特許 7181787 遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-22

(45)【発行日】2022-12-01

(54)【発明の名称】遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/06 20060101AFI20221124BHJP

   C04B 22/14 20060101ALI20221124BHJP

   C04B 14/28 20060101ALI20221124BHJP

   C04B 18/14 20060101ALI20221124BHJP

   C04B 22/10 20060101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

C04B28/06

C04B22/14 B

C04B14/28

C04B18/14 Z

C04B22/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018244302

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020105044

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】515181409

【氏名又は名称】宇部興産建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100182914

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 善紀

(72)【発明者】

【氏名】片桐 友樹

(72)【発明者】

【氏名】貫田 誠

(72)【発明者】

【氏名】戸田 靖彦

【審査官】小川 武

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１６７０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１７０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１３９６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ２／００－３２／０２，

Ｃ０４Ｂ４０／００－４０／０６，

Ｃ０４Ｂ１０３／００－１１１／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミナセメント、半水石膏、炭酸カルシウム、シリカフューム、及び樹脂粉末を含む遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物であって、
前記アルミナセメントが、粉末Ｘ線回折データをプロファイルフィッティング法によって解析される鉱物組成において、ＣＡを５５質量％～７５質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５質量％～８質量％、Ｃ_４ＡＦを１０質量％～２８質量％、及びＣ_２ＡＳを２質量％～６質量％含み、
前記アルミナセメントのブレーン比表面積が、２０００ｃｍ^２／ｇ～４０００ｃｍ^２／ｇであり、
前記半水石膏のブレーン比表面積が、３０００ｃｍ^２／ｇ～６０００ｃｍ^２／ｇであり、
前記半水石膏の含有量が、前記アルミナセメント１００質量部に対して、１２質量部～２４質量部であり、
前記炭酸カルシウムの含有量が、前記アルミナセメント１００質量部に対して、１５質量部～３５質量部であり、
前記シリカフュームの含有量が、前記アルミナセメント１００質量部に対して、３質量部～１２質量部であり、
前記樹脂粉末の含有量が、前記アルミナセメント１００質量部に対して、１質量部～１０質量部である、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物。

【請求項2】

前記炭酸カルシウムのブレーン比表面積が、２０００ｃｍ ^２ ／ｇ～６０００ｃｍ ^２ ／ｇである、請求項１に記載の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物。

【請求項3】

前記シリカフュームのＢＥＴ比表面積が１０ｍ ^２ ／ｇ～２８ｍ ^２ ／ｇである、請求項１又は２に記載の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物。

【請求項4】

前記樹脂粉末は、スチレン－アクリル共重合体、アクリル重合体、酢酸ビニル－ベオバ－アクリル共重合体及びエチレン－酢酸ビニル共重合体からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート構造体を長期間に亘って使用するために修復材等による補修が行われている。特に塩分等の浸透に伴う劣化を抑制する観点からは、塩化物イオンを吸着又は固定することが有効であるといわれている。

【0003】

塩化物イオンの吸着等のためには、例えば、亜硝酸リチウムを含むセメント組成物が有効であることが知られている。しかし、亜硝酸リチウムには毒性があることから周辺環境への配慮が必要であることに加え、高価であるという問題点がある。

【0004】

特許文献１には、ポルトランドセメントおよび細骨材を主体とし、塩分吸着剤および速硬材を含み、速硬材が無水石膏粉末とカルシウムアルミネート組成物粉末を含み、無水石膏粉末がブレーン比表面積８０００ｃｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする塩害補修用断面修復材が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－２２７２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

カルシウムアルミネート等を含むアルミナセメントは優れた化学的安定性を有する。しかし、アルミナセメントは、養生による長さ変化に伴い硬化体にひび割れが生じる場合がある。また、高温養生の場合には、硬化体を構成する相の転移に伴って空隙が生じる場合がある。コンクリート構造体の補修に上述のようなアルミナセメントを用いて形成される硬化体を用いた場合、遮塩性に優れる材料であっても、硬化体中の空隙及びひび割れ等によって、コンクリート構造体内部の鋼材等におけるさびの発生を十分に抑制できないことが懸念される。

【0007】

本開示は、硬化に伴う初期の長さ変化量が小さく、硬化後において遮塩性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な遮塩性モルタル用アルミナセメント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】

本開示の一側面は、アルミナセメント及び半水石膏を含む遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物であって、上記アルミナセメントが、ＣＡを５５質量％～７５質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５質量％～８質量％、Ｃ_４ＡＦを１０質量％～２８質量％、及びＣ_２ＡＳを２質量％～６質量％含み、上記アルミナセメントのブレーン比表面積が、２０００ｃｍ^２／ｇ～４０００ｃｍ^２／ｇであり、上記半水石膏のブレーン比表面積が、３０００ｃｍ^２／ｇ～６０００ｃｍ^２／ｇであり、上記半水石膏の含有量が、上記アルミナセメント１００質量部に対して、１０量部～２４質量部である、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を提供する。

【0009】

上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、アルミナセメントに対して、特定の半水石膏を特定量で含有することによって、硬化に伴う初期の長さ変化量が小さく、硬化後において高い遮塩性を有するモルタル硬化体を形成することができる。

【0010】

上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、炭酸カルシウム及びシリカフュームからなる群より選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が、炭酸カルシウム及びシリカフュームからなる群より選択される少なくとも１種を更に含むことによって、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるモルタル硬化体の圧縮強さを向上させることができる。

【0011】

上記炭酸カルシウムの含有量が、上記アルミナセメント１００質量部に対して、１５質量部～３５質量部であってもよい。炭酸カルシウムの含有量が上記範囲内であることで、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるモルタル硬化体の圧縮強さを向上させることができる。

【0012】

上記シリカフュームの含有量が、上記アルミナセメント１００質量部に対して、３質量部～１２質量部であってもよい。シリカフュームの含有量が上記範囲内であることで、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるモルタル硬化体の圧縮強さを向上させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、硬化に伴う初期の長さ変化量が小さく、硬化後において遮塩性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、長さ変化量測定装置の模式上面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。

【0016】

本明細書において「初期」とは、モルタルを打設してから２４時間が経過するまでの期間を意味する。

【0017】

遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の一実施形態は、アルミナセメント及び半水石膏を含む。上記アルミナセメントは、ＣＡを５５質量％～７５質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５質量％～８質量％、Ｃ_４ＡＦを１０質量％～２８質量％、及びＣ_２ＡＳを２質量％～６質量％含む。上記アルミナセメントのブレーン比表面積が、２０００ｃｍ^２／ｇ～４０００ｃｍ^２／ｇである。上記半水石膏のブレーン比表面積が、３０００ｃｍ^２／ｇ～６０００ｃｍ^２／ｇである。また、上記半水石膏の含有量が、上記アルミナセメント１００質量部に対して、１０質量部～２４質量部である。

【0018】

上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水との混合物であるモルタルは、例えば、コンクリート構造体等の補修材として用いることができる。コンクリート構造体は、コンクリート部と金属部とを含むものであってもよい。金属部の形状は、例えば、棒状であってよい。金属部は、例えば、鉄及び鋼等の金属を含んでよい。上記モルタルの硬化物（以下、モルタル硬化体ともいう）は、遮塩性にも優れることから、コンクリート構造体内部の鋼材等におけるさびの発生を抑制することができる。

【0019】

本明細書における「遮塩性」とは、塩化物イオンの見かけの拡散係数が低いことを意味する。塩化物イオンの見かけの拡散係数が低いとは、例えば、０．０５ｃｍ^２／年以下であることをいう。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物とは、当該遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いてモルタル硬化体を形成した際の、当該モルタル硬化体の塩化物イオンの見かけの拡散係数が低いことを意味する。

【0020】

上記アルミナセメントは、カルシウムアルミネートを主成分として含有する。カルシウムアルミネートとしては、例えば、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３（以下、ＣＡともいう）、１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３（以下、Ｃ_１２Ａ_７ともいう）、ＣａＯ・２Ａ_ｌ２Ｏ_３（以下、ＣＡ_２ともいう）、４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３（以下、Ｃ_４ＡＦともいう）、及び２ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２（以下、Ｃ_２ＡＳともいう）などが挙げられる。本明細書において「主成分」とは、例えば、その成分の含有量が５０質量％以上であることをいう。

【0021】

上述のアルミナセメントの鉱物組成は、アルミナセメントの粉末Ｘ線回折データをプロファイルフィッティング法によって解析して測定する。プロファイルフィッティング法としては、リートベルト解析法又はＷＰＦ（Ｗｈｏｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｆｉｔｔｉｎｇ）解析法を用いる（下記参考文献１を参照）。

【0022】

参考文献１：粉末Ｘ線回折の実際－リートベルト法入門、日本分析化学会、Ｘ線分析研究懇談会［編］

【0023】

アルミナセメントの鉱物組成は、例えば、ＣＡを５５質量％～７５質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５質量％～８質量％、Ｃ_４ＡＦを１０質量％～２８質量％、及びＣ_２ＡＳを２質量％～６質量％含む組成であってもよい。アルミナセメントは、好ましくは、ＣＡを５８質量％～７２質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５．６質量％～７．８質量％、Ｃ_４ＡＦを１３質量％～２５質量％、及びＣ_２ＡＳを２．５質量％～５．５質量％含み、より好ましくは、ＣＡを６２質量％～６８質量％、Ｃ_１２Ａ_７を５．４質量％～７．６質量％、Ｃ_４ＡＦを１６質量％～２２質量％、及びＣ_２ＡＳを３．０質量％～５．０質量％含む。アルミナセメントの鉱物組成が上記範囲内であることで、形成されるモルタル硬化体の遮塩性をより向上させることができる。また、アルミナセメントの鉱物組成が上記範囲内であることで、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の硬化に伴う初期の長さ変化量をより小さくすることができる。

【0024】

アルミナセメントのブレーン比表面積は、例えば、２０００ｃｍ^２／ｇ～４０００ｃｍ^２／ｇであってよい。アルミナセメントのブレーン比表面積は、好ましくは２３００ｃｍ^２／ｇ～３５００ｃｍ^２／ｇであり、より好ましくは２５００ｃｍ^２／ｇ～３３００ｃｍ^２／ｇである。アルミナセメントのブレーン比表面積が上記範囲内であることで、緻密なモルタル硬化体を形成することができる。アルミナセメントのブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ２５２１：１９９５「耐火用アルミナセメントの物理試験方法」に準じて測定される値を意味する。

【0025】

上記半水石膏は、α型の半水石膏及びβ型の半水石膏からなる群より選択される少なくとも１種を含有してもよい。

【0026】

半水石膏のブレーン比表面積は、例えば、３０００ｃｍ^２／ｇ～６０００ｃｍ^２／ｇであってよい。半水石膏のブレーン比表面積は、好ましくは３７００ｃｍ^２／ｇ～５５００ｃｍ^２／ｇであり、より好ましくは４１００ｃｍ^２／ｇ～５３５０ｃｍ^２／ｇである。半水石膏のブレーン比表面積が上記範囲内であることで、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の硬化に伴う初期の長さ変化量をより小さなものとすることができる。半水石膏のブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準じて測定される値を意味する。

【0027】

半水石膏の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、１０質量部～２４質量部である。半水石膏の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは１２質量部～２０質量部であり、より好ましくは１３質量部～１８質量部である。半水石膏の含有量が上記範囲内であることで、上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の硬化に伴う初期の長さ変化量をより小さなものとすることができる。

【0028】

上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、アルミナセメント及び半水石膏に加えて、その他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、例えば、混和材、細骨材、減水剤、凝結遅延剤、消泡剤、及び樹脂等が挙げられる。上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、好ましくは混和材を含む。

【0029】

混和材としては、例えば、炭酸カルシウム及びシリカフューム等が挙げられる。上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、炭酸カルシウム及びシリカフュームからなる群より選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。

【0030】

炭酸カルシウムは、市販品を用いることができる。炭酸カルシウムは、例えば、炭酸カルシウムを主成分とする材料を用いて供給してもよい。炭酸カルシウムを主成分とする材料としては、例えば、石灰石を粉砕した石灰石粉末、及び廃コンクリート等を粉砕したコンクリート粉末などが挙げられる。

【0031】

炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、好ましくは２０００ｃｍ^２／ｇ～６０００ｃｍ^２／ｇであり、より好ましくは２４００ｃｍ^２／ｇ～５４００ｃｍ^２／ｇであってよく、更に好ましくは２７００ｃｍ^２／ｇ～５１００ｃｍ^２／ｇである。炭酸カルシウムのブレーン比表面積が上記範囲内であると、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。炭酸カルシウムのブレーン比表面積が上記範囲内であると、緻密なモルタル硬化体を形成することができ、遮塩性をより向上させることができる。炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準じて測定される値を意味する。

【0032】

炭酸カルシウムの含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは１５質量部～３５質量部であり、より好ましくは２０質量部～２９質量部であり、更に好ましくは２２質量部～２７質量部であり、更により好ましくは２４質量部～２５質量部である。炭酸カルシウムの含有量が上記範囲内であると、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。炭酸カルシウムの含有量が上記範囲内であると、緻密なモルタル硬化体を形成することができ、遮塩性をより向上させることができる。

【0033】

シリカフュームは、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０７：２０１６「コンクリート用シリカフューム」で規定されるシリカフューム等であってよい。上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物がシリカフュームを含むことで、緻密なモルタル硬化体を形成することができ、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さ、及び遮塩性をより向上させることができる。

【0034】

シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１０ｍ^２／ｇ～２８ｍ^２／ｇであり、より好ましくは１４ｍ^２／ｇ～２６ｍ^２／ｇであり、更に好ましくは１６ｍ^２／ｇ～２４ｍ^２／ｇである。シリカフュームのＢＥＴ比表面積が上記範囲内であることで、緻密なモルタル硬化体を形成することができ、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さ、及び遮塩性をより向上させることができる。シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ多点法で測定される値を意味する。測定には、日本ベル株式会社性のＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ ＩＩ（製品名）を使用することができる。

【0035】

シリカフュームの含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは３質量部～１２質量部であり、より好ましくは５質量部～１０質量部であり、更に好ましくは６質量部～９質量部であり、更により好ましくは６質量部～８質量部である。シリカフュームの含有量が上記範囲内であると緻密なモルタル硬化体を形成することができ、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さ、及び遮塩性をより向上させることができる。

【0036】

細骨材としては、例えば、珪砂、川砂、陸砂、海砂、及び砕砂等の砂類が挙げられる。細骨材の最大粒径は、好ましくは１７００μｍ以下であり、より好ましくは１５００μｍ以下である。細骨材の粒径は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１：２００６「試験用ふるい－第１部：金属製網ふるい」に規定される呼び寸法の異なる数個の篩を用いて測定される値を意味する。

【0037】

粒径が１２００μｍ以上である細骨材の割合は、細骨材全量に対して、好ましくは２０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％～２０質量％であり、更に好ましくは０．０１質量％～１５質量％以下であり、更により好ましくは０．０５質量％～１０質量％であり、更によりまた好ましくは０．１質量％～３．０質量％である。粒径が１２００μｍ以上の細骨材の割合が上記範囲内であることで、形成されるモルタル硬化体の均一性をより向上させることができ、遮塩性をより向上させることができる。本明細書において「粒径が１２００μｍ以上である細骨材の割合」は、篩目１２００μｍの篩を用いた際に、篩上に残った粒子の質量％を意味する。

【0038】

細骨材の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは９０質量部～２００質量部であり、より好ましくは１１０質量部～１８０質量部であり、更に好ましくは１２０質量部～１７０質量部である。細骨材の含有量が上記範囲内であると、形成されるモルタル硬化体の圧縮強さをより向上させることができる。

【0039】

減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、及び高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。減水剤が、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤からなる群より選択される少なくとも１種を含有する場合、モルタルの流動性を向上させることができる。減水剤の含有量は、発明の効果を損なわない範囲で適宜調整することができる。

【0040】

凝結遅延剤としては、例えば、オキシカルボン酸類等の有機酸、グルコース、マルトース及びデキストリン等の糖類、重炭酸ナトリウム、並びに、リン酸ナトリウム等が挙げられる。オキシカルボン酸類としては、例えば、オキシカルボン酸及びこれらの塩等が挙げられる。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、及びリンゴ酸等の脂肪族オキシ酸、並びに、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等の芳香族オキシ酸等が挙げられる。

【0041】

オキシカルボン酸の塩としては、例えば、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩等が挙げられる。アルカリ金属塩は、例えば、ナトリウム塩及びカリウム塩等が挙げられる。アルカリ土類金属塩は、例えば、カルシウム塩、バリウム塩及びマグネシウム塩等が挙げられる。上述のオキシカルボン酸の塩は、好ましくはナトリウム塩であり、より好ましくは酒石酸ナトリウムである。オキシカルボン酸の塩としては、酒石酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムとを併用することが好ましい。

【0042】

凝結遅延剤の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部～１．５質量部であり、より好ましくは０．０５質量部～１．２質量部であり、更に好ましくは０．１質量部～１．０質量部である。凝結遅延剤の含有量が上記範囲内であることで、硬化を阻害することなく、モルタルを調製した後の作業可能な時間（いわゆる、可使時間）を長くすることができる。

【0043】

消泡剤としては、例えば、シリコーン系、アルコール系、及びポリエーテル系等の合成物質、並びに植物由来の天然物質等が挙げられる。消泡剤の含有量は、発明の効果を損なわない範囲で適宜調整することができる。

【0044】

樹脂としては、例えば、粉末、エマルジョン又は繊維であってよい。上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が粉末又はエマルジョンとして樹脂を含む場合、形成されるモルタル硬化体の遮塩性をより向上させることができる。上記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が繊維として樹脂を含む場合、形成されるモルタル硬化体のひび割れの発生をより抑制することができる。なお、エマルジョンとは、樹脂が水又は含水溶媒に乳化分散したものを意味する。

【0045】

樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、０℃以上であってよく、５℃以上であってよく、１０℃以上であってよい。樹脂のガラス転移温度が上記範囲内であることによって、湿潤状態にあるコンクリート構造体を対象とする補修を行う場合であっても、モルタルがコンクリート構造体の表面への優れた接着性を発揮し得る。

【0046】

樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量計を用いて測定することができる値を意味する。より具体的には、以下のような方法によって、樹脂のガラス転移温度を測定することができる。まず、測定対象となる樹脂を室温から１５０℃まで１０分間で昇温し（１^ｓｔヒーティング）、１５０℃で１０分間保持して樹脂の熱履歴を消去する。その後、－１００℃まで温度を低下（急冷、１^ｓｔクーリング）、再度１５０℃まで昇温速度１５℃／分で昇温し（２^ｎｄヒーティング）、１回目のＴｇ測定を行った。１５０℃から１^ｓｔヒーティングで測定したＴｇ未満の温度まで降温速度：１５℃／分で降温し（２^ｎｄクーリング）、２回目のＴｇ測定を行った。２回目のＴｇ測定で得られたＴｇの値を、測定対象となる樹脂のガラス転移温度とする。なお、測定対象となる樹脂が、エマルジョンの形態である場合には、エマルジョンをガラス板上に適量滴下し、水又は含水溶媒の含有量を低減し塗膜を形成させ、該塗膜を測定対象とすることができる。

【0047】

なお、測定対象である樹脂の組成が既知である場合は、下記の計算式（１）にしたがって求められるガラス転移温度の推定値Ｔを利用してＤＳＣの測定温度域を予め決定してもよい。すなわち、１５０℃で１０分間保持した後に、測定対象である樹脂のガラス転移温度の推定値Ｔより５０℃低い温度まで温度を低下させ、その他は上記と同様にして、測定対象である樹脂のＴｇを測定してもよい。

【0048】

樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、樹脂を構成する構造単位を与えるモノマー種及び組成比を特定し、当該モノマーの単独重合体のＴｇを用いて、下記式（１）から推定値Ｔを算出することができる。推定値Ｔ（単位：Ｋ）として算出されることから、摂氏度（単位：℃）に換算して使用することができる。下記式（１）は、ｎ個のモノマー種の共重合体である樹脂を想定した式となっている。なお、上記単独重合体のＴｇは、例えば、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ 第４版等に記載されたデータを使用することができる。例えば、ポリスチレンのＴｇは１００℃であり、ポリ（ｎ－ブチルアクリレート）のＴｇは－５２℃であり、ポリ（ｎ－エチルヘキシルアクリレート）のＴｇは－７０℃である。

【0049】

１／Ｔ＝（Ｃ_ａ／Ｔｇ_ａ）＋（Ｃ_ｂ／Ｔｇ_ｂ）＋・・・＋（Ｃ_ｎ／Ｔｇ_ｎ） …（１）
上記式（１）において、Ｔは、測定対象である樹脂のガラス転移温度の推定値（単位：Ｋ）を示す。上記式（１）において、Ｃ_ａはモノマーＡの重量分率を示し、Ｃ_ｂはモノマーＢの重量分率を示し、Ｃ_ｎはモノマーＮの重量分率を示す。上記式（１）において、Ｔｇ_ａはモノマーＡの単独重合体のガラス転移温度（単位：Ｋ）を示し、Ｔｇ_ｂはモノマーＢの単独重合体のガラス転移温度（単位：Ｋ）を示し、Ｔｇ_ｎはモノマーＮの単独重合体のガラス転移温度（単位：Ｋ）を示す。なお、（Ｃ_ａ＋Ｃ_ｂ＋・・・＋Ｃ_ｎ）＝１とする。

【0050】

粉末（以下、樹脂粉末ともいう）としては、例えば、スチレン－アクリル共重合体、アクリル重合体、酢酸ビニル－ベオバ－アクリル共重合体及びエチレン－酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。樹脂粉末の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは１質量部～１０質量部であり、より好ましくは２質量部～８質量部であり、更に好ましくは４質量部～６質量部である。樹脂粉末の含有量が上記範囲内であることで、形成されるモルタル硬化体の遮塩性をより向上させることができる。

【0051】

樹脂エマルジョンを構成する樹脂は、単独重合体であってよく、共重合体であってもよい。上記樹脂エマルジョンを構成する樹脂は、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル等の（メタ）アクリル酸誘導体、酢酸ビニル、エチレン及びブタジエン等のオレフィン、並びにスチレン等の重合性成分を含む重合性組成物の重合体であってよい。重合性成分は、得られるモルタル硬化体の遮塩性をより向上させる観点から、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸誘導体、及びスチレンからなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。（メタ）アクリル酸誘導体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、及び２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0052】

樹脂エマルジョンの含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは１質量部～１０質量部であり、より好ましくは２質量部～７質量部であり、さらに好ましくは２．５質量部～６質量部であり、さらに好ましくは３質量部～５質量部である。樹脂エマルジョンの含有量を上記範囲内とすることで、コンクリート構造体との接着性及び遮塩性をより向上させることができる。なお、樹脂エマルジョンの固形分とは、樹脂エマルジョン中の水又は含水溶媒を蒸発させて残った固形分のことを意味する。

【0053】

繊維（以下、樹脂繊維ともいう）は、樹脂からなる繊維であってよい。樹脂繊維を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン、及びポリ塩化ビニル等が挙げられる。

【0054】

樹脂繊維の繊維長は、好ましくは０．５ｍｍ～１５．０ｍｍであり、より好ましくは１．０ｍｍ～１２．０ｍｍであり、さらに好ましくは２．０ｍｍ～８．０ｍｍであり、さらに好ましくは２．５ｍｍ～７．０ｍｍである。樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることで、アルミナセメント等の他の成分との混合時の取扱性を向上させることができ、得られるモルタル硬化体の遮塩性及び耐久性を低下させることを抑制することができる。また、樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることで、モルタル硬化体のひび割れの発生をより抑制することができる。なお、本明細書における樹脂繊維の繊維長は、光学顕微鏡観察によって測定される値を意味する。

【0055】

樹脂繊維の含有量は、上記アルミナセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部～３質量部であり、より好ましくは０．０３質量部～１質量部であり、更に好ましくは０．０４質量部～０．３質量部であり、更により好ましくは０．０５質量部～０．１５質量部である。樹脂繊維の含有量を上記範囲内とすることで、得られるモルタル硬化体の遮塩性及び耐久性を低下させることを抑制しつつ、モルタル硬化体ひび割れの発生をより抑制することができる。

【0056】

上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、例えば、コンクリート構造体の補修に用いることができる。コンクリート構造体の補修箇所に設けられるモルタルは、例えば、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水とを配合し混練することによって形成することができる。より具体的には、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いたコンクリート構造体の補修方法は、コンクリート構造体にモルタルを施工する工程（施工工程）と、上記モルタルを硬化させることによってモルタル硬化体を形成する工程（形成工程）と、を有する。上記モルタルは、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水との混合物であり、混合後に混練させてもよい。なお、上記コンクリート構造体の補修方法においては、更にコンクリート構造体の一部を除去する工程を備えてもよい。上記コンクリート構造体の補修方法において、コンクリート構造体の劣化箇所を予め除去しておくことによって、より十分な補修効果を得ることができる。

【0057】

遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物に対して加える水の配合量は、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物１００質量部に対して、好ましくは４質量部～２５質量部であり、より好ましくは５質量部～２０質量部であり、更に好ましくは８質量部～１６質量部であり、更により好ましくは１０質量部～１４質量部である。なお、樹脂エマルジョンを含有する場合には、樹脂エマルジョン中の水分量が上記水の配合量に含まれていることが好ましい。

【0058】

上述のモルタルは、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いるものであることから、硬化に伴う初期の長さ変化量が小さい。モルタルの硬化に伴う初期の長さ変化量は、例えば、－２００μｍ／ｍ以上、－１８０μｍ／ｍ以上、－１５０μｍ／ｍ以上、－１２０μｍ／ｍ以上、又は０μｍ／ｍ以上とすることができる。モルタルの硬化に伴う初期の長さ変化量は、例えば、１０００μｍ／ｍ以下、８００μｍ／ｍ以下、５００μｍ／ｍ以下、３００μｍ／ｍ以下、又は２００μｍ／ｍ以下とすることができる。マイナス範囲の数値における「以上」とは、ゼロに近づくことを意味する。ここで、モルタル硬化体の初期の長さ変化量の値がマイナスの場合、モルタル硬化体が収縮したことを意味する。なお、本明細書における「長さ変化量」は、後述する実施例に記載の方法によって決定される値を意味する。

【0059】

上述のモルタル硬化体は、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるものであることから、遮塩性に優れる。モルタル硬化体の塩化物イオンの見かけの拡散係数は、例えば、０．０５ｃｍ^２／年以下、０．０４ｃｍ^２／年以下、０．０３ｃｍ^２／年以下、０．０２ｃｍ^２／年以下、又は０．０１ｃｍ^２／年以下とすることができる。

【0060】

モルタル硬化体の塩化物イオンの見かけの拡散係数は、ＪＳＣＥ－Ｇ５７１－２０１３「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法（案）」に記載されている試験方法に準拠し、「付随書（参考）電気泳動試験による実効拡散係数を用いた見かけの拡散係数計算方法」を用いて求められる値を意味する。

【0061】

上述のモルタル硬化体は、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるものであることから、圧縮強さに優れる。養生温度：２０℃、材齢：２８日におけるモルタル硬化体の圧縮強さは、例えば、４０Ｎ／ｍｍ^２以上、４５Ｎ／ｍｍ^２以上、又は５０Ｎ／ｍｍ^２以上とすることができる。養生温度：５０℃、材齢：２８日におけるモルタル硬化体の圧縮強さは、例えば、４０Ｎ／ｍｍ^２以上、５０Ｎ／ｍｍ^２以上、又は６０Ｎ／ｍｍ^２以上とすることができる。

【0062】

モルタル硬化体の圧縮強さは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値を意味する。

【0063】

上述のモルタル硬化体は、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて形成されるものであることから、コンクリート構造体内部の鋼材等におけるさびの発生を抑制することができる。上述のモルタル硬化体を用いてコンクリート構造体の補修を行った場合の発せい率は、例えば、６０％以下、５０％以下、４５％以下、又は４０以下とすることができる。

【0064】

本明細書における「発せい率」は、日本建築学会編「鉄筋コンクリート補修用防せい材の品質基準（案）」の「３．６防せい試験方法」に準拠して成型した供試体（モルタル硬化体に相当）を、温度：２０℃及び相対湿度：６５％ＲＨの条件下で２週間気中養生した後の棒鋼の発せい面積を棒鋼の有効面積で除した値を意味する。

【0065】

以上、幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。また、上述した実施形態についての説明内容は、互いに適用することができる。

【実施例】

【0066】

以下、実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明する。ただし、本開示は、下記の実施例に限定されるものではない。

【0067】

（実施例１）
＜遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の調製＞
下記の組成を有する遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を調製した。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、ＣＡ：６４質量％、Ｃ_１２Ａ_７：７質量％、Ｃ_４ＡＦ：１８質量％、及びＣ_２ＡＳ：４質量％である鉱物組成を有するアルミナセメント（ブレーン比表面積：２７００ｃｍ^２／ｇ）が１００質量部、半水石膏（ブレーン比表面積：４３８０ｃｍ^２／ｇ）が２０．０質量部、炭酸カルシウム（ブレーン比表面積：３０００ｃｍ^２／ｇ）が２５．６質量部、シリカフューム（ＢＥＴ比表面積：１９ｍ^２／ｇ）が７．７質量部、珪砂（粒子径１７００μｍ以上の粒子を含まず、細骨材全体に対し、粒子径１２００μｍ以上の粒子の質量割合が１．４８質量％、粒子径６００μｍ以上の粒子の質量割合が４９．１３質量％、粒子径３００μｍ以上の粒子の質量割合が４４．０４質量％、粒子径１５０μｍ以上の粒子の質量割合が４．０６質量％、粒子径７５μｍ以上の粒子の質量割合が１．２６質量％）が１４７．６質量部、グルコン酸Ｎａ（グルコン酸ナトリウム）が０．０９質量部、酒石酸Ｎａ（酒石酸ナトリウム）が０．３７質量部、重炭酸Ｎａ（重炭酸ナトリウム）が０．３７質量部、及び樹脂（スチレン－アクリル共重合体、ガラス転移温度：２１℃）が５．８５質量部となるように調整した。減水剤は流動性を改善するために適宜添加した。なお、樹脂は粉末を用いた。

【0068】

＜モルタルの調製＞
容器に、上述の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物２．０ｋｇと、所定量の水を測り取り、温度：２０℃、及び相対湿度：６５％ＲＨの条件下で、ケミスターラーを用いて２分間混合することで、モルタルを調製した。なお、モルタルを調製するための水の配合量は、水の質量をＷとし、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の総質量をＰとしたときの、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の総質量Ｐに対する水の質量Ｗの比（Ｗ／Ｐ）が０．１２８となるように調整した。

【0069】

［アルミナセメントの鉱物組成］
アルミナセメントの鉱物組成を、粉末Ｘ線回折を利用したＷＰＦ解析法を用いて測定した。粉末Ｘ線回折測定は、粉末Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、製品名：ＲＩＮＴ－２５００）を用い、管電圧：３５ｋＶ、管電流：１１０ｍＡ、測定範囲：２θ＝１０～６０°、ステップ幅：０．０２°、計数時間：２秒間、発散スリット：１°、及び受光スリット：０．１５ｍｍの条件で行った。

【0070】

ＷＰＦ解析法は、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフト（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄａｔａ Ｉｎｃ．製、製品名：ＪＡＤＥ６．０）を使用した。表１に示す鉱物組成について、参考文献を初期値とし、各結晶相を精密化してフィッティングを行い、各鉱物の合計量を１００とした鉱物組成を測定した。得られた鉱物組成を表２に示す。なお、ＣａＯをＣ、Ａｌ_２Ｏ_３をＡ、ＳｉＯ_２をＳ、Ｆｅ_２Ｏ_３をＦ、ＳＯ_３をＳと表す。

【0071】

【表1】

【0072】

参考文献２：Ｉｔｏ，Ｓ．，Ｓｕｚｕｋｉ，Ｋ.，Ｉｎａｇａｋｉ，Ｍ．，Ｎａｋａ，Ｓ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．Ｂｕｌｌ．，ｖоｌ．１５、ｐ．９２５（１９８０）
参考文献３：Ｎａｔｌ．Ｂｕｒ．Ｓｔａｎｄ．（Ｕ．Ｓ．），Ｃｉｒｃ．５３９，ｖоｌ．９、ｐ．２０（１９６０）
参考文献４：Ｃｏｌｖｉｌｌｅ，Ａ．Ａ．，Ｇｅｌｌｅｒ，Ｓ．Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．，Ｓｅｃ. Ｂ，ｖоｌ．２７、ｐ．２３１１（１９７１）
参考文献５：Ｌｏｕｉｓｎａｔｈａｎ，Ｓ．Ｊ．Ｃａｎ．Ｍｉｎｅｒａｌ．，ｖоｌ．１０、ｐ．８２２（１９７１）

【0073】

【表2】

【0074】

［モルタルの硬化に伴う初期の長さ変化量の評価］
上述のように調製されたモルタルについて、モルタルの硬化に伴う初期の長さ変化量を評価した。より具体的には、図１に示すような長さ変化量測定装置を用いて、装置内に打設されたモルタル硬化体の初期の長さの変化量を測定することによって評価を行った。

【0075】

図１は、長さ変化量測定装置の模式図である。図１は、長さ変化量測定装置１０の模式上面図である。図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った模式断面図である。長さ変化量測定装置１０はモルタルが打設される収容部２０を形成する型枠１１を有する。型枠１１の長手方向の一端の側壁１１ａは、側壁１１ａの収容部２０側の面（内側の面）と、側壁１１ａの収容部２０側とは反対側の面（外側の面）とにそれぞれ緩衝材１４を有する。長さ変化量測定装置１０は、上記側壁１１ａ、及びその両面に設けられた２枚の緩衝材１４を貫通するように配置されたＳＵＳ製の棒１３ａを有する。当該棒１３ａは、型枠１１の長手方向（図１において、ｘ又はｙで示す方向）に沿って移動することができる。棒１３ａの両端部には、ＳＵＳ製の円盤１２ａ及び円盤１２ｂが設けられている。なお、ＳＵＳとは、ＪＩＳに規定されるステンレス鋼材料を意味する。

【0076】

長さ変化量測定装置１０は、型枠１１の側壁１１ａに相対する側壁１１ｂに、ＳＵＳ製の棒１３ｂを更に有する。当該棒１３ｂの側壁１１ｂ側とは反対側の端部に、ＳＵＳ製の円盤１２ｃが設けられている。円盤１２ｃは、円盤１２ｂと対向するように設けられている。長さ変化量の測定を実施する前の円盤１２ｂと円盤１２ｃとの間の距離ｄは、２１０ｍｍである。図２に示すように、型枠１１の内面にはフッ素樹脂層１６が設けられている。ここで、型枠１１の内壁の高さ（図２においてｈで示す。）は３０ｍｍであり、型枠１１の内壁底面の短手方向の幅（図２においてｗで示す。）は４０ｍｍである。

【0077】

型枠１１内に打設されたモルタルが硬化に伴って収縮を起こす場合には、円盤１２ａ及び円盤１２ｂの位置が測定前の位置からｘの方向へ変位する。また、型枠１１内に打設されたモルタルが硬化に伴って膨張する場合には、円盤１２ａ及び円盤１２ｂの位置が測定前の位置から矢印ｙ方向へ変位する。型枠１１の外部には、円盤１２ａのｘ－ｙ方向の変位を測定可能な変位センサ１５が配置されている。変位センサ１５は、レーザーを用いて変位を検出する。

【0078】

上述のような長さ変化量測定装置１０を用いて、水と混合した直後の上記モルタルを、型枠１１の収容部２０に型枠の高さまで打設し、温度：２０℃及び相対湿度：６５％ＲＨの条件のもと大気中で養生した。打設直後から２４時間後まで、打設されたモルタル（モルタルの半硬化物）の長さの変化（円盤１２ａのｘ－ｙ方向の変位ａ）を１分間毎に測定した。

【0079】

打設されたモルタル（モルタルの半硬化物）の硬化に伴う初期の長さ変化量は、上述のような測定の結果を用いて、下記式（２）に基づき算出した。結果を表３に示す。

【0080】

長さ変化量（μｍ／ｍ）＝（ａ／ｄ）×１０００ …（２）
上記式（２）において、ａは円盤１２ａのｘ－ｙ方向の変位ａ（μｍ）を示し、ｄは測定前の円盤１２ｂと円盤１２ｃとの間の距離ｄ（ｍ）を示す。長さ変化量が負の値の場合はモルタルが硬化に伴って収縮していることを意味し、長さ変化量が正の値の場合はモルタルが硬化に伴って膨張していることを意味する。

【0081】

＜モルタル硬化体の評価＞
上述のように調製されたモルタルを用いて形成されるモルタル硬化体について、遮塩性、圧縮強さ、及び腐食量の評価を行った。

【0082】

［遮塩性］
上記モルタルを用いて形成されるモルタル硬化体について、日本土木学会編「コンクリート標準示方書 ＪＳＣＥ－Ｇ ５７１－２０１３」における「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法（案）」に準拠して塩化物イオンの電気泳動試験を行い、「付随書（参考）電気泳動試験による実効拡散係数を用いた見掛けの拡散係数計算方法」に基づいて上記モルタル内における塩化物イオンの見かけの拡散係数を決定した。結果を表３に示す。

【0083】

［圧縮強さ］
上記モルタルを用いて形成されるモルタル硬化体について、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準拠して、圧縮強さの測定を行った。具体的には、水中養生温度が２０℃で材齢が２８日間後のモルタル硬化体、及び水中養生温度が５０℃で材齢が２８日間後のモルタル硬化体を調製して、圧縮強さを測定した。結果を表３に示す。

【0084】

［腐食量］
上記モルタルを用いて形成されるモルタル硬化体について、日本建築学会編「鉄筋コンクリート補修用防せい材の品質基準（案）」の「３．６防せい試験方法」に準拠して成型した供試体（モルタル硬化体に相当）を、温度：２０℃及び相対湿度：６５％ＲＨの条件下で２週間気中養生した後の棒鋼の発せい面積を棒鋼の有効面積で除して発せい率を求めた。結果を表３に示す。

【0085】

（実施例２～４及び比較例１～３）
表３に示すとおりに各成分の仕込み量（質量部）を変更したこと以外は、実施例１と同様にして、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を調製した。なお、モルタルを調製する際の流動性を確保するために、減水剤の量は適宜調整した。

【0086】

調製された遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いて、実施例１と同様にモルタルを調製した。その後、上記モルタルについて、実施例１と同様にして初期の長さ変化量の評価を行った。また、上記モルタルを用いて形成されるモルタル硬化体について、実施例１と同様にして、遮塩性、圧縮強さ、及び腐食量の評価を行った。結果を表３に示す。

【0087】

【表3】

【産業上の利用可能性】

【0088】

本開示によれば、硬化に伴う初期の長さ変化量が小さく、硬化後において遮塩性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を提供することができる。

【符号の説明】

【0089】

１０…長さ変化量測定装置、１１…型枠、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…円盤、１３ａ，１３ｂ…棒、１４…緩衝材、１５…変位センサ、１６…フッ素樹脂層、２０…収容部。

【図1】

【図2】