(57)【要約】【課題】  種々の環境下においても、高弾性、高付着性及び高耐久性を有するタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを提供する。【解決手段】  タイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、ポルトランドセメント、骨材、セメント混和用ポリマー及び綿状繊維を含有し、当該セメント混和用ポリマーは、ガラス転移温度が−２０℃以下であり、好ましくはアクリル系ポリマーディスパージョンであり、セメント混和用ポリマーとポルトランドセメントとのポリマーセメント固形分比が１０〜３０％である。また、前記綿状繊維は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．１〜２．０質量部含有される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルトランドセメント、骨材、セメント混和用ポリマー及び綿状繊維を含有し、当該セメント混和用ポリマーは、ガラス転移温度が−２０℃以下であり、セメント混和用ポリマーとポルトランドセメントとのポリマーセメント固形分比が１０〜３０質量％であることを特徴とする、タイル接着用張りポリマーセメントモルタル。
【請求項２】
請求項１に記載のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルにおいて、ポルトランドセメント１００質量部に対し、綿状繊維を０．１〜２．０質量部含有することを特徴とする、タイル接着用張りポリマーセメントモルタル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、圧縮強度／曲げ強度比が３．０以下で、静弾性係数が１２０００Ｎ／ｍｍ２以下であることを特徴とする、タイル接着用張りポリマーセメントモルタル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル接着用張りポリマーセメントモルタルに関し、特にコンクリート壁面やコンクリートパネル等にタイルを接着する場合に使用する、高弾性率を有するタイル接着用張りポリマーセメントモルタルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート建築物の壁面へタイルを直張りするにあたり、セメントモルタルが接着材として使用されているが、このように張付けたタイルがコンクリート壁やコンクリートパネル等から剥落する事故が増加している。
かかるタイルを剥落させる主原因としては、接着モルタルが下地コンクリートとの付着強度が低いことや、繰り返し受ける温度及び湿度等の環境変化による作用がある。
【０００３】
これらの作用を長期に渡りタイルが享受すると、コンクリート躯体と接着モルタルもしくはタイルと接着モルタルとの熱膨張係数が異なり、更にコンクリート躯体等と接着モルタルとの乾燥収縮率が相違するため、せん断力が生じたり、モルタルにひび割れが発生し、浮きやタイルの剥離が発生する。
また、地震等による外力作用によりコンクリート構造物の伸縮により剥落すること等が挙げられる。
【０００４】
従来このようなタイルの剥離を防止する為に、セメントモルタルと比較して、既設コンクリートとの高接着性及び弾性を有するポリマーセメントモルタルが使用されてきており、例えばセメント混和用ポリマーディスパージョンもしくは再乳化形粉末樹脂を混入したポリマーセメントモルタルが使用されている。
【０００５】
しかしながら、従来のポリマーセメントモルタルは、コンクリートの変形に対して十分に追従できず、変形追従性が不十分であるため、ディファレンシャルムーブメントによるタイルの浮き、剥離が生じることがあり、接着モルタルとしては満足できるのではない。
また、接着モルタルとコンクリートあるいはタイルとの間に雨水が侵入した場合には、水の凍結融解作用に長期に晒されることにより、接着モルタルの組織が破壊し、これにより付着強度が低下して、タイルの浮きを発生させており、この点についても、満足な性能が得られていなかった。
【０００６】
一般に、ポリマーセメントモルタルの変形追従性を高める為には、弾性ポリマーディスパージョンの検討やセメント混和用ポリマーの使用量を増加させる必要がある。
この点に鑑み、例えば特開平８−２３９９８２号公報には、コンクリート建築物の外壁下地へのタイル張りに下塗り、中塗り及び張付けモルタルとして弾性ポリマーエマルションとセメント及び骨材で構成した弾性ポリマーセメントモルタルが開示されている。しかし、前記弾性ポリマーエマルションとセメント及び骨材だけでは、塗布時の材料のズレが大きく、タイルを張付ける際に、タイルのズレが生じたり、ひび割れが発生したり、付着強度が低くなるという問題点を有している。
【０００７】
また、特開２０００−２０３９１６号公報には、ガラス転移温度が−２０℃以下のポリマーエマルジョンと、セメントを重量比で１〜１００％含有する粉体混合物とを主要構成材料として混合した材料であって、前記粉体混合物に対するポリマーエマルジョンの固形分が重量比で３０〜１２０％であるセメント系の材料を用いた成形板が開示されている。
【０００８】
しかし、前記セメント系材料は、セメント混和用ポリマーの使用量の増加に伴い、ポリマーセメントモルタル内の水量が過多となり、タイルを張付ける際に、タイルのズレが生じたり、水量過多のためにモルタルの強度が低くなったり、またはモルタル表面の乾燥によりポリマーフィルムが形成されてしまい、内部のモルタルが未硬化あるいは硬化に多大な時間を要することとなり、タイルを張った際にずれが生じ十分な付着強度を得ることができず、モルタルの収縮及びひび割れの発生を十分に防止することができないという問題を有している。
【０００９】
また、本件出願人による特願２００４−０９５５５２においては、超速硬系セメント、セメント混和用ポリマー、綿状繊維及び乾燥収縮低減剤を含有したタイル接着用張りポリマーセメントモルタルが提案されている。
かかるタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、セメント混和用ポリマーと超速硬系セメントとのポリマーセメント比（固形分比）が３０〜１００％であって、当該ポリマーのガラス転位温度が０℃以下であり、更には、綿状繊維を超速硬系セメントに対し０．１〜５．０重量％含有しているものであるが、実用強度を確保した上で、大幅な強度発現を抑え、高い弾性率を得ることができる点から、一般的なポルトランドセメントを使用し、低ポリマーセメント比であるタイル接着用張りポリマーセメントモルタルが期待されている。
【特許文献１】特開平８−２３９９８２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３９１６号公報
【特許文献３】特願２００４−０９５５５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ダレや表面の皮張りを抑制するとともに接着性に優れ、コンクリート構造物に対する高変形追従性を有する、経済的なタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを提供する。
すなわち、低温においても十分な変形追従性を有するとともに、耐収縮ひび割れ性、付着強度が優れ、柔軟で耐久性や耐候性が良好であり、かつ安価なタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを提供することである。
また本発明の他の目的は、上記本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを、簡便にかつ経済的に製造することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決すべく、本発明者らは、ポルトランドセメント、綿状繊維、骨材を含有する固形分と、柔軟性を有する一定のセメント混和用ポリマーとを特定の配合比で混練することで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を開発するに至った。
【００１２】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、ポルトランドセメント、骨材、セメント混和用ポリマー及び綿状繊維を含有し、当該セメント混和用ポリマーは、ガラス転移温度が−２０℃以下であり、セメント混和用ポリマーとポルトランドセメントとのポリマーセメント固形分比が１０〜３０質量％であることを特徴とする。
【００１３】
好適には、本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルにおいて、ポルトランドセメント１００質量部に対し、綿状繊維を０．１〜２．０質量部含有することを特徴とする。
また更に好適には、前記本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、圧縮強度／曲げ強度比が３．０以下で、静弾性係数が１２０００Ｎ／ｍｍ２以下であることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、繰り返し受ける温度、湿度等の環境変化による作用や、風水害や地震等の外力作用によっても、コンクリート躯体と接着モルタル及びタイルと接着モルタルと付着性が良好で、タイルのずれが生じたり、モルタルにひび割れが発生したり、浮きやタイルの剥離が発生することなく、高弾性であることにより高変形追従性を有し、高付着性及び高耐久性を備えることが可能となる。
また、ポルトランドセメントを使用し、低ポリマーセメント比であるため、非常に安価な材料とすることができる。
【００１５】
また、本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルの製造方法は、上記本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを効率よく、経済的にかつ簡便に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、ポルトランドセメント、骨材、セメント混和用ポリマー及び綿状繊維を含有し、当該セメント混和用ポリマーは、ガラス転移温度が−２０℃以下であり、セメント混和用ポリマーとポルトランドセメントとのポリマーセメント固形分比が１０〜３０質量％であるものである。
【００１７】
ポルトランドセメントは、一般に超速硬セメントに比べて、材齢１日までのセメント水和反応が遅く、また、セメント混和用ポリマーをタイル接着用張りモルタルに混合すると、これらの添加剤の影響により、さらにセメントの水和反応が遅廷することとなり、接着モルタル表面の乾燥によるポリマーフィルムの成膜だけが先に進行し、内部が未硬化となって、その結果、モルタルのひび割れ発生や接着したタイルのズレが発生すると考えられていたが、上記のような構成とすることにより、ポルトランドセメントを使用しても、高弾性、高付着性、高耐久性及び高耐候性が良好な、上記効果を有する安価なタイル接着用張りポリマーセメントモルタルとすることができたものである。
【００１８】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルに用いることができるポルトランドセメントとは、普通、早強などの各種ポルトランドセメントである。
また、本発明で使用するポルトランドセメントには、長期強度の向上、収縮の緩和及びクラック等の発生防止のため、ポゾラン活性を有する材料である高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、Ｉ型及びＩＩ型及びＩＩＩ型無水石膏等のセメントに混合することのできる公知の混和材を、単独でもしくは併用して、適量配合することも可能である。
【００１９】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルに用いることができるセメント混和用ポリマーとしては、液状の樹脂エマルジョンやゴムラテックス等のポリマーディスパージョン、粉末状の再乳化形粉末樹脂等が使用できる。
特に、再乳化形粉末樹脂を用いる場合には、現場計量の必要がなく、品質管理が容易になる。
これらの混和用ポリマーとしては、ＪＩＳ  Ａ  ６２０３に例示されるポリアクリル酸エステル、スチレンブタジエン、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニルエステル、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステルなどを主成分とするポリマーディスバージョン及び再乳化形粉末樹脂が例示でき、これらを単独でまたは混合して用いることができる。
特に好適には、アクリル系ポリマーを用いることができ、かかるアクリル系ポリマーのディスパージョンを用いることが、耐久性の点から好ましい。
【００２０】
これらの混和用ポリマーは、変形追従性能、即ち弾性を付与することを目的に使用される。
変形追従性能は、使用するポリマーのガラス転位温度に依存しているところが大きくものであり、本発明におけるポリマーセメントモルタルに混合できる混和用ポリマーとして、そのガラス転移温度が−２０℃以下であるものを使用することができ、好ましくは−５０〜−２０℃、より好ましくは−４０〜−２５℃である。
【００２１】
かかる混和用ポリマーは、セメント混和用ポリマーとポルトランドセメントとのポリマーセメント比（固形分比）が１０〜３０質量％、好ましくは１５〜２５質量％の量で添加混和されていることが望ましい。
かかる範囲であると、粘性を良好に保持でき、付着性が優れ、またひび割れ追従性も十分に確保できるからである。
超速硬セメントを使用した場合、ポリマー量が少ないとセメントの水和が早いため、セメント水和結合が強くなり、ポリマーフィルム形成による柔軟性が低くなるが、本発明のように、ポルトランドセメントを使用すると、セメントの水和が遅いため、一旦水を吸収しポリマーフィルムを形成した後にセメントの水和結合が発現するため、少ないポリマー量でも柔軟性を高くすることができる。
【００２２】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルに用いられる、骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂６〜７号等の比較的粒径の細かい細骨材、または珪石粉、石灰石粉等の微粉末を使用できる。
これらの骨材の配合量は、通常、ポルトランドセメント１００重量部に対して、５０〜４００重量部、好ましくは１００〜２００重量部とすることが作業性の点から望ましい。
【００２３】
また、本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルに用いることができる綿状繊維の繊維としては、ポリオレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、アラミド系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、セルロース系繊維、セラミックス系繊維、炭素繊維、ガラス繊維、鉱物繊維系等の繊維を、単独でまたは混合して使用することができる。
【００２４】
これらの繊維の形状は綿状であるものも使用でき、これは繊維同士の絡み合い、繊維と他成分との絡み合いがより増加することで、チクソトロピー性およびタレ性の向上の点から形状が綿状であることが好適だからである。
また綿状繊維は、繊維径２０μｍ以下、繊維長２０００μｍ以下、好ましくは繊維直径０．３〜２０μｍ、繊維長１００μｍ〜２０００μｍであることが好適である。
かかる綿状繊維の配合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、０．１〜２．０質量部、より好ましくは０．５〜１．５質量部であることが望ましく、かかる範囲であると、接着モルタルの作業性を低下させることなく、また得られるモルタル施工時のダレの発生を十分に抑制することができるからである。
【００２５】
また、必要に応じて、他の公知の化学混和剤、例えば、増粘剤、消泡剤等も、適宜添加することができる。
【００２６】
本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、原材料である上記ポルトランドセメント、セメント混和用ポリマー、綿状繊維、骨材及び水、必要に応じて上記公知の増粘剤等の混和剤を混合して製造することができるものであるが、その混合方法は特に限定されず、前記材料中の一部を予め混合して用いてもよいし、また現場にて全材料を一度に混合してもよい。
【００２７】
使用する水の量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができるため、一義的に決定されるものではないが、通常、水／セメント比で１５〜６０質量％が好ましく、特に３０〜５０質量％が好ましい。
かかる範囲で水を配合することにより、十分な作業性と強度発現性が得られることとなる。
なお、本発明における水／セメント比を算出する際の水には、上記混練水のほかに、混和用ポリマーをポリマーラテックスや樹脂エマルジョン等のポリマーディスパージョンとして用いる場合には、これらに含まれる水も含むものである。
【００２８】
このようにして得られた本発明のタイル接着用張りポリマーセメントモルタルは、圧縮強度／曲げ強度比が３．０以下で、静弾性係数が１２０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
但し、圧縮強度及び曲げ強度は、ＪＩＳ  Ａ５２０１の「セメントの物理試験方法」により、静弾性係数は、土木学会規準の「コンクリートの静弾性係数の試験方法」（ＪＳＣＥ−Ｋ５３２）により測定した値である。
圧縮強度／曲げ強度比を３．０以下とすることにより、また静弾性係数を１２０００Ｎ／ｍｍ２以下とすることにより、柔軟性のあるポリマーセメントモルタルとすることができる。
【００２９】
このように、ポルトランドセメント、綿状の形状等の繊維、骨材および、ガラス転位温度が−２０℃以下のセメント混和用ポリマーを用いて、含有されるポリマー量の配合比を特定のものとすることにより本発明のポリマーセメントモルタルを得ているので、高変形追従性、高付着性かつ高耐久性を有することができ、タイルの張付けモルタルとして使用した場合には、タイルが剥落し難い構造物になりうる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を次の実施例、比較例及び試験例について、詳細に説明する。
実施例１〜４、比較例１〜６
表１に示す各原材料を用い、表２に示す配合割合であって、各材料を混練して、コンシステンシーがほぼ同一になるように調整した配合において、ＪＩＳ  Ａ  １１７１に準じてタイル接着用張りポリマーセメントモルタルを調製した。
【００３１】
【表１】
2006273597.tif 000002
【００３２】
【表２】
2006273597.tif 000003
【００３３】
試験例１；圧縮強度／曲げ強度比
上記実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを用い、ＪＩＳ  Ａ  ５２０１セメントの物理試験方法に準拠して、４×４×１６ｃｍ試験体に成形し、温度２０℃湿度８５％ＲＨで２８日間養生した後、曲げ強度試験、圧縮強度試験を行なった。
その結果を表３に示す。
また、上記測定結果として、圧縮強度／曲げ強度比が３．０以下のものを○、３．０を越えるものを「×」として評価した。
【００３４】
試験例２；静弾性係数
上記実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを用い、寸法φ５×１０ｃｍの型に流し込み、温度２０℃湿度８５％ＲＨで１日間養生した後、脱型して、寸法φ５×１０ｃｍの各成形体を成形した。
その後、当該各成形体を、２０℃湿度６０％で２７日間養生して、それぞれの試験体とした。
上記各試験体の静弾性係数の測定を、土木学会規準の“コンクリートの静弾性係数の試験方法”（ＪＳＣＥ−Ｋ５３２）に準じて行った。
その結果を、表３に示す。
また、上記測定結果として、静弾性係数が１２０００Ｎ／ｍｍ２以下のものを「○」、１２０００Ｎ／ｍｍ２を超えるものを「×」として評価した。
【００３５】
試験例３；付着性能
上記実施例１〜３及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを用い、３００×３００×６００ｍｍのＪＩＳ  Ａ  ５３０４舗道用コンクリート平板に厚み１ｃｍで各ポリマーセメントモルタルを塗付け、２８日間２０℃湿度６０％で養生して、それぞれの試験体とした。
上記各試験体の接着性能は、上記各試験体に、４０×４０ｍｍの大きさの切り込みがコンクリート板に達するまで切り込みを入れて、鋼製アタッチメントをエポキシ接着剤で接着した後、建研式接着試験装置を用いて、付着強度の測定を行った。
その結果を表３に示す。
また、上記測定結果として、付着強度が１．５Ｎ／ｍｍ２以上のものを「○」、１．５Ｎ／ｍｍ２未満を「×」として評価した。
【００３６】
試験例４；温冷繰り返し後の付着強度
上記実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを、ＪＩＳ  Ａ  ５３０４の舗道用コンクリート平板とタイルとの両面に塗り、当該タイルを当該コンクリート平板に押し付け、１４日間温度２０℃、湿度６０％で養生して各試験体とした。
前記各試験体の温冷繰り返し後の付着強度は、上記各試験体に、ＪＩＳ  Ａ  ６９０９に準拠して、温冷繰返しを実施した後、４０×４０ｍｍの大きさの切り込みがコンクリート板に達するまで切り込みを入れて、鋼製アタッチメントをエポキシ接着剤で接着した後、建研式接着試験装置を用いて、付着強度の測定を行った。
その結果を表３に示す。
また、上記測定結果として、付着強度が１．５Ｎ／ｍｍ２以上のものを「○」、１．５Ｎ／ｍｍ２未満を「×」として評価した。
【００３７】
試験例５；タイル張付け性状
上記実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを、ＪＩＳ  Ａ  ５３０４の舗道用コンクリート平板とタイルとの両面に塗り、当該タイルを当該コンクリート平板に押し付け、張付けた直後にコンクリート平板を垂直に立て、タイルのズレ性を確認した。
その結果を表３に示す。
但し、上記測定結果の評価として、張付けたタイルがズレ落ちたものを「×」、ズレが認められないものを「○」として、表３に表した。
【００３８】
試験例６；混練性
上記実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ポリマーセメントモルタルを調製する際の混練性を評価した。表１に示す各材料をハンドミキサーで３０秒混練し、掻き落した後、さらに３０秒混練した場合の混練性、均一性を目視で評価した。
その結果を表３に示す。
但し、上記測定結果の評価として、目視で均一に混練したものを「○」、混練性が不良のものを「×」として、表３に表した。
【００３９】
総合評価
また、上記試験例１〜６の評価が全て「○」のものを「○」、「×」が１つでもあるものを「×」として評価し、総合評価として表３に表した。
【００４０】
【表３】
2006273597.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のタイル張り用モルタルは、タイルが剥落し難い構造物とすることができるため、コンクリート壁やコンクリートパネル等のコンクリート建築物へタイルを直張りする接着材として有用に用いることができ、タイルの剥落事故を十分に防止することができる。