(57)【要約】【課題】壁面に直接塗り付け施工した場合にも施工後の補修の必要性を減少させることができ、また天候等によって研磨作業を開始すべき時間を大きく変更する必要もないセメント系複合材料及びそれを用いた壁施工方法を提供する。【解決手段】本発明のセメント系複合材料は、セメントと、自然石の粉体と、セメント重量に対して３〜３０重量％の合成樹脂系結合剤（酢酸ビニル−エチレン共重合体）とからなる。またこのセメント系複合材料に、平均粒径２μｍ以下の粘土を、セメントと自然石の粉体との合計重量に対して１〜３０重量％の比率で更に添加してもよい。この材料を水とともに混合して壁基体上に塗り付け、半乾燥状態でその表面をグラインダー等により研磨加工する。【選択図】  図４
2007001816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、自然石の粉体と、セメント重量に対して３〜３０重量％の合成樹脂系結合剤とからなることを特徴とするセメント系複合材料。
【請求項２】
請求項１記載のセメント系複合材料に、平均粒径２００μｍ以下の土を、セメントと自然石の粉体との合計重量に対して１〜３０重量％の比率で更に添加したことを特徴とするセメント系複合材料。
【請求項３】
土が、平均粒径２μｍ以下の粘土であることを特徴とする請求項２記載のセメント系複合材料。
【請求項４】
合成樹脂系結合剤として、酢酸ビニル−エチレン共重合体またはアクリル樹脂を用いたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のセメント系複合材料。
【請求項５】
請求項４に記載のセメント系複合材料を水とともに混合して壁基体上に塗り付け、半乾燥状態でその表面を研磨加工することを特徴とする壁施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建築物の内外壁面やエクステリア等に使用されるセメント系複合材料及びそれを用いた壁施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白セメント中に骨材とともに自然石の粉体を混合した建築材料が、人造石、擬石などの名称で知られている。この建築材料は自然石に特有の色彩を示すため、通常のコンクリートよりも自然環境になじみ易い景観建材として、広く普及しつつあり、建築物の外壁面やエクステリア等に使用されている。また非特許文献１に記載のように、この材料は表面を研磨加工することにより自然石に近い風合いを出すことができる。
【０００３】
ところがこの素材は温度や湿度に敏感な性質があり、多くの場合には工場において一定条件下で成形されている。しかし、現場において壁面に直接塗り付け施工した場合には、ヒビが入ったり、欠けたり、崩れたりし易く、その補修に手間が掛かるという問題があった。
【０００４】
また研磨により自然石の風合いを出すには半乾燥の状態で研磨作業を行うことが望ましいが、そのタイミングの見極めには相当の経験を要する。すなわち、直射日光を受ける現場では硬化が速く進行し、日陰や室内では硬化速度が遅くなる。また天候や湿度による硬化速度の変化も大きく、壁面に塗り上げてから研磨作業を開始すべき時間も、早い場合は１時間、遅い場合は１０時間というように大きくばらつく。このため作業性が悪く、仕上がりにも大きなバラツキを生じていた。さらにこの素材は、施工後の外観が石材建築を主流とする洋風になりやすく、日本風の土壁のような外観は得られないという別の問題もあった。
【非特許文献１】建築材料ハンドブック（岸谷孝一編）技法堂出版、２２７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の第１の目的は、壁面に直接塗り付け施工した場合にも施工後の補修の必要性を減少させることができ、また天候等によって研磨作業を開始すべき時間を大きく変更する必要もなく、常に安定した研磨作業が可能なセメント系複合材料及びそれを用いた壁施工方法を提供することである。また本発明の第２の目的は、第１の目的を達成することができ、しかも日本風の土壁のような外観を出すことができるセメント系複合材料及びそれを用いた壁施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した第１の目的を達成するためになされた請求項１のセメント系複合材料は、セメントと、自然石の粉体と、セメント重量に対して３〜３０重量％の合成樹脂系結合剤とからなることを特徴とするものである。また第２の目的を達成するためになされた請求項２のセメント系複合材料は、請求項１記載のセメント系複合材料に、平均粒径２００μｍ以下の土を、セメントと自然石の粉体との合計重量に対して１〜３０重量％の比率で更に添加したことを特徴とするものである。この土は、平均粒径２μｍ以下の粘土であることが特に好ましい。なお、合成樹脂系結合剤として、酢酸ビニル−エチレン共重合体またはアクリル樹脂を用いることができる。
【０００７】
また本発明の壁施工方法は、上記のセメント系複合材料を水とともに混合して壁基体上に塗り付け、半乾燥状態でその表面をグラインダー等により研磨加工することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセメント系複合材料は、セメントと、自然石の粉体と、セメント重量に対して３０〜７０重量％の合成樹脂系結合剤とからなるものであり、壁面に直接塗り付け施工した場合にも、施工後の温度や湿度の影響を受けにくいうえ、粘性のある合成樹脂系結合剤の作用により、ヒビ、欠け、崩れなどが生じにくい壁面を構成することができる。
【０００９】
また本発明のセメント系複合材料は、混合開始と同時に硬化を開始するが、温度や湿度の影響を受けにくい性質を持つので、混合開始後、数時間（４〜５時間程度）を経過した時に研磨加工を行えば、常に安定して表面光沢を出すことができ、自然石のような風合いを得ることができる。このため従来のように施行場所や天候等によって研磨作業を開始すべき時間を大きく変更する必要もなく、常に安定した研磨作業が可能である。
【００１０】
また請求項２のように、平均粒径２００μｍ以下の土をセメントと自然石の粉体との合計重量に対して１〜３０重量％の比率で更に添加すれば、従来のセメント系複合材料では得られなかった日本風の土壁のような外観を出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
請求項１の発明のセメント系複合材料は、セメントと、自然石の粉体と、合成樹脂結合剤とからなる３成分系のものである。セメントとしては、自然石の色彩を損なわないホワイトセメントが好ましい。自然石の粉体としては各種のものが使用でき、ブラジル産クォーツサイト、ドイツ産ライムストーン、インド産サンドストーン等の輸入石のほか、国産の石灰石など、各種自然石の粉体を使用することができる。その粒径は、３ｍｍ以下とすることが好ましく、１ｍｍ以下とすることがより好ましい。この自然石の粉体は自然石のような風合いを出すために用いられるものであるが、砂に代わるセメント骨材としての役割も持つ。セメントに対する自然石の粉体の混合量は、重量比でセメント１に対し０.８〜１.２程度とすることが好ましい。
【００１２】
合成樹脂結合剤は、温度や湿度の影響を受けにくくするとともに、ヒビ、ワレ、カケなどを減少させるための成分であり、特に酢酸ビニル−エチレン共重合体を使用することが好ましい。酢酸ビニル−エチレン共重合体は例えば住友化学工業から「スミカフレックス」の商品名で販売されている粉末を使用することができる。この「スミカフレックス」は約１０％の無定形シリカが添加されているが、本明細書及び請求項における酢酸ビニル−エチレン共重合体の重量は、この無定形シリカのような添加物の重量をも含むものとする。この粉末は水と混合するとエマルジョンとなり、セメントと混合される。なお、酢酸ビニル−エチレン共重合体の代わりに、アクリル樹脂系の合成樹脂結合剤を使用することもできる。
【００１３】
合成樹脂結合剤の混合量は、セメント重量に対して３〜３０重量％とする。図１はセメントと自然石の粉体を１：１とし、合成樹脂結合剤（酢酸ビニル−エチレン共重合体）の混合割合を変化させ、壁施工後のヒビの発生状況を観察した結果を示すグラフである。図１に示されるように、３％を越えるとヒビの発生率が急激に低下する。上限を３０重量％としたのは、これ以上混合すると壁面の硬度が低下するためである。
【００１４】
上記したセメントと自然石の粉体と合成樹脂結合剤とからなる３成分系のセメント系複合材料は、適量の水とともに混合されて壁基体上に塗り付けられる。混合開始と同時に硬化が始まるが、これはセメントの水和反応により結晶成長が急速に進捗して行くためである。図２はセメントと自然石の粉体と合成樹脂結合剤（酢酸ビニル−エチレン共重合体）を１：１：０.０５の重量比で混合した場合の硬化状態を示すグラフであり、周囲温度が３０〜３３℃、２２〜２５℃、８〜１０℃の場合が図示されている。
【００１５】
図２のように、本発明の材料は周囲温度によるバラツキはあるものの、硬化開始後４〜５時間後には４０〜８０％の半硬化状態となるので、グラインダー等による表面研磨加工を行うことで、自然石の風合いを発揮させることができる。なお、本発明の材料は最終強度の７０％以上の硬化状態となっても容易に研摩加工が可能であり、研摩砥石の摩耗は従来品の５０％程度に抑制することができる。このように、本発明の材料は温度や湿度にかかわらず、硬化開始後４〜５時間後に研磨加工を行えばよく、従来品のように周囲温度等によって研摩加工を行う時間を大きく変化させる必要はない。
【００１６】
以上に説明した請求項１記載のセメント系複合材料は３成分系のものであったが、請求項２の発明では、請求項１記載のセメント系複合材料に更に土が添加される。土としては平均粒径２００μｍ以下のものを用いることができ、これよりも粒径が大きいと研磨しても光沢を出しにくくなる。請求項２の発明における土は、硬化後の面粗度を改良して美的効果を醸し出すとともに、研摩作業による光の反射効果を向上させることを目的として添加されるものであり、セメント水和反応による結晶粒間を微細な土の粒子が埋めることによってこのような効果が得られる。従って土の粒子はできるだけ細かいことが好ましく、特に平均粒子径が２μｍ以下の粘土を用いた場合に、最も優れた美的効果を得ることができる。
【００１７】
土の種類は特に限定されるものではなく、世界各地で出土する様々な土を用い、色彩豊かな色調を出すことができる。またセメント、自然石の粉末、合成樹脂結合剤は共通の材料とし、混入させる土の種類を変えるだけで様々な色合いや風味を出すことができる。土の混合量は、セメントと自然石の粉体との合計重量に対して１〜３０重量％の比率とする。これよりも少ないと土の色調が出にくく、多すぎると強度が低下してヒビ、ワレ等を生じ易くなる。
【００１８】
この請求項２記載のセメント系複合材料も請求項１の材料と同様、適量の水とともに混合されて壁基体上に塗り付けられる。そして混合開始後４〜５時間後には４０〜８０％の半硬化状態となるので、グラインダー等による研磨加工を行うことにより、独特の風合いを生じさせることができる。例えば陶土と呼ばれる平均粒子径が２μｍ以下の粘土を混合することにより、セメント系複合材料でありながら、日本古来の土壁のような外観を生じさせることができる。
【００１９】
図３は請求項２記載のセメント系複合材料を用いた壁面の、時間の経過による研磨面の光沢の変化を示すグラフである。温度２２〜２４℃の室内における場合にも、温度６〜９℃の屋外における場合にも、混合開始から２４時間経過後には十分に光沢のある状態で安定する。また硬度についても請求項１の発明と同様に、屋外、屋内ともに１０時間経過後にはほぼ最終硬度に到達する。さらに研摩面の表面粗度を測定したところ、従来品ではＲａ＝１９.５μｍであったが、粘土を混入した本発明品ではＲａ＝７.９μｍであり、表面光沢が大幅に上昇したことが確認された。
【００２０】
なお、請求項１、２のセメント系複合材料には、銀イオン等を有効成分とする抗菌剤を添加することもできる。このような抗菌剤としては、アパタイトやゼオライトに銀イオンを担持させたものが代表的であるが、銀イオンを含有する液体を水に直接添加することもできる。これにより壁面に抗菌、抗カビ、防臭などの効果を発揮させることができる。
【００２１】
また、請求項１、２のセメント系複合材料には、TiO2粉末を添加することもできる。その粒径は０.１〜３ｍｍ程度が適当である。TiO2粉末の光触媒効果により、長期間にわたり自浄作用を生じいつまでも美観を保つことができ、特に太陽光を受ける外壁に用いた場合に効果が大きい。
【００２２】
このほか、セメントとともに使用される硬化強化剤を混合したり、着色効果を高めるための無機顔料を混合したりするなど、セメント系建築材料の技術分野において通常用いられている添加物を適量混合してもよいことはいうまでもない。
以下に本発明の実施例を示す。
【実施例１】
【００２３】
ホワイトセメント１００重量部、自然石（石灰石）粉末１００重量部、合成樹脂結合剤（スミカフレックス）４重量部を、適量の水と混合した。この混合物を予めプライマーにより下地処理された建物の外壁の壁基体上に鏝で約１ｃｍの厚さに塗り付け、スポンジローラによって表面を粗く仕上げ、更に鏝で均した。混合開始後４時間を経過し、全体が半乾燥状態となったときにその表面をグラインダーによって研磨加工し、最後に表面の粉塵を落とし、那智石を用いてグラインダーの刃の跡を消して平滑面とした。この結果、自然石に特有の色彩及び風合いのある壁面が得られた。この壁面は施工後一ヶ月を経過しても、ヒビ、ワレ、カケ等は生じていない。この工程の概要を図４に示す。
【実施例２】
【００２４】
ホワイトセメント１００重量部、自然石（石灰石）粉末１００重量部、合成樹脂結合剤（スミカフレックス）５重量部、陶土２０重量部を適量の水と混合した。使用した陶土は愛知県瀬戸産で、平均粒径は２μｍ以下の黄色の陶土である。これらの混合物を予めプライマーにより下地処理された建物の外壁の壁基体上に鏝で約１ｃｍの厚さに塗り付けた。混合開始後５時間を経過し、全体が半乾燥状態となったときにその表面をグラインダーによって研磨加工し、最後に表面の粉塵を落とし、那智石を用いてグラインダーの刃の跡を消して平滑面とした。この結果、黄土色で日本古来の土壁のような外観を呈する光沢ある壁面が得られた。この壁面も施工後一ヶ月を経過しても、ヒビ、ワレ、カケ等は生じていない。この工程の概要を図５に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】合成樹脂結合剤の混合率とヒビ発生率との関係を示すグラフである。
【図２】混合後の放置時間による硬化状態の変化を示すグラフである。
【図３】混合後の時間の経過による光沢の変化を示すグラフである。
【図４】実施例１の工程概要を示すブロック図である。
【図５】実施例２の工程概要を示すブロック図である。
【図１】
2007001816.tif 000003
【図２】
2007001816.tif 000004
【図３】
2007001816.tif 000005
【図４】
2007001816.tif 000006
【図５】
2007001816.tif 000007