JP4752290B2 - 自己流動性水硬性組成物の製造方法 - Google Patents
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特許文献2には、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏、高炉スラグからなる水硬性成分と、減水剤と、増粘剤とからなる組成物が開示されている。
特許文献3には、カルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、及びホウ酸類を含有してなるセメント組成物が開示されている。
セルフレベリング材は、アルミナセメントとポルトランドセメントなどの水硬性成分と、減水剤及び/又は増粘剤などの添加剤とを配合して製造され、高い流動性と、高精度に平滑な面を有することが必須の要件である。
しかしアルミナセメントを水硬性成分の一成分として用いる場合、アルミナセメントの製造ロット間で、水と配合して得られるスラリーの流動性にばらつきが認められ、そのため、製品歩留まりが悪くなり、生産性及び経済性に問題が生じる。
アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量が下記数式(1)を満たすアルミナセメントを用いることを特徴とする自己流動性水硬性組成物を提供することである。
1)水硬性成分は、ポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜90質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜90質量%(但し、90質量%を除く)(但し、ポルトランドセメント、アルミナセメント及び石膏の合計は100質量%である。)であること。
2)ポルトランドセメントは、ポルトランドセメントに含まれる遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下のポルトランドセメントを用いること。
3)自己流動性水硬性組成物は、さらに無機成分を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、無機成分を10〜350質量部含むこと。
4)自己流動性水硬性組成物は、さらに細骨材を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、細骨材を50〜500質量部含むこと。
5)自己流動性水硬性組成物は、さらに凝結調整剤を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、凝結調整剤0.05〜5質量部を含むこと。
6)水硬性成分100質量部に対して、減水剤0.01〜1質量部及び/又は増粘剤0.05〜1質量部含むこと。
7)自己流動性水硬性組成物は、さらに消泡剤を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、消泡剤2質量部以下を含むこと。
8)セルフレベリング性のSL比(L30/L0)が0.9以上であること。
アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量(Al2O3)及び酸化カルシウム量(CaO)を測定し、
酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量が数式(1)を満たすアルミナセメントを用いることを特徴とする自己流動性水硬性組成物の製造方法を提供することである。
アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量(Al2O3)及び酸化カルシウム量(CaO)並びに、ポルトランドセメントに含まれる遊離酸化カルシウム量を測定し、
酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量が数式(1)を満たすアルミナセメントを用い、ポルトランドセメント100質量%中に1.23質量%以下の遊離酸化カルシウム量を含むポルトランドセメントを用いるることを特徴とする自己流動性水硬性組成物の製造方法を提供することである。
1)水硬性成分は、ポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜90質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜90質量%(但し、90質量%を除く)(但し、ポルトランドセメント、アルミナセメント及び石膏の合計は100質量%である。)であること。
2)自己流動性水硬性組成物は、さらに無機成分を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、無機成分を10〜350質量部含むこと。
3)自己流動性水硬性組成物は、さらに細骨材を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、細骨材を50〜500質量部含むこと。
4)自己流動性水硬性組成物は、さらに凝結調整剤を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、凝結調整剤0.05〜5質量部を含むこと。
5)水硬性成分100質量部に対して、減水剤0.01〜1質量部及び/又は増粘剤0.05〜1質量部含むこと。
6)自己流動性水硬性組成物は、さらに消泡剤を含むこと。特に自己流動性水硬性組成物は、水硬性成分100質量部に対し、消泡剤2質量部以下を含むこと。
7)セルフレベリング性のSL比(L30/L0)が0.9以上であること。
但し、測定に用いるアルミナセメントの重量を100%とする。
但し、測定に用いるポルトランドセメントの重量を100%とする。
特に本発明の自己流動性水硬性組成物の製造方法では、水硬性成分の必須成分として用いるポルトランドセメントがポルトランドセメント100質量%中に含まれる遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下のものを配合することにより、さらにセルフレベリング材スラリーの流動性の安定した製品が得られ、製造ロット間での品質が安定し、生産時の歩留まりが向上し、その結果生産性、経済性及び品質の優れる製造方法を提供することができる。
特にポルトランドセメントは、ポルトランドセメント100質量%中に含まれる遊離酸化カルシウム量を1.23質量%以下のポルトランドセメントを用いることが、さらに優れた効果を有するために好ましい。
水硬性成分は、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量が数式(1)を満たすアルミナセメントと、ポルトランドセメント、好ましくは遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下を含むポルトランドセメントとの2成分を含み、
さらに酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量が数式(1)を満たすアルミナセメントと、ポルトランドセメント、好ましくは遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下を含むポルトランドセメントと、さらに石膏との3成分を含むものである。
水硬性成分は、
好ましくはポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜90質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜90質量%(但し、90質量%を除く)であり、
さらに好ましくはポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜80質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜70質量%であり、
より好ましくはポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜70質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜60質量%であり、
特に好ましくはポルトランドセメント20〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜60質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜50質量%である(但し、ポルトランドセメント、アルミナセメント及び石膏の合計は100質量%である。)2成分又は3成分を含むものを用いることができる。
アルミナセメントは、アルミナセメント中に含まれる酸化アルミニウム量(Al2O3)は、アルミナセメント中好ましくは35〜50質量%、さらに好ましくは36〜45質量%、特に好ましくは38〜40質量%のものを用いることができる。
アルミナセメントは、アルミナセメント中に含まれる酸化カルシウム量(CaO)は、アルミナセメント中好ましくは33〜40質量%、さらに好ましくは33〜39質量%、特に好ましくは34〜38質量%のものを用いることができる。
無機成分としては、高炉スラグなどのスラグ、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュなどを用いることができる。
本発明の自己流動性水硬性組成物において、無機成分は、水硬性成分100質量部に対して、10〜350質量部、好ましくは30〜300質量部、さらに好ましくは40〜250質量部、より好ましくは50〜200質量部、特に好ましくは60〜150質量部を含むことができる。
特に無機成分としては、高炉スラグが好ましく、乾燥収縮による硬化体の耐クラック性を高めるだけでなく、アルミナセメントの硬化体強度を向上させる効果も有している。
高炉スラグは、JIS・A−6206に規定されるブレーン比表面積3000cm2/g以上のものを用いることができる。
細骨材としては、粒径2mm以下の骨材、好ましくは粒径0.1〜2mmの骨材、さらに好ましくは粒径0.2〜2mmの骨材、特に好ましくは0.3〜2mmの骨材を主成分としている。
細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、アルミナクリンカー、シリカ粉、粘土鉱物、廃FCC触媒、石灰石などの無機質材、ウレタン砕、EVAフォーム、発砲樹脂などの樹脂粉砕物などを用いることができる。
特に細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、石英粉末、アルミナクリンカーなどが好ましく用いることが出来る。
細骨材の粒径は、JIS Z−8801で規定される呼び寸法の異なる数個のふるいを用いて測定する。
本発明の自己流動性水硬性組成物において、細骨材は、水硬性成分100質量部に対し50〜500質量部、好ましくは100〜400質量部、さらに好ましくは110〜350質量部、より好ましくは120〜330質量部、特に好ましくは150〜300質量部含むことができる。
増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して0.05〜1質量部、さらに0.1〜0.7質量部、特に0.2〜0.5質量部含むことが好ましい。増粘剤の添加量が多くなると、流動性の低下を招く恐れがあり好ましくない。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、セルフレベリング材としての特性を向上させるために好ましい。
減水剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して0.01〜1質量部、さらに0.02〜0.5質量部、特に0.05〜0.2質量部が好ましい。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分100質量部に対して、2質量部以下、さらに1質量部以下、特に0.2質量部以下が好ましい。消泡剤の添加量は、上記より多く添加する場合、消泡効果の向上がみとめられない場合がある。
自己流動性水硬性組成物において、凝結調整剤は、水硬性成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは0.05〜5質量部、より好ましくは0.1〜2質量部の範囲で添加することができる。
固形の凝結促進剤を用いる場合は、特性を妨げない粒径を用いることが好ましく、粒径は50μm以下にするのが好ましい。
(製造例1)
1)アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量及び酸化カルシウム量を測定し、
2)アルミナセメントは、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たす場合、製造に使用し、(測定したアルミナセメントが、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たさない場合、製造に使用しない。)、
3)数式(1)を満たすアルミナセメントと、ポルトランドセメントと、減水剤及び/又は増粘剤と、必要に応じて石膏などの水硬性成分、細骨材、高炉スラグなどの無機成分、消泡剤、凝結促進剤や凝結遅延剤などの凝結調整剤などの成分を、配合することにより、又は配合して攪拌機や混合機を用いて、混合攪拌することにより製造することができる。
(製造例2)
1)アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量及び酸化カルシウム量並びに、ポルトランドセメントに含まれる遊離酸化カルシウム量を測定し、
2)アルミナセメントは、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たす場合、製造に使用し(但し、アルミナセメントは、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たさない場合、製造に使用しない。)、
ポルトランドセメントは、ポルトランドセメント100質量%中に含まれる遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下のものを使用し(但し、ポルトランドセメントは、ポルトランドセメント100質量%中に含まれる遊離酸化カルシウム量が1.23質量%を超える場合、製造に使用しない。)、
3)数式(1)を満たすアルミナセメントと、遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下のポルトランドセメントと、減水剤及び/又は増粘剤と、必要に応じて石膏などの水硬性成分、細骨材、高炉スラグなどの無機成分、消泡剤、凝結促進剤や凝結遅延剤などの凝結調整剤などの成分を、配合することにより、又は配合して攪拌機や混合機を用いて、混合攪拌することにより製造することができる。
(製造例3)
1)アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量及び酸化カルシウム量を測定し、
2)アルミナセメントは、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たす場合、製造に使用し(但し、アルミナセメントは、酸化アルミニウム量と酸化カルシウム量の割合が数式(1)を満たさない場合、製造に使用しない。)、
3)数式(1)を満たすアルミナセメントと、遊離酸化カルシウム量が1.23質量%以下のポルトランドセメントと、減水剤及び/又は増粘剤と、必要に応じて石膏などの水硬性成分、細骨材、高炉スラグなどの無機成分、消泡剤、凝結促進剤や凝結遅延剤などの凝結調整剤などの成分を、配合することにより、又は配合して攪拌機や混合機を用いて、混合攪拌することにより製造することができる。
本発明のセルフレベリング材は、コンクリートの表面仕上げ材として広く使用することができ、一般の建築用左官材料、例えばPータイル貼、長尺シート、じゅうたん、ウレタン等の合成樹脂塗り床の下地の施工にも使用することができる。
(2)アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量及び酸化カルシウム量の測定方法:JIS R の「耐火物用アルミナセメントの化学分析方法」に記載の定量方法に従い測定する。
(3)ポルトランドセメント中に含まれる遊離酸化カルシウム量の測定方法:セメント協会標準試験方法JCAS・I−01−1997遊離酸化カルシウムの定量方法に準拠して測定する。
・フロー値: JASS・15M−103に準拠して測定する。厚さ5mmのみがき板ガラスの上に内径50mm、高さ51mmの塩化ビニル製パイプ(内容積100ml)を置き練り混ぜたコンクリート組成物を充填した後、パイプを引き上げる。広がりが静止した後、直角2方向の直径を測定し、その平均値をフロー値とする。
・セルフレベリング性: 図1に示すSL測定器を使用し、幅30mm×高さ30mm×長さ750mmのレールに、先端より長さ150mmのところに堰板を設け、混練直後のスラリーを所定量満たして成形する。成形直後に堰板を引き上げて、スラリーの流れの停止後に、標点(堰板の設置部)からスラリー流れの最短部までの距離を測定し、その値(SL値)をL0とする。
同様に成形後30分後に堰板を引き上げて、スラリーの流れの停止後に、標点(堰板の設置部)からスラリー流れの最短部までの距離を測定し、その値(SL値)をL30とする。
骨材分離は、(3)のセルフレベリング性において、スラリーの流れ停止後にスラリーの途中で骨材が停止していないかどうかを触診で観察する。
水浮きは、堰板引き上げ後のブリージング水がスラリー自体よりも早く流れて水分だけが長く流れていないかどうか、また、白華の有無、凹凸、及び気泡痕は、上記(2)で得られるスラリーを、30cm×30cmのコンクリート板へ厚さ10mmで流し込み、硬化終了後、目視で観察した。評価は以下の通りとした。
○:無し、×:有り。
1)水硬性成分
・アルミナセメント:ブレーン比表面積3,600cm2/g、モノカルシウムアルミネート含有量45質量%。
・ポルトランドセメント:早強セメント、ブレーン比表面積4,500cm2/g。
・石膏:II型無水石膏、ブレーン比表面積3,300cm2/g。
2)無機成分
・高炉スラグ:ブレーン比表面積4,400cm2/g。
3)細骨材
・珪砂:4号珪砂(市販品)。
・廃FCC触媒:(市販品)。
4)凝結調整剤
・炭酸リチウム(市販品)。
・重炭酸ナトリウム(市販品)。
・酒石酸ナトリウム(市販品)。
5)混和剤
・減水剤:ポリカルボン酸系減水剤(市販品)。
・増粘剤:メチルセルロース系増粘剤(市販品)。
・消泡剤:ポリエーテル系消泡剤(市販品)。
アルミナセメントは表1に示す酸化アルミニウム量及び酸化カルシウム量を有するものを、ポルトランドセメントは表2に示す遊離酸化カルシウム量を有するものを用いた。
水硬性成分として表1に示すアルミナセメント(AC−1)、表2に示すポルトランドセメント(HC−1〜HC−5)及び石膏、高炉スラグ、細骨材、減水剤、増粘剤、凝結調整剤、消泡剤とを表3に示す割合で配合し(総量:1.5kg)、ケミスタラーを用いて混練し、水硬性組成物を調整した。さらに水390gを加えて3分間混練して、スラリーを得た。水硬性組成物及びスラリーの調整は、20℃で行った。スラリーのフロー値、SL値(L0)及びSL値(L30)と、スラリーの硬化体の表面状態について評価を行い、結果を表4に示す。
アルミナセメントとして実施例1のアルミナセメント(AC−1)に代えて表1に示すアルミナセメント(AC−2)を用いた以外は、実施例と同様にして、水硬性組成物及びスラリーを調整した。スラリーのフロー値、SL値(L0)及びSL値(L30)と、スラリーの硬化体の表面状態について評価を行い、結果を表5に示す。
アルミナセメントとして実施例1のアルミナセメント(AC−1)に代えて表1に示すアルミナセメント(AC−3)を用いた以外は、実施例と同様にして、水硬性組成物及びスラリーを調整した。スラリーのフロー値、SL値(L0)及びSL値(L30)と、スラリーの硬化体の表面状態について評価を行い、結果を表6に示す。
アルミナセメントとして実施例1のアルミナセメント(AC−1)に代えて表1に示すアルミナセメント(AC−5)を用いた以外は、実施例と同様にして、水硬性組成物及びスラリーを調整した。スラリーのフロー値、SL値(L0)及びSL値(L30)と、スラリーの硬化体の表面状態について評価を行い、結果を表7に示す。
アルミナセメントとして実施例1のアルミナセメント(AC−1)に代えて表1に示すアルミナセメント(AC−4)を用いた以外は、実施例と同様にして、水硬性組成物及びスラリーを調整した。スラリーのフロー値、SL値(L0)及びSL値(L30)と、スラリーの硬化体の表面状態について評価を行い、結果を表8に示す。
Claims (8)
- 水硬性成分は、ポルトランドセメント10〜100質量%(但し、100質量%を除く)、アルミナセメント0〜90質量%(但し、0質量%を除く)及び石膏0〜90質量%(但し、90質量%を除く)(但し、ポルトランドセメント、アルミナセメント及び石膏の合計は100質量%である。)であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。
- 自己流動性水硬性組成物は、さらに無機成分を含み、
水硬性成分100質量部に対し、無機成分が10〜350質量部を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。 - 自己流動性水硬性組成物は、さらに凝結調整剤を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。
- 自己流動性水硬性組成物は、さらに細骨材を含み、
細骨材が、水硬性成分100質量部に対し、50〜500質量部を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。 - 水硬性成分100質量部に対して、減水剤0.01〜1質量部及び/又は増粘剤0.05〜1質量部含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。
- セルフレベリング性のSL比(L30/L0)が0.9以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の自己流動性水硬性組成物の製造方法。
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