JP2001253747A - 水中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法 - Google Patents
水中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法Info
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/74—Underwater applications
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄筋を使用せずに曲げ強度、引張強度、せん断
強度及び曲げじん性を向上し、品質が良好で経済的な水
中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法を提
供する。 【解決手段】ポリプロピレン繊維の表面に、エポキシ樹
脂、ポリマーセメントモルタル用の合成ゴム系のＳＢＲ
樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の何れか１つ又は複
数からなる比重１．０３以上の合成樹脂を付着させ、比
重が１．０１以上のポリプロピレン繊維とする。そし
て、このポリプロピレン繊維を、太さを１０〜８０００
デニール、繊維長さを６〜４８mmに設定してモルタル又
はコンクリートに混入し、水中に打設する。
強度及び曲げじん性を向上し、品質が良好で経済的な水
中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法を提
供する。 【解決手段】ポリプロピレン繊維の表面に、エポキシ樹
脂、ポリマーセメントモルタル用の合成ゴム系のＳＢＲ
樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の何れか１つ又は複
数からなる比重１．０３以上の合成樹脂を付着させ、比
重が１．０１以上のポリプロピレン繊維とする。そし
て、このポリプロピレン繊維を、太さを１０〜８０００
デニール、繊維長さを６〜４８mmに設定してモルタル又
はコンクリートに混入し、水中に打設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水中モルタル又
は水中コンクリート構造物の施工方法に関する。
は水中コンクリート構造物の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】モルタル構造物又はコンクリート構造物
は、圧縮強度が大きいが、曲げ強度、引張強度、せん断
強度及び曲げじん性（脆さ）が小さい。そのため、水中
モルタル又はコンクリート構造物を施工する場合には、
一般に、鉄筋を使用した方法が行われている。すなわ
ち、例えばケーソンの底版コンクリートを施工する際に
は、水中で鉄筋を配置した後に水中コンクリートを打設
して、曲げ強度、引張強度及び曲げじん性を得るように
している。また、水位の高い場所で場所打ち鉄筋コンク
リート杭を施工する際には、水中地盤に杭の口径を掘削
した後に鉄筋籠を挿入し、さらに水中コンクリートを打
設して曲げ強度、引張強度、せん断強度及び曲げじん性
を得ている。さらに、橋脚、橋台を施工する際にも、水
中地盤に鉄筋を配置し、水中コンクリートを打設してい
る。
は、圧縮強度が大きいが、曲げ強度、引張強度、せん断
強度及び曲げじん性（脆さ）が小さい。そのため、水中
モルタル又はコンクリート構造物を施工する場合には、
一般に、鉄筋を使用した方法が行われている。すなわ
ち、例えばケーソンの底版コンクリートを施工する際に
は、水中で鉄筋を配置した後に水中コンクリートを打設
して、曲げ強度、引張強度及び曲げじん性を得るように
している。また、水位の高い場所で場所打ち鉄筋コンク
リート杭を施工する際には、水中地盤に杭の口径を掘削
した後に鉄筋籠を挿入し、さらに水中コンクリートを打
設して曲げ強度、引張強度、せん断強度及び曲げじん性
を得ている。さらに、橋脚、橋台を施工する際にも、水
中地盤に鉄筋を配置し、水中コンクリートを打設してい
る。
【０００３】しかし、上述したように鉄筋を補強部材と
して使用すると、コンクリート構造物にひび割れが発生
すると鉄筋が腐食して膨張し、構造物が剥離、剥落を起
こして強度が低下するおそれがある。また、鉄筋は比重
が７．８５と重いので、運搬、配筋作業に多くの手間を
要する。また、水中での鉄筋の配置は、作業性、精度が
劣り時間も要する。さらに、鉄筋籠の組み立ては水中で
は出来ないので、陸上で組み立てた鉄筋籠を機械で吊り
上げて水中に降ろしていかなければならず、難しい作業
となっている。したがって、従来の施工方法は、極めて
不経済な施工方法となっている。
して使用すると、コンクリート構造物にひび割れが発生
すると鉄筋が腐食して膨張し、構造物が剥離、剥落を起
こして強度が低下するおそれがある。また、鉄筋は比重
が７．８５と重いので、運搬、配筋作業に多くの手間を
要する。また、水中での鉄筋の配置は、作業性、精度が
劣り時間も要する。さらに、鉄筋籠の組み立ては水中で
は出来ないので、陸上で組み立てた鉄筋籠を機械で吊り
上げて水中に降ろしていかなければならず、難しい作業
となっている。したがって、従来の施工方法は、極めて
不経済な施工方法となっている。
【０００４】さらに、水中でのモルタル又はコンクリー
トの打設は、締め固め作業ができないので、モルタル又
はコンクリートに対する鉄筋の付着強度が低下して、所
要の強度を得ることが難しい。ここで、鉄筋を使用せず
に水中モルタル又はセメント構造物を施工する場合に
は、曲げ強度、せん断強度を得るために、コンクリート
厚さを大幅に増大しなければならず、やはり、不経済な
施工方法となってしまう。
トの打設は、締め固め作業ができないので、モルタル又
はコンクリートに対する鉄筋の付着強度が低下して、所
要の強度を得ることが難しい。ここで、鉄筋を使用せず
に水中モルタル又はセメント構造物を施工する場合に
は、曲げ強度、せん断強度を得るために、コンクリート
厚さを大幅に増大しなければならず、やはり、不経済な
施工方法となってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、鉄筋を使用せずに曲げ強度、
引張強度、せん断強度及び曲げじん性を向上し、品質が
良好で経済的な水中モルタル又はコンクリート構造物の
施工方法を提供することを目的としている。
みてなされたものであり、鉄筋を使用せずに曲げ強度、
引張強度、せん断強度及び曲げじん性を向上し、品質が
良好で経済的な水中モルタル又はコンクリート構造物の
施工方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の水中モルタル又は水中コンクリート
構造物の施工方法は、ポリプロピレン繊維の表面に、エ
ポキシ樹脂、ポリマーセメントモルタル用の合成ゴム系
のＳＢＲ樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の何れか１
つ又は複数からなる比重１．０３以上の合成樹脂が付着
して比重が１．０１以上のポリプロピレン繊維とし、当
該ポリプロピレン繊維を、太さを１０〜８０００デニー
ル、繊維長さを６〜４８mmに形成してモルタル又はコン
クリートに混入し、水中に打設するようにしている。
に、請求項１記載の水中モルタル又は水中コンクリート
構造物の施工方法は、ポリプロピレン繊維の表面に、エ
ポキシ樹脂、ポリマーセメントモルタル用の合成ゴム系
のＳＢＲ樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の何れか１
つ又は複数からなる比重１．０３以上の合成樹脂が付着
して比重が１．０１以上のポリプロピレン繊維とし、当
該ポリプロピレン繊維を、太さを１０〜８０００デニー
ル、繊維長さを６〜４８mmに形成してモルタル又はコン
クリートに混入し、水中に打設するようにしている。
【０００７】また、請求項２記載の水中モルタル又は水
中コンクリート構造物の施工方法は、ポリプロピレン繊
維の表面に親水性を付加し、さらに、前記表面に比重が
１．０３以上のセメントペーストが付着して比重が１．
０１以上のポリプロピレン繊維とし、当該ポリプロピレ
ン繊維を、太さを１０〜８０００デニール、繊維長さを
６〜４８mmに形成してモルタル又はコンクリートに混入
し、水中に打設するようにしている。
中コンクリート構造物の施工方法は、ポリプロピレン繊
維の表面に親水性を付加し、さらに、前記表面に比重が
１．０３以上のセメントペーストが付着して比重が１．
０１以上のポリプロピレン繊維とし、当該ポリプロピレ
ン繊維を、太さを１０〜８０００デニール、繊維長さを
６〜４８mmに形成してモルタル又はコンクリートに混入
し、水中に打設するようにしている。
【０００８】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
又は２記載の水中モルタル又は水中コンクリート構造物
の施工方法において、前記ポリプロピレン繊維を混入し
た前記モルタル又は前記コンクリートの曲げ強度を、
「鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネ
ス試験方法」（ＪＳＣＥ−Ｇ５５２−１９８３：土木学
会規準コンクリート標準示方書〔規準編〕）に基づき、
ＪＩＳ−Ｂ−７７３３に規定した試験機を使用して３等
分点荷重による曲げ試験を行い、縦軸の荷重と横軸の中
央点の変位を測定してその曲線がスパンの１／１５０変
位までの値から求めた曲げじん性係数が、０．１Ｎ／mm
2 以上の値とすることである。
又は２記載の水中モルタル又は水中コンクリート構造物
の施工方法において、前記ポリプロピレン繊維を混入し
た前記モルタル又は前記コンクリートの曲げ強度を、
「鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネ
ス試験方法」（ＪＳＣＥ−Ｇ５５２−１９８３：土木学
会規準コンクリート標準示方書〔規準編〕）に基づき、
ＪＩＳ−Ｂ−７７３３に規定した試験機を使用して３等
分点荷重による曲げ試験を行い、縦軸の荷重と横軸の中
央点の変位を測定してその曲線がスパンの１／１５０変
位までの値から求めた曲げじん性係数が、０．１Ｎ／mm
2 以上の値とすることである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の水中モルタル又は
水中コンクリート構造物の施工方法に係る実施形態を説
明する。本実施形態では、補強部材としてポリプロピレ
ン繊維を使用している。ポリプロピレンは、耐酸性、耐
アルカリ性などの耐薬品性に優れ、錆びることが無く、
比重が０．９１と極めて小さく、引張強度が４５００〜
５５００kgf/cm2 程度の素材である。 （１）ポリプロピレン繊維の比重を１．０１以上とする
方法 本実施形態では、このポリプロピレン繊維の特徴を活か
して水中モルタル又はコンクリート構造物に混入してい
る。しかし、比重が１．００より小さいポリプロピレン
繊維を例えばコンクリートにそのまま混入すると、水中
打設時にコンクリート表面近くのポリプロピレン繊維に
付着しているセメントペーストが落ちると、ポリプロピ
レン繊維が浮き上がり、コンクリートから分離して補強
部材としての機能が失われるおそれがある。そのため、
ポリプロピレン繊維の比重を１．００より大きな値にし
なければならない。
水中コンクリート構造物の施工方法に係る実施形態を説
明する。本実施形態では、補強部材としてポリプロピレ
ン繊維を使用している。ポリプロピレンは、耐酸性、耐
アルカリ性などの耐薬品性に優れ、錆びることが無く、
比重が０．９１と極めて小さく、引張強度が４５００〜
５５００kgf/cm2 程度の素材である。 （１）ポリプロピレン繊維の比重を１．０１以上とする
方法 本実施形態では、このポリプロピレン繊維の特徴を活か
して水中モルタル又はコンクリート構造物に混入してい
る。しかし、比重が１．００より小さいポリプロピレン
繊維を例えばコンクリートにそのまま混入すると、水中
打設時にコンクリート表面近くのポリプロピレン繊維に
付着しているセメントペーストが落ちると、ポリプロピ
レン繊維が浮き上がり、コンクリートから分離して補強
部材としての機能が失われるおそれがある。そのため、
ポリプロピレン繊維の比重を１．００より大きな値にし
なければならない。
【００１０】そこで、本実施形態では、２つの方法によ
りポリプロピレン繊維の比重を１．０１以上としてい
る。 合成樹脂を使用してポリプロピレン繊維の比重を増
大させる第１の方法第１の方法は、所定の比重に設定し
た合成樹脂の溶液中にポリプロピレン繊維を通すこと
で、ポリプロピレン繊維の表面に合成樹脂を付着させて
比重を１．０１以上としている。
りポリプロピレン繊維の比重を１．０１以上としてい
る。 合成樹脂を使用してポリプロピレン繊維の比重を増
大させる第１の方法第１の方法は、所定の比重に設定し
た合成樹脂の溶液中にポリプロピレン繊維を通すこと
で、ポリプロピレン繊維の表面に合成樹脂を付着させて
比重を１．０１以上としている。
【００１１】すなわち、表１は、複数種類の合成樹脂の
比重を替えてポリプロピレン繊維に付着させることで、
ポリプロピレン繊維の比重の変化を調べた結果である。
比重を替えてポリプロピレン繊維に付着させることで、
ポリプロピレン繊維の比重の変化を調べた結果である。
【００１２】
【表１】
【００１３】この表１から明らかなように、ポリマー合
成ゴムＳＢＲ系の合成樹脂は、比重を１．０３及び１．
０５としたときに、それが付着してポリプロピレン繊維
の比重が１．０１及び１．０３となる。また、ポリマー
合成ゴムＥＶＡ系の合成樹脂は、比重を１．０３及び
１．０５としたときに、それが付着してポリプロピレン
繊維の比重が１．０１及び１．０４となる。また、アク
リル系樹脂は、比重を１．０３及び１．０５としたとき
に、それが付着してポリプロピレン繊維の比重が１．０
２及び１．０５となる。さらに、エポキシ樹脂は、比重
を１．１５及び１．７０としたときに、それが付着して
ポリプロピレン繊維の比重が１．０７及び１．１１とな
る。
成ゴムＳＢＲ系の合成樹脂は、比重を１．０３及び１．
０５としたときに、それが付着してポリプロピレン繊維
の比重が１．０１及び１．０３となる。また、ポリマー
合成ゴムＥＶＡ系の合成樹脂は、比重を１．０３及び
１．０５としたときに、それが付着してポリプロピレン
繊維の比重が１．０１及び１．０４となる。また、アク
リル系樹脂は、比重を１．０３及び１．０５としたとき
に、それが付着してポリプロピレン繊維の比重が１．０
２及び１．０５となる。さらに、エポキシ樹脂は、比重
を１．１５及び１．７０としたときに、それが付着して
ポリプロピレン繊維の比重が１．０７及び１．１１とな
る。
【００１４】したがって、合成樹脂を使用する方法で
は、比重を１．０３以上とした合成樹脂の溶液中にポリ
プロピレン繊維を通すことで、合成樹脂が表面に付着し
て比重が１．０１以上のポリプロピレン繊維となる。こ
れにより、ポリプロピレン繊維の比重が１．０１以上と
したことからセメントとの付着強度が増大し、コンクリ
ートから容易に分離しないとともに、長期にわたって耐
久性が向上したポリプロピレン繊維を得ることができ
る。
は、比重を１．０３以上とした合成樹脂の溶液中にポリ
プロピレン繊維を通すことで、合成樹脂が表面に付着し
て比重が１．０１以上のポリプロピレン繊維となる。こ
れにより、ポリプロピレン繊維の比重が１．０１以上と
したことからセメントとの付着強度が増大し、コンクリ
ートから容易に分離しないとともに、長期にわたって耐
久性が向上したポリプロピレン繊維を得ることができ
る。
【００１５】 親水性を付加した後にセメントペース
トを使用してポリプロピレン繊維の比重を増大する第２
の方法第２の方法は、ポリプロピレン繊維に親水性を付
加した後、所定の比重に設定したセメントペーストの溶
液中にポリプロピレン繊維を通すことで、ポリプロピレ
ン繊維の表面にセメントペーストを付着させて比重を
１．０１以上としている。
トを使用してポリプロピレン繊維の比重を増大する第２
の方法第２の方法は、ポリプロピレン繊維に親水性を付
加した後、所定の比重に設定したセメントペーストの溶
液中にポリプロピレン繊維を通すことで、ポリプロピレ
ン繊維の表面にセメントペーストを付着させて比重を
１．０１以上としている。
【００１６】ポリプロピレン繊維は、水を弾くはっ水作
用を有しているので、セメントマテリアルとして適用す
る時には、予め親水性を付加しなければならない。ここ
で、ポリプロピレン繊維に親水性を付加する具体的方法
としては、例えば、アルカリ系の親水を溜めた槽にポリ
プロピレン繊維を浸漬している。表２は、比重を替えた
セメントペーストと、それが付着した親水性を付加した
ポリプロピレン繊維の比重の変化を調べた結果である。
用を有しているので、セメントマテリアルとして適用す
る時には、予め親水性を付加しなければならない。ここ
で、ポリプロピレン繊維に親水性を付加する具体的方法
としては、例えば、アルカリ系の親水を溜めた槽にポリ
プロピレン繊維を浸漬している。表２は、比重を替えた
セメントペーストと、それが付着した親水性を付加した
ポリプロピレン繊維の比重の変化を調べた結果である。
【００１７】なお、セメントペーストのセメント材料
は、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等いずれでもよく、
且つ、これらにシリカフュームや超微粉末スラグ等も併
用できることは言うまでもない。
は、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等いずれでもよく、
且つ、これらにシリカフュームや超微粉末スラグ等も併
用できることは言うまでもない。
【００１８】
【表２】
【００１９】この表２から明らかなように、セメントペ
ーストは、比重を１．３０及び１．７０としたときに、
それが付着してポリプロピレン繊維の比重が１．０７及
び１．１３となる。したがって、セメントペーストを使
用する方法では、比重を１．０３以上としたセメントペ
ーストの溶液中にポリプロピレン繊維を通すことで、セ
メントペーストが表面に付着して比重が１．０１以上の
ポリプロピレン繊維となる。これにより、比重が１．０
１以上としたことからセメントとの付着強度が増大す
る。 （２）ポリプロピレン繊維の形状 比重を１．０１以上としたポリプロピレン繊維は、セメ
ント中の分散性、均一性を確保するために、太さを１０
〜８０００デニール（デニール：９００ｍ当たりの質量
をグラム数をもって表したもの）、繊維長さを６〜４８
mmに形成している。
ーストは、比重を１．３０及び１．７０としたときに、
それが付着してポリプロピレン繊維の比重が１．０７及
び１．１３となる。したがって、セメントペーストを使
用する方法では、比重を１．０３以上としたセメントペ
ーストの溶液中にポリプロピレン繊維を通すことで、セ
メントペーストが表面に付着して比重が１．０１以上の
ポリプロピレン繊維となる。これにより、比重が１．０
１以上としたことからセメントとの付着強度が増大す
る。 （２）ポリプロピレン繊維の形状 比重を１．０１以上としたポリプロピレン繊維は、セメ
ント中の分散性、均一性を確保するために、太さを１０
〜８０００デニール（デニール：９００ｍ当たりの質量
をグラム数をもって表したもの）、繊維長さを６〜４８
mmに形成している。
【００２０】ポリプロピレン繊維の太さが１０デニール
を下回ると、ファイバーボール（塊）が発生してポリプ
ロピレン繊維の分散性が低下する。この傾向は、太さが
８０００デニールを上回ると、再度現れる。また、太さ
が８０００デニールを上回ると、ベースコンクリートに
対してスランプ低下が大きくなり、この対策として水を
増加し、水セメント比一定からセメントも増大しなけれ
ばならない。このため、極めてセメント量の多いモルタ
ル又はコンクリートとなり不経済となるばかりでなく、
水とセメントの水和反応による温度ひび割れが発生しや
すくなる。
を下回ると、ファイバーボール（塊）が発生してポリプ
ロピレン繊維の分散性が低下する。この傾向は、太さが
８０００デニールを上回ると、再度現れる。また、太さ
が８０００デニールを上回ると、ベースコンクリートに
対してスランプ低下が大きくなり、この対策として水を
増加し、水セメント比一定からセメントも増大しなけれ
ばならない。このため、極めてセメント量の多いモルタ
ル又はコンクリートとなり不経済となるばかりでなく、
水とセメントの水和反応による温度ひび割れが発生しや
すくなる。
【００２１】また、繊維長さは、デニールとの関係が大
きいが、繊維長さが４８mmを越えるとファイバーボール
が発生し、スランプ低下が大きくなる。また、長さが６
mmを下回る場合にも同様の結果となった。したがって、
太さが１０〜８０００デニール、繊維長さを６〜４８mm
に設定したポリプロピレン繊維が最適である。なお、ポ
リプロピレン繊維の表面を平滑でない形状にすると、セ
メントに対するポリプロピレン繊維の付着強度が増大し
て、モルタル又はコンクリートに応力が作用したときの
曲げ強度、引張強度、せん断強度及び曲げじん性をさら
に増大することができる。 （３）水中で作成したコンクリートの曲げ強度 １）使用材料及び配合 図１は、「鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲
げタフネス試験方法」（ＪＳＣＥ−Ｇ５５２−１９８
３：土木学会規準コンクリート標準示方書〔規準編〕）
に準じた曲げ試験結果であり、ＪＩＳ−Ｂ−７７３３に
規定した試験機を使用して３等分点荷重により曲げ試験
を行った。
きいが、繊維長さが４８mmを越えるとファイバーボール
が発生し、スランプ低下が大きくなる。また、長さが６
mmを下回る場合にも同様の結果となった。したがって、
太さが１０〜８０００デニール、繊維長さを６〜４８mm
に設定したポリプロピレン繊維が最適である。なお、ポ
リプロピレン繊維の表面を平滑でない形状にすると、セ
メントに対するポリプロピレン繊維の付着強度が増大し
て、モルタル又はコンクリートに応力が作用したときの
曲げ強度、引張強度、せん断強度及び曲げじん性をさら
に増大することができる。 （３）水中で作成したコンクリートの曲げ強度 １）使用材料及び配合 図１は、「鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲
げタフネス試験方法」（ＪＳＣＥ−Ｇ５５２−１９８
３：土木学会規準コンクリート標準示方書〔規準編〕）
に準じた曲げ試験結果であり、ＪＩＳ−Ｂ−７７３３に
規定した試験機を使用して３等分点荷重により曲げ試験
を行った。
【００２２】そして、供試体は、表３に示す材料を有す
る本発明のコンクリート（以下、実施例１と称する）、
従来のコンクリート（以下、比較例１と称する）と、異
鉄筋を埋め込んだコンクリート（以下、比較例２と称す
る）からなる３種類の供試体とした。
る本発明のコンクリート（以下、実施例１と称する）、
従来のコンクリート（以下、比較例１と称する）と、異
鉄筋を埋め込んだコンクリート（以下、比較例２と称す
る）からなる３種類の供試体とした。
【００２３】
【表３】
【００２４】２）供試体の作成方法 表３に示した３種類の供試体を形成するために所定配合
に設定したコンクリートを、それぞれ、図２の寸法（縦
×横×高さ：５０cm×５０cm×１m ）の内部に水を溜め
た型枠２内にコンクリート注入管４を使用して水中打設
した。この時のコンクリートの打設厚は２０cmとした。
そして、コンクリートが硬化した後、カッターにより１
００mm×１００mm×４００mmの立方体の寸法に切り出し
て各供試体を形成した。
に設定したコンクリートを、それぞれ、図２の寸法（縦
×横×高さ：５０cm×５０cm×１m ）の内部に水を溜め
た型枠２内にコンクリート注入管４を使用して水中打設
した。この時のコンクリートの打設厚は２０cmとした。
そして、コンクリートが硬化した後、カッターにより１
００mm×１００mm×４００mmの立方体の寸法に切り出し
て各供試体を形成した。
【００２５】３）曲げ強度の測定結果図１の曲げ試験結
果から、各供試体の曲げ強度σｂを比較した。なお、曲
げ強度の測定は、供試体の養生日数２８日について行っ
た。 σｂ＝ＰＬ／ｂｈ2 ………（１） ここで、σｂ：曲げ強度（Ｎ／mm2 ） Ｐ：最大荷重（Ｎ） Ｌ：スパン（mm） ｂ：破壊断面の幅（mm） ｈ：破壊断面の高さ（mm） 本発明の実施例１は、曲げ強度が６．３Ｎ／mm2 であ
り、これに対して比較例１は曲げ強度が５．１Ｎ／m
m2 、比較例２は曲げ強度が４．９Ｎ／mm2 である。
果から、各供試体の曲げ強度σｂを比較した。なお、曲
げ強度の測定は、供試体の養生日数２８日について行っ
た。 σｂ＝ＰＬ／ｂｈ2 ………（１） ここで、σｂ：曲げ強度（Ｎ／mm2 ） Ｐ：最大荷重（Ｎ） Ｌ：スパン（mm） ｂ：破壊断面の幅（mm） ｈ：破壊断面の高さ（mm） 本発明の実施例１は、曲げ強度が６．３Ｎ／mm2 であ
り、これに対して比較例１は曲げ強度が５．１Ｎ／m
m2 、比較例２は曲げ強度が４．９Ｎ／mm2 である。
【００２６】このように実施例１の曲げ強度が高い要因
は、ポリプロピレン繊維を混入すると初期ひび割れに対
してポリプロピレン繊維そのものが分散しているので、
引張力が抵抗しているためである。なお、図１ではコン
クリートについて評価したが、モルタルであっても同様
の効果が確認された。 （４）水中で作成したモルタル又はコンクリートの曲げ
じん性係数評価 １）曲げじん性係数の結果 図１の曲げ試験結果から、以下に示す式を使用して各供
試体の曲げじん性係数を比較した。
は、ポリプロピレン繊維を混入すると初期ひび割れに対
してポリプロピレン繊維そのものが分散しているので、
引張力が抵抗しているためである。なお、図１ではコン
クリートについて評価したが、モルタルであっても同様
の効果が確認された。 （４）水中で作成したモルタル又はコンクリートの曲げ
じん性係数評価 １）曲げじん性係数の結果 図１の曲げ試験結果から、以下に示す式を使用して各供
試体の曲げじん性係数を比較した。
【００２７】
【数１】
【００２８】実施例１は、曲げじん性係数が４．５Ｎ／
mm2 と高い数値を示す。ここで、ポリプロピレン繊維の
太さが３５００デニール未満の場合、コンクリート中に
空気量が増大し、圧縮強度や曲げ強度などが低下する。
また、ポリプロピレン繊維の長さが５０mm以上になる
と、ベースコンクリートに対して混入後のスランプの低
下が大きくなる。さらに、混入量が２．０容積％より大
きくなると繊維の分散性が悪くなってファイバーボール
の発生確率が大きくなり、混入量が０．３容積％未満の
場合には、曲げじん性係数が０．１Ｎ／mm2 を下回る。
したがって、コンクリートの場合には、太さを３５００
〜８０００デニール、繊維長さを１８〜４８mmとし、混
入量を０．３〜２．０容積％（１ｍ3 当たり３．０３〜
２０．２kg）として合成樹脂又はセメントペーストを付
着させて比重を１．０７としたポリプロピレン繊維を混
入すると、曲げじん性係数を０．１Ｎ／mm2 以上得るこ
とができる。 一方、本発明のポリプロピレン繊維を配
合したモルタル供試体の曲げじん性係数を測定した。本
発明のモルタル供試体に使用したポリプロピレン繊維
は、エポキシ樹脂を付着させて比重を１．０７とし、繊
維の太さを３６０デニール、繊維長さを１２mmに形成し
たものを使用した。本発明のモルタル供試体は、セメン
ト量６００kg/m3 、水セメント比（ｗ／ｃ）を５０％と
し、ポリプロピレン繊維の混入量を１．０容積％とし
た。なお、曲げじん性係数の測定は、供試体の養生日数
２８日について行った。本発明のポリプロピレン繊維を
配合したモルタル供試体の曲げじん性係数は、３．４Ｎ
／mm2 を得た。
mm2 と高い数値を示す。ここで、ポリプロピレン繊維の
太さが３５００デニール未満の場合、コンクリート中に
空気量が増大し、圧縮強度や曲げ強度などが低下する。
また、ポリプロピレン繊維の長さが５０mm以上になる
と、ベースコンクリートに対して混入後のスランプの低
下が大きくなる。さらに、混入量が２．０容積％より大
きくなると繊維の分散性が悪くなってファイバーボール
の発生確率が大きくなり、混入量が０．３容積％未満の
場合には、曲げじん性係数が０．１Ｎ／mm2 を下回る。
したがって、コンクリートの場合には、太さを３５００
〜８０００デニール、繊維長さを１８〜４８mmとし、混
入量を０．３〜２．０容積％（１ｍ3 当たり３．０３〜
２０．２kg）として合成樹脂又はセメントペーストを付
着させて比重を１．０７としたポリプロピレン繊維を混
入すると、曲げじん性係数を０．１Ｎ／mm2 以上得るこ
とができる。 一方、本発明のポリプロピレン繊維を配
合したモルタル供試体の曲げじん性係数を測定した。本
発明のモルタル供試体に使用したポリプロピレン繊維
は、エポキシ樹脂を付着させて比重を１．０７とし、繊
維の太さを３６０デニール、繊維長さを１２mmに形成し
たものを使用した。本発明のモルタル供試体は、セメン
ト量６００kg/m3 、水セメント比（ｗ／ｃ）を５０％と
し、ポリプロピレン繊維の混入量を１．０容積％とし
た。なお、曲げじん性係数の測定は、供試体の養生日数
２８日について行った。本発明のポリプロピレン繊維を
配合したモルタル供試体の曲げじん性係数は、３．４Ｎ
／mm2 を得た。
【００２９】このように、モルタルの場合には、太さを
１０〜１０００デニール、繊維長さを６〜１２mmとし、
混入量を０．３〜１．５容積％（１ｍ3 当たり３．０３
〜１５．１５kg）として合成樹脂又はセメントペースト
を付着させて比重を１．０７としたポリプロピレン繊維
を混入すると、曲げじん性係数を０．１Ｎ／mm2 以上得
ることができる。ここで、ポリプロピレン繊維が１２０
０デニールより大きく、繊維長さが１５mm以上になる
と、ファイバーボールが発生する確率が高くなる。
１０〜１０００デニール、繊維長さを６〜１２mmとし、
混入量を０．３〜１．５容積％（１ｍ3 当たり３．０３
〜１５．１５kg）として合成樹脂又はセメントペースト
を付着させて比重を１．０７としたポリプロピレン繊維
を混入すると、曲げじん性係数を０．１Ｎ／mm2 以上得
ることができる。ここで、ポリプロピレン繊維が１２０
０デニールより大きく、繊維長さが１５mm以上になる
と、ファイバーボールが発生する確率が高くなる。
【００３０】２）曲げじん性係数の評価 本発明の合成樹脂又はセメントペーストを付着させて比
重を１．０１以上としたポリプロピレン繊維を混入した
水中モルタル又は水中コンクリートは曲げじん性係数が
大きい。一方、合成樹脂又はセメントペーストを付着さ
せていない従来のポリプロピレン繊維を混入した水中モ
ルタル又は水中コンクリートの曲げじん性係数は小さ
い。これは、従来のコンクリートに混入したポリプロピ
レン繊維の比重が０．９１のため、水中のポリプロピレ
ン繊維に浮力が働いてコンクリート中の分散状態が不均
一になったためである。 （５）直接せん断試験による評価 水セメント比（Ｗ／Ｃ）を５０％、セメント量を４００
kg/m3 、圧縮強度を４０５kgf/cm2 とした本発明のコン
クリート（実施例１）と、異径鉄筋を埋め込んだコンク
リート（比較例２）について直接せん断試験を行った。
この際の供試体は、１０cm×１０cm×３０cmの寸法の立
方体であり、図３に示すように、加圧板６を用いて各供
試体に上下方向の荷重Ｐを加えるようにしている。載荷
方法は、２〜３kgf/min の荷重制御で行った。このせん
断試験の結果、実施例１のせん断強度は７．２Ｎ／mm2
であり、比較例２のせん断強度は３．４Ｎ／mm2 となっ
た。このように、実施例１は、ポリプロピレン繊維を混
入したことで、比較例２の２倍程度のせん断強度を有す
る。
重を１．０１以上としたポリプロピレン繊維を混入した
水中モルタル又は水中コンクリートは曲げじん性係数が
大きい。一方、合成樹脂又はセメントペーストを付着さ
せていない従来のポリプロピレン繊維を混入した水中モ
ルタル又は水中コンクリートの曲げじん性係数は小さ
い。これは、従来のコンクリートに混入したポリプロピ
レン繊維の比重が０．９１のため、水中のポリプロピレ
ン繊維に浮力が働いてコンクリート中の分散状態が不均
一になったためである。 （５）直接せん断試験による評価 水セメント比（Ｗ／Ｃ）を５０％、セメント量を４００
kg/m3 、圧縮強度を４０５kgf/cm2 とした本発明のコン
クリート（実施例１）と、異径鉄筋を埋め込んだコンク
リート（比較例２）について直接せん断試験を行った。
この際の供試体は、１０cm×１０cm×３０cmの寸法の立
方体であり、図３に示すように、加圧板６を用いて各供
試体に上下方向の荷重Ｐを加えるようにしている。載荷
方法は、２〜３kgf/min の荷重制御で行った。このせん
断試験の結果、実施例１のせん断強度は７．２Ｎ／mm2
であり、比較例２のせん断強度は３．４Ｎ／mm2 となっ
た。このように、実施例１は、ポリプロピレン繊維を混
入したことで、比較例２の２倍程度のせん断強度を有す
る。
【００３１】なお、上記せん断試験ではコンクリートに
ついて評価したが、モルタルであっても同様の効果が確
認された。 （６）施工方法 ポリプロピレン繊維の混入は、ミキサにおいてセメン
ト、細骨材、粗骨材、水、混和剤と同時に投入し練り混
ぜる方法でもよい。コンクリートをミキサで製造後に生
コン車で現場まで運搬、生コン車のドラムを高速回転さ
せながら、ポリプロピレン繊維を投入、高速回転で９０
秒以上攪拌させる方法でもできる。本発明の合成樹脂又
はセメントペーストを付着したポリプロピレン繊維は比
重が１．０１〜１．０５と軽いため、現場での計量、投
入作業も容易である。
ついて評価したが、モルタルであっても同様の効果が確
認された。 （６）施工方法 ポリプロピレン繊維の混入は、ミキサにおいてセメン
ト、細骨材、粗骨材、水、混和剤と同時に投入し練り混
ぜる方法でもよい。コンクリートをミキサで製造後に生
コン車で現場まで運搬、生コン車のドラムを高速回転さ
せながら、ポリプロピレン繊維を投入、高速回転で９０
秒以上攪拌させる方法でもできる。本発明の合成樹脂又
はセメントペーストを付着したポリプロピレン繊維は比
重が１．０１〜１．０５と軽いため、現場での計量、投
入作業も容易である。
【００３２】ポリプロピレン繊維を混入した本発明のコ
ンクリートの打設方法は、ポリプロピレン繊維無混入の
普通コンクリートと同様でよい。これは、繊維の分散性
が優れていること及び比重が軽いために、ポンプの圧送
性も普通コンクリートと変わらないからである。なお、
水中での打設において、繊維の比重が１．０１以上なの
で、繊維が浮いてくることが無い。
ンクリートの打設方法は、ポリプロピレン繊維無混入の
普通コンクリートと同様でよい。これは、繊維の分散性
が優れていること及び比重が軽いために、ポンプの圧送
性も普通コンクリートと変わらないからである。なお、
水中での打設において、繊維の比重が１．０１以上なの
で、繊維が浮いてくることが無い。
【００３３】本発明は、水中に打設するいずれの構造物
にも適用することができる。なお、気中での構造物にも
適用できることは説明するまでもない。
にも適用することができる。なお、気中での構造物にも
適用できることは説明するまでもない。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の水
中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法によ
ると、エポキシ樹脂、ポリマーセメントモルタル用の合
成ゴム系のＳＢＲ樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の
何れか１つ又は複数からなる比重１．０３以上の合成樹
脂が表面に付着して比重が１．０１以上としたポリプロ
ピレン繊維をモルタル又はコンクリートに混入したの
で、水中モルタル又は水中コンクリートを打設したとき
に、ポリプロピレン繊維が浮くことが無く、高品質の水
中モルタル又は水中コンクリート構造物を得ることがで
きる。
中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法によ
ると、エポキシ樹脂、ポリマーセメントモルタル用の合
成ゴム系のＳＢＲ樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の
何れか１つ又は複数からなる比重１．０３以上の合成樹
脂が表面に付着して比重が１．０１以上としたポリプロ
ピレン繊維をモルタル又はコンクリートに混入したの
で、水中モルタル又は水中コンクリートを打設したとき
に、ポリプロピレン繊維が浮くことが無く、高品質の水
中モルタル又は水中コンクリート構造物を得ることがで
きる。
【００３５】また、請求項１記載の発明によると、太さ
を１０〜８０００デニール、繊維長さを６〜４８mmに設
定したポリプロピレン繊維は、モルタル又はコンクリー
トへの物理的結合を著しく向上させて曲げ強度、せん断
強度が高くなり、モルタル又はコンクリートに対する分
離を防ぐので硬化後のポリプロピレン繊維の引き抜きが
抑制できて高い補強効果が期待できる。また、ポリプロ
ピレン繊維が錆びないため、河川水、海水、塩分などの
影響を受ける環境であってもモルタル又はコンクリート
構造物の耐久性が向上する。また、ポリプロピレン繊維
は比重が小さいので、運搬、投入などの作業性を改善す
ることができる。
を１０〜８０００デニール、繊維長さを６〜４８mmに設
定したポリプロピレン繊維は、モルタル又はコンクリー
トへの物理的結合を著しく向上させて曲げ強度、せん断
強度が高くなり、モルタル又はコンクリートに対する分
離を防ぐので硬化後のポリプロピレン繊維の引き抜きが
抑制できて高い補強効果が期待できる。また、ポリプロ
ピレン繊維が錆びないため、河川水、海水、塩分などの
影響を受ける環境であってもモルタル又はコンクリート
構造物の耐久性が向上する。また、ポリプロピレン繊維
は比重が小さいので、運搬、投入などの作業性を改善す
ることができる。
【００３６】また、請求項２記載の水中モルタル又は水
中コンクリート構造物の施工方法によると、表面に親水
性を付加し、比重が１．０３以上のセメントペーストを
表面に付着して比重が１．０１以上としたポリプロピレ
ン繊維をモルタル又はコンクリートに混入したので、水
中モルタル又は水中コンクリートを打設したときに、ポ
リプロピレン繊維が浮くことが無く、高品質の水中モル
タル又はコンクリート構造物を得ることができる。そし
て、請求項２記載の発明と同様に、ポリプロピレン繊維
の引き抜きが抑制できて高い補強効果が期待でき、モル
タル又はコンクリート構造物の耐久性が向上するととも
に、運搬、投入などの作業性を改善することができる。
中コンクリート構造物の施工方法によると、表面に親水
性を付加し、比重が１．０３以上のセメントペーストを
表面に付着して比重が１．０１以上としたポリプロピレ
ン繊維をモルタル又はコンクリートに混入したので、水
中モルタル又は水中コンクリートを打設したときに、ポ
リプロピレン繊維が浮くことが無く、高品質の水中モル
タル又はコンクリート構造物を得ることができる。そし
て、請求項２記載の発明と同様に、ポリプロピレン繊維
の引き抜きが抑制できて高い補強効果が期待でき、モル
タル又はコンクリート構造物の耐久性が向上するととも
に、運搬、投入などの作業性を改善することができる。
【００３７】さらに、請求項３記載の水中モルタル又は
水中コンクリート構造物の施工方法によると、曲げ強度
及びせん断強度とともに曲げじん性も大きくなるので、
曲げ強度及びせん断強度で設計される構造物において
は、、モルタル又はコンクリートの厚さを薄くすること
ができ、材料の減少及び工期の短縮によるコストダウン
を図ることができる。
水中コンクリート構造物の施工方法によると、曲げ強度
及びせん断強度とともに曲げじん性も大きくなるので、
曲げ強度及びせん断強度で設計される構造物において
は、、モルタル又はコンクリートの厚さを薄くすること
ができ、材料の減少及び工期の短縮によるコストダウン
を図ることができる。
【図１】各種のコンクリート供試体の曲げ試験結果を示
した図である。
した図である。
【図２】試験に行うための水中コンクリートの形成方法
を示す図である。
を示す図である。
【図３】各種のコンクリート供試体の直接せん断試験を
示す図である。
示す図である。
２ 型枠 ４ コンクリート注入管 ６ 加圧板 Ｐ 荷重
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリプロピレン繊維の表面に、エポキシ
樹脂、ポリマーセメントモルタル用の合成ゴム系のＳＢ
Ｒ樹脂、ＥＶＡ樹脂及びアクリル樹脂の何れか１つ又は
複数からなる比重１．０３以上の合成樹脂が付着して比
重が１．０１以上のポリプロピレン繊維とし、当該ポリ
プロピレン繊維を、太さを１０〜８０００デニール、繊
維長さを６〜４８mmに形成してモルタル又はコンクリー
トに混入し、水中に打設することを特徴とする水中モル
タル又は水中コンクリート構造物の施工方法。 - 【請求項２】 ポリプロピレン繊維の表面に親水性を付
加し、さらに、前記表面に比重が１．０３以上のセメン
トペーストが付着して比重が１．０１以上のポリプロピ
レン繊維とし、当該ポリプロピレン繊維を、太さを１０
〜８０００デニール、繊維長さを６〜４８mmに形成して
モルタル又はコンクリートに混入し、水中に打設するこ
とを特徴とする水中モルタル又は水中コンクリート構造
物の施工方法。 - 【請求項３】 前記ポリプロピレン繊維を混入した前記
モルタル又は前記コンクリートの曲げ強度を、「鋼繊維
補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方
法」（ＪＳＣＥ−Ｇ５５２−１９８３：土木学会規準コ
ンクリート標準示方書〔規準編〕）に基づき、ＪＩＳ−
Ｂ−７７３３に規定した試験機を使用して３等分点荷重
による曲げ試験を行い、縦軸の荷重と横軸の中央点の変
位を測定してその曲線がスパンの１／１５０変位までの
値から求めた曲げじん性係数が、０．１Ｎ／mm2 以上で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の水中モルタ
ル又は水中コンクリート構造物の施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000067436A JP3295408B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 水中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000067436A JP3295408B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 水中モルタル又は水中コンクリート構造物の施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001253747A true JP2001253747A (ja) | 2001-09-18 |
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Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007210849A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Jfe Steel Kk | 水和硬化体 |
| JP2007269563A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 |
| KR100797597B1 (ko) | 2006-06-21 | 2008-01-23 | 주식회사 서림 | 아크릴 연질수지로 보호 피막이 형성된 수용성 에폭시를함유한 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 단면보수 및중성화 및 염해방지용 처리제 제조방법 및 그 보수공법 |
| JP2009180020A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Utsunomiya Univ | 水中柱の構築方法および水中施工用セメント系硬化物 |
| EP2484650A1 (fr) | 2011-02-04 | 2012-08-08 | Egis Eau | Ouvrage comprenant plusieurs blocs de béton non-armé coquillier fibré et procédé de fabrication d'un tel ouvrage |
| JP2013103847A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Univ Of Tokyo | セメント混和材およびセメント組成物 |
| CN104891886A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-09 | 柳州市亿廷贸易有限责任公司 | 橡胶钢纤维混凝土 |
| CN108002784A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-08 | 安徽宏实光机电高科有限公司 | 一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土及其制备方法 |
| CN109801686A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-24 | 郑州大学 | 钢筋与纳米SiO2和PVA纤维增强地聚合物砂浆间的粘结滑移模型 |
| CN110015877A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-16 | 济南长兴建设商砼有限公司 | 一种透水混凝土 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10131579B2 (en) | 2015-12-30 | 2018-11-20 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polarity-enhanced ductile polymer fibers for concrete micro-reinforcement |
| US10717673B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-07-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polymer fibers for concrete reinforcement |
-
2000
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210849A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Jfe Steel Kk | 水和硬化体 |
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| JP2009180020A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Utsunomiya Univ | 水中柱の構築方法および水中施工用セメント系硬化物 |
| EP2484650A1 (fr) | 2011-02-04 | 2012-08-08 | Egis Eau | Ouvrage comprenant plusieurs blocs de béton non-armé coquillier fibré et procédé de fabrication d'un tel ouvrage |
| FR2971246A1 (fr) * | 2011-02-04 | 2012-08-10 | Egis Eau | Beton non arme coquillier fibre, bloc de beton et ouvrage forme a partir de ce beton non arme coquillier fibre et procede de fabrication |
| JP2013103847A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Univ Of Tokyo | セメント混和材およびセメント組成物 |
| CN104891886A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-09 | 柳州市亿廷贸易有限责任公司 | 橡胶钢纤维混凝土 |
| CN108002784A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-08 | 安徽宏实光机电高科有限公司 | 一种改性聚丙烯纤维-钢纤维掺杂的高强混凝土及其制备方法 |
| CN109801686A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-24 | 郑州大学 | 钢筋与纳米SiO2和PVA纤维增强地聚合物砂浆间的粘结滑移模型 |
| CN109801686B (zh) * | 2019-03-15 | 2022-09-09 | 郑州大学 | 钢筋与纳米SiO2和PVA纤维增强地聚合物砂浆间的粘结滑移模型 |
| CN110015877A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-16 | 济南长兴建设商砼有限公司 | 一种透水混凝土 |
| CN110015877B (zh) * | 2019-04-11 | 2021-07-20 | 济南长兴建设商砼有限公司 | 一种透水混凝土 |
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