JP2002241168A - 繊維補強モルタル - Google Patents

繊維補強モルタル

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JP2002241168A
JP2002241168A JP2001032282A JP2001032282A JP2002241168A JP 2002241168 A JP2002241168 A JP 2002241168A JP 2001032282 A JP2001032282 A JP 2001032282A JP 2001032282 A JP2001032282 A JP 2001032282A JP 2002241168 A JP2002241168 A JP 2002241168A
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reinforcing
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Kenichi Ichinose
賢一 一瀬
Toru Kawaguchi
徹 川口
Masayuki Tanaka
正之 田中
Nobumasa Andou
信賢 安藤
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Obayashi Corp
Schokbeton Japan Co Ltd
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Obayashi Corp
Schokbeton Japan Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強筋について防錆対策を講ずることが不要
な、高い曲げ強度を有する繊維補強モルタルを提供す
る、 【解決手段】 繊維補強モルタルは、ポルトランドセメ
ントと、石炭灰よりなる中空の骨材と、補強繊維とを含
む。好ましくは、前記骨材の比重は1未満であり、ま
た、補強繊維はビニロン繊維である。また、好ましく
は、前記骨材の直径は300μm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維補強モルタル
に係り、特に、例えばプレキャストカーテンウォールを
構築する場合のように補強筋を用いたモルタル施工を行
ううえで好適な繊維補強モルタルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高い曲げ強度を有する繊維補
強モルタルとして、例えば、「繊維補強コンクリート」
(秋濱繁幸著、鹿島出版会、1992年3月10日発
行)の97〜99頁に記載された繊維補強モルタルが知
られている。この繊維補強モルタルでは、補強繊維とし
てガラス繊維を用いて大きな曲げ強度を実現している。
ところで、一般に、モルタルの骨材としてシラス(火山
灰)を原料とするものが多く用いられている。このよう
な骨材を用いると、シラスの吸水性が大きいことに起因
して、セメントに多量の水を混ぜることが必要となり、
モルタルの乾燥収縮が大きくなってしまう。そこで、上
記従来の繊維補強モルタルでは、通常のポルトランドセ
メントに比べてpHが低い高アルミナ・低石灰型の特殊
セメントを用いることによりモルタルの乾燥収縮を抑え
ることとし、併せて、高アルカリ雰囲気に弱いガラス繊
維の劣化を防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、上記従
来の繊維補強モルタルではボルトランドセメントに比べ
てpHが低い特殊セメントを用いているため、モルタル
中性化の進行が早い。また、この特殊セメントを用いた
場合、モルタル練混ぜ時にはセッターとしてクエン酸を
使用することが必要である。これらの理由から、例えば
プレキャストカーテンウォールを構成する場合のように
上記繊維補強モルタルを補強筋と共に施工する際には、
補強筋が錆び易くなり、補強筋の防錆対策を講ずること
が必要となる。具体的には、補強筋としてステンレス筋
を用いたり、補強筋に防錆処理を施したりする必要があ
り、コスト増を招いてしまう。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、補強筋について特段の防錆対策を講ずることが不
要な、高い曲げ強度を有する繊維補強モルタルを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、ポルトランドセメントと、石炭灰より
なる中空の骨材と、補強繊維とを含む繊維補強モルタル
により達成される。
【0006】一般に、石炭灰よりなる骨材は、シラスを
原料とする骨材に比べて吸水性が極めて低い。したがっ
て、このような石炭灰よりなる骨材を用いることで、セ
メントに混ぜる水も少量で足りるようになるので、モル
タルの乾燥収縮を低減することができる。その結果、乾
燥収縮を抑えるために低pHのセメントを使用すること
は不要となり、一般的なポルトランドセメントの使用が
可能となる。そして、ポルトランドセメントを用いれ
ば、モルタル中性化の進行を抑えることができるので、
補強筋としてステンレス筋を用いたり、補強筋に防錆処
理を施したりすることは不要となる。また、中空の骨材
を用いることによって、モルタルの軽量化を図ることも
できる。
【0007】この場合、繊維補強モルタルをより効果的
に軽量化するうえでは、請求項2に記載するように、前
記骨材の比重は1未満であることが好ましい。
【0008】また、請求項3に記載するように、補強繊
維としてビニロン繊維を用いることが好ましい。
【0009】ビニロン繊維は、セメントとの付着性およ
び耐アルカリ性に優れている。したがって、補強繊維と
してビニロン繊維を用いることで、補強繊維による十分
な補強効果を得つつ、高アルカリ雰囲気下での補強繊維
の耐久性を確保することができる。
【0010】また、繊維補強モルタルの優れたワーカビ
リティを得るうえで、請求項4に記載する如く、前記骨
材の直径は300μm以下であることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の繊維補強モルタルは、ポ
ルトランドセメントと、石炭灰よりなる中空の骨材と、
補強繊維とを含むものである。水、ポルトランドセメン
ト、骨材、および補強繊維を、減水剤や収縮低減剤等の
添加剤と共に水と混合して、繊維補強モルタルを調製す
る。各成分の調合比は、従前のモルタル組成に従って適
宜定めればよい。また、上記骨材の比重は、好ましくは
1未満である。
【0012】セメントと補強繊維との良好な付着性、お
よび、高アルカリ環境下での補強繊維の耐久性を確保す
るため、好ましくは、補強繊維としてビニロン繊維を用
いる。この場合、繊維補強モルタルの良好なワーカビリ
ティおよび曲げ強度を得るため、好ましくは、ビニロン
繊維として直径14μm、長さ4mmのものを用いる。
【0013】また、繊維補強モルタルの良好なワーカビ
リティを得るため、好ましくは、上記骨材として、粒径
が300μm以下のものを用いる。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例によって限定される
ものではない。
【0015】[実施例1] (1)繊維補強モルタルの製造 水、セメント、骨材、および混和剤を表1に示す重量比
で混ぜ合せてなるモルタルに補強繊維を混合して繊維補
強モルタルを製造した。なお、各構成材料の詳細は以下
の通りである。 セメント:早強セメント(比重3.14)を用いた。 骨材:軽量骨材(粒径150μm以下,比重0.7〜
0.8)を用いた。この骨材は、火力発電所等で石炭の
燃焼により生ずる石炭灰のうち水に浮遊する部分を回収
して得られたものである。石炭灰を構成成分とすること
で吸水性が殆ど無いという特徴を有している。 混和材:高性能減水剤等を用いた。 補強繊維:ビニロン繊維(直径14μm、長さ4m
m,比重1.3)を用いた。
【0016】
【表1】
【0017】(2)繊維補強モルタルの特性 上記のように製造した繊維補強モルタルの各種特性を測
定した結果について述べる。 (i)曲げ強度等 表2は、本実施例の繊維補強モルタルの曲げ強度、圧縮
強度、ヤング係数、および割裂引張強度を種々の材齢で
測定した結果を示す。ただし、表2において、数値の後
の(A),(B),(C)は、夫々、供試体寸法が、40×40
×160mm,φ100×200mm,100×100×4
00mmであることを表す。
【0018】
【表2】
【0019】表2からわかるように、何れの材齢におい
ても7.6N/mm以上の曲げ強度が得られており、
高曲げ強度モルタルとして要求される曲げ強度(7N/
mm 以上)を十分に満足している。また、圧縮強度、
ヤング係数、および割裂強度についても十分な値が得ら
れている。
【0020】(ii)凍結融解抵抗性 表3は、凍結融解試験結果を示す。
【0021】
【表3】
【0022】表3からわかるように、凍結融解の繰り返
しサイクル数が300に達しても90%以上の相対動弾
性係数が得られている。一般に、モルタルにおいては7
0%程度以上の相対動弾性係数があれば問題ないことか
ら、本実施例の繊維補強モルタルは十分な凍結融解抵抗
性を有していることになる。
【0023】(iii)乾燥収縮、モルタルフロー、その他
の特性 表4は、乾燥収縮率、モルタルフロー、気乾密度、促進
中性化性状の測定結果をまとめたものである。なお、乾
燥収縮率および促進中性化性状についての供試体寸法は
100×100×400mmである。
【0024】
【表4】
【0025】表4からわかるように、材齢6ヶ月での乾
燥収縮率800×10−6以下、モルタルフロー180
mm以上、気乾密度1.5g/cm以下、促進中性化
試験における材齢26週で中性化無しという結果が得ら
れており、本実施例の繊維補強モルタルが従前のモルタ
ルと同等またはそれ以上の特性を備えていることがわか
る。
【0026】[実施例2]上記実施例1の繊維補強モル
タルにおいて、骨材の粒径を300μm以下、および、
600μm以下に変えた繊維補強モルタルを夫々調製
し、実施例1の繊維補強モルタル(骨材粒径150μm
以下)と、モルタルフロー、曲げ強度、および圧縮強度
について比較した。その結果を表5に示す。
【0027】
【表5】
【0028】表5からわかるように、曲げ強度および圧
縮強度については骨材粒径の影響はほとんどなく、何れ
の粒径でも十分な強度が得られている。一方、モルタル
フローについては、粒径が大きいほどその値が小さくな
っており、良好なワーカビリティを確保するうえで、粒
径300μm以下の骨材が好ましいことがわかる。
【0029】[実施例3]上記実施例1の繊維補強モル
タルにおいて、ビニロン繊維の直径および長さを以下の
(I)〜(III)のように変えた繊維補強モルタルを夫
々調製し、実施例1の繊維補強モルタル(ビニロン繊維
直径14μm、繊維長さ4mm)と、モルタルフローお
よび曲げ強度について比較した。 (I) 直径14μm 長さ6mm (II) 直径200μm 長さ6mm (III) 直径200μm 長さ12mm その結果、(I)のビニロン繊維を用いた場合には、7
N/mm以上の十分な曲げ強度は得られるものの、ワ
ーカビリティが悪く(モルタルフロー150mm以
下)、また、(II),(III)のビニロン繊維について
は、何れも、良好なワーカビリティ(モルタルフロー1
80mm以上)は得られるものの、7N/mm以上の
曲げ強度は得られず、強度的に不足することがわかっ
た。
【0030】したがって、ワーカビリティおよび曲げ強
度の何れの点でも優れた繊維補強モルタルを実現するに
は、一定範囲の直径および長さを有するビニロン繊維を
用いることが必要である。上記の結果によれば、好まし
いビニロン繊維の寸法は直径14μm程度、長さ4mm
程度であり、寸法公差を考慮すると、直径20μm以
下、長さ5mm以下であることが好ましいと考えられ
る。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の繊維補強
モルタルによれば、石炭灰よりなる骨材を用いること
で、一般的なポルトランドセメントを用いても、乾燥収
縮を抑えることができる。そして、ポルトランドセメン
トを用いることによって、モルタル中性化の進行を抑え
ることができる。したがって、本発明によれば、モルタ
ルの補強筋としてステンレス筋を用いたり、補強筋に防
錆処理を施したりする等の防錆対策を講ずることなく、
高い曲げ強度を有する繊維補強モルタルを実現すること
ができ、低コスト化を図ることが可能となる。
【0032】また、上記骨材として比重1未満のものを
用いることで、モルタルをより効果的に軽量化すること
ができる。
【0033】また、補強繊維としてビニロン繊維を用い
ることで、補強繊維による十分な補強効果を得つつ、高
アルカリ雰囲気下での補強繊維の耐久性を確保すること
ができる。
【0034】また、前記骨材の粒径を300μm以下と
することで、繊維補強モルタルの優れたワーカビリティ
を確保することができる。
フロントページの続き (72)発明者 川口 徹 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 田中 正之 東京都港区港南2丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 安藤 信賢 埼玉県川越市南台1丁目10番4号 株式会 社ショックべトン・ジヤパン内 Fターム(参考) 4G012 PA24 PA26 PC12 PC13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポルトランドセメントと、石炭灰よりな
    る中空の骨材と、補強繊維とを含むことを特徴とする繊
    維補強モルタル。
  2. 【請求項2】 前記骨材の比重は1未満であることを特
    徴とする請求項1記載の繊維補強モルタル。
  3. 【請求項3】 前記補強繊維としてビニロン繊維を含む
    ことを特徴とする請求項1または2記載の繊維補強モル
    タル。
  4. 【請求項4】 前記骨材の粒径は300μm以下である
    ことを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項記載
    の繊維補強モルタル。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007507416A (ja) * 2003-09-30 2007-03-29 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 軽量でひずみ硬化型の脆性複合材料
JP2007230806A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Ps Mitsubishi Construction Co Ltd 耐凍害軽量コンクリート
CN105272015A (zh) * 2015-11-05 2016-01-27 中国三冶集团有限公司 一种防冻抗裂防渗漏砂浆

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