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技術 耐食性モルタル組成物

出願人 太平洋マテリアル株式会社
発明者 長井義徳
出願日 2016年1月29日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-015295
公開日 2017年8月3日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-132667
状態 特許登録済
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 耐酸性能 付属資料 垂れ防止効果 塗付け 連続式ミキサ 被覆性能 強硫酸 建研式接着力試験器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月3日)のものです。
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課題

解決手段

セメント用ポリマーを実質的に含まずに、(A)セメントと、(B)高炉スラグ微粉末と、(C)フライアッシュと、(D)膨張材と、(E)カルシウムアルミニウム化学成分として含む特定の骨材と、(F)増粘剤とを特定の割合でモルタル組成物に含有し、更に、(G)減水剤、(H)消泡剤、(I)炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種以上の成分、(J)硫酸アルカリ金属塩、(K)有機繊維から選ばれる1種以上を含むことが好ましい耐食性モルタル組成物。

概要

背景

温泉、各種排水、化学溶液、或いは二酸化炭素SOXなどの酸性ガス等と接触するような化学的に過酷な環境下で使用される材料としてコンクリートモルタルが用いられるケースがある。コンクリートやモルタルのうち、ポルトランドセメント結合材成分とするものはアルカリ抵抗性が極めて高いものの、酸性環境下での使用では劣化し易く、酸により劣化し難い耐酸性耐食性)のモルタル又は/及び樹脂被覆することで下地となるコンクリートやモルタルを酸による劣化を遅らせる又は防ぐことがある。特にpH1〜3の強硫酸溶液亜硫酸ガスに対してはコンクリートやモルタル硬化体に存在する水酸化カルシウムアルミン酸三カルシウムが反応してそれぞれ二水石膏エトリンガイトを生成する。その生成時には何れも比較的大きい体積膨張を伴い、硬化体破壊することがある。

下水処理施設等では硫黄酸化細菌により硫酸が大量に形成されるので、当該施設で使用するコンクリートやモルタルは、セメントとしてアルミナセメントが使用されることが多い。アルミナセメントは水和反応により水酸化カルシウムやアルミン酸三カルシウムを殆ど生成しない為、酸による腐食、とりわけ硫酸による腐食劣化を受け難い。しかし、アルミナセメントは水和反応に大量の水を必要とすることから、セメントとして主としてアルミナセメントを用いたコンクリートやモルタルは、施工後の環境が比較的乾燥している場合では蒸発により水分不足となり硬化体表面近傍に未水和部分が存在し易い。この未水和部分が脆弱層となってひび割れや強度低下を起こす。そのため、結合材としてアルミナセメントを用いないモルタル等が求められ、ポルトランドセメントに高炉スラグ粉末及び骨材を使用する耐酸性のモルタル等が提案されている(例えば特許文献1参照。)。ポルトランドセメントと高炉スラグ粉末だけでは、長さ変化が大きくひび割れが発生し易い。膨張材混和することで収縮によるひび割れを抑制することが考えられるが、反応性の高いカルシウム成分含有量が増えるため耐酸性能が低下する傾向がある。

ひび割れや乾燥の抑制手段として、コンクリート補修用のモルタル等として広く使用されている結合材としてセメントとセメント用ポリマーを含有する、ポリマーセメントモルタルポリマーセメントコンクリート等のポリマーセメント組成物ポリマーセメントを主成分としたモ ルタル・コンクリートを使用することができる。(例えば特許文献2及び3参照)。しかし、ポリマーセメント中に形成されるポリマーフィルムは、水との接触で水溶性成分が抜け落ちたり、吸水膨張するこ ともある。このような変化が酸性環境下で起ると、モルタル・コンクリート硬化体内に酸が浸透することがあ り、一旦内部侵入した酸はポリマー層によって硬化体内から放出され難く、長期間酸が残留し続けると内部からも浸食劣化が徐々に進行する。硬化体表層部のみならず内部からの酸浸食も進行すると、その浸食速度が低いものであっても、硬化体としての強度等の低下はそれ以上に進み易く、耐久性の劣化が早まる 。

酸性環境下にさらされるコンクリートやモルタルの表面を酸から保護するために耐食性(耐酸性)のモルタルで当該コンクリート等の表面を被覆することが行われている。この耐食性モルタルは、耐食性の他、被覆モルタルとして優れていることが求められる。即ち、左官施工性ポンプ圧送性垂れ抵抗性付着性形状寸法定性及びひび割れ抵抗性に優れることが求められる。

概要

コンクリートやモルタルを保護し得る、被覆モルタルであり、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタル組成物を提供。セメント用ポリマーを実質的に含まずに、(A)セメントと、(B)高炉スラグ微粉末と、(C)フライアッシュと、(D)膨張材と、(E)カルシウムアルミニウム化学成分として含む特定の骨材と、(F)増粘剤とを特定の割合でモルタル組成物に含有し、更に、(G)減水剤、(H)消泡剤、(I)炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種以上の成分、(J)硫酸アルカリ金属塩、(K)有機繊維から選ばれる1種以上を含むことが好ましい耐食性モルタル組成物。なし

目的

本発明は前記問題の解決、即ち、本発明は、コンクリートやモルタルを保護し得る、被覆モルタルとして優れた耐食性モルタル組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

(A)セメントと、セメント100質量部に対し、(B)高炉スラグ微粉末30〜100質量部、(C)フライアッシュ30〜60質量部、(D)膨張材5〜10質量部、(E)カルシウムアルミニウム化学成分として含みその合計含有量酸化物換算で30〜70質量%である骨材200〜400質量部、及び(F)増粘剤0.2〜2質量部を含有し、セメント用ポリマーを実質的に含まないことを特徴とする耐食性モルタル組成物

請求項2

更に、(G)減水剤、(H)消泡剤、(I)炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種又は2種以上の成分、(J)硫酸アルカリ金属塩、(K)有機繊維から選ばれる1種又は2種以上を含む請求項1に記載の耐食性モルタル組成物。

請求項3

セメント100質量部に対し、(G)減水剤0.1〜2質量部、(H)消泡剤0.05〜0.5質量部、(I)炭酸アルカリ金属塩0.05〜1質量部及び/又は蟻酸塩0.05〜0.5質量部、(J)硫酸アルカリ金属塩0.5〜5質量部、(K)有機繊維0.2〜2質量部を含む請求項1又は2に記載の耐食性モルタル組成物。

技術分野

0001

本発明は、耐食性モルタル組成物に関する。詳しくは、酸性腐食液に対し高い抵抗性を有し、下地への被覆性能に優れる耐食性モルタル組成物に関する。

背景技術

0002

温泉、各種排水、化学溶液、或いは二酸化炭素SOXなどの酸性ガス等と接触するような化学的に過酷な環境下で使用される材料としてコンクリートモルタルが用いられるケースがある。コンクリートやモルタルのうち、ポルトランドセメント結合材成分とするものはアルカリ抵抗性が極めて高いものの、酸性環境下での使用では劣化し易く、酸により劣化し難い耐酸性耐食性)のモルタル又は/及び樹脂被覆することで下地となるコンクリートやモルタルを酸による劣化を遅らせる又は防ぐことがある。特にpH1〜3の強硫酸溶液亜硫酸ガスに対してはコンクリートやモルタル硬化体に存在する水酸化カルシウムアルミン酸三カルシウムが反応してそれぞれ二水石膏エトリンガイトを生成する。その生成時には何れも比較的大きい体積膨張を伴い、硬化体破壊することがある。

0003

下水処理施設等では硫黄酸化細菌により硫酸が大量に形成されるので、当該施設で使用するコンクリートやモルタルは、セメントとしてアルミナセメントが使用されることが多い。アルミナセメントは水和反応により水酸化カルシウムやアルミン酸三カルシウムを殆ど生成しない為、酸による腐食、とりわけ硫酸による腐食劣化を受け難い。しかし、アルミナセメントは水和反応に大量の水を必要とすることから、セメントとして主としてアルミナセメントを用いたコンクリートやモルタルは、施工後の環境が比較的乾燥している場合では蒸発により水分不足となり硬化体表面近傍に未水和部分が存在し易い。この未水和部分が脆弱層となってひび割れや強度低下を起こす。そのため、結合材としてアルミナセメントを用いないモルタル等が求められ、ポルトランドセメントに高炉スラグ粉末及び骨材を使用する耐酸性のモルタル等が提案されている(例えば特許文献1参照。)。ポルトランドセメントと高炉スラグ粉末だけでは、長さ変化が大きくひび割れが発生し易い。膨張材混和することで収縮によるひび割れを抑制することが考えられるが、反応性の高いカルシウム成分含有量が増えるため耐酸性能が低下する傾向がある。

0004

ひび割れや乾燥の抑制手段として、コンクリート補修用のモルタル等として広く使用されている結合材としてセメントとセメント用ポリマーを含有する、ポリマーセメントモルタルポリマーセメントコンクリート等のポリマーセメント組成物ポリマーセメントを主成分としたモ ルタル・コンクリートを使用することができる。(例えば特許文献2及び3参照)。しかし、ポリマーセメント中に形成されるポリマーフィルムは、水との接触で水溶性成分が抜け落ちたり、吸水膨張するこ ともある。このような変化が酸性環境下で起ると、モルタル・コンクリート硬化体内に酸が浸透することがあ り、一旦内部侵入した酸はポリマー層によって硬化体内から放出され難く、長期間酸が残留し続けると内部からも浸食劣化が徐々に進行する。硬化体表層部のみならず内部からの酸浸食も進行すると、その浸食速度が低いものであっても、硬化体としての強度等の低下はそれ以上に進み易く、耐久性の劣化が早まる 。

0005

酸性環境下にさらされるコンクリートやモルタルの表面を酸から保護するために耐食性(耐酸性)のモルタルで当該コンクリート等の表面を被覆することが行われている。この耐食性モルタルは、耐食性の他、被覆モルタルとして優れていることが求められる。即ち、左官施工性ポンプ圧送性垂れ抵抗性付着性形状寸法定性及びひび割れ抵抗性に優れることが求められる。

先行技術

0006

特開2010−001208号公報
特開2009−208984号公報
特開2008−127247号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は前記問題の解決、即ち、本発明は、コンクリートやモルタルを保護し得る、被覆モルタルとして優れた耐食性モルタル組成物を提供することを目的とする。より詳しくは、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタル組成物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、セメント用ポリマーを実質的に含まずに、セメントと、高炉スラグ微粉末と、フライアッシュと、膨張材と、特定の骨材とを特定の割合でモルタル組成物に含有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の(1)又は(2)で表す耐食性モルタル組成物である。
(1)(A)セメントと、セメント100質量部に対し、(B)高炉スラグ微粉末30〜100質量部、(C)フライアッシュ30〜60質量部、(D)膨張材5〜10質量部、(E)カルシウムアルミニウム化学成分として含みその合計含有量が酸化物換算で30〜70質量%である骨材200〜400質量部、及び(F)増粘剤0.2〜2質量部を含有し、セメント用ポリマーを実質的に含まないことを特徴とする耐食性モルタル組成物。
(2)更に、(G)減水剤、(H)消泡剤、(I)炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種又は2種以上の成分、(J)硫酸アルカリ金属塩、(K)有機繊維から選ばれる1種又は2種以上を含む上記(1)の耐食性モルタル組成物。
(3)セメント100質量部に対し、(G)減水剤0.1〜2質量部、(H)消泡剤0.05〜0.5質量部、(I)炭酸アルカリ金属塩0.05〜1質量部及び/又は蟻酸塩0.05〜0.5質量部、(J)硫酸アルカリ金属塩0.5〜5質量部、(K)有機繊維0.2〜2質量部含む上記(1)又は(2)の耐食性モルタル組成物。

発明の効果

0009

本発明によれば、コンクリートやモルタルを保護し得る、被覆モルタルとして優れた耐食性モルタル組成物が得られる。また、本発明によれば、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタル組成物が得られる。また、本発明によれば、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタルが得られるので、コンクリートやモルタル等に被覆すると、付着性、形状寸法安定性、ひび割れ抵抗性及び耐食性に優れるモルタル層を形成し下地のコンクリートやモルタル等を酸性環境下において長期間保護することができる。

0010

本発明の耐食性モルタル組成物は、(A)セメントと、セメント100質量部に対し、(B)高炉スラグ微粉末30〜100質量部、(C)フライアッシュ30〜60質量部、(D)膨張材5〜10質量部、(E)カルシウムとアルミニウムを化学成分として含みその合計含有量が酸化物換算で30〜70質量%である骨材200〜400質量部、及び(F)増粘剤0.2〜2質量部を含有し、セメント用ポリマーを実質的に含まないことを特徴とする。ここで、セメント用ポリマーを実質的に含まないとは、結合材として用いられるポリマーを、結合材としての機能が発せられる量以上含まないことを云い、好ましくはセメント100質量部に対しセメント用ポリマーが0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下、更に好ましくは0.01質量部以下であり、最も好ましくはセメント用ポリマーを含有しないことである。

0011

本発明の耐食性モルタル組成物に用いるセメント(成分(A))は、水硬性セメントであればよく、例えば普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱の各種ポルトランドセメント、エコセメント、並びにこれらのポルトランドセメント又はエコセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用することができる。本発明に用いるセメントとしては、左官施工し易いことから、珪酸カルシウムを主成分とするセメントが好ましい。ここで珪酸カルシウムを主成分とするとは、含まれるセメントクリンカ粉砕物中において珪酸カルシウム鉱物(C3S、C2S)を50質量%以上含むことをいい、好ましくは60質量%以上含むことをいい、より好ましくは70質量%以上含むことをいう。また、ポンプ圧送性に優れ且つ高い強度を得易いことから、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及びエコセメントから選ばれる一種又は二種以上を使用することが更に好ましい。

0012

本発明の耐食性モルタル組成物に用いる高炉スラグ微粉末(成分(B))は、溶鉱炉銑鉄を作る際に副生する溶融スラグ急冷ガラス化した高炉スラグを粉砕したもので、ブレーン法による比表面積(JIS R 5201−1997に規定される比表面積試験による値)で6000cm2/g未満であることが好ましい。この範囲であれば、左官施工性及び吹付け施工の際のポンプ圧送性により優れる。より好ましくは、比表面積が3000〜5000cm2/gの高炉スラグ微粉末を用いる。この範囲であれば、左官施工性、吹付け施工の際のポンプ圧送性及び寸法安定性により優れる。本発明の耐食性モルタル組成物に用いる高炉スラグ微粉末の配合割合は、セメント100質量部に対し、30〜100質量部とする。30質量部未満では所望の配合効果、特に耐酸性、寸法安定性又は付着強度が十分に得られないことがあり、また100質量部を超えると含有過多となって長さ変化が大きくなりひび割れを発生し易くなり、さらに左官施工性や吹付け施工性(ポンプ圧送性)が悪くなる。

0013

本発明の耐食性モルタル組成物に用いるフライアッシュ(成分(C))は、フライアッシュであれば特に限定されないが、規格(JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」)に適合するものであれば、鏝伸び性、鏝切れ性表面平滑性等の鏝作業性に安定して優れ、更にポンプ圧送性にも安定して優れることから好ましい。本発明のモルタル組成物におけるフライアッシュ(成分(C))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し30〜60質量部とする。30質量部未満では左官施工時の鏝作業性及び吹付け施工時のポンプ圧送性が悪く、成分(C)を含有させた効果が見られない。また、60質量部を超えると、コンシステンシーを得るための混練水量が増すために、乾燥収縮が大きくなり寸法安定性に問題が生じ易くなる。左官施工時の鏝作業性がよく、吹付け施工時のポンプ圧送性もよいことから、本発明の耐食性モルタル組成物におけるフライアッシュ(成分(C))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し40〜50質量部とすることが好ましい。

0014

本発明の耐食性モルタル組成物に用いる膨張材(成分(D))は、水和生成物結晶により膨張する膨張性物質を主成分とする材料を云い、例えば、エトリンガイトの結晶生成により膨張するエトリンガイト系コンクリート用膨張材カルシウムサルホアルミネート粉末、並びに水酸化カルシウムの結晶生成により膨張する石灰系コンクリート用膨張材,硬焼生石灰等が挙げられる。本発明に用いる膨張性物質の粉末度は、JIS R 5201−1997に規定される比表面積試験により測定したブレーン比表面積の値が、2000〜6000cm2/gの範囲のものが好ましい。2000cm2/g未満では、脱型後に強度増進する割合が低くなる虞があり、6000cm2/g以上では膨張性を得るためにより多い量の膨張性物質が必要となる。

0015

本発明の初期膨張性セメント組成物において膨張性物質の含有量は、セメント100質量部に対し5〜10質量部とする。5質量部未満では形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性が劣る。10質量部を超えると耐酸性が劣り、短期強度が小さい。

0016

本発明に用いるカルシウムとアルミニウムを化学成分として含みその合計含有量が酸化物換算で30〜70質量%である骨材(成分(E))の好適例としては、カルシウムとアルミニウムの含有量を前記規定範囲であるスラグ系骨材、例えば高炉スラグ骨材電気炉酸化スラグ骨材等を挙げることができる。化学成分として含有するカルシウムとアルミニウムをこのような含有量にした骨材は、酸との急激な反応を起こし難く、酸に対し比較的穏やかな反応活性を有するため、硬化後に酸の内部侵入があった場合でもこれを逐次中和し、硬化体内部で高活性の酸が滞留し続けるのを防ぐことが可能である。骨材中に化学成分として含まれるカルシウムとアルミニウムの合計含有量が酸化物換算で30質量%未満では、酸に対する中和作用が殆ど得られない可能性があるため好ましくない。また、アルミニウムとカルシウムの合計含有量が70質量%を超えると中和反応後の硬化体中の分散相強度が低下するため好ましくない。成分(E)のより好適例としては、高炉スラグ骨材である。該骨材(成分(E))の粒径は制限されず、モルタルの使用目的に応じて選定すれば良い。本発明の耐食性モルタル組成物に用いる骨材(成分(E))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し、より有効な中和作用を付与する点、即ち高い耐酸性が得られるから骨材200〜400質量部とする。200質量部未満では耐酸性が不足する虞があり、400質量部を超えるとモルタルの流動性が低いため成型時に空隙やひび割れが入り易くこの空隙などにより酸がモルタル内部に入り易くなるため耐酸性が不足し易い。

0017

本発明には増粘剤(成分(F))を用いる。本発明に用いる増粘剤(成分(F))は、その種類は限定されないが、例えばヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルエチルセルロース(HEEC)等のヒドロキシアルキルアルキルセルロースヒドロキシエチルセルロース(HEC)やヒドロキシプロピルセルロース(HPC)等のヒドロキシアルキルセルロース等の水溶性セルロースアルギン酸、β−1,3グルカンプルランウェランガム等の多糖類アクリル樹脂ポリビニルアルコール等のポリビニル化合物メチルスターチエチルスターチ、プロピルスターチ、メチルプロピルスターチ等のアルキルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ又はヒドロキシプロピルスターチ等のヒドロキシアルキルスターチ、或いは、ヒドロキシプロピルメチルスターチ等のヒドロキシアルキルアルキルスターチ等スターチエーテル等が好ましい例として挙げられ、これらの一種又は二種以上の使用が可能である。未硬化のモルタルがドライアウト剥離剥落垂れ及び変形が起こり難いことから、水溶性セルロース及び/又はスターチエーテルが好ましい。本発明の耐食性モルタル組成物における増粘剤(成分(F))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し0.2〜2質量部とすることが好ましい。この範囲では、ドライアウトが起き難く高い付着力が得られ易く、寸法安定性にもより優れる。

0018

本発明には減水剤(成分(G))を用いることが好ましい。本発明に用いる減水剤(成分(G))の種類は限定されず、例えば、ポリカルボン酸塩系減水剤ポリエーテル系減水剤、ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、メラミンスルホン酸塩系減水剤及びリグニンスルホン酸塩系減水剤等の各種減水剤が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。減水剤として高性能減水剤又は高性能AE減水剤を用いると、モルタルの強度を高くし易いことから好ましい。本発明における減水剤とは、減水剤、高性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤及び流動化剤等のセメント分散剤のことである。本発明の耐食性モルタル組成物における減水剤(成分(G))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し0.01〜2質量部とすることが好ましい。成分(G)の配合割合がこの範囲(0.01〜2質量部)では、必要なコンシステンシーを得るための水量を少なくできるため乾燥収縮が小さく寸法安定性が良く、更に壁や天井塗り付けた場合でも垂れがより生じ難い。また、減水剤としてポリカルボン酸塩系減水剤以外の減水剤、即ち、ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、メラミンスルホン酸塩系減水剤及びリグニンスルホン酸塩系減水剤等を用いる場合は、寸法安定性が優れ且つ垂れが生じ難いことから更に好ましい。

0019

本発明には消泡剤(成分(H))を用いることが好ましい。本発明に用いる消泡剤(成分(H))は、その種類は限定されないが、例えば、市販のセメント用消泡剤、市販のセメントモルタル用消泡剤又は市販のコンクリート用消泡剤の他、他用途の鉱物油系エーテル系、シリコーン系等の消泡剤、トリブチルフォスフェートポリジメチルシロキサン又はポリオキシアルキレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤が好適な例として挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。また、本発明に用いる消泡剤としては、液体のものでも粉末状のものでもよい。粉末状の消泡剤としては、液体消泡剤を、シリカ粉末等の無機質粉末担持させて粉末状にしたものも用いることができる。本発明における消泡剤(成分(H))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し0.05〜0.5質量部とすることが、高い強度が得易いことから好ましい。0.05質量部未満では消泡効果がほとんど得られない。

0020

本発明には、炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種又は2種以上の成分(成分(I))を用いることが好ましい。本発明に用いる炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種又は2種以上の成分(成分(I))としては、水中に炭酸イオン及びアルカリ金属イオン、或いは蟻酸イオンを放出する塩であれば特に限定されないが、炭酸ナトリウム炭酸カリウム蟻酸カルシウム蟻酸ナトリウム蟻酸カリウムが好ましい。この炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる成分(成分(I))は、凝結促進性があることから、垂直面や天井面に施工する際の垂れ防止効果があり施工性を向上させるとこができる。即ち、この成分(I)は、凝結促進剤である。本発明の耐食性モルタル組成物における成分(I)の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し、炭酸アルカリ金属塩の場合は0.05〜1質量部とすることが好ましく、蟻酸塩の場合は0.05〜0.5質量部とすることが好ましい。この範囲であれば、凝結促進効果におよび短期強度に優れ、且つ長い施工時間が得易く施工を行い易い。炭酸アルカリ金属塩と蟻酸塩を併用する場合は、質量比で、炭酸アルカリ金属塩:蟻酸塩=0.01:0.5〜1:0.01の範囲内で使用することが好ましい。

0021

本発明には、硫酸アルカリ金属塩(成分(J))を用いることが好ましい。本発明に用いる硫酸アルカリ金属塩(成分(J))としては、水中に硫酸イオン硫酸根)及びアルカリ金属イオンを放出する塩であれば特に限定されないが、硫酸ナトリウム硫酸カリウム等の硫酸アルカリ金属塩が好ましい。この硫酸アルカリ金属塩(成分(J))は、水中に放出される硫酸イオンがセメント(成分(A))中の成分と反応してカルシウムサルホアルミネート水和物等の結晶を生成し、硬化体の収縮を低減することで、寸法安定性に寄与する。さらに高炉スラグ微粉末(成分(B))を刺激短期材齢低温下での強度発現に寄与する。本発明の耐食性モルタル組成物における硫酸アルカリ金属塩(成分(J))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し0.5〜5質量部とすることが好ましい。この範囲であれは、短期材齢の強度が高く、さらに寸法安定性により優れ、異常膨張が起こり難いことから、強度低下や膨張ひび割れが起こり難い。

0022

本発明には、有機繊維(成分(K))を用いることが好ましい。本発明に用いる有機繊維(成分(K))としては、種類は限定されず、例えば、ビニロン繊維アクリル繊維ナイロン繊維ポリプロピレン繊維セルロース繊維ポリエチレン繊維などが好適な例として挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。本発明の耐食性モルタル組成物における有機繊維(成分(K))の配合割合は、セメント(成分(A))100質量部に対し0.2〜2質量部とすることが好ましい。この範囲では、ひび割れが更に起こり難く、鏝作業性により優れ、鏝作業により平滑な面を得易い。

0023

本発明の耐食性モルタル組成物には、本発明の効果を喪失させない限り、上記成分以外の成分を含有するものであってもよい。上記以外の混和材料又は骨材から選ばれる一種又は二種以上を本発明の効果を実質損なわない範囲で併用することができる。このような成分としては、例えば、防水材防錆剤収縮低減剤顔料、上記以外の繊維、撥水剤白華防止剤急結剤(材)、急硬剤(材)、凝結遅延剤、消泡剤、発泡剤消石灰石灰石粉等の石粉、シリカフューム、火山灰空気連行剤表面硬化剤、川砂砂、海砂砕砂珪砂川砂利、陸砂利砕石人工骨材等が挙げられる。また、本発明で使用される混和材料は、粉末状でも水溶液状でも使用可能である。

0024

本発明の耐食性モルタル組成物は、V型混合機や可傾式コンクリートミキサ等の重力式ミキサ、ヘンシェルミキサリボンミキサ、パン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサハンドミキサ左官ミキサ等のミキサにより、所定量の上記各材料を混合することで製造する方が、各材料の偏在が抑えられることから好ましい。このとき用いるミキサは、連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良い。各材料のミキサ内への投入順序は特に限定されない。一種ずつ添加してもよく、一部又は全部を同時に添加してもよい。また、袋やポリエチレン製容器等の容器に各材料を計り取り投入する方法により、本発明の初期膨張性セメント組成物を製造することもできる。また、予め使用する材料を2以上に分け、その分けた材料の一部又は全部をそれぞれ予め混合し、混合したものと残りの材料をミキサ等を用いて混合することで、本発明の耐食性モルタル組成物を製造することもできる。

0025

本発明の耐食性モルタル組成物は、セメント(成分(A))100質量部に対し、40〜120質量部の水と混練して用いることが好ましい。この範囲であると混練し易く、左官作業吹付け作業が行い易い。また、寸法安定性にも優れ、壁面や天井面に塗付けても垂れが起こり難い。本発明の耐食性モルタル組成物を水と混練するときは、モルタルミキサやコンクリートミキサ等のミキサで混練し製造することが好ましい。用いることのできるミキサとしては連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良く、例えばパン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサ、ハンドミキサ、左官ミキサ等が挙げられる。

0026

[実施例1]
以下に示す材料を使用し、表2に示す配合割合となるようにホバート社製ミキサで1分間乾式混合することでモルタル組成物(プレミックスモルタル)を作製した。作製したモルタル組成物に表2に示す割合の水を加え、更に3分間同じミキサで混練することでモルタル(混練物)を作製した。用いた骨材(E1〜E3)は、何れも最大粒径2.4mm、平均粒径約0.8mmに調整したもので、各成分の含有量を表1に示した。尚、表1記載の成分含有量は酸化物換算。
使用材料
A:普通セメント(ブレーン比表面積約4000cm2/g、太平洋マテリアル株式会社製)
B1:高炉水砕スラグ粉末(ブレーン比表面積約4000cm2/g、株式会社デイ・シィ製「セラメント」(商品名))
B2:高炉水砕スラグ粉末(ブレーン比表面積約8000cm2/g、株式会社デイ・シィ製「ファインセラメント10A」(商品名))
B3:シリカフューム(BET法による比表面積約20m2/g,巴工業社製「SF−CD」)
C:JISフライアッシュ(常盤火力産業社製JIS A 6201適合品
D:膨張材(ブレーン比表面積約3750cm2/g、太平洋マテリアル社製「太平洋エクスパン」(商品名))
E1:高炉水砕スラグ骨材(F.M.2.2に粒度調整したもの)
E2:電気炉酸化スラグ骨材(F.M.2.2に粒度調整したもの)
E3:珪砂(F.M.2.2に粒度調整したもの)
F1:セルロース系増粘剤(保水剤)(信越化学工業株式会社製「メトローズ90H−4000」(商品名))
F2:変性スターチエーテル(BASFジャパン社製「Starvis SE25」(商品名))
G1:ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤(花王株式会社製「マイテイー100」(商品名))
G2:ポリカルボン酸系高性能減水剤(太平洋マテリアル社製「コアフローNF−200」(商品名))
G3:メラミン樹脂スルホン酸ホルマリン縮合物SKW社製「メルメントF10M」(商品名))
H:非イオン界面活性剤系消泡剤(ADEKA社製「アデカネートB317F」(商品名))
I:炭酸ナトリウム(関東化学社製、試薬
J:硫酸ナトリウム(関東化学社製、試薬)
K1:ビニロン繊維(繊維長さ6mm,クラレ社製「RMS 182*6」)
K2:ナイロン繊維(繊維長さ5mm,東レ社製「タフバインダー」(商品名))
K3:セルロース短繊維(繊維長さ500μm,レッテンマイヤー社製「アボセルPWC500」(商品名))

0027

0028

作製したモルタルの品質試験として、以下に示す通り、単位容積質量試験フロー試験圧縮強度試験、付着強度試験、形状寸法安定性試験及び耐硫酸性試験を行った。これらの結果及び評価を表2に示した。

0029

品質試験方法
・単位容積質量試験
JIS A1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の単位容積質量試験に準じて単位容積質量を測定した。

・フロー試験JIS R5201「セメントの物理試験方法」のフロー試験に準じてフロー値を測定した。

・圧縮強度試験(1)
JIS A 1171の圧縮強さ試験に準じて実施した。養生温度5℃材齢3日の圧縮強度15N/mm2以上を実用的な範囲(○)とし、15N/mm2未満を圧縮強度不足(×)として評価した。

・圧縮強度試験(2)
JIS A 1171の圧縮強さ試験に準じて実施した。養生温度20材齢28日の圧縮強度45N/mm2以上を実用的な範囲(○)とし、45N/mm2未満を圧縮強度不足(×)として評価した。

・付着強度試験コンクリート歩道板(300×300×60mm)に厚さ10 mmでモルタルを塗り付け、20℃相対湿度60%で養生した。材齢28日で40×40mmの方形に、コンクリート歩道板表面に達するまでダイヤモンドカッターにて切込みを入れ、同サイズの鋼製アタッチメントエポキシ接着剤にて貼り付け、硬化後、建研式接着力試験器にて施工面に対し垂直に引張り、付着強度を測定した。付着強度1.8N/mm2以上を良好な範囲(○)とし、1.8N/mm2未満を付着強度不足(×)として評価した。

・形状寸法安定性試験温度20℃、湿度80%の恒温恒湿槽でモルタルを内寸4×4×16cmの型枠充填し、24時間養生した後脱型・基長し、その後材齢28日まで20℃相対湿度60%で養生し、JIS A1129−3「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法」に準じて測定し、長さ変化率を算出した。長さ変化率が−0.10%以上であったもの(収縮率0.10%以下であったもの)を寸法安定性「良好(○)」と判断し、長さ変化率が−0.10%を下回った(収縮率が0.10%を超えた)ものを寸法安定性「不良(×)」と判断した。

・耐硫酸性試験
日本下水道事業団 「下水道コンクリート構造物腐食抑制技術及び防食技術マニュアル付属資料3−断面修復材用モルタルに関する品質試験方法の中の試験項目(6)硫酸浸透深さ準じて測定し、浸透深さが2.5mm以下であったものを耐硫酸性「良好(○)」と判断し、浸透深さが2.5mmを超えたものを耐硫酸性「不良(×)」と判断した。

0030

実施例

0031

本発明の実施例に当たる実施品1〜10は何れも、ポンプ圧送性評価試験では、耐圧ホース内をモルタルで満たした後、30分間静置し、モルタルポンプ起動した時に、ホースが内容物詰まりによって閉塞することなく、5分間以上連続圧送可能であり、垂れ抵抗性評価試験では、約1.0cmの厚さのモルタル施工物が得られるよう吹付け、10分経過後までに目視でモルタル施工物に垂れが観察されなかったものを垂れ発生しないことが確認され、ポンプを用いた吹付け施工が良好に行えることが確認できた。さらに左官施工性評価試験では、良好な鏝伸び性・鏝切れ性及び施工物の表面平滑性が確認され、優れた左官施工性が確認された。また施工後の不具合確認のひび割れ抵抗性評価試験では、モルタルを約1m2塗り付けた結果、ひび割れの発生は確認されず良好な結果が得られた。また、これらの実施品1〜10は、耐硫酸性、付着性及び形状寸法安定性も優れていた。よって、本発明の実施例に当たる実施品1〜10は何れも、左官施工性、ポンプ圧送性及び垂れ抵抗性に優れ、吹付け施工、左官施工どちらも行え、更に、優れた付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性を有するので、被覆モルタルとして優れた耐食性モルタル組成物である。

0032

本発明によれば、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタル組成物が得られるので、コンクリートやモルタルを保護することができる。本発明は、耐酸性、特に耐硫酸性が必要なコンクリート構造物などの被覆モルタルとして好適に用いることができる。

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