(57)【要約】【課題】  セメントペーストやモルタル等のセメント組成物において乾燥ひび割れの発生を防止するに当たり界面活性成分を有効成分とする収縮低減剤を用いると白華が生じ易くなる。このような乾燥収縮低減剤に白華防止剤を併用しても白華や色ムラの発生を防止することが困難であったことから、表面美観向上効果のある乾燥ひび割れ防止用混和材の提供及び該混和材を用いた美観性に優れる高いひび割れ抵抗性のセメント組成物を提供する。【解決手段】  有機系収縮低減剤及び珪藻土を含有してなるひび割れ防止用混和材、さらに石灰石粉を含有してなる前記混和材及び該ひび割れ防止用混和材を含有してなるセメント組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系収縮低減剤及び珪藻土を含有してなるひび割れ防止用混和材。
【請求項２】
さらに、石灰石粉を含有してなる請求項１記載のひび割れ防止用混和材。
【請求項３】
さらに、エトリンガイト生成物質及び／又は生石灰を有効成分とする膨張材を含有してなる請求項１又は２記載のひび割れ防止用混和材。
【請求項４】
請求項１〜３何れか記載のひび割れ防止用混和材とセメントを含有してなるセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント組成物の乾燥時のひび割れを防止するための混和材および乾燥時のひび割れ抵抗性が高く、美観にも優れたセメント組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントペースト、モルタル、コンクリートなどのセメントを硬化結合相とする組成物は、水和反応後の乾燥で、組成物の毛細管状空隙に存在する水が蒸発する際にメニスカスが形成され、毛細管張力が生じて組成物硬化体に収縮歪みが生じる。この歪みがセメント組成物硬化体の乾燥ひび割れ発現に繋がる。乾燥ひび割れは一般に硬化体表面に多数の比較的微細な亀裂として現れるため、物理的性状への影響はもとより、表面美観に及ぼす影響も大きい。セメント組成物硬化体の乾燥ひび割れを防ぐには、界面活性物質で毛細管状空隙内の水の表面張力を低下させるのが効果的であり、各種の有機系界面活性物質を有効成分とする収縮低減剤が知られている。（例えば、特許文献１〜５参照。）
【０００３】
一方で、界面活性成分を使用すると、セメント等から水中に溶出し、細孔内での水の表面張力によって滞留していたカルシウムイオンが、水の表面張力の低下に伴い、蒸発水と共にセメント組成物表面に搬送・浮上して蓄積化し、白華が現れ易くなる。白華の発生による硬化体表面美観の低下を嫌う場合、一般にはカルシウムイオンと反応して不溶性化合物を生成し易い物質を有効成分とする白華防止剤を使用することが行われている。（例えば、特許文献６参照。）しかし、白華防止剤を収縮低減剤と併用しても、乾燥ひび割れの抑制には相応の有効性が見られるものの、白華防止剤有効成分と反応して生成された不溶性のカルシウム化合物が組成物内部に安定して留まらずに、増大する蒸発水と共に表面に搬送されることが多々見られ、これが硬化体表面の色ムラや変色となったり、生成物によっては白華原因となることもあり、とりわけ外装建材用などのセメント系硬化体で重視される表面美感の確保は容易でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−３７２５９号公報
【特許文献２】特公昭６２−１０９４７号公報
【特許文献３】特公平６−６５００号公報
【特許文献４】特開２００５−１３２６８７号公報
【特許文献５】特開２０１０−２２２１９５号公報
【特許文献６】特開平１１−６０３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記問題の解決、即ち、セメントペーストやモルタル等のセメント組成物において乾燥ひび割れの発生を防止するに当たり界面活性成分を有効成分とする収縮低減剤を用いると白華が生じ易くなる。このような乾燥収縮低減剤に白華防止剤を併用しても白華や色ムラの発生を防止することが困難であったことから、表面美観向上効果のある乾燥ひび割れ防止用混和材の提供及び該混和材を用いた美観性に優れる高いひび割れ抵抗性のセメント組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、白華の発生程度は乾燥化によるモルタル等のセメント組成物からの水分の表面への移動量が多いものほど白華発生も概して多く、水分の表面への移動量は収縮低減剤の含有量に比例して多くなる傾向があるという知見から、水分中に溶出したカルシウムイオンをセメント組成物の内部で捕捉・固定化できる材料を見いだすべく検討を重ねた結果、モルタルやコンクリート用の有機系収縮低減剤と高多孔質珪藻土の併用によって前記課題が解決できたことから本発明を完成させた。
【０００７】
即ち、本発明は、次の［１］〜［３］で表される乾燥ひび割れ防止剤、および［４］で表されるセメント組成物である。
［１］有機系収縮低減剤及び珪藻土を含有してなるひび割れ防止用混和材。
［２］さらに、石灰石粉を含有してなる前記［１］のひび割れ防止用混和材。
［３］さらに、エトリンガイト生成物質及び／又は生石灰を有効成分とする膨張材を含有してなる前記［１］又は［２］のひび割れ防止用混和材。
［４］前記［１］〜［３］の何れかのひび割れ防止用混和材とセメントを含有してなる前記［１］〜［３］の何れかのセメント組成物。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のひび割れ防止用混和材は、モルタル等のセメント組成物に混和することで、優れた乾燥収縮低減作用を発現して乾燥ひび割れの発生を著しく抑制でき、しかも、界面活性成分の導入によって発生し易くなる白華も抑制でき、色ムラも起こり難いので、表面美観を損なわずして乾燥ひび割れが入り難いセメント組成物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材は、有機系の界面活性物質を有効成分とする有機系収縮低減剤を必須含有する。このような有機系の界面活性物質としては、モルタルやコンクリートに使用でき、乾燥収縮の抑制作用を有するものであれば特に限定されない。具体例として、低級アルコールアルキレンオキシド付加物、ポリエーテル、グリコールエーテル誘導体、プロピレングリコールエーテル類等が挙げられる。好ましくは、特に強力な乾燥収縮抑制作用を有することから、低級アルコールアルキレンオキシド付加物を有効成分とするものが推奨される。本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材中の有機系収縮低減剤の含有量は、特に制限されるものではないが、好ましくは５〜８０質量％とする。５質量％未満ではひび割れ低減効果が十分得られないことがあって適当ではなく、また、８０質量％を超えると硬化体の表面美観が低下する場合があるので適当ではない。
【００１０】
また、本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材は、珪藻土を必須含有する。珪藻土は、珪藻の殻の化石の堆積物からなるもので、二酸化ケイ素を主成分し、一般に連通する開口気孔が気孔の大部分を占める多孔質体である。珪藻土を含有することで、セメント組成物の白華発生の抑制や色斑等も発生し難くなり、美感向上に寄与する。本発明では、例えば濾過剤や建材用として一般に市販されている珪藻土なら何れのものでも使用でき、特に限定はされない。使用に際し、好ましくは粒径を概ね５〜３０μｍ程度にすべく粉砕する。このような粒度調整を施すと混和時の混合性がより良好になる。また、本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材中の珪藻土の含有量は、特に制限されるものではない。好ましくは、前記有機系収縮低減剤の含有量１００質量部に対し、３０〜１０００質量部含有すれば良い。３０質量部未満の含有量では白華発生を抑制し難くなることがあるので適当ではなく、１００質量部を超えると強度発現性が低下することがあるので適当ではない。
【００１１】
また、本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材は、好ましくは、さらに石灰石粉を含有する乾燥ひび割れ防止用混和材混和材である。石灰石粉は、ブレーン比表面積３５００ｃｍ2／ｇ以上の粉末が好適に使用できる。ブレーン比表面積３５００ｃｍ2／ｇ未満のものは、セメント組成物中に均一分散し難くなるので適当ではない。石灰石粉は、水性スラリー化するとセメント組成物中で発生するカルシウムイオンの炭酸化を促進し、組成物内部に固定化する作用を具備し、よって水分蒸発プロセスに伴ってセメント組成物表面に浮上するカルシウムイオンを激減でき、白華現象を防ぐことができる。この作用は前記の珪藻土による白華抑制作用を補完し、より強力に白華を防ぐことができる。また、本発明の乾燥ひび割れ防止用混和材中の石灰石粉の含有量は、特に制限されるものではない。好ましくは、前記有機系収縮低減剤の含有量１００質量部に対し、５００〜２０００質量部含有すれば良い。石灰石粉の含有量が５００質量部未満では配合効果が実質得られ無いことがあるので適当ではなく、また２０００質量部を超えると強度発現性が低下し易くなるので適当ではない。
【００１２】
また、本発明のひび割れ防止用混和材は、好ましくは、さらにエトリンガイト生成物質及び／又は生石灰を有効成分とする膨張材を含有するひび割れ防止用混和材である。膨張材を含有によってより強力なひび割れ抑制効果を得ることができる。エトリンガイト生成物質とは、水和反応によってエトリンガイトを生成できる物質であれば特に限定されない。具体例としては、カルシウムアルミネートと石膏の混合物、又はカルシウムサルホアルミネート等を挙げることができる。エトリンガイト生成物質を有効成分とする膨張材と生石灰を有効成分とする膨張材を併用することもでき、その場合の両者の含有割合は制限されない。使用する膨張材の粒度は特に限定されない。また、本発明のひび割れ防止用混和材中の膨張材の含有量は、特に制限されるものではない。好ましくは、前記有機系収縮低減剤の含有量１００質量部に対し、１００〜２０００質量部含有すれば良い。膨張材の含有量が１００質量部未満では配合効果が実質得られ無いことがあるので適当ではなく、また２０００質量部を超えると過膨張による膨張亀裂が発生することがあるので適当ではない。
【００１３】
また、本発明のセメント組成物は、前記本発明による乾燥ひび割れ防止用混和材とセメントと水を含有してなるものである。セメントは何れのものでも使用でき、具体的には、例えば普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等の各種ポルトランドセメント、高炉セメントやフライアッシュセメントのような各種混合セメント、白色セメント、エコセメント又はアルミナセメントのような特殊セメント等を挙げることができ、二種以上併用しても良い。各構成材の配合量は特に限定されない。好ましくはセメント１００質量部に対し、前記本発明によるひび割れ防止用混和材０．２〜１５質量部、水２０〜１００質量部を含有したものとする。該混和材０．２質量部未満では十分な白華防止効果が得られないことがあるので適当ではなく、また、１５質量部を超えると強度発現性が低下することがあるため適当ではない。また水が、２０質量部未満では特に左官工法などで施工する場合の施工性が低下し易くなるので適当ではなく、１００質量部を超えると強度低下を起こすことがあるので適当ではない。本発明のセメント組成物は、前記以外の配合成分、例えば細骨材、減水剤（分散剤）、撥水剤、保水剤、ポゾラン反応性物質、繊維、増粘剤等を、本発明の効果を喪失させない範囲で含有するものであっても良い。
【実施例】
【００１４】
以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明はここに表す実施例に限定されるものではない。
【００１５】
次のＡ１〜Ｅから選定された材料を用い、表１に記載の配合量となるよう小型粉体ミキサーに入れ６０秒間常温下で混合し、混和材を作製した。
Ａ１；低級アルコールアルキレンオキシド付加物を有効成分とする収縮低減剤（太平洋マテリアル社製「テトラガード」）
Ａ２；ポリエーテル誘導体を有効成分とする収縮低減剤（竹本油脂社製「ヒビダン」）
Ｂ；淡水産珪藻土（嵩密度０．４５ｇ／ｃｍ3、平均粒径１２μｍ）
Ｃ；石灰石粉（ＣａＣＯ3含有量＞９５％、ブレーン比表面積４０００ｃｍ2／ｇ）
Ｄ１；セピオライト（直径約０．１μｍ、長さ約５μｍの針状結晶体）
Ｄ２；アタパルジャイト（平均粒径４μｍの含水マグネシウムケイ酸塩系粘土鉱物）
Ｅ；生石灰系膨張材（太平洋マテリアル社製「エクスパン構造用」）
【００１６】
【表１】
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【００１７】
次いで、該混和材と次のＦ〜Ｈ２から選定される材料及び水を用い、表２に記載する配合量となるようホバートミキサーに入れ１２０秒間常温下で混合し、モルタルを作製した。
Ｆ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
Ｇ；細骨材（山形産珪砂、Ｆ.Ｍ.＝２．５）
Ｈ１；メチルセルロース系増粘剤（松本油脂株式会社製「マーポローズ９０ＭＰ−４Ｔ」）
Ｈ２；ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（花王社製「マイティ−１００」）
【００１８】
【表２】
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【００１９】
このモルタルに対し、次の（１）〜（３）の評価を行った。その結果を表３に表す。
（１）白華防止等による美観向上性の評価；コンクリート製平板の一表面（１０００×２０００ｍｍ）に、モルタルを厚さ１０ｍｍとなるよう鏝塗りし、気温約５〜２０℃の屋外環境下に７日間放置した。放置後の白華発生状況を調べ、肉眼で明白に白華が確認されなかったものを白華発生無しと判断し、白華防止ができた（○）と評価した。また、また、白華は明白には認められなかったが、色ムラが見られたものを美観未向上（△）とした。これら以外の状態のものはを白華防止できていない（×）と評価した。
【００２０】
（２）ひび割れ抵抗性；前記と同様のコンクリート平板上にモルタルを厚さ１０ｍｍとなるよう鏝塗りし、同様の環境下で２８日間放置後のモルタル表面のひび割れ発生状況を目視で調べた。ひび割れが明白には見られなかったものをひび割れ抵抗性あり（○）と評価し、それ以外の状況となったものをひび割れ抵抗性が劣る（×）と評価した。
【００２１】
（３）圧縮強度；作製したモルタルの材齢２８日試験体（寸法４０×４０×１６０ｍｍ）に対し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じた方法で圧縮強度を測定した。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
表３の結果より、本発明の混和材を使用したモルタルは、何れもひび割れが確認されずしかも白華等の美観性低下に繋がる現象も起こっていないことがわかる。しかも、本発明によるモルタルは、圧縮強度を始めとす硬化体物性に支障を生じることなく所定の効果が得られたことがわかる。