JP3930895B1 - 高強度樹脂モルタル、高強度樹脂固結体およびそれを使用した構築物、高強度樹脂固結物二次製品 - Google Patents

Abstract

【課題】 高強度樹脂固結物の製造を課題とする。
【解決手段】 二液性樹脂の、容積比１に対して鉱物質粉体を０．５〜１．５の割合で混合することより成る粉体入り樹脂を用いて、製造する樹脂ペースト、樹脂モルタル、樹脂コンクリ−ト。また前記の混合物を原料とする樹脂固結物二次製品の製造。

Description

この発明は、従来の樹脂コンクリートの製造において、圧縮強度、引張強度がセメントコンクリートと同程度の値しか期待できなかったものを、改善した高強度樹脂モルタル、高強度樹脂固結体およびそれを使用した構築物、高強度樹脂固結物二次製品に関する。

従来エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の二液性樹脂を結合材として砕石、鉱滓等を骨材に樹脂コンクリートの製造が成されているが、組成物の強度不均一などにより、安定した組成物の製造が困難であり、セメントコンクリートと同程度の強度しか期待ができなかった。樹脂に繊維を混ぜるなどの方法で、強度の向上を計る方法もとられてきたが繊維入り樹脂の製造コストが高くなり、作業に練度の高い技術を必要とするため実用化が難しい。
特開平11-310719号 特開2005-139412号

樹脂コンクリートは、樹脂と骨材を混合して製造しているが、混合した物が固まる迄の間に樹脂分が分離して沈降する現象（液ダレ）が発生する為に、製品の部位により強度に著しい差が出て製品の品質が不均一となり、安定した組成物の製造が難しい。

圧縮強度がセメントコンクリートと同等程度しか期待できない等の問題があり、耐酸性構造物等、特殊分野での使用に限定される。

液ダレを防止し、製品部位による強度差を少なくし全体の圧縮強度を増す目的で、樹脂に特殊繊維を練り込んだ製品が開発されているが、セメントコンクリートと同等以上の強度を得るためには、繊維を重量比で樹脂と同量以上混入する必要がある。

繊維を練り込んだ樹脂を製造するための工程が必要となり、樹脂の価格が３０％以上高くなる。さらに大量の繊維を練り込んだ樹脂を製造する際には、練混ぜるための特殊なミキサーを必要とし、繊維の投入方法も熟練しなければ繊維が均等に混じらず、ダマを生じるため、製造に練度の高い技術と、数十分の練り混ぜ時間を要し、実用的ではない。

本発明の目的は、これらの問題を改善し製造が容易で、圧縮強度及び引張強度をセメントコンクリート製品の１．５倍程度以上に確保することが可能な高強度樹脂モルタル、高強度樹脂固結体およびそれを使用した構築物、高強度樹脂固結物二次製品を提供するものである。

本発明は前記目的を達成するため、高強度樹脂モルタルとしては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂から選択される二液性樹脂に、容積比で、樹脂１に対して、粘土鉱物、石粉、或いは人工のポルトランドセメント、フライアッシュ、石膏から選択される、樹脂の吸収量が少ない粒径０．１５mm以下の鉱物質粉体を０．５〜１．５の割合で混合し、さらに、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、鉄鋼スラグから選択される細骨材及び硬化剤を加えて混合したことを要旨とするものである。

高強度樹脂固結物としては、請求項１を原料として、粗骨材を加えて混合し、製造することを要旨とするものである。

構築物としては、請求項１の高強度樹脂モルタルまたは請求項２の高強度樹脂固結物を原料として製造することを要旨とするものである。

高強度樹脂固結物二次製品としては、請求項１の高強度樹脂モルタルまたは請求項２の高強度樹脂固結物を原料として製造することを要旨とするものである。

本発明で使用される二液性樹脂は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等であり、硬化剤としてはアミン系硬化剤を挙げることができる。

本発明は、二液性樹脂と骨材を混合して樹脂固結物を製造する場合、骨材と同時に鉱物質粉体を攪拌混合する。

本発明は、樹脂の流動性を押さえ、樹脂固結物の高強度を得るために、鉱物質粉体に樹脂を絡めるように混合することを特徴とするものである。

樹脂量と同程度量の鉱物質粉体を混合することにより、樹脂の流動化を阻止することが出来、均等な組成をもち、かつ固結物の強度が大幅に上昇することが試験練りの結果証明されている。

鉱物質粉体とは、鉱物質からなる粒径０．１５mm以下の物質を云う。
カオリナイト等の粘土鉱物、石粉、或いは人工のポルトランドセメント、フライアッシュ、石膏等で樹脂の吸収量が少ない物質がよい。供給量や価格を考慮して適宜採用する。

セメント等の鉱物質粉体で吸水反応を起す物質は、同時混合する骨材に含まれる水分を吸収するため、固結物の強度を向上させることが確認される。

鉱物質粉体の混入量は、容積比で樹脂１に対して鉱物質粉体０．５〜１．５の割合とするが、粉体の種類により割合は異なる。樹脂の吸収量と粉体の粒径により実験的に決定する。

樹脂１に対し３程度の割合で細骨材を混合し、樹脂モルタルを製造する。

樹脂モルタルは、混合ミキサーに、細骨材と鉱物質粉体を投入、攪拌混合し、均一となったら樹脂及び硬化剤を入れてさらに混合し製造する。
樹脂モルタルの製造に用いる細骨材は、強度及び硬度の大きな材料であるフェロニッケルスラグ、銅スラグ、鉄鋼スラグ等を使用する事により安定した高強度の製品が得られる。

更に前項の樹脂モルタルに砕石（５〜７号）を１：１程度の割合で加えてミキサーで混合することにより、高強度の樹脂コンクリートを得る。

本発明の、鉱物質粉体、細骨材、粗骨材、樹脂及び硬化剤を混合するためは、混合ミキサーを使用する。

本発明においては、二液性樹脂を結合剤として使用し細骨材、骨材と樹脂固結物を製造する時、特に鉱物質粉体を添加することにより結合強固の役割を果たし高強度の樹脂固結物が得られる。

本発明においては、安価で大量に供給される材料を主原料とするために、製造コストが低減される。

鉱物質粉体を予め、生樹脂に混合しておく必要がないため、工程が簡略化され施工性が向上する。

鉱物質粉体を骨材と同時混合するため、特殊ミキサーを必要とせず、又高度な技術を必要としない。

高強度固結物が得られるため、資源の使用量が少なくなり、環境負荷が低減される。

固結物は特に曲げ強度が大きく、引張力が作用する構造体においても鉄筋等による補強を必要としない特徴を有し、セメントコンクリートにおいて発生する鉄筋の腐蝕に起因する問題を解決する。

固結物は塩類や、酸類に対しての抵抗が大きく、化学薬品工場、下水道構造物、海岸構造物等セメントコンクリートを中性化、或いは劣化させる条件下での使用に供する。

容積比で樹脂１に対し、鉱物質粉体を０．５〜１．５、細骨材を２．０〜３．５の割合になる量の材料をミキサーで混ぜる。これらが均等に攪拌された中に、樹脂及び硬化剤の順で添加、攪拌混合することにより樹脂モルタルを得る。

樹脂モルタルに対し粗骨材０．８〜１．２の割合で攪拌混合することにより、樹脂コンクリートを得る。

既設路盤上に平均厚さ８cmの舗装を施工した。装軌車輌（９０式戦車 ５０トン）を繰り返し走行させる道路の交差点部分であり、戦車の旋回時の負荷が大きい箇所であるが、施工後１ケ年６ケ月以上経過したが表面の摩耗は確認されない。

摩耗損壊している既設コンクリート舗装上に、平均厚さ４cmでオーバーレイ施工し、装軌車両（７４式戦車 ３８トン）を繰り返し走行させ、未施工のコンクリート舗装部分との性能比較試験をしているが施工後６ケ月で表面の摩耗は確認されていない。

特殊交通、重量交通或いは大容量交通にさらされる、耐久性、耐摩耗性などを要求される道路の表層材料。

引張り力が作用する部分での鉄筋等による補強を施さない構造材料。

本発明により、従来コンクリート構造において、引張力が作用する部材に必要不可欠であった、鉄筋等の補強材の必要がなくなった。また高強度コンクリートの性能を生かし道路の舗装が、装軌車等の走行により損傷や、摩耗した場合に、従来は舗装全体を撤去、新規構築するか、短期に摩耗することを承知しながら、アスファルト等でオーバーレイ施工を行っていたが損傷、摩耗部分に本発明による材料で３〜４cmのオーバーレイを行うことにより、強靭な舗装としての機能回復が短時間で可能になった。

装軌車、重量大型車両による損傷、摩耗した道路を再構築する場合に掘削、撤去の工程が省かれ施工によるコンクリート塊などの産業廃棄物が排出がされない。

Claims (4)

1. エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂から選択される二液性樹脂に、容積比で、樹脂１に対して、粘土鉱物、石粉、或いは人工のポルトランドセメント、フライアッシュ、石膏から選択される、樹脂の吸収量が少ない粒径０．１５mm以下の鉱物質粉体を０．５〜１．５の割合で混合し、さらに、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、鉄鋼スラグから選択される細骨材及び硬化剤を加えて混合したことを特徴とする高強度樹脂モルタル。
2. 請求項１を原料として、粗骨材を加えて混合し、製造する高強度樹脂固結物。
3. 請求項１の高強度樹脂モルタルまたは請求項２の高強度樹脂固結物を原料として製造する構築物。
4. 請求項１の高強度樹脂モルタルまたは請求項２の高強度樹脂固結物を原料として製造する、高強度樹脂固結物二次製品。