JP7007964B2 - Polymer cement mortar composition and polymer cement mortar - Google Patents
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Description
本発明は、ポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルに関する。 The present invention relates to polymer cement mortar compositions and polymer cement mortars.
コンクリート構造物(例えば、鉄筋コンクリート(RC)床版又はボックスカルバートの中床版等の床版、壁、天井部)には、疲労、乾燥収縮等の要因によってひび割れが生じる。この種の劣化が進行したり、ひび割れがすり合わされたりすることによって、ひび割れ幅が大きくなると、劣化箇所から水、塩化物イオン等の劣化因子がコンクリート構造物内に侵入する。この結果、コンクリート構造物に埋没されている鉄筋が腐食する。コンクリート構造物のひび割れによる損傷を放置していると、最終的に内部の鉄筋が腐食して断面欠損し、構造物の安全性が保てなくなる。このため、劣化した箇所を除去した後、その凹部に補修材又は補強材を充填することが行われている。 Concrete structures (for example, floor slabs such as reinforced concrete (RC) floor slabs or box calvert mid-deck slabs, walls, and ceilings) are cracked due to factors such as fatigue and drying shrinkage. When the crack width becomes large due to the progress of this kind of deterioration or the rubbing of cracks, deterioration factors such as water and chloride ions invade the concrete structure from the deteriorated part. As a result, the reinforcing bars buried in the concrete structure are corroded. If the damage caused by cracks in the concrete structure is left unattended, the reinforcing bars inside will eventually corrode and the cross section will be damaged, making it impossible to maintain the safety of the structure. Therefore, after removing the deteriorated portion, the recess is filled with a repair material or a reinforcing material.
上記補修材又は補強材として、ポリマーセメントモルタルが提案されている。しかしながら、既設コンクリートとポリマーセメントモルタルの硬化体との(静)弾性係数の差が大きい場合、繰り返しの荷重による疲労により、既設コンクリートと補修材との境界面にせん断力が生じ、境界面から再劣化が生じる場合があった。 Polymer cement mortar has been proposed as the above-mentioned repair material or reinforcing material. However, when the difference in (static) elastic modulus between the existing concrete and the hardened body of the polymer cement mortar is large, shearing force is generated at the boundary surface between the existing concrete and the repair material due to fatigue due to repeated loading, and the boundary surface is regenerated. Deterioration may occur.
特許文献1には、樹脂/セメント質量比により弾性係数を調節したタイル張付け用モルタル混練物が提案されている。特許文献2には、ゴム粉を含有した急硬性弾性組成物が提案されている。 Patent Document 1 proposes a mortar kneaded product for tile attachment in which the elastic modulus is adjusted by the resin / cement mass ratio. Patent Document 2 proposes a rapid-hardening elastic composition containing rubber powder.
しかしながら、特許文献1に記載のタイル張付け用モルタル混練物は、タイル張付け用であるため流動性が求められておらず、特許文献2に記載の急硬性弾性組成物は強度発現性が優れないという課題があった。 However, since the mortar kneaded product for tile attachment described in Patent Document 1 is for tile attachment, fluidity is not required, and the rapid-hardening elastic composition described in Patent Document 2 is not excellent in strength development. There was a challenge.
従って、本発明は、流動性に優れ、硬化時に強度発現性が良好であり且つ静弾性係数が小さいポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a polymer cement mortar composition and a polymer cement mortar having excellent fluidity, good strength development at the time of curing, and a small static elastic modulus.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、アルカリ金属炭酸塩を用い、細骨材及びゴム粉末の割合を調整することで、流動性に優れ、硬化時に強度発現性が良好であり且つ静弾性係数が小さいポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルが得られることを見出した。 As a result of diligent studies on the above-mentioned problems, the present inventors have excellent fluidity and good strength development at the time of curing by adjusting the ratio of the fine aggregate and the rubber powder by using the alkali metal carbonate. It has been found that a polymer cement mortar composition and a polymer cement mortar having a small static elasticity coefficient can be obtained.
すなわち、本発明は、以下の[1]~[5]で示される。
[1]セメントと、アルカリ金属炭酸塩と、セメント用ポリマーと、細骨材と、ゴム粉末とを含み、細骨材及びゴム粉末の合計の質量に対するゴム粉末の質量割合([ゴム粉末の質量]/[細骨材の質量+ゴム粉末の質量])が0.08~0.32である、ポリマーセメントモルタル組成物。
[2]細骨材及びゴム粉末の合計の含有量が、セメント100質量部に対し、60~250質量部である、[1]に記載のポリマーセメントモルタル組成物。
[3]セメント用ポリマーの含有量が、セメント100質量部に対し、固形分換算で8~38質量部である、[1]又は[2]に記載のポリマーセメントモルタル組成物。
[4]細骨材及びゴム粉末を混合した骨材混合物の粒度は、骨材混合物の質量に対し、粒径が0.6mm以下である粒子の質量割合が40質量%以下である、[1]~[3]のいずれかに記載のポリマーセメントモルタル組成物。
[5][1]~[4]のいずれかに記載のポリマーセメントモルタル組成物と、水とを含み、水の含有量が、セメント100質量部に対し、22~55質量部である、ポリマーセメントモルタル。
That is, the present invention is shown by the following [1] to [5].
[1] The mass ratio of the rubber powder to the total mass of the fine aggregate and the rubber powder, which includes cement, an alkali metal carbonate, a polymer for cement, a fine aggregate and a rubber powder ([mass of rubber powder]. ] / [Mass of fine aggregate + mass of rubber powder]) is 0.08 to 0.32, a polymer cement mortar composition.
[2] The polymer cement mortar composition according to [1], wherein the total content of the fine aggregate and the rubber powder is 60 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement.
[3] The polymer cement mortar composition according to [1] or [2], wherein the content of the polymer for cement is 8 to 38 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of cement.
[4] The particle size of the aggregate mixture in which the fine aggregate and the rubber powder are mixed is such that the mass ratio of the particles having a particle size of 0.6 mm or less to the mass of the aggregate mixture is 40% by mass or less [1]. ]-[3]. The polymer cement mortar composition according to any one of.
[5] A polymer containing the polymer cement mortar composition according to any one of [1] to [4] and water, and the content of water is 22 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. Cement mortar.
本発明によれば、流動性に優れ、硬化時に強度発現性が良好であり且つ静弾性係数が小さいポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polymer cement mortar composition and a polymer cement mortar having excellent fluidity, good strength development at the time of curing, and a small static elastic modulus.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物は、セメントと、アルカリ金属炭酸塩と、セメント用ポリマーと、細骨材と、ゴム粉末とを含む。 The polymer cement mortar composition of the present embodiment contains cement, an alkali metal carbonate, a polymer for cement, a fine aggregate, and a rubber powder.
セメントは、種々のものを使用することができ、例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、速硬性セメント等が挙げられる。セメントは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 Various cements can be used, and examples thereof include various Portland cements such as ordinary, early-strength, ultra-fast-strength, low-heat and moderate heat, eco-cement, and quick-hardening cement. As the cement, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
セメントは、早期におけるより良好な強度発現性の観点から、速硬性セメントが好ましい。速硬性セメントは、カルシウムアルミネート類を有効成分として含有するものが好ましく、11CaO・7Al2O3・CaX2(Xはハロゲン原子を示す)又は3CaO・3Al2O3・CaSO4(アウイン)を有効成分として含有するものがより好ましい。11CaO・7Al2O3・CaX2は、いわゆるカルシウムアルミネートハロゲン化物系セメントである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。また、アウインは、カルシウムサルホアルミネート系セメント(アウイン系セメント)とも称されるものである。これらは超速硬性セメントと呼ばれるものであり、商品名ジェットセメント又はスーパージェットセメントとして市販されている。速硬性セメントとしては、アウイン系セメントが最も好ましい。
また、カルシウムアルミネート類としては、この他にもCaOをC、Al2O3をA、Fe2O3をFで表示した場合、C3A、C2A、C12A7、CA、CA2等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、C4AF等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、アルミナセメント、並びにこれらにSiO2、K2O、Fe2O3、TiO2等が固溶又は化合したもの等が含まれる。カルシウムアルミネート類は結晶質又は非晶質のいずれであってもよいし、結晶質及び非晶質の混合体のようなものでもよい。これらのカルシウムアルミネート類と石膏等の無機塩類とを配合して調製された速硬性混和材を、ポルトランドセメントに添加したものも速硬性セメントとして用いることができる。
As the cement, a fast-curing cement is preferable from the viewpoint of better strength development at an early stage. The fast-curing cement preferably contains calcium sulfates as an active ingredient, and contains 11CaO / 7Al 2O 3 / CaX 2 (X indicates a halogen atom) or 3CaO / 3Al 2 O 3 / CaSO 4 (auyne). Those contained as an active ingredient are more preferable. 11CaO・ 7Al 2O3・ CaX 2 is a so-called calcium aluminate halide-based cement. As the halogen atom, a fluorine atom is preferable. Hauyne is also referred to as calcium sulfoluminate-based cement (auyne-based cement). These are called ultrafast-hardening cements and are commercially available under the trade name Jet Cement or Super Jet Cement. As the quick-hardening cement, hauyne-based cement is most preferable.
In addition, as calcium aluminates, when CaO is indicated by C, Al 2 O 3 is indicated by A, and Fe 2 O 3 is indicated by F, C 3 A, C 2 A, C 12 A 7 , CA, Calcium aluminate having a mineral composition labeled as CA 2 etc., calcium aluminoferrite labeled as C 4 AF etc., alumina cement, and SiO 2 , K 2 O, Fe 2 O 3 , TIO 2 etc. are solidified thereto. It includes those that have been melted or combined. The calcium aluminates may be either crystalline or amorphous, or may be such as a mixture of crystalline and amorphous. A quick-hardening admixture prepared by blending these calcium aluminates and an inorganic salt such as gypsum, which is added to Portland cement, can also be used as the quick-hardening cement.
アルカリ金属炭酸塩は、アルカリ金属(水素原子を除く周期表第一族元素)の炭酸塩又は過炭酸塩であれば特に限定されるものではない。アルカリ金属炭酸塩としては、強度発現性を更に促進させるという観点から、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましい。アルカリ金属炭酸塩は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The alkali metal carbonate is not particularly limited as long as it is a carbonate or percarbonate of an alkali metal (element of the first group of the periodic table excluding hydrogen atom). As the alkali metal carbonate, lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate are preferable from the viewpoint of further promoting the strength development. The alkali metal carbonate may be used alone or in combination of two or more.
アルカリ金属炭酸塩の含有量は、セメント100質量部に対し、0.3~3質量部であることが好ましく、0.5~2質量部であることがより好ましく、0.6~1.5質量部であることが最も好ましい。アルカリ金属炭酸塩の含有量が上記範囲内であれば、より一層強度発現性に優れる傾向にある。 The content of the alkali metal carbonate is preferably 0.3 to 3 parts by mass, more preferably 0.5 to 2 parts by mass, and 0.6 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. Most preferably, it is by mass. When the content of the alkali metal carbonate is within the above range, the strength development tends to be further excellent.
セメント用ポリマーは、JIS A 6203:2015「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂」に規定されるポリマーが好ましい。このようなセメント用ポリマーとしては、ポリマーディスパージョン、再乳化形粉末樹脂等が挙げられる。ポリマーディスパージョンとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の合成ゴム系;天然ゴム系;ゴムアスファルト系;エチレン酢酸ビニル系;アクリル酸エステル系;樹脂アスファルト系等が挙げられる。ポリマーディスパージョンは、中でも、合成ゴム系、エチレン酢酸ビニル系及びアクリル酸エステル系が好ましく、具体的には、合成ゴムラテックス、ポリアクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニルがより好ましい。再乳化形粉末樹脂としては、スチレンブタジエンゴム等の合成ゴム系;アクリル酸エステル系;エチレン酢酸ビニル系;酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル;酢酸ビニル/バーサチック酸ビニル/アクリル酸エステル等が挙げられる。セメント用ポリマーとしては、ポリマーディスパージョンを用いてもよく、再乳化形粉末樹脂を用いてもよく、ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂を併用してもよい。
セメント用ポリマーの中でも、コンクリートとの接着性がより向上するという観点から、スチレンブタジエンゴムのポリマーディスパージョン及び/又は再乳化粉末樹脂が好ましい。スチレンブタジエンゴムは、スチレン及びブタジエンを共重合した合成ゴムの一種であり、スチレン含有量や加硫量により品質を適宜調整することができる。セメント混和用としては、結合スチレン量が50~70質量%のものが多く、安定性や接着性を向上させて使用されている。セメント用ポリマーは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。
The polymer for cement is preferably the polymer specified in JIS A 6203: 2015 “Polymer dispersion for cement admixture and re-emulsified powder resin”. Examples of such a polymer for cement include polymer dispersions and re-emulsified powder resins. Examples of the polymer dispersion include synthetic rubber type such as styrene-butadiene rubber (SBR); natural rubber type; rubber asphalt type; ethylene vinyl acetate type; acrylic acid ester type; resin asphalt type and the like. Among the polymer dispersions, synthetic rubber-based, ethylene-vinyl acetate-based and acrylic acid ester-based are preferable, and specifically, synthetic rubber latex, polyacrylic acid ester and ethylene vinyl acetate are more preferable. Examples of the re-emulsified powder resin include synthetic rubber such as styrene-butadiene rubber; acrylic acid ester type; ethylene vinyl acetate type; vinyl acetate / versatic acid vinyl ester; vinyl acetate / versatic acid vinyl / acrylic acid ester and the like. As the polymer for cement, a polymer dispersion may be used, a re-emulsified powder resin may be used, or the polymer dispersion and the re-emulsified powder resin may be used in combination.
Among the polymers for cement, polymer dispersion of styrene-butadiene rubber and / or re-emulsified powder resin is preferable from the viewpoint of further improving the adhesiveness to concrete. Styrene-butadiene rubber is a kind of synthetic rubber obtained by copolymerizing styrene and butadiene, and its quality can be appropriately adjusted depending on the styrene content and the vulcanization amount. For cement admixture, the amount of bonded styrene is often 50 to 70% by mass, and it is used with improved stability and adhesiveness. As the cement polymer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
セメント用ポリマーの含有量は、セメント100質量部に対し、固形分換算で8~38質量部であることが好ましく、12~35質量部であることがより好ましく、15~30質量部であることが最も好ましい。セメント用ポリマーの含有量が上記範囲内であれば、より良好な流動性及び強度発現性が得られやすく、静弾性係数も小さくなる傾向にある。 The content of the polymer for cement is preferably 8 to 38 parts by mass, more preferably 12 to 35 parts by mass, and 15 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. Is the most preferable. When the content of the cement polymer is within the above range, better fluidity and strength development are likely to be obtained, and the static elastic modulus tends to be small.
細骨材としては、例えば、川砂、珪砂、砕砂、寒水石、石灰石砂、スラグ骨材等が挙げられる。細骨材は、これらの中から、微細な粉や粗い骨材を含まない粒度に調整した珪砂、石灰石等の骨材を用いることが好ましい。細骨材は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。細骨材は、通常用いられる粒径5mm以下のもの(5mmふるい通過分)を使用するのが好ましい。 Examples of the fine aggregate include river sand, silica sand, crushed sand, cold water stone, limestone sand, slag aggregate and the like. As the fine aggregate, it is preferable to use an aggregate such as silica sand or limestone whose particle size is adjusted so as not to contain fine powder or coarse aggregate. As the fine aggregate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the fine aggregate, it is preferable to use a normally used material having a particle size of 5 mm or less (for passing through a 5 mm sieve).
細骨材の粒度は特に限定されるものではなく、必要とする細骨材の粒度の範囲内で調整することができる。細骨材は、JIS A 1102:2014「骨材のふるい分け試験方法」により規定される粗粒率からその粒度を考慮することができる。モルタル時において、より良好な流動性が得られやすく、ブリーディングを抑制しやすいという観点から、細骨材の粗粒率は、1~4であることが好ましく、1.5~3.8であることがより好ましく、2~3.5であることが最も好ましい。 The particle size of the fine aggregate is not particularly limited, and can be adjusted within the range of the required particle size of the fine aggregate. The particle size of the fine aggregate can be taken into consideration from the coarse grain ratio specified by JIS A 1102: 2014 “Aggregate Sifting Test Method”. From the viewpoint that better fluidity can be easily obtained and bleeding can be easily suppressed at the time of mortar, the coarse grain ratio of the fine aggregate is preferably 1 to 4, preferably 1.5 to 3.8. It is more preferable, and it is most preferably 2 to 3.5.
細骨材の含有量は、後述する細骨材及びゴム粉末の質量割合の範囲内で適宜調整することができる。細骨材の含有量は、セメント100質量部に対し、35~280質量部であることが好ましく、40~250質量部であることがより好ましく、45~200質量部であることが最も好ましい。細骨材の含有量が上記範囲内であれば、モルタル時において、柔らかすぎず硬すぎない、より適切な流動性が得られやすい。 The content of the fine aggregate can be appropriately adjusted within the range of the mass ratio of the fine aggregate and the rubber powder described later. The content of the fine aggregate is preferably 35 to 280 parts by mass, more preferably 40 to 250 parts by mass, and most preferably 45 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. When the content of the fine aggregate is within the above range, it is easy to obtain more appropriate fluidity that is neither too soft nor too hard at the time of mortar.
ゴム粉末としては、その材質が特に限定されるものではなく、例えば、JIS K 6397:2005「原料ゴム及びラテックスの略号」に規定される天然ゴム及び合成ゴムが挙げられる。ゴム粉末としては、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のRグループに分類されるゴムが好ましく、ブチルゴムがより好ましい。ゴム粉末は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。本明細書において、「ゴム粉末」とは水に不溶な樹脂であり、上記セメント用ポリマーで用いられる再乳化形粉末樹脂とは異なるものである。 The material of the rubber powder is not particularly limited, and examples thereof include natural rubber and synthetic rubber specified in JIS K 6397: 2005 “Abbreviations for raw rubber and latex”. As the rubber powder, rubber classified into the R group such as natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), butyl rubber (IIR), isoprene rubber (IR), and styrene butadiene rubber (SBR) is preferable, and butyl rubber is more preferable. .. As the rubber powder, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. In the present specification, the "rubber powder" is a water-insoluble resin, which is different from the re-emulsified powder resin used in the above-mentioned cement polymer.
ゴム粉末の粒度は特に限定されるものではなく、必要とするゴム粉末の粒度の範囲内で調整することができる。ゴム粉末は、JIS A 1102:2014「骨材のふるい分け試験方法」により規定される粗粒率と同様の方法から、その粒度を考慮することができる。モルタル時において、より良好な流動性が得られやすく、ブリーディングを抑制しやすいという観点から、ゴム粉末の粗粒率は、1~4であることが好ましく、1.5~3.8であることがより好ましく、2~3.5であることが更に好ましい。 The particle size of the rubber powder is not particularly limited, and can be adjusted within the range of the required particle size of the rubber powder. The grain size of the rubber powder can be taken into consideration from the same method as the coarse grain ratio specified by JIS A 1102: 2014 “Aggregate Sifting Test Method”. At the time of mortar, the coarse grain ratio of the rubber powder is preferably 1 to 4, preferably 1.5 to 3.8, from the viewpoint that better fluidity can be easily obtained and bleeding can be easily suppressed. Is more preferable, and 2 to 3.5 is even more preferable.
ゴム粉末の含有量は、後述する細骨材及びゴム粉末の質量割合の範囲内で適宜調整することができる。ゴム粉末の含有量は、セメント100質量部に対し、3~80質量部であることが好ましく、5~45質量部であることがより好ましく、7~40質量部であることが更により好ましく、10~34質量部であることが最も好ましい。ゴム粉末の含有量が上記範囲内であれば、モルタル時の流動性がより良好になりやすく、静弾性係数も小さくなる傾向にある。 The content of the rubber powder can be appropriately adjusted within the range of the mass ratio of the fine aggregate and the rubber powder described later. The content of the rubber powder is preferably 3 to 80 parts by mass, more preferably 5 to 45 parts by mass, and even more preferably 7 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. Most preferably, it is 10 to 34 parts by mass. When the content of the rubber powder is within the above range, the fluidity at the time of mortar tends to be better and the electrostatic modulus tends to be smaller.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物において、細骨材及びゴム粉末の合計の質量に対するゴム粉末の質量割合([ゴム粉末の質量]/[細骨材の質量+ゴム粉末の質量])は0.08~0.32である。細骨材及びゴム粉末の合計の質量に対するゴム粉末の質量割合が上記範囲外であると、良好な流動性及び強度発現性、並びに小さい静弾性係数を達成することができない。良好な流動性が得られやすく、静弾性係数をより小さくしやすいという観点から、細骨材及びゴム粉末の合計の質量に対するゴム粉末の質量割合は、0.09~0.32であることが好ましく、0.10~0.30であることがより好ましい。 In the polymer cement mortar composition of the present embodiment, the mass ratio of the rubber powder to the total mass of the fine aggregate and the rubber powder ([mass of the rubber powder] / [mass of the fine aggregate + mass of the rubber powder]) is 0. It is .08 to 0.32. If the mass ratio of the rubber powder to the total mass of the fine aggregate and the rubber powder is out of the above range, good fluidity and strength development, and a small static elastic modulus cannot be achieved. The mass ratio of the rubber powder to the total mass of the fine aggregate and the rubber powder may be 0.09 to 0.32 from the viewpoint that good fluidity can be easily obtained and the static elastic modulus can be easily reduced. It is preferably 0.10 to 0.30, and more preferably 0.10 to 0.30.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物において、細骨材及びゴム粉末の合計の含有量は、セメント100質量部に対し、60~250質量部であることが好ましく、65~225質量部であることがより好ましく、70~200質量部であることが最も好ましい。細骨材及びゴム粉末の合計の含有量が上記範囲内であれば、良好な流動性が得られやすく、静弾性係数をより小さくしやすい。 In the polymer cement mortar composition of the present embodiment, the total content of the fine aggregate and the rubber powder is preferably 60 to 250 parts by mass and 65 to 225 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. Is more preferable, and 70 to 200 parts by mass is most preferable. When the total content of the fine aggregate and the rubber powder is within the above range, good fluidity can be easily obtained and the static elastic modulus can be easily reduced.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物において、細骨材及びゴム粉末を混合した骨材混合物の粒度は、骨材混合物の質量に対し、粒径が0.6mm以下である粒子の質量割合が40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが最も好ましい。粒径が0.6mm以下である粒子の質量割合が上記範囲内であれば、モルタル時により良好な流動性が得られやすい。
本明細書において、上記骨材混合物の粒度は、骨材混合物全量をふるい分けし、0.6mmふるいの通過分を粒径が0.6mm以下である粒子とする。
In the polymer cement mortar composition of the present embodiment, the particle size of the aggregate mixture obtained by mixing the fine aggregate and the rubber powder is such that the mass ratio of the particles having a particle size of 0.6 mm or less to the mass of the aggregate mixture is 40. It is preferably 1% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and most preferably 30% by mass or less. When the mass ratio of the particles having a particle size of 0.6 mm or less is within the above range, better fluidity can be easily obtained at the time of mortar.
In the present specification, the particle size of the aggregate mixture is determined by sieving the entire amount of the aggregate mixture, and the particles passed through the 0.6 mm sieve are particles having a particle size of 0.6 mm or less.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物は、減水剤を含んでもよい。減水剤は、高性能減水剤、高性能AE減水剤、AE減水剤及び流動化剤を含む。このような減水剤としては、JIS A 6204:2011「コンクリート用化学混和剤」に規定される減水剤が挙げられる。減水剤としては、例えば、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤、アクリル系減水剤が挙げられる。これらの中では、ナフタレンスルホン酸系減水剤が好ましい。減水剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The polymer cement mortar composition of the present embodiment may contain a water reducing agent. The water reducing agent includes a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, an AE water reducing agent and a fluidizing agent. Examples of such a water reducing agent include water reducing agents specified in JIS A 6204: 2011 “Chemical admixture for concrete”. Examples of the water reducing agent include a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, a lignin sulfonic acid-based water reducing agent, a melamine-based water reducing agent, and an acrylic water-reducing agent. Among these, a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is preferable. As the water reducing agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
減水剤の含有量は、セメント100質量部に対し、0.3~5質量部であることが好ましく、0.5~3質量部であることがより好ましく、0.7~2質量部であることが最も好ましい。減水剤の含有量が上記範囲内であれば、モルタルとした際により良好な流動性が得られやすく、硬化時の強度発現性もより向上しやすい。 The content of the water reducing agent is preferably 0.3 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 3 parts by mass, and 0.7 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. Is most preferable. When the content of the water reducing agent is within the above range, better fluidity can be easily obtained when the mortar is used, and strength development at the time of curing is also likely to be improved.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物は、凝結遅延剤を含んでもよい。凝結遅延剤を含むことで、ポリマーセメントモルタルの練り上り温度が高くなる夏場等においても、可使時間を確保しやすい。凝結遅延剤としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、酒石酸等の有機酸又はその塩;ホウ酸、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、リン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩等の無機塩;糖類が挙げられる。これらの中でも、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩及びアルカリ金属炭酸塩が好ましい。凝結遅延剤は、粉体であってもよく、液状体(例えば、水溶液、エマルジョン、懸濁液の形態)であってもよい。凝結遅延剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The polymer cement mortar composition of the present embodiment may contain a setting retarder. By containing the setting retarder, it is easy to secure the pot life even in the summer when the kneading temperature of the polymer cement mortar is high. Examples of the setting retarder include organic acids such as citric acid, gluconic acid, malic acid and tartrate or salts thereof; borates such as boric acid and sodium borate, phosphates, alkali metal carbonates and alkali metal weights. Inorganic salts such as carbonates; saccharides and the like. Among these, citric acid, citrate, tartaric acid, tartaric acid and alkali metal carbonate are preferable. The setting retarder may be a powder or a liquid (for example, in the form of an aqueous solution, an emulsion or a suspension). As the condensation retarder, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
凝結遅延剤の含有量は、セメント100質量部に対し、0.1~5質量部であることが好ましく、0.2~3質量部であることがより好ましく、0.3~1質量部であることが更に好ましい。凝結遅延剤の含有量が上記範囲内であれば、可使時間を更に確保しやすく、初期強度発現性が低下しにくい傾向にある。 The content of the setting retarder is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass, and 0.3 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. It is more preferable to have. When the content of the setting retarder is within the above range, it is easy to secure the pot life, and the initial strength development tends to be difficult to decrease.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で各種混和剤(材)を配合してもよい。混和剤(材)としては、例えば、消泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、撥水剤、白華防止剤、繊維が挙げられる。 Various admixtures (materials) may be added to the polymer cement mortar composition of the present embodiment as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the admixture (material) include defoaming agents, waterproofing agents, rust preventives, shrinkage reducing agents, thickeners, water retaining agents, pigments, water repellents, efflorescence inhibitors, and fibers.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物は、通常用いられる混練器具により上記した各成分を混合することで調製でき、その器具は特に限定されるものではない。混練器具としては、例えば、モルタルミキサ、ハンドミキサ、傾胴ミキサ、2軸ミキサ等が挙げられる。 The polymer cement mortar composition of the present embodiment can be prepared by mixing each of the above-mentioned components with a commonly used kneading device, and the device is not particularly limited. Examples of the kneading device include a mortar mixer, a hand mixer, a tilting mixer, a twin-screw mixer, and the like.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物は、水と混合してポリマーセメントモルタルとして調製することができ、その水の含有量は用途に応じて適宜調整すればよい。水の含有量は、セメント100質量部に対し、22~55質量部であることが好ましく、25~50質量部であることがより好ましく、25~45質量部であることが最も好ましい。水の含有量が上記範囲内であれば、より流動性を確保しやすく、材料分離の発生、硬化体の収縮の増加及び初期強度発現性の低下を抑制しやすく、静弾性係数も小さくなる傾向にある。 The polymer cement mortar composition of the present embodiment can be mixed with water to prepare a polymer cement mortar, and the content of the water may be appropriately adjusted according to the intended use. The water content is preferably 22 to 55 parts by mass, more preferably 25 to 50 parts by mass, and most preferably 25 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. When the water content is within the above range, it is easier to secure fluidity, it is easier to suppress the occurrence of material separation, the increase in shrinkage of the cured product, and the decrease in the initial strength development, and the static elastic modulus tends to be smaller. It is in.
本実施形態のポリマーセメントモルタルの調製は、通常のポリマーセメントモルタルと同様の混練器具を使用することができ、特に限定されるものではない。混練器具としては、例えば上述したものを用いることができる。 The preparation of the polymer cement mortar of the present embodiment can use the same kneading equipment as the ordinary polymer cement mortar, and is not particularly limited. As the kneading tool, for example, the above-mentioned one can be used.
本実施形態のポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルは、流動性に優れ、硬化時に強度発現性が良好であり静弾性係数が小さいものとなる。そのため、このようなポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタルは、例えば、コンクリート構造体、鋼・コンクリート複合構造体、道路等の補修・補強材料として使用できることに加え、更に、グラウトのように狭い間隙や空洞等への補修・補強・充填材料としての間隙充填用モルタルとしても使用できる。本実施形態のポリマーセメントモルタルの使用方法は適宜選択することができ、例えば、凹部にコテで充填する方法、充填後にバイブレーター等で均した後にコテで仕上げる方法、補修箇所に吹付ける方法、間隙部に流し込み充填する方法等が選択できる。 The polymer cement mortar composition and the polymer cement mortar of the present embodiment have excellent fluidity, good strength development at the time of curing, and a small static elastic modulus. Therefore, such a polymer cement mortar composition and a polymer cement mortar can be used, for example, as a repair / reinforcing material for concrete structures, steel / concrete composite structures, roads, etc., and further, narrow gaps such as grout. It can also be used as a mortar for filling gaps as a material for repairing, reinforcing, and filling cavities. The method of using the polymer cement mortar of the present embodiment can be appropriately selected. For example, a method of filling the recess with a trowel, a method of smoothing the recess with a vibrator and then finishing with a trowel, a method of spraying on a repaired portion, and a gap portion. You can select the method of pouring and filling in.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、No.7、10及び14のポリマーセメントモルタル組成物は、参考例とする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, No. The polymer cement mortar compositions of 7, 10 and 14 are used as reference examples.
実施例で用いる材料と略称は以下のとおりである。細骨材及びゴム粉末の粒度を表1に示す。
C:速硬性セメント
S:細骨材(珪砂)
G:ゴム粉末(ブチルゴム)
A:炭酸リチウム
P:セメント用ポリマー(SBRエマルジョン)
W:上水道
The materials and abbreviations used in the examples are as follows. Table 1 shows the particle sizes of the fine aggregate and rubber powder.
C: Fast-hardening cement S: Fine aggregate (quartz sand)
G: Rubber powder (butyl rubber)
A: Lithium carbonate P: Polymer for cement (SBR emulsion)
W: Water supply
[ポリマーセメントモルタル組成物の配合設計]
セメント100質量部に対して、炭酸リチウム、細骨材、ゴム粉末及びセメント用ポリマー(固形分換算)を表2に示す量とし、減水剤(ナフタレンスルホン酸系減水剤)を0.9質量部とし、凝結遅延剤(クエン酸)を0.3質量部として配合設計した。
[Compound design of polymer cement mortar composition]
Lithium carbonate, fine aggregate, rubber powder and cement polymer (in terms of solid content) are used in the amounts shown in Table 2 with respect to 100 parts by mass of cement, and 0.9 parts by mass of a water reducing agent (naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent) is used. The setting was made by blending and designing a setting retarder (citric acid) in an amount of 0.3 parts by mass.
[ポリマーセメントモルタルの作製]
20℃環境下において、セメント用ポリマー(ポリマーディスパージョン)を10Lの円筒容器に添加し、表2で配合設計したポリマーセメントモルタル組成物の各材料及び水を添加し、ハンドミキサで90秒混練してポリマーセメントモルタルを約3L作製した。
[Making polymer cement mortar]
In a 20 ° C environment, a polymer for cement (polymer dispersion) is added to a 10 L cylindrical container, each material and water of the polymer cement mortar composition formulated and designed in Table 2 are added, and the mixture is kneaded with a hand mixer for 90 seconds. About 3 L of polymer cement mortar was prepared.
[評価方法]
各項目については、以下の方法で評価した。評価結果を表3に示す。
・コンシステンシー
JIS R 5201:2015「セメントの物理試験方法」12.フロー試験に準じて、20℃環境下でポリマーセメントモルタルのフロー値(0打)を測定し、これをコンシステンシーとして評価した。
・圧縮強度
土木学会基準JSCE-G 505-2010「円柱供試体を用いたモルタル又はセメントペーストの圧縮強度試験方法(案)」に準じて、材齢1日及び28日におけるポリマーセメントモルタル硬化体の圧縮強度を測定した。供試体の寸法は、直径50mm、高さ100mmとした。養生は常に20℃の恒温槽内で行った。
・静弾性係数
JIS A 1149:2010「コンクリートの静弾性係数試験方法」に準じて、材齢28日における静弾性係数を測定した。供試体の寸法は、直径100mm、高さ200mmとした。供試体は調製翌日に脱型した後、材齢日まで気中で養生した。養生は常に20℃の恒温槽内で行った。
[Evaluation methods]
Each item was evaluated by the following method. The evaluation results are shown in Table 3.
-Consistency JIS R 5201: 2015 "Physical test method for cement" 12. According to the flow test, the flow value (0 strokes) of the polymer cement mortar was measured in an environment of 20 ° C., and this was evaluated as consistency.
-Compressive strength According to the JSCE standard JSCE-G 505-2010 "Compressive strength test method for mortar or cement paste using columnar specimens (draft)", polymer cement mortar cured products at ages 1 and 28 days. The compressive strength was measured. The dimensions of the specimen were 50 mm in diameter and 100 mm in height. Curing was always performed in a constant temperature bath at 20 ° C.
-Static elastic modulus The static elastic modulus at 28 days of age was measured according to JIS A 1149: 2010 "Test method for static elastic modulus of concrete". The dimensions of the specimen were 100 mm in diameter and 200 mm in height. The specimen was demolded the day after preparation and then cured in the air until the age of the material. Curing was always performed in a constant temperature bath at 20 ° C.
Claims (6)
前記セメント用ポリマーが、JIS A 6203:2015「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂」に規定されるポリマーであり、
前記ゴム粉末の粗粒率が、1~4であり、
前記セメント用ポリマーの含有量が、前記セメント100質量部に対し、固形分換算で15~38質量部であり、
前記細骨材及び前記ゴム粉末の合計の含有量が、前記セメント100質量部に対し、60~250質量部であり、
前記細骨材及び前記ゴム粉末の合計の質量に対する前記ゴム粉末の質量割合([ゴム粉末の質量]/[細骨材の質量+ゴム粉末の質量])が0.12超~0.32である、ポリマーセメントモルタル組成物。 Containing cement, alkali metal carbonates, polymers for cement, fine aggregates, and rubber powder,
The polymer for cement is a polymer specified in JIS A 6203: 2015 "Polymer Dispersion for Cement Mixing and Reemulsified Powder Resin".
The coarse grain ratio of the rubber powder is 1 to 4, and the rubber powder has a coarse grain ratio of 1 to 4.
The content of the polymer for cement is 15 to 38 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the cement.
The total content of the fine aggregate and the rubber powder is 60 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement.
The mass ratio of the rubber powder to the total mass of the fine aggregate and the rubber powder ([mass of rubber powder] / [mass of fine aggregate + mass of rubber powder]) is 0. Polymer cement mortar composition of more than 12 to 0.32.
前記水の含有量が、前記セメント100質量部に対し、22~55質量部である、ポリマーセメントモルタル。 The polymer cement mortar composition according to any one of claims 1 to 5 and water are included.
A polymer cement mortar having a water content of 22 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement.
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