九州工業大学研究報告（工学）No．30 19751i三3月 7
レジンコンクリートに関する基礎的研究
（昭和49年10月31日 原稿受理）
開発土木工学数室 渡 辺 明 〃 高 山 俊 一
開発土木工学科（大学院）山 崎 竹 博
Fundamental Study Qn the Resin Concrete
bv Akira WATANABE Shun・ichi TAKAYAMA Takehiro YAMASAKI
Thi、 p、p，， d臼1・wi・h・h・p…ess・・d…rmi・・mi・p・・P…i。・・f・he re§i・m°「t・「and the
，e，i。，。n，，。t。 by m。。…i・g th・i…n・i・t・n・y・・d・t・・ngth・・Th…perl・・ent・the auth°「s
。。，，i。d。ut・・d the re・ult・。bt・i・・d f・・m th・m・・e・h。wn・・f。U°ws・ 、
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the r。、i。，。mp。nent・r。r gi・i・g th・g・・d w。・k・bnity・ ．
，，、i蒜1膿・隠・三惣：t：？C；1。lhl、悉㍑hl。蕊e；。1蒜蒜
mix of the concrete and derter皿ined it． 、
，a，。蕊i：謬蒜・｝1蕊゜1㍑三濃i三d㍑・㌶9㍑dl念・tl芯
wayG＿，，s，，。。、h。，。。i、、、n。，。∫，e，i＿一・…d・・・・…ndi・i…f・叩i・…e・i・g・・d tha、Ψing sllowed a good merit to duτability．
能であった場所で，また構造物に使用できるものと考え 1・ ま え が き られる。そこで同コソクリートの基礎的諸性質を明らか
近年，石油化学の発馴半な・・，次々と数多くの高分 にし，建設朋料として砿い期化を図る醐で本実 子材料が醗されてきたが．特書こ従来のセメント・ンク 験を計画した・
Hに代るものとしてレジンコンクリートが翻して 実験は畝の項目にしたカゴ・て実施した・
活題を噺それ幽す醐究が｛榔行なわれるよ （・）レジンを用し輌麟噸と竺度試験を行な
う1、なった1・2・・．レジ．コ別一トは，結舗のレジ い施工1・適する酷を得るための触麟りびにスチレン
ンと骨材とで蹴され，セメハや水を一切使用しない 等の鑓齪める・ ， ． コン列一トである．高分子材料酬用して・・る酷 （2）ω猷定したレジンを使用し〕レシンモル に，セメント，剖一ト砒校して優れた継蹴 タルの・ンシステンシーおよび硬化禦学㈱性を明
：1謡11㌶隠㌶㌶：麗：昭㌶㌶鷲鷲驚㌫；竃黙
よって継のセ〃団ン列一トや鮒で1ま施工不可 ある・
8
不飽和ポリエステル樹脂生成の第1段反応は，2塩基
2・実験の概要 酸と2価アル＿、。との縮合によるポリエステル化反応
（1） 用語の脱明 であって，
本文の用語は「レジンコンクリートの試験規定につい n・HOROH十nHOOCR℃00H−・
て」4｝「プラスチックコンクリート用語（案）」5）にモって HO（ROOCR℃OO）nH十（2 n−1）H20
使用した。 酸として無水物が使われるときには，まず開環付加反 レジンおよびレジン1止：不飽和ポリエステル樹脂と硬 応が起こってから縮合によるポリエステル化反応を起こ 化剤を混合したものおよびその量 す。
硬 化 剤1触媒（メチルエチルケトンパ 不飽和ポリエステルにモノマーを加え，重合触媒を加 一オキサイド；以下MKPOと略称），硬化促進 えて加熱するか，重台促進剤を併用すると，不飽和ポリ 剤（ナフテン酸コパルト；以下コパルトと略称）， エステル中の2班結合とモノマーとの共重合反応によっ 措橋剤（スチレンモノマー；以下スチレンと略称） て分子間に架橋が行なわれ，3次元網状構造の不溶不融 などからなる。 性樹脂を生成する。これはラジカル反応であって，触媒 可使時間：不飽和ポリエステル樹脂と硬 の熱分解によるものは加熱硬化に有用であり．促進剤を 化剤の混合物，あるいはコンクリートの純り混ぜ 併用した場合には常温硬化が可能である111。
が終了してから，流動性を失なって使用できなく ポリエステル樹脂などの成分等を表一1に示す。
なるまでの時間 （b）微泣充てん材および骨材
レジンペース ト：レジンと炭酸カルシウムを混 樹脂の単位使用量軽減と粘性を向上させる目的で微粒 ぜたもの。 充てん材を用いる。増皿という点からは球形の不活性微 レジンモルタル：レジンペーストに細骨材を混 粒子が有利であるが，増粘という点からは形の不規則な 合したもの 比表面穣の大きいものが有利である6｝。
（2）使用材料 充てん材としては，アルミナ，ケイ石，石英などの粉 （a） 樹脂および硬化剤 末、シリコンカーパイト粉，炭酸カルシウム粉，スーレ 結合用樹脂としてはポリエステル樹脂を使用した。我 一ト粉，セメント等が用いられるが，最も一級的なもの が国では，工謂キシ樹脂に比ぺて価格が約1／2〜1／3と は炭酸カルシウムである。本実験でも炭酸カルシウム 低廉であり，物理化学的性質もあまり違わないなどの理 （白石工業K．K．商標名「ホワィトン」）を用いた。
由からポリエステル樹脂を使用したレジンコンクリート 骨材は，全て絶対乾燥状態にしたものを使用した。骨 の研究が最も一般的である1，抽。 材の物理的性質を表一2に示す。
樹脂の製法ならびに硬化の模様は次のとおりである。 （3）使用配合
表一1 レジンの成分ならびに性質
名 称外∋主成分i構 造 式 比班役∋塁造『量およ薯
不 飽 和
￨リエステル 淡黄色
t 体
不飽和ポリエ Xテル
一（O−CH2−CH2−COO−CH＝
bH−COO−CH2−CHf−O−）＿
1．12／20℃ 基
ス チ レ ン 無色液体 スチレンモノ }ー
@ i
1／＞CH−cH・
@l l､ 0．9U20℃ 架描ﾍ度副
l l
ト
Ii牙i鷲色 ナフテン酸コ コ パ ル ト
液 体 バルト
1 1
（C血H2r1COO）n・CO。一
昭和高分子 リゴラ7ク 不飽和ポリエ ステル2260N 昭和高分子
リゴラ7ク スチレンモノ
マー一
昔言三穿1 に鷲琵‡
繊、ド、無色⇒‡搭男1
1
…／・噸進繊瓢ル
i H。一（・−C−・）一・rl IL13・2ぽC・硬化，〒，」｜・酬旨 MEKPO）l lレート 45％ H2H5 nニ1〜4 i
CH3 ！ ・ 一一一一
l l 、 1 ・ パ 一メックN 」
9
表一2 骨材の物理的性質
粗汁材・ヨ恒ぽ・・紐1骨材・・1窺IIf｝材…骨材の種類
産 ∋鞍手郡酬場已手郡砕酬｝筑径川1北九州市胴
石 ・ 質
最 ノく 粒 形
玄 武 岩 i玄武岩1
i ・・mm 1
比 ∋
単位容甜垂童
2．68
i ・53・・g
実 枯 串1 57・9％
粗粒率（EM）i 剛 吸 水 皿l Ll7％
13mm
「己・巳
川 砂
1
1 1・7・kg
1・丘・％
1 乱・・
1 25・
海 砂
z58
1
1 一1 I l…％
3．Ol
1
1630kg
i・a・箔
1 ユ・。
1 一
本粗骨材1と粗骨材丑は∫n∫it比2：1で使用
＊亭レジンコンクリートに使川
⇔京レジンモルタルに使用
表一3 レジンモルタルの配合ならびに実験結果
1
シ
リ
1 ズ
レジン毛ルタル配合 レジン：
CaCOコ：砂 （爪皿比）
粘 性
a l：0．5 ：L5
b1：0．5：2
c 1：0．5 ：2．5
d1：0．5：3
e 1：0．5 ：3．5
目1：巳5：4
単位nt（kg／mり 枯度 ，
レジン
皿
シ1 リズ
605 540 4B5 445 410 380 ab
C d
1：巳75：li642
1： 0．75： 0．5 1： 0．75： 2 1：0．75：2．5
C・CO・ 砂1→1…一一1（醐フ゜一値
∬
シ
リ
ズ
300 ， B90 39 00 260 i 1080 79 ロ0 245 1220 ］35 1 240
215 i 1350 1 258 1 204
206 1434：：3881169 190 1653i4751137
ab c d e
f
9
11：1 ：0．5
1：工 ：1 1：1 ：L5 1：1 ：2 1：1 ：2．5 1：1 ：3 1：1 ：4
570 428 5141 3B5 467 351
48−64−
i
6B7 604 542 473 447 412 355
687 604 542 473 447 412 355
656 1026
u67
341 6D4 Bl4 10D5 1118 1235 141B
33 54 68 162 61 108 196 439 300 438 1180
Oo oo 238の
oo
白o
22Bの 240 2正3 164
圧∋曲げi弾佳ヒぷ
強度 強度
kg／cm2 kg．．㌃cm±
1088 251 1］22 1 259
1071 281
1067 256 967i 286
9981284 1
1092 1031
1⊂｝75
1 203
198
1135131・280
H8−191
1077 186 1028 2H lO26 232 1084 260 107B 283 970 285
係激 余剰串 x1 ?E1（％）
12．3！ 20 ロ13」 ， 16 13．7 1 12
14．4 13．9 15．3
9．0 12．6 14、7 15コ 1 6．6 9．3 12，9 14．4 15．6 15．6
172
5 0 0 45 39 21 15 68 51 39 27 19 12 3
仲 び 能 力 XlO−6
93；
；；1；
6660
77元 7310 6170 5600
表一4 レジンコンクリートの配合Gnロ パーセント）
配 合
工
・ ジ ・ 1炭酬・シ・ム
ボリエステル スチレン コパルト MEKPO 1000 50 i 3 4．一一一 11％
1ポリエステル スチレン コパルト l MEKPO
1000 50
1 『一『 ］「房
皿 1−一」皿．一一L．旦 ［」旦＝2・＿一、5，一 1判エステ・・1スチ・・已バ・・ト．MEI｛PO i lO男
11％
12％
12影
1骨 村
s㌃a 租i 々 空 イヒ
7B陽 s／a＝3L3％
78％
s／n二＝3L3昂 78田
（注） レジン，炭陵カルシウム，骨材は百皿比
表一5 凍結融解試験に使用した配合
配 合 帝 号 1 ・ ジ ン （kg） CaCO3 悟∋スチレンIC・IMEKP・，（kg）
11）
22｝
33）
217 217 217
10．88 10．8B 10．88
2．174 2．174 2．174
1．088 1．088 1．088
278 417 579
細骨材
（kg）
565 523 472
8a 汁 ↓オ （kg）
、。品mい3一瓢m
829 764 690
412 382 345
1） 重□比で，レジン：CaCO3：骨材＝10：12：78 2） 〃 レジン：CaCO3：骨材＝10：18：72 3） 〃 レジン：CaCO3：骨材＝10：25：65
表一3にレジンモルタルの配合および実験結果を示 （5）各種試験
す7）。レジンコンクリートに使用した配合を表一4に示 （a） レジンの可使時間試験
す8・． ¥＿4、・圃合1は㊧直綱材率の決定ならび｛・常 可使n寺ll｛鰍は顎一・のセメントの翫㈱験用ビカ 温養生による強度と材令の関係および力学的特性などを 一針装置にて行なった。ガラス板の上にφ6×4cmの円 明らかにするため，配合nは常温養生による強度を比較 管をのせてレジンを満たし・始発用標準針がレジンの中 するため，そして配合皿は最適な高温養生温度および養 にスムーズに入らなくなった時間を可使時間とした。
生時間などを決定するために計画した。表一5には耐久 ，、
性試験に使用した配合を示す㌔
（4） 供試体の作製 1 （a） レジンモルタル
高温乾燥器によって絶対乾燥状態にした細骨材を一た ん常温まで冷却して混練用鉢（直径30cm）で炭酸カル
シウムと十分混ぜ合わせ，別に用意したレジンを加えて ｝ 約2分間練り混ぜた。次に型枠に3日に分けて詰め・各 i 層ごとに木づちで十分振動を与えて打設した。キャッピ 1．．
ングは標準砂を使用したレジンモルタルで行ない，ガラ
ス板を塾頒而まで一椥・肌付・ナた．その際，ガラ 「 1
ス板にレジンが付着するのを防ぐために油を塗った薄紙 ，．． ＼ を間に挿入した。脱型は打設後1日して行ない，養生は
高温（巡趣8・°C）で約・・〜12時醸施した・圧縮 ＿＿ ＿ ．
強度と雌｛綴の各試験ではφ5＞く1°・mの円柱供試体 ． 一
を用いた。曲げ麺試験は奴4×ユ6・mの角柱供試体
にて行なった。 写真＿1 レジンの可使時間試験 （b） レジンコンクリート
練り混ぜは絶対乾燥状態にした骨材と炭酸カルシウム （b）粘度試験
を。ンクリー蹴板上で＋分i蛤し，別1こ聴したレジ 1・ 度試験は写真一2のB型1搬計（K・K」II京計器製 ンを加えショペルにて手練りで行なった。締固めは円柱 造所製）によって行なった。
供試体は3層，角柱供試体は2層にそれぞれ分けて各層 （c） レジンモルタルの強度試験と弾性係数試験 を突き棒で突いた後，テープルパイブレーターにて十分 圧縮強度試験はJISA1103にしたがって行なった・
鍋めた．キャ。ピングは搬後，6〜・2B調後にレジ ll ｝捌ミ度試験は・セメントモルタルのllllげ強度試験（JIS ンモルクルと同様な方法で行なった。脱型後，常温養生 R5201）に基づいて中央一点載荷で実施した。また弾性 は室温25〜30℃1こて試験瞬で蹴した・耀難は 係繊験 ま・ストレインゲージ（ゲージ長301nm）を コンクリ＿ト製箱型（内径65×65cm，高さ55cm・厄 円柱供試休中央断面三分割点に縦方向に3枚貼付し・ひ さ7cm）にてサーモスタットで温度調節をしながら行 ずみを測定して行なった。この場合・弾性係数値は圧縮 なった。 強度の1／3における割線弾性係数を以て表わした。
11
・ のうちいずれか一・液の量を変化させ残り二液は一定にし て，可使時間を測定した。試験結果を図一1と1劉一2に 示す。これによると，可使時間1時間に対応するのはポ リエステル1009，スチレン0．59の場合で，コバルト 0．39，MEKPO O．49となる。一般に気温によって化 学反応速度は大きく異なり，ポリエステル樹脂の可使時 ・ ． 間が同様であることは図一31ωより明らかである。そこ
． ごこ：ノ 、 1．0
ログ
ロ 写真一2 粘度試験状況（B型糊螂卜） 一 （d） レジンコンクリートの強度試験と変形特性 亡 ヘ レジンコンクリートの圧縮，引張とllllげの各強度試験 く0．5 はJISの方法に準じて行なった。ボアソン数はストレ n インゲージを縦債互に直角方向に貼付し，それらのひず
みから求めた。
3． レジンによる可使時間試験および粘度試験
（1）可使時間試験 0 30 60 90 120 150 レジン。ンクリ＿トの可脚調は，…ルトと 凝結始発時1川（mi・）
MEKPOの相乗作用によって決まるようである9。そこ 図一2 コバルト量による凝結始発時間試験結果 で実験では，ポリエステル，スチレン，コバルトと
MEKP・を混合したレジン1・つ・・てビ・カー5・蹴［で 妻゜・8 畷馴を測定した・本ヲ激では・基肋不飽和ポ1戊工 @≡o．，
ステルを一定とし，コパルト，MEKPOおよびスチレン 亘 望 CO．6 ご
不艶狛ポリニえテ，：1009 リ
へ
えチレンモノマー0・59 三こ0．5 1．0 室 没 2τC〜31℃ ≡
呂 一 一〇一コパル｝0」9 ぎ0．4
ロ へ ） −O一コパルト0．39 へ
よ
コもロロ へ
ざ0・7 ψ0．3
隻 自o．5
不飽和ポリエステル100g Xチレンモノマー 0．5g ｺ 逗 27℃〜31℃
黷ｭ⊃」一一 MEKPO O．4g−（D− MEKPO O．7g 1．0
O．7
O．5
O．3 1
0．2
0．1
051015202530
−一一一一一一一 混合拘の温1！Σ（℃｝
60 120 180 240 300 360
凝結始発時間（min） 図一3 促進剤量と温度の関係（】〜2時で
図＿1脳P・量による雛醗時蹴願果 ゲルイヒさせる▲剛
12
表一6 標準配合（市ll t比） F50 … 1 1 ●1 、1＿プ
巴工・i・チ…・−1MEKP・i肥゜…一：聯二二
引で「石・・「5・「一……一一一 二 °°：・ 一一；1 1！
『 1 ． ， ン
冬叫゜°°i5°一゜・5 @i・00 ・。・1。：・一
ぺ 可使時聞が変わることはほとんどなかった。 i l
40G ・ ・ 一 叩一 一 一 （2） 樹』旨の「占度 i lO
め：1㌫熈：憲麟蕊：㍍：ζ 30・一一11∴唱，11、ll｛ −
0 30 50 100 200 5f｝0 ］000 2000 にする。枯度はB型枯度計で測定した。モの結果を図一 ヰll、度 し1叶つ
4に示す。スチレンをあまり多11［に混入すると硬化収縮 図一5 レジン量と粘度の関係 が大きくなったり，強度が低下したという報告があるた
めに，本実験では適当と考えられる枯度2ポィズに対応 300 する配合即ちポリエステル100gにスチレン5gを添 三 加することにした凸 1 ロ ト200
＿3．0
ト
s− Q．5 七
） 2』
・ゴ ．
二≡
温度31．5℃
o．5』．5
．0
．5
I
i
1
‥…@ l
@ l −
@ ｛
@ 1
l l 1コ@ 1
1
II｜1 粁loo
200 300 4〔〕0500 1000 200
一一一一一齡S 度 （ポ イズ）
図一6 フロー値と粘度の関係
炭酸カルシウムが多過ぎると，粘度が非常に高くなり，
05101520
スチレン濃度（％） 逆にワーカピリーチが低下する。セメントモルタルの軟 図一4 スチレン量による粘度試験結果 らかさはフロー試験で行なうのが一般的であるので・レ ジンモルタルでも同試験を実遊した。図一6はフロー植 以上・可使時間および沽度の各試験によってポリエス と枯度の関係を表わしたもので，フロー値と枯度の問に テル樹脂に対する触喋等の各量が定まったので・次にレ は比例関係が成立すると考えられる。粘度計による測定 ジンモルタルのレジン・砂そして炭酸カルシウムの・各重 は，フロー試験器具のフローテーブルから流れ落ちるよ 皿比を求めることにする。 うな非常に軟らかいモルタルのコンシステンシーを測定
4．レジンモルタルのコンシ貯ンシ＿ するの醜している・肌フ゜珊でも臼り一ズとH
シリーズでの枯度が異なる。プラスチックが本来持って （1） プロー試験とB型枯度計による試験 いる「ねばっζさ」に起因するがこれは7ロー試験では レジンモルタルのコンシステンシーは・従来のセメン 判別し陛く、この点からB型粘度計は液状レジンのコン トモルタルとは粘性が異なるために・B型粘度計とフロ システンシーを試験する優れた方法と考えられる。粘度 一試験によってコンシステンシーを測定することにし が300ボイズというような高い粘性のモルタルである た。水を全く使用しないレジンモルタル・レジンコンク と，迅辿に実施しなければ，粘度計の回転軸の周囲｛こレ リートでは唯一の流動物であるレジンのII1がコンシステ ジンのみが集まり結果として粘度を低く測定することに ンシーを大きく左右する。図一5はレジン量と枯度の関 なり，誤差が起こりやすい。以上のことより，フロー値 孫を示したもので・前述したように・レジンほが多いほ が200以下となるようであれば，フロー試験との併用が ど小さな拍度を示しており，粘度が小さいものほど軟ら 望ましいようである。
かく流動し易い。次に1シリーズと皿シリーズとでは1 しかし．レジンモルタルのコンシステンシーを測定す
｝3
るのに，粘度汁とフロー試験による方法が最良であると ・ … ≒
；蕊纏㌶：㌶蒲 る：劇聴翼滝．
（2） レジンペースト余剰率とコンシステンシー一 ド 乏 嬉．．嶽 一
撒とレジンペース衙辮矧蝿係姻一η琢す。 繋、、 1・．
レジン…酬細卵｛耐ように
ペースト綱・・一一x］・・（％） ヨ・顯 魔
びら
で㌶二＿一ジング卿ぽ汀酬き∴灘趨騰
幽ておくどレジンペースト杣1∬に澱して墳 … ＜，ご磯ぽ・3灘 、
材は沈隆するのである◎レジンモルタルの場合，セメン ｝＿頴∪ ご． 卿難采． 。二．＿．
トモルタルと比較して，時悶経過による流動が大きいた 写褒一3 レジンモルタルのべ一ストと 砂の分陛状況（φSXI◎cm）
8◎
めに弘劇レジンが存在すると，たちまち銘料分離を生じ る傾向が強い。よって，余剰率が大きいことは，材料分 離を誘発し好ましくない。ただし，この場合の材料分離 譲 の形態は，写真一3に見られるように砂部と上部のペー
嘉6° スト紛に分かれるというだ｛ナ証融蜘蝋て影
ξ． 魁なかっお
ご 粘度の小さい購軟鋤・いレジンモルタルほど各シリ
ペ ーズともレジンペースト余剰率が大きくなっている。各
｜
マ40 シリーズのものについて伺じ粘度を与える時の余剰率を 八 求めてみると園一7に示すとおりになっている．伺顯で
ヘ
ム 1シリーズの場合に余剰率が小さいことから炭酸カルシ
20
◎
l l iil ；lI
幅
0
昧
〔
o i
lllシリーズ
1シリーズ 簸シリーズ ○
0
○
e ｜ 1 1 ネ li
○，
0 30 6◎ 10◎ 20◎ 頚◎0500 200◎
ウム捲に対する翻限の必要性をうかがい知ることができ る。国一9はレジンベースト余剰率と砂猛の関係を表わ したものであるが，レジンペースト余顛］率と砂彙は反比
8◎
§
『粘 度 （ボイズ） 妥δ◎
三 図一7 粘度とレジンベースト余刺率の関係 緊
『 ｛ Pll已
20
0 3◎◎ δo◎ 9◎o 茎2◎0 15◎o
艇8レジンペ＿ス除綱 砂掻（k・滅
（φ5×10cm憤試体綾∫の 図一9 砂量とレジンベースト余剰皐の関係
14
酬係にあり，砂胆，…kg／m・以」、であればレジン は｛まとんど差異が・紬られなかった・レジ端が柵 ぺ＿スト余刺串を小さくすることができることは注日さ kg！m3以下のように非常に少なくなると・圧縮強度は れてよい．1列一ズで ま，‡、 度．鋼が∬と1皿シI」− 1，・00kg！cm・以下となり・レ〃ペースト余乗ll率も ズのものと同じであるにも拘らず，余剰率が・1・さい．よ 3〜・（％）で，レジ刈の不足によ・てモルタルの流 って．レジンモルタルで炭酸カルシウム量は，重！ 此で 動性が乏しくなり，空隙等が生じたために・強度が低下 ほぼレジン量の1／2程度で充分であろうと考えられる、 したのではないかと考えられる。
余剰率が大きいことは，レジン量が多すぎるか，砂挺が （2）曲げ強度
少ないためであり，適当な齢に改めな1ナればならな 曲げ轍とレジン鑓らびにレジンペースト卵1率な い。いま仮に，余剰串を10％以下に制限すると，レジ どの各凹係を図一12と図一招に示す・レ乏ン1止の滅少 ンモルタルでの砂1正は1，300k9！m3以上であることが に伴ない，強度は低下している。特に皿シリーズでは強 望ましい。 度の低下が大きい。図一12においても1皿シリーズでは 余剰率が大きくなるにしたがって強度が小さくなってい
5レジンモルタルについての蝉的特性ならびに変 る．レン端をいたずらにふやすことが曲げ雌の恢 形特性 に単純に寄与せず最小最適肚を探る必要性が痛感され σ）圧縮強度 る。曲げ強度は砂1止，牟剰率に比例して・砂品が多いほ 圧縮強度と樹脂1止，レジンペースト余剰率などの各開 ど強度が大きい。本実験の曲げ強度試験結果から三考察す 係を図一10，図一Uに示す。各シlj一ズによる強度差 ると，最大レンジ品は450 kg・ cm2程度が望ましいと考 は，ほんど認められなかった。レンジ量に関係なく圧縮 えられる。
強度はLO50kg／cm2〜L150kg、ノcm2のほぼ一定であ
った．余剰糊・高く，材料分離が生じているモルタルで ㍗ あっても，樹脂の接着力が強力であるためか圧縮強度に ξ蜘 § 三勘
二1却
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ひ図一10 圧縮強度とレジン量 喜 、 毛1珈
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三 1（州 i
認了戸一『「：日一叶
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一一@一「二 一一
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図一12 曲げ強度とレジン量の関係
細
●
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㎜ 励 加
o
●1シリーズ 怩P1シリーズ nlnシリーズ
1
0 1∪ 20 30 40 50 60 70 レジン・ ペースト余！岡｝弔 （96）
図一13 曲げ強度とレジンペースト余剰率
］0 20 30 40 50 60 言0
レジンベー・一乳ぽ・柳キt培） 曲げ強度と圧縮強度との関係を図一14に示すが，両 図一11レジンペースト余剰率と圧縮強度の関係 者の間に明白な関係は認められない。圧縮強度はレジン
15
35° ：㌫隠の条件で配合設計を行なうと 燃
I I l・ レジン 42・−5。・kg／m3（375−446」）
ず゜°仲c− ：酸力〃ウムLll：二跳蕊1場
慰
L…願総；一ズ≦㌫；㌫譲鷲時間
図＿14圧縮強度と曲げ強度の関係 モこでこの場合にもセメントコンクリートの場合と同 様に細骨材串が大きく影響するζとになる。
量にかかわらずほぼ一定であるが，曲げ強度には砂丑が 密接に関係することも一因であろう。
（3）弾性係数
弾性係数とレジンペースト余剰率の関係を図一15に ☆ 示すが，蜘串が小さいほど弾性係数は大きくなってい ：800 る。n，皿シリーズの場合，1シリーズの場合に比校し 塁 て同じ余剰率では、弾性係数が大きくなっている。これ 剖 は，砂やレジンペースト中に炭酸カルシウムが効果的に 蓬700 混入して変形を小さくしたことが起因しよう。 蓮
盲 言 亨 自15 三
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1シ｜1一ズ II，川シリーズ
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一〇一材令3日 黶怦鼾ﾞ令7日
45 40 35、 30 25 20 15
細骨材率（％）
図一16 細骨材率と圧縮強度
細骨材皐が大き過ぎても小さ過ぎてもワーカピリチー は低下し，詰め込みならびに締固めが固難となり本実験 では細骨材串が30〜35田の場合に最も仕事が容昂であ
゜1°2°㌣。．巴』1ぷ 1ε゜ った．鮒榊と搬との縣を図一・6｝・示す．酬
図＿15弾性係数とレジンペ＿スト余剰率の関係 強度では，ばらつきが大きいために断定はできないが・
傾向としては細骨材率30〜35％で最大の強度となっ 6レジンモルタルの配合設計 た。最大［lilげ強度は細骨榊30％の場合｛こ得られた。
レジンモルタルのコンシステンシ＿と力学的特性から そこで，本実験では・最適細骨材率を約30％と定め 考察すると，レジンペースト余剰率が10％程度の方が た。
16
（2）材令による強度の伸び ＾ 常麟生でのレジン・ンクリートの強度と榊との田 齪゜°
係を図一17に示す。圧縮強度の場合，すでに材令3日 ぎ1100 て榊28日の80〜90％近くまで達しており，齢7日 亘1㎜
でほぼ鰯敵に達する．曲げ強度は圧縮搬と同蹴 ㍗
1山800 傾向を示している。引張強度でも同様である。 一
三 51000 妻
二細
華
鋼
400
20G
↑1goξ170 ぎ1部 c∨130 二110 畢 90 70
山 li
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l l 1 1 1 1
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●曲げ強度
＋引張強度
6 100
、巴i拍 担 80二 吉 70 三
＝、 50
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№盾渚
一i 一「「1
高温養生●
妺ｷi養生 椙兜1洲。官き）， ユ5 13°〔・・ur・
ユ 7 コ8〔dロy）
妺ｷ養 1 時問
一18常温養生および高温養生による強度比較
．高温養生でのレジンコンクリート
（1）静置時間
静置時間とは，コンクリート打設後，高温養生を開始 るまでの時間のことをいう。圧縮強度をもとにして，
設後何時間後に，高温養生を開始すれば適当である
垣1 3｝47｛，142畠、；！91 か・鎚ようとしたものである・実験結果を図一19に 図一17難と材令の関係（常温養生） 示す・実験はC°−1°とC°−2°の酷のものについ て，高温養生を7ぴCで10時間実施し（Co−10とは重 このように全体的に強度の発現が早く，特にわずか1 征比で不飽和ポリエステル1，0GOに対してコバルト10 で圧縮強度500kg∬cm2という高強度を達成する要因 を混入したもの），5時間冷却し，圧縮強度試験を行なっ
，ポリエステルの重合反応が短時間で完了するためと た・『阻時間がコ0時間〜コ5時間の場合に，強度が最も えられる。 大きく得られた。
．レジンコンクリートの常温養生と高温養生による 宅
比較 』1200
ぎ 配合を同じくするコンクリートで常温養生と高温養生 慰UOO 行なって強度を比較しようとした。結果を図一18に示 誓
パ
・瀧姓を5時間行な・たときのσ・｛直｛蟷温養生 巴1000 28日実施した場合のσ28値よりも高い伍を示した。
様に引張強度では高温養生を実施した材令2日の強度
900 常温養生での材令7日の強度に比べても大きかった凸
上のように．高温養生を行なえば，短時間で高い強度
示すレジンコンクリートが得られる 常温養生では 0 6 8 10 1 節や天候の影響を受けて強度の変動が生じるが，高温 静1塒間
生を実施すれば，高強度の安定したコンクリートが得 図一19静置時間と強度の関係 れ便利である。 （2） 高温養生時間
高温養生を実施すれば，早期に高強度が得られ，製品
一〇￨Co−10十
bo−20
6 8 10；π時；『 251（・・）
17
として直ちに供給できるなど，利点が多い。最適温度は
80〜120℃にあることが多く，加熱は2〜3時間が一般 ㌃1100
的であるといわれてい酷 き1。5。
準者らは，Co−10の配合にて，60℃，80℃そして
90℃の各温度で高温養生を実施して圧縮，Ihlげ強度試 鯉1000 験を行なった。結果を図一20に示す。60℃で2時間か 潤950
ら60時間にわたって養生を行なった後の圧縮強度は 遠900 ほぼ一定であった。最高温の90℃で養生を行なった場 電
合i、は，・5馴鍵繊も大きく，3鴫間も趣ると 一85°
却って強度が低下している。 800
乍 ミ 呈1200 討IlOO 言
≡抑0蕃
工
呈190 三 m
邑 150 菱
200 P00 O00 X00 W00 700
一〇−60 C−●−80C−●−90℃
190
高撃T0130110
一 一
黶@ 一 一 一
一 、
一〇−70℃
黶氈￨50℃
0 2 5 15 30 60
高温養生時ll11（』r）
図一20高温養生時間と強度の関係
養生i量度 50℃
コパルト凪 n Co 10 ｳ Co 15
｡ C。20
Col5 100
O50 O00 X50 X00 W50
ColO
Co20
800
5 15 30rh・
養 生 時 間 図一21 コパルト量と強度
（4） 引張強度，曲げ強度
図一20，図一22に示されているように，引張強度は 90〜110kg〆 cm2，曲げ強度は150〜170 kg！omコでセメ
ントコンクリートの場合と比較すると著しく大きい強度 を示した。引張強度が小さいセメントコンクリートに比 べ，有利となることはいうまでもない。ぜい度係数と圧
ρ 三30 E ミ120
呈
｝ 110 討二 IOO 苦 崇 90 三 80 70
」＝亡→ 1
O 養生温度 60℃
● ，・ 80℃
● ・・ 90℃
25 】513060
養生時間（hr｝
曲げ強度の場合は・50°Cと70℃の2種で行なった 図＿22高温養生による引張強度 が，70℃では5時間養生の方が高い強度を示し，以後
若干強度が低下している。5n℃での養生の場合には， 1 ・ ！
ほぼ一定の強度赫した。以上より，6・〜7n℃で5時 、o．一一・一：一一P−・一・⊥一゜職：：『1−｝
蝋繊1漂㌫㌫巖l ILI二二二1二：：．二；：蒜．
コバルト孟があまり多くなると硬化時間が早くなり，施 ● ・●
8
エなどの而でやりにくくなる蛇の鮪力 生ずる・高温 、；。，1。、i。，，、醐，1臼、；旧1。。1、，。
養生ではコパルト量は多く必要でなく、Co−10租度の 111謝帆撫ノ仙回 添加皿が最適かと考えられる。 図一23強度とぜい度係数の関係
18
縮強度との関係を図一23に示すが，これによると，レ 乱。
ジンコンクリートでは圧縮強度約］，000kg／cm2の場
合，ぜい度係数10〜12である。セメントコンクリート 抽 の場合には．圧縮強度約600kg／cm2で，ぜい度係数は ロ ユ5〜18であった。レジンコンクリートの引張強度が従 ミ4・°
童1；i三：：：：：：工∴：：：￡1：斗山→llト
1．4
（ユ）単位重量 P
高温養生でのレジンコンタリートの単位重丑は2．34 圧縮蜘庄〔kg／cm1）
〜2．96t／m3で，セメントコンクリ＿トのそれとほとん 図一25強度とボアソン数の関係 ど変らない。 （4）伸び能力
（2）弾性係数 ストレインゲージ（ゲージ長さ60mm）にて破壊時 弾性係数と圧縮強度との関係を図一24に示す。弾性 の最大ひずみを測定し，伸び能力とした。モの伸び能力 係数は・破壊強度の約1／3での割線弾性係数を以て示し と圧縮強度との麗係を図一26に示す。若材令での仲び た・強度と弾性係数は，ほぼ正比例の関係にある。レジ 能力は，コンクリートの内部が十分硬化していないため ンコンクリートがほぼ最終強度に達すると，弾性係数は か，かなり大きくなっている。圧縮強度700〜900kg／
25×101kg／cm2程度あるいはモれ以上になると考えら cm2の高強度のセメントコンクリートで仲び能力は れる。圧縮強度が700〜900kg／cm2であるセメントコ 2，000Xユ0−6〜3，000×ユ0−6であり，これに対しレジンコ
ンクリートの弾性係数は45×104kg／ cm2付近であった ンクリートで同強度の場合には5，000×10−6〜7、500X ので・レジンコンクリートの弾性係数はその約55％で ユ0− と大きく，約2〜3倍の伸び能力を示している。
あるといえる。
60乍 ミ 出50色 三 押40 諺
≡ 芸30
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0 200 300 400 500 500 700 BOO 900 100 圧ホ密蜘里（kgたm1｝
図一26 強度と伸び能力の関係
00
゜5°°6°°7°〜王鵠，跳：，』晋11°°12°° 11・レジンコンク1」一トの畝性
図一24圧縮強度と弾性係数 耐久性試験はASTMの方法にしたがって水中急速凍 結融解法によって行なった。相対動弾性係数とサイクル （3） ポァソン数 数の関係を図一27に示す。セメントコンクリートの試 ボアソン数と圧縮強度との閏係を図一25に示す。ポ 験では，供試体表面のモルタルが凍結融解サイクル数の アソン数が3程度のものは若材令のもので・材令7日以 増加にしたがって少しずつ剥離し，300サイクルにも達 後のもの よ 3・5〜5・5程度である。セメントコンク1」 するころには中央部分より劣化破壊したものもあった。
一トの許容応力度付近のポアソン数は5〜7であるか レジンコンクリートでは，全くそのような現象は認めら ら・レジンコンクリートのそれはそれより若干小さい。 れず・表面の穴が少しずつ大きくなる程度であった。試
19
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§
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0 100 200 300 400 450
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図一27 凍結融解に対する抵抗性試験結果
験ではいずれの配台の場合も，相対動頂性係数の低下が （の レジンモルタルの圧縮強度は，コンシステンシ 非常に小さく，300サイクルでの厨久性指数は95〜97鑑 一やレジン量に関係なくほぼ一定であった。しかし砂量 であった。この様に酎久性が極めて高いので，さらに凍 が多く，コンシステンシーの低いモルタルは若干強度が 結融解を続行し，450サイクルまで実施してみた結果， 低下していた。曲げ強度はレジン量の増加ならびにレジ 酎久性指数は92〜94％と若干低下した。レジンコンク ソペースト余剰率の増加にしたがって小さくなった。圧
リートでは水を全く使用しないので，耐久性が優れてい 縮強度と曲げ強度の比は，4〜6でシIJ一ズ別による違 るのは，予想されていたととであった。 いはなかった。弾性係数は8〜ユ6×1小kg／cm2で・曲 さて，同じ供試体にも拘らず，たわみ一次振動数を測 げ強度ならびに余剰率の低下，すなわち砂量の増加にし 定する際に若干の誤差が入りやすいため，途中のサイク たがって大きくなっている。
ルで相対動頂性係数が下がり，以後再び増加するような 以上のことより1レジンモルタルの最適配合が次のと 場合があった。これらのことを考慮すると，凍結融解に おり得られる。
対する厨久性の試験にはさらに改良されるべき問題点が レ ジ ン： 420〜500kg／m3（375〜446「）
ひそんでいる様｛時えられる。 砂 …200〜1・400hg／m （467〜545f）
炭酸カルシウム：200〜250kg／m3（74〜92「）
12・あ と が き （5）本試験で使用した材料でのレジンコンク1」一ト 以上，レジンコン列一トについて醜礎的研究を行 の髄細骨材率は・ワーカビリチーと強度の緬より なったが，明らかになった主な点をまとめると次のよう 30〜35男と考えられる。
になる。 （6）常温養生でのレジン・ン列一トの強度は・材
（・）可使時間はコバ、叶ならびにE｛EKPOの紐 令・日で圧繊度が500kgノ・m2・曲げ敵が12°kg／
によって影響され，可使時間1時間に対応する配合は夏 cm2，引張強度が60 kg／。m2と極めて大きく・7日で 期冬期に対しモれそれ表一6に示すとおりである。レジ ほぼ最終強度に達する。
ンは温度によって硬化時間猷きく異なるので．夏・冬 の高温姓を行ぱ1まぷ齪生での最終醐よ の季節i、よってコ、wトとMEKP・の各趾酬肌な りさら1・大きな藪が得られた・鋼難は・搬の約 ければならない。 10時間後から・60〜70℃の温度にて5時間1まど実施す （2） レジンモルタルのコンシステンシーは主にレジ れば適当だと考えられる。
ン丑によって左右され，炭酸カルシウム量でコンシステ （8）高温養生を行なった場合・圧縮強度は1・000 ンシーの性質が異なる。試験方法は，フロー試験法と粘 kg／cn 程度 引張・曲げの各強度は90〜110 kg／cm2・
度試験法の併用が望ましく，特に軟かい場合は粘度試験 150〜170kg／c皿2と非常にプくきくなる。レジンコンクリ によるしかない。 一トの単位重量はセメントコンクリートとほぼ同じであ （3）軟かいレジンモルタルほど余剰率が大きくな る。弾性係数は・母材がレジンであるためにどうしても
り，余剰率から考えて炭酸カルシウムはレジン量のほぼ 小さくセメントコンクリートの約半分であったが・伸び 半分が適当であろうと考えられる。允剰率と砂量には反 能力では，逆にレジンの特故が発lllミされ，破壊時のひず 比例の関係が成り立ち，余剰率を10％以下にするため みは5・000×10−6〜7・000S10 6と非常に大きかった。
には崎が・，300kg／m・以上であることが望ましい。 （9）凍結融解試験ではバ結翻サイクルが450に
20
進行しても耐久性指数は92〜94％と非常に高く凍結に 参 考 文 献
対する抵抗性が非常に高いことが認められた・ 1）大浜嘉彦「レジンコンクリート」工文と製品No・
なお問題点として，炭酸カルシウムと骨材を絶対乾燥 53最近のセメント・コンクリート製品ワ1与2・
状態にしなければならない手間を必要とすること・耐熱 @2）っ毘麟雛塁鴛，㍍認ぷ1
性が低いために高温を受ける箇所ではレジンコン列一 @3）大醐彦，淋守「方スチ・ク・川一・」
トの上面にコーティングが必要であること・型枠・ミキ 高分子刊行会，昭和40年10月・
サ＿などの使用機具の掃除洗浄に大きな労力を必要とす め コソクリートエ事用樹脂墨且会・甘科・第22竜 ること・モしてレジンコ別一トのコンシステンシー @，）零：謬18㌻8。月；，別一、の最近の事
モの他についての研究がまだ不十分なために資料が乏し 情」．工某と製品No．55，最近のセメンーンクlj くしたがって正確な配合設計が固難であることなどがあ 一ト製品，ワ3．
げられる。 6）文献3）と同じ・P・199・
レジソコ別一トは以上述べ噺の短所はある 7），耀雷惜㌶霊」「㌫認蕊
が，今までの材料に見られない多くの特畏を備えている 研究発衷会鵠文集，打1怖48年度，昭和49年2月・
ために，適材適所を旨とすれば，維持費など全く必要と B） 渡辺明，高山俊一・前原昭一郎「レジンコンクリ
しない蹴搬材料となるものと確ｱする・ 三㌶縦鷲鰍鷲言漂口究発
おわりに本研究に関し・適切な御助言を頂いた九州工 9） 「パーメワク」日本油脂株式会社パンフレット・
業大学出光隆助教授，材料面で格別の御協力を賜わった ユo） 「リゴラワクモルタル按術籏料」昭和高分子株式 新日本コンクリートK．K．，そして，困固難な実験を終 会社パンプレ亨L
始熱心に遂行したコン列一ト研蛙の学生瀦などに 11）小柵「プラスチ・ク髄材料」工業酷±
深謝の意を表します。
