(57)【要約】【課題】  混練り後、柔らかさを長く保ち、左官仕上げがしやすく、強度も十分な超軽量モルタルを提供する。【解決手段】水と、セメントと、絶乾状態ないし所定吸水状態の絶乾比重が１.０以下の軽量骨材と、ポリカルボン酸系減水剤、あるいは分散性がポリカルボン酸系減水剤と同程度またはそれ以上の分散性を有する減水剤と、前記セメントの平均粒径より細かい無機材と、膨張剤とを含有する。これにより、混練後における可使時間を延ばし、運搬ができる距離、左官仕上げ作業ができる時間を長くとれる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、セメントと、絶乾状態ないし所定吸水状態の絶乾比重が１.０以下の軽量骨材と、減水剤と、前記セメントの平均粒径より細かい無機材と、膨張剤とを含有し、前記減水剤は、ポリカルボン酸系減水剤、あるいは分散性がポリカルボン酸系減水剤と同程度またはそれ以上の分散性を有することを特徴とする超軽量モルタル。
【請求項２】
アクリル、アクリルスチレン共重合、アクリルシリコン共重合を主成分とする水溶性物の有機剤が少なくとも１種類以上、添加されたことを特徴とする請求項１に記載の超軽量モルタル。
【請求項３】
前記無機材は、シリカフュームまたは高炉スラグ微粉末、フライアッシュ微粉末の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の超軽量モルタル。
【請求項４】
前記減水剤は、使用量が固形分としてセメント質量の０.０２質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の超軽量モルタル。
【請求項５】
前記軽量骨材は、絶乾状態から該軽量骨材の吸水率の５０％程度まで吸水させたことを特徴とする請求項１記載の軽量モルタル組成物。
【請求項６】
水セメント質量比が３０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の超軽量モルタル。
【請求項７】
前記水以外の全材料が固形分であり、該固形分があらかじめ混合されたプレミックス材料からなることを特徴とする請求項１項に記載の超軽量モルタル。
【請求項８】
混練り後の単位容積質量１.２t/m3以下であることを特徴とする請求項１項に記載の超軽量モルタル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶乾比重が１.０以下の軽量骨材を用いた超軽量モルタルに関し、さらに配合水以外の全材料は、プレミックス材料として混合した状態で保管でき、現場では配合水を与えるだけで施工でき、混練しやすく、柔らかさを長く保ち、混練時間による品質差が少なく、かつ比重の変化が少なく、長い運搬時間にも適し、左官仕上げがしやすい超軽量モルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量骨材を用いた軽量コンクリートでは、通常、軽量骨材はプレウェッティングを行って所定の吸水状態として使用していたが、軽量骨材を濡らさないで乾燥したままで使用できる技術が開発されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示された軽量コンクリートでは、分散性の高い減水剤を使用することにより、従来のプレウェッティングを行う軽量コンクリートと同等の性状を示す軽量コンクリートを実現できる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３８２４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえば絶乾比重が１.０未満の軽量骨材（ＪＩＳ Ａ ５００２）を用いる超軽量モルタルを製造使用とする場合、上述のような減水剤を用いた製造方法では、打設後フロー値の低下が激しく、単位容積質量の変化が大きいという問題がある。この問題を回避するため、単位水量を多くしたり、減水剤の使用量を増やす等の配合を行うことで、打設直後のフロー値を大きくするとフロー値の低下が早くなることは避けられるが、モルタル表面は沈み、表面仕上げ等の左官作業ができない。左官作業ができるフロー値になると、単位容積質量が重くなる上、鏝（こて）の動きにより皺（しわ）ができる。皺（しわ）ができやすいと、大きい面積の施工が現実的にはできない。このように従来の乾燥状態であり、絶乾比重１.０以下の軽量骨材を用いた超軽量モルタルは、運搬可能時間に限度があり、左官仕上げが難しい上、大きい面積の作業ができなかった。このように、混練後の運搬可能時間を長くし、かつ左官仕上げ効率と作業性を改善することが課題であった。
【０００５】
また、現場での材料の取り扱い上の問題として、絶乾比重が１.０以下の非常に軽い骨材は現場で計量する際に風などの影響を受け飛散しやすく、混練時には他の材料との比重差のため空練りに時間がかかる。このように、現場での計量作業を少なくし、なお混練しやすく、作業性を改善することが課題であった。また、打設後の初期強度の発現が遅いという問題もある。
【０００６】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、現場での混練と打設がし易い上、打設後フロー値の低下、単位容積質量の変化が少なく運搬可能時間が長く、さらに左官作業ができるフロー値の保持時間が長く、皺（しわ）ができにくいので、左官仕上げ可能面積が大きいと言う特徴を有する超軽量モルタルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、従来は得ることができなかった運搬可能時間が長く、混練時間の長さによる影響が少ない、左官仕上げ可能面積が大きい超軽量モルタルを得るための鋭意検討を行った結果、セメントの平均粒径より細かい無機材と、有機剤と、膨張剤とからなる組成物により、上述した従来の問題を一気に解決できることを見出し、本発明を完成させることができた。
【０００８】
本発明の構成は、  水と、セメントと、絶乾状態ないし所定吸水状態の絶乾比重が１.０以下の軽量骨材と、減水剤と、前記セメントの平均粒径より細かい無機材と、膨張剤とを含有し、前記減水剤は、ポリカルボン酸系減水剤、あるいは分散性がポリカルボン酸系減水剤と同程度またはそれ以上の分散性を有することを特徴とする。
【０００９】
有機剤として、アクリル、アクリルスチレン共重合、アクリルシリコン共重合を主成分とする水溶性物の少なくとも１種類以上を添加することが好ましい。
【００１０】
上記発明の構成において、前記無機材は、シリカフュームまたは高炉スラグ微粉末、フライアッシュ微粉末の少なくともいずれかとすることが好ましい。
【００１１】
前記減水剤は、使用量が固形分としてセメント質量の０.０２質量％以上とすることが好ましい。
【００１２】
前記軽量骨材は、絶乾状態から該軽量骨材の吸水率の５０％程度まで吸水させるようにすることが好ましい。このとき水セメント質量比は３０％以上とすることが好ましい。
【００１３】
前記水以外の全材料が固形分であり、該固形分があらかじめ混合されたプレミックス材料とすることが好ましい。
【００１４】
混練り後の単位容積質量１.２t/m3以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、施工面においては、混練後における可使時間を延ばすことができたので、運搬ができる距離、左官仕上げ作業ができる時間を長くとることができるようになり、左官仕上げ等の仕上げ作業が容易になるという効果を奏する。混練時の経過時間による物性の変化が少なくできるため、小型ミキサによって、混練時間を気にせず、連続した作業ができるようになる。これにより、工期の短縮及びコストの節減が図れるという効果を奏する。また、強度面では比重に比べると強度が高く、初期強度も高い。
【００１６】
本発明の超軽量モルタルは、流動性を与えることができ、なお付着性能にも優れている。大面積の側面を厚くも薄くも左官仕上げができる。
【００１７】
本発明の超軽量モルタルは、硬化後は吸水率が低い。更に、吸水を防止する為には、表面に撥水剤を塗布するにも適している。また、撥水剤を調合水の一部として用いることも可能である。
【００１８】
本発明の超軽量モルタルは、流動性が付与され、付着性能にも優れる。このため大面積の側面を、任意の層厚で左官仕上げすることができる。
【００１９】
本発明の超軽量モルタルは、硬化後は吸水率が低い。更に、吸水を防止する為には、表面に撥水剤を塗布するにも適している。また、撥水剤を調合水の一部として用いることも可能である。
【００２０】
本発明の超軽量モルタルは、断熱性にも吸音性にも優れている。混練時間の長さによる物性の変化が少ないので、あらゆる材料、たとえば着色剤を添加することも楽である。
【００２１】
本発明の超軽量モルタルは、自然養生にも蒸気養生などにも適しているので、二次製品用にも適している。更に、面積が大きい、厚みのある二次製品用にも適している。
【００２２】
本発明の超軽量モルタルは、得られる性能に対してコストパフォーマンスが良い。
【００２３】
本発明の超軽量モルタルは、配合水を除いた全材料を固形分とし、混合・供給することに適している。なお、混合品は長期保存にも適している。混合品を用いると、現場での作業能率が増進できる。
【００２４】
本発明の超軽量モルタルは、プレミックス材料として用いることができるため、現場での施工が容易になり、硬化後も耐久性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の超軽量モルタルの実施例を参照して説明する。本発明は、所定水セメント質量比によって計量され、混練り時に加えられる水と、セメントと、絶乾状態ないし所定吸水状態の絶乾比重が１.０以下の軽量骨材と、ポリカルボン酸系減水剤、あるいは分散性がポリカルボン酸系減水剤と同程度またはそれ以上の分散性を有する減水剤と、前記セメントの平均粒径より細かい無機材と、膨張剤とを含有してなる。その材料及び製造について、以下に説明し、さらに実施例（実験例）において本発明がもたらす効果について言及する。
【００２６】
［材料］
以下、本発明の超軽量モルタルを構成する材料について個々説明する。
超軽量モルタルに用いられるセメントは、普通ポルトランドセメント以外、早強ポルトランドセメント、ビーライトセメント、耐硫酸塩セメント、高炉セメント、三成分セメント、混合セメント等も利用することができる。
【００２７】
超軽量モルタルに用いられる減水剤は、ポリカルボン酸系の減水剤が好適である。このポリカルボン酸系減水剤の具体例としては、主成分がポリカルボン酸エーテル系の複合物（カルシウム・ベース）等が挙げられる。市販されているものも好適に利用することができ、たとえばエヌエムビー社製の商品名ＳＰ−８ＨＥ、花王（株）社製の商品名マイテイ２０００ＴＨ、日本シーカ（株）社製の商品名シーカメント１２００Ｎ、２５００Ｆ等が挙げられる。さらに、粉末状として市販されている日本エヌエスシー（株）社製の商品名ＥＶ２０００、５０Ｅ２００等も挙げられる。
【００２８】
その他の組成からなる減水剤も利用することができる。この場合、ポリカルボン酸系減水剤と同等またはそれ以上の分散性を付与する性状を有することを要する。一例としてカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤が好適である。市販品としてはたとえば花王（株）社製、商品名ＣＡＤ−８０００が本発明に利用することができる。
【００２９】
本発明における減水剤の添加率は、採用されるセメントと無機材、有機剤の種類、セメントと無機材、有機剤、及び膨張剤添加量に対する水の使用量によっても相違するが、たとえば０.２〜９.０リットル／m3、好ましくは０.３〜７.０リットル／m3がよい。粉末状の場合、０.０４〜２.５kg／m3、好ましくは０.０５〜２.０kg／m3が好ましい。
【００３０】
本発明の超軽量モルタルに用いられる無機材は、ＳｉＯ2を主成分としたものが好適に用いられる。具体例としては、シリカフュームとして、たとえばエルケム社製マイクロシリカ、９４０Ｕ、９４０ＥＵ等が挙げられる。高炉スラグ微粉末、またはセラミックスやフライアッシュを粉砕した微粉末も好適に用いられる。さらに、これらの微粉末は、単独のみではなく、複数のものを同時に添加することができる。たとえば、シリカフュームと高炉スラグ微粉末、シリカフュームとスラグ微粉末とフライアッシュ微粉末の組み合わせで用いることも有効である。
【００３１】
発明の軽量モルタル組成物は必要に応じてその軽量骨材を濡らすこともでき、その軽量骨材の吸水率の５０％程度までの吸水状態でも使用できる。
【００３２】
超軽量モルタルに用いられる絶乾比重１.０以下である軽量骨材の種類としては、非構造用軽量骨材としてのパーライト等があるが、これに限定されるものではなく、目的に応じて、真珠岩、黒曜石、松脂岩等を模したもの等、種々選択きる。また天然軽量骨材と人工軽量骨材とを併用することもできる。具体的には榛名産の天然軽石砕砂と黒曜石とを、発泡剤によって発泡させた人工軽量細骨材とすることもできる。また種類の異なる人工軽量細骨材を併用することもでき、具体的には真珠岩の発泡体を用いた人工軽量細骨材とガラスを発泡させた人工軽量細骨材とすることも、ガラスを発泡させた人工軽量細骨材に中空微小球のセラミックフィラーとすることも、これらをもっと多種にし併用することもできる。さらに、湿潤状態の細骨材にほぼ絶乾状態の細骨材を混合した形態で併用することもできる。
【００３３】
超軽量モルタル組成物に用いられる有機剤として混練時にアクリル、アクリルスチレン共重合、アクリルシリコン共重合などのアクリルまたはアクリル共重合を主成分とするモルタルの保水性を高めるために使用することも好ましい。
【００３４】
超軽量モルタルに用いられるその他の添加材料としては、従来のそれと同じものを採用することができ、とくに制限されない。たとえば膨張剤、ＡＥ剤、寸法安定材、気泡剤を適宜添加することができる。さらに、これらを複数種、添加することもできる。すなわち目的と用途に応じて選択、併用することも組合せることもできる。
【００３５】
［製造］
本発明の絶乾比重１.０以下の骨材を用いる軽量モルタルは、従来の軽量モルタルと同様に、ミキサ中に材料を投入してから練りを行い、調合水及び減水剤を投入、本練りを行うことが好ましい。また、配合水を除く全材料を混合してプレミックス材料として保管しておくことも好ましい。この場合、現場ではプレミックス材料に所定量の配合水を添加するして混練りすることで、適正配合の超軽量モルタルを製造することができる。この場合使用するミキサは強制二軸式、パン型、傾胴型等、公知のコンクリートミキサを使用することができる。
【００３６】
養生手段は、公知の養生方法、装置を採用することができる。たとえば所定積算温度を設定しての蒸気養生も採用することができ、これにより初期ひび割れ等の防止を図ることができる。
以下、本発明の超軽量モルタルについて、実施例によって説明する。
【実施例１】
【００３７】
表１に示した配合率に従って比較例としての既往の軽量モルタルと超軽量モルタル（実施例１）を製造した。本実施例における使用材料は、セメントとして太平洋セメント（株）社製の早強セメント、無機材としてエルケム・ジャパン（株）社製、商品名９４０―Ｕのシリカフュームを、細骨材としてクリスタルクレイ（株）社製、商品名Ｇライトの人工軽量細骨材を用いた。有機剤はアクリル重合を主成分とする日本シーカ（株）社製試薬名ＶＰ−Ａを配合水に内割添加した。膨張剤として日本シーカ（株）社製試薬名Ｐ−１（特殊硫酸ナトリウム系）を添加した。減水剤は日本シーカ（株）社製、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤である商品名シーカメント２５００Ｆを用いた。ＡＥ剤は日本シーカ（株）社製、商品名シーカＡＥＲ−Ｇを用いた。
【００３８】
【表１】
2005213085.tif 000002
【００３９】
表１に示した示方配合に従って、各材料をミキサに投入して空練りを行い、次いで配合水、減水剤を投入し、本練りを行い、軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例１）とを製造した。
【００４０】
得られた軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例１）に対し、混練１０分後における物性と左官性とを検討した。その結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
2005213085.tif 000003
【００４２】
さらに各軽量モルタル、超軽量モルタルを型枠（４×４×１６cm）に打設して供試体を得て圧縮強度を測定した。その結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
2005213085.tif 000004
【実施例２】
【００４４】
表４に示した示方配合率に従って、軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例２）を製造した。本実施例における使用材料は、セメントとして住友大阪セメント（株）社製の早強セメントを、無機材としてエルケム・ジャパン社製、商品名９７０-Ｕシリカフュームを、細骨材は芙蓉パーライト（株）社製、商品名フヨーライトの人工軽量細骨材と太平洋セメント（株）社製、商品名マイクロセルズの混合品を用いた。有機剤はアクリル重合を主成分とする日本シーカ（株）社製、試薬名ＶＰ−Ａを配合水に内割添加した。減水剤とＡＥ剤は共にエヌエムビー（株）社製のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、商品名ＳＰ−８ＨＥと７７５Ｓを用いた。膨張剤は太平洋セメント（株）社製、商品名エキスパンＭを用いた。なお、ネオライト興産（株）社製、商品名ケナセルＳを繊維材として用いた。
【００４５】
【表４】
2005213085.tif 000005
【００４６】
表４に示した示方配合に従って、各材料をミキサに投入して空練りを行い、次いで配合水、減水剤を投入し、本練りを行い、超軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例２）とを製造した。
【００４７】
得られた超軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例２）に対し、混練５分後における物性と左官性を検討した。その結果を表５に示す。超軽量モルタル（実施例２）は、３０分間連続混練しても、フレッシュモルタルの物性は大きく変化しないことが確認された。
【００４８】
【表５】
2005213085.tif 000006
【００４９】
さらに各軽量モルタル、超軽量モルタルを型枠（４×４×１６cm）に打設して供試体を得て圧縮強度を測定した。その結果を表６に示す。
【００５０】
【表６】
2005213085.tif 000007
【実施例３】
【００５１】
表７に示した示方配合率に従って、軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例２）を製造した。全材料は固形分であり、プレミックス材料として用いた。すなわち混練時には配合水だけを添加した。なお、本実施例における使用材料は、セメントとして三菱マテリアル（株）社製の早強セメント、無機材として中部電力（株）社製のフライアッシュを粉砕した微粉末を、細骨材は芙蓉パーライト（株）社製、商品名フヨーライトの人工軽量細骨材と太平洋セメント（株）社製、商品名マイクロセルズの混合品を用いた。有機剤はアクリル重合を主成分とする日本シーカ（株）社製、試薬名ＶＰ−Ｂを用いた。減水剤はエロテックス（株）社製、ポリカルボン酸系高性能減水剤、商品名ＥＶ２０００を、膨張剤は日本シーカ（株）社製、特殊硫酸ナトリウム系試薬名Ｐ−１を用いた。繊維は荻原工業（株）のポリプロピレン繊維である、商品名パルチップを用いた。
【００５２】
【表７】
2005213085.tif 000008
【００５３】
表７に示した示方配合に従って、各材料をミキサに投入して空練りを行い、次いで配合水、減水剤を投入し、本練りを行い、超軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例３）とを製造した。
【００５４】
得られた超軽量モルタル（比較例）と超軽量モルタル（実施例２）に対し、混練５分後における物性と左官性を検討した。その結果を表８に示す。
【００５５】
【表８】
2005213085.tif 000009
【００５６】
さらに各軽量モルタル、超軽量モルタルを型枠（４×４×１６cm）に打設して供試体を得て圧縮強度を測定した。その結果を表９に示す。
【００５７】
【表９】
2005213085.tif 000010
【００５８】
表９から分かるように、超軽量モルタル（実施例３）は、比重に比べると強度が高く、初期強度も高いことが認められた。また、混練後、運搬ができる距離が長くとれ、左官仕上げ作業のための作業可能時間が長くとれるため、表面仕上げ等の作業性が向上することがし易い。混練時間の長さによる物性の変化が少ないため、小型ミキサによって混練時間を気にせずに連続作業が可能になる。よって、左官作業等の仕上工程の工期短縮及びコスト節減を図ることができる。
【００５９】
また、本発明の超軽量モルタルは、単位セメント量が多い場合、たとえば４００kg／m3程度を用いても、混練り後に運搬できる距離が長くとれるため、左官作業が可能な時間を十分確保できるという利点も有する。