JP2006143541A - Polypropylene short fiber for concrete reinforcement - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、コンクリート、モルタルなどの水硬性組成物に添加、混合されて、コンクリートの強度を補強するコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維に関する。 The present invention relates to a short polypropylene fiber for concrete reinforcement that is added to and mixed with a hydraulic composition such as concrete or mortar to reinforce the strength of the concrete.
コンクリートやモルタルのひび割れ拘束や、剥落防止等の補強には、従来では主として鋼繊維が用いられていたが、近年、非鋼繊維である有機繊維や無機繊維の使用が注目を浴びて来ている。これは、有機繊維や無機繊維が鋼繊維より軽いため作業性が向上したり、錆の発生が無いためコンクリート構造物の品質劣化を低減し得るという利点があるからである。無機繊維の代表例としては、ガラス繊維、炭素繊維等がある。また、有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等を挙げることが出来る。 Conventionally, steel fibers have mainly been used for reinforcement of cracks in concrete and mortar and prevention of peeling, but in recent years, the use of non-steel fibers such as organic fibers and inorganic fibers has attracted attention. . This is because the organic fiber and the inorganic fiber are lighter than the steel fiber, so that the workability is improved, and since there is no generation of rust, the quality deterioration of the concrete structure can be reduced. Typical examples of inorganic fibers include glass fibers and carbon fibers. Examples of organic fibers include vinylon fibers and polypropylene fibers.
無機繊維のうちガラス繊維にあっては、セメント中のアルカリによって劣化し、補強効果が経時と共に徐々に低下するという欠点がある。また、炭素繊維にあっては、耐久性の点では問題は無いが、破断伸度が低く、コンクリートへの練り混ぜ中に繊維自体が損傷し、補強効果が低下するという不都合がある。
これに対して、有機繊維は、引張強度及び弾性係数は低いが、伸び能力が高いことから、これをコンクリートと組み合わせた場合には、コンクリートにひび割れが発生し、ひび割れが大きく進展した後でも補強効果を保持することが期待できる。
Among inorganic fibers, glass fibers have the disadvantage that they are deteriorated by alkali in the cement and the reinforcing effect gradually decreases with time. In addition, the carbon fiber has no problem in terms of durability, but has a disadvantage that the elongation at break is low and the fiber itself is damaged during kneading into concrete and the reinforcing effect is lowered.
In contrast, organic fiber has low tensile strength and elastic modulus, but has high elongation capacity, so when it is combined with concrete, it cracks in the concrete and reinforces even after the cracks have progressed greatly. It can be expected to retain the effect.
しかし、ビニロン繊維にあっては、通常、数十μ程度の細いモノフィラメントを単に集束して固着したものであるため、この状態では、その表面積は特別に増加していないので、ポリプロピレン繊維より幾分親水性を持つとは言え、コンクリートと組み合わせた場合に、コンクリートマトリックスとの間の付着強度は高いとは言えない。この結果として、繊維補強コンクリートとした場合の補強効果は不十分である。
このようなことから、コンクリート補強用繊維として、太いモノフィラメント状のポリプロピレン繊維が着目され、その使用態様について種々提案、検討されて来ているが、現時点では実用面で未だ不十分で、その実用化について更なる改良、開発が進められている。
However, in the vinylon fiber, usually, a thin monofilament of about several tens of μ is simply focused and fixed, and in this state, its surface area does not increase specially, so it is somewhat higher than that of polypropylene fiber. Although it has hydrophilicity, when it is combined with concrete, it cannot be said that the adhesion strength between the concrete matrix is high. As a result, the reinforcing effect when using fiber reinforced concrete is insufficient.
For this reason, thick monofilament-like polypropylene fibers have attracted attention as concrete reinforcing fibers, and various proposals and studies have been made regarding their use, but at the present time they are still inadequate for practical use. Further improvements and developments are underway.
例えば、特開昭56−9269号公報には、ポリプロピレン繊維をセメントの補強材配合物としての補強効果を高めるため、繊維表面に凹凸を付与せしめたセメント配合物の製造方法が開示されている。そして、これに開示されている繊維表面に付与される凹凸は、繊維の長さ方向に沿って、その太さを大径−小径に繰り返して変化せしめて、凹凸を形成した単純なものが例示されているのみで、更なる補強効果の向上が望まれるものである。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-9269 discloses a method for producing a cement blend in which unevenness is imparted to the fiber surface in order to enhance the reinforcing effect of polypropylene fiber as a cement reinforcement blend. And the unevenness | corrugation provided to the fiber surface currently disclosed by this is illustrated by the simple thing which formed the unevenness | corrugation by changing the thickness repeatedly to the large diameter-small diameter along the length direction of a fiber. Therefore, further improvement of the reinforcing effect is desired.
また、特開昭57−156363号公報には、モルタルやコンクリートの水硬性無機質結合材を硬化させて形成される成形体の機械的強度を向上せしめるために、これに混入せしめる補強材として、ポリプロピレン等の合成樹脂繊維モノフィラメントが開示されている。そして、前記補強効果をさらに高めるため合成樹脂繊維モノフィラメントの線状体表面に凹凸模様を付与せしめることが有効であることが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-156363 discloses polypropylene as a reinforcing material mixed into a molded body formed by curing a hydraulic inorganic binder such as mortar or concrete. Synthetic resin fiber monofilaments are disclosed. And it is described that it is effective to give a concavo-convex pattern to the surface of the linear body of synthetic resin fiber monofilament in order to further enhance the reinforcing effect.
その凹凸模様の形成には、交差する2組の平行凹条を多数配したエンボスロールを用いて、合成樹脂繊維モノフィラメントの表面に形成せしめることが示されている。しかしながら、この提案も、単に合成樹脂繊維モノフィラメントの表面に凹凸模様を付与することが、コンクリート補強効果を向上せしめるのに有効であることに留まっているに過ぎず、ポリプロピレン繊維をコンクリートの補強材として実用化するには未だ不十分であり、更なる物理的構成要素の追究が必要である。 The formation of the concavo-convex pattern is shown to be formed on the surface of a synthetic resin fiber monofilament using an embossing roll provided with a large number of two intersecting parallel concave stripes. However, in this proposal, it is only effective to give the surface of the synthetic resin fiber monofilament a concavo-convex pattern to improve the concrete reinforcing effect, and polypropylene fiber is used as a reinforcing material for concrete. It is still insufficient for practical use, and further investigation of physical components is necessary.
さらに、コンクリート補強用繊維として、特開平9−86984号公報には、ポリプロピレン短繊維をモノフィラメント自体で個別にバラ状態の形で使用せずに、分離可能に連結して連糸形状テープの短繊維とすることによって、コンクリートの補強効果を高めることが提案されている、しかし、製造上に問題があったり、コンクリート中への分散の再現性の点に問題があることから、一部実用化されているが、広く実用化されるには至っていない。 Further, as a concrete reinforcing fiber, Japanese Patent Laid-Open No. 9-86984 discloses a short fiber of a continuous yarn shaped tape by connecting polypropylene short fibers in a separable manner without using individual monofilaments in the form of roses. It has been proposed to enhance the reinforcement effect of concrete, but there are problems in manufacturing and the problem of reproducibility of dispersion in concrete, so some have been put into practical use. However, it has not been widely put into practical use.
また、特開平11−116297号公報には、コンクリート補強用繊維としてのポリプロピレン繊維として、その表面にエンボスロールによって凹凸形状を形成せしめた短繊維が開示されている。そして、その補強性能向上のため、表面に繊維断面の平均偏平率で2/1〜7/1の範囲にある凹凸を形成した単糸繊度200〜10,000drのモノフィラメントを長さ5〜60mmに切断して使用するものである。しかしながら、該ポリプロピレン繊維には凹凸の程度に関する具体的な開示は認められず、コンクリートの引っ張りに対する補強効果を向上せしめるには、更なる開発が望まれる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-116297 discloses a short fiber having a concavo-convex shape formed on its surface by an embossing roll as a polypropylene fiber as a concrete reinforcing fiber. And in order to improve the reinforcing performance, a monofilament having a single yarn fineness of 200 to 10,000 dr and having an unevenness in the range of 2/1 to 7/1 in terms of the average flatness of the fiber cross section on the surface has a length of 5 to 60 mm. It is used after cutting. However, there is no specific disclosure regarding the degree of unevenness in the polypropylene fiber, and further development is desired in order to improve the reinforcing effect against the pulling of concrete.
さらに、最近公開された特開2004−18352号公報にあっては、コンクリート補強用繊維としてのポリプロピレン繊維に、その表面にエンボスロールによって凹凸形状を形成せしめているが、その特徴は、繊維の繊度と凹凸窪みの深さによって繊維形状、サイズを定める当たって、特定の数式に基づいて算出した範囲の凹凸形状に形成することで、これを混入せしめたコンクリートの補強効果をさらに高めることを図ったものである。 Furthermore, in the recently published Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-18352, a polypropylene fiber as a concrete reinforcing fiber is formed with an uneven shape on its surface by an embossing roll. The feature is the fineness of the fiber. When determining the fiber shape and size according to the depth of the concave and convex depressions, the reinforcing effect of the concrete mixed with this was further improved by forming the concave and convex shape within the range calculated based on a specific mathematical formula. Is.
その凹凸形状の窪みの具体的形状としては、茶碗状、トレイ状、箱状等の各種微細な容器状の形状が用いられ、これを繊維の表裏に押圧入して形成するものである。そして、この容器状の窪みにコンクリートが充填されて、アンカー効果を発揮するものであるとしている。しかしながら、このような特殊な形状のエンボスロールを用いることは、繊細な短繊維の製造に当たって均一性や再現性に不都合が生じ、かかる短繊維の実用化に問題がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、従来の補強材の不都合を解消し、コンクリートやモルタルに添加混入して、これらとの密着性を向上せしめて、コンクリートやモルタルの機械的強度を増強する補強効果が優れた、実用性の高いコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を提供することを本発明の解決すべき課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, eliminates the disadvantages of conventional reinforcing materials, and is added to and mixed with concrete and mortar to improve the adhesion between them and enhance the mechanical strength of concrete and mortar. It is an object of the present invention to provide a polypropylene short fiber for concrete reinforcement that is excellent in reinforcing effect and has high practicality.
かかる課題を解決するため、
請求項1にかかる発明は、メルトフローレイトが0.5〜5.0g/10min.の押出延伸グレードのポリプロピレンを溶融紡糸し、高延伸してなるポリプロピレン短繊維であって、繊度が1000〜10000dtexで、繊維の幅が1.0〜1.5mm、見かけ厚さが0.5〜1.0mm、長さが20〜60mm、引張強度が450MPa以上であり、その表面と裏面には繊維幅にほぼ等しい幅のダイヤ格子パターンまたはその部分パターンのエンボス加工が施されて隆起凸部が形成され、この隆起凸部の高さが繊維厚さの10〜18%であることを特徴とするコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
To solve this problem,
The invention according to
請求項2にかかる発明は、上記隆起凸部において、表裏面でダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの位置が一致して形成されていることを特徴とする請求項1記載のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
The invention according to
請求項3にかかる発明は、上記隆起凸部において、表面と裏面の隆起凸部のダイヤ格子パターンが、一方の対向する辺が表裏面で整合一致し、他方の対向辺が表裏面で変位してなることを特徴とする請求項1記載のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
According to a third aspect of the present invention, in the raised convex portion, the diamond lattice pattern of the raised convex portions on the front surface and the back surface is aligned and matched on one side on the front and back surfaces, and the other opposed side is displaced on the front and back surfaces. The short polypropylene fiber for concrete reinforcement according to
請求項4にかかる発明は、ポリプロピレン短繊維の表面と裏面に形成される繊維幅にほぼ等しい幅のダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの隆起凸部は、表面のダイヤ格子パターンの隆起凸部内に裏面のダイヤ格子パターンの隆起凸部の角部が位置するよう配されてなることを特徴とする請求項1記載のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a diamond lattice pattern having a width substantially equal to the fiber width formed on the front and back surfaces of the polypropylene short fiber, or the raised convex portion of the partial pattern, and the rear surface within the raised convex portion of the front
請求項5にかかる発明は、表裏面でダイヤ格子パターンまたはその部分パターンが整合一致して形成されているポリプロピレン短繊維と、表面のダイヤ格子パターンの隆起凸部内に裏面のダイヤ格子パターンの隆起凸部の角部が位置するよう配されてなるポリプロピレン短繊維とが、1対1の比率で混合されてなることを特徴とする請求項1記載のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a polypropylene short fiber formed by aligning and matching the diamond lattice pattern or its partial pattern on the front and back surfaces, and the raised protrusions of the rear diamond lattice pattern in the raised protrusions of the front diamond lattice pattern. 2. The short polypropylene fiber for concrete reinforcement according to
請求項6にかかる発明は、表面と裏面の隆起凸部のダイヤ格子パターンが、一方の対向する辺が表裏面で整合一致し、他方の対向辺が表裏面で変位してなるポリプロピレン短繊維と、表面のダイヤ格子パターンの隆起凸部内に裏面のダイヤ格子パターンの隆起凸部の角部が位置するよう配されてなるポリプロピレン短繊維とが、1対1の比率で混合されてなることを特徴とする請求項1記載のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維である。
In the invention according to claim 6, the diamond lattice pattern of the raised convex portions on the front surface and the back surface is a polypropylene short fiber in which one opposing side is aligned and matched on the front and back surfaces, and the other facing side is displaced on the front and back surfaces. In addition, polypropylene short fibers that are arranged so that the corners of the raised protrusions of the back diamond lattice pattern are positioned in the raised protrusions of the front diamond lattice pattern are mixed at a ratio of 1: 1. The polypropylene short fiber for concrete reinforcement according to
本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維は、ポリプロピレン短繊維の表面と裏面にエンボス加工で所定の厚みのダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの隆起凸部を形成したので、コンクリートとの密着性が著しく向上すると共に、アンカー効果を高めて、補強効果の極めて優れたコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を得ることが出来る。 The concrete short polypropylene fiber for reinforcing concrete according to the present invention has a diamond lattice pattern having a predetermined thickness or a raised convex part of its partial pattern formed on the front and back surfaces of the polypropylene short fiber, thereby significantly improving the adhesion to concrete. At the same time, the anchor effect can be enhanced, and a polypropylene short fiber for concrete reinforcement having an extremely excellent reinforcing effect can be obtained.
また、前記ポリプロピレン短繊維の表面と裏面にエンボス加工によって形成するダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの隆起凸部を、表面と裏面とでその配置、凹凸の深さを変化せしめることによって、より一層補強効果を増長せしめるコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を得ることが出来る。 Further, the diamond grid pattern formed by embossing on the front and back surfaces of the polypropylene short fibers or the raised convex portions of the partial pattern are further reinforced by changing the arrangement and the depth of the unevenness between the front and back surfaces. It is possible to obtain polypropylene short fibers for concrete reinforcement that increase the effect.
さらに、表面と裏面にエンボス加工によって形成するダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの隆起凸部を、表面と裏面とでその配置、凹凸の深さを変化せしめて形成したポリプロピレン短繊維と、これとダイヤ格子パターンまたはその部分パターンの隆起凸部の配置が異なる配置を表・裏面に形成したポリプロピレン短繊維とを混合して補強材として使用することによって、コンクリートの曲げ靭性係数を向上させることが出来る。 Further, a polypropylene short fiber formed by changing the arrangement and the depth of the unevenness on the front and back surfaces of the diamond lattice pattern formed by embossing on the front surface and the back surface or a raised convex portion of the partial pattern, and the diamond The bending toughness coefficient of concrete can be improved by mixing the arrangement of the raised protrusions of the lattice pattern or the partial pattern thereof with the polypropylene short fibers formed on the front and back surfaces as a reinforcing material.
このため、本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を使用することにより、日本道路公団が制定したトンネル施工管理要領の繊維補強トンネル覆工コンクリート工品質管理基準における曲げ靭性係数の規格値を著しく上回るコンクリートを構築することが出来、コンクリートやモルタルのひび割れ拘束や、剥落防止効果を高める。 For this reason, by using the polypropylene short fiber for concrete reinforcement of the present invention, the concrete significantly exceeding the standard value of the bending toughness coefficient in the fiber reinforced tunnel lining concrete quality control standard of the tunnel construction management guidelines established by the Japan Highway Public Corporation. It is possible to build up the cracks of concrete and mortar, and to prevent peeling off.
本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維に用いられるポリプロピレンとしては、まずアイソタクチックポリプロピレンで代表されるプロピレン単独重合体、ついでプロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとのブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体等の共重合体が挙げられる。プロピレン以外のα−オレフィンとしては、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1等を挙げることができる。これらのα−オレフィンの共重合割合は10モル%以下であることがポリプロピレンの剛性を発揮させるために好適である。 As the polypropylene used in the polypropylene fiber for reinforcing concrete according to the present invention, first, a propylene homopolymer represented by isotactic polypropylene, then a block copolymer of propylene and an α-olefin other than propylene, a random copolymer And copolymers such as graft copolymers. Examples of α-olefins other than propylene include ethylene, butene-1, pentene-1, and hexene-1. The copolymerization ratio of these α-olefins is preferably 10 mol% or less in order to exhibit the rigidity of polypropylene.
また、本発明におけるポリプロピレンとしては、上記したプロピレンの単独重合体や共重合体の混合物を使用することもできる。また、それらにポリプロピレン以外の前記種々のα−オレフィンの単独重合体を少量加えた混合物を使用できる。これらのなかでも、分子量分布が狭く、立体規則性の優れたプロピレン単独重合体であるアイソタクチックポリプロピレンが特に好ましい。 Further, as the polypropylene in the present invention, the above-mentioned homopolymers and copolymers of propylene can also be used. Further, a mixture obtained by adding a small amount of the above-mentioned various α-olefin homopolymers other than polypropylene can be used. Among these, isotactic polypropylene which is a propylene homopolymer having a narrow molecular weight distribution and excellent stereoregularity is particularly preferable.
また、本発明で使用されるポリプロピレンには、必要に応じて種々の添加剤成分を少量加えることもできる。それらの成分としては、例えば滑剤、帯電防止剤、表面活性剤、有機充填剤、無機充填剤、顔料その他の着色剤、核剤、酸化防止剤その他の各種安定剤等々を挙げることができる。 Moreover, a small amount of various additive components can be added to the polypropylene used in the present invention, if necessary. Examples of these components include lubricants, antistatic agents, surfactants, organic fillers, inorganic fillers, pigments and other colorants, nucleating agents, antioxidants and various other stabilizers.
そして、本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維は、メルトフローレイトが0.5〜5.0g/min.の押出延伸グレードのポリプロピレンを溶融紡糸し、高延伸してなるポリプロピレン短繊維からなるものである。
ここで、メルトフローレイトが0.5g/10min.未満のポリプロピレンであると、押出および延伸が困難となり、また15g/10min.を越えたポリプロピレンではポリプロピレンの分解成分が多くなると見られ、ポリプロピレン短繊維の強度不足を招く。より好適なものは、メルトフローレイトが1〜3g/10min.のポリプロピレンである。
The concrete reinforcing polypropylene short fibers of the present invention are made of polypropylene short fibers obtained by melt-spinning and stretching high-stretched polypropylene having a melt flow rate of 0.5 to 5.0 g / min. is there.
Here, when the polypropylene has a melt flow rate of less than 0.5 g / 10 min., It is difficult to extrude and stretch, and polypropylene exceeding 15 g / 10 min. Insufficient strength. More preferred is polypropylene having a melt flow rate of 1 to 3 g / 10 min.
かかるグレードのポリプロピレンを、延伸時の延伸倍率を10〜15倍の高倍率で延伸し、引張強度を450MPa以上にして、繊度1000〜10000dtexのポリプロピレン繊維を得る。そして、このポリプロピレン繊維にエンボス加工によって、その表面と裏面にダイヤ格子パターンまたはダイヤ格子の部分パターンでなる隆起凸部を形成したテープ状の繊維とし、これを所定の長さに切断して補強用ポリプロピレン短繊維としたものである。
以下図面により本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を説明する。
Polypropylene having a fineness of 1000 to 10000 dtex is obtained by drawing such a grade of polypropylene at a high draw ratio of 10 to 15 times during drawing to a tensile strength of 450 MPa or more. Then, this polypropylene fiber is embossed to form a tape-like fiber in which raised protrusions made of diamond lattice patterns or diamond lattice partial patterns are formed on the front and back surfaces, and this is cut into a predetermined length for reinforcement. Polypropylene short fibers.
The concrete reinforcing polypropylene short fibers of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維の第1の実施形態を説明する斜視図であり、図2は第1の実施形態の変形を説明する斜視図である。
図1において、この例のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10にあっては、テープ状の外観を呈したポリプロピレン短繊維1の幅が1〜1.5mmで、見かけ厚さ0.5〜1.0mmで、長さを20〜60mmに切断してなる偏平状を呈してなるものである。
FIG. 1 is a perspective view for explaining a first embodiment of a short polypropylene fiber for concrete reinforcement according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view for explaining a modification of the first embodiment.
In FIG. 1, in the concrete reinforcing polypropylene
このようなテープ状のポリプロピレン短繊維1の表面1a、裏面1bにはエンボス加工によって微細なダイヤ格子パターンの隆起凸部2が、繊維幅にほぼ等しい幅で長手方向に沿って連続して形成されている。そして、この隆起凸部2の高さがポリプロピレン短繊維1の見かけ厚さの10〜18%となっている。
On the
この高さはコンクリート等との密着性に関連するもので、その高さが10%未満では、このポリプロピレン短繊維1をコンクリートなどの水硬性組成物中に分散させたときの密着性が低いものとなる。また、18%を越えると、短繊維1の厚さが相対的に小さくなることになり、短繊維1自体の引張強度の不足を招く。また、ダイヤ格子パターンの大きさはポリプロピレンの短繊維1の幅や、見かけ厚さ等にもよるが、縦寸法が1.0〜3.0mm、横寸法が1.0〜1.5mmの範囲にすることが好ましい。
This height is related to the adhesion to concrete and the like, and if the height is less than 10%, the adhesion when the polypropylene
上記ダイヤ格子パターンの隆起凸部2は、ポリプロピレン短繊維1の表面1a及び1bに形成せしめるが、この第1の実施形態では、表面1aと裏面1bとのダイヤ格子パターンの位置が整合一致して配置されている。
このようなダイヤ格子パターンの隆起凸部2は、微細な凹凸によってコンクリートとの密着性を高めると共に、摩擦抵抗や柔軟性を増大させる。しかもこの隆起凸部2を表裏面の両面に賦形することで、より一層これらの効果が増大し、コンクリートの機械的強度を補強するのに効果的に作用する。
The raised
The raised
図2は、前記第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10を変形したコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維15である。このコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維15は、前記第1の実施形態でのポリプロピレン短繊維1の表面1a及び裏面1bに形成するダイヤ格子パターンの隆起凸部2を幅方向に沿って変移せしめたものである。そして、ダイヤ格子の部分パターンの隆起凸部12を、表面1a、裏面1bに整合一致した態様で配置形成せしめたもので、その他は前記第1の実施形態と共通する構成となっている。
そして、この変形のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維15も、第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10と同様の作用効果を奏する。
FIG. 2 shows a concrete reinforcing polypropylene
The deformed concrete reinforcing polypropylene
次に本発明の第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維と、第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維について説明する。これらの実施形態の特徴は、ポリプロピレン短繊維1に形成するダイヤ格子パターンまたはダイヤ格子の部分パターンの隆起凸部を、表面1aと裏面1bとで異なった配置状態で形成して、コンクリートの機械的強度の補強効果をより一層向上せしめたものである。以下にこれらを図面を参照して説明する。
Next, a concrete reinforcing polypropylene short fiber according to a second embodiment of the present invention and a concrete reinforcing polypropylene short fiber according to a third embodiment will be described. The feature of these embodiments is that the diamond lattice pattern formed on the polypropylene
図3は、第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を説明する平面図で、図3(A)は表面の平面図、図3(B)は裏面の透視平面図である。 この第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20は、ポリプロピレン短繊維1の表面1aに、第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10と同様に、ポリプロピレン短繊維の幅とほぼ同等の幅の微細なダイヤ格子パターンの隆起凸部2がエンボス加工で形成されている。
FIG. 3 is a plan view for explaining a concrete reinforcing polypropylene short fiber according to the second embodiment. FIG. 3 (A) is a plan view of the front surface, and FIG. 3 (B) is a perspective plan view of the back surface. The concrete reinforcing polypropylene
一方、その裏面1bには、表面1aのダイヤ格子パターンの隆起凸部2でのダイヤ格子パターンの4辺2a、2b、2c、2dの中の対向辺2a−2cと、裏面1bのダイヤ格子パターンの4辺3a、3b、3c、3dの中の対向辺3a−3cが整合一致して配置された隆起凸部と、表面1aのダイヤ格子パターン隆起凸部2の他の対向辺2b−2dの配置位置と変位して設けた対向辺3b−3dの隆起凸部とで、微細なダイヤ格子パターンの隆起凸部3が賦形されている。
On the other hand, on the
このように、第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20は、ポリプロピレン短繊維1の表面1aと裏面1bとに形成するそれぞれのダイヤ格子パターンの隆起凸部2と3を、一方の対向する辺、即ち表面1aの対向辺2a−2cと、裏面1bの対向辺3a−3cを整合一致して配置し、他方の対向辺、即ち表面1aの対向辺2b−2dと裏面1bの対向辺3b−3dを変位した位置に配置するようにして、表・裏面に形成したポリプロピレン短繊維としたもので、これによりコンクリートの強度の補強効果を高めたものである。
As described above, the concrete reinforcing polypropylene
次に、第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を図4を参照して説明する。
図4は、第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維の平面図で、図中、実線はポリプロピレン短繊維1の表面1aに配置されるダイヤ格子パターンの隆起凸部2を示すもので、また点線は裏面1bに配置されるダイヤ格子パターンの隆起凸部4を示している。この実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30の特徴は、ポリプロピレン短繊維1の表面1aと裏面1bに形成される繊維幅にほぼ等しい幅のダイヤ格子パターンの隆起凸部2、4がそれぞれ変位せしめて形成したものである。
Next, a concrete reinforcing polypropylene short fiber according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a plan view of a concrete reinforcing polypropylene short fiber according to the third embodiment. In the figure, a solid line indicates a raised
即ち、上記ポリプロピレン短繊維1の表面1aと裏面1bに形成される、変位したダイヤ格子パターンの隆起凸部は、ポリプロピレン短繊維1の裏面1bに形成するダイヤ格子パターンの隆起凸部4を、これのダイヤ格子パターンの各角部4e、4f、4g,4hが、表面1aに形成されるダイヤ格子パターンの隆起凸部2の囲み内に位置するように配置するようにして形成されてなるものである。 これにより、コンクリートとの密着性が向上すると共に、隆起凸部による障害個所が増し、アンカー効果と摩擦抵抗が増大し手コンクリートの機械的強度を補強する効果を高めるものである。
That is, the raised convex portion of the displaced diamond lattice pattern formed on the
第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維の変形として、図5に図示する平面図の如く、ダイヤ格子の部分パターンの隆起凸部2、4を表裏面に形成したポリプロピレン短繊維1をコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維35とすることも出来る。これは、図4に図示した第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30での、ポリプロピレン短繊維1の表面1aと裏面1bとに賦形する微細なダイヤ格子パターンを、短繊維1の幅方向に沿って変移せしめた態様にして、エンボス加工で表面1aの隆起凸部2と裏面1bの隆起凸部4を形成せしめたものである。
As a modification of the concrete reinforcing polypropylene short fiber according to the third embodiment, as shown in the plan view of FIG. 5, the polypropylene
この場合、これらの隆起突部2、4はダイヤ格子の部分パターンの形で形成されるが、裏面1bに形成するダイヤ格子パターンの隆起凸部4は、ダイヤ格子パターンの各角部4e、4f、4g,4hが、表面1aに形成されるダイヤ格子パターンの隆起凸部2の囲み内に位置するように配置して形成することは第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維と同様である。そして、このコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維35は第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30と同様の作用効果を奏することは勿論である。
In this case, these raised
さらに、本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維では、上記した第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10または15、第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20、及び第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30または35を、適宜の比率に混合してコンクリートに混入せしめて使用すると、コンクリートの補強効果をより一層向上せしめることが出来る。
Further, in the concrete reinforcing polypropylene short fibers of the present invention, the concrete reinforcing polypropylene
例えば、上記した第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10または15と第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20とを重量比率で、1対1に混合することや第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10または15と第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30または35を重量比率で1対1に混合することなどが可能であり、これらの混合比率は用途等によって適宜変更できる。
For example, the above-described concrete reinforcing polypropylene
次に本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維の製造方法について説明する。
先ず、繊維、糸、紐、バンド等に使用されるアイソタクチックポリプロピレンの中で、メルトフローレイトが0.5〜5.0g/10min.(JIS K 7210により、測定温度230℃、荷重2.16kg)の、押出し延伸グレードと称せられるペレットを、押出機に供給し、溶融温度230℃で開口径2mmのノズルからモノフィラメント状として押出す。
Next, the manufacturing method of the concrete short polypropylene fiber for concrete reinforcement of this invention is demonstrated.
First, among isotactic polypropylene used for fibers, yarns, strings, bands, etc., the melt flow rate is 0.5 to 5.0 g / 10 min. (According to JIS K 7210, measurement temperature 230 ° C.,
次いで、この押し出されたモノフィラメントを冷却バスなどの冷却装置で、急速冷却した後、延伸装置に送り込む。延伸装置においては、ポリプロピレンのガラス転移温度以上で融点以下の温度、例えば50〜150℃の温度条件でこのモノフィラメントを延伸する。この時の倍率は、得られる短繊維1の引張強度を左右することから、好ましくは10〜15倍にして、延伸することで、引張強度が450MPa以上のポリプロピレンのモノフィラメントを得る。
Next, the extruded monofilament is rapidly cooled by a cooling device such as a cooling bath, and then fed into a stretching device. In the stretching apparatus, the monofilament is stretched at a temperature not lower than the melting point of the polypropylene and not higher than the melting point, for example, 50 to 150 ° C. Since the magnification at this time affects the tensile strength of the obtained
次いで、上記した延伸後のモノフィラメントはエンボス加工機に送り込まれて、その表面と裏面にエンボス加工を施す。
このエンボス加工は、2本の金属製エンボスロールを対峙させ、互いに逆方向に回転させておき、これらエンボスロール間に複数のモノフィラメントを通し、モノフィラメントを圧潰する方法で行われる。各エンボスロールの周面には、上記した第1ないし第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維のポリプロピレン短繊維に賦形する繊細なダイヤ格子パターンの隆起凸部2、3、及び4に対応する凹部が刻設されている。そして、エンボスロールを温度80〜120℃に保つことにより、モノフィラメントが半溶融状態となり、容易に隆起凸部2、3、及び4が形成される。
Next, the monofilament after stretching described above is fed into an embossing machine and embossed on the front and back surfaces.
This embossing is performed by a method in which two metal embossing rolls face each other and rotated in opposite directions, a plurality of monofilaments are passed between the embossing rolls, and the monofilaments are crushed. On the peripheral surface of each embossing roll, there are raised
このエンボス加工によって、モノフィラメントが圧縮され、断面が円形のモノフィラメントから、図1および図2図に示すような断面が矩形状のモノフィラメントに変化する。
また、2本のエンボスロールは、一方のロールが位置を容易に調整出来る機構となっていて、ロールのトラバース方向や、モノフィラメントの流れ方向に移動可能になっていて、モノフィラメントの表面と裏面のダイヤ格子パターンの隆起凸部の配置位置関係を容易に調整して、図1ないし図5に図示した第1ないし第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維のように、ポリプロピレン短繊維の表裏面のダイヤ格子パターンの隆起凸部の配置を種々変化せしめてエンボス加工することができる。
By this embossing, the monofilament is compressed, and the monofilament having a circular cross section is changed to a monofilament having a rectangular cross section as shown in FIGS.
In addition, the two embossing rolls have a mechanism in which the position of one of the rolls can be easily adjusted, and can be moved in the traverse direction of the roll or the flow direction of the monofilament. Front and back surfaces of polypropylene short fibers such as the concrete reinforcing polypropylene short fibers of the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 5 by easily adjusting the arrangement positional relationship of the raised protrusions of the lattice pattern. It is possible to emboss by changing the arrangement of the raised protrusions of the diamond lattice pattern.
次に、エンボス加工が終了したモノフィラメントをポリプロピレンの結晶化温度付近の温度でその長さが5%減少するまでアニールし、ついでこれを所定の長さに切断してコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維として、表裏面に所定のダイヤ格子パターンの隆起凸部を賦形したポリプロピレン短繊維を得る。
このアニールを行わないと、製造した短繊維が経時的にカールし、コンクリート、モルタルなどに均一に分散せず、いわゆるファイバボールが形成されてしまう。
Next, the embossed monofilament is annealed at a temperature near the crystallization temperature of polypropylene until its length is reduced by 5%, and then this is cut into a predetermined length to obtain a polypropylene short fiber for concrete reinforcement. Polypropylene short fibers are obtained which are formed with raised protrusions having a predetermined diamond lattice pattern on the front and back surfaces.
If this annealing is not performed, the produced short fibers curl over time and are not uniformly dispersed in concrete, mortar, etc., and so-called fiber balls are formed.
このようにして得られたコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維にあっては、高延伸倍率での延伸を施しているので、その引張強度が高く、450MPa以上の値を示し、日本道路公団が制定したトンネル施工管理要領のトンネル覆工コンクリート用非鋼繊維品質規格を満足し、さらに繊維補強覆工コンクリート工の品質管理基準を満足する。
なお、上記方法で得られるポリプロピレン短繊維には、生産時に所定するエンボス加工のダイヤ格子パターンの配置と異なる配置の隆起凸部を有するものが少量含まれることがあるが、少量であるので問題はない。
The concrete short polypropylene fibers for reinforcing concrete thus obtained are stretched at a high draw ratio, so that their tensile strength is high and the value is 450 MPa or more. Satisfies non-steel fiber quality standards for tunnel lining concrete in construction management guidelines, and also satisfies quality control standards for fiber reinforced concrete lining concrete.
In addition, the polypropylene short fiber obtained by the above method may contain a small amount of raised protrusions having an arrangement different from the arrangement of the embossed diamond lattice pattern specified at the time of production. Absent.
また、本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維にあっては、本発明の目的を阻害しない範囲で、所望によりその表面に種々の物理的、化学的な処理を施すことを妨げない。その目的は、本発明繊維がコンクリートの水性スラリー中で団塊化したり、浮上分離したりしないように、また水性スラリー中に均一、安定に分散するように、またセメントの強アルカリ性に対する耐性を付与するためであり、例えばコロナ放電処理、火炎または熱風処理、赤外線、電子線その他の放射線照射、界面活性剤溶液への浸漬、各種安定剤被膜による表面被覆等々が例示される。 Moreover, in the polypropylene short fiber for concrete reinforcement of this invention, in the range which does not inhibit the objective of this invention, it does not prevent applying the various physical and chemical processes to the surface as desired. The purpose of the present invention is to prevent the fibers of the present invention from agglomerating and floating and separating in an aqueous slurry of concrete, to disperse uniformly and stably in the aqueous slurry, and to impart resistance to the strong alkalinity of cement. For example, corona discharge treatment, flame or hot air treatment, infrared radiation, electron beam or other radiation irradiation, immersion in a surfactant solution, surface coating with various stabilizer coatings, etc. are exemplified.
これらの表面処理は、繊維表面にダイヤ格子パターンのエンボス加工を施す際の前後を問わず、本発明の目的を阻害しない範囲で実施できる。また、ポリプロピレン繊維を芯とし、その外周面に異種ポリマー等による被覆層を形成して芯鞘構造を形成することにより表面異性化する場合には、本発明でのエンボス加工は鞘の外面に施すことを妨げない。 These surface treatments can be performed within a range that does not impair the object of the present invention, before and after embossing the diamond lattice pattern on the fiber surface. In addition, when surface isomerization is performed by forming a core-sheath structure by forming a core-sheath structure by forming a coating layer of a different polymer or the like on the outer peripheral surface of polypropylene fiber as a core, embossing in the present invention is performed on the outer surface of the sheath I will not prevent it.
(実施例1)
本発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維の性能を確認するため、上記した第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10、第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20、および第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30を作製した。
Example 1
In order to confirm the performance of the concrete reinforcing polypropylene short fibers of the present invention, the concrete reinforcing polypropylene
メルトフローレイトが2g/10min.であるアイソタクチックポリプロピレンホモポリマーを原料として、これを押出機に投入して、溶融温度230℃で、開口径2mmのノズル孔から押し出し、径約2.5mmのモノフィラメントとした。これを30℃まで急速冷却した後、延伸装置にて温度80℃、延伸倍率10倍にて延伸した。 An isotactic polypropylene homopolymer having a melt flow rate of 2 g / 10 min. Is used as a raw material, and this is put into an extruder and extruded from a nozzle hole having an opening diameter of 2 mm at a melting temperature of 230 ° C. Monofilament was used. This was rapidly cooled to 30 ° C. and then stretched by a stretching apparatus at a temperature of 80 ° C. and a stretching ratio of 10 times.
ついで、これをエンボス加工機に送り込み、温度100℃にてエンボス加工を行った。これにより、繊度が4000dtex、幅1.2mm、エンボス加工を施した見かけ厚さ0.60mmで、表面および裏面に、図1ないし図5に示す第1の実施形態ないし第3の実施形態で賦形するエンボス凸部の高さが、見かけ厚さの16.7%(約0.1mm)、エンボス凸部の幅が基部で約0.2mmで、横寸法が1.2mm、縦寸法が2.64mmのダイヤ格子パターンの隆起凸部を有するモノフィラメントとした。これを110℃の温度で、長さが5%減少する迄アニーリングした後、長さ30mmに切断して所定のポリプロピレン短繊維を得た。 Subsequently, this was sent to the embossing machine and embossed at a temperature of 100 ° C. As a result, the fineness is 4000 dtex, the width is 1.2 mm, the embossed apparent thickness is 0.60 mm, and the front and back surfaces are applied in the first to third embodiments shown in FIGS. The height of the embossed convex part to be formed is 16.7% (about 0.1 mm) of the apparent thickness, the width of the embossed convex part is about 0.2 mm at the base, the horizontal dimension is 1.2 mm, and the vertical dimension is 2 A monofilament having raised protrusions of a diamond lattice pattern of .64 mm. This was annealed at a temperature of 110 ° C. until the length decreased by 5%, and then cut to a length of 30 mm to obtain a predetermined polypropylene short fiber.
かかる方法によって、図1ないし図5に示す第1の実施形態ないし第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を、以下の試料I,試料II、試料IIIとして作製した。
試料I:表面1aと裏面1bに形成するダイヤ格子パターンの隆起凸部2の配置位置が整合一致しているポリプロピレン短繊維(図1に図示する第1の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維10に相当)。
By this method, the concrete reinforcing polypropylene short fibers of the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 5 were produced as Sample I, Sample II, and Sample III below.
Sample I: Polypropylene short fibers in which the positions of the raised
試料II:表面1aと裏面1bの隆起凸部のダイヤ格子パターンが、一方の対向する辺が表裏面で整合一致し、他方の対向辺が表裏面で変位してなるポリプロピレン短繊維(図3に図示する第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20に相当)。
試料III:表面1aのダイヤ格子パターンの隆起凸部内2に裏面1bのダイヤ格子パターンの隆起凸部4の角部が位置するよう配されてなるポリプロピレン短繊維(図4に図示する第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30に相当)。
Sample II: Polypropylene short fibers in which the diamond lattice pattern of the raised protrusions on the
Sample III: Polypropylene short fibers (third embodiment shown in FIG. 4) in which the corners of the raised
試料I、試料IIおよび試料IIIの各補強材の引張強度を、JIS L1013に準じて、長繊維の状態で測定した。引張強度は、試料Iで486MPa、試料IIで482MPa、試料IIIで488MPaであり、ダイヤ格子パターンの種類で引張強度の差はないことが確認された。 The tensile strength of each reinforcing material of sample I, sample II and sample III was measured in the state of long fibers according to JIS L1013. The tensile strength was 486 MPa for sample I, 482 MPa for sample II, and 488 MPa for sample III, and it was confirmed that there was no difference in tensile strength between the types of diamond lattice patterns.
次に、長さ30mm、幅16mm、高さ11mmの直方体容器2個を使い、その内の1個の16mm×11mmの面の中央部に上記短繊維の一端から15mmが埋設されるようにセメント混練物を詰めた。短繊維の他端も同様に処理し、2個のセメント混練物が接する中央部を未硬化のセメント混練物が接触しないように薄い離型用膜材で分離した。 Next, two rectangular parallelepiped containers with a length of 30 mm, a width of 16 mm, and a height of 11 mm are used, and cement is used so that 15 mm is embedded from one end of the short fiber in the center of one 16 mm × 11 mm surface. The kneaded material was packed. The other end of the short fiber was treated in the same manner, and the central portion where the two cement kneaded materials contacted each other was separated with a thin release film material so that the uncured cement kneaded material did not contact.
このようにして、3種の試料についても同様に処置し、7日間の固化日数経過後、セメント固化物の直方体部分をチャックに掴んだ状態で、引張試験機にかけて、引抜け抵抗力を調べた。
この試験方法は、先に先行技術に挙げた特開2004−18352号公報に記載された実験例1に倣ったものである。
また、セメント混練物の配合は、この種の試験において特に記載されることなく通常採用される配合の、セメントに対して水60wt%、セメントと砂との重量比1:2とした。
In this way, three types of samples were treated in the same manner, and after 7 days of solidification, the resistance to pull-out was examined with a tensile tester with the rectangular solid portion of the cement solidified being held by the chuck. .
This test method is similar to Experimental Example 1 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-18352, which has been cited as the prior art.
Further, the blend of the cement kneaded mixture was 60 wt% of water with respect to the cement and the weight ratio of cement to sand of 1: 2 of the blend which is usually employed without particular description in this type of test.
その結果、引抜け抵抗力は、以下のようになった。
試料I 165N
試料II 168N
試料III 176N
この結果は、特開2004−18352号公報に記載の短繊維が示す引抜け抵抗力の最大値である4400dtexの短繊維での値の14.97kg(約147N)を大幅に上回った。
As a result, the pull-out resistance was as follows.
Sample I 165N
Sample II 168N
Sample III 176N
This result greatly exceeded the value of 14.97 kg (about 147 N) for the short fiber of 4400 dtex, which is the maximum value of the pull-out resistance shown by the short fiber described in JP-A-2004-18352.
(実施例2)
実施例1と同様にして、ダイヤ格子パターンが異なる3種の試料I、II、IIIを作製した。但し、その長さは45mmとした。
この3種の試料を表1に表示する比率で混合してコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維を、一定量混合して得た補強コンクリート固化物の曲げ靭性試験を行って、ダイヤ格子パターンの異なる短繊維の配合割合の相違によるコンクリート固化物の補強度合いの相違を比較した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, three types of samples I, II, and III having different diamond lattice patterns were produced. However, the length was 45 mm.
These three kinds of samples were mixed at the ratios shown in Table 1 to conduct a bending toughness test of the reinforced concrete solidified material obtained by mixing a certain amount of polypropylene short fibers for concrete reinforcement, and short fibers having different diamond lattice patterns. The difference in the degree of reinforcement of the solidified concrete due to the difference in the blending ratio was compared.
コンクリート固化物の曲げ靱性試験は、日本道路公団試験方法JHS 730−2003「繊維補強覆工コンクリートの曲げ靱性試験方法」に基づくものとし、コンクリートの配合は、土木学会規格JSCE−F552およびJSCE−G552に準じて、普通ポルトランドセメント340kg/m3、水量175kg/m3、砂842kg/m3、砂利869kg/m3で、補強材混入率0.3容量%とし、曲げ試験のコンクリート試供体の寸法は150×150×530mmとした。その試験結果を表2に表示する。 The flexural toughness test of the solidified concrete is based on JHS 730-2003 “Bending toughness test method of fiber reinforced lining concrete”, and the blending of the concrete is JSCE-F552 and JSCE-G552. according to, ordinary Portland cement 340 kg / m 3, water 175 kg / m 3, sand 842kg / m 3, gravel 869kg / m 3, the dimensions of the reinforcing material mixed ratio of 0.3% by volume, the bending test concrete trial body Was 150 × 150 × 530 mm. The test results are displayed in Table 2.
表2で明らかなように、混合1,混合2,混合3で示される、本発明の第1の実施形態の補強材10、第2の実施形態の補強材20,及び第3の実施形態の補強材30とも、これらを使用したそれぞれのコンクリートの曲げ靭性係数は、日本道路公団の定める規格値の曲げ靭性係数1.40N/mm2を上回る値を示していて、本発明の補強材はコンクリートの補強効果を著しく向上せしめることが確認された。
As apparent from Table 2, the reinforcing
さらに、混合4,混合5,混合6,及び混合7で示される、本発明の第1の実施形態の補強材10、第2の実施形態の補強材20,及び第3の実施形態の補強材30を適宜の混合比率で混合するようにして、コンクリートの補強材に使用することによって、コンクリートの曲げ靭性係数をより一層向上せしめることが確認された。
Furthermore, the reinforcing
特に第2の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維20と第3の実施形態のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維30との混合物でなる混合6を使用したコンクリートの曲げ靭性係数は、他の混合補強材を使用したものの曲げ靭性係数を大幅に上回って、補強効果の著しい向上が認められた。
In particular, the bending toughness coefficient of the concrete using the mixture 6 made of the mixture of the concrete reinforcing polypropylene
(比較例)
比較のため、市販の補強用短繊維について、実施例1、2の試験を行った。
市販品は、A社製ポリプロピレン繊維(先行技術として開示した特開平11−116297号公報記載の補強材と思われる)、B社製ビニロン繊維、C社製ポリエチレン/ポリプロピレン繊維である。C社製補強材に含まれるポリエチレンは高密度ポリエチレンと推測されるが、その混合率は不明で、その比重はカタログから0.92となっている。
これらの市販品の製品仕様を表3に示す。
(Comparative example)
For comparison, Examples 1 and 2 were tested on commercially available short reinforcing fibers.
Commercially available products are polypropylene fibers manufactured by A (presumably a reinforcing material described in JP-A-11-116297 disclosed as a prior art), vinylon fibers manufactured by B, and polyethylene / polypropylene fibers manufactured by C. The polyethylene contained in the reinforcing material manufactured by Company C is presumed to be high-density polyethylene, but the mixing ratio is unknown, and its specific gravity is 0.92 from the catalog.
Table 3 shows the product specifications of these commercial products.
なお、引張強度の試験は、試験体が短繊維であるため、JIS L1013に準じた方法では試験できず、掴み具間隔を10mm、引張速度を10mm/分に変更して行った。この方法では、試験体が掴み具によりダメージを受けるため、その影響により強度の低下が起こりやすい。
この方法で、実施例1での各試料の引張強度は、試料Iで472MPa、試料IIで467MPa、試料IIIで470MPaに、それぞれ低下した。
試験の結果を表3に併せて示した。
In addition, since the test body was a short fiber, the test of the tensile strength could not be performed by a method according to JIS L1013, and was performed by changing the gripping tool interval to 10 mm and the tensile speed to 10 mm / min. In this method, since the specimen is damaged by the gripping tool, the strength tends to decrease due to the influence.
By this method, the tensile strength of each sample in Example 1 decreased to 472 MPa for Sample I, 467 MPa for Sample II, and 470 MPa for Sample III, respectively.
The test results are also shown in Table 3.
表3の結果から、市販品の引抜け抵抗力は、試料I、II、IIIでの値よりも低かった。これは、シボ加工がなされていないため、またはシボ加工がされていても効果的なシボが付されていないためと見られ、本発明でのダイヤ格子パターンによる改良効果が明白となった。 From the results in Table 3, the pull-out resistance of the commercially available products was lower than the values of Samples I, II, and III. This is because the texture is not applied, or even if the texture is applied, an effective texture is not applied, and the improvement effect by the diamond lattice pattern in the present invention becomes clear.
また、市販品の曲げ靱性係数は、規格値である1.40N/mm2を越えているが、実施例1での混合1〜7に基づく本発明品の曲げ靱性係数は、これら市販品の値を大きく上回った。
このことから、素材の相違、繊維に付与された引張強度の大きさならびにシボ加工の有無、および形成されたシボの形状の相違が相俟って、本発明でのコンクリート補強効果がもたらされることが明白となった。
Moreover, although the bending toughness coefficient of the commercial product exceeds 1.40 N / mm 2 which is a standard value, the bending toughness coefficient of the present invention product based on the mixing 1 to 7 in Example 1 is The value was greatly exceeded.
From this, the difference in the material, the magnitude of the tensile strength imparted to the fiber and the presence or absence of graining, and the difference in the shape of the grain that is formed, can bring about the concrete reinforcing effect in the present invention. Became clear.
この発明のコンクリート補強用ポリプロピレン短繊維は、コンクリートやモルタルのひび割れ拘束や剥落防止に有効に活用され、コンクリート製の建築物、コンクリート製の建築土木資材、高架道路、橋梁等の耐荷重・耐震強度の一般的増強はもとより、表面の経時劣化による亀裂・剥落の防止に有効に活用される。また道路、鉄道等のトンネル(隧道)の内壁面を構成するコンクリートやモルタルの経時劣化による、その表面の亀裂・剥落を防止し、それによって建築・土木分野における保安を図り、その信頼性を高めるのに効果的に使用される。 The polypropylene short fiber for concrete reinforcement of the present invention is effectively used for cracking restraint and flaking prevention of concrete and mortar. It is effectively used to prevent cracks and flaking due to surface aging as well as general enhancement of. In addition, the concrete and mortar that make up the inner wall of tunnels (straight roads) such as roads and railways are prevented from cracking and peeling off the surface of the concrete and mortar, thereby ensuring safety in the construction and civil engineering fields and increasing their reliability. Used effectively.
10、15、20、30、35…コンクリート補強用ポリプロピレン短繊維、
1…ポリプロピレン短繊維、 1a…ポリプロピレン短繊維の表面、1b…ポリプロピレン短繊維の裏面、2…ダイヤ格子パターンの隆起凸部、2a、2b、2c、2d…ダイヤ格子パターンの隆起凸部2の4辺、3、4…ポリプロピレン短繊維の裏面にエンボス加工されるダイヤ格子パターンの隆起凸部、3a、3b、3c、3d…ダイヤ格子パターンの隆起凸部3の4辺、 4e、4f、4g、4h…ダイヤ格子パターンの隆起凸部4の4角の各角部
10, 15, 20, 30, 35 ... polypropylene short fibers for reinforcing concrete,
DESCRIPTION OF
Claims (6)
The diamond lattice pattern of the raised protrusions on the front and back surfaces is a polypropylene short fiber in which one opposing side is aligned and matched on the front and back surfaces, and the other opposing side is displaced on the front and back surfaces, and the raised surface of the diamond lattice pattern on the front surface 2. The concrete according to claim 1, wherein polypropylene short fibers arranged so that the corners of the raised convex portions of the back diamond lattice pattern are located in the convex portions are mixed at a ratio of 1: 1. Polypropylene short fiber for reinforcement.
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