(57)【要約】【課題】  セメント混和用ポリマーを用いたポリマーセメント系タイル目地用モルタルであって、高変形追従性、防水性及び透気性を同時に有するポリマーセメント系タイル目地用モルタル及びその経済的な製造法を提供する。【解決手段】  ポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維及び界面活性剤系起泡剤を含有し、前記ポリアクリル酸エステル系ポリマーのガラス転移温度は−２０℃以下であり、前記ポリアクリル酸エステル系ポリマーと超速硬系ポリマーセメントとのポリマーセメント比（固形分）は２０〜８０％であり、また、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に、界面活性剤系起泡剤は０．１〜５．０重量部含有されるものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維、界面活性剤系起泡剤及び細骨材を含有し、前記ポリマーセメント（固形分）比が２０〜８０％で、前記界面活性剤系起泡剤は、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部の割合で配合されていることを特徴とする、ポリマーセメント系タイル目地用モルタル。
【請求項２】
請求項１記載のポリマーセメント系タイル目地用モルタルにおいて、ポリアクリル酸エステル系ポリマーのガラス転移温度が−２０℃以下であることを特徴とする、ポリマーセメント系タイル目地用モルタル。
【請求項３】
請求項１記載のポリマーセメント系タイル目地用モルタルにおいて、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、綿状繊維は０．１〜５．０重量部含有されることを特徴とする、ポリマーセメント系タイル目地用モルタル。
【請求項４】
ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを製造するあたり、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維及び界面活性剤を混練する際に、予め界面活性剤系起泡剤を混和用ポリマーディスパージョンあるいは混練水に添加することを特徴とするポリマーセメント系タイル目地用モルタルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーセメント系タイル目地用モルタル及びその製造方法に関し、特にコンクリート壁面等に圧着されたタイルや石材等の建材間を充填する目地用モルタルであって、変形追従性、防水性及び透気性を同時に有する、ポリマーセメント系タイル目地用モルタル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイル目地用モルタルは、主成分にセメントと細骨材とを混合したセメントモルタル系、セメント、細骨材および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（以下、セメント混和用ポリマー）を混合したポリマーセメントモルタル系が使用されてきた。
【０００３】
しかし、これらの従来のセメントモルタル系、ポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、タイルや石材等の建材の外的環境要因等による膨張、収縮に対し、順応性が低く、目地材自身のひび割れ、タイルや石材等の建材と目地材との縁切れが発生し、目地材に求められる応力緩和性能、変形追従性能、付着性能、防水性能を十分に発揮することができない。
【０００４】
また、ポリマーセメントモルタルの変形追従性を高める為に弾性ポリマーエマルシ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研究が行われ、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、中塗り及び張り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。さらに、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。
【０００５】
しかし、セメント混和用ポリマー量を増加させると、モルタル表面に多量のポリマーフィルムを形成し、防水性は向上するものの透気性が低下する為、内部の水の蒸発を抑制し、モルタル内部が未硬化の状態となり、十分な強度発現が得られなくなる。また、硬化後に目地材と下地、あるいはタイルとの間に雨水等が入ることにより、付着力の低下、寒冷地等では凍結融解による浮きや剥離が生じる可能性も生じ、さらにはこれら背面水の存在はエフロレッセンスの発生を助長するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、セメント混和用ポリマーを用いたポリマーセメント系タイル目地用モルタルであって、応力緩和性、変形追従性、付着性、防水性及び透気性を同時に有したポリマーセメント系タイル目地用モルタルを提供することである。
すなわち、目地材に求められる強度発現性、応力緩和性能、変形追従性能、付着性能、防水性能および透気性能を同時に満足することができる、ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、上記本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルを、高価な材料を用いず、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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決する為、界面活性剤系起泡剤を添加した特定の構成成分を有するモルタルが、セメント混和用ポリマーが有する柔軟性を保持したまま、透気性と防水性とのバランスにも優れることを見出し、本発明をするに至った。
すなわち、本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維、界面活性剤系起泡剤及び細骨材を含有し、前記ポリマーセメント（固形分）比が２０〜８０％で、前記界面活性剤系起泡剤が、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部の割合で配合されていることを特徴とするものである。
【０００９】
好適には、上記本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルにおいて、ポリアクリル酸エステル系ポリマーのガラス転移温度が−２０℃以下であり、更に好適には、前記超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、綿状繊維が０．１〜５．０重量部含有されることを特徴とする。
【００１０】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルの製造方法は、上記本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルを製造するあたり、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維及び界面活性剤を混練する際に、予め界面活性剤起泡剤をポリアクリル酸エステル系ポリマーディスパージョンに添加してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、タイルや石材等の建材の外的環境要因等による膨張、収縮に対し、順応性を有し、目地材自身のひび割れ、タイルや石材等の建材と目地材との縁切れが発生することなく、応力緩和性能、変形追従性能、付着性能、防水性能および透気性に優れ、長期にわたり、美観的性能を保持することができるとともに、安価で経済的に有利なものである。
また、本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルの製造方法は、上記本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルを効率よく、経済的にかつ簡便に製造することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維及び界面活性剤系起泡剤を含有し、前記セメントポリマー（固形分）比が２０〜８０％で、前記界面活性剤系起泡剤が、セメント１００重量部に対して０．１〜５．０重量部の割合で配合されている。
このような構成とすることにより、高変形追従性、高通気性及び防水性等が良好な、上記効果を有するポリマーセメント系タイル目地用モルタルとすることができる。
【００１３】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルに用いることができる超速硬系セメントとは、例えば、カルシウムアルミネート系、カルシウムサルフォアルミネート系、カルシウムフルオロアルミネート系セメント等が例示される。
【００１４】
これらの超速硬系セメントは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１『セメントの物理試験方法−強さ試験』に準じて作製した４×４×１６ｃｍ供試体の圧縮強度が、混練後３時間で５Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは１０Ｎ／ｍｍ２以上となるものが使用できる。
【００１５】
ポルトランドセメントは、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もしくはその中に含まれる界面活性剤等の添加剤をポリマーセメント系タイル目地用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、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、内部が未硬化となり、その結果、モルタルのひび割れ発生や十分な強度が得られなくなる原因となる。
【００１６】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用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、液状の高分子エマルジョンやゴムラテックス、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、アクリル酸系ポリマーを用いることができる。
【００１７】
これらの混和用ポリマーは、得られるポリマーセメント系タイル目地用モルタルに対し主に変形追従性能を付与することを目的に使用される。変形追従性能、すなわち柔軟性能は、環境温度において大きく差異が生じるものであり、通常、低温下では引っ張り強度が増大するが同時に弾性係数増大するので、変形追従性能の少ないもろい材料となってしまう。
【００１８】
ポリマーセメント系タイル目地用モルタルの変形追従性能は、混和用ポリマーのガラス転移温度に大きく依存しており、本発明におけるポリマーセメント系タイル目地用モルタルに混合できる混和用ポリマーとしてのガラス転移温度は、−２０℃以下であるものを使用することができ、好ましくは−２０〜−６０℃、より好ましくは−２０〜−５０℃である。
【００１９】
かかる混和用ポリマーは、ポリマーセメント（固形分）比で、２０〜８０％、好ましくは、２０〜６０％となるように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、ポリマーセメント系タイル目地用モルタルの通気性を確保することができるからである。
【００２０】
さらに、本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルに用いることができる界面活性剤系気泡剤としては、アニオン系、カチオン系、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等の種々の合成界面活性剤及び天然界面活性剤を使用することができる。例えば、アニオン系界面活性剤としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、りん酸エステル塩、カチオン系界面活性剤としては、第一級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩、第四級アンモニウム塩、両性界面活性剤としては、アミノ酸型、ベタイン型、非イオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール型、多価アルコール型を例示することができ、天然界面活性剤としては、ケラチン加水分解物やコラーゲン加水分解物等が挙げられ、これらを単独でまたは混合して用いることができる。
【００２１】
これらの界面活性剤系起泡剤は、起泡剤成分により微細な気泡をポリマーセメント系タイル目地用モルタルに導入することで、防水性を保持したまま高い透気性能を付与することが可能となり、目地材に必要とされる十分な強度発現が得られ、下地への雨水等の進入による浮き、剥離、エフロレッセンスの発生を抑制できるため、美観的性能をも十分に満足することができる。
当該界面活性剤系起泡剤の混合量としては、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部で混入することが望ましい。０．１重量部未満では透気性能が低く、１日後の強度発現に影響を及ぼし、５．０重量部を超える場合では防水性能が低下する場合があり、好ましくない。
【００２２】
また、本発明のポリマーセメント系タイル目地用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。これらの繊維の繊維径及び繊維超等は特に限定されないが、繊維径２０μｍ以下で、繊維長２０００μｍ以下のものを好適に使用することで、ダレ性を更に改善できる。
【００２３】
これらの繊維の形状は綿状であるものを使用でき、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。
かかる綿状繊維の配合量は、超速硬系セメントと細骨材の合計１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部であることが好ましく、かかる範囲であると、更に、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発生を十分に抑制することができ、防水性能がより良好になるからである。
【００２４】
また、本発明で使用する超速硬性セメントには、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。
さらに、必要に応じて、他の公知の化学混和剤、例えば、増粘剤、減水剤等も、適宜添加することができる。
【００２５】
更に、本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルに配合することができるその他の成分のうち、細骨材としては、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。これらの細骨材の配合量は、通常、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望ましい。
【００２６】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、原材料である上記超速硬セメント、セメント混和用ポリマー、界面活性剤系起泡剤、綿状繊維、骨材及び水、必要に応じて上記公知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】
好適には、超速硬系セメント、ポリアクリル酸エステル系ポリマー、綿状繊維及び界面活性剤を混練する際に、予め界面活性剤起泡剤をポリアクリル酸エステル系ポリマーディスパージョンに添加することが、得られるモルタル中に気泡を含有させ、透気性を確保するために好ましい。
【００２８】
再乳化型樹脂を使用する場合、混練水量は、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１５〜８０％が好ましく、特に２０〜５０％が好ましい。かかる範囲で水を配合することにより、十分な作業性と十分な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。
【００２９】
このようにして得られた本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、超速硬系セメント、綿状繊維、特にガラス転位温度が−２０℃以下のセメント混和用ポリマー、界面活性剤系起泡剤を用いてポリマーセメントモルタルを得ていることにより、変形追従性、付着性、防水性及び透気性とを同時に有することができ、良好な強度発現が得られる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を次の実施例、比較例及び試験例により、詳細に説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜８）
表１に示す各原材料を用い、表２及び表３に示す配合割合で各材料を混練して、タイル目地用ポリマーセメントモルタルを調製した。ただし、予め界面活性剤起泡剤をポリアクリル酸エステル系ポリマーディスパージョンに添加したものを用いた。
【００３１】
【表１】
2005281036.tif 000002
上記表中、スミシールドＡは、硫酸エステル塩系アニオン界面活性剤である。
【００３２】
【表２】
2005281036.tif 000003
【００３３】
【表３】
2005281036.tif 000004
【００３４】
（試験例１；追従性評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを用い、「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法（ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９９）」に準拠して、標準状態試験体を使用して、材齢２８日における最大引張り強さを示した際の伸びを測定し、その結果を表４及び表５に示す。
また、上記測定結果の評価として、伸びが０．４ｍｍ以上のものを十分な追従性能を有するものと判断して、以下の評価方法で表した結果も表４及び表５にそれぞれ示す。
○；０．４ｍｍ以上      ×；０．４ｍｍ未満
【００３５】
（試験例２；防水性評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを用い、「表面被覆材の透水量試験方法（ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９９）」に準拠して、各試験体を作製し、その透水量を測定し、その結果を表４及び表５に示す。
また、上記測定結果の評価として、透水量が０．５ｍｌ／ｈ以下の場合に十分な防水性能を有するものと判断し、以下の評価方法で表した結果も表４及び表５にそれぞれ示す。
○；０．５ｍｌ／ｈ以下      ×；０．５ｍｌ／ｈを超える場合
【００３６】
（試験例３；透気性評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを１０×１０×１．５ｃｍの型枠に成型し、温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下において、２８日間養生を行って得られた各試験体に一定の載荷絶対圧力（Ｐ２）を加え、各試験体中を透過する空気量を測定する定圧法により空気量を測定して透気性の評価を行い、得られた空気量から以下の式より、透気係数を算出し、その結果を表４及び表５に示す。
Ｋ＝２ｄηＰ１Ｑ／｛（Ｐ２２−Ｐ１２）Ａ｝
ここで、上記式中、Ｋ；透気係数（ｍ２）、ｄ；試験体の厚さ（ｍ）、η；空気の粘性係数（Ｐａ・ｓ）、Ｑ；透気量（ｍ３／ｓ）、Ｐ２；載荷絶対圧力（ＭＰａ）、Ｐ１；大気圧（ＭＰａ）、Ａ；透過断面積（ｍ２）を示す。
なお、参照のために、設計基準強度２１Ｎ／ｍｍ２、スランプ１８ｃｍのコンクリートについて、同様の試験を行ったところ、透気係数は、１０−１８オーダーであった。
また、上記測定結果の評価として、透気係数が１０−１７オーダー以上の場合に十分な透気性を有するものと判断し、以下の評価方法で表した結果も表４及び表５にそれぞれ示す。
○；１０−１７以上      ×；１０−１８オーダー以下
【００３７】
（試験例４；タレ評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを用い、「モルタル工用断面修復材の品質規格試験方法（日本道路公団）」に準拠し、ＪＩＳ  Ａ  ５３０４に規定するコンクリート板に厚さ２０ｃｍのスペーサーを取り付け、上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメントモルタル系タイル用目地材を、直ちにスペーサー一杯に入れ、タレ、すべり、剥がれが生じていないかを目視で評価した。その結果を表４及び表５に示す。
○；タレ、すべり、剥がれが観察されず
×；タレ、すべり、剥がれのいずれかが発生
【００３８】
（試験例５；硬化性評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを用い、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、脱型時の状態を目視および指触で評価した。その結果を表４及び表５に示す。
○；硬化    ×；未硬化またはひび割れが発生
【００３９】
（試験例６；白華発生評価）
上記実施例１〜５及び比較例１〜８で得られた各ポリマーセメント系タイル目地用モルタルを用い、ＪＩＳ  Ａ  ５３０４に規定するコンクリート板に２０ｍｍの厚さで、上記実施例１〜４及び比較例１〜７で得られた各ポリマーセメントモルタル系タイル用目地材を充填し、コテで水平にした後、温度５℃、湿度８５％ＲＨにおいて２８日間養生した後、白華が発生していないかを目視で評価した。その結果を表４及び表５に示す。
○；なし      ×；発生
【００４０】
【表４】
2005281036.tif 000005
【００４１】
【表５】
2005281036.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のポリマーセメント系タイル目地用モルタルは、タイルや石材等の建材の膨張、収縮に対し、十分な変形追従性が得られ、ひび割れや縁切れ等の発生を抑制することが可能であるため、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の外壁へ張り付けたタイルの目地用モルタルとして、有用に用いることができる。