JP4862462B2 - ポリマーセメント組成物 - Google Patents
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Description
また、多様な下地との接着性が良好な特性及び速硬性に優れる特性は、既設建造物の改修に限らず、新設建造物の建設においても優れた特性となる。
1)エポキシ樹脂が、エポキシ樹脂の油性(非水性)主剤とエポキシ樹脂の水性硬化剤と水とを配合したエポキシ樹脂エマルジョンであること。
2)アルミナセメントとポルトランドセメントの配合割合が、アルミナセメント45〜95質量%、ポルトランドセメント55〜5質量%であること。
3)水硬性組成物がさらに石膏を含むこと。
4)水硬性組成物100質量部に対して、エポキシ樹脂の固形分が3〜35質量部であること。
5)ポリマーセメント組成物が、速硬性、仮防水性及び下地接着性を有する下地調整材に用いられること。
6)ポリマーセメント組成物を硬化させて得られるポリマーセメント硬化体であること。
7)ポリマーセメント組成物と水との配合物を硬化させて得られるポリマーセメント硬化体であること。
以下に本発明のポリマーセメント組成物の好ましい態様を示す。
エポキシ樹脂の油性(非水性)主剤としては、特にビスフェノールAを好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上含むものが好適に使用される。
本発明に係るエポキシ樹脂の油性(非水性)主剤とは、その構成成分として水を含まないものである。したがって、予めエポキシ樹脂の油性(非水性)主剤と水とを混合攪拌して調製したエマルジョンは、本発明で用いるエポキシ樹脂の油性(非水性)主剤とは異なるものであり、本発明では用いない。
エポキシ樹脂の水性の硬化剤としては、特に水に低粘度分散又は溶解するものが好ましく、構造的には変性ポリアミン、変性ポリアミドアミン等が好適に使用できる。
アルミナセメントとポルトランドセメントの配合割合は、好ましくはアルミナセメント45〜95質量%に対して、ポルトランドセメント55〜5質量%、より好ましくは、アルミナセメント50〜85質量%に対して、ポルトランドセメント50〜15質量%、特に好ましくは、アルミナセメント55〜75質量%に対して、ポルトランドセメント45〜25質量%の範囲で用いることが、実用的な可使時間を保持しつつ、急硬性で、低収縮性又は低膨張性で硬化中の体積変化の少ない硬化物を得られるために好ましい。
アルミナセメントが45質量%より少ないと、可使時間が短く施工性が不良になるとともに、低温域の硬化時間が長くなるので好ましくない。また、95質量%を超えると、低温域の硬化が著しく遅れることから好ましくない。
また、ポルトランドセメントを含む高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメントなどの混合セメントなども用いることができる。
水硬性組成物は、高炉スラグ粉を含むことにより、乾燥収縮による硬化体の耐クラック性を高めることができる。
細骨材は、水硬性成分100質量部に対し、好ましくは30〜500質量部、より好ましくは50〜400質量部、さらに好ましくは80〜300質量部、特に好ましくは100〜250質量部の範囲が好ましい。
石膏は、無水石膏、半水石膏、二水石膏等の各石膏がその種を問わず1種又は2種以上の混合物として使用できる。
石膏の添加は、ポリマーセメントモルタルの硬化後の寸法安定性改善に寄与し、特に硬化体の防水特性が向上することから好ましい。
石膏の配合量は、水硬性成分100質量部に対して、好ましくは1〜50質量部、さらに好ましくは2〜45質量部、特に好ましくは3〜40質量部を配合することが好ましい。
水硬性成分であるアルミナセメント及びポルトランドセメントの発現強度は、ともに水/セメント比の影響を大きく受けることから、減水効果を有する流動化剤を使用して水/水硬性成分比を小さくすることが有効である。
凝結促進剤の配合量は、水硬性成分100質量部に対して0.002〜1.5質量部、さらに0.005〜1質量部、特に0.01〜0.5質量部の範囲で添加することが好ましい。
凝結遅延剤の一例として、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム類(酒石酸一ナトリウム、酒石酸ニナトリウム)、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム類、グルコン酸ナトリウムなど有機酸などの、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、オキシカルボン酸類などを用いることが出来る。特に重炭酸ナトリウムや酒石酸一ナトリウムは、凝結遅延効果、入手容易性、価格の面から好ましい。
オキシカルボン酸としては、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などの脂肪族オキシ酸、サリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸等の芳香族オキシ酸等を挙げることができる。
また、本発明のポリマーセメント組成物では、まずエポキシ樹脂の油性(非水性)の主剤と、エポキシ樹脂の水性硬化剤を含む水溶液とを攪拌機を用いて混合攪拌し、均質なエポキシ樹脂エマルジョンを調製したのち、このエポキシ樹脂エマルジョンに水硬性組成物と水とを加えて混合攪拌し、ポリマーセメント組成物を得ることができる。
1)スラリー粘度の測定
水硬性組成物と各種樹脂エマルジョンとを混合・攪拌して調製したスラリー(ポリマーセメント組成物)について、B型粘度計を用いて、ローターNo.4で6rpm、12rpm、60rpmの順に粘度を測定した。
2)フロー値の測定
JASS15 M−103に準拠して行なった。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)を設置し、練り混ぜたスラリー(ポリマーセメント組成物)を充填した後、パイプを引き上げる。スラリーの広がりが静止した後、直角の2方向の直径を測定し、その平均値をフロー値とした。フロー値は、材料を混合攪拌してスラリーを調製した終了直後と、攪拌終了から15分毎にスラリーを軽く練り返したものについて測定した。
3)可使時間の評価
スラリー(ポリマーセメント組成物)のフロー値を攪拌終了から15分毎に測定し、攪拌終了直後のフロー値の80%以上を保持できるまでの時間を可使時間とした。
4)硬化時間の評価
スラリー(ポリマーセメント組成物)の硬化時間の測定には、ゴム硬度計(高分子計器社製)を用い、スラリー調製から硬度が90以上となった時点までの経過時間を硬化時間とした。
5)ひび割れの評価方法
スラリー(ポリマーセメント組成物)を厚さ2mm、10mmになるようにコテで均して静置し、乾燥後の塗膜表面のひび割れの有無を確認する。
6)試験体の透水量測定
試験体の透水量の測定は、JIS A 1404建築用セメント防水剤の試験方法に従って実施した。
7)付着性の評価
70×70×20mmのモルタル板、及び70×70×20mmのモルタル板上にウレタン塗膜防水(宇部興産社製)、加硫ゴムシート(東洋ゴム工業社製)、塩ビシート(三菱化学MKV社製)を各業者の定める使用方法により予め施工したものを用意した。
これらのモルタル板の表面にポリマーセメント組成物を厚さ2mmになるようにコテで均して塗布し、23℃RH50%で14日間養生した後、JIS A 6916建築用下地調整材の付着強さ試験に準拠して付着強さを測定した。
8)耐溶剤性の評価
70×70×20mmのモルタル板にポリマーセメント組成物を厚さ2mmになるようにコテで均し、23℃RH50%で7日間養生した後、その表面にウレタン塗膜防水(宇部興産社製)、加硫ゴムシート(東洋ゴム工業社製)、塩ビシート(三菱化学MKV社製)を各業者の定める使用方法によって施工し、23℃RH50%で7日間養生後、JIS A 6916建築用下地調整材の付着強さ試験に準拠して、付着強さ及び破断状況を評価した。
原料は以下のものを使用した。
1)エポキシ樹脂A
・主剤(油性) :R−362クリヤ−R(成分:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、ノニルフェノール、アイカ工業製)
・硬化剤(水性):P−362クリヤ−H(成分:変性ポリアミドアミン、水、アイカ工業製)
2)エポキシ樹脂B
・主剤(油性) :R−920R(成分:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アイカ工業製)
・硬化剤(水性):P−920H(成分:変性ポリアミドアミン、アイカ工業製)
3)エポキシ樹脂C
・主剤(水性) :E−セラックR(成分:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂、水、アイカ工業製)
・硬化剤(水性):E−セラックH(成分:変脂肪族ポリアミドアミン、水、アイカ工業製)
4)エポキシ樹脂D
・主剤(水性) :P−921R(成分:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、プロピレングリコールモノメチルエーテル、水、アイカ工業製)
・硬化剤(水性):P−921H(成分:変性脂肪族ポリアミン、水、アイカ工業製)5)アクリル樹脂エマルジョン : ユービーカチオンK(宇部興産社製)
6)ゴムアスファルトエマルジョン: クィックベース主剤(宇部興産社製)
1)水硬性成分
・アルミナセメント(フォンジュ、ラファージュアルミネート社製、ブレーン比表面積3100cm2/g)。
・ポルトランドセメント(早強セメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積4500cm2/g)。
2)細骨材 : 6号珪砂。
3)無機成分 : 高炉スラグ(リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積4400cm2/g)。
4)石膏 : II型無水石膏(セントラル硝子社製、ブレーン比表面積3460cm2/g)。
5)凝結促進剤: 炭酸リチウム:(本荘ケミカル社製)。
6)凝結遅延剤:
・重炭酸ナトリウム:重炭酸ナトリウム(東ソー社製)。
・酒石酸ナトリウム:L−酒石酸ニナトリウム(扶桑化学工業社製)。
7)混和剤
・流動化剤:ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)。
・増粘剤 :ヒドロキシメチルセルロース系増粘剤(マーポローズEMP−30、松本油脂社製)。
・消泡剤 :ポリエーテル系消泡剤(サンノプコ社製)。
・使用した樹脂エマルジョンを表1及び表2に示す。
・エポキシ樹脂A及びエポキシ樹脂Bは、それぞれエポキシ樹脂の油性(非水性)主剤と水性硬化剤とを、2Lのポリ容器に計り取り、0.15KW攪拌機を使用して1300rpmの条件下で白濁色の液体になるまで強制混合攪拌し、エポキシ樹脂エマルジョンを調製した。
・エポキシ樹脂C及びエポキシ樹脂Dは、それぞれエポキシ樹脂の水性主剤と水性硬化剤とを、2Lのポリ容器に計り取って攪拌してエポキシ樹脂エマルジョンを調製した。
・アクリル樹脂エマルジョン及びゴムアスファルトエマルジョンは、それぞれをよく攪拌した後、2Lのポリ容器に計り取った。
水硬性成分、細骨材、無機成分、石膏、流動化剤、増粘剤、凝結調整剤及び消泡剤を、ロッキングミキサーを用いて混合し、表1及び表2に示す水硬性組成物を調製した。
水硬性組成物と各種樹脂エマルジョンとを表1及び表2に示す配合割合で3分間混合してポリマーセメント組成物を調製した。
また、これらの硬化体の透水性は、いずれのポリマーセメントモルタル硬化体でも、3g以下の透水量で、優れた仮防水性を示し、特に石膏を含む水硬性組成物を用いた実施例6及び7は際立った防水特性が得られている。
さらに、各種下地との付着強度及び各種上塗り材への耐溶剤性において、良好な付着強度と耐溶剤特性を示し、ポリマーセメントモルタル硬化体についても、薄塗り・厚塗りを問わず、ひび割れの発生は認められなかった。
また、実施例1と同じエポキシ樹脂と、水硬性成分がアルミナセメントのみ(ポルトランドセメントを含まない)の水硬性組成物とを用いた比較例7の場合も、比較例6と同様に硬化性状が不良であった。
本発明のポリマーセメント組成物は、既設建築物の改修における防水工事をはじめとして、新設建築物の建設における防水工事においても優れた性能を発揮するものである。
Claims (6)
- 水硬性成分、高炉スラグ粉、細骨材及び消泡剤を含む水硬性組成物と、エポキシ樹脂とを含むポリマーセメント組成物であり、
前記エポキシ樹脂が、エポキシ樹脂の油性(非水性)主剤とエポキシ樹脂の水性硬化剤とを含み、
前記水硬性成分の配合割合が、アルミナセメント50〜85質量%、ポルトランドセメント50〜15質量%であり、
前記水硬性成分100質量部に対して、前記高炉スラグ粉が70〜150質量部であり、
前記水硬性成分100質量部に対して、前記細骨材が100〜250質量部であることを特徴とするポリマーセメント組成物。 - 前記水硬性成分100質量部に対して、前記消泡剤が0.02〜0.5質量部であることを特徴とする請求項1に記載のポリマーセメント組成物。
- 水硬性組成物がさらに石膏を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリマーセメント組成物。
- 水硬性組成物100質量部に対して、エポキシ樹脂の固形分が3〜35質量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。
- ポリマーセメント組成物が、速硬性、仮防水性及び下地接着性を有する下地調整材に用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物を硬化させて得られるポリマーセメント硬化体。
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