JPH0545539B2

JPH0545539B2 -

Info

Publication number: JPH0545539B2
Application number: JP61195627A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Sato; Shinryoku Sakai; Makoto Fukuda; Shoji Akagawa; Tadahiro Inada; Masaru Kubo
Original assignee: Showa Denko KK; Showa Highpolymer Co Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1993-07-09
Also published as: JPS6355143A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は土木・建築分野において躯体防水材、
補修材、コンクリート躯体養護材として使用され
るモルタル組成物に関する。〔従来の技術〕土木・建築の分野において、構造物の内壁や外
壁等の表面を化粧したり、補修するためにモルタ
ル組成物が使用される。モルタル組成物として、例えばポリマーセメン
トモルタルといつてセメントと骨材の組合せに各
種、合成高分子エマルジヨンを添加した系が知ら
れている。この系は下地躯体との接着強度向上、
防水性能向上、ドライアウト防止、躯体養護等に
ある程度の効果はある。しかし従来公知のこの組成物は硬化後のモルタ
ルにクラツクが入りやすい欠点をかかえている。
この原因はモルタル自身の収縮によるもの、又、
外的変化（例えば温度変化、凍結融解）によるも
の、更に下地躯体にクラツクが発生した場合にモ
ルタルがクラツクに追随しえないために発生する
ものなどがある。このため生じたクラツクより水
が浸入して漏水の原因となる。又、一般にコンク
リート中の鉄筋はアルカリ領域では錆を発生する
事なく安定しているが空気中の炭酸ガス等の作用
でコンクリートが中性化し酸素・水分・炭酸ガス
の作用によつて鉄筋が発錆する。更に塩分の浸入
により発錆が助長される。このためこれらを出来
るだけしやへいする事が重要であるが、クラツク
が発生した場合はこの劣化が更に助長される。従
来のポリマーセメントモルタルはこれらのしやへ
い効果に対しては不十分であり又、下地躯体にク
ラツクが発生するとこのモルタル自身にもクラツ
クが発生しこの目的には不適合である。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものでありその目的は以下の諸条件をすべて満足
する塗材としてのモルタル組成物を開発すること
にある。クラツク追随性が有る事下地躯体との接着強度が十分な事防水性能が良好な事躯体養護として気体透過性が低く、特に炭酸
ガス等の浸入を出来るだけおさえる事〔問題点を解決するための手段〕上記問題点を解決するために本発明者等は公知
のポリマーセメントモルタルに弾性を付与させる
事により硬化後のモルタルのクラツク防止、及び
下地躯体に発生するクラツクに追随する様にして
かつ防水性能、下地躯体との接着強度を上げ、か
つ炭酸ガス、酸素等の気体透過性をおさえる様に
したものである。この条件を満足させるためには特定のモルタル
組成物と特定の合成高分子エマルジヨンを組合せ
る事が必要である。本発明に用いられる弾性モルタルはセメント、
骨材及び特定の合成高分子エマルジヨンと水を必
須成分として含有している。本発明になる弾性モ
ルタル組成物はセメント物質20〜50重量％、骨材
20〜50重量％、及び合成高分子エマルジヨン（樹
脂固形分）15〜30重量％の範囲量を含有されるこ
とが望ましくエマルジヨン中の水を含めて全水量
が15〜30重量％になるように水を添加して均一に
練り混ぜて使用する。合成高分子エマルジヨンとしては例えば酢酸ビ
ニル系高分子エマルジヨン、SBR系高分子エマ
ルジヨン、エチレン−酢酸ビニル系高分子エマル
ジヨン、エポキシ樹脂系高分子エマルジヨン等が
挙げられるがこれらでは、上記条件を満足せずア
クリル系高分子エマルジヨンにより、はじめて本
願の目的を達成する。この本願発明に使用される
合成高分子エマルジヨンは以下の(a)〜(d)の単量体
混合物（重量％） (a) 炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸
アルキルエステル 55〜90 (b) アクリロニトリルおよび又はスチレン５〜40 (c) アクリル酸および又はメタクリル酸0.5〜10 (d) ２ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピ
ルメタクリレートのうち１種以上 0.9〜10 を非イオン性乳化剤を用いて乳化重合した共重合
体エマルジヨンであつて必要に応じて消泡剤、防
腐剤を添加する。消泡剤の添加量はアクリル系合
成高分子エマルジヨンに対し0.05〜0.5％が適当
である。消泡剤としては例えばノプコ8034（サン
ノプコ製）、アデカネートＢ−748（旭電化製）な
どがある。又このエマルジヨンの樹脂固形分は40
〜55重量％程度である。この場合、重要な事は弾性的性質を表わす伸
度、強度、防水性、耐水性、気体透過性等のバラ
ンスを取ることである。これらの性能は合成高分
子エマルジヨン（樹脂固形分）とセメント物質の
比率が大きく左右する。即ちこの比率が高いと伸
度は増加し防水性能は向上し、気体透過性は小さ
くなるが、耐水性が劣り強度発現が遅くなる。こ
の比率が低いと伸度、防水性能は低下し、気体透
過性は大きくなり、耐水性が向上し強度発現は早
くなる。この両者に最もバランスが取れた比率は
50〜90重量％が望ましい。尚、使用する骨材としては本材料は通常１〜５
mm厚で使用するために一般に硅砂の３号，４号，
５号，６号，７号等が用いられる。セメント物質としては普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトラ
ンドセメントもしくは白色ポルトランドセメント
等の使用が可能であり、又中庸熱セメント・高炉
セメントやアルミナセメント、超速硬セメントが
使用できる。本発明になる弾性モルタル組成物としては、上
記のものの外更に弾性的性質、伸度、強度、美観
などを高めるために上記組成物に少量の微粉の活
性シリカ、撥水剤、炭酸カルシウム、顔料を添加
した次の組成物を使用することができる。即ち、
セメント物質20〜50重量％、骨材20〜50重量％、
微粉の活性シリカ0.1〜0.5重量％、撥水剤0.2〜
0.4重量％、炭酸カルシウム0.1〜0.5重量％及び顔
料0.4〜1.5重量％及び合成高分子エマルジヨン
（樹脂固形分）15〜30重量％を含有し更に塗材と
して好適量の水を15〜35重量％になる様に水を添
加して混和調整されたものである。活性シリカ、
撥水剤、炭酸カルシウムは特に防水性、作業性
（塗り易さ）、耐水性を向上させるのに効果があ
る。撥水剤としては例えばステアリン酸塩、オレイ
ン酸アンモニウムなどが用いられる。又顔料としてはユーザーの要望により各種顔料
を混入して目的の色とする。本願発明に使用される合成高分子エマルジヨン
は、前述のように(a)〜(d)の単量体混合物を非イオ
ン性乳化剤を用いて乳化重合した共重合体エマル
ジヨンである。このエマルジヨンを使用する主な
理由は、付着強度・接着強度及び伸度をあげるこ
とである。炭素数４〜８（C₄〜C₈）のアルキル基をもつア
クリル酸アルキルエステルを55〜90％使用するの
は、C₃以下のアクリル酸エステルを用いた場合
には、ポリマーセメントシートの伸びが小さく、
下地のクラツク追随性が悪くなり、C₉以上のア
クリル酸エステルを用いた場合には、付着強度が
小さくなり、伸びも小さくなるからである。また、アクリル酸エステル含有量が90％以上の
場合は強度が小さく、55％以下の場合は伸びが小
さくなる。アクリロニトリルおよび／又はスチレン量を５
〜40％に限定するのは、５％以下では強度が小さ
くなり、40％以上では伸度が小さくなるからであ
る。アクリル酸および又はメタクリル酸量を0.5〜
10％に限定したのは、0.5％以下では付着強度、
伸度共に小さくなり、10％以上になると伸びが小
さくなり、耐水性が悪くなるからである。２−ヒドロキシエチルアクリレート等の量を
0.9〜10％に限定したのは、0.9％以下ではヘヤー
クラツクが生じ易くなり、そのため透水性、透気
性が大きくなり中性化防止性能が劣る様になり、
10％以上になると耐水性が悪くなるからである。
また、アニオン性乳化剤を併用すると透水性、透
気性が大きくなりしかも伸びが小さくなる。〔作用〕本発明になるセメント及び硅砂等と特定の合成
高分子エマルジヨンを組合わせた弾性モルタル組
成物は前記〜の諸条件をすべて満足し、耐久
性にすぐれ、長期にわたりその性能を発揮する。〔実施例〕本発明の効果を明瞭にするために実施例につい
て説明するが、本発明の技術的範囲は、これに限
定されるものではない。１使用材料使用した材料の組成を第１表に示す。

【表】

【表】２使用した合成高分子エマルジヨン本発明になる弾性モルタルに使用するアクリル
系高分子エマルジヨンとしては、製法を以下に示
すエマルジヨン及びを使用した。また、比較
例として、アクリル系高分子エマルジヨン，
，（製法は、以下に示す）及び市販のSBR
型エマルジヨン（略称SBR）とエチレン−酢酸
ビニル系高分子エマルジヨン（略称EVA）を使
用した。 (1) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法攪拌機、冷却器、温度計を備えた１の反応器
中にイオン交換樹脂処理水（以後単にイオン交換
水と記す）137ｇとピロリン酸ソーダ３ｇおよび
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ノイゲン
YX−500非イオン性乳化剤第一工業製薬製）
４ｇを仕込み反応器の内温を80℃に昇温する。次
に予め準備した２−エチルヘキシルアクリレート
420ｇ、アクリロニトリル100ｇ、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート５ｇ、メタクリル酸３ｇのモ
ノマー混合液を、イオン交換水282ｇにノイゲン
YX−500 36ｇを溶解した非イオン性乳化剤溶液
中に乳化したモノマーエマルジヨン846ｇのうち
80ｇを反応器中に加え、続いて過硫酸アンモニウ
ム１ｇをイオン交換水５ｇに溶解した開始剤水溶
液を加えプレ反応を行う。プレ反応10分後、残り
のモノマーエマルジヨンを反応器の内温83〜85℃
に制御して４時間にわたり均一添加しエマルッジ
ヨン重合を行う。これとは別に過硫酸アンモニウ
ム1.2ｇをイオン交換水５ｇに溶解した開始剤水
溶液をモノマーエマルジヨン滴下開始２時間後か
ら滴下終了時まで均一に滴下する。モノマーエマ
ルジヨン滴下終了後83〜85℃で１時間熟成を行
い、室温まで冷却し23〜28％アンモニア水３ｇを
加えた。得られたアクリル系合成高分子エマルジ
ヨンはPH＝8.5、濃度56％であつた。 (2) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法に
おいてモノマー混合液が２−エチルヘキシルアク
リレート330、スチレン190ｇ、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート５ｇ、メタクリル酸５ｇよりな
ること以外は、アクリル系高分子エマルジヨン
（）の製法に準じて共重合した。アクリル系高
分子エマルジヨンのPHは7.5、濃度は55.2％であ
つた。 (3) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法に
おいて、２−エチルヘキシルアクリレート420ｇ
の代りにアクリル酸エチルを用いたほかは、高分
子エマルジヨン（）の製法で製造した。得られ
たアクリル系高分子エマルジヨンのPHは8.7、濃
度は56.1％であつた。 (4) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法に
おいて、２−ヒドロキシエチルアクリレートとメ
タクリル酸を除きモノマー混合液として、２−エ
チルヘキシルアクリレート425ｇ、アクリロニト
リル105ｇを用いアクリル系高分子エマルジヨン
（）の製法に準じて製造した。 PH＝9.5、濃度55.8％のエマルジヨンが得られた。 (5) アクリル系エマルジヨン（）の製法アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法に
おいて、反応器に仕込むノイゲンYX−500 ４ｇ
の代りにノイゲンYX−500 ３ｇとラウリルスル
ホン酸ソーダ（エマール10 花王石鹸製）１ｇを
仕込むこと、モノマー混合液の乳化用乳化剤とし
てノイゲンYX−500 36ｇの代りにノイゲンYX
−500 34ｇとエマール10 ２ｇを用いてモノマー
エマルジヨンを作つたこと以外はアクリル系高分
子エマルジヨン（）の製法に準じて重合した。
得られたアクリル系高分子エマルジヨンのPHは
8.7、濃度は56.3％であつた。３評価試験アクリル系高分子エマルジヨン，を使用し
たモルタル組成物（実施例１，２）と、アクリル
系高分子エマルジヨン，，，SBR，EVA
を使用したモルタル組成物（比較例１，２，３，
４，５）について、評価試験を行つた。３−１接着強度試験試験はJIS A6909に準拠して実施した。コンク
リート歩道板（JIS A5304）にモルタルを２Kg／
m²塗布し、これを温度20℃、湿度65％RHの養生
室に４週間静置して、接着強度の測定を行なつ
た。３−２伸度と引張強度平滑な鉄板に離形剤を塗布しモルタルを2.0
Kg／m²塗布して、硬化後引きはなしてシート状に
成型したものを試験体とした。本試験体は温度20℃、湿度65％RHの気中で28
日間養生を行なつてから測定を行なつた。尚、この試験方法はJIS A6008「合成高分子ル
ーフイング試験」に準拠した。接着強度、引張強度、伸度の測定結果は第２表
に示す。

【表】３−３透水、透気試験 1/3砂モルタルの成型板（40t×150〓m^/m）にモ
ルタルを２Kg／m²塗布したものを試験体とし温度
20℃、湿度65％RHで21日間養生を実施してから
測定を実施した。尚、透水試験はJIS A1404「建築用セメント防
水剤の試験方法」に準拠した。かけた水圧は３
Kg／cm²、加圧時間１時間である。結果を透水増加
量で表わす。透水増加量＝W₂−W₁ W₁＝透水試験を実施する前の重量（ｇ） W₂＝透水試験実施直後の重量（ｇ）透気試験は空気圧１Kg／cm²の条件で行ない透気
係数を算出した。又、透気試験での透気係数は以下の式を用いて
算出した。Ｋ＝Ｑ・Ｌ・P^A／Ｐ・ＡＫ：透気係数（cm／sec）Ｑ：透過空気量（c.c.／sec）Ｌ：供試体の厚さ（cm） P_A：大気圧に相当する空気の単位容積重量
（Kg／c.c.）Ｐ：供試体の両面における圧力差（Kg／cm²）Ａ：透気面積（cm²）本試験結果は第３表に示す。

【表】３−４中性化促進試験 1/3砂モルタル成型体（100×100×400mm）の全
面に本発明品を２Kg／m²で塗布し温度20℃、湿度
65％RHの気中養生を３週間実施したものを試験
体とした。養成後の試験体を中性化促進装置（温
度40℃、湿度40％RH、炭酸ガス濃度10％）内に
放置し、３ケ月間経過後、取りだし切断してフエ
ノールフタレイン溶液を散布し中性化深さを測定
した。結果を第４表に示す。

【表】第２表、第３表、第４表の試験結果に見られる
様に本発明になるエマルジヨン（）、エマルジ
ヨン（）とポルトランドセメント骨材との組合
せによるものは接着強度、引張り強度が高く伸度
も135〜140％と大きいのでクラツク追随性は充分
あると考えられる。更にこれらは透水性、透気性が小さく中性深さ
も小さい値を示しているので躯体養護材として総
合的に判断すると優れた塗材であると言える。エマルジヨンとして市販のSBRを使用したも
の（比較例４）は接着強度、引張強度、透水性、
透気性、中性化防止の点では良い値を示している
がクラツク追随性の点で不十分であり、市販の
EVAを使用したもの（比較例５）は接着性、引
張強度の点では良い値を示しているがその他の点
では不十分である。比較例１，２，３も、伸度、
透水性、透気性において不十分である。 (6) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法撹拌機、冷却器、温度計を備えた１の反応器
中にイオン交換水140ｇとピロリン酸ソーダ１ｇ
およびポリオキシエチレンノニルフエニルエーテ
ル（ノイゲンEA−190 Ｄ、非イオン性乳化剤、
第一工業製）３ｇとポリオキシエチレンラウリル
エーテル（エマルゲン 147、非イオン性入荷剤、
花王製）１ｇを仕込み反応器の内温を78℃に昇温
する。次に予め準備したｎ−ブチルアクリレート458
ｇ、アクリロニトリル20ｇ、スチレン37ｇ、アク
リル酸5.5ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート10ｇを、イオン交換水240ｇにノイゲンEA−
190 D16ｇ、エマルゲン147 ８ｇを溶解した非イ
オン性入荷剤溶液中に乳化したモノマーエマルジ
ヨン794.5ｇのうち40ｇを反応器中に加え、続い
て過硫酸アンモニウム１ｇをイオン交換水９ｇに
溶解した開始剤水溶液を加えプレ反応を行なう。
プレ反応10分後残りのモノマーエマルジヨンを反
応器の内温83〜85℃に制御して４時間均一に添加
しエマルジヨン重合を行なう。これと平行して過
硫酸アンモニウム２ｇをイオン交換水48ｇに溶解
した開始剤水溶液をモノマーエマルジヨン滴下開
始時から４時間30分均一に滴下する。モノマー滴
下終了後83〜85℃で１時間熟成を行ない、室温ま
で冷却し23〜28％アンモニア水３ｇを加えた。得
られたアクリル系合成高分子エマルジヨンはPH＝
8.0、濃度55.9％であつた。 (7) アクリル系高分子エマルジヨン（）の製法アクリル系高分子エマルジヨン（）を製造し
たと同じ反応器中にイオン交換水140ｇとピロリ
ン酸ソーダ2.5ｇおよびノイゲンEA−190 D2ｇ、
エマルゲン147 2.0ｇを仕込み反応器の内温を61
℃に昇温し、反応器内を窒素にて置換しておい
た。反応中においても少量の窒素ガスを流した。次に予め準備したｎ−ブチルアクリレート448
ｇ、スチレン67ｇ、アクリル酸６ｇ、２−ヒドロ
キシプロピルアクリレート9.0ｇのモノマー混合
液を、イオン交換水220ｇにノイゲンEA−190
D12ｇ、エマルゲン147 12ｇを溶解した非イオン
性入荷剤溶液中に乳化したモノマーエマルジヨン
のうち40ｇを反応器中に加え、続いて過硫酸カリ
ウム0.9ｇとイオン交換水9.1ｇに溶解した開始剤
水溶液と重亜硫酸ソーダ0.6ｇをイオン交換水9.4
ｇに溶解した水溶液とを加えプレ反応を行なう。
プレ反応10分後残りのモノマーエマルジヨンを反
応器の内温64〜67℃に制御して４時間にわたり均
一添加しエマルジヨン重合を行なう。これと平行して過硫酸アンモニウム1.8ｇをイ
オン交換水34.2ｇに溶解した水溶液と、重亜硫酸
ソーダ1.2ｇを22.8ｇに溶解した水溶液とをモノ
マーエマルジヨン滴下開始時から４時間30分均一
に滴下する。モノマー滴下終了後64〜67℃で１時
間熟成を行ない、室温まで冷却し23〜28％アンモ
ニア水３ｇを加えた。得られたアクリル系合成高
分子エマルジヨンはPH＝7.7、濃度56.1％であつ
た。評価試験アクリル系高分子エマルジヨンとを使用し
たモルタル組成物についての評価試験を行なつ
た。その結果を第５表に示す。

〔発明の効果〕

本発明になる弾性モルタル組成物は従来のポリ
マーセメントモルタルに比べ優れた弾性的性質を
有するためにクラツクの発生がなく、防止性能に
すぐれ、気体透過性が低く、接着強度が強いので
防水剤、補修剤、躯体養護剤としてきわめてすぐ
れている。

Claims

【特許請求の範囲】１セメント物質と骨材と合成高分子エマルジヨ
ンとの混合物に水を配合したモルタル組成物であ
つて、合成高分子エマルジヨンがアクリル系高分子エ
マルジヨンであり、次の(a)〜(d)より成る単量体混
合物 (a) 炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸
アルキルエステル 55〜90（重量％） (b) アクリロニトリルおよび／又はスチレン
５〜40（重量％） (c) アクリル酸および／又はメタクリル酸
0.5〜10（重量％） (d) ２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキ
シプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレートのうち１種類以上
0.9〜10（重量％）を非イオン性乳化剤を用いて乳化重合した共重合
体エマルジヨンであることを特徴とする弾性モル
タル組成物。２骨材が硅砂である特許請求範囲第１項記載の
弾性モルタル組成物。３活性シリカ、撥水剤、炭酸カルシウム及び顔
料を含有する特許請求範囲第１項又は第２項記載
の弾性モルタル組成物。