JP2002326855A - 早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体 - Google Patents
早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体Info
- Publication number
- JP2002326855A JP2002326855A JP2001132470A JP2001132470A JP2002326855A JP 2002326855 A JP2002326855 A JP 2002326855A JP 2001132470 A JP2001132470 A JP 2001132470A JP 2001132470 A JP2001132470 A JP 2001132470A JP 2002326855 A JP2002326855 A JP 2002326855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- strength
- cement
- resin emulsion
- synthetic resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水硬性セメントと天然珪酸塩鉱物との混合物
と、界面活性力を持つ水を用いた合成樹脂エマルジョン
を水セメント比（Ｗ／Ｃ比）０．２８以下で混練できる
初期硬化強度の高い早強性高強度ポリマーセメント組成
物及び固化体を提案する。 【解決手段】 本発明の早強性高強度ポリマーセメント
組成物は、水硬性セメントと、合成樹脂エマルジョンと
を混練してなり、界面活性力を持つ水が含有されてい
る。
と、界面活性力を持つ水を用いた合成樹脂エマルジョン
を水セメント比（Ｗ／Ｃ比）０．２８以下で混練できる
初期硬化強度の高い早強性高強度ポリマーセメント組成
物及び固化体を提案する。 【解決手段】 本発明の早強性高強度ポリマーセメント
組成物は、水硬性セメントと、合成樹脂エマルジョンと
を混練してなり、界面活性力を持つ水が含有されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水セメント比（Ｗ
／Ｃ比）０．２８以下で混練できる初期硬化強度の高い
早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体に関す
る。
／Ｃ比）０．２８以下で混練できる初期硬化強度の高い
早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、コンクリート固化体の強度強
化を図るために水硬性セメントの他、二酸化珪素、酸化
カルシウム、酸化鉄等の混合体に合成樹脂エマルジョン
を混合したポリマーセメント組成物、或いはポルトラン
ドセメントにＳＯ3分を加えて速硬性を持たせた改質速
硬型セメント組成物が知られている。
化を図るために水硬性セメントの他、二酸化珪素、酸化
カルシウム、酸化鉄等の混合体に合成樹脂エマルジョン
を混合したポリマーセメント組成物、或いはポルトラン
ドセメントにＳＯ3分を加えて速硬性を持たせた改質速
硬型セメント組成物が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のポリマーセメント組成物は、作業に応じた流動性を
確保するために多量の水を用いる必要があり、水セメン
ト比（Ｗ／Ｃ比）が０．５１以上と高く、初期強度は低
く、この固化体の圧縮強度（材令４週）は３００kgf／c
m2、曲げ強度は８０kgf／cm2程度であった。
来のポリマーセメント組成物は、作業に応じた流動性を
確保するために多量の水を用いる必要があり、水セメン
ト比（Ｗ／Ｃ比）が０．５１以上と高く、初期強度は低
く、この固化体の圧縮強度（材令４週）は３００kgf／c
m2、曲げ強度は８０kgf／cm2程度であった。
【０００４】また、ポルトランドセメントにＳＯ3分を
加えた改質速硬型セメント組成物でも、高性能減水剤を
利用して水セメント比（Ｗ／Ｃ比）を限界の０．４０と
低くした固化体の初期強度（材令１日）は圧縮強度２８
０kgf／cm2、曲げ強度５５kgf／cm2程度であった。した
がって、本発明は、短期強度を得て工事短縮の可能なセ
メント組成物、高い強度の固化体を得ることを目的とす
る。
加えた改質速硬型セメント組成物でも、高性能減水剤を
利用して水セメント比（Ｗ／Ｃ比）を限界の０．４０と
低くした固化体の初期強度（材令１日）は圧縮強度２８
０kgf／cm2、曲げ強度５５kgf／cm2程度であった。した
がって、本発明は、短期強度を得て工事短縮の可能なセ
メント組成物、高い強度の固化体を得ることを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、水硬性セメントと、合成樹脂エマルジ
ョンとを混練してなり、界面活性力を持つ水が含有され
ている組成物は、水セメント比（Ｗ／Ｃ比）０．２８以
下でも何等支障なく混練でき、それを固化させたコンク
リート固化体の初期強度（材令１日）は、圧縮強度５２
０kgf／cm2、曲げ強度７５kgf／cm2程度であり、４週強
度で圧縮強度７５０〜９００kgf／cm2、曲げ強度１２０
〜２００kgf／cm2となる高い早期硬化性と、極めて高い
強度を併せ持つものとなる早強性高強度ポリマーセメン
ト組成物であることを見出した。
案されたもので、水硬性セメントと、合成樹脂エマルジ
ョンとを混練してなり、界面活性力を持つ水が含有され
ている組成物は、水セメント比（Ｗ／Ｃ比）０．２８以
下でも何等支障なく混練でき、それを固化させたコンク
リート固化体の初期強度（材令１日）は、圧縮強度５２
０kgf／cm2、曲げ強度７５kgf／cm2程度であり、４週強
度で圧縮強度７５０〜９００kgf／cm2、曲げ強度１２０
〜２００kgf／cm2となる高い早期硬化性と、極めて高い
強度を併せ持つものとなる早強性高強度ポリマーセメン
ト組成物であることを見出した。
【０００６】水硬性セメントと、合成樹脂エマルジョン
とを混練してなり、界面活性力を持つ水が含有されてい
る組成物とは、具体的には予め天然珪酸塩鉱物などに
より改質された水を用いた合成樹脂エマルジョンを用
い、これと水硬性セメントを混練した組成物、或いは
水硬性セメントと天然珪酸塩鉱物と合成樹脂エマルジョ
ンとを混合することにより合成樹脂エマルジョン中の水
分を天然珪酸塩鉱物にて改質し、これらを混練した組成
物の２態様がある。即ち前記の態様では、組成物中に
天然珪酸塩鉱物を配合しなくても良く、例えば任意の骨
材を用いることができる。前記の態様では、予め水を
処理する必要が無く、例えば組成物中のエマルジョンの
水としては水道水でも良い。
とを混練してなり、界面活性力を持つ水が含有されてい
る組成物とは、具体的には予め天然珪酸塩鉱物などに
より改質された水を用いた合成樹脂エマルジョンを用
い、これと水硬性セメントを混練した組成物、或いは
水硬性セメントと天然珪酸塩鉱物と合成樹脂エマルジョ
ンとを混合することにより合成樹脂エマルジョン中の水
分を天然珪酸塩鉱物にて改質し、これらを混練した組成
物の２態様がある。即ち前記の態様では、組成物中に
天然珪酸塩鉱物を配合しなくても良く、例えば任意の骨
材を用いることができる。前記の態様では、予め水を
処理する必要が無く、例えば組成物中のエマルジョンの
水としては水道水でも良い。
【０００７】天然珪酸塩鉱物である鉄電気石［ＮａＦｅ
3Ａｌ6Ｂ3Ｓｉ6(ＯＨ)30］は、二極性結晶体であるた
め、粉砕した微細粉粒が独立した二極性結晶を有し、こ
れが水と接触するとき天然珪酸塩鉱物の持つ電気特性に
より水（Ｈ2Ｏ）を電気分解し、水は水素イオン（Ｈ+）
と水酸イオン（ＯＨ-）とに分解される。その際、プラ
スイオンである水素イオン（Ｈ+）はイオン移動度が大
きいため、水素ガス（Ｈ2）として放出されるが、マイ
ナスイオンである水酸イオン（ＯＨ-）は周囲の水分子
（Ｈ2Ｏ）と結合し［Ｈ2Ｏ＋ＯＨ-＝Ｈ3Ｏ2 -］、ヒドロ
キシルイオン（Ｈ3Ｏ2 -）と呼ばれる界面活性物質に変
化するといわれている。そこで、本発明者らは、天然珪
酸塩鉱物の一種であるガーネットを粉砕して粒度７５〜
１００μｍ程度にしたものを水と十分接触させることに
より、数分間で水の水素イオン濃度（ｐＨ）が上昇し、
ｐＨ１０．０近くになり、且つ改質水の核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）による17Ｏ−ＮＭＲスペクトルの半値幅は７１．
０Ｋｚとなり、原水（未処理の精製水）の１１７．５Ｈ
ｚより明らかに小さくなることを確認した。図１にガー
ネット改質水のｐＨ曲線図を、図２には改質水の、図３
には精製水の17Ｏ−ＮＭＲスペクトル曲線図を示す。水
の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅が大きいということはクラスター
（分子集団）が大きく、逆に半値幅が小さいということ
は水のクラスターが小さいことであり、水自体の界面活
性エネルギーが高まり、親和力が高くなったことであ
る。ガーネット処理した改質水の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の
値が、未処理の精製水１１７．５Ｈｚより小さく７１．
０Ｈｚとなる値を得たことは、ガーネットが上述の電気
石同様の電気的な特性を有することにより起きる現象で
あり、全く新たな知見を得た。
3Ａｌ6Ｂ3Ｓｉ6(ＯＨ)30］は、二極性結晶体であるた
め、粉砕した微細粉粒が独立した二極性結晶を有し、こ
れが水と接触するとき天然珪酸塩鉱物の持つ電気特性に
より水（Ｈ2Ｏ）を電気分解し、水は水素イオン（Ｈ+）
と水酸イオン（ＯＨ-）とに分解される。その際、プラ
スイオンである水素イオン（Ｈ+）はイオン移動度が大
きいため、水素ガス（Ｈ2）として放出されるが、マイ
ナスイオンである水酸イオン（ＯＨ-）は周囲の水分子
（Ｈ2Ｏ）と結合し［Ｈ2Ｏ＋ＯＨ-＝Ｈ3Ｏ2 -］、ヒドロ
キシルイオン（Ｈ3Ｏ2 -）と呼ばれる界面活性物質に変
化するといわれている。そこで、本発明者らは、天然珪
酸塩鉱物の一種であるガーネットを粉砕して粒度７５〜
１００μｍ程度にしたものを水と十分接触させることに
より、数分間で水の水素イオン濃度（ｐＨ）が上昇し、
ｐＨ１０．０近くになり、且つ改質水の核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）による17Ｏ−ＮＭＲスペクトルの半値幅は７１．
０Ｋｚとなり、原水（未処理の精製水）の１１７．５Ｈ
ｚより明らかに小さくなることを確認した。図１にガー
ネット改質水のｐＨ曲線図を、図２には改質水の、図３
には精製水の17Ｏ−ＮＭＲスペクトル曲線図を示す。水
の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅が大きいということはクラスター
（分子集団）が大きく、逆に半値幅が小さいということ
は水のクラスターが小さいことであり、水自体の界面活
性エネルギーが高まり、親和力が高くなったことであ
る。ガーネット処理した改質水の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の
値が、未処理の精製水１１７．５Ｈｚより小さく７１．
０Ｈｚとなる値を得たことは、ガーネットが上述の電気
石同様の電気的な特性を有することにより起きる現象で
あり、全く新たな知見を得た。
【０００８】本発明は、前述した知見を基に例えば前記
の態様では、予め合成樹脂エマルジョンに用いる水を
天然珪酸塩鉱物に接触処理し、クラスターの小さな水、
即ち界面活性力を付加した改質水とし、これを用いて合
成樹脂エマルジョンとすることにより、水硬性セメント
と混練する際、濡れ性が良くなり、水セメント比（Ｗ／
Ｃ比）を小さくしても容易に混練することを可能にした
ことで、初期強度の高い高強度のコンクリート固化体を
作製できる早強性高強度ポリマーセメント組成物となる
ことがわかり、本発明を完成することができた。また、
前記の態様でも、水硬性セメントと天然珪酸塩鉱物と
合成樹脂エマルジョンとを混合することにより、合成樹
脂エマルジョン中の水分が天然珪酸塩鉱物と接触してク
ラスターの小さな水、即ち界面活性力を付加した改質水
に変化し、濡れ性が良くなり、同様に水セメント比（Ｗ
／Ｃ比）を小さくしても容易に混練することが可能にな
った。
の態様では、予め合成樹脂エマルジョンに用いる水を
天然珪酸塩鉱物に接触処理し、クラスターの小さな水、
即ち界面活性力を付加した改質水とし、これを用いて合
成樹脂エマルジョンとすることにより、水硬性セメント
と混練する際、濡れ性が良くなり、水セメント比（Ｗ／
Ｃ比）を小さくしても容易に混練することを可能にした
ことで、初期強度の高い高強度のコンクリート固化体を
作製できる早強性高強度ポリマーセメント組成物となる
ことがわかり、本発明を完成することができた。また、
前記の態様でも、水硬性セメントと天然珪酸塩鉱物と
合成樹脂エマルジョンとを混合することにより、合成樹
脂エマルジョン中の水分が天然珪酸塩鉱物と接触してク
ラスターの小さな水、即ち界面活性力を付加した改質水
に変化し、濡れ性が良くなり、同様に水セメント比（Ｗ
／Ｃ比）を小さくしても容易に混練することが可能にな
った。
【０００９】尚、前記の態様にて、予め水を天然珪酸
塩鉱物に接触させて界面活性力を付加した改質水は、そ
のまま放置していれば徐々にクラスターが再凝集して界
面活性力が低下してしまい、17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の値も
徐々に上昇する。この上昇速度は比較的緩やかではある
が、十分な界面活性力を保持しているうちに配合、混練
して所望形状に成形、固化することが望ましい。経験的
ではあるが、天然珪酸塩鉱物に接触処理してから数時間
乃至十数時間程度、17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の値では９０Ｈ
ｚ以下の状態のうちに、混練し、打設（成型）すること
が望ましい。水の17Ｏ−ＮＭＲシグナル半値幅が９０Ｈ
ｚを越えるものを用いた合成樹脂エマルジョンを水硬性
セメントと混練すると、混練物の水セメント比（Ｗ／
Ｃ）０．３以下では混練不可能であり、さらに早期硬化
効果が得られ難い。一方、これに対して前記の態様で
は、組成物中に天然珪酸塩鉱物が配合されているため、
水に付加された界面活性力は低下しない。
塩鉱物に接触させて界面活性力を付加した改質水は、そ
のまま放置していれば徐々にクラスターが再凝集して界
面活性力が低下してしまい、17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の値も
徐々に上昇する。この上昇速度は比較的緩やかではある
が、十分な界面活性力を保持しているうちに配合、混練
して所望形状に成形、固化することが望ましい。経験的
ではあるが、天然珪酸塩鉱物に接触処理してから数時間
乃至十数時間程度、17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の値では９０Ｈ
ｚ以下の状態のうちに、混練し、打設（成型）すること
が望ましい。水の17Ｏ−ＮＭＲシグナル半値幅が９０Ｈ
ｚを越えるものを用いた合成樹脂エマルジョンを水硬性
セメントと混練すると、混練物の水セメント比（Ｗ／
Ｃ）０．３以下では混練不可能であり、さらに早期硬化
効果が得られ難い。一方、これに対して前記の態様で
は、組成物中に天然珪酸塩鉱物が配合されているため、
水に付加された界面活性力は低下しない。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に使用する天然珪酸塩鉱物
の一種であるガーネットは、粉砕した５０μｍ以下の小
さな粒径でも１２面体をした略球形であり、硬度７．０
〜７．５を有する。本発明に好適に用いられるガーネッ
トは粒度２５０〜３５０μｍで、比重４．１０、モース
硬度７．５０、赤紫色したザクロの実の色をしたアルマ
ンダイト（鉄バン柘榴砂）であり、組成（％）はＳｉＯ
2３６％、Ａｌ2Ｏ3２０％、ＦｅＯ３０％を主成分と
し、その他ＭｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ等
を微量含有している。また、ガーネットの他にクラスタ
ーを小さくする天然珪酸塩鉱物としては、ガーネット
（柘榴石）、トルマリン（電気石）の他、天然ゼオライ
トでも同様の効果がある。
の一種であるガーネットは、粉砕した５０μｍ以下の小
さな粒径でも１２面体をした略球形であり、硬度７．０
〜７．５を有する。本発明に好適に用いられるガーネッ
トは粒度２５０〜３５０μｍで、比重４．１０、モース
硬度７．５０、赤紫色したザクロの実の色をしたアルマ
ンダイト（鉄バン柘榴砂）であり、組成（％）はＳｉＯ
2３６％、Ａｌ2Ｏ3２０％、ＦｅＯ３０％を主成分と
し、その他ＭｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ等
を微量含有している。また、ガーネットの他にクラスタ
ーを小さくする天然珪酸塩鉱物としては、ガーネット
（柘榴石）、トルマリン（電気石）の他、天然ゼオライ
トでも同様の効果がある。
【００１１】本発明に用いる水硬性セメントとしては、
普通ポルトランドセメント、早強セメント、ホワイトセ
メント、アルミナセメントの何れでも良いが、後述する
実施例ではホワイトセメントを用いた。普通ポルトラン
ドセメントは、酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化珪素
（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）及び酸化
第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を結合して、３ＣａＯ・ＳｉＯ2、
２ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、４ＣａＯ・
Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3の４つの化合物が混合してできたも
のである。これらの水和反応は、それぞれ（１）、
（２）のように進行し、水和物であるコンクリート成分
を生成する。
普通ポルトランドセメント、早強セメント、ホワイトセ
メント、アルミナセメントの何れでも良いが、後述する
実施例ではホワイトセメントを用いた。普通ポルトラン
ドセメントは、酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化珪素
（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）及び酸化
第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を結合して、３ＣａＯ・ＳｉＯ2、
２ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、４ＣａＯ・
Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3の４つの化合物が混合してできたも
のである。これらの水和反応は、それぞれ（１）、
（２）のように進行し、水和物であるコンクリート成分
を生成する。
【化１】
【化２】 式（１）の水セメント比（Ｗ1／Ｃ1）＝０．２３７、式
（２）の水セメント比（Ｗ2／Ｃ2）＝０．２０９であ
る。一般に普通ポルトランドセメントを混練する際の水
セメント比（Ｗ／Ｃ）の理論値は０．２４とされてい
る。前述の速硬性強化セメント組成物は、初期強度を高
めるため、高性能減水剤を利用しているにもかかわら
ず、水セメント比（Ｗ／Ｃ）０．４０が限界量となって
いる。これに対し、本発明では、界面活性力を高めた水
を合成樹脂エマルジョンに用いる（＝前記の態様）
か、水を改質して界面活性力を高め、クラスターを小さ
くする天然珪酸塩鉱物を配合する（＝前記の態様）こ
とにより、水セメント比を０．２８以下にしても何等支
障なく混練でき、初期強度の高い高強度のコンクリート
固化体とすることができるものである。また、水のクラ
スターを小さくする作用は、混練物が下地コンクリート
によく浸透し、緻密な付着をすることにも寄与するた
め、補修した箇所の界面剥離が生じ難くなる効果も得ら
れる。
（２）の水セメント比（Ｗ2／Ｃ2）＝０．２０９であ
る。一般に普通ポルトランドセメントを混練する際の水
セメント比（Ｗ／Ｃ）の理論値は０．２４とされてい
る。前述の速硬性強化セメント組成物は、初期強度を高
めるため、高性能減水剤を利用しているにもかかわら
ず、水セメント比（Ｗ／Ｃ）０．４０が限界量となって
いる。これに対し、本発明では、界面活性力を高めた水
を合成樹脂エマルジョンに用いる（＝前記の態様）
か、水を改質して界面活性力を高め、クラスターを小さ
くする天然珪酸塩鉱物を配合する（＝前記の態様）こ
とにより、水セメント比を０．２８以下にしても何等支
障なく混練でき、初期強度の高い高強度のコンクリート
固化体とすることができるものである。また、水のクラ
スターを小さくする作用は、混練物が下地コンクリート
によく浸透し、緻密な付着をすることにも寄与するた
め、補修した箇所の界面剥離が生じ難くなる効果も得ら
れる。
【００１２】また、前述のように合成樹脂エマルジョン
に用いる水が、界面活性力を持つ水の17Ｏ−ＮＭＲシグ
ナル半値幅の値が９０Ｈｚ以下であれば、必ずしも天然
珪酸塩鉱物による改質水でなくても良く、例えば特定の
地域、水源から産出される天然水でも、電気エネルギー
による改質水でも同様の効果がある。但し、天然珪酸塩
鉱物により改質された水は前述のようにアルカリ化さ
れ、コンクリート固化体の中性化を抑制し、コンクリー
ト固化体自体の劣化或いは内部に配筋された鉄筋等の発
錆を防止して耐久性を向上する効果も果たす。
に用いる水が、界面活性力を持つ水の17Ｏ−ＮＭＲシグ
ナル半値幅の値が９０Ｈｚ以下であれば、必ずしも天然
珪酸塩鉱物による改質水でなくても良く、例えば特定の
地域、水源から産出される天然水でも、電気エネルギー
による改質水でも同様の効果がある。但し、天然珪酸塩
鉱物により改質された水は前述のようにアルカリ化さ
れ、コンクリート固化体の中性化を抑制し、コンクリー
ト固化体自体の劣化或いは内部に配筋された鉄筋等の発
錆を防止して耐久性を向上する効果も果たす。
【００１３】合成樹脂エマルジョンとしては、酢酸ビニ
ル系エマルジョン、酢酸ビニル・エチレン共重合樹脂エ
マルジョン、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂エマルジ
ョン、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン、酢
酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エマルジョ
ンの単独又は複数のものを水硬性セメントとを混練して
も差し支えない。
ル系エマルジョン、酢酸ビニル・エチレン共重合樹脂エ
マルジョン、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂エマルジ
ョン、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン、酢
酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エマルジョ
ンの単独又は複数のものを水硬性セメントとを混練して
も差し支えない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。
れら実施例に限定されるものではない。
【００１５】〔実施例１〕ガーネット砂（粒度２５０〜
３５０μｍ）１００重量部、ホワイトセメント１００重
量部、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不
揮発分２５％）３６重量部とからなり、水セメント比
（Ｗ／Ｃ）を０．２７としたセメント組成物を１０分間
混練した。該混練物を金属製型枠に詰め込み、温度２０
℃で養生し、固化脱型して固化体を得た。そして、１
日、２日、７日、２８日後の固化体の強度試験を行っ
た。また、合成樹脂エマルジョンの希釈に用いる水とし
て水道水を用い、ガーネット砂の代わりにモルタルセメ
ント用５号硅砂を用いて（水セメント比０．４）比較試
験を行った。結果を表１に示す。
３５０μｍ）１００重量部、ホワイトセメント１００重
量部、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不
揮発分２５％）３６重量部とからなり、水セメント比
（Ｗ／Ｃ）を０．２７としたセメント組成物を１０分間
混練した。該混練物を金属製型枠に詰め込み、温度２０
℃で養生し、固化脱型して固化体を得た。そして、１
日、２日、７日、２８日後の固化体の強度試験を行っ
た。また、合成樹脂エマルジョンの希釈に用いる水とし
て水道水を用い、ガーネット砂の代わりにモルタルセメ
ント用５号硅砂を用いて（水セメント比０．４）比較試
験を行った。結果を表１に示す。
【表１】
【００１６】〔実施例２〕前記実施例１に準じ、アクリ
ル・スチレン共重合樹脂エマルジョンに代えて、アクリ
ル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分２５
％）と酢酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エ
マルジョン（不揮発分２５％）とを１：１で混合した。
この混合エマルジョン３６重量部を配合し、水セメント
比（Ｗ／Ｃ）を０．２７とし、１０分間混練した。該混
練物を型枠に詰め込み、固化脱型し、６時間経過後の固
化体の強度試験を行った。圧縮強度１４５kgf／cm2、曲
げ強度２１．３kgf／cm2となる結果を得た。続いて１
日、７日、２８日の強度試験を行った。圧縮強度は１日
目４８５kgf／cm2、７日目５９５kgf／cm2、２８日目８
５５kgf／cm2となる結果を得た。曲げ強度は１日目７
５．０kgf／cm2、７日目１５３kgf／cm2、２８日目１６
５kgf／cm2となる結果を得た。
ル・スチレン共重合樹脂エマルジョンに代えて、アクリ
ル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分２５
％）と酢酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エ
マルジョン（不揮発分２５％）とを１：１で混合した。
この混合エマルジョン３６重量部を配合し、水セメント
比（Ｗ／Ｃ）を０．２７とし、１０分間混練した。該混
練物を型枠に詰め込み、固化脱型し、６時間経過後の固
化体の強度試験を行った。圧縮強度１４５kgf／cm2、曲
げ強度２１．３kgf／cm2となる結果を得た。続いて１
日、７日、２８日の強度試験を行った。圧縮強度は１日
目４８５kgf／cm2、７日目５９５kgf／cm2、２８日目８
５５kgf／cm2となる結果を得た。曲げ強度は１日目７
５．０kgf／cm2、７日目１５３kgf／cm2、２８日目１６
５kgf／cm2となる結果を得た。
【００１７】〔実施例３〕前記実施例１に準じ、ガーネ
ット砂に代えて市販のモルタルセメント用砂１００重量
部を配合し、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョ
ン（不揮発分５０％）をアルカリ性に保持し、且つクラ
スターが小さいガーネット処理水を用いて希釈し、アク
リル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分２５
％）３６重量部を配合し、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を
０．２７とし、１０分間混練した。該混練物を型枠に詰
め込み、固化脱型し、１日目の固化体の強度試験を行っ
た。圧縮強度４１０kgf／cm2、曲げ強度６６．５kgf／c
m2となる結果を得た。また、４週後の固化体の強度試験
は、圧縮強度６８５kgf／cm2、曲げ強度１４０kgf／cm2
となる結果を得た。
ット砂に代えて市販のモルタルセメント用砂１００重量
部を配合し、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョ
ン（不揮発分５０％）をアルカリ性に保持し、且つクラ
スターが小さいガーネット処理水を用いて希釈し、アク
リル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分２５
％）３６重量部を配合し、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を
０．２７とし、１０分間混練した。該混練物を型枠に詰
め込み、固化脱型し、１日目の固化体の強度試験を行っ
た。圧縮強度４１０kgf／cm2、曲げ強度６６．５kgf／c
m2となる結果を得た。また、４週後の固化体の強度試験
は、圧縮強度６８５kgf／cm2、曲げ強度１４０kgf／cm2
となる結果を得た。
【００１８】〔実施例４〜６〕前記実施例１に準じ、ガ
ーネット砂１００重量部、ホワイトセメント１００重量
部にアクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮
発分２５％）の量を３７．０、３４．７、３２．０重量
部とし、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を０．２８、０．２
６、０．２４とし、それぞれ１０分間混練した混練物を
型枠に詰め込み、固化脱型し、１週間後の各固化体の強
度試験を行った。結果を表２に示す。
ーネット砂１００重量部、ホワイトセメント１００重量
部にアクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮
発分２５％）の量を３７．０、３４．７、３２．０重量
部とし、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を０．２８、０．２
６、０．２４とし、それぞれ１０分間混練した混練物を
型枠に詰め込み、固化脱型し、１週間後の各固化体の強
度試験を行った。結果を表２に示す。
【表２】
【００１９】〔実施例７〕前記実施例１に準じ、トルマ
リン粉１００重量部、ホワイトセメント１００重量部、
アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分
２５％）と酢酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹
脂エマルジョン（不揮発分２５％）とを１：１で混合し
た混合エマルジョン４０重量部を配合し、水セメント比
（Ｗ／Ｃ）を０．３０とし、１０分間混練した混練物を
型枠に詰め込み、固化脱型し、４週間後の固化体の強度
試験を行った。圧縮強度７９５kgf／cm2、曲げ強度２１
３kgf／cm2となる結果を得た。
リン粉１００重量部、ホワイトセメント１００重量部、
アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン（不揮発分
２５％）と酢酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹
脂エマルジョン（不揮発分２５％）とを１：１で混合し
た混合エマルジョン４０重量部を配合し、水セメント比
（Ｗ／Ｃ）を０．３０とし、１０分間混練した混練物を
型枠に詰め込み、固化脱型し、４週間後の固化体の強度
試験を行った。圧縮強度７９５kgf／cm2、曲げ強度２１
３kgf／cm2となる結果を得た。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、水硬性セ
メントと、合成樹脂エマルジョンとを混練してなり、界
面活性力を持つ水が含有されているものであって、例え
ば水セメント比０．２８以下としても支障なく混練が可
能であり、コンクリートの初期強度が極めて高く工期を
短縮でき、且つ得られるコンクリート固化体の強度は、
従来のコンクリートの２．５〜３．０倍以上となる早強
性高強度ポリマーセメント組成物を提供するものであ
る。さらに、ガーネット等の天然珪酸塩鉱物の水のアル
カリ性改質作用は、コンクリート固化体の中性化を抑制
し、コンクリート固化体自体の劣化或いは内部に配筋さ
れた鉄筋等の発錆を防止して耐久性を向上し、且つガー
ネットの有する電気的な特性により、水のクラスターを
小さくする作用によって混練物が下地コンクリートによ
く浸透し、緻密な付着をするため、補修した箇所の界面
剥離が生じ難くなる効果が高い。また、コンクリート固
化体の組織が極めて緻密になるため、高圧縮強度、高曲
げ強度を有し、強度強化材として活用される。
メントと、合成樹脂エマルジョンとを混練してなり、界
面活性力を持つ水が含有されているものであって、例え
ば水セメント比０．２８以下としても支障なく混練が可
能であり、コンクリートの初期強度が極めて高く工期を
短縮でき、且つ得られるコンクリート固化体の強度は、
従来のコンクリートの２．５〜３．０倍以上となる早強
性高強度ポリマーセメント組成物を提供するものであ
る。さらに、ガーネット等の天然珪酸塩鉱物の水のアル
カリ性改質作用は、コンクリート固化体の中性化を抑制
し、コンクリート固化体自体の劣化或いは内部に配筋さ
れた鉄筋等の発錆を防止して耐久性を向上し、且つガー
ネットの有する電気的な特性により、水のクラスターを
小さくする作用によって混練物が下地コンクリートによ
く浸透し、緻密な付着をするため、補修した箇所の界面
剥離が生じ難くなる効果が高い。また、コンクリート固
化体の組織が極めて緻密になるため、高圧縮強度、高曲
げ強度を有し、強度強化材として活用される。
【図１】ガーネットによる改質水のｐＨ変化を示すグラ
フである。
フである。
【図２】精製水（原水）にガーネットを接触させた改質
水の、17Ｏ−ＮＭＲ（核磁気共鳴）シグナル半値幅を示
すグラフである。
水の、17Ｏ−ＮＭＲ（核磁気共鳴）シグナル半値幅を示
すグラフである。
【図３】精製水（原水）の、17Ｏ−ＮＭＲ（核磁気共
鳴）シグナル半値幅を示すグラフである。
鳴）シグナル半値幅を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月２７日（２００２．３．２
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】天然珪酸塩鉱物である鉄電気石［ＮａＦｅ
3Ａｌ6Ｂ3Ｓｉ6(ＯＨ)30］は、二極性結晶体であるた
め、粉砕した微細粉粒が独立した二極性結晶を有し、こ
れが水と接触するとき天然珪酸塩鉱物の持つ電気特性に
より水（Ｈ2Ｏ）を電気分解し、水は水素イオン（Ｈ+）
と水酸イオン（ＯＨ-）とに分解される。その際、プラ
スイオンである水素イオン（Ｈ+）はイオン移動度が大
きいため、水素ガス（Ｈ2）として放出されるが、マイ
ナスイオンである水酸イオン（ＯＨ-）は周囲の水分子
（Ｈ2Ｏ）と結合し［Ｈ2Ｏ＋ＯＨ-＝Ｈ3Ｏ2 -］、ヒドロ
キシルイオン（Ｈ3Ｏ2 -）と呼ばれる界面活性物質に変
化するといわれている。そこで、本発明者らは、天然珪
酸塩鉱物の一種であるガーネットを粉砕して粒度７５〜
１００μｍ程度にしたものを水と十分接触させることに
より、数分間で水の水素イオン濃度（ｐＨ）が上昇し、
ｐＨ１０．０近くになり、且つ改質水の核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）による17Ｏ−ＮＭＲスペクトルの半値幅は７１．
０Ｈｚとなり、原水（未処理の精製水）の１１７．５Ｈ
ｚより明らかに小さくなることを確認した。図１にガー
ネット改質水のｐＨ曲線図を、図２には改質水の、図３
には精製水の17Ｏ−ＮＭＲスペクトル曲線図を示す。水
の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅が大きいということはクラスター
（分子集団）が大きく、逆に半値幅が小さいということ
は水のクラスターが小さいことであり、水自体の界面活
性エネルギーが高まり、親和力が高くなったことであ
る。ガーネット処理した改質水の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の
値が、未処理の精製水１１７．５Ｈｚより小さく７１．
０Ｈｚとなる値を得たことは、ガーネットが上述の電気
石同様の電気的な特性を有することにより起きる現象で
あり、全く新たな知見を得た。
3Ａｌ6Ｂ3Ｓｉ6(ＯＨ)30］は、二極性結晶体であるた
め、粉砕した微細粉粒が独立した二極性結晶を有し、こ
れが水と接触するとき天然珪酸塩鉱物の持つ電気特性に
より水（Ｈ2Ｏ）を電気分解し、水は水素イオン（Ｈ+）
と水酸イオン（ＯＨ-）とに分解される。その際、プラ
スイオンである水素イオン（Ｈ+）はイオン移動度が大
きいため、水素ガス（Ｈ2）として放出されるが、マイ
ナスイオンである水酸イオン（ＯＨ-）は周囲の水分子
（Ｈ2Ｏ）と結合し［Ｈ2Ｏ＋ＯＨ-＝Ｈ3Ｏ2 -］、ヒドロ
キシルイオン（Ｈ3Ｏ2 -）と呼ばれる界面活性物質に変
化するといわれている。そこで、本発明者らは、天然珪
酸塩鉱物の一種であるガーネットを粉砕して粒度７５〜
１００μｍ程度にしたものを水と十分接触させることに
より、数分間で水の水素イオン濃度（ｐＨ）が上昇し、
ｐＨ１０．０近くになり、且つ改質水の核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）による17Ｏ−ＮＭＲスペクトルの半値幅は７１．
０Ｈｚとなり、原水（未処理の精製水）の１１７．５Ｈ
ｚより明らかに小さくなることを確認した。図１にガー
ネット改質水のｐＨ曲線図を、図２には改質水の、図３
には精製水の17Ｏ−ＮＭＲスペクトル曲線図を示す。水
の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅が大きいということはクラスター
（分子集団）が大きく、逆に半値幅が小さいということ
は水のクラスターが小さいことであり、水自体の界面活
性エネルギーが高まり、親和力が高くなったことであ
る。ガーネット処理した改質水の17Ｏ−ＮＭＲ半値幅の
値が、未処理の精製水１１７．５Ｈｚより小さく７１．
０Ｈｚとなる値を得たことは、ガーネットが上述の電気
石同様の電気的な特性を有することにより起きる現象で
あり、全く新たな知見を得た。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に使用する天然珪酸塩鉱物
の一種であるガーネットは、粉砕した５０μｍ以下の小
さな粒径でも１２面体をした略球形であり、硬度７．０
〜７．５を有する。本発明に好適に用いられるガーネッ
トは粒度２５０〜３５０μｍで、比重４．１０、モース
硬度７．５０、赤紫色したザクロの実の色をしたアルマ
ンダイト（鉄バン柘榴砂）であり、組成（％）はＳｉＯ
2３６％、Ａｌ2Ｏ3２０％、ＦｅＯ３０％を主成分と
し、その他ＭｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ等
を微量含有している。また、ガーネットの他にクラスタ
ーを小さくする天然珪酸塩鉱物としては、トルマリン
（電気石）の他、天然ゼオライトでも同様の効果があ
る。
の一種であるガーネットは、粉砕した５０μｍ以下の小
さな粒径でも１２面体をした略球形であり、硬度７．０
〜７．５を有する。本発明に好適に用いられるガーネッ
トは粒度２５０〜３５０μｍで、比重４．１０、モース
硬度７．５０、赤紫色したザクロの実の色をしたアルマ
ンダイト（鉄バン柘榴砂）であり、組成（％）はＳｉＯ
2３６％、Ａｌ2Ｏ3２０％、ＦｅＯ３０％を主成分と
し、その他ＭｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ等
を微量含有している。また、ガーネットの他にクラスタ
ーを小さくする天然珪酸塩鉱物としては、トルマリン
（電気石）の他、天然ゼオライトでも同様の効果があ
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】合成樹脂エマルジョンとしては、酢酸ビニ
ル系エマルジョン、酢酸ビニル・エチレン共重合樹脂エ
マルジョン、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂エマルジ
ョン、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン、酢
酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エマルジョ
ンの単独又は複数のものを水硬性セメントと混練しても
差し支えない。
ル系エマルジョン、酢酸ビニル・エチレン共重合樹脂エ
マルジョン、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂エマルジ
ョン、アクリル・スチレン共重合樹脂エマルジョン、酢
酸ビニル・エチレン・塩化ビニル共重合樹脂エマルジョ
ンの単独又は複数のものを水硬性セメントと混練しても
差し支えない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳町 孝治 静岡県榛原郡御前崎町御前崎6177−３ 元 旦ビューティ工業株式会社静岡工場内 Ｆターム(参考） 4G012 MB01 MC01 MC11 PA03 PB06 PB31 PC12
Claims (3)
- 【請求項１】 水硬性セメントと、合成樹脂エマルジョ
ンとを混練してなり、界面活性力を持つ水が含有されて
いることを特徴とする早強性高強度ポリマーセメント組
成物。 - 【請求項２】 界面活性力を持つ水が、17Ｏ−ＮＭＲ半
値幅の値が９０Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項
１に記載の早強性高強度ポリマーセメント組成物。 - 【請求項３】 水硬性セメントと、合成樹脂エマルジョ
ンとを混練してなると共に、界面活性力を持つ水が含有
されている組成物を、所望形状で固化させたことを特徴
とする早強性高強度ポリマーセメント固化体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001132470A JP2002326855A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001132470A JP2002326855A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002326855A true JP2002326855A (ja) | 2002-11-12 |
Family
ID=18980478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001132470A Pending JP2002326855A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002326855A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684185B1 (ko) | 2005-03-23 | 2007-02-20 | 주식회사 동아지질 | 가소상 그라우트 주입재 |
| JP2018002537A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 宇部興産株式会社 | ポリマーセメント組成物及びポリマーセメント硬化物 |
| JP2018002538A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 宇部興産株式会社 | コンクリート構造体の表面被覆工法 |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001132470A patent/JP2002326855A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684185B1 (ko) | 2005-03-23 | 2007-02-20 | 주식회사 동아지질 | 가소상 그라우트 주입재 |
| JP2018002537A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 宇部興産株式会社 | ポリマーセメント組成物及びポリマーセメント硬化物 |
| JP2018002538A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 宇部興産株式会社 | コンクリート構造体の表面被覆工法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5931317B2 (ja) | 水硬性組成物および該水硬性組成物を用いたコンクリート | |
| US8617452B2 (en) | Methods of making a construction material with a voltage | |
| JP6080340B2 (ja) | 鉄鋼スラグ水和固化体 | |
| KR960700976A (ko) | 굽힘강도와 압축강도가 우수한 시멘트계 혼련물 성형체 및 이의 제조방법(Cement type kneaded molded article having high bending strength and compressive strength, and method of production thereof) | |
| KR101395034B1 (ko) | 고로슬래그를 다량 함유한 고로슬래그 시멘트 조성물 | |
| JP2005067945A (ja) | 超高強度高じん性モルタル | |
| KR101299163B1 (ko) | 조강성 시멘트와 광물질 산업부산물을 이용한 연약지반 고결용 고화재 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN109095802B (zh) | 混凝土用膨胀剂、混凝土及其制备方法 | |
| JP2008297148A (ja) | フライアッシュの処理方法と改質フライアッシュを用いたフライアッシュセメント，フライアッシュセメントを用いたコンクリート組成物 | |
| JPS59217658A (ja) | 超高強度硬化体の製法 | |
| JP2597166B2 (ja) | 低熱セメント組成物 | |
| JP2002326855A (ja) | 早強性高強度ポリマーセメント組成物及び固化体 | |
| JP4171173B2 (ja) | スラグ骨材を用いたコンクリート | |
| JP2003137618A (ja) | 無機混和材を含有する高炉スラグ微粉末、高炉セメント、および、それらの製造方法 | |
| JP7095896B2 (ja) | 水硬性石灰を用いた成形体およびその製造方法 | |
| KR20120066145A (ko) | 혼화재 사용율을 높인 콘크리트 조성물 | |
| JPH0131466B2 (ja) | ||
| JPH05116996A (ja) | セメント混和材及びセメント硬化体の製造方法 | |
| Korpa et al. | The use of synthetic colloidal silica dispersions for making HPC and UHPC systems, preliminary comparison results between colloidal silica dispersions and silica fumes (SF) | |
| JP2000169212A (ja) | 製鋼スラグを用いた硬化体 | |
| JP2697059B2 (ja) | 重量コンクリート製造用組成物及び重量コンクリートの製造方法 | |
| JP2002348165A (ja) | ポリマーセメント組成物及び固化体 | |
| JP2006182568A (ja) | 急硬材及び急硬性セメント組成物 | |
| KR102415848B1 (ko) | 연약지반 개량을 위한 그라우트 조성물 | |
| JPS60221355A (ja) | 高強度無収縮グラウト材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050322 |