JPS6126542A - プラスチツクコンクリ−トの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＨＬＢ価が３〜５の非イオン性界面活性剤と、
ビニル単量体と、セメントスラリーとを混合撹拌して、
■勺型エマルジョンとなし、該Ｍ型エマルジョンのビニ
ル単量体を重合させるとともに、セメントを硬化させて
得られるプラスチックコンクリートの製造方法に関する
ものである。

〔従来技術〕

従来、プラスチックコンクリートとしては、骨材、水等
を混練して得られるセメントモルタルに、スチレンブタ
ジェンゴム、ニトリルゴム等のゴムラテックスあるいは
、ポリ酢酸ビニル、エポキ樹脂等の馴型エマルジョンあ
るいはＰＶＡ、ＣＭＣ等の水溶性ポリマーを混入する方
法は良く知られており、この様な方法で得られるプラス
チックコンクリートは防水性に優れ、曲げ強度、引張り
強度、耐衝撃性、耐摩耗性が改善されると言われて（・
る。その細骨材を不飽和ポリエステル樹脂や、エポキシ
樹脂等でかためたレジンコンクリートも知られている。

しかし、これ等は一般に比重が高く、重い事が欠点であ
った。一方、セメントコンクリートを軽量化する方法と
しては、セメントスラリーに軽量骨材を混入する方法と
、発泡剤を用いて気泡をセメントスラリーに導入する方
法が知られている。発泡剤を用いる方法には、界面活性
剤を使用して、セメントスラリーを泡立たせた状態で硬
化させる方法と、アルミ粉末、をセメントスラリーに混
入して、アルミニウムと、セメント成分との化学反応に
よって発生する水素ガスで発泡させる方法が知られてい
る。一般に、発泡剤を用いる方法は、発泡状態のコント
ロールが困難で不均一な発泡状態となる事が大きな欠点
であった。

特に大型物を製造する場合上方部は、下方部よりも粗な
発泡になり密度差が生じやすかった。又、一般に発泡粒
子の径が大きく、外観的にも劣っていた。一方、軽量骨
材を用いる方法によれば、比重が１０以下の軽量コンク
リートを得る事は困難であった。

軽量コンクリートの物理的性能を飛躍的に高める方法と
して、ポリマー含浸コンクリートが提案されている。こ
の方法はビニル単量体を軽量コンクリート基材中に含浸
させて重合−させるのである。

この様な方法で得られたポリマー含浸−コンクリートの
物理的強度は、基材コンクリートの強度よりも著しく、
高くなる。そればかりでなく、弾性特性、耐薬品性、耐
凍結融解性等も改善されるが、この様な方法で得られる
ポリマー含浸コンクリートは、そや生産性において多く
の問題点を有している。即ち、第一に、ポリマー含浸コ
ンクリートの強度を有効に発現させる為には、あらかじ
め含浸基材の含水率を０５％以下に乾燥しておく事が必
要とされる事。第二に放射線の取扱いが必要とされる事
、又加熱重合法によればビニル単量体のロスが大きくな
る為に不経済である事、第三に作業工程が複雑である事
等が挙げられ、これ等の要因は、ポリマー含浸コンクリ
ートの製品コストを引き上げ、その実用化を阻んでいる
。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記の様な諸問題点を解決し、軽量で、高強度のプラス
チックコンクリートを効率良く製造する事を目的として
、検討を行なった結果、発明者等はＩ−Ｉ　Ｌ　Ｂ価が
、３〜５の非イオン性界面活性剤とビニル単量体と、セ
メントスラリーを混合撹拌して、Ｗ１０型エマルジョン
トナし、　該Ｗ１０型エマルジョンのビニル単量体を重
合させるとともに、セメントを硬化させて乾燥させる事
によって軽量で、高強度のプラスチックコンクリートを
効率良く製造する事に成功したのである。本発明の特徴
はプラスチックコンクリートの製造において、Ｗ１０型
エマルジョンを利用するという従来にないまったく新規
な方法を見い出し、セメントコンクリートの軽量化及び
、ビニル重合体の導入による物性改善とを一挙に成し遂
げた点にある。

本発明において、Ｗ１０型エマルジョンを製造するには
、ＨＬ　Ｂ価が３〜５の非イオン性界面活性剤をビニル
単量体に溶解したものに、セメントスラリーを加えて撹
拌する事によるのである。

該Ｗ／Ｏ型エマルジョンを製造するのに用（・られるＨ
ＬＢ価が３〜５の非イオン性界面活性剤としては、例え
ばソルビタンセスキオレエート、グリセロールモノステ
アレート、ソルビタンモノオレエート、ジエチレングリ
コールモノオレエート、ジエチレングリコールモノステ
アレート、ソルビタンモノステアレート等が挙げられる
が、単独で用いる場合はソルビタンモノオレエートが望
ましい。又望ましいＨＬＢ価になる様にこれ等を二種以
上混合して用いても良い。ＨＬＢ価が３より低い値の非
イオン性界面活性剤を用（・ると、■勺型エマルジョン
を製造するのが困難であり、）（Ｌ　Ｂ価が５を越える
と、良好な成形物を得る事ができない。該界面活性剤の
使用量については特に制限はないが、ビニルモノマー１
００重量部に対して５〜１００重量部が適当である。

該Ｗ／Ｏ型エマルジョンを製造するのに用いられるビニ
ル単量体としては常温で液体の非水溶性のものが望まし
い。例えば、スチレン、αメチルスチレン、アクリル酸
エステル、メ、タクリル酸エステル、アクリロニトリル
、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールのアクリル
酸又はジメタクリル酸エステル、多価アルコールのアク
リル酸又はメタクリル酸エステル等が挙げられる。これ
等は単独で使用しても良いし、二種以上混合して使用し
ても良（・。得られるビニル重合物の耐熱性や、物性を
向上させる目的で、例えばエチレングリコールジメタク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
等のジビニル化合物や、トリビニル化合物を併用するの
が一般に好ましい。

セメントスラリーを製造する為に用いられるセメントと
しては、特に制限はないが、ボルトランドセメント、高
炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント
、マグネシアセメント、アルミナセメント等が挙げられ
る。セメントスラリーは、セメントと水とを良く混和し
て製造される。

セメントと水との重量比は、特に制限はないが、１００
　：　４０〜１００：５００程度が望ましい。

この様にして得られたＷ１０型エマルジョンを重合させ
て硬化するのであるが、ビニル単量体を重合硬化させる
には通常、重合触媒を用いる。重合触媒としてはラジカ
ル形成剤、又はレドックス触媒であれば良し・。重合温
度は、室温〜１００℃であれば特に制限はない。１００
℃以上で重合させる場合は水の沸騰を防止する為に、高
圧下で重合する事が望ましい。

本発明においては、前記の如くしてビニル単量体を重合
させるとともにさらにセメントを硬化させるのであるが
、セメントの硬化方法については通常のセメントの硬化
方法と同様である。セメントを効率良く硬化させるには
、飽和水蒸気中で、加温すれば良い。又必要に応じて、
超早強セメントや急結剤を用いても良い。

以上の様な方法で、ビニル単量体を重合させかつ、セメ
ントを硬化させた後、乾燥して水分を揮散させて、軽量
プラスチックコンクリートを得るのであるが、用途によ
っては、乾燥せずに含水硬化物としても使用する事がη
きる。

〔作用効果〕

本発明、の方法で得られる軽量プラスチックコンクリー
トのもつとも大きな特徴は、発泡構造が微細でかつ均一
な事である。その為、外観は通常のセメントコンクリー
トと同等で、なめらかな表面状態を有している。又大き
な成形物を製造しても、上方と下方との間に密度差が生
じる事はない。これは発泡セル中に水が満されている為
である。本発明の第二の特徴は、セメントに添加する水
の量によって、比重を任意に設定する事ができる点であ
る。すなわち、セメントスラリーを製造する際に、セメ
ントに対して混入する水の量を多くするに従檗、得られ
るプラスチックコンクリートの比重は低くなり、水の量
を減らすに従い比重は高くなる。本発明の第三の特徴は
、形成されたＷ１０型エマルジョンに有機や無機の繊維
、充填剤、軽量骨材等を容易に混入する事ができる点に
ある。特に有機繊維を混入する事によって、高強度の軽
量プラスチックコンクリートの製造が可能である。

本発明の第四の特徴は、型枠を用いて注型したり、ある
いは、押出機等を用いて押出成型する事によって様々な
形状の成形物や板状物を得る事ができる点にある。本発
明の第五の特徴は、得られた軽量プラスチックコンクリ
ートが、切断、切削釘打等、加工性に優れている点にあ
る。　　　′以上の如く、本発明によって得られるプラ
スチックコンクリートは様々な特性を有しており、工業
的に見ても、極めて有用な素材である。以下実施例にて
本発明を具体的に説明する。

実施例１ スチレン（以下Ｓｔと略記する）９０重量部、トリメチ
ロールプロパントリメタクリレート（以下’Ｉ’ＭＰＴ
と略記する）１０重量部に、ソルビタモノオレエート５
０重量部を溶解させてビニルモノマー溶液とし、これに
１５００重量部のポルトランドセメントと、２１００重
量部の水を混合して得られたセメントスラリー３７０重
量部を混合して撹拌スルト、粘稠なＶＯ型エマルジョン
が形成された。

とれに重合開始剤として、トブチ化パーオキシベンゾエ
ートを４５重量部加えてよく混合撹拌した後、型枠に仕
込み、６０℃で２０時間重合させた後脱型し、６０℃、
１００％ＲＨの恒温恒湿室で７日間養生してセメントを
硬化させた。得られた含水硬化物を乾燥すると、比重が
０，８の軽量プラスチックコンクリートが得られた。こ
の軽量プラスチックコンクリートの外観は、均一で、セ
メントコンクリート硬化物とほとんどかわりがなかった
。又、のこ引き、切削加工が容易に行なえた。

実施例２゜ Ｓｔ、　９０重量部、ＴＭＰＴ　１．０重量部に、ソル
ビタンモノオレエート２５重量部を溶解させてビニルモ
ノマー溶液とし、これに１２５０重量部のポルトランド
セメントと２５００重量部の水とを混合して得られたセ
メントスラリー３７５０重量部を混合撹拌すると、粘稠
なＷ１０型エマルジョンが形成された。これに重合開始
剤として、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートを３．４
重量部加えてよく混合撹拌した後、型枠に仕込み、６０
℃で２０時間重合させた後脱型し、６０°Ｃ，Ｚｏｏ％
Ｒ，Ｈの恒温恒湿室で７日間養生して、セメントを硬化
させた。得られた含水硬化物を乾燥すると、比重が０５
６の軽量プラスチックコンクリートが得られた。この軽
量プラスチックコンクリートの外観は均一で、通常のセ
メントコンクリート硬化物とほとんどかわりがなかった
。又、のこ引き、切削加工が容易に行なえた。

実施例３ Ｓｔ９０重量部、ＴＭＰＴ　１０重量部に、ソルビタン
モノオレエート５０重量部を溶解させてビニルモノマー
溶液とし、これに１５００重量部のポルトランドセメン
トと、３０００重量部の水を混合して得られたセメント
スラ！Ｊ−４５００重量部を混合して撹拌すると、粘稠
なＷ１０型エマルジョンが形成された。これに長さ６關
、太さが１８μｍのポリアクリロニトリル繊維４７重量
部を良く混合分散させ、重合開始剤として、ｔ−ブチル
パーオキシイソブチレートを６重量部加えて混合撹拌し
た後、型枠に仕込み、６０℃で２０時間重合させた後脱
型し、６０℃１００％ＲＨの恒温恒湿室で７日間養生し
てセメントを硬化させた。得られた含水硬化物を乾燥す
ると、比重が０５９の軽量プラスチックコンクリートが
得られた。この軽量プラスチックコンクリートの外観は
均一で、のこ引き、切削加工、釘打が容易に行なえた。

実施例４ Ｓｔ　６０重量部とメチルメタクリレート３０重量部、
ＴＭＰＴ　１０重量部にソルビタンモノオレエート５０
重量部を溶解させ、ビニルモノマー溶液とし、これに６
００重量部のポルトランドセメントと、１２００重量部
の水とを混合して得られる七メン・トスラリ−を混合撹
拌すると、粘稠なＷ／Ｏ型エマルジョンが形成された。

これに重合開始剤としてｔ−プチルパオキシベンゾエー
トを４５重量部を添加し、よく混合撹拌した後、型枠に
仕込み６０℃で２０時間重合させた後、脱型し６０℃１
００％ＲＩ−１の恒温恒湿室で７日間養生硬化させて、
乾燥したところ比重が０．５６の軽量プラスチックコン
クリートが得られた。この軽量プラスチックコンクリー
トの外観は均一で、のこ引き切削加工が容易に行なえた
。

比較例１ ポルトランドセメント１００重量部、水２７３重量部を
混合して得られたセメントスラリーに、軽量骨材として
パーライト粒を１０９重量部混合して６０℃、１００％
Ｒ，Ｈの恒温恒湿室で７日間養生硬化させた後、乾燥し
て比重が０．５５の軽量コンクリートを得た。

比較例２ ポルトランドセメント１００重量部、水４０重量部に、
スチレンビーズ２４重量部を混合して６０’Ｃ１００％
　ＲＨの恒温恒湿室で７日間養生硬化させた後、乾燥し
て、比重が０，５０の軽量コンクリートを得た。

表１に、実施例、比較例で得られた軽量コンクリートの
物性を示した。

表１．軽量コンクリートの物性 手　続　補　正　書　（自発補正） 昭和６０年４月１７日 特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿 １、事件の表示　　　特願昭５９−１ｊ５２６７号２、
発明の名称　　　プラスチックコンクリートの製造方法
３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　香川県丸亀市中津町１５１５番地名　称　　
大倉工業株式会社 ４、代理人 明細書 ６、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＨＬＢ価が３〜５の非イオン性界面活性剤と、ビニル単
   量体と、セメントスラリーとを混合撹拌して、Ｗ／Ｏ型
   エマルジョンとなし、該Ｗ／Ｏ型エマルジョンのビニル
   単量体を重合させるとともに、セメントを硬化させて得
   られるプラスチックコンクリートの製造方法。