JP5262220B2 - 水硬性組成物、水硬性モルタル及び硬化体 - Google Patents
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Description
(1)水硬性成分が、水硬性成分の合計質量を100質量%として、アルミナセメント30〜35質量%及びポルトランドセメント37〜48質量%を含む。
(2)水硬性組成物が、水硬性成分100質量部に対して、無機成分10〜350質量部をさらに含む。
(3)無機成分が、高炉スラグである。
(4)水硬性組成物が、水硬性成分100質量部に対して、細骨材60〜300質量部を含む。
(5)水硬性組成物が、流動化剤及び増粘剤をさらに含む。
(6)水硬性組成物が、凝結調整剤をさらに含む。
(7)水硬性組成物が、セルフレベリング材用水硬性組成物である。
本発明の水硬性組成物では、優れた速硬性と防錆性を有する水硬性モルタルを得ることができることから、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び半水石膏からなる水硬性成分を用いることが特に好ましい。本発明では、水硬性成分として含まれる半水石膏の添加量は、水硬性成分の合計質量を100質量%として、20〜27質量%とする。このような組成にすることにより、本発明の水硬性組成物を用いることによって、防錆性にさらに優れ、速硬性、硬化物の強度に優れる水硬性モルタルを得ることができる。
本発明の水硬性組成物の水硬性成分として用いる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、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントを使用することができる。また、本発明の水硬性組成物のセメント成分として、ポルトランドセメントと他の成分とを混合した混合セメント、例えば、高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメントなどの混合セメントなどを用いることができる。
本発明の水硬性組成物のセメント成分として用いるアルミナセメントは、その種類によらず使用することができる。アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ、市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート(CA)であり、市販品はその種類によらず使用することができる。
本発明では、水硬性成分のひとつとして半水石膏を用いる。半水石膏は、水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性モルタルが硬化した後の寸法安定性を保持する成分として機能するものである。
本発明の水硬性組成物は、水硬性成分に加えて、細骨材を含む。本発明の水硬性組成物に含まれる細骨材の配合量は、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100〜300質量部、特に好ましくは150〜250質量部の範囲が好ましい。
本発明の水硬性組成物は、セメント成分及び半水石膏からなる水硬性成分と、細骨材とを含む他に、さらに無機成分、流動化剤、凝結調整剤(凝結遅延剤・凝結促進剤)、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を1種以上含むことが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、材料分離を抑制しつつ好適な流動性を確保するために、流動化剤(高性能減水剤などの減水剤)を含むことが好ましい。水硬性成分であるアルミナセメントの発現強度は、水/水硬性成分比の影響を大きく受けることから、アルミナセメントを含む本発明の水硬性組成物の場合には、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特に好ましい。
本発明の水硬性組成物は、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ及びシリカヒュームから選ばれる少なくとも1種以上の無機成分を含み、特に高炉スラグ微粉末を含むことが好ましい。これらの無機成分を含むことにより、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。このような効果を奏するために、無機成分の添加量は、水硬性成分100質量部に対し、10〜350質量部であることが好ましく、30〜200質量部であることがより好ましい。
本発明の水硬性組成物に添加する凝結調整剤は、水硬性組成物に使用する水硬性成分及び水硬性成分以外の成分等に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。また、凝結遅延剤及び凝結促進剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択して、水硬性組成物の可使時間と速硬性とを調整することができる。
増粘剤は、ヒドロキシエチルメチルセルロースを含み、ヒドロキシエチルメチルセルロースを除く他のセルロース系、スターチエーテル等の化工澱粉系、蛋白質系、ラテックス系及び水溶性ポリマー系などの増粘剤を併用して用いることができる。
本発明の水硬性組成物では、必要に応じて適時消泡剤を添加することができ、気泡発生の抑制や硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、水硬性組成物の硬化物の特性を向上させる上で好ましい。本発明の水硬性組成物に添加する消泡剤は、シリコン系、アルコール系及びポリエーテル系などの合成物質、鉱物油系又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることができる。
本発明の水硬性組成物では、乾燥クラックの防止・抑制効果をより高める場合などには、収縮低減剤及び樹脂粉末などを適宜選択して用いることができる。
本発明の水硬性組成物を構成する場合に、特に好適な成分構成は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び半水石膏からなる水硬性成分、硅砂などの細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤を含むものである。
所定量の水硬性成分及び細骨材並びに必要に応じて流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤などを混合機で混合することによって、本発明の水硬性組成物のプレミックス粉体を得ることができる。
本発明の水硬性組成物は、
(1)メッキをしていない炭素鋼などの鋼、鉄などの金属、
(2)公知のメッキ、例えば亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、アルミニウムメッキ及び銅メッキなどのメッキをしている炭素鋼などの鋼及び鉄などの被メッキ金属
と接触させて用いることができる。
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性モルタルの施工方法の一例は、次のとおりである。すなわち、本発明の水硬性組成物を床下地材として使用する場合、無メッキ金属製及び/又は被メッキ金属製の部材及び壁下地材と接触させるように施工することができる。その結果、本発明の水硬性組成物からなる床下地材と、無メッキ金属製及び/又は被メッキ金属製の部材及び壁下地材との構造体を得ることができる。また、メッキしていない釘やメッキを施した釘を用いて、木枠を本発明の水硬性組成物に固定することができる。
本発明の水硬性組成物は、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定、下水道の補修などの土木・建築分野に用いることができる。本発明の水硬性組成物は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、厨房及び屋上などの床下地材、壁下地材などに用いることができる。
表2に示す配合の水硬性成分、細骨材、減水剤、増粘剤、凝結調整剤及び消泡剤(総量:1.5kg)よりなる水硬性組成物を混合調整し、さらに所定量の水を加えてケミスタラーを用いて3分間混練して、水硬性モルタルを得た。水硬性組成物及び水硬性モルタルの調整は、35℃の温度で行った。なお、水硬性組成物の水硬性成分は、表1に示す組成を用いた。
上記(2)の水硬性モルタルを、直径50mm、高さ100mm〔壁面材質:低炭素鋼(側面の内面:すずメッキ処理)、底板材質:圧延鋼板(底部の内面:メッキ無し)〕の円筒形である(株)前田製作所製サミット缶に詰め、温度35℃、湿度65%の条件で7日間養生後、サミット缶から水硬性モルタルの硬化体を取り出し、サミット缶内面の錆の状態を目視にて観察した。その結果を表2に示す。
錆評価(◎:錆無し、○:錆2mm未満、×:錆2mmから5mm未満、××:錆5mmから10mm未満、×××:錆10mm以上)
JIS・R−5201に示される4cm×4cm×16cmの型枠に、水硬性モルタル(35℃に調整)を型詰めして、温度35℃、湿度65%で24時間気中養生した後、脱型し、さらに必要に応じて同条件の気中にて所定期間(6、13日)追加養生して成型体(硬化体)を得た。成型体の曲げ強度及び圧縮強度は、JIS・R−5201記載の方法に従って測定した。
1)水硬性成分
・アルミナセメント(フォンジュ、ケルネオス社製、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)。
・半水石膏:α半水石膏+β半水石膏、ブレーン比表面積4160cm2/g(ラファージュ社製)。
・無水石膏:フッ酸II型無水石膏、ブレーン比表面積4100cm2/g(セントラル硝子社製)。
2)細骨材
・珪砂:6号珪砂。
3)流動化剤:ポリカルボン酸系流動化剤(花王社製)。
4)無機成分
・高炉スラグ微粉末(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)。
5)凝結調整剤:
・重炭酸Na:重炭酸ナトリウム(東ソー社製)。
・酒石酸Na:L−酒石酸ナトリウム(扶桑化学工業社製)。
・炭酸Li :炭酸リチウム(本荘ケミカル社製)。
6)増粘剤 :ヒドロキシエチルメチルセルロース系増粘剤(マーポローズMX−30000、松本油脂製薬社製)。
7)消泡剤 :ポリエーテル系消泡剤(サンノプコ社製)。
表1に示す水硬性成分、細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤(総量:1.5kg)を、ケミスタラーを用いて混練して水硬性組成物を調製し、さらに水390gを加えて3分間混練して、水硬性モルタルを得た。水硬性組成物及び水硬性モルタルの調製は、温度35℃、湿度65%の雰囲気下で行った。
Claims (8)
- アルミナセメント、ポルトランドセメント及び半水石膏からなる水硬性成分と、細骨材とを含み、
水硬性成分の合計質量を100質量%として、半水石膏20〜27質量%、アルミナセメント30〜35質量%及びポルトランドセメント37〜48質量%を含む、水硬性組成物。 - 水硬性組成物が、水硬性成分100質量部に対して、高炉スラグ10〜350質量部をさらに含む、請求項1に記載の水硬性組成物。
- 水硬性組成物が、水硬性成分100質量部に対して、細骨材60〜300質量部を含む、請求項1又は2に記載の水硬性組成物。
- 水硬性組成物が、流動化剤及び増粘剤をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
- 水硬性組成物が、凝結調整剤をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
- 水硬性組成物が、セルフレベリング材用水硬性組成物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水硬性組成物と、水とを混練して得られる水硬性モルタル。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水硬性組成物と、水とを混練して得られる水硬性モルタルを硬化させて得られる硬化体。
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