JP3187753B2 - 樹脂モルタル - Google Patents
樹脂モルタルInfo
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- JP3187753B2 JP3187753B2 JP24715097A JP24715097A JP3187753B2 JP 3187753 B2 JP3187753 B2 JP 3187753B2 JP 24715097 A JP24715097 A JP 24715097A JP 24715097 A JP24715097 A JP 24715097A JP 3187753 B2 JP3187753 B2 JP 3187753B2
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- 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
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/14—Polyepoxides
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の接合や凹陥部への充填、重量物の据え付けなどに使
用するモルタル、特に高い弾性係数を必要とする用途に
用いる樹脂モルタルに関する。
物の接合や凹陥部への充填、重量物の据え付けなどに使
用するモルタル、特に高い弾性係数を必要とする用途に
用いる樹脂モルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンクリート構造物の補修やプレキャス
トコンクリート部材同士の接合に、無機系セメントモル
タルに替えて、無機／有機の微粒子を骨材とし樹脂系接
着剤をバインダとして使用した樹脂モルタル、又は有機
樹脂系接着材などが広範に採用されている。このような
樹脂モルタルや有機樹脂系接着材は、短時間に強度が得
られること、可使時間（混練から硬化までの時間）の制
御が可能なこと、体積変化が少なく無収縮性を有するこ
と、硬化体が高強度であることなど優れた特性によると
ころが大きい。
トコンクリート部材同士の接合に、無機系セメントモル
タルに替えて、無機／有機の微粒子を骨材とし樹脂系接
着剤をバインダとして使用した樹脂モルタル、又は有機
樹脂系接着材などが広範に採用されている。このような
樹脂モルタルや有機樹脂系接着材は、短時間に強度が得
られること、可使時間（混練から硬化までの時間）の制
御が可能なこと、体積変化が少なく無収縮性を有するこ
と、硬化体が高強度であることなど優れた特性によると
ころが大きい。
【０００３】しかし、特にコンクリート部材との接着な
どの場合は、コンクリートとモルタルの弾性係数の違い
が問題となる場合がある。例えば接合面に平行に外力が
作用したとき、高弾性係数の部材に応力が集中しひび割
れが発生する。また、接合面と垂直に引張力が作用する
と低弾性係数の材料の収縮が高弾性係数の部材に拘束さ
れ低弾性係数の材料側にひび割れが発生することが知ら
れている。
どの場合は、コンクリートとモルタルの弾性係数の違い
が問題となる場合がある。例えば接合面に平行に外力が
作用したとき、高弾性係数の部材に応力が集中しひび割
れが発生する。また、接合面と垂直に引張力が作用する
と低弾性係数の材料の収縮が高弾性係数の部材に拘束さ
れ低弾性係数の材料側にひび割れが発生することが知ら
れている。
【０００４】一般的に樹脂モルタルの弾性係数は、コン
クリートの弾性係数の１／１０程度（４．０×１０4 ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度）で、これはバインダとなる樹脂の弾
性係数が小さいことに起因する。
クリートの弾性係数の１／１０程度（４．０×１０4 ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度）で、これはバインダとなる樹脂の弾
性係数が小さいことに起因する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、樹脂モ
ルタルの弾性係数は、バインダである樹脂と骨材との配
合比、骨材の比重、強度、密実度に関係があることに着
目し研究を重ねた結果、新知見を得て本樹脂モルタルを
開発するに至った。本発明は、優れた特性を有する樹脂
モルタルの弾性係数を高め、主材料であるコンクリート
の弾性係数に近づけることにより、応力が作用したとき
の挙動を一致させ、上記の弱点を克服する材料の選定と
その配合を創出することを目的とするものである。
ルタルの弾性係数は、バインダである樹脂と骨材との配
合比、骨材の比重、強度、密実度に関係があることに着
目し研究を重ねた結果、新知見を得て本樹脂モルタルを
開発するに至った。本発明は、優れた特性を有する樹脂
モルタルの弾性係数を高め、主材料であるコンクリート
の弾性係数に近づけることにより、応力が作用したとき
の挙動を一致させ、上記の弱点を克服する材料の選定と
その配合を創出することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に開発された本発明の技術手段は、ガーネット微粒子及
び珪石粉を混合した骨材と、樹脂系接着剤からなるバイ
ンダとから構成されていることを特徴とする樹脂モルタ
ルである。そして、前記骨材はガーネット微粒子８４〜
９０重量％、珪石粉１０〜１６重量％とする。また、前
記骨材とバインダとの混合比を、重量比で８：１〜１
３：１とする。
に開発された本発明の技術手段は、ガーネット微粒子及
び珪石粉を混合した骨材と、樹脂系接着剤からなるバイ
ンダとから構成されていることを特徴とする樹脂モルタ
ルである。そして、前記骨材はガーネット微粒子８４〜
９０重量％、珪石粉１０〜１６重量％とする。また、前
記骨材とバインダとの混合比を、重量比で８：１〜１
３：１とする。
【０００７】本発明において、ガーネット微粒子とは、
例えば粒径１５０〜６００μｍのものである。また珪石
粉は、ガーネット微粒子の粒径の１０分の１程度のもの
である。本発明の樹脂モルタルの骨材は、珪石粉が１０
重量％未満ではフィラーとして空隙を埋めるのに不十分
であり、１６重量％を越えると、過剰となって骨材の比
重が小さくなるので、１０〜１６重量％が適切である。
この値は粒度にも依存するが、最も適切な混合量は珪石
粉１２〜１４重量％である。
例えば粒径１５０〜６００μｍのものである。また珪石
粉は、ガーネット微粒子の粒径の１０分の１程度のもの
である。本発明の樹脂モルタルの骨材は、珪石粉が１０
重量％未満ではフィラーとして空隙を埋めるのに不十分
であり、１６重量％を越えると、過剰となって骨材の比
重が小さくなるので、１０〜１６重量％が適切である。
この値は粒度にも依存するが、最も適切な混合量は珪石
粉１２〜１４重量％である。
【０００８】骨材とバインダとの混合比は、モルタルの
強度と弾性係数に関与し、重量比で８：１〜１３：１の
範囲をはずれると適正値を得ることが困難になるので、
この範囲に限定した。
強度と弾性係数に関与し、重量比で８：１〜１３：１の
範囲をはずれると適正値を得ることが困難になるので、
この範囲に限定した。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、骨材として、従来多
用されていた川砂、山砂、珪砂に替えて、比重が大きく
高硬度のガーネット微粒子を使用した。ガーネットはざ
くろ石ともいわれ、その大粒のものは宝飾品にも用いら
れるが、微粒のものは金剛砂として比較的大量に採掘さ
れ安価に供給されている。主たる用途はその高硬度なこ
とから研摩材として広く用いられている。
用されていた川砂、山砂、珪砂に替えて、比重が大きく
高硬度のガーネット微粒子を使用した。ガーネットはざ
くろ石ともいわれ、その大粒のものは宝飾品にも用いら
れるが、微粒のものは金剛砂として比較的大量に採掘さ
れ安価に供給されている。主たる用途はその高硬度なこ
とから研摩材として広く用いられている。
【００１０】ガーネットは、比重が４．１と高く、モー
ス硬度が７．５〜８．０である。ガーネットはアルミナ
系とライム系に分けられ、アルミナ系のアルマンダイト
タイプがガーネットの中で最も硬度が大きい。なお、参
考までに、水晶およびダイヤモンドのモース硬度はそれ
ぞれ、７、１０である。ガーネットの鉱物組成は次のよ
うなものである。
ス硬度が７．５〜８．０である。ガーネットはアルミナ
系とライム系に分けられ、アルミナ系のアルマンダイト
タイプがガーネットの中で最も硬度が大きい。なお、参
考までに、水晶およびダイヤモンドのモース硬度はそれ
ぞれ、７、１０である。ガーネットの鉱物組成は次のよ
うなものである。
【００１１】 ガーネット（アルマンダイト） ９７〜９８重量％ チタン鉄鉱（イルメナイト） １〜２重量％ ジルコン ０．２５重量％ 石英 ０．５重量％ その他 ０．２５重量％ また、化学組成は一般式Ａ3 Ｂ2 （ＳｉＯ4 ）3 （但し
Ａ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ +2、Ｍｎ+2；Ｂ＝Ａｌ、Ｆｅ+3、
Ｃｒ、Ｔｉ+3）で表わされ、その一例を挙げると、 ＳｉＯ2 ３５〜４０重量％ Ａｌ2 Ｏ3 １８〜２２重量％ ＦｅＯ ２８〜３２重量％ Ｆｅ2 Ｏ3 １〜２重量％ ＴｉＯ2 １〜２重量％ ＭｎＯ １〜２重量％ ＣａＯ １〜２重量％ ＭｇＯ ５〜７重量％ である。
Ａ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ +2、Ｍｎ+2；Ｂ＝Ａｌ、Ｆｅ+3、
Ｃｒ、Ｔｉ+3）で表わされ、その一例を挙げると、 ＳｉＯ2 ３５〜４０重量％ Ａｌ2 Ｏ3 １８〜２２重量％ ＦｅＯ ２８〜３２重量％ Ｆｅ2 Ｏ3 １〜２重量％ ＴｉＯ2 １〜２重量％ ＭｎＯ １〜２重量％ ＣａＯ １〜２重量％ ＭｇＯ ５〜７重量％ である。
【００１２】本発明で使用したガーネット微粒子の諸性
質を表１に示した。
質を表１に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】さらに、ガーネット微粒子間の空隙を埋め
るフィラー（充填材）として、ガーネット粒子の１／１
０程度の粒径の珪石粉の６号を選定した。バインダとし
て、二液形エポキシ樹脂系接着材“ＥＰＸ３”（東邦天
然ガス社：商品）を使用した。その諸性質は、表２に示
す通りである。
るフィラー（充填材）として、ガーネット粒子の１／１
０程度の粒径の珪石粉の６号を選定した。バインダとし
て、二液形エポキシ樹脂系接着材“ＥＰＸ３”（東邦天
然ガス社：商品）を使用した。その諸性質は、表２に示
す通りである。
【００１５】
【表２】
【００１６】骨材を構成するガーネット及び珪石粉の混
合率は骨材の単位容積重量を可能な限り大きくするとい
うことを目標に決定した。実験的にガーネットＧ、及び
珪石粉Ｋを次の重量比で混合した。混合率Ｍ＝Ｋ／（Ｋ
＋Ｇ）から、 （１）Ｇ：Ｋ＝１４：１の時、 Ｍ＝６．６７重量％、単位容積重量２．４９ｇ／ｃｍ3 （２）Ｇ：Ｋ＝１３：２の時、 Ｍ＝１３．３３重量％、単位容積重量２．６７ｇ／ｃｍ
3 （３）Ｇ：Ｋ＝１２：３の時、 Ｍ＝２０．００重量％、単位容積重量２．４７ｇ／ｃｍ
3 が得られた。この結果から図１の曲線を推定した。図１
は横軸に珪石粉の混合率Ｍ（重量％）を取り、縦軸に混
合物の単位容積重量を取って上記の関係を表したもので
ある。Ｍ＝１３．３３重量％近傍でピーク値を取り、珪
石粉の混合率がそれよりも小さくても大きくても単位容
積重量は低下する。図１から最適値として上記（２）の
珪石粉混合率Ｍ＝１３．３３重量％の混合組成を決定し
た。好ましい範囲は図１から珪石粉混合率Ｍ＝１０〜１
６重量％程度が適当である。
合率は骨材の単位容積重量を可能な限り大きくするとい
うことを目標に決定した。実験的にガーネットＧ、及び
珪石粉Ｋを次の重量比で混合した。混合率Ｍ＝Ｋ／（Ｋ
＋Ｇ）から、 （１）Ｇ：Ｋ＝１４：１の時、 Ｍ＝６．６７重量％、単位容積重量２．４９ｇ／ｃｍ3 （２）Ｇ：Ｋ＝１３：２の時、 Ｍ＝１３．３３重量％、単位容積重量２．６７ｇ／ｃｍ
3 （３）Ｇ：Ｋ＝１２：３の時、 Ｍ＝２０．００重量％、単位容積重量２．４７ｇ／ｃｍ
3 が得られた。この結果から図１の曲線を推定した。図１
は横軸に珪石粉の混合率Ｍ（重量％）を取り、縦軸に混
合物の単位容積重量を取って上記の関係を表したもので
ある。Ｍ＝１３．３３重量％近傍でピーク値を取り、珪
石粉の混合率がそれよりも小さくても大きくても単位容
積重量は低下する。図１から最適値として上記（２）の
珪石粉混合率Ｍ＝１３．３３重量％の混合組成を決定し
た。好ましい範囲は図１から珪石粉混合率Ｍ＝１０〜１
６重量％程度が適当である。
【００１７】次に、骨材中の空隙を１００％満たす理想
的な樹脂量は、骨材：樹脂比が８：１であるが、現実に
は樹脂が空気を連行することや、練り混ぜや締め固めの
状態により樹脂モルタル中に空隙が生ずることなどによ
り、空隙を完全に除去することはできない。樹脂の配合
量は、弾性係数、比重、強度などモルタルの性状に大き
く影響する。本発明では、高弾性係数、高比重、高強度
などの性状に着目して決定した。骨材Ｓ（ガーネット微
粒子および珪石粉の混合物）と、樹脂Ｒの配合を種々変
えて試験体を製作し試験した結果を表３に示す。
的な樹脂量は、骨材：樹脂比が８：１であるが、現実に
は樹脂が空気を連行することや、練り混ぜや締め固めの
状態により樹脂モルタル中に空隙が生ずることなどによ
り、空隙を完全に除去することはできない。樹脂の配合
量は、弾性係数、比重、強度などモルタルの性状に大き
く影響する。本発明では、高弾性係数、高比重、高強度
などの性状に着目して決定した。骨材Ｓ（ガーネット微
粒子および珪石粉の混合物）と、樹脂Ｒの配合を種々変
えて試験体を製作し試験した結果を表３に示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】試験体は、φ５ｃｍ×１０ｃｍの円柱状モ
ールドとし、３〜４本製作し、成績はその平均値を示し
た。試験体の樹脂モルタルは、手練りで混練し、突き棒
で締め固めた。結果を考察すると、樹脂Ｒの配合量が少
なくなると、単位容積重量、弾性係数とも上昇するが、
Ｓ：Ｒ＝１３：１、すなわち樹脂量が７．７重量％をピ
ークにそれより少なくなると、単位容積重量、弾性係数
とも下降することが判明した。これは樹脂量の減少とと
もに樹脂のバインダ効果が弱まっていくからと判断され
る。
ールドとし、３〜４本製作し、成績はその平均値を示し
た。試験体の樹脂モルタルは、手練りで混練し、突き棒
で締め固めた。結果を考察すると、樹脂Ｒの配合量が少
なくなると、単位容積重量、弾性係数とも上昇するが、
Ｓ：Ｒ＝１３：１、すなわち樹脂量が７．７重量％をピ
ークにそれより少なくなると、単位容積重量、弾性係数
とも下降することが判明した。これは樹脂量の減少とと
もに樹脂のバインダ効果が弱まっていくからと判断され
る。
【００２０】本発明の樹脂モルタルは、骨材：樹脂比を
８：１〜１３：１とし、モルタルの特性を損なわない程
度に樹脂量を抑えた配合としている。そのため、混練直
後の性状は、やや湿り気を帯びた「砂状」でパサパサし
ているが、打撃振動を伴う締め固めを行うと、液状化現
象を生じ樹脂が滲み出し骨材同士は樹脂をバインダとし
て強固に結合する。
８：１〜１３：１とし、モルタルの特性を損なわない程
度に樹脂量を抑えた配合としている。そのため、混練直
後の性状は、やや湿り気を帯びた「砂状」でパサパサし
ているが、打撃振動を伴う締め固めを行うと、液状化現
象を生じ樹脂が滲み出し骨材同士は樹脂をバインダとし
て強固に結合する。
【００２１】次に、実施例の樹脂モルタルの配合表を示
すと表４の通りであり、またこの実施例と従来から使用
されている樹脂モルタルの特性を概括的に比較する表５
のようになる。
すと表４の通りであり、またこの実施例と従来から使用
されている樹脂モルタルの特性を概括的に比較する表５
のようになる。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】本発明の樹脂モルタルは、接着性能がやや
劣ることと、単位容積重量が大きいことから、構造物の
水平裏面や垂直面への付着に難があるが、ポケット状の
凹陥部への充填、コンクリート構造物の目地部の形成・
充填、コンクリート部材を垂直に積重して構築する、例
えばＰＣウエルなどの水平接合面に使用すると、無収
縮、高弾性係数の性状を充分に発揮することができる優
れた特性がある。また、重量物や大型機械の据え付けに
用いるグラウト材などにも有効である。さらに、モール
ディングして成形体とし、重量物の台座や調整台などの
用途にも適用可能である。
劣ることと、単位容積重量が大きいことから、構造物の
水平裏面や垂直面への付着に難があるが、ポケット状の
凹陥部への充填、コンクリート構造物の目地部の形成・
充填、コンクリート部材を垂直に積重して構築する、例
えばＰＣウエルなどの水平接合面に使用すると、無収
縮、高弾性係数の性状を充分に発揮することができる優
れた特性がある。また、重量物や大型機械の据え付けに
用いるグラウト材などにも有効である。さらに、モール
ディングして成形体とし、重量物の台座や調整台などの
用途にも適用可能である。
【００２５】本例では、接着剤として二液形エポキシ接
着剤“ＥＰＸ３”を使用した例を示したが、これに限定
される訳ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、
適宜選択することができるものである。
着剤“ＥＰＸ３”を使用した例を示したが、これに限定
される訳ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、
適宜選択することができるものである。
【００２６】
【発明の効果】本発明の樹脂モルタルは、高硬度の材料
を密実に配合し、適切な接着剤配合量で混練することに
より、その硬化物は、高強度で、コンクリートに近い大
きな弾性係数を備えることができ、その特性からコンク
リートとの馴染みがよく、応力作用時の弾性係数の差か
ら生じるひび割れなどの発生を抑制することが可能であ
り、混練直後の未硬化状態が「やや濡れた砂」状である
ことから作業性もよく、樹脂モルタル特有の硬化時間の
制御、早期硬化性など多くの特性を有する樹脂モルタル
を提供可能となった。
を密実に配合し、適切な接着剤配合量で混練することに
より、その硬化物は、高強度で、コンクリートに近い大
きな弾性係数を備えることができ、その特性からコンク
リートとの馴染みがよく、応力作用時の弾性係数の差か
ら生じるひび割れなどの発生を抑制することが可能であ
り、混練直後の未硬化状態が「やや濡れた砂」状である
ことから作業性もよく、樹脂モルタル特有の硬化時間の
制御、早期硬化性など多くの特性を有する樹脂モルタル
を提供可能となった。
【図１】骨材の配合と単位容積重量との関係を示すグラ
フである。
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−172895（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 14/00 - 28/36
Claims (1)
- 【請求項１】 ガーネット微粒子８４〜９０重量％及び
珪石粉１０〜１６重量％を混合した骨材と、樹脂系接着
剤からなるバインダとからなり、前記骨材とバインダと
の混合比を、重量比で８：１〜１３：１としたことを特
徴とする樹脂モルタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24715097A JP3187753B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 樹脂モルタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24715097A JP3187753B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 樹脂モルタル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192195A JPH1192195A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3187753B2 true JP3187753B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17159190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24715097A Expired - Lifetime JP3187753B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 樹脂モルタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3187753B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108071173B (zh) * | 2017-12-24 | 2021-10-22 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 一种大体积混凝土的施工方法 |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP24715097A patent/JP3187753B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1192195A (ja) | 1999-04-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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