JP5552405B2 - ポリマーセメント組成物、及びこのポリマーセメント組成物を用いたコンクリート基礎の保護方法 - Google Patents

Description

この発明は、建物等の壁面を保護するためのポリマーセメント組成物、及びこのポリマーセメント組成物を用いた壁面の保護方法に関する。このポリマーセメント組成物は、コンクリート基礎、例えば、戸建て住宅における現場打ちコンクリートによる布基礎やベタ基礎の保護方法に好適に用いられる。

従来、建物等の壁面を保護するための方法の一つとして、ポリマーセメント組成物を壁面に被覆する方法が用いられている。ポリマーセメント組成物は、壁面などの被塗装物に対する密着がよく、また、被覆層に適度な柔軟性（可撓性・伸び性能）を持たせることができるので、壁面を保護するのに適している。

例えば、特許文献１には、コンクリート基礎表面にひび割れ追従性及び水蒸気透過性をもつ保護被覆層を形成する方法がある。

引用文献１には、前記保護被覆層を形成する組成物として、水和反応性を持つ以下の（１）、（２）、（３）を主成分とし、適宜量の（４）骨材を配合した組成物からなる組成物が記載されている。
（１）ポルトランドセメント
（２）ポルトランドセメントに対して０．１〜１．０重量倍のアルミナセメント
（３）ポルトランドセメント及びアルミナセメントの和に対してポリマー成分として、０．１５〜１．０重量倍のポリマーディスパージョン

このような、ポリマーセメント組成物は、建物等の壁面を保護するための十分な性能を持つものの、セメントを結合材として使用しているため、コンクリートやモルタル等と同様に、施工時や養生時における気温、湿度、日照、風量などの環境条件によって、硬化後の色調が異なることがある。従って、ポリマーセメント組成物のみによって保護被覆層を形成すると、仕上りの色調にばらつきが生じやすく、この色調のばらつきが生じると、予定通りの色調が得られないだけでなく、同一壁面内での色むらを生じて施工後の壁面の美観を損ねることもる。

そのため、仕上りの色調にばらつきがないように、ポリマーセメント組成物による被覆層の上に、更に、合成樹脂エマルション塗料等の塗料によって仕上げ塗膜層を形成する方法が用いられている。

しかし、仕上げ塗膜層を形成する保護方法では、仕上げ塗膜層を形成する工程が増えることになるため、ポリマーセメント組成物によって色調にばらつきがない仕上がりが得られる保護方法が求められていた。

一方、コンクリート基礎は、降雨等による水分が表面から浸透したり、あるいは地中の水分を吸い込んだりすることによって、コンクリートの含水率が上昇することがある。そこで、このコンクリート中の水分を水蒸気としてコンクリートの表面から放出する必要があった。そのために、コンクリート基礎の保護被覆層は、コンクリート中の水分から生じる水蒸気を透過して大気に放出するための水蒸気透過性を有していることが要求されていた。

ポリマーセメント組成物の保護被覆層の上に更に仕上げ塗膜層を形成すると、仕上げ塗膜を形成する塗料の選択によって、ポリマーセメント組成物のみによって保護被覆層を形成した場合に比べて水蒸気透過性が低下すといった問題点があった。そのため、コンクリート基礎のように被覆層に水蒸気透過性が求められる部位においては、仕上げ塗膜層を形成することなく、ポリマーセメント組成物によって保護層を形成する保護方法が求められていた。

特開２００６−２１９８４６号公報

本発明は、このような課題を解決したものであって、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが少ないポリマーセメント組成物を提供すること、及びそのポリマーセメント組成物を用いた保護方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決した請求項１に記載の発明は、白色セメント１００質量部に対して、白色顔料５〜３０質量部、ポリマー成分１５〜１００質量部、硬化促進剤０．５〜５質量部を含有するポリマーセメント組成物であって、
前記硬化促進剤がギ酸カルシウムであることを特徴とするポリマーセメント組成物である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記白色顔料が酸化チタンであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載のポリマーセメント組成物によって、コンクリート基礎の表面に保護被覆層を形成することを特徴とするコンクリート基礎の保護方法である。

請求項１に記載のポリマーセメント組成物によれば、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが少なくなり、美観に優れた保護被覆層を形成することができる。

請求項２に記載のポリマーセメント組成物によれば、色調のばらつきをより抑制することができる。

請求項３に記載のコンクリート基礎の保護方法によれば、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが少なく、美観に優れた保護被覆層を形成することができる。

本発明のポリマーセメント組成物は、建物等の壁面を保護するために、壁面の表面に保護被覆層を形成するために用いる。

前記ポリマーセメント組成物は、白色セメント１００質量部に対して、白色顔料５〜３０質量部、ポリマー成分１５〜１００質量部、硬化促進剤０．５〜５質量部を含有することを特徴とする。

上記組成のポリマーセメント組成物は、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが少なくなり、美観に優れた保護被覆層を形成することができる。従って、このポリマーセメント組成物を用いれば、保護被覆層の上に更に仕上げ塗材等による仕上げ塗膜層を形成する必要はなく、少ない工程で壁面を仕上げる保護方法を提供することができる。

また、このポリマーセメント組成物による保護被覆層は水蒸気透過性に優れたており、仕上げ塗膜層を形成しないことによって、仕上げ塗膜層によって水蒸気透過性が阻害されることないため、コンクリート基礎の保護に好適に用いることができる。

前記白色セメントとは、ポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント等の一般的なセメントにおいて、セメントを黒く着色しているクロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）、鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の成分の含有率を減らして白色にしたセメントである。例えば、クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）、及び鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の含有率の合計が１質量％未満、好ましくは０．６質量％未満のセメントである。更に、クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、及びマンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）の含有率の合計が０．１質量％未満、好ましくは０．０５質量％未満であることが好ましい。なお、クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）、鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のうち１種類或いは２種類の含有率が０質量％であってもよい。
白色セメントの代表的なものとしては、白色ポルトランドセメントが挙げられるが、白色ポルトランドセメントに限らず、白色のセメントであれば特に限定されない。また、２種類以上の白色セメントを混合して用いてもよい。

このような白色セメントの中でも、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきをより抑えるためには、白色ポルトランドセメント及び／又は白色アルミナセメントを用いることが好ましく、その両方を用いることが特に好ましい。なお、両方を用いる場合には、白色ポルトランドセメント１００質量部に対して、白色アルミナセメントを５〜２０質量部の割合でポリマーセメント組成物に含有させることが特に好ましい。

前記白色顔料としては、酸化チタン、鉛白、酸化亜鉛、硫化亜鉛等が挙げられる。この中でも、酸化チタンを用いることが好ましい。酸化チタンは、ポリマーセメント組成物中に分散させ易く、着色力に優れており、白色顔料として酸化チタンを用いた前記ポリマーセメント組成物は、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが特に小さくなる。酸化チタンは、通常、塗料等に用いる平均粒子径のものを用いればよく、平均粒子径が０．０５〜１μｍ程度のものを用いればよい。

白色顔料を速やかポリマーセメント組成物に分散させるためには、あらかじめ、セメントに加える水、若しくは水にポリマー成分を分散させたエマルション等の液体に白色顔料を分散させておき、使用直前に、この液体とセメント等を含有する粉粒体とを混合するとよい。このようにポリマーセメント組成物を製造すれば、白色顔料の分散がよくなることで、ポリマーセメント組成物の色調が安定し、更には施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきをより抑えることができる。

白色顔料の含有量は、前記白色セメントの含有量１００質量部に対して、５〜３０質量部であることが好ましく、７〜１５質量部であることがより好ましい。
白色顔料の含有量が多すぎても少なすぎても、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきが発生し易くなる。少なすぎると、白色顔料による着色が十分ではないために色調にばらつきが生じやすい。逆に、多すぎると、ポリマーセメント組成物の乾燥・硬化に時間を要する場合、例えば、低温や多湿の環境下で乾燥・硬化した場合などに、白色顔料が保護被覆層の表面に滲みだして色調が白っぽくなりやすく、色調にばらつきが生じやすい。

前記ポリマー成分は、乾燥、硬化することで樹脂皮膜を形成することができる皮膜形成成分で、前記白色セメントと共にポリマーセメント組成物の結合材となる。

ポリマー成分としては、通常、セメント等の無機結合材と混合して用いられるものを使用すればよく、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル樹脂、バーサティック酸ビニル樹脂等のカルボン酸ビニル樹脂、或いは、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸ブチル樹脂、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタクリロニトリル樹脂等のアクリル樹脂、或いは、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂またはそれらの変性樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いても良く、２種類以上を混合して用いてもよく、或いは、これらの樹脂を形成する単量体の２種以上を共重合させたものを用いてもよい。

これらのポリマー成分は、水に乳化分散された合成樹脂エマルション、或いは、水と混合することでエマルションとなる再乳化形粉末樹脂などの形態のものを用いればよい。

また、ポリマー成分のガラス転移温度Ｔｇが−３５〜１０℃であれば、ポリマーセメント組成物による保護被覆層に適度な柔軟性（可撓性・伸び性能）を持たせることができ、保護被覆層がひび割れ追従性を有するものとなる。更に柔軟性により優れたものにするためには、ガラス転移温度Ｔｇは−５℃以下が好ましい。
また、ガラス転移温度Ｔｇが低すぎると保護被覆層のみの仕上げ（仕上げ塗膜層を形成しない仕上げ）とした場合には、施工後の保護被覆層に埃などの汚れが付着しやすく、保護被覆層が汚れやすくなる。そのため、柔軟性を維持しつつ予汚れの付着を抑えるためには、ガラス転移温度Ｔｇは−２０℃〜１０℃であることが好ましい。

ポリマー成分の含有量は、前記白色セメント１００質量部に対して、１５〜１００質量部であることが好ましく、３５〜７０質量部であることがより好ましい。ポリマー成分が少なすぎると、ポリマーセメント組成物が柔軟性に乏しく壁面を十分に保護することができない。柔軟性に乏しい被覆層では、例えば、長期的に硬化が進行して微細クラックが生じるようなコンクリート壁面に使用した場合には、施工後にコンクリートに微細クラックが発生すると、被覆層が割れて、被覆層の表面にもクラックが発生してしまう。逆に、ポリマー成分が多すぎると、ポリマーセメント組成物による保護被覆層の透湿度が小さくなり、水蒸気透過性が低下してしまうため、保護被覆層に膨れや剥がれが発生しやすくなる。

前記硬化促進剤は、ポリマーセメント組成物の硬化反応、特にはセメント成分の硬化反応を促進させることができる成分であり、例えば、ギ酸塩、酢酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、アルミン酸塩、ケイ酸塩等から選ばれた一種または二種以上の塩を挙げることができる。具体的には、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、硫酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム等を挙げられる。

これらの硬化促進剤のなかでも、本発明のポリマーセメント組成物には、ギ酸塩を用いることが好ましく、ギ酸カルシウムを用いることが特に好ましい。ギ酸塩、特にはギ酸カルシウムを用いることで、施工時や養生時における環境条件による色調のばらつきを特に少なくすることができる。

硬化促進剤の含有量は、前記白色セメント１００質量部に対して、０．５〜５質量部であることが好ましく、１〜３質量部であることがより好ましい。この範囲にあるとき色調のばらつきを特に抑えることができる。硬化促進剤が少なすぎると環境条件による色調のばらつきを十分に抑制することができない。逆に、硬化促進剤が多すぎる場合は、色調のばらつきを特に抑えることはできるが、硬化促進剤を多くすることによる効果は少ない。白色セメント１００質量部に対して０．５〜５質量部で色調のばらつきを抑えることができ、５質量部を超える量を含有させても色調に関しては大きな変化はみられない。

本発明のポリマーセメント組成物には、前記した成分以外にも、ポリマーセメント組成物や、セメントや石膏等の無機結合材を結合材とする組成物に通常用いられる充填材や添加剤、着色顔料などを含有させてもよい。

充填材としては、ポリマーセメント組成物や、セメント等の無機結合材を結合材とする組成物に通常用いられる充填材、繊維などを適宜で用いることができる。充填材としては、例えば、川砂、珪砂、寒水砂、陶磁器粉砕物、ガラス粉砕物、炭酸カルシウム等の無機粉粒体、樹脂粒子、多孔質樹脂粒子、中空樹脂粒子等の有機充填材を挙げることができる。前記繊維としては、ロックウール、スラグウール、ガラス繊維等の無機繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、セルロース系繊維等の有機繊維を挙げることができる。

添加剤としては、ポリマーセメント組成物や、セメント等の無機結合材を結合材とする組成物に通常用いられる造膜助剤、粘性調整剤、吸水防止剤、撥水剤、減水剤、流動化剤、保水剤等を適宜で用いることができる。

着色顔料としては、カドニウム赤、べんがら、トルイジンレッド、黄鉛、鉄黄、チタン黄、ファストイエロー、アントラキノンイエロー、ベンジジンイエロー、酸化クロム、フタロシアニングリーン、紺青、群青、フタロンシアニンブルー、カーボンブラック、鉄墨、黒鉛等の無機や有機顔料を挙げることができる。

本発明の実施例として、表１に示す配合のポリマーセメント組成物を調合した。また、比較例として、本発明のポリマーセメント組成物から白色顔料を除いたもの、硬化促進を除いたもの、及びその両方を除いたものを調合した。
なお、表１に示す配合は各成分の含有量を質量部で示したものである。

白色セメントとして白色ポルトランドセメントと白色アルミナセメントを用い、白色顔料として酸化チタンを用い、硬化促進剤としては、ギ酸カルシウムを用いた。また、ポリマー成分としてアクリル樹脂系の合成樹脂エマルション（固形分：５０質量％、Ｔｇ：−１５℃）を用いた。

また、それら以外の原材料として、添加剤、セルロース系繊維、炭酸カルシウム粉、及び水を用いた。なお、表１中の添加剤は以下の詳細は以下の通りである。
添加剤：分散剤２質量部、粘性調整剤２質量部、撥水剤１質量部、造膜助剤５質量部。

まず、上記の原材料のうち、酸化チタン、合成樹脂エマルション、添加剤、セルロース系繊維、及び水を混合・攪拌して混和液を調製した。このように酸化チタンをあらかじめ混和液中によく分散させておくことで、ポリマーセメント組成物中に容易に酸化チタンを分散させることができる。

次に、この混和液に、白色セメント、ギ酸カルシウム、及び炭酸カルシウムを混合した粉粒体を投入して混合攪拌してポリマーセメント組成物を得た。

これらのポリマーセメント組成物の施工時と養生時における環境条件による色調のばらつきを確認するために以下の試験を行なった。

表１の実施例及び比較例の各ポリマーセメント組成物を用いた試験体を、以下に示す室内Ａと室内Ｂで作製した。
室内Ａ：温度２３℃、湿度５０％、無風
室内Ｂ：温度５℃、湿度９０％、無風

環境条件としては、温度や湿度だけではなく、日照や風の有無などにも色調に影響があることが分かっているので、本試験においては、室内Ａと室内Ｂとは温度と湿度以外の条件は全く同じとした。

試験体は、７０ｍｍ×７０ｍｍ×厚み２０ｍｍのモルタル板の表面に、各ポリマーセメント組成物を厚み１ｍｍになるように塗装したものとした。
塗装後、各試験体は試験体を作製した室内で７日間養生した。

７日間の養生後、各ポリマーセメント組成物について、室内Ａで作製・養生した試験体と、室内Ｂで作製・養生した試験体との色調を比較した。
色調の比較には、汚染用グレースケール（ＪＩＳ Ｌ ０８０５に準拠したもの）を用いて、色調の違いによって等級をつけた。

各ポリマーセメント組成物の室内Ａと室内Ｂでの色調の違いは以下の通りであった。
実施例１：４−５級、実施例２：４−５級、実施例３：４級、実施例４：４−５級、実施例５：４−５級。
比較例１：２級、比較例２：２級、比較例３：２−３級。

この結果からは以下のことが言える。
実施例１と比較例１〜３をみると、白色顔料と硬化促進剤のどちらも含有していない比較例１と比べて、硬化促進剤のみを含有した比較例２は色調の違いにほとんど差はなく、白色顔料のみを含有した比較例３は色調の違いが少ない。更に、白色顔料と硬化促進剤をどちらも含有している実施例１では色調の違いはごく僅かであった。
また、白色セメントを変更した実施例２、白色顔料、硬化促進剤、ポリマー成分の含有量を変更した実施例３〜５についても、実施例１と同様に色調の違いはごく僅かであった。

Claims (3)

1. 白色セメント１００質量部に対して、白色顔料５〜３０質量部、ポリマー成分１５〜１００質量部、硬化促進剤０．５〜５質量部を含有するポリマーセメント組成物であって、
   前記硬化促進剤がギ酸カルシウムであることを特徴とするポリマーセメント組成物。
2. 前記白色顔料が酸化チタン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。
3. 請求項１又は２に記載のポリマーセメント組成物によって、コンクリート基礎の表面に保護被覆層を形成することを特徴とするコンクリート基礎の保護方法。