JP6717689B2 - ポリマーセメント組成物及びポリマーセメント硬化物 - Google Patents
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Description
本開示は、ポリマーセメント組成物及びポリマーセメント硬化物に関する。
従来、コンクリートを保護する目的で種々の材料をコンクリートの表面に被覆する工法（表面被覆工法）が知られている。特許文献１では、特定のガラス転移温度を有するアクリル系ポリマーを含有するポリマーセメント組成物が提案されている。
しかしながら、アクリル系ポリマーを含有する従来のポリマーセメント組成物は、ある程度の付着性及びひび割れ追従性を有するものの、コンクリート中の鉄筋の腐食要因となる酸素を遮る性能が十分ではない。このため、コンクリートを長期間保護することが困難である。
そこで、本発明は、一つの側面において、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント組成物を提供することを目的とする。本発明は、別の側面において、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント硬化物を提供することを目的とする。
本発明は、一つの側面において、セメント及び合成樹脂を含むポリマーセメント組成物であって、合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、合成樹脂全体に対し、塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％である、ポリマーセメント組成物を提供する。
上記ポリマーセメント組成物は、塩化ビニル系樹脂と、スチレン／アクリル共重合樹脂とを所定の割合で含有する。これによって、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント組成物とすることができる。
塩化ビニル系樹脂は、酸素透過阻止性に優れるものの、硬くて柔軟性が低い。柔軟性が高い樹脂としてアクリル系樹脂が挙げられる。しかしながら、アクリル系樹脂は、塩化ビニル系樹脂よりも酸素透過阻止性に劣る。ここで、種々の樹脂の組み合わせを検討した結果、アクリル系樹脂の中でもスチレン／アクリル共重合樹脂が、柔軟性のみならず付着性に優れており、これらを所定の割合で含有することによって、酸素透過阻止性及び付着性と、ひび割れ追従性という互いにトレードオフの関係にある特性を満足することができる。
上記ポリマーセメント組成物は、合成樹脂１００質量部に対して、セメントを２０〜１２０質量部含有することが好ましい。これによって、塗布性と成膜性を十分に向上することができる。本明細書において、成膜とは、ポリマーセメント組成物中のセメントの水和反応による硬化や、水和反応による水分の消費又は蒸発による水分の消費等によるポリマー粒子の融着によって塗膜を形成することであり、成膜性とは、塗膜の形成し易さや塗膜の性能をいう。
スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度は−４５〜−２０℃であることが好ましい。これによって酸素透過阻止性とコンクリート表面への付着性を一層高水準にすることができる。同様の観点から、塩化ビニル系樹脂のガラス転移温度は−１５〜１０℃であることが好ましい。
塩化ビニル系樹脂はエチレン／塩化ビニル共重合樹脂を含むことが好ましい。これによって、酸素透過阻止性及び付着性と、ひび割れ追従性という互いにトレードオフの関係にある特性を、一層高い水準で満足することができる。
セメントはアルミナセメントを含有することが好ましい。これによって、塗布されたポリマーセメント組成物は、その後、速やかに成膜することができる。また、ポリマーセメント硬化物としたときの水分との接触による白化の発生を十分に抑制することができる。
本発明は、別の側面において、セメントの硬化物と、合成樹脂と、細骨材とを含有するポリマーセメント硬化物であって、合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、合成樹脂全体に対し、塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であるポリマーセメント硬化物を提供する。
上記ポリマーセメント硬化物は、塩化ビニル系樹脂と、スチレン／アクリル共重合樹脂とを所定の割合で含有することによって、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、さらに酸素透過阻止性にも優れる。
本発明によれば、一つの側面において、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、さらに酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント組成物を提供することができる。また、別の側面において、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント硬化物を提供することができる。
本発明のポリマーセメント組成物及びポリマーセメント硬化物のそれぞれの実施形態を以下に説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。
本実施形態のポリマーセメント組成物は、セメントと合成樹脂とを含む。合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含む。合成樹脂全体を基準として、塩化ビニル系樹脂を５５〜８５質量％及びスチレン／アクリル共重合樹脂を１５〜４５質量％含み、好ましくは、塩化ビニル系樹脂を５６〜８０質量％及びスチレン／アクリル共重合樹脂を２０〜４４質量％含み、より好ましくは、塩化ビニル系樹脂を５７〜７５質量％及びスチレン／アクリル共重合樹脂を２５〜４３質量％含み、さらに好ましくは、塩化ビニル系樹脂を５８〜７２質量％及びスチレン／アクリル共重合樹脂を２８〜４２質量％含む。
塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を上述の割合で含有することによって、酸素透過阻止性、付着性及びひび割れ追従性の全ての特性を高水準にすることができる。一方、合成樹脂全体を基準として、スチレン／アクリル系樹脂の含有割合が１５質量％未満であるとひび割れ追従性が低下し、４５質量％を超えると酸素透過阻止性が低下する傾向がある。
塩化ビニル系樹脂としては、クロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン及び１，２−ジクロロエチレン等から選ばれる少なくとも一種のモノマーを重合したもの、さらにこれらのモノマーと共重合可能なエチレン、スチレン及び酢酸ビニル等から選ばれる少なくとも一種のビニル化合物とを共重合させたものが挙げられる。これらのなかでも、塩化ビニルとエチレンとの共重合体であるエチレン／塩化ビニル共重合樹脂が好ましい。
塩化ビニル系樹脂のガラス転移温度は、好ましくは−１５〜１０℃の範囲であり、より好ましくは−１０〜８℃の範囲であり、さらに好ましくは−８〜５℃の範囲であり、特に好ましくは−５〜２℃の範囲である。
ガラス転移温度が上述の範囲にある塩化ビニル系樹脂を含有することによって、酸素透過阻止性、付着性及びひび割れ追従性を一層向上することができる。このような塩化ビニル系樹脂を、水中に分散させてエマルション化した形態、又は乾燥して粉末化した形態で配合してポリマーセメント組成物を調製することができる。
スチレン／アクリル共重合樹脂としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、及び２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート等から選ばれる（メタ）アクリレート化合物等の１種又は２種以上のモノマーと、スチレンと共重合させたものが挙げられる。
スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度は、好ましくは−４５〜−２０℃の範囲であり、より好ましくは−４３〜−２５℃の範囲であり、さらに好ましくは−４０〜−２７℃の範囲である。
ガラス転移温度が上述の範囲にあるスチレン／アクリル共重合樹脂を含有することによって、酸素透過阻止性、付着性及びひび割れ追従性がより向上する。ガラス転移温度が−２０℃を超えるとひび割れ追従性が低下し、−４５℃未満であると付着性が低下する傾向がある。当該樹脂は、水中に分散させてエマルション化した形態、又は乾燥して粉末化した形態で配合してポリマーセメント組成物を調製することができる。
セメントとしては、塗布後の成膜を促進する観点、及び、ポリマーセメント硬化物としたときの水分との接触による白化を十分に抑制する観点から、アルミナセメントを含有することが好ましい。アルミナセメントは化学成分として、主に、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３を含有する。アルミナセメント中に含まれる化学成分の好ましい質量割合（質量％）は、Ａｌ２Ｏ３が２５．０〜７５．０質量％、ＣａＯが２０．０〜６０．０質量％、ＳｉＯ２が０を超えて１０．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０を超えて２５．０質量％以下であり、
より好ましい質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が３０．０〜７０．０質量％、ＣａＯが２５．０〜５０．０質量％、ＳｉＯ２が０を超えて９．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０を超えて２０．０質量％以下であり、
さらに好ましい質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が３０．０〜７０．０質量％、ＣａＯが２５．０〜５０．０質量％、ＳｉＯ２が０を超えて７．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０を超えて５．０質量％以下である。
より好ましい質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が３０．０〜７０．０質量％、ＣａＯが２５．０〜５０．０質量％、ＳｉＯ２が０を超えて９．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０を超えて２０．０質量％以下であり、
さらに好ましい質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が３０．０〜７０．０質量％、ＣａＯが２５．０〜５０．０質量％、ＳｉＯ２が０を超えて７．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０を超えて５．０質量％以下である。
アルミナセメントのブレーン比表面積は、２０００〜５０００ｃｍ２／ｇであることが好ましい。
アルミナセメントの化学成分は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて測定することができる。また、アルミナセメントのブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定することができる。セメントは、アルミナセメント以外のセメントを含有していてもよい。
合成樹脂１００質量部に対するセメントの含有量は、好ましくは２０〜１２０質量部であり、より好ましくは３０〜１１０質量部であり、さらに好ましくは３５〜１０５質量部であり、特に好ましくは４０〜１００質量部である。このような割合で合成樹脂及びセメントを含有することによって、ポリマーセメント組成物の成膜を促進させ、塗膜の耐水性及び強度を高くすることができる。
セメントは、主成分として、１〜９０μｍの粒子径を有するものであることが好ましい。例えば、セメント全体に対して、粒子径が１〜９０μｍであるものの割合が、好ましくは８０質量％〜１００質量％、より好ましくは９０質量％〜１００質量％、さらに好ましくは９５質量％〜１００質量％である。
ポリマーセメント組成物は、細骨材、消泡剤、増粘剤、又は凝結調整剤を含んでいてもよい。細骨材は、粒径１ｍｍ以下の骨材、好ましくは粒径０．０３２〜０．６ｍｍの骨材、より好ましくは粒径０．０５４〜０．４２５ｍｍの骨材、さらに好ましくは０．０５４〜０．３ｍｍの骨材を主成分として含む。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ことができる。細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂等の砂類から選ばれる一種又は二種以上を適宜選択して用いることができる。
消泡剤としては、シリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系等の合成物質、及び植物由来の天然物質等が挙げられる。消泡剤を含むことにより、コンクリート表面に塗布したときに、ポリマーセメント組成物の塗膜に含まれる気泡量を低減することができる。
増粘剤は、セルロース系増粘剤を含むことが好ましい。セルロース系増粘剤の種類に特に制限はないが、好ましいセルロース系増粘剤としては、ヒドロキシエチルメチルセルロース系増粘剤及びヒドロキシプロピルメチルセルロース系増粘剤が挙げられる。セルロース系増粘剤は、材料分離抑制、及び表面性状の向上に好ましい効果を与える。
凝結調整剤としては、セメントの水和反応を促進する凝結促進剤、及びセメントの水和反応を遅延する凝結遅延剤が挙げられる。使用するセメントの化学成分や配合割合に応じてこれらを適宜選択することができる。
本実施形態のポリマーセメント組成物は、粉末状であってもよく、スラリー状であってもよい。例えば、粉末状で施工現場まで運搬し、そこで水を加えて、スラリー状のポリマーセメント組成物としてもよい。また、合成樹脂をエマルション状として配合し、スラリー状のポリマーセメント組成物としてもよい。合成樹脂をエマルション状にする場合、固形分濃度は、例えば３０〜７０質量％である。
ポリマーセメント組成物の製造方法は、セメント及び合成樹脂、並びに、細骨材及び消泡剤等の任意成分をそれぞれ順次添加して混合してもよいし、これらの原材料の少なくとも二種を予め混合して他の原材料に配合して混合してもよい。混合に用いる攪拌機は、一般的な固液攪拌機など、攪拌機能を有する各種機器を用いることができる。
材料分離を抑制するとともに塗布性と成膜性を高くする観点から、水を添加することなく、エマルション化した合成樹脂を配合して、スラリー状のポリマーセメント組成物とすることが好ましい。スラリー状のポリマーセメント組成物の水セメント比（Ｗ／Ｃ）は、塗布性と成膜性を良好にする観点から、例えば１００〜２００％である。
本実施形態のポリマーセメント組成物は、付着性、ひび割れ追従性、及び酸素透過阻止性の全ての特性に優れることから、コンクリートの表面被覆用に好適に用いることができる。表面被覆工法によって、本実施形態のポリマーセメント組成物をコンクリートの表面に塗布すると、コンクリートの表面上にポリマーセメント硬化物が形成される。これによって、コンクリート中に埋設されている鉄筋の腐食を十分に抑制することができる。
本実施形態のポリマーセメント硬化物は、上述のポリマーセメント組成物を成膜させて得られる。例えば、コンクリート上に塗布したり、吹き付けたりした後、所定期間養生して成膜させることによって得られる。ポリマーセメント硬化物は、セメントの硬化物と、合成樹脂と、細骨材とを含有する。セメント及び合成樹脂の好ましい例、及び好ましい範囲は、上述のポリマーセメント組成物と同様である。
コンクリート上におけるポリマーセメント硬化物の厚みは、酸素透過阻止性、ひび割れ追従性及び付着性の全ての特性を十分に高い水準にする観点から、好ましくは０．５〜１０ｋｇ／ｍ２であり、より好ましくは１〜４ｋｇ／ｍ２である。
ポリマーセメント硬化物は、酸素透過阻止性に優れる。製科研式フィルム酸素透過率計を用いて、実施例に記載の条件で測定される酸素透過量は、好ましくは０．０５ｍｇ／ｃｍ２・日以下であり、より好ましくは０．０４ｍｇ／ｃｍ２・日以下であり、さらに好ましくは、０．０３ｍｇ／ｃｍ２・日以下である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例、比較例］
以下の（１）〜（５）の原材料を準備した。
（１）合成樹脂
・合成樹脂Ａ：市販のエチレン／塩化ビニル共重合樹脂エマルション［エチレン／塩化ビニル＝３０／７０（質量比）、固形分濃度：５０質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：０℃］
合成樹脂Ａは以下の手順で調製した。
以下の（１）〜（５）の原材料を準備した。
（１）合成樹脂
・合成樹脂Ａ：市販のエチレン／塩化ビニル共重合樹脂エマルション［エチレン／塩化ビニル＝３０／７０（質量比）、固形分濃度：５０質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：０℃］
合成樹脂Ａは以下の手順で調製した。
・合成樹脂Ｂ：スチレン／アクリル共重合樹脂エマルション（固形分濃度：５４質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−２９℃）
合成樹脂Ｂは以下の手順で調製した。予め、容器にイオン交換水４００質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ） ５４質量部と、ポリオキシエチレンラウリルエーテル ４２質量部と、スチレン ４３４質量部と、ｎ−ブチルアクリレート ４６２質量部と、２−エチルヘキシルアクリレート ５０４質量部と、２−ヒドロキシメタクリレート ４９質量部と、メタクリル酸 ７質量部を配合して、単量体乳化混合液を調製した。
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下装置及び窒素ガス導入管を備えた３Ｌの反応容器に、イオン交換水 ６２０質量部及びポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ）５．４質量部を仕込み、窒素ガスで置換し、攪拌しながら内温が８０℃になるまで加温した。
次に、上述のとおり調製した単量体乳化混合液の２質量％を分取した。この単量体乳化混合液１００質量部に対して、過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）１４質量部を添加して、約２０分間初期重合を行った。同じ温度で、残りの単量体乳化混合液と過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）７０質量部を同時に滴下しながら、４時間重合反応を行った。
滴下終了後、さらに１時間、８０℃に保ったまま攪拌を継続して行った。その後、同じ温度で有機過酸化物と還元剤を用いて、未反応モノマーの重合を完結した。このようにして、合成樹脂Ｂを調製した。
・合成樹脂Ｃ：スチレン／アクリル共重合樹脂エマルション（固形分濃度：５４質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−３４℃）
合成樹脂Ｃは以下の手順で調製した。予め、容器にイオン交換水４００質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ） ５４質量部と、ポリオキシエチレンラウリルエーテル ４２質量部と、スチレン ４１６質量部と、ｎ−ブチルアクリレート ６０８質量部と、２−エチルヘキシルアクリレート ５７６質量部と、２−ヒドロキシメタクリレート ４９質量部と、メタクリル酸 ７質量部を配合して、単量体乳化混合液を調製した。
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下装置及び窒素ガス導入管を備えた３Ｌの反応容器に、イオン交換水 ６２０質量部及びポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ）５．４質量部を仕込み、窒素ガスで置換し、攪拌しながら内温が８０℃になるまで加温した。
次に、上述のとおり調製した単量体乳化混合液の２質量％を分取した。この単量体乳化混合液１００質量部に対して、過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）１４質量部を添加して、約２０分間初期重合を行った。同じ温度で、残りの単量体乳化混合液と過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）７０質量部を同時に滴下しながら、４時間重合反応を行った。
滴下終了後、さらに１時間、８０℃を保ったまま攪拌を継続して行った。その後、同じ温度で有機過酸化物と還元剤を用いて、未反応モノマーの重合を完結した。このようにして、合成樹脂Ｃを調製した。
・合成樹脂Ｄ：スチレン／アクリル共重合樹脂エマルション（固形分濃度：５４質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−３９℃）
合成樹脂Ｄは以下の手順で調製した。予め、容器にイオン交換水４００質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ） ５４質量部と、ポリオキシエチレンラウリルエーテル ４２質量部と、スチレン ５４０質量部と、ｎ−ブチルアクリレート ３１５質量部と、２−エチルヘキシルアクリレート ６４５質量部と、２−ヒドロキシメタクリレート ４９質量部と、メタクリル酸 ７質量部を配合して、単量体乳化混合液を調製した。
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下装置及び窒素ガス導入管を備えた３Ｌの反応容器に、イオン交換水 ６２０質量部及びポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（花王株式会社製、商品名：ラテムルＥ−１１８Ｂ）５．４質量部を仕込み、窒素ガスで置換し、攪拌しながら内温が８０℃になるまで加温した。
次に、上述のとおり調製した単量体乳化混合液の２質量％を分取した。この単量体乳化混合液１００質量部に対して、過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）１４質量部を添加して、約２０分間初期重合を行った。同じ温度で、残りの単量体乳化混合液と過硫酸ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）７０質量部を同時に滴下しながら、４時間重合反応を行った。
滴下終了後、さらに１時間、８０℃を保ったまま攪拌を持続して行った。その後、同じ温度で有機過酸化物と還元剤を用いて、未反応モノマーの重合を完結した。このようにして、合成樹脂Ｄを調製した。
・合成樹脂Ｅ：市販のエチレン／アクリル共重合樹脂エマルション（固形分濃度：６０質量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−５０℃）
合成樹脂Ａ〜Ｅのガラス転移温度は以下の手順で測定した。ガラス板上に合成樹脂エマルションを適量滴下し、６０℃で１６時間乾燥し、９．５〜１０．５ｍｇの乾燥塗膜を得た。示差走査熱量計（島津製作所社製、商品名：ＤＳＣ−５０）を用い、以下の測定条件でガラス転移温度を測定した。まず、室温から１５０℃に１０分間で昇温し、１５０℃を１０分間保持した。その後、計算で求められる各合成樹脂のＴｇよりも５０℃低い温度まで下げ、再度１５０℃まで１０分間で昇温した。この昇温の際に、１回目のＴｇの測定を行った。次に、１回目で測定したＴｇよりも５０℃低い温度まで降温した。この降温の際に２回目のＴｇの測定を行った。この２回目のＴｇの値を、各合成樹脂のガラス転移温度とした。
（２）アルミナセメント
・市販のアルミナセメントを準備した。このアルミナセメントの主な化学成分の質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が４８．５７質量％、ＣａＯが３９．４９質量％、ＳｉＯ２が４．５４質量％、Ｆｅ２Ｏ３が１．９７質量％であった。ブレーン比表面積は、３１６０ｃｍ２／ｇであった。なお、化学成分は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて測定し、ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。
・市販のアルミナセメントを準備した。このアルミナセメントの主な化学成分の質量割合は、Ａｌ２Ｏ３が４８．５７質量％、ＣａＯが３９．４９質量％、ＳｉＯ２が４．５４質量％、Ｆｅ２Ｏ３が１．９７質量％であった。ブレーン比表面積は、３１６０ｃｍ２／ｇであった。なお、化学成分は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて測定し、ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。
（３）細骨材
以下の粒度を有する珪砂を準備した。
・１００メッシュ（１５０μｍ）篩通過質量８０％以上、１４０メッシュ（１０６μｍ）篩通過質量４０％以上、７０メッシュ（２１２μｍ）篩通過質量９５％以上、２００メッシュ（７５μｍ）篩通過質量２０％以上
以下の粒度を有する珪砂を準備した。
・１００メッシュ（１５０μｍ）篩通過質量８０％以上、１４０メッシュ（１０６μｍ）篩通過質量４０％以上、７０メッシュ（２１２μｍ）篩通過質量９５％以上、２００メッシュ（７５μｍ）篩通過質量２０％以上
（４）消泡剤
・シリコーン系消泡剤（市販品）
・シリコーン系消泡剤（市販品）
上記原材料を表１及び表２に示す質量割合で配合し、配合Ｎｏ．１〜１４のポリマーセメント組成物を調製した。具体的には、得られた合成樹脂Ａ〜Ｅを、固形分換算で２５０ｇ計量し、合成樹脂エマルションを攪拌しながらアルミナセメント、細骨材及び消泡剤を表１及び表２に示す割合で添加し、３分間攪拌及び混合してポリマーセメント組成物を調製した。表１及び表２は、合成樹脂全体を１００質量部としたときの各原材料の質量部を示している。
調製したポリマーセメント組成物の評価を以下のとおり行った。
（１）酸素透過阻止性
ガラス板上にＰＥＴフィルム及び和紙を張り、その上に調製したポリマーセメント組成物をコテで所定量の半分の量ほど塗布して乾燥及び硬化により成膜させ、塗布層を得た。その後、その塗布層の上に残りのポリマーセメント組成物をコテで塗布した。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。
（１）酸素透過阻止性
ガラス板上にＰＥＴフィルム及び和紙を張り、その上に調製したポリマーセメント組成物をコテで所定量の半分の量ほど塗布して乾燥及び硬化により成膜させ、塗布層を得た。その後、その塗布層の上に残りのポリマーセメント組成物をコテで塗布した。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。
塗布後、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の条件下で１４日間養生して、ポリマーセメント硬化物を得た。
得られたポリマーセメント硬化物を直径１８ｍｍの円形に打ち抜き、試験体Ａを得た。製科研式フィルム酸素透過率計を用いて、以下の手順で試験体Ａの酸素透過量測定を行った。
（ｉ）試験体Ａの表面側を白金電極（陰極）に密着させた。
（ｉｉ）電極セルの中へ０．５Ｎ塩化カリウム溶液５ｍｌを入れた。
（ｉｉｉ）蒸留水を満たしたビーカーの中に、試験体Ａを密着させた白金電極を入れた。
（ｉｖ）蒸留水中に窒素ガスを２００ｍｌ／分で吹き込み、酸素ガスを完全に追い出し記録計電流値が安定した後、記録計のゼロ点を合わせた。
（ｖ）蒸留水中に酸素ガスを２００ｍｌ／分で吹き込み、酸素の透過量が一定となった時の電流値を読み取った。そして、下式を用いて酸素透過量Ｑ（ｍｇ／ｃｍ２・日）を算出した。算出結果は表３及び表４に示すとおりであった。
（ｉｉ）電極セルの中へ０．５Ｎ塩化カリウム溶液５ｍｌを入れた。
（ｉｉｉ）蒸留水を満たしたビーカーの中に、試験体Ａを密着させた白金電極を入れた。
（ｉｖ）蒸留水中に窒素ガスを２００ｍｌ／分で吹き込み、酸素ガスを完全に追い出し記録計電流値が安定した後、記録計のゼロ点を合わせた。
（ｖ）蒸留水中に酸素ガスを２００ｍｌ／分で吹き込み、酸素の透過量が一定となった時の電流値を読み取った。そして、下式を用いて酸素透過量Ｑ（ｍｇ／ｃｍ２・日）を算出した。算出結果は表３及び表４に示すとおりであった。
上式中、ｉ∞は測定電流値（μＡ）を示し、Ａは試験体Ａと密着する白金電極の面積（ｃｍ２）を示す。
（２）付着強さ
７０ｍｍ×７０ｍｍ×２０ｍｍのモルタル板に、調製したポリマーセメント組成物をコテで所定量の半分の量ほど塗布して乾燥及び硬化により成膜させた後、さらに残りの量をコテで塗布し、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の条件下で１４日間養生してポリマーセメント硬化物を得た。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。養生終了２日前に、ＪＩＳ Ａ６９１６：２０００「建築用下地調整塗材」の付着強さ試験に準拠して付着強さ用試験ジグを取付けた。このようにして得られたポリマーセメント硬化物を試験体Ｂとした。
７０ｍｍ×７０ｍｍ×２０ｍｍのモルタル板に、調製したポリマーセメント組成物をコテで所定量の半分の量ほど塗布して乾燥及び硬化により成膜させた後、さらに残りの量をコテで塗布し、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の条件下で１４日間養生してポリマーセメント硬化物を得た。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。養生終了２日前に、ＪＩＳ Ａ６９１６：２０００「建築用下地調整塗材」の付着強さ試験に準拠して付着強さ用試験ジグを取付けた。このようにして得られたポリマーセメント硬化物を試験体Ｂとした。
温度２３℃の条件で、精密万能材料試験機（(株)インテスコ製、商品名：２１０ＸＬＳ）を用いて引張速度２ｍｍ／分の条件で試験体Ｂの引張試験を行い、ＪＩＳ Ａ６９１６：２０００「建築用下地調整塗材」の付着強さ試験に準拠して付着強さを測定した。測定結果は表３及び表４に示すとおりであった。
（３）ひび割れ追従性
中央に切り込みを入れた厚さ１０ｍｍのモルタル板（４０ｍｍ×１２０ｍｍ）に、調製したポリマーセメント組成物をコテで表３及び表４の塗布量の半分を塗布して乾燥及び硬化により成膜させ、塗布層を形成した。その後、その塗布層の上に残りのポリマーセメント組成物をコテで塗布し、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の条件下で１４日間養生し、ポリマーセメント硬化物を得た。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。このようにして得られたポリマーセメント硬化物を試験体Ｃとした。
中央に切り込みを入れた厚さ１０ｍｍのモルタル板（４０ｍｍ×１２０ｍｍ）に、調製したポリマーセメント組成物をコテで表３及び表４の塗布量の半分を塗布して乾燥及び硬化により成膜させ、塗布層を形成した。その後、その塗布層の上に残りのポリマーセメント組成物をコテで塗布し、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の条件下で１４日間養生し、ポリマーセメント硬化物を得た。塗布量の合計量は、表３及び表４に示すとおりであった。このようにして得られたポリマーセメント硬化物を試験体Ｃとした。
ひび割れ追従性試験による伸びの測定は、精密万能材料試験機（(株)インテスコ製、商品名：２１０ＸＬＳ）を用い、測定温度−１０℃又は２３℃、及び、引張速度５ｍｍ／分の条件で試験体Ｃの引張試験を行い、最大荷重時の変位量を測定し、その変位量をひび割れ追従性とした。測定結果は表３及び表４に示すとおりであった。
表３には、塗布量が１．６ｋｇ／ｍ２である実施例及び比較例の結果を示した。表４には、塗布量が２．４ｋｇ／ｍ２である実施例及び比較例の結果を示している。表３の実施例１〜３は、いずれも酸素透過量が０．０５ｍｇ／ｃｍ２・日以下であり、優れた酸素透過阻止性を有していた。表３の実施例１〜３は、いずれも付着強さが１Ｎ／ｍｍ２以上であり、優れた付着性を有することが確認された。表３の実施例１〜３は、２３℃でのひび割れ追従性の評価が０．４ｍｍ以上、−２０℃でのひび割れ追従性の評価が０．３ｍｍ以上であり、優れたひび割れ追従性を有することが確認された。すなわち、実施例１〜３は、付着性、ひび割れ追従性及び酸素透過阻止性のいずれの特性にも優れていた。
表４には、塗布量が２．４ｋｇ／ｍ２である実施例及び比較例の結果を示した。表４の実施例４〜８は、いずれも酸素透過量が０．０３ｍｇ／ｃｍ２・日以下であり、優れた酸素透過阻止性を有していた。表４の実施例４〜８は、いずれも付着強さが１Ｎ／ｍｍ２以上であり、優れた付着性を有することが確認された。表４の実施例４〜８は、２３℃でのひび割れ追従性の評価が０．４ｍｍ以上、−２０℃でのひび割れ追従性の評価が０．３ｍｍ以上であり、優れたひび割れ追従性を有することが確認された。すなわち、実施例４〜８は、付着性、ひび割れ追従性及び酸素透過阻止性のいずれの特性にも優れていた。
本開示によれば、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント組成物が提供される。また、優れた付着性とひび割れ追従性を有しつつ、酸素透過阻止性にも優れるポリマーセメント硬化物が提供される。
Claims (11)
- セメント及び合成樹脂を含むポリマーセメント組成物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、
前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度が−４５〜−２０℃である、ポリマーセメント組成物。 - セメント及び合成樹脂を含むポリマーセメント組成物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、
前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記塩化ビニル系樹脂のガラス転移温度が−１５〜１０℃である、ポリマーセメント組成物。 - セメント及び合成樹脂を含むポリマーセメント組成物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、
前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記セメントがアルミナセメントを含有する、ポリマーセメント組成物。 - 前記スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度が−４５〜−２０℃である、請求項２又は３に記載のポリマーセメント組成物。
- 前記塩化ビニル系樹脂のガラス転移温度が−１５〜１０℃である、請求項３に記載のポリマーセメント組成物。
- 前記スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度が−４５〜−２０℃である、請求項５に記載のポリマーセメント組成物。
- 前記合成樹脂１００質量部に対して、前記セメントを２０〜１２０質量部含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマーセメント組成物。
- 前記塩化ビニル系樹脂がエチレン／塩化ビニル共重合樹脂を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマーセメント組成物。
- セメントの硬化物と、合成樹脂と、細骨材と、を含有するポリマーセメント硬化物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記スチレン／アクリル共重合樹脂のガラス転移温度が−４５〜−２０℃である、ポリマーセメント硬化物。 - セメントの硬化物と、合成樹脂と、細骨材と、を含有するポリマーセメント硬化物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記塩化ビニル系樹脂のガラス転移温度が−１５〜１０℃である、ポリマーセメント硬化物。 - セメントの硬化物と、合成樹脂と、細骨材と、を含有するポリマーセメント硬化物であって、
前記合成樹脂は、塩化ビニル系樹脂及びスチレン／アクリル共重合樹脂を含み、
前記合成樹脂全体に対し、前記塩化ビニル系樹脂の含有量が５５〜８５質量％、及び、前記スチレン／アクリル共重合樹脂の含有量が１５〜４５質量％であり、
前記セメントの硬化物がアルミナセメントの硬化物を含有する、ポリマーセメント硬化物。
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