JP2003171144A - ガラスマット - Google Patents
ガラスマットInfo
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Abstract
ト、長期にわたってクラック防止効果に優れたガラスマ
ットを提供することを目的とする。 【構成】 本発明のガラスマットは、ZrO2を14質
量%以上含有するガラス連続繊維あるいはガラス短繊維
からなるガラスストランドが、水溶性高分子によって二
次元ランダムに接着されてなることを特徴とする。
Description
ック防止材として好適なガラスマットに関するものであ
る。
ント系材料にとって、技術的な最大の問題点は、乾燥収
縮によるクラックの発生である。このクラックには2種
類あり、モルタルやコンクリートの機械的強度の低下を
もたらすクラックと、機械的強度の低下に直接関係しな
いヘヤークラックである。しかし、ヘヤークラックは、
モルタルやコンクリートの内部への水分の浸入を許し、
鋼材などの腐食、中性化、凍害などの問題を引き起こす
ため、間接的には、セメント系材料の耐久性を劣化させ
る。
ント系材料に繊維物を添加させることが検討されてき
た。セメント系材料に繊維物を添加すると、繊維の引張
力によってセメント材料の収縮が妨げられ、クラックが
減少するため、セメント系材料の機械的強度が向上す
る。
ド、チョップドストランドを二次元ランダムに接着させ
たチョップドストランドマット、連続繊維を二次元ラン
ダムに接着させたコンティニアスストランドマットある
いは連続繊維から作製したメッシュ織物(ネット)など
が考えられる。
コンクリートの構成材料を混練する際に添加して使用す
るため、作業が容易で、モルタルやコンクリートの構成
材料内に分散させて用いるが、構成材料の配合によって
は、マトリックスの流動性が著しく低下し、作業性が悪
く、あるいは不均一になる場合がある。
ティニアスストランドマットあるいはメッシュ織物は、
モルタルやコンクリートを施工した際、その表面層近く
に敷いて使用されるため、施工時に手間を要するが、最
もクラックが発生しやすい表面部分のクラック防止効果
が大きく、また、マトリックスの流動性にも影響がない
ため、近年幅広く用いられるようになってきた。
はコンティニアスストランドマットは、繊維が密に二次
元ランダムに配向しているため、マトリックスとの接着
面積が大きく、繊維の引張力を全方向に均一に分散で
き、クラック防止効果が高いことから注目を浴びてい
る。
途に使用する繊維の種類としては、有機繊維またはガラ
ス繊維があるが、コスト面を考慮すると、Eガラス繊維
が好ましい。しかしながら、Eガラス繊維は、安価では
あるが、耐アルカリ性に乏しいため、セメント成分から
溶出するアルカリ性物質により浸食され、必要な引張強
度が得られない。
ティニアスストランドマットは、チョップドストランド
あるいは連続繊維をポリエステル、アクリル樹脂などで
接着させ、一般的にはプラスチックの強化材として使用
しているが、これらのガラスマットをモルタルやコンク
リートの強化材として使用すると、ガラスマットへのモ
ルタルやコンクリートの含浸性が低いため、表面状態が
悪く、クラック防止効果が低下する。
あり、耐アルカリ性に優れ、モルタルやコンクリートの
クラック防止効果に優れたガラスマットを提供すること
を目的とする。
達成すべく種々の実験を繰り返した結果、耐アルカリ性
ガラス繊維を水溶性高分子で接着して作製したチョップ
ドストランドマットやコンティニアスストランドマット
を、セメント系材料の強化材として用いることにより、
ガラス繊維の強度劣化が小さく、またガラスマットへの
セメント材料の含浸性が著しく向上し、クラック防止効
果に優れることを見出し、本発明を提案するに至った。
2を14質量%以上含有するガラス連続繊維あるいはガ
ラス短繊維からなるガラスストランドが、水溶性高分子
によって二次元ランダムに接着されてなることを特徴と
する。
%以上含有するガラス連続繊維あるいはガラス短繊維か
らなるガラスストランドが、水溶性高分子によって二次
元ランダムに接着されてなるため、ガラスマットへのモ
ルタルやコンクリートの含浸性が向上し、クラックの防
止効果に優れる。すなわちガラスマットに使用するガラ
ス繊維は、ZrO2を14質量%以上含有するため、耐
アルカリ性に優れており、これを使用したガラスマット
をセメント系材料のクラック防止材として使用すれば、
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
れにくく、クラックの発生を抑制できる。また、水分を
多く含むモルタルやコンクリートの上に水溶性高分子に
よって二次元ランダムに接着されてなるチョップドスト
ランドマットやコンティニアスストランドマットを打設
し、脱泡ローラーなどでモルタルやコンクリートへ含浸
させ、鏝均しを行うと、モルタルまたはコンクリート中
の水分によってガラスストランド同士を接着している水
溶性高分子が溶解してガラスストランドが分散して、ガ
ラスマットへのモルタルやコンクリートの含浸性が著し
く向上し、ガラス繊維とマトリックスとの接着面積が増
加するからである。
維の具体的組成は、質量%で、SiO2 54〜65
%、ZrO2 14〜25%、Li2O 0〜5%、Na
2O 10〜17%、K2O 0〜8%、RO(但し、R
は、Mg、Ca、Sr、Ba、Znを表す) 0〜10
%、TiO2 0〜7%、Al2O3 0〜2%であり、
好ましくは、SiO2 57〜64%、ZrO2 18〜
24%、Li2O 0.5〜3%、Na2O 11〜15
%、K2O 1〜5%、RO 0.2〜8%、TiO2
0.5〜5%、Al2O3 0〜1%である。
ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポ
リビニルピロリドン等のビニル系高分子、メチルセルロ
ース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース系高分
子、アルギン酸ナトリウム、でんぷん、カゼイン、ゼラ
チン等の蛋白質高分子が好適である。
ドの番手が、10〜100tex、好ましくはチョップ
ドストランドの場合、10〜80tex、コンティニア
スストランドマットの場合、50〜100texであ
り、ガラスストランドの番手が10texよりも小さい
と、ケーキからガラスストランドを解舒する際、毛羽が
多発して、ガラスマットが目詰まりを起こしやすく、骨
材が通りにくくなるため好ましくない。また、100t
ex以上であると、目付が大きくなりすぎて、コスト高
になり、また、ガラスマットの厚みが増すため、ガラス
マットへのモルタルやコンクリートの含浸性が低下し好
ましくない。
m2、好ましくは50〜150g/m2であり、50g/
m2より小さいと、ガラスストランド同士の接着面積が
減少し、ガラスマットの引張強度が低く、施工時に引き
ちぎれなどが起こりやすいため好ましくない。また、2
00g/m2より大きいと、嵩高く、目開きが充分でな
いため、含浸性が低くガラスマットとマトリックスとの
界面で剥離しやすくなり、クラック防止効果に乏しいた
め好ましくない。
25質量%、より好ましくは2〜15質量%である。2
質量%より少ないと、ガラスストランド同士の接着が不
充分で、施工時のハンドリングの際、ガラスストランド
同士の接着が外れやすいため好ましくない。また、25
質量%よりも多いと、水溶性高分子がモルタルやコンク
リート中の水によってモルタルやコンクリートの硬化が
始まる前までに充分に溶解しないため、マトリックスと
ガラス繊維との界面で剥離しやすくなり好ましくない。
する。
7)及び比較例(試料No.8〜10)を示す。
して作製した。
19.5質量%、Li2O 1.5質量%、Na2O 1
2.3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、平均繊維径が13.5μmとなるように紡糸
し、その表面にアプリケーターを用いて酢酸ビニル系の
サイジング剤を強熱減量が1.0質量%となるように塗
布した後、表1のストランド番手となるように分糸した
後、紙管に巻き取り、130℃で、10時間乾燥してケ
ーキを作製した。
し、50mmの長さに切断したチョップドストランド
を、ステンレス製のメッシュ上に表1に示す目付となる
ように散布し、さらに表1の強熱減量となるように、溶
液状の水溶性高分子を噴霧した後、120℃の乾燥炉で
1時間保持して、実施例1〜5のチョップドストランド
マットを得た。
を解舒し、2000〜2500texになるように巻き
取ったロービングを回転式外取りスタンドに設置し、巻
き取ったロービングの外周から解舒したロービングを、
ローラーの回転とエアー圧によって吹き付けるスプレー
マシンを用いて、ステンレス製メッシュ上に表1に示す
目付となるように吹き付け、さらに表1の強熱減量とな
るように、溶液状の水溶性高分子を噴霧した後、120
℃の乾燥炉で1時間保持して、実施例6、7のコンティ
ニアスストランドマットを得た。
製した。まず、木製型枠の中に、目空きが50mmで、
直径が5mmの補強筋(メッシュ筋)を溶接した、60
0×700×4.5mmの鉄板を敷設し、この型枠に普
通ポルトランドセメントを578kg/m3、最大粒径
5.0mmの川砂を578kg/m3、最大粒径25m
mの川砂利を578kg/m3及び水249kg/m3を
混練したコンクリートを50mmの厚みとなるように流
し込んだ。
に示したガラスマットを敷き、コンクリートの鏝均しを
行ってガラスマットを表面から5mmの位置に埋設した
後、20℃、60%RH、24時間放置して乾燥硬化さ
せ、コンクリート試験体を作製した。
のEガラス繊維のチョップドストランドを用い、目付が
100g/m2、二次バインダーとしてポリエステルを
強熱減量が16質量%となるように噴霧した以外は、実
施例1〜5と同様にしてコンクリート試験体を作製し
た。
texの耐アルカリ性ガラス繊維のチョップドストラン
ドを用い、目付が150g/m2、二次バインダーとし
てポリエステルを強熱減量が10質量%となるように噴
霧した以外は、実施例1〜5と同様にしてコンクリート
試験体を作製した。
った以外は、実施例と同様にしてコンクリート試験体を
作製した。
面に発生したクラックの幅と長さを測定し、各クラック
の面積(クラック幅×クラック長さ)を求め、それらの
総和をクラック総面積とした。
ために、13.5μmの繊維径を有するモノフィラメン
ト400本(144tex)からなる前記耐アルカリ性
繊維とEガラス繊維のストランドを、アルカリ溶液(8
0℃、10質量%NaOH水溶液)に16時間浸漬し、
浸漬前後の引張強度をJIS R 3420に従って測
定した結果、耐アルカリ性ガラス繊維ストランドの引張
強度保持率は、80%、Eガラス繊維ストランドでは、
1%であった。尚、引張強度保持率(%)=アルカリ溶
液浸漬後の引張強度/アルカリ溶液浸漬前の引張強度と
した。
使用しなかった比較例10は、クラックが多数発生し、
クラック総面積が非常に大きかった。また、比較例8
は、比較例10比べるとクラック総面積は小さいが、二
次バインダーとしてポリエステルを使用しているため、
ガラスマットへのコンクリートの含浸性が低く、依然と
してクラック総面積が大きく、また、Eガラス繊維を使
用しているため、ガラス繊維の引張強度が著しく劣化し
た。比較例9は、耐アルカリ性ガラス繊維を用いている
ため、ガラス繊維の引張強度が劣化しにくいが、二次バ
インダーとしてポリエステルを使用しているため、ガラ
スマットへのコンクリートの含浸性が低く、クラック総
面積が大きかった。
して水溶性高分子で接着させた耐アルカリガラス繊維か
らなるガラスマットを用いたため、ガラス繊維の引張強
度が劣化しにくく、クラック総面積が小さかった。
セメント材料の強化材として用いると、セメント材料の
含浸性が著しく向上し、クラック防止効果に優れるた
め、建築物のコンクリートを始めとして、駐車場や広場
等の土間コンクリートにも応用可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ZrO2を14質量%以上含有するガラ
ス連続繊維あるいはガラス短繊維からなるガラスストラ
ンドが、水溶性高分子によって二次元ランダムに接着さ
れてなることを特徴とするガラスマット。 - 【請求項2】 水溶性高分子が、ビニル系高分子、セル
ロース系高分子あるいは蛋白質系高分子からなることを
特徴とする請求項1に記載のガラスマット。 - 【請求項3】 ガラスストランドの番手が、10〜10
0texであることを特徴とする請求項1又は2に記載
のガラスマット。 - 【請求項4】 目付が、50〜200g/m2であるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス
マット。 - 【請求項5】 強熱減量が2〜25質量%であることを
特徴とする請求項1〜4に記載のガラスマット。
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- 2001-12-04 JP JP2001369929A patent/JP4106899B2/ja not_active Expired - Lifetime
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