JPS5950622B2

JPS5950622B2 - ポリマ−含浸コンクリ−ト製品の製造法

Info

Publication number: JPS5950622B2
Application number: JP7658382A
Authority: JP
Inventors: 寛次郎石崎; 晃浅見; 成一小沢
Original assignee: Chichibu Semento Kk; OZAWA KONKURIITO KOGYO KK
Current assignee: Chichibu Semento Kk; OZAWA KONKURIITO KOGYO KK
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1984-12-10
Also published as: JPS58194786A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はコンクリート製品の微細空隙部に重合性モノマ
ーを含浸させ、加熱重合によりポリマーとコンクリート
とを一体化させ、コンクリート製品の強度、耐久性等の
諸性質を格段に向上させるポリマー含浸コンクリート製
品の製造法に関するものである。

この発明におけるコンクリート製品とは、結合材として
セメントを用いたセメントペースト、モルタル、コンク
リート等から成る製品、石膏や石灰を用いた製品、スラ
グやフライアッシュを用いた製品等を含む。

またこれらコンクリート製品は鉄筋、ＰＣ鋼棒、鉄骨ス
チールファイバー、グラスファイバー、カーボンファイ
バー、プラスチックファイバー、調性網（スチールメツ
シュ）、グラスメツシュ、カーボンメツシュ、プラスチ
ックメツシュ等で補強したり、又、減水剤、空気連行剤
（ＡＥ剤）、膨張剤、遅延剤、急結剤等のコンクリート
用混和剤を混入したものであってもよい。

公知のように、コンクリート製品の微細空隙部に重合性
モノマーを含浸させ、加熱または放射線照射によって重
合性モノマーを重合させ、重合したポリマーとコンクリ
ート成分とを一体化させたポリマー含浸コンクリート製
品（以下ＰＩＣと略す）は、ポリマーを含浸させないコ
ンクリート製品（基材コンクリ−１−と略す）にくらべ
て圧縮、曲げ、引張等の諸強度が著しく増大し、また耐
薬品性、耐凍結融解性、耐摩耗性等の物理的特性が著し
く向上する。

ＰＩＣの製造工程はまず、一般の方法によりコンクリー
ト製品を成形し、その後十分に硬化した基材コンクリー
ト製品を強制乾燥してコンクリート製品中の水分を排除
する。

次に密閉容器の中で真空状態にし、基材コンクリート製
品中の微細空隙部に含まれている空気を排除する。

基材コンクリート製品を乾燥、真空脱気する目的は、モ
ノマーの含浸スペースを確保するため、モノマーの含浸
速度を速かにして含浸所要時間を短縮するため、コンク
リート製品とポリマーとの接着性を高めるため、重合時
に微細空隙部中の水分による蒸気圧の上昇や空気の熱膨
張によってモノマーが発散、損失するのを防止するため
等である。

上記のようにして真空脱気後の基材コンクリート製品は
モノマーの中に浸し、常圧あるいは加圧下でモノマーを
微細空隙部に含浸させ、次にモノマーが含浸したコンク
リート製品を加熱あるいは放射線照射によって重合させ
る。

モノマーが重合するとポリマーになるので、上記により
プラスチック成分とコンクリート成分とが一体化したＰ
ＩＣが製造される。

従来からＰＩＣ製造工程の中で一番難しい工程は重合処
理であり、そのために如何にコンクリート製品中からモ
ノマーの発散、損失を無くすとともにコンクリート製品
中の内部まで均一なポリマーを形成させ、しかもより実
際的で簡単な重合を行なうかについて種々の重合方法が
発明されてきた。

例えば放射線照射による重合の場合は、加熱重合法に比
較してモノマーの発散、損失がなく、。

均一な重合を行なうことが出来るが、設備費が高額とな
り、また取扱いが困難であるため実用的であるとは言え
ない。

そこで従来から、簡単な設備で重合が出来る加熱重合法
が種々発明されてきた。

可能な限りモノマーの発散、損失を少なくし、コンクリ
ート製品の内部まで均一なポリマーを形成させるための
加熱重合方法として公知の主なものを掲げると、（１）
製品をポリエチレン等で包み、エアーオーブンの中で加
熱重合させる方法（例えばＣｏｎｃｒｅｔｅＰｏｌｙｍ
ｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ、ＢＮＬ５０１３４［Ｔ
−５０９ｊ＆ＵＳＢＲＧＥＮ、ＲＥＰ、４１．Ｄ
ｅｃｅｍｂｅｒ１９６８）、（２）加熱水の中で重合
させる方法（例えば、特公昭第４９−１６５２７号公報
）、（３）高粘性液体の中で重合させる方法（例えば、
特公昭第５０−３３５０２号公報）等がある。

（１）の方法ではコンクリート製品が大型になったり、
複雑な形状の場合にポリエチレン等でラッピングすると
いうことは１．非常に困難な作業となり実用的ではない
。

又、（３）の方法ではコンクリート製品の表面に高粘性
液体が付着し、これを排除するのに手間がかかるし、又
付着した高粘性液体がむだとなる。

（２）は、加熱水中で重合させる方法であるため、（１
）や（３）のような不便さは無く、簡単で実用的な重合
方法であると言える。

しかしコンクリート製品を収納できる大規模な重合槽が
必要で、また著しく熱源を消費する。

本発明は、モノマーの重合に水を利用することは非常に
安価で実用的であるという点に注目したＰＩＣの重合方
法に関するものである。

即ち熱重合触媒を含むモノマーが含浸しているコンクリ
ート製品の表面に、５０℃〜１００℃に加熱した噴射状
の水を一様に連続して浴びせ、コンクリート製品内部の
含浸モノマーを重合させる方法に関するものである。

ここで噴射状の水とは、第１図のように雨のような状態
（以下シャワー状と言う）の細い練水から、第２のよう
に水道の蛇口から出る水のように太い練水までの水を含
む。

また、噴射状にコンクリート製品に浴びせる流量と勢い
（水圧）は、コンクリート製品表面が一様に連続して噴
射水を浴びせられるならば、シャワー状の水の場合には
霧雨状から騨雨状までの水が使用できる。

また、水道の蛇口から出る水のように太い練水の場合に
も、コンクリート製品表面が一様に連続して噴射水を浴
びせられるならば、流量と勢いの程度の大小に関係なく
使用し得る。

加熱水を利用するという点で本発明と従来の（２）の方
法は類似しているように見えるが、本発明の方がより簡
単な設備で、より効果的に加熱重合が行なえるという点
で著しく異なる。

即ち、（２）の方法では含浸しているコンクリート製品
を、完全に加熱水中に浸せきした状態で重合を行なうた
め、大型の製品や多量の製品を重合させる時には大容積
の重合槽と、多量の水とその多量の水を加熱し、水温を
所定の温度に均一にコントロールするための設備が必要
となり、設備費が高額となる。

また、コンクリート製品からの発散、損失したモノマー
が水を汚し、更にこのモノマーが加熱水中で重合し、重
合物が重合槽内にたまる。

この水を取換えたり、重合槽の底にたまった重合物を取
除くことは、水の量が多くなる程、面倒で費用のかかる
作業になる。

また、加熱水中へ製品を搬入したり、加熱水中から製品
を搬出したりするため、特別の荷役設備が必要となり危
険も多い。

しかし本発明では、加熱水を噴射状にしてコンクリート
製品に浴びせ重合させる方法であるため、大型あるいは
多量のコンクリート製品を完全に水中に浸せきさせるの
に用いる大容積の重合槽は必要とせず、また製品から流
れ落ちた水を再び回収し、所定の温度に加熱し循環させ
て使用するため、コンクリート製品表面に一様に連続し
て浴びせるだけの水量で良い。

従って水中に完全に浸せきする方法にくらべてはるかに
少量の水で良く、そのために水を加熱し、所定の温度に
均一にコントロールする設備もかなり小規模のもので良
く、より簡単で安価な設備ですむ。

また、重合場所への製品の搬入、搬出は噴射水を止めて
行なえるため、通常の荷役設備で行なえる。

更にコンクリート製品中から発散、損失したモノマーに
より水が汚れても、少量の水であるため交換が容易であ
る。

また、噴射状の水を止めれば、水と共に流れ出たプラス
チック重合物を除去することも極めて容易である。

本発明によれば、このように水を噴射状にしてコンクリ
ート製品表面に一様に連続して浴びせることにより、よ
り簡単な設備と低エネルギーで効果的に加熱重合が行な
え、加熱水中に完全に浸せきして行なう重合法にくらべ
て、格段にすぐれた方法と言える。

本発明に使用するモノマーは、一般にＰＩＣの含浸用モ
ノマーとして使用されている液状のビニル系モノマーで
あり、その主なものとして、メチルメタクリレート、ス
チレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル等
がある。

これらのモノマーは、１種又は２種以上を混合して使用
できる。

モノマーには含浸前に予め熱重合触媒を混入しておくと
よい。

この熱重合触媒として主なものをあげると、ベンゾイル
パーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の有機過
酸化物やアゾビスイソブチロニトリル等があり、モノマ
ーに対して０．５〜５重量％溶解して用いる。

また、必要に応じてトリメチロールプロパントリメタク
リレート、グリセロールジメタクリレート等の架橋剤を
１〜４０重量％加えたり、シランカップリング剤を０．
１〜５重量％加えてもよい。

本発明における重合方法を実施する装置について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は加熱水をシャワー状にして噴射し、重合する場
合を示したものである。

噴射水受ざら４の中にセットされている製品支持台８の
上に、モノマーが微細空隙部に含浸しているコンクリー
ト製品１を置く。

受ざら４は鉄トタン、木材、プラスチック等如何なる材
料で出来ていても良く、製品１から流れ落ちた水７を一
時ためておける浅い構造のもので良い。

また、重合を行なう場所の床が、製品１から流れ落ちた
水を回収できる構造のものであれば、受ざら４は用いな
くて良い。

ポンプ１１を作動させると加熱槽５内の加熱水６は吸引
され、パイプ１０の各位置にセットされているシャワー
発生器３から、シャワー状の加熱水２がコンクリート製
品１に浴びせられる。

加熱槽５内の加熱水６は電気ヒーター、油バーナ−、ガ
スバーナー等適宜な方法により、所の温度に加熱されて
いる。

また、第１図で噴射はコンクリート製品１の上方から行
なわれているが、製品１の大きさ、数量、形状によって
は、製品１の横方向や下方向からの噴射を併用しても良
い。

各シャワー発生器３に関連付けたバルブ１３をコントロ
ールすることにより、シャワー状の加熱水２の流量と勢
いを調節できる。

、受ざら４の排水口付近に、ごみ除去用フィルター９を
セットしておくと、コンクリート製品１から洗い流され
た固形物や、コンクリート製品１から発散したモノマー
より生じた重合物等が取除かれる。

受ざら４にたまった水は、ポンプ１１′により加熱槽５
に回収され再使用される。

第２図に示す他の装置はシャワー発生器３の代りに蛇口
１４・・・を使用した場合を示すもので、該蛇口１４を
並列状にしてパイプ１０に多数取付け、各蛇口ごとにバ
ルブ１３を設けて棒状水の流量や流下部を調節できる。

シャワー発生器を蛇口に代えても、該蛇口から流下する
棒状加熱水はコンクリート製品１の表面に十分液するの
で加熱効果があり、微細空隙部に含浸するモノマーを重
合してポリマーとすることができる。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例普通ポルトランドセメント：砂＝１：２、水セメント比
Ｗ／Ｃ＝４０％の配合のモルタルを４×４Ｘ１６ｃｍ
の寸法に成形し、供試体とした。

１養生供試体を成形後１日湿空中に放置し、その後７０℃の温
度で３時間蒸気養生を行なった。

２乾燥蒸気養生終了後脱型し、乾燥器の中に入れ、２００℃の
温度で６時間強制乾燥させた。

３真空、含浸供試体が常温まで冷却した後、密閉容器の中に入れ、ｌ
ｍｍＨｇの真空下で１時間真空脱気し、その後スチレン
：トリメチロールプロパントリメタクリレート：アゾビ
スイソプチロニトリル：シラン−９０：１０：１：
１の配合のプラスチックを容器内に導入し、１０ｋｇ
／ｃｍ２の圧力で２時間加圧含浸させた。

４重合上記のようにして製造した含浸供試体について、次の二
つの重合方法を行ない比較した。

ａ８０℃の加熱水中に完全に浸せきし、５時間重合
させた。

ｂ本発明による８０℃加熱水を噴射状にして供試体の
表面に浴びせ、５時間重合させた。

上記のようにして製造したＰＩＣについて圧縮、曲げ強
度試験を行なった。

尚、参考例として７０℃の温度で３時間蒸気養生をした
だけの供試体（無含浸供試体）の強度試験も行なった。

表−１に実験結果を示す。

加熱水中に完全に浸せきした重合法と、本発明による噴
射状の水を浴びせる重合法との強度を比較すると、圧縮
強度は本発明の方が若干上回っている。

従って、大容積の重合槽を必要としない、重合場所への
特別な荷役設備を必要としない、少量の水を加熱するた
めのエネルギー消費が少ない、少量の水を管理するだけ
で浪いため管理コストが小さい等を加味して考ると、本
発明はより実用的で効果的な重合方法であり、格段にす
ぐれた方法である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施するための装置の実施例を示すもの
で、第１図は一部を欠截した概略正面図、第２図は他の
例の一部の正面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１重合性モノマーが微細空隙部に含浸しているコンク
リート製品に加熱水を噴射状に浴びせ、上記重合性モノ
マーを重合させるようにしたことを特徴とするポリマー
含浸コンクリート製品の製造法。