JP2010143807A - モルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水硬性セメント100重量部、細骨材20〜60重量部、無機系軽量細骨材0.1〜80容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体0.1〜40容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物3重量部以下を含む空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルを用いる。
【選択図】なし
Description
(1)充填作業における作業効率がよいこと(スラリーが軽量で、注入器による充填時の抵抗が低く、充填後の手直しが不要なこと)、
(2)充填性がよいこと(空隙部の隅々まで十分に充填され、充填後のダレ(モルタル充填後固化までの間に重力により上部側のモルタルが下部側に移動し、上部側が薄く、下部側が厚くなる現象)が少ないこと)、
(3)モルタル硬化体の収縮率が低く、クラックの発生や躯体との界面剥離がないこと、
(4)モルタル硬化体の防水性能が高いこと、
(5)モルタル硬化体の断熱性能が高いこと(結露が少ないこと)、
(6)モルタル硬化体が必要最低限の強度(一般に、28日後の圧縮強度で15N/mm2程度)を有していること、
等が挙げられる。
[1]空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント100重量部、細骨材20〜60重量部、無機系軽量細骨材0.1〜80容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体0.1〜40容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物3重量部以下を含むことを特徴とするモルタル、
[3]前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする上記[1]または[2]記載のモルタル、
[4]前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン/酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル/ビニルバーサテート系樹脂、スチレン/アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載のモルタル、
[6]前記熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および/または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする上記[5]記載のモルタル、
[7]前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする上記[5]または[6]記載のモルタル、
[8]前記充填材発泡体の見かけ密度が0.005〜0.5g/cm3であることを特徴とする上記[1]〜[7]のいずれかに記載のモルタル、
[9]珪酸質系塗布防水材0.5〜5重量部をさらに配合したことを特徴とする上記[1]〜[8]のいずれかに記載のモルタル、
[11]前記スラリーが、密度1.0〜1.8kg/リットル、フロー値130〜200mmとなるようにすることを特徴とする上記[10]記載のモルタルの調合方法、
したがって、本発明に係るモルタルは、建物壁部の空隙部、特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適に用いることができる。
本発明は、鉄筋コンクリート造等の建設工事において用いられるモルタルに関するものであり、好ましくは、空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部、あるいはまた、比較的関係は少ないが、窓枠フレーム等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填にも優れた性能を有するモルタルの開発に成功したことによるものである。
本発明に係るモルタルは、空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント100重量部、細骨材20〜60重量部、無機系軽量細骨材0.1〜80容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体0.1〜40容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物0〜3重量部を含むことを特徴とするものである。
このようなモルタルは、実質的に不燃性であり、かつ、軽量であって、モルタルスラリーとした際に、塑性粘度が低いにもかかわらず、充填後は、降伏値が高く、保形性に優れているという、相反する要求に応えるものである。
前記細骨材の配合量は、水硬性セメント100重量部に対して20〜60重量部であり、好ましくは30〜50重量部の範囲である。
前記配合量が20重量部未満の場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が高くなるため、硬化時の乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
一方、前記配合量が60重量部を超える場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が低くなるため、硬化体の強度低下が問題となる。
前記無機系軽量骨材の配合量は、水硬性セメント100重量部に対して0.1〜80容量部の範囲、好ましくは0.1〜70容量部である(水硬性セメント100重量部の容積を100容量部として計算する。以下同じ。)。
前記配合量が0.1容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなる。
一方、前記配合量が80容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
前記充填材発泡体は、これを配合せずに、代わりに無機系軽量骨材を大量に配合した充填用モルタルと比較して、充填時の抵抗、作業効率、施工性の改善に顕著な効果がある。
前記充填材発泡体は無機系軽量骨材に比べて吸水性が低いため、水比を小さくすることができ、また、防水性も高い。
また、前記充填材発泡体は、それ自体が難燃性または不燃性であるため、セメント、細骨材、無機系軽量骨材等に配合すれば、モルタルが不燃性材料となる。
前記配合量が0.1容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できない。
一方、前記配合量が40容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
前記樹脂の中でも、手動式モルタル注入器による充填時の抵抗を低く保つという観点から、比較的硬度の高いポリ塩化ビニル系、ポリスチレン系、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、不飽和ポリエステル系、ビニールエステル系、エポキシ樹脂系等を用いることが好ましい。
前記熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および/または不燃化剤が配合されたものであってもよく、これは、防火壁空隙部充填用モルタルとして好適である。
前記見かけ密度が0.005g/cm3未満の場合は、均一なブレンドが困難となり、硬化後のモルタルの強度が低くなる。
一方、見かけ密度が0.5g/cm3より大きい場合は、モルタル全体の軽量化が困難となる。
前記充填材発泡体の粉末のサイズとしては、粒径0.1〜10mmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜5mm程度が実用的である。
樹脂の種類としては、エチレン/酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル/ビニルバーサテート系樹脂、スチレン/アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂、クロロプレンゴム系樹脂等が使用できる。
前記配合量が3重量部を超える場合は、スラリーの粘性が上がって、充填性が悪化する。
なお、前記再乳化形粉末樹脂を配合しない場合は、モルタル硬化体の防水性能が不十分となり易く雨水が建物内部に浸透することが問題となるが、他の撥水剤を併用することにより対応することができる。
したがって、再乳化型粉末樹脂に代えて、液状の高分子乳化物を用いることが可能である。この場合には、前記高分子乳化物は、モルタルに予め配合しておかずに、水を添加する際に、モルタルに加えることが必要である。
前記配合量が0.5重量部未満の場合は、該防水材による防水性付与効果がほとんど現れない。
一方、前記配合量が5重量部を超える場合は、硬化体が緻密化しすぎるため、乾燥収縮によるクラック発生が問題となる。
前記無機系微粉末の配合量は、水硬性セメント100重量部に対して50重量部以下であることが好ましく、より好ましくは30重量部以下の範囲である。
前記配合量が50重量部を超える場合は、モルタルとしての軽量性が失われるだけでなく、組成物全体に対する水硬性セメントの配合比率が相対的に低くなるだけでなく、充填時の抵抗、作業効率、施工性を損なうおそれがあり、硬化体の強度低下が問題となる。
混合装置としては、傾胴ミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、V型ミキサー、オムニミキサー等が挙げられる。
前記添加量が20%未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記添加量が26%を超える場合は、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となり、硬化体の強度低下も問題となる。
前記スラリー密度が1.0kg/リットル未満の場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
一方、前記スラリー密度が1.8kg/リットルを超える場合は、スラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
前記塑性粘度が4500mPa・sを超える場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記降伏値が0.35g/cm2未満の場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
前記フロー値が130mm未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記フロー値が200mmを超える場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
(実施例1及び比較例1〜4)
表1の配合表のとおり、材料を組み合わせ、Vブレンダーで各材料が均一になるよう混合し、実施例1及び比較例1〜4のプレミックスモルタルを調製した。
これらの各モルタルについて、JIS R 5201に準拠した方法により練り混ぜ、フレッシュモルタル及びそのモルタル硬化体の物性を測定した。
これらの結果を表2に示す。
1.加熱試験開始後、20分間の総発熱量が8MJ/M2以下であること
2.加熱開始後20分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴のないこと
3.加熱開始後20分間、最高発熱温度が、10秒以上継続して200kw/m2を超えないこと
以上のように本発明の防火壁空隙部充填したときの建材用モルタルは、従来のモルタルに比べ、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性、充填性が良好で、その硬化体は実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が少なく、さらに断熱性、防水性に優れたものであることがわかる。
したがって、本発明に係るモルタルは、鉄筋コンクリート造等の建設工事において、好ましくは空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填において優れた性能を有するものであり、防火壁の空隙部充填用モルタルとして広く適用することができる。
Claims (12)
- 空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント100重量部、細骨材20〜60重量部、無機系軽量細骨材0.1〜80容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体0.1〜40容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物3重量部以下を含むことを特徴とするモルタル。
- 前記細骨材が、珪砂および/または炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項1記載のモルタル。
- 前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項1または2記載のモルタル。
- 前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン/酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル/ビニルバーサテート系樹脂、スチレン/アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のモルタル。
- 前記充填材発泡体が、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂をバインダとした無機充填材の発泡体であり、粒径が0.1〜10mmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のモルタル。
- 前記熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および/または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする請求項5記載のモルタル。
- 前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする請求項5または6記載のモルタル。
- 前記充填材発泡体の見かけ密度が0.005〜0.5g/cm3であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のモルタル。
- 珪酸質系塗布防水材0.5〜5重量部をさらに配合したことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のモルタル。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のモルタルに、重量比20〜26%で水を添加して混練し、塑性粘度が4500mPa・s以下、かつ、降伏値が0.35g/cm2以上のスラリーとなるようにすることを特徴とするモルタルの調合方法。
- 前記スラリーが、密度1.0〜1.8kg/リットル、フロー値130〜200mmとなるようにすることを特徴とする請求項10記載のモルタルの調合方法。
- 施工現場において、請求項10または11記載の調合方法により調合したモルタルスラリーを、建物壁部の空隙部に充填することを特徴とする空隙部充填工法。
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