JPH0411500B2

JPH0411500B2 -

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Publication number: JPH0411500B2
Application number: JP11311184A
Authority: JP
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1992-02-28
Also published as: JPS60260461A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般式（但し、Ｒは炭素数１以上のアルキル基を表わ
す）で表わされるポリアルキレングリコールと、二塩
基酸無水物との付加物である、末端にカルボキシ
ル基を有するポリアルキレングリコール誘導体
と、セメントスラリーの存在下において、ビニル
単量体を油中水型逆エマルジヨンとなし、該逆エ
マルジヨンを重合触媒の存在下で重合させるとと
もにセメントを硬化させて得られるポリマーセメ
ント複合体が金属網状物で補強されている事を特
徴とするポリマーセメント複合体の製造方法に関
するものである。

〔従来技術〕

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、発泡剤を用いて細い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たセメントスラリ
ーを泡立たせる方法と、アルミ粉をセメントスラ
リーに混入して、アルミ粉末とセメント成分との
化学反応によつて発泡させる方法が公知である。

〔従来技術の問題点〕

一般にこの様な方法で得られる軽量コンクリー
トはもろく、かつ耐凍結融解性に劣つていた。こ
れ等の欠点を改善す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がその生産性におい
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こと、第二
に放射線の取扱いが必要とされること、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
為に不経済であること、第三に作業工程が複雑で
あること等が挙げられる。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、実
用化を阻んでいる。

〔問題点解決のための手段と作用効果〕

本発明者等は軽量で、高強度のポリマーセメン
ト複合体を建材用に効率良く製造する事を目的と
し、鋭意検討した結果、前記ポリアルキレングリ
コール誘導体とセメントスラリーの存在下におい
て、ビニル単量体が低粘度の油中水型逆エマルジ
ヨンを形成する事を見出し、該逆エマルジヨンに
重合触媒を混入して、金属網状物の存在の下で重
合させるとともに、セメントを硬化させ乾燥する
事によつて軽量で、高強度のポリマーセメント複
合体を効率良く製造する事に成功したのである。

本発明の効果としてもつとも大きな特徴は、前
記ポリアルキレングリコール誘導体を用いる事に
よつてセメントコンクリートの軽量化と、ポリマ
ー導入による高強度化を一挙に成し遂げた点にあ
る。逆エマルジヨンのマトリツクスを形成するビ
ニルモノマーは、重合時に、金属網状物に対して
強い接着力を発現する為、従来の金属網状物で補
強された発泡コンクリートに比較して高い強度を
有している。本発明の第二の特徴は、軽量化の機
構が逆エマルジヨンに起因する為、その発泡粒子
径はミクロン単位であり、かつ均一である為に耐
凍結融解性にすぐれているばかりでなく、外観は
なめらかで通常のセメントコンクリートと同等で
ある点にある。本発明の第三の特徴は、逆エマル
ジヨン製造時に用いるセメントスラリーに混入す
る水の量を変化させることによつて、得られるポ
リマーセメント複合体の比重を自由に設定できる
点にある。すなわち水の量を多くすると低比重の
ポリマーセメント複合体が得られ、少なくすると
高比重のポリマーセメント複合体が得られる。本
発明の第四の特徴は、形成された逆エマルジヨン
に、有機無機の補強材や充填剤を容易に混入する
ことができる点にある。これは形成された逆エマ
ルジヨンの粘度が適度である為、補強材や充填剤
が容易に均一に分散することによるものである。
本発明の第五の特徴は、形成された逆エマルジヨ
ンの成形性がすぐれている点である。本発明で得
られる逆エマルジヨンは、適度の粘性を有してい
る為、注型により様々な形状を有する成形物ある
いは押出成形により、板状物等を製造することが
できる。

〔発明の構成〕

さて本発明において、逆エマルジヨンを製造す
るには、前記ポリアルキレングリコール誘導体の
存在の下で、ビニル単量体にセメントスラリーを
加えて強撹拌することによるのであるが、必要に
応じて、軽量骨材、充填剤、難燃剤、着色剤を加
えても良い。

前記ポリアルキレングリコール誘導体を調製す
るのに用いられるポリアルキレングリコールとし
ては、前記一般式で示されるものであり、例えば
平均分子量が1000〜10000、好ましくは2000〜
5000のポリプロピレングリコール、ポリブチレン
グリコール等が好ましい。ポリアルキレングリコ
ールの分子量が1000より低くなると逆エマルジヨ
ンの形成性能が低下し、10000を越えると逆エマ
ルジヨンの粘度が著しく高くなり、実用性に乏し
くなる。

該ポリアルキレングリコールに付加させるべき
二塩基酸無水物としては特に制限はなく、例えば
無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、
ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられるが、特
に付加反応が容易に進行する無水マレイン酸、無
水コハク酸が好ましい。

前記ポリアルキレングリコール誘導体は、エス
テル結合によつて連結されている末端カルボキシ
ル基を有しているが、この末端カルボキシル基は
セメントスラリーと、ビニルモノマーとを混合
し、強撹拌する過程でセメントより放出された
Ca⁺⁺、Mg⁺⁺、Na⁺、K⁺等の金属陽イオンによ
つて中和されるのである。以上の様な機構で生成
したポリアルキレングリコール誘導体の、金属陽
イオンによる中和物はビニルモノマーに対応して
効果的な逆乳化作用を示す為、沖中水型の逆エマ
ルジヨンが形成されるのである。

以上の如く、本発明の方法によれば、ポリアル
キレングリコール誘導体をあらかじめ塩基生物質
等で中和する必要がなく、未中和のままで使用す
ることができるので本発明は工業的に有利な製造
方法と言える。

該逆エマルジヨンを製造するのに使用されるビ
ニル単量体としては、特に制限はないが、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ジア
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
るポリマーセメント複合体の耐熱性や、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、ポルトランドセメント、白色ポ
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、マグネシアセメント、アルミナセ
メント、シリカセメント等が挙げられる。セメン
トスラリーは水とセメント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100：50〜
100：500程度が可能であるが、軽量ポリマーセメ
ント複合体を得るためには100：100〜100：500程
度が好ましい。

逆エマルジヨンを製造するのに用いられる該ポ
リアルキレングリコール誘導体の使用量は、一般
に、ビニル単量体100重量部に対して１〜50重量
部、好ましくは３〜30重量部が良い。該ポリアル
キレングリコール誘導体の使用量が多すぎると、
得られた逆エマルジヨンの粘度が高くなりすぎて
実用性に乏しくなり、又少なすぎると安定な逆エ
マルジヨンが得られなくなる。

以上の如くして調製された逆エマルジヨンを、
あらかじめ、金属網状物が装着された型枠に流し
込むかあるいは、押出機等にて押出された逆エマ
ルジヨンの板状成形物に、金属網状物を挿入する
かまたははさみ込み、必要に応じて圧延ロール等
で、表面状態を整えた後、重合触媒の存在下で、
逆エマルジヨンを重合させるのであるが、重合触
媒は、ラジカル形成剤又はレドツクス触媒であれ
ば良い。重合温度については200℃以下であれば
特に制限はないが、100℃以上に加熱する場合は、
加圧して水の沸騰を防止することが必要である。
又200℃以上においてはポリマーが劣化する。

金属網状物で補強されたポリマーセメント複合
体を製造するのに用いられる金属網状物について
は、特に制限はないが、例えば、建材用の板状物
を製造する場合は0.5〜30メツシユ程度の金網を
用いても良いし、又、単なる金属網状物のみでな
くパンチングメタルを用いてもよい。又、大型の
注型物を製造する場合は、鉄筋コンクリート用の
鉄筋を用いても良い。

本発明においては、上記の様な方法でビニル単
量体を重合させるとともに、セメントを硬化させ
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為には飽和水蒸気中で、高
温、高圧で養生すれば良い。以上の様な方法でビ
ニルモノマーを重合させ、かつセメントを硬化さ
せた後、乾燥して水分を除去すると、金属網状物
で補強された軽量ポリマーセメント複合体が得ら
れる。又、エマルジヨン製造の際に、必要に応じ
て、砕石、砂等の骨材、パーライト、シラスバル
ーン等の軽量骨材等を混入することによつて、
様々な特性を有するポリマーセメント複合体を製
造することもできる。

以下、実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。

実施例１平均分子量が2000のポリプロピレングリコール
100重量部と無水マレイン酸10.4重量部、触媒と
して炭酸ナトリウム少量を反応容器に仕込み、窒
素気流中で、90℃３時間反応させたところ、付加
率が91.5％のポリプロピレングリコールの無水マ
レイン酸付加物（PPGMA−2000）が得られた。

ポルトランドセメント600重量部、水600重量部
を混合して得られたセメントスラリー1200重量部
にスチレンとトリメチロールプロパントリメタク
リレートの４：１の混合物100重量部を混合し、
PPGMA2000を20重量部加えて撹拌すると、粘稠
な逆エマルジヨンが形成された。この逆エマルジ
ヨンに、ベンゾイルパーオキサイド１重量部、パ
ーライト粒100重量部を加えて混合したものに３
メツシユの金網をはさみ込み、厚さ12mmの板状物
を得た。この板状物を60℃97％RHの恒湿室で７
日間養生硬化させて乾燥したところ、比重が0.77
の金網で補強されたポリマーセメント複合板が得
られた。このポリマーセメント複合板の曲げ強度
は37.4Kg／cm²であつた。

実施例２ポルトランドセメント500重量部、水700重量部
を混合して得られたセメントスラリー1200重量部
に、スチレンとトリメチロールプロパントリメタ
クリレートの４：１のビニールモノマー混合物
100重量部を加えてよく混合し、PPGMA2000を
20重量部加えて撹拌して得られた粘稠な逆エマル
ジヨンに、ベンゾイルパーオキサイド１重量部、
パーライト100重量部を加えてよく混合したもの
を、コンクリート用の鉄筋の組み込まれた型枠に
流し込み、常温で１ケ月養生した後、型枠を取り
はずし、乾燥した後、ウエザオメーターに3000時
間かけて変形クラツク等を観察したが、変形クラ
ツクは生じなかつた。又、ポリマーセメント複合
体より露出した鉄筋部分は腐蝕したが、ポリマー
セメント複合体に覆われている部分の鉄筋は全く
腐蝕していなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（但し、Ｒは炭素数１以上のアルキル基を表わ
す）で表わされるポリアルキレングリコールと、二塩
基酸無水物との付加物である、末端にカルボキシ
ル基を有するポリアルキレングリコール誘導体
と、セメントスラリーとの存在下においてビニル
単量体を油中水型逆エマルジヨンとなし、該逆エ
マルジヨンを重合触媒の存在下で重合させるとと
もにセメントを硬化させて得られるポリマーセメ
ント複合体が、金属網状物で補強されている事を
特徴とするポリマーセメント複合体の製造方法。