JP3435982B2

JP3435982B2 - 水硬性材料組成物及び成形物

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Publication number: JP3435982B2
Application number: JP11684896A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦大濱; 克宣出村; 進本多
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: JPH09301758A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモルタル、コンクリ
ート、セメントペースト等を目的とした水硬性材料組成
物およびそれを硬化してなる成形物に関する。さらに詳
しくは、成形物の強度が高く、乾燥収縮が少ない固体状
の水硬性材料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂とセメントとの複合体は、従来のモ
ルタル、コンクリート等の曲げ強度、引張強度の改良、
耐水性の改良等を目的として広く使用されている。従来
より、これらの用途において、樹脂は水分散体として使
用することが一般的であるが、モルタル等作業現場で配
合を行うような場合、セメント等の粉体と樹脂の水分散
体を別に計量する必要があり粉体状の樹脂の要求があっ
た。その後、樹脂の改良により、粉体でなおかつモルタ
ル、コンクリート等の配合時に容易に分散するものが開
発された。このような樹脂は再乳化形粉末樹脂と呼ば
れ、プレミックスモルタル等に使用されている。一方、
モルタル、コンクリート等において毛細管現象によって
経時的に起こる乾燥収縮は、ひび割れ等の原因となり問
題となっている｛共立出版、岩崎訓明著「コンクリート
の特性」１２３〜１５６頁（１９８２年）｝。これを解
決するために低級アルコールやポリオキシアルキレン化
合物を主成分とした乾燥収縮低減剤が開発され、モルタ
ル、コンクリート用に使用されている｛セメント技術年
報、第３７巻６５〜６８頁（１９８３年）｝。しかしな
がら、樹脂とセメントの複合体を使用するモルタル、コ
ンクリートに対する、固体状の乾燥収縮低減剤は良好な
性能を示すものが見つかっておらず、乾燥収縮の少ない
プレミックスモルタル等の配合物は開発されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂粉末と
セメントを含み、モルタル、コンクリート等に使用した
場合、高い曲げ強度及び引張強度を発現し、かつ乾燥収
縮の少ない固体状の組成物を提供することを目的とす
る。またさらに該組成物を硬化してなる成形物の提供を
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討を行った結果、セメントと
樹脂粉末と特定のポリオキシアルキレン誘導体を配合す
る固体状水硬性材料が高い曲げ強度及び引張強度を有
し、かつ乾燥収縮の少ないモルタル、コンクリート等を
与えることを見出し、本発明を完成するに至った。すな
わち本発明は、（１）（ａ）セメント、（ｂ）粉末樹脂および（ｃ）下
記一般式（１）Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍ（１）（ただし、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残
基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは
水素原子または炭素数１〜１８の炭化水素基または炭素
数２〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜
８を表わす。またオキシアルキレン基の６０モル％以上
はオキシエチレン基である。）で示されるポリオキシア
ルキレン誘導体からなり、成分（ａ）：（ｂ）：（ｃ）
の重量比が１００：０．５〜５０：０．２〜１０である
水硬性材料組成物である。また、（２）ポリマーモルタ
ル、ポリマーコンクリートに使用するに際して、（ａ）
セメント、（ｂ）粉末樹脂、（ｃ）下記一般式（１）Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍ（１）（ただし、Ｘは２〜８個の水酸基を持つ化合物の残基、
ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは水素
原子または炭素数１〜１８の炭化水素基または炭素数２
〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜８を
表わす。またオキシアルキレン基の６０モル％以上はオ
キシエチレン基である。）で示されるポリオキシアルキ
レン誘導体および（ｄ）砂からなり、（ａ）：（ｂ）：
（ｃ）：（ｄ）の重量比が１００：０．５〜５０：０．
２〜１０：５０〜４００である水硬性材料組成物であ
る。さらに、（３）前記の水硬性材料組成物を硬化してなる成形物で
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で使用するセメントとして
は、普通ポルトランドセメント、早強セメント、低発熱
セメント等を挙げることができるが、さらにこれらに高
炉スラグ、フライアッシュ、シリカ粉末、シリカフュー
ム、石灰石粉等を混合した組成物も、使用することがで
きる。

【０００６】本発明で使用する成分（ｂ）の粉末樹脂と
しては、エチレン−酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−ビニ
ルバーサテート樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹
脂、ポリアクリル酸樹脂、スチレン−ブタジエンゴム、
クロロプレンゴム等が挙げらる。これらのうち、特に水
中で容易に分散するもの、具体的には、エチレン−酢酸
ビニル樹脂、酢酸ビニル−ビニルバーサテート樹脂、ス
チレン−アクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸樹脂
などが好ましい。本発明で用いる成分（ｂ）の粉末樹脂
の使用量は、セメント１００に対して０．５〜５０重量
比である。０．５重量比より少ないと成形物の曲げ強度
が不十分となり、また、５０重量比より多いと成形物の
強度が不十分となる。

【０００７】一般式（１）において、Ｘは水酸基を２〜
８個有する化合物の残基であり、水酸基を２〜８個持つ
化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、
スチレングリコール、炭素数８〜１８のアルキレングリ
コール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、グ
リセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−ペ
ンタントリオール、エリスリトール、ペンタエリスリト
ール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビ
タン、ソルバイド、ソルビトールとグリセリンの縮合
物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マン
ニトール等の多価アルコール類、あるいはそれらの部分
エーテル化物またはエステル化物、キシロース、アラビ
ノース、リボース、ラムノース、グリコース、フルクト
ース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビ
オース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、
シュークロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレ
ジトース等の糖類あるいはそれらの部分エーテル化物ま
たはエステル化物等が挙げられる。

【０００８】一般式（１）において、ＡＯで示される炭
素数２〜１８のオキシアルキレン基はエチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒ
ドロフラン、炭素数６〜１８のα−オレフィンオキシド
等に由来するもので、オキシエチレン基、オキシプロピ
レン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基、
炭素数６〜１８のオキシアルキレン基等があり、２種以
上が付加しているときはブロック状付加でもランダム状
付加でもよい。一般式（１）において、Ｒは水素原子ま
たは炭素数１から１８の炭化水素基または炭素数２〜１
８のアシル基を表わす。

【０００９】炭素数１から１８の炭化水素基としてはメ
チル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル
基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウン
デシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシ
ル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル
基、イソステアリル基、オレイル基、ベンジル基、クレ
ジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オク
チルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル
基、スチレン化フェニル基等が挙げられる。

【００１０】炭素数２〜１８のアシル基としては酢酸、
プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル
酸、２−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソパ
ルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、イソステア
リン酸、アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン
酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸等
に由来するアシル基が挙げられる。

【００１１】一般式（１）において、ｎの値は３０〜１
０００である。ｎが３０未満であると融点が低くなり、
固体状で使用することが困難となり、ｎが１０００より
大きくなると粘度が高くなり製造が困難となる。一般式
（１）において、オキシアルキレン基の中でオキシエチ
レン基の含有量は６０モル％以上と限定される。オキシ
アルキレン基が６０モル％未満であると、融点が低くな
り固体状で使用することが困難となり、また、水に対す
る溶解性が低くなる。本発明に用いる成分（ｃ）である
一般式（１）で示されるポリオキシアルキレン誘導体の
使用量は、セメント１００に対して０．２〜１０重量比
である。０．２重量比より少ないと乾燥収縮性能が不十
分となり、１０重量比より多いと成形物の強度が不十分
となる。

【００１２】本発明に用いる成分（ｄ）の砂は、一般
に、細骨材として、ＪＩＳＡ０２０３に規定される１
０ｍｍ網ふるいを全部通り、５ｍｍ網ふるいを質量で８
５％以上通る骨材である。このような砂としては、具体
的には、川砂、陸砂、山砂、海砂、砕砂、軽量骨材等が
挙げられる。本発明で用いる成分（ｄ）の砂の使用量
は、セメント１００に対して５０〜４００重量比であ
る。５０重量比より少ないと砂を添加して経済的に安価
にする意味が薄れ、４００重量比より多いと成形物の強
度が不十分となる。

【００１３】本発明の水硬性材料組成物は、必要に応じ
て、水、砂利さらには添加剤を加えて混合し、ポリマー
モルタル、ポリマーコンクリートとして硬化して使用
できる。

【００１４】本発明の水硬性材料組成物は、減水剤、消
泡剤、ＡＥ剤、防錆剤、凍結防止剤、着色剤、膨張剤、
凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤等の添加剤と併用でき
る。本発明の水硬性材料組成物は、固体状であり、プレ
ミックスタイプとしてモルタル、セメントスラリー、コ
ンクリート用等に使用できる。またセメント、粉末樹
脂、一般式（１）で示されるポリオキシアルキレン誘導
体を個別に配合し、モルタル、セメントスラリー、コン
クリート等を調製することもできる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の水硬性材料組成物は、固体状で
あり、モルタル、セメントスラリー、コンクリート等に
使用した場合、高い曲げ強度及び圧縮強度を有し、かつ
乾燥収縮の少ない特徴を発現できる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。次に実施例、比較例に用いた材料を示した。使用材料；セメント：普通ポルトランドセメント粉末樹脂：再乳化形粉末樹脂（エチレン酢酸ビニル白色
粉末、Ｔｇ＝０℃、平均粒径６０μｍ）ポリオキシアルキレン誘導体：表１に示した。砂：豊浦標準砂消泡剤：ポリエステル系粉末消泡剤

【００１７】実施例１（ａ）セメント１００重量部、（ｂ）粉末樹脂５重量
部、（ｃ）表１に示した一般式（１）のＮｏ．１のポリ
オキシアルキレン誘導体２重量部（ｄ）砂３００重量部
および消泡剤０．０５重量部を用い、ＪＩＳＡ１１７
１（１９７８年）に従ってポリマーセメントを作成し
た。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】実施例２〜２５、比較例１〜１６以下実施例１と同様にして表２および表３の成分（ｂ）
の粉末樹脂の添加量、および成分（ｃ）のポリオキシア
ルキレン誘導体の種類、添加量を変えてポリマーモルタ
ルセメントを調製した。なお、ポリマーモルタルセメン
ト調製の条件は以下のとおりであり、各性能試験を行っ
た。なお、水の量はモルタルのフロー値が１７０±５ｍ
ｍとなるように調整した。成形時の条件、試験方法を次
に示した。養生条件および測定方法；ポリマーセメントモルタル；ＪＩＳＡ１１７１（１
９７８年）に従って調製した。成型寸法；寸法４０×４０×１６０ｍｍ。成形後の養生条件；１）２日間湿空（２０℃、８０％
Ｒ．Ｈ．）。２）５日間水中（２０℃）養生。乾燥条件；乾燥（２０℃、５０％Ｒ．Ｈ．）養生乾燥収縮測定方法；ＪＩＳＡ１１２９（１９９３
年）のコンパレーター法に従って測定した。供試体の水
中（２０℃）養生した直後、供試体の基長を測定し、さ
らに、乾燥後の供試体の基長を測定して比較した。圧縮強度、曲げ強度の測定方法；ＪＩＳＡ１１７２
（１９９５年）に従って、乾燥材齢２８日の供試体の曲
げ強度及び圧縮強さ試験を行った。これらの結果を表２および表３に示した。以上の結果、
本発明の水硬性組成物は硬化後の乾燥収縮が少なく、か
つ粉末樹脂を添加していない比較例にくらべ、大きな曲
げ強度、圧縮強度を有することが分かる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 14:06）Ｃ０４Ｂ 103:50 103:50 111:34 111:34 111:50 111:50 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 24/32 C04B 16/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）セメント、（ｂ）粉末樹脂および
（ｃ）下記一般式（１）Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍ（１）（ただし、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残
基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは
水素原子または炭素数１〜１８の炭化水素基または炭素
数２〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜
８を表わす。またオキシアルキレン基の６０モル％以上
はオキシエチレン基である。）で示されるポリオキシア
ルキレン誘導体からなり、成分（ａ）：（ｂ）：（ｃ）
の重量比が１００：０．５〜５０：０．２〜１０である
水硬性材料組成物。
【請求項２】ポリマーモルタル、ポリマーコンクリート
に使用するに際して、（ａ）セメント、（ｂ）粉末樹
脂、（ｃ）下記一般式（１）Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍ（１）（ただし、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残
基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは
水素原子または炭素数１〜１８の炭化水素基または炭素
数２〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜
８を表わす。またオキシアルキレン基の６０モル％以上
はオキシエチレン基である。）で示されるポリオキシア
ルキレン誘導体および（ｄ）砂からなり、（ａ）：
（ｂ）：（ｃ）：（ｄ）の重量比が１００：０．５〜５
０：０．２〜１０：５０〜４００である水硬性材料組成
物。
【請求項３】前記請求項１または２記載のいずれかの水
硬性材料組成物を硬化してなる成形物。