JP5459014B2 - セルフレベリング性水硬性組成物 - Google Patents

Description

本発明は、優れた流動性と材料分離抵抗性と、適度に長い流動性保持時間とを併せ持つセルフレベリング性水硬性組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、住宅等の基礎コンクリートの天端などのレベル調整に用いることができるセルフレベリング性水硬性組成物に関する。

セルフレベリング材として使用される水硬性組成物には、高い流動性はもとより、施工作業を容易にする面から適度の作業時間を確保できる程度に長い流動性保持時間、早期開放を可能とする十分な速硬性、更には構造材料としての寸法安定性、高強度特性及び耐水性を具備することが必要であると考えられる。上記セルフレベリング材として使用される自己流動性水硬性組成物には、含まれる水硬性成分により大きく分類すると、石膏系とセメント系の２種類が存在する。石膏系は寸法安定性がよく短時間で硬化するという長所があるものの、耐水性が低く、又、鉄筋を使用した場合に錆の発生が容易に生じる欠点がある。一方、セメント系は、石膏糸とは逆に、収縮が大きく、硬化速度が遅い欠点を有している。特に、低温下では硬化速度が著しく遅い欠点があり、速硬性セメント使用したものでは硬化速度面では改善されるものの流動性が低いという点がある。

特許文献１には、流動性に優れて作業性がよく、材料分離が生じず、硬化後の表面硬度（ショア硬度）が優れた面精度の良好な低収縮のセルフレベリング材について、セメント、骨材及び混和材を主成分とし、硫酸アルミニウムがセメントと骨材との合計量に対して０．１〜０．４５重量％含まれていることを特徴とするセルフレベリング性セメント組成物が開示されている。

特許文献２には、流動性、自己平滑性に優れ、特に硬化後の圧縮強度及び下地との接着強度が極めて高い高強度セルフレベリング性セメント組成物として、ポルトランドセメントに対し、ブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ^２／ｇの石灰石粉、フライアッシュ及び高炉水砕スラグよりなる群から選択された１種以上の無機質高微粉砕粉末が５〜３０重量％含まれてなる高強度セルフレベリング性セメント組成物が開示されている。

特許文献３には、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分と、硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末、増粘剤及び保水剤を含むセルフレベリング性水硬性組成物であって、増粘剤はセルロース系水溶性ポリマーの増粘剤であり、保水剤はポリエーテル系水溶性ポリマーの保水剤であることを特徴とするセルフレベリング性水硬性組成物が開示されている。

特許文献４には、セルフレベリング性水硬性組成物と水とを混練して調製した水硬性モルタルを流し込み施工して硬化させることを含む建築物用基礎コンクリート構造体の施工方法が記載されている。また、特許文献４記載の施工方法において、セルフレベリング性水硬性組成物は、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分と、硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末、増粘剤及び保水剤を含み、増粘剤はセルロース系水溶性ポリマーの増粘剤であり、保水剤はポリエーテル系水溶性ポリマーの保水剤であることが記載されている。

また、各種セメントを構成材料とする水硬性組成物を用いてコンクリート構造物を施工する場合に、施工条件のひとつである施工温度は、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリー（水硬性スラリー）の特性に影響を及ぼすため、その影響を低減するための多様な検討が行われている。水硬性組成物を用いたモルタルやスラリーの特性には、その構成材料の微量成分の含有率や、構成成分の含有比率が影響する場合がある。

水硬性成分の製造ロット間でスラリーの流動性にばらつきがなく、流動性が安定し、さらに製造時の製品歩留まりが向上した自己流動性水硬性組成物の製造方法として、特許文献５には、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を測定し、遊離酸化カルシウム量が１質量％以下のポルトランドセメントを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを混合して調製する自己流動性水硬性組成物の製造方法が開示されている。

また、特許文献６には、アルミナセメント及びポルトランドセメントとを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを含むことを特徴とする自己流動性水硬性組成物において、アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量（Ｘ）と、酸化カルシウム量（Ｙ）とが、（Ｘ／Ｙ）≧１．０５、を満たすアルミナセメントを用いる自己流動性水硬性組成物が開示されている。

特開平８−３３３１５０号公報 特開平８−２０８２８５号公報 特開２００８−２４７６６６号公報 特開２００８−２４８５５４号公報 特開２００６−１６８９９９号公報 特開２００６−２４０８９９号公報

しかしながら、これらのセルフレベリング材は、使用温度によっては意図した作業性を十分に発揮することができず、低温から高温までの広範囲での温度条件における使用をカバーするものではなかった。すなわち、低温においては硬化遅延により速硬化性が大きく低下し、また、高温においては流動性保持性の低下により良好なハンドリング性が得られなかったりするのである。従って、低温から高温の広範囲の温度条件において、流動保持性を共に兼ね備え、季節間、時刻差、地域差等による温度差においても対応可能な温度依存性の少ない材料が望まれていたのである。

本発明は、建築物用基礎コンクリート構造体を得るにあたり、良好な施工作業性と、優れた硬化体特性とを兼ね備えたセルフレベリング性水硬性組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、ハンドリング性に優れる水硬性スラリーを得るための水硬性組成物の提供を目的とする。

前記課題に対して、本発明者らは鋭意研究を行い、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分、並びに、硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末及び増粘剤を含むセルフレベリング性水硬性組成物であって、増粘剤が、高粘度タイプのエチルセルロースを使用したセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤であり、その増粘剤を石灰石微粉末と共に用いる、セルフレベリング性水硬性組成物である。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を用いることにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、ハンドリング性に優れる水硬性スラリーを得ることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物の好ましい態様を以下に示す。本発明では、これらの態様を適宜組み合わせることができる。
（１）主成分が、ポルトランドセメント１００質量部、細骨材１００〜４００質量部、混和材５〜１５０質量部及び膨張材３〜３０質量部からなり、増粘剤が、２％水溶液の２０℃における粘度が２０,０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓである高粘度タイプのセルロース系水溶性ポリマーであり、ポルトランドセメントと細骨材との合計１００質量部に対し、硫酸アルミニウムの含有量が０．１〜０．７質量部、石灰石微粉末の含有量が１１〜３５質量部、高粘度タイプのセルロース系水溶性ポリマーの含有量が０．００５〜０．２質量部である。高粘度タイプのセルロース系水溶性ポリマーの含有量が上記の範囲であり、その増粘剤を石灰石微粉末と共に用いることにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、ハンドリング性に優れる水硬性スラリーを提供することができる。
（２）収縮低減剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．１〜３質量部である。収縮低減剤を配合することにより、硬化時のクラックの発生を抑制することができる。
（３）セルフレベリング性水硬性組成物がさらに繊維を含み、繊維の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜５質量部である。繊維を含むことにより、曲げ強度に優れ、クラックの生じにくい又は生じない硬化物を安定して得ることができる。
（４）セルフレベリング性水硬性組成物がさらに流動化剤と消泡剤とを含み、流動化剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜３質量部であり、消泡剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜３質量部である。流動化剤及び消泡剤が上記範囲であることにより、経済的に含有量に見合った効果を奏することができる。
（５）セルフレベリング性水硬性組成物が、さらに硫酸アルミニウムを除く他の凝結調整剤を含む。凝結調整剤を含むことにより、セルフレベリング性水硬性組成物の可使時間を調節することができる。
（６）セルフレベリング性水硬性組成物が、住宅基礎コンクリートの天端のレベル調整用のセルフレベリング性水硬性組成物である。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を用いることにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、住宅基礎コンクリートの天端のレベルを良好に調整することができる。

また、本発明は、上述のセルフレベリング性水硬性組成物と、水とを混練して得られる水硬性モルタルである。本発明の水硬性モルタルを用いることにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、良好なハンドリング性を得ることができる。

また、本発明は、上述の水硬性モルタルを硬化させて得られるモルタル硬化体である。本発明のモルタル硬化体により、施工時の温度条件が変化した場合にも、ハンドリング性に優れる硬化体を得ることができる。

本発明により、良好な施工作業性と、優れた硬化体特性とを兼ね備えたセルフレベリング性水硬性組成物を得ることができる。また、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性を得ることができる。

ＳＬ測定器を用いて、セルフレベリング性評価の概略を示す図である。 水硬性モルタルを流し込み施工した際のモルタル合流箇所を模式的に示す斜視図である。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分を含み、さらに、硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末及び増粘剤を含む。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、増粘剤が、高粘度のエチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤であり、石灰石微粉末を含むことに特徴がある。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物の水硬性モルタルを用いるならば、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持することができる。以下、本発明について、説明する。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物の主成分は、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる。

主成分の一つであり、水硬性成分であるポルトランドセメントとしては、ＪＩＳに適合する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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント及びそれらの組み合わせなどを使用することができる。また、ポルトランドセメントの代わりに、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使用することもできる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、主成分の一つとして細骨材を含む。細骨材の種類は、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、アルミナクリンカー、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒及び石灰石などの無機材料、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム及び発砲樹脂などの樹脂粉砕物などから適宜選択して用いることができる。特に、細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、廃ＦＣＣ触媒、石英粉末及びアルミナクリンカーなどから選択したものの一種又は二種以上の混合物を好ましく用いることができる。

細骨材の粒径としては、好ましくは２ｍｍ以下の粒径のもの、さらに好ましくは１ｍｍ以下の粒径のもの、より好ましくは０．７ｍｍ以下の粒径のもの、特に好ましくは０．６ｍｍ以下の粒径のものを好適に用いることができる。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。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の細骨材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは１００〜４００質量部、さらに好ましくは１２０〜３５０質量部、より好ましくは１４０〜３２０質量部、特に好ましくは１５０〜３００質量部の範囲である。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の細骨材の含有量が前記範囲内であると、流動性及び材料分離抵抗性に優れたモルタル・スラリーを得ることができるとともに、表面状態の優れ高強度の硬化物を得ることができることから好ましい。

主成分の一つである混和材としては、フライアッシュ及び高炉スラグ微粉末などのスラグ粉末などを挙げることができ、これらは単独でも二種以上併用しても用いることができる。特に高炉スラグ微粉末を含むことにより、曲げ、圧縮強度を高めることができる。したがって、混和材としては、高炉スラグ微粉末を含むことが好ましい。

混和材の粉末度（ブレーン比表面積）は、３，０００〜５，０００ｃｍ^２／ｇのものを好適に用いることができる。混和材のブレーン比表面積が３，０００ｃｍ^２／ｇ未満の場合、モルタル・スラリーの材料分離抵抗性を高める効果が乏しくなり、また、混和材の水和反応性が乏しくなる。一方、混和材のブレーン比表面積が５，０００ｃｍ^２／ｇを超えると、モルタル・スラリーの粘性が高くなる傾向が顕著になり、流動性を阻害することがある。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の混和材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは５〜１５０質量部、より好ましくは１０〜１２０質量部、さらに好ましくは１５〜９０質量部、特に好ましくは２０〜８０質量部の範囲であることが適当である。混和材が上記の範囲の含有量であることによって、表面性状及び圧縮強度に優れたモルタル硬化体を得ることができる。

主成分の一つである膨張材としては、例えばエトリンガイト系のカルシウムサルホアルミネートを主成分とする膨張材、酸化カルシウム、酸化アルミニウム及び三酸化イオウを主成分とする膨張材、生石灰などの石灰系膨張材並びに石膏などの石膏系膨張材などを挙げることができ、これらの膨張材の一種又は二種以上の混合物として用いることができる。膨張材としては、石膏系膨張材、特に石膏又は石膏を含有する膨張材を用いることが好ましい。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の膨張材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは３〜３０質量部、さらに好ましくは５〜２５質量部、より好ましくは８〜２０質量部、特に好ましくは１０〜１８質量部の範囲であることができる。膨張材が前記含有量の範囲であると、適正な膨張性を発現してモルタル硬化体の長さ変化を抑制できると同時に、過剰な膨張作用に起因するクラックの発生を防止できることから好ましい。

膨張材として特に好適に用いられる石膏としては、無水及び半水等の石膏である。膨張材としては、無水及び半水等の石膏の種類を問わず、それらの一種又は二種以上の混合物として使用できる。

膨張材として用いることが好ましい石灰類としては、生石灰、消石灰及び仮焼ドロマイト等を挙げることができ、それらの一種又は二種以上の混合物として使用できる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分とともに、硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末及びエチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマー増粘剤を含む。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に含まれる硫酸アルミニウムは、凝結促進剤としての機能を有する。硫酸アルミニウムの含有量は、ポルトランドセメントと細骨材との合計量（１００質量部）に対して、好ましくは０．１〜０．７質量部、より好ましくは０．１５〜０．６質量部、さらに好ましくは０．２〜０．５質量部、特に好ましくは０．２５〜０．４５質量部の範囲であることが好ましい。硫酸アルミニウムの含有量を上記の範囲とすることによって、良好な強度発現の増進効果を得ることができ、この早期強度発現によって良好な硬化体の収縮低減効果を得ることができる。硫酸アルミニウムの含有量が少なすぎると収縮低減効果の発現が不十分となる。また、硫酸アルミニウムの含有量が増すにしたがって収縮低減効果も大きくなるが、過剰に添加するとセメントの凝結促進効果が顕著になってモルタル・スラリーの流動性が低下するとともに、硬化体に微細なひび割れが生じることがある。したがって、硫酸アルミニウムの含有量は上記範囲であることが好適である。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、収縮低減剤を含む。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に対して、その特性を損なわない範囲で収縮低減剤を配合することにより、硬化時のクラックの発生を抑制して耐久性を向上させることができる。

収縮低減剤としては、公知の収縮低減剤を用いることができる。収縮低減剤としては、特に下記化学式（１）で表されるアルキレンオキシド重合物を化学構造の骨格に有するものなどを好適に用いることができる。

（但し式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立してアルキル基、フェニル基、シクロアルキル基、水素基などであり、Ａは炭素数２〜３の１種のアルキレン基（エチレン基、プロピレン基）又はランダム若しくはブロック重合させた２種のアルキレン基であり、ｎは２〜２０の整数である。）

収縮低減剤としては、例えばポリプロピレングリコール、ポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどのポリアルキレングリコール類及び炭素数１〜６のアルコキシポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどの一般に公知のものから適宜選択して用いることができる。

セルフレベリング性水硬性組成物に対する収縮低減剤の含有量は、使用する主成分や副成分の含有量に応じて、適宜選択することができる。例えば、収縮低減剤の含有量は、主成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３質量部、さらに好ましくは０．１５〜２質量部、より好ましくは０．１８〜１質量部、さらに好ましくは０．２〜０．８質量部であることが好ましい。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、高粘度タイプのエチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマー増粘剤を石灰石微粉末と共に含む。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物が石灰石微粉末をセルロース系水溶性ポリマー増粘剤と共に含むことによって、水硬性モルタルに優れた流動性、特に、優れた流動速度を付与するとともに、材料分離抵抗性を向上させ、さらには高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を得ることができる。

セルフレベリング性水硬性組成物に対する石灰石微粉末の含有量としては、ポルトランドセメントと細骨材との合計量（１００質量部）に対して好ましくは１１〜３５質量部、より好ましくは１２〜３３質量部、さらに好ましくは１３〜３１質量部、特に好ましくは１４〜３０質量部の範囲である。上記の含有量の範囲の石灰石微粉末を使用することによって、良好な流動性と優れた材料分離抵抗性を持った水硬性モルタル・スラリーを得ることができる。また、その水硬性モルタル・スラリーを用いることによって、良好な表面状態と優れた圧縮強度を有するモルタル硬化体とを得ることができる。

セルフレベリング性水硬性組成物に対する石灰石微粉末の含有量が少なすぎると良好な材料分離抵抗性が得られにくくなり、また硬化体強度の向上効果も不充分になる。逆に、セルフレベリング性水硬性組成物に対する石灰石微粉末の添加が過剰であると、水硬性モルタル・スラリーの粘性が増加する傾向にあり、流動性が低下してしまう。このため石灰石微粉末の含有量は前記の範囲であることが好ましい。

石灰石微粉末の粉末度（ブレーン比表面積）は、３，０００〜５，０００ｃｍ^２／ｇのものを好適に用いることができる。ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ^２／ｇ未満の場合、モルタル・スラリーの材料分離抵抗性を高める効果が乏しくなる。また、ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ^２／ｇを超えるとモルタル・スラリーの粘性が高くなる傾向が顕著になって流動性を阻害することがある。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物では、水硬性モルタルのセルフレベリング性と材料分離抵抗性とを高い次元でバランスさせるために、高粘度のエチルセルロースを使用したセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤を石灰石微粉末と共に用いる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に含まれる増粘剤は、２％水溶液の２０℃における粘度が２０,０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓである高粘度タイプのエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマーからなり、石灰石微粉末と共に用いられる。なお、本明細書において粘度とは、増粘剤Ａ、Ｂについてはセルロース系水溶性ポリマーの２％水溶液を、Ｂ型粘度計（東機産業社製デジタル粘度計 ＤＶＬ−Ｂ形）を用いて、回転速度１２ｒｐｍ、２０℃で測定した値とする。増粘剤Ｃについてはセルロース系水溶性ポリマーの１％水溶液をＬＶ型ブルックフィールド粘度計を用いて、回転速度１２ｒｐｍ、２０℃で測定した値とする。

増粘剤の具体例としては、従来は一般的にセルロース系増粘剤のうちのヒドロキシエチルメチルセルロースが用いられることが多かったが、本実施形態ではエチルセルロースを含むセルロース系増粘剤を用いる。特に好ましくは、エチルヒドロキシエチルセルロースを含むセルロース系増粘剤を用いる。

増粘剤の粘度は、市販のエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマーの増粘剤の中から所定の粘度のものを選択することにより、調節することができる。エチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤としては、粘度の異なる種々のものが市販され、入手可能である。

増粘剤に含まれる高粘度タイプのエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマーの含有量は、ポルトランドセメントと細骨材との合計量（１００質量部）に対して、０．００５〜０．２質量部、好ましくは０．００８〜０．１質量部含むことが好ましい。高粘度タイプのエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマーの含有量と石灰石微粉末の含有量が上記の範囲であることにより、本発明の奏する効果を確実にすることができる。なお、増粘剤の含有量が少なくなると増粘剤による効果が低下し、増粘剤の含有量が多くなると、流動性の低下を招く恐れがある。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に対して所定のエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマーの増粘剤と石灰石微粉末を添加することにより、特に卓越した流動性を有する水硬性モルタルの材料分離抵抗性を高める効果が著しく、モルタルの流動性をほとんど損なうことなく材料分離を回避・抑制することができる。また、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持することができる。

セルフレベリング性水硬性組成物は、必要に応じて、凝結調整剤（凝結遅延剤及び凝結促進剤）、流動化剤（減水剤）、消泡剤、樹脂粉末及び繊維などの一つ以上を含むことができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、硫酸アルミニウム以外の凝結調整剤を、必要に応じて含有することができる。凝結調整剤としては、凝結遅延を行う成分である凝結遅延剤と、凝結促進を行う成分である凝結促進剤とを、各々単独で又は併用して用いることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物において、凝結遅延剤及び／又は凝結促進剤の成分、含有量及び混合比率を適宜選択することにより、流動性、可使時間及び硬化性状などを調整することができる。具体的には、上記の選択を適切に行うことにより、２０℃の場合、セルフレベリング性水硬性組成物の可使時間を数分程度から１時間程度まで任意の時間に調整することができる。

凝結促進剤としては、公知の凝結促進剤を用いることができる。凝結促進剤の一例として、リチウム塩、具体的には、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウムなどの無機リチウム塩、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム及びクエン酸リチウムなどの有機リチウム塩並びに硫酸アルミニウム以外の金属硫酸塩から選択される一種以上を好適に用いることができる。特に、硫酸アルミニウムと硫酸カリウムとを併用することにより、安定した凝結促進効果を得ることができる。また、硫酸アルミニウム及び硫酸カリウムは、入手容易性及び低コストである点から凝結促進剤として用いることが好ましい。

硫酸カリウムを凝結促進剤として使用する場合、その使用量（含有量）は、ポルトランドセメントと細骨材との合計量（１００質量部）に対して、好ましくは０．１〜０．９質量部、より好ましくは０．１５〜０．８質量部、さらに好ましくは０．２〜０．７５質量部、特に好ましくは０．２５〜０．７質量部の範囲であることが好ましい。硫酸カリウムの含有量が上記範囲であることによって、水硬性モルタルに対して良好な強度発現の増進効果を得ることができる。

凝結促進剤の粒径としては、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物の特性を妨げないものを用いることが好ましい。具体的には、凝結促進剤の粒径は、５０μｍ以下にすることが好ましい。

凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることができる。凝結遅延剤の一例として、ナトリウム塩、具体的には、硫酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムなどの無機ナトリウム塩並びに酒石酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びグルコン酸ナトリウムなど有機ナトリウム塩から選択される一種以上を用いることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の凝結遅延剤の含有量は、ポルトランドセメントと細骨材との合計量（１００質量部）に対して、好ましくは０．０１〜１．０質量部、より好ましくは０．０２〜０．８５質量部、さらに好ましくは０．０２５〜０．８質量部、特に好ましくは０．０３〜０．７５質量部の範囲である。凝結遅延剤の含有量が上記範囲であることによって、良好な作業性を得ることができることから好ましい。

流動化剤としては、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、オレフィン不飽和カルボン酸共重合体塩、リグニンスルホン酸塩、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系及びポリカルボン酸系等の流動化剤で市販のものを、その種類を問わず、それらの一種又は二種以上の混合物として使用することができる。流動化剤は減水効果を合わせ持つことができる。

流動化剤（減水剤）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る。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の流動化剤（減水剤）の含有量は、主成分１００質量部に対し、好ましくは０．０１〜３質量部、より好ましくは０．０２〜２質量部、さらに好ましくは０．０４〜１質量部、特に好ましくは０．０６〜０．５質量部である。流動化剤（減水剤）の含有量が余り少ないと十分な効果が発現しない。また、流動化剤（減水剤）の含有量が多すぎても含有量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、所要の流動性を得るための混練水量が増大し、同時に粘稠性も大きくなり、充填性が悪化する場合がある。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物では、前記の増粘剤に加えて、消泡剤を併用して用いることが好ましい。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物が消泡剤を含有することによって、主成分に含まれる細骨材の分離抑制、気泡発生の抑制及び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ことができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に含まれる消泡剤としては、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、石油精製由来の鉱物油系並びに植物由来の天然物質など、公知のもの一種以上を選択して用いることができる。

消泡剤は、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物の特性を損なわない範囲で添加することができる。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物中の消泡剤の含有量は、主成分１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜２質量部、より好ましくは０．００５〜１．５質量部、さらに好ましくは０．０１〜１質量部、特に好ましくは０．０２〜０．５質量部である。消泡剤の含有量が上記範囲内の場合は、良好な消泡効果が認められ、水硬性モルタル・スラリーの流動性及び硬化体表面の仕上り性を良好に調整できることから好ましい。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物には繊維を含むことができる。繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール及びポリ塩化ビニルなどの樹脂成分からなる有機繊維並びにステンレス繊維及びアルミ繊維などの金属系繊維などを用いることができ、これらの一種又は二種以上の混合物として使用することができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に含まれる繊維は、低コストであること及び取り扱いが容易であることから、有機繊維であることが好ましい。また、有機繊維の繊維長は０．５〜１５ｍｍ程度のものを用いることが好ましい。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に対する繊維の含有量は、主成分１００質量部に対し、好ましくは０．００１〜２質量部、より好ましくは０．００３〜１質量部、さらに好ましくは０．０１〜０．５質量部、特に好ましくは０．０３〜０．２質量部である。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に対して上述の含有量の繊維を含むことにより、曲げ強度に優れ、クラックの生じにくい又は生じない硬化物を安定して得ることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物には樹脂粉末を含むことができる。樹脂粉末は、公知の建設用又は建材用の高分子エマルジョンから液体成分を除去した高分子粒子（再乳化樹脂粒子など）を用いることができる。例えば、樹脂粉末として、α、β−エチレン性不飽和単量体を乳化重合して得られる高分子エマルジョンの液体成分を除去して得られる高分子樹脂粒子などを用いることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物に対する樹脂粉末の含有量は、主成分１００質量部に対し、好ましくは０．００１〜１０質量部、より好ましくは０.００５〜８質量部、さらに好ましくは０.０１〜５質量部、特に好ましくは０.０５〜２質量部とすることができる。

樹脂粉末として用いることのできるα、β−エチレン性不飽和単量体としては、公知のα、β−エチレン性不飽和単量体を挙げることができる。α、β−エチレン性不飽和単量体としては、例えばアクリル酸及びこのエステルなどの誘導体、メタクリル酸及びこのエステルなどの誘導体、エチレン、プロピレンなどのα−オレフィン、酢酸ビニル、スチレンなどの芳香族ビニル類、塩化ビニル及びバーサチック酸ビニルエステルなどの炭素数が９〜１１の第３級脂肪酸ビニルエステル（Ｒ−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２、Ｒは炭素数が９〜１１の第３級炭素である）などを挙げることができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物と、水とを配合して混練することにより、水硬性モルタルを製造することができる。また、水の配合量を適宜選択することにより、水硬性モルタルのモルタルフロー（フロー値）を調整することができるので、用途に適した水硬性モルタルを製造することができる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物において、水の配合量は、主成分１００質量部に対し、好ましくは１０〜７０質量部、より好ましくは２０〜５０質量部、さらに好ましくは２３〜４０質量部とすることが好ましい。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、水と混合して調製した水硬性モルタルのフロー値（ＪＡＳＳ・１５Ｍ−１０３に記載の試験方法に準拠して測定）が、好ましくは１８０〜２７０ｍｍ、より好ましくは２００〜２６０ｍｍ、さらに好ましくは２１０〜２５０ｍｍに調整されていることが好ましい。フロー値が上記範囲であることにより、水硬性モルタルは、施工の容易さ及び優れた流動性を有し、特に卓越したモルタル流動速度を安定して発揮させて、水平レベル精度が高く、モルタル・スラリー同士の合流箇所の馴染み性が優れる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、水と混合して調製した水硬性モルタルのＳＬ測定器（図１）を使用したＳＬ流動速度（Ｌ０）（秒／２００ｍｍ）が、好ましくは２〜１０秒の範囲、より好ましくは２〜９．５秒の範囲の範囲に調整されていることが好ましい。ＳＬ流動速度（Ｌ０）が上記範囲であることにより、水硬性モルタルは、施工の容易さ及び卓越したモルタル流動速度を安定して発揮させて、水平レベル精度が高く、モルタル・スラリー同士の合流箇所の馴染み性が優れる。

本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、左官材、屋根材、床材及び防水材などの用途において、流し込み用、こて塗り用及び吹き付け用のモルタルとして使用することができる。さらに、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、土木構造物の補修や補強に用いる断面修復材やグラウト材などとして、土木、建築及び建設分野に使用することができる。

特に、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物は、コンクリートの表面仕上げや住宅基礎コンクリートの天端の表面仕上げ（レベル調整）等に優れた性能を発揮する。図２に、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を用いた水硬性モルタルを天端の施工に用いる場合の施工方法の例を示す。本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を用いるならば、施工効率の向上や水平レベル精度が高く、高強度なモルタル硬化体を形成することによって、信頼性の高いコンクリート構造体を提供することができる。

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。

（水硬性モルタルのフロー評価）
フロー値は、ＪＡＳＳ・１５Ｍ−１０３に記載の試験方法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、練り混ぜた水硬性モルタルを充填した後、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。

（水硬性モルタルのＳＬ性評価）
図１に示すＳＬ（セルフレベリング性）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、混練直後の水硬性モルタル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、水硬性モルタルの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性モルタルの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。また、水硬性モルタルが、堰板から２００ｍｍ流れるのに要する時間を測定し、その測定時間をＳＬ流動速度（Ｌ０）（秒／２００ｍｍ）とする。

同様に成形後３０分後に堰板を引き上げて、水硬性モルタルの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性モルタルの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。また、水硬性モルタルが、堰板から２００ｍｍ流れるのに要する時間を測定し、その測定時間をＳＬ流動速度（Ｌ３０）（秒／２００ｍｍ）とする。

（水硬性モルタルの材料分離抵抗性の評価）
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、水硬性モルタルの流れの停止後に、水硬性モルタルの流れの先頭部について、細骨材とペーストの材料分離状態を触診により評価する。

（１）使用材料：以下の材料を使用した。なお、増粘剤Ａ、Ｂの粘度は、セルロース系水溶性ポリマーの２％水溶液を、Ｂ型粘度計（東機産業社製デジタル粘度計 ＤＶＬ−Ｂ形）を用いて、回転速度１２ｒｐｍ、２０℃で測定した。Ｂ型粘度計は、液体中で円筒形状のロータを回転させたとき、ロータに働く液体の粘性抵抗トルクを測定する粘度計である。Ｂ型粘度計では、測定する粘度に応じてロータの種類を選択する必要がある。増粘剤Ａの粘度測定には、東機産業社製ＤＶＬ−Ｂ形用のロータＮｏ．４を、増粘剤Ｂの粘度測定にはロータＮｏ．１を用いた。増粘剤Ｃの粘度は、セルロース系水溶性ポリマーの１％水溶液をＬＶ型ブルックフィールド粘度計を用いて、回転速度１２ｒｐｍ、２０℃で測定した。
・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４，５００ｃｍ^２／ｇ。
・細骨材Ａ： 珪砂、高野６号（高野商事）。
・細骨材Ｂ： 珪砂、Ｎ７０（瓢屋）。
・混和材： 高炉スラグ、川崎製鉄社製、リバーメント、ブレーン比表面積４，４００ｃｍ^２／ｇ。
・膨張材：石膏、旭硝子社製、フッ酸無水石膏、ブレーン比表面積３，３００ｃｍ^２／ｇ。
・凝結促進剤Ａ： 硫酸カリウム、上野製薬社製。
・凝結促進剤Ｂ： 硫酸アルミニウム、大明化学工業社製、Ｓ１５０。
・石灰石微粉末： 炭酸カルシウム微粉末、有恒鉱業社製、ＴＭ−１号、ブレーン比表面積４，８３０ｃｍ^２／ｇ。
・増粘剤Ａ： ＭＸ３００００（高粘度タイプのセルロース系水溶性ポリマー：ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ））、松本油脂製薬社製、粘度３００００ｍＰａ・ｓ。
・増粘剤Ｂ： ＭＰ４００（低粘度タイプのセルロース系水溶性ポリマー：ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ））、松本油脂製薬社製、粘度４００ｍＰａ・ｓ。
・増粘剤Ｃ： ベルモコールＥ４３１ＦＱ（高粘度タイプのエチルセルロースを含むセルロース系水溶性ポリマー：エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ））、ＢＡＳＦ社製、粘度３００００ｍＰａ・ｓ。
・収縮低減剤： ヒビダン、竹本油脂社製。
・流動化剤： ポリカルボン酸系減水剤（市販品、建材用）。
・消泡剤Ｂ： ＡＤＥＫＡ社製、アデカネートＢ１１５Ｆ。
・凝結遅延剤： グルコン酸ナトリウム、富田製薬社製。
・樹脂粉末： 日本合成化学社製、モビニールパウダーＤＭ２００。
・繊維： ポリエステル繊維、京都繊維資材社製、繊維長：２ｍｍ。

（比較例１〜３、実施例１〜２）
表１に記載の成分を混合してセルフレベリング性水硬性組成物を製造した。なお、表２には、ポルトランドセメントと骨材との合計を１００質量部とした場合の、表１に示す成分のうち凝結促進剤等の成分の含有量の割合を示す。また、表３には、主成分（ポルトランドセメント、骨材、混和材及び膨張材）の合計を１００質量部とした場合の、表１に示す成分のうち収縮低減剤等の成分の含有量の割合を示す。次いで水（０．２６ｋｇ）を入れたポリエチレンビーカ（２．０リットル）内をミキサーで撹拌しながら、水／セルフレベリング性水硬性組成物比が０．２６になるようにセルフレベリング性水硬性組成物（１ｋｇ）を投入し、３分間混練し、水硬性モルタルを得た。得られた水硬性モルタルの３５℃時と１０℃時の各フロー値、成形直後及び３０分後のＳＬ値及び流動速度を測定し、材料分離の傾向を評価した。その結果を表４、５に示す。また、室温３５℃と１０℃のＳＬ値の差と変化率、流動速度の差と変化率をそれぞれ表６と７に示す。

実施例１、２では、高粘度タイプのエチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤を石灰石微粉末と共に用いたセルフレベリング性水硬性組成物を使用して水硬性モルタルを製造した。実施例１、２の水硬性モルタルでは、表４〜６に示したようにフロー値、ＳＬ値については、実施例１、２と比較例１〜３で顕著な相違はない。しかし、表７に示したように、実施例１と２における成形直後（Ｌ０）の周囲温度が変化した（１０℃と３５℃）時の流動速度の差は、比較例１〜３（エチルセルロースを使用しないセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤を石灰石微粉末と共に用いたセルフレベリング性水硬性組成物）よりも顕著に小さくなっている。特に成形後３０分後（Ｌ３０）の流動速度の差と変化率は、成形直後からの変化量が少なくなっている。すなわち、実施例１、２のセルフレベリング性水硬性組成物を用いて得られた水硬性モルタルは、施工時の温度条件が変化した場合にも、優れた流動性（フロー値及びＳＬ流動速度）及び材料分離抵抗性を保持しながら、施工が容易で卓越したモルタル流動速度を安定して発揮する。

以上のことから、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を用いることにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに水平レベル性に優れる硬化体を安定して得ることができ、優れたスラリー流動性及び材料分離抵抗性を保持するモルタル硬化体を得ることができることが明らかとなった。特に、スラリーの流動速度が大きい場合、施工時の効率を向上させるのみならず、複数箇所から施工した水硬性モルタル・スラリーが合流する箇所での水硬性モルタル・スラリーの均質化に好影響を及ぼすことが明らかとなった。したがって、本発明のセルフレベリング性水硬性組成物を住宅基礎コンクリートの天端のレベル調整用途に用いることにより、優れた施工作業性を得ることができ、平滑性が高く、高強度な住宅基礎コンクリート構造体を短工期で形成することが可能となることが明らかとなった。

１７：セルフレベリング性水硬性組成物のモルタル硬化体
１８：角部

Claims (10)

1. ポルトランドセメント、細骨材、混和材及び膨張材からなる主成分、並びに、
   硫酸アルミニウム、収縮低減剤、石灰石微粉末及び増粘剤を含むセルフレベリング性水硬性組成物であって、
   増粘剤が、エチルセルロースを含んだセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤である、セルフレベリング性水硬性組成物。
2. 増粘剤が、エチルヒドロキシエチルセルロース系水溶性ポリマーを含む増粘剤である、請求項１に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
3. 主成分が、ポルトランドセメント１００質量部、細骨材１００〜４００質量部、混和材５〜１５０質量部及び膨張材３〜３０質量部からなり、
   増粘剤が、２％水溶液の２０℃における粘度が２０,０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓであり、
   ポルトランドセメントと細骨材との合計１００質量部に対し、
   硫酸アルミニウムの含有量が０．１〜０．７質量部、
   石灰石微粉末の含有量が１１〜３５質量部、
   増粘剤の含有量が０．００５〜０．２質量部である、請求項１又は２に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
4. 収縮低減剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．１〜３質量部である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
5. セルフレベリング性水硬性組成物がさらに繊維を含み、
   繊維の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜５質量部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
6. セルフレベリング性水硬性組成物がさらに流動化剤と消泡剤とを含み、
   流動化剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜３質量部であり、
   消泡剤の含有量が、主成分の合計１００質量部に対し０．０１〜３質量部である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
7. セルフレベリング性水硬性組成物が、さらに硫酸アルミニウムを除く他の凝結調整剤を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
8. セルフレベリング性水硬性組成物が、住宅基礎コンクリートの天端のレベル調整用のセルフレベリング性水硬性組成物である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセルフレベリング性水硬性組成物。
9. 請求項１〜８に記載のセルフレベリング性水硬性組成物と、水とを混練して得られる水硬性モルタル。
10. 請求項９に記載の水硬性モルタルを硬化させて得られるモルタル硬化体。
    

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