水硬性組成物及びコンクリート床構造体
【課題】施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに速硬性と水平レベル性に優れており、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得る。
【解決手段】セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物である。
【解決手段】セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般建築物の主に床下地調整に使用でき、高い流動性と水平レベル性を有し、優れた硬化体表面状態が得られる自己流動性を有する水硬性スラリーを得るための水硬性組成物及びそれを用いたコンクリート床構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種セメントを構成材料とする水硬性組成物を用いてコンクリート構造物を施工する場合に、施工条件のひとつである施工温度は、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリー（水硬性スラリー）の特性に影響を及ぼすため、その影響を低減する多様な検討が行われている。また、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリーの特性には、その構成材料の微量成分の含有率や、構成成分の含有比率が影響している場合がある。
【０００３】
水硬性成分の製造ロット間でスラリーの流動性にばらつきがなく、流動性が安定し、さらに製造時の製品歩留まりが向上した自己流動性水硬性組成物の製造方法として、特許文献１には、ポルトランドセメントに含まれる遊離酸化カルシウム量を測定し、遊離酸化カルシウム量が１質量％以下のポルトランドセメントを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを混合して調製する自己流動性水硬性組成物の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、アルミナセメント及びポルトランドセメントとを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを含むことを特徴とする自己流動性水硬性組成物において、アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量（Ｘ）と、酸化カルシウム量（Ｙ）とが、（Ｘ／Ｙ）≧１．０５、を満たすアルミナセメントを用いる自己流動性水硬性組成物が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６８９９９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、速硬性と水平レベル性に優れ、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる水硬性スラリーを得るための水硬性組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題に対し、施工条件のひとつである温度条件の、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリーの特性に及ぼす影響を鋭意検討し、特に主要成分である水硬性成分に含まれる微量成分の含有率の影響を明らかにして本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の第一は、セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物である。
【０００９】
本発明の水硬性組成物の好ましい態様を以下に示す。本発明では、これらの態様を適宜組み合わせることができる。
（１）水硬性組成物が、流動化剤をさらに含む。
（２）石膏が、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程から副産される石膏である。
（３）残留水酸化カルシウムが、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムである。
（４）セメント成分が、アルミナセメント及び／又はポルトランドセメントからなる。
（５）水硬性成分が、水硬性成分の合計を１００質量％として、アルミナセメント２０〜８０質量％、ポルトランドセメント５〜７０質量％及び石膏５〜４５質量％である。
（６）水硬性組成物が、無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分の少なくとも１種以上をさらに含み、水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有する。
（７）水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度が、水硬性スラリーを施工して３時間後に３０以上である。
【００１０】
また、本発明の第二は、上記の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するコンクリート床構造体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに速硬性と水平レベル性に優れており、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書において「残留水酸化カルシウム」とは、石膏中に残留する水酸化カルシウムのことをいう。石膏を製造する過程では、水酸化カルシウムを、硫酸を中和するための脱硫中和材として用いることがある。石膏中の硫酸の中和を完全に行うためには、水酸化カルシウムを過剰に添加する必要があり、そのため石膏中には残留水酸化カルシウムが存在することとなる。本発明の水硬性組成物は、その成分の一つである石膏中の残留水酸化カルシウム濃度を所定の値とすることに特徴がある。そのため、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、安定して高い流動性を長時間維持できるなどの優れた効果を奏する。
【００１３】
本発明の水硬性組成物は、セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下である水硬性組成物である。本発明の水硬性組成物は、これらの成分に加え、流動化剤をさらに含むことができる。
【００１４】
＜水硬性成分＞
本発明の水硬性組成物では、水硬性成分として、セメント成分と石膏とを含む水硬性成分を用いることができ、セメント成分としては、ポルトランドセメント及び／又はアルミナセメントを用いることができる。本発明の水硬性組成物が、これらの成分を用いることにより、優れた自己流動性を有し、適正な可使時間と、優れた速硬性とを有する水硬性組成物が得られることから特に好ましい。
【００１５】
水硬性成分の組成は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏の合計質量を１００質量部とした場合に、好ましくはアルミナセメント２０〜８０質量部、ポルトランドセメント５〜７０質量部及び石膏５〜４５質量部である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、さらに好ましくはアルミナセメント３０〜７０質量部、ポルトランドセメント１５〜６０質量部及び石膏１０〜４０質量部である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、より好ましくはアルミナセメント３５〜６０質量部、ポルトランドセメント２０〜５０質量部及び石膏１５〜３５質量部からなる組成である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、特に好ましくはアルミナセメント４０〜５０質量部、ポルトランドセメント２５〜４０質量部及び石膏１７〜２７質量部である。このような組成の水硬性組成物を用いることにより、自己流動性に優れる水硬性スラリーを得ることができ、さらに速硬性を有し、低収縮性又は低膨張性で硬化中の体積変化が少ない硬化体を得られやすいために好ましい。
【００１６】
＜セメント成分＞
本発明の水硬性組成物がセメント成分としてポルトランドセメントを含む場合、ポルトランドセメントは、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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントを用いることができる。また、本発明の水硬性組成物のセメント成分として、ポルトランドセメントと他の成分とを混合した混合セメント、例えば、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント及びシリカヒュームセメントなどの混合セメントなどを用いるができる。
【００１７】
本発明の水硬性組成物がセメント成分としてアルミナセメントを含む場合、アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ、市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であり、市販品はその種類によらず使用することができる。
【００１８】
＜石膏＞
本発明では、水硬性成分のひとつとして石膏を用いる。石膏は、水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性スラリーが硬化した後の寸法安定性を保持する成分として機能するものである。
【００１９】
本発明の水硬性組成物に用いることができる石膏は、その製法について特に限定されるものではなく、天然石膏、フッ酸製造工程で副産されるフッ酸石膏及び排煙脱硫過程で生成する排脱石膏などを用いることができ、さらに好ましくは、天然無水石膏、フッ酸製造工程で副産されるフッ酸石膏（無水石膏）及び排煙脱硫過程で生成する排脱石膏（無水石膏）などを用いることができる。特に好ましくは、入手容易性、経済性及び環境対応の観点から、フッ酸製造工程で副産される、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸石膏（無水石膏）を好適に用いることができる。また、本発明の水硬性組成物に好適なフッ酸石膏を用いる場合、本発明の水硬性組成物に含まれる残留水酸化カルシウムは、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムであることができる。
【００２０】
また、本発明の水硬性組成物では、水硬性成分のひとつとして無水石膏を用い、さらに無水石膏以外の石膏として、半水石膏及び／又は二水石膏などの石膏を、その種類を問わず、無水石膏と併用して使用することができる。
【００２１】
本発明の水硬性組成物では、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して、好ましくは０．５質量％以下の石膏、さらに好ましくは０．４５質量％以下の石膏、より好ましくは０．４質量％以下の石膏、特に好ましくは０．３５質量％以下の石膏を好適に用いることができる。本発明の水硬性組成物では、石膏中の水酸化カルシウム濃度が前記範囲の石膏を選択して使用することによって、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから好ましい。石膏中の水酸化カルシウム濃度が、前記範囲の上限を超えると、水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの流動性保持時間が、２５℃以上の温度条件下、特に３０℃以上の温度条件下で流動性の保持時間が短くなって可使時間が短くなり、施工時の作業性の低下を招くことがある。そのため、石膏中の水酸化カルシウム濃度は、前記範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明の水硬性組成物では、ｐＨの安定した石膏を選択して用いて水硬性組成物を調製することにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できる。石膏のｐＨは、好ましくはｐＨ７．５〜ｐＨ１１．５の範囲、さらに好ましくはｐＨ７．８〜ｐＨ１１の範囲、特に好ましくはｐＨ８〜ｐＨ１０の範囲のものを好適に用いることができる。石膏のｐＨが、前記範囲の上限を超えると、水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの流動性保持時間が、２５℃以上の温度条件下、特に３０℃以上の温度条件下で流動性の保持時間が短くなって可使時間が短くなり、施工時の作業性の低下を招くことがある。そのため、石膏のｐＨは、前記範囲の上限値以下であることが好ましい。なお、本明細書において「石膏のｐＨ」とは、石膏１０ｇを純水１リットルに分散させたスラリーのｐＨを測定して得られるｐＨ値を示すものである。
【００２３】
＜細骨材＞
本発明の水硬性組成物は、水硬性成分に加えて、細骨材を含む。本発明の水硬性組成物に含まれる細骨材の配合量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは３０〜５００質量部、より好ましくは５０〜４００質量部、さらに好ましくは１００〜３００質量部、特に好ましくは１５０〜２５０質量部の範囲が好ましい。
【００２４】
細骨材としては、粒径２ｍｍ以下の骨材、好ましくは粒径０．０７５〜１．５ｍｍの骨材、さらに好ましくは粒径０．１〜１ｍｍの骨材、特に好ましくは０．１５〜０．６ｍｍの骨材を主成分として用いることが好ましい。細骨材の粒径は、ＪＩＳ・Ｚ−８８０１で規定される、呼び寸法の異なる数個のふるいを用いる方法によって測定することができる。
【００２５】
細骨材の種類は、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、アルミナセメントクリンカー、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒及び石灰石などの無機材料、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム及び発砲樹脂などの樹脂粉砕物などを用いることができる。特に細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、廃ＦＣＣ触媒、石英粉末、石灰石砂及びアルミナセメントクリンカーなどを好ましく用いることができる。
【００２６】
＜流動化剤＞
本発明の水硬性組成物は、材料分離を抑制しつつ好適な流動性を確保するために、流動化剤（高性能減水剤などの減水剤）を含むことが好ましい。水硬性成分であるアルミナセメントの発現強度は、水／水硬性成分比の影響を大きく受けることから、本発明の水硬性組成物の水硬性成分としてアルミナセメントを含む場合には、減水効果を有する流動化剤を使用して水／水硬性成分比を小さくすることが特に好ましい。
【００２７】
流動化剤としては、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系など、ポリエーテルポリカルボン酸などの流動化剤が、その種類を問わず使用でき、これらの市販のものを使用できる。特にポリエーテル系など及びポリエーテルポリカルボン酸などの流動化剤が好ましく、これらの市販のものを使用できる。
【００２８】
流動化剤は、本発明の水硬性組成物に用する水硬性成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。具体的には、本発明の水硬性組成物に対して、流動化剤を、水硬性成分１００質量部に対して好ましくは０．０１〜２．０質量部、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量部、特に好ましくは０．１〜０．５質量部を配合することができる。添加量が余り少ないと好適な効果（優れた流動性と高い硬化体強度）を発現しないため、これらの範囲の下限値以上であることが好ましく、また添加量が多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、場合によっては粘稠性も大きくなり所要の流動性を得るための混練水量が増大して強度性状が悪化する場合が考えられため、これらの範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００２９】
＜無機成分などの任意成分＞
本発明の水硬性組成物は、さらに無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる１種以上の成分を含み、本発明の水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有することが好ましい。なお、本明細書で「自己流動性を有する」水硬性スラリーとは、後述するフロー値が、１９０ｍｍ以上の値である水硬性スラリーのことをいう。
【００３０】
＜無機成分＞
本発明の水硬性組成物は、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ及びシリカヒュームから選ばれる少なくとも１種以上の無機成分を含み、特に高炉スラグ微粉末を含むことが好ましい。これらの無機成分を含むことにより、乾燥収縮による硬化体の耐クラック性を高めることができる。
【００３１】
本発明の水硬性組成物に対する無機成分の添加量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは１０〜３５０質量部、より好ましくは３０〜２００質量部、さらに好ましくは５０〜１５０質量部、特に好ましくは７０〜１３０質量部とすることが好ましい。
【００３２】
水硬性組成物において、無機成分が高炉スラグ微粉末である場合には、高炉スラグ微粉末の添加量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは１０〜３５０質量部、より好ましくは３０〜２００質量部、さらに好ましくは５０〜１５０質量部、特に好ましくは７０〜１３０質量部とすることが好ましい。高炉スラグ微粉末の添加量が、少なすぎると硬化体の乾燥収縮が大きくなるので、これらの範囲の下限値以上であることが好ましい。また、高炉スラグ微粉末の添加量が、多すぎると初期強度の低下を招くことがあるので、これらの範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００３３】
高炉スラグ微粉末は、ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定されるブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇ以上のものを用いることができる。
【００３４】
＜凝結調整剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する凝結調整剤は、水硬性組成物に使用する水硬性成分及び水硬性成分以外の成分などに応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。また、凝結遅延剤及び凝結促進剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択することによって、本発明の水硬性組成物の可使時間と速硬性とを調整することができる。水硬性組成物に対する凝結遅延剤の添加によって、セルフレベリング材（自己流動性モルタル）としての使用が非常に容易になるため好ましい。
【００３５】
＜凝結遅延剤＞
凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることができる。凝結遅延剤の一例として、酒石酸ナトリウム類（酒石酸一ナトリウム、酒石酸二ナトリウム）、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム類、グルコン酸ナトリウムなどのオキシカルボン酸類を代表とする有機酸やそのナトリウム塩、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム及びトリポリリン酸ナトリウムなどの無機ナトリウム塩類などの成分を挙げることができる。凝結遅延剤は、これらの成分のそれぞれを単独で又は２種以上の成分を併用して用いることができる。
【００３６】
凝結遅延剤の一種であるオキシカルボン酸類は、オキシカルボン酸及びこれらの塩を含む。オキシカルボン酸としては、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などの脂肪族オキシ酸、サリチル酸、ｍ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸及びトロパ酸などの芳香族オキシ酸などを挙げることができる。
【００３７】
オキシカルボン酸の塩としては、例えばオキシカルボン酸のアルカリ金属塩（具体的にはナトリウム塩、カリウム塩など）及びアルカリ土類金属塩（具体的にはカルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩など）などを挙げることができる。
【００３８】
特に、重炭酸ナトリウム及び／又は酒石酸二ナトリウムを、本発明の水硬性組成物に添加する凝結遅延剤として用いることが、凝結遅延効果、入手容易性及び価格の面から好ましい。
【００３９】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結遅延剤は、水硬性組成物中の水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２．０質量部であり、より好ましくは０．１〜１．５質量部、さらに好ましくは０．２〜１．２質量部、特に好ましくは０．４〜１質量部の範囲で用いることができる。凝結遅延剤の添加がこれらの範囲であると、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーにおいて、好適な流動性が得られる可使時間（ハンドリングタイム）を確保できることから好ましい。
【００４０】
＜凝結促進剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができ、例えば、凝結促進効果を有するリチウム塩を好適に用いることができる。
【００４１】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤であるリチウム塩の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム及び水酸化リチウムなどの無機リチウム塩並びに酢酸リチウム、シュウ酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム及びクエン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩を挙げることができ、これらのリチウム塩を凝結促進剤として用いることができる。特に炭酸リチウムは、凝結促進効果、入手容易性、価格の面から好ましい。
【００４２】
凝結促進剤の粒径としては、本発明の水硬性組成物の特性を妨げない範囲の粒径を用いることが好ましく、５０μｍ以下の粒径にすることが好ましい。特にリチウム塩を凝結促進剤として用いる場合、リチウム塩の粒径は５０μｍ以下、さらに３０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましく、リチウム塩の粒径が上記範囲より大きくなるとリチウム塩の溶解度が小さくなるという問題が生じ、特に顔料添加系では微細な多数の斑点として目立つために美観を損なう場合があるため、リチウム塩の粒径は、上記範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００４３】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤は、本発明の水硬性組成物の水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜１質量部であり、より好ましくは０．０１〜０．５質量部、さらに好ましくは０．０２〜０．３質量部、特に好ましくは０．０４〜０．２質量部の範囲で用いる。凝結促進剤の添加量がこの範囲であると、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーにおいて、可使時間を確保したのち好適な速硬性が得られることから好ましい。
【００４４】
＜増粘剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する増粘剤は、ヒドロキシエチルメチルセルロースを含み、ヒドロキシエチルメチルセルロースを除く他のセルロース系、スターチエーテルなどの加工澱粉系、蛋白質系、ラテックス系及び水溶性ポリマー系などの増粘剤を併用して用いることができる。
【００４５】
本発明の水硬性組成物に対する増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．０１〜１．５質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に０．１〜０．８質量部含むことが好ましい。水硬性組成物に対する増粘剤の添加量が多くなると、水硬性スラリー粘度が増加して流動性の低下を招く恐れがあるために上記の好ましい範囲で用いることが好ましい。
【００４６】
本発明の水硬性組成物において、増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性成分や細骨材などの骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、水硬性組成物の硬化物の特性を向上させる上で好ましい。
【００４７】
＜消泡剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する消泡剤は、シリコン系、アルコール系及びポリエーテル系などの合成物質、鉱物油系又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることができる。
【００４８】
本発明の水硬性組成物に対する消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．０１〜１．５質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に０．１〜０．５質量部含むことが好ましい。消泡剤の添加量が上記範囲内であると、好適な消泡効果が認められるために好ましい。
【００４９】
＜その他の任意成分＞
本発明の水硬性組成物では、乾燥クラックの防止・抑制効果をより高める場合などには、収縮低減剤、樹脂粉末などを適宜選択して用いることができる。
【００５０】
＜好適な成分構成＞
本発明の水硬性組成物を構成する場合に、特に好適な成分構成は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び所定の石膏からなる水硬性成分、硅砂などの細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤を含むものである。
【００５１】
また、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、速硬性と水平レベル性に優れ、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得るという優れた施工性を有するため、コンクリート床構造体は、上記の本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するものであることが好ましい。
【００５２】
＜製造方法＞
所定量の水硬性成分及び細骨材並びに必要に応じて流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤などを混合機で混合することによって、本発明の水硬性組成物のプレミックス粉体を得ることができる。
【００５３】
水硬性組成物のプレミックス粉体は、所定量の水と混合・攪拌することによって、スラリー状の自己流動性を有する水硬性スラリーを製造することができ、その水硬性スラリーを施工・硬化させることによって水硬性組成物の硬化体を得ることができる。また、特に、その水硬性スラリーをコンクリート上に施工・硬化させることで、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有する水平レベル性に優れるコンクリート床構造体を得ることができる。
【００５４】
本発明の水硬性組成物は、水と混合・攪拌して水硬性スラリーを製造することができ、水の添加量を調整することにより、水硬性スラリーの流動性、可使時間、材料分離性、硬化体の強度などを調整することができる。本発明の水硬性組成物に対する水の添加量は、水硬性組成物１００質量部に対し、好ましくは１０〜４０質量部、さらに好ましくは１４〜３４質量部、より好ましくは１８〜３０質量部、特に好ましくは２２〜２８質量部の範囲で添加して用いることが好ましい。
【００５５】
本発明の水硬性組成物を水と混合して調製した自己流動性を有する水硬性スラリーのフロー値が、好ましくは１９０〜２７０ｍｍ、さらに好ましくは２００〜２６０ｍｍ、特に好ましくは２１０〜２５０ｍｍに調整されていることが、施工の容易さ及び平滑性の高い硬化体表面を得られやすいという理由により好ましい。
【００５６】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工終了後０．５時間〜３時間の間に硬化を開始し、硬化の進行に伴って硬化体の表面硬度が上昇し、硬化体表面の含水量が低下する。水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度は、モルタルの打設（施工）から好ましくは３時間後に３０以上、さらに好ましくは３時間後に３５以上、より好ましくは３時間後に４０以上、特に好ましくは３時間後に４５以上の値を得ることができる。そのため、スラリー施工が終了した後、速やかに硬化が進行することによって水硬性スラリーの施工を完了することができる。
【００５７】
＜用途＞
本発明の水硬性組成物は、優れた自己流動性を生かしてセルフレベリング材として用いる場合は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、厨房及び屋上などの床下地や床仕上げ材に用いることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。
【００５９】
（１）水硬性スラリーの評価：
評価には、水硬性組成物と水とを混練して調製した混練直後の水硬性スラリーを用いた。
・セルフレベリング性（自己流動性）：フロー値及びＳＬ値
フロー値は、ＪＡＳＳ・１５Ｍ−１０３に準拠して測定した。すなわち、厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ５１ｍｍの塩化ビニル製パイプ（内容積１００ｍｌ）を置き、練り混ぜた水硬性スラリーを充填した後、パイプを引き上げた。水硬性スラリーの広がりが静止した後、直角２方向の直径を測定し、その平均値をフロー値とした。
【００６０】
ＳＬ値は、図１に示すＳＬ測定器を使用した。ＳＬ測定器は、幅３０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×長さ７５０ｍｍのレール及びレールの先端より長さ１５０ｍｍのところに堰板を設けた構造である。混練直後のスラリーを、レールの先端と堰板との間に所定量満たすことにより、水硬性スラリーを成形した。水硬性スラリー成形直後に堰板を引き上げて、水硬性スラリーの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性スラリーの流れの先端の最も標点に近い部分（最短部）までの距離を測定し、その値（ＳＬ値）をＬ０とした。同様に成形後１０分、２０分又は３０分後に堰板を引き上げて、水硬性スラリーの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性スラリーの流れの最短部までの距離を測定し、その値（ＳＬ値）をＬ１０、Ｌ２０又はＬ３０とした。評価は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
【００６１】
（２）硬化体表面の状態：
水硬性スラリーの硬化体表面の状態は、調製した水硬性スラリーを、１３ｃｍ×１９ｃｍの樹脂製の型枠へ厚さ１０ｍｍで流し込み、硬化後材齢２４時間で、表面仕上りを目視で観察することで評価した。評価は以下の通りとした。評価条件は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
○：表面仕上りが良好（気泡なし、粉化なし）
×：表面仕上りが不良（気泡及び／又は粉化あり）
【００６２】
（３）硬化体表面のショア硬度：
水硬性スラリー打設後からの所定の経過時間において、硬化した表面の硬度をスプリング式硬度計タイプＤ型（（株）上島製作所製）を用いて、任意の３〜５カ所の表面硬度を測定し、そのスプリング式硬度計タイプＤ型のゲージの読み取り値の平均値をその時間の表面硬度とした。
【００６３】
実施例及び比較例の原料は、以下のものを使用した。
１）水硬性成分
・アルミナセメント（フォンジュ、ケルネオス社製、ブレーン比表面積３１００ｃｍ２／ｇ）。
・ポルトランドセメント（早強セメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ）。
・石膏Ａ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．００％、ｐＨ＝８．４）。
・石膏Ｂ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．３０％、ｐＨ＝１１．３）。
・石膏Ｃ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．６３％、ｐＨ＝１１．７）。
２）細骨材
・珪砂：６号珪砂。
３）流動化剤：ポリカルボン酸系流動化剤（花王社製）。
４）無機成分
・高炉スラグ微粉末（リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積４４００ｃｍ２／ｇ）。
５）凝結調整剤：
・重炭酸Ｎａ：重炭酸ナトリウム（東ソー社製）。
・酒石酸Ｎａ：Ｌ−酒石酸ナトリウム（扶桑化学工業社製）。
・炭酸Ｌｉ ：炭酸リチウム（本荘ケミカル社製）。
６）増粘剤 ：ヒドロキシエチルメチルセルロース系増粘剤（マーポローズＭＸ−３００００、松本油脂社製）。
７）消泡剤 ：ポリエーテル系消泡剤（サンノプコ社製）。
【００６４】
＜実施例１〜７、比較例１〜４＞
表１に示す水硬性成分、細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤（総量：１．５ｋｇ）を、ケミスタラーを用いて混練して水硬性組成物を調製し、さらに水３９０ｇを加えて３分間混練して、水硬性スラリーを得た。水硬性組成物及び水硬性スラリーの調製は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
【００６５】
得られたモルタルを用いて、ＳＬ特性、ショア硬度発現性、硬化体表面仕上りの評価を行った。その結果を表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
石膏Ｃを用いた比較例１〜比較例４に示すように、石膏中の水酸化カルシウム含有率が０．５％を超えて高い場合、水硬性スラリーの施工温度が高くなるほど、流動性保持時間が短くなり、十分な値、すなわち施工のための十分な時間を確保できなくなった。これに対して、石膏Ａを用いた実施例１、３、５及び７並びに石膏Ｂを用いた実施例２、４及び６に示すように、石膏中の水酸化カルシウム含有率が０．５％以下の場合、水硬性スラリーの施工温度が高くなっても、流動性の長い時間保持されていた。
【００６９】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに速硬性と水平レベル性に優れており、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＳＬ測定器を用いた、水硬性スラリーのセルフレベリング性評価の概略を示す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般建築物の主に床下地調整に使用でき、高い流動性と水平レベル性を有し、優れた硬化体表面状態が得られる自己流動性を有する水硬性スラリーを得るための水硬性組成物及びそれを用いたコンクリート床構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種セメントを構成材料とする水硬性組成物を用いてコンクリート構造物を施工する場合に、施工条件のひとつである施工温度は、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリー（水硬性スラリー）の特性に影響を及ぼすため、その影響を低減する多様な検討が行われている。また、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリーの特性には、その構成材料の微量成分の含有率や、構成成分の含有比率が影響している場合がある。
【０００３】
水硬性成分の製造ロット間でスラリーの流動性にばらつきがなく、流動性が安定し、さらに製造時の製品歩留まりが向上した自己流動性水硬性組成物の製造方法として、特許文献１には、ポルトランドセメントに含まれる遊離酸化カルシウム量を測定し、遊離酸化カルシウム量が１質量％以下のポルトランドセメントを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを混合して調製する自己流動性水硬性組成物の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、アルミナセメント及びポルトランドセメントとを含む水硬性成分と、減水剤及び／又は増粘剤とを含むことを特徴とする自己流動性水硬性組成物において、アルミナセメントに含まれる酸化アルミニウム量（Ｘ）と、酸化カルシウム量（Ｙ）とが、（Ｘ／Ｙ）≧１．０５、を満たすアルミナセメントを用いる自己流動性水硬性組成物が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６８９９９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、速硬性と水平レベル性に優れ、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる水硬性スラリーを得るための水硬性組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題に対し、施工条件のひとつである温度条件の、水硬性組成物を用いたモルタルやスラリーの特性に及ぼす影響を鋭意検討し、特に主要成分である水硬性成分に含まれる微量成分の含有率の影響を明らかにして本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の第一は、セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物である。
【０００９】
本発明の水硬性組成物の好ましい態様を以下に示す。本発明では、これらの態様を適宜組み合わせることができる。
（１）水硬性組成物が、流動化剤をさらに含む。
（２）石膏が、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程から副産される石膏である。
（３）残留水酸化カルシウムが、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムである。
（４）セメント成分が、アルミナセメント及び／又はポルトランドセメントからなる。
（５）水硬性成分が、水硬性成分の合計を１００質量％として、アルミナセメント２０〜８０質量％、ポルトランドセメント５〜７０質量％及び石膏５〜４５質量％である。
（６）水硬性組成物が、無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分の少なくとも１種以上をさらに含み、水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有する。
（７）水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度が、水硬性スラリーを施工して３時間後に３０以上である。
【００１０】
また、本発明の第二は、上記の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するコンクリート床構造体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに速硬性と水平レベル性に優れており、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書において「残留水酸化カルシウム」とは、石膏中に残留する水酸化カルシウムのことをいう。石膏を製造する過程では、水酸化カルシウムを、硫酸を中和するための脱硫中和材として用いることがある。石膏中の硫酸の中和を完全に行うためには、水酸化カルシウムを過剰に添加する必要があり、そのため石膏中には残留水酸化カルシウムが存在することとなる。本発明の水硬性組成物は、その成分の一つである石膏中の残留水酸化カルシウム濃度を所定の値とすることに特徴がある。そのため、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、安定して高い流動性を長時間維持できるなどの優れた効果を奏する。
【００１３】
本発明の水硬性組成物は、セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下である水硬性組成物である。本発明の水硬性組成物は、これらの成分に加え、流動化剤をさらに含むことができる。
【００１４】
＜水硬性成分＞
本発明の水硬性組成物では、水硬性成分として、セメント成分と石膏とを含む水硬性成分を用いることができ、セメント成分としては、ポルトランドセメント及び／又はアルミナセメントを用いることができる。本発明の水硬性組成物が、これらの成分を用いることにより、優れた自己流動性を有し、適正な可使時間と、優れた速硬性とを有する水硬性組成物が得られることから特に好ましい。
【００１５】
水硬性成分の組成は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏の合計質量を１００質量部とした場合に、好ましくはアルミナセメント２０〜８０質量部、ポルトランドセメント５〜７０質量部及び石膏５〜４５質量部である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、さらに好ましくはアルミナセメント３０〜７０質量部、ポルトランドセメント１５〜６０質量部及び石膏１０〜４０質量部である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、より好ましくはアルミナセメント３５〜６０質量部、ポルトランドセメント２０〜５０質量部及び石膏１５〜３５質量部からなる組成である。また、水硬性成分の組成は、合計質量を１００質量部として、特に好ましくはアルミナセメント４０〜５０質量部、ポルトランドセメント２５〜４０質量部及び石膏１７〜２７質量部である。このような組成の水硬性組成物を用いることにより、自己流動性に優れる水硬性スラリーを得ることができ、さらに速硬性を有し、低収縮性又は低膨張性で硬化中の体積変化が少ない硬化体を得られやすいために好ましい。
【００１６】
＜セメント成分＞
本発明の水硬性組成物がセメント成分としてポルトランドセメントを含む場合、ポルトランドセメントは、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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントを用いることができる。また、本発明の水硬性組成物のセメント成分として、ポルトランドセメントと他の成分とを混合した混合セメント、例えば、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント及びシリカヒュームセメントなどの混合セメントなどを用いるができる。
【００１７】
本発明の水硬性組成物がセメント成分としてアルミナセメントを含む場合、アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ、市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であり、市販品はその種類によらず使用することができる。
【００１８】
＜石膏＞
本発明では、水硬性成分のひとつとして石膏を用いる。石膏は、水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性スラリーが硬化した後の寸法安定性を保持する成分として機能するものである。
【００１９】
本発明の水硬性組成物に用いることができる石膏は、その製法について特に限定されるものではなく、天然石膏、フッ酸製造工程で副産されるフッ酸石膏及び排煙脱硫過程で生成する排脱石膏などを用いることができ、さらに好ましくは、天然無水石膏、フッ酸製造工程で副産されるフッ酸石膏（無水石膏）及び排煙脱硫過程で生成する排脱石膏（無水石膏）などを用いることができる。特に好ましくは、入手容易性、経済性及び環境対応の観点から、フッ酸製造工程で副産される、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸石膏（無水石膏）を好適に用いることができる。また、本発明の水硬性組成物に好適なフッ酸石膏を用いる場合、本発明の水硬性組成物に含まれる残留水酸化カルシウムは、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムであることができる。
【００２０】
また、本発明の水硬性組成物では、水硬性成分のひとつとして無水石膏を用い、さらに無水石膏以外の石膏として、半水石膏及び／又は二水石膏などの石膏を、その種類を問わず、無水石膏と併用して使用することができる。
【００２１】
本発明の水硬性組成物では、石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して、好ましくは０．５質量％以下の石膏、さらに好ましくは０．４５質量％以下の石膏、より好ましくは０．４質量％以下の石膏、特に好ましくは０．３５質量％以下の石膏を好適に用いることができる。本発明の水硬性組成物では、石膏中の水酸化カルシウム濃度が前記範囲の石膏を選択して使用することによって、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから好ましい。石膏中の水酸化カルシウム濃度が、前記範囲の上限を超えると、水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの流動性保持時間が、２５℃以上の温度条件下、特に３０℃以上の温度条件下で流動性の保持時間が短くなって可使時間が短くなり、施工時の作業性の低下を招くことがある。そのため、石膏中の水酸化カルシウム濃度は、前記範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明の水硬性組成物では、ｐＨの安定した石膏を選択して用いて水硬性組成物を調製することにより、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できる。石膏のｐＨは、好ましくはｐＨ７．５〜ｐＨ１１．５の範囲、さらに好ましくはｐＨ７．８〜ｐＨ１１の範囲、特に好ましくはｐＨ８〜ｐＨ１０の範囲のものを好適に用いることができる。石膏のｐＨが、前記範囲の上限を超えると、水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの流動性保持時間が、２５℃以上の温度条件下、特に３０℃以上の温度条件下で流動性の保持時間が短くなって可使時間が短くなり、施工時の作業性の低下を招くことがある。そのため、石膏のｐＨは、前記範囲の上限値以下であることが好ましい。なお、本明細書において「石膏のｐＨ」とは、石膏１０ｇを純水１リットルに分散させたスラリーのｐＨを測定して得られるｐＨ値を示すものである。
【００２３】
＜細骨材＞
本発明の水硬性組成物は、水硬性成分に加えて、細骨材を含む。本発明の水硬性組成物に含まれる細骨材の配合量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは３０〜５００質量部、より好ましくは５０〜４００質量部、さらに好ましくは１００〜３００質量部、特に好ましくは１５０〜２５０質量部の範囲が好ましい。
【００２４】
細骨材としては、粒径２ｍｍ以下の骨材、好ましくは粒径０．０７５〜１．５ｍｍの骨材、さらに好ましくは粒径０．１〜１ｍｍの骨材、特に好ましくは０．１５〜０．６ｍｍの骨材を主成分として用いることが好ましい。細骨材の粒径は、ＪＩＳ・Ｚ−８８０１で規定される、呼び寸法の異なる数個のふるいを用いる方法によって測定することができる。
【００２５】
細骨材の種類は、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、アルミナセメントクリンカー、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒及び石灰石などの無機材料、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム及び発砲樹脂などの樹脂粉砕物などを用いることができる。特に細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂などの砂類、廃ＦＣＣ触媒、石英粉末、石灰石砂及びアルミナセメントクリンカーなどを好ましく用いることができる。
【００２６】
＜流動化剤＞
本発明の水硬性組成物は、材料分離を抑制しつつ好適な流動性を確保するために、流動化剤（高性能減水剤などの減水剤）を含むことが好ましい。水硬性成分であるアルミナセメントの発現強度は、水／水硬性成分比の影響を大きく受けることから、本発明の水硬性組成物の水硬性成分としてアルミナセメントを含む場合には、減水効果を有する流動化剤を使用して水／水硬性成分比を小さくすることが特に好ましい。
【００２７】
流動化剤としては、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系など、ポリエーテルポリカルボン酸などの流動化剤が、その種類を問わず使用でき、これらの市販のものを使用できる。特にポリエーテル系など及びポリエーテルポリカルボン酸などの流動化剤が好ましく、これらの市販のものを使用できる。
【００２８】
流動化剤は、本発明の水硬性組成物に用する水硬性成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。具体的には、本発明の水硬性組成物に対して、流動化剤を、水硬性成分１００質量部に対して好ましくは０．０１〜２．０質量部、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量部、特に好ましくは０．１〜０．５質量部を配合することができる。添加量が余り少ないと好適な効果（優れた流動性と高い硬化体強度）を発現しないため、これらの範囲の下限値以上であることが好ましく、また添加量が多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、場合によっては粘稠性も大きくなり所要の流動性を得るための混練水量が増大して強度性状が悪化する場合が考えられため、これらの範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００２９】
＜無機成分などの任意成分＞
本発明の水硬性組成物は、さらに無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる１種以上の成分を含み、本発明の水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有することが好ましい。なお、本明細書で「自己流動性を有する」水硬性スラリーとは、後述するフロー値が、１９０ｍｍ以上の値である水硬性スラリーのことをいう。
【００３０】
＜無機成分＞
本発明の水硬性組成物は、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ及びシリカヒュームから選ばれる少なくとも１種以上の無機成分を含み、特に高炉スラグ微粉末を含むことが好ましい。これらの無機成分を含むことにより、乾燥収縮による硬化体の耐クラック性を高めることができる。
【００３１】
本発明の水硬性組成物に対する無機成分の添加量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは１０〜３５０質量部、より好ましくは３０〜２００質量部、さらに好ましくは５０〜１５０質量部、特に好ましくは７０〜１３０質量部とすることが好ましい。
【００３２】
水硬性組成物において、無機成分が高炉スラグ微粉末である場合には、高炉スラグ微粉末の添加量は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは１０〜３５０質量部、より好ましくは３０〜２００質量部、さらに好ましくは５０〜１５０質量部、特に好ましくは７０〜１３０質量部とすることが好ましい。高炉スラグ微粉末の添加量が、少なすぎると硬化体の乾燥収縮が大きくなるので、これらの範囲の下限値以上であることが好ましい。また、高炉スラグ微粉末の添加量が、多すぎると初期強度の低下を招くことがあるので、これらの範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００３３】
高炉スラグ微粉末は、ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定されるブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇ以上のものを用いることができる。
【００３４】
＜凝結調整剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する凝結調整剤は、水硬性組成物に使用する水硬性成分及び水硬性成分以外の成分などに応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。また、凝結遅延剤及び凝結促進剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択することによって、本発明の水硬性組成物の可使時間と速硬性とを調整することができる。水硬性組成物に対する凝結遅延剤の添加によって、セルフレベリング材（自己流動性モルタル）としての使用が非常に容易になるため好ましい。
【００３５】
＜凝結遅延剤＞
凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることができる。凝結遅延剤の一例として、酒石酸ナトリウム類（酒石酸一ナトリウム、酒石酸二ナトリウム）、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム類、グルコン酸ナトリウムなどのオキシカルボン酸類を代表とする有機酸やそのナトリウム塩、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム及びトリポリリン酸ナトリウムなどの無機ナトリウム塩類などの成分を挙げることができる。凝結遅延剤は、これらの成分のそれぞれを単独で又は２種以上の成分を併用して用いることができる。
【００３６】
凝結遅延剤の一種であるオキシカルボン酸類は、オキシカルボン酸及びこれらの塩を含む。オキシカルボン酸としては、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などの脂肪族オキシ酸、サリチル酸、ｍ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸及びトロパ酸などの芳香族オキシ酸などを挙げることができる。
【００３７】
オキシカルボン酸の塩としては、例えばオキシカルボン酸のアルカリ金属塩（具体的にはナトリウム塩、カリウム塩など）及びアルカリ土類金属塩（具体的にはカルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩など）などを挙げることができる。
【００３８】
特に、重炭酸ナトリウム及び／又は酒石酸二ナトリウムを、本発明の水硬性組成物に添加する凝結遅延剤として用いることが、凝結遅延効果、入手容易性及び価格の面から好ましい。
【００３９】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結遅延剤は、水硬性組成物中の水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２．０質量部であり、より好ましくは０．１〜１．５質量部、さらに好ましくは０．２〜１．２質量部、特に好ましくは０．４〜１質量部の範囲で用いることができる。凝結遅延剤の添加がこれらの範囲であると、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーにおいて、好適な流動性が得られる可使時間（ハンドリングタイム）を確保できることから好ましい。
【００４０】
＜凝結促進剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができ、例えば、凝結促進効果を有するリチウム塩を好適に用いることができる。
【００４１】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤であるリチウム塩の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム及び水酸化リチウムなどの無機リチウム塩並びに酢酸リチウム、シュウ酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム及びクエン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩を挙げることができ、これらのリチウム塩を凝結促進剤として用いることができる。特に炭酸リチウムは、凝結促進効果、入手容易性、価格の面から好ましい。
【００４２】
凝結促進剤の粒径としては、本発明の水硬性組成物の特性を妨げない範囲の粒径を用いることが好ましく、５０μｍ以下の粒径にすることが好ましい。特にリチウム塩を凝結促進剤として用いる場合、リチウム塩の粒径は５０μｍ以下、さらに３０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましく、リチウム塩の粒径が上記範囲より大きくなるとリチウム塩の溶解度が小さくなるという問題が生じ、特に顔料添加系では微細な多数の斑点として目立つために美観を損なう場合があるため、リチウム塩の粒径は、上記範囲の上限値以下であることが好ましい。
【００４３】
本発明の水硬性組成物に添加する凝結促進剤は、本発明の水硬性組成物の水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜１質量部であり、より好ましくは０．０１〜０．５質量部、さらに好ましくは０．０２〜０．３質量部、特に好ましくは０．０４〜０．２質量部の範囲で用いる。凝結促進剤の添加量がこの範囲であると、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーにおいて、可使時間を確保したのち好適な速硬性が得られることから好ましい。
【００４４】
＜増粘剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する増粘剤は、ヒドロキシエチルメチルセルロースを含み、ヒドロキシエチルメチルセルロースを除く他のセルロース系、スターチエーテルなどの加工澱粉系、蛋白質系、ラテックス系及び水溶性ポリマー系などの増粘剤を併用して用いることができる。
【００４５】
本発明の水硬性組成物に対する増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．０１〜１．５質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に０．１〜０．８質量部含むことが好ましい。水硬性組成物に対する増粘剤の添加量が多くなると、水硬性スラリー粘度が増加して流動性の低下を招く恐れがあるために上記の好ましい範囲で用いることが好ましい。
【００４６】
本発明の水硬性組成物において、増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性成分や細骨材などの骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、水硬性組成物の硬化物の特性を向上させる上で好ましい。
【００４７】
＜消泡剤＞
本発明の水硬性組成物に添加する消泡剤は、シリコン系、アルコール系及びポリエーテル系などの合成物質、鉱物油系又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることができる。
【００４８】
本発明の水硬性組成物に対する消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．０１〜１．５質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に０．１〜０．５質量部含むことが好ましい。消泡剤の添加量が上記範囲内であると、好適な消泡効果が認められるために好ましい。
【００４９】
＜その他の任意成分＞
本発明の水硬性組成物では、乾燥クラックの防止・抑制効果をより高める場合などには、収縮低減剤、樹脂粉末などを適宜選択して用いることができる。
【００５０】
＜好適な成分構成＞
本発明の水硬性組成物を構成する場合に、特に好適な成分構成は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び所定の石膏からなる水硬性成分、硅砂などの細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤を含むものである。
【００５１】
また、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持でき、速硬性と水平レベル性に優れ、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得るという優れた施工性を有するため、コンクリート床構造体は、上記の本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するものであることが好ましい。
【００５２】
＜製造方法＞
所定量の水硬性成分及び細骨材並びに必要に応じて流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤などを混合機で混合することによって、本発明の水硬性組成物のプレミックス粉体を得ることができる。
【００５３】
水硬性組成物のプレミックス粉体は、所定量の水と混合・攪拌することによって、スラリー状の自己流動性を有する水硬性スラリーを製造することができ、その水硬性スラリーを施工・硬化させることによって水硬性組成物の硬化体を得ることができる。また、特に、その水硬性スラリーをコンクリート上に施工・硬化させることで、本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有する水平レベル性に優れるコンクリート床構造体を得ることができる。
【００５４】
本発明の水硬性組成物は、水と混合・攪拌して水硬性スラリーを製造することができ、水の添加量を調整することにより、水硬性スラリーの流動性、可使時間、材料分離性、硬化体の強度などを調整することができる。本発明の水硬性組成物に対する水の添加量は、水硬性組成物１００質量部に対し、好ましくは１０〜４０質量部、さらに好ましくは１４〜３４質量部、より好ましくは１８〜３０質量部、特に好ましくは２２〜２８質量部の範囲で添加して用いることが好ましい。
【００５５】
本発明の水硬性組成物を水と混合して調製した自己流動性を有する水硬性スラリーのフロー値が、好ましくは１９０〜２７０ｍｍ、さらに好ましくは２００〜２６０ｍｍ、特に好ましくは２１０〜２５０ｍｍに調整されていることが、施工の容易さ及び平滑性の高い硬化体表面を得られやすいという理由により好ましい。
【００５６】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工終了後０．５時間〜３時間の間に硬化を開始し、硬化の進行に伴って硬化体の表面硬度が上昇し、硬化体表面の含水量が低下する。水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度は、モルタルの打設（施工）から好ましくは３時間後に３０以上、さらに好ましくは３時間後に３５以上、より好ましくは３時間後に４０以上、特に好ましくは３時間後に４５以上の値を得ることができる。そのため、スラリー施工が終了した後、速やかに硬化が進行することによって水硬性スラリーの施工を完了することができる。
【００５７】
＜用途＞
本発明の水硬性組成物は、優れた自己流動性を生かしてセルフレベリング材として用いる場合は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、工場、倉庫、駐車場、ガソリンスタンド、厨房及び屋上などの床下地や床仕上げ材に用いることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。
【００５９】
（１）水硬性スラリーの評価：
評価には、水硬性組成物と水とを混練して調製した混練直後の水硬性スラリーを用いた。
・セルフレベリング性（自己流動性）：フロー値及びＳＬ値
フロー値は、ＪＡＳＳ・１５Ｍ−１０３に準拠して測定した。すなわち、厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ５１ｍｍの塩化ビニル製パイプ（内容積１００ｍｌ）を置き、練り混ぜた水硬性スラリーを充填した後、パイプを引き上げた。水硬性スラリーの広がりが静止した後、直角２方向の直径を測定し、その平均値をフロー値とした。
【００６０】
ＳＬ値は、図１に示すＳＬ測定器を使用した。ＳＬ測定器は、幅３０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×長さ７５０ｍｍのレール及びレールの先端より長さ１５０ｍｍのところに堰板を設けた構造である。混練直後のスラリーを、レールの先端と堰板との間に所定量満たすことにより、水硬性スラリーを成形した。水硬性スラリー成形直後に堰板を引き上げて、水硬性スラリーの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性スラリーの流れの先端の最も標点に近い部分（最短部）までの距離を測定し、その値（ＳＬ値）をＬ０とした。同様に成形後１０分、２０分又は３０分後に堰板を引き上げて、水硬性スラリーの流れの停止後に、標点（堰板の設置部）から水硬性スラリーの流れの最短部までの距離を測定し、その値（ＳＬ値）をＬ１０、Ｌ２０又はＬ３０とした。評価は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
【００６１】
（２）硬化体表面の状態：
水硬性スラリーの硬化体表面の状態は、調製した水硬性スラリーを、１３ｃｍ×１９ｃｍの樹脂製の型枠へ厚さ１０ｍｍで流し込み、硬化後材齢２４時間で、表面仕上りを目視で観察することで評価した。評価は以下の通りとした。評価条件は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
○：表面仕上りが良好（気泡なし、粉化なし）
×：表面仕上りが不良（気泡及び／又は粉化あり）
【００６２】
（３）硬化体表面のショア硬度：
水硬性スラリー打設後からの所定の経過時間において、硬化した表面の硬度をスプリング式硬度計タイプＤ型（（株）上島製作所製）を用いて、任意の３〜５カ所の表面硬度を測定し、そのスプリング式硬度計タイプＤ型のゲージの読み取り値の平均値をその時間の表面硬度とした。
【００６３】
実施例及び比較例の原料は、以下のものを使用した。
１）水硬性成分
・アルミナセメント（フォンジュ、ケルネオス社製、ブレーン比表面積３１００ｃｍ２／ｇ）。
・ポルトランドセメント（早強セメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ）。
・石膏Ａ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．００％、ｐＨ＝８．４）。
・石膏Ｂ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．３０％、ｐＨ＝１１．３）。
・石膏Ｃ：水酸化カルシウムを排煙脱硫材とするＩＩ型無水石膏（旭硝子社製、Ｃａ（ＯＨ）２含有量＝０．６３％、ｐＨ＝１１．７）。
２）細骨材
・珪砂：６号珪砂。
３）流動化剤：ポリカルボン酸系流動化剤（花王社製）。
４）無機成分
・高炉スラグ微粉末（リバーメント、千葉リバーメント社製、ブレーン比表面積４４００ｃｍ２／ｇ）。
５）凝結調整剤：
・重炭酸Ｎａ：重炭酸ナトリウム（東ソー社製）。
・酒石酸Ｎａ：Ｌ−酒石酸ナトリウム（扶桑化学工業社製）。
・炭酸Ｌｉ ：炭酸リチウム（本荘ケミカル社製）。
６）増粘剤 ：ヒドロキシエチルメチルセルロース系増粘剤（マーポローズＭＸ−３００００、松本油脂社製）。
７）消泡剤 ：ポリエーテル系消泡剤（サンノプコ社製）。
【００６４】
＜実施例１〜７、比較例１〜４＞
表１に示す水硬性成分、細骨材、流動化剤、無機成分、凝結調整剤、増粘剤及び消泡剤（総量：１．５ｋｇ）を、ケミスタラーを用いて混練して水硬性組成物を調製し、さらに水３９０ｇを加えて３分間混練して、水硬性スラリーを得た。水硬性組成物及び水硬性スラリーの調製は、温度２０℃、２５℃、３０℃及び３５℃並びに湿度６５％の温度及び湿度条件下で行った。
【００６５】
得られたモルタルを用いて、ＳＬ特性、ショア硬度発現性、硬化体表面仕上りの評価を行った。その結果を表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
石膏Ｃを用いた比較例１〜比較例４に示すように、石膏中の水酸化カルシウム含有率が０．５％を超えて高い場合、水硬性スラリーの施工温度が高くなるほど、流動性保持時間が短くなり、十分な値、すなわち施工のための十分な時間を確保できなくなった。これに対して、石膏Ａを用いた実施例１、３、５及び７並びに石膏Ｂを用いた実施例２、４及び６に示すように、石膏中の水酸化カルシウム含有率が０．５％以下の場合、水硬性スラリーの施工温度が高くなっても、流動性の長い時間保持されていた。
【００６９】
本発明の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーは、施工時の温度条件が変化した場合にも、安定して高い流動性を長時間維持できることから、良好なハンドリング性が得られ、さらに速硬性と水平レベル性に優れており、良好な仕上り表面を有する硬化体を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＳＬ測定器を用いた、水硬性スラリーのセルフレベリング性評価の概略を示す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、
石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】
水硬性組成物が、流動化剤をさらに含む、請求項１記載の水硬性組成物。
【請求項３】
石膏が、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程から副産される石膏である、請求項１又は２記載の水硬性組成物。
【請求項４】
残留水酸化カルシウムが、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムである、請求項１〜３のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項５】
セメント成分が、アルミナセメント及び／又はポルトランドセメントからなる、請求項１〜４のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項６】
水硬性成分が、水硬性成分の合計を１００質量％として、アルミナセメント２０〜８０質量％、ポルトランドセメント５〜７０質量％及び石膏５〜４５質量％である、請求項１〜５のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項７】
水硬性組成物が、無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分の少なくとも１種以上をさらに含み、
水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項８】
水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度が、水硬性スラリーを施工して３時間後に３０以上である、請求項１〜７のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するコンクリート床構造体。
【請求項１】
セメント成分及び石膏を含む水硬性成分と、細骨材とを含む水硬性組成物であって、
石膏中の残留水酸化カルシウム濃度が、残留水酸化カルシウムを含む石膏１００質量％に対して０．５質量％以下であることを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】
水硬性組成物が、流動化剤をさらに含む、請求項１記載の水硬性組成物。
【請求項３】
石膏が、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程から副産される石膏である、請求項１又は２記載の水硬性組成物。
【請求項４】
残留水酸化カルシウムが、水酸化カルシウムを脱硫中和材として用いるフッ酸製造工程で副産される石膏に含まれる、フッ酸製造工程において未反応の中和反応残渣の水酸化カルシウムである、請求項１〜３のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項５】
セメント成分が、アルミナセメント及び／又はポルトランドセメントからなる、請求項１〜４のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項６】
水硬性成分が、水硬性成分の合計を１００質量％として、アルミナセメント２０〜８０質量％、ポルトランドセメント５〜７０質量％及び石膏５〜４５質量％である、請求項１〜５のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項７】
水硬性組成物が、無機成分、凝結遅延剤、凝結促進剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分の少なくとも１種以上をさらに含み、
水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーが、自己流動性を有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項８】
水硬性組成物と、水とを混練して調製した水硬性スラリーの硬化体表面のショア硬度が、水硬性スラリーを施工して３時間後に３０以上である、請求項１〜７のいずれか１項記載の水硬性組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の水硬性組成物を用いた水硬性スラリーの硬化体層を表層に有するコンクリート床構造体。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２２１０６５（Ｐ２００９−２２１０６５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６８９６３（Ｐ２００８−６８９６３）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
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