JP4089838B2 - セメント組成物とセメントペーストおよびセメントモルタル - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特別の硬化促進剤を用いたセメント組成物とこれを用いたセメントペーストおよびセメントモルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント組成物は、水を加えることにより水和反応が進行し硬化するが、この反応は温度に依存し、冬の温度が低いときには硬化が遅く、夏の温度が高いときには硬化が速すぎるという特性を有する。そのため、硬化促進剤を配合したり、硬化遅延剤を配合したり、使用状況に合わせその処方を細かく設定する必要があった。
また、硬化促進剤を配合するとその影響で硬化が速くなるため、可使時間が短くなり施工に過度の注意をはらう必要があった。さらに、従来広く使用されている硬化促進剤である塩化カルシウムは温度依存性が高いという欠点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかるセメント組成物のもつ欠点を本発明は解決するものである。具体的には現場での施工に過度の注意をはらう必要がない十分な可使時間を有し、一度硬化が始まると初期の強度発現に優れ、かつ流動性がよく、浸透性やこて塗り等の作業性にも優れ、硬化時間の温度依存性が低く、低温時および高温時でも同様な施工性が得られるセメント組成物と、これを用いたセメントペーストおよびセメントモルタルを提供する。
本発明は、「１． セメント１００重量部、水溶性高分子０．０１〜１０重量部、ギ酸カルシウム、ギ酸マグネシウム、ギ酸アルミニウムから選んだ１または２以上のギ酸金属塩０．１〜５．０重量部、合成樹脂エマルジョンおよび／または再乳化形粉末樹脂を不揮発分で１〜３０重量部を主剤とするセメント組成物。
２． 水溶性高分子がセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸から選んだ１または２以上である、１項に記載されたセメント組成物。
３． １項または２項に記載されたセメント組成物に水を加えて混練したセメントペースト。
６． １項または２に記載されたセメント組成物に細骨材を配合し水を加えて混練したセメントモルタル。」
に関する。
【０００４】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物は、セメント、水溶性高分子、ギ酸カルシウム、ギ酸マグネシウム、ギ酸アルミニウムから選んだ１または２以上のギ酸金属塩、及び合成樹脂エマルジョンおよび／または再乳化形粉末樹脂を主剤とするセメント組成物であり、これを使用するには主剤となる成分を十分空練し、これに水を加え混練してセメントペーストやセメントミルクとして用いたり、主剤となる成分にさらに骨材を配合して水を加え混練してセメントモルタルとして用いられる。本発明で使用するセメントは特に限定されない。普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、ジェットセメント、高炉スラグセメント等があげられる。また、セメントと共に石膏、ドロマイト等の無機系の結合剤を併用することもできる。
【０００５】
水溶性高分子としては、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース等セルロース誘導体、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸塩等が挙げられる。これ等のうち、セルロース誘導体が好ましい。
その使用量はセメント１００重量部に対し０．０１〜１０重量部である。０．０１重量部より少ないとギ酸のアルカリ金属塩との配合バランスが悪くなり、可使時間が短くなり、作業性も不良となる。１０重量部より多くなると初期強度の発現が遅くなり、また作業性もねばりが強くなるため悪くなり施工しずらくなる。さらには、過剰に空気を連行して圧縮強度が低下する危険性もある。
【０００６】
ギ酸の金属塩は硬化促進剤として配合される。本発明では、ギ酸カルシウム、ギ酸アルミニウム、ギ酸マグネシウムから選んだ１または２以上のものが用いられる。これ等を配合することにより温度依存性を低く抑え硬化を促進することができる。これ等の中ではギ酸カルシウムが好ましい。その使用量は、セメント１００重量部に対し０．１〜５．０重量部が適当である。０．１重量部より少ないと硬化促進効果がなく、初期強度の発現が遅くなる。５．０重量部より多いと可使時間が短くなり作業性が悪くなる。
【０００７】
躯体に対しての接着性や曲げ強度を向上させる場合には合成樹脂エマルジョンが配合される。合成樹脂エマルジョンとしては、エチレン／酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル／ベオバ共重合体、アクリル系共重合体等が用いられ、その形態はエマルジョン本来の水分散体や、これを噴霧乾燥した再乳化形粉末樹脂が用いられる。
その使用量はセメント１００重量部に対し１〜３０重量部が適当である。１重量部より少ないと凝結が速すぎて可使時間が短くなる。１０重量部より多いと硬化が遅くなってしまう。
セメントモルタルとして使用する場合は骨材が配合される。骨材は、けい砂、砕石粉、フライアッシュ、スラグ等の細骨材が用いられる。また、タルク、クレー、炭酸カルシウム、シリカ等のフィラーを併用してもよい。
所望により、減水剤、消泡剤、増粘剤、顔料、流動化剤等を配合してもよい。
【０００８】
【実施例】
参考例１（セメントペーストとして使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．０重量部を十分空練してセメント組成物とし、これに水を加えて混練し水／セメント比＝０．５のセメントペーストとした。このセメントペーストを温度２０℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が１５０分で凝結終結が２９０分であり良好な作業性であった。
【０００９】
実施例１（セメントペーストとしての使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．５重量部を十分空練してセメント組成物とし、これにエチレン／酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５０％）１０重量部および水を加えて混練し水／セメント比＝０．５のセメントペーストとした。このセメントペーストを温度２０℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が１４３分で凝結終結が３１２分であり良好な作業性であった。
【００１０】
実施例２（セメントペーストとしての使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．５重量部を十分空練してセメント組成物とし、これに酢酸ビニル／ベオバ共重合樹脂エマルジョン粉末１０重量部および水を加えて混練し水／セメント比＝０．５のセメントペーストとした。このセメントペーストを温度５℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が１８０分で凝結終結が３４０分であり良好な作業性であった。
【００１１】
参考例２（セメントモルタルとしての使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．０重量部、珪砂３００重量部を十分空練してセメント組成物とし、これに水を加えて混練し水／セメント比＝０．７のセメントモルタルとした。このセメントモルタルを温度２０℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が２０５分で凝結終結が３２３分であり良好な作業性であった。
【００１２】
実施例３（セメントモルタルとしての使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．５重量部、珪砂３００重量部を十分空練してセメント組成物とし、これにエチレン／酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン（不揮発分５０％）１０重量部および水を加えて混練し水／セメント比＝０．６のセメントモルタルとした。このセメントモルタルを温度２０℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が１４３分で凝結終結が３１２分であり良好な作業性であった。
【００１３】
実施例４（セメントモルタルとしての使用）
普通ポルトランドセメント１００重量部、メチルセルロース０．２重量部、ギ酸カルシウム１．５重量部、珪砂３００重量部を十分空練してセメント組成物とし、これに酢酸ビニル／ベオバ共重合樹脂エマルジョン粉末１０重量部および水を加えて混練し水／セメント比＝０．６５のセメントモルタルとした。このセメントモルタルを温度５℃、湿度８０％の条件で硬化させたところ、凝結始発が１９３分で凝結終結が３５０分であり良好な作業性であった。
【００１４】
比較例１
メチルセルロースを使用しなかった以外は参考例１と同様にした。このセメントペーストは、凝結始発が１０３分と短く凝結終結が１９６分で作業性が不良であった。
【００１５】
比較例２
ギ酸カルシウムを使用しなかった以外は参考例１と同様にした。このセメントペーストは、凝結始発が２４２分であり、凝結終結が３７５分と遅く、実際の現場では、次の工程に進むまでの待ち時間が長くなることが予想され工程管理から見た作業性が不良である。
【００１６】
比較例３
ギ酸カルシウムを使用しなかった以外は実施例２と同様にした。このセメントペーストは、凝結始発が２６４分であり、凝結終結が４０３分と遅く、実際の現場では、次の工程に進むまでの待ち時間が長くなることが予想され工程管理から見た作業性が不良である。実施例と比較例の組成と性能を表１に示す。
【００１７】
【表１】
Figure 0004089838
【００１８】
評価
１． 可使時間
凝結始発が１２０分以上……○
凝結始発が１２０分未満……×
２． 強度の発現
凝結終結が３６０分以内……○
凝結終結が３６０分より大……×
【００１９】
【発明の効果】
本発明は硬化時間の温度依存性が低く、低温時でも高温時でも同様な施工性を示す勝れた効果を奏する。

Claims (4)

  1. セメント１００重量部、水溶性高分子０．０１〜１０重量部、ギ酸カルシウム、ギ酸マグネシウム、ギ酸アルミニウムから選んだ１または２以上のギ酸金属塩０．１〜５．０重量部、合成樹脂エマルジョンおよび／または再乳化形粉末樹脂を不揮発分で１〜３０重量部を主剤とするセメント組成物。
  2. 水溶性高分子がセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸から選んだ１または２以上である、請求項１に記載されたセメント組成物。
  3. 請求項１または２に記載されたセメント組成物に水を加えて混練したセメントペースト。
  4. 請求項１または２に記載されたセメント組成物に細骨材を配合し水を加えて混練したセメントモルタル。
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