JP3281548B2 - コンクリート構造物に用いる防水接着材用粉体組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンクリート構
造物に用いる防水接着材用粉体組成物に係り、水で練る
だけで簡単に使用することのできる粉体組成物に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物に対する防水工法と
して、従来簡易な方法としてモルタル防水工法が最も広
く知られている。これはセメントと砂の混合物にエマル
ション樹脂と水を加えて練り上げ、コンクリート躯体に
塗り付ける工法である。このようにして得られる簡易防
水層は、モルタルそのものが吸水する原因となっている
キャピラリー部分に樹脂粒子を閉じ込めているので、モ
ルタルに亀裂が生じなければ防水効果を発揮するのであ
る。

【０００３】しかし、この工法で使用するセメント−エ
マルション樹脂の混合物は、セメントに対するエマルシ
ョン樹脂の添加量はセメント重量の１０％程度であり、
両者の固形分対比、即ち樹脂固形分／セメント（Ｐ／
Ｃ）でみると、樹脂量はせいぜい数％にすぎない。

【０００４】従って、このような樹脂添加量の少ないセ
メント−樹脂混合物をコンクリート躯体等に使用した場
合、セメントの硬化時にエマルション樹脂粒子はキャピ
ラリー空間に押しやられ、コンクリート躯体表面に充分
な連続皮膜が得られず、コンクリート躯体との接着はセ
メントの硬化体が受け持つことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、コンクリー
ト躯体に亀裂等が発生した時に応力緩和を与えるものが
なく、従って防水層にも同程度の亀裂が生じ、防水層と
しての機能を発揮しなくなるという問題があった。

【０００６】この発明は、上記に鑑みてコンクリート躯
体に施工したときに連続皮膜を形成して防水層としての
機能を果たすとともに、この防水層がその上に施される
タイルやＡＬＣ板等との接着材の役目をも具備する、し
かも水で練るだけで簡単に混練物として使用可能な粉体
組成物を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明の請求項
１記載の発明は、オレフィン系エマルション粉末樹脂１
００重量部に対して、硅砂５０〜２００重量部、水硬性
粉粒体５０〜２００重量部およびＺｎＯ、ＴｉＯ₂ 、Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＣｒＯ₄ 、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、Ｃｒ₂Ｏ₃ から
選ばれた少なくとも１種で０．１〜０．２μｍ粒径の遷
移金属酸化物粉粒体２〜１０重量部を加えた混合物より
なり、加水混練により防水接着材として使用しうる防水
接着材用粉体組成物を特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の防水接着材用粉体組成
物は、オレフィン系エマルション粉末樹脂、硅砂、水硬
性粉粒体および遷移金属酸化物粉粒体の混合物よりなる
ものであり、オレフィン系エマルション粉末樹脂（以
下、これを単に粉末樹脂という）の重量とセメントの重
量との比Ｐ／Ｃは５０〜２００％であるが、これは成膜
樹脂の比重を１、セメントの比重を３とすれば、容積比
では１７〜６７％となり、セメントは粉末樹脂によって
包み込まれた状態となっているので、この粉体組成物に
水を加えて混練物としてコンクリート躯体に塗工したと
き樹脂の連続皮膜として生成されるのである。そして、
この粉体組成物は上記の材料を常温、常圧下で粉体混合
機を用いて混合するだけで容易に得ることができる。

【０００９】この粉体組成物において連続した皮膜を形
成し、かつ接着材の働きをするオレフィン系エマルショ
ン樹脂の粉末化は遠心噴霧乾燥機で噴霧乾燥することに
よって得ることができる。ここで肝要なことは、得られ
た粉末樹脂が水を加えることによって元の分散樹脂に戻
る再分散性粉末樹脂となることである。このためにはエ
マルション樹脂を構成するモノマー中に親水性モノマー
が必要である。

【００１０】このような親水性モノマーとしては、得ら
れる粉体組成物が連続した皮膜を形成するとともに接着
材としての機能も要求されることから、酢酸ビニルモノ
マーが最適である。従って、エマルション樹脂として
は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル−塩化ビニル三元共重合体、エチレン−酢酸ビニル
−アクリル三元共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合
体、酢酸ビニル−ベオバ共重合体、酢酸ビニル−ベオバ
−アクリル三元共重合体などのオレフィン系エマルショ
ン樹脂が適当である。また、これらオレフィン系エマル
ション樹脂における酢酸ビニルの含有量は５０〜８０重
量％が好ましい。なお、上記のベオバは９〜１１個の炭
素原子を有するα−位で分岐したカルボン酸のビニルエ
ステルのシエル化学の商品名である。

【００１１】次に、この発明の粉体組成物を構成する他
の材料について説明すると、硅砂はこの粉体組成物に水
を加えた混練物を塗工して所定の厚さとする場合に、塗
り重ねるのではなく、一度の塗工で目的の厚みが得られ
るようにするための塗り厚調整材として用いるものであ
る。従って、水を加えた混練物を塗工する目的、用途に
応じて４〜８号の粒度分布の硅砂を粉末樹脂１００重量
部に対して５０〜２００重量部の範囲内で使用すればよ
い。

【００１２】水硬性粉粒体は、この粉体組成物の混練物
を塗工して防水並びに接着にすぐれた効果を発揮する皮
膜を早期に得られるようにするために、その中に含まれ
ている水を蒸発以外の方法で除去するべく、水を結晶水
として取り込むことのできる材料として使用するもので
ある。一般に溶剤系樹脂であれ、水系樹脂であれ、一度
に多量の塗材を塗工すれば、大気と接触する表面は樹脂
の皮張りを起こして溶媒の蒸発を抑え、内部の乾燥を著
しく遅らせる。しかしながら、この発明では溶媒は水で
あるから、水硬性粉粒体が水を結晶水として混練物の系
から除去するので乾燥を早めることができる。

【００１３】水硬性粉粒体としては、ポルトランドセメ
ント、フライアッシュセメント、シリカセメント、白色
セメント、アルミナセメントなどがあり、粉末樹脂１０
０重量部に対して５０〜２００重量部用いられる。

【００１４】遷移金属酸化物は、この粉体組成物に水を
加えて混練物としたときに、この混練物に粘さをつけ
て、立面に塗工する際の垂れ防止とモルタルの細孔を埋
める目的をもって用いるもので、アルカリ骨材反応の原
因とされる活性シリカ、Ｋ₂ Ｏ、Ｎａ₂ Ｏなどを全く含
まない粒径０．１〜０．２μｍの酸化物を粉末樹脂１０
０重量部に対して２〜１０重量部用いることが好まし
い。

【００１５】上記の目的をもって使用しうる遷移金属酸
化物としては、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＣ
ｒＯ₄ 、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ が挙げられる。

【００１６】一般に、水硬性物質が配合されている塗材
を塗工した場合、水硬性粉粒体中のフリーライムや硬化
反応過程で発生する水酸化カルシウムが水中あるいは空
気中の炭酸がスと反応して炭酸カルシウムとなり、いわ
ゆる白華のトラブルが生じることが多い。従って、白華
が問題になる部位、例えば外装タイルの目地などに適用
する塗材にはステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ア
ルミニウムなどが併用され、その撥水性を利用して、乾
燥塗材中への水の侵入を防ぐことで白華トラブルを防止
している。しかしながら、ステアリン酸カルシウムやス
テアリン酸アルミニウムは疎水性が強すぎて塗材へ混練
時に均一に混ざりにくいという問題がある。

【００１７】上記のことから、コンクリート構造物に外
装タイルを施工する場合にこの発明の粉体組成物の加水
混練物を防水剤かつ接着剤として用いるに当たっては、
オレフィン系エマルション粉末樹脂、硅砂、水硬性粉粒
体および遷移金属酸化物粉粒体の混合物よりなるこの発
明の粉体組成物に、さらに水硬性粉粒体の使用量に対し
て０．５〜３重量％のステアリン酸カリウムを添加して
おくことが好ましい。ステアリン酸カリウムは上記のよ
うな少量であれば、混練物中で一部水に溶け（溶解度
０．５ｇ・・・２５°Ｃ、水１００ｇ）、残りは水に細
かく分散し、取り扱いが容易で比較的短時間に水硬性粉
粒体から出てくるカルシウムイオンがカリウムと置き代
わり撥水性のあるステアリン酸カルシウムが生じ、乾燥
塗材中への水の侵入を防ぐことができる。従って、この
発明の粉体組成物の加水混練物を仕上げ層として用いる
場合には、ステアリン酸カリウムの添加が必要であり、
これを用いて外装タイルを接着施工するならばタイルの
目地処理を省略することも可能である。

【００１８】水回り個所のタイル仕上げは、現状ではコ
ンクリートの上に防水施工を行い、その上へモルタル仕
上げやシンダーコンクリートを打ってからタイルを貼り
付けているので、その作業は工数が多くて煩雑である
が、この発明の粉体組成物の加水混練物は、セメント系
硬化体（コンクリート、モルタル）や陶磁器に対する接
着性が良好で、且つその乾燥皮膜は防水性に優れている
ため、コンクリート上にこの混練物を金鏝で適度な厚み
に塗工し、タイルを圧着貼りするだけでその工程を非常
に簡略化することができ最適である。

【００１９】また、この発明の粉体組成物の加水混練物
は、コンクリート構築物の外装仕上げの下地処理剤とし
ても使用することができる。打継ぎ部の薄塗り補強材と
しての使用もでき、全面に薄く塗工しておけば化粧塗装
材のシーラー処理を省くこともでき、且つ簡易化粧仕上
げを防水化粧仕上げとすることもできる。

【００２０】このほか、コンクリート地下構築物の壁面
に塗工しておくことにより地下水の侵入を防ぐことがで
きる。さらに、斜面屋根のルーフィング防水の下地処理
として使用すれば、極めて信頼性の高い防水工法が確立
できるなど、この発明の粉体組成物の加水混練物は広範
な用途に適しているのである。

【００２１】

【実施例】以下、実施例によりこの発明を詳細に説明す
る。 実施例１．（水硬性粉粒体の併用試験） 酢酸ビニル−ベオバ共重合体エマルションを噴霧乾燥し
て得た粉末樹脂（ヘキスト社製、モビニールＤＭ−２０
０）と水硬性粉粒体としてポルトランドセメント、そし
てポルトランドセメント粒径に近い平均粒径約３０μの
炭酸カルシウム、粉末消泡剤（サンノブコ社製、ディフ
ォーマー１５Ｐ）をそれぞれ表１の処方（重量部）で配
合し、充分に混合して粉体組成物とした後、水を加えて
撹拌混合して混練物を得た。なお、上記配合において、
炭酸カルシウムは混練物を１．６ｍｍの乾燥塗膜厚とし
て３．５時間、５．５時間の乾燥で得られるようにする
ためにポルトランドセメントの最も多い（５）の配合の
５０部に合わせるべく使用した。また、表１中のＣ／Ｐ
は粉末樹脂に対する水硬性粉粒体の使用重量比である。

【００２２】上記で得た各混練物を用いて次の方法にて
水硬性粉粒体の併用効果を調べた。即ち、離型紙上に２
０×１５×０．２ｃｍの型枠を置き、この型枠内に各混
練物を乾燥後の厚みが１．６ｍｍとなるように金鏝で塗
り付けた。そして、２４〜２５°Ｃ、相対湿度５５〜６
０％の室内に静置して乾燥を行った。

【００２３】３．５時間と５．５時間の乾燥後、各型枠
内の塗膜を離型紙毎１５×０．８ｃｍの大きさに切り取
ってからカッター刃で塗膜をそぎ取った。次いで、そぎ
取った塗膜を巻いて試験管に入れ、この試験管内に半分
の水を加えて約３０回強く振盪してから残りの水を加え
て１５分間静置したのち、試験管内の水の濁り具合を観
察することで水硬性粉粒体の使用効果を確認した。その
結果は、表１から明らかなように粉末樹脂に対する水硬
性粉粒体の使用重量比Ｃ／Ｐが５０〜２００％の範囲内
であれば白濁がなく、水硬性粉粒体が混練物中で粉体樹
脂とよく混合されていて塗膜の形成に大きく寄与してい
ることが認められた。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２ （防水性試験） 粉末樹脂モビニールＤＭ−２００、酢酸ビニル−エチレ
ン共重合エマルション（住友化学工業社製、スミカフレ
ックス４００）、ポルトランドセメント、５号硅砂と６
号硅砂を１：１に混合した混合硅砂、遷移金属酸化物粉
末（Ｆｅ₃ Ｏ₄粉末、バイエル社製、バイフェロックス
ブラック３１８）、粉末消泡剤、糊剤メチルセルロース
を用いて、表２に示す（ａ）および（ｂ）の配合で粉体
を充分混合した後、水を加えて混練物を調製した。な
お、（ｂ）は現行使用されている防水モルタルの配合で
ある。そして、これらの混練物を直径１５ｃｍ、厚さ４
ｃｍの円板状モルタル上に２ｍｍ厚さに塗工し、２０°
Ｃ、６５％ＲＨで１４日間気乾養生させて試験体（ａ）
および（ｂ）を各３個作った。

【００２６】

【表２】

【００２７】次に、この試験体（ａ）および（ｂ）につ
いてＪＩＳ Ａ １４０４の建築用セメント防水剤の透
水試験法に準拠して加圧透水試験を以下のようにして行
った。即ち、上記作成した試験体の上下両面の中央に、
径５ｃｍの透水円孔をもつ厚さ１ｃｍのゴムパッキンを
当て、２ｍｍ厚さの混練物塗工面を上方にしてモルタル
透水試験装置（図示せず）に均一に締めつけてセットし
た後、該装置の上方から１ｋｇｆ／ｃｍ² の水圧を１時
間かけることで行った。

【００２８】そして、１時間水圧をかけたのち、試験体
を取り出し直ちに重量を測定し、予め測定しておいた試
験体の試験前の重量との差によって防水性の判定を行っ
た。その結果は表３に示す通りであり、本発明の粉体組
成物の加水混練物を塗膜とした試験体（ａ）では加圧透
水試験による重量増加が僅か０．１〜０．３ｇの範囲で
あり、塗膜が防水性を有することが認められた。しかも
この結果は上記の試験でかけた水圧１ｋｇｆ／ｃｍ² 、
１時間がＪＩＳ Ａ １４０４にて規定する外装モルタ
ル用の場合の水圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ² 、１時間に比べ
て苛酷な条件であることを勘案するならば、充分な防水
性を示すものと言えるのである。

【００２９】これに対して比較品である表２の（ｂ）配
合よりなる加水混練物を塗膜として有する試験体におい
ては、上記と同じ条件での加圧透水試験を開始して５分
後、あるいは１０分後に装置外への漏水が認められ、試
験を完遂できなかった。

【００３０】

【表３】

【００３１】実施例３ （接着性試験） 上記実施例２における（ａ）の配合よりなる混練物と比
較としてタイルセメント（日本化成社製、タイルセメン
トＴ−２）１００重量部に水２２重量部を加えて混練し
た市販タイルセメント混練物（ｃ）を接着材として用
い、正方形状のコンクリート歩道板上に混練物を５ｍｍ
厚さに塗り付け、その上に幅９ｍｍ、深さ２．５ｍｍの
裏足を２筋有する４×４ｃｍの磁器タイルを圧着させて
から２０°Ｃ、６５％ＲＨの条件で１週間気乾養生して
（ａ）、（ｃ）の混練物よりなる接着性試験用の試験体
を各５個用意した。

【００３２】図１（ａ）は上記試験体の構成の一例を示
すもので、Ｍがコンクリート歩道板Ｃの上に塗り付けた
混練物（ａ）の塗膜であり、Ｔはこの塗膜Ｍに圧着した
４×４ｃｍ形状の磁器タイルであって、１は磁器タイル
Ｔに形成されている裏足である。

【００３３】上記のような構成の試験体を用いての接着
試験について述べると、図１（ｂ）に示すように磁器タ
イルＴの４×４ｃｍの形状に合わせて、塗膜Ｍにその厚
さよりやや深く溝２を切り込み、磁器タイルＴの上に接
着力試験機（佐久間工機社製、Ｂタイプ）の鉄製アタッ
チメント３の４×４ｃｍ底面をエポキシ系接着剤４にて
固着するようにして取り付けた。

【００３４】その後、アタッチメント３の上方に締結さ
れているクランプ金具５でアタッチメント３を垂直方向
に引っ張り上げることによって塗膜Ｍがコンクリート歩
道板Ｃから剥がれる瞬間の接着強度を測定した。その結
果は表４に示した。

【００３５】

【表４】

【００３６】なお、表４における破断面の状況の欄の判
定について試験体が本実施例品（ａ）−１の場合につい
て説明すると、（ａ）−１では引き剥がし時に３１５ｋ
ｇｆ／４×４ｃｍ² の強度を記録したときに、Ｔ／Ｍ、
即ち磁器タイルＴと塗膜Ｍの界面で６０％、塗膜Ｍ内で
４０％の破断が見られたということである。因みにＣ内
とはコンクリート歩道板Ｃ内での破断を指している。

【００３７】このような表４の結果からみると、塗膜の
被着体であるコンクリート歩道板の表層強度にはバラツ
キがあると考えられるので、両者の平均接着強度には差
がないと判断される。比較品は何れも殆どがＴ／ＭとＭ
内での破断である。

【００３８】これに対して、本実施例で用いた試験体に
おいては、ややバラツキは見られるものの、相対的にＴ
／ＭやＭ内での破断率は比較品より低く、比較品ではコ
ンクリート歩道板Ｃ内の破断が僅か１個（ｃ）−５に１
０％が記録されているにすぎない。コンクリートの表面
強度が比較例程度であったとすれば、少なくとも接着強
度はそれ以上出ていたと思われる。比較例の如く、いわ
ゆるタイルセメント（モルタル）では磁器タイルとの接
着界面にモルタルの残着が残らない状態で（タイル面が
ツルツルとした裸のままで）とれることがしばしば起こ
るので、外装タイルには必ず深くて面積の広い裏足をつ
け、物理的に剥落せずに残るように工夫されている。本
実施例品は外装タイル面への残着量が多く、外装タイル
の接着材として信頼性が高い。

【００３９】実施例４ （白華防止試験） 粉末樹脂としてモビニールＤＭ−２００を１０部、ポル
トランドセメント１００部、混合硅砂（５号硅砂と６号
硅砂の１：１混合物）２００部、粉末消泡剤ディフォー
マー１５Ｐを０．５部、メチルセルロース０．５部、ク
ロムオキサイドグリーン（顔料）５部、ステアリン酸カ
リウム１．０部、ナフタレンスルフォン酸ソーダとホル
マリン縮合物よりなる顔料とセメントの分散剤（三洋化
成工業社製、イオネットＤ−２）０．５部の粉体を充分
に混合したのち、水７０部を加えて混合して混練物
（ｄ）を得た。また、上記配合からステアリン酸カリウ
ムを除いて混練物（ｅ）を調製した。

【００４０】上記で調製した混練物（ｄ）、（ｅ）をそ
れぞれ１２０×６０×０．５ｃｍのスレート板に金鏝で
２ｍｍ厚さに塗り付けた後、２４〜２５°Ｃ、５５〜６
０％ＲＨの実験室内の壁面に、床面に対して垂直になる
ように取付け、半日後から１日１回塗面の下半分に刷毛
にて充分水濡らしを行い、２週間後乾燥塗面の上下を観
察したところ、ステアリン酸カリウムを含有している混
練物（ｄ）の塗面は全体が鮮明なグリーン色を呈してい
た。これに対して、ステアリン酸カリウムを用いていな
い混練物（ｅ）の塗面は水濡らしを繰り返した下半分は
炭酸カルシウムの発生で白ボケした暗色のグリーン色を
呈していた。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の粉体組
成物は水で混練するだけで容易に再乳化して防水性、接
着性にすぐれた樹脂皮膜を形成するものであり、コンク
リート構造物上への防水剤あるいはその上へのタイルや
ＡＬＣの接着剤として、さらにはコンクリート地下構築
物表面の防水剤として簡単に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の粉体組成物の加水混練物よりなる塗
膜の接着強度試験の態様を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 14:06） Ｃ０４Ｂ 14:06） Ｚ 111:27 111:27 (56)参考文献 特開 平５−238801（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−26534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−51163（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177348（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321540（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−290348（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/00 - 28/36 C04B 22/06 C04B 24/24 - 24/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オレフィン系エマルション粉末樹脂１０
   ０重量部に対して、硅砂５０〜２００重量部、水硬性粉
   粒体５０〜２００重量部およびＺｎＯ、ＴｉＯ ₂ 、Ｆｅ
   ₂ Ｏ ₃ 、ＺｎＣｒＯ ₄ 、Ｆｅ ₃ Ｏ ₄ 、Ｃｒ ₂ Ｏ ₃ から選
   ばれた少なくとも１種で０．１〜０．２μｍ粒径の遷移
   金属酸化物粉粒体２〜１０重量部を加えた混合物よりな
   り、加水混練により防水接着材として使用することを特
   徴とする防水接着材用粉体組成物。