JPS5929541B2 - コンクリ−ト用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレキャスト品製造、現場打設が容易でしか
も耐摩耗性等に優れた高強度を有するコンクリートを提
供しうるコンクリート用組成物に関する。

従来より水硬性のセメントコンクリートの代りに、軽量
高強度、耐薬品性等の高い品質を要求される分野には不
飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いたレジン
コンクリートが使用されている。

また、セメント、レジン両コンクリートの中間品とでも
いうか、セメントとポリマーを併用したポリマー含浸コ
ンクリートあるいはポリマーセメントコンクリートも普
及しつ瓦ある。

しかし、ポリマーセメントコンクリートは、従来のセメ
ントコンクリート同様、取扱い打設等は簡便であり、じ
ん性伸びと多少物性的に優れているが、セメントコンク
リートと較べ強度等大幅な優位性はな（、又、ポリマー
含浸セメントコンクリートは、レジンコンクリート同様
強度等物性は優れるが、乾燥、減圧、加熱等の処理が必
要で工程も複雑で工場生産のプレキャスト品に限られて
いた。

一方、従来のレジンコンクリートも前述の如（強度等高
品質を特徴とするが、唯一の問題点として使用時水分の
混入があってはならないという欠点がある。

従ってプレキャスト品製造時は骨材の水分を除去すると
か、現場打設時にはトーチランプで打設面の水分除去を
するとか使用時の処決がセメントコンクリートに較べ著
しく繁雑で、特にこのため現場打設例は比較的少く、用
途等に限定があり、プレキャスト品の工場生産が主であ
った。

本発明は、か−る従来のポリマー併用セメントコンクリ
ート、およびレジンコンクリート、セメントコンクリー
ト等の欠点に鑑み、高強度、高耐摩耗性、施工面及び金
属面への高い密着性等の高品質を有し、しかも、簡便な
成型法、打設法が可能なコンクリートを提供しうるコン
クリート用組成物を得ることを目的とする。

即ち、本発明はエポキシ当量１７０〜１０００であり、
分子中に２個以上のオキシラン基を有する１・２−エポ
キシド化合物と、窒素原子と結合した活性水素を少（と
も１個有する水溶性ポリアミン化合物とを、エポキシド
化合物中のオキシラン基１個に対して水溶性ポリアミン
化合物中の活性水素が＋側以上となる様な割合で両者を
反応させて、一部オキシラン基が未反応のまま残ってい
る状態で更に酸を附加して誘導された硬化型水溶性乃至
水分散性アミン・エポキシド酸性塩液と、水湿潤直後の
水硬性セメントとフィラーあるいは骨材とを混合してな
るコンクリート用組成物である。

また、本発明において、水硬性セメントを該アミン・エ
ポキシド酸性塩液と混合する目的の一つは、エポキシ単
独よりも、必要強度等物性に応じ安価な水硬性セメント
を適度に混用し、自由にレジンとセメント両コンクリー
ト間の物性を選び安価なコンクリートを提供することに
ある。

本発明でいう硬化型の水溶性乃至水分散性アミン・エポ
キシド酸性塩液とは、２つのオキシラン基を有し、エポ
キシ当量１７０〜１０００の１・２−エポキシド化合物
と窒素が縮合した活性水素を少（とも１つ有する水溶性
ポリアミン化合物とを水溶性ポリアミン化合物中の活性
水素が１・２−エポキシド化合物中のオキシラン基１個
に対し、＋側以上になる様な割合で反応させて、一部オ
キシラン基が未反応のまま残っている状態で酸を附加し
て誘導されたものである。

更に該アミン・エポキシド酸性塩を詳述すれば、該アミ
ン・エポキシド酸性塩を構成する成分の一つである１・
２−エポキシド化合物としては、エピクロルヒドリンと
ビスフェノールＡの縮合物、メチルエピクロルヒドリン
とビスフェノールＡの縮合物、フェノールアルデヒド縮
合物のグリシジルエーテル、β−メチルクリシジルエー
テルエステルが好適であるが、これらのタイプの中でも
エポキシ当量が１７０以下のものは高強度で硬いコンク
リートを形成せず、１０００以上のものは水分散性乃至
は水溶化出来ず本発明には使用できなかった。

また、該アミン・エポキシド酸性塩のもう一つの構成々
分である水溶性ポリアミンは窒素と結合した活性水素を
少（とも１個以上有していることが必要で、特に脂肪族
又は脂環族のポリアミンが適している。

そして前記１・２−エポキシド化合物と反応させる場合
、該エポキシド化合物中のオキシラン基１個に対してポ
リアミン中の活性水素が＋側以上となる割合で反応させ
ることが必要で十以下になる割合で反応させたものは水
溶化乃至は水分散性化することが出来なかった。

好ましくはオキシラン基１個に対して活性水素が０．７
〜２個の割合であるが７個程度の過剰の活性水素が存在
しても硬化型の水溶性乃至は水分散性アミン・エポキシ
ド酸性塩が得られる。

この１・２−エポキシド化合物と水溶性ポリアミン化合
物との反応は一般的にはエポキシド化合物中のオキシラ
ン基１個に対して活性水素が１個附加反応するため、該
ポリアミン化合物が架橋剤として働くためには分子内に
窒素と結合した活性水素が少（とも２個以上必要とする
と考えられるが、実際には例えば、ＨＣＨ Ｎ−７７／Ｌ／ ｅ ＜ −ｙ −，２７（ＨａＯＮり
。

□−６□ンＮＨ）のように窒素原子と結合した活性水素
を１つしか有しないポリアミンを使用しても硬化型の水
溶性アミン・エポキシド塩が得られる。

この理由は明らかでないが、活性水素を有しない第３価
のアミン体窒素がオキシラン基と開環重合反応するか又
は硬化触媒として作用する為と考えられる。

一方、窒素原子と結合した活性水素を２個以上を有スる
場合でも、アルカノール第１級アミンの様なモノアミン
と、１・２−エポキシド化合物との反応物は水溶性化乃
至は水分散性化することは出来るが、本発明に適する硬
化性はない。

一般に活性水素２個を有する第１級モノアミンはまず分
子内の１個の活性水素がオキシラン基と反応して第２級
アミンとなりこの２級アミンがもう１つのオキシラン基
と反応するため架橋剤として作用し、エポキシド化合物
の硬化剤となるが、この硬化反応は前述の水溶性ポリア
ミンと比較して遅いため、これらモノアミンで変性した
エポキシ樹脂は、常温硬化あるいは速硬性を要求される
本発明には不適当であった。

従って、本発明で使用できるアミンは第１級又は第２級
アミン体窒素を少（とも１個有する水溶性ポリアミン化
合物つまり窒素原子に結合した活性水素を少（とも１個
有する水溶性ポリアミン化合物ということになる。

上述の１・２−エポキシド化合物と水溶性ポリアミン化
合物との反応物は該エポキシド化合物中のオキシラン基
全体が活性水素と反応すると樹脂は硬化を終了し、後で
酸を添加しても水溶性乃至水分散性とすることが出来な
い。

そのため一部オキシラン基が活性水素と反応しており、
一部オキシラン基は未反応のま〜残っている状態で酸を
添加しなげればならない。

この酸を添加する時期、即ち１・２−エポキシド化合物
と水溶性ポリアミン化合物との反応を停止させる条件は
該アミンやエポキシドの種類その他によって異なる粘度
あるいはエポキシ当量を測定することによって容易に特
定出来る。

また、本発明でいう水硬化性セメントとは、ポルトラン
ドセメント、白色セメント、アルミナセメント、超速硬
セメント等の単味セメントあるいはシリカセメント、高
炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメント
を示す。

更に本発明でいうフィラーとは例えば微粒の炭酸カルシ
ウム等鉱物質粒子であり、骨材とは砂、砂利あるいは栗
石等である。

なお補強用として鉄芯、不織布、ガラス繊維板等を併用
してもよい。

本発明のコンクＩＪ −ト用組成物は、特定の方法によ
り誘導された硬化型水溶性乃至水分散性アミン・エポキ
シド酸性塩液と、水湿潤直後の水硬性セメントと、フィ
ラーあるいは骨材とを混合したものであって、使用時に
特に水分を除去する必要がないので、取り扱いが極めて
簡便でプレキャスト品製造や現場打設が容易に行なえる
。

またこのコンクリート用組成物を可及的に硬化促進せし
めることによって高強度、高耐摩耗性、施行面及び金属
面への高い密着性等を有する高品質のコンクリートが得
られる。

次に実施例を用いて本発明の組成物から得られるコンク
リートと従来のセメントコンクリート、レジンコンクリ
ート等とを比較し乍ら本発明を更に詳細に説明する。

実施例 １ 重量部で３７０部のアセトン中にヘキサメチレンジアミ
ン５８部、４・４′−ジヒドロキシジフェニル−２・２
′−プロパン及びエピクロルヒドリンから生成されたエ
ポキシ当量１８５のエポキシド化合物３７０部を溶解し
、攪拌し乍ら４０℃４時間維持し、酢酸添加しＰＨ６に
し更に水で樹脂量３０％になる様希釈した液５０部と、
水５部で普通ポルトランドセメント２５部を湿潤せしめ
たものと、更に細砂（０，８１１！ＩＥ以下）３０部、
粗砂（５ｍｍ以下）３０部とを混練して本発明の組成物
を得た。

この組成物を２８日間室温にて養生し、更に１５０℃、
１０分間加熱処理した。

か〜る処理したコンクリートの物性は第１表の通りであ
った。

但し、加熱処理前の特性は表情の約８割を示した。

実施例 ２ 重量部で４８７部アセトン中にテトラエチレンペンタミ
ン１５０部と４・４′−ジヒドロキシジフェニル−２・
２′−プロパン及びエピクロルヒドリンから生成された
エポキシ当量４８７のエポキシド化合物４８７部を溶解
し、３０℃室温中に約１８時間放置後酢酸をＰＨ７にな
るまで添加、更に樹脂量３０％になる採水で希釈した液
５０部に、３５部の普通ポルトランドセメントを１０部
の水で湿潤したものと、細砂３０部、粗砂３０部を混練
して本発明の組成物を得た。

これを２８日間室温にて養生した後、１５０℃１０分間
加熱処理した。

か〜る処理後のコンクリートの主な物性は第１表に示す
通りであった。

但し、加熱処理前の物性は表に示す値の約８割であった
。

実施例 ３ 重量部で２００部のアセトン中にエチレンジアミン３０
部、４・４−ジヒドロキシジフェニル−２・２−プロパ
ンとエピクロルヒドリンから生成されたエポキシ当量１
８５のエポキシド化合物３７０部を溶解し、３０℃室温
中に約１８時間放置後、酢酸を添加しＰＨ６にし、更に
水で樹脂量８％になる様希釈した液６３部に、１０部の
水で普通ポルトランドセメント３５部を湿潤せしめたも
のを添加、更に細砂３０部、粗砂３０部を混練して本発
明の組成物を得た。

これを２８日間養生した後１５０℃、１０分間加熱処理
した。

か〜る処理したコンクリートの主な物性は第１表に示す
通りであった。

但し、加熱処理前の物性は表の値の約９開栓度のもので
あった。

比較例 １ 重量部で普通ポルトランドセメント４０部、水６０部、
細砂３０部および粗砂３０部を混練し、２８日間室温に
て養生した。

か〜るコンクリートの物性は第１表に示す通りであった
。

′比較例 ２ 重量部でペンタエチレンへキサ５７５８部と実施例で用
いたエポキシド化合物３７０部を混練直後の液２０部に
、炭酸カルシウム２０部、細砂３０部および粗砂３０部
を混練２日間室温放置により硬化促進した。

か〜るレジンコンクリートの主な物性は第１表に示す如
くであった。

以上説明の如く本発明は、従来のセメントコンクリート
同様の水分除去の必要のない簡便な取扱いができ、これ
を可及的硬化促進することによりレジンコンクリートに
はｇ近いあるいは、セメントとレジン両コンクリート間
の必要に応じた高い物性を安価なコストで自由に選択出
来る極めて有用なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エポキシ当量１７０〜１０００であり、分子中に２
   個以上のオキシラン基を有する１・２−エポキシド化合
   物と窒素原子と結合した活性水素を少（とも１個有する
   水溶性ポリアミン化合物とを、エポキシド化合物中のオ
   キシラン基１個に対して水溶性ポリアミン化合物中の活
   性水素が＋側以上となる様な割合で両者を反応させて、
   一部オキシラン基が未反応のまま残っている状態で更に
   酸を附加して誘導された硬化型水溶性乃至水分散性アミ
   ン・エポキシド酸性塩液と、水湿潤直後の水硬性セメン
   トと、フィラーあるいは骨材とを混合してなるコンクリ
   ート用組成物。