JP4898034B2

JP4898034B2 - Method for producing polymer impregnated concrete

Info

Publication number: JP4898034B2
Application number: JP2001273699A
Authority: JP
Inventors: 健鶴田
Original assignee: マテラス青梅工業株式会社
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP2003081681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー含浸コンクリートの製造方法であるが、特に製造設備の簡略化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンクリートの高耐久化は、社会資本の維持管理における補修費の低減や、高機能な構造物の建設，急速施工，施工の合理化などを目的として、推し進められている。このような要求に応える手段の一種として、ポリマー含浸コンクリートがある。
【０００３】
この種のポリマー含浸コンクリートの製造方法は、コンクリート基材に、メタクリル酸メチルなどのモノマーに過酸化ベンゾイルなどの触媒が含まれた含浸材を含浸させ、その後に、熱水や加熱された高粘性の液体などによりモノマーを重合させてポリマー化する方法が一般的に採用されている。ところが、このようなポリマー含浸コンクリートの製造方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のポリマー含浸コンクリートの製造方法では、含浸材を含浸させる際に、コンクリート基材を密閉容器内に収納して、容器内を脱気した後に、容器中のコンクリート基材が全部浸る量の含浸材を容器内に注入することなどにより含浸させている。しかし、含浸材は、加温や加熱、光、重合触媒、強酸化剤の影響により重合することがあり、火災または爆発の危険を伴う。従来の製造方法では、大量のモノマーを保管する必要があるので製造場所が制限されるという問題があった。また、大型のコンクリート部材の含浸処理には大規模な装置が必要となり、その経済性は著しく劣るものであった。
【０００５】
例えば、含浸材の代表的例としてメタクリル酸メチルモノマー（ＭＭＡ）を挙げることができる。通常、常温で重合するのを抑制するための重合抑制剤としてヒドロキノン、ヒドロキノンメチルエーテル、ジメチルｔ−ブチルフェノール等を含んでいる。特徴的な臭気のある、無色の液体である。
その特徴を示す。物理的危険性：この蒸気は空気より重く、地面あるいは床に沿って移動することがある。遠距離引火の可能性がある。この蒸気は空気とよく混合し、爆発性混合物を生成しやすい。蒸気は重合抑制されておらず、重合して排気孔を詰まらせることがある。
【０００６】
化学的危険性：加温や加熱、光、重合触媒、強酸化剤の影響により重合することがあり、火災または爆発の危険を伴う。強酸、強塩基、酸化剤と反応する。
【０００７】
吸入の危険性：この物質が２０℃で気化すると、空気が汚染されて急速に有害濃度に達することがある。短期暴露の影響：この物質は眼、皮膚、気道を刺激する。長期または反復暴露の影響：反復してあるいは長期にわたり接触すると、皮膚が感作されることがある。反復してあるいは長期にわたり吸入すると、喘息を起こすことがある。この物質は中枢神経系、末梢神経系に影響を与えることがある。
【０００８】
物理的性質・沸点：１００〜１０１℃・融点：−４８℃・比重(水＝１)：０．９４・引火点：１０℃・発火温度：４２１℃ ・爆発限界：１．７〜１２．５ｖｏｌ％(空気中)
【０００９】
以上のような危険性を有しているため、保管は耐火設備が必要となる。また、日光、熱あるいは強酸化剤、強塩基、強酸で重合するため、冷暗所で換気のよい場所に保管する必要がある。また、安定化した状態でのみ貯蔵することができる。消防法上は第４類第１石油類に指定されている。
【００１０】
消防法の定めにより第４類第１石油類は危険物の指定数量は２００リットルである。指定数量未満でも指定数量の５分の１以上の危険物を同一の場所において貯蔵し、又は取扱う場合には、当該場所は少量危険物貯蔵取扱所として法の規制を受け、消防署への届け出が必要となる。
【００１１】
また、危険物を指定数量の５分の１以上取り扱う作業所の建築物は準耐火構造以上にする必要があり、電気設備も少量危険物取扱所を含めて安全増防爆型以上の防爆構造の電気機械器具の設置が必要となる。
危険物の貯蔵や取扱に関して、当該危険物の危険性が増大しない措置をする必要があり、貯蔵取扱基準が定められている。
危険物取扱に関しては消防法の他、建築基準法、都市計画法等の規制を受ける。関連する規定をすべてクリアする必要がある。
【００１２】
引火性の強い第４類第１石油類に属すＭＭＡなどの含浸材は、指定数量の５分の１以下。すなわち、貯蔵量が４０リットルを越えない場合は、危険性が少ないと判断される。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、製造に要するモノマーの保管設備や容器等の設備を簡略化したポリマー含浸コンクリートの製造方法を提供することにある。その結果、製造設備の整った工場ではなく建設現場等においてもポリマー含浸コンクリートの製造が可能となる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、硬化したコンクリート基材にモノマーおよび触媒が含まれた含浸材を含浸させた後に、熱水や加熱された高粘性の液体などにより前記含浸材を重合させるポリマーコンクリートの製造方法において、コンクリート基材を入れた容器中に含浸材を注入した後、含浸材よりも大きな密度を有する液体を容器内に注入することによって、含浸材の液面を上昇させ、容器内のコンクリート基材を容器下部より順次含浸処理することを特徴とするポリマー含浸コンクリートの製造方法に関するものである。先に投入した含浸材が、後で投入した密度（比重）の大きな別の液体により上方に上げられるため、コンクリート基材は下部から順次含浸され、含浸に要する含浸材の取り扱い量を少なくすることができる。また、含浸材の含浸を大気圧下で行う場合、特殊な容器設備が不要となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかるポリマー含浸コンクリートの製造方法の一実施例を示している。同図に示すポリマー含浸コンクリートの製造方法では、まず、図１（ａ）に示すコンクリート基材１０が製造される。同図に示すコンクリート基材１０は、例えば、セメントと、骨材と鋼繊維に、水及び混和剤を混練したコンクリート基材原料を型枠内に打設して、平板状に形成される。コンクリートを十分硬化させた後、１２０〜１５０℃の熱風乾燥機で絶乾状態まで乾燥し、その後室温まで冷却する。こうして、コンクリート基材１０が形成される。形成されたコンクリート基材１０は、５％前後の空気を含んでおりその空隙をすべてポリマーで含浸しようする場合、図１（ｂ）に示すような密閉容器１１内に収納して、脱気処理が行なわれる
【００１６】
この脱気処理は、密閉容器１１内の空気を排出して減圧することにより行い、コンクリート基材１０の脱気が十分に行なわれると、図１（ｃ）に示すように、含浸材１２の含浸処理が行なわれる。含浸材１２の含浸処理は、容器１１内に含浸材１２を注入して、含浸材１２中にコンクリート基材１０が浸漬されることにより行なわれる。本発明において、含浸材１２は容器１１内のコンクリート基材１０の一部が浸漬する量であれば良く、最上段のコンクリート基材１０までが浸漬しなくても良い。用途に応じ、コンクリート基材１０の空隙をすべてポリマーで含浸する必要がない場合、脱気処理は省略することもできる。
【００１７】
本発明で使用するコンクリート基材に使用するセメントとは、ポルトランドセメント、混合セメント、スラグセメントなどがある。また、本発明で使用するモノマーとは、分子内に二重結合を有し、重合開始剤によって加熱すると重合する性質を持つ物質である。その具体例としては、ビニル系モノマーが一般的に用いられるが、スチレン、アクリロニトリル、アクリル酸及びメタクリル酸エステル類などでもよく、これらのモノマーを単独若しくは混合して使用することができる。次に、本発明で使用する触媒とは、加熱によって容易に結合が切れて、ラジカルを形成する性質のある有機化合物である。その具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのコンクリート基材に非吸着性の触媒を使用するのが良い。これらの触媒に対し、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、メチルエチルケトンペルオキシドなどのコンクリートに吸着性のある過酸化物を併用することもできる。触媒の使用量は、通常モノマーに対して０．１〜５％であり、重合温度にもよるが、１〜２％で使用することが好ましい。
【００１８】
含浸材１２中のコンクリート基材１０の含浸処理が終了すると、例えば配管１４を通して、含浸材１２より密度の大きな液体１３を容器１１内にそそぎ込むことにより、下から順次コンクリート基材１０に対する含浸処理が行なわれる。
密度の大きな液体１３は、危険物に分類されない、例えば水、ポリビニルアルコール水溶液、水ガラス等を使用することができる。
【００１９】
以上の含浸処理が終了すると、重合処理が行なわれる。この重合処理は、含浸材１２中のコンクリート基材１０の含浸処理が終了すると、容器中のコンクリート基材１０が全部浸るまで密度の大きな液体１３を注入する。容器１１内に残存している含浸材１２を排出し、配管１４より蒸気を吹き込み、密度の大きな液体１３の温度を上げる。または、容器１１の外部を加熱して容器内の温度をあげる。含浸されたコンクリート基材中の含浸材１２は、加熱することによって、予め含有している触媒がラジカルを発生し、モノマーの二重結合と反応して重合が開始され、更に他のモノマーとの重合反応により重合が進行する。モノマーは元来沸点が１５０℃以下の物質が多く、単に空気中で加熱すると重合以前に蒸発気散してしまい、ポリマー化する割合が少ない。この蒸発気散防止のため、本発明者らは、既に水中や高粘性液体中にモノマーを含浸したコンクリート基材を浸漬して重合する方法を発明しているが、この方法を使用するのが工業的生産に適している。これらの液体の加熱温度は、触媒の種類によって変化させるが、通常５０〜８０℃であることが多い。また、反応時間は、反応温度や触媒の種類によって異なるが、通常数時間である。このような重合処理を行なうと、コンクリート基材１０の高耐久化，高強度化が図れる。
【００２０】
さて、以上のように構成されたポリマーコンクリートの製造方法によれば、危険な含浸材１２の取り扱い量を少なくすることが可能となり、保管設備を簡略化することができる。さらに脱気処理工程を省略すれば、製造設備の簡略化が図れる。
【００２１】
【実施例１】
以下、図１に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。
（１）コンクリート基材の作成
コンクリート基材１０の寸法：１８００×９００×３０ｍｍ、配合は粗骨材の最大寸法１０ｍｍ、水セメント比３８％、細骨材率５６％とした。単位量は水（密度１．０）：１９０ｋｇ／ｍ^３、セメント（密度３．１６）：５００ｋｇ／ｍ^３、細骨材（密度２．６０）：８９２ｋｇ／ｍ^３、粗骨材（密度２．６５）：７５６ｋｇ／ｍ^３、短繊維（密度７．９）：１１８ｋｇ／ｍ^３、高性能減水剤（密度１．１）：５ｋｇ／ｍ^３である。
（２）養生
成形後、蒸気養生室において、前置き時間を２時間、温度上昇勾配２０℃／ｈ、最高温度を６０℃で４時間、自然降温を行った。その後、乾燥炉内において最高温度を１２０℃の熱風で１２時間の乾燥を行い常温まで温度を下げた。
【００２２】
（３）含浸・重合
▲１▼鋼製密閉容器１１（内寸法：２０００×１０００×ｈ５００ｍｍ）内に、高さが約５ｍｍの３角形の目地棒１５（鋼製）を台とし、その上にコンクリート基材１０を順次４枚セットした。
▲２▼容器１１の密閉後、容器側壁の脱気口に真空ポンプからのホースをつなぎ、真空脱気（２０ｍｍＨｇ以下）を所定時間（１時間）行った後開閉バルブを閉める。
▲３▼脱気終了後、容器１１に管１４から含浸材１２（ＭＭＡモノマー：密度０．９４）を３６リットル注入し、そのまま所定時間（２時間）含浸させた。（この時計算では、下の板の上面から７．５ｍｍが液面であり、下から２枚目の基板供試体に接する程度であったものと推定される。）
▲４▼所定時間経過した後、管１４から引き続き水１３（密度１．０）を注入して上の基材１０の上面を含浸材１２が覆う程度に水１３を加えていく（約３０リットル）。この時の水１３と含浸材１２は混合せずに分離し、上層に含浸材１２が、下層に水１３が来るので、既に入っている含浸材はそのまま上に押し上げられる状態となる。これにより、上の基材１０が含浸材１２に接して含浸が行なわれる。この工程を繰り返し４枚の基材１０の含浸を終了した。
▲５▼含浸後、すぐに８０℃×４時間の温液重合を行った。
【００２３】
【比較例１】
（１）コンクリート基材の作成
（２）養生
については、実施例１と同一条件である。
【００２４】
（３）含浸・重合
▲１▼鋼製密閉容器１１（内寸法：２０００×１０００×ｈ５００ｍｍ）内に、高さが約５ｍｍの３角形の目地棒１５（鋼製）を台とし、その上にコンクリート基材１０を順次４枚セットした。
▲２▼容器１１の密閉後、容器側壁の脱気口に真空ポンプからのホースをつなぎ、真空脱気（２０ｍｍＨｇ以下）を所定時間（１時間）行った後開閉バルブを閉める。
▲３▼脱気終了後、含浸層１１の管１４から含浸材１２（ＭＭＡモノマー：密度０．９４）を１１０リットル注入し、そのまま所定時間（２時間）含浸させた。（この時計算では、最上段の板から約１０ｍｍが液面である。）
▲４▼含浸後、すぐに８０℃×４時間の温液重合を行った。
【００２５】
【実施例２】
以下、比較例について説明する。
（１）コンクリート基材の作成
（２）養生
については、実施例１と同一条件である。
【００２６】
（３）含浸・重合
▲１▼鋼製密閉容器１１（内寸法：２０００×１０００×ｈ５００ｍｍ）内に、高さが約５ｍｍの３角形の目地棒１５（鋼製）を台とし、その上にコンクリート基材１０を順次４枚セットした。
▲２▼脱気を行わずに、容器１１に管１４から含浸材１２を３６リットル注入し、そのまま所定時間（２時間）含浸させた。（この時、下から２枚目の基材１０に含浸材１２が接する程度であった。
▲３▼所定時間経過した後、管１４から引き続き水を注入して上の基材１０の上面を含浸材１２が覆う程度に水を加えていく（約３０リットル）。この時の水１３と含浸材１２は混合せずに分離し、上層に含浸材１２が、下層に水１３の層が形成されるので、既に入っている含浸材１２はそのまま上に押し上げられる状態となる。これにより、上の基材１０が含浸材１２に接して含浸が行なわれる。この工程を繰り返し４枚の基材１０の含浸を終了した。
▲４▼含浸後、すぐに８０℃×４時間の温液重合を行った。
【００２７】
【比較例２】
（１）コンクリート基材の作成
（２）養生
については、実施例１と同一条件である。
（３）含浸・重合
▲１▼鋼製密閉容器１１（内寸法：２０００×１０００×ｈ５００ｍｍ）内に、高さが約５ｍｍの３角形の目地棒１５（鋼製）を台とし、その上にコンクリート基材１０を順次４枚セットした。
▲２▼脱気を行わずに、容器１１に管１４から含浸材１２を１１０リットル注入し、そのまま所定時間（２時間）含浸させた。（この時計算では、基材１０の最上段の板の上面から約１０ｍｍが液面であった。）
▲４▼含浸後、すぐに８０℃×４時間の温液重合を行った。
【００２８】
基材１０および基材１０に含浸・重合処理を行った供試体の中央部から１００×５０ｃｍの大きさの板を切り取り試験体とした。その試験結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明では、以下の効果が得られる。
本発明にかかるポリマー含浸コンクリートの製造方法において、含浸材の取り扱い量を減らし、従来のポリマーコンクリートと同程度の含浸率と曲げ強度が得られる。また、脱気工程を省略した場合、大気圧下でモノマーに基板を浸漬するだけなので、脱気を行った含浸法の含浸率と比較して約８０％の含浸率となるが、基材との比較において著しい強度の改善を示しており、ポリマー含浸コンクリートの適用用途に応じて脱気工程の省略は可能である。従って、製造に要するモノマーの保管設備や容器等の設備を簡略化したポリマー含浸コンクリートを製造することができる。その結果、製造設備の整った工場ではなく建設現場等においてもポリマー含浸コンクリートの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリマー含浸コンクリートの製造方法の実施例の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１０コンクリート基材
１１鋼製密閉容器
１２含浸材
１３水
１４管
１５目地棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing polymer-impregnated concrete, and particularly relates to a technique for simplifying production equipment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high durability of concrete has been promoted for the purpose of reducing repair costs in the maintenance and management of social capital, construction of high-function structures, rapid construction, and rationalization of construction. One type of means for meeting such requirements is polymer-impregnated concrete.
[0003]
This type of polymer-impregnated concrete is produced by impregnating a concrete base material with an impregnating material containing a monomer such as methyl methacrylate and a catalyst such as benzoyl peroxide, and then hot water or heated high viscosity. In general, a method of polymerizing a monomer by using a liquid or the like is employed. However, the method for producing such polymer-impregnated concrete has the following technical problems.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
That is, in the conventional method for producing polymer-impregnated concrete, when impregnating the impregnating material, the concrete base material in the container is completely immersed after the concrete base material is stored in a closed container and the container is deaerated. The impregnation material is impregnated by, for example, pouring into a container. However, the impregnating material may polymerize due to the influence of heating, heating, light, a polymerization catalyst, and a strong oxidant, and there is a risk of fire or explosion. The conventional manufacturing method has a problem that a manufacturing place is limited because a large amount of monomer needs to be stored. Moreover, a large-scale apparatus is required for the impregnation treatment of a large-sized concrete member, and its economic efficiency is remarkably inferior.
[0005]
For example, methyl methacrylate monomer (MMA) can be given as a typical example of the impregnating material. Usually, it contains hydroquinone, hydroquinone methyl ether, dimethyl t-butylphenol and the like as a polymerization inhibitor for suppressing polymerization at room temperature. It is a colorless liquid with a characteristic odor.
Its characteristics are shown. Physical hazards: This vapor is heavier than air and may travel along the ground or floor. There is a possibility of long-distance ignition. This vapor mixes well with air and tends to form explosive mixtures. Vapor is not polymerized and may polymerize and clog exhaust holes.
[0006]
Chemical dangers: Polymerization may occur due to the effects of heating, heating, light, polymerization catalysts, strong oxidants, and there is a risk of fire or explosion. Reacts with strong acids, strong bases and oxidants.
[0007]
Inhalation risk: If this substance is vaporized at 20 ° C, air may be contaminated and harmful concentrations may be reached quickly. Effects of short-term exposure: This substance is irritating to the eyes, skin and respiratory tract. Effects of long-term or repeated exposure: Skin may be sensitized by repeated or prolonged contact. Repeated or prolonged inhalation may cause asthma. This substance may affect the central nervous system and peripheral nervous system.
[0008]
Physical properties-Boiling point: 100-101 ° C-Melting point: -48 ° C-Specific gravity (water = 1): 0.94-Flash point: 10 ° C-Ignition temperature: 421 ° C-Explosion limit: 1.7-12.5 vol% (in air)
[0009]
Because of the dangers as described above, storage requires fireproof equipment. In addition, since it polymerizes with sunlight, heat or strong oxidizing agents, strong bases and strong acids, it must be stored in a cool and dark place with good ventilation. Moreover, it can be stored only in a stabilized state. It is designated as Class 4 and Class 1 Petroleum under the Fire Service Act.
[0010]
According to the Fire Service Act, the designated quantity of dangerous goods for Class 4 and Class 1 petroleum is 200 liters. Even if the quantity is less than the specified quantity, if more than one-fifth of the specified quantity is stored or handled in the same place, the place is subject to legal regulations as a small quantity dangerous goods storage handling place, and notification to the fire department is required. Necessary.
[0011]
In addition, buildings in workplaces that handle more than one-fifth of the specified quantity of hazardous materials need to have a quasi-fireproof structure or higher, and electrical facilities, including small-scale hazardous material handling facilities, have an explosion-proof structure that is more than the safety explosion-proof type. Installation of electromechanical equipment is required.
Regarding the storage and handling of dangerous goods, it is necessary to take measures that do not increase the danger of the dangerous goods, and storage handling standards are established.
In addition to the Fire Service Act, the handling of dangerous goods is subject to regulations such as the Building Standards Act and the City Planning Act. All relevant regulations must be cleared.
[0012]
Highly flammable Class 4 Impregnating materials such as MMA belonging to Class 1 Petroleum are less than 1/5 of the specified quantity. That is, when the storage amount does not exceed 40 liters, it is determined that the risk is low.
[0013]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object of the present invention is to produce a polymer-impregnated concrete with simplified equipment for storage and containers of monomers required for production. Is to provide. As a result, the polymer-impregnated concrete can be produced not only in a factory equipped with production facilities but also in a construction site.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a method in which a cured concrete base material is impregnated with an impregnation material containing a monomer and a catalyst, and then the impregnation material is polymerized with hot water or a heated highly viscous liquid. In the method for producing polymer concrete, the liquid level of the impregnating material is raised by injecting the impregnating material into the container containing the concrete base material and then injecting the liquid having a density higher than that of the impregnating material into the container. Further, the present invention relates to a method for producing polymer-impregnated concrete, in which a concrete base material in a container is sequentially impregnated from the bottom of the container. Since the impregnated material introduced earlier is raised upward by another liquid having a higher density (specific gravity) introduced later, the concrete base material is impregnated sequentially from the lower part, and the handling amount of the impregnated material required for impregnation is reduced. Can do. In addition, when the impregnation material is impregnated under atmospheric pressure, a special container facility is not required.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a method for producing a polymer-impregnated concrete according to the present invention. In the method for producing polymer-impregnated concrete shown in the figure, first, a concrete substrate 10 shown in FIG. 1 (a) is produced. The concrete base material 10 shown in the figure is formed into a flat plate shape, for example, by placing a concrete base material obtained by kneading cement, aggregate, and steel fiber with water and an admixture in a mold. After the concrete is sufficiently cured, it is dried to a completely dry state with a hot air dryer at 120 to 150 ° C. and then cooled to room temperature. In this way, the concrete base material 10 is formed. The formed concrete base material 10 contains about 5% of air, and when all the voids are to be impregnated with a polymer, the concrete base material 10 is housed in a sealed container 11 as shown in FIG. [0016]
This deaeration treatment is performed by discharging the air in the sealed container 11 and reducing the pressure. When the concrete base material 10 is sufficiently deaerated, as shown in FIG. An impregnation process is performed. The impregnation treatment of the impregnation material 12 is performed by injecting the impregnation material 12 into the container 11 and immersing the concrete base material 10 in the impregnation material 12. In the present invention, the impregnating material 12 may be an amount that allows a part of the concrete base material 10 in the container 11 to be immersed, and the uppermost concrete base material 10 may not be immersed. Depending on the application, if it is not necessary to impregnate all the voids of the concrete base material 10 with the polymer, the deaeration treatment can be omitted.
[0017]
Examples of the cement used for the concrete substrate used in the present invention include Portland cement, mixed cement, and slag cement. The monomer used in the present invention is a substance having a double bond in the molecule and polymerizing when heated by a polymerization initiator. Specific examples thereof include vinyl monomers, but styrene, acrylonitrile, acrylic acid and methacrylic acid esters may be used, and these monomers can be used alone or in combination. Next, the catalyst used in the present invention is an organic compound having a property of forming a radical by being easily broken by heating. As a specific example, it is preferable to use a non-adsorbing catalyst for a concrete substrate such as azobisisobutyronitrile, di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, or the like. For these catalysts, peroxides that adsorb to concrete such as benzoyl peroxide, lauryl peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide can be used in combination. The amount of the catalyst used is usually 0.1 to 5% with respect to the monomer, and depending on the polymerization temperature, it is preferably used at 1 to 2%.
[0018]
When the impregnation treatment of the concrete base material 10 in the impregnation material 12 is completed, the concrete base material 10 is impregnated sequentially from the bottom by pouring the liquid 13 having a higher density than the impregnation material 12 into the container 11 through, for example, the pipe 14. Is done.
As the liquid 13 having a high density, for example, water, an aqueous polyvinyl alcohol solution, water glass, or the like that is not classified as a dangerous substance can be used.
[0019]
When the above impregnation process is completed, a polymerization process is performed. In this polymerization treatment, when the impregnation treatment of the concrete base material 10 in the impregnation material 12 is completed, the liquid 13 having a high density is injected until the concrete base material 10 in the container is completely immersed. The impregnating material 12 remaining in the container 11 is discharged, and steam is blown from the pipe 14 to raise the temperature of the liquid 13 having a high density. Alternatively, the temperature inside the container is raised by heating the outside of the container 11. When the impregnating material 12 in the impregnated concrete base material is heated, the preliminarily contained catalyst generates radicals, which react with the double bond of the monomer to initiate polymerization, and further with other monomers. Polymerization proceeds by the polymerization reaction. Many monomers originally have a boiling point of 150 ° C. or less, and when heated in air, evaporation occurs before polymerization and the rate of polymerization is small. In order to prevent this evaporation, the present inventors have already invented a method of polymerizing by immersing a concrete base material impregnated with a monomer in water or a highly viscous liquid. Suitable for industrial production. Although the heating temperature of these liquids changes with the kind of catalyst, it is usually 50-80 degreeC in many cases. The reaction time varies depending on the reaction temperature and the type of catalyst, but is usually several hours. If such a polymerization process is performed, the durability and strength of the concrete base material 10 can be increased.
[0020]
Now, according to the method for producing polymer concrete configured as described above, the amount of dangerous impregnating material 12 handled can be reduced, and the storage facility can be simplified. Furthermore, if the deaeration process is omitted, the manufacturing facility can be simplified.
[0021]
[Example 1]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on FIG.
(1) Preparation of concrete base material The dimensions of the concrete base material 10 are 1800 × 900 × 30 mm, the composition is the maximum size of the coarse aggregate 10 mm, the water cement ratio 38%, and the fine aggregate ratio 56%. The unit amount is water (density 1.0): 190 kg / m ³ , cement (density 3.16): 500 kg / m ³ , fine aggregate (density 2.60): 892 kg / m ³ , coarse aggregate (density 2) .65): 756 kg / m ³ , short fibers (density 7.9): 118 kg / m ³ , high-performance water reducing agent (density 1.1): 5 kg / m ³ .
(2) After the formation, the temperature was gradually lowered in a steam curing room for 2 hours, a temperature rising gradient of 20 ° C./h, and a maximum temperature of 60 ° C. for 4 hours. Thereafter, drying was performed for 12 hours with hot air at a maximum temperature of 120 ° C. in a drying furnace, and the temperature was lowered to room temperature.
[0022]
(3) Impregnation / polymerization (1) In a steel closed container 11 (inner dimensions: 2000 × 1000 × h500 mm), a triangular joint rod 15 (steel) having a height of about 5 mm is used as a base, Four concrete substrates 10 were set sequentially.
(2) After the container 11 is sealed, a hose from a vacuum pump is connected to the deaeration port on the side wall of the container, and after vacuum degassing (20 mmHg or less) is performed for a predetermined time (1 hour), the open / close valve is closed.
(3) After degassing, 36 liters of impregnating material 12 (MMA monomer: density 0.94) was injected into the vessel 11 from the pipe 14 and impregnated as it was for a predetermined time (2 hours). (In this calculation, it is presumed that 7.5 mm from the upper surface of the lower plate was the liquid level and was in contact with the second substrate specimen from the bottom.)
(4) After a predetermined time has elapsed, water 13 (density 1.0) is continuously injected from the tube 14 and water 13 is added to such an extent that the upper surface of the base material 10 is covered with the impregnating material 12 (about 30 liters). ). At this time, the water 13 and the impregnating material 12 are separated without mixing, and the impregnating material 12 comes to the upper layer and the water 13 comes to the lower layer, so that the already impregnating material is pushed up as it is. As a result, the upper substrate 10 is in contact with the impregnating material 12 for impregnation. This process was repeated to complete the impregnation of the four substrates 10.
(5) Immediately after impregnation, warm liquid polymerization was carried out at 80 ° C. for 4 hours.
[0023]
[Comparative Example 1]
(1) Preparation of concrete base material (2) Curing is the same as in Example 1.
[0024]
(3) Impregnation / polymerization (1) In a steel closed container 11 (inner dimensions: 2000 × 1000 × h500 mm), a triangular joint rod 15 (steel) having a height of about 5 mm is used as a base, Four concrete substrates 10 were set sequentially.
(2) After the container 11 is sealed, a hose from a vacuum pump is connected to the deaeration port on the side wall of the container, and after vacuum degassing (20 mmHg or less) is performed for a predetermined time (1 hour), the open / close valve is closed.
(3) After degassing, 110 liters of impregnation material 12 (MMA monomer: density 0.94) was injected from the tube 14 of the impregnation layer 11 and impregnated as it was for a predetermined time (2 hours). (In this calculation, about 10 mm from the uppermost plate is the liquid level.)
(4) Immediately after impregnation, warm liquid polymerization at 80 ° C. for 4 hours was performed.
[0025]
[Example 2]
Hereinafter, a comparative example will be described.
(1) Preparation of concrete base material (2) Curing is the same as in Example 1.
[0026]
(3) Impregnation / polymerization (1) In a steel closed container 11 (inner dimensions: 2000 × 1000 × h500 mm), a triangular joint rod 15 (steel) having a height of about 5 mm is used as a base, Four concrete substrates 10 were set sequentially.
(2) Without deaeration, 36 liters of impregnating material 12 was injected into the container 11 from the pipe 14 and impregnated as it was for a predetermined time (2 hours). (At this time, the impregnating material 12 was in contact with the second base material 10 from the bottom.
{Circle around (3)} After a predetermined time has elapsed, water is continuously poured from the tube 14 and water is added to such an extent that the impregnating material 12 covers the upper surface of the upper substrate 10 (about 30 liters). At this time, the water 13 and the impregnating material 12 are separated without mixing, and since the impregnating material 12 is formed in the upper layer and the water 13 is formed in the lower layer, the impregnating material 12 already contained is pushed up as it is. It becomes. As a result, the upper substrate 10 is in contact with the impregnating material 12 for impregnation. This process was repeated to complete the impregnation of the four substrates 10.
(4) Immediately after impregnation, warm liquid polymerization at 80 ° C. for 4 hours was performed.
[0027]
[Comparative Example 2]
(1) Preparation of concrete base material (2) Curing is the same as in Example 1.
(3) Impregnation / polymerization (1) In a steel closed container 11 (inner dimensions: 2000 × 1000 × h500 mm), a triangular joint rod 15 (steel) having a height of about 5 mm is used as a base, Four concrete substrates 10 were set sequentially.
(2) Without deaeration, 110 liters of impregnating material 12 was injected into the container 11 from the pipe 14 and impregnated as it was for a predetermined time (2 hours). (In this calculation, about 10 mm from the upper surface of the uppermost plate of the substrate 10 was the liquid level.)
(4) Immediately after impregnation, warm liquid polymerization at 80 ° C. for 4 hours was performed.
[0028]
A plate having a size of 100 × 50 cm was cut from the center portion of the base material 10 and the specimen subjected to the impregnation and polymerization treatment on the base material 10 to obtain a test body. The test results are shown in Table 1.
[0029]
[Table 1]

[0030]
The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in any manner as long as the configuration described in the claims is not changed.
[0031]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
In the method for producing polymer-impregnated concrete according to the present invention, the amount of impregnation material handled is reduced, and the impregnation rate and bending strength comparable to those of conventional polymer concrete can be obtained. Further, when the deaeration process is omitted, since the substrate is only immersed in the monomer under atmospheric pressure, the impregnation rate is about 80% compared to the impregnation rate of the impregnation method in which deaeration is performed. In comparison with the above, a significant improvement in strength is shown, and the degassing step can be omitted depending on the application application of the polymer-impregnated concrete. Accordingly, it is possible to produce polymer-impregnated concrete with simplified equipment for storage and containers of monomers required for production. As a result, the polymer-impregnated concrete can be produced not only in a factory equipped with production facilities but also in a construction site.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of a method for producing polymer-impregnated concrete according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Concrete base material 11 Steel sealed container 12 Impregnation material 13 Water 14 Pipe 15 Joint rod

Claims

In a method for producing polymer concrete, in which a cured concrete base material is impregnated with an impregnating material containing a monomer and a catalyst, and then the impregnating material is polymerized with hot water, a heated highly viscous liquid, or the like. After injecting the impregnating material into the container, the liquid level of the impregnating material is raised by injecting a liquid having a higher density than the impregnating material into the container, and the concrete base material in the container is sequentially introduced from the bottom of the container. Method for producing polymer-impregnated concrete characterized by impregnation treatment