JP2573993B2 - セメント組成物 - Google Patents

セメント組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、優れた吸水防止性能および塩化物イオン浸
透防止性能を有するとともに、良好な作業性および圧縮
強度を有するセメント組成物に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 従来、セメントコンクリートあるいはセメントモルタ
ルなどのセメント組成物中にセメント混和用ポリマーデ
ィスパージョンを配合することにより、水あるいは塩化
物イオンのセメント組成物への浸透を抑制し、下地面へ
の付着性あるいはコテさばきなどの作業性を改善したり
していた。しかしながら、セメント組成物中にセメント
混和用ポリマーディスパージョンを多量に配合すると、
得られるセメント製品の圧縮強度が低下するという問題
点があった。また、この成分の配合量が少量であると、
水分あるいは塩化物イオンがセメントコンクリートある
いはセメントモルタルなどのセメント組成物に浸透し
て、これらのセメント組成物に接している金属を腐食さ
せるという問題点があった。
このため、吸水防止性能をおよび塩化物イオン浸透防
止性能に優れ、しかも作業性および圧縮強度が良好であ
るセメント組成物、なかでも適量のセメント混和用ポリ
マーディスパージョンを配合したセメント組成物の出現
が強く望まれていた。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
しようとするものであって、優れた吸水防止性能および
塩化物イオン浸透防止性能を有するとともに、良好な作
業性および圧縮強度を有するセメントコンクリート、あ
るいはセメントモルタルなどのセメント組成物を提供す
ることを目的としている。
発明の概要 本発明に係るセメント組成物は、セメントおよび骨材
に加えて、セメント組成物中のセメント重量に対して、
(i)加水分解性オルガノシランを0.4〜3.0重量%、お
よび(ii)セメント混和用ポリマーディスパージョン
を、該ディスパージョン中のポリマーとして該セメント
重量に対して5〜30重量%含むことを特徴としている。
なお[該ポリマー重量/セメント重量]×100で表わ
される該重量%表示値(単位%)を当業界では慣用的に
ポリマーセメント比と称すこともある。本明細書におい
てもこの表現を使用することがある。
本発明に係るセメント組成物は、セメントおよび骨材
に加えて、特定量の(i)加水分解性オルガノシランお
よび(ii)セメント混和用ポリマーディスパージョンを
含んでいるため、優れた吸水防止性能および塩化物イオ
ン浸透防止性能を有するとともに、良好な作業性および
圧縮強度を有する。
発明の具体的説明 以下、本発明に係るセメント組成物について具体的に
説明する。
本発明に係るセメント組成物においてベースとして用
いられるセメントとしては、普通ポルトランドセメント
が主として用いられるが、普通ポルトランドセメント以
外にも、たとえば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、耐
硫酸塩ポルトランドセメントなどのポルトランドセメン
ト、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセ
メントなどの混合セメント、アルミナセメント、石灰ア
ルミナセメント、マンガンセメント、クロムセメント、
チタンセメントなどの特殊セメントを広く用いることも
できる。なかでもポルトランドセメント、高炉セメント
が好ましい。なお、本発明で用いられるセメント成分と
しては、上記セメントを二種以上混合して用いてもよ
い。
また骨材としては、細骨材である川砂や山砂、粗骨材
である川砂利や砕石、軽量骨材である膨張頁岩、焼成フ
ライアッシュ、パーライト、バーミキュライトなどを広
く用いることができる。
本発明に係るセメント組成物は、セメントおよび骨材
に加えて、セメント組成物中のセメント重量に対して、
加水分解性オルガノシランを0.4〜3.0重量%、好ましく
は0.5〜2.0重量%含み、さらに、(ii)セメント混和用
ポリマーディスパージョンを、該ディスパージョン中の
ポリマーとして該セメント重量に対して5〜30重量%、
好ましくは5〜20重量%の割合で含んでいる。(i)加
水分解性オルガノシランの量が0.4重量%未満では、そ
の吸水防止効果が発揮されないため好ましくなく、一方
(i)加水分解性オルガノシランの量が3.0重量%を超
えると、硬化したセメント組成物の著しい強度低下が生
じるため好ましくない。
また(ii)セメント混和用ポリマーディスパージョン
の量が5重量%未満であると、作業性は良好ではあるも
のの、大幅な改善効果は望めない。一方(ii)セメント
混和用ポリマーディスパージョンの量が30重量%を超え
ると、強度改善に寄与しないポリマー量の増大による強
度低下が生じるため好ましくない。
本発明で用いられる(i)加水分解性オルガノシラン
としては、下記一般式[I]で表わされる1価の炭化水
素基と加水分解性基とを有するシランが挙げられる。
Rn−SiX4-n …[I] ただし、上記式[I]において、Rは1価の炭化水素
基であり、Xは加水分解性基であり、nは1〜3の整数
である。1価の炭化水素基であるRとしては、具体的に
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル
基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル
基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル
基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、
エイコシル基などのアルキル基、フェニル基等のアリー
ル基、β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基
等のアラルキル基などが挙げられるが、なかでも炭素数
が3〜8であるプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、フェニル基、β−
フェニルエチル基が好ましい。
また本発明において、「加水分解性基X」とは、セメ
ント組成物が受ける通常の条件下で加水分解を受けてOH
基になることのできる置換基であって、該置換基として
は、具体的には、−OCH3、−OC2H5、−OC3H7等のアルコ
キシ基、−OCOH、−OCOCH3、−OCOC2H5等のアシルオキ
シ基、−OCH2CH2OH、−OCH2CH2OCH3、 −OCH2CH2OC2H5 −OCH2CH2OCH2CH=CH2等の −OCH2CH2O−を有する基、 −O−C(CH3)=CH2基、 −O−N=C(CH3、 −O−N=C(CH3)(C2H5)等の −O−N=Cを有する基、−NH2基、 −NH(CH3)基、−N(CH3基、 −NH(C2H5)基、あるいは弗素、塩素、臭素、沃素のハ
ロゲン原子などが挙げられるが、なかでもアルコキシ基
が好ましい。
加水分解性オルガノシランをセメント組成物中に加え
ることによって、塩化物イオンのセメント製品への浸透
を顕著に防止することができるとともに、セメント製品
の吸水率を低下させることができ、しかもセメント製品
の圧縮強度および曲げ強度を高めることもできる。
なお本発明では、上記一般式[I]で表わされる加水
分解性オルガノシラン化合物を単独で用いることがで
き、また、二種以上組合わせて用いることもできる。
本発明で用いられる(ii)セメント混和用ポリマーデ
ィスパージョンとしては、スチレンブタジエンゴム、ク
ロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムある
いはメタクリル酸メチルブタジエンゴムなどの合成ゴム
ラテックス、エチレン酢酸ビニル、ポリアクリル酸エス
テルあるいはポリ酢酸ビニルなどの樹脂エマルジョンな
どが用いられる。また、再乳化形粉末樹脂を用いること
もできる。
本発明に係るセメント組成物中には、必要に応じて、
上記成分に加えて、リン酸トリブチル、リン酸トリイソ
ブチル等のリン酸トリアルキルエステル、シリコン系も
しくは変性シリコン系消泡剤、ラウリルアルコール、オ
クチルアルコール等の高級アルコール系消泡剤、ポリオ
キシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマー
もしくはその変性物、ポリオキシプロピレン−アルキル
エーテル、ポリオキシプロピレン−アルキルエステル、
金属セッケン、アミド系消泡剤などの消泡剤を用いても
よく、また減水剤、AE剤などのセメント混和剤を用いる
こともできる。
発明の効果 本発明に係るセメント組成物は、セメントおよび骨材
に加えて、特定量の(i)加水分解性オルガノシランお
よび(ii)セメント混和用ポリマーディスパージョンを
含んでいるため、優れた吸水防止性能および塩化物イオ
ン浸透防止性能を有するとともに、良好な作業性および
圧縮強度を有する。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、
これら実施例に限定されるものではない。
実施例1〜5 セメントとしての普通ポルトランドセメントと、細骨
材としての川砂利(粒径2.5mm以下)とを1:3に重量比で
混合し、これに以下のような各成分を加えた。
(i)加水分解性オルガノシラン C6H13Si(OCH3)3 …0.5重量%(セメント重量に対して) (ii)セメント混和用ポリマーディスパージョンスチレ
ンブタジエンゴムラテックス[SBR](全固形分:44.9
%)…5、10、15、20および30重量%[ポリマーセメン
ト比] 得られたセメントモルタルを、寸法40mm×40mm×160m
mに成形後、2日間湿空(20℃、80%R.H.)、5日間水
中(20℃)、21日乾燥(20℃、50%R.H.)養生を行なっ
て供試体を得た。
得られた供試体について、塩化物イオン浸透試験、吸
水試験、強さ試験を下記の方法に従って行なった。
[塩化物イオン浸透試験] 寸法40mm×40mm×160mmの供試体の重量を測定した
後、20℃の2.4%塩化ナトリウム水溶液にモルタル供試
体を浸漬した。浸漬7日間経過後、供試体を取り出し、
2分割し、その断面に0.1%フルオレセインナトリウム
溶液および0.1N硝酸銀水溶液を噴霧して、蛍光を発しな
い部分を測定し、塩化物イオン浸透深さとした。
[吸水試験] 寸法40mm×40mm×160mmの供試体を20℃の水中に48時
間浸漬した後、その浸漬前後の重量変化により吸水率を
求めた。
[強さ試験] 寸法40mm×40mm×160mmの供試体についてJIS R 5201
(セメントの物理試験方法)に準じて、曲げおよび圧縮
強さ試験を行なった。曲げ強さ試験はスパン間10cm、2
等点載荷として行ない、圧縮強さ試験は曲げ強さ試験後
の切片を用いて行なった。
塩化物イオン浸透試験、吸水試験、強さ試験の結果を
表1に示す。
比較例1 実施例1において、セメント混和用ポリマーディスパ
ージョンSBRおよび加水分解性オルガノシランを全く用
いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、前記試
験を行なった。
結果を表1に示す。
比較例2 実施例1において、セメント混和用ポリマーディスパ
ージョンSBRを全く用いなかったこと以外は、実施例1
と同様にして、前記試験を行なった。
結果を表1に示す。
比較例3 実施例1において、セメント混和用ポリマーディスパ
ージョンSBRを、前記ポリマーセメント比で3%の割合
で用いたこと以外は、実施例1と同様にして、前記試験
を行なった。
結果を表1に示す。
比較例4 実施例1において、セメント混和用ポリマーディスパ
ージョンSBRを、前記ポリマーセメント比で40%の割合
で用いたこと以外は、実施例1と同様にして、前記試験
を行なった。
結果を表1に示す。
実施例6〜8 実施例1において、加水分解性オルガノシランC6H13S
i(OCH3)3を、セメント重量に対して0.4重量%、1.0重量
%、3.0重量%の量で用い、かつセメント混和用ポリマ
ーディスパージョンSBRを、前記ポリマーセメント比で1
2.5重量%の割合で用いたこと以外は、実施例1と同様
にして、前記試験を行なった。
結果を表2に示す。
比較例5 実施例6において、加水分解性オルガノシランC6H13S
i(OCH3)3を全く用いなかったこと以外は、実施例6と同
様にして、前記試験を行なった。
結果を表2に示す。
比較例6 実施例6において、加水分解性オルガノシランC6H13S
i(OCH3)3を、セメント重量に対して0.3重量%の量で用
いたこと以外は、実施例6と同様にして、前記試験を行
なった。
結果を表2に示す。
比較例7 実施例6において、加水分解性オルガノシランC6H13S
i(OCH3)3を、セメント重量に対して4.0重量%の量で用
いたこと以外は、実施例6と同様にして、前記試験を行
なった。
結果を表2に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 111:27 (56)参考文献 特開 平1−244808(JP,A) 特開 昭64−65053(JP,A) 特開 昭62−52156(JP,A) 国際公開87/4144(WO,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメントおよび骨材に加えて、セメント組
    成物中のセメント重量に対して、(i)加水分解性オル
    ガノシランを0.4〜3.0重量%、および(ii)セメント混
    和用ポリマーディスパージョンを、該ディスパージョン
    中のポリマーとして該セメント重量に対して、5〜30重
    量%含むことを特徴とするセメント組成物。
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