JP4826062B2 - 高強度水硬性組成物 - Google Patents

Description

本発明は、高強度及び耐磨耗性に優れ、セルフレベリング性を兼ね備えた床仕上材などに用いることができる高強度水硬性組成物に関するものである。具体的には、病院、学校、オフィス、マンション、住宅、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、コンビニエンスストア、厨房など一般建築物の床下地調整と仕上げに用いることができる。

セルフレベリング材として使用される水硬性組成物の具備すべき第一の条件が、自己水平性を確保するために必要な高い流動性であることは当然であるが、仕上材施工後に負荷される積載物の荷重や車両の走行などから受ける変形や破壊に耐え得るためには、高い耐久性が必要である。
セルフレベリング性を兼ね備えた組成物については、既に、特許文献１において、アルミナセメント、石膏および高炉スラグよりなる水硬性成分、硫酸アルミニウム類およびリチウム塩よりなる凝結調整剤、高分子エマルジョン、減水剤、顔料、増粘剤、および、消泡剤より成る水硬性着色仕上材組成物が開示されている。

特開平１０−２７３３５７号公報

高強度水硬性組成物として、作業特性（高流動性、長可使時間）及び硬化特性（圧縮強度、耐摩耗性、平滑性）に優れており、強度発現性も高い材料である。一般的に、曲げ強度を高くすると圧縮強度が低下するだけでなく、組成によっては、強度特性向上に伴い流動性が低下したり材料分離が起こる問題点が在る。そのため耐久性の観点から、圧縮強度及び曲げ強度の双方に優れ、流動性が低下することなく、表面特性に優れる材料が要求されている。

本発明は、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性に優れる高強度水硬性組成物の提供を目的とする。
さらに本発明は、セルフレベリング性、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性に優れる高強度水硬性組成物の提供を目的とする。
本発明は、色むらや気泡の発生しない表面仕上げ材として好適に使用できる高強度水硬性組成物、さらに着色仕上げ材として用いることができる高強度水硬性組成物の提供を目的とする。

発明者らは、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグを含む水硬性成分と、特定の粒径を有する骨材と、ガラス転移温度の高いエマルジョンとを含む高強度水硬性組成物が、セルフレベリング性を有し、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性が向上することを見出し、本発明を完成した。

本発明は、水硬性成分、骨材及びエマルジョンとを含む高強度水硬性組成物であり、
水硬性成分は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグを含み、
骨材は粒子径１０６μｍでの残留累積割合が８３．５〜９９重量％かつ粒子径６００μｍでの残留累積割合が５〜１５重量％の骨材であり、
エマルジョンはガラス転移点が０℃以上のエマルジョンを含むことを特徴とする高強度水硬性組成物を提供することである。

本発明の高強度水硬性組成物の好ましい態様を以下に示す。
エマルジョンは、ガラス転移点が０℃以上のアクリル系樹脂エマルジョンを含むことが好ましい。
本発明の高強度水硬性組成物は、水硬性成分１００質量部に対し、骨材６０〜１５０質量部、エマルジョンの固形分４〜２０質量部とを含むことが好ましい。
本発明の高強度水硬性組成物において、水硬性成分は、アルミナセメント１００質量部に対して、ポルトランドセメント１２０質量部以下、石膏３０〜１００質量部、及び高炉スラグ５０〜２５０質量部を含むことが好ましい。
本発明の高強度水硬性組成物において、骨材はさらに粒子径３００μｍでの残留累積割合が３０〜８２重量％であることが好ましい。
本発明の高強度水硬性組成物は、凝結速度調整剤を含むことが好ましく、さらに凝結速度調整剤、増粘剤、減水剤及び消泡剤を含むことが好ましい。

本発明の高強度水硬性は、セルフレベリング材として十分な流動性を有しているだけではなく、高Ｔｇエマルジョンの使用により硬化体の高圧縮強度と高曲げ強度の両立が可能となっているため、耐久性の面でも極めて優れた特性を有している。また、粒度調整した骨材の使用と、水量を低減しても流動性を確保し、尚且つ材料分離を生じさせない減水剤と増粘剤の最適な組合わせ、加えて消泡剤の使用により、顔料遍析が防止され色ムラの発生が完全に解消されているだけでなく、硬化体表面の材料分離、気泡発生も防止されていることから、従来にない美観に優れたセルフレベリング性高強度を提供する。

本発明の高強度水硬性組成物は、水硬性成分、骨材及びエマルジョンとを含む高強度水硬性組成物であり、
水硬性成分は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグを含み、
特定の粒子径を有する骨材とガラス転移点が０℃以上のエマルジョンを用いる高強度水硬性組成物である。
本発明の高強度水硬性組成物は、水硬性成分１００質量部に対し、
（Ｅ）骨材好ましくは６０〜１５０質量部、さらに好ましくは６２〜１３０質量部、より好ましくは６３〜１００質量部、特に好ましくは６５〜８０質量部、
及び（Ｆ）エマルジョンの固形分好ましくは４〜２０質量部、さらに好ましくは５〜１８質量部、より好ましくは６〜１６質量部、特に好ましくは７〜１４質量部とを含む組成物である。

セルフレベリング材の具備すべき重要な要件の一つは、適度な急硬性を有することであるが、急硬性は第一義的に、含まれる水硬性成分の種類に依存する。ポルトランドセメント系では硬化速度が遅く、乾燥収縮が大きいと言う欠点を有しており、一方、速硬性セメント系では硬化速度面では改善されるものの、流動性が低く、強度が低いと言う欠点を有している。
本発明の高強度水硬性組成物において、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏および高炉スラグよりなる水硬性成分を使用することで、互いの欠点を補いこの問題を解決している。
水硬性成分は、（Ａ）アルミナセメント１００質量部に対して、
（Ｂ）ポルトランドセメント好ましくは１２０質量部以下、さらに好ましくは５〜１１５質量部、より好ましくは１０〜１１０質量部、特に好ましくは２０〜１００質量部、
（Ｃ）石膏好ましくは３０〜１００質量部、さらに好ましくは３３〜９５質量部、より好ましくは３５〜９０質量部、特に好ましくは４０〜８０質量部、
及び（Ｄ）高炉スラグ好ましくは５０〜２５０質量部、さらに好ましくは６０〜２２０質量部、より好ましくは７０〜１８０質量部、特に好ましくは８０〜１４０質量部を含むことが好ましい。

アルミナセメントは、潜在的に急硬性を有しており、硬化後は耐化学薬品性、耐火性に優れた硬化体を与える。また、潜在水硬性を有する高炉スラグの存在により、その欠点である硬化体強度の経時的な低下も抑制される。アルミナセメントは鉱物組成が異なるものが数種知られ市販されており、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であるが、強度および着色性の面からは、ＣＡ成分が多く且つＣ_４ＡＦ等の少量成分が少ないアルミナセメントが好ましい。
アルミナセメントは、水硬性成分１００質量％に対し、好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、特に好ましくは２３質量％以上から、好ましくは１００質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、特に好ましくは４０質量％以下の範囲の量を含むことが好ましい。

ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントなどを用いるができる。水硬性成分としてポルトランドセメントを用いることにより、コスト低減に効果が認められ好ましい、また、添加量が多すぎると流動性が低下する場合があり、白華発生の原因となるため、アルミナセメント１００質量部に対し、好ましくは１２０質量部以下添加することが好ましい。ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントが好ましい。

石膏は急硬性であり、また、硬化後の寸法安定性保持成分として働くものであるが、その添加量は、アルミナセメント１００質量部に対して、３０〜１００質量部とするのが好ましい。少なすぎると寸法安定性が低下し、多すぎると耐水性が低下し、水による異常膨張が起こることがある。なお、石膏は、無水、半水、２水等の各石膏がその種を問わず一種または二種以上の混合物として使用できる。

高炉スラグは、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。高炉スラグの添加量は、アルミナセメント１００質量部に対して、５０〜２５０質量部とするのが好ましい。少なすぎると収縮が大きくなり、多すぎると強度低下を招くことがある。

骨材は、ＪＩＳ・Ｚ−８８０１で規定する呼び寸法でのふるい分けで、
（１）粒子径１０６μｍでの残留累積割合が８３．５〜９９重量％、好ましくは８４〜９８重量％、さらに好ましくは８４．５〜９７重量％、特に好ましくは８５〜９６重量％、
かつ粒子径６００μｍでの残留累積割合が５〜１５重量％、好ましくは５．１〜１４．５重量％、さらに好ましくは５．２〜１４重量％、より好ましくは５．５〜１３．５重量％、特に好ましくは６〜１３重量％であることが、流動性に優れ、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性に優れ、表面状態に優れる。
骨材は、さらに粒子径３００μｍでの残留累積割合が、好ましくは３０〜８２重量％、さらに好ましくは３３〜７９重量％、より好ましくは３７〜７７重量％、特に好ましくは４０〜７５重量％であることが、流動性に優れ、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性に優れ、表面状態に優れるために好ましい。
骨材は、さらに粒子径８５０μｍでの残留累積割合が、好ましくは２重量％以下、さらに好ましくは１．５重量％以下、より好ましくは１重量％以下、特に好ましくは０．５重量％以下であることが、流動性に優れ、圧縮強度、曲げ強度及び耐磨耗性に優れ、表面状態に優れるために好ましい。
骨材は、粒子径１０００μｍを超えるものを含まないものを用いることができる。

骨材としては、珪砂、珪石粉などのシリカ質細骨材、スラグ、フライアッシュ、石灰石、タルク、カオリン、アルミナ粉、酸化チタン、水酸化アルミニウム、マイカ、パイロフィライト、ゼオライト、シリカゲルなどを用いることができる。
骨材としては、粒度分布の異なる骨材を２種以上混ぜ合わせて用いることができる。
骨材は、５号珪砂、６号珪砂及び７号珪砂など、５号珪砂と５号珪砂より粒度の小さな珪砂などの骨材との混合物を好ましく用いることができる。

本発明の高強度水硬性組成物において、エマルジョンの添加により、下地コンクリートとの接着性、硬化体の耐摩耗性、曲げ強度が向上する。
エマルジョンに含まれるポリマー成分のガラス転移温度は、どのようなものでも適宜選択して用いることができるが、特にガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以上、好ましくは５℃以上、さらに好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、特に好ましくは２０℃以上のエマルジョンを用いることにより、圧縮強度を大きく低下させることなく曲げ強度及び耐摩耗性を増加させることができると共に、色むらや気泡の発生が抑制されることにより表面状態が優れ、仕上げ材として用いることができる。

本発明の高強度水硬性組成物において、曲げ強度をより高くするには、エマルジョンの添加量を増やすことが有効であるが、その反面、圧縮強度が低下するという欠点を持っている。そのため、エマルジョンの添加量は、適宜選択して用いることができるが、水硬性成分１００質量部に対して、固形分量で４〜２０質量部とするのが好ましく、４質量部未満では、曲げ強度の増加が十分でなく、耐摩耗性も低下することが考えられ、また、２０質量部を超えると、スラリーの粘性が増加し、流動性の低下と表面状態の不良性、及び圧縮強度の低下を招くことが考えられるために好ましくない。

エマルジョンとは、合成樹脂エマルジョン又はポリマーエマルジョンであり、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、エチレンと酢酸ビニルの共重合体エマルジョン（エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン）、エチレン、酢酸ビニルと（メタ）クリル酸誘導体の共重合体マルジョン、エチレンと（メタ）クリル酸誘導体との共重合体エマルジョン、ポリ（メタ）クリル酸誘導体のエマルジョン、スチレンと（メタ）クリル酸誘導体との共重合体エマルジョン、ポリクロロプレンラテックス、酢酸ビニルと塩化ビニルの共重合体エマルジョン、スチレンとブタジエンの共重合体エマルジョン、アクリロニトリとブタジエンの共重合体エマルジョン、酢酸ビニルと（メタ）クリル酸誘導体のエマルジョンなどのエチレン、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）クリル酸誘導体などを少なくとも１種含む合成樹脂のエマルジョンを用いることができる。（メタ）クリル酸誘導体は、アクリル酸及びメタクリル酸、これらのエステルなどの誘導体を意味する。

エマルジョンは、アクリル系樹脂エマルジョンを好ましくは７０〜１００質量％、さらに好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％、特に好ましくは９５〜１００質量％含むエマルジョンが、圧縮強度を保持しながら曲げ強度を増加させるために好ましい。
エマルジョンは、ガラス転移温度０℃以上、好ましくは５℃以上、さらに好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、特に好ましくは２０℃以上のエマルジョンを、エマルジョン中に好ましくは７０〜１００質量％、さらに好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％、特に好ましくは９５〜１００質量％含むものが、圧縮強度を保持しながら曲げ強度を増加させるために好ましい。
特にエマルジョンは、ガラス転移温度０℃以上、好ましくは５℃以上、さらに好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上、特に好ましくは２０℃以上のアクリル系樹脂エマルジョンを、エマルジョン中に好ましくは７０〜１００質量％、さらに好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％、特に好ましくは９５〜１００質量％含むものが、圧縮強度を保持しながら曲げ強度を増加させるために好ましい。

エマルジョンは、公知の製造方法により得られるものを用いることができ、例えば、乳化剤の存在下に、重合開始剤を用いて、水又は含水溶媒中で合成樹脂の原料となる重合性モノマーを乳化重合する方法などにより製造することができる。
エマルジョンは、水を含まない、粉末エマルジョンを含み、粉末エマルジョンを用いると水を除いた全成分を一つのパッケージとすることができ、施工現場では水を添加するだけで使用できるので便利である。

乳化剤としては、公知のものを用いることができ、アニオン性、ノニオン性、カチオン性又は両性の界面活性剤やポリビニルアルコール等の保護コロイドなどを挙げることができる。
重合開始剤としては、水又は含水溶媒中でラジカル重合などの重合ができるものが好ましく、過酸化水素、過酢酸、過硫酸又はこれらのアンモニウム塩や硫酸塩等の水溶性の過酸化物やその塩などを挙げることができる。また、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、２，２’−アゾビスイソブチルニトリルなどの有機過酸化物、メタ亜硫酸ナトリウムやピロ亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を併用することができる。
重合開始剤の使用量は、エマルジョンが製造できる範囲であれば適宜選択できる。

エマルジョンは、エマルジョン中に含まれる合成樹脂などの固形分率は適宜選択することができるが、エマルジョン１００質量部中、３０〜８０質量部が好ましく、４０〜６０質量部がより好ましい。３０質量部未満だと硬化しにくいおそれがあり、８０質量部を越えると粘度が大きすぎて作業性が低下したり、塗膜を均一に形成できないおそれが考えられる。

アクリル系樹脂エマルジョンとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレートなど（メタ）アクリレート化合物などを１種または２種以上を重合したもの、さらにこれらのモノマーと共重合可能なスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデンなどのビニル化合物と共重合させたものを用いることが出来る。（メタ）アクリレートとは、メタクリレート及びアクリレートを意味する。
アクリル系樹脂エマルジョンは、エマルジョンに含まれるポリマー成分が、架橋していないポリマー、さらに好ましくはポリマー内又はポリマー間で架橋していないポリマーを用いることにより、伸びに優れるために好ましい。

エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンは、エチレンと酢酸ビニルとを共重合した公知のエマルジョンを用いることが出来る。
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンとしては、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの水溶性高分子を乳化剤や保護コロイドとして用いる物を好ましく用いることが出来る。特にエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンは、保護コロイドとしてポリビニルアルコールを用いたものが好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンの重合体成分において、酢酸ビニル含有量は、好ましくは３０〜９０質量％、さらに好ましくは５０〜９０質量％、特に好ましくは６０〜８６質量％が好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン中のエチレン酢酸ビニル共重合体成分の含有量は、好ましくは４０〜６５質量％、さらに好ましくは４５〜６０質量％、特に好ましくは４７〜６０質量％である。

本発明の高強度水硬性組成物において、凝結速度調整剤は、水硬性組成物に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、凝結促進剤及び凝結遅延剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択して、流動性、可使時間を調整することができる。
凝結速度調整剤は、流動性及び可使時間を調整する場合には、リチウム塩などの凝結促進剤とナトリウム塩などの凝結遅延剤の合量が、水硬性成分１００質量部に対して０．０５〜５質量部、さらに０．１〜２質量部、特に０．３０〜０．７０質量部の範囲で添加することが好ましい。
凝結速度調整剤において、凝結遅延剤のモル量を凝結促進剤のモル量で除したモル比［（凝結遅延剤のモル量）／（凝結促進剤のモル量）］は、１〜５０の範囲にすることが好ましく、モル比が１より小さいと、凝結が早く自己流動性が低下するため、可使時間が短くなりすぎて施工に支障を来たす場合があり、また５０より大きいと、速硬性が低下し、早期開放が困難になる場合があり、好ましくない。

凝結促進剤としては、公知の凝結促進剤を用いることが出来る。凝結促進剤の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム、クエン酸リチウムなどの有機酸などの、無機リチウム塩や有機リチウム塩などのリチウム塩を用いることが出来る。特に炭酸リチウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。
凝結促進剤としては、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。
特にリチウム塩を用いる場合、リチウム塩の粒径は５０μｍ以下、さらに３０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましく、粒径が上記範囲より大きくなるとリチウム塩の溶解度が小さくなるために好ましくなく、特に顔料などの着色剤添加系では微細な多数の斑点として目立ち、美観を損なう場合がある。

凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることが出来る。凝結遅延剤の一例として、硫酸ナトリウム、りん酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウムなどの、無機ナトリウム塩や有機ナトリウム塩などのナトリウム塩を用いることが出来る。特に重炭酸ナトリウムや酒石酸ナトリウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。なお、添加量が多いと、流動性の低下、硬化不良を招いたり、ブリージング水の発生による表面不良が生じることがあるので、注意が必要である。

セルフレベリング材が具備すべき最も基本的な要件は高い流動性である。高強度の硬化体を得るには、水／水硬性成分比を下げる必要があるが、水／水硬性成分を低くして高い流動性を確保するためには、減水剤を添加することが好ましい。
特に、本発明における水硬性成分の一つであるアルミナセメントの強度発現性は、水／セメント比の影響を大きく受けることから、減水剤を使用し、水／水硬性成分比を小さくすることが好ましい。減水剤の添加は、材料分離を生じ易くなるため、減水剤と増粘剤を併用することが好ましい。
本発明の高強度水硬性組成物において、増粘剤及び／又は消泡剤の添加は、硬化体表面における材料分離、気泡の発生を抑制し、硬化体外観の改善に好ましい効果を与えるために好ましい。

減水剤は、ナフタレン系、メラミン系、ポリカルボン酸系、リグニンスルホン酸系などを用いることが出来、併用する増粘剤との最適な組合わせとなるのは、ポリカルボン酸系が好ましい。
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０．０５〜５質量部、さらに０．１〜２質量部、特に０．２〜１質量部が好ましい。

増粘剤は、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース系、ゼラチン、ベクチンなどの蛋白質系、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマー系、ラテックス系などを用いることが出来、特にセルロース系などを用いることが出来る。
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０．０１〜０．５質量部、さらに０．０１〜０．２質量部、特に０．０１〜０．１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。

本発明の高強度水硬性組成物は、硬化物の圧縮強度や耐磨耗性、表面状態を向上させる目的で、消泡剤を含むことができる。
消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル系、鉱物油系、フッ素系などの合成物質または植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。
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０．５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。

本発明の高強度水硬性組成物は、さらに顔料を添加して、着色の表面仕上げ材用高強度水硬性組成物として用いることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、硬化時における顔料の遍析が完全に防止されていることから、色ムラのない均一な色相を有する着色硬化体を形成し、従来使用されている撒床材を未硬化コンクリートに撒布した後にコテ仕上を行なう方法や、エポキシ系の樹脂をコンクリート表面に塗布する塗り床材を用いることなく、優れた美観を有する着色硬化体を、床下地調製と同時に得ることができる。

顔料は、目的とする色彩によって、それを発現するものを適宜選択することになるが、硬化体の使用目的からして、耐アルカリ性および耐候性に優れたものが好ましく、無機系顔料やアクリル系顔料を用いることが好ましい。
無機系顔料は、例えばチタンホワイト、ベンガラ、チタンイエロー、イエローオーカーなどの色彩名を冠した、鉄、クロム、チタン、コバルトその他の各種金属酸化物、水酸化物あるいは硫化物を主成分とする各種色彩のものが市販されており、市販品を単独、または複数を混合した混合色として使用することができる。
顔料の添加量は、目的とする色濃度によって決めることになるが、水硬性成分１００質量部に対して、０．５〜１０質量部とするのが良い。

本発明の高強度水硬性組成物の使用に当たっては、水の配合量は、適宜選択して配合することが出来、好ましくはフロー値が２１０ｍｍ以上のモルタルを得ることができる量であり、さらに好ましくは水硬性成分１００質量部に対して２３〜３０質量部とするのが好ましい。水量は、この適正範囲以下に低減するとその範囲以上の圧縮強度の増加は見込めず、流動性が大きく低下するために好ましくなく、一方この適正範囲を超えて水量が多すぎると、圧縮強度が大幅に低下するだけでなく、色ムラなどの表面状態が悪化するために好ましくない。

本発明の高強度水硬性組成物において、２０℃の可使時間は、好ましくは０．５〜２．５時間、さらに好ましくは０．７５〜２時間、特に好ましくは１〜１．５時間が、作業性および硬化表面状態のために好ましい。

本発明の高強度水硬性組成物は、フロー値が好ましくは２１０ｍｍ以上のモルタルを得ることができる。

本発明の高強度水硬性組成物は、圧縮強度が材齢７日で好ましくは４０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは４２Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは４４Ｎ／ｍｍ^２以上の硬化物を得ることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、圧縮強度が材齢２８日で好ましくは６０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは６１Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは６２Ｎ／ｍｍ^２以上の硬化物を得ることができる。

本発明の高強度水硬性組成物は、曲げ強度が材齢７日で好ましくは８Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは９Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは１０Ｎ／ｍｍ^２以上の硬化物を得ることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、曲げ強度が材齢２８日で好ましくは１０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは１１Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは１２Ｎ／ｍｍ^２以上の硬化物を得ることができる。

本発明の高強度水硬性組成物は、スラリー打設３時間後での表面硬度が好ましくは１０以上、さらに好ましくは１２以上、より好ましくは１５以上、特に好ましくは１８以上の硬化物を得ることができる。

本発明の高強度水硬性組成物は、耐磨耗性が材齢７日で好ましくは０．３０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２５ｍｍ以下、より好ましくは０．２０ｍｍ以下、特に好ましくは０．１８ｍｍ以下の硬化物を得ることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、耐磨耗性が材齢２８日で好ましくは０．２５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２０ｍｍ以下、より好ましくは０．１８ｍｍ以下、特に好ましくは０．１６ｍｍ以下の硬化物を得ることができる。

本発明の高強度水硬性組成物の施工の一例を示すと、
（１）コンクリート又はモルタルを屋上、床面又は壁に打設し、コテ、機械等で仕上げた後、コンクリート又はモルタルを硬化させてコンクリート層を形成させ、
（２）必要に応じてプライマーの硬化物層をコンクリート層の表面に形成し、
（３）本発明の高強度水硬性組成物と水を混ぜたモルタルをモルタルポンプなどを用いる一般的方法で流し込み、必要に応じてコテやトンボ等でスラリー表面を均し、その後高強度水硬性組成物を硬化させた硬化物層を形成させることにより、構造体を施工することができる。

本発明の高強度水硬性組成物は、病院、学校、オフィス、マンション、住宅、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、コンビニエンスストア、厨房などの一般建築物などに用いることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、病院、学校、オフィス、マンション、住宅、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、コンビニエンスストア、厨房などの一般建築物などの床下地調整と仕上げに用いることができる。
本発明の高強度水硬性組成物は、自己流動性病院、学校、オフィス、マンション、住宅、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、コン> ビニエンスストア、厨房などの一般建築物の床下地調整と仕上げに用い、セルフレベリング性又は自己流動性を有する高強度水硬性組成物として用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。

評価の方法を示す。
（１）骨材の粒子径の測定：
骨材２００ｇを１６メッシュ（１０００μｍ残留）、２０メッシュ（８５０μｍ残留）、２４メッシュ（７１０μｍ残留）、２８メッシュ（６００μｍ残留）、３５メッシュ（４２５μｍ残留）、４８メッシュ（３００μｍ残留）、７０メッシュ（２１２μｍ残留）、１００メッシュ（１５０μｍ残留）、１５０メッシュ（１０６μｍ残留）、及び２００メッシュ（７５μｍ残留）の篩を用いて、振動篩機にて２０分間振盪させ、分別した。各メッシュに残留する骨材の重量を測定した。
残留累積割合とは、以下の数式（１）〜（３）に従い算出し、粒子径１０６μｍ、３００μｍ及び６００μｍ以外の他の粒子径については、数式（１）と同様にして求めることができる。

（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定：
ガラス板上にアクリル系樹脂エマルジョンを適量滴下し、６０℃で１６時間乾燥し、得られた質量が９．５〜１０．５ｍｇの範囲に入った乾燥塗膜を、示差走査熱量計（島津製作所社製、ＤＳＣ−５０）を用い、ガラス転移温度を測定する。
ＤＳＣの測定条件は、室温から１５０℃に１０分間で昇温させ、１５０℃を１０分間保持した後に計算で得られた試料のＴｇより５０℃低い温度まで下げ、再度１５０℃まで１０分間で昇温するさいに、１回目のＴｇの測定を行う。次に１回目で測定したＴｇより５０℃低い温度まで下げるさいに、２回目のＴｇの測定を行い、２回目のＴｇの値をガラス転移温度とする。

（３）モルタルの評価：
１）フロー値：生成モルタルのフロー値は、ＪＡＳＳ・１５Ｍ−１０３に準拠して測定する。
２）圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）、曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）：ＪＩＳ・Ｒ−５２０１に示される４×４×１６ｃｍの型枠に生成モルタルを型詰めして、温度２０℃、湿度６５％で２４時間気中養生した後、脱型し、さらに気中で所定期間（７日、２８日）追加養生して成型体を得る。成型体は、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１記載の方法に従い測定する。
３）表面状態（色むら、材料分離及び気泡の有無）：生成モルタルを２×１ｍのコンクリート床に厚さ１０ｍｍで流し込み、外気温（温度２０℃、湿度６５％）、自然乾燥状態で２８日養生し、硬化物を得る。硬化物表面の色むら、材料分離及び気泡の有無を目視にて観察を、評価する。
・色むら（○：なし、×：あり）。
・材料分離（○：なし、×：あり）。
・気泡（○：なし、×：あり）。

４）表面硬度：生成モルタルを１３×１９ｃｍの型枠に厚さ１０ｍｍで流し込み、温度２０℃、湿度６５％で養生し、打設３時間後の表面硬度を測定する。なお、表面硬度はスプリング式硬度計タイプＤ型にて測定する。
５）耐磨耗性（ｍｍ）：生成モルタルを１１×１１ｃｍの型枠に厚さ１０ｍｍで流し込み、温度２０℃、湿度６５％で２４時間気中養生した後、脱型し、さらに気中で所定期間（７日、２８日）追加養生して成型体を得る。磨耗試験は、高さを精密に測定した成型体を用い、テーパー磨耗試験機にて、磨耗輪ＧＣ１５０Ｈ、荷重２５０ｇ、回転数２０００回の条件で、成型体の磨耗試験を行い、磨耗試験後の成型体の高さを精密に測定する。耐磨耗性は、磨耗試験前の成型体の高さから、磨耗試験後の成型体の高さを減じた値「（磨耗試験前の成型体の高さ）−（磨耗試験後の成型体の高さ）」とする。
なお、高さの測定は、ダイヤルゲージを用いて行う。

［実施例１〜７及び比較例１〜５］
（１）使用材料：各例の実施に当たっては、次の材料を使用した。
・ＡＣ：アルミナセメント（ラファージュアルミネート社製：ブレーン比表面積３６００ｃｍ^２／ｇ、モノカルシウムアルミネート含有量５５重量％）
・ＰＣ：早強ポルトランドセメント（宇部三菱セメント（株）製：ブレーン比表面積４５００ｃｍ^２／ｇ）
・石膏：II型無水石膏（セントラル硝子（株）社製：ブレーン比表面積３３００ｃｍ^２／ｇ）
・スラグ：高炉スラグ（宇部三菱セメント（株）製：ブレーン比表面積４４００ｃｍ^２／ｇ）
・骨材Ａ：５号珪砂及び７号珪砂を混合した物（混合比２：１）（三久海運（株）製）
・骨材Ｂ：５号珪砂及び７号珪砂を混合した物（混合比５：１）（三久海運（株）製）
・骨材Ｃ：５号珪砂及び７号珪砂を混合した物（混合比１：１）（三久海運（株）製）
・骨材Ｄ：５号珪砂（三久海運（株）製）
・骨材Ｅ：５号珪砂及び７号珪砂を混合した物（混合比１：２）（三久海運（株）製）
・促進剤Ａ：炭酸リチウム（本荘ケミカル（株）製：粒径１０μｍ以下）
・遅延剤Ａ：重炭酸ナトリウム（東ソー（株）製）
・遅延剤Ｂ：酒石酸ナトリウム（扶桑化学工業（株）製）
・ＥＡ：アクリル系樹脂エマルジョン（Ｔｇ：２５℃）（クラリアントポリマー（株）製）
・ＥＢ：アクリル系樹脂エマルジョン（Ｔｇ：−８℃）（旭化成（株）製）
・ＥＣ：アクリル系樹脂エマルジョン（Ｔｇ：−２２℃）（旭化成（株）製）
・減水剤：ポリカルボン酸系減水剤（花王（株）製）
・増粘剤：メチルセルロース系増粘剤（松本油脂製薬（株）製）
・消泡剤：ポリエーテル系消泡剤（旭電化工業（株）製）
・顔料：酸化クロム粉末、粒子径０．３μｍ（バイエル（株）製）
用いた骨材Ａ〜骨材Ｅの各粒子径での残留累積割合を表１に示す

（２）モルタルの調製：
表２に示す割合の水硬性成分と、水硬性成分に１００質量部に対し表３に示す割合の骨材、エマルジョン、凝結速度調整剤、減水剤、増粘剤、消泡剤及び顔料を加えたものに、さらに水を加えて３分間混練して、生成モルタルを得た。尚、使用材料及び使用機具は、いずれも２０℃恒温室に１日以上保管したものを使用した。
得られた生成モルタルを用いて、フロー値、圧縮強度、曲げ強度、表面状態、表面硬度及び耐磨耗性の評価を行い、結果を表４に示す。
また、生成モルタルより得られた硬化物の表面状態を目視観察を行った結果、全ての硬化物表面には白華は認められなかった。

実施例より、本発明の組成物は、生成するモルタルが、自己流動性に必要なフロー値を有し、硬化時間も短く、流動時の材料分離、色むらも無くセルフレベリング性を有するものである。
本発明の組成物は、得られる硬化物が高い圧縮強度、十分な曲げ強度及び高い耐磨耗性を有し、表面状態も優れている。

Claims (4)

1. 水硬性成分、骨材及びエマルジョンを含む高強度水硬性組成物であり、
   水硬性成分は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び高炉スラグを含み、
   アルミナセメント１００質量部に対して、ポルトランドセメント１２０質量部以下、石膏３０〜１００質量部及び高炉スラグ５０〜２５０質量部であり、
   骨材は粒子径１０６μｍでの残留累積割合が８３．５〜９９重量％かつ粒子径６００μｍでの残留累積割合が５〜１５重量％の骨材であり、エマルジョンは、ガラス転移点が２０℃以上のエマルジョンを含み、
   エマルジョンの添加量が、水硬性成分１００質量部に対して、固形分量で４〜２０質量部であり、
   エマルジョン中の固形分率は、エマルジョン１００質量部中、３０〜８０質量部であり、
   高強度水硬性組成物は、さらに凝結促進剤及び凝結遅延剤を含む凝結速度調整剤を含み、
   凝結促進剤と凝結遅延剤とのモル比［（凝結遅延剤のモル量）／（凝結促進剤のモル量）］は、１〜５０の範囲であることを特徴とする高強度水硬性組成物。
2. 水硬性成分１００質量部に対し、骨材６０〜１５０質量部を含むことを特徴とする請求項１に記載の高強度水硬性組成物。
3. 骨材はさらに粒子径３００μｍでの残留累積割合が３０〜８２重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度水硬性組成物。
4. 高強度水硬性組成物は、さらに増粘剤、減水剤及び消泡剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高強度水硬性組成物。