JPH0637318B2 - セメント状組成物用添加剤 - Google Patents

セメント状組成物用添加剤

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JPH0637318B2
JPH0637318B2 JP60225930A JP22593085A JPH0637318B2 JP H0637318 B2 JPH0637318 B2 JP H0637318B2 JP 60225930 A JP60225930 A JP 60225930A JP 22593085 A JP22593085 A JP 22593085A JP H0637318 B2 JPH0637318 B2 JP H0637318B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セメント状組成物中に使用する改良された添
加剤組成物に関する。特に、本発明は、セルロースエー
テル、スターチエーテル、およびポリアクリルアミドを
含んで成る添加剤組成物に関する。この添加剤組成物
を、セメント状組成物に、その性質を改良するために添
加することができる。
［従来技術］ 米国特許第４，０２１，２５７号には、ポルトランドセ
メント２５〜１００％、および凝集指数０．５以下のあ
る種の長鎖有機ポリマー０．００１〜０．２５％を含ん
で成るセメント状組成物が開示されている。該特許に開
示されている長鎖有機化合物としては、ポリアクリルア
ミドおよびアルムヒドロキシアルキルスターチなどがあ
る。該特許の実施例では、ヒドロキシアルキルスターチ
またはポリアクリルアミドのいずれかの使用に限定され
ている。
米国特許第４，４４７，２６７号には、ポルトランドセ
メント７５重量％以下、充填剤、ベントナイトクレー、
およびセルロースエーテルとポリアクリルアミドのよう
な長鎖ポリマーとの複合材料０．３５重量％以下を含ん
で成るグラウト組成物を主成分とする乾燥固化ポルトラ
ンドセメントが開示されている。該特許には、該発明の
好ましい態様は、先に米国特許第４，０２１，２５７号
および同第４，０４３，８２７号に開示されていたグラ
ウトを改良したグラウト組成物であると開示されてい
る。
米国特許第３，８４７，６３０号には、水溶性高分子化
合物が、植物性ゴム、スターチ、セルロースエーテル、
またはポリアクリルアミドのような合成ポリマーのいず
れかである水透過性多孔質コンクリートの製法が開示さ
れている。
米国特許第４，３６３，６６７号には、水溶性または水
分散性ポリマー添加剤を少なくとも１種類含有するセメ
ント状組成物が開示されている。このような添加剤は、
セルロースエーテル；アクリルアミドのコポリマーのよ
うなアミド含有ポリマー；ポリオキシアルキレンオキシ
ド誘導体または酢酸ビニルポリマー加水分解物を含有す
る。
米国特許第４，０８２，５６３号には、セルロースエー
テルまたはポリマー（例えばポリビニルアルコールまた
はポリアクリルアミド）のような高分子量の水溶性ポリ
マーを少なくとも１種類含有するモルタル組成物が開示
されている。
改良された垂れ防止性を有すると同時に開放時間の長い
セメント状組成物、すなわち組成物によるタイルの固定
において、タイルを接着および支持するが、固定が速す
ぎてセメント状組成物の適用からタイルを配置するまで
の時間を長く取れなかったり、組成物上に最初に配置し
たタイルの位置を調節できなかったりすることのない組
成物は当技術分野において常に必要である。
［発明の構成］ 本発明は、セメント状組成物用添加剤として有用な組成
物であって、(a)セルロースエーテル、(b)スターチエー
テル、および(c)ポリアクリルアミドを含んで成る組成
物に関する。好ましい組成物は、セルロースエーテル、
スターチエーテルおよびポリアクリルアミドの重量比
が、９５〜７５：２０〜５：１である組成物である。本
発明は、水硬セメントと、前記組成物の垂れ防止性およ
び開放時間を改良するのに十分な量の前記添加剤とを含
んで成るセメント状組成物にも関する。
さらに本発明は、セメント状組成物の垂れ防止性および
開放時間を改良する方法であって、水硬セメントを含ん
で成る組成物と、前記添加剤の有効量とを混合すること
を含んで成る方法、およびそのようなセメント状組成物
を用いるタイルの固定方法をも提供する。
本発明の添加剤組成物は、市販のセメント状組成物より
も開放時間が長く、調節性が高く、改良された垂れ防止
性を示すセメント状組成物の調製に有用である。
本発明の添加剤は、３種の主成分：セルロースエーテ
ル、スターチエーテルおよびポリアクリルアミドを含ん
で成る。
本発明の添加剤に有用なセルロースエーテルは、種々の
エーテル化剤によるセルロースのエーテル化物である。
セルロースは、無水グルコース単位から成る天然高重合
炭水化物である。セルロースは、無水グルコース単位の
遊離水酸基とエーテル化剤との反応によってエーテル化
される。セルロースエーテルを調製するのに有用な一般
的なエーテル化剤は、ハロゲン化アルキルおよびアルキ
レンオキシドである。
セルロースエーテルの例としては、メチルセルロース、
エチルセルロースおよびプロピルセルロースのようなア
ルキルセルロース；ヒドロキシエチルセルロースおよび
ヒドロキシプロピルセルロースのようなヒドロキシアル
キルセルロース；メチルエチルセルロース、メチルプロ
ピルセルロースおよびエチルプロピルセルロースのよう
な混合アルキル誘導体；ヒドロキシエチルヒドロキシプ
ロピルセルロースおよびヒドロキシプロピルヒドロキシ
エチルセルロースのような混合ヒドロキシアルキルセル
ロース；メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロース、メチルヒドロキシエチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、プ
ロピルヒドロキシプロピルセルロースおよびヒドロキシ
プロピルプロピルセルロースのような混合アルキルおよ
びヒドロキシアルキル誘導体などである。好ましいセル
ロースエーテルは、メチルヒドロキシプロピルセルロー
スおよびメチルヒドロキシエチルセルロースである。
セルロースエーテルの分子量およびモル置換度は、厳密
に制限されていない。好ましいセルロースエーテルの２
％水溶液のＢ型粘度（２０rpm、２０℃）は、３，００
０〜４０，０００cP、より好ましくは４，０００〜３
０，０００cP、最も好ましくは６，０００〜２０，００
０cPである。特に好ましいセルロースエーテルは、高分
子量のアルキルヒドロキシアルキルセルロースである。
好ましい高分子量セルロースの２％水溶液のＢ型粘度
は、約１０，０００cPまたはそれ以上であり、より好ま
しくは約１５，０００cPまたはそれ以上である。
アルキル置換度（Ｄ．Ｓ．）およびヒドロキシアルキル
モル置換度（Ｍ．Ｓ．）は、厳密に制限されていない。
Ｄ．Ｓ．は、生成物中の無水グルコース単位当たりのエ
ーテル化された水酸基の数として定義され、無水グルコ
ース単位当たりの水酸基数は３であるので、Ｄ．Ｓ．は
理論的には３を越え得ない。好ましいメトキシ置換度
は、約０．９〜約３、より好ましくは約１．５〜約２．
５、最も好ましくは約１．７〜約１．９である。エチレ
ンオキシドおよびプロピレンオキシドのようなオキシア
ルキル化剤を、すでにヒドロキシアルキル置換された位
置に付加することができるので、Ｄ．Ｓ．と異なりＭ．
Ｓ．には理論的な限界は無い。好ましいヒドロキシアル
キルモル置換度（Ｍ．Ｓ．）は、約０．０５〜約４、よ
り好ましくは約０．０５〜約０．９、最も好ましくは約
０．１〜約０．２である。
最も好ましいセルロースエーテルは、メトキシ置換度約
１．８、ヒドロキシプロピルモル置換度約０．１１、お
よび２％水溶液のＢ型粘度約２０，０００cPのメチルヒ
ドロキシプロピルセルロース、およびメトキシ置換度約
１．８、ヒドロキシエチルモル置換度約０．１１、およ
び２％水溶液のＢ型粘度約６，０００cPのメチルヒドロ
キシエチルセルロースである。
本発明の添加剤のスターチエーテル成分は、スターチの
エーテル化によって得られる。スターチは、α−グリコ
シド結合によって結合したグリコピラノース単位から成
る天然高重合炭水化物である。これは、穀類（トウモロ
コシ、サトウモロコシ、コムギ、コメ）、根菜または塊
茎類（ジャガイモ、キャッサバまたはタピオカ、クズウ
コン）、およびサゴヤシの髄から商業的に抽出される。
近似一般式は、（C6H10O5)n、（式中、ｎはおそらく１
０００以上）である。スターチは白色顆粒として得ら
れ、通例直鎖状ポリマー（アミロース）および分枝状ポ
リマー（アミロペクチン）から成る。顆粒は、結晶様格
子状に配列し会合した２種のポリマーの組織化された混
合物であるので、冷水に不溶性で、酵素のような天然加
水分解剤に比較的抵抗性がある。
スターチは、遊離水酸基とエーテル化剤との反応によっ
てエーテル化される。スターチエーテルの例としては、
メチルスターチ、エチルスターチおよびプロピルスター
チのようなアルキルスターチ；ヒドロキシエチルスター
チおよびヒドロキシプロピルスターチのようなヒドロキ
シアルキルスターチ；メチルプロピルスターチのような
混合アルキルスターチエーテル；混合ヒドロキシアルキ
ルスターチエーテル；ヒドロキシプロピルメチルスター
チのような混合ヒドロキシアルキルアルキルスターチエ
ーテル；メチルヒドロキシプロピルスターチのような混
合アルキルヒドロキシアルキルスターチエーテルがあ
る。好ましいスターチエーテルは、ヒドロキシアルキル
スターチエーテル、最も好ましくはヒドロキシプロピル
スターチである。
スターチエーテルのモル置換度は、厳密に制限されてい
ない。好ましいヒドロキシアルキルモル置換度は、約
０．３５〜１．４、より好ましくは約０．５〜０．９、
最も好ましくは約０．７である。
本発明に有用なセルロースエーテルおよびスターチエー
テルは、アルカリ触媒の存在下にセルロースまたはスタ
ーチをエーテル化剤と反応させることによって調製され
る。セルロースおよびスターチのようなポリサッカライ
ドはアルカリの存在によって分解し得るので、セルロー
スおよびスターチのポリサッカライド鎖の著しい分解を
避けるために、エーテル化反応の時間および温度を調節
すべきである。
本発明の添加剤の第３の主成分は、ポリアクリルアミド
である。本発明に有用なポリアクリルアミドは、ポリア
クリルアミドのホモポリマー、またはポリアクリルアミ
ドと他のエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーであ
る。他のエチレン不飽和モノマーの例としては、アクリ
ル酸、アクリロニトリルなどがある。ポリアクリルアミ
ドは、ノニオン性、アニオン性またはカチオン性であっ
てよい。アニオン性ポリアクリルアミドは、アクリルア
ミドおよびアクリル酸塩（特にナトリウム塩）のコポリ
マーである。カチオン性ポリアクリルアミドは、アクリ
ルアミド、およびアミノ基を有するエステルまたはアミ
ノ基を有するアクリル酸のアミドのコポリマーである。
好ましいポリアクリルアミドは、酸性およびアニオン性
の高分子量ポリアクリルアミドである。最も好ましいポ
リアクリルアミドは、アメリカン・シアナミド（Americ
an Cyanamid）から市販のスーパーフロック（Superflo
c）である。
本発明に有用なアクリルアミドポリマーは、他のエチレ
ン性不飽和コモノマーを用いてまたは用いずに、アクリ
ルアミドのラジカル重合によって調製し得る。重合触媒
および重合温度の選択に加えて、連鎖移動剤を用いてポ
リアクリルアミドの分子量を調節し得る。
本発明の添加剤は、水硬セメントを含有するセメント状
組成物にも有用である。好ましい水硬セメントは、ポル
トランドセメントである。ポルトランドセメントは、石
灰石またはチョークのような石灰材料と、Al2O3・SiO2
を含有するクレーまたはシェールのような泥質材料と
を、ガラス化が始まるまで約１３５０〜１８００℃で混
合および粉砕することによって製造される。そのように
して製造した焼塊を微粉化し、石膏約２％と混合し、約
２００メッシュに粉砕する。この組成物は、通例CaO約
６２〜６７重量％、Al2O3約１８〜２０％、および通例
少量の不純物とともにFe約２〜３％およびMg約１〜４％
を含有する。
水硬セメントおよび本発明の添加剤に加えて、本発明の
セメント状組成物は、砂、石灰石微粉末または大理石末
のような比較的不活性な充填剤、および他の機能添加剤
をも含有し得る。
本発明の添加剤は、通例所定量の添加剤を、水硬セメン
トおよび要すれば他の充填剤と乾燥混合することによっ
て用いられる。添加剤の使用量は、厳密に制限されてい
ないが、モルタルまたはグラウトに所望の垂れ防止度お
よび開放時間を与えるのに十分な量であるべきである。
通例、添加剤は、水硬セメントおよび他の実質的な添加
剤の乾燥混合物に対して約０．０５〜約１．５重量％の
量でモルタルに添加される。好ましくは、乾燥セメント
状組成物に対して、添加剤を約０．１〜約１．０重量
％、最も好ましくは約０．２〜約０．５重量％使用す
る。添加剤中のポリアクリルアミドの量は、通例セメン
ト状添加剤重量（すなわち、セルロースエーテル、スタ
ーチエーテルおよびポリアクリルアミドの全重量）に対
して約１重量％であるので、乾燥セメント状組成物中の
ポリアクリルアミドの割合は、乾燥セメント状組成物重
量（すなわち、水硬セメント、充填剤および添加剤の全
重量）に対して約０．０００５〜０．０１５重量％、よ
り好ましくは約０．００１〜０．０１０重量％、最も好
ましくは０．００２〜０．００５重量％である。
本発明のセメント状組成物は主に、目地仕上用コンパウ
ンドおよび／またはモルタルコンパウンドとして使用さ
れる。セラミックタイルの固定において通例行なわれる
方法は、隣接するタイル間の継目、すなわち目地に結合
剤を満たす方法である。継目を満たすために使用する材
料は、目地仕上用コンパウンド、またはより一般的に知
られているものとしてはタイルグラウトである。通例グ
ラウト、とりわけポルトランドセメントグラウトは、望
ましい強度、耐汚染性および加工性を有する。そのよう
なグラウトは、壁から除去しやすく、継目を美しく見せ
るのが容易である。
本発明のセメント状組成物をモルタルとして使用し、組
成物を表面に薄く塗り、次いでセラミックタイルを固定
してもよい。本発明のセメント状組成物が、改良された
垂れ防止性を有し、かつ比較的長い開放時間を保ってい
ることは、本発明の利点の一つである。例えば、モルタ
ルの硬化が遅いのでタイルを固定する前にモルタルをよ
り広い面積に塗布でき、モルタルを塗布した面にタイル
を配置した後、より長時間タイルの位置を調節できるに
もかかわらず、本発明のセメント状組成物から製造した
モルタルで固定した壁タイルには垂れの傾向がほとんど
無い。
実施例 実施例１〜１１ ポルトランドセメント（Ｉ型）４１８ｇ、およびフィッ
シャー（Fisher）Ｓ−１５１秒（８０〜１２０メッシュ
洗砂）５９７．０ｇを、所定量の(a)メチルＤ．Ｓ．約
１．８、ヒドロキシエチルＭ．Ｓ．約０．１１、および
２％水溶液のＢ型粘度約６，０００cPの、グリオキサル
で凝結遅緩したメチルヒドロキシエチルセルロース、
(b)アミロテックス（Amylotex）８１００として市販の
約０．７のＭ．Ｓ．を有するヒドロキシプロピルスター
チであるスターチエーテル、および(c)アメリカン、・
シアナミドからスーパーフロックＡ１３０として市販の
酸性アニオン性ポリアクリルアミドであるポリアクリル
アミドと共に混合して、種々のセメント状組成物を調製
した。
得られた乾燥混合物を、次いで脱イオン水約２３０ｇと
共に撹拌してタイルモルタルを得、試験前に５分間消和
した。
サンプルの開放時間を測定するために、サンプルをＡＳ
ＴＭ規定０．５インチ（″）石膏壁板の水平スラブ上に
塗布した。次いで、２インチ四方のプレキシグラスを５
分間隔でモルタル上に置き、数kg重の圧力を３０秒間加
え、モルタルから持ち上げた。粘着したタイルモルタル
によって覆われた２インチ四方プレキシグラスの面積の
割合を記録した。タイルモルタルによって覆われる２イ
ンチ四方プレキシグラスの表面積の割合が５０％に達す
る直前までの時間を開放時間と定義する。
垂れ下がり抵抗を測定するために、モルタルをプレキシ
グラスの水平スラブ上に塗布し、その上に４インチ四方
のセラミック（Ｂ型）タイルを置いた。次いで、そのシ
ートを垂直にし、タイルの垂れを測定した（mm）。
開放時間試験および垂れ下がり抵抗試験におけるプレキ
シグラスタイルおよびプレキシグラス基材の使用は、そ
れぞれこれらの試験条件を商業的に直面する現場条件よ
りも過酷なものにする。
実施例１２ 本発明のタイルモルタルと、メトキシ置換度１．７〜
１．９、プロポキシルモル置換度０．１〜０．２、およ
び２％水溶液のＢ型粘度約４，０００cPのメチルヒドロ
キシプロピルセルロースを含んで成り、ダウ（Dou）社
からメトセル（Methocel）（商標）２２８として市販の
添加剤から調製されるタイルモルタルとの比較を行っ
た。第１の比較において、ポルトランドセメント（Ｉ
型）６６．２７ｇと砂（６０〜１２０メッシュ）１３
２．５３ｇを(a)実施例１〜１１のセルロースエーテル
８９重量％、実施例１〜１１のスターチエーテル１０重
量％および実施例１〜１１のポリアクリルアミド１重量
％の混合物１．２０ｇ、または(b)１．２０ｇのメトセ
ル２２８と共に乾燥混合した。各乾燥混合物を脱イオン
水５０．０ｇと混合し、消和して、実施例１〜１１の垂
れ試験を行った。ダウ社の添加剤を含有する組成物は適
用前から明らかにより水っぽく、８分間以内にプレキシ
グラスタイルは完全に滑り落ちたが、本発明の組成物に
よって粘着されたタイルには８分間に垂れは認められな
かった。
ダウ社の添加剤を含有する組成物中の水を４８．００ｇ
に減らして第２の試験を行った。得られたモルタルは同
様の粘度を有していたが、本発明の組成物において垂れ
が認められないうちに、ダウ社の添加剤を含有する混合
物からやはりプレキシグラスが滑り落ちた。
実施例１３ 本発明の他の種々の組成物を調製するために、ポルトラ
ンドセメント（Ｉ型）９９．５ｇ、砂（８０〜１２０メ
ッシュ）１９９ｇ、およびセルロースエーテル（グリオ
キサルで凝結遅緩したメチルヒドロキシプロピルセルロ
ース、メトキシＤ．Ｓ．約１．６７、ヒドロキシプロポ
キシＭ．Ｓ．約０．１０６、２％水溶液のＢ型粘度約２
０，０００cP）約８９％、実施例１〜１１で使用したス
ターチエーテル約１０％および実施例１〜１１で使用し
たポリアクリルアミド約１％の混合物約１．５ｇを乾燥
混合した。これらの乾燥混合物に脱イオン水７６．５ｇ
を加えて種々のタイルモルタルを製造した。これらのタ
イルモルタルについて、前記の開放時間試験および垂れ
試験を行った。平均の垂れは、０．７６mm（１／３２イ
ンチ）であった。プレキシグラスタイルの５分間の平均
被覆度は８５％であり、このことは開放時間が５分間以
上であることを示している。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｆ 13/08 １０２ Ｊ 9127−2Ｅ

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】セメント状組成物用添加剤として有用な組
    成物であって、 (a)セルロースエーテル、 (b)スターチエーテル、および (c)ポリアクリルアミド を含んで成る添加剤組成物。
  2. 【請求項２】セルロースエーテル、スターチエーテルお
    よびポリアクリルアミドの重量比が、９５〜７５：２０
    〜５：１である第１項記載の組成物。
  3. 【請求項３】前記重量比が、９０〜８５：１５〜１０：
    １である第２項記載の組成物。
  4. 【請求項４】前記重量比が、８９：１０：１である第３
    項記載の組成物。
  5. 【請求項５】セルロースエーテルの２％水溶液のＢ型粘
    度が、約１０，０００cPまたはそれ以上である第１項記
    載の組成物。
  6. 【請求項６】セルロースエーテルの２％水溶液のＢ型粘
    度が、約１５，０００cPまたはそれ以上である第５項記
    載の組成物。
  7. 【請求項７】セルロースエーテルの２％水溶液のＢ型粘
    度が、約２０，０００cPまたはそれ以上である第６項記
    載の組成物。
  8. 【請求項８】セルロースエーテルが、アルキルヒドロキ
    シアルキルセルロースである第１項記載の組成物。
  9. 【請求項９】セルロースエーテルのアルキル置換度
    （Ｄ．Ｓ．）が約０．９〜約３、およびヒドロキシアル
    キルモル置換度（Ｍ．Ｓ．）が約０．０５〜約４である
    第８項記載の組成物。
  10. 【請求項１０】ヒドロキシアルキルＭ．Ｓ．が、約０．
    ０５〜約０．９である第９項記載の組成物。
  11. 【請求項１１】アルキルＤ．Ｓ．が約１．７〜約１．
    ９、およびヒドロキシアルキルＭ．Ｓ．が、約０．１〜
    約０．２である第９項記載の組成物。
  12. 【請求項１２】セルロースエーテルが、メチルヒドロキ
    シプロピルセルロースである第９項記載の組成物。
  13. 【請求項１３】セルロースエーテルの２％水溶液のＢ型
    粘度が、約２０，０００cPである第１２項記載の組成
    物。
  14. 【請求項１４】セルロースエーテルが、メチルヒドロキ
    シエチルセルロースである第９項記載の組成物。
  15. 【請求項１５】セルロースエーテルの２％水溶液のＢ型
    粘度が、約６，０００cPである第１４項記載の組成物。
  16. 【請求項１６】スターチエーテルが、ヒドロキシアルキ
    ルスターチである第１項記載の組成物。
  17. 【請求項１７】スターチエーテルのヒドロキシアルキル
    Ｍ．Ｓ．が、約０．５〜約０．９である第１６項記載の
    組成物。
  18. 【請求項１８】スターチエーテルが、ヒドロキシプロピ
    ルスターチである第１６項記載の組成物。
  19. 【請求項１９】ポリアクリルアミドが、アニオン性、カ
    チオン性およびノニオン性ポリアクリルアミドポリマー
    から成る群から選択された第１項記載の組成物。
  20. 【請求項２０】ポリアクリルアミドが、酸性かつアニオ
    ン性の高分子量ポリアクリルアミドである第１項記載の
    組成物。
  21. 【請求項２１】セメント状組成物の垂れ防止性を改良す
    る方法であって、水硬セメントを含んで成る組成物と、
    第１項記載の添加剤組成物の有効量とを混合することを
    含んで成る方法。
  22. 【請求項２２】添加剤の有効量が、セメント状組成物の
    乾燥重量に対して約０．０５〜約１．５％である第２１
    項記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記有効量が、約０．２〜約０．５％で
    ある第２２項記載の方法。
  24. 【請求項２４】水硬セメントと、グラウトまたはモルタ
    ルとして使用した場合のセメント状組成物の垂れ防止性
    を改良するのに十分な量の第１項記載の添加剤とを含ん
    で成るセメント状組成物。
  25. 【請求項２５】タイルを固定するのに有用なグラウトま
    たはモルタルを形成するために十分な量の水をさらに含
    んで成る第２４項記載の組成物。
  26. 【請求項２６】タイルおよび基材を、タイルを固定する
    のに十分な量の第２５項記載のセメント状組成物と接触
    させることから成るタイル固定方法。
  27. 【請求項２７】最初にセメント状組成物を基材表面に適
    用し、次いでタイルをセメント状組成物に固定する第２
    ６項記載のタイル固定方法。
  28. 【請求項２８】タイルを配置し、隣接するタイル間の継
    目にセメント状組成物を適用する第２７項記載の方法。
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