JP3192986B2 - 耐水性に優れた高強度セメント硬化体及びその製造方法 - Google Patents
耐水性に優れた高強度セメント硬化体及びその製造方法Info
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- 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
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- 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
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- C04B2103/0053—Water-soluble polymers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐水性に優れ、且
つ、曲げ強度が極めて高い、即ち高強度のセメント硬化
体とその製造方法に関するものである。
つ、曲げ強度が極めて高い、即ち高強度のセメント硬化
体とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、セメント硬化体は、組成物の練
混ぜに使用する水の量が少ない方が強度は高く、また、
その硬化体に含まれる気孔が少ないほど、その強度は高
くなることが知られており、従来、高い曲げ強度発現を
目的として、セメントに減水剤等を添加することによ
り、水セメント比を減少させると共に、水溶性ポリマー
を添加して、メカノケミカル的な練混ぜを行い、更に、
成形ロール中を通過させるなどして、セメント成形体中
の空隙や水隙を除去する方法が開発されている。ところ
が、上記方法によって得られるセメント硬化体は、使用
するポリマーが水溶性であるところから、耐水性に劣
り、一定時間以上水中に浸漬すると著しく強度が低下す
るという問題がある。一方、上記問題点を解消するもの
として、特開平６−２１９８０５号公報にはセメントに
水溶性ポリマーを添加混合した後、水を加えて練混ぜ成
形し、特定条件範囲の高温高圧蒸気中で養生してなるセ
メント硬化体が開示されている。このセメント硬化体
は、300Kgf/ cm2 （約30MPa)程度の曲げ強度が得られ、
水中浸漬後にも著しい曲げ強度低下が起こらない点にお
いて、水溶性ポリマーを使用しているにも拘らず、高曲
げ強度の発現と、耐水性の向上が同時に達成される。
しかしながら、このセメント硬化体には、成形品の表面
が白っぽくなる等、表面外観が変化する等の問題が新た
に発生し、しかも、高温高圧蒸気中での養生に２〜10時
間を要し、更に、上記高温高圧蒸気中での養生の前に１
日以上、好ましくは３日以上の静置と、50℃程度の温度
にさらす前養生を必要とするため、必要とする耐水性と
強度を有するセメント硬化体を得るためには長時間を必
要とするという問題もある。
混ぜに使用する水の量が少ない方が強度は高く、また、
その硬化体に含まれる気孔が少ないほど、その強度は高
くなることが知られており、従来、高い曲げ強度発現を
目的として、セメントに減水剤等を添加することによ
り、水セメント比を減少させると共に、水溶性ポリマー
を添加して、メカノケミカル的な練混ぜを行い、更に、
成形ロール中を通過させるなどして、セメント成形体中
の空隙や水隙を除去する方法が開発されている。ところ
が、上記方法によって得られるセメント硬化体は、使用
するポリマーが水溶性であるところから、耐水性に劣
り、一定時間以上水中に浸漬すると著しく強度が低下す
るという問題がある。一方、上記問題点を解消するもの
として、特開平６−２１９８０５号公報にはセメントに
水溶性ポリマーを添加混合した後、水を加えて練混ぜ成
形し、特定条件範囲の高温高圧蒸気中で養生してなるセ
メント硬化体が開示されている。このセメント硬化体
は、300Kgf/ cm2 （約30MPa)程度の曲げ強度が得られ、
水中浸漬後にも著しい曲げ強度低下が起こらない点にお
いて、水溶性ポリマーを使用しているにも拘らず、高曲
げ強度の発現と、耐水性の向上が同時に達成される。
しかしながら、このセメント硬化体には、成形品の表面
が白っぽくなる等、表面外観が変化する等の問題が新た
に発生し、しかも、高温高圧蒸気中での養生に２〜10時
間を要し、更に、上記高温高圧蒸気中での養生の前に１
日以上、好ましくは３日以上の静置と、50℃程度の温度
にさらす前養生を必要とするため、必要とする耐水性と
強度を有するセメント硬化体を得るためには長時間を必
要とするという問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
する上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、原料組成物の一部に水溶性ポリマーを含有
するにも拘らず、高温高圧蒸気中（オートクレーブ）で
の養生をせずに高強度と優れた耐水性を有するセメント
硬化体を得ることにある。また、本発明は上記高強度と
優れた耐水性を有するセメント硬化体を短時間で、且
つ、廉価に得ることも主要な目的としている。
する上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、原料組成物の一部に水溶性ポリマーを含有
するにも拘らず、高温高圧蒸気中（オートクレーブ）で
の養生をせずに高強度と優れた耐水性を有するセメント
硬化体を得ることにある。また、本発明は上記高強度と
優れた耐水性を有するセメント硬化体を短時間で、且
つ、廉価に得ることも主要な目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、成形品の
表面外観の変化がオートクレーブでの養生に起因するこ
とに着目し、オートクレーブでの養生をせずに、高強度
と優れた耐水性を得る手段を種々研究した結果、水硬性
セメントと水溶性ポリマーの混合物に特定の熱硬化性樹
脂と水を添加して製造されたセメント硬化体が、高強度
を発現し、しかもオートクレーブでの養生をしないにも
拘らず、水中に48時間浸漬した後の曲げ強度がほとんど
低下しないことを見いだして、本発明を完成した。即
ち、本発明では上記目的を達成するために、セメント硬
化体が、水硬性セメント、水溶性ポリマー、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂及び水からなることを特徴としてい
る。また、上記セメント硬化体の製造は、水硬性セメン
トに水溶性ポリマー及びフェノール樹脂の各粉末を添加
混合し、更に、水、エポキシ樹脂の各液体を加え練混ぜ
た成形材料を、金型を用いて、高温高圧の同時成形で短
時間に硬化体とすることを特徴としている。なお、この
発明において、高強度セメント硬化体とは、曲げ強度20
MPa 以上のセメント硬化体をいうこととする。以下本発
明を更に詳しく説明する。
表面外観の変化がオートクレーブでの養生に起因するこ
とに着目し、オートクレーブでの養生をせずに、高強度
と優れた耐水性を得る手段を種々研究した結果、水硬性
セメントと水溶性ポリマーの混合物に特定の熱硬化性樹
脂と水を添加して製造されたセメント硬化体が、高強度
を発現し、しかもオートクレーブでの養生をしないにも
拘らず、水中に48時間浸漬した後の曲げ強度がほとんど
低下しないことを見いだして、本発明を完成した。即
ち、本発明では上記目的を達成するために、セメント硬
化体が、水硬性セメント、水溶性ポリマー、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂及び水からなることを特徴としてい
る。また、上記セメント硬化体の製造は、水硬性セメン
トに水溶性ポリマー及びフェノール樹脂の各粉末を添加
混合し、更に、水、エポキシ樹脂の各液体を加え練混ぜ
た成形材料を、金型を用いて、高温高圧の同時成形で短
時間に硬化体とすることを特徴としている。なお、この
発明において、高強度セメント硬化体とは、曲げ強度20
MPa 以上のセメント硬化体をいうこととする。以下本発
明を更に詳しく説明する。
【０００５】本発明のセメント硬化体は、水硬性セメン
ト、水溶性ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及
び水の混合物からなる組成物の硬化によって作られる。
本発明において、水硬性セメントは、水和反応により硬
化する無機材料を意味するものとする。水硬性セメント
は、一般的な普通ポルトランドセメントであってよく、
所望ならば、ホワイトセメント、早強ポルトランドセメ
ント、超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シ
リカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメ
ント等であってもよい。これらの水硬性セメントは、い
ずれも１種類で用いることも、２種類以上混合して用い
ることもできるが、セメント硬化体を安価に得るために
は極めて一般的に用いられている普通ポルトランドセメ
ントを用いるのが有利である。本発明において、水硬性
セメントが主材料であることが極めて重要である。何故
なら、本発明では、前記した組成物を練混ぜてなるセメ
ント成形材料を金型を用いて、高温高圧で同時成形する
が、水含有の成形材料を高温でプレス成形する場合、水
硬性セメント以外の他の無機材料を主材料とした場合に
は、プレス成形後の型開放時に、母材内部からの水蒸気
の噴出が生じるため形をなさず、成形ができない。これ
は、水を添加練混ぜる直後から水和反応が始まる水硬性
セメントでないと、型開放時における母材内部からの水
蒸気の噴出を押さえることができないからと推察され
る。
ト、水溶性ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及
び水の混合物からなる組成物の硬化によって作られる。
本発明において、水硬性セメントは、水和反応により硬
化する無機材料を意味するものとする。水硬性セメント
は、一般的な普通ポルトランドセメントであってよく、
所望ならば、ホワイトセメント、早強ポルトランドセメ
ント、超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シ
リカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメ
ント等であってもよい。これらの水硬性セメントは、い
ずれも１種類で用いることも、２種類以上混合して用い
ることもできるが、セメント硬化体を安価に得るために
は極めて一般的に用いられている普通ポルトランドセメ
ントを用いるのが有利である。本発明において、水硬性
セメントが主材料であることが極めて重要である。何故
なら、本発明では、前記した組成物を練混ぜてなるセメ
ント成形材料を金型を用いて、高温高圧で同時成形する
が、水含有の成形材料を高温でプレス成形する場合、水
硬性セメント以外の他の無機材料を主材料とした場合に
は、プレス成形後の型開放時に、母材内部からの水蒸気
の噴出が生じるため形をなさず、成形ができない。これ
は、水を添加練混ぜる直後から水和反応が始まる水硬性
セメントでないと、型開放時における母材内部からの水
蒸気の噴出を押さえることができないからと推察され
る。
【０００６】水溶性ポリマーは、セメント成形体の成形
助剤として機能するもので、セメント粒子を凝集させる
性能を有するものであれば用いることができ、具体的に
は、アクリルアミドの単独重合体、アクリルアミドと他
の水溶性単量体との共重合体、並びにアクリルアミド
と、アクリロニトリル、スチレン及びアルキル（メタ）
アクリレート等の疎水性単量体との共重合体等が挙げら
れる。これらの中でも、ポリアクリルアミドを使用する
ことが、成形性に優れ又硬化体が優れた強度を示すため
好ましい。これらの水溶性ポリマーの重量平均分子量と
しては、その種類、構造にも影響されるが、より高い方
が得られる硬化物が高い強度を示すため好ましく、具体
的には100 万以上が好ましい。組成物の均一な混合が可
能で、組成物中に偏在することがなく、得られる硬化体
の強度が優れたものとなるため、水溶性ポリマーは、粉
末のものを使用することが好ましい。本ポリマーは高強
度化には必要不可欠な添加剤であるが、添加量が多すぎ
ると耐水性が低下し、硬化体を水に漬けると曲げ強度低
下、膨潤するため、量を最小にすることが肝心である。
本ポリマーの配合割合は、水硬性セメント100 重量部に
対して３乃至８重量部の範囲とするのが望ましい。３重
量部に満たない場合は、成形が不十分となり、８重量部
を越えて添加しても、曲げ強度増は望めず、しかも耐水
性が低下する。また、いわゆる水・ポリマー比は0.75乃
至３の範囲にあることが好ましい。これはセメント粒子
に対する本ポリマーの接着力が硬化体の高い曲げ強度の
主要因となっているためと考えられる。
助剤として機能するもので、セメント粒子を凝集させる
性能を有するものであれば用いることができ、具体的に
は、アクリルアミドの単独重合体、アクリルアミドと他
の水溶性単量体との共重合体、並びにアクリルアミド
と、アクリロニトリル、スチレン及びアルキル（メタ）
アクリレート等の疎水性単量体との共重合体等が挙げら
れる。これらの中でも、ポリアクリルアミドを使用する
ことが、成形性に優れ又硬化体が優れた強度を示すため
好ましい。これらの水溶性ポリマーの重量平均分子量と
しては、その種類、構造にも影響されるが、より高い方
が得られる硬化物が高い強度を示すため好ましく、具体
的には100 万以上が好ましい。組成物の均一な混合が可
能で、組成物中に偏在することがなく、得られる硬化体
の強度が優れたものとなるため、水溶性ポリマーは、粉
末のものを使用することが好ましい。本ポリマーは高強
度化には必要不可欠な添加剤であるが、添加量が多すぎ
ると耐水性が低下し、硬化体を水に漬けると曲げ強度低
下、膨潤するため、量を最小にすることが肝心である。
本ポリマーの配合割合は、水硬性セメント100 重量部に
対して３乃至８重量部の範囲とするのが望ましい。３重
量部に満たない場合は、成形が不十分となり、８重量部
を越えて添加しても、曲げ強度増は望めず、しかも耐水
性が低下する。また、いわゆる水・ポリマー比は0.75乃
至３の範囲にあることが好ましい。これはセメント粒子
に対する本ポリマーの接着力が硬化体の高い曲げ強度の
主要因となっているためと考えられる。
【０００７】フェノール樹脂としては、ノボラック型フ
ェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック
型クレゾール樹脂及びレゾール型クレゾール樹脂等が挙
げられる。これらの中でも、レゾール型のものが、耐水
性に優れているため好ましい。フェノール樹脂は、水分
を少なくしても成形材料組成物を均等に練混ぜできるよ
うにするための助剤として用いられ、セメント硬化体の
曲げ強度及び耐水性の向上に機能する。但し、エポキシ
樹脂との併用によってのみ効果を発揮する。上記フェノ
ール樹脂は、液体で使用することもできるが、均一な練
混ぜが可能で組成物中に偏在することことがなく、より
高い曲げ強度を得ることができる粉末状のものを使用す
ることが好ましい。フェノール樹脂の水硬性セメントに
対する添加量は、水硬性セメント100 重量部に対して１
乃至５重量部、好ましくは１乃至３重量部の範囲であ
る。ある特定の組成物において、このフェノール樹脂の
添加量を他の材料割合を一定にして０、１、２重量部と
変えたとき、セメント硬化体は48時間水中浸漬後の曲げ
強度が夫々63.5MPa （82% ）、73.1MPa （78% ）、91.9
MPa （92% ）となり、耐水性が向上し、しかも最高曲げ
強度は各々77.0MPa 、93.9MPa 、100.1MPaと上がる
［（ ）内の数字は水中浸漬前の強度に対する残留強
度］。これにより、フェノール樹脂の有為性が認められ
る。フェノール樹脂の配合割合が１重量部に満たないと
耐水性が不十分となり、５重量部を越えて添加しても、
残留強度が低下して耐水性が不十分になる。
ェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック
型クレゾール樹脂及びレゾール型クレゾール樹脂等が挙
げられる。これらの中でも、レゾール型のものが、耐水
性に優れているため好ましい。フェノール樹脂は、水分
を少なくしても成形材料組成物を均等に練混ぜできるよ
うにするための助剤として用いられ、セメント硬化体の
曲げ強度及び耐水性の向上に機能する。但し、エポキシ
樹脂との併用によってのみ効果を発揮する。上記フェノ
ール樹脂は、液体で使用することもできるが、均一な練
混ぜが可能で組成物中に偏在することことがなく、より
高い曲げ強度を得ることができる粉末状のものを使用す
ることが好ましい。フェノール樹脂の水硬性セメントに
対する添加量は、水硬性セメント100 重量部に対して１
乃至５重量部、好ましくは１乃至３重量部の範囲であ
る。ある特定の組成物において、このフェノール樹脂の
添加量を他の材料割合を一定にして０、１、２重量部と
変えたとき、セメント硬化体は48時間水中浸漬後の曲げ
強度が夫々63.5MPa （82% ）、73.1MPa （78% ）、91.9
MPa （92% ）となり、耐水性が向上し、しかも最高曲げ
強度は各々77.0MPa 、93.9MPa 、100.1MPaと上がる
［（ ）内の数字は水中浸漬前の強度に対する残留強
度］。これにより、フェノール樹脂の有為性が認められ
る。フェノール樹脂の配合割合が１重量部に満たないと
耐水性が不十分となり、５重量部を越えて添加しても、
残留強度が低下して耐水性が不十分になる。
【０００８】エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が使用で
き、これらの中でも、汎用性に優れているため、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。本発明におい
て、エポキシ樹脂は、水硬性セメントに好ましくは液体
で添加され、その水硬性セメントに対する添加量は、セ
メント100 重量部に対して１乃至10重量部の範囲とする
必要があり、好ましくは１乃至８重量部の範囲である。
このエポキシ樹脂の効果は、耐水性の向上に見られる。
例えば、ある特定の組成物において他の材料割合を一定
にして、エポキシ樹脂の添加量を０、３、６重量部と変
えたとき、セメント硬化体の48時間水中浸漬後の曲げ強
度は夫々30.6MPa （38% ）、41.0MPa （55% ) 、63.5MP
a （82% ) となり、耐水性が向上する［（ ）内の数字
は水中浸漬前の強度に対する残留強度］。これにより、
明らかにエポキシ樹脂の有為性が認められる。しかし、
11重量部以上添加しても最高曲げ強度が低下して、耐水
性も残留強度が80％以下と効果は頭打ちになる。従っ
て、経済的な見地からもセメント100 重量部に対してエ
ポキシ樹脂の添加量が10重量部を越えることは好ましく
ない。又、１重量部未満の場合は、耐水性が不十分とな
る。エポキシ樹脂の硬化反応は、セメントに水を加えた
際に生じるＣａ（ＯＨ）2等のアルカリを触媒にして起
こると考えられるが、水が少ない場合には、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルトリメチレンジアミン等のアミン系硬化剤を別途
添加することも任意である。
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が使用で
き、これらの中でも、汎用性に優れているため、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。本発明におい
て、エポキシ樹脂は、水硬性セメントに好ましくは液体
で添加され、その水硬性セメントに対する添加量は、セ
メント100 重量部に対して１乃至10重量部の範囲とする
必要があり、好ましくは１乃至８重量部の範囲である。
このエポキシ樹脂の効果は、耐水性の向上に見られる。
例えば、ある特定の組成物において他の材料割合を一定
にして、エポキシ樹脂の添加量を０、３、６重量部と変
えたとき、セメント硬化体の48時間水中浸漬後の曲げ強
度は夫々30.6MPa （38% ）、41.0MPa （55% ) 、63.5MP
a （82% ) となり、耐水性が向上する［（ ）内の数字
は水中浸漬前の強度に対する残留強度］。これにより、
明らかにエポキシ樹脂の有為性が認められる。しかし、
11重量部以上添加しても最高曲げ強度が低下して、耐水
性も残留強度が80％以下と効果は頭打ちになる。従っ
て、経済的な見地からもセメント100 重量部に対してエ
ポキシ樹脂の添加量が10重量部を越えることは好ましく
ない。又、１重量部未満の場合は、耐水性が不十分とな
る。エポキシ樹脂の硬化反応は、セメントに水を加えた
際に生じるＣａ（ＯＨ）2等のアルカリを触媒にして起
こると考えられるが、水が少ない場合には、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルトリメチレンジアミン等のアミン系硬化剤を別途
添加することも任意である。
【０００９】水の割合は、上記水硬性セメント、水溶性
ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の混合物を可
塑変形し得るようにするのに十分となすべきであるが、
セメント硬化体の強度が組成物中の水の割合の増加に伴
って一般的に低下するため、混合物を可塑変形され得る
限り可及的に小さくすることが必要である。具体的に
は、水硬性セメント100 重量部に対して６乃至１５重量
部が好ましく、より好ましくは６乃至10重量部である。
６重量部より少ないと、流動性が低く成形ができない
し、15重量部を越えて添加すると得られるセメント硬化
体の48時間水中浸漬後の曲げ強度が本発明でいう高強度
の範囲を逸脱してしまう。本発明では、上記必須成分に
加え、必要に応じて、増量材、補強材及び着色剤等のそ
の他の配合物を配合することもできる。増量材として
は、珪砂、タルク、炭酸カルシウム、石膏、珪藻土、酸
化チタン、シリカ、発泡軽量骨材（市販品としてはパー
ライト等がある）及びマイカ等の無機質粉体、並びにシ
リカヒューム、フライアッシュ及び高炉スラグ等のアル
カリ反応性を示す増量材等が挙げられる。又、有機粉
体、ビーズ、廃棄ＦＲＰ等の微粉砕物等の有機粉体を使
用することもできる。補強材としては、ガラス繊維、炭
素繊維、ビニロン繊維及びポリエステル繊維等の短繊
維、繊維メッシュ、並びにクロス等を挙げることができ
る。繊維メッシュ及びクロス等は、成形し硬化させる前
に挟み込むことも可能である。また、着色剤としては、
一般に使用される、無機着色剤を使用することができ
る。これら以外にも、導電性付与のためにカーボンブラ
ック及びフェライト等を配合することもできる。又、従
来セメント用添加剤として知られる減水剤、高機能減水
剤、流動化剤及び収縮低減剤等も使用可能である。
ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の混合物を可
塑変形し得るようにするのに十分となすべきであるが、
セメント硬化体の強度が組成物中の水の割合の増加に伴
って一般的に低下するため、混合物を可塑変形され得る
限り可及的に小さくすることが必要である。具体的に
は、水硬性セメント100 重量部に対して６乃至１５重量
部が好ましく、より好ましくは６乃至10重量部である。
６重量部より少ないと、流動性が低く成形ができない
し、15重量部を越えて添加すると得られるセメント硬化
体の48時間水中浸漬後の曲げ強度が本発明でいう高強度
の範囲を逸脱してしまう。本発明では、上記必須成分に
加え、必要に応じて、増量材、補強材及び着色剤等のそ
の他の配合物を配合することもできる。増量材として
は、珪砂、タルク、炭酸カルシウム、石膏、珪藻土、酸
化チタン、シリカ、発泡軽量骨材（市販品としてはパー
ライト等がある）及びマイカ等の無機質粉体、並びにシ
リカヒューム、フライアッシュ及び高炉スラグ等のアル
カリ反応性を示す増量材等が挙げられる。又、有機粉
体、ビーズ、廃棄ＦＲＰ等の微粉砕物等の有機粉体を使
用することもできる。補強材としては、ガラス繊維、炭
素繊維、ビニロン繊維及びポリエステル繊維等の短繊
維、繊維メッシュ、並びにクロス等を挙げることができ
る。繊維メッシュ及びクロス等は、成形し硬化させる前
に挟み込むことも可能である。また、着色剤としては、
一般に使用される、無機着色剤を使用することができ
る。これら以外にも、導電性付与のためにカーボンブラ
ック及びフェライト等を配合することもできる。又、従
来セメント用添加剤として知られる減水剤、高機能減水
剤、流動化剤及び収縮低減剤等も使用可能である。
【００１０】次に製造方法について説明する。本発明で
は、先ず上記した各材料に水を加え、練混ぜて成形材料
を得る。練混ぜに際しては、先ず水硬性セメントに、水
溶性ポリマー、フェノール樹脂の各粉末を添加混合し、
その後に水、エポキシ樹脂の各液体を加え、練混ぜるこ
とが好ましい。水硬性セメントに水を加えた練混ぜ物に
水溶性ポリマー、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂を加
え、混合すると、水硬性セメントは水を添加練混ぜる直
後から水和反応が始まるため、水溶性ポリマー、フェノ
ール樹脂及びエポキシ樹脂の偏在が生じ、十分な曲げ強
度を得ることができない。練混ぜ時間は、各材料が十分
均一になることが重要であるが、水溶性ポリマーのメカ
ノケミカル効果を減少するような長時間は望ましくな
い。
は、先ず上記した各材料に水を加え、練混ぜて成形材料
を得る。練混ぜに際しては、先ず水硬性セメントに、水
溶性ポリマー、フェノール樹脂の各粉末を添加混合し、
その後に水、エポキシ樹脂の各液体を加え、練混ぜるこ
とが好ましい。水硬性セメントに水を加えた練混ぜ物に
水溶性ポリマー、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂を加
え、混合すると、水硬性セメントは水を添加練混ぜる直
後から水和反応が始まるため、水溶性ポリマー、フェノ
ール樹脂及びエポキシ樹脂の偏在が生じ、十分な曲げ強
度を得ることができない。練混ぜ時間は、各材料が十分
均一になることが重要であるが、水溶性ポリマーのメカ
ノケミカル効果を減少するような長時間は望ましくな
い。
【００１１】次に上記で得られた成形材料を金型にチャ
ージし、高温高圧の同時成形で短時間に硬化体とする。
この際の成形圧力は、圧力変化によって有為差がないた
め、基本的には材料を金型全体に流動せしめられる程度
の圧力でよいが、本発明では、成形材料は高曲げ強度を
得るために、水の添加量を少なくしているので、成形に
は高圧力を必要とする。具体的には３乃至30MPa が適当
である。一方、温度条件は、成形材料を早く硬化させる
ために、高温とすることが必要であり、100 ℃以上、好
ましくは100 乃至200 ℃、更に好ましくは100 乃至180
℃とする。また、成形時間は、５分／mm以下、好ましく
は0.5 乃至５分間／mmとする。金型での高温高圧の同時
成形は、成形と加熱処理を一工程で行うことから、短時
間で硬化体を得る上で有効であり、且つ、三次元形状等
任意の形状が得られ易いという点においても有利であ
る。得られた硬化体は残存水分の90％以上を乾燥により
除去することにより、最高曲げ強度を発現する。この最
高曲げ強度発現は、常温で長時間放置することによって
も達成可能であるが、200 ℃で２時間の乾燥が望まし
い。本発明のセメント硬化体は、建築土木用の種々の用
途に使用可能である。例えば、壁パネル及び瓦等の各種
内装用及び外装用建築部材、それらの基材、土木用パネ
ル、並びにコンクリート打設用永久型枠等が挙げられ
る。
ージし、高温高圧の同時成形で短時間に硬化体とする。
この際の成形圧力は、圧力変化によって有為差がないた
め、基本的には材料を金型全体に流動せしめられる程度
の圧力でよいが、本発明では、成形材料は高曲げ強度を
得るために、水の添加量を少なくしているので、成形に
は高圧力を必要とする。具体的には３乃至30MPa が適当
である。一方、温度条件は、成形材料を早く硬化させる
ために、高温とすることが必要であり、100 ℃以上、好
ましくは100 乃至200 ℃、更に好ましくは100 乃至180
℃とする。また、成形時間は、５分／mm以下、好ましく
は0.5 乃至５分間／mmとする。金型での高温高圧の同時
成形は、成形と加熱処理を一工程で行うことから、短時
間で硬化体を得る上で有効であり、且つ、三次元形状等
任意の形状が得られ易いという点においても有利であ
る。得られた硬化体は残存水分の90％以上を乾燥により
除去することにより、最高曲げ強度を発現する。この最
高曲げ強度発現は、常温で長時間放置することによって
も達成可能であるが、200 ℃で２時間の乾燥が望まし
い。本発明のセメント硬化体は、建築土木用の種々の用
途に使用可能である。例えば、壁パネル及び瓦等の各種
内装用及び外装用建築部材、それらの基材、土木用パネ
ル、並びにコンクリート打設用永久型枠等が挙げられ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例及び比較例により説明し、本発明の方法により得られ
るセメント硬化体が、高曲げ強度を有し、且つ、耐水性
に優れていることを明らかにする。
例及び比較例により説明し、本発明の方法により得られ
るセメント硬化体が、高曲げ強度を有し、且つ、耐水性
に優れていることを明らかにする。
【００１３】
【実施例１】普通ポルトランドセメント100 重量部に対
してポリアクリルアミド粉末（重量平均分子量1300万）
６重量部、レゾール型フェノール樹脂粉末２重量部を添
加混合し、更に、水７重量部とビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂液体５重量部を加え、ニーダーで15分間練混ぜ
て成形材料を得た。上記得られた成形材料を金型にチャ
ージし、下記の成形条件で高温高圧の同時成形で、セメ
ント硬化体製品を得た。 成形圧力 ： 17MPa 成形温度 ： 140 ℃ 成形時間 ： ３分間／mm 得られた製品の曲げ試験を行った結果は下記の通りであ
った。曲げ試験はインストロン万能試験機を用いて、ク
ロスヘッド速度2mm/min で中央集中載荷法（スパン、80
mm）によって、水中浸漬前後のセメント硬化体について
行った。また、残留強度は次の式より算定した。 残留強度（％）＝（σｂ／σａ）×100 σａ：水中浸漬前のセメント硬化体の曲げ強度（MPa) σｂ：水中浸漬後のセメント硬化体の曲げ強度（MPa) 最高曲げ強度（成形品を200 ℃で２時間乾燥し、成形後
残存水分を除去した後の曲げ強度） ： 82.6MPa 48時間水中浸漬後の曲げ強度 ：82.6MPa 以上の結果から明らかなように、48時間水中に浸漬後の
残留強度は100 ％であった。
してポリアクリルアミド粉末（重量平均分子量1300万）
６重量部、レゾール型フェノール樹脂粉末２重量部を添
加混合し、更に、水７重量部とビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂液体５重量部を加え、ニーダーで15分間練混ぜ
て成形材料を得た。上記得られた成形材料を金型にチャ
ージし、下記の成形条件で高温高圧の同時成形で、セメ
ント硬化体製品を得た。 成形圧力 ： 17MPa 成形温度 ： 140 ℃ 成形時間 ： ３分間／mm 得られた製品の曲げ試験を行った結果は下記の通りであ
った。曲げ試験はインストロン万能試験機を用いて、ク
ロスヘッド速度2mm/min で中央集中載荷法（スパン、80
mm）によって、水中浸漬前後のセメント硬化体について
行った。また、残留強度は次の式より算定した。 残留強度（％）＝（σｂ／σａ）×100 σａ：水中浸漬前のセメント硬化体の曲げ強度（MPa) σｂ：水中浸漬後のセメント硬化体の曲げ強度（MPa) 最高曲げ強度（成形品を200 ℃で２時間乾燥し、成形後
残存水分を除去した後の曲げ強度） ： 82.6MPa 48時間水中浸漬後の曲げ強度 ：82.6MPa 以上の結果から明らかなように、48時間水中に浸漬後の
残留強度は100 ％であった。
【００１４】
【実施例２】エポキシ樹脂の添加量を６重量部とした以
外は、実施例１と同様の条件でセメント硬化体を製造し
た。得られた硬化体について、実施例１同様の項目につ
いて同様の試験を行った結果を表１に示す。
外は、実施例１と同様の条件でセメント硬化体を製造し
た。得られた硬化体について、実施例１同様の項目につ
いて同様の試験を行った結果を表１に示す。
【００１５】
【実施例３】フェノール樹脂の添加量を３重量部とした
以外は、実施例２と同様の条件でセメント硬化体を製造
した。得られた硬化体について、実施例１同様の項目に
ついて同様の試験を行った結果を表１に示す。
以外は、実施例２と同様の条件でセメント硬化体を製造
した。得られた硬化体について、実施例１同様の項目に
ついて同様の試験を行った結果を表１に示す。
【００１６】
【実施例４】ポリアクリルアミドの添加量を４重量部と
した以外は、実施例３と同様の条件でセメント硬化体を
製造した。得られた硬化体について、実施例１同様の項
目について同様の試験を行った結果を表１に示す。
した以外は、実施例３と同様の条件でセメント硬化体を
製造した。得られた硬化体について、実施例１同様の項
目について同様の試験を行った結果を表１に示す。
【００１７】
【実施例５】水の添加量を８重量部とした以外は、実施
例２と同様の条件でセメント硬化体を製造した。得られ
た硬化体について、実施例１同様の項目について同様の
試験を行った結果を表１に示す。
例２と同様の条件でセメント硬化体を製造した。得られ
た硬化体について、実施例１同様の項目について同様の
試験を行った結果を表１に示す。
【表１】
【００１８】
【比較例１】エポキシ樹脂の添加量を０重量部、フェノ
ール樹脂の添加量を０重量部とした以外は、実施例５と
同様の条件でセメント硬化体を製造した。得られた硬化
体について、実施例１同様の項目について同様の試験を
行った結果を表２に示す。
ール樹脂の添加量を０重量部とした以外は、実施例５と
同様の条件でセメント硬化体を製造した。得られた硬化
体について、実施例１同様の項目について同様の試験を
行った結果を表２に示す。
【００１９】
【比較例２】エポキシ樹脂の添加量を０重量部、フェノ
ール樹脂の添加量を０重量部、水の添加量を10重量部と
した以外は、実施例５と同様の条件でセメント硬化体を
製造した。得られた硬化体について、実施例１同様の項
目について同様の試験を行った結果を表２に示す。
ール樹脂の添加量を０重量部、水の添加量を10重量部と
した以外は、実施例５と同様の条件でセメント硬化体を
製造した。得られた硬化体について、実施例１同様の項
目について同様の試験を行った結果を表２に示す。
【００２０】
【比較例３】フェノール樹脂の添加量を０重量部とした
以外は、実施例５と同様の条件でセメント硬化体を製造
した。得られた硬化体について、実施例１同様の項目に
ついて同様の試験を行った結果を表２に示す。
以外は、実施例５と同様の条件でセメント硬化体を製造
した。得られた硬化体について、実施例１同様の項目に
ついて同様の試験を行った結果を表２に示す。
【００２１】
【比較例４】エポキシ樹脂の添加量を０重量部、フェノ
ー樹脂の添加量を３重量部とした以外は、実施例５と同
様の条件でセメント硬化体を製造した。得られた硬化体
について、実施例１同様の項目について同様の試験を行
った結果を表２に示す。
ー樹脂の添加量を３重量部とした以外は、実施例５と同
様の条件でセメント硬化体を製造した。得られた硬化体
について、実施例１同様の項目について同様の試験を行
った結果を表２に示す。
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿知波 政史 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東亞合成株式会社 名古屋総合研究所内 (72)発明者 福島 浩一 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東亞合成株式会社 名古屋総合研究所内 (72)発明者 東 宏文 埼玉県行田市持田４丁目７−14 (72)発明者 西田 斉 埼玉県熊谷市上之2033−Ｂ−307 (56)参考文献 特開 平８−208295（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 24/00 - 28/36
Claims (2)
- 【請求項１】水硬性セメント、水溶性ポリマー、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂及び水からなり、前記水溶性ポ
リマーがアクリルアミドの単独重合体、アクリルアミド
と他の水溶性単量体との共重合体又はアクリルアミドと
疎水性単量体との共重合体である組成物を練混ぜた成形
材料を硬化せしめて得た耐水性に優れた高強度セメント
硬化体。 - 【請求項２】アクリルアミドの単独重合体、アクリルア
ミドと他の水溶性単量体との共重合体又はアクリルアミ
ドと疎水性単量体との共重合体である水溶性ポリマー及
びフェノール樹脂の各粉末を水硬性セメントに添加混合
し、更に、水、エポキシ樹脂の各液体を加え練混ぜた成
形材料を、金型を用いて高温高圧の同時成形で短時間に
硬化体とすることを特徴とする耐水性に優れた高強度セ
メント硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199597A JP3192986B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 耐水性に優れた高強度セメント硬化体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199597A JP3192986B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 耐水性に優れた高強度セメント硬化体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226553A JPH10226553A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3192986B2 true JP3192986B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=12346502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199597A Expired - Fee Related JP3192986B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 耐水性に優れた高強度セメント硬化体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192986B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6244344B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-06-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for cementing pipe strings in well bores |
| JP4115756B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2008-07-09 | 電気化学工業株式会社 | 炭酸化硬化体用セメント組成物、炭酸化硬化体用セメントコンクリート組成物、及び炭酸化硬化体の製法 |
| CN103833299B (zh) * | 2014-01-22 | 2015-09-16 | 刘启东 | 高效水泥基渗透结晶防水涂料 |
| CN105218025A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-06 | 福州大学 | 一种高分子益胶泥 |
| JP6236491B2 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-11-22 | 大日化成株式会社 | 防水材用ポリマーセメント組成物、及び防水材の製造方法 |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP3199597A patent/JP3192986B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10226553A (ja) | 1998-08-25 |
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