JP2017178754A

JP2017178754A - セルフレベリング性モルタル

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Publication number: JP2017178754A
Application number: JP2016073183A
Authority: JP
Inventors: 克夫細野; Katsuo Hosono
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP6674307B2

Abstract

【課題】例えば５ｍｍ以下の極薄の施工厚みでの施工に適したセメント系のセルフレベリング性モルタルの提供を課題とする。【解決手段】ポルトランドセメント１００質量部、２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体０．２〜０．５質量部、長さ１〜５ｍｍの繊維０．１〜０．３質量部、減水剤０．５〜１．０質量部、膨張材４．０〜１２．０質量部、乾燥収縮低減剤０．５〜１．５質量部、粒子径１５０μｍを超える石灰石細骨材（α）及び粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材（β）を１５０〜２２０質量部含有し、質量比で（β）／（α）が０．７〜２．０であることを特徴とするセルフレベリング性モルタル。【選択図】なし

Description

本発明は、例えばレベリング調整材や床材等として使用でき、施工厚が極薄の施工に適したセルフレベリング性モルタルに関する。

セメントを結合成分とする高流動のモルタルは、例えばコンクリート構造物の床版などに流し込むと水平な表面を容易に形成できるため、レベリング材として使用されている。高い流動状態のモルタルを得る上では、概して混練水を多く用いた配合になるため、材料分離や乾燥過程でのひび割れ等が起こり易く、流し込み施工で水平面は形成できるものの、その表面状態は良好なものが得難い。この問題に対処するため、例えば、セメントに様々な混和成分を配合し、表面の荒れが抑えられた滑らかな水平面を得るのに適した組成物が提案されている。即ち、細骨材（砂）、石灰系膨張材、分散剤、フライアッシュ及びセルロース系保水剤を配合したもの（特許文献１参照。）、細骨材、分散剤、収縮低減剤、石膏、増粘剤及び消泡剤を配合したもの（特許文献２参照。）、骨材、減水剤、消泡剤、凝結調整剤及び水溶性セルロースエーテルを配合したもの（特許文献３参照。）等が知られている。加えて、様々な施工環境下でも安定した施工性を確保できるようにせしめたモルタルとして、特定の粒度構成からなる細骨材、セメント、膨張材、保水性増粘剤、減水剤および消泡剤を配合したモルタル（特許文献４参照。）が知られている。また、材料分離対策としては、従来より増粘剤が使用されてきたが、流動性が低下して施工性が悪化したり、混練時に巻き込まれた気泡が抜け難く表面痕を残す虞があり、使用には限界があった。このため、速硬成分を加え分離が進行する前にモルタルを硬化させてしまうことで施工時の高流動性確保と材料分離抑制を共に達成しようとするセルフレベリング性のモルタルも知られている。（例えば、特許文献５〜６参照。）

以上の高流動モルタルを始め、従前のセメント系セルフレベリング材は、施工の際の施工厚みが、下限で５ｍｍ程度、十分な不陸調整能力を実現する上では下限で８〜１０ｍｍ程度、のものに適合したものである。これは、施工厚みを薄くすると、十分な水平性が得られず、不陸ができ易い。また、乾燥し易く、保水性が低下し、収縮による乾燥ひび割れや表層の浮きが発生する等の問題が起こるためである。しかるに、施工厚みが５ｍｍ以下の極薄のセメント系モルタル施工物を得ようとすると、通常のセルフレベリング材よりも粘性の高いモルタルを床版に塗りつけて、トンボや左官鏝で表面を水平に均すことで対応されてきた。この施工方法では、流し込み施工に比べると、大変な手間と時間がかかり、その割に滑らかで水平な表面が得られ難かった。

特開昭５６−８４３５８号公報特開平７−２６７７０４号公報特開２００６−５６７６３号公報特開２００９−１６１３６０号公報特開２００１−０４０８６２号公報特開２００６−０４５０２５号公報

例えば５ｍｍ以下のような、極薄の施工厚みでの施工に適したセメント系のセルフレベリング性モルタルの提供を課題とする。より詳しくは、流し込み施工が可能な高流動モルタルであって、材料分離も見られず、前記のような極薄の施工厚みに施工しても、ひび割れや表層の浮き、床版からの剥離もなく、滑らかで荒れの無い床の不陸調整が可能なセルフレベリング性モルタルの提供を課題とする。

本発明者は、前記課題解決のため検討を行った結果、粒子径１５０μｍを超える細骨材と粒子径１５０μｍ以下の細骨材を特定の比率で含有する石灰石細骨材と減水剤の併用により、水の含有比を高めずとも流し込み施工に適した高い流動性を付与でき、また、特定の粘性のセルロース誘導体と短繊維の含有によって高流動下でも材料分離が生じ難く、乾燥時のひび割れや浮きに対する抵抗性が向上し、さらには、乾燥収縮低減剤と膨張材の含有で、収縮ひび割れや変形をより抑制することができるという知見を得、以上の成分を特定の配合量で含有させたセルフレベリング性モルタルが、極薄での施工に適するものになったことから、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、次の（１）〜（３）で表されるセルフレベリング性モルタルである。（１）ポルトランドセメント１００質量部、２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体０．２〜０．５質量部、長さ１〜５ｍｍの繊維０．１〜０．３質量部、減水剤０．５〜１．０質量部、膨張材４．０〜１２．０質量部、乾燥収縮低減剤０．５〜１．５質量部、粒子径１５０μｍを超える石灰石細骨材（α）及び粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材（β）を１５０〜２２０質量部含有し、質量比で（β）／（α）が０．７〜２．０であることを特徴とするセルフレベリング性モルタル。（２）さらに、凝結促進剤を含有する前記（１）のセルフレベリング性モルタル。（３）２０℃の粘性が１００００〜１５０００ｍＰａ・ｓ以下のセルロース誘導体がヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルセルロースであることを特徴とする前記（１）又は（２）のセルフレベリング性モルタル。

本発明により、不陸を生じることなく、例えば５ｍｍ以下のような極薄で施工するのに適したセルフレベリング性モルタルを得ることができる。

本発明のセルフレベリング性モルタルは、結合相形成成分としてポルトランドセメントを使用する。ポルトランドセメントの種類は特に限定されず、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメントの他、該ポルトランドセメントを含むものであれば、高炉セメントやフライアッシュセメント等の混合セメントでも良い。また２種類以上のポルトランドセメントを使用することも可能である。好ましくは、施工時のシマリが良好になることから、普通ポルトランドセメントと早強又は超早強ポルトランドセメントを併用するのが良い。併用時は普通ポルトランドセメント使用量の０．９〜１．３質量％に相当する量を早強又は超早強ポルトランドセメントにするのが適当である。

また、本発明の高流動モルタルは、２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体を含有使用する。ここで、２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓ以下のセルロース誘導体とは、水溶性のセルロース誘導体で前記粘性に該当するものであれば特に限定されない。好適な例として、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等であれば、前記粘性のものを容易に調整することができる。２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体の含有により材料分離を起こさずに、十分な自己水平性を付与できる。また、セルロース誘導体は一般に保水作用も具備するため、例えば凹凸が見られる床に施工したときに、施工厚が薄くなる部位と厚くなる部位との乾燥期間を整合させ、施工物部位別の乾燥収縮時期の差により生じるひび割れを抑制し、さらに、その保水能力によって表層部と低層部の水分量のバランスも保つことに寄与することもできるため、表面部の急激な乾燥も抑制する。２０℃の粘性が１５０００ｍＰａ・ｓを超えるセルロース誘導体では、流し込み施工を行った場合、流し込まれたモルタルの盛り上がりが大きくなり、例えば５ｍｍ以下の極薄の厚さの施工物が得難くなることの他、不陸が発生し易くなるので好ましくない。また、良好な施行性を維持する上で２０℃の粘性の下限値は１５００ｍＰａ・ｓとする。２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体の本モルタル中の含有量は、セメント含有量１００質量部に対し、０．２〜０．５質量部とする。０．２質量部未満では材料分離やひび割れを十分抑えられないことがあって好ましくなく、また０．５質量部を超えると粘性が上昇し、所望の流動性が得られず、施工性が低下したり、不陸が発生し易くなるので好ましくない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、長さ１〜５ｍｍの短繊維を含有する。短繊維を含有することで、施工厚を５ｍｍ以下の極薄にしても、施工面に水平方向のひび割れ抵抗性が格段に高まり、また耐久性も向上する。短繊維はモルタルやコンクリートに使用できるものであれば何れの材質のものでも使用できる。具体的には、例えば耐アルカリガラス繊維、アクリルやビニロン等の高分子繊維、炭素繊維、人造鉱物繊維、ステンレス鋼繊維などを挙げることができるが、掲示例に限定されるものではない。また、また、短繊維の長さは１〜５ｍｍとするが、好ましくは目的とする施工厚さを概ね超えない長さの短繊維の使用が推奨される。短繊維の長さが５ｍｍを超えると、極薄施工したときに施工物表面から部分的に露出することがあり、平滑な表面が得難くなる虞があるので好ましくない。長さ１ｍｍ未満の短繊維では含有効果が殆ど得られないことがあるので好ましくない。短繊維の本モルタル中の含有量は、セメント含有量１００質量部に対し、０．１〜０．３質量部とする。０．１質量部未満では含有効果が殆ど得られないので好ましくなく、０．３質量部を超えると、混練性や流動性が低下し、施工性状に支障が出るので好ましくない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、減水剤を含有する。減水剤はモルタルやコンクリートに使用できるものであって、減水作用があれば、分散剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤又は流動化剤と称されているものの何れでも良く、有効成分も特に限定されない。好ましくは、ポリカルボン酸系の高性能減水剤類を使用すると、高い分散状態で流し込み施工に適した良好な流動性のモルタルが得易いので良い。本モルタル中の減水剤の含有量は、セメント含有量１００質量部に対し、固形分換算で、０．５〜１．０質量部が好ましい。０．５質量部未満では含水割合を高めることなく施工に適した流動性を確保することが困難になるので好ましくなく、また１．０質量部を超えると凝結遅延や硬化不良を起こすことがあるので適当ではない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、膨張材を含有する。膨張材はモルタルやコンクリートに使用できるものであれば特に限定されない。好ましくは、生石灰系やエトリンガイト系のような水和反応で体積膨張する膨張材を配合使用する。生石灰系の膨張材としては、例えば遊離生石灰を生成させたクリンカの粉砕物、石灰石の焼成粉砕物を有効成分とするもの等を挙げることができる。またエトリンガイト系の膨張材とは、水と反応してエトリンガイト相を生成するものなら限定されず、例えばカルシウムサルホアルミネートを有効成分とするもの等を好適に挙げることができる。生石灰系とエトリンガイト系の膨張材を併用しても良い。膨張材により硬化〜乾燥期に渡る比較的規模の大きな収縮が抑制され、特に初期ひび割れの発生を防ぐことができる。本モルタル中の膨張材の含有量はセメント含有量１００質量部に対し、４．０〜１２．０質量部とする。４．０質量部未満では硬化時の収縮を十分抑えられず、また１２．０質量部を超えると過膨張による膨張亀裂の虞があるので好ましくない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、乾燥収縮低減剤を含有する。乾燥収縮低減剤は、モルタルやコンクリートに使用できるものなら何れのものでも使用できる。乾燥収縮低減剤の含有により、モルタル施工物の乾燥による収縮ひび割れの抑制、特に施工面の垂直方向の収縮ひび割れ抑制に効果がある。本モルタル中の乾燥収縮低減剤の含有量は、セメント含有量１００質量部に対し、固形分換算で、０．５〜１．０質量部が好ましい。０．５質量部未満では含水効果が殆ど得られないので好ましくなく、また１．０質量部を超えると材料分離を起こす虞があるので好ましくない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、粒子径１５０μｍを超える石灰系細骨材（α）を含有する。但し、石灰石細骨材の最大粒子径は、目的とする施工厚以下とする必要がある。粒子径１５０μｍを超える細骨材を使用することで施工後のモルタル収縮量が低減され易くなる。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルは、粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材（β）も含有する。この粒子径の石灰石細骨材の使用により施工に適した流動性を安定して発現させることができる。粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材は、超微粉化すると相応の反応活性を具備するようになるため、骨材用途に適したものとしては粒子径の下限が概ね１μｍであることが好ましい。但し、本発明の効果を阻害しないような極少量の１μｍ未満の粒子混入は許容される。

本発明のセルフレベリング性モルタルでは、前記粒子径１５０μｍを超える石灰系細骨材（α）と粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材（β）を併用することで、強力な増粘物質を使用しなくとも、材料分離抑作用を付与することができる。かかる作用を発現させるには、両者の質量比（β）／（α）を０．７以上２．０未満にする必要がある。前記質量比（β）／（α）が０．７未満や２．０以上では細骨材による材料分離抑制作用の付与が困難となることに加え、施工性の良い流動性を安定して得ることが困難になるので好ましくない。粒子径１５０μｍ以下の細骨材（β）と粒子径１５０μｍを超える細骨材（α）の合計配合量は特に制限されるものではない。より良好な含有効果を得る上では、両社の合計含有量をセメント含有量１００質量部に対し、０．９〜１．３質量部にするのが好ましい。

また、本発明の高流動モルタルは、凝結促進剤を含有するのが好ましい。凝結促進剤は、モルタルやコンクリートに使用できるものであれば、何れのものでも含有できる。好適な凝結促進剤を例示すると、何れもアルカリ金属の、炭酸塩、アルミン酸塩、硫酸塩又は重炭酸塩等を例示できるが、掲示例に限定されない。凝結促進剤の含有使用は、材料分離の抑制と工期の短縮化に寄与する。凝結促進剤が含有される場合の本モルタル中への含有量は、セメント含有量１００質量部に対し、固形分換算で０．２〜０．４質量部が好ましい。

本発明のセルフレベリング性モルタルは、本発明の効果を実質喪失させない範囲で、前記以外の成分を含有しても良い。このような成分として、消泡剤、白華防止剤、撥水剤、粘土鉱物、ポリマーセメント用ポリマー、顔料等を挙げることができるが、掲示例に限定されるものではない。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルの混練水の量は、特に制限されるものではない。施工対象、施工環境及びモルタル配合等に応じて適宜定めれば良い。好ましくは、流し込み施工に適した良好な流動性と、良好な強度発現性を具備する上で、本発明のセルフレベリング性モルタルの質量の２５〜２８％に相当する水の量とする。

また、本発明のセルフレベリング性モルタルの製造方法は特に限定されない。一例を挙げれば、混練水以外の配合材料を混練器に投入し、好ましくは混合しながら混練水を加え、混練すれば得ることができる。また、本モルタルは床版などの床面への流し込みによる施工に適したものであり、流し込み後は必要に応じて、トンボなどで施工物表面を均しても良い。

以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。また、特記無い限り、以下の実施例は評価も含め、２０℃（±１）℃で行った。

次に表す各材料から選定した材料を表１の配合となるよう、混練容器に投入し、次いで混合しながら水を加え、水添加後に約９０秒間混練を行い、高流動のモルタルを作製した。

セメント；以下のＡ１又はＡ２を使用。
Ａ１；普通ポルトランドセメント（市販品、ブレーン約３２００ｃｍ²／ｇ）
Ａ２；普通ポルトランドセメント（市販品、ブレーン約３２００ｃｍ²／ｇ）８６．５質量％と早強ポルトランドセメント（市販品、ブレーン約３３００ｃｍ²／ｇ）１３．５質量％からなるポルトランドセメント

セルロース誘導体；以下のＢ１〜Ｂ３の何れかを使用
Ｂ１；２０℃での粘性が約４０００ｍＰａ・ｓの水溶性セルロース誘導体（商品名；ＳＥＢ−０４Ｔ、信越化学工業株式会社製）
Ｂ２；２０℃での粘性が約１５０００ｍＰａ・ｓの水溶性セルロース誘導体（商品名；９０ＳＨ−１５０００、信越化学工業株式会社製）
Ｂ３；２０℃での粘性が約１５００ｍＰａ・ｓの水溶性セルロース誘導体（商品名；６５ＳＨ−１５００、信越化学工業株式会社製）

短繊維；以下のＣ１〜Ｃ３の何れかを使用
Ｃ１；長さ２ｍｍのエステル繊維（市販品）
Ｃ２；長さ５ｍｍの耐アルカリ性ガラス繊維（市販品）
Ｃ３；長さ１２ｍｍのビニロン繊維（市販品）

減水剤；ポリカルボン酸系高性能減水剤（商品名；マイティ２１Ｐ、花王株式会社製）

膨張材；生石灰系膨張材（商品名；太平洋エクスパン、太平洋マテリアル株式会社製）

乾燥収縮低減剤（商品名；テトラガード、太平洋マテリアル社製）

細骨材；次のＳＧ１〜ＳＧ５の何れかを使用。
ＳＧ１；石灰石細骨材（最大粒径０．６ｍｍ、粒子径１５０μｍを超える粒子（α）と粒子径１５０μｍ以下の粒子（β）の含有質量比；１．０）
ＳＧ２；石灰石細骨材（最大粒径０．６ｍｍ、粒子径１５０μｍを超える粒子（α）と粒子径１５０μｍ以下の粒子（β）の含有質量比；０．７）
ＳＧ３；石灰石細骨材（最大粒径０．６ｍｍ、粒子径１５０μｍを超える粒子（α）と粒子径１５０μｍ以下の粒子（β）の含有質量比；２．０）
ＳＧ４；石灰石細骨材（最大粒径０．６ｍｍ、粒子径１５０μｍを超える粒子（α）と粒子径１５０μｍ以下の粒子（β）の含有質量比；０．６）
ＳＧ５；山形珪砂７号（最大粒径０．６ｍｍ、粒子径１５０μｍ以下の粒子含有率５１質量％）

・凝結促進剤；炭酸ナトリウム（市販試薬）

［モルタルの流動性評価］
作製したモルタルについて、流動性の評価として、日本建築学会規格ＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３のフロー試験方法に準じてフローを測定した。フロー測定は、混練終了直後（注水から約２分経過時点）のモルタルに対して行った。この結果を表２に表す。

［モルタルの材料分離に関する評価］
また、前記の作製したモルタルを、地面に水平に設置した内寸縦１３ｃｍ、横８．５ｃｍ、高さ１．８ｃｍのブラスチック製容器に、流動状態のモルタルを、高さ５ｍｍとなるよう流し込んだ。このモルタルの材料分離に関する評価として、容器中に流し込んでから３０分間放置した施工物表面に、ブリーディング水が発生しているか否かを目視で調べた。ブリーディング水の発生が見られなかったものを材料分離が「無」と判断し、それ以外の状況となったものを材料分離が「有」と判断した。この結果も表２に表す。

［モルタルの水平性評価］
また、流し込み施工から２４時間経過後のモルタル施工物に対し、表面の４箇所の隅部付近と中央部の計５箇所を水準器（気泡管水準器）を置いて、水平面が形成されているかを調べた。５箇所全てが、不陸を生じることなく、水平になっていたものを、水平性が（良好」と判断し、一箇所でもそれ以外の状況になったものを、水平性が「不良」と判断した。その結果を表２に表す。さらに、前記施工物の厚みを、市販の超音波厚さ計で調べた。以上の結果も表２に表す。

［平滑性の評価］
次に、表面状態の評価として、前記施工物の表面の平滑性を目視で調べた。表面にに気泡膨れ、ピンホール、しわ、成膜の浮きの何れも見られなかったものを表面平滑性「良好」と判断し、それ以外は「不良」と判断した。また、ひび割れの発生有無や施工物の剥離の有無も目視で確認した。尚、流し込み施工物の厚みが５ｍｍを超える厚さで凝結が終結したものは「施工不適」と判断し、水平性や表面状態の評価は中止した。以上の結果を表２に表す。

表２から、本発明によるセルフレベリング性モルタルは、材料分離抵抗性を具備しつつ高い流動性も安定して具備できるため、流し込み施工によって極薄の水平面を容易に形成でき、その表面状態も極めて良好であることがわかる。

Claims

ポルトランドセメント１００質量部、２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体０．２〜０．５質量部、長さ１〜５ｍｍの繊維０．１〜０．３質量部、減水剤０．５〜１．０質量部、膨張材４．０〜１２．０質量部、乾燥収縮低減剤０．５〜１．５質量部、粒子径１５０μｍを超える石灰石細骨材（α）及び粒子径１５０μｍ以下の石灰石細骨材（β）を１５０〜２２０質量部含有し、質量比で（β）／（α）が０．７〜２．０であることを特徴とするセルフレベリング性モルタル。
さらに、凝結促進剤を含有する請求項１記載のセルフレベリング性モルタル。
２０℃の粘性が１５００〜１５０００ｍＰａ・ｓのセルロース誘導体がヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルセルロースであることを特徴とする請求項１又は２記載のセルフレベリング性モルタル。