JP2002187124A - 繊維補強コンクリ−トの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強用繊維の損傷を防止し、且つ、繊維補強
コンクリ−トの製造にかかる工期及び施工費用を低減さ
せることを可能とした繊維補強コンクリ−トの製造方法
を提供する。 【解決方法】 表面に凹凸が形成され、且つ表面に界面
活性剤が付着されたポリプロピレン繊維チップ２を、コ
ンクリ−トプラントで混練された生コンクリ−ト３とと
もに、生コンクリ−ト３を運搬するためのアジテ−タ車
６のドラム７に投入し、運搬中にドラム７で行われる低
速回転によって、生コンクリ−ト３へポリプロピレン繊
維チップ２を均一に混入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、引張強度や曲げ強
度を補強するために、コンクリ−トに補強用繊維を混入
してなる繊維補強コンクリ−トの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、コンクリ−トに引張強度や曲げ強
度を補強するために、金属繊維や鉱物繊維、及び合成繊
維等の補強用繊維をコンクリ−トに混入してなる繊維補
強コンクリ−トが周知であり、その製造方法として次の
２つの方法が知られている。まず、第１の方法として、
コンクリ−トプラントで製造する方法であって、ミキサ
にコンクリ−ト材料とともに補強用繊維を投入して混練
するか、或いは、生コンクリ−トの混練終了後に補強用
繊維を投入して混練することで、繊維補強コンクリ−ト
を製造する方法である。

【０００３】次に、第２の方法として、コンクリ−ト打
設現場で製造する方法であって、コンクリ−トプラント
で製造された生コンクリ−トをアジテ−タ車（生コン
車）でコンクリ−ト打設現場まで運搬し、該打設現場に
おいて、生コンクリ−トを積載したアジテ−タ車（生コ
ン車）のドラムに補強用繊維を投入する。その後、アジ
テ−タ車（生コン車）のドラムを高速回転させ、生コン
クリ−トと補強用繊維とを混練することで、繊維補強コ
ンクリ−トを製造する方法である。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、前述の
第１及び第２の方法には次のような問題点があった。ま
ず、第１の方法においては、コンクリ−トプラントにお
けるミキサで補強用繊維の混入作業を行うため、繊維補
強コンクリ−トの製造後には、ミキサ内に補強用繊維が
残留してしまう。よって、他の配合のコンクリ−トと混
在してしまわないように、コンクリ−トプラントを繊維
補強コンクリ−ト製造用の専用にしなければならず、施
工効率及び施工費用の面で問題があった。また、コンク
リ−トプラントにおける大型のミキサで補強用繊維の混
練が行われるため、混練中に補強用繊維が折れ曲がった
り、破断したりするといった損傷が生じてしまう恐れが
ある。よって、形成した繊維補強コンクリ−ト構造物の
強度に影響を及ぼす危険性があった。

【０００５】次に、第２の方法においては、アジテ−タ
車（生コン車）のドラム内で補強用繊維の混入作業を行
うため、専用のコンクリ−トプラントにする必要がない
が、打設現場での補強用繊維投入のための仮設設備が必
要となり、施工費用が高騰してしまう。また、短時間で
攪拌できるように、ドラムを高速回転させるため、アジ
テ−タ車（生コン車）の損耗が生じるばかりでなく、騒
音問題が発生する恐れがある。さらに、ドラムへの補強
用繊維投入から混練完了までの時間として、一般的に３
〜５分必要であり、コンクリ−トの大量打設を行う場合
には、施工効率が良好ではなかった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、補強用繊維の損傷を防止し、且つ、繊維補強コ
ンクリ−ト製造のための工期及び施工費用を低減させる
ことを可能とした繊維補強コンクリ−トを提供すること
を課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、請求項１に係る発明は、コンクリ−トの引張
強度や曲げ強度を補強するために、前記コンクリ−トに
補強用繊維を混入してなる繊維補強コンクリ−トの製造
方法であって、表面に凹凸が形成され且つ前記表面に界
面活性剤が付着された前記補強用繊維を、予めコンクリ
−トプラントにおいて混練された生コンクリ−トととも
に、前記生コンクリ−トを運搬するためのアジテ−タ車
のドラムに投入し、当該ドラムで前記生コンクリ−トの
運搬中に行われる低速回転によって、前記生コンクリ−
トに前記補強用繊維を均一に混入させることを特徴とす
る繊維補強コンクリ−トの製造方法としている。

【０００８】請求項１に係る発明において、予めコンク
リ−トプラントで混練された生コンクリ−トとともに補
強用繊維を運搬用のアジテ−タ車に投入し、生コンクリ
−トの運搬中にアジテ−タ車のドラムで通常に行われて
いる低速回転によって、生コンクリ−トと補強用繊維と
を混入させて繊維補強コンクリ−トを形成するという製
造方法としたことによって、アジテ−タ車のドラム内で
生コンクリ−トへの補強用繊維の混入が行われるため、
専用のコンクリ−トプラントにする必要がなくなる。ま
た、コンクリ−ト打設現場での補強用繊維投入用の仮設
設備も不要となる。よって、施工費用を削減することが
可能となる。

【０００９】また、アジテ−タ車のドラムにおける低速
回転を利用して混入することによって、補強用繊維の損
傷を防止するのみならず、高速回転によるアジテ−タ車
の損耗及び騒音問題の発生を抑制するために有効とな
る。さらに、生コンクリ−トを打設現場までの運搬中
に、生コンクリ−トと補強用繊維との混入を行えるた
め、工事のタイムサイクルを短縮させることが可能とな
る。

【００１０】さらに、コンクリ−トを補強するための補
強用繊維の表面に凹凸を形成したことによって、補強用
繊維表面の生コンクリ−トに対する付着力を向上させ
る。また、補強用繊維の表面に界面活性剤を付着させた
ことによって、補強用繊維表面と生コンクリ−トとの付
着力をさらに向上させるのみならず、補強用繊維どうし
が絡まった状態のファイバ−ボ−ル（塊）の発生を防止
する。よって、補強用繊維の生コンクリ−トへの分散性
を向上させるため、短時間の低速回転であっても、生コ
ンクリ−ト中に均一に補強用繊維を混入させることが可
能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の繊維補強
コンクリ−トの製造方法を説明する図である。本実施の
形態における繊維補強コンクリ−ト１は、生コンクリ−
ト３に、補強用繊維として、ポリプロピレン繊維を混入
することによって製造される。ポリプロピレン繊維に
は、エンボス加工によって表面に凹凸が形成され、その
後、アルキル脂肪酸塩やアルキル硫酸エステル塩、及び
ベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤が付着されること
で親水処理が施される。さらに、ポリプロピレン繊維に
は、引張強度を向上させるために、熱風オ−ブン式や熱
ロ−ル式、或いは熱板接触式等の熱延伸が施されている
が、この熱延伸工程は、表面形状の維持のため、前述の
エンボス加工及び親水処理加工の以前に行われる方が望
ましい。

【００１２】本実施の形態においては、前述の処理が施
された長尺のポリプロピレン繊維を、任意の引張力を付
与しつつ標準繊維長さおよそ３０ｍｍ程度に切断した短
尺のポリプロピレン繊維チップ２（例えば、荻原工業
（株）製のバルチップＭ）を使用している。このとき、
長尺のポリプロピレン繊維を切断する際に、任意の引張
力を付与しつつ切断したことによって、切断後、短尺の
ポリプロピレン繊維チップ２には、引張力に抗する弾性
収縮力が付与されている。

【００１３】ここで、本発明における繊維補強コンクリ
−ト１の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すよう
に、コンクリ−トプラント（コンクリ−ト製造工場）に
おけるミキサ４で、任意の配合のセメント、水、砂、砂
利を混練して生コンクリ−ト３を形成する。この生コン
クリ−ト３は、コンクリ−トプラントにおける最終受け
ホッパ５よりアジテ−タ車６のドラム７に投入される。
この際、最終受けホッパ５内の生コンクリ−ト３の上面
中央に、ポリプロピレン繊維チップ２の集合体を乗せ、
生コンクリ−ト３とともにドラム７に投入するようにす
る。ここで、最終受けホッパ５は、下部から上部に向け
てテ−パ形状をしており、生コンクリ−ト３は上面中央
を凹ませる状態で落下していく。このため、生コンクリ
−ト３の上面中央に乗せたポリプロピレン繊維チップ２
の集合体は、生コンクリ−ト３に包まれるようにドラム
７に落下していくため、最終受けホッパ５へのポリプロ
ピレン繊維チップの付着を防止している。

【００１４】次に、アジテ−タ車（生コン車）６は、ド
ラム７に投入された生コンクリ−ト３とポリプロピレン
繊維チップ２を、コンクリ−ト打設現場まで運搬する。
このとき、一般的に、図１（ｂ）に示すように、生コン
クリ−ト３の材料分離を防止するために、ドラム７を低
速回転させて生コンクリ−ト３を攪拌させながら運搬を
行う。ここで、ドラム７に生コンクリ−ト３とともに、
ポリプロピレン繊維チップ２が投入されているため、ド
ラム７の低速回転によって、生コンクリ−ト３へのポリ
プロピレン繊維チップ２の混入が行われる。

【００１５】ここで、配合設計上生コンクリ−ト３中へ
の繊維混入率Ｖｆが０．５重量％であることが望ましい
場合は、アジテ−タ車（生コン車）６による低速回転を
１５分間以上行うことで、配合設計上望ましい繊維混入
率Ｖｆが得られる。よって、この場合、少なくとも１５
分間以上低速回転させる必要があり、コンクリ−トプラ
ントからコンクリ−ト打設現場までの走行時間が１５分
以下である場合には、コンクリ−トプラント或いは、コ
ンクリ−ト打設現場等において、その不足時間を低速回
転させる必要がある。ここで、本実施の形態において
は、望ましい繊維混入率Ｖｆを０．５重量％としたが、
繊維混入率Ｖｆはこれに限らず、例えば、コンクリ−ト
構造物の施工目的等によって変更可能であり、各々に最
適な繊維混入率Ｖｆとなるように低速回転を行う。

【００１６】その後、図１（ｃ）に示すように、コンク
リ−ト打設現場に到着後、１５分以上の低速回転を行っ
た後のアジテ−タ車（生コン車）６からは、均一にポリ
プロピレン繊維チップ２が混入された繊維補強コンクリ
−ト１を供給することが可能となる。そして、該繊維補
強コンクリ−ト１が硬化すると、弾性収縮力で補強され
たポリプロピレン繊維チップ２を含有する繊維補強コン
クリ−ト１の構造物が完成する。この繊維補強コンクリ
−ト１からなる構造物は、大きな引張外力や曲げ外力が
加わってもコンクリ−トの靱性を保持することができる
ため、ひび割れや剥離崩壊を生じない優れた性能を有し
ている。このため、トンネルやダム施設等の大型土木構
造物に適用することが可能である。

【００１７】このような繊維補強コンクリ−ト１の製造
方法において、生コンクリ−ト３をコンクリ−ト打設現
場等へ運搬するためのアジテ−タ車（生コン車）６に、
コンクリ−トプラントで混練させた生コンクリ−ト３と
ともに合成繊維を投入し、コンクリ−ト材料の分離防止
のための低速回転を利用して、生コンクリ−ト３への合
成繊維の混入を行ったことによって、繊維補強コンクリ
−ト製造用に専用のコンクリ−トプラントを設ける必要
がなくなる。また、コンクリ−ト打設現場においても合
成繊維投入用の仮設設備が不要となる。よって、繊維補
強コンクリ−ト１の製造にかかる施工費用を大幅に削減
させることが可能となる。

【００１８】また、アジテ−タ車（生コン車）６のドラ
ム７における低速回転を利用して生コンクリ−ト３に合
成繊維を混入することによって、合成繊維への損傷を防
止することができる。さらに、高速回転によるアジテ−
タ車（生コン車）６の損耗を抑制し、且つ騒音問題の発
生を防止することができる。さらに、生コンクリ−ト３
を打設現場へ運搬中に、生コンクリ−ト３への合成繊維
の混入を可能としたことによって、繊維補強コンクリ−
ト１の製造にかかる施工効率を向上させるとともに、工
期を低減させることが可能となる。ここで、コンクリ−
トプラントからコンクリ−ト打設現場までの走行時間
が、計画の配合通りの繊維混入率（Ｖｆ）に達する時間
以上であれば、コンクリ−ト打設現場に到着後、直ぐさ
ま繊維補強コンクリ−ト１の打設が行えるため、工事の
施工時間を大幅に削減させることが可能となる。

【００１９】さらに、合成繊維の表面にエンボス加工を
施して、凹凸を形成したことによって、合成繊維表面の
生コンクリ−ト３に対する付着力を向上させることがで
きる。さらに、合成繊維表面に界面活性剤を付着させた
ことによって、合成繊維表面の生コンクリ−ト３に対す
る付着力を向上させるのみならず、合成繊維どうしが絡
まった状態のファイバ−ボ−ル（塊）の発生を防止する
ことができる。よって、合成繊維の生コンクリ−ト３へ
の分散性を良好にし、アジテ−タ車（生コン車）６のド
ラム７における短時間の低速回転であっても、生コンク
リ−ト３に合成繊維を均一に混入させることが可能とな
る。また、合成繊維の生コンクリ−ト３への付着力を向
上させたことによって、強度及び靱性を大幅に向上させ
た繊維補強コンクリ−ト１を製造することが可能とな
る。

【００２０】さらに、生コンクリ−ト３に合成繊維を均
一に混入させることを可能としたことによって、配合設
計上予想通りの強度を有する繊維補強コンクリ−ト１の
構造物を得ることができる。よって、合成繊維の混入率
を変えるだけで、コンクリ−ト構造物の施工目的に最適
な繊維補強コンクリ−ト１を容易に製造することができ
る。

【００２１】ここで、本実施の形態において、補強用繊
維としてポリプロピレン繊維チップ２を使用したが、繊
維表面に凹凸が形成されており、且つ、表面に界面活性
剤が付着されているのであれば、本実施の形態に限ら
ず、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルアルコ−ル、ナイロン、アラミド等の合成繊維、その
他金属繊維や鉱物繊維でも構わない。

【００２２】また、本発明における繊維補強コンクリ−
ト１は、現場で構築されるトンネルやダム等の建造物ば
かりでなく、工場で製造されるヒュ−ム管、溝蓋、Ｕ字
溝、耐火炉材等のコンクリ−ト二次製品にも適用でき
る。さらに、アジテ−タ車（生コン車）６へ合成繊維を
投入する際、最終受けホッパ５から落下させる生コンク
リ−ト３の中央上面に載置させて、生コンクリ−ト３と
ともに投入したが、合成繊維の投入方法はこれに限ら
ず、最終受けホッパ５に合成繊維が付着しないような方
法であれば、生コンクリ−ト３を投入した後に、アジテ
−タ車６のドラム７に合成繊維を直接投入する等その他
の投入方法であっても構わない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によると、アジテ−タ車のドラム内で補強用繊維の
混入が行われるため、繊維補強コンクリ−ト製造用に専
用のコンクリ−トプラントを設ける必要がなくなる。ま
た、打設現場において、補強用繊維投入用の仮設設備も
不要となる。よって、施工費用を削減させることが可能
となる。

【００２４】また、アジテ−タ車のドラムにおける低速
回転を利用して混入することによって、補強用繊維への
損傷を防止することができる。さらに、コンクリ−トを
打設現場へ運搬中に、生コンクリ−トと補強用繊維との
混入を可能としたため、施工効率を向上させるととも
に、工期を低減させることが可能となる。

【００２５】さらに、コンクリ−トを補強するための補
強用繊維の表面に凹凸を形成したことによって、生コン
クリ−トに対する付着力を向上させる。また、補強用繊
維の表面に界面活性剤を付着させたことによって、補強
用繊維表面と生コンクリ−トとの付着力をさらに向上さ
せるのみならず、補強用繊維どうしが絡まった状態のフ
ァイバ−ボ−ル（塊）の発生を防止する。よって、補強
用繊維の生コンクリ−トへの分散性を向上させる。この
ため、アジテ−タ車のドラムにおける短時間の低速回転
であっても、生コンクリ−トと補強用繊維とを均一に混
入させることが可能となるため、施工効率を向上させる
ことが可能となる。

【００２６】すなわち、補強用繊維への損傷を防止し、
且つ、繊維補強コンクリ−ト製造のための工期及び施工
費用を低減させることを可能とした繊維補強コンクリ−
トの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における繊維補強コンクリ−トの製造方
法を説明する図である。

【符号の説明】

１ 繊維補強コンクリ−ト ２ ポリプロピレン繊維チップ ３ 生コンクリ−ト ４ ミキサ ５ 最終受けホッパ ６ アジテ−タ車（生コン車） ７ ドラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリ−トの引張強度や曲げ強度を補
   強するために、前記コンクリ−トに補強用繊維を混入し
   てなる繊維補強コンクリ−トの製造方法であって、 表面に凹凸が形成され且つ前記表面に界面活性剤が付着
   された前記補強用繊維を、予めコンクリ−トプラントに
   おいて混練された生コンクリ−トとともに、前記生コン
   クリ−トを運搬するためのアジテ−タ車のドラムに投入
   し、当該ドラムで前記生コンクリ−トの運搬中に行われ
   る低速回転によって、前記生コンクリ−トに前記補強用
   繊維を均一に混入させることを特徴とする繊維補強コン
   クリ−トの製造方法。