JP7130291B1 - 水硬性組成物およびその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
・白色やパステル色系の明度の高い仕上げは難しい。
・硬化収縮によるひび割れしやすい。
・施工後炭酸ガスの接触により白華現象を生じやすい。
・加熱工程が必要であり、建築現場で硬化前の材料を塗布して硬化させることは出来ない。
・強度も乏しく、床面への適用は困難。
・含有する塩化マグネシウムの影響により、金属製の建築資材を酸化腐食させることがある。
(1)酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、半水石膏、ケイ酸塩化合物を含有することを特徴とする水硬性組成物。
(2)上記水硬性組成物と水を混練した混練物を硬化させて得られる硬化体。
(3)上記水硬性組成物と水を混練した混練物を型枠に流し込んだ後、硬化させて得られる成形体。
(4)上記水硬性組成物と水を混練した混練物を床面に塗布した後、硬化させることを特徴とする床の施工方法。
(5)上記水硬性組成物と水を混練した混練物を壁面に塗布した後、硬化させることを特徴とする壁の施工方法。
(6)上記水硬性組成物と水を混練した混練物を型枠に流し込んだ後、硬化させることを特徴とする成形体の製造方法。
(7)上記成形体を床面に貼り付けることを特徴とする床の施工方法。
(8)上記成形体を壁面に貼り付けることを特徴とする壁の施工方法。
・白色やパステル色系の明度の高い仕上げが出来る。
従来のポルトランドセメントやアルミナセメントを使用した材料は、それ自体が灰色を呈していることから、この配合物に白顔料を混合しても純白色や明度の高いパステル色にすることは出来ない。一方、本発明品は、主原料である酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、半水石膏は、全て明度の高い白色物である。実際に床仕上げ材などの製品にする際に、これら主原料に珪砂等の骨材が配合された場合にも白色度が大きく損なわれることは無く、白色やパステル系色の硬化物を容易に得ることができる。
主原料である酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、半水石膏、水からなる組成物は速やかに水硬反応が進行すると共に、半水石膏の結晶成長が同時に進行し硬化に伴う体積収縮を抑制する作用があり、硬化物にひび割れを生じにくい性質が得られる。
従来のポルトランドセメントやアルミナセメントを使用した材料は、その硬化物中に多量の水酸化カルシウムが生成され、それが硬化物内部から表面に移行してくると、大気中の二酸化炭酸との反応により炭酸カルシウムを生成して白華現象が生じる。一方、本発明品はマグネシウム系原料であるためにこのような白華する物質を生成しない。
従来のコンクリートやモルタルは、その配合物中の窒化物に由来してアンモニアが発生することが知られており、アンモニアが美術館や博物館の所蔵品の劣化を促進させるため、アンモニア対策が必要な施設においては、コンクリート表面をコーティング処理する等の対策が求められる。本発明品は窒化物は配合されず、アンモニア発生は起こらないため、コンクリート表面の仕上げ材としての適性がある。
<式>
mMgCO3・Mg(OH)2・nH2O
(ここで、m=3~5、n=3~7)
で表されるが、好ましくは4MgCO3・Mg(OH)2・4H2Oが主成分のものである。また、塩基性炭酸マグネシウムの平均BET比表面積は、特に限定されないが、例えば、10~60m2/g、好ましくは20~50m2/gである。なお、上記平均BET比表面積の塩基性炭酸マグネシウムとしては、この範囲の平均BET比表面積のものを用いてもよいし、複数の平均BET比表面積のものを組み合わせてこの範囲にしたものを用いてもよい。また、塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径は、特に限定されないが、0.5~100μm、好ましくは5~20μmである。塩基性炭酸マグネシウムの平均BET比表面積や、平均粒子径は酸化マグネシウムと同様にして測定することができる。
(組成1)
酸化マグネシウム 30~55質量部
炭酸マグネシウム 3~15質量部
半水石膏 3~10質量部
ケイ酸塩化合物 0.1~30質量部
充填材 20~50質量部
充填剤以外の配合剤 0.5~ 5質量部
(組成2)
酸化マグネシウム 30~55質量部
炭酸マグネシウム 3~15質量部
半水石膏 3~10質量部
ケイ酸塩化合物 0.1~30質量部
ウォラストナイトとウォラストナイト以外のケイ酸塩化合物の質量比
=1:0.01~1
充填材 20~50質量部
充填剤以外の配合剤 0.5~ 5質量部
水硬性組成物、成形体および硬化体の物性:
表1に記載の成分を含有する水硬性組成物と水とを混合して混練物を調製した。これらの混練物について以下に基づいて可使時間判定、混練物を型枠に入れて硬化させて得られる成形体の強度判定測定および混練物を硬化させて得られる硬化体のひび割れ性判定を行った。それらの結果も表1に記載した。
平均BET比表面積は、JIS R 1626(ファインセラミックス粉体の気体吸着BET法による比表面積の測定方法)に準じ、流動式比表面積自動測定装置(フローソーブ2300型:(株)島津製作所製)を用いて測定した。
温度20℃の室内で、水硬性組成物に水を加えて2分間撹拌混合した直後を起点として、粘度が20,000mPa・sを超えるまでの時間を測定した。なお、粘度の測定は、JIS Z 8803 (液体の粘度測定方法)に準じ、BH型回転粘度計 モデルBHII(東機産業(株)製)を使用して、回転数20rpmで行った。
温度20℃の室内で、水硬性組成物に規定量の水を加えて2分間撹拌混合した混練物をシリコーンゴム製の型枠に、混練物の厚みが約7mmなるように流し込み平坦な場所に静置した。養生5日後に型枠から硬化した成形体を脱型し、寸法が70mm×20mm×厚み6.5mmになるように成形した成形体を得た。更に成形体を気中で25日間静置して気乾養生日数が合計30日後に水中に浸漬し、7日間経過後に水中から取出しその直後に3点曲げ試験を行い3点曲げ強度を求めた。
試験機:株式会社島津製作所製 オートグラフ 型式AG-50kNXplus
試験速度:1mm/min
支点間距離L:50mm
圧子の半径:5mm
支持台の半径:5mm
σ=(3FL)/(2bh2)
σ:曲げ強度(MPa)
F:破壊時荷重(N)
L:支点間距離(mm)
b:試験片幅(mm)
h:試験片厚さ(mm)
寸法が450mm×450mmのフレキシブルボードにサイデン化学(株)製の水性樹脂AD-8521(アクリル・スチレンエマルション)をプライマーとして塗布し乾燥させたものを下地板とした。温度20℃の室内で、この下地板の上に水硬性組成物に規定量の水を加えて2分間撹拌混合した混練物を全面が厚み3mmになるように均一に塗布して硬化体を得た。これをそのまま静置して30日経過後に目視観察を行い、硬化体のひび割れの有無を判定した。
水硬性組成物および成形体の物性:
表2に記載の成分を含有する水硬性組成物と水とを混合して混練物を調製した。これらの混練物について実施例1と同様に可使時間判定、成形体の強度判定測定および硬化体のひび割れ性判定を行った。それらの結果も表2に記載した。
成形体の物性:
表3に記載の成分を含有する水硬性組成物と水とを混合して混練物を調製した後、実施例1に示した同様の方法で成形体を作製した。これを温度20℃の環境で、気乾養生日数10日、20日、30日、50日、100日後における3点曲げ強度試験を実施例1と同様に行い、曲げ強度を測定した。その結果を表4に示した。
(圧縮試験条件)
試験機:株式会社島津製作所製 オートグラフ 型式AG-50kNXplus
試験速度:1mm/min
σ=F/A
σ:圧縮強度(MPa)
F:降伏点荷重(N)
A:応力をかける前の試験片の断面積
水硬性組成物の硬化体の物性:
縦300mm×横300mm×厚み50mmのコンクリート板を水平に設置し、その表面をサンドペーパーを使用して脆弱な表層を除去した後に、サイデン化学(株)製の水性樹脂AD-8521(アクリル・スチレンエマルション)をプライマーとして塗布し乾燥させた。乾燥後その上に3mmの厚さになるように実施例3と同様の混練物を塗布し、硬化体とした。これについて20℃・30日間の養生を行った後、これを試験体(下地がコンクリート、上面が硬化体)として、表5に記載の試験を行った。その結果も表5に示した。
水硬性組成物の鉄材への影響:
実施例3と同様の混練物を作製し、これを縦100mm×横50mmのプラスチック製容器の中に、約5mmの深さになるように流し込み、その中にサイズ20mm×50mm×厚み2mmの鉄板を垂直になるように設置した。その状態で7日間静置した後の状態を目視観察したところ変色等の変化は認められなかった。
以 上
Claims (12)
- 酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、半水石膏、ケイ酸塩化合物を含有する水硬性組成物であって、
酸化マグネシウムを30~60質量%含有し、
酸化マグネシウムの平均BET比表面積が5~25m2/gであり、
酸化マグネシウムと炭酸マグネシウムの質量比が3~10:1であり、
半水石膏が、酸化マグネシウムの質量に対して、6~25質量%である、
ことを特徴とする水硬性組成物(ただし、塩化マグネシウムを含有するものを除く)。 - 炭酸マグネシウムが、塩基性炭酸マグネシウムである請求項1記載の水硬性組成物。
- ケイ酸塩化合物が、ウォラストナイト、メタカオリン、ジルコン、乾式シリカからなる群から選ばれる1種または2種以上である請求項1または2に記載の水硬性組成物。
- ケイ酸塩化合物が酸化マグネシウムの質量に対して、0.1~30質量%である請求項1~3の何れか1項に記載の水硬性組成物。
- 更に、充填剤、顔料、減水剤、消泡剤、湿潤分散剤、粘性調整剤、ダレ防止剤、水性樹脂、骨材からなる群から選ばれる配合剤の1種または2種以上を含有するものである請求項1~4の何れか1項に記載の水硬性組成物。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物と水を混練した混練物を硬化させて得られる硬化体。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物と水を混練した混練物を型枠に流し込んだ後、硬化させて得られる成形体。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物と水を混練した混練物を床面に塗布した後、硬化させることを特徴とする床の施工方法。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物と水を混練した混練物を壁面に塗布した後、硬化させることを特徴とする壁の施工方法。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物と水を混練した混練物を型枠に流し込んだ後、硬化させることを特徴とする成形体の製造方法。
- 請求項7記載の成形体を床面に貼り付けることを特徴とする床の施工方法。
- 請求項7記載の成形体を壁面に貼り付けることを特徴とする壁の施工方法。
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