JPH0218346A - セメント質組成物 - 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】 本発明はセメント質組成物、特に改良された耐水性を有
するセメント質組成物に関するものである。

セメント質組成物は約２８日間硬化後にたとえば圧縮強
さ、曲げ強さおよび引張強さなどの機械的性峠が最高く
達する。低い水／セメント比で製造したセメント質組成
物は、適切に施工し硬化すれば良好な耐水性を示すはず
である。

扁〜・水／セメント比を有しかつ薄い塗膜として施工さ
れたモルタル用のセメント質組成物は、水の透ａ／吸収
に曝されたとき強度および接着性の減少をこうむる。

セメント質組成物の吸水性すなわち防水性は、混和剤た
とえばノ５ラフイン、ポゾラン材および不活性充填剤に
；吸収させた脂肪酸の金属塩などｋよって影響を受ける
ことは当業界で知られている。これらの添加剤はまた、
防ｄ剤または透水性降下剤（ｐ＠ｒｍ＠ａｂｉｌｉｔｙ
　ｒｅｄｕｏｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　）とも呼ばれる。こ
のような市販の耐水剤は耐水性をかろうじて改良はする
がその一方で強度の発現に悪影響を及ぼす。セメント質
組成物にこのようなものを用いると混相すべさ水の必要
量が高まり、その結果圧縮強さ、引張強さおよび曲げ強
さなどの機械的性能が低下する。ある種の挽水剤は吸水
性を良好に低下させるが、これらはセメント水相反応を
遅延させ、またモルタルの成ａ１面に浸出してくる。こ
のような場合は、合成エマルジョンからなる仕上は装が
モルタル表面に良好に接着しなくなる。

米国特許第４，４３４，２５７号明細書には、常用のセ
メント組成物とエチレン−酢酸ビエシ共直合体エマルジ
ョンとの混合物からなるものであって、該エマルジョン
はその固体樹脂成分１００重憬部につき１〜１０重量部
のポリビニルアルコールｇよびα１〜１０重量部のＨＬ
Ｂが１０またはそれ以下である多価アルコールの高級１
１１１Ｌ７ｊ酸エステルｔ−ｔＷしているような、改良
された亀裂抵抗ｇよび耐水性を有するセメント組成物が
開示されている。エステルが１０よりも高いＨＬＢを有
しているときは、製品の所期の性質改良は達成されない
と述べられている。Ｍｔ、、Ｂが１１０ポリオキシエチ
レンソルビタントリオレートを使用した配合物１８が第
１表に示されているが、本発明による配合物に比べて耐
水性が劣っている。

米国特許’ｄＥ３，５５７，８６９号明細畜には、硬化
製品の圧縮強さを２５ないし１２５チはと高めることの
できるセメント質混合物用の添加剤が開示されているが
、その添加剤とは種々の脂肪酸部分エステルである。

本発明はセメント質組成物、特に、たとえば外部Ｍ　Ｍ
　（ｅｘｔ＠ｒｉｏｒ　ｐａｔｏｋｉｎｇ　）　％　、
ｕ　塗装％およびタイルモルタルのような用途に用いら
れるセメント質組成物の耐水性の改良に関するものであ
る。このような組成物は典型的には、水硬セメント、骨
材（充填剤）、水溶性または水分散性重合体および耐水
剤か：）構成される。本発明による耐水剤とは、セメン
Ｆを基準としてα５〜３重檀チの範囲にある鑞の、約１
１〜２０のＨＬＢ値を有するポリエチレングリコールの
Ｃ８〜Ｃ２２脂肪酸エステルである。

従来のセメント質組成物に本発明による添加剤を混和す
ると、初期硬化過程で著しく耐水性が改良される。本発
明によるこのようなセメント質組成物は、基礎防水、内
部および外部補修用配合物、外壁塗装およびタイルモル
タル用として使用される。

このようなポリエチレングリコール脂肪酸エステルを含
むセメント質組成物の加えての利点としては低い空気連
行性および扁い１時引張強さが挙げられる。

このセメント質組成物は、防水添加剤としてセメントを
基準とするα５〜３重Ｎｓ１好ＪＫ＆’！α８ないし１
２重量−のポリエチレングリコールのＣ８〜Ｃ２２ｆｌ
Ｗ肪酸エステルを含有するが、そのエステルは約１１〜
２０の、好」には約１１ないし１５のＨＬＢ値を有して
いる。〔ポリエチレングリコールはまたポリ（エチレン
オキシ）エタノールとしても知られている〕。エステル
の脂肪酸部分は炭素−炭素二重結合を含有しない長い炭
化水素鎖からなる飽和のものであっても、または１個ま
たはそれ以上の炭素−炭素多重結合を含む不飽和脂肪酸
であってもよい。本発明で有用な誘導体を製造するのに
適した脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン酸、ミリ
スチン酸、ノルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
リノール酸およびリルン酸が挙げられ、そのうちでも好
適なのはステアリン酸である。

脂肪酸エステル添加剤のエトキシル化の度合は、添加剤
が約１１ないし約２０の範囲内のＨＬＢ値となるようＫ
されるべきであるが、好適とされるステアリン酸エステ
ルに関しては約４〜４００、好Ｊｋは約８〜１００のエ
チレンオキシド単位が必要とされよう。エトキシル化エ
ステルはエチレンオキシドに脂肪酸を反応させるなど技
術的に周知の方法で製造することができ、また市販品と
して購入することができる。

組成物中で使用するに適した水硬セメントの例としては
一般にすべての市販されている水硬セメントが挙げられ
、そのようなものには、種種のポルトランドセメント、
白色セメント、天然セメント、ポゾランセメント（工業
スラグから得られるセメント誘導体も包含される）、ア
ルミナセメントのみならず水硬ライムおよび類似物が含
まれる。

種々のタイプの微粒状および粗粒状の骨材が普通に用い
られる。使用する骨材のタイプは意図するところの製品
の用途に左右される。組積工事用組成物またはプラスタ
ー用としては混合物中洗砂を混和することがしばしば有
利である。

このような砂は、粒径の小さいもの、好適には直径１Ｕ
またはそれ以下のほとんどすべてのタイプの砂であって
よい。製品にもつと苛酷な要求が付される場合、たとえ
ば現に存在するコンクリート床に用いるセメントパッチ
の場合には、「オタワ」砂および「ベスト」砂または二
番の混合物のような中程度の粒径をもつ等級の砂が好適
であろう。他の骨材たとえば粉砕ガラス、金剛砂、粉砕
スラグまたは礒細砂利を使用することもできるというこ
とは明らかであろう。コンクリート混合物ではしばしば
破砕トラップのような粗粒骨材を使用することが望まし
い。

骨材対セメント比は４：１ないし１：４でありうる。本
発明によるセメント質組成物が砂または微粒状骨材を使
用するとき、砂または微粒状骨材対セメント比は好適に
は２：１ないし１：２である。コンクリートミックスが
床施工用として調製され、かつ、それが砂、セメント、
粗粒状骨材の混合物であるとき、砂対セメントの好適な
比率は１：ｔ８ないし１：２．５であり、また最高の結
果は通常該比率が約１：２のときに得られる。

耐水添加剤に加えて、通常、セメント質組成物に４々の
添加剤を混和することが望ましい。

添加剤のなかでも典型的に使用されるものとしては保護
コロイド、消泡剤、水量低減剤、水溶性重合体および水
分散性重合体がある。適当な保護コロイドとしてはカル
ボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウムお
よびアンモニウムカゼイネートが挙げられる。適当な消
泡剤としては長鎖アルコール、たとえばドライワックス
、ラウリルアルコール、ステアリルアルフールおよび種
々のシリコーン類が挙げられる。

水量低減剤すなわちセメント分散剤としては精’１９ゲ
ニンスルホン酸ナトリウムまたはヒドロキシル化カルボ
ン酸の塩がある。適当な水溶性重合体としてはセルロー
スエーテル１ポリビニルアルコール、でん粉およびポリ
（エチレンオキシド）が挙げられる。水分散性重合体の
具体例としてはアクリレートｇよびビニルエステル重合
体たとえばポリアクリル酸、ポリ酢酸ビニルおよび酢酸
ビニルとアクリレートおよび／またはエチレンとの共重
合体の水性エマルジョンが挙げられる。このような重合
体はエマルジョンとして添加してもよいが、酢酸ビニル
共重合体である場合にはＩ’ＪＪ乾燥粉末として添加し
てもよい。

代表的なセメント質組成物は下記の各成分（重量部）か
らなる。

セメント　　　　　　１００ 骨材　　　　　２５〜４００ 耐水添加剤　　　　　　α５〜５ 水溶性重合体、または　　　１２５〜３水分散性重合体
　　　　５〜１５ セメントを水和させかつ材料が適度な作業性や塗布性を
有するようなコンシスチンシーをもたせるためＫは、セ
メント質組成物中で相当量の水を用いなければならない
。

水溶性重合体または重合体エマルジョン変性セメント質
組成物ＩＣｍ加されたとき、本発明による添加剤は初期
硬化過程で、耐水性を著しく改良する。

下記実施例において、成分の量は重量部で表わされてい
る。

実施例　１ 本実施例は水溶性重合体変性セメント質組成物の耐水性
に及ぼすポリエチレングリフールのステアリン酸エステ
ルの影−について示すものである。第１表に実験番号１
〜４０モルタル組成物中のセメント、砂、水および耐水
添加剤の置および種類を示す。羞“ないし捧１厚のセメ
ント混合物フィルムにキャストし、１週間硬化すること
によって、硬化モルタルフィルムの吸水−を試験した０
セメンＦフイルムを秤量し、９時間、１時間または２４
時間水中に浸漬し、ついで再度秤量した。結果を吸水チ
として表示する。

引張強さ試験を改訂Ａ８ＴＭＣ１９０試験法によって行
った。水浸透の結果を、犬の骨状に何形したブリケット
内Ｋｆｉ透した水のおおよその深度を測定することによ
って表示する０試験片を８日間空気硬化させた＠引張試
験用ブリケットを１日間水中に浸漬した後に測定するこ
とＫよって引張強さのデータを求めた。

第１表 実ｄ番号 セメンＦ Ａ８ＴＭ　Ｃ１０９砂 ステアリン酸カルシウムＦ２ ＶＩＮＯＬ　５２３Ｂポリビニル アルコール 水 水／セメント 湿時密度−９７ｃｃ １時間 ２４時間 （−ｍ−α４２ １８６　　２．０４ 一一一一一一一〉 ２．１７　　２．０６ １α７ 五８ １３．６ ５．６ ８．５ ８．６ 引張強さ−ＦＢＩ ８日間乾燥硬化 ８日間乾燥＋１日間浸水 ａ　リポケミカルズ社（Ｌｉｐｏ　Ｃｈｅｍｉａａｌａ
、　　Ｉｎｎ、）販売の８モル、ポリエチレングリコー
ルのステアリン酸エステル（ＨＬＢ＝１１２　） ｂ　リボケミカルズ社（Ｌｉｐｏ　Ｃｈ＠ｍ１ｏａｌｓ
ｔ　Ｉｎｏ、）ｍりｄの１００モル、ポリエチレングリ
コールのステアリン酸エステル（ＨＬＢ＝１８．８　） 第１′Ａのデータから、ポリエチレングリコールのステ
アリン酸エステルを添加する（実験番号２および３）と
、１時間および２４時間後にｍｌ定したとき、硬化モル
タルフィルムによって吸収される水の優が著しく低くな
り、また１日間水浸漬後の引張強さが実験番号１および
４のものよりも著しくすぐれていることがわかる。

実施例　２ 本実施例はポリエチレングリプールのステアリン酸エス
テルが水分散性重合体変性セメント質組成物に与える吸
水性の影響を示すものである。第２表から、実験番号６
〜８の本発明による耐水１？ｆ５加剤は３０分間および
７時間浸水後の硬化モルタルの吸水を低下させることが
わかる。

ＨＬＢが１１２であるポリエチレングリコールのステア
リン酸エステルが耐水添加剤として特に効果的であった
◎ 第　　２　　表 ポルトランドセメント　　　　　３００　３００　３０
０　３００タイプ！ Ａ８ＴＩＪ　Ｃ−１０９砂 実験番号 Ｘ晶′ｏ（晶Ｖざ′） ステアリン酸カルシウムＦ２　　−　　　−　　　−　
　　−　　　５水　　　　　　　　　　　　　　　１０
０　９７．５　９５５　９７．５　１００水／セメン）
　　　　　　　　　　＜−一一一一−０，４２−〉湿時
密度−ｇ／ｃｃ　　　　　　　ｔ９２　　ｔ９２　２．
１２　２１１７　１．８２硬化モルタルに対する吸水襲 Ａ時間浸水　　　　　　　　６５　　２９　　５．９　
　５２　　６．８７時間浸水　　　　　　　　７．２　
　１６　　６Ｂ　　　６．５７．７ａ　エア・プロダク
ツ・アンド・ケミカルズ社（Ａｉｒ　ｐｒｏｄｕｏｔｓ
ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｏａｌｓ　、　Ｉｎｏ、　）　ｌ＆
売のポリ酢酸ビニルエマルジョン ｂ　リポケミカルズ社（Ｌｉｐｏ　Ｃｈｅｍｉａａｌａ
、　Ｉｎｏ、　）販売の４０モル、ポリエチレングリコ
ールのステアリン酸エステル（ＨＥ、Ｂ＝１６．９　） 実施例　３ 本実施例は水再分赦性共重合体粉末を含有するセメント
質組成物に及ぼすポリエチレングリコールのステアリン
酸エステルの影響を示すものである。

実験番号 ポルトランドセメント タイプ−■ ＡＳＴＭＣ１０９砂　　　６００６００６００６００　
（５００エアーフレツクス　　　　　　　５０　　３０
　　３０　　３０　　３０（Ａｉｒｆｌｅｘ）ＲＰ２２
６ａ ステアリン酸カルシウムＦ２ ステアリン酸亜鉛 水 湿時密度９７ｃｃ １９１２，０２１９５１８２ｔ９０ 実験番号 流れ（コンシスチンシー）−Ｃｍ　　　１５．５　１６
　　１６．５　１４．５　１６．０８日間乾燥硬化　　
　　　　６５１　７０２　６４０　５９５　５８４８日
間屹燥＋１日間浸水　　３０７　４３４　４１３　５２
０　２７７浸水後の残留強度チ　　　　　４７　　６２
　　６４　　５４　　４７おおよその水浸透　　　　３
／８”　１／８”　　５Ａ６〃３／８’　３／８”ａ　
エア・・ゾａダクッ・アンド・ケミカルス社（Ａｉｒ　
ｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｏａｌｓ、　Ｉｎ
ａ、　）販売の再分散性酢酸ビニル−エチレン共重合体
粉末 ｂ　リポケミカルズ（Ｌｉｐｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｓ
　）　ｉ売のモノステアリン酸グリセリルおよびリボに
ラグ（Ｌｉｐｏｐｅｇ　）　１００Ｓのブレンド物（Ｈ
ＬＢ値１８） 第３表のデータによれば、ＨＬＢ値１８．８および同１
１を有する界面活性剤を含む実験番号１１および同１２
のものは、水に浸漬後の残留強度チおよび水浸透を測定
してみると、それぞれすぐれた耐水性を有していること
がわかる。

実施例　４ 本実施例はリボはラグ（Ｌｉｐｏｐｅｇ　）ポリエチレ
ングリコールステアレートエステルを同じＨＬＢ値を有
するアイゲパール（Ｉｇｅｐａｌ　）ノニルフェノキシ
ポリエチレングリフールと比較使用したものである。

Ａ８ＴＭＣ−１０９ 砂 第　　４　　表 実験番号 リボベツグ（Ｌｉｐｏｐｅｇ　）　３９８　　　１６リ
ボＲツグ（Ｌｉｐｏｐｅｇ）１００８　　　１８．８ア
イゲ／モール（ＩｇｅｐａＬ）　　　　　　　　１５Ｃ
ｏ−７３０− ａ　アイゲパール（ＩｇｅｐａＬ　）界面活性剤はＣＡ
Ｆ’社＃、元のものである。

アイゲパール（ＩｇｅｐａＬ　）界面活性剤はホバー）
　（Ｈｏｂａｒｔ　）−酸混合装置で混合すると過剰の
空気を連行するので、セメント質組成物を手によって混
ぜ合わせた。

ノゾロ（Ｎｏｐｏｏ）ＦＤ−１ 水 湿時密度−９／ｃｃ ８日間乾燥硬化 ８日間乾燥＋１日間浸水 ２．０　　　２．０　　　２．０　　　２．０〈−１５
０−〉 ２．１５　　２．１２　　２．０５　　２．１１実験番
号 実験番号 残留強度チ　　　　　　　　６０　　７８　　６２　　
６２お８よその水浸透　　　　　　１／４’　　１／８
’　　５７８’　　３／８’第４表の結果によれば、実
験番号１５および１６のセメント質組成物についての水
に１１前および浸漬後の引張強さ、同じく水浸透抵抗が
共にすぐれていることがわかる。

実施例　５ 本実施例では、実施例４で用いた４禰の界面活性剤を、
水分散性重合体を含むセメント質組成物で用いたときの
吸水性について試験した０ ＡＳＴＭＣ−１０９砂 ノプコ（Ｎｏｐａｏ）ＦＤ−１ 水 蕎待密斐−り／ＣＯ ２，１２，１２，１２，１ 〈−１５０−〉 ２．１０　　２．１０　　２．０　　　２．０り１プｌ ′Ａ譲番号 ＠５城中のデーターによれば、やはり、不発明にょろり
ポにラグ（Ｌｉｐｏｐｅｇ　）界面活性剤を含む組成物
がすぐれた耐水性を示すことがわかる。

耐水性を改良するための通常の工業的方法ではセメント
質組成物に脂肪酸の塩（不活性充填剤に吸収させたもの
）ｈａ和している。このような添加剤では必要とされる
水量が多くなり、その結果硬化モルタルの強度が低下す
る。

本発明による添加剤は水分散性であってかつ水溶性およ
び水分散性重合体と相溶性を有している。これらの添加
剤では混合すべき水の必要量が多くならない。これら添
加剤が水溶性重合体および脂肪酸の塩とより良好な相溶
性を有するために１これら添加剤はセメント粒子を効果
的に披櫨すると共に硬化コンクリートの細孔内に十分に
入りこみ、その結果水の毛管流が減少する◎これら添加
剤はセメントマトリックス中に良好に分数するため、こ
れらが−出面に、浸出してくる傾向がなくなり、したが
ってこのような４出面上に施されるはインドやテクスチ
ャーの外部塗装は良好な接着性を有していよう。さらに
は、本発明による添加剤は、脂肪酸塩およびワックスエ
マルジョンよりも空気連行性が小さい。

上記のように１本発明によればセメント質組成物の耐水
性を改良するための添加剤が提供される。

特許出願人　　エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ
・インコーホレイテッド 外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セメント、骨材、水溶性または水分散性重合体およ
   び耐水添加剤からなるセメント質組成物において、耐水
   添加剤が、セメントを基準として約０．５ないし３重量
   ％の約１１ないし２０のＨＬＢ値を有するポリエチレン
   グリコールのＣ＿８〜Ｃ＿２＿２脂肪酸エステルからな
   ることを特徴とするセメント質組成物。 ２）エステルが１１ないし１５のＨＬＢ値を有している
   請求項１に記載の組成物。 ３）エステルの量がセメントの０．８ないし１．２重量
   ％である請求項１に記載の組成物。 ４）脂肪酸がステアリン酸である請求項１に記載の組成
   物。 ５）エステルが重合エチレンオキシド約８ないし１００
   モルを含有している請求項４に記載の組成物。 ６）エステルのＨＬＢ値が約１１である請求項５に記載
   の組成物。 ７）エステルのＨＬＢ値が約１６である請求項５に記載
   の組成物。 ８）エステルのＨＬＢ値が約１９である請求項５に記載
   の組成物。 ９）セメント１００重量部 骨材２５〜４００重量部 耐水添加剤０．５〜３重量部 水溶性重合体０．２５〜３重量部 からなるセメント質組成物において、耐水添加剤が約１
   １ないし２０のＨＬＢ値を有するポリエチレングリコー
   ルのＣ＿８〜Ｃ＿２＿２脂肪酸エステルからなることを
   特徴とするセメント質組成物。 １０）セメント１００重量部 骨材２５〜４００重量部 耐水添加剤０．５〜３重量部 水分散性重合体５〜１５重量部 からなるセメント質組成物において、耐水添加剤が約１
   １ないし２０のＨＬＢ値を有するポリエチレングリコー
   ルのＣ＿８〜Ｃ＿２＿２脂肪酸エステルからなることを
   特徴とするセメント質組成物。