JP4561115B2 - ポリマーセメント組成物及びそのコンクリート構造体 - Google Patents
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Description
(1)全固形分を基準にして、1〜50重量%のエポキシ樹脂と5〜99重量%のセメントを含有し、かつこれらの合計量が40重量%以上である組成物。
(2)炭素数4〜10のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上の単量体、(メタ)アクリル酸及びグリシジル(メタ)アクリレートを必須構成単量体とし、かつガラス転移点は−20℃以下である重合体が、界面活性剤により水に乳化分散されているエマルションと、無機質水硬性物質とからなる組成物。
(1)特定のアルキル(メタ)アクリレート、メチルアクリレート又はエチルアクリレート及び(メタ)アクリル酸を必須構成単量体とする重合体のエマルションと、無機質水硬性物質からなる組成物。
(2)特定のアルキル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート及びN−メチロール(メタ)アクリルアミド又はN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミドを必須構成単量体とし、かつTg点が−20℃以下である重合体のエマルションと、無機質水硬性物質からなる組成物。
ポリマーセメント組成物が本発明の第一に記載のポリマーセメント組成物であることを特徴とするコンクリート構造体を提供することである。
ポリマーセメント組成物が本発明の第一に記載のポリマーセメント組成物であり、
プライマーがエマルジョンであることを特徴とするコンクリート構造体を提供することである。
ポリマーセメント組成物は、エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントを3〜175質量部含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、アルミナセメント100質量部に対し、硬化促進剤を0.1〜7質量部含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントを3〜175質量部含み、アルミナセメント100質量部に対し、硬化促進剤を1〜7質量部含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、エマルジョンがガラス転移温度0℃以下のエマルジョンを含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、エマルジョンが、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン及びアクリル系エマルジョンから選択される1以上のガラス転移温度が0℃以下のエマルジョンを含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、さらに充填材を含み、エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメント3〜175質量部含み、かつアルミナセメントと充填材の合計量20〜350質量部を含むことが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、コンクリート防水用であることが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、防水用ポリマーセメント組成物であることが好ましい。
ポリマーセメント組成物は、ポリマーセメント組成物の可使時間が、0.25時間以上であることが好ましい。
硬化促進剤は、炭酸リチウムを含むことが好ましい。
充填材は珪砂及び/又はタルクを含むことが好ましい。
本発明のポリマーセメント組成物は、施工性に優れているだけでなく、塗膜特性に優れた防水層を与える。従って、コンクリート構造物への長期防水性付与においてその利用価値は高い。
本発明のコンクリート構造体は、本発明のポリマーセメント組成物の硬化物層を表面に有するため、美観に優れ、防水性などに優れた構造体である。
エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントを好ましくは3〜175質量部、さらに好ましくは5〜100質量部、より好ましくは10〜85質量部、特に好ましくは20〜60質量部含むことにより、
(1)水和反応により組成物の乾燥を促進させ、硬化した塗膜の耐水性及び強度確保に優れ、
(2)エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントの含有量が、上記範囲より小さい場合は塗膜の乾燥時間、強度が不十分となり、また上記範囲より大きい場合ポットライフが短く、また粘度が上昇して作業性、施工性に支障を来す場合があり好ましくない。
本発明のポリマーセメント組成物では、塗膜の乾燥時間が、1〜4.75時間、好ましくは1.5〜4.5、さらに好ましくは2〜4.5時間とすることができ、施工性に優れる。
アルミナセメントと充填材とを含む粉体が、エマルジョンの固形分に対して含まれる割合が、上記範囲より大きい場合、得られるポリマーセメント組成物の粘度が高くなり施工性が低下するとともに、十分な下地ひび割れ追従性が得られないため好ましくなく、上記範囲より小さい場合、十分な下地ひび割れ追従性が得られるが、塗膜強度が低下すること、塗膜のタックが強くなるなど好ましくない。
エマルジョンとしては、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョンなどの建築用途に開発された樹脂系エマルジョン、さらにエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョンなどの建築用途に開発されたポリマー成分のガラス転移温度が0℃以下の樹脂系エマルジョンを好ましく用いることができる。
エマルジョンに含まれるポリマー成分のガラス転移温度は、どのようなものでも用いることができるが、好ましくは0℃以下のもの、さらに好ましくは−45〜0℃、より好ましくは−45〜−5℃ものであれば特に制限はなく用いることが出来る。
エマルジョンは、ポリマー成分のガラス転移温度が0℃以下のものを含むエマルジョン、さらに好ましくはポリマー成分のガラス転移温度が0℃以下のものを50重量%以上含むエマルジョン、特に好ましくはポリマー成分のガラス転移温度が0℃以下のものを80重量%以上含むエマルジョンを用いることが好ましい。
エマルジョンは、ガラス転移温度が0℃以下のエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン及びガラス転移温度が0℃以下のアクリル系エマルジョンから選択されるエマルジョンを含むことが好ましい。
エマルジョンの固形分は、水などの溶媒を除去した後のポリマー成分を主成分とする固形物の質量である。
エマルジョンにおいて、アクリル系樹脂エマルジョン又はガラス転移温度が0℃以下のアクリル系樹脂エマルジョンを用いる場合には、好ましくはアクリル系樹脂エマルジョンを5質量%以上含むエマルジョン、さらに好ましくはアクリル系樹脂エマルジョンを10質量%以上含むエマルジョン、特に好ましくはアクリル系樹脂エマルジョンを20質量%以上含むエマルジョンを用いることが好ましい。
エマルジョンにおいて、特にエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン及びアクリル系樹脂エマルジョンを含むエマルジョンを、又は、ガラス転移温度が0℃以下のエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン及びガラス転移温度が0℃以下のアクリル系樹脂エマルジョンを含むエマルジョンを用いる場合には、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョンを50質量%以上及びアクリル系樹脂エマルジョンを50質量%以下含むエマルジョン、さらに好ましくはエチレン−酢酸ビニル系エマルジョンを60質量%以上及びアクリル系樹脂エマルジョンを40質量%以下含む含むエマルジョン、特に好ましくはエチレン−酢酸ビニル系エマルジョンを70質量%以上及びアクリル系樹脂エマルジョンを30質量%以下含むエマルジョンを用いることが好ましい。
重合開始剤としては、水又は含水溶媒中でラジカル重合できるものが好ましく、過酸化水素、過酢酸、過硫酸又はこれらのアンモニウム塩や硫酸塩等の水溶性の過酸化物やその塩などを挙げることができる。また、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチルニトリルなどの有機過酸化物、メタ亜硫酸ナトリウムやピロ亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を併用することができる。
重合開始剤の使用量は、エマルジョンが製造できる範囲であれば適宜選択できる。
エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョンとしては、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの水溶性高分子を乳化剤や保護コロイドとして用いる物を好ましく用いることが出来る。特にエチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョンは、保護コロイドとしてポリビニルアルコールを用いたものが好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンの重合体成分において、酢酸ビニル含有量は、好ましくは30〜90質量%、さらに好ましくは50〜90質量%、特に好ましくは60〜86質量%が好ましい。
エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン中のエチレン酢酸ビニル共重合体成分の含有量は、好ましくは40〜65質量%、さらに好ましくは45〜60質量%、特に好ましくは47〜60質量%である。
アクリル系樹脂エマルジョンは、エマルジョンに含まれるポリマー成分が、架橋していないポリマー、さらに好ましくはポリマー内又はポリマー間で架橋していないポリマーを用いることにより、伸びに優れるために好ましい。
アクリル系樹脂エマルジョンは、公知の乳化剤や保護コロイドを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの水溶性高分子、非イオン界面活性剤、イオン性界面活性剤などの乳化剤や保護コロイドを用いることが出来る。
アクリル系樹脂エマルジョンは、公知のエマルジョンを用いることができ、アクリル系樹脂成分の含有量は特に制限がない。
ワックスサスペンションとしては、パラフィンワックスサスペンション、オレフィンワックスサスペンション、フィッシャートロプシュワックスサスペンションなどの水分散型などの公知のワックスサスペンションを用いることが出来る。
パラフィンワックスサスペンションとしては、n−パラフィンを主成分とするパラフィンワックスのサスペンションを用いることが出来る。
オレフィンワックスサスペンションとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどの低中分子量のポリオレフィンのサスペンションを用いることが出来る。
本発明のポリマーセメント組成物において、セメント成分としてはアルミナセメント単独で用いることが好ましく、アルミナセメントのほかに本発明の特性を損なわない範囲でポルトランドセメント、石膏、高炉スラグなどの水硬性成分を含んでもよい。
本発明のポリマーセメント組成物は、充填材としてタルクを含むことが好ましく、さらにタルク及び珪砂を含むことが好ましい。
本発明のポリマーセメント組成物は、エマルジョンの固形分100質量部に対し、充填材としてタルクを好ましくは0.1〜40質量部、さらに好ましくは1〜35質量部、より好ましくは5〜30質量部、特に好ましくは15〜25質量部を含むことが好ましく、さらにタルク0.1〜40質量部及び珪砂17〜300質量部含むことが好ましい。
リチウム塩は、リチウム塩の粒径は50μm以下、さらに30μm以下、特に10μm以下が、溶解性に優れ、微細な多数の斑点となり表面の美観を損なうことがないために好ましい。
添加剤としては、本発明の用いる硬化促進剤を除く一般的に用いられる凝結遅延剤や凝結促進剤などの凝結速度調整剤、減水剤、流動化剤、消泡剤、増粘剤などを挙げることが出来る。
消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル、フッ素系などの合成物質または植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、アルミナセメント及びエマルジョンの固形分と、必要に応じて添加されるタルクや珪砂などの固形分との合計量100質量部に対して、2質量部以下、特に0.2質量部以下が好ましい。消泡剤の添加量は、上記より多く添加する場合、消泡効果の向上がみとめられない場合がある。
(1)コンクリート層に、ポリマーセメント組成物の硬化物層を積層することによりコンクリート構造体を得ることが出来る。また、コンクリート層に、ポリマーセメント組成物の硬化物層を直接又は積層することができる。
本発明のポリマーセメント組成物は、コンクリート層にプライマーの硬化物層を設け、さらにポリマーセメント組成物の硬化物層の順に積層することによりコンクリート構造体を得ることが出来る。また、コンクリート層にプライマーの硬化物層を直接設けることができ、さらにプライマーの硬化物層に、ポリマーセメント組成物の硬化物層を直接積層することができる。
(1)コンクリート又はモルタルを屋上、床面又は壁に打設し、コテ、機械等で仕上げた後、コンクリート又はモルタルを硬化させてコンクリート層を形成させ、(2)プライマーの硬化物層表面に、本発明のポリマーセメント組成物をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布し、その後ポリマーセメント組成物を硬化させた硬化物層を形成させることにより、コンクリート構造体を施工することができる。
(1)コンクリート又はモルタルを屋上、床面又は壁に打設し、コテ、機械等で仕上げた後、コンクリート又はモルタルを硬化させてコンクリート層を形成させ、(2)コンクリート層表面に、プライマー(エマルジョンの希釈液又は希釈水溶液)をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布又は吹き付けを行い、その後プライマーを硬化させた硬化物層を形成させ、
(3)プライマーの硬化物層表面に、本発明のポリマーセメント組成物をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布し、その後ポリマーセメント組成物を硬化させた硬化物層を形成させることにより、コンクリート構造体を施工することができる。
プライマーの硬化物層は、本発明のポリマーセメント組成物に含まれるエマルジョンと同じ樹脂成分を用いること又は本発明のポリマーセメント組成物に使用するエマルジョンと同じ樹脂成分を用いることが、プライマー層と本発明のポリマーセメント組成物との層間の接着強度が優れるために好ましい。
アルミナセメント、炭酸リチウムなどの硬化促進剤、充填材或いは添加剤などは、単独で添加しても良いし、予め他の数種と混合したものを添加しても良く、添加順序は特に選ばない。また、攪拌機は、一般的な固液攪拌機など撹拌機能を有するものを問題なく用いることが出来る。
(1)スラリー粘度測定法: 20℃室温にて、表1に示す各成分及びその配合割合で容器中に所定量を計量し、攪拌後ポリマーセメント組成物を調製し、直ちに(株)トキメック製DVH−BII型粘度計により、ローターNo.6を用い回転数20rpmの条件で粘度を測定する。
(2)20℃の可使時間の評価法:20℃室温にて、表1に示すポリマーセメント組成物を調製後、スレート板(各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し10倍に希釈した液(プライマー)を、スレート表面に0.4kg/m2の量で塗布し1日放置する)にコテ塗りしたさい、ポリマーセメント組成物がコテで良く延びなくなった状態までの経過時間を測定する。
(3)60℃のふくれ発生量の評価法:20℃室温にて、表1に示すポリマーセメント組成物を調製後、300×300×4mmのスレート板(各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し10倍に希釈した液(プライマー)を、スレート表面に0.4kg/m2の量で塗布し1日放置し、評価前1時間60℃の乾燥器中に放置する)に0.9kg/m2コテ塗りし、直ちに60℃の乾燥器に入れ、10分後、20分後、30分後に塗膜表面のふくれ発生量を目視で観察する。
DSCの測定条件は、室温から150℃に10分間で昇温し、150℃を10分間保持した後に計算で得られた試料のTgより50℃低い温度まで下げ、再度150℃まで10分間で昇温するさいに、1回目のTgの測定を行う。次に1回目で測定したTgより50℃低い温度まで下げるさいに、2回目のTgの測定を行い、2回目のTgの値をガラス転移温度とする。
(1)原料は、以下の物を用いる。
・エマルジョンA:エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(電気化学工業社製、商品名:EVA#59、ポリビニルアルコールを保護コロイドとしたもの、エマルジョンA中の固形分成分含有量:56重量%、エマルジョンA中の酢酸ビニル重合体成分含有量:41重量%、ガラス転移温度:−15℃)。
・エマルジョンB:アクリル系重合体エマルジョン(高圧ガス工業社製、商品名:ぺガール842、エマルジョンB中の固形分成分含有量:54重量%、ガラス転移温度:−15℃)。
・アルミナセメント:市販アルミナセメント(JIS・R−2511による第3種)。
・珪砂:市販6号珪砂。
・タルク:日本タルク製、商品名:タルクS。
・炭酸リチウム(市販品)(粒径:10μm以下のものを使用)。
2Lのポリ容器にエマルジョン、アルミナセメント、珪砂及び炭酸リチウムを、表1に示す配合割合(合計1250g)で加え、0.15KW攪拌機を使用し1300rpmの条件下で3分間混合し、スラリー状のポリマーセメント組成物を得た。
得られたポリマーセメント組成物は、粘度、可使時間及び塗膜のふくれ発生量の評価を行い、結果を表2に示す。
表1の配合割合は、エマルジョンは固形分の重量を示す。
Claims (9)
- アルミナセメントのみからなるセメント成分、エマルジョン及び炭酸リチウムを含み、エマルジョンがアクリル系エマルジョンを含むことを特徴とするポリマーセメント組成物。
- エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントを3〜175質量部含むことを特徴とする請求項1に記載のポリマーセメント組成物。
- アルミナセメント100質量部に対し、炭酸リチウムを0.1〜7質量部含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリマーセメント組成物。
- ポリマーセメント組成物は、さらに充填材を含み、
エマルジョンの固形分100質量部に対し、アルミナセメントと充填材の合計量20〜350質量部を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。 - エマルジョンは、ガラス転移温度が0℃以下のエマルジョンを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。
- エマルジョンは、ガラス転移温度が0℃以下のアクリル系エマルジョンを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。
- ポリマーセメント組成物が、コンクリート防水用であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物。
- コンクリート層に、ポリマーセメント組成物の硬化物層を積層したコンクリート構造体であり、
ポリマーセメント組成物が請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物であることを特徴とするコンクリート構造体。 - コンクリート層に、プライマーの硬化物層、ポリマーセメント組成物の硬化物層の順に積層したコンクリート構造体であり、
ポリマーセメント組成物が請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリマーセメント組成物であり、
プライマーがエマルジョンであることを特徴とするコンクリート構造体。
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