JPH03285853A - 水中硬化用（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物および水中硬化用（メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、水中硬化性（メタ）アクリル系レジンモルタ
ル組成物および水中硬化性（メタ）アクリル系レジンコ
ンクリート組成物に関し、さらに詳しくは、海洋、河川
や湖等における水中コンクリート構造物、水利構造物の
建設や部分補修用に用いることができるような水中硬化
性（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物および水中
硬化性（メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物に
関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 海洋、河川や湖等の水中構造物、水利構造物の建設や部
分補修用のモルタルおよびコンクリートとしては、従来
から急結性セメントモルタルが用いられたり、最近では
水中不分離性混和剤を添加したセメントコンクリートが
広く用いられはじめている。これらの材料は、水中で硬
化可能であるほか経済性にも優れているが、既設のコン
クリートや鉄製構造物下地との付着性が必ずしも充分で
ないこと、硬化時間が長いことが問題となる場合がある
。

一方、水中で硬化可能なパテや接着剤、塗料としては、
芳香族構造物を有する脂肪族ジアミン（たとえばキシリ
レンジアミン）とダイマー酸との縮合により合成された
ポリアミド樹脂を硬化剤に用いたエポキシ樹脂が一般的
に使用されている。

また、特公昭６２−５１９６９号公報には、（１）不飽
和イソシアナート、（２）（メタ）アクリル酸エステル
類、（３）セメント、および（４）有機過酸化物からな
る水中で硬化可能な組成物が開示されており、さらに特
公昭６２−５１９７０号公報には、（１）不飽和イソシ
アナート、（２）アクリル酸エステル類および／または
メタクリル酸エステル類、（３）側鎖にアクリロイル基
またはメタクリロイル基を有するポリマー　（４）セメ
ント、および（５）有機過酸化物からなる水中で硬化可
能な組成物が開示されている。

しかしながら、上記のようなエポキシ系の樹脂は、粘性
が高く作業性が悪いこと、硬化時間が長いこと、経済性
等に問題点がある。

また、上記のような不飽和イソシアナートを含有する組
成物は、金属下地への接着性等に優れるものの、レジン
モルタル用樹脂やレジンコンクリート用樹脂としては必
ずしも適当ではない。

ところで、不飽和ポリエステル系のレジンモルタルは、
水中での表面硬化不良が生ずること、シランカップリン
グ処理を施した骨材を用いることにより、水中硬化性、
レジンモルタル調製時のレジンモルタルを用いて得られ
る硬化体の自己層間接着性およびレジンモルタル調製後
、数時間経過したレジンモルタルを用いて得られる硬化
体の自己層間接着性、すなわちレジンモルタルの可使時
間が向上することが知られている（　ＩｃＰＩｃ、　１
９８１Ｖｏｌ、　Ｉ、　ｐ、　４６２〜４７６　）　、
しかしながら、上記のような不飽和ポリエステル系レジ
ンモルタルは、時間が経過したその硬化体に、この不飽
和ポリエステル系レジンモルタルで打継いだ場合の両便
化体の層間接着性が低下すること、および低温での硬化
特性等に問題点がある。

また、メチルメタクリレート系レジンコンクリート組成
物は、広い温度範囲での優れた作業性と速硬化性を持ち
、耐候性、耐磨耗性、耐薬品性、接着性などの耐久性に
も優れていることが知られている。したがって、上記の
ような優れた特性を有するメチルメタクリレート系レジ
ンコンクリート組成物は、従来より、コンクリート構造
物の補修、橋梁やトンネル内道路のオーバーレイ、橋梁
のジヨイントやシュー座の補修および空港の滑走路目地
部の補修等に用いられている。しかしながら、メチルメ
タクリレート組成物は、下地コンクリートが湿潤してい
る場合には、一般にプライマーの接着性が悪いため、下
地表面を乾燥することが不可欠であるという問題点があ
った。

本発明者らは、鋭意研究し、（メタ）アクリル酸エステ
ル類化合物群から選択される１種または２種以上のモノ
マー成分と、このモノマー成分に溶解もしくは膨潤可能
な重合体と、骨材とを配合してレジンモルタル組成物を
調製したところ、水中で硬化可能、かっ速硬化性である
とともに、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタル
との接着性、および時間が経過した硬化体に打継いだ場
合の両便化体の層間接着性が良好で実用に供することが
できる（メタ）アクリル系レジンモルタル組成物が得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術を解決しようとするも
のであって、水中で硬化可能、かっ速硬化性であるとと
もに、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタルもし
くは下地コンクリートとの接着性、および時間が経過し
た硬化体に打継いだ場合の両便化体の層間接着性が良好
で実用に供することができる、新規な水中硬化性（メタ
）アクリル系レジンモルタル組成物および水中硬化性（
メタ）アクリル系レジンコンクリート組成物を提供する
ことを目的としている。

発明の概要 本発明に係る水中硬化性（メタ）アクリル系レジンモル
タル組成物は、 （メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択される
１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、 該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
（Ｂ）と、 骨材（Ｃ） とを含有し、かつ、水中で硬化可能であることを特徴と
している。

また、本発明に係る水中硬化性（メタ）アクリル系レジ
ンコンクリート組成物は、 （メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択される
１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、 該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
（Ｂ）と、 骨材（Ｃ） とを含有し、かつ、水中で硬化可能であることを特徴と
している。

発明の詳細な説明 以下、本発明に係る水中硬化性（メタ）アクリル系レジ
ンモルタル組成物および水中硬化性（メタ）アクリル系
レジンコンクリート組成物について具体的に説明する。

これらの組成物は、骨材の粒径の大小により区別される
ので、本明細書において、両者を一括して「本発明に係
る組成物」と称する場合がある。

本発明で用いられる（メタ）アクリル酸エステル類化合
物群から選択される１種または２種以上のモノマー成分
（Ａ）は、結合材（Ｂｉｎｄｅ＋）の主成分であり、具
体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタ
クリル酸メチル（ＭＭＡ）、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキル、ア
クリル酸、メタクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエ
チル、メタクリル−２−ヒドロキシエチル、エチレング
リコールージ（メタ）アクリレート、プロピレングリコ
ールージ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコー
ルージ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコー
ルージ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールージ
（メタ）アクリレート、ヘキシレングリコールージ（メ
タ）アクリレート、２．２−ビス［４−（メタ）アクリ
ロイルオキシフェニルコプロパン、２．２−ビス［４−
（メタ）アクリロイルオキシシクロへキシルコプロパン
、２，２−ビス［３−（メタ）アクリロイルオキシ−２
−ヒドロキシプロポキシフェニル］プロパン、トリメチ
ロールプロパントリ　（メタ）アクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げら
れる。

本発明においては、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）　、
メタクリル酸ブチルが好ましく、特にメタクリル酸メチ
ル（ＭＭＡ）が好ましく用いられる。

本発明で用いられる重合体（Ｂ）は、上記のようなモノ
マー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体であり
、具体的には、上記のモノマー特に（メタ）アクリル酸
エステルの単独重合体または共重合体、不飽和ポリエス
テル樹脂などの特殊熱硬化性樹脂が用いられる。本発明
においては、これらの重合体（Ｂ）は、結合材を調製す
る際に、収縮低減剤、増粘剤または反応性を有する重合
体として用いられ、単独または組合わせて用いられる。

本発明においては、モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは
膨潤可能な重合体（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エステ
ル類化合物群から選択される１種または２種以上のモノ
マー成分（Ａ）１００重量部に対し、通常１〜１００重
量部、好ましくは２〜５０重量部、さらに好ましくは５
〜３０重量部の量で用いられる。

本発明においては、結合材は、通常上記のモノマー成分
（Ａ）に、重合体（Ｂ）、架橋剤、重合開始剤、さらに
必要に応じて硬化促進剤等を添加して調製される。

上記架橋剤としては、具体的には、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）、エチレング
リコールージ（メタ）アクリレート、プロピレングリコ
ールージ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコー
ルージ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコー
ルージ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールージ
（メタ）アクリレート、ヘキシレングリコールージ（メ
タ）アクリレ−）、２．２−ビス［４−（メタ）アクリ
ロイルオキシフェニルコプロバン、２．２−ビス［４−
（メタ）アクリロイルオキシシクロへキシル］プロノ々
ン、２２−ビス［３−（メタ）アクリロイルオキシ−２
−ヒドロキシプロポキシフェニル］プロノ（ン、トリメ
チロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げら
れる。本発明においては、トリメチロールプロパントリ
メタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）　、ブチレングリコー
ル−ジメタクリレート、ジエチレングリコール−ジメタ
クリレート、エチレングリコール−ジメタクリレートが
好ましく用いられる。

本発明においては、架橋剤は、上記のモノマー成分（Ａ
）および重合体（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、通
常０〜３０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部、さ
らに好ましくは１〜８重量部の量で用いられる。

上記重合開始剤としては、ジアシルペルオキシド、アル
キルペルオキシド、アラルキルペルオキシド、過酸、過
酸エステルなどの過酸化物、アゾ系化合物などを使用す
ることができるが、これらのうちではジアシルペルオキ
シドを使用するのが好ましい。ジアシルペルオキシドと
しては、具体的には、ジベンゾイルペルオキシド（Ｂ　
Ｐ　Ｏ）、ジアセチルペルオキシド、シカプリルペルオ
キシド、ジラウロイルペルオキシド、ジステアロイルペ
ルオキシドなどが挙げられる。

本発明においては、重合開始剤は、上記のモノマー成分
（Ａ）および重合体（Ｂ）の合計量１００重量部に対し
、通常０．１〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部
、さらに好ましくは２〜８重量部の量で用いられる。

上記硬化促進剤としては、第一アミン、第三アミンのい
ずれでも使用することができるが、第三アミンが好適に
使用される。

本発明において、結合材を調製する際に、シランカップ
リング剤、たとえばγ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシランを添加することもできる。この他のカップ
リング剤として、アルミネート系やジルコニウム系のも
のを添加することもできる。

上記のようなモノマー成分（Ａ）および重合体（Ｂ）を
主成分とする結合材は、通常、本発明に係る組成物１０
０重量部に対し、３〜５０重量部、好ましくは５〜３０
重量部、さらに好ましくは６〜２０重量部の量で用いら
れる。

本発明で用いられる骨材（Ｃ）としては、一般のモルタ
ルやコンクリートに用いられるのと同様に珪砂、砂利、
砕石などの粗骨材や細骨材が挙げられる。また、これら
の骨材はエメリーやガーネット等の天然骨材でもよく、
アルミナ、シリコンカーバイト等の人造骨材でも良い。

さらに、レジンモルタルとしての装飾性を付与するため
周知の顔料や染料で被覆着色されていてもよく、さらに
被覆着色時にシランカップリング剤を存在させて被覆着
色されたような骨材であっても一向に差支えない。

上記のような骨材（Ｃ）は、単独または紹合わせて用い
られる。本発明においては、骨材（Ｃ）は、組成物１０
０重量部に対し、通常５０〜９７重量部、好ましくは６
０〜９５重量部、さらに好ましくは６５〜９４重量部の
量で用いられる。

また本発明に係る組成物には、通常、充填材（Ｆｉｌｔ
ｅｒ）が配合されている。

上記充填材としては、具体的には、炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム、酸化ア
ルミニウムあるいはガラスピーズなどが挙げられる。

本発明においては、充填材は、本発明に係る組成物１０
０重量部に対し、通常１〜５０重量部、好ましくは３〜
３０重量部、さらに好ましくは５〜２０重量部の量で用
いられる。

本発明に係る組成物は、上記のような成分を、たとえば
グラウトミキサ、モルタルミキサ、コンクリートミキサ
等、セメント組成物の混合に一般的に使用されているミ
キサを用いて混合することにより調製される。

発明の効果 本発明に係る水中硬化性（メタ）アクリル系レジンモル
タル組成物および水中硬化性（メタ）アクリル系レジン
コンクリート組成物は、水中で硬化可能、かつ速硬化性
であるとともに、その硬化体の自己層間接着性、下地モ
ルタルもしくは下地コンクリートとの接着性、および時
間が経過した硬化体に打継いだ場合の両便化体の層間接
着性が良好で実用に供することができる。

すなわち、本発明に係る水中硬化性（メタ）アクリル系
レジンモルタル組成物および水中硬化性（メタ）アクリ
ル系レジンコンクリート組成物は、海洋、河川や湖等の
水中コンクリート構造物、水利構造の建設や部分補修用
に利用することができ、また水中ではないが、地下水等
が存在するトンネルや地下構造物の施工にも利用できる
。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、こ
れら実施例に限定されるものではない。

実施例１ ［ポリメタクリル酸メチルモルタルの調製コまず、ＪＩ
Ｓ　Ａ　１１８１　（ポリエステルレジンコンクリート
の強度試験用供試体の作り方）に準じて、メタクリル酸
メチル（ＭＭＡ）７３．０重量部と、不飽和ポリエステ
ル樹脂［日本触媒化学工業■製、商品名工ポラツク　Ｐ
−８０３３＾コ　（以下、５Ｒ−１と称する）２５．０
重量部と、ポリイソブチルメタクリレート樹脂［三菱レ
イヨン■製、商品名　ＢＲレジンＢＲ−１０１コ　（以
下、５Ｒ−２と称する）８．３重量部と、トリメチロー
ルプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ、架橋剤
）２．０重量部と、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）２．０
重量部と、Ｎ、Ｎ−ジメチルｐ−トルイジン（ＤＭＴ）
０．５重量部とを配合して結合材を得た。

次いで、得られた結合材１５．０重量部と、４号ケイ砂
（粒径：０．７０〜１．１７睡、含水率＝０．１％以下
に調整したもの）３５．０重量部と、７号ケイ砂（粒径
　０．０５〜０．２１ｍｍ、含水率二〇、１％以下に調
整したもの）３５．０重量部と、重質炭酸カルシウム（
粒径；２．５μｍ未満、含水率二〇、１％以下に調整し
たもの）１５．０重量部とを配合してポリメタクリル酸
メチルモルタル（ＰＭＭＡ−ＰＭ）を得た。

次いで、得られたポリメタクリル酸メチルモルタルにつ
いて、その硬化体の自己層間接着性、下地モルタルとの
接着性および時間が経過した硬化体に打継いだ場合の両
便化体の層間接着性を、下記の曲げ強さ試験、および曲
げ接着強さ試験を行なって評価した。

（１）曲げ強さ試験 供試体は、調製したモルタルを、水中（２０℃）におい
て寸法４０ｍｍＸ　４０ｍｍＸ　１６０ｍｍに成形し、
水中（２０℃）で２４時間養生して作製した。

曲げ強さ試験は、ＩＩｓ　Ａ　１１８４　（ポリエステ
ルレジンコンクリート曲げ強度試験方法）に準拠して行
なった。

（２）曲げ接着強さ試験 供試体は、寸法４０　ｍｍ　Ｘ　４０髄Ｘ１６０ｍｍの
型枠の中央をスペーサーで仕切った型枠の半分に、調製
したモルタルを水中（２０℃）において打込んだ後、水
中（２０℃）で１時間および２４時間養生してスペーサ
ーを取り除き、さらに同調合のモルタルを打継いで、水
中（２００Ｃ）で２４時間養生して作製した。

曲げ接着強さ試験は、Ｉｔｓ　Ａ　１１８４　（ポリエ
ステルレジンコンクリートの曲げ強度試験方法）に準拠
して行なった。

なお、曲げ接着強さ試験後の供試体について、その破壊
状況を観察して下記の記号で表わし、その割合を１０点
法で評価した。

Ｓ：被着体として先に打込んだモルタルの凝集破壊 Ｍ：打継いだモルタルの凝集破壊 Ａ：接着破壊 評価結果を表１に示す。

実施例２〜５ 実施例１において、実施例１の結合材成分の他に、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、上記Ｍ
ＭＡ、ＴＭＰＴＭＡおよび５Ｒ−１の合計量１００重量
部に対し、０．５重量部、１．０重量部、１．５重量部
、２．０重量部添加して結合材を調製した以外は、実施
例１と同様にしてモルタルを得、その評価を行なった。

実施例１〜５のモルタルの表１に示すデータは、これら
のモルタルが実用に供することができることを示す。

実施例６ 実施例１と同様のモルタルお・よび実施例１において、
実施例１の結合材成分の他に、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシランを上記ＭＭＡ、ＴＭＰＴＭＡお
よび５Ｒ−１の合計（結合材主成分）量１００重量部に
対し、１．０重量部添加して、結合材を調製し、実施例
１と同様にモルタルを得た。

次いで、得られたポリメタクリル酸メチルモルタルにつ
いて、下記の引張強さおよび引張接着強さ試験を行なっ
て、評価した。

（１）引張強さ試験 調製したモルタルを、水中（２０℃）において、ＡＳＴ
Ｍ　Ｃ３０７（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅ５ｔ　Ｍｅｔｈ
ｏｄ　ｆｏｒ　ＴｅｎｓｉｌｅＳｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｒｅｓｉ＋Ｈｎｔ　ＭｏＮａｒ、
Ｇ＋ｏｕｌｓ。

１ａｄ　Ｌｎｏｌｉｊｈｉｃ　５ｕｒｆａｃｉｎＨ）に
準拠したブリケット形に成形し、水中（２０℃）で２４
時間養生して、供試体を作製した。

作製した供試体について、ＡＳＴＭ　Ｃ３０７に準拠し
て、引張強さ試験を行なった。

（２）引張接着強さ試験 その中央をスペーサーで仕切った上述のブリケット形枠
の半分に、調製したモルタルを水中（２０℃）において
打込んだ（被着体）後、水中（２０℃）で２４時間養生
してスペーサーを取り除き、さらに同調合のモルタルを
打継いで、水中（２０℃）で２４時間養生し、供試体を
作製した。

引張接着強さ試験は、引張強さ試験と同様に行ない、実
施例１と同様に、その評価を行なった。

実施例７ ＪＩＳ　Ａ　１１８１に準して、実施例１の結合材成分
中の５Ｒ−２の量を９．０重量部とした結合材およびそ
の成分中のＭＭＡ、ＴＭＰＴＭＡおよび５Ｒ−１の合計
（結合材主成分）量１００重量部に対し、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシランを１．０重量部添加
した結合材を得た。

次いで、得られた結合材１０．０重量部と、安山岩砕石
（粒径：１０〜２０！ｌｌ１１、含水率０．１％以下に
調整したもの）１５．０２重量部と、安山岩砕石（粒径
：５〜１０關、含水率０．１％以下に調整したもの）１
５．０２重量部と、川砂（粒径：１．２−５ｍ＋＊、含
水率０．１９６以下１：１１！またもの）９．９１重量
部と、川砂（粒径：１．２ｗ以上、含水率０．１％以下
に調整したもの）４０．０５重量部と、重質炭酸カルシ
ウム（粒径：２．５μｍ以下、含水率０．１％以下に調
整したもの）１０．０重量部を配合して、ポリメタクリ
ル酸メチルコンクリートを得た。

次いて、ポリメタクリル酸メチルコンクリートについて
、その硬化体の自己層間接着性および時間が経過した硬
化体に打継いだ場合の両便化体の層間接着性を、下記の
圧縮、引張および曲げ強度試験、および曲げ接着強度試
験を行なって評価した。

（１）圧縮強度試験 下記（３）で行なった曲げ強度試験後の供試体について
、Ｉｔｓ　Ａ　１１８３　（はりの折片によるポリエス
テルレジンコンクリートの圧縮強度試験方法）に準拠し
て、圧縮強度試験を行なった。

（２）引張強度試験 調製したコンクリートを、水中（２０℃）においてφ７
．５Ｘ１５ａｎに成形し、水中（２０℃）で２４時間養
生して、供試体を作製した。

作製した供試体について、Ｉｔｓ　Ａ　１１８５　（ポ
リエステルレジンコンクリートの引張強度試験方法）に
準拠して、引張強度試験を行なった。

（３）曲げ強度試験 調製したコンクリートを、水中（２０°Ｃ）において５
ｘ６Ｘ２Ｊａｎに成形し、水中（２０℃）で２４時間養
生して、供試体を作製した。

作製した供試体について、ＪＩＳ　Ａ　１１８４　（ポ
リエステルレジンコンクリートの曲げ強度試験方法）に
準拠して、曲げ強度試験を行なった。

（４）曲げ接着強度試験 その中央をスペーサーで仕切った６×６×２４０の形枠
の半分に、調製したコンクリートを水中（２０℃）にお
いて打込んだ（被着体）後、水中（２０℃）で２４時間
養生してスペーサーを取り除き、さらに同調合のコンク
リートを打継いで、水中（２０℃）で２４時間養生し、
供試体を作製した。

曲げ接着強度試験は、曲げ強度試験と同様に行ない、実
施例１と同様に、その評価を行なった。

評価結果を表３に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択さ
   れる１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、 該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
   （Ｂ）と、 骨材（Ｃ） とを含有し、かつ、水中で硬化可能であることを特徴と
   する水中硬化性（メタ）アクリル系レジンモルタル組成
   物。 ２）（メタ）アクリル酸エステル類化合物群から選択さ
   れる１種または２種以上のモノマー成分（Ａ）と、 該モノマー成分（Ａ）に溶解もしくは膨潤可能な重合体
   （Ｂ）と、 骨材（Ｃ） とを含有し、かつ、水中で硬化可能であることを特徴と
   する水中硬化性（メタ）アクリル系レジンコンクリート
   組成物。