JP6180176B2 - 急硬ポリマーセメントモルタル組成物 - Google Patents
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Description
(特許文献1、2参照)。
通常の急硬性の無いポリマーセメントモルタルは、1回の塗り付け厚みは50mm以下がほとんどであり、塗り付け厚みがそれ以上に大きい場合は1層目モルタルの凝結がある程度進行してから塗り付ける必要があり、通常は1〜2時間、冬場であると4〜5時間後に実施する必要があり、最終的に仕上がるまでに長時間を要するといった課題があった。
しかしながら、これら凝結調整剤を、あらかじめ急硬材や急硬セメントと混合しておくと、貯蔵に伴って性能が劣化し、可使時間が変化しやすいという課題があった。
本発明は、製品を長期間貯蔵しても、充分な可使時間を確保できる急硬性ポリマーセメントモルタル組成物を提供する。
なお、本発明で使用する部や%は特に規定のない限り質量基準である。
例えば、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴム等のゴムラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体、及びスチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂に代表される液状ポリマー等が挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物を使用できる。
基材に用いるカルシウムアルミネートとは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料とを混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、CaOとAl2O3とを主たる成分とし、水和活性を有する物質の総称であり、CaO及び/又はAl2O3の一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、CaOとAl2O3とを主成分とするものに、これらが少量固溶した物質である。鉱物形態としては結晶質、非晶質いずれであってもよい。
なお、本発明の効果を阻害しない範囲でCaO、Al2O3、CO2以外のその他の成分を含有しても構わない。その他の成分としては、SiO2、Fe2O3、MgO、TiO2、ZrO2、MnO、P2O5、Na2O、K2O、Li2O、硫黄、フッ素、塩素や水分等の強熱減量成分等が挙げられる。その他の成分の含有量は、通常、0〜10%の範囲である。
本発明の超速硬クリンカーの化学成分は、CaOが29.9〜65%、Al2O3が29.9〜70%、炭酸成分がCO2換算で0.1〜5%であることが好ましい。この成分範囲にないと、貯蔵した際に充分な可使時間を確保することが難しい場合がある。。
本発明で使用する炭酸化処理容器は、特に限定されるものではなく、クリンカーと炭酸ガスを接触させ反応させることが出来ればよく、電気炉でも良いし、流動層式加熱炉でも良いし、超速硬クリンカーを粉砕するミルでも良い。
石膏の粒度は、ブレーン比表面積で4000cm2/g以上が好ましく、5000〜7000cm2/gがより好ましい。4000cm2/g未満では初期強度発現性が低下する場合がある。
石膏の使用量は、超速硬性クリンカー100部に対して25〜200部が好ましく、50〜150部がより好ましく、75〜125部が最も好ましい。これらの範囲外では強度発現性が低下する場合がある。
凝結調整剤の使用量は、用途と施工の作業時間、凝結調整剤の組成等により幅があり、一義的には決定することは難しい。本発明では、30〜90分の作業時間にあわせて急硬ポリマーセメントモルタル組成物が硬化するように使用量を調整する。
本発明の凝結調整剤の使用量は、セメントと急硬成分からなる結合材100 部に対して0 .05〜2部が好ましく、0.1〜1部がより好ましい。0.05部未満では、凝結を遅延させることが難しく、2部を超えると強度発現性を阻害する場合がある。
収縮低減剤の使用量は、セメントと急硬成分からなる結合材100部に対して、1〜8部が好ましい。1部未満では収縮低減効果が充分でない場合があり、8部を超えるとコストアップになるばかりかフレッシュ時の流動性が低下したり、凝結遅延や強度低下を生じる場合がある。
繊維類としては、ビニロン繊維やプロピレン繊維、ナイロン繊維等の高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、及び炭素繊維に代表される無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。
繊維類の使用量は、急硬ポリマーセメントモルタル組成物100部に対して0.05〜0.7部が好ましく、0.08〜0.5部がより好ましい。0.05部未満では曲げ耐力を向上させる効果が発揮されない場合があり、0.7部を超えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。繊維の長さはコテ仕上げ面の美観の点で15mm以下が好ましい。
減水剤の使用量は、特に限定されるものではない。減水剤の種類により減水率に差があり適正量はそれぞれ異なるが、通常、セメントと急硬成分からなる結合材100部に対して、固形分換算で0.05〜1.0部が好ましい。0.1部未満では流動性が充分でなくなる場合があり、1.0部を超えると左官施工時にダレを起こす場合がある。
消泡剤の使用量は、セメントと急硬成分からなる結合材100部に対して、0.001〜0.5部が好ましく、0.003〜0.1部がより好ましい。0.001部未満では消泡効果は少なく、0.5部を超えても消泡効果が頭打ちとなり不経済となる場合がある。
細骨材の最大粒度は、2mm以下が好ましい。それ以上では、コテ仕上げ時の作業性が損なわれたり、仕上げ面が荒々しい感じとなる場合がある。
細骨材の使用量は、セメントと急硬成分からなる結合材100部に対して、50〜250部が好ましく、250部を超えると強度不足が発生したり、作業性が損なわれたりする場合がある。
表1に示した各種の超速硬クリンカーを使用し、セメント80部、超速硬クリンカー10部及び無水石膏10部からなる結合材100部に対して、凝結調整剤0.3部、骨材200部、ポリマー7部をV型ブレンダーにて均一に混合して急硬ポリマーセメントモルタル組成物を調製した。その後、20℃の室内で、結合材100部に対して水を42部加えモルタルミキサーで練混ぜてモルタルとし、流動性、可使時間、圧縮強度の測定を行った。結果を表1に示す。
さらに、促進貯蔵試験した急硬ポリマーセメントモルタル組成物についても同様な実験を行った。
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
超速硬クリンカーA:CaO63.6%、Al2O334.4%、CO20%、その他2.0%。1450℃焼成後粉砕してブレーン比表面積5000cm2/gとした。
超速硬クリンカーB:超速硬クリンカーA(粉砕品)を600℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO62.7%、Al2O333.8%、CO21.5%、その他2.0%。ブレーン比表面積5000cm2/g。
超速硬クリンカーC:CaO49.5%、Al2O347.5%、CO20%、その他3.0%、1450℃焼成後粉砕してブレーン比表面積5000cm2/gとした。
超速硬クリンカーD:超速硬クリンカーC(粉砕品)を600℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO49.0%、Al2O347.2%、CO20.8%、その他3.0%、ブレーン比表面積5000cm2/g。
超速硬クリンカーE:CaO36.0%、Al2O360.1%、CO20%、その他3.9%、1450℃焼成後粉砕してブレーン比表面積5000cm2/gとした。
超速硬クリンカーF:超速硬クリンカーE(粉砕品)を600℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO36.3%、Al2O3が60.5%、CO20.2%、その他3.0%。ブレーン比表面積5000cm2/g。
超速硬クリンカーG:超速硬クリンカーC(粉砕品)を200℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO49.4%、Al2O347.4%、CO20.2%、その他3.0%、ブレーン比表面積5000cm2/g。
超速硬クリンカーH:超速硬クリンカーC(粉砕品)を400℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO49.2%、Al2O347.2%、CO20.6%、その他3.0%、ブレーン比表面積5000cm2/g。
超速硬クリンカーI:超速硬クリンカーC(粉砕品)を800℃雰囲気で炭酸ガス処理したもの。CaO49.0%、Al2O347.0%、CO21.0%、その他3.0%、ブレーン比表面積5000cm2/g。
凝結調整剤:試薬1級のクエン酸
無水石膏:II型無水セッコウ、ブレーン比表面積5000cm2/g
細骨材:石灰石砕砂、最大粒径1.2mm
ポリマー:アクリル−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル系共重合体、市販品
流動性:JIS R5201のフロー試験に準じて測定した。
可使時間:可使時間は練り上がり温度から1℃上昇した時点とした。
圧縮強度:JIS A1171に準じ4時間の圧縮強度を測定した。
促進貯蔵試験:急硬ポリマーセメントモルタル組成物25kgを3重クラフト紙の内装に20μm厚の高密度ポリエチレンシートを貼り付けた梱包材内に25kg梱包、シールして35℃、90%RH室内で1ヶ月間存置した。
超速硬クリンカーDを用い、表2に示す収縮低減剤の量を結合材100部に対して配合したこと以外は実験例1と同様に行い、長さ変化率と付着強度を測定した。結果を表2に示す。
収縮低減剤:ポリオキシアルキレン誘導体、市販品
長さ変化率:JIS A 1171 ポリマーセメントモルタルの試験方法に準じ材齢28日までの長さ変化率を測定した。
付着強度:横30×縦30×厚さ6cmのサンドブラストしたコンクリート板にプライマー(エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン)を150g/m2となるように刷毛で塗り、補修モルタルを2cm厚みとなるように塗り付け、表面のコテ仕上げを行い試験体とした。材齢28日後にコアリングにより高速カッターで下地のコンクリート部まで切断し削孔し、専用の引抜き治具を取り付け建研式付着力試験機で測定した。
クリンカーDを用い表2に示す繊維類の量を実験No.1-7の急硬ポリマーセメントモルタル組成物100部に対して配合したこと以外は実験例1と同様に行い、モルタルの曲げタフネスと、実験例2と同様に付着強度を測定した。結果を表6に示す。
繊維類:ビニロン繊維、繊維長さ6mm、繊維径0.027mm、収束タイプ、市販品
曲げタフネス:JSCE G552に準拠した。養生方法は温度20℃、湿度60%の部屋で気中養生した。測定材齢は28日とした。
Claims (4)
- セメントとポリマー、細骨材、超速硬性クリンカー、石膏、凝結調節剤を含有してなり、超速硬性クリンカーが、CaOを29.9〜65質量%、Al 2 O 3 を29.9〜70質量%、炭酸カルシウムをCO 2 換算で0.1〜5質量%含有する、急硬ポリマーセメントモルタル組成物。
- 収縮低減剤を含有してなる請求項1に記載の急硬ポリマーセメントモルタル組成物。
- 繊維類を含有してなる請求項1又は2に記載の急硬ポリマーセメントモルタル組成物。
- 超速硬性クリンカーを粉砕するステップと、
粉砕した超速硬性クリンカーを、200〜800℃の雰囲気で炭酸ガスと接触させることで炭酸化処理し、炭酸カルシウムをCO 2 換算で0.1〜5質量%含有し、かつCaOを29.9〜65質量%およびAl 2 O 3 を29.9〜70質量%含有するようにするステップと、
炭酸化処理した超速硬性クリンカーを、セメントおよび石膏と混合して結合材を得るステップと
を含む、急硬ポリマーセメントモルタル組成物用の結合材の製造方法。
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