(57)【要約】【課題】速硬性でありながら、オープンな環境に曝してもひび割れを生じない流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物を提供する。【解決手段】ガラス転移温度が−５０℃〜−１５℃であるポリマーのディスパージョンを含有する流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度が−５０℃〜−１５℃であるポリマーのディスパージョンを含有する流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。
【請求項２】
前記ポリマーが、（メタ）アクリル酸又はその誘導体を含む重合体又は共重合体である請求項１記載の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。
【請求項３】
カルシウムアルミネートを含有するものである請求項１又は２記載の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。
【請求項４】
流動性を有するグラウトとして用いられる、請求項１〜３のいずれか１項記載の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。
【請求項５】
粒径３mm以上の粗骨材を含み、コンクリートとして用いられる、請求項１〜３のいずれか１項記載の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウト等の流し込み施工用の速硬系ポリマーセメントモルタル組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、オープン環境に曝される流し込み施工用組成物としてポリマーセメントグラウト組成物がある。ノンポリマーのグラウト系材料は、強度が高く、かつ弾性係数が高いため、歪み変化に対する抵抗性が低い。また、流動性確保のために水分量が多く、乾燥収縮が大きく、オープン環境に曝すと、乾燥収縮によりひび割れを起こすことが多い。従って、オープン環境に曝される場合には、ポリマーディスパージョンを混合したポリマーセメントグラウトとして施工されることが多い（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開２００５−８２４１６号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９６０８号公報
【特許文献３】特開２００７−２６９６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、速硬系のグラウト材においては、ポリマーディスパージョンを混和しても脱型時に既にひび割れが入ることが多い。
【０００４】
従って、本発明の課題は、速硬性でありながら、オープンな環境に曝してもひび割れを生じない流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者は、速硬性とひび割れ防止能とを兼ね備えたセメント組成物を開発すべく検討したところ、ガラス転移温度の低いポリマーのディスパージョンとカルシウムアルミネート系の速硬性セメントとを組み合せれば、当該２つの性能を有する流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、ガラス転移温度（ＴＧ）が−５０℃〜−１５℃であるポリマーのディスパージョンを含有する流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物を提供することにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、乾燥収縮によるひび割れが防止できるだけでなく、ガラス転移温度が低いポリマーディスパージョンを用いているにもかかわらず、硬化体強度が高いモルタル及びコンクリートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、速硬系ポリマーセメントモルタル組成物に、ＴＧが−５０℃〜−１５℃と低いポリマーのディスパージョンを配合したことを特徴とする。このようなＴＧの低いポリマーを採用した場合、得られるフィルム物性が軟かいためモルタル強度が低下する問題が考えられたが、流し込み施工用速硬系ポリマーセメントに用いた場合には、全く意外にも高い強度が得られる。これは、硬化時に多量の水を水和水として消費するため、ポリマーの乾燥によるフィルム形成が一気に進み、強度が高くなるものと考えられる。
【０００９】
本発明に用いられるポリマーディスパージョンのポリマーは、乾燥して得られるフィルムのＴＧ（ガラス転移温度）が−５０℃以上−１５℃以下であることが必要である。ＴＧが−５０℃未満であると、硬化体強度、特に引張り強度や躯体との付着強度が十分でなく、また静弾性係数も荷重を受ける硬化体としては不適な低いものとなってしまう。一方、ＴＧが−１５℃より高いと、ひび割れ低減効果が十分でない。より好ましいＴＧは―４５℃〜−１５℃であり、さらに好ましいＴＧは−４５℃〜−２０℃である。
【００１０】
このようなポリマーとしては、オールアクリル重合体、スチレン−アクリル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−ベオバ共重合体、エチレン−酢酸ビニル−ベオバ共重合体、アクリル−ベオバ−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリクロロプレン、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体などが挙げられるが、耐久性の観点から、好ましくは（メタ）アクリル酸もしくはその誘導体を含む重合体又は共重合体が望ましい。ここで好ましい（メタ）アクリル酸の誘導体としては、アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。ここで（メタ）アクリルにはメタクリル及びアクリルが含まれる。
【００１１】
これらのポリマーのディスパージョンは、ポリマーが分散している形態であればよく、提供形態は特に問わない。ポリマー粒子が水中にコロイド上に懸濁したエマルション状のもの、再乳化可能な状態として乾燥・粉末化したものなどが使用可能である。また、ディスパージョン中には消泡剤、乳化安定剤、防腐剤、ＵＶ吸収剤等が含まれていてもよい。
当該ポリマーディスパージョンの含有量は、流し込み施工用速硬水硬性組成物固形分（水硬性成分＋粒径３mm以下の細骨材）１００重量部に対し、固形分換算で好ましくは２〜３０重量部、より好ましくは３〜２４重量部である。前記ポリマーディスパージョンの配合量が少なすぎると、十分なひび割れ防止効果が得られず、大面積または大容積の流し込み時には脱型時にひび割れることが多くなり、多すぎると強度低下や弾性係数不足により荷重を支える構造部材に向かなくなる。
【００１２】
本発明の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物における、水硬性活性成分は、速硬系であれば特に制限されないが、速硬性を付与する有効成分として、カルシウムアルミネート系鉱物を含むものが好ましい。
ここでいうカルシウムアルミネート系鉱物とは、ＣａxＡｌyＯz、ＣａxＡｌyＯzＳm、又はＣａxＡｌyＯzＦnの組成式で表される鉱物であり、結晶状、非結晶状を問わない。例として、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦが挙げられる。
【００１３】
本発明における流し込み施工とは、モルタル、コンクリート等の混練物（スラリー）を型枠、床、土間、地中等に流し込んで養生硬化させて施工することをいう。グラウト材の他、コンクリートも含まれる。
【００１４】
本発明の組成物には、流し込み施工に適した性状を得るため、減水剤を含んでいることが好ましい。減水剤は粉末状、溶液状を問わない。減水剤としては、リグニンスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、ポリカルボン酸系のもの等が挙げられる。減水剤の含有量は、水硬性成分１００重量部に対し、好ましくは０．０２〜５重量部、より好ましくは０．１〜１重量部である。
またさらに、硬化促進剤、硬化遅延剤、増粘剤、繊維、収縮低減剤、膨張材、スラグ、ポゾラン物質（フライアッシュ，シリカフューム，メタカオリン等）等を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明の組成物には、水硬性成分のほか、３mm以下の細骨材を含んでもよい。例として珪砂、石灰石砂、寒水石砂、各種スラグ骨材、各種クリンカー骨材等が挙げられる。細骨材の配合量は、水硬性成分１００重量部に対し好ましくは４００重量部以下、より好ましくは２８０重量部以下である。
【００１６】
さらに本発明においては、通常コンクリートに使用される粗骨材が使用可能である。粗骨材としては粒径は３mm以上のものが使用可能であるが、好ましくは４０mm以下が好ましい。粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、火山礫軽量骨材等の天然骨材；砕石、スラグ骨材、人工軽量骨材、重量骨材等の人工骨材が使用可能である。粗骨材は、流し込み施工用速硬水硬性組成物固形分（水硬性成分＋粒径３mm以下の細骨材）１００重量部に対し、好ましくは５００重量部以下、より好ましくは３００重量部以下配合される。
【００１７】
本発明の流し込み施工用速硬系ポリマーセメントモルタル組成物は、前記原料と水を混練し、常法に従い、施工場所や型枠に流し込み、養生硬化することにより施工される。かかる施工により、オープンな環境下においても乾燥収縮によるひび割れが防止できるとともに強度の高い硬化体が得られる。ここで、水／セメント比は、６５％以下が好ましい。
【実施例】
【００１８】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されない。
【００１９】
実施例１〜５及び比較例１〜７
表１及び表２に記載の粉体、液体及び粗骨材を混合して流し込み施工し、その硬化体について評価した。それらの結果も表１及び表２に示す。
【００２０】
（原料）
低ＴＧポリマーエマルション１：太平洋マテリアル社  ＲＦ弾性コート混和材（ＴＧ−２１℃，固形分５５％）（スチレン−アクリル共重合）
低ＴＧポリマーエマルション２：旭化成ケミカルズ社  ポリトロンＺ８６０（ＴＧ−４０℃，固形分５１．５％）（スチレン−アクリル共重合）
高ＴＧポリマーエマルション１：太平洋マテリアル社  ＣＸ−Ｂ（ＴＧ−３℃，固形分４５％）（スチレン−ブタジエン共重合）
高ＴＧポリマーエマルション２：太平洋マテリアル社  ＴＭポリマー混和材Ａ（ＴＧ＋４℃，固形分２３％）（オールアクリル重合）
市販速硬系グラウト粉体１：電気化学工業社  ハイプレタスコンＴｙｐｅ−Ｉ
市販速硬系グラウト粉体２：太平洋マテリアル社  プレユーロックススーパー
市販普通硬化型グラウト粉体１：電気化学工業社  プレタスコンＴｙｐｅ−１
市販普通硬化型グラウト粉体２：電気化学工業社  プレユーロックス
粗骨材：大井川産  川砂利  粒径３〜１０mm、湿潤状態で使用
【００２１】
（評価方法）
ひび割れ観察：（１）コンクリート上に、１２００×６００の範囲に２０mm厚で流し込んで、屋外に放置。２８日後に観察。
（２）１２００×４５０×３００の型枠内に流し込み、３日後に脱型して、屋外に放置。２８日後に観察。
【００２２】
＜評価＞
○：ひび割れなし。
△：幅０．２mm以下のひび割れあり。
×：幅０．２mm以上のひび割れあり。
【００２３】
付着強度：ひび割れ観察（１）の試験体で、成形２８日後に４０×４０mmの方形に切り込みを入れ、鋼製アタッチメントを貼り付け、建研式接着力試験器にて試験。２．０Ｎ／mm2以上を合格とした。
圧縮強度：ＪＨＳ−４１６にて試験。成形２８日後に３０Ｎ／mm2以上を合格とした。
硬化時間：ＪＨＳ−３１２にて試験。４時間以内の硬化を速硬性ありと評価。
【００２４】
【表１】
2010150083.tif 000002
【００２５】
【表２】
2010150083.tif 000003
【００２６】
表１及び表２から明らかなように、ＴＧが−５０℃〜−１５℃と低いポリマーを配合した速硬系セメント組成物を用いて、流し込み施工により得られた硬化体は、ひび割れが観察されず、かつ優れた速硬性を有するにもかかわらず高い強度が得られた。