JPH04300231A - 急硬性ポリマーセメント組成物 - Google Patents

急硬性ポリマーセメント組成物

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JPH04300231A
JPH04300231A JP8721291A JP8721291A JPH04300231A JP H04300231 A JPH04300231 A JP H04300231A JP 8721291 A JP8721291 A JP 8721291A JP 8721291 A JP8721291 A JP 8721291A JP H04300231 A JPH04300231 A JP H04300231A
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JP
Japan
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cement
polymer
composition
quick
weight
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JP8721291A
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Kengo Shimada
島田 賢吾
Yukio Sasagawa
幸男 笹川
Sumio Ogawa
小川 澄夫
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Denka Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、急硬性ポリマーセメン
ト組成物に関し、詳しくは、流動性や可使時間が十分に
確保でき、弾性や付着力に優れた急硬性ポリマーセメン
ト組成物に関する。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、止水材、及び
ポリマーセメント製品等が考えられる。
【0002】
【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
12号公報、特公平1−39713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、床材など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)。
【0003】しかしながら、硬化時間が長く、硬化後の
モルタルにクラックやヒビ割れが入りやすく、下地コン
クリートとの付着力が弱いなどの課題があった(特公平
2−10112号公報) 。
【0004】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、前記従来技術のもつ課題を
克服、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することによって硬化体の結合
力を高めるとともに、急硬性、弾性、及び付着力に優れ
るポリマーセメント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。
【0005】
【課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、ポルトランドセメント、セッコウ、無機粉
、ポリマー、及び凝結調整剤を含有する急硬性ポリマー
セメント組成物である。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】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
ルミナ等を、カルシア源として石灰石や生石灰などを使
用したもので、CaO・Al2O3が生成物中の主鉱物
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
ーを粉砕したものである。
【0008】アルミナセメントは、CaO・Al2O3
を主鉱物成分として含み、その他、12CaO・7Al
2O3、CaO・2Al2O3、 3CaO・5Al2
O3、5CaO・3Al2O3、及び2CaO・Al2
O3・SiO2等の鉱物成分を含有するものであり、そ
の他、α−Al2O3、4CaO・Al2O3・Fe2
O3、及びCaO・TiO2等を含有するものも挙げら
れる。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NEO」、「アルミナセメント1号
D」、「ハイアルミナセメント」、「ハイアルミナセメ
ントNEO」、「ハイアルミナセメントD」、「ハイア
ルミナセメント#80」、「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
セメントスーパー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「CA−14」、「CA−15」、「CA−25」
、「CA−25タイプC」、及び「CA−25タイプG
」、ラファージョ社製商品名「セカール80」、「セカ
ール70」、「セカール71」、「セカール50」、「
セカール51」、「セカール41」、及び「シマンフォ
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「フオンジュ」
等が使用可能である。
【0009】また、本発明に係るポルトランドセメント
は、アルミナセメントと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、J
IS R5210やASTM C−150に記載された
ポルトランドセメントが使用可能である。例えば、普通
、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、及び白色の各種ポ
ルトランドセメント等を挙げることができる。
【0010】本発明に係るセッコウは、セメントの急硬
性や強度発現性を向上するもので、二水セッコウ(Ca
SO4・2H2O)、半水セッコウ(αCaSO4・1
/2H2OやβCaSO4・1/2H2O)、II型無
水セッコウ(II−CaSO4)、及びIII型無水セ
ッコウ(III−αCaSO4やIII−βCaSO4
)等が使用可能である。 また、天然には、透セッコウ(selenite)や電
花セッコウ(alabaster)などがあり、化学セ
ッコウも使用可能である。これらのうち、II型無水セ
ッコウの使用が急硬性の面で好ましい。セッコウのブレ
ーン比表面積は4,000cm2/g以上のものが好ま
しく,6,000cm2/g以上のものが強度発現性の
面でより好ましい。
【0011】本発明に係る無機粉とは、消石灰、超速硬
セメント、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
種以上である。
【0012】ここで、消石灰は、アルミナセメントとの
組み合せによって凝結が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、焼石灰や水酸化カルシウム
など、通常の市販品が使用できる。また、工業用石灰(
JIS R 9001−81)、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。
【0013】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、主鉱物成分として、3C
aO・SiO2や11CaO・7Al2O3・CaF2
を含有し、その他、4CaO・Al2O3・Fe2O3
や2CaO・SiO2などを含有するものである。市販
品としては、小野田セメント社製商品名「ジェットセメ
ント」や住友セメント社製商品名「ジェットセメント」
などが使用可能である。
【0014】また、スラグとしては、高炉スラグや製鋼
スラグが使用できる。高炉スラグとしては、銑鉄の製造
時、高炉で発生するスラグを冷却したものが使用可能で
ある。高炉スラグの冷却処理法の違いによって生成する
、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等を使用す
ることも可能である。スラグの鉱物成分は、高炉徐冷ス
ラグの場合、gehlenite(2CaO・Al2O
3・SiO2)とakermanite(2CaO・M
gO・2SiO2)の固溶体であるmelilite2
〔(Ca、Na、K)2(Mg、Fe2+、Fe3+、
Al、Si)3O7〕が主要鉱物組成であり、その他に
、calciummeta−silicate(CaO
・SiO2)、anorthite(CaO・Al2O
3・2SiO2)、orthosilicate(2C
aO・SiO2)、及びmervinite(3CaO
・MgO・2SiO2)などのケイ酸塩鉱物組成を含有
することもある。また、製鋼スラグとは、例えば、転炉
や電気炉などで鋼を製造するさい発生するスラグをいい
、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として利用することが可
能である。水砕スラグとしては、非晶質で、化学的活性
度が高いものが使用可能であり、製鋼スラグとしては、
シリケート相やウスタイト相などを形成したものが、さ
らには、その他一部未溶解のままMg、Mn、及びFe
等を固溶したライム相を形成したものの使用が可能であ
る。スラグのブレーン比表面積は、6,000cm2/
g 以上が作業性向上の面から好ましい。
【0015】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で、クリ
ンカーアッシュや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、通常、Si
O255〜65重量%、Al2O320〜30重量%で
あり、その他、Fe2O3、CaO、SO3、及びMg
O等を含有するものが使用できる。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分やAl2O3分は、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6,000cm
2/g以上が作業性の向上の面から好ましい。
【0016】また、シリカヒュームは、シリコン(Si
)、フェロシリコン(FeSi)、炭化珪素(SiC)
、溶融シリカ、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SiO2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。シリカヒュ−ムのブレ−ン比表面積は、4,0
00cm2/g以上のものが好ましく,6,000cm
2/g以上のものが長期強度の発現性の面でより好まし
い。
【0017】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ど
の通常の市販品の使用が可能である。炭酸カルシウムの
化学成分は、CaCO3であるが、少量のMgO、Si
O2、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成分
としては、カルサイトのほかに同質異像のアラゴナイト
がある。また、その結晶系は、カルサイトが六方晶系で
あり、アラゴナイトが斜方晶系であり、その比重は、カ
ルサイトが2.71、アラゴナイトが2.93である。 炭酸カルシウムとしては、石灰石、生石灰、及び石灰乳
等の天然物や、重質タンカル、軽質タンカル、カルシウ
ム化合物、ドロマイト、及び金属カルシウム等の合成物
が挙げられる。
【0018】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。
【0019】カルシウム化合物としては、3CaO・S
iO2、2CaO・SiO2、3CaO・Al2O3、
4CaO・Al2O3・Fe2O3、トバモライト水和
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ー、
及びドロマイトプラスター等が挙げられる。
【0020】炭酸カルシウムのブレ−ン比表面積は、4
,000cm2/g以上のものが好ましく、6,000
cm2/g以上のものが分散性の面でより好ましい。
【0021】以上の材料の配合割合は、アルミナセメン
ト、ポルトランドセメント、セッコウ、及び無機粉の重
量比が1〜30:70〜100:1〜30:1〜100
であることが好ましく、10〜20:80〜90:5〜
20:10〜50であることがより好ましい。この範囲
外では、ポリマーの硬化速度と、セメントの水和反応速
度のバランスが上手に取れず、急硬性、強度、弾性、及
び付着力等が十分に得られず、収縮、クラック、及びヒ
ビ割れ等を防止することが困難になる傾向がある。
【0022】本発明に係るポリマーは、水性ポリマーデ
ィスパージョン、再乳化形粉末樹脂、水溶性ポリマー、
及び液状ポリマー等の使用が可能であり、通常の市販品
の使用も可能である。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)、
スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル
ブタジエンゴム(NBR)、メタクリル酸メチルブタン
ジエンゴム(MBR)、及びブタジエンゴム(BR)等
の合成ゴムラテックス、ポリアクリル酸エステル(PA
E)、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(PV
P)、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
樹脂など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、及びパラフィン等の歴青質エマルジ
ョン、混合ラテックスや混合エマルジョンなどの混合デ
ィスパージョン、エチレン酢酸ビニル(EVA)や酢酸
ビニルビニルバーサテート(VAVeoVA)などの再
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、及びフ
ルフリルアルコール等の水溶性ポリマー、並びに、不飽
和ポリエステルやエポキシなどの液状ポリマー等が使用
可能である。粉末エマルジョンとしては,特にEVA系
とVAVeoVA系が防水性,耐久性の面で優れている
。ポリマーの使用量は、アルミナセメント、ポルトラン
ドセメント、セッコウ、及び無機粉の合計100重量部
に対して、1〜100重量部が好ましい。1重量部未満
では、十分な弾性や付着力が得られず、耐水性が劣り、
100重量部を越えると、弾性は向上するものの硬化が
遅れ、強度や耐久性が悪くなる傾向がある。
【0023】本発明に係る凝結調整剤は、アルミナセメ
ント、ポルトランドセメント、セッコウ、及び無機粉等
のセメント質の凝結時間を制御するものであり、オキシ
カルボン酸類及び/又は炭酸カリウムからなる配合物が
使用可能である。オキシカルボン酸類としては、クエン
酸やグルコン酸又はそれらの塩等が挙げられる。ここで
、オキシカルボン酸の塩としては、ナトリウムやカリウ
ム塩などが挙げられる。凝結調整剤の使用量は,アルミ
ナセメント、ポルトランドセメント、セッコウ、及び無
機粉の合計100重量部に対して、0.01〜10重量
部が好ましい。0.01重量部未満では、十分な作業性
が得られず、10重量部を越えると、硬化が遅れる傾向
がある。特に,オキシカルボン酸類0.1〜1.0重量
部と炭酸カリウム1.0〜2.0重量部の併用がより好
ましい。
【0024】本発明では、骨材として、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
や細骨材の使用が可能である。即ち、川砂、砕石、砕砂
、けい砂,色砂、及び人工軽量骨材等の使用が可能であ
り、防食を目的とした用途では、けい砂の使用が好まし
く、その粒度は、JIS6〜8号程度が好ましい。また
、急硬性ポリマーセメントモルタルを着色する場合には
、白竜石などの砕砂を使用することも可能である。骨材
の使用量は、アルミナセメント、ポルトランドセメント
、セッコウ、及び無機粉の合計100重量部に対して、
50〜300重量部が好ましい。50重量部未満では、
十分な強度が得られず、収縮、クラック、及びヒビ割れ
等が発生しやすい。また、300重量部を越えると、急
硬性が得られず付着力も低下する傾向がある。
【0025】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。
【0026】以上の各材料を用いて急硬性ポリマーセメ
ント組成物を製造するには、通常、各粉未材料を混合し
、次いで、ポリマー、必要に応じて水を加えて十分に混
練する。混合方法や混練方法は特に限定されるものでは
なく、一般に使用される方法を用いることが可能である
【0027】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。
【0028】本発明において、このような優れたモルタ
ルが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が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で、C
aO・Al2O3・10H2O、2CaO・Al2O3
・8H2O、及び3CaO・Al2O3・6H2O等の
水和物が生成し、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・Al2O3・
3CaSO4・32H2O(エトリンガイト)が生成す
るためと推察される。即ち、CaO・Al2O3・10
H2Oや2CaO・Al2O3・8H2Oは板状結晶で
あり、3CaO・Al2O3・6H2Oは立方状結晶で
あり、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2
O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。
【0029】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに説明す
る。
【0030】実施例1 アルミナセメント10重量部、ポルトランドセメント8
5重量部、セッコウ5重量部、ポリマー20重量部、凝
結調整剤としてクエン酸ナトリウム1重量部と炭酸カリ
ウム2重量部、及び骨材300重量部、さらに、表1に
示す配合を用いて、20℃恒温室内で、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。なお、実験No
.1−12と実験No.1−13は炭酸カリウムの代わ
りにグルコン酸ナトリウムを使用した。
【0031】 <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」、ブレーン        5,100
cm2/gポルトランドセメント:日本セメント社製普
通ポルトランドセメント、ブレーン        3
,400cm2/gセッコウ:セントラル硝子社製「I
I型無水セッコウ」、ブレーン4,200cm2/g無
機粉A:消石灰、石津製薬社製、ブレーン5,300c
m2/g  〃  B:超速硬セメント、住友セメント
社製「ジェットセメント」、ブレーン4,      
  800cm2/g   〃  C:スラグ、第一セメント社製商品名「ファ
インセラメント10A」、ブレー        ン6
,300cm2/g  〃  D:フライアッシュ、関
電化工社製、ブレーン4,400cm2/g  〃  
E:シリカヒュ−ム、宇部興産社製、ブレーン5,80
0cm2/g  〃  F:炭酸カルシュウム、石津製
薬社製、ブレーン5,500cm2/gポリマーα:E
VA、電気化学工業社製商品名「83 PLE」、主成
分エチレン酢酸ビニ        ル 凝結調整剤a:クエン酸ナトリウム、石津製薬社製  
  〃b:炭酸カリウム、石津製薬社製骨材    :
硅砂、JIS 7号と8号1:1の混合品
【0032】
<測定方法> 1フロー値:急硬性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、急硬性ポリマーセメントモルタル
を詰め、つぎにフローコーンを上方に取り去り、急硬性
ポリマーセメントモルタルの広がりを測定する。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2方向を測定し、その平均値をmm単位で表わし、こ
れをフロー値とした。 2硬化時間:急硬性ポリマーセメントモルタルを入れた
ポリビーカーを断熱容器に入れ、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
発熱曲線にピークが発生するまでの時間を硬化時間とし
た。 3引張強度と伸び率:急硬性ポリマーセメントモルタル
を100×25mm、厚さ2mmの大きさに成形し、硬
化体とした。材令1日で、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と触指により判定した。性状は、
良は〇、不良は×、中間を△とした。
【0033】
【表1】
【0034】実施例2 消石灰(無機粉A)30重量部と表2に示す配合を用い
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。
【0035】
【表2】
【0036】実施例3 アルミナセメント15重量部、ポルトランドセメント8
5重量部、セッコウ15重量部と表3に示す配合を用い
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。
【0037】
【表3】
【0038】実施例4 無機粉として、スラグ(無機粉C)を35重量部と表4
に示す配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。 結果を表4に併記する。
【0039】<使用材料> ポリマーβ:電気化学工業社製商品名「ドライトンA」
、粉末、主成分エチレン酢酸ビニル系 凝結調整剤c:グルコン酸ナトリウム、石津製薬社製

0040】
【表4】
【0041】実施例5 表5に示す配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に
行った。結果を表5に併記する。
【0042】<使用材料> ポリマーγ:電気化学工業社製商品名「ドライトンB」
粉末、主成分エチレン酢酸ビニル系
【0043】
【表5】
【0044】実施例6 無機粉として、スラグ(無機粉C)を20重量部と表6
に示す配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。 結果を表6に併記する。
【0045】
【表6】
【0046】
【発明の効果】本発明の急硬性ポリマーセメントモルタ
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
ック等の発生が著しく少なく、付着力のある急硬性ポリ
マーセメントモルタル組成物が得られる。さらに、粉末
ポリマーを使用することによってセメント、骨材とのプ
レミックス化が可能になり、取扱が簡単になる。従って
、土木、建材分野を中心に、床材、防水材、接着材、化
粧仕上げ材、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が可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルミナセメント、ポルトランドセメ
    ント、セッコウ、無機粉、ポリマー、及び凝結調整剤を
    含有する急硬性ポリマーセメント組成物。
JP8721291A 1991-03-28 1991-03-28 急硬性ポリマーセメント組成物 Pending JPH04300231A (ja)

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JP8721291A JPH04300231A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 急硬性ポリマーセメント組成物

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