JPH07267704A - セルフレベリング性水性組成物 - Google Patents
セルフレベリング性水性組成物Info
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
る基材100重量部に対して、式(1)の単量体45〜
65モル%、式(2)の単量体8〜23モル%、式
(3)の単量体3〜25モル%、式(4)の単量体5〜
25モル%、式(5)の単量体3〜15モル%を水系ラ
ジカル共重合して得られるアクリル系分散剤0.1〜3
重量部、石膏の凝結促進剤0.05〜1重量部、収縮低
減剤0.2〜3重量部、増粘剤0.01〜0.6重量
部、消泡剤0.01〜0.6重量部、骨材30〜300
重量部及び水30〜60重量部を含有するセルフレベリ
ング性水性組成物。 【化1】 【化2】 【効果】 本発明のセルフレベリング性水性組成物は、
温度変化に関係なく安定した高い流動性を長時間維持す
ることができると共に、硬化後の圧縮強度、表面強度等
の強度発現性が良く、しかも耐水性が高いという優れた
特性を有する。
Description
を作るためのセルフレベリング材、特に長時間高流動状
態を保ち、アジテーター車でアジテートしながら施工現
場まで輸送し、施工することができるセルフレベリング
性水性組成物に関する。
とするセルフレベリング材としてレディミックスセルフ
レベリング材(以下、生SL材という)が実用化され、
注目されている。生SL材は専用プラントで練り混ぜ、
打設現場までアジテーター車で運搬して使用されるもの
である。その要求性能として、6〜7時間の安定した高
い流動性を保持できる可使時間の確保が必要であり、ま
た、作業工程上、セルフレベリング材を打設した翌日に
は、床面での作業が可能となる程度の硬化状態が要求さ
れている。
かつ翌日の軽作業が可能な程度の硬化状態を得ることの
できるものとしては、例えば特開平4−209737号
に記載のものがある。
般的に石膏系及びセメント系のものが知られており、石
膏系は乾燥収縮が小さいためひびわれの発生が小さいと
いう長所を有しているが、その反面、耐水性に劣るため
水周りでの使用ができないという欠点があった。セメン
ト系は耐水性には優れるが、乾燥収縮によるひびわれを
生じやすいので、このひびわれを防止するために、石灰
系あるいはカルシウムアルミネート系等の膨張性混和材
を添加したセルフレベリング材が提案(特公昭64−1
425号)されている。しかしながら、膨張性混和材を
添加することにより、高湿度の環境下では逆に過大膨張
により、ひびわれや下地との剥離を生じる危険性が大き
く、更にまた、施工厚さが厚い場合には、SL上部と下
部の長さ変化の違いに起因するひびわれ、剥離を生じや
すいという欠点があった。また、乾燥収縮によるひびわ
れを防止するために収縮低減剤として低級アルコールア
ルキレンオキシド付加物を使用するという提案(特開昭
59−227751号)もある。しかし、これは、本発
明で目的とする可使時間の確保を満足できるものではな
く、更にひびわれ防止効果についても十分でない。
レベリング材の欠点を改善するために、石膏とセメント
を併用する技術も開発されている。しかしながら、これ
ら従来の生SLはいずれも温度変化により、流動性が変
動し、特に低温での作業性が低下する傾向があった。更
には、基材としてセメントと石膏を併用した場合に、従
来の生SLに用いられているアクリル系分散剤(例え
ば、特公昭59−18338号、特公平5−11057
号、特開平4−209613号)を使用すると、低温で
の作業性の低下に加え、強度発現が低下する傾向があっ
た。
度変化に関係なく安定した良好な作業性を得ることがで
きると共に、強度発現に優れたセルフレベリング性水性
組成物を提供することを目的とするものである。
て、本発明者は鋭意研究を行った結果、セメントと天然
II型無水石膏を特定の比率で配合したものを基材とし、
かつ分散剤として特定の構造のアクリル系分散剤を使用
することにより、高い流動性と十分な強度が得られると
共に、硬化後のひびわれや下地面との接着剥離が無く、
耐水性が高く、優れた作業性の生SL材が得られること
を見出し、本発明を完成した。
無水石膏とを、40/60〜80/20の比率割合(重
量比)で混合した混合物からなる基材100重量部に対
して、分散剤として下記の式(1)で示される単量体4
5〜65モル%、下記の式(2)で示される単量体8〜
23モル%、下記の式(3)で示される単量体3〜25
モル%、下記の式(4)で示される単量体5〜25モル
%並びに、下記の式(5)で示される単量体3〜15モ
ル%の割合で水系ラジカル共重合して得られた水溶性ビ
ニル共重合体からなるアクリル系分散剤を0.1〜3重
量部、石膏の凝結促進剤0.05〜1重量部、収縮低減
剤0.2〜3重量部、増粘剤0.01〜0.6重量部、
消泡剤0.01〜0.6重量部、骨材30〜300重量
部及び水30〜60重量部の割合で含有することを特徴
とするセルフレベリング性水性組成物を提供するもので
ある。
トランドセメントとして普通セメント、早強セメント、
超早強セメント、中庸熱セメント、耐硫酸塩セメント等
を、また混合セメントとして高炉セメント、フライアッ
シュセメント、シリカセメント等を使用することができ
る。また石膏としては天然II型無水石膏が使用される。
多いほど耐水性が良好となり、石膏の割合が多いほど収
縮量が小さく、可使時間が長くなる。本発明における配
合割合はセメント/石膏=40/60〜80/20であ
るが、この範囲よりセメント量が多いと乾燥による収縮
量が大きくなり、ひびわれや下地との剥離の危険性が生
じる。また、石膏の割合がこの範囲より多くなると、強
度及び耐水性が低下する。通常は50/50〜70/3
0の範囲が望ましい。
タ)アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属
塩、アルカノールアミン塩等が挙げられる。式(2)で
示される単量体としては、1)メタリルスルホン酸アル
カリ金属塩、メタリルスルホン酸アルカリ土類金属塩、
メタリルスルホン酸アルカノールアミン塩等、2)p−
メタリルオキシベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩、p
−メタリルオキシベンゼンスルホン酸アルカリ土類金属
塩、p−メタリルオキシベンゼンスルホン酸アルカノー
ルアミン塩等が挙げられる。式(3)で示される単量体
としては、エチレンオキサイドの付加モル数が1〜30
のポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル
とエチレンオキサイドの付加モル数が1〜30のメトキ
シポリエチレングリコール(メタ)アリルエーテルを包
含し、中でもエチレンオキサイドの付加モル数が5〜2
5のポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテ
ルとエチレンオキサイドの付加モル数が5〜25のメト
キシポリエチレングリコール(メタ)アリルエーテルが
好ましい。式(4)で示される単量体としては、エチレ
ンオキサイドの付加モル数が5〜50であるメトキシポ
リエチレングリコール、エトキシポリエチレングリコー
ル、プロポキシポリエチレングリコール、イソプロポキ
シポリエチレングリコール等のモノアルコキシポリエチ
レングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物
が挙げられる。式(5)で示される単量体としては、メ
チル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレー
ト、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルが挙
げられる。
は、式(1)で示される単量体45〜65(モル%)、
式(2)で示される単量体8〜23(モル%)、式
(3)で示される単量体3〜25(モル%)、式(4)
で示される単量体5〜25(モル%)、式(5)で示さ
れる単量体3〜15(モル%)からなるものである。こ
の範囲を外れると、得られる水溶性ビニル共重合体は分
散剤として目的とする効果を発揮しない。また、かくし
て得られる水溶性ビニル共重合体の数平均分子量は、2
000〜20000(GPC法、プルラン換算)の範囲
のものが好ましい。
中でも、特に式(2)で示される単量体と式(3)で示
される単量体とが重要である。特に式(2)で示される
単量体としてメタリルスルホン酸塩とp−メタリルオキ
シベンゼンスルホン酸塩とを同時に用いて得られる水溶
性ビニル共重合体は、生SL材組成物に対し温度変化に
よらず安定した高い流動性を与える。
始剤の存在下に、前記各単量体を所定の共重合比率とな
るようにラジカル共重合することにより得られる。共重
合方法としては、水又は、水と水溶性有機溶媒との混合
溶媒を用いた水系溶液重合により行うことが重要であ
る。具体的には、先ず各単量体を水に溶解し、各単量体
を合計量として10〜45%含む水溶液を調製する。次
に、該水溶液を窒素ガス雰囲気下において、ラジカル開
始剤を加え、50〜70℃で5〜8時間ラジカル共重合
反応させて水溶性ビニル共重合体を得る。この際、ラジ
カル開始剤としては、共重合反応温度下において分解
し、ラジカル発生するものであればその種類は特に制限
されないが、水溶性のラジカル開始剤を用いるのが好ま
しい。かかる水溶性のラジカル開始剤としては、過硫酸
カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水
素、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸
塩等が挙げられる。これらは、亜硫酸塩やL−アスコル
ビン酸のごとき還元性物質、更にはアミン等と組み合わ
せ、レドックス開始剤として用いることもできる。
による分散作用の変動が少ないため、環境変化に影響さ
れず、安定した良好な流動性が得られると共に、石膏あ
るいはセメントの水和反応を阻害することが無く、強度
発現も良好である。該アクリル系分散剤の添加量は基材
100重量部に対して0.1重量部未満では効果がな
く、3重量部を超える添加は凝結遅延や強度低下の原因
となるため、通常は0.5〜2.0重量部の範囲で用い
ることが望ましい。
又はアルカリ土類金属の硫酸塩等を用いることができる
が、特に硫酸カリウムの使用が望ましい。添加量は基材
100重量部に対して0.05重量部未満では効果がな
く、1重量部を超えると流動性及び可使時間低下の原因
となる。通常0.1〜0.6重量部の範囲で用いること
が好ましい。
いて乾燥による収縮を低減させ、ひびわれ抵抗性を高め
るためのものである。かかる収縮低減剤としてはポリ
(2〜12モル)プロピレングリコール、ポリ(2〜1
2モル)プロピレンポリ(2〜6モル)エチレングリコ
ール等のポリアルキレングリコール類、炭素数1〜6の
アルコキシポリ(2〜12モル)プロピレンポリ(2〜
6モル)エチレングリコール等の一般に公知のものが使
用できる。使用量は基材100重量部に対して0.2重
量部未満では効果がなく、3重量部を超えると強度低下
の原因となるため、通常0.5〜2重量部の範囲で用い
ることが好ましい。
ロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース
等を使用することができる。増粘剤の添加により材料分
離が防止でき、更にその保水効果により、乾燥収縮に対
する抵抗性が向上する。使用量は基材100重量部に対
して0.01重量部未満では効果がなく、0.6重量部
を超えると流動性が低下し、セルフレベリング性が損な
われるので好ましくない。通常0.05〜0.4重量部
の範囲で用いることが好ましい。
等を防止するためのものである。消泡剤としてはシリコ
ーン系又は非イオン系界面活性剤等の一般に公知の消泡
剤が使用できる。使用量は基材100重量部に対して
0.01〜0.6重量部であり、これより添加量が多く
ても効果は向上しないため不経済である。通常0.05
〜0.4重量部の範囲で用いることが好ましい。
砂等が使用できる。これらの砂は乾燥砂が好ましいが、
湿砂でも支障はない。また、フライアッシュ、高炉スラ
グ、炭酸カルシウム等を単独で、あるいは上記の砂と併
用することもできる。骨材の粒度は5mm以下で、粗粒率
F.M.が1.5〜3.0程度のものが好ましい。使用
量は30〜300重量部であるが、30重量部未満では
収縮量が増大し、300重量部を超えると強度及び流動
性の低下を招くので好ましくない。通常60〜120重
量部の範囲で用いることが好ましい。
103「セルフレベリング材の品質基準」のフロー値
(19cm以上)に適応する量が添加される。通常30〜
60重量部である。
上記の必須成分以外にも物性に悪影響を及ぼすものでな
い限り、増量材やセメントの凝結促進剤等の混和剤を使
用することができる。
するが、本発明は該実施例に限定されるものではない。
実施例において使用した材料は表1に示す通りである。
メント社製) 天然II型無水石膏(タイ産)3900cm2/g(ブレー
ン比表面積) 分散剤:アクリル系分散剤として A−1〜A−4:実施例に使用した水溶性ビニル共重合
体を表2に示す。 R−1〜R−5:比較例に使用した水溶性ビニル共重合
体を表2に示す。 凝結促進剤:硫酸カリウム 収縮低減剤:竹本油脂社製ポリ(7モル)プロピレング
リコール、ヒビダン 増粘剤:信越化学社製メチルセルロース、SEB−04
T 消泡剤:サンノプコ社製アルコール系非イオン界面活性
剤、SN−ディフォーマー14HP 骨材:珪砂(山形産)F.M.=2.3
の製造方法:メタクリル酸54部(0.628モル)、
メタリルスルホン酸ナトリウム18部(0.114モ
ル)、p−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム10部(0.04モル)、ポリエチレングリコール
(n=8、nはエチレンオキサイド付加モル数、以下同
じ)モノアリルエーテル40部(0.098モル)、メ
トキシポリエチレングリコール(n=23)メタアクリ
レート128部(0.120モル)、メチルアクリレー
ト11部(0.128モル)及びイオン交換水260部
をフラスコに仕込み、攪拌しながら溶解した。続いて、
30%の水酸化ナトリウム水溶液84部を投入してメタ
クリル酸を中和し、反応系のpHを8.5に調整した。次
に反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、反応系内を
窒素置換した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウム
の20%水溶液30部を投入して重合を開始し、4時間
反応を行い、更に過硫酸アンモニウムの20%水溶液1
5部を投入し、3時間反応を継続して重合を完結した。
次に、酸性分解物の中和のため、30%水酸化ナトリウ
ム水溶液3部を投入して完全中和をして生成物を得た。
得られた生成物の未反応モノマーを除くため、エバポレ
ーターで濃縮し、石油エーテル中に沈殿して濾別した
後、真空乾燥して精製された水溶性ビニル共重合体(A
−1)を275部得た。水溶性ビニル共重合体(A−
1)の分析において、カルボキシル価128、イオウ含
有量は1.74%、Na2O含有量は8.8%、UV吸
収によるp−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリ
ウムの含有比率3.5%であり、また、NMR分析の結
果より、共重合比率は、メタクリル酸ナトリウム/メタ
リルスルホン酸ナトリウム/p−メタリルオキシベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム/ポリエチレングリコール(n
=8)モノアリルエーテル/メトキシポリエチレングリ
コール(n=23)メタクリレート/メチルアクリレー
ト=56/10/3.5/9/10.5/11(モル
比)であり、数平均分子量3600(GPCプルラン換
算、以下同じ)であった。同様にして表2に記載の各水
溶性ビニル共重合体(A−2)〜(A−4)及び(R−
1)〜(R−5)を得た。
れぞれ前記の式(1)−式(5)で示される単量体 a−1:アクリル酸ナトリウム a−2:メタクリル酸ナトリウム b−1:メタリルスルホン酸ナトリウム b−2:p−メタリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム c−1:ポリエチレングリコール(n=8)モノアリル
エーテル c−2:ポリエチレングリコール(n=4)モノアリル
エーテル d−1:メトキシポリエチレングリコール(n=23)
メタクリレート d−2:メトキシポリエチレングリコール(n=9)メ
タクリレート d−3:メトキシポリエチレングリコール(n=40)
メタクリレート e−1:メチルアクリレート
い、所定の温度条件下(5℃、20℃、30℃)におい
て3分間混合し均一状態として、セルフレベリング材を
調製した。得られたセルフレベリング材について次の品
質試験を行い、その結果を表4〜9に示した。
ベリング材の品質基準)に準じて測定した。 (2)フロー値の経時変化 調整したセルフレベリング材を静止の状態で保持し、3
時間後及び6時間後に、練りさじにて約1分間練り混ぜ
た後、上記フロー値の測定に準じて平均値を求めた。 (3)Jロート値 土木学会「工業材料規格便覧(日本材料学会編)」コン
ステンシー試験方法(案)17に準じて測定した。Jロ
ートは落ち口の内径が10mmのものを使用した。 (4)Jロートの経時変化 調整したセルフレベリング材を静止の状態で保持し、3
時間後及び6時間後に、練りさじにて約1分間練り混ぜ
た後、上記Jロート値の測定に準じて平均値を求めた。 (5)長さ変化率 モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法(JIS
−A−1129)に準じて測定した。環境条件は温度1
0、20、30℃、湿度は各温度それぞれ60%、90
%、水中で試験した。 (6)凝結時間 セメントの物理試験方法(JIS−R−5201)に準
じて測定した。 (7)圧縮強度 セメントの物理試験方法(JIS−R−5201)に準
じて、材令7、28日で測定した。ただし、養生は気中
養生を行った(20℃60%H.R.)。 (8)表面強度 (社)日本建築学会JASS15M−103(セルフレ
ベリング材の品質基準)に準じて、建研式引っ張り試験
器を用いて材令14、28日で測定した。 (9)耐水性試験 該セルフレベリング材を材令28日間水中養生した後、
上記圧縮強度の測定に準じて強度試験を行い、同一セル
フレベリング材を材令28日間気中養生した圧縮強度を
100%とした時の水中養生での圧縮強度の割合を求め
た。
0cm角に該セルフレベリング材を打設し、28日間養生
し、ひびわれ及び剥離の発生の有無を確認した。
480分以上であり、終結が1200分以内のときを
○、それ以外を×とした。 *2:表8において圧縮強度の評価は材令7日で200kg
f/cm2以上であり、且つ材令28日で250kgf/cm2以上
であるときを○、それ以外を×とした。 *3:表8において表面強度の評価は材令14日で10kg
f/cm2以上のときを○、それ以下のときを×とした。 *4:表8において耐水性の評価は100%以上のときを
○、それ以外を×とした。
は温度変化に関係なく、安定した高い流動性を長時間維
持することができるため、工場で製造してアジテーター
車で施工現場まで輸送し、打設することが可能であると
共に、硬化後の圧縮強度、表面強度等の強度発現性が良
く、打設厚さ等の条件によらず、長さ変化が極めて小さ
く、ひびわれや下地との剥離を生じず、しかも耐水性が
高いという優れた特性を有しており、品質面、施工面の
いずれの点においても非常に優れた床材である。
Claims (1)
- 【請求項1】 セメントと天然II型無水石膏とを、40
/60〜80/20の比率割合(重量比)で混合した混
合物からなる基材100重量部に対して、分散剤として
下記の式(1)で示される単量体45〜65モル%、下
記の式(2)で示される単量体8〜23モル%、下記の
式(3)で示される単量体3〜25モル%、下記の式
(4)で示される単量体5〜25モル%並びに、下記の
式(5)で示される単量体3〜15モル%の割合で水系
ラジカル共重合して得られた水溶性ビニル共重合体から
なるアクリル系分散剤を0.1〜3重量部、石膏の凝結
促進剤0.05〜1重量部、収縮低減剤0.2〜3重量
部、増粘剤0.01〜0.6重量部、消泡剤0.01〜
0.6重量部、骨材30〜300重量部及び水30〜6
0重量部の割合で含有することを特徴とするセルフレベ
リング性水性組成物。 【化1】
Priority Applications (6)
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