JPH04140111A - ポリマーセメント硬化体の製造方法 - 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、合成樹脂エマルジョン及び／又は合成ゴムラ
テックスと高性能減水剤を併用してセメント硬化体を製
造する混練り方法に関し、特に、低水セメント比の密実
な耐久性に優れたポリマーセメント硬化体の製造方法に
関する。

［従来の技術およびその課題］ 近年、モルタルやコンクリートの耐久性が問題となって
おり、信頼性のあるセメント硬化体が要望されている。

即ち、モルタルやコンクリートにおいて、■コンクリー
ト表面からの炭酸ガスの侵入に起因する中性化により、
コンクリート内部のｐＨが低下して、鉄筋が腐食したり
、セメント水和物が分解したりする。

■コンクリート表面から内部への塩素イオンの侵入によ
り鉄筋が腐食する。

■骨材中のシリカと、セメントから溶出するアルカリ分
とが膨張反応を起こす。

■骨材として海砂を使用した場合、鉄筋が腐食する。

等の理由によりコンクリートの耐久性が低下するという
課題があった。

これらの課題を解決する一つの方法として、ポリマーセ
メント硬化体の曲げ強度や接着強度を向上させること、
ひび割れの発生を防止すること及びポリマーセメント硬
化体の密実性を高めて耐久性を改善すること等のために
、種々のポリマーエマルジョン、例えば、アクリル系、
酢酸ビニル系、塩化ビニリデン系、塩化ビニル系、スチ
レンブタジェン系及びクロロブレン系等を用いたポリマ
ーセメント硬化体が検討されてきた。

また、従来よりコンクリートの耐久性を高めるために水
セメント比を低減し、かつ、流動性を確保する混和剤と
して減水剤が知られている。

即ち、減水剤とは、セメント混線物の流動性を損なわず
、水セメント比を低減し、セメント硬化体を緻密化する
ことによって、有害なガスや塩素イオンの浸透を防止し
、セメント硬化体の耐久性を改善するための混和剤であ
り、特に効果のあるものとして高性能減水剤が挙げられ
る。

そして、一般に、高性能減水剤は後添加する方が少量で
済むこと、即ち、後添加の方が流動性が良くなることが
種々の文献に示され、当業界では高性能減水剤を後添加
することは常識ともなっている。

また、セメント硬化体の耐久性を向上する方法として、
これら高性能減水剤を使用し低水セメント比とすること
がなされている。

しかしながら、セメント硬化体にひび割れが生じた場合
には、耐久性という面で劣るという課題があり、ひび割
れの生じにくいセメント硬化体の提供が望まれていた。

以上のことから、ポリマーエマルジョンと高性能減水剤
との併用が考えられるが、通常の混練り方法において、
ポリマーエマルジョンと高性能減水剤を使用して低水セ
メント比とした場合、セメント混線物の流動性が大きく
低下するために、十分な作業性を確保することが困難で
あるという課題があった。

また、従来５ＥＣ（Ｓａｎｄ　Ｅｎｖｅｌｏｐｅｄ　ｗ
ｉｔｈ　Ｃｅｍｅｎｔ）工法やＤＭ（Ｄｏｕｂｌｅ　Ｍ
ｉｘｉｎｇ）工法など、混練り水の分割添加によって、
セメント混線物の練り上がり特性や硬化後の物性を改善
する方法などが提案されているが、ポリマーエマルジョ
ンと高性能減水剤との併用においては、それらの方法の
みでは十分な効果が得られなかった。

さらに、その使用材料の添加順序や添加方法等によって
、セメント混線物の練り混ぜにおける順序は、無数の組
合わせが考えられるが、ポリマーエマルジョン又はポリ
マーラテックスと高性能減水剤とを併用する系において
は、いまだにその練り混ぜ方法は確立されていなかった
。

本発明者らは、以上の課題を解決すべく種々検討を行っ
た結果、ポリマーエマルジョンと高性能減水剤を併用す
る場合、混線の手順として、高性能減水剤とセメントと
適量の水とを混練させて、十分な流動性を確保してから
、ポリマーエマルジョン又はポリマーラテックスを添加
すれば作業性と耐久性の良いセメント混線物ができる知
見を得て本発明を完成するに至った。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、水硬性物質、高性能減水剤及び水を混
練した後、合成樹脂エマルジョン及び／又は合成ゴムラ
テックスを混合し、再度混練することを特徴とするポリ
マーセメント硬化体の製造方法である。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明に係る水硬性物質とは、セメント質物質を主成分
とするもので、さらに、通常、セメントコンクリートに
用いられている急硬材、膨張材、高強度混和材及びその
他各種の水硬性混和材等や超微粉を併用することも可能
である。

セメント質物質としては、普通、早強、超早強及び白色
等の各種ポルトランドセメント、超速硬セメント並びに
アルミナセメント等が用いられる。

超速硬セメントとしては、小野田セメント■製商品名「
ジェットセメント」や電気化学工業■製画品名［デンカ
スーパーセメント」などが挙げられる。

アルミナセメントとしては、電気化学工業■製画品名「
デンカアルミナセメント１号」や［デンカアルミナセメ
ント２号ｊなどが挙げられる。

また、中庸熱セメント、高炉セメント及びフライアッシ
ュセメント等の低発熱セメント並びに耐硫酸塩セメント
の使用も可能であり、高炉スラグやフライアッシュを通
常の混合セメント以上に含有したものの使用や、高硫酸
塩スラグセメントや改良高炉セメントなどの使用も可能
であり、適当な養生方法を用いれば、水酸化カルシウム
や酸化カルシウムなども使用可能である。

セメント質物質の粒径は、通常５〜３０μのものが使用
されているが、水硬性を有するものであればもちろんこ
れより小さいもの、あるいは、大きいものも使用できる
ことはいうまでもない。

また、本発明では、セメント質物質に無機質の超微粉を
組み合わせて水硬性物質として、より低水セメント比と
した複合材料も有効である。

ここで、超微粉とは、セメント質物質より１オーダー、
好ましくは２オーダー小さい粒子であり、例えば、平均
粒径が１μ以下のものである。

超微粉の成分的な制限は特にないが、水に対して易溶性
のものは適当でない。また、その製造方法は、液相、気
相、粉砕及び分級、又は、それらの組合わせ等いずれの
方法でも良く、特に制限されるものではないが、経済性
の面からは、粉砕、分級によって製造されるものや、副
生成物として、気相によって製造されるものが好ましい
。

具体的には、高炉スラグやフライアッシュなどの微粉砕
物並びにシリコン、含シリコン合金及びジルコニア等の
製造時の副産物であるシリカ質ダストやシリカヒユーム
などが好ましい。その他、炭酸カルシウム、シリカゲル
、オパール質硅石、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸
化ジルコニウム、各種ガラス、ベントナイト等の粘土鉱
物やその仮焼物、非晶質アルミノシリケート、酸化クロ
ム及び活性炭等の超微粉も使用可能である。

超微粉の使用量は、混線物の流動性、緻密性の面からセ
メント質物質１００重量部に対して、３〜５０重量部が
好ましく、５〜３０重量部がより好ましい。３重量部未
満では、超微粉を加えない場合に比べて、混練物の良好
な流動性を得ることが難しく、５０重量部を越えると、
同様に良好な流動性が得られにくい。

本発明に係る高性能減水剤としては、ポリオキシカルボ
ン酸塩、リグニンスルホン酸塩、高級多価アルコール、
アルキルアリルスルホン酸塩、芳香族多環縮合物スルホ
ン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、
メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分
子量りゲニンスルホン酸塩及びポリカルボン酸塩等が挙
げられ、そのうち、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
合物の塩が特に好ましい。また、これらを組み合わせた
ものも十分に使用できる。

高性能減水剤の使用量は、水硬性物質１００重量部に対
して、固形分換算で０．１５重量部が好ましく、０．１
〜３重量部がより好ましい。０．１重量部未満では良好
な流動性を得ることが難しく、５重量部を越えても、よ
り以上の添加効果は得られにくい傾向がある。

次ぎに、本発明に係る合成樹脂エマルジョン及び／又は
合成ゴムラテックス（以下ポリマーという）について説
明する。

合成樹脂エマルジョンとは、ビニルポリマーを示し、ア
クリル系、酢酸ビニル系、塩化ビニリデン系及び塩化ビ
ニル系等が挙げられる。また、これらの単独あるいは二
種類以上を共重合や併用することは当然可能である。

共重合体の具体例としては、例えば、塩化ビニリデン（
ＰＶＤＣ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）共重合体、エ
チレン（Ｅ）／酢酸ビニル（ＶＡｃ）共重合体及び酢酸
ビニル／バーサチック酸ビニル共重合体等が挙げられる
。これらのうち、コンクリートとの接着力が良好な酢酸
ビニル系のものが特に好ましい。

また、酢酸ビニル系合成樹脂エマルジョンに耐候性、耐
アルカリ性及び耐水性を向上させるために、他のモノマ
ーを共重合させることは好ましい。

また、本発明の合成ゴムラテックスとは、ジエンモノマ
ーから合成された合成ゴム質であり、スチレン／ブタジ
ェン共重合体（ＳＢ）、アクリロニトリル／ブタジェン
共重合体（ＮＢ）、メチルメタクリレート／ブタジェン
共重合体（ＭＢ）、ポリブタジェン及びポリクロロプレ
ン等が挙げられる。

本発明のポリマーは、乳化安定剤として界面活性剤を使
用したものが好ましいが、これに限定されるものではな
く、乳化安定剤として水溶性高分子を使用したものも使
用可能である。

以上のようにして得られたポリマーの使用量は、水硬性
物質１００重量部に対して、固形分として１〜１００重
量部が好ましい。１重量部未満では、十分な効果が得ら
れず、１００重量部を越えて添加しても、それ以上の物
性改善にはつながらない。

混練水の使用量は、特に制限はないが、本発明のポリマ
ーセメントの目的から考えて、混練水／水硬性物質の重
量比（以下水比という）の小さいものが好ましい。なお
、混練水には、ポリマーに含まれている水の重量も含む
のが一般的である。具体的には、水比は、５０％以下が
好ましく、４０％以下がより好ましく、３０％以下がも
っとも好ましい。

本発明では、以上の水硬性物質、ポリマー、減水剤及び
水を主成分とするが、必要に応じて、他の材料、例えば
、細骨材、粗骨材、消泡剤等の各種混和剤や混和材及び
各種補強材等を加えることも可能である。

各材料の練り混ぜ順序は、均一に混合できれば、特に、
限定されるものではないが、先ず最初に、減水剤とセメ
ントと適量の水とを混練させて、次に、ポリマーを混合
する方法が、練り上がりの流動性の低下の防止、耐久性
の良いセメント混線物の調整などの面から好ましい。

先ず最初の減水剤とセメントと適量の水（以下−次水と
いう）との混練について（以下−次練りという）説明す
る。

減水剤をセメント粒子に十分に混合させるため、セメン
ト混線物の流動性を得る目的で使用する減水剤をセメン
トと最初に混練する。先に減水剤をセメント粒子に十分
に混合させておけば、後からポリマーを練り混ぜても、
減水剤の効果が低下することが少なくなるからである。

なお、この時に用いる一次水の量は、練り混ぜ水からポ
リマーに含まれている水の量を差し引いた量を用いるの
が最適であるが、この量より少なくすることも可能であ
る。また、ポリマーとして、粉末状のものを用いる場合
は、−次水として練り混ぜ水金部を使用しても良いし部
分的であっても良い。しかし、−次水をなるべく多くし
て、−次練り時に十分な流動性を確保することか好まし
い。また、低水比でポリマーとしてエマルジョンを用い
る場合、エマルジョン側に大部分の水があるため、少量
の水しか一次水として残らないことがある。この場合は
、−次練り時においては、十分な流動性か得られないか
、減水剤をセメント粒子に十分に作用させておけば、後
でポリマーを加えた時点で十分な流動性が得られる。従
って、最初に減水剤とセメントと一次水とを混練する目
的は、減水剤をセメント粒子に十分に作用させるためで
あり、さらに、−次水／水硬性物質比には制限がないの
で、前述のＳＥＣ工法やＤＭ工法とは思想が異なるもの
である。

さらに、この−次練り時に、ポリマー以外の他の材料、
例えば、細骨材、粗骨材、各種混和剤又は混和材及び各
種補強材等を加えて混練することも可能である。

また、この−次練りにおける混練り時間は、使用するミ
キサーにもよるが、その目的から考えて、１５秒以上が
好ましい。１５秒未満では減水剤のセメント粒子に対す
る混合が不十分となる傾向がある。

また、混練り時間が長い場合は、いくら長くても構わな
いが、常識的な範囲では１５分以内である。

次に、−次練りした後に、ポリマーを加える。

ポリマーは、ミキサー回転中に加えても良いし、また、
ミキサーを止めてから加えても良い。いずれにしても、
ポリマーは、−次練り終了後に加えることか好ましい。

また、ポリマーと前後して、あるいは、同時に他の材料
、例えば、各種消泡剤を加えることも可能である。

ポリマー混合後の練り混ぜ時間は、使用するミキサーに
もよるが、均一な混線物を得るために、３０秒以上が好
ましい。３０秒未満では、均一な混線物が得られにくい
。また、混練り時間が長い場合は、いくら長くても構わ
ないが、常識的な範囲では１５分以内である。

以上、説明してきたのポリマー、減水剤、水硬性物質、
及び、水を基本材料とするセメント混線物において、上
記説明の混線方法を用いれば、流動性の良いセメント混
線物が得られる。更に、高性能減水剤を用いて、低水比
とすれば、耐久性の優れたセメント混線物か得られる。

従って、本発明の方法にて得られるセメント混練物の用
途としては、一般のコンクリート構造物は勿論のこと、
耐久性を必要とするコンクリート構造物、コンクリート
構造物の補修部分、道路等の舗装材、床材、屋根材、防
食材、オーバーレイ材等の用途が考えられる。

［実施例コ 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ 表−１におけるセメント配合を用いて、表−２の混線方
法を実施し、その流動性と圧縮強度を表−３に示す。な
お、セメント混線物の流動性は、ＪＩＳ　Ｒ５２０１（
モルタルのフロー試験）に準じ、フローテーブルでの１
５回の落下は行なわず、静置フローにて測定した。

く使用材料〉 セメント　（Ｃ）：小野田セメント■製白色ポルトラン
ドセメント 高性能減水剤（ＳＰ）　：第一工業製薬■商品名「セル
フロー１１０ＰＪ主成分ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物の塩 ポリマーα（Ｐ）：スチレン／ブタジェン／合成ゴム共
重合体、武田薬品工業■製（固形 分約４５％） ポリマーβ（Ｐ）：エチレン／酢酸ビニル／ブチルアク
リレート共重合体、電気化学工業 ■製（固形分約５０％） 細骨材　　（Ｓ）二東北硅砂■製「４号硅砂」、「５号
硅砂」及び「６号硅砂」混合品 消泡剤　　（ＤＢ）　：東邦化学■製商品名「プロナー
ル５０２Ｊ主成分非イオン界面活性剤 水　　　　（Ｗ）：水道水 超微粉　　（ＳＦ）　ニジリカヒユーム表−１ 表 表−３ 表−３の結果から、混練方法番号１２と１−５は、他の
方法に比べて流動性においては、明らかな改善効果があ
ることが明らかである。

実施例２ 表−４に示すセメント配合を用いて、表−５の混線方法
を検討し、その流動性を測定した。結果を表−５に併記
する。

なお、セメント混線物の流動性は、ＪＩＳ　Ａ　１１７
３（ポリマーセメントモルタルのスランプ試験方法）に
準じた。

く使用材料〉 セメント　（Ｃ）：電気化学工業■製普通ポルトランド
セメント ポリマーγ（Ｐ）：エチレン／酢酸ビニル共重合体（乳
化剤：ノニオン系）、電気化学工業 ■製（固形公約４５％） 細骨材　　（Ｓ）二東北硅砂■製「６号硅砂」表−４ 表−５ 表−５の結果から、 混線方法番号２−２と２− ５は、 他の方法に比へて流動性においては、 明らかな改 善効果があることか明らかである。

実施例３ 表−６におけるコンクリート配合において、表−７の混
線方法を検討し、その流動性を測定した。

その結果を表−７に併記する。なお、コンクリートの流
動性は、スランプ試験に準じたが、フローにて測定した
。

く使用材料〉 セメント　（Ｃ）：電気化学工業■製早強ポルトランド
セメント 細骨材　　（Ｓ）：相模用産川砂、木更津直線目砂の混
合品 粗骨材　　（Ｇ）：青梅産硬質砂岩砕石、５〜１３ｍｍ
表−６ フロＨよ和め 表−７ 表−７の結果から、混練方法番号３−２と３−５は、他
の方法に比べて流動性においては、明らかな改善効果が
あることがあきらかである。

［発明の効果コ 以上から、高性能減水剤とポリマーを併用するセメント
混線物において、本・発明の製造方法を用いることによ
って、従来にも増して、良好な流動性（作業性）を得る
ことができ、緻密で耐久性の高いセメント硬化体を得る
ことができる。

特許出願人　　電気化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水硬性物質、高性能減水剤及び水を混練した後、
   合成樹脂エマルジョン及び／又は合成ゴムラテックスを
   混合し、再度混練することを特徴とするポリマーセメン
   ト硬化体の製造方法。