(57)【要約】      （修正有）【課題】材料分離が生じ難く、ひび割れ発生も抑制されて性状的にも良好で、しかもタイル直張りに適した自己平滑性水硬組成物の提供。【解決手段】（Ａ）ポルトランドセメント１００質量部、（Ｂ）膨張材及び／又は石膏１２〜１７質量部、（Ｃ）増粘剤０．１〜０．４５質量部、（Ｄ）細骨材１６０〜２００質量部並びに（Ｅ）フミン酸及び／又はフルボ酸３〜７質量部を含有する自己平滑性水硬組成物。さらに、高性能減水剤、消泡剤および蟻酸塩の群から選ばれる１種または２種以上を含有することが好ましく、更に日本建築学会規格ＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３に規定する２０℃でのフロー値が、２５０〜２７５ｍｍであることが、好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポルトランドセメント１００質量部、（Ｂ）膨張材及び／又は石膏１２〜１７質量部、（Ｃ）増粘剤０．１〜０．４５質量部、（Ｄ）細骨材１６０〜２００質量部並びに（Ｅ）フミン酸及び／又はフルボ酸３〜７質量部を含有する自己平滑性水硬組成物。
【請求項２】
さらに、高性能減水剤、消泡剤および蟻酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上を含有する請求項１記載の自己平滑性水硬組成物。
【請求項３】
日本建築学会規格ＪＡＳＳ  １５Ｍ−１０３に規定する２０℃でのフロー値が２５０〜２７５ｍｍである請求項１又は２記載の自己平滑性水硬組成物。
【請求項４】
タイル直張り用である請求項１〜３のいずれか１項記載の自己平滑性水硬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に床材に使用するセメント系の自己平滑性水硬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
高流動のモルタルやコンクリート等の水硬組成物は、例えば床版等への流し込み打設で水平な表面を容易に自己形成できるため、ビルや住宅の床材や建造物の基礎部の天端にはレベリング材に用いることが多い。このような高流動の水硬組成物は水分量が多くなるため、材料分離や乾燥過程でのひび割れが起こり易い。その抑制には増粘剤を加えると良く、（例えば、特許文献１参照）、増粘剤添加量を増やすほど抑制効果は高まるが、流動性が減退し、施工性低下や自己平滑作用の阻害といった虞がある。このため、分散剤や高性能減水剤などの減水剤類を併用し、必要な流動性を確保したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
一方、ビルや住宅の床面は、前記のようなモルタルやコンクリートを打設した後、フローリング、長尺シート、タイルカーペットなどで仕上げ施工をするが、倉庫などでは、塗料仕上げが多い。また昨今増えているのが、床タイル仕上げであり、特に大型タイルが使用される傾向にある。この場合、タイル張りする床面の精度が重要であり、既存のモルタルやコンクリートでは精度の良い平滑面が得難いため、高流動のセルフレベリング材を床下地調整に使用することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６１３６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来のセルフレベリング材は、高流動にするほど、材料分離が進み易く、セルフレベリング材の表面接着強度が低下する。このため、セルフレベリング材の表面にタイルを張りつけても、長期的には外力の蓄積によって、剥がれ易くなるという問題があった。
本発明は、例えば床材用として打設したときに、高流動性を有し、流し込んでも材料分離が生じ難いため、硬化後の表面接着強度が強く、良好な精度の平滑面が容易に形成でき、また打設面にタイルを張りつけた後も剥がれ難い自己平滑性水硬組成物の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、特定量のポルトランドセメントと細骨材とセルロース系増粘剤と膨張材及び／又は石膏との配合物にフミン酸及び／又はフルボ酸を加えた水硬組成物が、材料分離やひび割れも無く、施工に適した流動状態になり、容易に自己平滑性を発現し、しかもタイル等を張りつけたときに強い界面接着強度を発現できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、次の発明〔１〕〜〔４〕を提供するものである。
【０００８】
〔１〕（Ａ）ポルトランドセメント１００質量部、（Ｂ）膨張材及び／又は石膏１２〜１７質量部、（Ｃ）増粘剤０．１０〜０．４５質量部、（Ｄ）細骨材１６０〜２００質量部並びに（Ｅ）フミン酸及び／又はフルボ酸３〜７質量部を含有する自己平滑性水硬組成物。
〔２〕さらに、高性能減水剤、消泡剤および蟻酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上を含有する前記〔１〕に記載の自己平滑性水硬組成物。
〔３〕日本建築学会規格ＪＡＳＳ  １５Ｍ−１０３に規定する２０℃でのフロー値が２５０〜２７５ｍｍである前記〔１〕又は〔２〕に記載の自己平滑性水硬組成物。
〔４〕タイル直張り用である前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の自己平滑性水硬組成物。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により得られる自己平滑性水硬組成物は、従来のセメント系自己平滑性組成物よりも流動性を飛躍的に高め、作業性を向上させた。この高流動性により、５ｍｍ程度の薄塗り施工も可能であり、また分離抑制に優れるため、ひび割れの抑制にも効果がある。さらには高い表面接着強度を具備する硬化性状が得られるため、硬化後に床タイル張りで仕上げることにも特に適する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の自己平滑性水硬組成物は、結合相形成成分として（Ａ）ポルトランドセメントを含有する。ポルトランドセメントは、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメントの１種又は２種以上が使用できる。また、ポルトランドセメントを含む高炉セメントやフライアッシュセメント等の混合セメントも使用可能である。通常の施工環境では、コスト的に有利な普通ポルトランドの使用が好ましい。
【００１１】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、（Ｂ）膨張材か石膏類の何れかかその両方を含有する。膨張材はモルタルやコンクリートに使用できるものなら特に限定されない。好ましくは、生石灰系膨張材やエトリンガイト系膨張材と称されているものを使用する。両者を併用しても良い。また石膏類は、無水石膏、半水石膏又は二水石膏が使用できる。工業薬品の無水硫酸カルシウムなども使用できる。膨張材か石膏類の何れかかその両方を含むことで、乾燥・硬化時の収縮が抑制され、それに伴うひび割れ発生を防ぐことができる。膨張材は、収縮が比較的大きな場合に単独使用するか、石膏類との併用で含有割合を石膏類より多めにして使用するのが好ましい。石膏類は、収縮がさほど大きくない場合に単独使用するか、膨張材との併用で含有割合を膨張材より多めにして使用するのが好ましい。石膏類は長期強度の延びも期待できるので、少なくとも石膏類を含有するのがより好ましい。
膨張材及び／又は石膏類の自己平滑性水硬組成物中の含有量は、ポルトランドセメント含有量１００質量部に対し、１２〜１７質量部とする。好ましくは、１３．５〜１５．５質量部の含有量とする。１２質量部未満では硬化時の収縮が十分抑制できないことがあり、また１７質量部を超えると過膨張による亀裂の虞があるので好ましくない。
【００１２】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、（Ｃ）増粘剤を含有する。増粘剤としてはモルタルやセメントで使用できる水溶性の増粘剤なら何れのものでも使用できる。具体的には、セルロース誘導体、デンプン誘導体、ゼラチン、アラビアゴム等の水溶性高分子を挙げることができるが限定されない。好ましくは、２０℃２％水溶液の粘度が１５００〜３５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体を使用する。前記セルロース誘導体としては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等が、２０℃２％水溶液の粘度が１５００〜３５０００ｍＰａ・ｓのものを容易に調整できるので好ましい。前記粘度の増粘剤の含有により、材料分離の抑制に寄与する。
増粘剤の自己平滑性水硬組成物中の含有量は、ポルトランドセメント含有量１００質量部に対し、０．１〜０．４５質量部（液状増粘剤のときは固形分換算量）である。好ましい含有量は０．２〜０．３質量部（液状増粘剤のときは固形分換算量）である。０．１質量部未満では材料分離を十分抑えられないことがあって好ましくなく、また０．４５質量部を超えると粘性が上昇し、所望の流動性が得られず、良好な自己平滑性や施工作業性が得られないので好ましくない。
【００１３】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、（Ｄ）細骨材を含有する。細骨材は、最大粒径５ｍｍ以下であってモルタルに使用できるものなら、材質を含め特に限定されない。具体的には、例えば、山砂、川砂、海砂等の天然砂、砕石粉等の普通骨材を挙げることができる。軽量骨材は、概して強度的に脆弱なため、床材用に好んでは使用しない。また、好ましくは、粒度分布や比重の異なる複数の種類の細骨材を適宜組み合わせて用いると、材料分離とひび割れの抑制が行い易くなる。より好ましくは、複数種の細骨材からなり、粒径６００μｍ未満の微細骨材とそれより大きい細骨材（非微細骨材）を質量比（非微細骨材／微細骨材）概ね１〜４の割合で含むものにすると、より緻密な組織が得られ、かつ平滑な表面が得やすい。
本発明の自己平滑性水硬組成物中の細骨材の含有量は、ボルトランドセメント含有量１００質量部に対し、１６０〜２００質量部とする。細骨材が１６０質量部未満の含有量では、収縮ひび割れが発生する虞があるので好ましくなく、２００質量部を越えると含有量では強度が低下するので好ましくない。
【００１４】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、（Ｅ）フミン酸及び／又はフルボ酸を含有する。フミン酸及び／又はフルボ酸の含有により、材料分離抵抗性の向上と、材料のしまりを早めることに加え、特に、打設後の打設物表面の強度が増加し、これまで困難であったタイルの張り付けを可能にすることができる。
フミン酸とフルボ酸は、いずれも植物などが微生物により分解される最終生成物である腐植物質である。フルボ酸は天然フルボ酸が使用できる。フミン酸は天然フミン酸と再生フミン酸の何れでも使用することができる。天然フミン酸及び天然フルボ酸は生成源に限定されずに使用できる。再生フミン酸は市販工業製品のニトロフミン酸が例示できるが、これの使用に限定されるものではない。また、フミン酸塩は製造時の配合に使用しない。フミン酸塩はフミン酸本来の活性作用が失われ、本発明でフミン酸配合によって奏される前記のような特性が得難くなるためである。
本発明の自己平滑性水硬組成物中のフミン酸及び／又はフルボ酸の含有量は、ボルトランドセメント含有量１００質量部に対し、３〜７質量部とするのが好ましい。好ましいフミン酸及び／又はフルボ酸含有量は、ボルトランドセメント含有量１００質量部に対し、４〜６質量部である。３質量部未満の含有量では、硬化の表面接着強度発現の効果が発揮しにくい。フミン酸及び／又はフルボ酸含有量が７質量部を越えると、粘性が上昇しすぎることがあり、施工作業性が阻害されるので好ましくない。
【００１５】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、さらに高性能減水剤、消泡剤および蟻酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。このうち、高性能減水剤の含有は、混練水量を増やさずに、流し込み打設に適した高い流動性を具備させられるので好ましい。高性能減水剤はモルタルやコンクリートに使用できるものなら何れのものでも良い。一例を示すと、ポリカルボン酸系高性能減水剤やナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系高性能減水剤が好適であり、メラミンスルホン酸やリグニンスルホン酸を有効成分に含む高性能減水剤なども使用可能である。高性能減水剤を使用する場合の好ましい含有量は、流動性の確保、材料分離抑制等の点から、ポルトランドセメント含有量１００質量部に対し、固型分質量換算で０．６〜０．８質量部とする。
【００１６】
また、消泡剤の含有は、混練時に巻き込まれた気泡の泡切れを促し、打設後の残存気泡の破泡による施工物表面の損傷痕を防ぐと共に、強度劣化の原因になりうる内部ピンホールも形成され難くなるので好ましい。消泡剤は、モルタルやコンクリートに使用できるものなら、何れのものでも使用でき、効能の類する脱泡剤や抑泡剤などの市販品も使用できる。消泡剤を使用する場合の、好ましい含有量は、ポルトランドセメント含有量１００質量部に対し、固型分質量換算で０．１５〜０．４５質量部とする。
【００１７】
また、蟻酸塩の含有は、低温時に於ける凝結遅延を改善する作用があるので好ましい。使用可能な蟻酸塩としては、好ましくはアルカリ金属又はアルカリ土類金属の蟻酸塩が挙げられるが限定されるものではない。より好ましくはアルカリ土類金属の蟻酸塩を使用する。蟻酸塩を使用する場合の、好ましい含有量は、ポルトランドセメント含有量１００質量部に対し、０．２５〜０．７５質量部とする。
【００１８】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物は、本発明の効果を実質喪失させない範囲で、前記以外の成分を含有しても良い。このような成分として、乾燥収縮低減剤、白華防止剤、短繊維、ポリマーセメント用ポリマーまたは顔料等を例示することができる。
【００１９】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物の混練の際に添加される混練水の量は、特に制限されるものではない。施工対象、施工環境及びモルタル配合等に応じて適宜定めれば良い。配合量の目安を例示すると、２０℃前後で混練・打設する場合、本発明の自己平滑性水硬組成物に含まれるポルトランドセメント１００質量部に対し、７７〜８３質量部の混練水が推奨使用量であるが、限定されるものではない。
【００２０】
また、本発明の自己平滑性水硬組成物の製造方法は特に限定されない。一例を挙げれば、混練水以外の配合材料をミキサーに投入し、混合しながら混練水を加え、１〜２分程度混練すれば、所望の自己平滑性水硬組成物が得られる。また、本発明の自己平滑性水硬組成物は床版への流し込みによる打設に適したものであり、流し込み後は必要に応じて、トンボなどを使用し施工物表面を均しても良い。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。また、特記無い限り、以下の実施例は評価も含め、２０（±０．５）℃の環境下で行った。
【００２２】
次に表す各材料を表１の配合となるよう、混練容器に投入し、次いで混合しながら水をセメント１００質量部に対し８０質量部加え、水添加後約１２０秒間混練を行って高流動のモルタル状組成物を作製した。
【００２３】
Ａ１；プロピルメチルセルロース系増粘剤（２０℃での粘度約４０００ｍＰａ・ｓ、信越化学工業社製「９０ＳＨ−４０００」）
Ａ２；メチルセルロース系増粘剤（２０℃での粘度約８０００ｍＰａ・ｓ、信越化学工業社製「ＳＭ−８０００」）
Ｂ１；生石灰系膨張剤（太平洋マテリアル株式会社製「太平洋エクスパン構造用」）
Ｂ２；ＩＩ型無水石膏（市販試薬）
Ｃ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
Ｄ１；カルボキシル基含有エーテル系高性能減水剤（花王社製「マイティ
２１Ｐ」）
Ｄ２；消泡剤（市販品）
Ｄ３；蟻酸カルシウム（市販試薬）
Ｅ１；フミン酸（市販試薬）
Ｅ２；フミン酸（東京化成工業社製ニトロフミン酸）
Ｆ１；細骨材・６号珪砂（三河産）
Ｆ２；細骨材・７号珪砂（三河産）
Ｆ３；細骨材・９号珪砂（三河産）
Ｆ４；細骨材・石灰石微粒（７５μｍ篩目通過率＞９９質量％、試製品）
【００２４】
【表１】
2019167272.tif 000002
【００２５】
［モルタル状組成物の流動性評価］
混練り後のモルタル状組成物の流動性の評価として、日本建築学会規格ＪＡＳＳ  １５Ｍ−１０３のフロー試験方法に準じてフローを測定した。フロー測定は、混練終了直後（注水から約１分経過時点）、混練終了３０分経過後および混練終了６０分経過後のモルタル状組成物に対して行った。この結果を表２に示す。
【００２６】
［モルタル状組成物の材料分離に関する評価］
また、前記混練直後のモルタル状組成物を、地面に水平に設置した内寸縦１３ｃｍ、横８．５ｃｍ、高さ１．８ｃｍで上面開放のブラスチック製の角形容器に、高さ５ｍｍとなるよう流し込んで打設した。このモルタル状組成物の材料分離の評価として、ブラスチック製容器中に流し込んでから３０分間放置した打設物表面に、ブリーディング水が発生しているか否かを目視で調べた。ブリーディング水の発生が見られなかったものを材料分離が「無」と判断し、それ以外の状況となったものを材料分離が「有」と判断した。結果を表２に示す。
【００２７】
［モルタル質組成物の水平性評価］
また、前記の流し込み打設から２４時間経過後の打設物に対し、表面の４箇所の隅部付近と中央部の計５箇所に水準器（気泡管水準器）を置いて、水平面が形成されているかを調べた。５箇所全てが、不陸を生じることなく、水平になっていたものを、水平性が「良好」と判断し、１箇所でもそれ以外の状況になったものを、水平性が「不良」と判断した。結果を表２に示す。
【００２８】
［平滑性の評価］
次に、前記打設物の表面の平滑性を目視で調べた。表面に気泡膨れ、ピンホール、しわ、成膜の浮きの何れも見られなかったものを表面平滑性「良好」と判断し、それ以外は「不良」と判断した。また、ひび割れの発生有無や打設物の剥離の有無も目視で確認した。尚、大規模なひび割れが発生し、破断したものは、表面平滑性および前記の水平性の評価は中止した。以上の結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
2019167272.tif 000003
【００３０】
［凝結時間の評価］
また、前記の如く作製した注水後のモルタル状組成物に対し、ＪＩＳ  Ａ  １１４７に準じた方法でプロクター貫入試験を行った。プロクター針は断面積０．１２５ｃｍ2の針を使用した。凝結の始発時間は、観入抵抗の値が３．５Ｎ／ｍｍ2に達した時間（分）をもって定めた。プロクター貫入抵抗値が２８Ｎ／ｍｍ2に達した組成物の注水時からの経過時間を凝結の終結時間とした。結果を表２に記す。尚、プロクター貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ2以下の状態が注水から１２時間以上続いたモルタル質組成物は、凝結が実質起こらないものと見なし、「×」と表記した。
【００３１】
［圧縮強度の評価］
また、前記の如く作製した注水後のモルタル状組成物を、作製後直ちに、内寸４０×４０×１６０ｍｍの成形用型枠に流し込んだ。これを空気中に２４時間静置して脱型した。脱型物は、所定の材齢まで２０℃（±０．５℃）恒温庫に入れて、それぞれ材齢材齢７日と２８日の供試体を得た。各供試体の一軸圧縮強度をアムスラー式圧縮強度試験機で測定した。この結果を表３に記す。尚、所定材齢で未硬化だったものは供試体作成不能のため強度測定を行えず、「×」と表記した。
【００３２】
［曲げ強度の評価］
また、前記の如く作製した注水後のモルタル状組成物を、作製後直ちに、内寸４０×４０×１６０ｍｍの成形用型枠に充填した。これを空気中に２４時間静置して脱型した。脱型物は、所定の材齢まで２０℃（±０．５℃）恒温庫に入れて、それぞれ材齢材齢７日と２８日の供試体を得た。各供試体の三点曲げ強度をミハエリス曲げ試験機で測定した。この結果を表３に記す。尚、所定材齢で未硬化だったものは供試体作成不能のため強度測定を行えず、「×」と表記した。
【００３３】
【表３】
2019167272.tif 000004
【００３４】
［表面接着強度の評価］
また、前記の如く作製した注水後のモルタル組成物を、表面接着強度の測定に供した。表面接着強度の測定方法は、ＪＩＳ  Ａ５５３６に規定する「付着強さ試験」の方法に一致させて行った。測定結果を表４に示す。
【００３５】
［タイル張り施工］
また、前記の如く作製した注水後のモルタル状組成物を、地面に水平に設置した内寸縦７ｃｍ、横７ｃｍ、高さ２ｃｍで上面開放のブラスチック製の角形容器に、高さ５ｍｍとなるよう流し込んで打設した。打設から７２時間経過後の打設物の表面に、タイル裏面に市販のタイル用接着剤（変性シリコン樹脂系）を塗布した４．５ｃｍ角で厚さ５０ｍｍの磁器製タイルを、打設物表面に水平になるよう置き、タイル上表面を手で軽く押さえるようにして張りつけた。７日経過後の張りつけたタイルが、剥離したり、張りつけた界面に隙間が開いているかを目視で確認した。剥離や隙間が全く見られずに張りつけられた状態が維持されているものを、タイル張り付け性が「良好」と判断し、それ以外の状況となったものは「不良」と判断した。その結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
表２から、本発明による自己平滑性水硬組成物は、材料分離抵抗性を具備しつつ高い流動性もあるため、流し込み施工で水平面を容易に形成でき、その表面も良好な平滑面が得られることがわかる。また、このような施工性状の本発明による自己平滑性水硬組成物は、表３から終結も比較的早いため工期が長くなり過ぎず、高い早期強度発現性も具備し、材齢１日で実用に耐えうる圧縮強度（床材の場合、概ね２．５Ｎ／ｍｍ2以上）に到達できることがわかる。さらに表４から、本発明の自己平滑性組成物は、打設後強い表面接着強度が得られ、打設物の表面にタイルを張り付けても、接着が可能であることがわかる。これに対し、従来技術によるセルフレベリング性組成物では、同様のタイルを同様の手順で張りつけても剥がれる可能性が高いことがわかる。