JPH08183644A - ポリマーセメントモルタル組成物 - Google Patents

ポリマーセメントモルタル組成物

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JPH08183644A
JPH08183644A JP6340095A JP34009594A JPH08183644A JP H08183644 A JPH08183644 A JP H08183644A JP 6340095 A JP6340095 A JP 6340095A JP 34009594 A JP34009594 A JP 34009594A JP H08183644 A JPH08183644 A JP H08183644A
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JP
Japan
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strength
cement
resin emulsion
mortar
samples
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Application number
JP6340095A
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English (en)
Inventor
Takayoshi Yamamoto
孝義 山本
Shinjiro Iwa
慎二郎 岩
Hiromitsu Yoshino
博光 芳野
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ASOU CEMENT KK
Original Assignee
ASOU CEMENT KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72Repairing or restoring existing buildings or building materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 セメント100重量部に対して、粒子径が
0.2〜0.05μmの範囲の樹脂エマルジョンを固形
分換算で5〜20重量部、CaSO4 2〜10重量部、
及び水砕スラグ5〜20重量部を添加してなるポリマー
セメントモルタル組成物。 【効果】 セメント及び樹脂エマルジョンの混合量を従
来程度に維持しつつ、かつ強度発現にすぐれたポリマー
セメントモルタル組成物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリマーセメントモルタ
ル組成物、より詳しくは、コンクリート構造物の補修用
として好適に使用され、混和材料として樹脂エマルジョ
ンを混入したポリマーセメントモルタル組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】コンクリート構造物の補修工法として
は、小さいひびわれに対しては表面塗装や注入、比較的
大きなひびわれに対してはコーキング、欠損の大きい場
合には打ち直し、全般的な補修には吹きつけなどの工法
がとられる。
【0003】これらの工法によって補修用材料に要求さ
れる特性には、若干の差がでてくるものの、共通して要
求される特性として、補修部分のコンクリートが乾燥
していても、また反対に多少水で濡れていても、強力に
接着硬化すること、硬化が迅速で、硬化収縮や乾燥収
縮が小さいこと、コンクリート中のアルカリ成分に対
する抵抗性が大きく耐久性も良いこと、注入の場合に
は、幅の狭いひびわれの中にも充分に浸透充填できるよ
うに粒子が小さく粘性が低いこと、などが要求される。
【0004】これらの特性を満足する材料は、その目的
に応じて多くのものが開発されており、大きく分けて無
機質材料と有機質材料とに大別することができるが、近
年、有機質材料、特に高分子材料の発達がめざましく、
この中でもポリマー系セメント混和材が多方面に活用さ
れるようになった。
【0005】ポリマー系セメント混和材は、普通のセメ
ントモルタルにおける結合材としてのセメントのほか
に、樹脂水性分散液(エマルジョン)をセメントの3〜
50重量部程度混和してモルタルの特性を改善しようと
するもので、このポリマー系セメント混和材を配合した
ポリマーセメントモルタル組成物は、特開昭48−44
327号、特開昭51−1526号、特開昭52−81
331号、特開昭54−66937号、特開昭55−1
0433号、特開昭55−104955号、特開昭56
−17968号、特開昭56−145148号、特開昭
56−164048号、特公昭56−33334号、特
開昭61−66315号等に開示されている。
【0006】ポリマーセメントモルタルは、コーキング
などの補修工事用としては非常に有効であり、普通のセ
メントモルタルに比べ、曲げ引っ張り強度と伸び能力
が大きい、防水性が良く、凍結融解に対する抵抗性が
大きい、乾燥収縮が小さい、コンクリート、モルタ
ル、鋼材などに対する抵抗性が大きい、耐衝撃性、耐
磨耗性が大きい、などの改善された長所をもっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、コンクリ
ート技術の発達により、強度が400kgf/cm2
上のいわゆる高強度コンクリートが開発されるに伴い、
これら高強度コンクリートの補修用として使用されるポ
リマーセメントモルタルにも、これに匹敵する高強度が
要求されるようになった。
【0008】ポリマーセメントモルタル組成物において
強度を向上させる手段として、例えば、組成物中のセメ
ント量を増やす方法、樹脂エマルジョンの添加量を増や
す方法、高性能減水剤や高強度混和材を添加する方法等
が考えられる。
【0009】しかしながら、組成物中のセメント量を増
やす方法においては、おのずと強度アップの限界があ
り、またワーカビリティーとの関係で無制限に増加させ
ることはできない。
【0010】また、樹脂エマルジョンの添加量は、モル
タルの粘度を大きく左右し、樹脂エマルジョンの固形分
濃度の増加は著しい粘度の上昇を招き、べたつきをを生
じて作業性が悪くなる。
【0011】さらに、高性能減水剤や高強度混和材を添
加する方法においても、添加量が多すぎると急結した
り、また粘性が大きくなり、作業性が悪くなるという問
題がある。
【0012】そこで、本発明において解決すべき課題
は、セメント及び樹脂エマルジョンの混合量を適度に維
持しつつ、かつ強度発現に優れたポリマーセメントモル
タル組成物を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者は、強度発現に
優れかつ作業性にも優れたポリマーセメントモルタル組
成物を開発するために鋭意研究の結果、従来より、高強
度コンクリート材料として使用されている、CaSO4
及び水砕スラグを所定量添加することにより、上記課題
を解決し得ることを知見し、本発明を完成したものであ
る。
【0014】すなわち、本発明のポリマーセメントモル
タル組成物は、セメント100重量部に対して、樹脂エ
マルジョンを固形分換算で5〜20重量部、CaSO4
(無水せっこう)2〜10重量部、及び水砕スラグ5〜
20重量部を添加してなることを特徴とする。
【0015】ここで、樹脂エマルジョンとしては、ゴム
ラテックス系としてスチレンブタジエンゴム(SB
R)、またアクリル酸エステル(PVAC)とそのコポ
リマー、塩化ビニル・塩化ビニリデン(PVDC)、ア
クリルエマルジョン(PAE)とそのコポリマー、ポリ
プロピオン酸ビニル(PVP)、ポリブチレン、ポリプ
ロピレンなどの一種または2種以上を混合したものを使
用することができる。
【0016】この中でも、作業性、耐候性に優れたスチ
レンブタジエンゴム(SBR)あるいは純アクリルエマ
ルジョンが好適に使用でき、かつエマルジョンの粒子径
が0.2〜0.05μmの範囲であることが、モルタル
の流動性、セメントの分散性、作業性の点からは好まし
い。
【0017】また、セメントとしては、ポルトランドセ
メント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシ
ュセメント、白色セメントなどを使用することができ
る。CaSO4 は、エトリンガイドの生成機能により、
特に、収縮低減及び凝結調節の点から望ましい。このC
aSO4 は、添加量が10重量部を超えると強度が逆に
低下し、2重量部未満であると強度発現の効果が無い。
【0018】スラグは水砕スラグを粉砕し、粉末にして
用いる。転炉スラグなどは膨張するため使用できない。
水砕スラグの添加量は、セメント100重量部に対し
て、5〜20重量部が必要である。また、ブレーン値は
4000cm2 /g以上が望ましい。水砕スラグの添加
量が20重量部を超えると粘度が著しく上昇して施工性
が低下し、5重量部未満であると添加の効果が無い。
【0019】
【作用】CaSO4 は、通常凝結の調節や収縮の低減の
ために使用されるものであり、また、水砕スラグは、セ
メントの水和熱の低減、長期的な強度の発現する混和材
として使用されるものであるが、この両者および樹脂エ
マルジョンをセメント100重量部に対して、上記範囲
で添加混合することにより、CaSO4 がセメント水和
物に作用してエトリンガイドを生成し、収縮を低減す
る。セメントの水和によって生成したCa(OH)2
石こうとスラグ系に作用し、水和反応を助長して強度発
現する。これによって、セメント及び樹脂エマルジョン
の混合量を従来程度に維持しつつ、かつ強度発現に優れ
たものになるものと推察される。
【0020】特に、樹脂エマルジョンとしてスチレンブ
タジエンゴムあるいはアクリルエマルジョンを用い、か
つその粒子径を、0.2〜0.05μmの範囲とするこ
とにより、セメント硬化体中の空隙を埋めることとな
り、特に優れたものとなる。
【0021】
【実施例】本発明の特徴を以下に示す試験例に基づいて
詳細に説明する。 〔試験例1〕表1に示す配合で試料1〜16のモルタル
を調製し、以下に示す条件でコンクリート母材に塗布
し、そのときの作業性および経時的な物性変化を調査し
た。同時に比較例として普通モルタルについても調査し
た。 コンクリート母材への塗布条件 塗布面:1m×1mの垂直面 塗布厚さ:20mm 塗布方法:コテ塗り(手作業)
【0022】
【表1】
【0023】表1に示す試料1〜16は、樹脂エマルジ
ョンとしてスチレンブタジエンゴムを使用したもので、
スチレンブタジエンゴム自体の固形分濃度は44.8%
で、粒子径は0.2〜0.05μmの範囲内である。試
料2〜5、試料8〜10および試料13〜15はスチレ
ンブタジエンゴム、CaSO4 および水砕スラグの配合
量が本発明の範囲内のものである。試料1と6はスチレ
ンブタジエンゴムの配合量が本発明の範囲外のものであ
り、試料7と11はCaSO4 の配合量が本発明の範囲
外のものであり、試料12と16は水砕スラグの配合量
が本発明の範囲外のものである。
【0024】試料1〜16のモルタルおよび普通モルタ
ルをコンクリート母材に塗布したときの作業性および塗
布後の経時的な物性変化を表2及び表3に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】表2及び表3に示す各項目の評価及び試験
方法(表5〜表8についても同様)は以下の通りであ
る。 作業性 コテ離れ、モルタルの伸び、モルタルのダレの状態を総
合した評価で、◎は非常に良好、○は良好、△はやや不
良、×は不良を表す。 曲げ強度 4×4×16(cm)のモルタル標準供試体を用いて、
3点曲げ試験により曲げ強度を測定した(JIS R5
201)。 圧縮強度 曲げ強度試験の切断片を使用し、4×4(cm)に加わ
る荷重から圧縮強度を測定した(JIS R520
1)。 付着強度 建研式付着強度試験機により、4×4(cm)の引張荷
重から付着強度を測定した。 収縮率 4×4×16(cm)のモルタル標準供試体の両端に予
めゲージプラグを埋め込んでおき、ダイヤルゲージ法で
収縮の測定を行った(JIS A1129)。 すりへり係数 奥田式すりへり試験機(湿式)を用いてすりへり試験を
行い(6時間)、すりへり係数(単位面積当たりのすり
へり減量)を求めた。 吸水率 4×4×16(cm)の乾燥させたモルタル標準供試体
を水中に全面浸漬させ、24時間後に質量の測定を行
い、吸水率を求めた。 透水量 φ15×4(cm)のモルタル供試体を用い、直径5c
mの円に対して3kgf/cm2 の圧力で強制透水さ
せ、1時間後に透水量を求めた。
【0028】上記試験の結果、本発明においては、圧縮
強度が700kgf/cm2 以上、曲げ強度が150k
gf/cm2 以上、付着強度が20kgf/cm2 以上
で、かつ、作業性が○以上のものを請求の範囲とした。
【0029】表2に示すように、組成が本発明の範囲内
にある試料2〜5、試料8〜10および試料13〜15
は、コンクリートへのモルタル塗布後の曲げ強度が4週
後で153kgf/cm2 以上、圧縮強度が4週後で7
13kgf/cm2 以上、付着強度が2週後で23kg
f/cm2 以上の優れた値を示している。
【0030】他方、組成が本発明の範囲外にある試料
1,6,7,11,12,16および普通モルタルは、
曲げ強度は132kgf/cm2 以下、圧縮強度は68
3kgf/cm2 以下、付着強度は18kgf/cm2
以下で、全般的に強度の点で劣っている。
【0031】また、表3に示すように、組成が本発明の
範囲内にある試料は、収縮率およびすりへり係数が本発
明の範囲外の試料に比して低く、この点でも優れてる。
【0032】〔試験例2〕表4に示す配合で試料17〜
32のモルタルを調製し、試験例1の場合と同じ条件で
コンクリート母材に塗布し、そのときの作業性および経
時的な物性変化を調査した。
【0033】
【表4】
【0034】表4に示す試料17〜32は、樹脂エマル
ジョンとしてアクリルエマルジョンを使用したもので、
アクリルエマルジョン自体の固形分濃度は44.8%
で、粒子径は0.2〜0.05μmの範囲内である。試
料18〜21、試料24〜26および試料29〜31は
アクリルエマルジョン、CaSO4 および水砕スラグの
配合量が本発明の範囲内のものである。試料17と22
はアクリルエマルジョンの配合量が本発明の範囲外のも
のであり、試料23と27はCaSO4 の配合量が本発
明の範囲外のものであり、試料28と32は水砕スラグ
の配合量が本発明の範囲外のものである。
【0035】試料17〜32のモルタルをコンクリート
母材に塗布したときの作業性および塗布後の経時的な物
性変化を表5及び表6に示す。
【0036】
【表5】
【0037】
【表6】
【0038】表5に示すように、組成が本発明の範囲内
にある試料18〜21、試料24〜26および試料29
〜31は、コンクリートへのモルタル塗布の作業性が良
好であり、また、モルタル塗布後の曲げ強度が4週後で
172kgf/cm2 以上、付着強度が2週後で22k
gf/cm2 以上の優れた値を示している。
【0039】他方、組成が本発明の範囲外にある試料1
7,22,23,27,28,32および普通モルタル
は、曲げ強度は148kgf/cm2 以下、付着強度は
19kgf/cm2 以下である。
【0040】なお、圧縮強度は樹脂エマルジョンとして
スチレンブタジエンゴムを使用した場合に比して全般的
に高い値を示している。
【0041】〔試験例3〕試験例1の試料9と同じ配合
割合であるがスチレンブタジエンゴムの粒子径が5μm
の試料33、および、試験例2の試料25と同じ配合割
合であるがアクリルエマルジョンの粒子径が5μmの試
料34のモルタルを調製し、試験例1の場合と同じ条件
でコンクリート母材に塗布し、そのときの作業性および
経時的な物性変化を調査した。結果を表7及び表8に示
す。
【0042】
【表7】
【0043】
【表8】
【0044】表7および表8に示すように、樹脂エマル
ジョンの粒子径が0.2〜0.05μmの場合(表2,
3の試料9および表5,6の試料25参照)に比較する
と、粒子径が5μmの場合は、塗布の作業性及び塗布後
の各特性が劣ることが確認できた。
【0045】以上の試験例から明らかなように、特定量
の樹脂エマルジョン、CaSO4 および水砕スラグを添
加した本発明のポリマーセメント組成物は、樹脂エマル
ジョンを添加した従来のポリマーセメント組成物の長所
を維持したうえで、高い強度を得ることができる。
【0046】
【発明の効果】本発明においては、セメント及び樹脂エ
マルジョンの混合量を従来程度に維持しつつ、かつ強度
発現にすぐれたポリマーセメントモルタル組成物を得る
ことができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント100重量部に対して、樹脂エ
    マルジョンを固形分換算で5〜20重量部、CaSO4
    2〜10重量部、及び水砕スラグ5〜20重量部を添加
    してなるポリマーセメントモルタル組成物。
  2. 【請求項2】 前記樹脂エマルジョンがスチレンブタジ
    エンゴムエマルジョンであり、かつその粒子径が、0.
    2〜0.05μmの範囲であることを特徴とする請求項
    1記載のポリマーセメントモルタル組成物。
  3. 【請求項3】 前記樹脂エマルジョンがアクリルエマル
    ジョンであり、かつその粒子径が、0.2〜0.05μ
    mの範囲であることを特徴とする請求項1記載のポリマ
    ーセメントモルタル組成物。
JP6340095A 1994-12-27 1994-12-27 ポリマーセメントモルタル組成物 Pending JPH08183644A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302321A (ja) * 2000-04-17 2001-10-31 Taiheiyo Material Kk モルタル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001302321A (ja) * 2000-04-17 2001-10-31 Taiheiyo Material Kk モルタル

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