JPH07206502A

JPH07206502A - 導電性ポリマーセメントモルタル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07206502A
Application number: JP1409694A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Ohama; 嘉彦大濱; Katsunobu Demura; 克宣出村; Hiroshi Ibe; 博伊部
Original assignee: ONODA KK; Onoda Corp
Current assignee: ONODA KK; Onoda Corp
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1994-01-13
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ポリマーセメントモルタルに良
好な導電性を与えることを目的とする。【構成】ポリマーセメントモルタルに、炭素繊維、又
は炭素繊維及び導電性微粒子の粉末を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、導電性ポリマーセメ
ントモルタル、及びその製造方法に関する。更に詳しく
は、炭素繊維（カーボンファイバー）、又は／及び導電
性微粒子を含有させることによって導電性を増加させた
（抵抗率を減少させた）導電性ポリマーセメントモルタ
ル、及びその製造方法に関する。また、この発明による
導電性ポリマーセメントモルタルは、下記の電気防食法
において、施工性、耐久性に優れた対極として利用で
き、その製造方法を適用することによって、コンクリー
トに良好な導電性を付与した導電性ポリマーセメントコ
ンクリートをも製造できるものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コンク
リート中の鉄筋は、一定量以上の塩分濃度においては、
不導体皮膜が破壊されて腐食が進行する。すなわち、コ
ンクリート内部に生ずる、わずかな塩分濃度の差により
マクロセル（腐食電池）が発生し、アノード部の鉄筋の
腐食が加速されからである（電気腐食）。現在、このマ
クロセル（腐食電池）の発生により誘発される鉄筋の腐
食を、確実に防止する手段として、コンクリート表面か
ら内部の鉄筋に電流（防食電流）を流す電気防食法が推
奨されている。しかし、コンクリート中の鉄筋の電気防
食を行うに当っては、鉄筋の対極をコンクリート表面に
設ける必要があり、導電性ポリマーセメントモルタルが
開発できれば、コンクリートの被覆材としてはもちろん
のこと、鉄筋の電気防食のための対極としても使用でき
る。また、前記電気防食法の実施が可能であるために
は、鉄筋を被覆しているコンクリート等が良好な導電性
を有していなければならない。更に、コンクリートに良
好な導電性を付与することができれば、これを工場、病
院、運動場、コンピュータールーム等の床材に使用した
とき、静電気によるほこりの付着を防止でき、更に磁気
防止（鉄道の枕木）、帯電防止の建材にも使用できる。

【０００３】

【解決しようとする課題】さて、近年ポリマーセメント
モルタルが、主としてその気密性（防水性）を評価され
て、鉄筋コンクリート建造物の耐久性改善用保護被覆材
として汎用されるようになった。しかしながら、このポ
リマーセメントモルタルは、内部に電気絶縁性のポリマ
ーフィルムが形成されるため導電性が悪い。発明者等
は、以上の観点から、導電性ポリマーセメントモルタル
の開発に着手し、炭素繊維、又は／及び導電性微粒子を
ポリマーセメントモルタルに含有させることによって発
明を完成した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願は以上の欠点を解消
するためになされたもので、次の（１）〜（８）に記載
する発明から構成されている。（１）炭素繊維を含有することを特徴とする導電性ポ
リマーセメントモルタル。（２）炭素繊維と導電性微粒子とを含有することを特
徴とする導電性ポリマーセメントモルタル。（３）炭素繊維をポリマーセメントモルタルの５〜２
０体積％含有する前記（１）及び（２）に記載する導電
性ポリマーセメントモルタル。（４）導電性微粒子を、ポリマー固形分の２０〜８０
重量％含有する前記（２）に記載する導電性ポリマーセ
メントモルタル。（５）導電性微粒子が、カーボンブラックである前記
（２）及び（４）に記載する導電性ポリマーセメントモ
ルタル。（６）炭素繊維含有ポリマーセメントモルタルを製造
するに際し、シリカヒュームを炭素繊維の分散助材とし
て使用することを特徴とする導電性ポリマーセメントモ
ルタルの製造方法。（７）炭素繊維及び導電性微粒子含有ポリマーセメン
トモルタルを製造するに際し、導電性微粒子は、その粉
末又はその分散液をセメント混和用ポリマーディスパー
ジョンに予め分散させたものを使用することを特徴とす
る導電性ポリマーセメントモルタルの製造方法。（８）炭素繊維の分散助材として、シリカヒュームを
使用する前記（７）に記載する導電性ポリマーセメント
モルタルの製造方法。

【０００５】本願発明を以上のように構成する理由は次
のとおりである。（イ）ポリマーセメントモルタルは、内部に電気絶縁性
のポリマーフィルムが形成されるため導電性が悪くなる
ので、導電性微粒子を添加する（含有させる）ことによ
って、抵抗率を減少させる（導電性を向上させる）。（ロ）ポリマーフィルムの形成は、セメント混和用ポリ
マーディスパージョン中のポリマー粒子の凝集によるも
のであるため、ポリマーセメントモルタルの製造時に導
電性微粒子を単に混合しても、モルタル中に分散してし
まい、ポリマーフィルム中に取り込まれ難い。従って、
ポリマーフィルム自体に導電性を付与するためには、予
め、セメントポリマーディスパージョン中に導電性微粒
子を分散させておく必要がある。（ハ）炭素繊維及び導電性微粒子の両者を添加する（含
有させる）とき最も良好な結果が得られる（モルタル自
体の通電性は炭素繊維で、またモルタル内部に形成され
るポリマーセメントフィルムの通電性は、導電性微粒子
で改善する。）（ニ）炭素繊維をポリマーセメントモルタルに混入する
に当たり、通常の練り混ぜでは、炭素繊維のファイバー
ボールが生じやすいため、シリカヒュームを混入するこ
とによって、その分散性を向上させ、均一な導電性組織
を得る。

【０００６】本願発明に使用する導電性ポリマーセメン
トモルタルの材料としては、下記のものが使用される。通常使用される各種セメント、セメント混和用ポリマ
ーディスパージョン及び骨材、減水剤、高炉スラグ等の
混和材料各種の炭素繊維導電性微粒子（カーボンブラック、副産フェライト、
粉コークス等）シリカヒューム

【０００７】また、本願発明による導電性ポリマーセメ
ントモルタルの製造には、予め、必要量の導電性微粒
子、又は／及び炭素繊維を混和して供給できるように製
造されたセメント混和用ポリマーディスパージョンを用
いることができる。更に、再乳化形粉末樹脂を使用する
ポリマーセメントモルタルにおいては、再乳化形粉末樹
脂の製造時に、本発明による手法によって導電性微粒子
を再乳化形粉末樹脂に混合して用いることができる。本
願発明に使用する炭素繊維分散材としてのシリカヒュー
ムの混合は、導電性ポリマーセメントモルタル中に炭素
繊維を均一に分散できる他の方法の適用に代替すること
ができる。本願発明による導電性ポリマーセメントモル
タルの製造法は、セメントコンクリートにも適用でき、
導電性ポリマーセメントコンクリートを得ることができ
る。

【０００８】以下、試験例により更に本願発明を詳しく
説明する。＜使用した原材料＞（１）普通ポルトランドセメント（２）豊浦標準砂（３）スチレンブタジエンゴムラテックス（４）シリカフューム（５）高性能減水剤（６）カーボンブラック分散液（カーボンブラック分、
４２％）（７）炭素繊維

【０００９】＜試験方法＞（１）供試体の作製下記の条件で供試体を作製した。（ａ）（セメント＋シリカフューム）：砂＝１：２．５
（重量比）セメント：シリカフューム＝９：１（重量比）（ｂ）ポリマーセメント比（Ｐ／Ｃ）＝０％，１０％，
２０％（ｃ）高性能減水剤添加率＝１．０％（ｄ）カーボンブラック添加率（ポリマーの全固形分に
対するカーボンブラック分散液中のカーボンブラック
分）＝０％，５０％（ｅ）炭素繊維混入率（ポリマーセメントモルタルの体
積に対する）＝０％，２．０％（ｆ）前記（ａ）〜（ｅ）の割合で調合した供試モルタ
ルを、フロー値が、１７０±５となるように水セメント
比を調整して練り混ぜた。（ｇ）供試モルタルの寸法を４０×４０×１６０ｍｍに
成形し、その中に、アルミニウム電極を埋め込んだ後、
２日湿空（２０℃，８０％Ｒ．Ｈ．），２８日乾燥（２
０℃，５０％Ｒ．Ｈ．）養生を行ない、供試体とした。

【００１０】（２）導電性試験インピーダンス測定装置を用いて、乾燥養生材令，１
日，３日，７日，１４日，及び２８日の供試体のコンダ
クタンスを測定し、次式によって、抵抗率を算出した。抵抗率（Ω・ｃｍ）＝（Ｒ・Ａ）／Ｌ，Ｒ＝１／Ｇここで、Ａ：電極の面積Ｌ：電極間距離Ｒ：抵抗（Ω）Ｇ：コンダクタンス（Ｓ）

【００１１】（３）試験結果試験結果を図１に示す。図１は、縦軸に抵抗率（Resist
ivility ｋΩ・ｃｍ) 、横軸に乾燥養生日数を目盛り、
本願発明の導電性ポリマーセメントモルタルの、乾燥養
生日数に対する抵抗率を示すグラフである。図１から、
下記のことが明らかである。（１）ポリマーセメント比にかかわらず、導電性材料未
混入のポリマーセメントモルタルの抵抗率は、乾燥養生
材令の経過に伴って増大する傾向にある。（２）炭素繊維混入ポリマーセメントモルタル（カーボ
ンブラック未混入）の抵抗率は、炭素繊維（導電性材
料）未混入ポリマーセメントモルタルのそれと比較し
て、相当に減少する。（３）しかしながら、炭素繊維混入のみでは、乾燥養生
材令の経過に伴って抵抗率が増大するので、これを防止
するために、更にカーボンブラックを混和することによ
り、乾燥養生材令の経過に伴う抵抗率の増大を防ぐこと
が可能となる。

【００１２】

【発明の効果】本願発明に係る導電性ポリマーセメント
モルタル、及びその製造方法は以上のように構成したか
ら、導電性を増加させた（抵抗率を減少させた）導電性
ポリマーセメントモルタルを容易に得ることができるの
で、電気防食法、静電気の帯電防止、磁気防止等を可能
にする建材を容易に得ることができるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の導電性ポリマーセメントモルタル
の、乾燥養生日数に対する抵抗率（Resistivility ｋΩ
・ｃｍ) を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:06 Ｚ 24:26 Ｇ 22:06 Ａ 14:36） 111:94

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素繊維を含有することを特徴とする導
電性ポリマーセメントモルタル。
【請求項２】炭素繊維と導電性微粒子とを含有するこ
とを特徴とする導電性ポリマーセメントモルタル。
【請求項３】炭素繊維をポリマーセメントモルタルの
５〜２０体積％含有する請求項１及び請求項２に記載す
る導電性ポリマーセメントモルタル。
【請求項４】導電性微粒子を、ポリマー固形分の２０
〜８０重量％含有する請求項２に記載する導電性ポリマ
ーセメントモルタル。
【請求項５】導電性微粒子が、カーボンブラックであ
る請求項２及び請求項４に記載する導電性ポリマーセメ
ントモルタル。
【請求項６】炭素繊維含有ポリマーセメントモルタル
を製造するに際し、シリカヒュームを炭素繊維の分散助
材として使用することを特徴とする導電性ポリマーセメ
ントモルタルの製造方法。
【請求項７】炭素繊維及び導電性微粒子含有ポリマー
セメントモルタルを製造するに際し、導電性微粒子は、
その粉末又はその分散液をセメント混和用ポリマーディ
スパージョンに予め分散させたものを使用することを特
徴とする導電性ポリマーセメントモルタルの製造方法。
【請求項８】炭素繊維の分散助材として、シリカヒュ
ームを使用する請求項７に記載する導電性ポリマーセメ
ントモルタルの製造方法。