JP2014001087A - ポリエチレン繊維からなるセメント系構造物補強用短繊維、およびセメント系構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 重量平均分子量が50,000〜300,000であり、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が4.5以下であるポリエチレン繊維からなるセメント系構造物補強用短繊維。
【選択図】なし
Description
1、重量平均分子量が50,000〜300,000であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が4.5以下であるポリエチレン繊維からなるセメント系構造物補強用短繊維。
2、溶融成形加工により得られるポリエチレン繊維からなる前記1に記載のセメント系構造物補強用短繊維。
3、2から40mmの長さにカットして得られるポリエチレン繊維からなる前記1〜2いずれかに記載のセメント系構造物補強短繊維。
4、引っ張り強度が10〜25cN/dtex、引っ張り弾性率が300〜800cN/dtex、伸度が4.0%以上であるであるポリエチレン繊維からなる前記1〜3いずれかに記載のセメント系構造物補強短繊維。
5、一軸引張試験において引っ張り強度が3.0 N/mm2以上、引張終局ひずみが1.0%以上あることを特徴とする前記1〜4いずれかに記載のポリエチレン繊維を用いたセメント系構造物。
製造する方法は新規な手法が必要であり、例えば以下のような方法が推奨されるが、それに限定されるものではない。
すなわち本繊維の製造に当たっては原料ポリエチレンの重量平均分子量が60,000〜600,000であることが重要であり、繊維状態での重量平均分子量が50,000〜300,000であり、繊維状態での重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が4.5以下であることが重要である。好ましくは原料ポリエチレンの重量平均分子量が70,000〜500,000であることが重要であり、繊維状態での重量平均分子量が55,000〜200,000であり、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が4.0以下であることが重要である。さらに好ましくは原料ポリエチレンの重量平均分子量が80,000〜400,000であることが重要であり、繊維状態での重量平均分子量が60,000〜200,000であり、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が3.0以下であることが重要である。
伸度は高い方が好ましいが所定の強度を得るためには高くすることは難しく、4.3%以上、より好ましくは4.5%以上である。上限も特に制限されないが7%以下、好ましくは6%以下、より好ましくは5.5%以下である。
本発明における強度、弾性率は、オリエンティック社製「テンシロン」を用い、試料長200mm(チャック間長さ)、伸長速度100%/分の条件で歪−応力曲線を雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で測定し、曲線の破断点での応力を強度(cN/dtex)、曲線の原点付近の最大勾配を与える接線により弾性率(cN/dtex)を計算して求めた。なお、各値は10回の測定値の平均値を使用した。
重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn及びMw/Mnは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としてはWaters製GPC 150C ALC/GPCを持ち、カラムとしてはSHODEX製GPC UT802.5を一本UT806Mを2本用いて測定した。測定溶媒はo−ジクロロベンゼンを使用しカラム温度を145度とした。試料濃度は1.0mg/mlとし、200マイクロリットル注入し測定した。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により分子量既知のポリスチレン試料を用いて構成されている。
ダンベル供試体を用い、供試体の肩の部分で引張張力を伝達する試験装置を用いた。次にHPFRCCについては表1に示す配合で作製し、水中養生を行い、材齢3ヶ月で引張試験を行った。引張試験において、引張強度点(引張応力が最大点)のひずみを終局ひずみと定義した。
表1に記載のコンクリート配合比で厚さ30mm、幅60mm、長さ330mmのダンベル型供試体に引張強度が14.4cN/dtex、引張弾性係数が566cN/dtex、伸度4.5%の物性を有するポリエチレン繊維を12mmの長さにカットして、1.5wt%混入した。3ヶ月間水中養生した後、一軸引張試験を実施した。この試験により、引張強度、引張終局ひずみを求めた。
なお、溶融紡糸法により得られたポリエチレン繊維の重量平均分子量は115000、Mw/Mnは2.3であった。
表1に記載のコンクリート配合比で厚さ30mm、幅60mm、長さ330mmのダンベル型供試体に引張強度が26.8cN/dtex、引張弾性係数が907cN/dtex、伸度3.7%の物性を有するポリエチレン繊維を12mmの長さにカットして、1.5wt%混入した。3ヶ月間水中養生した後、一軸引張試験を実施した。この試験により、引張強度、引張終局ひずみを求めた。
なお、溶液紡糸法により得られたポリエチレン繊維の重量平均分子量は3、200、000、Mw/Mnは6.3であった。
Claims (5)
- 重量平均分子量が50,000〜300,000であり、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が4.5以下であるポリエチレン繊維からなるセメント系構造物補強用短繊維。
- 溶融成形加工法により得られたポリエチレン繊維からなる請求項1に記載のセメント系構造物補強用短繊維。
- 2から40mmの長さにカットして得られるポリエチレン繊維からなる請求項1〜2に記載のセメント系構造物補強用短繊維。
- 引っ張り強度が10〜25cN/dtex、引っ張り弾性率が300〜800cN/dtex、伸度4.0%以上であるポリエチレン繊維からなる請求項1〜3記載のセメント系構造物補強用短繊維。
- 一軸引張試験において引っ張り強度が3.0 N/mm2以上、引張終局ひずみが1.0%以上あることを特徴とする請求項1〜4記載のポリエチレン繊維を用いたセメント系構造物。
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