JPS6149261B2 - - Google Patents

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JPS6149261B2
JPS6149261B2 JP17307180A JP17307180A JPS6149261B2 JP S6149261 B2 JPS6149261 B2 JP S6149261B2 JP 17307180 A JP17307180 A JP 17307180A JP 17307180 A JP17307180 A JP 17307180A JP S6149261 B2 JPS6149261 B2 JP S6149261B2
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JP
Japan
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binder
concrete
weight
mixture
polyester
Prior art date
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Application number
JP17307180A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5795867A (en
Inventor
Efu Torento Peetaa
Sharurubowa Reimon
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PURASUTEIBITON KANADA Inc
Original Assignee
PURASUTEIBITON KANADA Inc
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Publication date
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Publication of JPS6149261B2 publication Critical patent/JPS6149261B2/ja
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリマーコンクリートに関し、更に詳
しくは非常に低いポリマー結合剤レベルを有する
ポリマーコンクリートの製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to polymer concrete, and more particularly to a method for making polymer concrete having very low polymer binder levels.

合成有機結合剤を使用して製造されたコンクリ
ートは公知である。これらの非水硬性コンクリー
トは、一度結合剤が硬化し、無機成分と融合して
剛体になると、優秀な特性を有する。これらは、
強度、耐水性、耐薬品性又は硬化速度が所望され
る建築、土木又は現場打込み用のプレキヤスト
エレメントの生産に使用されている。使用される
結合剤は接触された(catalyzed)モノマー成分
又は樹脂成分であり、該結合剤を無機材料と混合
して重合又は硬化を達成する種々の方法が知られ
ている。
Concrete produced using synthetic organic binders is known. These non-hydraulic concretes have excellent properties once the binder has hardened and fused with the inorganic components to form a rigid body. these are,
Precast for construction, civil engineering or site casting where strength, water resistance, chemical resistance or curing speed is desired.
Used in the production of elements. The binder used is a catalyzed monomeric or resinous component, and various methods are known for mixing the binder with inorganic materials to achieve polymerization or curing.

ポリマー結合されたコンクリート(以下ポリマ
ー結合コンクリートと記す)は、現在のところ良
く知られているが、それらの多くには使用する際
いくつかの欠点がある。これらの欠点の主なもの
として、コストが高い、弾性モジユラスが低い、
耐火性が乏しい、建築目的用としては達成し得る
表面効果に限界がある、硬化の際の収縮が大きく
その結果巻縮みや割れが生じる。硬化の際の発熱
反応が高く内部応力を生起し得る、使用される液
体相の粘性特性により加工しにくい場合がある、
等があげられる。このような欠点は、低い圧縮強
さ、低い抗張力、多い耐摩耗性、及び衝撃に対す
る乏しい感度等の他の重大な問題を引き起こすこ
となしに、有機結合剤成分を、コンクリートの約
10〜15重量%以下のレベルにおさえることが、特
に大型構造物の場合、下可能であることに起因す
る。ポリマーコンクリートのある種の製造法の中
で低レベルの結合剤成分が開示されているが、し
かし乍らこの場合他の不利益が伴う。例えば、こ
のような製造法のいくつかは、道路の修復などの
限られた範囲にしか適用されてない。
Although polymer-bonded concretes (hereinafter referred to as polymer-bonded concretes) are currently well known, many of them have several drawbacks in their use. The main of these disadvantages are high cost, low elastic modulus,
It has poor fire resistance, has limited achievable surface effects for architectural purposes, and exhibits high shrinkage during curing, resulting in crimping and cracking. Highly exothermic reaction during curing, which can generate internal stresses; May be difficult to process due to the viscous properties of the liquid phase used;
etc. can be mentioned. Such drawbacks are that organic binder components can be added to concrete without causing other serious problems such as low compressive strength, low tensile strength, high abrasion resistance, and poor sensitivity to impact.
This is due to the fact that it is possible to suppress the content to a level of 10 to 15% by weight or less, especially in the case of large structures. Low levels of binder content have been disclosed in certain methods of making polymeric concrete, however, other disadvantages are associated with this. For example, some of these manufacturing methods have limited application, such as road repair.

また、あるものは製造法が複雑で、商業的には
歓迎されない特殊な条件に限られている。
Additionally, some have complex manufacturing methods and are limited to special conditions that are not commercially acceptable.

本発明により、結合剤レベルが非常に低い強力
なポリマー結合コンクリートが、簡単且つ効率的
な特定の方法によつて達成し得るということが知
見された。該方法は、例えば、組成物の6.7重量
%の結合剤レベルにおいて5.33m(171/2フイー
ト)2.13m(7フイート)×2.54cm(1インチ)
(厚さ)の湾曲したプレキヤストパネルを製造す
るなど、非常に大型のポリマーコンクリート成形
物にも適用し得るので、広い適用範囲を有する。
According to the present invention, it has been found that strong polymer bonded concrete with very low binder levels can be achieved by a specific method that is simple and efficient. The method can be used, for example, at a binder level of 6.7% by weight of the composition.
It has a wide range of applications as it can also be applied to very large polymer concrete moldings, such as manufacturing curved precast panels of (thickness).

本方法は特殊な成分と非常に特殊な一連の段階
を利用するものである。
The method utilizes special ingredients and a very specific sequence of steps.

一般に本方法は、ある種のモノマー材料を無機
成分及び重合開始剤と混合し、そして硬化工程と
して重合を起こさせる段階を含む。
Generally, the method involves mixing certain monomeric materials with inorganic components and a polymerization initiator and allowing polymerization to occur as a curing step.

液体相の粘度が低いため、5〜10重量%、そし
て3重量%という低い結合剤レベルを得るのに十
分な量の砂、述填物、及び骨材の混入が可能であ
る。混合された成分に強力な振動を与えることに
より、固形物を最密に充填させそして硬化工程の
最中又はその前に成分を分離させることによつ
て、結合材料を適切に分布させることができ、そ
の結果高強度のコンクリート製品が得られる。
The low viscosity of the liquid phase allows for the incorporation of sand, filler, and aggregate in amounts sufficient to obtain binder levels of 5-10% by weight and as low as 3% by weight. By applying strong vibrations to the mixed components, proper distribution of the bonding material can be achieved by closely packing the solids and separating the components during or before the curing process. , resulting in a high-strength concrete product.

概略的に述べると、本発明により提供されるポ
リマーコンクリートは砂、石又は砂利、又はこれ
らの混合物からなる骨材と、コンクリートの約3
〜10重量%の有機結合剤とから成る、高強度特性
を有するポリマーコンクリートが提供され、該有
機結合剤は(a)スチレン、スチレン誘導体、アクリ
ル酸又はメタクリル酸のC1-8アルキルエステル及
びジビニルベンゼンの群から選ばれた1種又は2
種以上のα・β−エチレン不飽和モノマー、又は
(b)該モノマー中の不飽和ポリエステルの低粘性溶
液、から現場にて形成されるポリマーから成り、
ここで該溶液は該ポリエステルの橋かけに必要な
量より過剰の量のモノマーを含む。
Generally speaking, the polymeric concrete provided by the present invention comprises an aggregate consisting of sand, stone or gravel, or a mixture thereof, and about 30% of the concrete.
Polymeric concrete with high strength properties is provided, comprising ~10% by weight of an organic binder, the organic binder comprising (a) styrene, styrene derivatives, C 1-8 alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, and divinyl. One or two selected from the group of benzene
one or more α/β-ethylenically unsaturated monomers, or
(b) consisting of a polymer formed in situ from a low viscosity solution of an unsaturated polyester in said monomer;
The solution here contains an amount of monomer in excess of that required for crosslinking the polyester.

本発明は、以下の製造段階を特徴とする、結合
剤含有量が10重量%より低いポリマー結合コンク
リートの製造方法を提供する。
The invention provides a method for producing polymer bonded concrete with a binder content of less than 10% by weight, characterized by the following production steps:

(1) 砂、石又は砂利、又はこれらの混合物からな
る骨材と結合剤成分とを混合して、骨材と結合
剤成分との混合物を形成する混合段階。ここで
該結合剤成分は、 (a) スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸又
はメタクリル酸のC1-8アルキルエステル、又
はジビニルベンゼンから成る群のいずれか1
種又は2種以上のα・β−エチレン不飽和モ
ノマー、もしくは該モノマーの1種又は2種
以上に溶解した不飽和ポリエステル(ここ
で、モノマー及びポリエステルから成る該溶
液は、低粘性で、橋かけに必要とされる量よ
り過剰量のモノマーを含む)、および (b) 遊離基重合開始剤; (2) 該混合物の成形(casting)段階; (3) 該混合物に強力な振動を与える段階; (4) 該モノマーを重合させそして硬化させて、ポ
リマー結合コンクリートを生成する段階。
(1) A mixing step in which aggregate consisting of sand, stone, or gravel, or a mixture thereof, is mixed with a binder component to form a mixture of aggregate and binder component. wherein the binder component is any member of the group consisting of (a) styrene, styrene derivatives, C 1-8 alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, or divinylbenzene;
a species or two or more α,β-ethylenically unsaturated monomers, or an unsaturated polyester dissolved in one or more of the monomers, where the solution of monomers and polyester is of low viscosity and (b) a free radical polymerization initiator; (2) casting the mixture; (3) subjecting the mixture to intense vibration; (4) polymerizing and curing the monomer to produce polymer bonded concrete.

特に、本発明は、以下の段階を特徴とする有機
結合性材料の含有量が3乃至10%未満のポリマー
結合コンクリートの製造方法を提供する: (1) 砂、石又は砂利、又はそれらの混合物からな
る骨材を下記の結合剤成分と混合して、骨材と
結合剤成分との混合物を形成する段階、 (a) スチレンモノマーに溶解された不飽和ポリ
エステル樹脂、ここで該結合剤溶液は低粘度
で、ポリエステルの橋かけに必要な量より過
剰量の追加のモノマーを含み、該追加のモノ
マーはスチレン、メタクリル酸メチル及びア
クリル酸ブチルからなる群から選択される、 (b) 遊離基重合開始剤; (2) 該混合を成形する段階; (3) 該混合物に強力な振動を与える段階;及び (4) 加熱により該モノマーを重合させて、ポリマ
ー結合コンクリートを生成する段階。
In particular, the invention provides a method for producing polymer-bonded concrete with a content of from 3 to less than 10% of organic binder materials, characterized by the following steps: (1) sand, stone or gravel, or a mixture thereof; mixing an aggregate consisting of: (a) an unsaturated polyester resin dissolved in styrene monomer with a binder component to form a mixture of aggregate and binder component; having a low viscosity and comprising an additional monomer in excess of that required for crosslinking the polyester, said additional monomer being selected from the group consisting of styrene, methyl methacrylate and butyl acrylate; (b) free radical polymerization; an initiator; (2) shaping the mixture; (3) subjecting the mixture to intense vibration; and (4) polymerizing the monomers by heating to produce polymer-bonded concrete.

また、本発明は、有機結合性材料の含有量が3
乃至7%未満であるポリマー結合コンクリートの
以下の段階から成る製造法を提供する: (1) 砂、石又は砂利、又はそれらの混合物からな
る骨材と下記の結合剤成分とを混合して、骨材
と結合剤成分との混合物を形成する段階、 (a) メタクリル酸メチルモノマー、及び (b) 遊離基重合開始剤; (2) 該混合を成形する段階; (3) 該混合物に強力な振動を付与える段階;及び (4) 加熱により該モノマーを重合させて、ポリマ
ー結合コンクリートを生成する段階。
Further, the present invention provides a method in which the content of the organic bonding material is 3.
7% to less than 7% polymer-bonded concrete comprising the following steps: (1) mixing an aggregate consisting of sand, stone or gravel, or a mixture thereof, with a binder component as follows: forming a mixture of aggregate and binder components; (a) methyl methacrylate monomer; and (b) a free radical polymerization initiator; (2) shaping the mixture; and (4) polymerizing the monomers by heating to produce polymer bonded concrete.

モノマーを使用して、現場で重合する場合、高
度の収縮が起きることが予想されるであろう。何
故なら、例えば、結合剤としてポリエステル樹脂
を単独で使用した場合、それが硬化中に収縮する
よりも、使用するモノマーが重合する時に起きる
収縮の方が、その性質上ずつと大きいからであ
る。例えばメタクリル酸メチルが重合してポリ
(メチルメタクリレート)になる際の収縮率は20
〜22%である。しかしながら、実際には、本発明
の方法を使用した場合、コンクリートの伸縮は、
樹脂と骨材から製造される従来のポリマー結合コ
ンクリートの製造中に起きる伸縮より小さい。更
に、通常高樹脂コンクリートの硬化により発生す
る発熱に関連して起きる応力割れも無い。また本
発明のコンクリートは、1.27cm(1/2インチ)と
いう薄い型枠中で成形することが可能であり、水
硬性コンクリートよりも良好に成形し得る。更
に、標準的コンクリート混合及び打込み
(placing)装置を使用し得る。
When using monomers to polymerize in situ, one would expect a high degree of shrinkage to occur. This is because, for example, when a polyester resin is used alone as a binder, the shrinkage that occurs when the monomer used is polymerized is larger than the shrinkage of the polyester resin during curing. For example, the shrinkage rate when methyl methacrylate polymerizes to poly(methyl methacrylate) is 20
~22%. However, in reality, when using the method of the present invention, the expansion and contraction of concrete is
less than the expansion and contraction that occurs during the manufacture of conventional polymer-bonded concrete made from resin and aggregate. Additionally, there is no stress cracking associated with the heat generation that normally occurs when high resin concrete hardens. The concrete of the present invention can also be formed in forms as thin as 1/2 inch (1.27 cm) and can be formed better than hydraulic concrete. Additionally, standard concrete mixing and placing equipment may be used.

本発明に基づくコンクリート中に使用し得る結
合剤の削減されたレベルにより、コンクリートの
総費用を、その力学的特性になんらの不都合な影
響を与えることなく、しばしば半減し得る。例え
ば、スチレンに溶解された不飽和ポリエステル/
スチレン(72:28)3.5重量%;メタクリル酸メ
チル3.1%;開始剤0.08%;等級づけされたシリ
カ充填物、砂及び骨材93%を含む配合物は、たわ
み強さ2750psi、圧縮強さ13500psiを有し、0.1%
の水分しか吸収しないため、殆んど特性の低下な
しに、少なくとも2500回の凍結解氷に対する抵抗
力を有するコンクリートを提供した。6.6×106
いう弾性率は、従来のポリエステル結合コンクリ
ートの少なくとも2倍である。高い弾性率は、特
に、平板の弾性率が高ければ高い程、その平板が
カバーし得る支柱間の距離が大きくなるので、平
板のような大型の構造材にとつて重要である。耐
候性も改良されており、上記のようなコンクリー
トは、ウエザーオメータに2500時間入れた後も外
見が変化しなかつた。更に、このようなポリマー
コンクリートは、熱による線膨張及び収縮が例え
ば6.5×10-6/〓というように、従来の水硬コン
クリート又は鋼に匹敵し得る。
Due to the reduced level of binder that can be used in concrete according to the invention, the total cost of concrete can often be halved without any adverse effect on its mechanical properties. For example, unsaturated polyester dissolved in styrene/
The formulation contains 3.5% by weight styrene (72:28); 3.1% methyl methacrylate; 0.08% initiator; 93% graded silica filler, sand and aggregate with a flexural strength of 2750 psi and a compressive strength of 13500 psi has 0.1%
of water, thereby providing a concrete that can withstand at least 2500 freeze-thaw cycles with little loss of properties. The elastic modulus of 6.6×10 6 is at least twice that of conventional polyester bonded concrete. A high modulus of elasticity is particularly important for large structural members such as plates, since the higher the elastic modulus of the plate, the greater the distance between the struts that the plate can cover. Weather resistance has also been improved, with concrete like the one shown above remaining unchanged in appearance after 2,500 hours in the Weather Ometer. Furthermore, such polymer concrete can have thermal linear expansion and contraction comparable to conventional hydraulic concrete or steel, for example 6.5×10 −6 /〓.

一方、高い結合剤レベルを有する従来のポリマ
ーコンクリートの線膨張及び収縮は、上記値の2
倍にもなる。
On the other hand, the linear expansion and contraction of conventional polymer concrete with high binder levels is 2
It will double.

ポリマー結合コンクリート中、結合剤が唯一の
可燃性成分であり、本発明に基づいてこの結合剤
成分がかなり消減されているため、耐火性も非常
に向上した。
Since the binder is the only combustible component in polymer-bonded concrete and this binder component is considerably reduced according to the invention, the fire resistance is also greatly improved.

更に、従来の小寸法の充填物にわつてある種の
材料を使用すると、以下に述べるように耐火特性
がいつそう改良される。
Additionally, the use of certain materials over conventional small size fills significantly improves fire resistance properties, as discussed below.

本発明の製造方法に使用し得る骨材は、通常水
硬性結合剤と共にコンクリート製造に使用される
砂、石及び砂利である。該骨材はふるいにかけた
り、又は粉砕し得るが、微細物があまり多すぎな
い方が好ましい。
Aggregates that can be used in the production method of the invention are sand, stone and gravel, which are usually used in concrete production with hydraulic binders. The aggregate may be sieved or ground, but preferably it does not contain too much fines.

粉砕固体である充填物を、骨材の粒径より小さ
な粒径の粒状材料として、実際の骨材に加え得
る。シリカは安価で、孔も少なく、比較的硬いた
め、使用するのが有利である。適当なタイプのシ
リカとして、例えばシリカ粉末及びオツタワ
(Ottawa)シリカがある。使用し得る充填物とし
ては、処理された炭化カルシウム、又は未処理の
炭化カルシウムなどがある。使用される充填物又
は増量剤の割合は、水硬性セメント及びモルタル
の製造に使用される方法と同様の方法により、所
定の骨材に対して決定される。所定の骨材に対す
る該決定は、対象の結合剤組成物系中の骨材及び
増量剤の種々の割合をテストすることにより行
う。選択される増量剤の量は、実質上、最大の圧
縮及びたわみ抵抗に対応する量となるであろう。
上記充填物は制限的なものでなく、コンクリート
製造技術におけるすべての公知の充填物を使用し
得る。
The filler, which is a ground solid, may be added to the actual aggregate as particulate material with a particle size smaller than that of the aggregate. Silica is advantageous to use because it is inexpensive, has few pores, and is relatively hard. Suitable types of silica include, for example, silica powder and Ottawa silica. Fillers that may be used include treated or untreated calcium carbide. The proportion of fillers or extenders used is determined for a given aggregate by methods similar to those used in the manufacture of hydraulic cements and mortars. This determination for a given aggregate is made by testing various proportions of aggregate and filler in the subject binder composition system. The amount of filler selected will be that amount corresponding to substantially maximum compression and deflection resistance.
The above-mentioned fillings are not restrictive; all known fillings in concrete manufacturing technology can be used.

その他の材料、例えば二酸化チタン又は酸化鉄
又は顔料用のその他の材料も添加し得る。
Other materials may also be added, such as titanium dioxide or iron oxide or other materials for pigments.

比較的小さい粒径の充填物(例えば44〜220ミ
クロン)の代わりにある種の化合物を使用するこ
とによつて、製品の防火性が非常に増大され、使
用される結合剤の量の削減により達成される防火
性以上に向上することが知見された。
By using certain compounds instead of relatively small particle size fillers (e.g. 44-220 microns), the fire protection of the product is greatly increased, and by reducing the amount of binder used. It was found that the fire resistance was improved more than the achieved fire resistance.

これらの化合物は、例えばアルミナ3水和物、
アルミン酸三カルシウム6水和物、及びホウ酸亜
鉛のように、高温にて結晶水を放出するあらゆる
粉末物質であり得る。最大の防火性を提供するの
に必要とされる、このような材料の量は、一般的
に使用される樹脂結合剤の量の約2倍である。
These compounds include, for example, alumina trihydrate,
It can be any powdered material that releases water of crystallization at high temperatures, such as tricalcium aluminate hexahydrate, and zinc borate. The amount of such material required to provide maximum fire protection is approximately twice the amount of commonly used resin binders.

このように、従来のポリマーコンクリートにお
いてはこれらの材料を禁止量以上に使用しなけれ
ばならないが、本発明に基づくポリマー結合剤含
有量の低いコンクリートでは、最大の防火性を得
るのに必要な防火性化合物の量が、樹脂結合剤の
量と対応して削減されている。
Thus, whereas in conventional polymer concretes these materials must be used in excess of prohibited amounts, concretes with low polymer binder content according to the present invention provide the necessary fire protection for maximum fire protection. The amount of chemical compound is reduced correspondingly to the amount of resin binder.

一般的に、結合剤を基準にして20〜200重量%
のレベルが、コンクリートの耐火性を大きく向上
させる。
Generally 20-200% by weight based on binder
level greatly improves the fire resistance of concrete.

既に概略的に述べた通り、使用され得るモノマ
ーはα・βエチレン不飽和モノマー、即ちスチレ
ン及びスチレン誘導体、ジビニルベンゼン並びに
アクリル酸及びメタクリル酸のC1-18アルキルエ
ステルである。これらのモノマーの例としては、
スチレン自体;低級アルキル置換スチレン、例え
ばα−メチルスチレン及びビニトルエン;ジビニ
ルベンゼン;アクリル酸メチル;アクリル酸エチ
ル;アクリル酸イソプロピル;アクリル酸ブチ
ル;アクリル酸2−エチルヘキシル;メタクリル
酸メチル;メタクリル酸エチル;メタクリル酸イ
ソプロピル;メタクリル酸ブチル等である。
As already outlined, monomers that can be used are α,β ethylenically unsaturated monomers, namely styrene and styrene derivatives, divinylbenzene and C 1-18 alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid. Examples of these monomers include:
Styrene itself; lower alkyl-substituted styrenes such as α-methylstyrene and vinyltoluene; divinylbenzene; methyl acrylate; ethyl acrylate; isopropyl acrylate; butyl acrylate; 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate; ethyl methacrylate; Isopropyl acid; butyl methacrylate, etc.

これらのモノマーは単独でも組み合わせでも使
用し得、特に値段の観点から好ましいモノマーは
スチレン、メタクリル酸メチル及びアクリル酸ブ
チルである。この他のモノマーを、結合剤の特性
を変更させるべく、上記の好ましいモノマーと組
み合わせて使用すると好都合であり、そのような
ものは少量にて使用し得る。
These monomers can be used alone or in combination, and preferred monomers, particularly from a cost standpoint, are styrene, methyl methacrylate, and butyl acrylate. Other monomers may be advantageously used in combination with the preferred monomers mentioned above to modify the properties of the binder, and such may be used in small amounts.

上記モノマーに加えて、他のモノマー及び架橋
剤をもまた、結合剤の特性を変化させるために、
例えば接着性の改良又はガラス転移温度の改良の
ために、比較的少量で含ませてもよい。これらの
モノマー及び架橋剤の例として、アクリル酸、メ
タクリル酸、1・3−ブチレンジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパン、トリメタクリレー
ト、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル及びフ
タル酸ジアリルがある。
In addition to the above monomers, other monomers and crosslinking agents may also be used to change the properties of the binder.
They may be included in relatively small amounts, for example to improve adhesion or improve glass transition temperature. Examples of these monomers and crosslinkers are acrylic acid, methacrylic acid, 1,3-butylene dimethacrylate, trimethylolpropane, trimethacrylate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate and diallyl phthalate.

以上のモノマーはそのままで、あるいはある割
合の不飽和ポリエステルを溶解するのに使用し得
る。これらの不飽和ポリエステルはポリアルコー
ルと不飽和二塩基酸との縮合物であり、従来ポリ
マーコンクリート及びガラス繊維分野で結合剤と
して使用されている一般用媒質反応性樹脂であ
る。例えば、Palatal(商標)H−170(カナダの
BASF社より入手可能)及びLaminac(商標)
4193(カナダのCyanamid社より入手可能)があ
るが、それらはスチレンに溶解された不飽和ポリ
エステル樹脂であり、該樹脂中には、スチレン2
部に対して約1部の割合で無水マレイン酸が添加
されている。Paraplex(商標)P−444A(カナ
ダ、Rohm&Haas社より入手可能)も同様な好都
合の不飽和ポリエステルである。
The above monomers can be used as such or to dissolve a proportion of the unsaturated polyester. These unsaturated polyesters are condensates of polyalcohols and unsaturated dibasic acids, and are general-purpose medium-reactive resins conventionally used as binders in the polymer concrete and glass fiber fields. For example, Palatal(TM) H-170 (Canada's
available from BASF) and Laminac (trademark)
4193 (available from Cyanamid, Canada), which are unsaturated polyester resins dissolved in styrene;
Maleic anhydride is added in a ratio of about 1 part to 1 part. Paraplex™ P-444A (available from Rohm & Haas, Canada) is a similarly advantageous unsaturated polyester.

スチレンのような材料を不飽和ポリエステル樹
脂に添加することは公知であり、実際にこれら
は、起るべきポリエステルの橋かけに十分な量の
スチレンで希釈されて、薬品業者によつて市販さ
れている。市販されているものの通常の割合は、
ポリエステル約70重量部に対して、スチレン30重
量部である。このように希釈された樹脂の粘度
は、まだ1000cpsよりずつと大きい。
It is known to add materials such as styrene to unsaturated polyester resins, and in practice these are commercially available by the chemical supplier diluted with sufficient styrene for crosslinking of the polyester to occur. There is. The usual proportion of commercially available
About 70 parts by weight of polyester and 30 parts by weight of styrene. The viscosity of the resin thus diluted is still greater than 1000 cps.

本発明の製造法に基づいて上記モノマーを更に
希釈することにより、おそらく50cpsから1cps未
満の粘度が得られる。このように希釈されたポリ
エステルは、ポリエステルの橋かけに必要とささ
れる量以上のモノマー量を供給し、本発明に基づ
いて使用すると、そのモノマーの重合が橋かけ反
応と共に起こる。不飽和ポリエステル樹脂が使用
されない場合は、前もつて形成された樹脂結合剤
と比較してモノマー成分の粘性は無視し得るもの
であり、橋かけも含まれないことは明らかであ
る。
By further diluting the above monomers based on the process of the present invention, viscosities of perhaps 50 cps to less than 1 cps are obtained. The polyester thus diluted provides an amount of monomer in excess of that required for crosslinking the polyester, and when used in accordance with the present invention, polymerization of that monomer occurs together with the crosslinking reaction. It is clear that if no unsaturated polyester resin is used, the viscosity of the monomer component is negligible compared to the preformed resin binder and no crosslinking is involved.

本発明の目的のためには、モノマー中に溶解さ
れた不飽和ポリエステル樹脂の割合は、モノマー
溶液の粘度が約50cpsを越えない限り、様々のも
のが使用し得ることが知見された。重量の割合で
表わすと、ポリエステル樹脂は、結合剤成分の約
50重量%まで占めることができ、好ましくは40重
量%又はそれ以下である。
For purposes of this invention, it has been found that various proportions of unsaturated polyester resin dissolved in the monomer may be used as long as the viscosity of the monomer solution does not exceed about 50 cps. Expressed as a percentage by weight, the polyester resin accounts for approximately
It can account for up to 50% by weight, preferably 40% by weight or less.

前述の通り、本発明の製造方法に基づいて使用
し得る結合剤成分の量は一般的に、組成物の5〜
10重量%であるが、それ以下の割合でも約3%ま
では適当である。液体有機相が低粘度であると、
高レベルの骨材、充填物、砂、その他の無機成分
を混入し得、また該液体相の表面張力が低いと、
有機粒子間に緊密な接触をもたらす。使用される
液体が低い割合であるため、硬化特性及び最終製
品の特性に関して該液体相はそれ程決定的な役割
を果たすわけではなく、むしろ提供される製品
は、互いに緊密に固着し合つている骨材及び砂の
粒子からなる殆んど一枚岩的構造を有する殆んど
無機質の製品である。実際最終製品はプラスチツ
クよりも、花こう岩ないし石の特性を有してお
り、このことから、水硬性コンクリートの特性さ
え有する。
As previously mentioned, the amount of binder component that may be used in accordance with the manufacturing method of the present invention generally ranges from 5 to 50% of the composition.
The content is 10% by weight, but lower proportions up to about 3% are suitable. When the liquid organic phase has a low viscosity,
High levels of aggregates, fillers, sand, and other inorganic components can be incorporated and the surface tension of the liquid phase is low.
Provides intimate contact between organic particles. Due to the low proportion of liquid used, the liquid phase does not play a very decisive role with respect to the curing properties and properties of the final product; rather, the product provided is made up of bones that are tightly adhered to each other. It is a mostly mineral product with an almost monolithic structure consisting of grains of wood and sand. In fact, the final product has more properties of granite or stone than of plastic, and therefore even of hydraulic concrete.

結合剤の量は10%より幾分多くすることも可能
であるが、余り増量しすぎると、良質のコンクリ
ートを得るのに問題が生じ、低結合剤レベルの際
に得られる向上した特性が犠性にされる。
The amount of binder can be increased somewhat above 10%, but increasing it too much may cause problems in obtaining good quality concrete, sacrificing the improved properties obtained with lower binder levels. be sexualized.

本発明の製造法に基づき添加される重合開始剤
は、モノマーの重合、及び適用可能な場合には、
使用されるポリエステル樹脂の橋かけを起こさせ
る遊離基型開始剤である。
The polymerization initiator added according to the production method of the present invention is suitable for polymerization of monomers and, if applicable, for
It is a free-radical initiator that causes crosslinking of the polyester resin used.

これらの開始剤は、室温で活性を示すもの、あ
るいは高温で活性を示すもののいずれでもよい。
室温にて使用するものの例としては、N・N−ジ
エチル−m−トルイジン、及びN・N−ジメチル
アニリン等のチツ素含有促進剤と組合せた過酸化
ベンゾイルがある。高温で用いる開始剤の例とし
ては、ビス−4−tert.−ブチル−シクロヘキシ
ルペルオキシジカーボネートがある。加熱活性化
開始剤を使用しそしてコンクリートの硬化時期に
加熱することは、生コンクリートミツクスのポツ
トライフが延長されるという利点を有する。その
他の適当な開始剤の例は、当業者ならすぐに思い
つくであろう。開始剤の割合は一般に他の結合剤
成分の0.1〜5重量%である。
These initiators may be either those that exhibit activity at room temperature or those that exhibit activity at high temperatures.
Examples for use at room temperature include benzoyl peroxide in combination with nitrogen-containing promoters such as N.N-diethyl-m-toluidine and N.N-dimethylaniline. An example of an initiator used at elevated temperatures is bis-4-tert.-butyl-cyclohexyl peroxydicarbonate. The use of heat-activated initiators and heating during concrete hardening has the advantage that the pot life of the fresh concrete mix is extended. Examples of other suitable initiators will readily occur to those skilled in the art. The proportion of initiator is generally from 0.1 to 5% by weight of the other binder components.

既に述べた通り、本発明の製造法に基づくコン
クリートには、標準的なコンクリート混合および
打込み装置が使用し得る。プレキヤストコンクリ
ート成分に対しては、使用する型枠は閉鎖型枠が
好ましいが、開放型枠も使用可能である。この理
由の一つは、通常硬化させるのに加熱するが、モ
ノマーが揮発性であるからということ、また閉鎖
型枠を使用することにより、熱が両面から適用さ
れ、より均一な重合が得られるため、そり、ゆが
みが防止されることにある。閉鎖型枠を使用する
場合、型枠は完全に閉鎖されている必要はなく、
閉鎖型枠という用語は、コンクリート表面の10〜
30%までが露出されている型枠も含む。
As previously mentioned, standard concrete mixing and pouring equipment can be used with concrete based on the manufacturing method of the present invention. For precast concrete components, the formwork used is preferably a closed formwork, but open formwork can also be used. One reason for this is that the monomer, which is typically heated to cure, is volatile, and the use of closed molds allows the heat to be applied from both sides, resulting in a more uniform polymerization. Therefore, warping and distortion are prevented. When using closed formwork, the formwork does not have to be completely closed;
The term closed formwork refers to the concrete surface of 10~
This includes formwork with up to 30% exposed.

レギユラープレキヤスト コンクリートの製造
においては、コンクリートを入れそして混合又は
流し込みの際に混入した空気を表面に追やるため
に、コンクリートに振動を与えることが一般に行
われている。本発明における振動の使用はこれら
の理由により不可欠のものであり、また別の理由
としては骨材の占める体積を最小にすること、あ
るいは間隙なしに骨材を充填することである。液
体相の粘度を好ましくはおよそ1センチポイズ未
満程度に低下させ、これに付随して表面張力を減
少させることによつて、振動により骨材は自由に
充填され、骨材自体が結果的に最もコンパクトな
打ち込みとなるように動く、言うまでもなく、こ
れは粘性の強い結合剤では達成し得ない。この操
作によつて、固体が互いに密接し合うので、モノ
マーレベルの上昇及びモノマーのポリマーへの転
換と関連した収縮は見られない。水硬性コンクリ
ートの場合には、過度の振動は、望ましくないミ
ツクスの分離を引き起こす。
In the production of regular precast concrete, it is common practice to vibrate the concrete in order to drive air entrained in the concrete to the surface during mixing or pouring. The use of vibration in the present invention is essential for these reasons, and another reason is to minimize the volume occupied by the aggregate or to fill it without gaps. By reducing the viscosity of the liquid phase, preferably on the order of less than 1 centipoise, and the concomitant reduction in surface tension, the vibrations allow the aggregate to fill freely, resulting in the aggregate itself being most compact. Needless to say, this cannot be achieved with highly viscous binders. This operation brings the solids into close contact with each other so that the shrinkage associated with increased monomer levels and conversion of monomer to polymer is not observed. In the case of hydraulic concrete, excessive vibration causes undesirable mix separation.

これと反対に、本発明に基づく製造方法では、
分離を引き起こす過度の振動が必要とされ、本明
細書中この振動を“強力な振動”という語で示
す。これは、プレキヤスト物品の型枠に小さな振
動でなく全体的振動を与えることにより、例えば
閉鎖型枠中で、余分の液体又は結合剤が上部に上
昇して約0.64cm〜5.1cm(1/4インチ〜2インチ)
の厚さの層を形成する程度の型枠全体の振動とし
て経験的に決定される。水平開放型枠又は現場打
込みを適用た場合には、閉鎖垂直型枠の場合よ
り、上部表面積がはるかに大きくなり、強力な振
動により上部に蓄積される層の厚さは、例えば
0.16cm(1/16インチ)というように薄いものとな
るかも知れない。垂直閉鎖型枠成形物からの蓄積
層は必要又は希望により、非常に大きなパネルで
あつてもその端を切り落して除くことが可能であ
る。家具又は類似の他の物品の製作に適した方法
である開放成形法により形成した上部樹脂層は家
具等の下面又は背面に配置し得るので視覚上重要
でなく、家具等は大きな応力を受けないので、取
り除く必要はない。
On the contrary, in the manufacturing method according to the present invention,
Excessive vibrations are required to cause separation and are referred to herein by the term "strong vibrations." This is done by subjecting the formwork of a precast article to general rather than small vibrations, for example in a closed formwork, where excess liquid or binder rises to the top and inch to 2 inches)
It is determined empirically that the vibration of the entire formwork is sufficient to form a layer with a thickness of . When horizontal open formwork or cast-in-place is applied, the top surface area is much larger than in the case of closed vertical formwork, and the thickness of the layer accumulated on top due to strong vibrations is reduced, e.g.
It may be as thin as 0.16 cm (1/16 inch). The accumulation layer from the vertical closed formwork can be removed by cutting off the edges of even very large panels, if necessary or desired. The upper resin layer formed by open molding, a method suitable for making furniture or other similar articles, is not visually significant as it can be placed on the underside or back of the furniture, and the furniture is not subjected to significant stress. Therefore, there is no need to remove it.

“分離”を引き起こす上記強力な振動は、また
ミツクス中かなりの量の空隙を取り除き、即ち、
骨材粒子間の空間又は間隙が最小限に減少する。
The above-mentioned strong vibrations that cause "separation" also remove a significant amount of voids in the mix, i.e.
Spaces or interstices between aggregate particles are reduced to a minimum.

コンクリート製造法の態様に依存して種々の振
動装置を使用し得る。例えばプレキヤストコンク
リート用型枠にはテーブルバイブレータを使用す
ることができ、一方現場打込み法には内部振動装
置が適当である。実際、どんなタイプの振動もど
んな振動数でも、また機械的衝撃でも、それが、
上記の程度の成分の分離または骨材の“沈降
(setlling)”を遂行するのに十分な強度を有する
なら、使用し得る。しかしながら、好ましくは、
振幅が大きく振動数が小さい振動を用いて分離を
促進させ、また他のコンクリート技術において実
行されている時間と比較して一般に長めに振動を
適用するのが良い。適当な条件の一例として、
909Kg(2000ポンド)のパネルを含む閉鎖型枠を
毎分1750サイクルで作動する6馬力のバイブレー
タにより5分間振動を与える。適当な振動数の範
囲は一分間約1700〜3600サイクルである。
Various vibratory devices may be used depending on the concrete manufacturing method. For example, table vibrators can be used for precast concrete formwork, while internal vibrators are suitable for pour-in-place methods. In fact, any type of vibration, any frequency, or even mechanical shock can cause
They may be used if they have sufficient strength to accomplish the degree of component separation or "settling" of the aggregates described above. However, preferably
High amplitude, low frequency vibrations may be used to promote separation, and vibrations may generally be applied for longer periods of time compared to those practiced in other concrete techniques. As an example of suitable conditions,
A closed formwork containing a 909 kg (2000 lb) panel is vibrated for 5 minutes using a 6 horsepower vibrator operating at 1750 cycles per minute. A suitable frequency range is about 1700 to 3600 cycles per minute.

コンクリート混合物が一度成形されそして振動
を受けると、硬化に必要な時間は、言うまでもな
く、使用される特定の開始剤及び加熱の有無に依
存する。必要な時間はおよそ5分〜3時間、ある
いはそれ以上でもよい。温度は室温から95℃ま
で、あるいはそれ以上でもよい。
Once the concrete mixture has been shaped and subjected to vibration, the time required for curing will, of course, depend on the particular initiator used and the presence or absence of heating. The time required may be approximately 5 minutes to 3 hours, or more. Temperatures may range from room temperature to 95°C or higher.

従来のコンクリートミツクスに使用されている
補強材料も、本発明に基づいて使用し得る。これ
らは、例えば、補強バー又はスチールメツシユで
も良い。本発明の組成物においてはスチールフア
イバーも使用し得、他の成分と共に単に混合する
ことができ、混合によりスチールフアイバーが塊
状集積する傾向がある水硬性コンクリートの場合
と異る。このような補強は、コンクリートの引張
り強さ及び衝撃抵抗を改良する。
Reinforcing materials used in conventional concrete mixes may also be used in accordance with the present invention. These may be reinforcing bars or steel mesh, for example. Steel fibers may also be used in the compositions of the present invention and can simply be mixed with the other ingredients, unlike in hydraulic concrete, where mixing tends to result in agglomeration of steel fibers. Such reinforcement improves the tensile strength and impact resistance of the concrete.

本発明に基づくポリマー結合コンクリートは、
種々の建築目的用に表面の外観を変化させ得る。
コンクリートの表面を使用したポリマー結合剤の
溶液で処理又はエツチングして、骨材が露出した
ものを得ることができる。ポリメタクリレート、
ポリアクリレート又はポリスチレン用の特に有効
な溶媒は塩化メチレンである。このタイプの表面
処理は、水硬性コンクリートにおいては通常酸に
よるエツチング、コンクリートの表面硬化の遅延
及び/又は砂の吹付けによつて行なわれる。
The polymer bonded concrete according to the invention comprises:
The appearance of the surface can be varied for various architectural purposes.
The surface of the concrete can be treated or etched with a solution of polymer binder to obtain exposed aggregate. polymethacrylate,
A particularly effective solvent for polyacrylate or polystyrene is methylene chloride. This type of surface treatment is usually carried out in hydraulic concrete by acid etching, retarding the surface hardening of the concrete and/or sand blasting.

コンクリートのプラスチツクに似た仕上げは、
コンクリート流し込みの前に、型枠の中で、プレ
キヤスト構造に、着色樹脂の被覆を施すことによ
り得られる。この表面被覆はコンクリート製品に
永久に固着する。このような樹脂には例えば
Palatal(商標)H−170及びGel−Kote(商標)
(グリツドン社から入手可能)がある。
The plastic-like finish on concrete is
It is obtained by applying a coating of colored resin to the precast structure in the formwork before pouring the concrete. This surface coating permanently adheres to the concrete product. For example, such resins include
Palatal(TM) H-170 and Gel-Kote(TM)
(available from Gritsdon).

以下の実施例は、例証的であり、本発明の範囲
を制限するものではない。
The following examples are illustrative and do not limit the scope of the invention.

すべての実施例において、使用骨材を従来のパ
ン型ミキサーに入れ、次に開始剤を除く液体成分
を加え、次に乾燥成分を加え、最後に開始剤を加
えた。混合は2分間行い、次にミツクスを30平方
フイートの閉鎖型枠に移した。振動は、3450rpm
の振動数で作動する11/2馬力の往復バイブレー
タを用いて2分間行つた。硬化条件は各実施例に
詳細に述べる。
In all examples, the aggregate used was placed in a conventional pan mixer, then the liquid ingredients except the initiator were added, then the dry ingredients were added, and finally the initiator was added. Mixing was done for 2 minutes and then the mixture was transferred to a 30 square foot closed mold. Vibration is 3450rpm
The test was carried out for 2 minutes using a 11/2 horsepower reciprocating vibrator operating at a frequency of . Curing conditions are described in detail in each example.

実施例 1 本発明に基づくポリマーコンクリートを以下の
成分を用いて製造した。
Example 1 A polymer concrete according to the invention was produced using the following ingredients.

ポリエステル樹脂72%スチレン28%(palatal
(商標)H−170) 3.5 % メタクリル酸メチル 3.1 % ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.08% シリカ粉末(>200メツシユ) 12.6 % オツタワ(Ottawa)シリカ(27メツシユ)
21.2 % 丸形石英骨材(1/8″−3/8″) 58.8 % 二酸化チタン 0.8 % 有機物%:6.7 熱硬化:(175〓=79℃にて1/2時間) 成形物の厚さ:3/4″ 圧縮強さ:13500psi(ASTM C39−73) 曲げ強さ:2750psi(ASTM C78−75) 弾性率:6.6×106psi(ASTM C469−65) 実施例 2 本発明に基づくポリマーコンクリートの製造に
以下の成分を使用した。
Polyester resin 72% styrene 28% (palatal
(Trademark) H-170) 3.5% Methyl methacrylate 3.1% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.08% Silica powder (>200 mesh) 12.6% Ottawa Silica (27 mesh)
21.2% Round quartz aggregate (1/8″-3/8″) 58.8% Titanium dioxide 0.8% Organic matter%: 6.7 Heat curing: (1/2 hour at 175〓=79℃) Thickness of molded product: 3/4″ Compressive strength: 13500 psi (ASTM C39-73) Flexural strength: 2750 psi (ASTM C78-75) Elastic modulus: 6.6×10 6 psi (ASTM C469-65) Example 2 Polymer concrete according to the present invention The following ingredients were used in the manufacture:

メタクリル酸メチル 5.7 % ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.05% 二酸化チタン 0.25% 炭酸カルシウム 250メツシユ+ 12.00% 炭酸カルシウム 50〜500メツシユ 14.00% 骨 材 1/8″−1″ 67.20% 有機物%:5.8% 熱硬化:(160〓=7.1℃にて1時間) 成形物の厚さ:2″ 実施例 3 以下の成分を使用した。
Methyl methacrylate 5.7% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.05% Titanium dioxide 0.25% Calcium carbonate 250 mesh + 12.00% Calcium carbonate 50-500 mesh 14.00% Aggregate 1/8″-1″ 67.20% Organic matter %: 5.8% Heat curing: (1 hour at 160°C = 7.1°C) Thickness of molded product: 2″ Example 3 The following ingredients were used.

ポリエステル樹脂72%、スチレン28%(palatal
(商標)H−170) 3.20% アクリル酸ブチル 1.60% メタクリル酸メチル 1.60% シリカ系粉末(7.8%が200メツシユ、12.9%が
270メツシユ、11.1%が325メツシユ上保持され、
全体:66.7%)(200メツシユ) 12.00% オツタワシリカ(27メツシユ) 32.00% 丸形石英骨材(1/8″−3/4″) 49.00% 二酸化チタン 0.13% N−N−ジエチル−m−トルイジン 0.04% N・N−ジメチルアニリン 0.08% 過酸化ベンゾイル70%(粒状) 0.25% 有機物%:6.77 室温硬化:(70〓=21℃にて3時間) 成形物の厚さ:2″ 実施例 4 このコンクリートは以下のものを用いて製造し
た。
72% polyester resin, 28% styrene (palatal
(Trademark) H-170) 3.20% Butyl acrylate 1.60% Methyl methacrylate 1.60% Silica powder (7.8% is 200 mesh, 12.9% is
270 meshes, 11.1% held above 325 meshes,
Total: 66.7%) (200 mesh) 12.00% Otsutawa Silica (27 mesh) 32.00% Round quartz aggregate (1/8″-3/4″) 49.00% Titanium dioxide 0.13% N-N-diethyl-m-toluidine 0.04 % N・N-dimethylaniline 0.08% Benzoyl peroxide 70% (granular) 0.25% Organic matter %: 6.77 Room temperature curing: (70 = 3 hours at 21°C) Thickness of molded product: 2″ Example 4 This concrete was manufactured using the following:

ポリエステル樹脂72%、スチレン28%(palatal
H−170) 2.5% メタクリル酸メチル 2.5% ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.1% シリカ粉末(>200メツシユ) 12.9% オツタワ粉末(27メツシユ) 21.9% 丸形石英骨材(1/8″−3/4″) 59.7% 二酸化チタン 0.4% 有機物%:5.1 熱硬化:(175〓=79℃にて3/4時間) 成形物の厚さ:2″ この例をメタクリル酸メチルの代わりにスチレ
ンのみを使用して繰返したところ、匹敵し得る結
果が得られた。
72% polyester resin, 28% styrene (palatal
H-170) 2.5% Methyl methacrylate 2.5% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.1% Silica powder (>200 mesh) 12.9% Otsutawa powder (27 mesh) 21.9% Round quartz aggregate (1/ 8″−3/4″) 59.7% Titanium dioxide 0.4% Organic matter %: 5.1 Heat curing: (3/4 hour at 175 = 79°C) Thickness of molded product: 2″ This example can be used instead of methyl methacrylate. When repeated using styrene alone, comparable results were obtained.

実施例 5 コンクリートミツクスを製造するのに以下のも
のを使用した。
Example 5 The following was used to produce concrete mixes.

ポリエステル樹脂72%、スチレン28%(palatal
H−170) 3.3% メタクリル酸メチル 2.7% ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.6% シリカ粉末(>200メツシユ) 10.0% オツタワシリカ(27メツシユ) 15.0% 丸形石英骨材(1/8″−3/8″) 68.5% 酸化鉄顔料 0.5% 有機物%:6.1 熱硬化:(200〓=93℃にて15分間) 成形物の厚さ:1″ 実施例 6 以下の原料を混合しそして処理した。
72% polyester resin, 28% styrene (palatal
H-170) 3.3% Methyl methacrylate 2.7% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.6% Silica powder (>200 mesh) 10.0% Otsutawashi silica (27 mesh) 15.0% Round quartz aggregate (1/8 ″−3/8″) 68.5% Iron oxide pigment 0.5% Organic matter %: 6.1 Heat curing: (200〓 = 15 minutes at 93°C) Thickness of molded product: 1″ Example 6 The following raw materials were mixed and Processed.

ポリエステル樹脂72%、スチレン28%(palatal
H−170) 2.9 % メタクリル酸メチル 2.9 % ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.06% シリカ粉末(>200メツシユ) 3.8 % アルミニウム水和物(平均100メツシユ)10.0 % オツタワシリカ(27メツシユ) 16.2 % 丸形石英骨材(1/8″−1/2″) 64.0 % 二酸化チタン 0.2 % 有機物%:5.9 熱硬化:(165〓=73.9℃にて1時間) 成形物の厚さ:2″ 実施例 7 以下のものからコンクリートを製造した。
72% polyester resin, 28% styrene (palatal
H-170) 2.9% Methyl methacrylate 2.9% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.06% Silica powder (>200 mesh) 3.8% Aluminum hydrate (average 100 mesh) 10.0% Otsutawa silica (27 mesh) 16.2% Round quartz aggregate (1/8″-1/2″) 64.0% Titanium dioxide 0.2% Organic matter%: 5.9 Heat curing: (1 hour at 165〓=73.9℃) Thickness of molded product: 2″ Example 7 Concrete was produced from the following:

ポリエステル樹脂72%、スチレン28%(palatal
H−170) 3.3 % メタクリル酸メチル 3.3 % ビス−4−tert.−ブチルシクロヘキシルペルオ
キシジカーボネート 0.1 % シリカ粉末(>200メツシユ) 6.0 % アルミニウム水和物(平均100メツシユ)13.4 % オツタワシリカ(27メツシユ) 15.2 % 丸形石英骨材(1/8″−1/2″) 57.46% 二酸化チタン 0.14% モリブデン赤 1.12% 有機物%:6.7 熱硬化:(175〓=79.4℃にて1/2時間) 成形物の厚さ:2″ 実施例2乃至7のポリマーコンクリートは、実
施例1のコンクリートが有する特性と非常に類似
した特性を有した。例えば、圧縮強さは13500psi
程度であつた。
72% polyester resin, 28% styrene (palatal
H-170) 3.3% Methyl methacrylate 3.3% Bis-4-tert.-butylcyclohexyl peroxydicarbonate 0.1% Silica powder (>200 mesh) 6.0% Aluminum hydrate (average 100 mesh) 13.4% Otsutawa silica (27 mesh) 15.2% Round quartz aggregate (1/8″-1/2″) 57.46% Titanium dioxide 0.14% Molybdenum red 1.12% Organic matter%: 6.7 Heat curing: (1/2 hour at 175〓=79.4℃) Molded product Thickness: 2" The polymer concretes of Examples 2-7 had properties very similar to those of the concrete of Example 1. For example, the compressive strength was 13500 psi.
It was moderately hot.

上記実施例のコンクリートの特性は、特定され
た結合剤の比率に対して、それ程変化がないこと
が知見された。
It was found that the properties of the concrete of the above examples did not change appreciably with respect to the specified binder ratio.

実施例6及び7で例示したポリマーコンクリー
トの耐火性を示すものとして、実施例7で記載し
た成分からモリブデン赤を除いたもので製造した
コンクリートは、2500〓(1427℃)の熱源による
分解中に煙も炎も放出しないことが知見された。
ASTM D2843に基づく煙の放出は1%であり、
一方耐火性テスト(ASTM D2863)は、酸素指
数80以上という結果だつた。
As an indication of the fire resistance of the polymer concretes exemplified in Examples 6 and 7, concrete made with the ingredients listed in Example 7 but excluding molybdenum red showed a high temperature resistance during decomposition by a heat source of 2500°C (1427°C). It was found that neither smoke nor flame was emitted.
Smoke emissions per ASTM D2843 are 1%;
Meanwhile, the fire resistance test (ASTM D2863) showed an oxygen index of 80 or higher.

本発明に基づくポリマー結合コンクリートの前
記実施例のすべては、厚さ3/8〜4″の建築物用フ
アシア(fascia)パネル用プレキヤストパネル、
パチオ(patio)スラブ、コンクリート花鉢、庭
園用調度品、力学的且つ化学的に付着した二つの
ポリマーコンクリートスラブの間にはさまれたウ
レタンフオームサンドイツチを使用た荷重支持タ
イプ又は非荷重支持タイプのサンドイツチパネ
ル、並びに従来の木片システム、化粧しつくいシ
ステム、合板及びアルミニウムおよびスチールの
下見張り(siding)に取つて替わるべき厚さ3/8
〜1インチ(0.95〜2.54cm)の壁外装等に使用し
得る。
All of the above embodiments of polymer bonded concrete according to the invention are precast panels for architectural fascia panels with a thickness of 3/8 to 4";
Patio slabs, concrete flower pots, garden furniture, load-bearing type or non-load-bearing using urethane foam sandwiched between two mechanically and chemically bonded polymer concrete slabs type of sanderch panels and 3/8 thickness to replace traditional wood chip systems, stucco systems, plywood and aluminum and steel siding
Can be used for ~1 inch (0.95~2.54 cm) wall cladding, etc.

実施例1、3、4及び5のポリマー結合コンク
リートは、その耐薬品性及び耐摩擦性のため、特
に、排水管、下水管及びその他のパイプ製造に適
している。これらのポリマーコンクリートはポン
プモーターボツクス、貯蔵タンク、及び土台、床
スラブ及びタイルのような耐薬品性物品にも使用
し得る。
The polymer bonded concretes of Examples 1, 3, 4 and 5 are particularly suitable for drain, sewer and other pipe manufacturing due to their chemical and abrasion resistance. These polymer concretes can also be used in pump motor boxes, storage tanks, and chemically resistant articles such as foundations, floor slabs and tiles.

実施例1のポリマーコンクリートはその非常に
高い耐薬品性のため、高架ハイウエイの側部、下
面、又は支柱を保護するパネルの形で使用されて
いる。このコンクリートはまたハイウエイの中央
分離帯用の永久的、白色、不浸透性堰板
(forms)としても使用されており、この堰板は
水硬性コンクリートを填充物として利用している
薄いシエル(shell)である。
Because of its very high chemical resistance, the polymer concrete of Example 1 has been used in the form of panels to protect the sides, undersides, or supports of elevated highways. This concrete is also used as permanent, white, impermeable forms for highway median strips, which consist of thin shells that utilize hydraulic concrete as filler. ).

実施例4のポリマーコンクリートは耐摩擦性
で、特に鉄道のまくら木及び地下鉄のゴムタイヤ
付車両用軌道の製造に適している。
The polymer concrete of Example 4 is abrasion resistant and is particularly suitable for the production of railway sleepers and tracks for rubber-tired subway vehicles.

実施例6及び7のポリマーコンクリートは、結
合材含有量が少なく、水和アルミニウムを含んで
いるため、特に耐火性パネル等の製造に適してい
る。
The polymer concretes of Examples 6 and 7 have a low binder content and contain hydrated aluminum, and are therefore particularly suitable for producing fire-resistant panels and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 砂、石、又は砂利、又はそれらの混合物
から成る骨材を、 (a) スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸お
よびメタアクリル酸のC1〜8アルキルエステ
ル、およびジビニルベンゼンから選ばれた
α・β−エチレン不飽和モノマー、又は1種
又は2種以上の該モノマーに溶解した不飽和
ポリエステル(ここで該モノマーおよびポリ
エステルから成る溶液は低粘性であり、橋か
けに必要な量より過剰量の該モノマーを含
む)、および (b) 遊離基重合開始剤、 を含む結合剤成分と混合して、骨材と結合剤
成分との混合物を形成し、 該混合物を成形し、 骨材を結合剤から分離させ、そして液状結合
剤の層を成形混合物の上部表面上に形成させる
のに十分強力な振動を該混合物に与え、そして 〓 該モノマーを重合して、ポリマー結合コンク
リートを生成する、 上記乃至〓の段階を特徴とする、10重量%未
満の有機結合剤を含有するポリマー結合コンクリ
ートの製造法。 2 前記結合剤成分の粘度が50CPS未満であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 3 前記結合剤成分が、 (a) スチレンモノマーに溶解した不飽和ポリエス
テル(該溶液は低粘性を有し、そして該ポリエ
ステルの橋かけに必要な量より過剰量の追加の
モノマーを含み、該追加モノマーはスチレン、
メタクリル酸メチルおよびアクリル酸ブチルか
ら成る群から選ばれる)、および (b) 遊離基重合開始剤、 を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載の方法。 4 前記結合剤成分が、 (a) メタクリル酸メチルモノマー、および (b) 遊離基重合開始剤、 を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載の方法。 5 前記重合を200〓までの温度に加熱すること
により行うことを特徴とする、特許請求の範囲第
1項に記載の方法。 6 充填物もまた前記骨材および結合剤成分と共
に混合することを特徴とする、特許請求の範囲第
1項に記載の方法。 7 前記モノマー中のポリエステル溶液が結合剤
の50重量%以下のポリエステル含有量を有するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第
3項、第5項および第6項のいずれかに記載の方
法。 8 前記モノマー中のポリエステル溶液が結合剤
の40重量%以下のポリエステル含有量を有するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第7項に記載の
方法。 9 前記開始剤がビス−4−tert−ブチルシクロ
ヘキシルペルオキシジカーボネートであることを
特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第8項
のいずれかに記載の方法。 10 前記結合剤成分が全組成物の約3ないし10
重量%未満であることを特徴とする、特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 11 前記結合剤成分が全組成物の約5ないし10
重量%未満であることを特徴とする、特許請求の
範囲第3項に記載の方法。 12 前記結合剤成分が全組成物の約3ないし7
重量%未満であることを特徴とする、特許請求の
範囲第4項に記載の方法。 13 前記開始剤を他の結合剤成分の約0.1〜5
重量%の量で使用することを特徴とする、特許請
求の範囲第1項に記載の方法。 14 防火性材料を結合剤を基準として20〜200
重量%の量添加することを特徴とする、特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 15 前記防火性材料がアルミナ三水和物および
ホウ酸亜鉛から成る群から選ばれる、特許請求の
範囲第14項に記載の方法。 16 前記混合物を該混合物の表面の70%以上を
覆う閉鎖型枠にて成形することを特徴とする、特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 17 前記強力な振動が高振幅および低振動数で
あることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。
[Claims] 1. Aggregate consisting of sand, stone, or gravel, or a mixture thereof, made of (a) styrene, styrene derivatives, C 1-8 alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid, and divinylbenzene; selected α/β-ethylenically unsaturated monomers, or unsaturated polyesters dissolved in one or more of said monomers, where the solution consisting of said monomers and polyester is of low viscosity and contains the amount necessary for cross-linking. (b) a free radical polymerization initiator, forming a mixture of the aggregate and the binder component, forming the mixture, subjecting the mixture to vibrations strong enough to separate the material from the binder and cause a layer of liquid binder to form on the upper surface of the molding mixture; and polymerizing the monomers to produce polymer-bonded concrete. A method for producing polymer-bonded concrete containing less than 10% by weight of an organic binder, characterized by the steps described above. 2. The method of claim 1, wherein the binder component has a viscosity of less than 50 CPS. 3. said binder component comprises (a) an unsaturated polyester dissolved in styrene monomer, said solution having a low viscosity and containing an amount of additional monomer in excess of the amount necessary for crosslinking said polyester; The monomer is styrene,
3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises: (a) a free radical polymerization initiator (selected from the group consisting of methyl methacrylate and butyl acrylate); and (b) a free radical polymerization initiator. 4. The method according to claim 1 or 2, wherein the binder component comprises: (a) methyl methacrylate monomer; and (b) a free radical polymerization initiator. 5. Process according to claim 1, characterized in that the polymerization is carried out by heating to a temperature of up to 200 °C. 6. Process according to claim 1, characterized in that a filler is also mixed with the aggregate and binder components. 7. According to any one of claims 1 to 3, 5 and 6, characterized in that the polyester solution in monomer has a polyester content of not more than 50% by weight of the binder Method described. 8. Process according to claim 7, characterized in that the polyester solution in monomer has a polyester content of not more than 40% by weight of the binder. 9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the initiator is bis-4-tert-butylcyclohexyl peroxydicarbonate. 10 The binder component accounts for about 3 to 10 of the total composition.
A method according to claim 1, characterized in that less than % by weight. 11 The binder component accounts for about 5 to 10 of the total composition.
A method according to claim 3, characterized in that less than % by weight. 12 The binder component accounts for about 3 to 7 of the total composition.
5. Process according to claim 4, characterized in that less than % by weight. 13 The initiator is added to about 0.1-5% of the other binder components.
Process according to claim 1, characterized in that it is used in an amount of % by weight. 14 Fire retardant material 20 to 200 based on binder
2. Process according to claim 1, characterized in that it is added in an amount of % by weight. 15. The method of claim 14, wherein the fire retardant material is selected from the group consisting of alumina trihydrate and zinc borate. 16. The method according to claim 1, characterized in that the mixture is molded in a closed mold that covers 70% or more of the surface of the mixture. 17. Method according to claim 1, characterized in that the strong vibrations are of high amplitude and low frequency.
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