JPH09156982A - レジンコンクリート用組成物 - Google Patents

レジンコンクリート用組成物

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JPH09156982A
JPH09156982A JP31187995A JP31187995A JPH09156982A JP H09156982 A JPH09156982 A JP H09156982A JP 31187995 A JP31187995 A JP 31187995A JP 31187995 A JP31187995 A JP 31187995A JP H09156982 A JPH09156982 A JP H09156982A
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JP
Japan
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acid
resin
component
weight
carboxylic acid
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JP31187995A
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Toshiaki Imanishi
敏晃 今西
Hiroshi Uno
洋 羽野
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NOF Corp
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Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】機械的強度、混練作業性などレジンコンクリー
トに必要な性能を満たし、軽量なレジンコンクリート組
成物を提供する。 【解決手段】下記のa成分2〜90重量部とb成分から
選ばれる一種または二種以上の単量体10〜98重量部
と、該a成分及びb成分の合計量100重量部に対して
c成分10〜500重量部を用いることを特徴とするレ
ジンコンクリート組成物。 a成分:水酸基を2個以上持つ化合物とエチレン性不飽
和カルボン酸およびエチレン性不飽和カルボン酸以外の
カルボン酸のエステル化物である三元エステル単量体 b成分:(メタ)アクリル酸エステル単量体 c成分:ポリカーボネート樹脂

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量かつ強度特性
に優れたレジンコンクリート用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】レジンコンクリートは、無機系のセメン
トコンクリートと比較して、力学的強度、耐食性、耐磨
耗性、耐凍害性(水の凍結時による強度低下に対する耐
性)などの点で優れた構造物を製造することができるた
め、道路、橋梁、ダム護岸などの表面補修用、耐酸槽、
車止め、地下埋没用マンホール、工場排水用パイプ、通
信ケーブル用トラフ、化粧内装材などに使用されてい
る。レジンコンクリート用のレジンとしては、従来から
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびア
クリル樹脂などが知られており、用途や使用条件等によ
って使い分けられている。の不飽和ポリエステル樹脂
は、硬化の際の収縮、発熱などにより、硬化物にクラッ
クが発生し易い欠点がある。このクラックを防止する目
的で、例えば特開平2−214768号公報には、不飽
和ポリエステル樹脂に熱可塑性樹脂を添加して硬化発熱
時における熱可塑性樹脂の熱膨張を利用して収縮を少な
くする方法が開示されている。しかし、この方法では樹
脂の粘性を大きくさせ、成形作業性を悪くし、かつ硬化
物の強度を低下させる問題がある。のエポキシ樹脂系
のレジンコンクリート用合成樹脂組成物は、例えば特開
昭61−331024号公報に開示されているが、粘性
が大きいために混練性と作業性が悪いので骨材との接触
が不十分になり、混入空気の脱泡も容易ではない問題が
ある。のアクリル樹脂系のレジンコンクリート用合成
樹脂組成物は、例えば特開平1−32047号公報に開
示されているが、エチレン性不飽和単量体組成物の鎖状
の重合によって硬化を行うために、骨材との接着が不十
分であり、硬化成形品の強度に限界がある。以上のよう
に、従来のレジンコンクリートには、欠点があり、必ず
しも、性能や作業性が充分ではなかった。また、これら
のレジンコンクリート用の骨材としては、従来から川
砂、ケイ砂、砕石等が使用され、充填剤としては炭酸カ
ルシウム、シリカ、フライアッシュ等が使用されている
が、これらの骨材と充填剤を用いて大型のレジンコンク
リート成形品を作成した場合、重量が大きくなり運搬が
困難になる問題がある。重量を軽減するために骨材含有
量を低下させると硬化収縮が大きくなったり、骨材が偏
在して寸法安定性に問題が生じる。また、軽量骨材とし
てシラス等の微小中空体の使用が試みられているが、作
業性が悪く、強度も前述の骨材、充填剤を使用した場合
より小さくなるなどの問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、機械的強度、混錬作業性などレジンコンクリ
ートに必要な諸性能を満足し、重量の軽減されたレジン
コンクリート用組成物を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を鋭意検討した結果、水酸基を2個以上持つ化合物
とエチレン性不飽和カルボン酸およびエチレン性不飽和
カルボン酸以外のカルボン酸のエステル化物である三元
エステル単量体と、(メタ)アクリル酸エステル単量体
および(または)スチレン系単量体をレジン成分とし、
ポリカーボネート樹脂を骨材として所定の配合組成で用
いることにより、混錬作業性に優れ、高強度かつ軽量な
レジンコンクリートが得られることを見出し、本発明を
完成した。すなわち、本発明は、下記のa成分2〜90
重量部と、b成分から選ばれる一種または二種以上の単
量体10〜98重量部と、該a成分およびb成分の合計
量100重量部に対して、c成分10〜500重量部を
用いることを特徴とするレジンコンクリート用組成物で
ある。 a成分:水酸基を2個以上持つ化合物とエチレン性不飽
和カルボン酸およびエチレン性不飽和カルボン酸以外の
カルボン酸のエステル化物である三元エステル単量体。 b成分:(メタ)アクリル酸エステル単量体またはスチ
レン系単量体。 c成分:ポリカーボネート樹脂。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いるa成分の構成成分
の水酸基を2個以上持つ化合物としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ヘキサメチレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、
ソルビトール、ソルビタン、末端水酸基含有ポリオレフ
ィンポリオール、キシレングリコール、シクロヘキサン
ジメタノール、スチレングリコールなどの多価アルコー
ル;ビスフェノールA、ヒドロキノンなどの多価フェノ
ール;多価アルコール、多価フェノールなどにエチレン
オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、グ
リシドール、スチレンオキシドなどのエポキシド化合物
を付加した化合物;アンモニア、アルキルアミン、アル
キルポリアミン、ポリアルキレンポリアミン、キシリレ
ンジアミン、アミノフェノール、ポリエチレンイミンな
どのアミンにエポキシド化合物を付加した化合物;多価
アルコール、多価アルコールエポキシド付加物、多価フ
ェノール、多価フェノールエポキシド付加物、アミンエ
ポキシド付加物の水酸基の一部をカルボン酸、スルホン
酸などでエステル化した化合物やアルコール、フェノー
ルなどでエーテル化した化合物;アミンのエポキシド付
加物の場合にはエポキシド化合物付加前に一部のアミノ
基をカルボン酸でアミド化した化合物;さらには、これ
ら化合物に炭化水素基や各種官能基などを導入した誘導
体、これらの混合物などがある。入手性などの点から、
より好ましくは、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
ジペンタエリスリトールである。
【0006】a成分の構成成分であるエチレン性不飽和
カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、エチレン
類似の重合反応性を示すカルボン酸;オクタデカジエン
酸、オクタデカトリエン酸などの不飽和脂肪酸、および
これらの混合物がある。入手性などの点から、より好ま
しくは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸である。
【0007】a成分の構成成分である三元エステル単量
体を構成するエチレン性不飽和カルボン酸以外のカルボ
ン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ヘキ
サン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、デカン
酸、ラウリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベ
ヘン酸、安息香酸、ナフテン酸などの1価カルボン酸;
シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、トリデ
カン二酸、オクタデカン二酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸、オルソフタル酸、トリメリット酸などの多価カル
ボン酸;前記のエチレン性不飽和カルボン酸の低分子量
重合物や低分子量共重合物、これらの混合物などのエチ
レン類似の重合反応性を示さないカルボン酸が用いられ
る。特に入手性や架橋性の点から、より好ましくは、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸、トリメリ
ット酸などである。
【0008】b成分中の(メタ)アクリル酸エステル単
量体は、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルと
を併せて(メタ)アクリル酸エステルと示すものであ
る。アクリル酸エステルの具体例としては、メチルアル
コール、エチルアルコール、n−ブチルアルコール、イ
ソブチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ヘキシルアルコール、シクロヘ
キシルアルコール、n−オクチルアルコール、2−エチ
ルヘキシルアルコール、n−デシルアルコール、ラウリ
ルアルコール等の炭素数1〜12の一価のアルコールと
アクリル酸のエステルおよび、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3
−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4
−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリ
ン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトー
ル、ソルビトール等の多価アルコールとアクリル酸の部
分エステル化物および完全エステル化物がある。また、
b成分中のメタクリル酸エステル単量体としては、前記
のアルコールとメタクリル酸とのエステルが挙げられ
る。
【0009】b成分スチレン系単量体としては、スチレ
ン、クロルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン等が使用できる。これらのアクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステルおよびスチレン系単量体は1種また
は2種以上を配合して用いてもよい。a成分とb成分の
混合比は重量比で2/98〜90/10の範囲で使用で
きるが、作業性を考慮した場合2/98〜70/30が
好ましい。重量比が2/98より小さいと硬化時の収縮
が大きくなり、重量比が90/10より大きいと粘度が
高くなり作業性が悪くなるので好ましくない。
【0010】c成分のポリカーボネート樹脂としては、
ビスフェノールAとホスゲンを反応させて得られるもの
や、ビスフェノールAとジフェニルカーボネートを高温
減圧下で反応させて得られるもの等種々の通常市販され
ているものが使用できる。後者の方法で得られたものの
方が高い分子量でレジンコンクリートの強度特性の向上
のためには好ましい。また、成形品として使用した後の
廃ポリカーボネート樹脂も使用できる。ポリカーボネー
ト樹脂の形状としては、粉砕、成形などの処理によって
粒状、粉状、線状、板状、角状、不定型状、中空状、網
目状などに加工したものが使用できる。しかし、粉状品
のみを使用した場合、作業性が低下するため好ましくな
い。また、本発明の性能を損なわない範囲において、必
要に応じポリカーボネート樹脂中にガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維、天然繊維などの繊維を混合したものも使
用できる。
【0011】a成分とb成分は均一に混合して樹脂液と
して用い、c成分はレジンコンクリートにおける通常の
骨材と同様にして固形物のままa成分とb成分の混合樹
脂液と混練して硬化させ、レジンコンクリートを得る。
【0012】a成分およびb成分の混合樹脂液とc成分
の混合比は、前者の混合樹脂液100重量部に対し、後
者10〜500重量部の範囲で使用できるが、レジンコ
ンクリートの軽量化のためには50〜400重量部が好
ましい。より好ましくは、100〜250重量部であ
る。
【0013】その他の成分として、レジンコンクリート
で使用される通常の骨材あるいは充填剤も使用できる。
これら骨材および充填剤としては、ケイ砂、砂利、砕
石、コンクリート、クレー、タルク、マイカ、アスベス
ト、ウォラストナイト、珪酸カルシウム、長石粉、酸性
白土、セリサイトなどのガラス粉、スレート粉、シラ
ス、ドロマイト、バリウムフェライト、アルミナ、亜鉛
華、カーボン、ホワイトカーボン、カーボンブラック、
合成ケイ酸塩、無定型シリカ、ケイソウ土、グラファイ
ト、チタン酸カリウム、ポルトランドセメント、アルミ
ナセメント、セラミック、転炉スラグ、石炭燃焼灰など
の無機物粉体;木粉、パルプ粉、有機ガラスなどの有機
物粉体;ポリマーコンクリート、セメントコンクリート
などのコンクリート粉砕物;ポリスチレン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂;尿素
樹脂、フェーノール樹脂等の熱硬化性樹脂;マグネシウ
ム、カルシウム、バリウム、チタン、クロム、モリブテ
ン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ア
ルミニウム、スズ、鉛、アンチモンなどの金属;金属酸
化物、金属水酸化物、金属塩化物、金属炭酸塩、金属硫
酸塩、金属硫化物、金属ケイ酸塩、金属チタン酸塩など
の各種金属化合物;金属化合物水和物などが使用でき
る。これらの粗骨材、細骨材などは、1種または2種以
上を混合して使用することもできる。また、これらの骨
材を粉砕、接着、焼結、成形などの処理により塊状、粒
状、粉状、線状、板状、球状、角状、不定型状、多孔質
状、中空状、網目状などの構造に変形したものを用いる
ことができるが、レジンコンクリート重量の軽減のため
に中空状の形状のものを使用することが好ましい。
【0014】また、必要に応じて、ガラス繊維、ポリア
ミドやポリエステルなどの合成繊維、天然繊維、ボロン
繊維、金属繊維などの繊維;繊維を紡績、編成、成形な
どの処理によって布状、ロープ状にしたもの;これらの
混合物などを補強のために骨材として用いることもでき
る。さらに、これら種々の骨材の表面をカルボン酸、カ
ルボン酸塩、カルボン酸無水物、アミン、酸アミン塩、
エポキシ基をもつエポキシ化合物;シランカップリング
剤、チタンカップリング剤あるいはこれらの混合物など
の表面処理剤で処理し、樹脂成分との接着性を改良した
骨材も用いることができる。これら骨材および充填剤
は、本発明の性能を損なわない範囲において、a成分と
b成分の混合樹脂液100重量部に対し、0〜900重
量部の範囲で使用できる。
【0015】本発明のレジンコンクリート用組成物の硬
化方法としては、種々の方法を用いることができ、たと
えば光、熱、高エネルギー放射線などの照射;ベンゾイ
ン、アセトフェノン系化合物などの光増感剤;水素酸、
ルイス酸、アルカリ金属などのイオン重合開始剤;ラジ
カル重合開始剤などによる方法が適用でき、1種の方法
または2種以上を組み合わせた方法によって行うことが
できる。特に、有機過酸化物、無機過酸化物、ニトリル
系化合物、アゾ系化合物、ジアゾ系化合物、スルフィン
酸化合物などのラジカル重合開始剤等を用いて硬化させ
ることが好ましい。ラジカル重合開始剤である有機過酸
化物としては、メチルエチルケトンペルオキシドなどの
ケトンペルオキシド類;過酸化ベンゾイル(ベンゾイル
ペルオキシド)などのジアシルペルオキシド類;ジイソ
プロピルペルオキシジカーボネートなどのペルオキシジ
カーボネート類;t−ブチルヒドロペルオキシドなどの
ヒドロペルオキシド類;t−ブチルペルオキシピバレー
トなどのペルオキシエステル類およびペルオキシケター
ル類などが挙げられ、これらを2種以上混合して使用す
ることもできる。また、過酸化水素、過酸化アンモニウ
ムなどの無機過酸化物;ジアゾアミノベンゼン、p−ニ
トロベンゼンジアゾニウム塩などのアゾ系化合物などが
挙げられる。
【0016】さらに、ラジカル重合開始剤の使用に際し
て、重合開始反応を促進させたり、また低温で硬化させ
るために硬化促進剤を併用することができる。硬化促進
剤としては、N,N−ジメチル−p−トルイジン、トリ
−n−ブチルアミン、2−N−エチルアニリノエタノー
ル、N,N−ジメチルアニリン、p−N,N−ジメチル
アミノベンズアルデヒドなどのアミン類;2,2−(フ
ェニルイミノ)ジエタノールなどのアルコール類;ベン
ゼンスルフィン酸、p−クロロベンゼンスルフィン酸な
どのスルフィン酸およびスルフィン酸塩;重亜硫酸ナト
リウム、亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄などの無機化合
物、;マンガン、コバルト、ニッケル、パラジウム、白
金などの金属、金属錯体または有機酸との塩類;アルギ
ン酸ナトリウムなどを単独または2種以上を適宜混合し
て用いることができる。硬化に際して、ラジカル重合開
始剤および硬化促進剤の配合割合は、本発明のa成分お
よびb成分の樹脂液100重量部に対して、それぞれ通
常0.001〜20重量部であり、好ましくは0.05
〜10重量部である。
【0017】本発明のレジンコンクリート用組成物を用
いて硬化物を得る方法の代表的な例を示す。a成分およ
びb成分からなる樹脂液に硬化促進剤を加えて溶解し、
さらにラジカル重合開始剤を所定量加え溶解させる。次
にc成分のポリカーボネート樹脂およびその他の骨材お
よび充填剤をミキサー等を用いて素早く混合したのち、
成形型枠に流し込み、必要に応じてバイブレーターを用
いて脱気しながら充填する。数分ないし数十分で発熱反
応がおこり硬化してレジンコンクリートが形成されるの
で、成形型枠より取り出して成形品を得る。
【0018】
【発明の効果】本発明のレジンコンクリート用組成物
は、成形品として用いた場合、軽量であり、運搬作業等
が容易なレジンコンクリートが得られる。また、通常の
レジンコンクリートのもつ特性を損なうことなく、セメ
ントコンクリート組成物と同様の混錬性や作業性を持
ち、機械的強度の優れたレジンコンクリートを得ること
ができる。さらに、本発明のレジンコンクリート用組成
物は、その組成中に廃ポリカーボネートが使用できるこ
とから、利用が困難であった廃品の再生利用が可能なレ
ジンコンクリートとすることができる。
【0019】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。実施例および比較例で用いたa〜d成分を以
下に示す。 <a成分の三元エステル単量体> No.1 プロピレングリコール3モル/ジエチレング
リコール2モル/フマル酸2モル/フタル酸3モルエス
テル化物、 No.2 エチレングリコール3モル/プロピレングリ
コール2モル/フマル酸2モル/フタル酸4モルエステ
ル化物 No.3 エチレングリコール2モル/プロピレングリ
コール2モル/ネオペンチルグリコール0.2モル/フ
マル酸1モル/フタル酸1モル/テレフタル酸2モル <b成分の(メタ)アクリル酸エステル単量体またはス
チレン系単量体> No.4 グリセリンジメタクリレート No.5 トリメチロールプロパントリメタクリレート No.6 グリセリンモノメタクリレート No.7 スチレン単量体 No.8 メタクリル酸メチル <c成分のポリカーボネート樹脂> No.9 ポリカーボネート樹脂(帝人化成(株)社
製、商品名「パンライトL−1250」) No.10 廃ポリカーボネート樹脂粗砕品((株)大
誠樹脂製) <d成分;ポリカーボネート樹脂以外の樹脂> No.11 GPタイプポリスチレンペレット(旭化成
工業(株)製、商品名「スタイロン666」) No.12 ポリブチレンテレフタレートペレット(三
菱化成(株)製、商品名「ノバドウール5010」) No.13 高密度ポリエチレンペレット(旭化成工業
(株)製、商品名「サンテックJ320」) <その他;骨材および充填剤> No.14 中空セラミックス(小野田セメント(株)
製、商品名「マイクロセルズSLG」) No.15 ケイ砂(16〜18メッシュ) No.16 ケイ砂(200メッシュパス)
【0020】実施例1 次のa成分〜c成分およびd成分を、予め計量し、a成
分とb成分とをよく混合してレジンコンクリート用樹脂
液とした。 a成分:No.1のプロピレングリコール3モル/ジエ
チレングリコール2モル/フマル酸2モル/フタル酸3
モルエステル化物35重量部 b成分:No.4のグリセリンジメタクリレート30重
量部 c成分:No.9のポリカーボネート樹脂(帝人化成
(株)社製、商品名「パンライトL−1250」) 1
60重量部 d成分:No.14の中空セラミックス(小野田セメン
ト(株)製、商品名「マイクロセルズSLG」)60重
量部 次に、該樹脂液100重量部に対して促進剤のジメチル
アニリン、0.5重量部を加えてよく混合した。その
後、さらに該混合液に、重合開始剤の過酸化ベンゾイル
(=ベンゾイルペルオキシド、有効成分50%)2.5
重量部を加えて混合し、さらに成分cおよびdをを加え
てミキサーで混合した。その後、該混合物を直ちに40
mm×40mm×160mmの角形型枠につめ、テーブ
ル型バイブレーターで1分間振動させた後、静置して2
5℃の恒温槽内で硬化させた。恒温槽内で2日間養生
し、硬化物を型枠から取り出して、成形物を得た。な
お、成形物の評価を次のように行った。 <重量の測定>脱形後の成形物を天秤で測定し、角形型
枠の体積で除した比重で示した。 <曲げ強度および圧縮強度の測定>成形品の曲げ強度お
よび圧縮強度の測定は、JIS−R−5201に従って
行った。 <作業性の評価>硬化前の混合物を得る際に、その流動
性を観察することによって作業性を次の要領で評価し
た。 評価:状態 ×:原料混合中に増粘し、型枠に流し込みにくいものを
作業性に問題があるもの。 ○:全く増粘しないか、やや増粘しても型枠への流しこ
みに問題がないもの。 なお、配合成分および結果を表1に示した。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2〜6および比較例7〜11 表1に示したa〜dからなる配合組成物を用いて、実施
例1と同様にしてよく混合し、レジンコンクリートの成
型品を得た。成型品の評価も前記と同様な方法で行っ
た。結果を表1に併せて示した
【0023】以上の結果より、本発明のレジンコンクリ
ート組成物は作業性に優れており、圧縮強度、曲げ強度
が大きく、かつ軽量なレジンコンクリート成型品が得ら
れることがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 111:54

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記のa成分2〜90重量部と、b成分か
    ら選ばれる一種または二種以上の単量体10〜98重量
    部と、該a成分およびb成分の合計量100重量部に対
    してc成分10〜500重量部を用いることを特徴とす
    るレジンコンクリート用組成物。 a成分:水酸基を2個以上持つ化合物とエチレン性不飽
    和カルボン酸およびエチレン性不飽和カルボン酸以外の
    カルボン酸のエステル化物である三元エステル単量体。 b成分:(メタ)アクリル酸エステル単量体またはスチ
    レン系単量体。 c成分:ポリカーボネート樹脂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053459A (ja) * 1998-08-04 2000-02-22 Taiheiyo Cement Corp 耐酸性マンホール及びその製造方法

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JP2000053459A (ja) * 1998-08-04 2000-02-22 Taiheiyo Cement Corp 耐酸性マンホール及びその製造方法

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