JPS62260784A - セメント系素地面への積層施工方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンクリート打放し面やラスモルタル面等の
素地面に積層表層を施す工法に関し、特に、素地にひび
割れが発生した場合にも、塗材にひび割れを生ずること
がなく、しかも麺燃性を有する積層をコンクリート系素
地表面に形成させる実用性の優れた施工方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、コンク）−ト面やラスモルタル面は、経時的なひ
び割れが避けられなかった。このひび割れは、外見上好
ましくないばかりでなく、長期的には、構築物の耐久性
を損なうので、逐次、充てんあるいは被覆補修される。

一方、このようなひび割れの発生に対応して、セメント
系素地面に無機系の厚付は塗材を被覆したり、ゴム系樹
脂を含む有機系塗材を吹付けて表層形成が行われるよう
になった。しかし、一般的に無機系塗材は、伸長性がな
いため、素地の経時的乾燥ひび割れにつれて容易に同様
のひび割れを形成するので、その表層形成効果は実質的
に失われる。また、有機系塗材は、素地のひび割れに対
しては、そのゴム状弾性に店づく柔軟性ないし伸長性に
よって、素地のひび開戦につ九で、ひび割れすることの
ない経時的に安定な塗層を形成するが、燃え易いという
欠点を有し、コンクリート等の不燃構造物の表面への適
用材としては、不適切なものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、コンクリート等の素地のひび割れに対して
もひび割れを形成しない性質と耐燃焼性とは相反するも
のであって、両性質を同時に満足する積層塗材の開発こ
そまたれるところである。

従って、本発明の目的は、セメント系素地面のひび割れ
現象に対してもひび割れを発生せず且つ雅燃性の積層表
層を提供するにある。また、他の目的は、そのような表
層を形成させる効果的施工方法を提供するにある。本発
明のその他の目的ないし特徴は、以下の記載から一層明
らかになるであろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成し得る積層用の塗材及び
その形成方法について多くの実験研究を重ねた結果、実
用的に極めて望ましい施工技術を開発した。

すなわち、本発明は、セメント系素地表面に、セメント
と該セメント１００重量部当たり、納骨材１００〜３５
０重量部及びガラス転移温度−２０℃以下のアクリル系
樹脂のエマルション（樹脂固形分）１００〜２５０重量
部を含有して成る水性下塗材を多孔質−ハンドローラで
塗布し、次いで、その上にセメント１００重量部当たり
、細骨材１００〜３５０重量部、ガラス転移温度−２０
℃以下のアクリル系樹脂のエマルション（樹脂固形分）
１５〜２５重量部及び必要に応じて難燃剤を加えて成る
水性上塗材を多孔質ハンドローラで塗布することを特徴
とするセメント系素地面への積層施工方法を提供する。

本発明において、セメント系素地面とは、コンクリート
打放し面、ラスモルタル面その他セメント系構造材面等
であって、経年的にひび割れを伴うであろう不燃構築構
造面を包含する。

本発明の方法に用いられる下塗材は、セメント１００重
量部当たり、細骨材を１００〜３５０重量部及びガラス
転移温度が一２０℃以下のアクリル系樹脂のエマルショ
ンを１００〜２５０重量部（樹脂固形分°）の範囲割合
で含んでなるもので、主として媒体水量をコントロール
することにより、多孔質ハンドローラで素地に塗布する
のに好適な粘度に調製される。

ベースとするセメントは、水硬性セメントであって、単
味系セメント又は混合系セメントのいずれでもよく、例
えば白色ポルトランドセメント。

高炉セメント、シリカセメント、アルミナセメント、普
通ポルトランドセメント等を挙げることができる。これ
らは、通常、単独で用いられるが、二種以上を組み合わ
せて使用することもできる。

また、下塗材に配合される細骨材は、好ましくは、粒径
０．６ｍｍ以下の微細粒状骨材であって１例えば、けい
砂、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、タ
ルク等が挙げられ、また酸化チタンのようなｍ色顔料も
好都合に用いられる。これらの細骨材は、一種又は二種
以上を組み合わせて使用できる。

更に、水性エマルションの形で下塗材に用いられるアク
リル系樹脂は、そのガラス転移温度が、−２０℃以下で
あることが重要である。−２０℃より高いガラス転移温
度の樹脂では、塗材層の伸長性が不足し、素地のひび割
れに伴って、該塗材層に亀裂が形成され易いので好まし
くない。実用的には、　−３０〜−６０℃のものが好ま
しく用いられる。

そのようなアクリル系樹脂は、アクリル酸エステル又は
メタクリル酸エステル等のアクリレート系単量体を主要
構成成分とする単量体の乳化重合によって容易に提供さ
れる。そのようなアクリレート系単量体には、例えば、
軟質樹脂を与えるものとして、一般式　Ｃｌ２＝ＣＨ−
ＣＯＯＲで表わされるアクリル酸エステルのアルコール
部（Ｒ）の炭素数が２〜１２．好ましくは４〜８のアク
リレートが用いられる。代表的なものとしては、例えば
、ｎ−ブチルアクリレート（単独重合体の’ｒｇは一５
４°Ｃ）及び２−エチルへキシルアクリレート（同Ｔｇ
は一８５℃）が挙げられる。また、硬質樹脂を与える単
量体としては１例えばスチレン（単独重合体のＴｇは＋
１００℃）、アクリロニトリル（同”ｒｇは＋１００℃
）及び−般式ＣＨ□＝Ｃ（ＣＨ，）ＣＯＯＲ’で表わさ
れるメタクリル酸エステルのアルコール部（Ｒ′）の炭
素数が１〜４のメタクリレートが挙げられるが、工業的
には、スチレンやメチルメタクリレート（同Ｔｇは＋１
０５℃）が好ましく用いられる。更に、アクリル系樹脂
のエマルションの塩安定性（化学安定性）を向上させる
ために、重合性有機酸類、例えば、アクリル酸（Ｔｇは
＋１０３℃）、メタクリル酸（Ｔｇは＋１３０℃）、あ
るいはイタコン酸（Ｔｇは＋１３０’Ｃ）などが使用さ
れる。本発明の方法に用いられるガラス転移温度−２０
℃以下のアクリル系樹脂は、所望のガラス転移温度に応
じて、上記の各種単量体成分を適宜組み合わせ、更に乳
化剤、重合開始剤、ｐＨ調製剤等を加え、水媒体中で乳
化重合することにより容易に調製することができる。

本発明において用いられるアクリル系樹脂エマルション
の樹脂のガラス転移温度が一２０℃より高いと、ゴム状
弾性が小さく、セメント系素地面のひび割れに耐える塗
材層が得られ難いので、好ましくない。従って１本発明
においては、ガラス転移温度−２０℃以下のものが用い
られる。

アクリル系樹脂エマルションは、前記のように、重合に
供する単量体類を、従来知られた乳化重合法で重合する
ことによって、容易に調製することができるが１通常、
樹脂濃度約４５〜６０重量％の水性エマルションとして
提供される。このような本発明の方法に用い得るアクリ
ル系樹脂エマルションは、市場で入手することができる
。

本発明に係る下塗材には、必要に応じて、更に、合成繊
維、カルシウムステアレート、増粘剤や高沸点溶剤ある
いは分散剤等の比較的少量を添加して、作業性の良好な
塗材に調製すると共に、耐燃性、酎ひび割れ性、防水性
を向上させ、望ましい伸長性を有する接層を形成し得る
塗材を提供するすることができる。

本発明の方法に用いられる下塗材における細骨材の量が
、セメント１００重量部当たりの１００重量部未満では
、塗膜が硬くなりすぎ、乾燥過程において自己亀裂を生
ずるので好ましくない。また３５０重量部を超えると、
初期乾燥性が悪くなり、乾燥塗膜の性能も低下するので
不都合である。好ましい範囲は１４０〜３００重量部で
ある。

また、下塗材中におけるアクリル系樹脂エマルションの
樹脂固形分の量が、セメント１００重量部当たり１００
重量部未満では、塗膜の伸長性が小さく、ゼロスパンテ
ンション伸びが１．０ｍｍ以下となるので、セメント系
素地のひび割れに対応する塗材層の伸び安定性が得られ
ず、亀裂を生ずるので好ましくない。また、２５０重量
部を超えると、セメント系仕上材としての凝集力が失わ
れると共に、乾燥塗材層の表面が粘着性を帯び、更に難
燃グレードが低下するので好ましくない。好ましい範囲
は１２０〜２２０重量部である。

本発明においては、このようにして塗布形成された下塗
材層の面に、セメント１００重量部に対し、細骨材を１
００〜３５０重量部とガラス転移温度−２０℃以下のア
クリル系樹脂のエマルションを樹脂固形分として１５〜
２５重量部及び必要に応じて雅燃剤を例えば、１００重
量部以下加えて成る上塗材が、同様に多孔質ハンドロー
ラで塗布される。

この上塗材に用いられるセメントは、下塗材に用いられ
るものと実質的に同一であって１例えば、白色ポルトラ
ンドセメント、シリカセメント、アルミナセメント、普
通ポルトランドセメント等が例示されるが、その他の種
々のセメント類も使用可能である。また、細骨材も下塗
材に用いられるものと同じで、代表的には１例えば、け
い砂、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、
タルクを挙げることができ、また、必要に応じて酸化チ
タンのような着色顔料を使用することができる。更に、
上塗材に用いられるアクリル系樹脂エマルションは、前
記下塗材の場合と同様に、ガラス転移温度が一２０℃以
下のアクリル系樹脂のエマルションであることが重要で
あって、前記下塗材に用い得る樹脂類と実質的に同一の
範囲の樹脂のエマルションが用いられる。実用的に好ま
しい樹脂のガラス転移温度は−３０〜−６０６Ｃである
。

本発明の方法において、上塗材に、必要に応じて添加使
用される難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム
、はう砂、アルミン酸カルシウム等を挙げることができ
る。また、前記の水酸化アルミニウムは、難燃剤として
も使用し得るものである。

更に、本発明の方法に用いられる上塗材には。

少量のセメント硬化抑制剤のほか、必要に応じて、有機
繊維、カルシウムステアレート、増粘剤、高沸点溶剤、
あるいは分散剤等の比較的少量を添加使用することがで
きる。上塗材層は、下塗材層に比べて１層自体の伸長性
が比較的小さくてよいが、高い難燃性、例えば、Ｊ　Ｉ
　Ｓ　　Ａ１３２１に規定されている建築物の内装材料
及び工法の難燃試験方法に基づく難燃３級以上の難燃性
を有することが重要であって、上記添加剤類は１作業性
のほか、最も外装に要求される難燃性、酎ひび割れ性、
防水性、伸長性等を考慮して選択添加される。

上塗材に添加使用できるセメント硬化抑制剤は、例えば
、ＭＥＫ−オキシムＣＣ，Ｈ，−Ｃ（ＣＨ，）−ＮＯｌ
ｌ）　。

ブチルアルドオキシム（ＣＨ３−Ｃ１１，−ＣＨ，−Ｃ
）ＩＮＤＨ）等のオキシム系のものが好都合に使用でき
る。

本発明方法の上塗材に用いられる細骨材の量は、セメン
ト１００重量部に対して、１００〜３５０重量部の範囲
である。１００重量部未満では、塗膜が硬くなり、乾燥
過程で塗層にひび割れを生ずるので好ましくない。また
、３５０重量部を超えると初期乾燥性が悪く、形成され
た塗膜の物性が低下するので実用的でない。好ましい範
囲は１４０〜３００重量部である。

また、上塗材に用いられるアクリル系樹脂エマルション
は、その樹脂固形分が、セメント１００重量部当たり１
５重量部未満では、層の伸長性が小さく、素地のひび割
れに対して、伸長性のよい下塗材層を介してもなお、こ
れに対応し得る伸びが得られないので好ましくない。ま
た、２５重量部を超えると、伸長性は満たされるが、難
燃性が低下するので採用できない。

更に、必要に応じて上塗材に用いられる難燃剤は、塗材
中に含有される細骨材及びエマルションのアクリル系樹
脂固形分量等を勘案して、セメント１００重量部当たり
、１００重量部以下の適切な添加量が選択使用される。

しかし、経済的には、その添加量は少ないことが望まし
い。また、硬化抑制剤は、セメントの硬化速度を適切に
調整するのに用いられ、その使用量は、セメント１００
重量部に対し、１．０重量部以下であり、通常、０．２
〜１．０重量部である。この範囲外では、望ましい硬化
速度が得られ雅い。

かかる上塗材もまた、多孔質ハンドローラを用いて、硬
化した下塗材層の上に塗布されるので。

下塗材と同様に、水性媒体及び添加剤等により、望まし
い塗材粘度及び層形成性能に調製される。

本発明の方法において、下塗材及び上塗材の各硬化乾燥
塗材層厚は、例えば、それぞれ１〜２ｍ程度に形成させ
ることが実用上望ましいが、素地の実情に応じて、適宜
変更してもよい。そのような塗材層は、多孔質ハンドロ
ーラにより好都合に形成ができるので、工業的に極めて
有利である。

本発明の方法は、コンクリート系素地面に、比較的伸長
性のよい下塗材層を形成させ、その硬化層面に、伸長性
は若干劣るが、難燃性の優れた上塗材層を形成させる二
とが特徴的である。本発明は、不可避的にひび開戦るコ
ンクリート系構築物の素地面に、このような特定の積層
状表層を形成させることにより、ひび割れを発生せず且
っ難燃性の優れた構造材を提供し得ることの発見に基づ
くもので、その実用的価値は極めて高い。

本発明の方法においては、素地面の状況により、必要に
応じて、水性エマルションシーラー又は溶剤形シーラー
を塗布してもよい。また、多孔質ハンドローラの選択に
より、上塗材を凹凸模様又はスタッコ仕上げにする゛こ
とができ、更に、このように形成された表面に、合成樹
脂エナメルペイント又は合成樹脂エマルションペイント
等のトップコート塗装を行って１表層の白化現象を防止
し、あるいは防汚性を向上させることができる。

〔作用〕

本発明の方法によれば、多孔質ハンドローラを用いて、
簡単な手作業でセメント系構築物の素地面に、強固に接
着した積層表層を容易に形成させることができるばかり
でなく、難燃性で且つ素地のひび割れ発生にも、ひび割
れ等の不都合な経時的現象を生ずることのない、極めて
安定で、実用的に望ましい積層状塗層が得られる。

〔実施例〕

次に、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。

各塗材の調製に用いたアクリル系樹脂エマルションは、
次の二種類で、いずれも極めて通常の乳化重合法によっ
て製造されたものである。

旦ｙ佳 ２−エチルへキシルアクリレートとスチレンの重量割合
が７０：３０の共重合樹脂（ガラス転移温度は一５０℃
）の５３重量％水性エマルション旦１４ メチルメタクリレート／ｎ−ブチルアクリレート／２−
エチルへキシルアクリレートの重量割合が２０：３０：
５０の三元共重合樹脂（ガラス転移温度は一５０℃）の
６０重重量水性エマルション下掲第１表中に示すような
各構成成分から成る下塗材三種（下■、下■、下■）を
調製した。なお。

表中の数字はセメント１００重量部に対する各成分の重
量部を示す。

第　　１　　表 構成成分＼試料Ｎｏ、　　下■　　下■　　下■セメン
ト　　　　　　１００　　１００　　１００細骨材　　
　　　　　２５２　　３００　　１４７Ｅｍ−１（固形
分）　　　　１４３　　２００　　　８０（水　分）　
　　　１２７　　１７７　　　７１［添加剤］ 防水剤　　　　０．７　１　　０．５ 界面活性剤　　　　　１．８　　２．５　　１．２５合
成繊維　　　　　　３．６　　７．５　　２．５防腐剤
　　　　０．２５　０．３５　０．１８消泡剤　　　　
２．５　３．５　１．７５上　　　水　　　　　　　　
１１．５　　　１６，２　　　２０．８上表中の構成成
分の内訳は、それぞれ次のとおりである。なお、細骨材
は、試料下■〜下■の各下塗材ごとに異なる複数種の配
合が使用された。

それらの各細骨材成分もセメント１００重量部に対する
の重量部で示した６ セメント：白色ポルトランドセメント 細骨材　：　　　　　　下■　ｉ　　下■ルチル型チタ
ン白　　１０．７　　１５　　　５滑　　　石　　　　
　　　　　　３，６　　　　５　　　　２．５炭酸カル
シウム　　　１３１　　１３０　　１４０水酸化アルミ
ニウム　１０７　　１５０　　　−防水剤：カルシウム
ステアレート 界面活性剤：アニオン系とノニオン系との重量比が６：
４の混合系 合成繊維：ポリエステル系繊維 防腐剤：デルトップ３３（武田薬品工業社製）消泡剤：
ＳＮデフォ−マーＡ　−６０（サンノプコ社製）なお、
第１表中の試料の下■及び下■は本発明の下塗材で、下
■は本発明外の下塗材である。

上塗材 下記第２表に示すような各構成成分から成る下塗材試料
四種（上■、上■、上■、上■）を調製した。

なお１表中の数字は、重量部である。

第２表 構成Ｊ分＼試料Ｎｏ、上■　上■　上■　上■セメント
　　　　　ｔｏｏ　　１００　１００　１００細骨材　
　　　　１４７．５１８３　１４７．５１４７．５Ｅｍ
−１（固形分）　　　−２２，９９，９２９，９（水　
分）　　　−２０，３８，８２６，６Ｅｍ−２（固形分
）２０−−− （水　分）　　　１３．３　−、　　−　　　”−［添
加剤］ 防水剤　　　０．５　０．５７　０．５　０．５界面活
性剤　　　　２．５　２．９　　２．５　２．５懸濁安
定剤　　　　１　　１．１　　２．５　１硬化抑制剤　
　　　０．５　　−　　−　　−合成繊維　　　　　２
　　２．３　　２　　２防腐剤　　　０．１　１．１　
０．１　０．１消泡剤　　　１　１．１　１　１ 上　　　水　　　　　　６Ｌ、７　６５，９　　７５．
１　３Ｌ９上記構成成分に用いられたものは、界面活性
剤としてはノニオン系単独、懸濁安定剤としてはヒドロ
キシエチルセルローズ、硬化抑制剤としてはＭ　Ｅ　Ｋ
オキシム及び各塗材に添加された細骨材が下記のとおり
であるほかは、下塗材と実質的に同一である。なお、上
記第２表中の試料の上■と上■は、本発明内塗材であり
、上■と上■は、本発明外である。

細骨材　；　　　　　　上■　ＪΔり　　　ｋ＠　　Ｊ
：、Φルチル型チタン白　　５　　　５．７　　　５　
　　５滑　　　石　　　　　　　　　２．５　　　２．
９　　　　２．５　　２．５炭酸カルシウム　　　６５
　　１４５．７　　１４０　　１４０水酸化アルミニウ
ム　７５　　２８．６　　−　　−以下、上記各種の上
塗材及び下塗材を用いて積層施工した具体例について説
明する。

なお、試料の作成及び物性の測定法並びにそれらの品質
判定基準は次の通りである。

久且■務威： モルタル素地面に、水性下塗材を、その塗布量（乾燥）
が１．０〜１　、２　ｋｇ　／　ｒｄになるように、多
孔質ハンドローラを用いて塗装し、これを約１６時間養
生、乾燥させた後、その上に、水性上塗材を、その塗布
ｍ（乾燥）が約１　、０〜１　、２　ｋｇ　／　ｒｒ！
どなるように、同様にローラ塗装して約１６時間養生、
乾燥させた。なお、下記試験項目（２）〜（５）の測定
では、更にその上に、アクリル系樹脂エマルション塗料
をトップコートとして、２〜３時間の間隔をおいて２度
塗りし、合計塗布量（乾燥）が約０．２５　ｋｇ／ボの
トップ層を形成させたものについて行った。

このようにして調製した積層塗材層について。

その表層としての各種物性、性能を調べた。

物性°　４　びｒ　′ｌ！Ｉ　基準： （１）付着強さ； ＪＩＳ　Ａ　６９１０の試験方法に準じて測定する。

標準時（温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨに１４日間）
及び温冷繰返し１０サイクル（１サイクルは、２０℃の
水中１８時間、−２０℃の空気中３時間並びに５０℃の
空気中３時間の温冷処理）後の付着強さについて、車軸
引張り法により測定する。

実用上は、いずれも６．０　ｋｇｆ／ｄ以上であること
が重要である。

（２）ひび割れ性； ＪＩＳ　Ａ　６９１０の試験方法（風速４　ｍ／ｓｅｃ
で、他の条件は標準状態の風洞試験）に準じて６時間後
の状態を観察する。

表面にひび割れが発生しないこと。

（３）耐候性； ＪＩＳ　Ａ　１４１５のウエザオメータによる１０００
時間の促進耐候性試験方法に準じて１１察する。

ひび割れ、ふくれ、剥がれ、及び著しい変退色（光沢低
下を含む）がないこと。

（４）中性化； 温度３０℃、相対湿度６０％ＲＨ及び雰囲気の炭酸ガス
濃度５％の試験条件下に１力月間曝して、表層部の変化
を調べる。

表層部の中性化による変色深さが、３ｍ以下であること
。

（５）燃焼性； ＪＩＳ　Ａ　１３２１の燃焼性試験方法により、燃焼面
積と、単位面積の燃焼における煙の量又は濃度を測定す
る。

燃焼面積が、３５０以下で、且つ煙の量（′ａ度）が、
１２０以下であること（難燃３級）。

（６）伸長性； オートグラフを用いて、温度２０℃、相対湿度６５％Ｒ
Ｈの雰囲気下において、引張り速度５ｍｎ／ｗｉｎで試
料を引張り、破断時の伸びを測定する（ゼロスパンテン
ション法）。

実際には、その伸びは１．Ｏｎ＋ｍ以上であること。

実施例１〜２及び比較例１〜３ 前記下塗材３種と上塗材４種を用いて、上記手順により
各種組合せの積層塗装を行い、温度２０℃。

相対湿度６５％ＲＨで１４日間養生させた積層試料につ
いて、それぞれの物性測定ないし品質テストを行った。

各積層材の組合せ及びそれらの測定結果を下表にまとめ
て示す。

なお、実施例１〜２及び比較例１〜３の各組合せ積層材
は、ひび割れ性試験及び中性化試験にすべて合格し、耐
候性試験の結果も、すべて良好であった。

第３表 〔実施例〕　１　２〔比較例〕１　２　３下塗材　　　
　　　　■　　■　　　　　■　　■　　■上塗材　　
　　　　　■　　■　　　　　■　　■　　■〔試験項
目〕 付着強さ：標準時　　７．１　７．８　　　　１０．２
　７．５　７．０（ｋｇｆ／ｃＪ）温冷繰返　　８，１
　８，９　　　　１２．８　８．３　８．０燃焼性：温
度時間面積１７３　２１９　　　　３２０　１５５　３
９０発煙量　　　５０，２　７２．９　　　　２１　３
９．８　６０伸長性：　　　　　　　１．１　１．２　
　　　０．８　０．３　１．５また、上記実施例１及び
２の各積層塗材を、屋外の仮設家屋に形成された無数の
ひび割れの発生が進行している厚さ２０ｍｍのラスモル
タルの壁面に、ハンドローラを用いて、それぞれを複数
個所に６イずつ積層施工した。それらのすべての積層施
工面は、１年経過後も、ひび割れの発生が皆無で、本発
明の方法によって形成される積層材が、優れた実用性を
有することが確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セメント系素地表面に、セメントと該セメント１０
   ０重量部当たり、細骨材１００〜３５０重量部及びガラ
   ス転移温度−２０℃以下のアクリル系樹脂のエマルショ
   ン（樹脂固形分）１００〜２５０重量部を含有して成る
   水性下塗材を多孔質ハンドローラで塗布し、次いで、そ
   の上にセメント１００重量部当たり、細骨材１００〜３
   ５０重量部、ガラス転移温度−２０℃以下のアクリル系
   樹脂のエマルション（樹脂固形分）１５〜２５重量部及
   び必要に応じて難燃剤を加えて成る水性上塗材を多孔質
   ハンドローラで塗布することを特徴とするセメント系素
   地面への積層施工方法。