JP2901693B2

JP2901693B2 - 水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物および水中硬化用（メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物

Info

Publication number: JP2901693B2
Application number: JP8521190A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦大濱; 克宣出村
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH03285853A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモル
タル組成物および水中硬化用（メタ）アクリル系レジン
コンクリート組成物に関し、さらに詳しくは、海洋、河
川や湖等における水中コンクリート構造物、水利構造物
の建設や部分補修用に用いることができるような水中硬
化用（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物および水
中硬化用（メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物
に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点海洋、河川や湖等の水中構造物、水利構造物の建設や
部分補修用のモルタルおよびコンクリートとしては、従
来から急結性セメントモルタルが用いられたり、最近で
は水中不分離性混和剤を添加したセメントコンクリート
が広く用いられはじめている。これらの材料は、水中で
硬化可能であるほか経済性にも優れているが、既設のコ
ンクリートや鉄製構造物下地との付着性が必ずしも充分
でないこと、硬化時間が長いことが問題となる場合があ
る。

一方、水中で硬化可能なパテや接着剤、塗料として
は、芳香族構造物を有する脂肪族ジアミン（たとえばキ
シリレンジアミン）とダイマー酸との縮合により合成さ
れたポリアミド樹脂を硬化剤に用いたエポキシ樹脂が一
般的に使用されている。

また、特公昭62−51969号公報には、（１）不飽和イ
ソシアナート、（２）（メタ）アクリル酸エステル類、
（３）セメント、および（４）有機過酸化物からなる水
中で硬化可能な組成物が開示されており、さらに特公昭
62−51970号公報には、（１）不飽和イソシアナート、
（２）アクリル酸エステル類および／またはメタクリル
酸エステル類、（３）側鎖にアクリロイル基またはメタ
クリロイル基を有するポリマー、（４）セメント、およ
び（５）有機過酸化物からなる水中で硬化可能な組成物
が開示されている。

しかしながら、上記のようなエポキシ系の樹脂は、粘
性が高く作業性が悪いこと、硬化時間が長いこと、経済
性等に問題点がある。

また、上記のような不飽和イソシアナートを含有する
組成物は、金属下地への接着性等に優れるものの、レジ
ンモルタル用樹脂やレジンコンクリート用樹脂としては
必ずしも適当ではない。

ところで、不飽和ポリエステル系のレジンモルタル
は、水中での表面硬化不良が生ずること、シランカップ
リング処理を施した骨材を用いることにより、水中硬化
性、レジンモルタル調製時のレジンモルタルを用いて得
られる硬化体の自己層間接着性およびレジンモルタル調
製後、数時間経過したレジンモルタルを用いて得られる
硬化体の自己層間接着性、すなわちレジンモルタルの可
使時間が向上することが知られている（ICPIC,1981,Vo
l.1,p.462〜476）。しかしながら、上記のような不飽和
ポリエステル系レジンモルタルは、時間が経過したその
硬化体に、この不飽和ポリエステル系レジンモルタルで
打継いだ場合の両硬化体の層間接着性が低下すること、
および低温での硬化特性等に問題点がある。

また、メチルメタクリレート系レジンコンクリート組
成物は、広い温度範囲での優れた作業性と速硬化性を持
ち、耐候性、耐磨耗性、耐薬品性、接着性などの耐久性
にも優れていることが知られている。したがって、上記
のような優れた特性を有するメチルメタクリレート系レ
ジンコンクリート組成物は、従来より、コンクリート構
造物の補修、橋梁やトンネル内道路のオーバーレイ、橋
梁のジョイントやシュー座の補修および空港の滑走路目
地部の補修等に用いられている。しかしながら、メチル
メタクリレート組成物は、下地コンクリートが湿潤して
いる場合には、一般にプライマーの接着性が悪いため、
下地表面を乾燥することが不可欠であるという問題点が
あった。

本発明者らは、鋭意研究し、（メタ）アクリル酸エス
テル類化合物群から選択される１種または２種以上のモ
ノマー成分と、このモノマー成分に溶解もしくは膨潤可
能な重合体と、骨材とを配合してレジンモルタル組成物
を調製したところ、水中で硬化可能、かつ速硬化性であ
るとともに、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタ
ルとの接着性、および時間が経過した硬化体に打継いだ
場合の両硬化体の層間接着性が良好で実用に供すること
ができる（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物が得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。

発明の目的本発明は、上記のような従来技術を解決しようとする
ものであって、水中で硬化可能、かつ速硬化性であると
ともに、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタルも
しくは下地コンクリートとの接着性、および時間が経過
した硬化体に打継いだ場合の両硬化体の層間接着性が良
好で実用に供することができる、新規な水中硬化用（メ
タ）アクリル系レジンモルタル組成物および水中硬化用
（メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物を提供す
ることを目的としている。

発明の概要本発明に係る水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモ
ルタル組成物は、（メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択され
る１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合
体（Ｂ）と、骨材（Ｃ）とを含有し、かつ、水中で硬化させて使用されることを
特徴としている。

また、本発明に係る水中硬化用（メタ）アクリル系レ
ジンコンクリート組成物は、（メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択され
る１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合
体（Ｂ）と、骨材（Ｃ）とを含有し、かつ、水中で硬化させて使用されることを
特徴としている。

発明の具体的説明以下、本発明に係る水中硬化用（メタ）アクリル系レ
ジンモルタル組成物および水中硬化用（メタ）アクリル
系レジンコンクリート組成物について具体的に説明す
る。

これらの組成物は、骨材の粒径の大小により区別され
るので、本明細書において、両者を一括して「本発明に
係る組成物」と称する場合がある。

本発明で用いられる（メタ）アクリル酸エステル類化
合物群から選択される１種または２種以上のモノマー成
分（Ａ）は、結合材（Binder）の主成分であり、具体的
には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリ
ル酸メチル（MMA）、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキル、アクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、
メタクリル−２−ヒドロキシエチル、エチレングリコー
ル−ジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコール−
ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール−ジ
（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール−ジ
（メタ）アクリレート、ブチレングリコール−ジ（メ
タ）アクリレート、ヘキシレングリコール−ジ（メタ）
アクリレート、2,2−ビス［４−（メタ）アクリロイル
オキシフェニル］プロパン、2,2−ビス［４−（メタ）
アクリロイルオキシシクロヘキシル］プロパン、2,2−
ビス［３−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキ
シプロポキシフェニル］プロパン、トリメチロールプロ
パントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトール
ヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

本発明においては、メタクリル酸メチル（MMA）、メ
タクリル酸ブチルが好ましく、特にメタクリル酸メチル
（MMA）が好ましく用いられる。

本発明で用いられる重合体（Ｂ）は、上記のようなモ
ノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体であ
り、具体的には、上記のモノマー、特に（メタ）アクリ
ル酸エステルの単独重合体または共重合体、不飽和ポリ
エステル樹脂などの特殊熱硬化性樹脂が用いられる。本
発明においては、これらの重合体（Ｂ）は、結合材を調
製する際に、収縮低減剤、増粘剤または反応性を有する
重合体として用いられ、単独または組合わせて用いられ
る。

本発明においては、モノマー成分（Ａ）に溶解もしく
は膨潤可能な重合体（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エス
テル類化合物群から選択される１種または２種以上のモ
ノマー成分（Ａ）100重量部に対し、通常１〜100重量
部、好ましくは２〜50重量部、さらに好ましくは５〜30
重量部の量で用いられる。

本発明においては、結合材は、通常上記のモノマー成
分（Ａ）に、重合体（Ｂ）、架橋剤、重合開始剤、さら
に必要に応じて硬化促進剤等を添加して調製される。

上記架橋剤としては、具体的には、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート（TMPTMA）、エチレングリコ
ール−ジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコール
−ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール−
ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール−
ジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコール−ジ（メ
タ）アクリレート、ヘキシレングリコール−ジ（メタ）
アクリレート、2,2−ビス［４−（メタ）アクリロイル
オキシフェニル］プロパン、2,2−ビス［４−（メタ）
アクリロイルオキシシクロヘキシル］プロパン、2,2−
ビス［３（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシ
プロポキシフェニル］プロパン、トリメチロールプロパ
ントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘ
キサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。本発明に
おいては、トリメチロールプロパントリメタクリレート
（TMPTMA）、ブチレングリコール−ジメタクリレート、
ジエチレングリコール−ジメタクリレート、エチレング
リコール−ジメタクリレートが好ましく用いられる。

本発明においては、架橋剤は、上記のモノマー成分
（Ａ）および重合体（Ｂ）の合計量100重量部に対し、
通常０〜30重量部、好ましくは0.5〜20重量部、さらに
好ましくは１〜８重量部の量で用いられる。

上記重合開始剤としては、ジアシルペルオキシド、ア
ルキルペルオキシド、アラルキルペルオキシド、過酸、
過酸エステルなどの過酸化物、アゾ系化合物などを使用
することができるが、これらのうちではジアシルペルオ
キシドを使用するのが好ましい。ジアシルペルオキシド
としては、具体的には、ジベンゾイルペルオキシド（BP
O）、ジアセチルペルオキシド、ジカプリルペルオキシ
ド、ジラウロイルペルオキシド、ジステアロイルペルオ
キシドなどが挙げられる。

本発明においては、重合開始剤は、上記のモノマー成
分（Ａ）および重合体（Ｂ）の合計量100重量部に対
し、通常0.1〜20重量部、好ましくは１〜10重量部、さ
らに好ましくは２〜８重量部の量で用いられる。

上記硬化促進剤としては、第一アミン、第二アミンの
いずれでも使用することができるが、第三アミンが好適
に使用される。

本発明において、結合材を調製する際に、シランカッ
プリング剤、たとえばγ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランを添加することもできる。この他のカッ
プリング剤として、アルミネート系やジルコニウム系の
ものを添加することもできる。

上記のようなモノマー成分（Ａ）および重合体（Ｂ）
を主成分とする結合材は、通常、本発明に係る組成物10
0重量部に対し、３〜50重量部、好ましくは５〜30重量
部、さらに好ましくは６〜20重量部の量で用いられる。

本発明で用いられる骨材（Ｃ）としては、一般のモル
タルやコンクリートに用いられるのと同様に硅砂、砂
利、砕石などの粗骨材や細骨材が挙げられる。また、こ
れらの骨材はエメリーやガーネット等の天然骨材でもよ
く、アルミナ、シリコンカーバイト等の人造骨材でも良
い。さらに、レジンモルタルとしての装飾性を付与する
ため周知の顔料や染料で被覆着色されていてもよく、さ
らに被覆着色時にシランカップリング剤を存在させて被
覆着色されたような骨材であっても一向に差支えない。

上記のような骨材（Ｃ）は、単独または組合わせて用
いられる。本発明においては、骨材（Ｃ）は、組成物10
0重量部に対し、通常50〜97重量部、好ましくは60〜95
重量部、さらに好ましくは65〜94重量部の量で用いられ
る。

また本発明に係る組成物には、通常、充填材（Fille
r）が配合されている。

上記充填材としては、具体的には、炭酸カルシウム、
クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム、酸化
アルミニウムあるいはガラスビーズなどが挙げられる。

本発明においては、充填材は、本発明に係る組成物10
0重量部に対し、通常１〜50重量部、好ましくは３〜30
重量部、さらに好ましくは５〜20重量部の量で用いられ
る。

本発明に係る組成物は、上記のような成分を、たとえ
ばグラウトミキサ、モルタルミキサ、コンクリートミキ
サ等、セメント組成物の混合に一般的に使用されている
ミキサを用いて混合することにより調製される。

発明の効果本発明に係る水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモ
ルタル組成物および水中硬化用（メタ）アクリル系レジ
ンコンクリート組成物は、水中で硬化可能、かつ速硬化
性であるとともに、その硬化体の自己層間接着性、下地
モルタルもしくは下地コンクリートとの接着性、および
時間が経過した硬化体に打継いだ場合の両硬化体の層間
接着性が良好で実用に供することができる。

すなわち、本発明に係る水中硬化用（メタ）アクリル
系レジンモルタル組成物および水中硬化用（メタ）アク
リル系レジンコンクリート組成物は、海洋、河川や湖等
の水中コンクリート構造物、水利構造の建設や部分補修
用に利用することができ、また水中ではないが、地下水
等が存在するトンネルや地下構造物の施工にも利用でき
る。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、
これら実施例に限定されるものではない。

実施例１［ポリメタクリル酸メチルモルタルの調製］まず、JIS A 1181（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）に準じて、メタクリル酸
メチル（MMA）73.0重量部と、不飽和ポリエステル樹脂
［日本触媒化学工業（株）製、商品名エポラックＰ−80
3SA］（以下、SR−１と称する）25.0重量部と、ポリイ
ソブチルメタクリレート樹脂［三菱レイヨン（株）製、
商品名BRレジンBR−101］（以下、SR−２と称する）8.3
重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート
（TMPTMA,架橋剤）2.0重量部と、過酸化ベンゾイル（BP
O）2.0重量部と、N,N−ジメチル−ｐ−トルイジン（DM
T）0.5重量部とを配合して結合材を得た。

次いで、得られた結合材15.0重量部と、４号ケイ砂
（粒径:0.70〜1.17mm、含水率:0.1％以下に調整したも
の）35.0重量部と、７号ケイ砂（粒径:0.05〜0.21mm、
含水率:0.1％以下に調整したもの）35.0重量部と、重質
炭酸カルシウム（粒径;2.5μｍ未満、含水率:0.1％以下
に調整したもの）15.0重量部とを配合してポリメタクリ
ル酸メチルモルタル（PMMA−PM）を得た。

次いで、得られたポリメタクリル酸メチルモルタルに
ついて、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタルと
の接着性および時間が経過した硬化体に打継いだ場合の
両硬化体の層間接着性を、下記の曲げ強さ試験、および
曲げ接着強さ試験を行なって評価した。

（１）曲げ強さ試験供試体は、調製したモルタルを、水中（20℃）におい
て寸法40mm×40mm×160mmに成形し、水中（20℃）で24
時間養生して作製した。

曲げ強さ試験は、JIS A 1184（ポリエステルレジンコ
ンクリート曲げ強度試験方法）に準拠して行なった。

（２）曲げ接着強さ試験供試体は、寸法40mm×40mm×160mmの型枠の中央をス
ペーサーで仕切った型枠の半分に、調製したモルタルを
水中（20℃）において打込んだ後、水中（20℃）で１時
間および24時間養生してスペーサーを取り除き、さらに
同調合のモルタルを打継いで、水中（20℃）で24時間養
生して作製した。

曲げ接着強さ試験は、JIS A 1184（ポリエステルレジ
ンコンクリートの曲げ強度試験方法）に準拠して行なっ
た。

なお、曲げ接着強さ試験後の供試体について、その破
壊状況を観察して下記の記号で表わし、その割合を10点
法で評価した。

S:被着体として先に打込んだモルタルの凝集破壊 M:打継いだモルタルの凝集破壊 A:接着破壊評価結果を表１に示す。

実施例２〜５実施例１において、実施例１の結合材成分の他に、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、上記
MMA、TMPTMAおよびSR−１の合計量100重量部に対し、0.
5重量部、1.0重量部、1.5重量部、2.0重量部添加して結
合材を調製した以外は、実施例１と同様にしてモルタル
を得、その評価を行なった。

評価結果を表１に示す。

実施例１〜５のモルタルの表１に示すデータは、これ
らのモルタルが実用に供することができることを示す。

実施例６実施例１と同様のモルタルおよび実施例１において、
実施例１の結合材成分の他に、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシランを上記MMA、TMPTMAおよびSR−
１の合計（結合材主成分）量100重量部に対し、1.0重量
部添加して、結合材を調製し、実施例１と同様にモルタ
ルを得た。

次いで、得られたポリメタクリル酸メチルモルタルに
ついて、下記の引張強さおよび引張接着強さ試験を行な
って、評価した。

（１）引張強さ試験調製したモルタルを、水中（20℃）において、ASTM C
307（Standard Test Method for Tensile Strength of
Chemical−Resistant Mortar,Grouts,and Monolithic
Surfacings）に準拠したブリケット形に成形し、水中
（20℃）で24時間養生して、供試体を作製した。

作製した供試体について、ASTM C 307に準拠して、引
張強さ試験を行なった。

（２）引張接着強さ試験その中央をスペーサーで仕切った上述のブリケット形
枠の半分に、調製したモルタルを水中（20℃）において
打込んだ（被着体）後、水中（20℃）で24時間養生して
スペーサーを取り除き、さらに同調合のモルタルを打継
いで、水中（20℃）で24時間養生し、供試体を作製し
た。

引張接着強さ試験は、引張強さ試験と同様に行ない、
実施例１と同様に、その評価を行なった。

評価結果を表２に示す。

実施例７ JIS A 1181に準じて、実施例１の結合材成分中のSR−
２の量を9.0重量部とした結合材およびその成分中のMM
A、TMPTMAおよびSR−１の合計（結合材主成分）量100重
量部に対し、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランを1.0重量部添加した結合材を得た。

次いで、得られた結合材10.0重量部と、安山岩砕石
（粒径:10〜20mm、含水率0.1％以下に調整したもの）1
5.02重量部と、安山岩砕石（粒径:5〜10mm、含水率0.1
％以下に調整したもの）15.02重量部と、川砂（粒径:1.
2〜5mm、含水率0.1％以下に調整したもの）9.91重量部
と、川砂（粒径:1.2mm以上、含水率0.1％以下に調整し
たもの）40.05重量部と、重質炭酸カルシウム（粒径:2.
5μｍ以下、含水率0.1％以下に調整したもの）10.0重量
部を配合して、ポリメタクリル酸メチルコンクリートを
得た。

次いで、ポリメタクリル酸メチルコンクリートについ
て、その硬化体の自己層間接着性および時間が経過した
硬化体に打継いだ場合の両硬化体の層間接着性を、下記
の圧縮、引張および曲げ強度試験、および曲げ接着強度
試験を行なって評価した。

（１）圧縮強度試験下記（３）で行なった曲げ強度試験後の供試体につい
て、JIS A 1183（はりの折片によるポリエステルレジン
コンクリートの圧縮強度試験方法）に準拠して、圧縮強
度試験を行なった。

（２）引張強度試験調製したコンクリートを、水中（20℃）においてφ7.
5×15cmに成形し、水中（20℃）で24時間養生して、供
試体を作製した。

作製した供試体について、JIS A 1185（ポリエステル
レジンコンクリートの引張強度試験方法）に準拠して、
引張強度試験を行なった。

（３）曲げ強度試験調製したコンクリートを、水中（20℃）において６×
６×24cmに成形し、水中（20℃）で24時間養生して、供
試体を作製した。

作製した供試体について、JIS A 1185（ポリエステル
レジンコンクリートの曲げ強度試験方法）に準拠して、
曲げ強度試験を行なった。

（４）曲げ接着強度試験その中央をスペーサーで仕切った６×６×24cmの形枠
の半分に、調製したコンクリートを水中（20℃）におい
て打込んだ（被着体）後、水中（20℃）で24時間養生し
てスペーサーを取り除き、さらに同調合のコンクリート
を打継いで、水中（20℃）で24時間養生し、供試体を作
製した。

曲げ接着強度試験は、曲げ強度試験と同様に行ない、
実施例１と同様に、その評価を行なった。

評価結果を表３に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 26/10 C08L 33/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（メタ）アクリル酸エステル類化合物群か
ら選択される１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）
と、該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
（Ｂ）と、骨材（Ｃ）とを含有し、かつ、水中で硬化させて使用されることを
特徴とする水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモルタ
ル組成物。
【請求項２】（メタ）アクリル酸エステル類化合物群か
ら選択される１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）
と、該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
（Ｂ）と、骨材（Ｃ）とを含有し、かつ、水中で硬化させて使用されることを
特徴とする水中硬化用（メタ）アクリル系レジンコンク
リート組成物。