JPH059051A - エポキシ樹脂系ポリマーセメント組成物、 エポキシ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物およびその硬化方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げ強さ、圧縮強さ、接着強さなどの機械的
強度に優れたセメント硬化体を形成し得るエポキシ樹脂
系ポリマーセメント組成物、エポキシ樹脂系ポリマーセ
メントモルタル組成物およびその硬化方法を提供する。 【構成】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメント
組成物は、 ［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０．５〜２０重量部とからな
り、エポキシ化合物の硬化剤を含まないことを特徴とす
る。 本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメントモルタル
組成物は、 ［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０．５〜２０重量部と、 ［III］骨材：５０〜５００重量部とからなり、エポキ
シ化合物の硬化剤を含まないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ポリマーセメント組成
物、モルタル組成物およびその硬化方法に関し、さらに
詳しくは曲げ強さ、圧縮強さ、接着強さなどの機械強度
に優れたセメント硬化体を形成しうるエポキシ樹脂系ポ
リマーセメント組成物、モルタル組成物およびその硬化
方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】エポキシ樹脂は、コンクリート、
モルタル、鋼材などへの付着力に優れており、土木建築
用接着剤として広く用いられている。

【０００３】近年、このようなエポキシ樹脂を混和剤と
するポリマーセメントモルタルが開発されており、特
に、硬化させたエポキシ樹脂のエマルジョンを混入した
ポリマーセメントモルタルが知られている。しかしなが
ら、このポリマーセメントモルタルから形成される硬化
体の強度は、セメント混和用ポリマーディスパージョン
（たとえば、ＳＢＲラテックス、ＥＶＡおよびＰＡＥエ
マルションなど）を混入したポリマーセメントモルタル
から形成される硬化体と同程度であり、エポキシ樹脂自
体が有する特性を十分に発現した強度には至っていな
い。そこで、硬化前のエポキシ樹脂を直接セメントモル
タルに混入したポリマーセメントの研究がなされてい
る。

【０００４】このような硬化前のエポキシ樹脂を混入し
たポリマーセメントモルタルとして、たとえば、特開昭
５７−１２０２４号公報には、エポキシ樹脂とアミン硬
化剤を主成分とするエポキシ樹脂混合物とセメントとか
らなるエポキシ樹脂組成物が開示されている。このよう
なエポキシ樹脂組成物は、水にぬれたコンクリート同士
の接着剤として、あるいはコンクリート面の防水剤とし
て有用である。

【０００５】また、特開昭６０−１３７９５７号公報に
は、低分子エポキシ樹脂を混和剤とするエポキシ樹脂無
溶剤型のパテ状セメントが開示されている。このような
エポキシ樹脂を混和剤とするパテ状のセメントモルタル
は、速硬型の水中硬化性ポリマーセメントモルタルとし
て用いられる。

【０００６】本発明者らも、ビスフェノール−Ａ型エポ
キシ樹脂とアミン系硬化剤とからなるエポキシ樹脂を混
和剤とするポリマーセメントモルタルを研究し、その結
果を発表した。（第４１回セメント技術大会講演要旨
集；第１００頁〜１０１頁，昭和６２年５月）ところ
で、上記のような従来技術において、混和剤として用い
られているエポキシ樹脂は、二液型のエポキシ樹脂であ
り、いずれもアミン化合物などの硬化剤とともに用いら
れている。このようなエポキシ樹脂がアミン化合物など
の硬化剤とともに混入されたポリマーセメントモルタル
から得られるセメント硬化体では、セメントの水和反応
と、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応とによってマト
リックスが形成されており、強度が向上している。

【０００７】しかしながら、このようなエポキシ樹脂を
混和剤とするポリマーセメントモルタルにおいては、上
述のようにアミン化合物などの硬化剤の添加が必要であ
り、ポリマーセメント比［セメント重量に対するエポキ
シ樹脂および硬化剤の総重量の比（通常、重量百分
率）］を大きくする必要がある。またセメント硬化物中
の空気量が増大してしまうため消泡剤を混入しなければ
ならないという問題点があった。またエポキシ樹脂系ポ
リマーセメントモルタルは高価であり、経済性に劣る傾
向にある。

【０００８】このため、機械的強度および物理的性能に
優れるとともに経済性にも優れたポリマーセメントモル
タルの出現が望まれていた。本発明者らは、さらに研究
を進めた結果、エポキシ樹脂の混和による空気量の増大
もなく、硬化剤を含有しないエポキシ化合物を混和剤と
し、組成物中のポリマー含有量が小さいにもかかわら
ず、曲げ強さ、圧縮強さなどの機械的強度に優れ、乾燥
収縮が小さいとともに、吸水、中性化および塩化物イオ
ンの浸透に対する抵抗性に優れ、かつ経済性にも優れた
セメント硬化体を形成しうる、エポキシ樹脂系ポリマー
セメント組成物、モルタル組成物およびその硬化方法を
得て本発明を完成するに至った。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、曲げ強さ、圧縮強さ、接着強
さなどの機械的強度に優れたセメント硬化体を形成し得
るエポキシ樹脂系ポリマーセメント組成物、エポキシ樹
脂系ポリマーセメントモルタル組成物およびその硬化方
法を提供することにある。

【００１０】

【発明の概要】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセ
メント組成物は、 ［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０.５〜２０部とからなり、エ
ポキシ化合物の硬化剤を含まないことを特徴としてい
る。

【００１１】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ントモルタル組成物は、 ［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０.５〜２０部と、 ［III］骨材：５０〜５００部とからなり、エポキシ化
合物の硬化剤を含まないことを特徴としている。

【００１２】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ントモルタル組成物の硬化方法は、上記のようなエポキ
シ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物を、水と練り
混ぜてモルタルにした後、硬化剤を添加しないで硬化さ
せることを特徴としている。

【００１３】

【発明の具体的説明】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリ
マーセメント組成物は、セメント［Ｉ］とエポキシ化合
物［II］とからなる。

【００１４】本発明で用いられるセメント［Ｉ］として
は、汎用されているセメントを挙げることができ、特に
限定はされないが、たとえば、以下のようなセメントを
挙げることができる。

【００１５】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などのポルトランドセメン
ト、アルミナセメント、超速硬セメント、膨張セメン
ト、酸性リン酸塩セメント、無水および半水セッコウな
どの自硬性セメント、石灰スラグセメント、高炉セメン
ト、高硫酸塩スラグセメント、キーンスセメントなどの
潜在水硬性セメント、石灰ケイ酸系混合セメント、石灰
ケイ酸以外の系からなる混合セメントなどを挙げること
ができる。

【００１６】これらのうち、本発明では、ポルトランド
セメントが好ましく用いられる。なお、上記のようなセ
メントは、単独であるいは二種以上混合して用いること
ができる。

【００１７】本発明で用いられるエポキシ化合物［II］
としては、一般的にエポキシ樹脂として知られているも
のを広く用いることができるが、たとえば、ビスフェノ
ール−Ａとエピクロルヒドリンとから得られるエポキシ
樹脂を用いることができる。

【００１８】さらに、このエポキシ樹脂を、ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などで変性した
変性エポキシ樹脂を用いることもできる。本発明では、
このようなエポキシ樹脂は、液状であることが好まし
い。このような液状エポキシ樹脂は、通常、平均分子量
が１００〜４０００、好ましくは３００〜５００であ
る。

【００１９】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ント組成物は、上記のようなセメント［Ｉ］とエポキシ
化合物［II］とからなり、アミン化合物、酸無水物など
の一般的にエポキシ硬化剤として用いられる硬化剤を含
有していない。

【００２０】このようなエポキシ樹脂系ポリマーセメン
ト組成物中では、セメント［Ｉ］１００重量部に対し
て、エポキシ化合物［II］が０.５〜２０重量部、好ま
しくは１〜１０重量部の量で含有されている。

【００２１】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ント組成物中には、必要に応じて充填剤が配合されてい
てもよい。充填剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、
クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム、酸化
アルミニウムあるいはガラスビーズなどを挙げることが
できる。このような充填剤は、通常、セメント［Ｉ］１
００重量部に対して、１〜５０重量部、好ましくは３〜
３０重量部の量で配合される。

【００２２】さらに本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマ
ーセメント組成物中には、必要に応じて空気連行剤（Ａ
Ｅ剤）、減水剤、安定剤、ＳＢＲラテックスなど、他の
混和剤を配合させることもできる。

【００２３】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ントモルタル組成物は、上記のようなエポキシ樹脂系ポ
リマーセメント組成物と、骨材［III］とからなる。本
発明で用いられる骨材［III］としては、一般的にセメ
ントモルタルやコンクリートを調製する際に用いられる
ものと同様な骨材を挙げることができる。

【００２４】具体的には、川砂、山砂などの細骨材、川
砂利および砕石などの粗骨材、膨張頁岩、焼成フライア
ッシュ、パーライト、バーミキュライトなどの軽量骨材
を挙げることができる。

【００２５】なお、本発明において、骨材は粒径の大き
さを限定しない。従って、本明細書で用いられる「モル
タル」という語は、通常骨材の大きさで区別されるコン
クリートも包含している。

【００２６】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメ
ントモルタル組成物では、骨材［III］は、上記のエポ
キシ樹脂系ポリマーセメント組成物中のセメント［Ｉ］
１００重量部に対して、５０〜５００重量部、好ましく
は１００〜３００重量部の量で含有されている。本発明
に係るエポキシ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物
には、アミン化合物、酸無水物などの一般的にエポキシ
樹脂用硬化剤として用いられる硬化剤が含有されていな
い。

【００２７】本発明では、上記のようなエポキシ樹脂系
ポリマーセメントモルタル組成物を、水と練り混ぜてモ
ルタルにした後、硬化させる。モルタルは、上記エポキ
シ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物中のセメント
［Ｉ］１００重量部に対して、通常、水を３０〜１００
重量部の量で加えて混練することによって得られる。こ
のようなモルタルでは、そのフロー値が、通常１６５〜
１７５〔ｍｍ〕であることが好ましい。

【００２８】練り混ぜは、たとえばクラウトミキサー、
モルタルミキサー、コンクリートミキサーなど、一般的
にセメント組成物の混合に用いられるミキサーを用いて
行われる。

【００２９】このようにして得られるモルタルでは、消
泡剤が含有されていなくとも、同一のフロー値におい
て、普通セメントから得られるモルタル、あるいはアミ
ン類化合物などの硬化剤を含有するエポキシ樹脂系ポリ
マーセメント組成物から得られるモルタルに比べて空気
含有量が少ない。このような空気含有量の少ないモルタ
ルは、圧縮強度などの機械強度に優れた硬化体を形成し
うる。

【００３０】本発明では、このようにして得られるモル
タルを、アミン化合物、酸無水物などの一般的にエポキ
シ硬化剤として用いられる硬化剤を用いることなく硬化
させる。

【００３１】硬化は、上記モルタルを、通常、７〜２８
日間、養生することによって行われる。本発明に係るエ
ポキシ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物から得ら
れるモルタルは、アミン化合物、酸無水物などの一般的
にエポキシ硬化剤として用いられる硬化剤が含有されて
いないにも拘らず、上記のような養生によって硬化され
る。これは、モルタルの硬化過程において、セメントが
エポキシ樹脂の硬化剤として作用するためと考察され
る。

【００３２】上記のようにして得られるモルタル硬化体
は、エポキシ化合物を含有しないセメントから得られる
普通セメント硬化体に比べて、曲げ強さ、圧縮強さ、接
着強さなどの機械強度に優れているばかりでなく、吸
水、透水、中性化および塩化物イオン浸。さらに、本発
明で得られるモルタル硬化体は、従来の硬化剤を含有す
るエポキシ樹脂系ポリマーモルタル硬化体に比較して、
ポリマー含有量を低くすることが可能となり、経済性に
も優れている。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係るエポキシ樹脂系ポリマーセ
メント組成物、モルタル組成物およびその硬化方法によ
れば、未混入セメントモルタル硬化体、あるいはアミン
類化合物などの硬化剤を含有するエポキシ樹脂系セメン
ト組成物から得られるモルタル硬化体に比べて、曲げ強
さ、圧縮強さ、接着強さなどの機械強度に優れたモルタ
ル硬化体を、経済性良く提供しうる。

【００３４】以下、本発明を実施例により説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００３５】

【実施例１〜５】表１に示す組成からなるエポキシ樹脂
系ポリマーセメント組成物を得た。なお、各成分は、以
下のものを用いた。

【００３６】セメント；普通ポルトランドセメント エポキシ化合物；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（平
均分子量３８０）（エピコート８２８，油化シェルエポ
キシ株式会社製） ＪＩＳ Ａ １１７（試験室におけるポリマーセメント
モルタルの作り方）に準拠して、上記のセメント１００
重量部にエポキシ化合物を１〜８０重量部および骨材
（豊浦標準砂）を３００部加え、さらにモルタルのフロ
ー値が１７０±５となるように、水セメント比（セメン
ト重量に対する水量の重量百分率）を調整して、エポキ
シ樹脂系ポリマーセメントモルタルを練り混ぜた。この
モルタルを、４０×４０×１６０ｍｍの型枠中に入れ、
２日湿空（２０℃、８０％Ｒ．Ｈ．）、５日水中（２０
℃）、２１日乾燥（２０℃、５０％Ｒ．Ｈ．）養生を行
って供試体を得た。

【００３７】この供試体について、ＪＩＳ Ａ １１７
２に準拠して、曲げおよび圧縮試験を行った。また、接
着強さをＪＩＳ Ａ ６９１５（厚付け仕上塗材）に準
拠して、測定した。

【００３８】上記のほかに、下記のような試験を行っ
た。 乾燥収縮試験；ＪＩＳ Ａ １１２９（モルタルおよび
コンクリートの長さ変化試験方法） 吸水率試験；ＪＩＳ Ａ ６２０３（セメント混和用ポ
リマーディスパージョン）に規定される吸水試験方法。

【００３９】促進中性化試験；日本コンクリート工学協
会ポリマーセメントモルタル試験方法基準（案）のポリ
マーセメントモルタルの促進中性化試験方法（案）。

【００４０】塩化物イオン浸透深さ試験；日本コンクリ
ート工学協会ポリマーセメントモルタル試験方法基準
（案）のポリマーセメントモルタルの塩化物イオン浸透
深さ試験方法（案）。

【００４１】これらの結果を表１に示す。

【００４２】

【比較例１】普通ポルトランドセメント１００重量部
に、骨材（豊浦標準砂）を３００重量部加えて、モルタ
ル組成物を得た。

【００４３】このモルタル組成物を、上記実施例と同様
にして供試体を作製した。この供試体について、実施例
と同様な試験を行なった。結果を表１に示す。

【００４４】

【比較例２〜４】表１に示す組成からなるアミン系硬化
剤を含有するエポキシ樹脂系ポリマーセメント組成物お
よびモルタル組成物を得た。

【００４５】なお、セメント、エポキシ化合物は、各実
施例と同一であり、その他の各成分は、以下のものを用
いた。 硬化剤；アミン系硬化剤（自己乳化型エポキシ樹脂硬化
剤ＳＥ−１１，油化シェルエポキシ株式会社製） これらのモルタル組成物を、実施例と同様にして供試体
を作製した。

【００４６】この供試体について、実施例と同様な試験
を行なった。結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０.５〜２０部と からなり、エポキシ化合物の硬化剤を含まないことを特
   徴とするエポキシ樹脂系ポリマーセメント組成物。
2. 【請求項２】［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０.５〜２０部と ［III］骨材：５０〜５００部と からなり、エポキシ化合物の硬化剤を含まないことを特
   徴とするエポキシ樹脂系ポリマーセメントモルタル組成
   物。
3. 【請求項３】［Ｉ］セメント：１００重量部と、 ［II］エポキシ化合物：０.５〜２０部と ［III］骨材：５０〜５００部と からなり、エポキシ化合物の硬化剤を含まないエポキシ
   樹脂系ポリマーセメントモルタル組成物を、水と練り混
   ぜてモルタルにした後、硬化剤を添加しないで硬化させ
   ることを特徴とするエポキシ樹脂系ポリマーセメントモ
   ルタル組成物の硬化方法。