JP5806519B2

JP5806519B2 - 自己平滑性組成物

Info

Publication number: JP5806519B2
Application number: JP2011134214A
Authority: JP
Inventors: 学祝迫
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP2013001602A

Description

本発明は、戸建住宅の布基礎用のレベリング調整材として使用でき、夏期の日光や風による強烈な乾燥を受けても、ひび割れを生じない自己平滑性組成物に関する。

セメントを水硬成分とする自己平滑性組成物は、例えばコンクリート構造物の床版や戸建住宅の布基礎に流し込むと水平な表面を容易に形成出来るため、セルフレベリング材として広く使用されている。セルフレベリング材は通常１０mm前後の厚みで施工される為、
乾燥を受けやすく、各製品とも乾燥対策を施してある。セメント等を水硬成分とする材料の乾燥を防ぐ対策としては、例えばメチルセルロース系の保水剤を添加することが知られている（例えば特許文献１参照）。他には特定の合成樹脂を使用し、セメント等を水硬成分とする材料の表面を合成樹脂で緻密化し、硬化樹脂様の表面状態を形成させて水分蒸発を抑制する方法も知られている（例えば特許文献２参照）。セメント等を水硬成分とする材料に何かを添加する以外の方法としては、散水養生や養生剤の塗布により乾燥を防ぐ対策もある（例えば特許文献３参照）。

特開昭５７−９２５５８号公報特開２００３−２０２６３号公報特開平５−２０８８７９号公報

戸建住宅の布基礎に施工される自己平滑性組成物は屋外に施工されることから直射日光や風による乾燥を受け、特に夏期の高温時に強烈な乾燥を受ける。メチルセルロース系の保水剤は高温になると保水効果が低下する傾向があり、これを受けて添加量を増すと自己平滑性に悪影響を及ぼす。合成樹脂は高温であるほど緻密な膜を形成する性質があるが、メチルセルロース同様に添加量を増すと自己平滑性に悪影響を及ぼす。自己平滑性組成物の乾燥は硬化前のスラリー状態の時から既に始まっており、散水養生や養生剤の塗布は自己平滑性組成物スラリーの平滑な表面を荒らしてしまい実質上困難である。
従って、本発明の課題は、激しい乾燥を受ける夏期の施工に於いても、乾燥に起因したひび割れを生じない、セメントを水硬成分とする自己平滑性組成物を提供することにある。

そこで本発明者は、上記課題を解決すべく種々検討した結果、従来セルフレベリング材においては一般に悪とされてきたブリーディングを積極的に生じさせ、これをコントロールすることとした。すなわち、自己平滑性組成物から骨材を沈降させるような材料分離を生じることなく、適度なブリーディング水を発生させ、これを養生水として利用すれば、夏期の激しい乾燥から自己平滑性組成物を守ることができ、ひび割れの発生を抑制出来ることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明はセメント、水、細骨材、増粘剤、消泡剤及び減水剤を含有する水硬性組成物であって、ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−２００７規定の３時間経過後のブリーディング率が０．２〜１．５％であることを特徴とする自己平滑性組成物を提供するものである。
また、本発明は水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤の添加量（質量部）ｙが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘとしたとき、０．３５≦ｘ^0.3ｙ≦１の関係を特徴とする上記の自己平滑性組成物を提供するものである。
さらに本発明は、水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する水の量ｗが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘ、水分を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤添加量（質量部）をｙとしたとき、ｗ＝１５ｘ^0.3ｙ＋β（但し、１２≦β≦２２）の関係であることを特徴とする上記の自己平滑性組成物を提供するものである。

本発明によれば、例えば自己平滑性組成物表面が４０℃に達するような、夏期の直射日光の下、更に風に直接吹かれる屋外に施工されるのに適した、戸建住宅の布基礎に施工可能な自己平滑性組成物が得られる。

本発明の自己平滑性組成物はセメント、水、細骨材、増粘剤、消泡剤及び減水剤を含有する水硬性組成物であって、ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−２００７規定の３時間経過後のブリーディング率が０．２〜１．５％である。０．２％未満では養生水が不足し、夏期の激しい乾燥に耐えることが出来ずにひび割れが生じるので好ましくない。１．５％を超えるとブリーディング水の発生のみならず、著しい骨材の沈降が生じてひび割れが発生するので好ましくない。すなわち、ブリーディング率を０．２〜１．５％に調整することにより、ブリーディングにより発生した水を養生水として利用することができ、夏期の激しい乾燥から自己平滑性組成物を守ることができるとともに、自己平滑性組成物から骨材を沈降させるような材料分離が生じることもないため、ひび割れの発生も抑制できる。より好ましいブリーディング率は０．３〜１．２５であり、さらに好ましくは０．４〜１．２である。

本発明の自己平滑性組成物に使用する増粘剤は、モルタル、コンクリートに使用できるものであれば限定されないが、同時に保水作用も有することから多糖類系の水溶性高分子が好ましく、水溶性セルロースエーテル類がより好ましい。具体的にはメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。
これらの増粘剤のうち、２０℃における２％水溶液の粘度が１０００〜５００００mPa・sのものを用いるのが好ましく、さらに該粘度が２０００〜３００００mPa・sのものを用いるのがより好ましい。また、これらの増粘剤は１種を用いてもよいが２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合したときの増粘剤の粘度は、その混合液の粘度が上記の範囲内であればよい。

増粘剤の添加量により、ブリーディング率を前記範囲に調整することが好ましい。当該増粘剤の添加量は、水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤の添加量（質量部）ｙが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘとしたとき、０．３５≦ｘ^0.3ｙ≦１の関係になるように調整するのが好ましい。添加した増粘剤の粘性が低い及び／又は増粘剤の添加量が少ないことにより値ｘ^0.3ｙが０．３５未満の場合は、自己平滑性組成物の粘性が低いことに起因した分離抵抗性の欠如によりブリーディングの発生のみならず、骨材の沈降も起こすことによりひび割れが生じるので好ましくない。逆に添加している増粘剤の粘性が高い及び／又は増粘剤の添加量が多いことにより値ｘ^0.3ｙが１を超える場合、ブリーディングが生じず、夏期の激しい乾燥に耐えることが出来ずに、ひび割れが生じるので好ましくない。ｘ^0.3ｙのより好ましい範囲は０．３６≦ｘ^0.3ｙ≦０．９６であり、さらに好ましくは０．３８≦ｘ^0.3ｙ≦０．９２である。

本発明の自己平滑性組成物は混練水として水を使用する。ブリーディング率の調整は、増粘剤及び水の添加量によって行うのがより好ましい。本発明においては、水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する水の量ｗが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘ、水分を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤添加量（質量部）をｙとしたとき、ｗ＝１５ｘ^0.3ｙ＋β（但し、１２≦β≦２２）の関係とするのが好ましい。この式で表されるｗより水量が少ない場合は、ブリーディングが生じず、夏期の激しい乾燥に耐えることが出来ずにひび割れが生じるので好ましくない。またこの式で表されるｗより水量が多い場合は、ブリーディング水の発生のみならず、著しい骨材の沈降が生じてひび割れが発生するので好ましくない。式中のβは、１２〜２２の範囲であるが、１４〜２０がより好ましい。

本発明組成物は水硬成分としてポルトランドセメントを使用する。ポルトランドセメントの種類は特に限定されず、例えば普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等の各種ポルトランドセメントの他、該ポルトランドセメントをベースとするものであれば、高炉セメントやフライアッシュセメントでも良い。また２種類以上のポルトランドセメントを併用しても良い。また、ポルトランドセメントを含むものであれば、高炉スラグや他の鉱滓、シリカフューム、フライアッシュ等との混合セメントであっても良い。セメントの配合量は自己平滑性組成物の水を除いたもの１００質量部に対して２５〜５０質量部が好ましく、さらに３０〜４５質量部がより好ましい。セメントの配合量をこの範囲とすることにより、所望の強度が得られ、かつ乾燥収縮が増大してひび割れが生じるのが防止できる。

本発明組成物に使用する細骨材は、モルタル、コンクリートに使用できるものであれば、含有成分を問わず、何れの細骨材でも良い。具体的には川砂、山砂、海砂、砕砂の天然骨材、合成鉱物、パーライト、硬質樹脂等の人工骨材が挙げられる。細骨材の粒度は粗粒率で０．５〜２．５が好ましい。粗粒率をこの範囲とすることにより、自己平滑性組成物の流動性が保持でき、かつ骨材分離を防止できる。細骨材の配合比率は自己平滑性組成物の水を除いたもの１００質量部に対して４０〜７５質量部が好ましく、さらに４５〜６５質量部が好ましい。細骨材の配合量をこの範囲とすることにより、自己平滑性組成物の流動性が保持できる。

本発明組成物で使用する消泡剤は、モルタルやコンクリートに使用できるものであれば、何れのものでも使用できるが、例えばポリエーテル系消泡剤、シリコーン系消泡剤が用いられる。消泡剤の使用により自己平滑性組成物の注水後の混練時に巻き込まれた空気によって施工物表面に見られ易い気泡あばたの出現を防ぎ、平滑面が得られやすくなる。消泡剤の配合量は、自己平滑性組成物の水を除いたもの１００質量部に対して、固形分換算で０．００５〜０．５質量部が好ましく、さらに０．０１〜０．２質量部が好ましい。消泡剤の配合量をこの範囲とすることにより、気泡除去容易となり、十分な効果が得られる。本発明組成物で使用する減水剤は、モルタルやコンクリートに使用できるものであって、減水作用があるものなら、分散剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤又は流動化剤と称されているものの何れでも良く、成分も限定されない。中でも、ポリカルボン酸系の減水剤類を使用すると良好な流動性が持続発現できるので好ましい。減水剤の配合量は有効成分毎に適宜定めれば良く、例えばポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を使用する場合は、自己平滑性組成物の水を除いたもの１００質量部に対して０．０５〜１質量部が好ましく、さらに０．１〜０．７質量部が好ましい。減水剤の配合量が少なすぎると、ブリーディングが全く生じず、夏期の激しい乾燥に耐えることが出来ずに、ひび割れが生じるので好ましくない。さらには流動性が具備し難くなって自己平滑性が失われることがあるので適当ではない。また減水剤の配合量が多すぎるとブリーディング水の発生のみならず、骨材の沈降が生じ、ひび割れが生じるので適当ではない。

また、本発明の自己平滑性組成物は、本発明の効果を実質喪失させない限り、前記以外の成分を含有しても良く、例えば、何れもモルタルやコンクリートに使用できる膨張材、収縮低減剤、繊維、凝結促進剤、凝結遅延剤、白華防止剤、ポリマー樹脂、顔料、スラグ微粉、フライアッシュ、シリカフューム、珪石微粉、実質水和反応活性の無い無機微粉等を挙げることができる。

本発明の自己平滑性組成物の製造方法は特に制限はなく、例えばモルタルミキサーなどの混合機に、混練水と共に配合材料を一括投入し、混合・混練することで容易に製造できる。また、その施工方法も世間一般で行われているセメント系セルフレベリング材と概ね同様に扱うことができる。

以下実施例により本発明を具体的に詳しく説明する。なお、本発明品８〜１１は参考品である。
次に表すＡ〜Ｆ、Ｗから選定される材料を用い、表１の配合量となるよう、まず混練水を混練容器に投入し、ついで他の材料を一括投入し、小型デゾルバ型ハンドミキサーにて約９０秒間混練を行い、水硬性組成物を作製した。それぞれの配合の水硬性組成物は、３５℃の恒温室内でＪＳＣＥ−Ｆ５２２−２００７（試験用器具としてポリエチレン袋とメスシリンダーを用いたプレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率）に準じて３時間後のブリーディングの発生率を調べ、その結果を表１に示した。

Ａ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
Ｂ；細骨材山形珪砂６，７号（前田建材工業株式会社製粗粒率１．２）
Ｃ１；増粘剤メトローズ９０ＳＨ４０００（信越化学工業株式会社製ヒドロキシプロピルメチルセルロース２０℃での２％水溶液粘性４０００mPa・s）
Ｃ２；増粘剤メトローズ９０ＳＨ１５０００（信越化学工業株式会社製ヒドロキシプロピルメチルセルロース２０℃での２％水溶液粘性１５０００mPa・s）
Ｃ３；増粘剤メトローズＳＥＢ−３０Ｔ（信越化学工業株式会社製ヒドロキシエチルメチルセルロース２０℃での２％水溶液粘性３００００mPa・s）
Ｃ４；増粘剤メトローズ９０ＳＨ４００（信越化学工業株式会社製ヒドロキシプロピルメチルセルロース２０℃での２％水溶液粘性４００mPa・s）
Ｄ；消泡剤ＳＮディフォーマーＡＨＰ（サンノプコ株式会社製）
Ｅ；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤コアフローＮＦ２００
（太平洋マテリアル株式会社製）
Ｆ；常磐火力品フライアッシュ（山野井製袋株式会社製）
Ｗ；水（水道水）

作製した水硬性組成物について、流動性と骨材分離の状況について、ＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３のフロー試験に準じて評価を行った。フロー試験時の自己平滑性組成物の広がり形状は、骨材分離を生じるときれいな円形を描かず、いびつで周囲がギザギザした状態になる。きれいな円形を描いた場合を評価；「骨材分離無し」、いびつで周囲がギザギザになった場合を評価；「骨材分離有り」とした。ひび割れの評価は１５ｃｍ×６０ｃｍのコンクリート平板上に厚さ１ｃｍで流し込み、流し込み翌日のひび割れと、２週間後のひび割れの進展の有無を確認した。ひび割れ無し又は進展無しが評価◎、巾０．１ｍｍ以下のひび割れ発生が評価○、巾０．１ｍｍを超えるひび割れの発生が評価×とした。試験は３５℃条件下にて全水準行い、一部水準については２０℃でも行った。

表２から、本発明による水硬性組成物は、高温（３５℃）でも常温（２０℃）でも、材料分離することなく自己平滑性を呈するに適した流動性を具備し、ひび割れ抵抗性が高いことがわかる。

Claims

セメント、水、細骨材、増粘剤、消泡剤及び減水剤を含有する水硬性モルタル組成物であって、水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤の添加量（質量部）ｙが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘとしたとき、０．３５≦ｘ ^0.3 ｙ≦１の関係であり、水を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する水の量ｗが、２０℃における増粘剤の２％水溶液の粘度（単位：mPa・s）をｘ、水分を除いた自己平滑性組成物１００質量部に対する増粘剤添加量（質量部）をｙとしたとき、ｗ＝１５ｘ ^0.3 ｙ＋β（但し、１２≦β≦２２）の関係であり、前記細骨材として粗粒率が０．５〜２．５の細骨材のみを配合してなり、当該細骨材の配合量が、自己平滑性組成物の水を除いたもの１００質量部に対して４５〜７５質量部であり、且つＪＳＣＥ−Ｆ５２２−２００７規定の３５℃で３時間経過後のブリーディング率が０．３〜１．２５％であることを特徴とする自己平滑性組成物。