JP3552023B2 - セメントモルタル組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来に比べセメントモルタル組成物の凝結遅延時間を容易に長くすることで、タイルモルタル施工時の可使時間（オープンタイム）が充分確保され、作業効率を改善することができるセメントモルタル組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、工期短縮の要求が高まり、タイルモルタル等において、一度に大面積のモルタル塗布を行うことが可能なセメントモルタルの開発が望まれている。現在、一般に使用されているセメントモルタルでは、一度に大面積のモルタルを塗布した場合、タイル張りを行っている最中に、皮張りなどが生じ始め、途中からタイル張り付けができなくなるといった欠点があった。
【０００３】
また、たとえタイル張りを終えたとしても、既にモルタルが締まりはじめ、その後の目地直し作業に支障をきたすといった欠点もあった。このような状況下で無理に作業を行うと、施工後に接着不良のため剥がれが生じ、建造物の外観を損ねたり、さらにはタイルが落下したりすることにより、重大な事故につながるおそれがあった。
【０００４】
更に、練り置き時間を長くとったセメントモルタルにも同様なことがいえる。
【０００５】
従って、このようなことを防止するため、例えば練り置き時間を制限したり、場合によっては凝結遅延剤を添加し、凝結時間を遅らせるなどの方法をとる場合がある。
【０００６】
しかし、このような方法では、通常、凝結遅延剤の効果がありすぎるため、添加量を全系に対し非常に少なく添加せねばならず、多少の添加量の変動でセメントモルタルの凝結遅延時間が著しく長くなったり、期待したほどの効果が得られなかったりする場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、従来に比べセメントモルタル組成物の凝結遅延時間を容易に長くすることで、タイルモルタル施工時の可使時間（オープンタイム）が充分確保され、作業効率を改善することができるセメントモルタル組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、セメントにメチル基による置換率が１９〜２６重量％、ヒドロキシプロピル基による置換率が４〜１５重量％で、かつ、１％水溶液粘度が１００〜２２０００ｍＰａ・ｓのヒドロキシプロピルメチルセルロースと、海藻系水溶性高分子物質及び凝結遅延剤のいずれか一方又は両方を特定量配合したセメントモルタル組成物が凝結遅延時間を容易に長くでき、タイルモルタル施工時の可使時間（オープンタイム）を充分確保でき、作業効率が改善することを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００９】
従って、本発明は、セメントにメチル基による置換率が１９〜２６重量％、ヒドロキシプロピル基による置換率が４〜１５重量％で、かつ、１％水溶液粘度が１００〜２２０００ｍＰａ・ｓのヒドロキシプロピルメチルセルロースをセメントに対し０．１〜１．０重量％と、海藻系水溶性高分子物質をヒドロキシプロピルメチルセルロース／海藻系水溶性高分子物質が１０／９０〜９０／１０（重量比）となる量及び／又は凝結遅延剤をセメントの０．０１〜５重量％とを配合したことを特徴とするセメントモルタル組成物を提供する。
【００１０】
以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明のセメントモルタル組成物は、特定置換率のヒドロキシプロピルメチルセルロースと、海藻系水溶性高分子物質及び／又は凝結遅延剤とを併用、配合する。ヒドロキシプロピルメチルセルロースには、そもそも凝結遅延効果があるが、置換率を調節することにより、本発明のように非常に凝結遅延時間の長いものを製造することができる。セメントモルタルの凝結遅延時間が長くなると、セメントモルタルの可使時間が長くなるため、セメントモルタルを塗布してからタイル等を張り付けることが可能な時間を長くすることができる。また、ヒドロキシプロピルメチルセルロースには、このような凝結時間を遅らせる働きがあるだけではなく、セメントモルタルに潤滑性、保水性等を与えるため、作業性を改善したりタイル自体の付着力を高める働きもあるのみならず、下地との密着性も増すため、施工の信頼性を増すことができる。
【００１１】
本発明のヒドロキシプロピルメチルセルロースのメチル基による置換率は１９〜２６重量％、特に２０〜２３重量％が好ましく、ヒドロキシプロピル基による置換率は４〜１５重量％、特に４．５〜８重量％が好ましい。ヒドロキシプロピルメチルセルロースのメチル基及びヒドロキシプロピル基による置換率が上記範囲より少ない場合、セメント系において溶解し難くなり充分な増粘効果が発揮されず、セメントモルタルの保水性が低下したりする不都合が生じる。一方、ヒドロキシプロピルメチルセルロースのメチル基及びヒドロキシプロピル基による置換率が上記範囲を超える場合、セメントに対する凝結遅延時間が短くなりすぎるため、セメント凝結時間を長くすることによって達成される本発明の目的が達成できなくなる。
【００１２】
本発明のヒドロキシプロピルメチルセルロースは、１％（重量％）水溶液粘度が２５℃において１００〜２２０００ｍＰａ・ｓ、特に２００〜１８０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満の場合、保水率が非常に乏しいため、必要な保水率を確保するためには添加量が非常に多くなってしまい、経済的に不利となるのみならず、その多量な添加量によりセメントモルタル中に巻き込まれる空気が非常に多くなり、硬化後の強度が低下するため、実用に適さない。粘度が２２０００ｍＰａ・ｓを超える場合は、セメントモルタルに対する添加量が極少量となり、セメントに対する凝結遅延効果が充分得られない。また、これ以上の粘度のものを得ようとした場合、生産工程が著しく延びるか、コストが非常に高くなり、工業的に適さない。
【００１３】
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの配合量は適宜選定されるが、通常、セメントに対し０．１〜１．０重量％、特に０．１〜０．５重量％である。
【００１４】
本発明で用いる海藻系水溶性高分子物質は、ヒドロキシプロピルメチルセルロースと同様に、セメントに吸着するため凝結遅延効果を有するとともに、セメント系において粘性を発現するため、併用するヒドロキシプロピルメチルセルロース量を減らせるという利点もある。具体的にはカラギーナン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００１５】
海藻系水溶性高分子物質の添加量は特に制限されるものではなく、所望のモルタル可使時間となるような割合で混合すればよいが、通常はヒドロキシプロピルメチルセルロース／海藻系水溶性高分子物質＝１０／９０〜９０／１０（重量比）の割合が好ましい。
【００１６】
本発明で用いる凝結遅延剤としては、例えばピロガロール等のヒドロキシベンゼン、没食子酸等のフェノール酸、ピルビン酸、マロン酸、グルタル酸等のカルボン酸、オキシマロン酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、アミノカルボン酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、アミノカルボン酸のナトリウム塩やカルシウム塩などの塩、ケイフッ化マグネシウム等のケイフッ化物、リン酸塩、ホウ酸塩等が挙げられる。
【００１７】
凝結遅延剤の添加量は、通常セメントの５重量％以下、好ましくは０．０１〜３重量％であり、所望の可使時間となるように添加量を定めることができる。凝結遅延剤の添加量が多すぎると、凝結遅延時間が長くなりすぎるため硬化時間が遅くなり、次の作業工程を阻害する結果となるおそれが生じる。
【００１８】
本発明に使用されるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント等の他、カラーセメント半水石膏、消石灰、炭酸カルシウム、ドロマイトプラスター、粘土等を併用することも可能である。
【００１９】
また、骨材としては、川砂、山砂、砕砂、珪砂、寒水砂、パーライト等の軽量骨材等が挙げられる。
【００２０】
これらセメント、骨材の配合量は常用量であり、また本発明のセメントモルタル組成物には、この主の組成物に通常使用されている各種添加剤、例えば高炉スラグ、フライアッシュ、減水剤、空気連行剤、補強繊維等を配合することもできる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２２】
〔実施例，比較例〕
下記の材料を表１及び表２に示した処方で５Ｌのモルタルミキサーにより混練した。混練時間は水以外の材料をブレンドするための空練り時間を１分、注水後３分とした。セメントモルタル混練後、直ちにテーブルフロー、タイル接着によるオープンタイム試験を行い、硬化後は、オープンタイムによるタイル接着力の測定を行った。
【００２３】
［測定方法］
１．テーブルフロー：
ＪｌＳ Ｒ ５２０１に準じた。
２．タイル接着試験：
シーラー処理したコンクリート板にモルタルを５ｍｍ厚に塗付し、オープンタイムを０，１０，２０，３０，４０，５０，６０分と変え、小口平タイルを圧着し、２０℃、湿度８０％の恒温恒湿室にて養生した。７１日後にタイル剥離試験を行い、オープンタイムの違いによるタイル接着力を測定した。
３．モルタル可使時間評価：
シーラー処理したコンクリート板にモルタルを５ｍｍ厚に塗布し、直ちに小口平タイルを圧着し、タイル張り付け後の一定時間毎にタイルをずらし、タイルをずらすことが可能であった経過時間を測定した。
【００２４】
［使用材料］
１．９０ＳＨ−１５０００Ｓ：
信越化学工業社製、商品名、ヒドロキシプロピルメチルセルロース
１％粘度１１００ｍＰａ・ｓ（ＢＬ型粘度計）
凝結遅延時間１５４分
（置換率、メチル基＝２０．５％、ヒドロキシプロピル基＝４．５％）
２．６５ＳＨ−１５０００：
信越化学工業社製、商品名、ヒドロキシプロピルメチルセルロース
１％粘度１０５０ｍＰａ・ｓ（ＢＬ型粘度計）
凝結遅延時間４５分
（置換率、メチル基＝２８．０％、ヒドロキシプロピル基＝５．６％）
３．タカラゲンＬ：
タカタゲン社製、商品名、海藻系水溶性高分子カラギーナン
４．グルコン酸ナトリウム：
和光純薬社製、試薬１級
５．セメント：
日本セメント社製、普通ポルトランドセメント
６．珪砂：
三河珪砂６号
【００２５】
表１にモルタル物性とタイル接着力試験の結果を、表２にモルタル可使時間の結果を示す。
【００２６】
【表１】

×：タイル張り付け不能を示す
【００２７】
【表２】

【００２８】
実施例１〜３は、凝結遅延時間の長いヒドロキシプロピルメチルセルロースと海藻系混和剤又は凝結遅延剤を併用したことにより、可使時間（オープンタイム）を長くとることができ、タイル付着強度も優れたものとなった。また、翌日までセメントモルタルが固まらないといった不都合もない。比較例１は、凝結遅延時間の長いヒドロキシプロピルメチルセルロースのみを使用したものであり、充分な可使時間が得られず、本発明の目的を達成することができなかった。比較例２は、凝結遅延剤を大量に添加したため、可使時間は長くとれたものの、凝結遅延時間が長すぎセメントモルタルが翌日まで硬化しなかった。実際の作業では工程を乱す原因となり適さない。比較例３は、本発明の凝結遅延時間範囲外のヒドロキシプロピルメチルセルロースであり、可使時間が短すぎるため、モルタル塗布後すぐにタイルの接着が不能となった。たとえ、このヒドロキシプロピルメチルセルロースと凝結遅延剤を併用したとしても、元々のヒドロキシプロピルメチルセルロースが持つ凝結遅延効果がほとんどないため、可使時間をコントロールするのは非常に難しく、あえてコントロールしようとすれば、非常に鋭敏な凝結遅延剤の添加量の調節が必要となる。以上のように、セメント凝結遅延時間の長いヒドロキシプロピルメチルセルロースと、海藻系水溶性高分子物質や凝結遅延剤を併用することによって、可使時間をコントロールしやすいセメントモルタルを得ることができる。
【００２９】
実施例４又は５は、本発明の凝結遅延時間を有したヒドロキシプロピルメチルセルロースに凝結遅延剤を併用した場合であり、比較例４又は５は、本発明以外のヒドロキシプロピルメチルセルロ一スに凝結遅延剤を併用した場合のモルタル可使時間を示している。これより、本発明以外の凝結遅延時間を有するヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用すると、少量の凝結遅延剤の添加量の違いで、モルタル可使時間が大きく異なり、コントロールしにくいことが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の混和剤に比べ、セメントモルタル可使時間を長くコントロールすることが容易となり、一回当たりのセメントモルタル塗布面積を大きくすることが可能となるため、作業効率を高めることが可能となる。

Claims (3)

1. セメントに、メチル基による置換率が１９〜２６重量％、ヒドロキシプロピル基による置換率が４〜１５重量％で、かつ、１％水溶液粘度が１００〜２２０００ｍＰａ・ｓのヒドロキシプロピルメチルセルロースをセメントに対し０．１〜１．０重量％と、海藻系水溶性高分子物質をヒドロキシプロピルメチルセルロース／海藻系水溶性高分子物質が１０／９０〜９０／１０（重量比）となる量及び／又は凝結遅延剤をセメントの０．０１〜５重量％とを配合したことを特徴とするセメントモルタル組成物。
2. 海藻系水溶性高分子物質が、カラギーナン、アルギン酸、又はアルギン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１記載のセメントモルタル組成物。
3. 凝結遅延剤が、ヒドロキシベンゼン、フェノール、カルボン酸、オキシカルボン酸、アミノカルボン酸及びそれらの塩、ケイフッ化物、リン酸塩、ホウ酸塩から選ばれるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のセメントモルタル組成物。