JPH04132648A - ポリマーセメントモルタル組成物 - Google Patents

ポリマーセメントモルタル組成物

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JPH04132648A
JPH04132648A JP2253873A JP25387390A JPH04132648A JP H04132648 A JPH04132648 A JP H04132648A JP 2253873 A JP2253873 A JP 2253873A JP 25387390 A JP25387390 A JP 25387390A JP H04132648 A JPH04132648 A JP H04132648A
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cement
polymer
slag
alumina cement
mortar composition
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Kengo Shimada
島田 賢吾
Yukio Sasagawa
幸男 笹川
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Denki Kagaku Kogyo KK
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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、ポリマーセメントモルタル組成物に関し、詳
しくは流動性や可使時間か十分に確保てき、弾性や付着
力に優れたポリマーセメントモルタル組成物に関する。
本発明の産業上の利用分野としては、土木・建材分野を
中心とする床材、防水材、接着材、化粧仕上げ材、補修
材、防食材、舗装材、ポリマーセメント製品及び止水材
等が考えられる。
〔従来の技術とその課題〕
一般にポルトランドセメントにポリマーエマルジョンや
骨材を配合したポリマーセメントモルタル組成物は公知
である(特公平2−101)2号公報、特公平1−39
713号公報、特公平1−54294号公報及び特公平
1−54295号公報等)。
これらのポリマーセメントモルタル組成物は、耐水性に
優れており、通常、主に建築物の内壁や外壁、さらには
、床材なとの表面を保護するために使用されている(特
公平1−39713号公報等)。
しかしなから、硬化時間か長く、硬化後のモルタルにク
ラックやヒビ割れか入りやすく、下地コンクリートとの
付着力か弱いなとの課題かあった(特公平2−101)
2号公報等)。
これらの原因は、モルタル自体の収縮により発生する場
合と、基板自体がたわみを生じた際にモルタルに弾性が
ないために発生する場合とか考えられている。
本発明者らは、種々検討の結果、特定の材料を使用する
ことによって、前記従来の技術のもつ課題を解消し、ポ
リマーの硬化速度とセメントの水和反応速度のバランス
を操作して硬化体の結合力を高めるとともに、忽硬性、
弾性及び付着力に優れるポリマーセメントモルタル組成
物が得られることを知見し本発明を完成するに至った。
〔問題を解決するための手段〕 即ち、本発明は、アルミナセメントと、スラグ、フライ
アッシュ、シリカヒユーム及び炭酸カルシウムからなる
群より選ばれた一種又は二種以上の無機粉と、骨材並び
にポリマーを必須成分とするポリマーセメントモルタル
組成物であり、アルミナセメントと、スラグ、フライア
ッシュ、シリカヒユーム、炭酸カルシウム、セッコウ、
消石灰、ポルトランドセメント及び超速硬セメントから
なる群より選ばれた一種又は二種以上の無機粉末と、骨
材並びにポリマーを必須成分とし、アルミナセメント1
00重量部に対して、無機粉末かlO〜1.000重量
部であることを特徴とするポリマーセメントモルタル組
成物てあり、さらに、アルミナセメント、ポルトランド
セメント、超速硬セメント及びセッコウと、スラブ、フ
ライアッシュ、シリカヒユーム及び炭酸カルシウムから
なる群より選ばれた一種又は二種以上の無機粉と、骨材
並びにポリマーを必須成分とするポリマーセメントモル
タル組成物である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に係るアルミナセメントとは、アルミナ源として
ボーキサイト、高アルミナ質及び精製アルミナ等、カル
シア源として石灰石や生石灰なとを使用したもので、生
成物中のCaO・Al2O3が主成分になるよう調合し
、電気炉、反射炉、平炉及びロータリーキルン等で、溶
融又は焼成したセメントクリンカ−を粉砕したものであ
る。
アルミナセメントは、CaO・A1□03を主鉱物成分
として含み、その他、12Ca0・7A1203、Ca
O・2A120.+、3CaO・5A1□03.5Ca
O・3A1203及び2CaO・A1□03・5102
等の鉱物成分を含有するものであり、その他の成分とし
て、a−A120s、4CaO−A1203・Fex0
3及びCaO’l’+02等を含有しているものも挙げ
られ、市販品としては、電気化学工業社製商品名[アル
ミナセメント2号」、「アルミナセメント1号」、「ア
ルミナセメント1号NEOJ、「アルミナセメント1号
DJ、「ハイアルミナセメント」、[ハイアルミナセメ
ントNEOJ、「ハイアルミナセメン1−DJ、「ハイ
アルミナセメン) #80J、[ハイアルミナセメント
F]、「ハイアルミナセメントスーパー」、「ハイアル
ミナセメントスパー2」、[ハイアルミナセメントスー
パー90」、「ハイアルミナセメントスーパーG」及び
「ハイアルミナセメントスーパーF」、アルコア社製商
品名rCA−14」、rCA−15J、rcA−25」
、rCA−25タイプC」及びrCA−25タイプG」
、ラファージョ社製商品名「七カール80」、「セカー
ル70」、「セカール71」、「セカール50」、[セ
カール51J、「七カール41」及び「ソマンフォンジ
ュ」、日本セメント社製商品名「1号」や「2号」並び
に旭硝子社製商品名「1号」や「)オンシュ」等か使用
可能である。
本発明に係る無機粉とは、スラグ、フライアッシュ、シ
リカヒユーム及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれ
た一種又は二種以上である。
スラブとしては、高炉スラグや製鋼スラグか使用できる
高炉スラグの冷却処理法の違いによって、徐冷処理塊状
スラグ、半急冷処理膨張スラグ、急冷処理粒状化スラグ
及び急冷処理ロックウールなどを使用することもできる
また、転炉スラグや電気炉スラグの冷却処理法の違いに
よって徐冷スラグや急冷スラグなどを利用することも可
能である。
また、スラブの鉱物組成は、高炉徐冷スラグの場合、g
ehleni te(2CaO・AI 203 ・5i
O2)とakermani te(2CaO−MgO・
2SiO□)の固溶体であるmelilite 2[(
CaNa、 K)2(Mg、 Fe”、 Fe”、 A
I、 sl:+3o7]が主要鉱物組成であり、その他
に、calciummetasilicate(CaO
・5i02)、anorthlte(CaO・Al2O
3・2S102)、orthosilicate(2C
aO・SiO□)及びmervini te(3CaO
・MgO−23i02)などのケイ酸塩鉱物組成を含有
することもある。
水砕スラグは非晶質であり、化学的活性度が高く、製鋼
スラグは、含有する石灰かシリケート相やウスタイト相
なとを構成するか、一部未溶解のままMg、 Mn及び
Pe等を固溶したライム相を形成したものが使用できる
スラグのブレーン比表面積は、6.000cnr/g以
上のものが好ましい。
また、フライアッシュとは、火力発電所で微粉炭を燃焼
する際に排出される石炭灰の一部として、クリンカーア
ッシュ及びシンダーアッシュとともに副産されるもので
ある。
フライアッシュの化学組成は、SiO□55〜65重量
%、Al20320〜30重量%であり、その他に、F
eJs、CaO1SO2及びl1)g0等が含まれるも
のか使用できる。
また、JIS A 6201に規定されたフライアッシ
ュも使用することが可能である。SiO2やA1□03
は、セメントの水和生成物と結合するポゾラン活性を呈
し、アルミナセメントの長期強度を著しく増進させる作
用をもっている。
フライアッシュのブレーン比表面積は6,000cnr
/g以上が好ましい。
また、シリカヒユームは、シリコン(Si)、フェロシ
リコン(FeSi)及びシリコン合金等を製造する際に
生ずる廃ガス中に含まれるSiO□を、集塵器で集めて
得られる超微粒子の産業副産物で、通常の市販品が使用
可能である。
シリカヒユームのブレーン比表面積は6,000cof
/gか好ましい。
さらに、炭酸カルシウムは、炭カル、炭酸石灰及び沈降
性炭酸カルシウム等の軽質のもの、石灰石、白亜、ホワ
イチング及び石粉等の重質のものなとの通常の市販品か
使用できる。
炭酸カルシウムの化学成分は、CaCO3であるか、少
量のMgO1SiO2、Al2O3及びFe2O3等を
含有しているものも使用可能である。
また、炭酸カルシウムの鉱物組成は、カルサイトのほか
に同質異像のアラゴナイトかある。その結晶系は、カル
サイトが六方晶系であり、アラゴナイトか斜方晶系であ
る。比重は、カルサイトか2、71.アラゴナイトが2
.93である。
炭酸カルシウムの形状は、石灰石(普通タンカル)、重
質タンカル(軽質タンカル)、生石灰、石灰乳、カルシ
ウム化合物、ドロマイト及び金属カルシウム等が挙げら
れる。
石灰石としては、非晶質石灰石、白色結晶質石灰石、寒
水石及び生石灰等が挙げらる。
カルシウム化合物としては、3CaO・SiO□、2C
aO・5I02.3CaO・A1203.4CaO・A
I□03’Pe203、l・バモライト水和物及びゲー
レナイト水和物等が挙げられる。
ドロマイトとしては、軽焼ドロマイト、ドロマイトクリ
ンカ−及びドロマイトプラスター等か挙げられる。
炭酸カルシウムのブレーン比表面積か6,0OOcnf
/g以上か好ましい。
本発明に係る無機粉末とは、前述の無機粉、セッコウ、
消石灰、ポルトランドセメント及び超速硬セメントから
なる群より選ばれた一種又は二種以上である。
セッコウは、セメントの急硬性や強度発現性を向上する
もので、工水セッコウ(CaSO4・2H20)、半水
セッコウ(α・CaSO4・%H20やβ・CaSO4
・zH20)、■型無水セッコウ(IICaSO4)及
び■型無水セッコウ(■αCa5(Lや■βCa5O4
)等か使用できる。天然には、透セッコウ(selen
ite)や電花セッコウ(alabaster)などが
あり、化学セッコウも使用できる。
これらのうち、■型無水セッコウの使用か好ましい。
セッコウのブレーン比表面積は6.000cm 2/g
以上が好ましい。
消石灰は、アルミナセメントとの組み合せによって凝結
か促進されて急硬化し、初期の強度発現性を向上するも
ので、酸化カルシウム、焼石灰及び水酸化カルシウム等
、通常の市販品か使用てきる。また、工業用石灰(JI
S R9001−81)、左官用消石灰(JIS A 
6902−76)及び普通肥料の公定規格(肥料取締法
)の消石灰等も使用可能である。
ポルトランドセメント の組み合せによって、急硬性や強度発現性に優れた特性
を得ることができるもので、JIS R 5210やA
STM C−150に記載された主なポルトランドセメ
ント中庸熱、耐硫酸塩及び白色等の各種ポルトランドセ
メント 超速硬セメントは、アルミナセメントとの組合わせによ
って、急硬性や強度発現性に優れた特性を得ることがで
きるものであり、主要鉱物として、3CaO・S+0□
やIICaO・7A1203・CaF2を含み、その他
に、4CaO・A1203・Fe203や2CaO−S
iO□などを含んでいるものである。市販品として、小
野田セメント社製商品名[ジエンI・セメンl刈や住人
セメント社製商品名「ジェットセメント」なとか使用可
能である。
以上、無機粉末の使用量は、アルミナセメント100重
量部に対して、10〜1,000重量部が好ましい。
この範囲外ては、ポリマーの硬化速度とセメン)・の水
和反応速度のバランスか上手に取れず、十分な、急硬性
、強度、弾性及び付着力か得られにくく、収縮、クラッ
ク及びヒビ割れ等を防止することか困難になる傾向かあ
る。
また、本発明において、アルミナセメンI・、ポルトラ
ンドセメント、超速硬セメント、セッコウ及び無機粉を
使用する場合の各々の使用割合は、アルミナセメント1
〜20重量部、ポルトランドセメント50〜100重量
部、超速硬セメント1〜20重量部、セッコウ1〜20
重量部及び無機粉10〜50重量部が好ましい。この範
囲外ては、ポリマーの硬化速度とセメントの水和反応速
度のバランスか」−手に取れず、十分な、急硬性、強度
、弾性及び付着力か得られにくく、収縮、クラック及び
ヒビ割れ等を防止することか困難になる傾向かある。
特に、重量比で、アルミナセメント/ポルトうントセメ
ントがI/1.0〜9.0、アルミナセメント/超速硬
セメントか]10.2〜2.0及びアルミナセメント/
セッコウカ月10.2〜2.0の配合割合の場合がより
好ましい。
本発明に係る骨材としては、通常のセメントモルタルや
コンクリートに使用するものと同様の粗骨材や細骨材か
使用可能である。
即ち、川砂、砕石、砕砂、砕砂及び人工軽量骨材等が使
われる。防食を目的とした用途では、シリカ質のけい砂
の使用か好ましく、その粒度は、JIS 6〜8号が好
ましい。また、ポリマーセメントモルタルを着色する場
合には、寒水石や白竜石なとの砕砂を使用することもて
きる。
骨材の使用量は、アルミナセメントと無機粉末の合計1
00重量部に対して、50〜300重量部か好ましい。
50重量部未満ては、十分な強度か得られず、収縮、ク
ラック及びヒビ割れ等が発生しやすくなり、300重量
部を越えると、急硬性か得られず、付着力も低下する傾
向かある。
本発明に係るポリマーは、水性ポリマーディスバージョ
ン、再乳化形粉末樹脂、水溶性ポリマー及び液状ポリマ
ー等が使用でき、通常の市販品の使用か可能である。
ポリマーの具体例としては、天然ゴムラテックス(NR
)、クロロプレンゴム(CR)、スチレンブタジェンゴ
ム(SBR)、アクリロニトリルブタジェンゴム(NB
R)、メタクリル酸メチルブタンジエンゴム(MBR)
及びブタジェンゴム(BR)等の合成ゴムラテックス、
ポリアクリル酸エステル(PAE)、ポリ酢酸ビニル(
PVAC)、塩化ビニリデン塩化゛ビニル(PVDC)
、ポリプロピオン酸ビニル(PVP)、エチレン酢酸ビ
ニル(EVA)及びポリプロピレン(PP)等の熱可塑
性樹脂エマルジョン、エポキシ樹脂なとの熱硬化性樹脂
エマルジョン、アスファルト、ゴムアスファルト及びパ
ラフィンなとの歴青質エマルジョン、混合ラテックスや
混合エマルジョンなとの混合ディスバージョン、エチレ
ン酢酸ビニル(EVA)、酢酸ビニルビニルパーサチー
1− (VAVeoVA)なとの再乳化形粉末樹脂、セ
ルロース誘導体、ポリビニルアルコール(PVA、ポバ
ール)、ポリアクリル酸塩、フルフリルアルコールなど
の水溶性ポリマー不飽和ポリエステル、エポキシなとの
液状ポリマー等か使用可能である。
ポリマーの使用量は、アルミナセメント、無機粉末及び
骨材の合計100重量部に対して、1〜200重量部が
好ましい。1重量部未満ては、十分な弾性や付着力か得
られず、耐水性が劣り、逆に200重量部を越えると、
弾性は向]−するものの、硬化か遅れ、強度や耐久性か
悪くなる傾向かある。
本発明では、以上の各材料の他に、本発明の特性を失わ
ない範囲において、例えば、顔料、分散剤、充填剤、消
泡剤及び繊維等を適宜併用することも可能である。
以上の各材料を用いてポリマーセメントモルタル組成物
を製造するには、通常、各粉末材料を混合し、次いて、
ポリマー組成物、必要に応じて水分を加えて十分に混練
する。
混合方法や混練方法は44″に限定されるものではなく
、一般に使用される方法か用いられる。
以上、本発明によれば、モルタルの収縮、クラック及び
ヒビ割れ等の発生が著しく少なく、急硬性、弾性、付着
力及び強度等に優れたモルタルが得られる。
本発明において、このような優れたモルタルか得られる
原因の一つは、ポリマーの硬化速度とセメントの水和反
応速度のバランスか上手に取れていることが挙げられる
。また、さらにモルタルの調整工程て、CaO・Al2
O3・10H20,2CaO・Al2O3・8H20及
び3CaO・A1□03・6H20等の水和物か生成し
、ポルトランドセメント、超速硬セメント及びセッコウ
の存在下では3CaO・A1203・3CaS04・3
2H20(工1−リンガイト)が生成するためと推察さ
れる。
即ち、CaO−Al2O,+ ’10H20や2CaO
・Al2O3・8H20は板状結晶てあり、3CaO・
A1□03・6H20は立方状結晶てあり、3CaO・
Al2O3・3CaSO,・32H20は針状結晶であ
る。そして、これらの水和物と骨材との間隙にポリマー
フィルムが形成され、そのためセメントの水和とポリマ
ー相形成が同時に進行し、網状構造をもつ一体化したマ
トリックス相を生成し、弾性、急硬性、付着力及び強度
に優れ、収縮、クラック及びヒビ割れの発生が著しく少
なくなるものと考えられる。
〔実施例〕
以下、実施例に基づき本発明をさらに説明する。
実施例1 表−1に示す配合を用いて、20°C恒温室内にて、モ
ルタルミキサーにて3分間混練し、ポリマーセメントモ
ルタルを調整し、フロー値、硬化時間、引張強度及び伸
び率を測定し、さらに、モルタル性状を判定した。
〈使用材料〉 アルミナセメント:電気化学工業社製商品名[アルミナ
セメント1号」 無機粉 A・スラグ、第一セメント社製商品名[ファイ
ンセラメンl−10AJ //   B :フライアッシュ、間型化工社製〃  
C・シリカヒユーム、宇部興産社製〃  D・炭酸カル
シウム、石津製薬社製骨材   、珪砂、JI37号と
8号IIIの混合品ポリマーα EVAラテックス、電
気化学工業社製商品名r83 PLEJ主成分エチレン
酢酸ビニル く測定方法〉 ■、フロー値 ポリマーセメントモルタルの軟度、流動性を測定する方
法で、フローテーブル板上の中央にフローコーンを置き
、ポリマーセメントモルタルをこのフローコーン(こ詰
め、つぎにフローコーンを」1方に取り去り、ポリマー
セメントモルタルの広かりを測定する。広がりの測定は
、まず、最長と認められる径と、これに直角の径の二方
向を測定し、その平均値を[[1m単位で表わし、これ
をフロー値とした。
2、硬化時間 ポリマーセメン)・モルタルをポリビーカーに入れ、こ
れを断熱容器に入れ、測温抵抗体を差し込み、記録計に
より発熱曲線を測定し、混練を開始してから発熱曲線が
ピークになるまでの時間を硬化時間とした。
3、引張強度及び伸び率 ポリマーセメントモルタルを100 X 25mm、厚
さ2+n+nの大きさに成形し、硬化体とした。材令1
日て、引張試験機を使用して引張強度と伸び率を測定し
た。
4、性状判定 硬化体の弾性、収縮、ソリ、クラック及び付着性の性状
を目視及び触指により判定した。性状は、良は○、不良
は×、中間を△とした。
表−1から明らかなように、アルミナセメントにスラブ
等の無機粉を配合した本発明のポリマセメントモルタル
組成物は、弾性や付着性に優れ、収縮、ソリ及びクラッ
クか少ない。また、硬化時間が速く、引張強度や伸び率
も大きい。
これに反し、比較例のポリマーセメントモルタル組成物
は、硬化時間が遅く、引張強度か小さく、弾性や付着性
が悪く、収縮、ソリ及びクラック等が発生しやすくなる
実施例2 表−2に示す割合に配合してポリマーセメントモルタル
組成物を調整したこと以外は実施例1と同様に行った。
結果を表−2に併記する。
く使用材料〉 無機粉末E、■型無水セッコウ、セントラル硝子社製 〃 F 消石灰、石津製薬社製 〃 G ポルトランドセメント 社製 〃 H 超速硬セメンl−,住友セメント社製表−2か
ら明らかなように、本発明のポリマーセメントモルタル
組成物は、硬化時間が速く、引張強度や伸び率が大きく
、弾性や付着力に優れ、収縮、ソリ及びクラックが少な
い。
実施例3 表−3に示す割合に配合してポリマーセメントモルタル
組成物を調整したこと以外は実施例1と同様に行った。
結果を表−3に併記する。
表−3から明らかなように、本発明のポリマセメン1〜
モルタル組成物は、硬化時間か速く、引張強度や伸び率
か大きく、弾性や付着力に優れ、収縮、ソリ及びクラッ
クが少ない。
実施例4 表−4に示す割合に配合してポリマーセメントモルタル
組成物を調整したこと以外は実施例1と同様に行った。
結果を表−4に併記する。
なお、W/C=0.75とした。
く使用材料〉 ポリマーβ・粉末エマルジョン、電気化学工業(1’!
+商品名「ドライトンA」主成分酢酸ビニルベオバーラ
ウリル酸ビニル共重合体 表−4から明らかなように、本発明のポリマセメントモ
ルタル絹成物は、硬化時間か速く、6張強度や伸び率か
大きく、6中性や付着力に優れ、収縮、ソリ及びクラッ
クか少ない。
さらに、粉末ポリマーを使用することによってセメント
、骨相とのプレミックス化が可能になり、取扱か簡単に
なった。
〔発明の効果〕
本発明のポリマーセメン)・モルタル組成物を使用する
と、従来のものに比較して急硬性、作業性、強度及び弾
性に優れ、収縮、ソリ及びクラック等の発生か著しく少
なく、付着力のある特性か挙げられる。
従って、土木、残月分野を中心に床材、防水材、接着材
、化粧仕トげ材、補修材、防食材、舗装材、止水材及び
ポリマーセメント製品等へ使用することか可能となる。
特許出願人  電気化学工業株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミナセメントと、スラグ、フライアッシュ、
    シリカヒューム及び炭酸カルシウムからなる群より選ば
    れた一種又は二種以上の無機粉と、骨材並びにポリマー
    を必須成分とするポリマーセメントモルタル組成物。
  2. (2)アルミナセメント、ポルトランドセメント、超速
    硬セメント及びセッコウと、スラグ、フライアッシュ、
    シリカヒューム及び炭酸カルシウムからなる群より選ば
    れた一種又は二種以上の無機粉と、骨材並びにポリマー
    を必須成分とするポリマーセメントモルタル組成物。
  3. (3)アルミナセメントと、スラグ、フライアッシュ、
    シリカヒューム、炭酸カルシウム、セッコウ、消石灰、
    ポルトランドセメント及び超速硬セメントからなる群よ
    り選ばれた一種又は二種以上の無機粉末と、骨材並びに
    ポリマーを必須成分とし、アルミナセメント100重量
    部に対して、無機粉末が10〜1,000重量部である
    ことを特徴とするポリマーセメントモルタル組成物。
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Cited By (20)

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