(57)【要約】【課題】曲げ強度、圧縮強度、接着性、耐熱性、および耐油性などの物性のバランスが良い鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物を提供する。【解決手段】塩素を含むポリマー、塩素吸着剤を含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤、および該セメント混和剤とセメントを含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物。本発明の鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物は曲げ強度、圧縮強度、接着性、耐熱性、および耐油性などの物性のバランスのとれた物性を示すため、断面修復用途、剥落防止材用途、表面被覆用途など、鉄筋を含有するコンクリートの補修用途等に適する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素を含むポリマーおよび塩素吸着剤を含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤。
【請求項２】
塩素を含むポリマーが、クロロプレンゴムラテックスであることを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤。
【請求項３】
塩素吸着剤がハイドロカルマイトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの１項に記載の鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤およびセメントを含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、土木・建築業界において鉄筋コンクリートの構造物用に使用されるポリマーセメント組成物、特に塩素を含むポリマーを含有するポリマーセメント組成物に関し、好ましくは断面修復用途、剥落防止剤用途、表面被覆用途などコンクリートの補修に用いられるセメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
ポリマーおよびセメントからなるポリマーセメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、▲１▼既設構造物との付着性が良い、▲２▼ひび割れ抵抗性が大きい、▲３▼外部因子である炭酸ガスや塩化物イオンなどの物質の透過を困難にする、▲４▼耐薬品性に優れるといった特徴を有することが知られている（非特許文献１参照）。
【０００３】
ポリマーセメント組成物に用いられるポリマーとしては、スチレンブチレン共重合体系ポリマー（以下、ＳＢＲ系という）、およびエポキシ樹脂系などが知られている。ＳＢＲ系は加工性および接着性に優れるが耐オゾン性や耐油性に劣るという欠点がある。エポキシ樹脂系は、耐熱性、耐油性に優れるが硬くて脆く、また、２液混合型は作業性が悪いという欠点がある。このように、ポリマーの種類によって特徴が異なるため、用途別に要求性能に見合うポリマーが選択され、適材適所で用いられている（非特許文献１参照）。
【０００４】
一方、クロロプレンゴムをはじめとする塩素を含むポリマーは曲げ強度、圧縮強度、接着性、耐熱性、および耐油性などバランスのとれたポリマーであり、ポリマーの性能面からは用途を限定することなく広範に利用できる可能性を潜在的に秘めている。しかしながら、クロロプレンゴムラテックスには塩素が多く含有されていることが多く、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の腐食への影響、すなわち塩害が懸念されているために、鉄筋コンクリートに関する用途では、現状では、ほとんど利用されていない。
【０００５】
そこで、本発明者らは上記課題に対し種々検討を重ねた結果、塩素吸着剤を併用することによって塩素を含むポリマーを適用しても鉄筋の腐食が生じないポリマーセメント組成物を調製可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【非特許文献１】大濱嘉彦著「ポリマーセメントモルタル技術資料」情報開発刊、１９８８年発刊、ｐ．７−９
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、塩素を含むポリマーおよび塩素吸着剤を含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤であり、塩素を含むポリマーが、クロロプレンゴムラテックスであることを特徴とする該鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤であり、塩素吸着剤がハイドロカルマイトであることを特徴とする該鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤であり、該鉄筋コンクリート用ポリマーセメント混和剤およびセメントを含有してなる鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明で言う塩素を含むポリマーとは、特に限定されないが、クロロプレンゴムやポリ塩化ビニル、塩化ゴムなどが挙げられる。その中でも塩素を含むゴム化合物が好ましく、クロロプレンゴムが圧縮強度、曲げ強度、接着性、および耐薬品性などに優れるため最も好ましい。また、塩素を含むポリマーの性状は、チップ、ポリマー溶液、ラテックスなどの形態があるが、セメント混和剤として使用しやすいラテックスとすることが好ましい。これらの塩素を含むポリマーの中では、クロロプレンゴムラテックスが最も好ましい。
【００１０】
クロロプレンゴムとは構造式−（ＣＨ２−ＣＣｌ＝ＣＨ−ＣＨ２）ｎ−で表される化合物を総称するものであり、特に限定されるものではない。
【００１１】
クロロプレンゴムラテックスは工業的にはクロロプレンモノマーと乳化剤を水中で混合させてラテックスとし、重合触媒、安定剤などの存在下で重合することによって得られる。
【００１２】
クロロプレンゴムラテックスの製造は、乳化重合による方法が一般的であり、かつ簡便であるが、本発明の重合方法は乳化重合に限らず、溶液重合、懸濁重合などの方法にも適用可能である。
【００１３】
乳化剤は、カチオン系またはノニオン系が好ましい。なぜなら、セメントに混ぜたとき、凝固しにくくなる。このような目的で使用されるカチオン系乳化剤として脂肪族アンモニウム塩などがあり、例えば、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ラウリルジメチルアンモニウムクロリドなどが知られており、ノニオン系乳化剤としてはポリビニルアルコールまたはその共重合体（例えば、アクリルアミドとの共重合体）、ポリビニルエーテルまたはその共重合体（例えば、マレイン酸との共重合体）、ポリビニルピロリドンまたはその共重合体（例えば、酢酸ビニルとの共重合体）、あるいは、これら（共）重合体の一部を置換または架橋するなどの方法で化学修飾したものなどが知られている。
【００１４】
本発明におけるクロロプレンモノマーの重合温度は、特に限定されるものではないが、重合反応を円滑に行うために、重合温度を０〜５０℃とすることが好ましい。
【００１５】
重合の開始剤としては、加硫酸カリウムなどの過硫酸塩、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキサイドなどの有機過酸化物などが好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
クロロプレンゴムラテックスの固形分濃度は特に限定されるものではないが、４０〜６５質量％の範囲にあることが好ましい。
【００１７】
尚、固形分濃度は、重合時のモノマー／水比あるいはモノマー分添などにより調節できるほか、濃縮あるいは水などの添加により希釈することで、必要な濃度に調節することができる。濃縮方法としては、減圧濃縮などがあるが、特に限定されるものではない。
【００１８】
塩素を含むポリマーの使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメント１００部に対して、ポリマーの固形分換算で０．１部〜２０部が好ましく、１部〜１０部がより好ましい。０．１部未満では、ポリマー添加による改質効果、具体的には、接着強さや曲げ強さ向上、ひび割れ抵抗性、並びに耐薬品性などが充分に期待できない場合があり、２０部を超えて使用すると凝結遅延や硬化不良を生じる場合がある。
【００１９】
本発明でいう塩素吸着剤とは、特に限定されるものではないが、例えば、活性炭、ヒドロキシアパタイト、ゼオライトやベントナイトなどの結晶性アルミノシリケート、並びに非晶質のアルミノシリケート、ハイドロカルマイトやハイドロタルサイト類、リチウムアルミニウム複合水酸化物などが挙げられる。中でも、ハイドロカルマイト、ハイドロタルサイト類並びにリチウムアルミニウム複合水酸化物を選定することが塩素固定能力の観点から好ましく、特にハイドロカルマイトを選定することが好ましい。
【００２０】
本発明で言うハイドロカルマイトとは、一般式、［３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２／ｍ・ｎＨ２Ｏ］で表される化合物を総称するものである。ただし、Ｘは１価または２価のアニオンであって、たとえばハロゲン元素、酸素、イオウなどのイオンであり、ｍはアニオンＸの価数を示す。また、ｎは結晶水数であり、通常２０以下である。
【００２１】
ハイドロカルマイトは微粉で使用することが好ましい。ハイドロカルマイトの粒度は特に制限されないが、ブレーン比表面積値で２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、３，０００〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。ブレーン比表面積値が２，０００ｃｍ２／ｇ未満では塩素吸着能力が低下する場合があり、８，０００ｃｍ２／ｇを超えると過剰な粉砕動力が必要となり経済的でない。
【００２２】
本発明のセメント混和剤の配合は特に限定されないが、通常、塩素を含むポリマーの固形分１００部に対し、塩素吸着剤を外割で１０部〜１００部とすることが好ましく、塩素吸着剤を２０部〜６０部とすることがより好ましい。１０部未満では鉄筋腐食を抑制する効果が充分でない場合があり、１００部を超えて使用しても更なる効果の増進が期待できない。
【００２３】
本発明で言うセメントとは、普通、早強、早強、超早強、低熱および中庸熱などの各種ポルトランドセメントや、高炉スラグ、フライアッシュ、またはシリカなどの潜在水硬性物質と各種ポルトランドセメントからなる各種混合セメントなどが挙げられる。
【００２４】
本発明では、水／セメント比を２０〜７０％程度とすることが好ましい。水／セメント比が２０％未満では混練ができない場合があり、また、７０％を超えると強度発現性が低下することがある。本発明でいう水／セメント比とは、セメントの混練水および塩素を含むポリマーに含まれる水などの全水分の合計と、セメントの重量比である。
【００２５】
また、本発明では、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、および流動化剤を併用することが好ましい。このような減水剤は特に限定されないが、通常高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤と呼ばれているナフタリン系、メラミン系、ポリカルボン酸系、およびアミノスルホン酸系のものが好ましい。
【００２６】
その代表例としては、ナフタリン系として、花王社製商品名「マイティ２０００ＷＨ」などおよび電気化学工業社製商品名「デンカＦＴ−５００」や「デンカＦＴ−８０」などが挙げられ、メラミン系として、昭和電工社製「メルメントＦ−１０」や日本シーカ社製商品名「シーカメント１０００Ｈ」などが挙げられ、ポリカルボン酸系として、デンカグレース社製商品名「ダーレックススーパー１００ＰＨＸ」や「ダーレックススーパー２００」およびエヌエムビー社商品名「レオビルドＳＰ−８ＨＳ」などが挙げられ、アミノスルホン酸系として、藤沢薬品工業社製商品名「パリックＦＰ−１００Ｕ」などが挙げられる。
【００２７】
その他、日曹マスタービルダーズ社、日本ゼオン社、神戸材料社、山陽国策パルプ社、竹本油脂社、福井化学工業社、および第一工業製薬社など各社より同様の減水剤が市販されている。
【００２８】
減水剤の使用量は特に限定されないが、セメントおよび本発明のセメント混和剤の合計１００部に対して０．１〜５部であることが好ましい。
【００２９】
本発明では、公知の凝結調整剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、膨張材、および急硬材などの添加剤のうちの一種または二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
【００３０】
本発明では、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、予めその一部、或いは全部を混合しても差し支えない。混合装置としては、既存の如何なる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、たらいミキサ、Ｖ型ミキサおよびナウタミキサなどが挙げられる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明する。
【００３２】
実験例１
各種ポリマー、セメント、および塩素吸着剤を表１に示すように配合し、水／セメント比４０％、セメントと細骨材の比率が１／２のポリマーセメントモルタルを調製した。ただし、塩素吸着剤は細骨材に置換して配合した。このポリマーセメントモルタルを４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの型枠に詰めて硬化体とし、接着強度、曲げ強度、長さ変化率、鉄筋腐食性、及び中性化深さを確認した。結果を表１に示す。
【００３３】
＜使用材料＞
ポリマーＡ  ：クロロプレンゴムラテックス系、水溶性、市販品、固形分濃度５０％
ポリマーＢ  ：ＥＶＡ（酢酸ビニル）２エマルジョン系、水溶性、市販品、固形分濃度４５％
ポリマーＣ  ：ＳＢＲ系、水溶性、市販品、固形分濃度４５％、
セメント    ：  市販普通ポルトランドセメント
塩素吸着剤イ：ハイドロカルマイト（亜硝酸型）、日本化学工業社製
細骨材      ：  新潟県姫川産  川砂、珪砂を主体。
減水剤      ：  市販高性能ＡＥ減水剤、ポリカルボン酸系
水          ：  水道水
【００３４】
＜試験方法＞
接着強さ、曲げ強さ、長さ変化率、中性化深さはＪＩＳ  Ａ  １１７１「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に準じて測定。
鉄筋腐食性：φ２０ｍｍのみがき鋼棒をモルタルに埋め込み、３５℃で１ヶ月間促進養生を行った日にモルタル硬化体を破壊して埋め込んだみがき鋼棒の発生状況を観察した。○：鉄筋表面に錆なし、△：鉄筋の表面に錆の発生が認められる。
【００３５】
【表１】
2004250293.tif 000002
【００３６】
実験例２
【００３７】
ポリマーＡを使用し、塩素吸着剤の種類と量を表２に示すように変化させたこと以外は、実験例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００３８】
＜使用材料＞
塩素吸着剤ロ：ハイドロタルサイト（組成：３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２・１２Ｈ２Ｏ）、協和化学工業社製
塩素吸着剤ハ：リチウムアルミニウム複合水酸化物、水澤化学工業社製
【００３９】
【表２】
2004250293.tif 000003
【００４０】
【発明の効果】
本発明の鉄筋コンクリート用ポリマーセメント組成物は曲げ強度、圧縮強度、接着性、耐熱性、および耐油性などの物性のバランスのとれた物性を示すため、断面修復用途、剥落防止材用途、表面被覆用途など、鉄筋を含有するコンクリート補修用途等に適する。