JPH09241061A - 水硬化性組成物およびその成形体 - Google Patents

水硬化性組成物およびその成形体

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JPH09241061A
JPH09241061A JP4776496A JP4776496A JPH09241061A JP H09241061 A JPH09241061 A JP H09241061A JP 4776496 A JP4776496 A JP 4776496A JP 4776496 A JP4776496 A JP 4776496A JP H09241061 A JPH09241061 A JP H09241061A
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JP
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water
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ethylene
silica
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JP4776496A
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Osamu Suzuki
修 鈴木
Sachiko Nakao
幸子 中尾
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00068Mortar or concrete mixtures with an unusual water/cement ratio

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Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の熱可塑性樹脂成形法により成形が可能で
あり、施工性、特に機械的特性の優れた成形体を得るこ
とができる水硬化性組成物を得ようとするものである。 【解決手段】必須構成成分として、(A)水硬化性無機
質、(B)シリカおよび(C)熱可塑性高分子を含有
し、実質的に水を含有しないことを特徴とする水硬化性
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水硬化性組成物および
この組成物より得られる難燃性成形体に関する。さらに
詳しくは、本発明は、通常の熱可塑性樹脂に適用される
射出成形、押出成形、圧縮成形等の各種の成形法により
成形が可能であり、機械的特性、施工性の優れた成形体
を得ることのできる水硬化性組成物、およびこの組成物
を成形し、水和硬化させて得られる成形体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、セメント硬化物は、強度や不
燃性に優れていることから、建築資材または土木資材と
して各種の用途に広く使用されてきた。このセメント硬
化物は、セメント、骨材およひ水を混和して得られる流
動状態の水硬化性混合物を、所定形状の型枠またはモー
ルドの中に流し込み水和硬化させた後、型枠またはモー
ルドを取り外す方法により製造される。この方法による
ときは、型枠またはモールド中での水和硬化の際の拘束
期間が長く生産性が劣るばかりでなく、得られるセメン
ト硬化物(成形体)には空隙や鬆等の組織欠陥が発生す
るという問題があった。
【0003】また、水の存在下でポルトランドセメント
にポリマーエマルションや骨材を配合したポリマーセメ
ントモルタル組成物は、例えば、特公平1−39713
号公報、特公平1−54294号公報、特公平1−54
295号公報および特公平2−101112号公報に記
載され公知である。これらの刊行物に記載されているポ
リマーセメントモルタル組成物は、耐水性に優れてお
り、建築物の内壁や外壁、また床材の表面保護等に使用
されている。
【0004】しかしながら、これらのポリマーセメント
モルタル組成物も、成形に際しての水和硬化に長い期間
を要するばかりでなく、硬化成形体にクラックやヒビ割
れが入りやすく、また下地コンクリートとの付着力が弱
い等の改善すべき課題があった(特公平2−10111
2号公報、特開平4−300231号公報参照)。そし
て、これらのポリマーセメントモルタル組成物は、通常
の熱可塑性樹脂に適用される射出成形、押出成形、圧縮
成形等の成形法には供することができない。
【0005】さらに、樹脂成分を含む水硬化性組成物と
して、特公平5−2704号公報に水膨潤性ウレタン樹
脂と水硬性物質とからなる水膨潤性組成物が開示されて
いるが、この組成物を成形、水浸漬して得られる成形物
は膨潤率が84%以上と大きく、また成形物からは経時
的に水分が蒸散し、成形時の大きさをそのまま維持しな
いため、所望する形状、寸法の成形体を得ることが極め
て困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記従
来の現状に鑑み、先に、通常の熱可塑性樹脂に適用され
る射出成形、押出成形、圧縮成形等の各種の成形法によ
り成形が可能であり、機械的特性、施工性等の優れた成
形体を得ることのできる水硬化性組成物を開発した(特
願平6−176796号、特願平6−176797号お
よび特願平7−147293号明細書参照)。本発明
は、先に開発した水硬化性組成物を更に改良しようとす
るものであり、特に機械的特性が良好な水硬性組成物、
およびこの組成物を成形材料とする成形体を提供するこ
とを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の水硬化性組成物においては、必須構
成成分として、(A)水硬化性無機質、(B)シリカお
よび(C)熱可塑性高分子を含有し、実質的に水を含有
しない水硬化性組成物にするという手段を講じている。
【0008】また、本発明の請求項7記載の成形体にお
いては、請求項1記載の水硬化性組成物を、熱可塑性樹
脂成形法によって目的形状の未硬化成形体とし、次い
で、該未硬化成形体を水和硬化法によって硬化させて成
形体にするという手段を講じている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。先ず、本発明の水硬化性組成物について説明す
る。(A)成分としての水硬化性無機質は、水和硬化特
性を有する無機物質をいい、通常セメント、石膏等、好
ましくはセメント、特に好ましくはポルトランドセメン
トが使用される。セメントの具体例としては、普通ポル
トランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強
ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、
耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメ
ント、アルミナセメント等が挙げられ、これら例示のセ
メントの中では、硬化速度の点から早強ポルトランドセ
メント、超早強ポルトランドセメントが特に好ましい。
【0010】石膏の具体例としては、二水石膏(CaS
4・2H2O)、半水石膏(αCaSO4・1/2H
2O、βCaSO4・1/2H2O)、II型無水石膏
(II−CaSO4)、III型無水石膏(III−α
CaSO4、III−βCaSO4)、透明石膏( selen
ite )、雪花石膏( alabaster )、化学石膏等が挙げ
られる。これらの中では、硬化速度の点からII型無水
石膏が好ましい。
【0011】上記(A)成分は、粉末状であるのが好ま
しく、また、単独使用または2種以上の混合使用のいず
れであってもよい。(B)成分としてのシリカとは、S
iO2 を主成分とするものであれば特に制限されない。
形状は、球状、粉砕状のいずれでもよく、必要に応じて
これらを併用して用いることができる。具体的には、シ
リカ質よりなる5〜12号の珪砂、ケイ石、ケイ石粉、
砂利、砕石、活性白土等が挙げられ、好ましくは、珪藻
土、活性白土、溶融シリカ、フュームドシリカ等の非晶
質で反応性がよいものが用いられる。これらは、粉末状
であることが好ましく、平均粒径が0.1〜5000μ
mのものが特に好ましく、また、単独使用または2種以
上の混合使用のいずれであってもよい。
【0012】この(B)成分は、前記(A)成分100
重量部に対し10〜300重量部の割合で配合するのが
好ましい。(B)成分の割合が10重量部未満である
と、得られる成形体に付与する機械的特性の改良効果が
低くなる傾向を示し、また、300重量部を超えると、
(A)成分の硬化効果が少なくなる傾向を示すからであ
る。
【0013】(C)成分としての熱可塑性高分子は、加
熱されて軟化または溶融する性質を有する高分子物質を
いい、かかる性質を有するものである限り、従来公知の
熱可塑性高分子のすべてが包含される。熱可塑性高分子
の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、
ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリ酢
酸ビニル、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリアミ
ド類(ナイロン−6、ナイロン−6,6)、ポリウレタ
ン、ポリエステル類(ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート)、およびエチレンと他の炭
素−炭素二重結合を有する不飽和単量体とを共重合させ
たエチレン系共重合体等が挙げられる。
【0014】好ましくは、エチレン系共重合体が用いら
れ、具体的なエチレン系共重合体としては、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、
エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アク
リロニトリル共重合体、エチレン−アクリルアミド共重
合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げら
れ、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体が
特に好ましい。また、(C)成分としては、上記例示の
重合体および共重合体に、加水分解、エステル化、酸
化、還元、架橋等の反応を行った変性物も使用できる。
好ましい変性物としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体
を部分的にケン化して得られるエチレン−酢酸ビニル−
ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。
【0015】使用する(C)成分の種類および配合量
は、これを(A)成分および(B)成分に配合して得よ
うとする水硬性組成物の混練性、およびこの組成物から
最終的に得られる成形体の物性に応じて適宜決定され、
この(C)成分は1種を単独で使用してもよいし、2種
以上を混合して使用してもよい。また、(C)成分は、
(A)成分100重量部に対し、(B)成分を前記の割
合で配合したとき、5〜150重量部の割合で配合する
のが好ましい。(C)成分の割合が5重量部未満である
と、(A)成分および(B)成分との混練が困難となり
やすく、最終的に得られる難燃性成形体の物性が低下す
る傾向を示すからであり、また、150重量部を超える
と、該成形体を得る際の水和硬化時間を長引かせる傾向
を示すからである。
【0016】上記(A)成分、(B)成分および(C)
成分からなる水硬性組成物は、実質的に水を含まないこ
とが必要である。例えば(B)成分および(C)成分が
水エマルション、水ディスパージョンの状態で配合され
た組成物は、成形体を得る際の水和硬化時間が長引き、
得られた硬化成形体にクラックやヒビ割れが発生するか
らである。
【0017】本発明の水硬化性組成物は、上記(A)成
分、(B)成分および(C)成分のほか、本発明の効果
を損なわない種類および量の各種添加物を含むことがで
きる。添加物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム等の無機難燃剤;細骨材、軽量骨材、フライ
アッシュ、炭酸カルシウム、亜鉛華、アルミナ等の無機
粉体材料;ガラス繊維、ポリエステル繊維等の繊維材
料;酸化鉄、塩化ニッケル、インディゴ等の顔料類、混
練性を向上させるために低粘度のシランカップリング
剤、シリコーンオイル、有機溶剤等の液体材料、または
ステアリン酸金属塩類、ワックス類、さらには、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、顔料以外の着色剤、可塑剤、分散
剤、架橋剤、架橋助剤、帯電防止剤、発泡剤等が挙げら
れる。次に、本発明の成形体について説明する。本発明
の成形体は、前記本発明の水硬化性組成物を成形材料と
し、この成形材料を射出成形、押出成形、圧縮成形等の
通常の熱可塑性樹脂成形法によって目的形状の未硬化成
形体とし、次いで、該未硬化成形体を水和硬化法によっ
て硬化させてなる成形体である。
【0018】成形材料としての水硬化性組成物は、上記
(A)成分、(B)成分、(C)成分および所望により
添加物を各所定量秤量し、水を含ませることなくこれら
を混合し、次いでミキサーや加熱ロール等を用い、
(C)成分の軟化点以上好ましくは融点以上の温度で混
合、混練することにより、ペレット状またはシート状と
して調製することができる。
【0019】未硬化成形体は、ペレット状またはシート
状の上記成形材料を射出成形機、押出成形機、圧縮成形
機等に供給し、通常の熱可塑性樹脂の成形と同様にして
製造することができる。このようにして得られる未硬化
成形体の形状も、通常の熱可塑性樹脂の成形におけると
同様であり、板状、パイプ状、棒状、その他任意であ
り、最終的に得ようとする成形体に応じて選択される。
【0020】本発明の成形体は、上記未硬化成形体を水
和硬化法によって硬化させてなる成形体であり、水和硬
化法としては水中硬化、または水蒸気中硬化が用いら
れ、好ましくは水蒸気中硬化される。水中硬化の条件と
しては、通常50〜100℃の温水中に1〜10日間浸
漬され、水蒸気中硬化の条件としては、通常100以上
180℃以下、好ましくは120℃以上の水蒸気に1〜
50時間保持される。
【0021】
【発明の効果】本発明の水硬化性組成物は、組成物のま
まで、通常の熱可塑性樹脂成形技術によって所望の形状
に成形が可能である。このようにして成形したものを、
水和硬化させることによって、従来のように、型枠また
はモールドを使用することなしに、従って、型枠または
モールドで長時間拘束することなしに、目的とする強
度、弾性率に優れた成形体が得られるので、その工業的
利用価値は極めて大である。
【0022】
【実施例】次に、本発明を、実施例により更に具体的に
説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれら
の実施例の記載に限定されるものではない。以下の実施
例および比較例において、(A)成分、(B)成分およ
び(C)成分として用いた成分物質を以下に記す。 (A)成分 1)早強ポルトランドセメント(秩父小野田セメント
(株)製) 2)白色ポルトランドセメント(秩父小野田セメント
(株)製) (B)成分 1)シリカa 電気化学工業(株)製のシリカ(商品名FS90、平均
粒径20μm) 2)シリカb 秩父鉱業(株)製のシリカ(商品名マイクロシリカ3
5、平均粒径10μm) (C)成分 1)EVA 三菱化学(株)製のエチレン−酢酸ビニル共重合体(商
品名 三菱ポリエチ LV780) 2)EEA 三井デュポンポリケミカル(株)製のエチレン−エチル
アクリレート共重合体(商品名EVAFLEX−EEA
A715)
【0023】実施例1〜7、比較例1〜4 [水硬化性組成物の製造]表1〜表2に示す(A)成
分、(B)成分および(C)成分の各々を、同表に記載
の配合割合(重量部)で秤取、混合し、得られた混合物
を150〜200℃の温度条件に設定した二本ロールに
よって均一になるまで混練し、ペレット状の水硬化性組
成物を得た。 [成形体(未硬化)の製造]得られた各々の水硬化性組
成物を、圧縮成形機によって150〜200℃の温度
で、50kg/cm2 で10分間加圧し、厚さ5mmの
板状の成形体(未硬化)を得た。
【0024】[成形体(硬化後I)および成形体(硬化
後II)の製造]上記のようにして得られた各々の成形
体(未硬化)を、次の条件で水和硬化させることにより
成形体(硬化後I)および成形体(硬化後II)を得
た。 成形体(硬化後I) :70℃の温水中に7日間浸漬 成形体(硬化後II):150℃の飽和水蒸気中に5時
間保持 [成形体の評価]上記のようにして得られた各々の成形
体(未硬化、硬化後Iおよび硬化後II)について、次
の方法により曲げ試験を行い、それらの強度を評価し
た。
【0025】曲げ試験 JIS K 6911に準拠し、曲げ弾性率および曲げ強
度を測定した。なお、試験条件は、3点曲げ、スパン/
厚さ=14、荷重速度=5mm/min.とした。 各々の成形体(未硬化、硬化後Iおよび硬化後II)に
いての曲げ試験測定の結果を、組成物の成分配合割合
(重量部)とともに表1〜表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】 ※ 単位はkg/cm2
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】 ※ 単位はkg/cm2 表1、2より、次のことが明らかとなる。
【0030】本発明の要件を満たす組成物から得られた
成形体(実施例1〜3)は、必須成分である(B)成分
であるシリカを配合しない組成物から得られた成形体
(比較例1、2)よりも、硬化前後の曲げ強度、曲げ弾
性率が向上している。本発明の要件を満たす限り、
(C)成分の配合割合を変更しても(実施例1〜5)硬
化前後の曲げ強度、曲げ弾性率は良好な結果を示す。
【0031】本発明の要件を満たす限り、(B)成分の
種類を変えても(実施例2(非晶質)、6(結晶
質))、硬化前後の曲げ強度、曲げ弾性率は良好な結果
を示し、かつ、非晶質のもののほうが曲げ強度、曲げ弾
性率が向上している。(A)成分を配合しなかった組成
物から得られた成形体(比較例3、4)は曲げ強度、曲
げ弾性率が著しく低い。
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 28/02 24:24)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 必須構成成分として、(A)水硬化性無
    機質、(B)シリカおよび(C)熱可塑性高分子を含有
    し、実質的に水を含有しないことを特徴とする水硬化性
    組成物。
  2. 【請求項2】 (A)成分100重量部に対し、(B)
    成分が10〜300重量部配合されてなることを特徴と
    する請求項1に記載の水硬化性組成物。
  3. 【請求項3】 (A)成分100重量部に対し、(C)
    成分が5〜150重量部配合されてなることを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の水硬化性組成物。
  4. 【請求項4】 (A)成分が、ポルトランドセメントで
    あることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれ
    か1項に記載の水硬化性組成物。
  5. 【請求項5】 (B)成分が、非晶質のシリカであるこ
    とを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項
    に記載の水硬化性組成物。
  6. 【請求項6】 (C)成分が、エチレン−酢酸ビニル共
    重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−ア
    クリル酸エチル共重合体よりなる群から選ばれる少なく
    とも1種であること特徴とする請求項1ないし請求項5
    のいずれか1項に記載の水硬化性組成物。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれか1項
    に記載の水硬化性組成物を、熱可塑性樹脂成形法によっ
    て目的形状の未硬化成形体とし、次いで、該未硬化成形
    体を水和硬化法によって硬化させてなることを特徴とす
    る成形体。
  8. 【請求項8】 120℃以上で水和硬化させてなること
    を特徴とする請求項7に記載の成形体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101672700B1 (ko) * 2016-04-12 2016-11-08 주식회사 현대씨앤엠 자기 치유성을 갖는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수와 내구성 증진공법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101672700B1 (ko) * 2016-04-12 2016-11-08 주식회사 현대씨앤엠 자기 치유성을 갖는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수와 내구성 증진공법

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