JP2004329993A

JP2004329993A - ポリマーモルタル及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004329993A
Application number: JP2003125722A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Ohama; 嘉彦大濱; Junji Morooka; 淳史諸岡
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】廃発泡ポリスチレンを有効利用できる新規なポリマーモルタル及びその製造方法の提供。
【解決手段】ポリスチレンをメタクリル酸メチルに溶解し、この溶液を結合材として用いてこの結合材中に、適量の充填材及び細骨材を混合攪拌して混練物を形成し、その後、この混練物を所定の型枠内に打ち込んで硬化、養生させる。これによって、曲げ強度や圧縮強さ等に優れたポリマーモルタルを得ることができるため、リサイクル率の低かった廃発泡スチロールをプレキャスト製品や床材、舗装材等の材料として有効利用できる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリスチレン、特に包装材等として使用された後に廃棄される廃発泡ポリスチレンを利用したポリマーモルタル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から容器包装材や緩衝材、断熱材等として使用された後に発生する廃発泡ポリスチレン、いわゆる廃発泡スチロールは、容器包装リサイクル法の施行に伴ってその処理が急務となっているが、現在、そのマテリアルリサイクル率は、以下の非特許文献１等に示すように、年間流通量（約１７．１万ｔ）の約３７．８％となっている。
【０００３】
【非特許文献１】
発泡スチロール再資源化協会：ジェスプラ・インフォメーション２００２，発泡スチロール再資源化協会、１４ｐ、２００２．３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この廃発泡ポリスチレンのリサイクル率は、まだ、十分とは言い難く、その多くが埋め立てや焼却処分されているのが現状である。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、廃発泡ポリスチレンを有効利用することができる新規なポリマーモルタル及びその製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔発明１〕
上記課題を解決するために発明１のポリマーモルタルは、ポリスチレンをメタクリル酸メチルに溶解した結合材と、適量の充填材、及び細骨材とからなることを特徴とするものである。
これによって、後述するように優れた曲げ強度や圧縮強さなどを発揮することができるため、プレキャスト製品や床材、舗装材等の材料としてポリスチレンを有効利用することができる。
【０００６】
〔発明２〕
発明２のポリマモルタルは、発明１に記載のポリマーモルタルにおいて、
上記ポリスチレンが発泡ポリスチレンであることを特徴とするものである。
これによって、従来その多くが埋め立てや焼却処分されていた発泡ポリスチレンを有効利用することができる。
〔発明３〕
発明３のポリマーモルタルは、発明１又は２に記載のポリマーモルタルにおいて、上記結合材中に占める発泡ポリスチレンの濃度が３０％以下であることを特徴とするものである。
これによって、ポリマーモルタルの練り混ぜ易さや流動性、打ち込み易さ及び仕上げ易さ等といったワーカビリティの悪化を抑制しつつ良好な成形体を得ることが可能となる。
【０００７】
〔発明４〕
発明４のポリマーモルタルは、発明１〜３のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、上記結合材の配合比が１５％以上であることを特徴とするものである。
これによって、後述するように材料同士の結合性の悪化を防止して材料分離等の不都合が発生し難くなるため、良質でワーカブルなポリマーモルタル成形体を得ることができる。
〔発明５〕
発明５のポリマーモルタルは、発明１〜４のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、上記充填材が、重質炭酸カルシウムであることを特徴とするものである。
これによって、良質なポリマーモルタル成形体を比較的安価に得ることができる。
【０００８】
〔発明６〕
発明６のポリマーモルタルは、発明１〜５のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、上記細骨材が、けい砂であることを特徴とするものである。
これによって、良質なポリマーモルタル成形体を比較的安価に得ることができる。
〔発明７〕
発明７のポリマーモルタルの製造方法は、ポリスチレンをメタクリル酸メチルに溶解し、この溶液を結合材として用いてこの結合材中に、適量の充填材及び細骨材を混合攪拌して混練物を形成し、その後、この混練物を所定の型枠内に打ち込んで硬化、養生させてなることを特徴とするものである。
これによって、発明１に示すような、曲げ強度や圧縮強さ等に優れたポリマーモルタルを容易に製造することができる。
【０００９】
〔発明８〕
発明８のポリマーモルタルの製造方法は、発明７に記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記結合材中に占める発泡ポリスチレンの濃度を３０％以下にするようにしたことを特徴とするものである。
これによって、発明３と同様に、ワーカブルで良質なポリマーモルタル成形体を容易に得ることができる。
【００１０】
〔発明９〕
発明９のポリマーモルタルの製造方法は、発明７又は８に記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記混練物中における結合材の配合比を１５％以上にするようにしたことを特徴とするものである。
これによって、材料分離等の不都合が発生しない、ワーカブルで良質なポリマーモルタル成形体を容易に得ることができる。
【００１１】
〔発明１０〕
発明１０のポリマーモルタルの製造方法は、発明７〜９のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記養生条件は、乾燥養生と加熱養生とを併用するようにしたことを特徴とするものである。
これによって、後述するように、単に乾燥養生を行う場合に比べて、得られるポリマーモルタル成形体の曲げ強さや圧縮強度がさらに向上する。
【００１２】
〔発明１１〕
発明１１のポリマーモルタルの製造方法は、発明７〜１０のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記充填材として、重質炭酸カルシウムを用いるようにしたことを特徴とするものである。
これによって、発明５と同様に、良質なポリマーモルタル成形体を比較的安価に得ることができる。
【００１３】
〔発明１２〕
発明１２のポリマーモルタルの製造方法は、発明７〜１１のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記細骨材として、けい砂を用いるようにしたことを特徴とするものである。
これによって、発明６と同様に、良質なポリマーモルタル成形体を比較的安価に得ることができる。
【００１４】
〔発明１３〕
発明１３のポリマーモルタルの製造方法は、発明７〜１１のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、上記ポリスチレンとして、発泡ポリスチレンを用いるようにしたことを特徴とするものである。
これによって、廃発泡ポリスチレンをプレキャスト製品や床材、舗装材等の材料として有効利用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
本発明に係るポリマーモルタルは、廃発泡ポリスチレン等の発泡ポリスチレン（以下、適宜ＥＳＰと称す）を、メタクリル酸メチル（以下、適宜ＭＭＡと称す）に溶解した結合材（以下、適宜ＥＳＰと称す）と、適量の充填材と、細骨材とから主に構成されている。
【００１６】
この発泡ポリスチレンは、例えばブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）等の炭化水素系の発泡剤を閉じこめた直径１ｍｍ程度のポリスチレン（ＰＳ）の粒を原料とし、これをスチームで加熱して５０倍程度に膨らませて金型に入れて所定の形状に成形したものであり、基本的には炭素と水素だけで構成されているものである。
一方、メタクリル酸メチル（Ｃ_５Ｈ_８Ｏ_２）は、発泡ポリスチレンの減容剤兼結合材用モノマーの一つであり、例えば、有機ガラス製造原料として古くから興行的に製造され、取り扱いやすい点で広く重合反応研究用等に使用されているビニル単量体である。
【００１７】
充填材としては、粒径が２．５μｍ以下の重質炭酸カルシウムが適しており、また、細骨材としては、粒径が１００〜８５０μｍ程度のけい砂が適しているが、その他の一般的な充填材及び細骨材の使用も可能である。
そして、このような構成をした本発明のポリマーモルタルにあっては、後述するように優れた曲げ強度や圧縮強さなどを発揮することができるため、プレキャスト製品や床材、舗装材等の材料として有効利用することができる。
【００１８】
このようなポリマーモルタルを製造するためには、先ず、発泡ポリスチレンを細かく粉砕し、これをメタクリル酸メチルに溶解して、発泡ポリスチレン溶液（以下、適宜ＥＳＰ溶液と称す）を作製する。
ここで、結合材中に占める発泡ポリスチレンの濃度は３０％以下に抑えることが肝要である。すなわち、廃発泡ポリスチレンの有効利用という観点から考えると、発泡ポリスチレンの濃度（使用量）は多いほど良いように思われるが、後述するように、得られるポリマーモルタルの練り混ぜ易さや流動性、仕上げ易さ等といったワーカビリティは発泡ポリスチレンの濃度に伴って悪化し、３０％を越えると良好な成形体を得ることが極めて困難になるからである。
【００１９】
次に、このＥＳＰ溶液に適量の開始剤と促進剤とカップリング剤とを添加し、攪拌して結合材を作製し、この結合材中に、適量の充填材及び細骨材を混合攪拌して混練物を形成する。
ここで、混練物中に占める結合材の配合比は少なくとも１５％以上にすることが肝要である。すなわち、後述するようにポリマーモルタル中の結合材の配合比が１５％未満では少なすぎて良好な結合性を発揮することができず、材料分離等の不都合が発生し、ワーカブルなポリマーモルタル成形体が得られ難くなるからである。
【００２０】
そして、その後、この混練物を所定の型枠内に打ち込んで硬化、養生させることで本発明のポリマーモルタルからなる成形体を得ることができるが、さらに、この養生条件としては単なる乾燥養生だけでなく、乾燥養生と加熱養生とを併用すれば、単に乾燥養生を行う場合に比べて、得られるポリマーモルタル成形体の曲げ強さや圧縮強度をさらに向上することが可能となる。
尚、本実施の形態及び以下の実施例では、発泡ポリスチレンを用いた例で説明したが、発泡していないポリスチレン、例えばビーズ状をしたポリスチレンを用いても同様な作用・効果を発揮できることは勿論である。
【００２１】
【実施例】
先ず、廃発泡ポリスチレン（以下、適宜ＥＳＰという）としては、その模造品として、ＪＩＳＡ９５１１（発泡プラスチック保温板）に規定する、ビーズ法発泡ポリスチレンの「保温板４号」を使用し、また、減容剤兼結合材用モノマーとしては、工業用メタクリル酸メチル（以下、適宜ＭＭＡという）を使用した。
【００２２】
また、開始剤としては、過酸化ベンゾイルを５０％含むフタル酸ジシクロヘキシル（ＢＰＯ）を、促進剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン（ＤＭＡ）を、カップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ｓｉｌａｎｅ）を使用した。
なお、ＥＳＰについては、６０℃で４８ｈ乾燥し、その含水率を０．１％以下として使用した。
【００２３】
ここで、ＥＳＰは、以下の表１に示すように、分子量（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＷｅｉｇｈｔ）：Ｃａ．３０００００（ｇ）、密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）：１７（ｋｇ／ｍ^３）、曲げ強度（ＦｌｅｘｕｒａｌＳｔｒｅｎｇｔｈ）：２４（Ｎ／ｃｍ^２）、圧縮強さ（ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｔｒｅｎｇｔｈ）：１０（Ｎ／ｃｍ^２）のものを用いた。また、ＭＭＡは、以下の表２に示すように、分子量（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＷｅｉｇｈｔ）：１００．１（ｇ）、密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）：０．９４（ｇ／ｍ^３）、粘度（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）：０．８５（ｍＰａ・ｓ）、純度（Ｐｕｒｉｔｙ）：９９．９（％）のものを用いた。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
次に、充填材としては、以下の表３に示すように、粒径（Ｓｉｚｅ）：２．５μｍ以下、密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）：２．７０（ｇ／ｍ^３、２０℃）の重質炭酸カルシウム（ＧｒｏｕｎｄＣａｌｃｉｕｍＣａｒｂｏｎａｔｅ）を、また、細骨材としては、同じく以下の表３に示すように、ＪＩＳＧ５９０１（鋳型用けい砂）に規定する２６号（粒径：４２５〜８５０μｍ、密度：２．６３）及び１００号（粒径：１０６〜１２１μｍ、密度：２．６１）けい砂を用意した。尚、これら充填材及び細骨材については、１０５℃で４８ｈ乾燥し、それらの含水率を０．１％以下として使用した。
【００２７】
【表３】

【００２８】
そして、このＭＭＡに以下の表４に示す配合に従ってＥＳＰを溶解させてＥＳＰ溶液（廃発泡ポリスチレン溶液）を調整し、その後、このＥＳＰ溶液に、ｓｉｌａｎｅ：０．５０％、ＢＰＯ：３．００％及びＤＭＡ：０．７５％を添加し、良く攪拌してＥＳＰの濃度のみが異なる結合材となる４種類の供試ＥＳＰ溶液（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）を作製した。
【００２９】
【表４】

【００３０】
次に、ＪＩＳＫ６９０１（液状不飽和ポリエステル樹脂試験方法）の５．１（浮ひょう法）及び５．５（ブルックフィールド形粘度計法）に従って、これらの４種類の供試ＥＳＰ溶液（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）の密度と粘度とを測定した。それらの関係を図１〜図３に示す。
ここで、図１はＥＳＰ溶液中のＥＳＰ濃度と密度との関係を示すグラフ図、また、図２はＥＳＰ溶液中のＥＳＰ濃度と粘度との関係を示すグラフ図、図３はＥＳＰ溶液中の粘度とＥＳＰ濃度との関係を示すグラフ図である。
【００３１】
これら各図から分かるようにＥＳＰ溶液の密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ（ｋｇ／ｍ^３））及び粘度（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ（ｍＰａ・ｓ））は、いずれもＥＳＰ濃度の増加に伴って増加している。また、ＥＳＰ濃度と粘度との高い相関性が認められ、その関係は、以下の式（１）で表すことができる。
【００３２】
η＝２．９ｅ^{０．２２Ｃ}（γ＝０．９９）…（１）
ここで、η：ＥＳＰ溶液の粘度（ｍＰａ・ｓ）
Ｃ：ＥＳＰ溶液中のＥＳＰ濃度（％）
γ：相関係数
【００３３】
次に、このようなＥＳＰ溶液を結合材とし、その結合材に対して上述したような充填材及び細骨材を、以下の表５に示すような配合で練り混ぜて４種類のポリマーモルタルを作製し、その後、これらのポリマーモルタルを用いて、ＪＩＳＡ１１８１（ポリエステルレジンコンクリートの強度試験用供試体の作り方）に従って、寸法４０×４０×１６０ｍｍに成形後、次の２種類の養生を行って供試成形体を作製した。
【００３４】
（１）２４時間乾燥（２０℃、６０％）養生（Ｄｒｙｃｕｒｅ）
（２）２４時間乾燥（２０℃、６０％）養生＋３ｈ加熱（１００℃）養生（Ｄｒｙｃｕｒｅ＋ｈｅａｔｃｕｒｅ）
なお、この成形体のワーカビリティを予め考慮し、表４のＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎＮｏ１，Ｎｏ２の結合材を表５のＭｉｘＮｏ１〜３に、ＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎＮｏ３の結合材を表５のＭｉｘＮｏ２〜４に、並びにＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎＮｏ４の結合材を表５のＭｉｘＮｏ３，４に適用した。
【００３５】
【表５】

【００３６】
そして、このようにして得られた４種類の供試ポリマーモルタル及び供試成形体について、それぞれ以下に示すような３種類の試験及び評価を行った。
▲１▼フロー試験及びワーカビリティの評価
ＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）の１１（フロー試験）に準じてそれらのフローを測定した。
さらに、供試ポリマーモルタル成形体の作製時における目視観察により、以下の表６に示す６つの評価方法で、それぞれ４段階の評価点を与え、その総合点を指標として供試ポリマーモルタル成形体のワーカビリティを評価した。
【００３７】
ここで、具体的な評価方法（ＥｖａｌｕａｔｉｏｎＩｔｅｍ）としては、１．練り混ぜ易さ（ＭｉｘａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｌｙｍｅｒＭｏｒｔａｒ）、２．流動性（ＦｌｏｗａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｌｙｍｅｒＭｏｒｔａｒ）、３．打ち込み易さ（ＰｌａｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｌｙｍｅｒＭｏｒｔａｒｉｎＭｏｌｄＣａｓｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）、４．仕上げ易さ（ＦｉｎｉｓｈａｂｉｌｉｔｙｏｆＰｌａｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒＭｏｒｔａｒＳｕｒｆａｃｅ）、５．打ち込み後の材料分離抵抗性（ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＰｌａｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒＭｏｒｔａｒ）、６．型分離性（ＤｅｍｏｌｄａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｐｅｃｉｍｅｎ）の６つであり、また、評価点（ＥｖａｌｕａｔｉｏｎＰｏｉｎｔ）としては、不良（Ｂａｄ）：１、可（Ｆａｉｒ）：２、良（Ｇｏｏｄ）：３、最良（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）：４とした。
【００３８】
【表６】

【００３９】
▲２▼可使時間（ＷｏｒｋｉｎｇＴｉｍｅ）の測定
ＪＩＳＫ６８３３（接着剤の一般試験方法）及びＪＩＳＡ１１８６（ポリエステルレジンコンクリートの可使時間測定方法）の４．３触感法に従って、供試結合材及び供試ポリマーモルタルの可使時間を測定した。
▲３▼曲げ強さ及び圧縮強さ試験
ＪＩＳＡ１１８４（ポリエステルレジンコンクリートの曲げ強度試験方法）及びＪＩＳＡ１１８３（はりの折片によるポリマーコンクリートの圧縮強度試験方法）に従って、供試体の曲げ及び圧縮強さを測定した。
【００４０】
図４は、ＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルのワーカビリティーに及ぼすＥＳＰ濃度の影響を示したものである。
図示するように、ポリマーモルタルのワーカビリティは、結合材の量（Ｂｉｎｄｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（％））にかかわらず、結合材（ＥＳＰ溶液）のＥＳＰ濃度（ＥＳＰｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（％）ｏｆＥＳＰｓｏｌｕｔｉｏｎ）の増加に伴って悪化するのが分かる。
【００４１】
また、ポリマーモルタルのＭｉｘａｂｉｌｉｔｙ（練り混ぜ易さ）、Ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ（流動性）、Ｐｌａｃｅａｂｉｌｉｔｙ（打ち込み易さ）、Ｆｉｎｉｓｈａｂｉｌｉｔｙ（仕上げ易さ）並びにワーカビリティの総合評価は、結合材（ＥＳＰ溶液）中のＥＳＰ濃度が増加に伴ってそれぞれ悪くなる。
これは、結合材中のＥＳＰ濃度の増加に伴って結合材（ＥＳＰ溶液）の粘度が増加したためと考えられる。
【００４２】
尚、結合材の量が１０％のポリマーモルタルは、結合材量が少なすぎることによる材料分離が確認されたので施工が困難と思われる。
図５は、ＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルのワーカビリティーに及ぼす結合材の量の影響を示したものである。
図示するように、結合材中のＥＳＰ濃度にかかわらず、ポリマーモルタルの練り混ぜ易さ、流動性、打ち込み易さ及び仕上げ易さ並びにワーカビリティの総合的評価は、それぞれ結合材の量の増加に伴って改善される。
【００４３】
このワーカビリティの総合的評価の上から、ワーカブルなポリマーモルタルを調整するために必要な、ＥＳＰ濃度及び結合材の量は、それぞれ３０％以下、及び１５％以上が望ましいと考えられる。
図６及び図７は、ＥＳＰ濃度又は結合材量とポリマーモルタルのフローとの関係を示したものである。
【００４４】
図示するように、ポリマーモルタルのフローは、ＥＳＰ濃度の増加に伴って減少し、結合材の量の増加に伴って増加する。ワーカビリティの総合的評価の上から、ワーカブルなポリマーモルタルのフローは１２０以上である。
図８は、ＥＳＰ濃度（ＥＳＰｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（％）ｏｆＥＳＰｓｏｌｕｔｉｏｎ）と、結合材及びポリマーモルタルの可使時間（Ｗｏｒｋｉｎｇｌｉｆｅ（ｍｉｎ））とのそれぞれの関係を示したものである。図示するように、結合材及びポリマーモルタルの可使時間は、ＥＳＰ濃度の増加に伴って短くなる。
【００４５】
モノマーや高分子溶液の重合反応においては、次のような自己促進効果（Ａｕｔｏａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ又はｇｅｌｅｆｆｅｃｔ）と呼ばれる挙動が引き起こされる。
ＥＳＰ濃度の増加に伴って、ＥＳＰ溶液の粘度が増加し、ポリマーラジカルの拡散が阻害され、重合の停止反応が起こり難くなる。一方、残存モノマーは、反応系の濃度に依存することなく拡散し、次々に重合していくことから、反応系全重合速度（ｏｖｅｒａｌｌｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅ）が増加する。従って、結合材及びポリマーモルタルの可使時間は、ＥＳＰ濃度の増加に伴って短くなるものと推測される。
【００４６】
また、ポリマーモルタルの可使時間は、結合材のそれよりも１．６〜４．０倍程度長くなる。これはポリマーモルタル中の充填材及び細骨材が、いわゆる“ｈｅａｔｓｉｎｋ”の働きをなすことで、結合材の重合熱を奪うためと考えられる。
このＥＳＰ濃度と、結合材及びポリマーモルタルの可使時間との間には、高い相関性が認められ、それらの相関性は、以下の式（２）及び（３）で表すことができる。
【００４７】
Ｗｍ＝−１０８．２ｌｏｇＣ＋２０８．０（γ＝０．９９）…（２）
Ｗｂ＝ −８２．５ｌｏｇＣ＋１４０．９（γ＝０．９９）…（３）
ここで、Ｗｍ：ポリマーモルタルの可使時間（ｍｉｎ）
Ｗｂ：結合材の可使時間（ｍｉｎ）
Ｃ：ＥＳＰ溶液中のＥＳＰ濃度（％）
γ：相関係数
【００４８】
図９は、ＥＳＰ濃度とＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さ（Ｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＭＰａ））との関係を示したものである。
図示するように、結合材の量及び養生条件（Ｄｒｙｃｕｒｅ、Ｄｒｙｃｕｒｅ＋ｈｅａｔｃｕｒｅ）にかかわらず、ポリマーモルタルの曲げ強さは、ＥＳＰ濃度の増加に伴って減少する傾向にある。これは、図４からも分かるように、ＥＳＰ溶液中のＥＳＰ濃度が増加すると、ポリマーモルタルのワーカビリティが悪くなることに起因するものと考えられる。
【００４９】
また、乾燥養生（Ｄｒｙｃｕｒｅ）を行ったポリマーモルタルの曲げ強さは、さらに加熱養生（＋ｈｅａｔｃｕｒｅ）を行うことによってさらに１４〜２０％増加する。この理由は未反応ＭＭＡ及び低分子量ポリマーの重合反応が、加熱養生によって促進されたためと考えられる。
図１０は、結合材量に対するＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さ（Ｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＭＰａ））の関係を示したものである。
【００５０】
図示するように、ポリマーモルタルの曲げ強さは結合材量の増加に伴って減少する。乾燥＋加熱養生（Ｄｒｙｃｕｒｅ＋ｈｅａｔｃｕｒｅ）を行ったポリマーモルタルの曲げ強さが減少する理由は次のように説明される。
結合材の量が増加すると、充填材及び細骨材の“ｈｅａｔｓｉｎｋｅｆｆｅｃｔ”が弱まるので、結合材の重合時に発生する反応熱が著しく増加し、結合材の重合が促進される。重合速度が速くなると、低分子ポリマーが形成されるため、曲げ強さが減少するものと推察される。
【００５１】
図１１は、ＥＳＰ濃度とＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＭＰａ））との関係を示したものである。
図示するように、結合材の量及び養生条件にもかかわらず、ポリマーモルタルの圧縮強さは、その曲げ強さと同様に、ＥＳＰ濃度の増加に伴って減少する。また、乾燥養生をポリマーモルタルの圧縮強さは、さらに加熱養生を行うことによってさらに６〜５０％増加する。
【００５２】
図１２は、結合材の量とＥＳＰ溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さとの関係を示したものである。
図示するように、ＥＳＰ濃度にかかわらず、乾燥養生を行ったポリマーモルタルの圧縮強さは、結合材量の増加に伴って増加し、乾燥＋加熱養生を行ったもののそれは、結合材量の増加に伴って減少する。
【００５３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、廃発泡スチロールを原料として、曲げ強度や圧縮強さ等に優れたポリマーモルタルを得ることができるため、リサイクル率の低かった廃発泡スチロールをプレキャスト製品や床材、舗装材等の材料として有効利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】廃発泡ポリスチレン溶液の濃度と密度との関係を示すグラフ図である。
【図２】廃発泡ポリスチレン溶液の濃度と粘度との関係を示すグラフ図である。
【図３】廃発泡ポリスチレン溶液の粘度と濃度との関係を示すグラフ図である。
【図４】廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルのワーカビリティーに及ぼす廃発泡ポリスチレン溶液濃度の影響を示すグラフ図である。
【図５】廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルのワーカビリティーに及ぼす結合材量の影響を示すグラフ図である。
【図６】廃発泡ポリスチレン溶液濃度と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルのフローとの関係を示すグラフ図である。
【図７】結合材量と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルのフローとの関係を示すグラフ図である。
【図８】結合材及びポリマーモルタルの可使時間と、廃発泡ポリスチレン溶液濃度との関係を示すグラフ図である。
【図９】廃発泡ポリスチレン溶液濃度と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さとの関係を示すグラフ図である。
【図１０】結合材量と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルの曲げ強さとの関係を示すグラフ図である。
【図１１】廃発泡ポリスチレン溶液濃度と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルの圧縮強さとの関係を示すグラフ図である。
【図１２】結合材量と、廃発泡ポリスチレン溶液を用いたポリマーモルタルの圧縮強さとの関係を示すグラフ図である。

Claims

ポリスチレンをメタクリル酸メチルに溶解した結合材と、適量の充填材、及び細骨材とを主成分としたことを特徴とするポリマーモルタル。
請求項１に記載のポリマーモルタルにおいて、
上記ポリスチレンが発泡ポリスチレンであることを特徴とするポリマーモルタル。
請求項１又は２に記載のポリマーモルタルにおいて、
上記結合材中に占めるポリスチレンの濃度が３０％以下であることを特徴とするポリマーモルタル。
請求項１〜３のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、
上記結合材の配合比が１５％以上であることを特徴とするポリマーモルタル。
請求項１〜４のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、
上記充填材が、重質炭酸カルシウムであることを特徴とするポリマーモルタル。
請求項１〜５のいずれかに記載のポリマーモルタルにおいて、
上記細骨材が、けい砂であることを特徴とするポリマーモルタル。
ポリスチレンをメタクリル酸メチルに溶解し、この溶液を結合材として用いてこの結合材中に、適量の充填材及び細骨材を混合攪拌して混練物を形成し、その後、この混練物を所定の型枠内に打ち込んで硬化、養生させてなることを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７に記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記結合材中に占める発泡ポリスチレンの濃度を３０％以下にするようにしたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７又は８に記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記混練物中における結合材の配合比を１５％以上にするようにしたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７〜９のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記養生条件は、乾燥養生と加熱養生とを併用するようにしたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７〜１０のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記充填材として、重質炭酸カルシウムを用いるようにしたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７〜１１のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記細骨材として、けい砂を用いるようにしたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。
請求項７〜１２のいずれかに記載のポリマーモルタルの製造方法において、
上記ポリスチレンとして、発泡ポリスチレンを用いたことを特徴とするポリマーモルタルの製造方法。