JPH01126251A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はセメント組成物に関するものである。さらに詳
しくは特定のエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル−
酢酸ビニル共重合体エマルジョンをセメント組成物に混
入することにより柔軟性、接着性とその耐久性にすぐれ
、コンクリート構造物の耐久性向上材として仕上材、防
水材、下地調整材、接着剤等に利用できるセメント組成
物に関する。

〈従来の技術〉 セメントコンクリート構造物は古（から半永久的な耐久
性を持つものとして土木、建築分野で広く使用されてい
るが、近年コンクリート構築物の中性化、クラック、骨
材による塩害、アルカリ骨材反応などから早期にコンク
リートが劣化する問題がクローズアップされている。こ
れらの問題に対して耐久性向上保護材、改修材、補修材
がいろいろ検討されているが、それらの一つとしてコン
クリートのクラックに追随できるポリマーセメントモル
タルが期待されている。従来一般に公知のポリマーセメ
ントモルタルは接着性改良を主体に曲げ、引張強度およ
び水密性、気密性、摩耗性などを向上させるため、セメ
ントモルタルに合成樹脂エマルジョン合成ゴムラテック
スなどを混入したものであり、中でも合成樹脂エマルジ
ョンのうちエチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂エマルジ
ョンがセメントのなじみにすぐれ、さらに各種下地に対
する接着性がすぐれることから大量に使用されている。

しかしながらこれらのものはコンクリートのクラックに
追随できるような柔軟性や伸びを持つまでに到っていな
い。

特公昭４７−３３０５４号公報では、酢酸ビニル成分の
含量６０〜９０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体
エマルジョンがセメントに対し樹脂固形分として２〜４
０重量％の割合で混入せられてなる改質されたセメント
製品が提示されている。かかるセメント組成物では、ク
ラックへの追随性を付与することができず、特に低温時
に皮膜の伸びが著しく小さくなり使用に耐えない。

また、特公昭５２−２５４０６号公報では、エチレン含
量が５〜１７重量％、炭素数が９〜１０の分岐脂肪酸ビ
ニルエステル含量が２〜３０重量％、酢酸ビニル含量が
９５〜５３重量％の範囲内にあって、かつ転移温度が１
５℃から一１５℃の範囲内にある共重合体の水性エマル
ジョンをセメント及び必要に応じて充填剤及び水と混練
してなるセメント組成物の提案されている。

さらに特公昭５５−１９９１２号公報では、保護コロイ
ドとして特定のポリビニルアルコールを用いたエチレン
含量１２〜３０重量％、第３級脂肪族モノカルボン酸エ
ステルの含量０．５〜３０重量％、および残部が第一脂
肪族モノカルボン酸ビニルエステルからなる共重合体分
散液をセメントと混和して用いるセメントモルタル組成
物の例示がある。

かかるエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸ビ
ニル共重合体エマルジョンを用いてもクラック追随性が
劣り、低温時に皮膜の伸びが少ない等、十分な改良効果
は得られていない。

また特公昭５７−４３５４６号公報には、酢酸ビニル−
エチレン−ノルマルブチルアクリレート又は２−エチル
へキシアクリレート　（５０〜９５／４〜４９．５１０
．５〜４５重量％）共重合体エマルジョンを固形分とし
てセメントに対し１〜３０重量％含有したセメント製品
の提示がある。かかるセメント製品についても、クラッ
ク追随性、低温時の皮膜の伸び等については、はとんど
改善されておらず、本発明の目的で、使用に耐えるもの
ではない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の実状に鑑み、本発明が解決しようとする問題点、
すなわち本発明の目的は、セメント組成物を調製する時
、気泡の混入が少なくセメント硬化物がコンクリートに
追随出来る高柔軟性と伸び、さらにそれらの温度の影響
が小さく、またさらに付着力にすぐれるセメント組成物
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、エチレン５〜３０重量％、炭素数が９〜１１
の第３級脂肪酸ビニルエステル３０〜６５重量％、酢酸
ビニル１５〜５５重量％　の組成を有するエチレン−第
３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸ビニル共重合体エマル
ジョンを樹脂固形分でセメント１００重量部に対して４
０〜１５０重量部混入してなることを特徴とするセメン
ト組成物に係るものである。

本発明のエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸
ビニル共重合体エマルジョンとは、エチレン５〜３０重
量％、第３級脂肪酸ビニルエステル３０〜６５重景％、
酢酸ビニル１５〜５５重量％、であり、好ましくはエチ
レン１０〜２５重量％、第３級脂肪酸１：’ニルエステ
ル３５〜６０重量％、酢酸ビニル２０〜５０重量％の組
成を有する。

エチレン含有量５重量％未満、第３級脂肪酸ビニルエス
テル３０重量％未満及び／又は酢酸ビニルが５５重量％
を越える場合、共重合体エマルジョンをセメントに混和
した際、コンクリートのクラックに追随できる柔軟性を
持つセメント硬化物が得られない。

またエチレンが３０重量％を越えたり、第３級脂肪酸ビ
ニルエステルが６５重量％を越えた場合及び／又は酢酸
ビニルが１５重量％未満の場合、ポリマーの凝集力が弱
くなるため、セメントと混和した際、コンクリートのク
ラックに追随できなくなったり、付着力が低下したりす
るため好ましくない。

本発明で用いられる第３級脂肪酸ビニルエステルとは、
炭素数が９〜１１の分岐脂肪酸のビニルエステルで、一
般式 ％式％ （式中でＲ，、Ｒ２およびＲ３は直鎮状のアルキル基）
で表される化合物を示す。代表的化合物としては炭素数
９〜１１個の合成脂肪酸であるバーサチック酸のビニル
エステル（具体的には、ベオバ■１０、ベオバ■９、シ
ェル化学製）が例示される。　本発明で用いるエチレン
−炭素数９〜１１の第３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸
ビニル共重合体エマルジョンを製造するに当たって、上
記以外のビニルエステル例えばプロピオン酸ビニノペ酢
酸ビニル、ラウリン酸ビニル等を上記共重合体ポリマー
成分中の３０重量％以下の量で共重合することができる
。

また塩化ビニルに代表されるハロゲン化ビニル、２−エ
チルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎブチル（メタ）
アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（
メタ）アクリレート等に代表される（メタ）アクリル酸
エステル類、クロトン酸エステル、イタコン酸エステル
など共重合可能なモノマーを本発明の効果を阻害しない
範囲で１種または２種以上を２０重量％以下共重合する
こともできる。

また、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコ
ン酸（半エステルを含む）、マレイン酸（半エステルを
含む）等のカルボキシル基含有モノマー及びその無水物
、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチ
ロールアクリルアミド等のＮ−メチロール誘導体モノマ
ー、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含
有モノマー、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド等のアミノ基含有
モノマーグシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシ
ジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー、アクリルア
ミド、メタアクリルアミド、マレインアミド等のアミド
基含有モノマー、ビニルスルホン酸ソーダ、メタリルス
ルホン酸ソーダ、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸等のスルホン基含有％ツマ−１さらにジ
アリルフタレート、トリアクリレート、テトラアクリレ
ート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌ
レート、ジビニルベンゼン等多重合性ビニルモノマー等
の群から選ばれた１種又は２種以上を、耐水性、耐溶剤
性、耐候性、耐熱性等積々の他物性を向上させる目的で
０〜１０重量％範囲で共重合することもできる。

本発明で用いるエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル
−酢酸ビニル共重合体エマルジョンを製造する際に用い
る分散安定剤としては、保護コロイド、ノニオン系界面
活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等の１
種又は２種以上を用いる事ができる。

使用できる保護コロイドとしては、部分ケン化ポリビニ
ルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコ−／ペスル
ホン酸変性ポリビニルアルコーノへカルボキシ変性ポリ
ビニルアルコール、シラノール基含有ポリビニルアルコ
ール等のポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセ
ルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース等のセルロース誘導体が例示される。

また、ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロ
ックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレン脂肪酸エステノペポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステル等があげられる。

アニオン界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩
、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルスルホコ
ハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸
塩、ポリオキシエチレンアルカリ硫酸塩、ポリオキシエ
チレンアルキルリン酸エステル等があげられる。

本発明で用いるエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル
−酢酸ビニル共重合体エマルジョンを製造する際、用い
る重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナ
トリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素等に代表される
水性ラジカル開始剤、有機パーオキサイド、アゾ化合物
等の油性ラジカル開始剤を用いることができる。

なお、重合に際しては上記重合開始剤に還元剤を併用す
るいわゆるレドックス触媒系とすることがより好ましい
。

その際用いる還元剤としてはロンガリット（ホルムアル
デヒドスルホキシレート）、チオ硫酸ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、Ｌアスコルビン酸
及びその塩、コハク酸及びその塩、第１硫酸鉄、塩化第
１銅等乳化重合で一般的に使用できるものなら使用可能
である。

また本発明で用いるエチレン−第３級脂肪酸ビニルエス
テル−酢酸ビニル共重合体を製造する方法としては、バ
ッチ重合法、連続重合法等、公知の手法であれば、いず
れでも可能であり、前述の骨格モノマー、変性モノマー
、分散安定剤、重合開始剤（レドックス触媒系の場合、
還元剤も含む）、等の種々原料、重合温度、反応時間な
ど最適条件を適宜選択することにより良好なエマルジョ
ンが得られる。

本発明におけるセメント組成物は、前述のエチレン−第
３級脂Ｈｊ５ｅビニルエステルー酢酸ビニル共重合体エ
マルジョンをセメント１００重量部に対し、樹脂固形分
として４０〜１５０重量部混入したものが好ましい。

樹脂固形分の混入量が４０重量部未満のセメント組成物
を用いて施工した場合、後日発生するクラックに追随で
きる特性がなくなるため好ましくない。

樹脂固形分の混入量が１５０重量部を越えたセメント組
成物では、付着力が低下し、またコストアップとなるた
め経済性が乏しくなる。

本発明におけるセメント組成物はセメントとエチレン−
第３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸ビニル共重合体エマ
ルジョンのほかに一般にセメント組成物に用いられる山
砂、川砂、珪砂などの骨材、炭酸カルシウム、水酸化カ
ルシウム、石粉などの充填材、ガラス繊維、スチールフ
ァイバー、カーボンファイバー、プラスチックファイバ
ーなどの繊維状物質、流動化剤、減水剤、防水剤、消泡
剤など用途や作業性などによって混入することができる
。

また本発明でのセメントとは普通ポルトランドセメント
、白色ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメン
ト、中庸熱ポルトランドセメント、アルミナセメントお
よび混合セメントなどの一般に土木、建築分野において
使用されるいづれのセメントも使用できる。

〈実施例〉 以下に示す実施例および比較例における各物性の測定は
次の如く行った。

（１）ゼロスパン伸び（ｍｍ） エマルジョンの樹脂固形分を粉体（ポルトランドセメン
ト／珪砂７号／硅砂８号＝１００　／７５／７５重量比
）のセメント１００重量部に対し樹脂固形分として７０
重量部になるように添加混練したモルタルをＶカットさ
れたスレート板に塗厚２ｗ（ｗｅｔ）　、幅５０諏に塗
りつけ２週間の気乾養生を行う。

このものを引張速度２ｍｍ／分で引張試験を行い、モル
タル層にクラックが生じるまでの伸び（關）をゼロスパ
ン伸びとして測定する。

伸びの大きいもの程コンクリートのクラックに対して追
随性があり、良好な結果と云える。

（２）付着力（Ｋｇ　−ｆ／ｃｕｔ） ゼロスパン伸びと同様にモルタルを調製し、モルタル板
（７Ｘ７Ｘ２ｃｍ）に厚２ｍｍ（ｗｅｔ）　に塗りつけ
、２週間の気乾養生を行う。

このものに鉄製アタッチメント　（４Ｘ４ｃｍ）をエポ
キシ接着剤でセットし、建研式引張試験機で平面引張に
よる付着力を測定する。

付着力も高いもの程良好である。

（３）モルタルシートの伸び（％） エマルジョンの樹脂固形分とポルトランドセメントを重
量比で１００／１００になるように混練し、離型紙上に
２　ｍｍ（ｗｅｔ）に塗りつけ、２週間の気乾養生を行
いモルタルシートを作成した。このシートを幅１０ｍｍ
の短冊状に切断し、引張速度２００ｍｍ／分で一１０℃
２３℃、６０℃の温度で引張試験を行う。

各温度水準で伸びの大きいもの程良好である。

実施例−１ 錨型攪拌機を備えた５２ステンレス製オートクレーブ中
に以下のものを仕込んだ。

ポリビニルアルコール （ケン化度８８モル％、重合度１７００）、、、、、、
　５０　ｇポリオキシエチレンノニルフェノール ｘ−ｆル（ＨＬＢ＝１３．７）．．．．．．．．．．．
．．．、、２０　ｇイオン交換水．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．、、、、９００　ｍｊ！酢酸．
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．ｌ−硫酸第一鉄．．．．．．．、、
、、’．．．．．．．．．．．．．．、、、、０．０２
　ｇ酢酸ビニル＝０．．．．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．、、．６００　ｇバーサチック酸ビニルエ
ステル （ベオバ■１０、シェル化学製）　．．．．．．．、、
、、６００ｇエチレンでオートクレーブ中の空気を充分
置換した後、５０℃に昇温し、エチレンを４０ｋｇ／ｃ
ｎｆまで昇温した。

その後、３％過硫酸アンモニウム水溶液４００　ｍｆ。

３％ロンガリット水溶液２００−を５時間にわたって添
加し重合させた。なお、重合中の重合温度は５０℃にな
る様、冷却水を流し調整した。

重合終了後のエマルジョンより主としてエチレンよりな
る未反応モノマーを除去し、製品エマルジョンを得た。

得られたエマルジョンは固形分５０．０％、１００メツ
シニ金網で濾過できない粗大粒子は、１５ｐｐｍと良好
なエマルジョンであった。

このエマルジョンを用い、前述の項目につき評価した結
果を表１に示した。

実施例−２ 実施例−１で示したエチレン設定圧を４０ｋｇ／ｃｒｌ
としたものを５０ｋｇ／ｃＩＩｌに変更した。それ以外
の条件は実施例−１に同じである。

生成エマルジョンの物性は、固形分５１．４％、粗大粒
子１３ｐｐｍと良好なものであった。このエマルジョン
を用い前述の項目につき評価した結果を表−１に示した
。

実施例−３ 実施例−１で酢酸ビニル６００ｇ、ベオバ■１０６００
ｇを用いたところを酢酸ビニル４９５ｇ、ベオバ■１０
　７０５　ｇに変更した。それ以外の条件は実施例−１
に同じである。

生成エマルジョン物性は、固形分５０．０％、粗大組子
１７ｐｐｍと良好なものであった。このエマルジョンを
用いて前述の項目につき評価した結果を表−１に示した
。

比較例−１ 実施例−１でペオバ■１０を全く用いず、酢酸ビニル１
２００　ｇとし、他の条件を実施例−１と同一としてエ
マルジョンを製造した。

得られたエマルジョンは、固形分５０．１％、粗大粒子
２０ｐｐｍと良好なエマルジョン状態を示した。

しかしながらベオバ＠１０を全く用いないこのエマルジ
ョンは、前述の項目を評価した結果、ゼロスパン伸び、
及び、モルタルシートの伸びとも著しく劣り使用に耐え
ないものと判断された。

比較例−２ 比較例−１でエチレン設定圧を４０　ｋｇ　／　ｃ［Ｉ
！から７５ｋｇ／ｃＩＩｌに変更し他の条件は比較例−
１と同一とした。

得られたエマルジョンは固形分５８．０％、粗大粒子３
５ｐｐｍと良好なエマルジョン状態を示した。

この比較例−２では比較例−１で不充分であった性能を
エチレン共重合量を増加させることにより改良可能か否
かを検討したものである。

比較例−２の評価結果を表−１に示した。この結果、単
にエチレン共重合量を増加させただけでは、ゼロスパン
伸び及びモルタルシート伸び特性の改良効果が不充分で
ある。

比較例−３ 実施例−１で酢酸ビニル６００ｇ、ベオバ■１０６００
ｇを用いたとこを酢酸ビニル９９０　ｇｓ　ヘｔｓ■１
０　２１０　ｇに変更した。それ以外の条件は実施例−
１と同様に行った。

生成エマルジョン物性は固形分５０．１％、粗大粒子２
０２９ｍと良好なエマルジョンが得られた。

この比較例−３はベオバ■１０使用量が本発明のベオバ
■ｌＯ使用量下限以下の場合に、モルタル組成物として
評価にした際、ゼロスソくン伸び、及び、モルタルシー
トの伸びが特に低温の場合に不充分である事を示してい
る。

比較例−４ 実施例−２でベオバ■１０　６００　ｇにかえ、２−エ
チルへキシルアクリレ−）６００　ｇを用いた。それ以
外の条件は実施例−２に同じである。

生成エマルジョン物性は、固形分５１．２％、粗大粒子
３００ｐｐｍと、粗大粒子の多いエマルジョンとなった
。

この比較例−４は、２−エチルへキシルアクリレートを
ベオバ■１０の代わりに用いベオバ■１ｏと同様の効果
が得られるか否か検討したものであるが、表−１に示し
た評価結果では、ゼロスパン伸び、モルタルシート伸び
とも著しく劣り使用に耐えないものとなった。

比較例−５ 実施例−１でエチレンを全く用いず重合した。それ以外
の条件は実施例−１に同じである。

生成エマルジョンの物性は、固形分４６．２％、粗大粒
子２５ｐｐｍと良好なエマルジョンであった。

比較例−５では本発明の必須成分であるエチレンを全く
使用しない場合の例示をしている。すなわち表−１のモ
ルタル組成物の物性において、比較例−５では、ゼロス
パン伸び、及び、モルタルシート伸びとも不充分な性能
である。

比較例−６ 実施例−１で酢酸ビニル６００ｇ、ベオバ■１０６００
ｇ用いたところを酢酸ビニル１１３ｇ、ベオバ■１０１
０８７　ｇに変更した。それ以外の条件は実施例−１に
同じである。

生成エマルジョン物性は、固形分５０．０９６粗大粒子
４Ｑｐｐｍと良好なエマルジョンであるた。

比較例−６では、ベオバ■１０　　使用量が、本発明の
ベオバ■１０　　使用量の条件を越えた場合に樹脂骨格
が柔軟になりすぎるため、ゼロスパン伸び、モルタルシ
ート伸びとも性能低下することを示している。

〈発明の効果〉 前述の実施例および比較例の性能比較結果より、本発明
の目的であるセメント混入時にクラック追随性、低温時
の皮膜の伸び等を付与させるためには、エチレン５〜３
０重量％、炭素数が９〜１１の第３級脂肪酸エステル３
０〜６０重量％　、酢酸ビニル１５〜５５重量％のエチ
レン−第３級脂肪酸ビニルエステル−酢酸ビニル共重合
体エマルジョンをセメント組成物に混入することにより
始めて達成できることが明らかになった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エチレン．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５
   〜３０重量％ 炭素数が９〜１１の第３級 脂肪酸ビニルエステル．．．．．．．３０〜６５重量％ 酢酸ビニル．．．．．．．．．．．．．．．．．１５〜
   ５５重量％ の組成を有するエチレン−第３級脂肪酸ビニルエステル
   −酢酸ビニル共重合体エマルジョンをセメント１００重
   量部に対し、樹脂固形分で４０〜１５０重量部混入して
   なることを特徴とするセメント組成物。