JPH0211544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はポリグリセロールモノオレエートと、
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
キシ樹脂等の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〕 上記のよう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
等はポリグリセロールモノオレエートとビニル単
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
善とを一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、ポリグリセロールモノオレエートをビ
ニル単重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ものである。 該Ｗ／Ｏ型エマルジヨンを製造するのに用いら
れるポリグリセロールモノオレエートとしてはジ
グリセロールモノオレエートが望ましい。該ポリ
グリセロールモノオレエート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、本願発明の方法で得られる
セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジヨンが粘稠である
ので、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）95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）５重量部に、ジグリセロー
ルモノオレエート（HLB；5.7）25重量部を溶解
させて、ビニルモノマー溶液とし、これに1125重
量部のポルトランドセメントと、2250重量部の水
を混合して得られるセメントスラリー3375重量部
を混合して撹拌すると、粘粤な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1.25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0.57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
行えた。実施例 ２ St、95重量部、TMPT、５重量部に、ジグリ
セロールモノオレエート33重量部を溶解させてビ
ニルモノマー溶液とし、これに1197重量部のポル
トランドセメントと、2394重量部の水を混合して
得られるセメントスラリー3591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。これに長さが６mm、太さが18μｍのポリアク
リロニトリル繊維37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1.33重量部加えて混合撹拌した後、型
枠に仕込み、60℃で５時間重合させた後脱型し、
90℃、100％RHの恒温恒湿室で48時間養生して
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0.63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 ３ St、95重量部、TMPT、５重量部に、ジグリ
セロールモノオレエート33重量部を溶解させてビ
ニルモノマー溶液とし、これに1463重量部のポル
トランドセメントと2926重量部の水とを混合して
得られるセメントスラリー4389重量部を混合撹拌
すると、粘調なＷ／Ｏ型エマルジヨンが形成され
た。これに長さが12mm、太さが18μｍのポリアク
リロニトリル繊維45重量部を良く混合分散させ、
重合開始剤として、ｔ−ブチルパーオキシベンゾ
エートを、1.33重量部加えて混合撹拌した後、型
枠に仕込み室温で、３週間、重合、硬化させた後
脱型し、乾燥すると、比重が0.63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 St、80重量部、アクリロニトリル15重量部、
TMPT、５重量部に、ジグリセロールモノオレ
エート33重量部を溶解させてビニルモノマー溶液
とし、これに1197重量部のポルトランドセメント
と、2394重量部の水を混合して得られるセメント
スラリー3591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。これに軽
量骨材としてパーライト133重量部を混合分散さ
せた後、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートを
1.33重量部加えてよく混合撹拌した後、型枠に仕
込み、60℃24時間、90℃24時間、重合した後脱型
し、乾燥したところ、比重が0.45の軽量プラスチ
ツクコンクリートが得られた。このプラスチツク
コンクリートはのこ引き、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、乾燥して比重が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】 リート（日本イトン工業株式会社発行のカ
タログ値)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリグリセロールモノエートと、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
   トの製造法。