(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂水分散体、ポリアミン系硬化剤、セメント組成物、および骨材を含有するモルタル組成物であって、セメント組成物は、普通ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを含有しており、かつ早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを、セメント組成物に対し、３０〜７０重量％含有することを特徴とするモルタル組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、すぐれた性質を提供するモルタル組成物に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、初期の硬化性及び低温時における引張り接着強さにすぐれているばかりか、耐水強度にも優れた性質を有するモルタル組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートの下地調整材、具体的な例としては、上・下水道のコンクリート用下地調整材は、溶剤型が使用されてきた。しかしながら、近年、地球環境や作業環境面からの溶剤規制が厳しくなるに伴い、水系型の検討が活発になってきた。初期に開発したモルタル組成物は乾燥面に塗布した場合にドライアウトによる硬化並びに接着不良を起こしやすかった。これらを防止するために水量を増やしたり、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、アクリル−スチレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体等の合成樹脂エマルジョンを加える手法が取られる。さらにエポキシ樹脂系エマルジョンを用いたモルタル組成物も一部の文献に記載されている。このほかセメントの改質を目的とした添加剤として、例えば、減水剤、空気連行剤、急結剤、遅結剤、消泡剤、粘性剤、収縮防止剤、保水剤、繊維状配合剤、ワックス等数多くが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水量を増やすと強度低下、硬化収縮によるクラックを生じ、またブリージング性を有するためにレイタンスを生じ、その上に塗装する場合にはレイタンスを完全に除去しなければ、充分な接着強度が得られない欠点がある。さらに防水性がないために防水処理工事を行うという複雑な工程が必要である。またモルタル組成物に合成樹脂エマルジョンを使用した場合には、確かにモルタルの接着性、可とう性（曲げ強度および引張り強度）にはある程度硬化はあるものの、モルタル本来の圧縮強度や剛性に欠け、また非反応硬化性のため耐水性にも欠ける。さらに上記記載のエポキシ樹脂系エマルジョンを含有したモルタルは接着性、可とう性は改良されるがモルタルの粘りが強くてコテ放れ、コテ返し等のコテ塗り作業性が非常に悪く、またエポキシ樹脂系エマルジョン、硬化剤の添加によりセメントの水和反応が阻害されるためにモルタルの硬化が遅く、モルタル本来の剛性が低下する。さらに水を含有したモルタル組成物は、溶剤型に比べて水の乾燥速度が遅いため、初期の硬化性及び低温時における引張り接着強さが発現しにくい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決した初期の硬化性及び低温時における引張り接着強さにすぐれるばかりか、耐水強度にも優れた性質を有するモルタル組成物を提供するものである。すなわち、本発明が提供するモルタル組成物は、エポキシ樹脂水分散体、ポリアミン系硬化剤、セメント組成物、および骨材を含有するモルタル組成物であって、セメント組成物は、普通ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを含有しており、かつ早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを、セメント組成物に対し、３０〜７０重量％含有していることを特徴とするものである。
【０００５】
以下、さらに本発明を詳細に説明する。
本発明で使用されるセメント組成物は、「セメントの常識」セメント協会編集、１９９４年３月発行の１９ページから２７ページに記載されているものである。すなわち、ポルトランドセメント、混合セメント及び特殊セメントに分類されているものであり、本発明のセメント組成物は、普通ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを含有し、かつ早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントを、セメント組成物に対し、３０〜７０重量％含有するものである。早強ポルトランドセメント及び／または超早強ポルトランドセメントが３０重量％未満では、本発明の初期の硬化性及び低温時での引張り接着強さが発現されない。また７０重量％越えると、耐水強度が低下するばかりか、ポットライフが短くなりすぎて、作業性が低下する。
【０００６】
本発明で使用されるエポキシ樹脂水分散体は、所定量のエポキシ樹脂と界面活性剤、さらに必要に応じて、その他の各種添加剤を水に機械的に分散させて作成するか、エポキシ樹脂を溶液中でアクリル酸やメタクリル酸などでアクリレート化し、溶液重合法によりビニルモノマーをグラフト化した後、中和アミンで微粒子化し、残留溶媒を取り除いて作成する。この際、エポキシ樹脂１００重量部に対し、固形分換算で界面活性剤０．３〜３．０重量部、微結晶セルロース０．１〜２．５重量部とするのが好ましい。
また、本発明には、エポキシ樹脂水分散体の代替の一部として、スチレン−ブタジェン系共重合体ラテックス及びアクリル系ラテックスも使用できる。これらのラテックスは、ガラス転移温度が−２５℃〜＋５℃が好ましい。−２５℃未満では、圧縮強さが低下する。また＋５℃を越えると、成膜不良を起こし、耐水強度が低下する。
【０００７】
本発明で使用されるエポキシ樹脂水分散体のエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであって、例えば、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、グリシジルアミン類、線状脂肪族エポキサイド類、脂環式エポキサイド類などが挙げられる。グリシジルエーテル類としては、例えば、ビスフェノールのジグリシジルエーテル、フェノールノボラックのポリグリシジルエーテル、アルキレングリコールまたはポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテルが挙げられる。該ビスフェノールのジグリシジルエーテルとしては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡなどの二価フェノール類のジグリシジルエーテルが、該フェノールノボラックのポリグリシジルエーテルとしては、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラックなどのノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルが、該アルキレングリコールまたはポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテルとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレグリコール、ブタジオール、などのグリコール類のジグリシジルエーテルが挙げられる。
【０００８】
また、前記グリシジルエステル類としては、例えば、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ダイマー酸のジグリシジルエステルなどが挙げられる。グリシジルアミン類としては、例えば、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルイソシアヌレートなどが挙げられる。さらに線状脂肪族エポキサイド類としては、例えば、エポキシ化ポリプタジエン、エポキシ化大豆油などが挙げられる。脂環式エポキサイド類としては、例えば、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチルカルボキシレート、３，４−エポキシクロヘキシルメチルカルボキシレートなどが挙げられる。
【０００９】
エポキシ樹脂はこれらに限定されるものではないが、好ましいエポキシ樹脂としてはグリシジルエーテル類、グリシジルアミン類、グリシジルエステル類であり、より好ましくはグリシジルエーテル類である。グリシジルエーテル類で好ましいのはビスフェノール類のジグリシジルエーテル類であり、特に好ましくはビスフェノールＡ、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテルである。エポキシ樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１０】
エポキシ樹脂は、エポキシ当量１００から１５００の範囲のものが用いられ、好ましくは１５０から７５０の範囲である。
本発明で使用されるポリアミン系硬化剤とは、二塩化エチレンまたはエチレンオキサイドとアンモニアとの反応により生成する第一級および第二級アミンを含むポリエチレンアミン、またはこれらをエポキシ樹脂、アルキレンエポキサイドでアダクトした変性品や脂肪族またはフェノール／ホルムアルデヒドで重縮合（マニッヒ）した変性脂肪族ポリアミン系硬化剤を含む。また、飽和環状物に一個以上のアミン類が直接付いた構造をもつ脂環式ポリアミンをも含む。さらに重合脂肪酸と脂肪族アミンとからなるポリアミノアミド系硬化剤も含まれる。なかでも、ポリアミノアミド系硬化剤が好ましい。
【００１１】
本発明の効果をさらに発揮させるためには本発明に使用されるポリアミン系硬化剤の選択が重要である。
本発明で使用される好ましいポリアミノアミド系硬化剤は、分子中に複数の活性なアミノ基をもち、同様にアミド基を１個以上もつものである。例としては、天然の不飽和脂肪酸から作られる重合脂肪酸（慣用的にはダイマー酸）と、必要に応じて加えられる他の脂肪酸との混合物にポリアルキレンポリアミン類を縮合反応させて作られるものが挙げられる。重合脂肪酸は、工業的には天然のトール油、大豆油、サフラワー油などからのリノールやリノレイン酸などの不飽和成分を多く含む脂肪酸を、無触媒、または、クレーやケイ酸アルミナなどの触媒存在下に加熱することによって合成される。また、ポリアルキレンポリアミン類としてはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリエチレンポリアミン類が代表として挙げられる。
【００１２】
さらに最近では、エポキシ樹脂をあらかじめ反応させたアダクト品、より短鎖の二塩基酸や芳香核を有する二塩基酸を使用したイミダゾリン環含有ポリアミノアミド品、またエポキシ化不飽和酸、アルケニルコハク酸、または、二塩基性シクロヘキサン環置換化合物などを使用したポリアミノアミド品、さらには、アミノ酸化合物を使用したポリアミノアミド品などが挙げられる。また、ポリアルキレンポリアミンは、アミン原料として最も基本的なものであるが、これに代えてポリオキシアルキレンポリアミンやメタキシリレンポリアミンなどを使用したポリアミノアミド品などが挙げられる。特に、重合脂肪酸・ポリアルキレンポリアミン縮合物、さらに重合脂肪酸・ポリアルキレンポリアミン・重合脂肪酸の重縮合物とビスフェノールＡ−ジエ−テルなどの付加物からなるポリアミノアミド品が本発明の効果を良好に発揮できて好ましい。
【００１３】
ポリアミノアミド系硬化剤のうちポリアミド系硬化剤または変性脂肪族ポリアミン系硬化剤等を用いると、低温状態での引張り接着強さ及び初期の硬化性が飛躍的に向上するので、ポリアミノアミド硬化剤と併用するのが好ましい。適切な使用量は、ポリアミノアミド系硬化剤に対し、２０〜５０重量％が好ましい。２０重量％未満では、引張り接着強さ及び初期の硬化性の向上が認められない。また５０重量％を越えると、耐水強度が大幅に低下する。さらに必要に応じて、第３級アミンや三フッ化ホウ素などの硬化促進剤を、主剤に対して、０．５〜６重量％含有させることにより、低温状態における引張り接着強さ及び初期の硬化性が格段に向上する。０．５重量％未満では、引張り接着強さ及び初期の硬化性の飛躍的向上が期待できない。また、６重量％を越えると、ポットライフが短くなりすぎて、作業性が低下する。
【００１４】
本発明のエポキシ樹脂水分散体とポリアミン系硬化剤の使用量の合計は、固形分換算でセメント組成物１００重量部に対して３〜３５重量部、好ましくは５〜３０重量部であり、３重量部未満では引張り接着強さや耐水強度の発現が少なく、３５重量部を越えると、セメントモルタル本来の剛性が得られ難くなる。また、エポキシ樹脂水分散体とポリアミン系硬化剤との割合は特に限定しない。さらに該ポリアミノアミド系硬化剤は、そのままの状態でも使用できるが、より分散効果を発揮するためには水溶液や水分散にした状態で使用した方が好ましい。また、当量割合で、エポキシ樹脂水分散体とポリアミン系硬化剤との割合が０．５〜２．５の範囲が好ましい。０．５未満の場合、または、２．５を越える場合、何れの場合も引張り接着強さおよび耐水強度が低下する。
【００１５】
本発明に於いて使用する骨材としては、珪砂、川砂、石材破砕物、磁器破砕物、ガラス破砕物、ガラスビーズ等が挙げられる。これらは１種、または２種以上混合して施工することが出来る。これらの骨材のセメントに対する混合割合は、セメント１部に対し０．５〜５部、好ましくは０．７〜３部の間である。
本発明のモルタル組成物には、各種添加剤として、モルタル配合物で通常使用する、例えば、消泡剤、起泡材、凝結促進剤、凝結遅延剤、防錆剤、防水剤、膨張剤、保水剤さらに分散剤等が挙げられ、必要に応じて使用することが出来る。
本発明のモルタル組成物は上記の各成分および調整水を加え攪拌機にて全体が均一になるまで充分に混練することにより得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次ぎに、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
尚、各物性は次の測定方法に従って求めた。
（１）塗装作業性        ：実施例および比較例で作成したモルタル組成物をコンクリート板に塗装し、コテ塗りおよびヘラ塗り適性を肉眼判定定した。
（２）初期の硬化性    ：ＪＩＳ    Ａ５３０４で記載されているコンクリート板に、高さ２ｍｍの枠組を作り、その中に実施例および比較例で作成したモルタル組成物を流し込み、コテで均一に塗装した。次に、この試験片を温度２０℃、湿度１００％の雰囲気中におき１日後、２日後および３日後のショアーＤ値を測定した。
（３）引張り接着強さ：ＪＩＳ    Ａ５３０４で記載されているコンクリート板に、高さ２ｍｍの枠組を作り、その中に実施例および比較例作成したモルタル組成物を流し込み、コテで均一に塗装した。次に、この試験片を温度２０℃、湿度６５％および温度５℃、湿度６５％の恒温恒湿室に、それぞれ７日間養生し、建研式引張り試験機により垂直方向に引張り接着強さを測定した。
（４）耐水強度            ：（３）で作成した試験片（温度２０℃、湿度６５％で７日間養生したもの）（建研式試験機用アタッチメント装着済み）を１日水に浸積後、試験片を取り出し、アタッチメント周辺の水をふき取り、建研式試験機により垂直方向に引張って接着強さを測定した。
（５）圧縮強さ      ：（３）で作成した試験片（温度２０℃、湿度６５％で７日間養生したもの）ＪＩＳ    Ｋ６９１１に記載されている圧縮強さの試験方法によって測定した。
【００１７】
【実施例１】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、下記に示すエポキシ樹脂水分散体１５重量部、ポリアミノアミド系硬化剤として、脂肪族・ポリアルキレンポリアミン縮合物「アンカマイド５０２（ＡＣＩ    ＪＡＰＡＮ販売）」５重量部に表１に示す珪砂６号と調整水を加えたモルタル組成物を全体が均一になるまで充分混練し、モルタル組成物を得た。このモルタル組成物を用いて、各種測定用の試験片を作成し、測定を行った。その結果を表１に示す。
0003633682.tif 000002
ノニオン系界面活性剤は２５重量％の水溶液とし、微結晶セルロースは予め充分分散させた５重量％の水分散液を用い、ホモミキサーを使用して均一に分散させ調整した。
【００１８】
【実施例２】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）６５重量部、超早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）３５重量部を用いる以外は実施例１と同じ組成及び操作でモルタル組成物を作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００１９】
【実施例３】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）３５重量部、早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）６５重量部を用いる以外は実施例１と同じ組成及び操作でモルタル組成物を作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２０】
【実施例４】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、実施例１で作成したエポキシ樹脂水分散体１５重量部、さらにポリアミン系硬化剤としてポリアミノアミド系硬化剤である脂肪族・ポリアルキレンポリアミン縮合物「アンカマイド５０２（ＡＣＩ    ＪＡＰＡＮ販売）」３．４重量部とポリアミド系硬化剤アンクァミン４０１（ＡＣＩＪＡＰＡＮ販売）１．６重量部を用い、表１に示すモルタル組成物を実施例１と同じ操作で作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２１】
【実施例５】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、実施例１で作成したエポキシ樹脂水分散体５重量部、さらにポリアミン系硬化剤としてポリアミノアミド系硬化剤である脂肪族・ポリアルキレンポリアミン縮合物「アンカマイド５０２（ＡＣＩ    ＪＡＰＡＮ販売）」２重量部を用い、表１に示すモルタル組成物を、実施例１と同じ操作で作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２２】
【実施例６】
普通ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、早強ポルトランドセメント（秩父小野田製）５０重量部、実施例１で作成したエポキシ樹脂水分散体２４重量部、さらにポリアミン系硬化剤としてポリアミノアミド系硬化剤である脂肪族・ポリアルキレンポリアミン縮合物「アンカマイド５０２（ＡＣＩ    ＪＡＰＡＮ販売）」８重量部を用いて、表１に示すモルタル組成物を、実施例１と同じ操作で作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２３】
【比較例１〜３】
表１に示すようなモルタル組成物を用い、実施例１と同じ操作を行い、実施例１と同じ操作を行い、比較例１〜３の各種試験片を作成し、各種測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003633682.tif 000003
【００２５】
【発明の効果】
本発明において得られたモルタル組成物は、塗装作業性、初期の硬化性、低温時の引張り接着強さ、さらに耐水強度に優れた効果を発揮する。