JPS6355143A - 弾性モルタル組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は土木・建築分野において躯体防水材、補修材、
コンクリート躯体養護材として使用されるモルタル組成
物に関する。

〔従来の技術〕

土木・建築の分野において、構造物の内壁や外壁等の表
面を化粧したり、補修するためにモルタル組成物が使用
される。

モルタル組成物として、例えばポリマーセメントモルタ
ルといってセメントと骨材の組合せに各種、合成高分子
エマルジョンを添加した系が知られている。この系は下
地躯体との接着強度向上、防水性能向上、ドライアウト
防止、躯体養護等にちる程度の効果はある。

しかし従来公知のこの組成物は硬化後のモルタルにクラ
ックが入りやすい欠点をかかえている。

この原因はモルタル自身の収縮によるもの、又、外的変
化（例えば温度変化、凍結融解）によるもの、更に下地
躯体にクラックが発生した場合にモルタルがクランクに
追随しえないために発生するものなどがある。このため
生じたクランクより水が浸入して漏水の原因となる。又
、一般にコンクリート中の鉄筋はアルカリ領域では錆を
発生する事なく安定しているが空気中の炭酸ガス等の作
用でコンクリートが中性化し酸素・水分・炭酸ガスの作
用によって鉄筋が発錆する。更に塩分の浸入により発錆
が助長される。このためこれらを出来るだけじゃへいす
る事が重要であるが、クラックが発生した場合はこの劣
化が更に助長される。従来のポリマーセメントモルタル
はこれらのしゃへい効果に対しては不十分であシ又、下
地躯体にクラックが発生するとこのモルタル自身にもク
ラックが発生しこの目的には不適合である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
りその目的は以下の諸条件をすべて満足する塗材として
のモルタル組成物を開発することにある。

■クラック追随性が有る事 ■下地躯体との接着強度が十分な事 ■防水性能が良好な事 ■躯体養護として気体透過性が低く、特に炭酸ガス等の
浸入を出来るだけおさえる事 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために本発明者等は公知のポリマ
ーセメントモルタルに弾性を付与させる事により硬化後
のモルタルのクランク防止、及び下地躯体に発生するク
ラックに追随する様にしてかつ防水性能、下地躯体との
接着強度を上げ、かつ炭酸ガス、酸素等の気体透過性を
おさえる様にしたものである。

この条件を満足させるためには特定のモルタル組成物と
特定の合成高分子エマルゾョンを組合せる事が必要であ
る。

本発明に用いられる弾性モルタルはセメント、骨材及び
特定の合成高分子エマルジョンと水を必須成分として含
有している。本発明になる弾性モルタル組成物はセメン
ト物質２０〜５０重量％、骨材２０〜５０重量％、及び
合成高分子エマルジョン（樹脂固形分）１５〜３０重量
％の範囲量を含有されることが望ましくエマルジョン中
の水を含めて全水量が１５〜３０重量％になるように水
を添加して均一に練シ混ぜて使用する。

合成高分子エマルジョンとしては例えば酢酸ビニル系高
分子エマルジョン、ＳＢＲ系高分子エマルジョン、エチ
レン−酢酸ビニル系高分子エマルジョン、エポキシ樹脂
系高分子エマルジョン等が挙げられるがこれらでは、上
記条件を満足せずアクリル系高分子エマルジョンにより
、はじめて本願の目的を達成する・この本願発明に使用
される合成高分子エマルジョンは以下の（ａ）〜（ｄ）
の単量体混合物（重量％） （ａ）炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリ）ｖ酸ア
ルキルエステル　　５５〜９０ （０アクリロニトリルおよび又はスチレン　５〜４゜（
ｃ）アクリル酸および又はメタクリル酸　　１〜１゜（
ｄ）　２ヒドロキシエチルアクリレート、２ヒドロキシ
エチルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルア
ミドのうち１種以上　　　　１〜１０を非イオン性乳化
剤を用いて乳化重合した共重合体エマルジョンであって
必要に応じて消泡剤、防腐剤を添加する。消泡剤の添加
量はアクリル系合成高分子エマルジョンに対し０．０５
〜０．５％が適当である。消泡剤としては例えばノプコ
８０３４（−！；ｌ−ンノプコ製）、アデカネートＢ−
７４８（旭電化製）などがある。又このエマルジョンの
樹脂固形分は４０〜５５重量％程度である。

この場合、重要な事は弾性的性質を表わす伸度、強度、
防水性、耐水性、気体透過性等のバランスを取ることで
ある。これらの性能は合成高分子エマルジョン（樹脂固
形分）とセメント物質の比率が大きく左右する。即ちこ
の比率が高いと伸度は増加し防水性能は向上し、気体透
過性は小さくなるが、耐水性が劣シ強度発現が遅くなる
。この比率が低いと伸度、防水性能は低下し、気体透過
性は大きくなシ、耐水性が向上し強度発現は早くなる。

この両者に最もバランスが取れた比率は５０〜９０重量
％が望ましい。

尚、使用する骨材としては本材料は通常１〜５鵡厚で使
用するために一般に砕砂の３号、４号。

５号、６号、７号等が用いられる。

セメント物質としては普通ポルトランドセメント、早強
ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントも
しくは白色ポルトランドセメント等の使用が可能であり
、又中庸熱セメント・高炉セメントやアルミナセメント
、超速硬セメントが使用できる。

本発明になる弾性モルタル組成物としては、上記のもの
の外更に弾性的性質、伸度、強度、美観などを高めるた
めに上記組成物に少量の微粉の活性シリカ、撥水剤、炭
酸カルシウム、顔料を添加した次の組成物を使用するこ
とができる。即ち、セメント物質２０〜５０重量％、骨
材２０〜５０重量％、微粉の活性シリカ０．１〜０．５
重量％、撥水剤０．２〜０．４重量％、炭酸カルシウム
０．１〜０．５重量％及び顔料０．４〜１，５重量％及
び合成高分子エマルジョン（樹脂固形分）１５〜３０重
量％を含有し更に塗材として好適量の水を１５〜３５重
量％になる様に水を添加して混和調整されたものである
。活性シリカ、撥水剤、炭酸カルシウムは特に防水性、
作業性（塗り易さ）、耐水性を向上させるのに効果があ
る。

撥水剤としては例えばステアリン酸塩、オレイン酸アン
モニウムなどが用いられる。

又顔料としてはユーザーの要望により各穏顔料を混入し
て目的の色とする。

本願発明に使用される合成高分子エマルジョンは、前述
のように（ａ）〜（ｄ）の単量体混合物を非イオン性乳
化剤を用いて乳化重合した共重合体エマルジョンである
。このエマルジョンを使用する主な理由は、付着強度・
接着強度及び伸度をあげることである。

炭素数４〜８（０４〜Ｃ８）のアルキル基をもつアクリ
ル酸アルキルエステルを５５〜９０％使用するのは、０
３以下のアクリル酸エステルを用いた場合には、ポリマ
ーセメントシートの伸びが小さく、下地のクラック追随
性が悪くなシ、Ｃ２以上のアクリル酸エステルを用いた
場合には、付着強度が小さくなり、伸びも小さくなるか
らである。

また、アクリル酸エステル含有量が９０％以上の場合は
強度が小さく、５５％以下の場合は伸びが小さくなる。

アクリロニトリルおよび／又はスチレン量を５〜４０％
に限定するのは、５％以下では強度が小さくなシ、４０
％以上では伸度が小さくなるからである。

アクリル酸および又はメタクリル酸量を１〜１０％に限
定したのは、１．０％以下は付着強度、伸度共に小さく
なシ、１０％以上になると伸びが小さくなシ、耐水性が
悪くなるからである。

２−ヒドロキシエチルアクリレート等の量を１〜１０％
に限定したのは、１％以下ではへヤークラックが生じ易
くなシ、そのため透水性、透気性が犬きくなシ中性化防
止性能が劣る様になり、１０％以上になると耐水性が悪
くなるからである。また、アニオン性乳化剤を併用する
と透水性、透気性が大きくなりしかも伸びが小さくなる
。

〔作用〕

本発明になるセメント及び砕砂等と特定の合成高分子エ
マルジョンを組合わせた弾性モルタル組成物は前記■〜
■の諸条件をすべて満足し、耐久性にすぐれ、長期にわ
たシその性能を発揮する。

〔実施例〕

本発明の効果を明瞭にするために実施例について説明す
るが、本発明の技術的範囲は、これに限定されるもので
はない。

１、使用材料 使用した材料の組成を第１表に示す。

第　　１　　表　　　重量％ ２．使用した合成高分子エマルジョン 本発明になる弾性モルタルに使用するアクリル系高分子
として（−１：、製法を以下に示すエマルジョン■及び
■を使用した。また、比較例として、アクリル系高分子
エマルノヨンｍ、■、ｖ（ｇ法は、以下に示す）及び市
販のＳＢＲ型エマルソヨン（略称ＳＢＲ）とエチレン−
酢酸ビニル系高分子エマルジョン（略称ＥＶＡ　）を使
用した。

（１）アクリル系高分子エマルノヨン（１）の製法攪拌
機、冷却器、温度計を備えた１１の反応器中にイオン交
換樹脂処理水（以後単にイオン交換水と記す）１３７！
ｊとビロリン酸ンーダ３ｇおよヒホリオキシエチレンラ
ウリルエーテル（ノイデンＹＸ−５００非イオン性乳化
剤第−工業製薬製）４Ｉを仕込み反応器の内温を８０℃
に昇温する。次に予め準備した２−エチルへキシルアク
リレート４２０１アクリロニトリル１００ｉ２−ヒドロ
キシエチルアクリレート５ｇ、メタクリル酸３ｇのモノ
マー混合液を、イオン交換水２８２ｇにノイグンＹＸ−
５００３６＃に溶解した非イオン性乳化剤溶液中に乳化
したモノマーエマルノヨン８４８Ｉのうち８０Ｉを反応
器中に加え、続いて過硫酸アンモニウム１ｇをイオン交
換水５Ｉに溶解した開始剤水溶液を加えプレ反応を行う
。プレ反応１０分後、残シのモノマーエマルノヨンを反
応器の内温８３〜８５℃に制御して４時間にわたり均一
添加しエマルジョン１合を行う。これとは別に過硫酸ア
ンモニウム１．２　！ｉをイオン交換水５Ｉに溶解した
開始剤水溶液をモノマーエマルジョン滴下開始２時間後
から滴下終了時まで均一に滴下する。モノマーエマルノ
ヨン滴下終了後８３〜８５℃で１時間熟成を行い、室温
まで冷却し２３〜２８％アンモニア水３ｇを加えた。得
られたアクリル系合成高分子エマルジョンはｐＨ＝　８
．５　、濃度５６％であった。

（２）アクリル系高分子エマルノヨン（Ｕ）の製法アク
リル系高分子エマルノヨン（１）の製法においてモノマ
ー混合液が２−エチルへキシルアクリレート３３０．ス
チレン１９ＯＮ、２−ヒドロキシエチルアクリレート５
ｇ、メタクリル酸５Ｉよりなること以外は、アクリル系
高分子エマルジョン（１）の製法に準じて共重合した。

アクリル系高分子エマルノヨンの田は７，５、濃度は５
５．２％であった。

（３）アクリル系高分子エマルノヨン（１１１）の製法
アクリル系高分子エマルジョン（りの製法において、２
−エチルへキシルアクリレート４２０．！９の代シにア
クリル酸エチルを用いたほかは、高分子エマルジョン（
１）の製法で製造した。得られたアクリル系高分子エマ
ルノヨンの声は８，７、濃度は５６．１％であった。

（４）アクリル系高分子エマルノヨン（ＩＶ）の製法ア
クリル系高分子エマルノヨン（１）の製法において、２
−ヒドロキシエチルアクリレートトメタクリル酸を除き
モノマー混合液として、２−エチルへキシルアクリレ−
１−４２５ｇ、アクリロニトリル１０５ｇを用いアクリ
ル系高分子エマルノヨン（１）の製法に準じて製造した
。

〆（＝９．５．濃度５５．８％のエマルジョンが得うれ
た。

（５）アクリル系エマルジョン（Ｖ）の製造法アクリル
系高分子エマルジョン（Ｉ）の製法において１反応器に
仕込むノイグンＹＸ−５００４Ｎノ代シにノイグンＹＸ
−５００３，９とラウリルスルポン酸ソーダ（エマール
１ｏ花王石鹸製）１ｇを仕込むｊことＩ、モノマー混合
液の乳化用乳化剤としてノイｒ　７　ＹＸ−５００３６
１！　（Ｄ代りに／　イ’ｌ　ｙ　ＹＸ−５００３４１
とエマールｔｏ　　２ｉｔ−［いてモノマーエマルノヨ
ンを作ったこと以外はアクリル系高分子エマルジョン（
りの製法に準じて重合した。得られたアクリル系高分子
エマルジョンの戸は８．７、濃度は５６．３％であった
。

３、評価試験 アクリル系高分子エマルジョンＩ、Ｉｔを使用したモル
タル組成物（実施例１，２）と、アクリル系高分子Ｚ　
ｆｆ　／ｌ／ジョンＩＩＩ　＊　Ｆ／　ｓ　Ｖ　＋　Ｓ
ＢＲｅ　ＥＶＡ　ヲ使用したモルタル組成物（比較例１
　、２　、３　、４゜５）について、評価試験を行った
。

３、−１　　接着強度試験 試験はＪＩＳ　Ａ６９０９に準拠して実施した。コンク
リート歩道板（ＪＩＳ　Ａ３３０４　）にモルタルを２
ｋｇ／ｍ２塗布し、これを温度２０℃、湿度６５％ＲＨ
の養生室に４週間静置して、接着強度の測定を行なった
。

３、−２　伸度と引張強度 平滑な鉄板に離形剤を塗布しモルタルを２．０　ｋｇ／
ｍ２塗布して、硬化後引きはなしてシート状に成型した
ものを試験体とした。

本試験体は温度２０℃、湿度６５％ＲＨの気中で２８日
間養生を行なってから測定を行なった。

尚、この試験方法はＪＩＳ　Ａ　６００８　ｒ合成高分
子ルーフィング試験」に準拠した。

接着強度、引張強度、伸度の測定結果は第２表に示す。

第　　２　　表 ３、−３　透水、透気試験 φｒｒＪｍ １／３砂モルタルの成型板（４０ｔｘ１５０　　　）に
モルタルを２’に９７ｍ２塗布したものを試験体とし温
度２０℃、湿度６５％ＲＨで２１日間養生を実施してか
ら測定を実施した。

尚、透水試験はＪＩＳ　Ａ１４０４　ｒ建築用セメント
防水剤の試験方法」に準拠した。かけた水圧は３に９／
ｃｒｎ２．加圧時間１時間である。結果を透水増加量で
表わす。

透水増加量＝ｗ２−ＷＩ Ｗｌ−透水試験を実施する前の重量（Ｉ）ｗ２　＝透水
試験実施直後の重量（，９）透気試験は空気圧１　ｋｌ
ｉｌ／ｍ２の条件で行ない透気係数を算出した。

又、透気試験での透気係数は以下の式を用いて算出した
。

Ｑ：透過空気量（ＣＣ／　５ｅｅ） Ｌ：供試体の厚さくｃｒｎ） ＰＡ：大気圧に相当する空気の 単位容積重量（ｋｖＣＣ） Ｐ：供試体の両面における圧 力差（ｋｌｉ＋／αす Ａ：透気面積（ｃｎ１２） 本試験結果は第３表に示す。

３、−４　　中性化促進試験 １／３砂モルタル成型体（１００Ｘ１００Ｘ４００ｍｍ
）の全面に本発明品を２　ｋ１７／　ｍ２で塗布し温度
２０℃。

湿度６５％ＲＨの気中養生を３週間実施したものを試験
体とした。養生後の試験体を中性化促進装置（＠度４０
℃、湿度４０％ＲＨ１炭酸ガス濃度１０％）内に放置し
、３ケ月間経過後、取シだし切断してフェノールフタレ
イン溶液を散布し中性化深さを測定した。結果を第４表
に示す。

第　　４　　表 第２表、第３表、第４表の試験結果に見られる様に本発
明になるエマルジョン（Ｉ）、エマルジョン（Ｉｔ）と
ポルトランドセメント骨材との組合せによるものは接着
強度、引張シ強度が高く伸度も１３５〜１４０％と大き
いのでクラック追随性は充分あると考えられる。

更にこれらは透水性、透気性が小さく中性深さも小さい
値を示しているので躯体養護材として総合的に判断する
と優れた塗材であると言える。

エマルジョンとして市販のＳＢＲを使用したもの（比較
例４）は接着強度、引張強度、透水性、透気性、中性化
防止の点では良い値を示しているがクラック追随性の点
で不十分であり、市販のＥＶＡを使用したもの（比較例
５）は接着性、引張強度の点では良い値を示しているが
その他の点では不十分である。比較例１．２．３も、伸
度、透水性、透気性において不十分である。

〔発明の効果〕

本発明になる弾性モルタル組成物は従来のポリマーセメ
ントモルタルに比べ優れた弾性的性質を有するためにク
ラックの発生がなく、防止性能にすぐれ、気体透過性が
低く、接着強度が強いので防水剤、補修剤、躯体養護剤
としてきわめてすぐれている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメント物質と骨材と合成高分子エマルジョンとの
   混合物に水を配合したモルタル組成物であって、 合成高分子エマルジョンがアクリル系高分子エマルジョ
   ンであり、次の（ａ）〜（ｄ）より成る単量体混合物 （ａ）炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸アル
   キルエステル５５〜９０（重量％） （ｂ）アクリロニトリルおよび／又はスチレン５〜４０
   （重量％） （ｃ）アクリル酸および／又はメタクリル酸１〜１０（
   重量％） （ｄ）２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロ
   キシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルア
   クリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、
   アクリルアミド、メタクリルアミドのうち１種類以上 １〜１０（重量％） を非イオン性乳化剤を用いて乳化重合した共重合体エマ
   ルジョンであることを特徴とする弾性モルタル組成物。 ２、骨材が硅砂である特許請求範囲第１項記載の弾性モ
   ルタル組成物。 ３、活性シリカ、撥水剤、炭酸カルシウム及び顔料を含
   有する特許請求範囲第１項又は第２項記載の弾性モルタ
   ル組成物。