(57)【要約】【課題】  主にモルタルやコンクリート製構築物の補修・修復・改修用などに使用される付着力の高いセメント系の材料であって、強い付着力と高い流動性という相反するような性質を共に有し、しかも強力な付着力は施工後短時間で発現でき、硬化後の耐久性にも優れるポリマーセメント組成物を提供する。【解決手段】  セメント、ポリマー、ポゾラン反応性物質及びセメントとポリマーの合計量１００重量部に対して１〜３０重量部の多孔質物質を含有してなるポリマーセメント組成物。また、さらに増粘剤を含有してなるポリマーセメント組成物。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、ポリマー、ポゾラン反応性物質及びセメントとポリマーの合計量１００重量部に対して１〜３０重量部の多孔質物質を含有してなるポリマーセメント組成物。
【請求項２】
さらに増粘剤を含有してなる請求項１記載のポリマーセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にモルタルやコンクリート製構築物の補修・改修用などに使用される高付着性のポリマーセメント組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
中性化、塩害やアルカリ骨材反応等で劣化したコンクリート又はモルタル製の構築物等の補修や改修に使用する補修・改修材は、コンクリートやモルタルとの付着性が高く、耐久性に優れるという性質が必要である。即ち、付着性は施工時の垂れや施工後の剥落がなく、また耐久性はひび割れが生じ難く、中性化の進行や塩化物イオンの侵入を抑制する上で吸水性ができるだけ低いものが要求される。このような性質を備えた補修・改修材として、アクリルエステル系エマルジョン、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン、スチレンブタジエン系ラテックスなどのポリマーをセメントに加えたポリマーセメントを主成分とするモルタル組成物が知られている。（例えば、特許文献１参照。）更に、シリカフュームやフライアッシュ微粉のようなポゾラン反応性物質を加えると、吸水性や通気性が著しく低減された高緻密化の硬化物が得られることから耐久性が向上し、また高い強度発現性が得られることも知られている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００３】
補修・改修材は、構築物の主にコンクリートやモルタルが剥落した欠損部位やはつり取りを行った断面に塗付けや吹付けて使用されるが、欠損部位やはつり取った部位の深さが深い場合には、補修・改修材の施工厚も厚くなる。施工部位が深い場合は、従来は何度も重ね塗りを行うことで対処されてきたが、施工作業に手間と時間がかかることと、多重塗りで形成された施工物は層界面が存在する多層構造になり易く、構造的な一体性が失われるため耐久性が得られ難い。高い流動性を有する補修・改修材を使用すれば一度の塗付けや吹付けで厚い施工物が得られる可能性があるが、単に水量を増すだけでは強度低下など機械的性状が低迷することがあって、耐久性の向上が図れない。耐久性を高めたままポリマーセメントを高流動化する技術も知られているが（例えば特許文献３参照。）、流動性を高めると一般には粘性や付着性が低下するので、施工場所によっては垂れや剥落を生じ易く、厚塗りのような重量が大きくなる施工物ではその傾向が顕著になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５５０１８号公報
【特許文献２】特表２００２−５４００５０号公報
【特許文献３】特開平５−２４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高い流動性と強い付着力という相反するような性質を共に有し、しかも強力な付着力は施工後短時間で発現され、硬化後の耐久性にも優れるポリマーセメント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】
本発明者らは、前記課題解決のための検討を重ねた結果、ポリマーセメントとポゾラン反応性物質に特定量の多孔質物質を加えると、流動性確保の上で障害となるポリマー中の表面活性成分が多孔質物質に選択的に吸着され、高い流動性が得られると共に、施工後はセメントの水和反応の進行による水分消費と水分消費による多孔質物質近傍のポリマーフィルムの形成効果も加わって、吸着物を放出せずに保持し続けるため強い付着力が発現され、硬化後は高い緻密性を示したことから本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、セメント、ポリマー、ポゾラン反応性物質及びセメントとポリマーの合計量１００重量部に対して１〜３０重量部の多孔質物質を含有してなるポリマーセメント組成物である。また、本発明は、さらに増粘剤を含有してなる前記のポリマーセメント組成物である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリマーセメント組成物は、高い流動性が得られるため、例えば一度の塗付けでも深い修復部位を容易に施工できることに加え、様々な施工法に使用できる。また施工後は直後から強い付着性が発現され、施工物が垂れ落ちたり剥落し難い。また、硬化後は高緻密になって、ひび割れや亀裂も発生し難いため、塩分や空気の侵入がかなり抑制でき、中性化の進行を著しく低減できたり、鉄筋構造物にあっては鉄筋の腐食を防ぐことができる。加えて、強度発現性も高いため、長期に渡って耐久性に優れた施工物が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のポリマーセメント組成物に使用するセメントは水硬性のセメントであれば何れのセメントでも良く、例えば各種ポルトランドセメント、アルミナセメント、高ビーライトセメント、エコセメントなどの他、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメントなどの各種混合セメントも使用できる。
【００１０】
また本発明のポリマーセメント組成物に使用するポリマーはセメントに混和できるものであれば特に限定されない。好ましくはＪＩＳ  Ａ  ６２０３の「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂」に該当するものが良く、具体的にはアクリル系ポリマーエマルション、酢酸ビニル系ポリマーエマルション、スチレンブタジエンゴムのラテックス、酢酸ビニル系再乳化形粉末樹脂、ベオバ系再乳化形粉末樹脂などが例示される。ポリマーをセメントに配合することで付着性が付与されると共に、緻密な硬化体を得ることができる。また、ポリマーの好ましい配合量は固型分換算でセメント１００重量部に対し、１〜３０重量部が良い。ポリマー配合量が１重量部未満では配合効果が殆ど認められず、また３０重量部を超えると粘性過多となって施工作業に支障を生じやすく、またポリマー含有量がセメント含有量と概ね同等近くになると圧縮強度が低下し易くなるので好ましくない。
【００１１】
また本発明のポリマーセメント組成物に使用するポゾラン反応性物質は、特に限定されず、例えばフライアッシュ微粉やシリカフュームを挙げることができる。ポゾラン反応性物質を含むことによって、緻密性が著しく向上する他、短時間での強度発現性も高まる。ポゾラン反応性物質の好ましい配合量は、セメント１００重量部に対し１〜５０重量部とする。１重量部未満では配合効果が乏しく、５０重量部を超えると徐々に流動性が確保し難くなる。
【００１２】
また本発明のポリマーセメント組成物は、多孔質物質を必須成分として含む。多孔質物質を含有することでポリマー中の安定剤などの活性成分を吸着させ、水量を増大させることなく流動性を付与できる。本発明のポリマーセメント組成物に必須含有される多孔質物質は、開口気孔によって多孔質構造が形成されたものであって、本ポリマーセメント組成物中の他の含有成分と実質化学反応を起こさないものなら何れの物質でも使用できる。多孔質物質の開口気孔率は高いものほど望ましく、好ましくは２０〜９０％が良い。開口気孔が殆ど存在しないと活性成分が吸着されずに残存するので好ましくない。また開口気孔率が例えば９０％を超えるような極端に高いものでは構造的に脆弱となるため、施工前の扱い時に破損しないような配慮が必要である。また、ポリマーセメント組成物中の多孔質物質含有量が少ない場合ほど開口気孔率の高い多孔質物質を使用することが推奨される。好ましい多孔質物質種を例示すると、活性炭、ゼオライト、シラスを挙げることができる。より好ましくは、ポリマー中の活性成分は比較的分子量の低いものが多いため、開口した気孔の開口端の口径が概ね０．２μｍ以下からなる多孔質物質を使用すると良い。使用する多孔質物質の粒度は特に制限されないが、比表面積が高いものほど吸着活性が高くなるので使用に好適である。本ポリマーセメント組成物中の多孔質物質の含有量は、セメントとポリマーの合計含有量１００重量部に対し、１〜３０重量部とする。多孔質物質の含有量が１重量部未満では所望の流動性が得られないので好ましくなく、また３０重量部を超えると逆に流動性が低下するので好ましくない。
【００１３】
また、本発明のポリマーセメント組成物は、骨材を含むことができ、骨材としてはモルタルやコンクリートに使用できれるものなら限定されず、その含有量も特に制限されず、使用目的等に応じて適宜定めれば良い。また骨材や前記成分以外にも本発明の効果を喪失しない範囲で、他の成分、例えば石灰石微粉、各種スラグ微粉、繊維、顔料、減水剤類、収縮低減剤、防錆剤、膨張材、凝結調整剤、増粘剤等を含むものであっても良い。好ましくは増粘剤を含有するものとする。増粘剤を含有することによって施工時の付着力をより強化することができ、特に厚付けの吹付け施工を行う場合は推奨される。使用する増粘剤は特に限定されるものではなく、例えば水溶性の各種セルロース系増粘剤を挙げることができる。増粘剤の含有量は、流動性低下をきたさない範囲で選定すれば良く、例えばセメント１００重量部に対し、０．１〜０．５重量部程度で良い。
【００１４】
また本発明のポリマーセメント組成物に水を加える場合の水／セメント比（重量比）は０．３〜０．６５の範囲から選定すれば良く、特に補修材や修復材用途とする場合は、水／セメント比を０．４〜０．５にすることが推奨される。また、本発明のポリマーセメント組成物を用いた可塑状態のモルタルやコンクリートの施工法は制約されず、例えば左官鏝、ローラー、パテ等を使用した塗布、圧搾装置を使用した吹付け、流し込み等で施工を行うことができる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明する。
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）、フライアッシュ微粉（ブレーン比表面積３５００ｃｍ2／ｇ）、細骨材（天然６号けい砂）、スチレンブタジエンゴムラテックス系ポリマー（固型分４５％、商品名；太平洋ＣＸ−Ｂ、太平洋マテリアル株式会社製）、ゼオライト（商品名；日東ゼオライト＃７０、日東粉化工業株式会社製）、活性炭（ＢＥＴ比表面積１０００ｍ2／ｇ、開口気孔率約６０％）、メチルセルロース（信越化学工業株式会社社製）及び水から選定された材料を使用し、表１の配合量の混練物を強制練りミキサーを用いて作製した。ここで各混練物のフロー値をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準拠した方法で測定した結果、何れも１５０±１０ｍｍであった。
【００１６】
【表１】
2005187281.tif 000002
【００１７】
流動性の評価として、該フロー値の混練物約６０リットルをスクイズ式モルタルポンプ及びこれに繋がる約４０ｍ長さの圧送管によって高さ５ｍまで圧送したときの圧送性を調べた。支障なく圧送できたものを○、圧送中に閉塞したものや、最も早く全量圧送できたものに比べ５０％以上長い圧送時間を要したものを×とし、結果を表２に表す。次に、圧送管で支障なく圧送できた混練物を、圧送管先端部に取付けたノズルで、約２０ｍｍの施工厚さとなるようコンクリート製の天井板にほぼ垂直上向きに吹付けた。吹付け終了から約３０分後に、施工物の垂れ落ち状況を肉眼で確認した。施工物の垂れ落ちが認められず、且つ概ね２０ｍｍの施工厚さを確保できているものを○、それ以外の状況になったものは全て×とし、結果を表２に表す。更に、施工物の耐久性を把握するため、吹付け施工から７日後の施工物に対し、ひび割れ発生の有無及び剥落の有無を肉眼で調べた。ひび割れ及び剥落の何れも生じていなかったものを○、何れか一方でも生じていたものを×とし、結果を表２に表す。またこれらの評価とは別に、前記混練物（参考品Ｊを除く。）から４×４×１６ｃｍの硬化体（養生２８日）を作製し、ＪＩＳ  Ａ  １１７１に準拠した方法で吸水率を測定した。この結果も表２に表す。
【００１８】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のポリマーセメント組成物は、中性化、塩害、アルカリ骨材反応等によって劣化したモルタルやコンクリート質構築物の補修や改修等の使用に適し、とりわけ断面修復対象箇所が深い鉄筋コンクリートの補修・修復材としての用途に適し、また補修、修復、改修等の存在箇所も施工後極短時間に強力な付着性を発現できるため何れの状態であっも適応でき、その施工も様々な工法を用いて行うことができるため工法が殆ど制約されない。また、ポリマーセメント組成物は、例えばトンネル等の吹付け材、止水材、グラウト、壁材、或いは製品など補修や改修以外の目的にも十分使用することができる。