２５０〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物。 - 水分散ポリオールと、ポリイソシアネートと、有機金属系触媒と、グリセリンと、水硬性セメントと、骨材と、から成る水硬性ポリマーセメント組成物であって、
水分散ポリオールは水とヒマシ油系２官能ポリオールとヒマシ油系３官能ポリオールから成り、水酸基当量は２００〜６００であって組成物全体１００重量部中の４〜１０重量部であり、
ヒマシ油系２官能ポリオールは水分散ポリオール１００重量部中の０重量部超４０重量部以下であり、
グリセリンは組成物全体１００重量部中の０重量部超５重量部以下であり、
ポリイソシアネートは脂肪族イソシアヌレートから成り、ポリイソシアネートは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
水硬性セメントは組成物全体１００重量部中の５〜１５重量部であり、
骨材は組成物全体１００重量部中の７０〜８５重量部である、
ことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物。 - ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアヌレートであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の水硬性ポリマーセメント組成物。
- 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水硬性ポリマーセメント組成物を、床下地コンクリート表面に厚さ２．５〜９ｍｍに塗付することを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物の施工方法。
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