(57)【要約】【課題】「製紙スラッジ灰」を有効に利用することができて、セルフレベリング機能を確実に発揮し、しかも施工後に収縮することが非常に少ないセルフレベリング材を生成するのに有効な組成物、この組成物を使用したセルフレベリング材、そしてこのセルフレベリング材を使用したセルフレベリング施工方法を提供すること。【解決手段】製紙スラッジ灰と、炭酸カルシウム粉末と、減水剤と、増粘剤とを原料とするセルフレベリング材用の組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙スラッジ灰と、炭酸カルシウム粉末と、減水剤と、増粘剤とを原料とするセルフレベリング材用の組成物。
【請求項２】
製紙スラッジ灰を２５〜５５重量部と、炭酸カルシウム粉末を４５〜７５重量部と、減水剤及び増粘剤をそれぞれ０．２〜２．０重量部とを原料とするセルフレベリング材用の組成物。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉とを原料とするセルフレベリング材。
【請求項４】
製紙スラッジ灰を３０〜６０重量部と、炭酸カルシウム粉末を５０〜９０重量部と、セメント粉を１００重量部と、減水剤及び増粘剤を０．３〜３．０重量部とを原料とするセルフレベリング材。
【請求項５】
セルフレベリング材施工現場において、前記請求項１または請求項２のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉と、水とを混合してセルフレベリング材を生成し、このセルフレベリング材を施工するようにしたことを特徴とするセルフレベリング材施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベタ基礎や布基礎等の基礎を施工する際に利用されるセルフレベリング材、その組成物、及びセルフレベリング材の施工方法に関し、特に、必要とされる機能を損なわないで廃棄物を有効に利用することのできるセルフレベリング材、その組成物、及びセルフレベリング材の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベタ基礎や布基礎等の基礎は、その完成後の表面が完全な水平面を有していなければならないが、従来より一般に行われていた基礎施工では、コンクリート等で大まかな基礎を形成しておいて、モルタルのコテ作業等によって基礎の上面を水平状に均すことがなされていた。しかし、このような言わば手作業では、非常に手間も時間も掛かるだけでなく、完全に水平面を形成することが困難であるため、近年では、通常「セルフレベリング材」を使用した基礎施工が実施されている。
【０００３】
このようなセルフレベリング材としては、例えば特許文献１に詳しい。この特許文献１に記載されているセルフレベリング材は、「産業廃棄物であるパルプスラッジを焼成処理して得られるＰＳ灰を有効利用して、従来より軽量で、湿気が早く取れ、型枠すき間などからの材料の流失が少ない、施工性，経済性に優れ且つ廃棄物処理にも寄与し得る軽量無機レベリング材を提供する」ことを目的として、「セメント系のセルフレベリング材の無機水硬性粉末と微細珪砂と混和剤との混合物に、焼成パルプスラッジ（ＰＳ灰）と無機増粘材とをドライブレンドし、練り混ぜ水を混合し」たものである。
【０００４】
また、このようなセルフレベリング材を記載しているものとして特許文献２がある。
【特許文献１】特開平１０−２１８６５０号公報、要約
【特許文献２】特開２００３−２６７７７１号公報、要約
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年においては、日本国内はもとより世界中で、「紙」についてもリサイクルが盛んに行われてきており、再生紙を作る際に「製紙スラッジ」が大量に発生するようになってきている。この「製紙スラッジ」は、再生紙を作った際に出た残さであるが、これを焼却した後に「製紙スラッジ灰」とされるものであり、この「製紙スラッジ灰」は埋め立て処分をするしかない「厄介者」となっている。
【０００６】
その意味では、上記特許文献１の技術は、「産業廃棄物であるパルプスラッジを焼成処理して得られるＰＳ灰を有効利用」するものであるから、「製紙スラッジ灰」という厄介者の処理、つまり廃棄物処理にも寄与し得るものとなっている。
【０００７】
ところで、セルフレベリング材は、コンクリート製の基礎の上に流し込んで、この基礎上面のほぼ完全な水平状態を確保するものであるから、「流動性」に優れたものである必要がある。しかも、このセルフレベリング材は、コンクリート製の基礎と完全に一体化されなければならないから、固化する際あるいは乾燥する際に、亀裂が入ったり収縮するものであってはならない。
【０００８】
すなわち、この種のセルフレベリング材としては、施工する際には十分な流動性が必要であり、固化あるいは乾燥する際には、基礎コンクリートと完全一体化するようにしなければならないから、「収縮」しないものである必要がある。
【０００９】
そこで、本発明者等は、これらの製紙スラッジ灰を「セルフレベリング材」として有効に利用するにはどうしたらよいか、そして、この「セルフレベリング材」が施工後に収縮しないようにするにはどうしたらよか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【００１０】
すなわち、本発明の目的とするところは、「製紙スラッジ灰」を有効に利用することができて、セルフレベリング機能を確実に発揮し、しかも施工後に収縮することが非常に少ないセルフレベリング材を生成するのに有効な組成物、この組成物を使用したセルフレベリング材、そしてこのセルフレベリング材を使用したセルフレベリング施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、
「製紙スラッジ灰と、炭酸カルシウム粉末と、減水剤と、増粘剤とを原料とするセルフレベリング材用の組成物」
である。
【００１２】
すなわち、この請求項１に係るセルフレベリング材用の組成物は、製紙スラッジ灰、炭酸カルシウム粉末、減水剤、及び増粘剤とからなるものであり、製紙スラッジ灰という埋め立てるしかなかったものを有効に利用しながら、セルフレベリング材を簡単に生成できるようにしたものである。
【００１３】
本発明に係るセルフレベリング材用の組成物で重要な役割を果たしているものの一つが炭酸カルシウム粉末である。この炭酸カルシウム粉末は、日本全国で天然に産する石灰石、大理石、あるいは方解石から得られるものである。
【００１４】
この炭酸カルシウム粉末の具体的なものは、天然に産する石灰石の非結晶質のものを粉砕して微粉化したものであり、その微粉化程度は、比表面積（ｃｍ2／ｇ）が４０００〜７４００程度になるようにしたものである。勿論、天然に産する石灰石は、炭酸カルシウムを９５％以上含むものであり、天然に産する石灰石を微粉化したものがすなわち炭酸カルシウムといえる。
【００１５】
この程度に石灰岩を微粉化して形成した炭酸カルシウム粉末は、セメントや骨材間の空隙に侵入し易くて充填率を向上させるだけでなく、滑らかな表面を有していることから、後述する減水剤の吸着を少なくするものである。このため、この炭酸カルシウム粉末は、セルフレベリング材とする場合の水や減水剤の量を減少し得るものである。
【００１６】
また、この炭酸カルシウム粉末は、水には溶けにくいが、これ自体、自固性を有するものであり、他の物質と結びついて固化を促進するものである。また、この炭酸カルシウム粉末は、粘性において高炉スラグやフライアッシュより勝るものであり、何と言っても乾燥収縮が非常に少ない、という優れた物性を有している。なお、この炭酸カルシウム粉末の流通ルートは確立されていて、入手が容易なものである。
【００１７】
本発明に係るセルフレベリング材用の組成物で重要な役割を果たしているもう一つが減水剤であるが、この減水剤は、変成ポリカルボン酸系、ポリエーテル・ポリカルボン酸系の高分子化合物であり、一般的な静電気反発による分散機能や、立体障害によるより効果的な分散機能をもった物質である。つまり、この減水剤は、製紙スラッジ灰や炭酸カルシウム粉末等の微粒子を水中でより効果的に分散させる機能を持った高分子化合物である。
【００１８】
また、製紙スラッジ灰は、石灰やその他の助剤とともに１４５０℃で熱処理して、セメントの代替品として使用されていたものであり、自固性（自ら固化する性質）と、吸水性を有しているものである。この製紙スラッジ灰は、製紙工場でのダイオキシン対策として、製紙スラッジを８００℃〜９００℃の高温で焼成したものであり、ダイオキシンを含まないことは勿論、六価クロムを全く含まないものである。
【００１９】
以上の、製紙スラッジ灰について、その組成をチェックしてみたところ、次の表１に示す組成を有していた。これらと、上記炭酸カルシウム粉末と、減水剤と、増粘剤とを混ぜて、この請求項１のセルフレベリング材用の組成物とした。
【００２０】
【表１】
2009029671.tif 000002
このセルフレベリング材用の組成物に、水を５２．５重量部加えて撹拌し、これをコンクリート製の布基礎上に流し込んだときの各物性について、市販品のセルフレベリング材用の組成物を比較例としたとき、表２に示すようになった。
【００２１】
【表２】
2009029671.tif 000003
この表２から分かることは、固化の開始や完了の時間は比較例より劣るが、撹拌を行うときの作業性、セルフレベリング材用の組成物としての流動性、硬化時の沈下性のいずれについても、比較例より優れた物性を示した。なお、固化の開始や完了の時間が比較例よりも遅くても、この点は、実際の作業性には全く影響はなかった。何故なら、セルフレベリング材用の組成物を施工した後は、一昼夜養生するのが通例だからである。
【００２２】
ところで、このセルフレベリング材用の組成物が固化するのは、次の理由によるものである。まず、第一に、このセルフレベリング材用の組成物中に含まれている炭酸カルシウム粉末や製紙スラッジ焼却灰は自硬性を有している。これらの炭酸カルシウム粉末や製紙スラッジ焼却灰は、結晶化された際のエネルギーが潜在水硬性となっているのであり、この潜在水硬性が高炉スラグや製紙スラッジ焼却灰の自硬性を確保するものである。
【００２３】
第二は、炭酸カルシウムの、不溶性変化による硬化作用であり、第三は、ポラゾン反応である。このポラゾン反応は、それ自身では硬化する作用をもたないが、水の存在下で水酸化カルシウムと反応して硬化するよく知られた反応である。
【００２４】
本発明に係るセルフレベリング材用の組成物は、これらのポラゾン反応、スラジや焼却灰の自硬性、及びカルシウムの硬化作用によって固化するのである。
【００２５】
従って、この請求項１のセルフレベリング材用の組成物によれば、炭酸カルシウム粉末を有効活用することによって、セルフレベリング材用の組成物としての機能を十分発揮する他、厄介者でしかなかった製紙スラッジ灰を有効活用することができるのであり、人体に悪影響があると考えられる六価クロムを表面に露出させることもないのである。
【００２６】
上記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、
「製紙スラッジ灰を２５〜５５重量部と、炭酸カルシウム粉末を４５〜７５重量部と、減水剤及び増粘剤を０．２〜２．０重量部とを原料とするセルフレベリング材用の組成物」
である。
【００２７】
すなわち、この請求項２のセルフレベリング材用の組成物は、上記請求項１のそれと同じ原材料を使用するものであるが、各原料の全体に対する割合を具体的にしたものである。
【００２８】
まず、製紙スラッジ灰を２５〜５５重量部とする必要があるが、その理由は、製紙スラッジ灰が２５重量部よりも低いと、セルフレベリング材用の組成物としての流動性を十分確保できないだけでなく、製紙スラッジ灰を十分消費することができないからであり、また、製紙スラッジ灰が５５重量部よりも多いと、当該セルフレベリング材用の組成物の固化に時間が掛かることになるからである。中でも、この製紙スラッジ灰を３０〜４５重量部とするのが好適であり、実施例のように、３５重量部とするのが最も好ましい。
【００２９】
炭酸カルシウム粉末については、これを４５〜７５重量部とする必要があるが、その理由は、４５重量部よりも低いと、製紙スラッジ灰の場合と同様に、セルフレベリング材用の組成物としての流動性を十分確保できないからである。特に、この炭酸カルシウム粉末は、本発明に係る組成物を使用して形成したセルフレベリング材を施工した後の、セメント粉による乾燥収縮を防止するために使用するものであるから、その量が少ないと、この乾燥収縮を防止することができなくなるからである。
【００３０】
一方、炭酸カルシウム粉末が７５重量部よりも多いと、当該セルフレベリング材用の組成物を使用して形成したセルフレベリング材の固化に時間が掛かることになるからである。中でも、この炭酸カルシウム粉末を４０〜５５重量部とするのが好適であり、実施例のように、５０重量部とするのが最も好ましい。
【００３１】
そして、減水剤及び増粘剤については、それぞれ０．２〜２．０重量部である必要があるが、その理由は、これらの減水剤及び増粘剤が０．２重量部よりも少ないと、上記製紙スラッジ灰や炭酸カルシウム粉末等の分散性が悪くなるからであり、２．０重量部よりも多くても、費用だけ掛かってそれ以上の分散性が望めないからである。中でも、これらの減水剤及び増粘剤の量は、０．５重量部であることが最も好ましいものである。
【００３２】
従って、この請求項２のセルフレベリング材用の組成物は、従来より「厄介者」でしかなかった「製紙スラッジ灰」を有効に利用することができて、これを使用して形成したセルフレベリング材について十分なセルフレベリンブ機能を発揮させることができ、しかも、炭酸カルシウム粉によってセルフレベリング材の乾燥収縮を少なくすることができるのである。
【００３３】
上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項１または請求項２に記載のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉とを原料とするセルフレベリング材である。
【００３４】
すなわち、この請求項３のセルフレベリング材は、上記請求項１または２の組成物を使用して、これに単にセメント粉を混入することにより形成されるものであり、当該組成物とセメント粉との固化機能によって、施工し易いものとすることができるのである。このセルフレベリング材を使用した施工を行った場合でも、上記表２に示すような結果が得られた。
【００３５】
従って、この請求項３のセルフレベリング材は、従来より「厄介者」でしかなかった「製紙スラッジ灰」を有効に利用することができて、十分なセルフレベリンブ機能を発揮させることができ、しかも、炭酸カルシウム粉によって施工後の乾燥収縮を少なくすることができるのである。
【００３６】
上記課題を解決するために、請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項３のセルフレベリング材の組成の比率を具体的に規定したもので、
「製紙スラッジ灰を３０〜６０重量部と、炭酸カルシウム粉末を５０〜９０重量部と、セメント粉を１００重量部と、減水剤及び増粘剤を０．３〜３．０重量部とを原料とするセルフレベリング材」
である。
【００３７】
すなわち、この請求項４のセルフレベリング材は、セメント粉を１００重量部に対して、製紙スラッジ灰を３０〜６０重量部と、炭酸カルシウム粉末を５０〜９０重量部と、減水剤及び増粘剤を０．３〜３．０重量部とを混入したもので、上記請求項１または２の組成物中の炭酸カルシウム粉末などの機能を有効に利用しながら、セルフレベリング材として必要な機能を十分発揮できるようにしたものである。
【００３８】
従って、この請求項４のセルフレベリング材も、従来より「厄介者」でしかなかった「製紙スラッジ灰」を有効に利用することができて、十分なセルフレベリンブ機能を発揮させることができ、しかも、炭酸カルシウム粉によって施工後の乾燥収縮を少なくすることができるのである。
【００３９】
上記課題を解決するために、請求項５に係る発明の採った手段は、
「セルフレベリング材施工現場において、前記請求項１または請求項２のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉と、水とを混合してセルフレベリング材を生成し、このセルフレベリング材を施工するようにしたことを特徴とするセルフレベリング材施工方法」
である。
【００４０】
すなわち、このセルフレベリング材施工方法は、セルフレベリング材施工現場において、まず、前記請求項１または請求項２のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉と、水とを混合してセルフレベリング材を生成するようにしたものである。つまり、このセルフレベリング材施工方法では、本発明に係るセルフレベリング材を施工する現場において生成するようにしたものであり、それまでの組成物やセルフレベリング材の品質劣化を起こさないようにしているのである。
【００４１】
そして、上記のように生成したセルフレベリング材を、例えば水平が必要な基礎コンクリート上面等に流し込んで施工するものである。このように、施工現場において、請求項１または２の組成物を使用した、請求項３または請求項４のセルフレベリング材に水と混ぜるようにしたから、施工時における流動性が十分高く、施工性にすぐれているのである。
【００４２】
しかも、セルフレベリング材が固化した後においては、材料組成物中に炭酸カルシウムが存在していることによって、固化したセルフレベリング材が乾燥によって収縮することが非常に少なくなるのである。
【００４３】
従って、この請求項５に係るセルフレベリング材施工方法は、組成物やセルフレベリング材に品質低下を発生することはなく、施工時の流動性を高め、しかも固化したレベリング材に乾燥収縮を発生させないので、基礎コンクリート上の表面について、十分な水平状態を作り出すことができるのである。
【発明の効果】
【００４４】
以上、詳述した通り、本発明においては、
「製紙スラッジ灰と、炭酸カルシウム粉末と、減水剤と、増粘剤とを原料とする」
ことに構成上の主たる特徴があり、これにより、炭酸カルシウム粉末を有効活用することによって、セルフレベリング材用の組成物としての機能を十分発揮する他、厄介者でしかなかった製紙スラッジ灰を有効活用することができるのであり、人体に悪影響があると考えられる六価クロムを表面に露出させることもないセルフレベリング材用の組成物を提供することができる。
【００４５】
また、請求項５に係るセルフレベリング材施工方法は、
「セルフレベリング材施工現場において、前記請求項１または請求項２のセルフレベリング材用の組成物と、セメント粉と、水とを混合してセルフレベリング材を生成し、このセルフレベリング材を施工するようにしたこと」
に特徴があり、組成物やセルフレベリング材に品質低下を発生することはなく、施工時の流動性を高め、しかも固化したレベリング材に乾燥収縮を発生させないので、基礎コンクリート上の表面について、十分な水平状態を作り出すことができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、最良の形態に基づいて説明すると、次の通りである。
【００４７】
まず、この最良形態のセルフレベリング材用の組成物は、製紙スラッジ灰を３５重量部と、炭酸カルシウム粉末を５０重量部と、そして減水剤を０．５重量部とを混合して形成した。また、この場合の各原料の粒径は、０．５ｍｍ以下のものであり、細かい砂粒程度以下のものであった。
【００４８】
つまり、このセルフレベリング材用の組成物は、材料を単に混ぜるだけで完成するものであり、加熱エネルギーが全く不要である他、二酸化炭素を発生させないものであるから、地球温暖化軽減に貢献できるものとなっているのである。
【００４９】
このように形成したセルフレベリング材用の組成物に対して、水を５２．５重量部となるように加えて撹拌して、その直後と１５分後のフロー値（ｍｍ）を測定したところ、前述した表２に示すように、２９８及び２９０となった。つまり、このセルフレベリング材用の組成物の撹拌性は比較例と同様に「良」であり、流動性については、比較例が「やや良」であるのに対して当該セルフレベリング材用の組成物では「良」であった。
【００５０】
このようにしたセルフレベリング材用の組成物は、そのペーハーが９．０〜１１．０であり、比較例の市販品がペーハー１２．０〜１３．０であるのに比較すると、中性に近いものとなっていた。これは、比較例が所謂セメント系であるのに対し、本最良形態のセルフレベリング材用の組成物では、上述したようにセメントを一切使用しないからであるが、中性に近い性質であることは、環境に対する悪影響が少ないことを意味している。
【００５１】
そして、施工後のセルフレベリング材用の組成物の凝結を始めた時間は、比較例では８時間１５分後であったが、本実施形態のセルフレベリング材用の組成物では、「１２時間３０分」と少し遅く、また、凝結終了時間は、比較例が１０時間５分であったのが、本最良形態では、１６時間４５分であった。
【００５２】
また、当該セルフレベリング材用の組成物を施工した場所はＬ型の基礎コンクリート表面であったが、この表面における段差の状況は、殆どの場所で基準よりプラスマイナス１ｍｍ範囲に収まっていた。この測定は、メジャーを道糸に沿って測定位置を変え、この道糸からの天板までの寸法を実測することにより行った。
【００５３】
なお、この実験を行ったのは、２００４年３月２５日の１３：３０からであり、この日の天候は晴れであった。