JP2002068810A - ガラス繊維補強コンクリート - Google Patents

ガラス繊維補強コンクリート

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JP2002068810A
JP2002068810A JP2000254950A JP2000254950A JP2002068810A JP 2002068810 A JP2002068810 A JP 2002068810A JP 2000254950 A JP2000254950 A JP 2000254950A JP 2000254950 A JP2000254950 A JP 2000254950A JP 2002068810 A JP2002068810 A JP 2002068810A
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JP
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glass fiber
fiber reinforced
reinforced concrete
concrete
mass
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JP2000254950A
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Yoshio Takeuchi
好雄 竹内
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/001Alkali-resistant fibres
    • C03C13/002Alkali-resistant fibres containing zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、粗骨材が含まれていても補強効果
があり、また成形時の作業性に優れたガラス繊維補強コ
ンクリートを得ることを目的とする。 【構成】 本発明のガラス繊維補強コンクリートは、粗
骨材とチョップドストランドを含むガラス繊維補強コン
クリートであって、チョップドストランドが、サイジン
グ剤の付着率が1.0質量%以上で、ZrO2を14質
量%以上含有する耐アルカリ性ガラス繊維からなり、1
3〜50mmの長さを有し、5〜40kg/m3含まれ
てなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、土木及び建
築分野において使用されるガラス繊維補強コンクリート
(GRC:Glassfiber Reinforce
d Concrete)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】耐アルカリ性ガラス繊維のチョップドス
トランドを、粗骨材を含まないモルタルに対して、補強
材として含有させたGRCは広く用いられており、セメ
ントに対して、脆性を補い、引張強度、曲げ強度、衝撃
強度を向上させる有効な手段として一般に認識されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、粗骨材を含むG
RCの補強には、ガラス繊維のメッシュやすだれ等の連
続繊維のみが用いられていた。耐アルカリ性ガラス繊維
のチョップドストランドが、粗骨材を含むGRCに使用
されなかったのは、粗骨材の存在下では、コンクリート
の混練時に、チョップドストランドが粗骨材によってモ
ノフィラメント化して切断されるため、補強効果が少な
く、また、コンクリートの流動性が悪化し、作業性が低
下するからである。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、粗骨材が含まれていても補強効果があり、また成
形時の作業性に優れたガラス繊維補強コンクリートを得
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく種々の実験を繰り返した結果、粗骨材を含む
コンクリートに対し、サイジング剤の付着率が1.0質
量%以上の耐アルカリ性ガラス繊維からなるチョップド
ストランドを均一に分散させることにより、成形時の作
業性に優れ、補強効果に優れたガラス繊維補強コンクリ
ートが得られることを見出し、本発明を提案するに至っ
た。
【0006】すなわち、本発明のガラス繊維補強コンク
リートは、粗骨材とチョップドストランドを含むガラス
繊維補強コンクリートであって、チョップドストランド
が、サイジング剤の付着率が1.0質量%以上で、Zr
2を14質量%以上含有する耐アルカリ性ガラス繊維
からなり、13〜50mmの長さを有し、5〜40kg
/m3含まれてなることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明のガラス繊維補強コンクリートは、粗骨
材とチョップドストランドを含むため、圧縮強度が高
く、また曲げ強度が高い。
【0008】粗骨材は、5mmの目開きの篩で85質量
%以上篩上げが残るものであり(建築材料−改訂版−:
理工図書、P132)、粗骨材の種類は、特に限定され
ないが、砕石や川砂利であると、ガラス繊維補強コンク
リートの圧縮強度が高く好ましい。
【0009】また、粗骨材の添加量は、土木及び建築用
として用いられる通常の調合であれば特に問題は無い
が、ガラス繊維補強コンクリート1m3に対して、15
00kg(以後、1500kg/m3のように示す)以
下であると、流動性が良く、材料分離のないコンクリー
トが得られるため好ましい。
【0010】チョップドストランドは、サイジング剤の
付着率が1.0質量%以上であるガラス繊維からなるた
め、チョップドストランドの結束性が向上し、粗骨材の
存在下でも、コンクリートの混練時に、粗骨材によって
モノフィラメント化して切断されることがなく、補強効
果を有し、また、コンクリートの流動性が良く、作業性
が低下しない。
【0011】サイジング剤中に、複数のガラスフィラメ
ントを結束させる樹脂、例えば酢酸ビニル樹脂、アクリ
ル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等を、固形分表示で5
〜30質量%含むと、結束性に優れるため好ましい。そ
の他に、サイジング剤中には、カップリング剤、潤滑剤
等を含めることができる。
【0012】また、チョップドストランドは、ZrO2
を14質量%以上含有する耐アルカリ性ガラス繊維から
なるため、耐アルカリ性に優れており、これをセメント
の補強材として使用してもセメント中のアルカリ性物質
によりガラス繊維が浸食されにくい。従ってアルカリ性
物質によって、ガラス繊維の引張強度が低下するのを防
止でき、セメント系材料の補強材として使用しても、補
強効果を維持することができる。
【0013】本発明において使用可能な耐アルカリ性ガ
ラス繊維の具体的組成は、質量%で、SiO2 54〜
65%、ZrO2 14〜25%、Li2O 0〜5%、
Na2O 10〜17%、K2O 0〜8%、R(ただ
し、Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znを表す) 0
〜10%、TiO2 0〜7%、Al23 0〜2%で
あり、より好ましくは、質量%で、SiO2 57〜6
4%、ZrO2 18〜24%、Li2O 0.5〜3
%、Na2O 11〜15%、K2O 1〜5%、R(た
だし、Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znを表す)
0.2〜8%、TiO 2 0.5〜5%、Al23
〜1%である。
【0014】さらに、チョップドストランドの長さが、
13〜50mmであるため、コンクリートに対して、補
強効果を得ることができる。すなわち、臨界繊維長が1
3mmであり、チョップドストランドの長さが13mm
より小さいと、コンクリートに対して十分な補強効果が
得られず、50mmより大きいと、コンクリートの混練
時にチョップドストランド同士が絡まり、コンクリート
の流動性が低下し、作業性が悪化するため好ましくな
い。
【0015】本発明のガラス繊維補強コンクリートは、
チョップドストランドを5〜40kg/m3含むため、
セメントに対して補強効果が得られる。すなわち、チョ
ップドストランドが5kg/m3より少ないと、十分な
補強効果が得られず、40kg/m3より多くなると、
コンクリートの流動性が低下し、作業性が悪化するため
である。
【0016】また、本発明で使用するチョップドストラ
ンドは、ストランド番手が100tex以上であると、
コンクリートの流動性が低下せず好ましい。また、チョ
ップドストランドの平均繊維径は、10〜25μmであ
ると、紡糸が容易なため好ましい。
【0017】本発明のガラス繊維補強コンクリートは、
粗骨材やチョップドストランド以外に、必須成分として
セメント及び細骨材を含有し、セメントとしては、特に
限定されないが、ポルトランドセメント、高炉セメン
ト、フライアッシュセメント、シリカセメント等が使用
できる。セメントの添加量は、225kg/m3以上あ
ると良い。
【0018】細骨材は、10mmの目開きの篩で100
質量%通過し、5mmの目開きの篩で85質量%以上通
過するもの(建築材料−改訂版−:理工図書、P13
2)で、細骨材としては、特に限定されないが、川砂、
砕砂、人工軽量骨材等を使用することができる。細骨材
の添加量は、1500kg/m3以下で、全骨材に対し
て、細骨材が35〜60体積%であると、流動性が良
く、材料分離のないコンクリートが得られるため好まし
い。
【0019】また、上記した材料以外に、混和材、混和
剤等を含めることができる。
【0020】フライアッシュやシリカヒュームなどを混
和材として用いると、これらの材料が球状であるため、
コンクリートの流動性が向上し、ポゾラン物質であるた
めセントとの反応性が高く、密で、高強度のコンクリー
トになりやすい。
【0021】また、混和剤としては、JIS A 62
04に記載のAE剤、減水剤、AE減水剤、高性能減水
剤のほかに、収縮低減剤や防水剤を用いることができ
る。
【0022】
【実施例】以下、本発明のガラス繊維補強コンクリート
を実施例に基づいて詳細に説明する。
【0023】表1に、本発明のガラス繊維補強コンクリ
ート(試料No.1〜4)を、表2に比較例のガラス繊
維補強コンクリート(試料No.5〜9)を示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】表1、2中のガラス繊維補強コンクリート
は、以下のようにして作成した。
【0027】まず、SiO2 61.0質量%、ZrO2
19.5質量%、Li2O 1.5質量%、Na2
12.3質量%、K2O 2.6質量%、CaO 0.
5質量%、TiO2 2.6質量%の組成を有する溶融
ガラスを、多数のブッシングノズルから引き出し、サイ
ジング剤を表1、2に示す付着率となるようにガラス繊
維に塗布し、表1、2に示すストランド番手となるよう
にガラスストランドを作製し、巻き取ってケーキを得
た。尚、サイジング剤は、固形分表示で、酢酸ビニル樹
脂を8質量%、エチレン酢酸ビニル樹脂を15質量%に
なるよう調整した。
【0028】これらのケーキを130℃、10時間の条
件で乾燥した後、ストランドを解舒しながら表1、2に
示す長さに切断し、ガラスチョップドストランドを作製
した。
【0029】次に、普通ポルトランドセメントを350
kg/m3、最大粒径5mmの川砂(細骨材)を870
kg/m3、最大粒径20mmの川砂利(粗骨材)を9
00kg/m3、水を170kg/m3及び高性能AE減
水剤(株式会社エヌエムビー製、商品名レオビルドSP
−8N)を3.5kg/m3混練し、次いで上記したチ
ョップドストランドを表1、2に示す量となるように添
加した後、20秒間混練して、コンクリートを作製し
た。
【0030】上記したコンクリートの一部を採取し、J
IS A 1101に示すコンクリートのスランプ試験
方法に準じ、コンクリートの流動性を示すスランプ値を
測定した。スランプ値が大きいほどコンクリートの流動
性に優れていることを示す。
【0031】そして、上記したコンクリートを10cm
×10cm×40cmの型枠に流し込み、16時間後、
脱型してコンクリート成形体を得た。この成形体を20
℃、60RH%で2週間養生することにより、ガラス繊
維補強コンクリート(GRC)を得た。その後、作製し
たGRCの曲げ強度をJIS A 1106に準じて評
価した。尚、載荷速度は、2mm/分で、サンプル数は
n=6とした。
【0032】表1からわかるように、実施例No.1〜
4は、スランプ値が全て5cm以上と大きく、コンクリ
ートの流動性に優れると共に、曲げ強度にも優れてい
た。
【0033】それに対して、表2に示すように、比較例
No.5は、チョップドストランドの添加量が少ないた
め、曲げ強度が低く、No.6は、チョップドストラン
ドの添加量が多すぎるため、コンクリートの流動性に乏
しく、作業性が悪かった。また、比較例No.7は、サ
イジング剤の付着率が0.6%と低く、ストランドがモ
ノフィラメント化し、切断されたため、補強効果に乏し
く、またコンクリートの流動性が低く、作業性が悪かっ
た。比較例No.8は、チョップドストランドが100
mmと長いため、コンクリートの混練時にチョップドス
トランド同士が絡まり、コンクリートの流動性が低下し
て作業性が悪化し、比較例No.9は、チョップドスト
ランドが6mmと短いため、補強効果に乏しかった。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明のガラス繊維補強コ
ンクリートは、粗骨材が含まれていても補強効果があ
り、また成形時の作業性に優れているため、土木及び建
築分野での使用に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G012 PA17 4G060 BA01 BB01 BC01 BD15 CB06 4G062 AA05 DA06 DB01 DB02 DB03 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FB01 FB02 FB03 FC04 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM15 NN34

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗骨材とチョップドストランドを含むガ
    ラス繊維補強コンクリートであって、チョップドストラ
    ンドが、サイジング剤の付着率が1.0質量%以上で、
    ZrO2を14質量%以上含有する耐アルカリ性ガラス
    繊維からなり、13〜50mmの長さを有し、5〜40
    kg/m3含まれてなることを特徴とするガラス繊維補
    強コンクリート。
  2. 【請求項2】 チョップドストランドのストランド番手
    が、100tex以上であることを特徴とする請求項1
    記載のガラス繊維補強コンクリート。
JP2000254950A 2000-08-25 2000-08-25 ガラス繊維補強コンクリート Pending JP2002068810A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002087868A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス繊維混入コンクリート
WO2013041902A1 (en) 2011-09-23 2013-03-28 Ocv Intellectual Capital, Llc Reinforcing fibers and their use for concrete reinforcement
JP2021113142A (ja) * 2020-01-17 2021-08-05 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維補強コンクリート

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