JPH0130778B2

JPH0130778B2 -

Info

Publication number: JPH0130778B2
Application number: JP14526784A
Authority: JP
Inventors: Taku Saeki; Hideaki Matsuda
Original assignee: Okura Industrial Co Ltd
Current assignee: Okura Industrial Co Ltd
Priority date: 1984-07-14
Filing date: 1984-07-14
Publication date: 1989-06-21
Also published as: JPS6126542A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はHLB価が３〜５の非イオン性界面活
性剤と、ビニル単量体と、セメントスラリーとを
混合撹拌して、Ｗ／Ｏ型エマルジヨンとなし、該
Ｗ／Ｏ型エマルジヨンのビニル単量体を重合させ
るとともに、セメントを硬化させて得られるプラ
スチツクコンクリートの製造方法に関するもので
ある。〔従来技術〕従来、プラスチツクコンクリートとしては、骨
材、水等を混練して得られるセメントモルタル
に、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム等の
ゴムラテツクスあるいは、ポリ酢酸ビニル、エポ
キ樹脂等のＯ／Ｗ型エマルジヨンあるいはPVA、
CMC等の水溶性ポリマーを混入する方法は良く
知られており、この様な方法で得られるプラスチ
ツクコンクリートは防水性に優れ、曲げ強度、引
張り強度、耐衝撃性、耐摩耗性が改善されると言
われている。その他骨材を不飽和ポリエステル樹
脂や、エポキシ樹脂等でかためたレジンコンクリ
ートも知られている。しかし、これ等は一般に比
重が高く、重い事が欠点であつた。一方、セメン
トコンクリートを軽量化する方法としては、セメ
ントスラリーに軽量骨材を混入する方法と、発泡
剤を用いて気泡をセメントスラリーに導入する方
法が知られている。発泡剤を用いる方法には、界
面活性剤を使用して、セメントスラリーを泡立た
せた状態で硬化させる方法と、アルミ粉末をセメ
ントスラリーに混入して、アルミニウムと、セメ
ント成分との化学反応によつて発生する水素ガス
で発泡させる方法が知られている。一般に、発泡
剤を用いる方法は、発泡状態のコントロールが困
難で不均一な発泡状態となる事が大きな欠点であ
つた。特に大型物を製造する場合上方部は、下方
部よりも粗な発泡になり密度差が生じやすかつ
た。又、一般に発泡粒子の径が大きく、外観的に
も劣つていた。一方、軽量骨材を用いる方法によ
れば、比重が1.0以下の軽量コンクリートを得る
事は困難であつた。軽量コンクリートの物理的性能を飛躍的に高め
る方法として、ポリマー含浸コンクリートが提案
されている。この方法はビニル単量体を軽量コン
クリート基材中に含浸させて重合させるのであ
る。この様な方法で得られたポリマー含浸コンク
リートの物理的強度は、基材コンクリートの強度
よりも著しく、高くなる。そればかりでなく、弾
性特性、耐薬品性、耐凍結融解性等も改善される
が、この様な方法で得られるポリマー含浸コンク
リートは、その生産性において多くの問題点を有
している。即ち、第一に、ポリマー含浸コンクリ
ートの強度を有効に発現させる為には、あらかじ
め含浸基材の含水率を0.5％以下に乾燥しておく
事が必要とされる事。第二に放射線の取扱いが必
要とされる事、又加熱重合法によればビニル単量
体のロスが大きくなる為に不経済である事、第三
に作業工程が複雑である事等が挙げられ、これ等
の要因は、ポリマー含浸コンクリートの製品コス
トを引き上げ、その実用化を阻んでいる。〔問題点を解決する為の手段〕上記の様な諸問題点を解決し、軽量で、高強度
のプラスチツクコンクリートを効率良く製造する
事を目的として、検討を行なつた結果、発明者等
はHLB価が、３〜５の非イオン性界面活性剤と
ビニル単量体と、セメントスラリーを混合撹拌し
て、Ｗ／Ｏ型エマルジヨンとなし、該Ｗ／Ｏ型エ
マルジヨンのビニル単量体を重合させるととも
に、セメントを硬化させて乾燥させる事によつて
軽量で、高強度のプラスチツクコンクリートを効
率良く製造する事に成功したのである。本発明の
特徴はプラスチツクコンクリートの製造におい
て、Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを利用するという従来
にないまつたく新規な方法を見い出し、セメント
コンクリートの軽量化及び、ビニル重合体の導入
による物性改善とを１挙に成し遂げた点にある。本発明において、Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを製造
するには、HLB価が３〜５の非イオン性界面活
性剤をビニル単量体に溶解したものに、セメント
スラリーを加えて撹拌する事によるのである。該Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを製造するのに用いら
れるHLB価が３〜５の非イオン性界面活性剤と
しては、例えばソルビタンセスキオレエート、グ
リセロールモノステアレート、ソルビタンモノオ
レエート、ジエチレングリコールモノオレエー
ト、ジエチレングリコールモノステアレート、ソ
ルビタンモノステアレート等が挙げられるが、単
独で用いる場合はソルビタンモノオレエートが望
ましい。又望ましいHLB価になる様にこれ等を
二種以上混合して用いても良い。HLB価が３よ
り低い値の非イオン性界面活性剤を用いると、
Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを製造するのが困難であ
り、HLB価が５を越えると、良好な成形物を得
る事ができない。該界面活性剤の使用量について
は特に制限はないが、ビニルモノマー100重量部
に対しして５〜100重量部が適当である。該Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを製造するのに用いら
れるビニル単量体としては常温で液体の非水溶性
のものが望ましい。例えば、スチレン、αメチル
スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル、アクリロニトリル、ジビニルベンゼン、
アルキレングリコールのアクリル酸又はジメタク
リル酸エステル、多価アルコールのアクリル酸又
はメタクリル酸エステル等が挙げられる。これ等
は単独で使用しても良いし、二種以上混合して使
用しても良い。得られるビニル重合物の耐熱性
や、物性を向上させる目的で、例えばエチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート等のジビニル化合物や、
トリビニル化合物を併用するのが一般に好まし
い。セメントスラリーを製造する為に用いられるセ
メントとしては、特に制限はないが、ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、フライアツシユセメ
ント、シリカセメント、マグネシアセメント、ア
ルミナセメント等が挙げられる。セメントスラリ
ーは、セメントと水とを良く混和して製造され
る。セメントと水との重量比は、特に制限はない
が、100：40〜100：500程度が望ましい。この様にして得られたＷ／Ｏ型エマルジヨンを
重合させて硬化するのであるが、ビニル単量体を
重合硬化させるには通常、重合触媒を用いる。重
合触媒としてはラジカル形成剤、又はレドツクス
触媒であれば良い。重合温度は、室温〜100℃で
あれば特に制限はない。100℃以上で重合させる
場合は水の沸騰を防止する為に、高圧下で重合す
る事が望ましい。本発明においては、前記の如くしてビニル単量
体を重合させるとともにさらにセメントを硬化さ
せるのであるが、セメントの硬化方法については
通常のセメントの硬化方法と同様である。セメン
トを効率良く硬化させるには、飽和水蒸気中で、
加温すれば良い。又必要に応じて、超早強セメン
トや急結剤を用いても良い。以上の様な方法で、ビニル単量体を重合させか
つ、セメントを硬化させた後、乾燥して水分を揮
散させて、軽量プラスチツクコンクリートを得る
のであるが、用途によつては、乾燥せずに含水硬
化物としても使用する事ができる。〔作用効果〕本発明の方法で得られる軽量プラスチツクコン
クリートのもつとも大きな特徴は、発泡構造が微
細でかつ均一な事である。その為、外観は通常の
セメントコンクリートと同等で、なめらかな表面
状態を有している。又大きな成形物を製造して
も、上方と下方との間に密度差が生じる事はな
い。これは発泡セル中に水が満されている為であ
る。本発明の第二の特徴は、セメントに添加する
水の量によつて、比重を任意に設定する事ができ
る点である。すなわち、セメントスラリーを製造
する際に、セメントに対して混入する水の量を多
くするに従い、得られるプラスチツクコンクリー
トの比重は低くなり、水の量を減らすに従い比重
は高くなる。本発明の第三の特徴は、形成された
Ｗ／Ｏ型エマルジヨンに有機や無機の繊維、充填
剤、軽量骨材等を容易に混入する事ができる点に
ある。特に有機繊維を混入する事によつて、高強
度の軽量プラスチツクコンクリートの製造が可能
である。本発明の第四の特徴は、型枠を用いて注
型したり、あるいは、押出機等を用いて押出成型
する事によつて様々な形状の成形物や板状物を得
る事ができる点にある。本発明の第五の特徴は、
得られた軽量プラスチツクコンクリートが、切
断、切削釘打等、加工性に優れている点にある。以上の如く、本発明によつて得られるプラスチ
ツクコンクリートは様々な特性を有しており、工
業的に見ても、極めて有用な素材である。以下実
施例にて本発明を具体的に説明する。実施例１スチレン（以下Stと略記する）90重量部、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート（以下
TMPTと略記する）10重量部に、ソルビタモノ
オレエート50重量部を溶解させてビニルモノマー
溶液とし、これに1500重量部のポルトランドセメ
ントと、2100重量部の水を混合して得られたセメ
ントスラリー3600重量部を混合して撹拌すると、
粘稠なＷ／Ｏ型エマルジヨンが形成された。これ
に重合開始剤として、ｔ−ブチルパーオキシベン
ゾエートを4.5重量部加えてよく混合撹拌した後、
型枠に仕込み、60℃で20時間重合させた後脱型
し、60℃、100％RHの恒温恒湿室で７日間養生
してセメントを硬化させた。得られた含水硬化物
を乾燥すると、比重が0.8の軽量プラスチツクコ
ンクリートが得られた。この軽量プラスチツクコ
ンクリートの外観は、均一で、セメントコンクリ
ート硬化物とほとんどかわりがなかつた。又、の
こ引き、切削加工が容易に行なえた。実施例２ St、90重量部、TMPT10重量部に、ソルビタ
ンモノオレエート25重量部を溶解させてビニルモ
ノマー溶液とし、これに1250重量部のポルトラン
ドセメントと2500重量部の水とを混合し得られた
セメントスラリー3750重量部を混合撹拌すると、
粘稠なＷ／Ｏ型エマルジヨンが形成された。これ
に重合開始剤として、ｔ−ブチルパーオキシベン
ゾエートを3.4重量部加えてよく混合撹拌した後、
型枠に仕込み、60℃で20時間重合させた後脱型
し、60℃、100％RHの恒温恒湿室で７日間養生
して、セメントを硬化させた。得られた含水硬化
物を乾燥すると、比重が0.56の軽量プラスチツク
コンクリートが得られた。この軽量プラスチツク
コンクリートの外観は均一で、通常のセメントコ
ンクリート硬化物をほとんどかわりなかつた。
又、のこ引き、切削加工が容易に行なえた。実施例３ St90重量部、TMPT10重量部に、ソルビタン
モノオレエート50重量部を溶解させてビニルモノ
マー溶液とし、これに1500重量部のポルトランド
セメントと、3000重量部の水を混合して得られた
セメントスラリー4500重量部を混合して撹拌する
と、粘稠なＷ／Ｏ型エマルジヨンが形成された。
これに長さ６mm、太さが18μｍのポリアクリロニ
トリル繊維47重量部を良く混合分散させ、重合開
始剤として、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレー
トを６重量部加えて混合撹拌した後、型枠に仕込
み、60℃で20時間重合させた後脱型し、60℃、
100％RHの恒温恒湿室で７日間養生してセメン
トを硬化させた。得られた含水硬化物を乾燥する
と、比重が0.59の軽量プラスチツクコンクリート
が得られた。この軽量プラスチツクコンクリート
の外観は均一で、のこ引き、切削加工、釘打が容
易に行なえた。実施例４ St60重量部とメチルメタクリレート30重量部、
TMPT10重量部にソルビタンモノオレエート50
重量部を溶解させ、ビニルモノマー溶液とし、こ
れに600重量部のポルトランドセメントと、1200
重量部の水とを混合して得られるセメントスラリ
ーを混合撹拌すると、粘稠なＷ／Ｏ型エマルジヨ
ンが形成された。これに重合開始剤としてｔ−ブ
チルパオキシベンゾエートを4.5重量部を添加し、
よく混合撹拌した後、型枠に仕込み60℃で20時間
重合させた後、脱型し60℃100％RHの恒温恒湿
室で７日間養生硬化させて、乾燥したところ比重
が0.56の軽量プラスチツクコンクリートが得られ
た。この軽量プラスチツクコンクリートの外観は
均一で、のこ引き切削加工が容易に行なえた。比較例１ポルトランドセメント100重量部、水273重量部
を混合して得られたセメントスラリーに、軽量骨
材としてパーライト粒を109重量部混合して60℃、
100％RHの恒温恒湿室で７日間養生硬化させた
後、乾操して比重が0.55の軽量コンクリートを得
た。比較例２ポルトランドセメント100重量部、水40重量部
に、スチレンビーズ24重量部を混合して60℃100
％ RHの恒温恒湿室で７日間養生硬化させた
後、乾燥して、比重が0.50の軽量コンクリートを
得た。表１に、実施例、比較例で得られた軽量コンク
リートの物性を示した。【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１ HLB価が３〜５の非イオン性界面活性剤と、
ビニル単量体と、セメントスラリーとを混合撹拌
して、Ｗ／Ｏ型エマルジヨンとなし、該Ｗ／Ｏ型
エマルジヨンのビニル単量体を重合させるととも
に、セメントを硬化させて得られるプラスチツク
コンクリートの製造方法。