JPS6225622B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、吸水性ポリアクリル酸塩を含有せし
めることを特徴とするセメント組成物に係わるも
のであり、特に亀裂を生ずることのない作業性良
好なるセメント組成物に関するものである。 セメント製品はセメントと水との水和反応と乾
燥の進行にともなつて硬化することにより得られ
る。 セメント粒子そのものは水和によつて体積を増
加するが、セメントと水の体積の合計量は水和物
の生成によつて、その実質部分の体積を減少す
る。 したがつて、セメントペーストは水和の進行に
ともない収縮の傾向をたどる。またペーストは外
界の影響を受け乾燥により収縮し、湿潤によつて
膨脹する。このペーストの容積変化は、セメント
をモルタル、コンクリートとして使用する上に、
重要なる影響を及ぼし、膨脹、収縮がある限度以
上に達するときは、その表面に亀裂を発生し、雨
漏り、美観の低下、破壊等をともなう。このセメ
ント製品の亀裂を防ぐために、従来より種々の方
法が提案されてきた。その代表的な提案として、
ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、カルボキシメチルセルロース、水溶性ポリビ
ニルアルコール、水溶性ポリアクリル酸ソーダ等
の合成高分子を添加する方法およびアルミニウ
ム、鉄粉等の金属粉を膨脹剤として使用する方法
がある。 しかしながら前者の方法では、本発明者等の実
験によれば、コテ塗り等の作業性および接着性は
改善される場合があるが、亀裂を防止する上には
それらの添加効果は極めて少ないことが判明し
た。 一方、後者の方法は金属粉とセメント成分との
反応によつて生ずる水素ガスの量によつて収縮を
抑制しようとする方法であり、その使用に際して
は、金属の精密な計量を必要とし、収縮抑制効果
が達成された後も長く膨脹が継続する欠点があ
る。 本発明者等はこれ等の状況に鑑み、セメント製
品の体積変化をなくする方法について鋭意検討を
重ねた結果、吸水性と放水性を兼ね備えた性能を
有する吸水性樹脂をセメント組成物に添加するこ
とによつて亀裂発生のないセメント製品が得られ
ることが判り本発明に到つた。 すなわち、本発明の目的は作業性のすぐれた亀
裂を発生することのないセメント組成物を提供す
るにあり、その要旨はセメント、砂、必要に応じ
て砂利、骨材、その他のセメント配合物よりなる
組成物に吸水性ポリアクリル酸塩をセメントに対
し0.01ないし20重量％含有せしめてなるセメント
組成物である。 この組成物を使用することによつて、塗布時の
作業性が著しく改善されるとともに得られたセメ
ント製品は亀裂発生のない、綺麗な外観を有した
ものとなる。 一般にセメント製品の亀裂の発生は、大部分が
硬化、乾燥の初期過程において起るものであり、
施行後の初期段階での急速なる水蒸発が原因とな
つている。吸水性ポリアクリル酸塩は多くの水を
吸収する上に、水の蒸発速度を緩慢にする性質を
有している。 したがつて、吸水性ポリアクリル酸をセメント
組成物に添加した場合、セメント組成物内の水分
量が急速に減少することなく、適当な蒸発速度で
水が失われていく。また硬化後においても保水性
が持続されるため、引続き起るゆるやかな硬化過
程においても、体積減少を補うに十分な水分量を
保持させることができ、セメントに対して極めて
好ましい硬化条件を与えうることとなる。 一方、施行時の作業性についても、吸水性ポリ
アクリル酸塩と水とを混合したものはゲル状とな
り、且つ粘度も高くなり、セメント組成物に適度
の流動性を付与するので、作業性が著しく向上す
る。たとえば、モルタルを例にとれば、コテ塗り
時のコテの伸びが良くなるとともにモルタルの落
ちこぼれやタレが減少して厚塗りが可能となる等
のすぐれた結果が得られる。 次に本発明の組成物について詳細に説明する。 本発明に用いる吸水性ポリアクリル酸塩はアク
リル酸アルカリ塩をラジカル開始剤存在下に部分
的に架橋構造を与えるような特殊な条件下で重合
せしめるか、アクリル酸アルカリ塩とジビニルあ
るいはジアリル化合物の如き架橋性モノマーとを
ラジカル共重合せしめるか、アクリル酸アルカリ
金属塩の重合中、または重合後に、多価金属イオ
ン、エポキシ化合物の如き、カルボキシル基との
反応性の高い化合物を加えて架橋反応せしめるか
あるいはまた予じめ製造された水溶性ポリアクリ
ル酸塩に放射線を照射して架橋せしめる等の方法
によつて製造しうるものである。 さらに本発明に用いるものは上記のポリアクリ
ル酸塩以外に、アクリル酸塩と共重合させ、必要
に応じて加水分解することによつて得られる吸水
性ポリアクリル酸塩共重合体をも含む。共重合さ
せうるモノマーとしては、メタアクリル酸および
その塩などのカルボキシル基を有するモノマー、
ビニルスルホン酸およびその塩またはビニルトル
エンスルホン酸およびその塩の如きスルホン酸基
を有するモノマー、メタアクリル酸ヒドロキシエ
チル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピルなどの
水酸基を有するモノマー、アクリルアミド、Ｎ−
ビニルピロリドンなどのアミド基を有するモノマ
ー、酢酸ビニルの如き加水分解を経て水酸基に変
換しうるモノマー等を挙げることができる。しか
しながら、工業的には安価で、且つ低毒性である
吸水性ポリアクリル酸塩が最も有利に使用しう
る。 本発明に係わる吸水性ポリアクリル酸塩の製造
について、さらに詳述すれば、例えば吸水性ポリ
アクリル酸塩はアクリル酸およびアクリル酸塩水
溶液を親油性界面活性剤を含有する脂環族炭化水
素溶媒中に懸濁させて水溶性ラジカル重合触媒存
在下に40〜70℃の温度で上記溶媒の沸点に対応す
る減圧下で重合し、さらに溶媒と水とを留去し、
引続き乾燥することによつて得ることができる。 次に吸水性ポリアクリル酸塩としては、アルカ
リ金属塩、アンモニウム塩等のものが使用しうる
が、亀裂防止効果の持続性から判断すればアルカ
リ金属塩を用いるのが好ましい。アルカリ金属塩
としてはリチウム、ナトリウム、カリウム等の塩
が使用しうるが、ナトリウム塩が価格上からも有
利に使用できる。 また、本発明に用いる吸水性ポリアクリル酸塩
の吸水性能も重要であつて、下記の式で示される
吸水倍率が20以上であることが好ましい。 吸水倍率＝吸水時のゲル重量／ポリアクリル酸重量 吸水倍率が20以下では吸水性ポリアクリル酸塩
の保水量が少なくなり、これを補うために吸水性
ポリアクリル酸塩を多量に加えて、セメント製品
の亀裂防止の目的を達することもできるが、製品
強度の低下をきたし好ましくない。 セメント組成物に存在せしめる吸水性ポリアク
リル酸塩の量はセメント組成物の種類、吸水倍
率、セメント製品の用途により適宜選択する必要
があるが、一般にセメントに対して0.01〜20重量
％、好ましくは0.05〜10重量％であり、粉末状ま
たは水膨潤液のいずれの形体でセメント組成物に
添加し混合してもよい。 また、吸水性ポリアクリル酸塩を単独で一般セ
メント組成物に混合して用いてもよいが、脂肪酸
金属塩、カルボキシメチルセルロース、メチルセ
ルロース、ポリビニルアルコール、SBRラテツク
ス、EVAエマルジヨン、VACエマルジヨン、ガ
ラス繊維等の防水性、流動性、接着性、補強等の
改良剤と併用して亀裂防止を図るとともに、上記
の効果を付与することも可能である。なお一般セ
メント組成物に用いられる砂、砂利、骨材やその
他の添加剤はいずれも本発明に使用できることは
云うまでもない。 本発明の吸水性ポリアクリル酸塩を含有せしめ
たセメント組成物を使用した場合の特徴を列記す
ると 施工初期においての水蒸発速度を緩慢にし、
亀裂のない製品が得られ、且つ長期の使用に耐
えうる。 初期においての湿潤養生を必要としない。 吸水性ポリアクリル酸塩の増粘作用によりコ
テ塗り等の作業性が著しく改善される。 硬化時に副生する水酸化カルシウムと空気中
の炭酸ガスとの反応によつて生ずる炭酸カルシ
ウムの生成を抑制し、綺麗な外観の製品が得ら
れる。 等である。 以下に具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
しく説明する。 実施例 吸水性ポリアクリル酸塩の調製 試料 １ 純度99.8重量％アクリル酸39.1ｇを100mlのフ
ラスコに取り、冷却しつつ撹拌下に28重量％の苛
性ソーダ水溶液54.2ｇを滴下して70％の中和を行
なつたのち、過硫酸カリウム0.13ｇを添加し、撹
拌を続けて室温で溶解した。 あらかじめ系内を窒素置換した還流冷却器付き
500mlフラスコにシクロヘキサン213.6ｇとソルビ
トールモノステアレート1.1ｇを仕込み、撹拌下
50〜55℃にて界面活性剤を溶解したのち、室温ま
で冷却し、前述のアクリル酸部分中和塩水溶液を
滴下して懸濁せしめた。撹拌下に系内を300Torr
の減圧状態にしつつ昇温を行ない、50℃に保持し
て６時間重合反応を行なつたのち、還流を停止し
て減圧下で蒸発乾固を行なうことによつて微粉末
状の白色乾燥ポリマー48.8ｇを得た。 乾燥ポリマー１ｇをイオン交換水１に加え、
30分間撹拌して吸水させたのち100メツシユの金
網で別を行なうと吸水能力が550mlである膨潤
ポリマーが滓として得られた。 試料 ２ Ｎ，N′−メチレンビスアクリルアミド40mgを
加えて、試料１と同様に重合せしめたところ、乾
燥ポリマー１ｇあたり、イオン交換水114mlを吸
収する白色ポリマーが得られた。 試料 ３ エチレングリコールジグリシジルエーテル（商
品名、エピオールＥ−100、日本油脂）２ｇを加
えて試料１と同様にして重合せしめ処理したとこ
ろ、乾燥ポリマー１ｇあたりイオン交換水12mlを
吸収する白色ポリマーが得られた。 試料 ４〜６ 下記のとおり市販品をそのまま使用した。 試料 ４ ポリビニルアルコール（重合度約1000、ケン化
度88％） 試料 ５ 水溶性ポリアクリル酸ソーダ（試薬、重合度
25000〜7500） 試料 ６ エチレン−酢酸ビニルエマルジヨン（エチレン
含量35モル％、濃度50％） ポルトランドセメント700ｇと砂2100ｇと吸水
性ポリアクリル酸ソーダまたは他の樹脂の所定量
を水700ｇ中で十分混練し、得られたモルタルを
ラスシートの張つた300ｍ／ｍ×300ｍ／ｍ×20
ｍ／ｍの木枠中に入れコテ塗りにより表面仕上げ
を行なつた後、屋外に暴露し、硬化状態の観察を
行なつた。結果を表１に示す。

【表】 前記と同様の混合割合でモルタルを調整し、セ
メントの物理試験法（JIS Ｒ 5201）に準じて曲
げ強度および圧縮強度を測定した。

【表】

【表】 本発明の組成物の如く、吸水性ポリアクリル酸
塩を添加しても製品の強度特性の低下は全く認め
られなかつたばかりか、むしろ向上が見られる場
合もあつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメント、砂、必要に応じて砂利、骨材、そ
   の他のセメント配合物よりなる組成物に、吸水性
   ポリアクリル酸塩をセメントに対し0.01ないし20
   重量％含有せしめてなるセメント組成物。 ２ 吸水性ポリアクリル酸塩がアルカリ金属塩で
   ある特許請求の範囲１記載の組成物。 ３ アルカリ金属塩がナトリウム塩である特許請
   求の範囲２記載の組成物。 ４ 吸水性ポリアクリル酸塩がアクリル酸および
   アクリル酸塩水溶液を親油性界面活性剤を含有す
   る脂環族炭化水素溶媒中に懸濁させて水溶性ラジ
   カル重合触媒存在下に40〜70℃の温度で上記溶媒
   の沸点に対応する減圧下で重合し、さらに溶媒と
   水とを留去し引続き乾燥して得たものである特許
   請求の範囲１，２および３のいずれか１項記載の
   組成物。 ５ 吸水性ポリアクリル酸塩が自重の20倍以上の
   吸水性を有する重合体である特許請求の範囲１記
   載の組成物。 ６ 吸水性ポリアクリル酸塩を含有せしめる量が
   セメントに対して0.05から10重量％である特許請
   求の範囲１記載の組成物。