JP2641069B2 - コンクリート製硬化体の製造方法 - Google Patents

コンクリート製硬化体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、特に圧縮強度及び引張り強度を大幅に改善
したコンクリート製硬化体の製造方法に関する。
〔従来の技術〕 従来、シリカヒュームを混入して強度を改善したコン
クリート製の硬化体が開発されているが、この硬化体は
ミクロ的にはポーラスであるため吸水性があり、耐久性
の点で問題がある。そこで、コンクリートの表面にセラ
ミックス又は金属を溶射した後、樹脂を塗布等せしめる
ことにより、非吸水性及び耐腐食を付与し、耐候性を向
上せしめたコンクリート製の硬化体(特開昭61−122176
号公報)が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記特開昭61−122176号公報に開示された発明は、溶
射皮膜の気孔をその上に樹脂を塗布或いは浸漬すること
により形成した封孔皮膜により被覆したので、耐候性の
点で評価されているが、樹脂の含浸によるコンクリート
製硬化体の圧縮強度及び引張り強度との関係については
何ら言及されてないし、今までその他の文献にも開示さ
れていない。特にシリカヒュームを混入したコンクリー
ト製の硬化体は、普通コンクリート製のものより組織が
緻密であるため、樹脂の含浸率が少ないと理解されてい
るので、樹脂の含浸深さとシリカヒュームを混入したコ
ンクリート製硬化体の圧縮強度及び引張り強度との関係
についは余り解明されていない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前記の問題点を実験により解明することに
よって、圧縮強度及び引張り強度を大幅に改善したもの
を提供することを目的としたものであり、その要旨は、
セメントにシリカヒュームを混入してコンクリート製の
母材を形成する工程、該母材の表面を粗面化するブラス
ティンング工程、粗面化した表面の水分を除去する予熱
工程、プラズマ溶射によりセラミックス又は金属の皮膜
を形成する溶射工程、乾燥する乾燥工程、内部の空気を
除去する脱気工程、樹脂を含浸せしめる樹脂含浸工程、
加熱により前記含浸樹脂を重合せしめる加熱重合工程、
を順次経ることを特徴とするコンクリート製硬化体の製
造方法にある。
〔発明の実施の形態〕
以下、本発明を、第1図乃至第4図に基づいて詳細に
説明するに、第1図において、1はセメントにシリカヒ
ュームを混入して形成したコンクリート製の母材で、第
5表に示す配合からなる材料で形成されており、2はこ
の母材1の表面1aにプラズマ溶射により形成したセラミ
ックス又は金属の皮膜である。第2図は、コンクリート
製の母材1の表面1aにセラミックス又は金属の皮膜2を
形成する加工工程を示す図で、先ず研削工程3により母
材1の表面1aに予備研磨を施し、次のブラスティング工
程4において、母材1の表面1aに研削材を約5kg/cm2〜7
kg/cm2の圧縮空気のもとに吹き付けて母材1の表面1aを
粗面化する。
つぎに、余熱工程5において、50℃〜90℃に加熱して
溶射直前の母材1の水分を除去したのち、溶射工程6に
おいて、プラズマの熱エネルギーによりセラミックス或
いは金属等の溶射材料の粉末を溶融あるいはそれに近い
状態まで加熱し、これを前記母材1の表面1aに高速で吹
きつけてセラミックス又は金属の皮膜2を形成する。こ
の溶射材料としては、例えば、ジルコニア・マグネシア
(ZrO2・MgO)を使用した場合、母材1の表面1aは約50
℃〜90℃に温度管理されている。
第3図に示すものは、プラズマ溶射の一例を示す説明
図で、プラズマを発生させる作動ガス供給装置7から、
水素,窒素,ヘリウム,アルゴン等の気体を単独で又は
所定の割合で混合したものをプラズマ発生装置8に連続
的に送り込み、該装プラズマ発生置8内に設けられた正
極と負極の両電極に、電源装置9から電源を供給してア
ークを発生させる。而して、ガスは解離及び電離(正の
負のイオンに分かれる)した状態、すなわち、プラズマ
の状態となり、急激に膨張してプラズマ発生装置8の小
孔より高速,高温のプラズマジェットとして噴射する。
このプラズマジェットに、セラミックスや金属等の溶射
材料10を混入し、これを母材1の表面1aに吹き付けるこ
とにより溶射できる。なお、プラズマ発生装置8は、水
循環装置11からの冷却水により冷却されている。
第1表は、各種溶射材料によって付与される性質を示
す表である。この表から分かるように、溶射材料として
優れた特性を有するものとしては、アルミナ系(Al2O3
系),チタニア系(TiO2系),ジルコニア系(ZrO
2系),窒化物,炭化物,硼化物等より成るセラミック
スの粉末、超硬金属粉末、及びこれらの複合化によって
成る粉末等が適する。これらの溶射材料を、単独或いは
組合せて使用することにより、コンクリート表面に硬
度、耐摩耗性,耐酸性,耐熱性,電気絶縁性,仕上性等
の諸特性を付与することができる。そして、各溶射材料
を組合わせることにより特性を向上させることができる
例として、Al2O3に他の材料を添加する例について述べ
ると、SiO2を添加することにより原材料コストを下げる
ことがで、ZrO2を添加することににより熱特性が向上す
る。また、TiO2や超硬金属を添加することにより仕上げ
性を向上させることができ、非酸化物やレアメタルを添
加することにより高機能化できる。第2表には、溶射材
料として適するセラミックスの例の組成と特性を示す。
また第3表には、溶射材料として適する金属例とその特
性を示す。なお、溶射材料は、コンクリート性母材1の
使用目的に応じてそれに合う特性のものが選定され使用
される。
つぎに、プラズマ溶射によりセラミックス又は金属の
皮膜2を形成した後の、母材1及び皮膜2内に樹脂を含
浸する手段について、以下第4図に基づき説明するに、
プラズマ溶射によるセラミックス又は金属の皮膜2の形
成が終了した母材1を、加熱乾燥工程12において温度約
150℃で3日〜7日間乾燥する。これにより、母材1は
ほゞ絶乾状態に乾燥する。そして、脱気工程13におい
て、真空ポンプを使用して圧力約10mmHg以下で約1時間
脱気した後、樹脂含浸工程14において、大気圧下,約24
時間かけて含浸材である液状の樹脂を浸透させる。ここ
で、前記含浸材である樹脂(モノマー)として、シリカ
ヒュームを混入して形成した組織が緻密なコンクリート
性の母材1内にも進入し易い低粘土のモノマー、例え
ば、メタクリル酸メチルモノマーを使用し、これに触媒
とし過酸化ベンゾイル50%含むフタル酸ジシクロヘキシ
ル粉末を使用し、又カップリング剤として、γ−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシランを使用している。
而して、セラミックス又は金属の皮膜2はミクロ的には
ポーラスであり、これだけでは高度な表面均一性が得に
くいが、樹脂を含浸することにより樹脂がこれらの間隙
を満たし、第6表に示すように、表面均一性,表面平滑
性が高められ、且つ母材1と溶射によるセラミックス又
は金属の皮膜2との接着力が格段に高められるとゝも
に、耐摩耗性が著しく向上する。そして、同時に、真空
ポンプによる脱気により、液状の樹脂は強制的に皮膜2
の孔を通して母材1の深部にまで浸透し、圧力強度及び
引っ張り強度が著しく増大する。
すなわち、実験の結果を示すと、樹脂が含浸後のコン
クリート製硬化体の圧縮強度及び引っ張り強度は次の通
りであった。実験例1,2,3の各例の圧縮強度は、夫々、
2,606Kg/cm2,2,594Kg/cm2,2,570Kg/cm2で、その平均圧
縮強度は2,590Kg/cm2であり、樹脂含浸前のものと比較
して約2倍の圧縮強度が発現した。また、実験例1,2,3
の各例の引張り強度は、夫々、152Kg/cm2,148Kg/cm2,16
4Kg/cm2であり、曲げ強度も、252Kg/cm2,428Kg/cm2,256
Kg/cm2であって、いずれも樹脂含浸前のものと比較して
約2倍の強度発現した。
その後、加熱重合工程15において、温度約90℃の熱水
中で約3時間かけて重合反応を完結させて樹脂を固化せ
しめることにより、前記の実験例で示すように、圧縮強
度及び引っ張り強度が向上したものを得ることができ
る。次に、仕上げ工程16で表面仕上げを施して完成品と
する。
〔発明の効果〕
本発明に係るコンクリート製硬化体の製造方法は、上
記のように、セメントにシリカヒュームを混入してコン
クリート製の母材を形成する工程、該母材の表面を粗面
化するブラスティング工程、粗面化した表面の水分を除
去する予熱工程、プラズマ溶射によりセラミックス又は
金属の皮膜を形成する溶射工程、乾燥する乾燥工程、内
部の空気を除去する脱気工程、樹脂を含浸せしめる樹脂
含浸工程、加熱により前記含浸樹脂を重合せしめる加熱
重合工程、を順次経ることを特徴とする構成であるか
ら、本方法により製造されたコンクリート製硬化体に
は、表面均一性,表面入平滑性及び耐摩耗性等の諸特性
が付与されるとゝもに、特に圧縮強度及び引張り強度が
著しく向上したもの得ることができるといった諸効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法により形成したコンクリート硬化体
である母材の拡大断面部分図、第2図は母材の表面に皮
膜を形成する溶射工程迄のブロック図、第3図はプラズ
マ溶射の説明図、第4図は仕上工程迄のブロック図であ
る。 1……シリカヒュームを混入したコンクリート製の母
材、1a……同表面、2……セラミックス又は金属の皮
膜、3……研削工程、4……ブラスティング工程、5…
…予熱工程、6……溶射工程、12……加熱乾燥工程、13
……脱気工程、14……含浸工程、15……加熱重合工程、
16……仕上げ工程。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−122176(JP,A) 笠井芳夫、小林正几「セメント・コン クリート用混和材料」(昭61−5−15) 技術書院P.112〜117

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメントにシリカヒュームを混入してコン
    クリート製の母材を形成する工程、該母材の表面を粗面
    化するブラスティング工程、粗面化した表面の水分を除
    去する予熱工程、プラズマ溶射によりセラミックス又は
    金属の皮膜を形成する溶射工程、乾燥する乾燥工程、内
    部の空気を除去する脱気工程、樹脂を含浸せしめる樹脂
    含浸工程、加熱により前記含浸樹脂を重合せしめる加熱
    重合工程、を順次経ることを特徴とするコンクリート製
    硬化体の製造方法。
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