JP2014141370A - Hydraulic material and cured material of hydraulic material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic material capable of forming a cured material excellent in compression strength, strength to tensile stress and toughness, and to provide a cured material of the hydraulic material excellent in both compression strength and tensile strength.SOLUTION: The hydraulic material comprises: a binder; an aggregate; a macro reinforcing steel fiber having a straight line part, first hook parts bent from both end parts of the straight line part to each have an angle with the straight line part, and second hook parts that are formed by bending end part of each first hook part in the direction away from each other so as to be parallel to the straight line part; one or more meso-reinforcing fibers selected from an organic fiber and an inorganic fiber; and a micro-reinforcing material selected from wollastonite and mica.

Description

本発明は、水硬性材料及び該水硬性材料を硬化して得られた水硬性材料硬化体に関する。   The present invention relates to a hydraulic material and a cured hydraulic material obtained by curing the hydraulic material.

土木・建築構造物に適用される水硬性材料、特にセメント、モルタルおよびコンクリート等の水硬性材料は種々の目的に使用され、水硬性材料の硬化体は、高い圧縮強度を有することで建築構造物などに汎用される。しかしながら水硬性材料硬化体は、優れた圧縮強度に対し、引張強度は充分ではなく、鉄筋コンクリート等の構造物では、コンクリートは圧縮力だけを負担し、引張力を負担しない使用態様で設計されていることが一般的であった。
引張強度を向上させる目的で、従来、水硬性材料に補強用の鋼繊維を混合することが行われており、引き抜き力に対する抵抗をより向上させるため、異形の鋼繊維、例えば、両端が変形したフック型鋼繊維と直線状鋼繊維を添加する技術(例えば、特許文献1参照。)、鋼繊維と、ワラストナイトと、を添加する技術(例えば、特許文献2参照。)などが提案されている。
Hydraulic materials applied to civil engineering and building structures, especially hydraulic materials such as cement, mortar and concrete, are used for various purposes. Hardened materials of hydraulic materials have a high compressive strength, so that It is used widely. However, the cured hydraulic material does not have sufficient tensile strength with respect to excellent compressive strength, and in structures such as reinforced concrete, concrete bears only compressive force and is designed in a usage mode that does not bear tensile force. It was common.
For the purpose of improving the tensile strength, conventionally, reinforcing steel fibers have been mixed with hydraulic materials, and deformed steel fibers, for example, both ends have been deformed in order to further improve resistance to pulling force. Techniques for adding hook-type steel fibers and linear steel fibers (for example, see Patent Document 1), techniques for adding steel fibers and wollastonite (for example, see Patent Document 2), and the like have been proposed. .

近年、コンクリート硬化体に代表される水硬性材料硬化体の圧縮強度向上のための改良が進み、特に、水硬性材料における水と、結合材との比率、即ち、コンクリートを例に挙げれば、水と、セメント、シリカフューム、高炉スラグ、フライアッシュ等のコンクリート中で水和反応する材料との質量比(以下、水/結合材比ということがある。本明細書中における水/結合材比は特にことわらなり限りにおいて、質量基準である)を、小さくして強度を上げる技術が種々提案されている。これは、水/結合材比を小さくすると、粒子間の距離が狭くなり、また、液相部分に水和生成物が析出し充填するため、組織が緻密になり、圧縮強度の高いコンクリートが得られるためと考えられる。   In recent years, improvements have been made to improve the compressive strength of hardened hydraulic materials typified by hardened concrete. In particular, the ratio of water to binder in the hydraulic material, that is, concrete is taken as an example. And a mass ratio (hereinafter, referred to as a water / binder ratio) of a material that hydrates in concrete such as cement, silica fume, blast furnace slag, fly ash, etc. Various techniques have been proposed to increase the strength by reducing the weight (which is based on mass). This is because when the water / binder ratio is reduced, the distance between the particles is reduced, and the hydrated product is precipitated and filled in the liquid phase portion, so that the structure becomes dense and concrete with high compressive strength is obtained. It is thought that it is.

セメント硬化体として高い圧縮強度のものが得られると、構造物の柱断面を小さくしたり、柱の荷重の負担面積を大きくしたりすることができるため、高層の構造物の建設に有用となり、また、建物の柱の間隔を大きくとることができるようになり、建築物の平面計画上の自由度を上げることができ、大きなメリットが生まれる。他方、引張強度も、より高度なものが求められる。
水硬性材料硬化体の圧縮強度が高い場合、例えば、圧縮強度で60N/mm以上の場合には、従来使用される鋼繊維をそのまま利用しても、有効に引張強度が改善されない場合が生じてきた。
If a cement hardened body with high compressive strength is obtained, the column cross-section of the structure can be reduced, or the load area of the column load can be increased, which makes it useful for the construction of high-rise structures, In addition, the space between the pillars of the building can be increased, and the degree of freedom in the floor plan of the building can be increased, resulting in a great merit. On the other hand, higher tensile strength is also required.
When the compressive strength of the hardened hydraulic material is high, for example, when the compressive strength is 60 N / mm 2 or more, the tensile strength may not be effectively improved even if the steel fibers used in the past are used as they are. I came.

特許第3874509号公報Japanese Patent No. 3874509 特開平11−246255号公報JP-A-11-246255

通常、鋼繊維などの補強繊維が補強効果を発揮するのは、硬化体に作用している応力が付着力を介して補強繊維に分散されるためと考えられている。
本発明者らが詳細に検討したところ、引張応力が高くなり、硬化体の変形が進むと、硬化体の強度が十分に高くない場合には、補強繊維は硬化体を破壊しながら抜け出てゆく傾向にあるが、水/結合材比が小さく、水硬性材料硬化体の圧縮強度が60N/mm以上となる場合には、硬化体は破壊されず、鋼繊維自体が塑性変形することで抜け出てゆく鋼繊維の割合が高まるために、従来公知の鋼繊維では、異形繊維、直線状繊維などから選択して添加したのみでは、引張応力に対する耐性が充分に得られないことが判明した。さらに、本発明者らの検討によれば、構造物を合理的に設計するためには,少なくともコンクリート硬化体において通常のコンクリートの圧縮強度が20N/mmから30N/mmとすると、この2分の1に相当する程度の引張強度が、設計構造物を合理的に構築するためには必要であること、構造物を脆性的に破壊させないためには,2%の変形時でも所定の耐力を保持できる必要があることを見出した。特許文献2に開示されるセメント質マトリクスに鋼繊維を加え、さらに、ワラストナイトなどの補強材を用いる技術においては、従来品に比較し、靱性の改良が見られる。しかしながら、主に曲げ試験による曲げモーメントを断面係数で除して求めた最外縁応力(破壊係数)での改善は著しいものの、直接的に引っ張る試験方法による引張強度では、引張強度が前記10N/mm以上であるといった高引張強度且つ高靱性を達成するには至らず、予め鋼材で圧縮力を導入するポストテンションを施した場合において12MPa程度であることが本発明者らの検討で明らかとなった。また、高圧縮強度の成形体に特有の耐爆裂性が十分ではないといった問題があり、構造物の構築用材料としてはさらなる改良が求められているのが現状である。
Usually, it is considered that the reinforcing fiber such as steel fiber exerts the reinforcing effect because the stress acting on the cured body is dispersed in the reinforcing fiber through the adhesive force.
As a result of detailed examinations by the present inventors, when the tensile stress increases and the deformation of the cured body proceeds, if the strength of the cured body is not sufficiently high, the reinforcing fibers escape while breaking the cured body. Although there is a tendency, when the water / binder ratio is small and the compressive strength of the hardened hydraulic material is 60 N / mm 2 or more, the hardened body is not destroyed, and the steel fibers themselves are pulled out by plastic deformation. Since the ratio of the steel fibers to be increased increases, it has been found that the resistance to tensile stress cannot be sufficiently obtained with the conventionally known steel fibers simply by selecting from the deformed fibers and the straight fibers. Further, according to the studies of the present inventors, in order to rationally design structure, the compressive strength of normal concrete at least the concrete hardened body is from 20 N / mm 2 and 30 N / mm 2, the 2 Tensile strength equivalent to a fraction is necessary to rationally construct a design structure. To prevent the structure from being brittlely destroyed, a predetermined yield strength is required even at 2% deformation. Found that it must be possible to hold. In the technique using steel fibers added to the cementitious matrix disclosed in Patent Document 2 and using a reinforcing material such as wollastonite, toughness is improved as compared with conventional products. However, although the improvement in the outermost edge stress (fracture coefficient) obtained mainly by dividing the bending moment by the bending test by the section modulus is remarkable, the tensile strength by the direct pulling test method is 10 N / mm. As a result of the examination by the present inventors, it is not possible to achieve a high tensile strength and a high toughness of 2 or more, and it is about 12 MPa when post-tension that introduces a compressive force with a steel material in advance. It was. In addition, there is a problem that the explosion resistance characteristic of a molded article having a high compressive strength is not sufficient, and there is a demand for further improvement as a material for constructing a structure.

これら従来技術の問題点を考慮した本発明の課題は、水硬性材料において、硬化体の圧縮強度を改良する目的で水/結合材比を小さくした場合であっても、圧縮強度のみならず、引張強度と靱性が向上された水硬性材料硬化体を形成しうる水硬性材料を提供することである。
また、本発明のさらなる課題は、上記本発明の水硬性材料を用いてなる、圧縮強度と引張強度の双方に優れる水硬性材料硬化体を提供することである。
The subject of the present invention in consideration of the problems of these prior arts is not only the compressive strength, even in the case of reducing the water / binder ratio for the purpose of improving the compressive strength of the cured body in the hydraulic material, It is an object of the present invention to provide a hydraulic material capable of forming a cured hydraulic material with improved tensile strength and toughness.
Moreover, the further subject of this invention is providing the hydraulic material hardening body which is excellent in both the compressive strength and the tensile strength which uses the hydraulic material of the said invention.

本発明者らは鋭意検討の結果、水硬性材料硬化体の強度が高い場合には、従来の補強用鋼繊維のみの添加では充分な引張強度の改良が得られず、変形された鋼繊維と鋼繊維や有機繊維などの直線状補強材、さらには、化学的な影響を与えうる補強材をそれぞれ加えることで、補強繊維の摩擦抵抗及び塑性変形エネルギー及び硬化体自体の物性改良が相俟って水硬性材料硬化体の圧縮強度、引張強度、及び靭性が改善され、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の構成は以下の通りである。
<1> 結合材、骨材、直線部と前記直線部の両端部から該直線部と角度を持つように折り曲げられた第1フック部と前記第1フック部の端部を互いに離れる方向へ折曲げて前記直線部と平行とした第2フック部とを有するマクロ補強鋼繊維、有機繊維及び無機繊維から選択される1種以上のメゾ補強繊維、及びワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材を含有する水硬性材料。
ここで、マクロ補強鋼繊維は、両端フック型の鋼繊維であり、マクロ領域の補強に有効な補強繊維である。有機繊維及び無機繊維から選択される1種以上のメゾ補強繊維は、メゾ領域の補強に有効な補強繊維であり、以下、単に、「メゾ補強繊維」と称することがある。本発明におけるメゾ補強繊維は、両端にフック部を有しない形状の繊維から選択される。本発明に用いられるワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材は、ミクロ領域の補強に有効な補強材であり、以下、単に「ミクロ繊維材」と称することがある。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that when the strength of the cured hydraulic material is high, the addition of only the conventional reinforcing steel fibers cannot provide a sufficient improvement in tensile strength. By adding linear reinforcing materials such as steel fibers and organic fibers, as well as reinforcing materials that may have a chemical effect, the friction resistance and plastic deformation energy of the reinforcing fibers and the physical properties of the cured body itself are improved. Thus, the present inventors have found that the compressive strength, tensile strength, and toughness of the cured hydraulic material can be improved and the above problems can be solved.
That is, the configuration of the present invention is as follows.
<1> The first hook part and the end part of the first hook part that are bent so as to have an angle with the linear part from both ends of the binding material, the aggregate, the linear part and the linear part are folded in a direction away from each other. Macro reinforcing steel fiber having a second hook portion bent and parallel to the straight portion, one or more meso reinforcing fibers selected from organic fibers and inorganic fibers, and a micro reinforcing material selected from wollastonite and mica Hydraulic material containing
Here, the macro-reinforced steel fiber is a double-end hook-type steel fiber and is effective for reinforcing the macro region. One or more types of meso reinforcing fibers selected from organic fibers and inorganic fibers are effective reinforcing fibers for reinforcing the meso region, and may be simply referred to as “meso reinforcing fibers” hereinafter. The meso reinforcing fiber in the present invention is selected from fibers having a shape that does not have hook portions at both ends. The micro-reinforcing material selected from wollastonite and mica used in the present invention is a reinforcing material effective for reinforcing the micro region, and may be simply referred to as “micro-fiber material” hereinafter.

<2> 前記マクロ補強鋼繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記メゾ補強繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記ミクロ補強材を結合材の総含有量に対して1質量%〜20質量%含有する<1>に記載の水硬性材料。
<3> 前記メゾ補強繊維が、180℃以上の温度で、溶融するか又は50%以上減容する有機繊維を含む<1>又は<2>に記載の水硬性材料。
<4> 前記メゾ補強繊維が、直径5μm以上300μm以下であり、長さ1mm以上20mm以下の金属繊維又は炭素繊維を含む<1>〜<3>のいずれか1項に記載の水硬性材料。
<5> 前記マクロ補強鋼繊維を構成する鋼繊維の強度が2000MPa〜5000MPaの範囲である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の水硬性材料。
<6> 前記マクロ補強鋼繊維を構成する鋼繊維の全長が5mm〜50mmであり、該鋼繊維の平均径が50μm〜600μmである<1>〜<5>のいずれか1項に記載の水硬性材料。
<7> 水/結合材比が0.1以上0.3以下である<1>〜<6>のいずれか1項に記載の水硬性材料。
<8> <1>〜<7>のいずれか1項に記載の水硬性材料を硬化して得られた、引張強度の最大値が10N/mm以上であり、引張1%変形時の引張耐力が引張強度の最大値の3分の2以上であり、且つ、引張2%変形時の引張耐力が引張強度の最大値の3分の1以上である水硬性材料硬化体。
<2> 0.5% by volume to 3.0% by volume of the macro reinforcing steel fiber, 0.5% to 3.0% by volume of the meso reinforcing fiber, and a total content of the micro reinforcing material in the binder. The hydraulic material according to <1>, which is contained in an amount of 1% by mass to 20% by mass.
<3> The hydraulic material according to <1> or <2>, wherein the meso reinforcing fiber includes an organic fiber that melts or reduces volume by 50% or more at a temperature of 180 ° C. or higher.
<4> The hydraulic material according to any one of <1> to <3>, wherein the meso reinforcing fiber includes a metal fiber or carbon fiber having a diameter of 5 μm to 300 μm and a length of 1 mm to 20 mm.
<5> The hydraulic material according to any one of <1> to <4>, wherein the strength of the steel fiber constituting the macro-reinforced steel fiber is in a range of 2000 MPa to 5000 MPa.
<6> The water according to any one of <1> to <5>, wherein a total length of the steel fibers constituting the macro-reinforced steel fibers is 5 mm to 50 mm, and an average diameter of the steel fibers is 50 μm to 600 μm. Hard material.
<7> The hydraulic material according to any one of <1> to <6>, wherein the water / binder ratio is 0.1 or more and 0.3 or less.
<8><1> to <7>, the maximum tensile strength obtained by curing the hydraulic material according to any one of <1> to <7> is 10 N / mm 2 or more, and the tensile strength is 1% when deformed A hydraulic material cured body having a proof stress of two-thirds or more of the maximum value of tensile strength and a tensile proof stress at the time of 2% deformation of one-third or more of the maximum value of tensile strength.

なお、本明細書における水硬性材料とは、セメント、モルタルおよびコンクリートを包含する概念であり、代表的には、セメント、骨材、水和性材料及び水を含有し、水/結合材比(質量基準)が0.1以上0.3以下であるコンクリート組成物が挙げられる。
本明細書における水硬性材料硬化体とは、コンクリート組成物やセメント組成物を混合して型枠に投入し、硬化させてなる硬化体を示す。なお、高強度の硬化体を形成する場合、通常の養生に加え、硬化体を、70℃〜100℃の温度範囲で2時間〜72時間蒸気養生する蒸気養生、100℃〜400℃の温度範囲で2時間〜72時間加熱する高温養生、及び、オートクレーブなどによる高温高圧養生などから選ばれる養生を1種以上、適宜組み合わせて実施することも好ましい態様である。
The hydraulic material in the present specification is a concept including cement, mortar, and concrete, and typically includes cement, aggregate, hydratable material, and water, and has a water / binder ratio ( Concrete compositions having a mass basis of 0.1 or more and 0.3 or less can be mentioned.
The hardened hydraulic material in the present specification refers to a hardened body obtained by mixing a concrete composition and a cement composition, putting them in a mold, and curing them. In addition, when forming a high intensity | strength hardening body, in addition to normal curing, the steam curing which cures a hardening body in the temperature range of 70 to 100 degreeC for 2 hours to 72 hours, the temperature range of 100 to 400 degreeC It is also a preferred embodiment that one or more kinds of curing selected from high-temperature curing heated for 2 hours to 72 hours and high-temperature high-pressure curing using an autoclave or the like are appropriately combined.

本発明の水硬性材料を用いることで、水/結合材比が0.1以上0.3以下であり、圧縮強度が60N/mm〜400N/mmの範囲にあり、且つ、引張強度と靱性にも優れた水硬性材料硬化体を形成することができる。このような水硬性材料硬化体は、建築物などの構造部材を形成する材料としても有用である。
本発明の作用は明確ではないが、以下のように考えている。
水硬性材料硬化体が破壊する際には、まずクラックがミクロレベルで発生し、これがメゾレベル、マクロレベルと発展してゆき、やがて破壊に至ると考えられる。
本発明の水硬性材料は、補強材として、目視で確認することができるような巨視的に顕在化したマクロ領域のクラックの補強に効果的な両端フック型のマクロ補強鋼繊維と、直線状の無機繊維及び有機繊維から選択され、マクロとミクロの中間領域のクラックに対して効果的に補強作用を発揮するメゾ補強繊維と、ワラストナイト及びマイカより選ばれるミクロ領域での補強に有効なミクロ補強材の、3種の補強材を含むために、該水硬性材料により形成された硬化体に引張応力が掛った場合、これまでには実現できなかった性能を発揮する。すなわち、セメントマトリクスが弾性的な挙動をしている間は、マトリクスと補強材の付着を介して3種類の補強材が協同して引張に対して抵抗するため、ひび割れが発生するまでの弾性域の引張応力の値が大きくなる。マトリクスの伸び能力を超える領域になると、マトリクスから微細なクラックが生じはじめるが、ワラストナイトなどのミクロ補強材により形成された架橋構造により、まず、硬化体内部におけるナノサイズのクラックの発生が抑制され、架橋により応力伝達される。さらに応力が大きくなりながら変形が進んでいくと中サイズのクラックに進展してゆくが、このサイズのクラックによる応力を、硬化体中に均一分散された柔軟な有機繊維及び無機繊維から選ばれた両端にフック部を有しないメゾ補強繊維が効果的に負担してクラックのさらなる進展が抑制される。さらに、マクロ補強鋼繊維においては塑性変形時の鋼繊維の強度低下が抑制されているために、大きな引き抜き抵抗力が得られ、硬化体に高い引張強度が達成される。さらに、マクロ補強鋼繊維は、両端にフック部を有し、鋼繊維自体が高強度であるために、塑性変形を伴いながら引き抜け時に抵抗するため、靭性の低下が生じ難い。
By using a hydraulic material of the present invention, the water / binder ratio is 0.1 or more and 0.3 or less, the compressive strength is in the range of 60N / mm 2 ~400N / mm 2 , and the tensile strength and A hydraulic material cured body having excellent toughness can be formed. Such a cured hydraulic material is also useful as a material for forming a structural member such as a building.
The operation of the present invention is not clear, but is considered as follows.
When the hydraulic material hardened body breaks, cracks are first generated at the micro level, which develops to the meso level and the macro level, and is thought to eventually break.
The hydraulic material of the present invention, as a reinforcing material, is a double-end hook-type macro-reinforced steel fiber that is effective for reinforcing cracks in a macroscopic area that can be visually confirmed macroscopically, Meso-reinforcing fibers that are selected from inorganic fibers and organic fibers and that effectively reinforce cracks in the intermediate region between macro and micro, and micro that is effective for reinforcement in the micro region selected from wollastonite and mica Since the reinforcing material includes three kinds of reinforcing materials, when a tensile stress is applied to the cured body formed of the hydraulic material, performance that has not been achieved so far is exhibited. That is, while the cement matrix behaves elastically, the three types of reinforcements cooperate with each other through the adhesion of the matrix and the reinforcements to resist tension, so the elastic range until cracking occurs. The value of tensile stress increases. When the region exceeds the elongation capacity of the matrix, fine cracks start to form from the matrix, but the cross-linked structure formed by micro-reinforcing materials such as wollastonite first suppresses the generation of nano-sized cracks inside the cured body. The stress is transmitted by cross-linking. When the deformation progresses while the stress increases further, it progresses to a medium size crack. The stress due to this size crack was selected from flexible organic fibers and inorganic fibers uniformly dispersed in the cured body. Meso-reinforced fibers that do not have hook portions at both ends are effectively burdened and further development of cracks is suppressed. Furthermore, since the strength reduction of the steel fiber at the time of plastic deformation is suppressed in the macro reinforced steel fiber, a large pulling resistance is obtained, and a high tensile strength is achieved in the cured body. Further, since the macro-reinforced steel fiber has hook portions at both ends and the steel fiber itself has high strength, it resists at the time of pulling out while being accompanied by plastic deformation, so that the toughness is hardly lowered.

上記のマクロ、メゾ、ミクロの3つの領域の補強材は、それぞれ単独で、具体的には次のような効果を奏する。すなわち、マクロ補強鋼繊維によれば、幅が0.05mm(50μm)〜2mm程度の巨視的で目視で確認できるようなクラックの補強に有効である。また、ミクロ補強材は、セメント粒子や水和物レベルのサイズで生じた幅数nm〜数μmのクラックの発生の抑制や架橋による補強に有効である。また、メゾ補強繊維は、マクロサイズのクラックに進展する前の、幅1μm〜50μm程度のクラック、あるいは、セメント粒子や水和物レベルのサイズで生じたミクロ領域の幅のクラックが近接して複数本発生しているような領域の補強に有効である。このような3種の補強材が水硬性材料中に、それぞれ均一に分散されて存在し、それらが協同して複合することで、本発明の優れた効果を奏するものである。   The reinforcing materials in the three regions of macro, meso, and micro are each independent, and specifically have the following effects. That is, the macro-reinforced steel fiber is effective for reinforcing a crack having a width of about 0.05 mm (50 μm) to about 2 mm that can be visually confirmed. The micro-reinforcing material is effective for suppressing the occurrence of cracks having a width of several nanometers to several micrometers generated at the size of cement particles and hydrates and for reinforcing by crosslinking. Further, the meso-reinforced fiber has a plurality of cracks with a width of about 1 μm to 50 μm before progressing to a macro-size crack, or a crack with a width in the micro region generated at the size of cement particles or hydrate level. It is effective for reinforcing the area where the book is generated. Such three kinds of reinforcing materials are uniformly dispersed in the hydraulic material, respectively, and they are combined and combined to produce the excellent effect of the present invention.

なお、本発明の好ましい態様では、メゾ補強繊維として少なくとも1種類の有機繊維、特に加熱により蒸発又は減容する有機繊維を用いることで、高圧縮強度硬化体に特有の問題である高温時の爆裂への抵抗性をも改良することができるため、これにより、水硬性材料自体の流動性を低下させることなく靱性がより改良され、水硬性材料硬化体の圧縮強度、引張強度、靱性のみならず、耐爆裂性も改良されるという利点を有することになる。
なお、本明細書における引張強度とは、応力ひずみ関係でいう最大値のことを指す。
In a preferred embodiment of the present invention, at least one type of organic fiber, particularly an organic fiber that evaporates or reduces by heating, is used as the meso-reinforcing fiber. As a result, the toughness can be further improved without lowering the fluidity of the hydraulic material itself, and not only the compressive strength, tensile strength and toughness of the cured hydraulic material can be improved. In addition, the explosion resistance is improved.
In addition, the tensile strength in this specification refers to the maximum value in relation to stress strain.

本発明によれば、水硬性材料において、硬化体の圧縮強度を改良する目的で水/結合材比を小さくした場合であっても、圧縮強度のみならず、引張強度と靱性が向上された水硬性材料硬化体を形成しうる水硬性材料を提供することができる。
さらに、本発明によれば、上記本発明の水硬性材料を用いてなる、圧縮強度と引張強度の双方に優れる水硬性材料硬化体が提供される。
According to the present invention, in a hydraulic material, water having improved tensile strength and toughness as well as compressive strength, even when the water / binder ratio is reduced for the purpose of improving the compressive strength of the cured body. A hydraulic material capable of forming a hardened material can be provided.
Furthermore, according to this invention, the hydraulic material hardening body which is excellent in both the compressive strength and the tensile strength which uses the hydraulic material of the said invention is provided.

本発明に使用される両端フック型鋼繊維の一例を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows an example of the both-ends hook type steel fiber used for this invention.

以下、本発明の水硬性材料及び該水硬性材料により得られる水硬性材料硬化体について詳細に説明する。
〔水硬性材料〕
本発明の水硬性材料は、(A)結合材、(B)骨材、(C−1)直線部と前記直線部の両端部から該直線部と角度を持つように折り曲げられた第1フック部と前記第1フック部の端部を互いに離れる方向へ折曲げて前記直線部と平行とした第2フック部とを有するマクロ補強鋼繊維、(C−2)有機繊維及び無機繊維から選択される1種以上のメゾ補強繊維、及び(C−3)ワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材を含有する。以下、これら(C−1)マクロ補強鋼繊維、(C−2)メゾ補強繊維、及び(C−3)ミクロ補強材を、「補強材(C)」と総称することがある。
まず、本発明の水硬性材料に含まれる各種補強材(C)について説明する。
(C−1)両端フックのマクロ補強鋼繊維
図1は本発明の水硬性材料に用いうる補強用の両端フック型鋼繊維10の一態様を表す正面図である。
両端フック型鋼繊維10は、鋼繊維であって、直線部12と、その両端において、該直線部12と角度をなすように屈曲した第1フック部14A、14Bと、該第1フック部14A、14Bの端部を互いに離れる方向へ折曲げて前記直線部と平行とした第2フック部16A、16Bとを有する両端フック型鋼繊維であり、両端がフック形状を有する限り、特に形状に制限はない。
Hereinafter, the hydraulic material of the present invention and the cured hydraulic material obtained from the hydraulic material will be described in detail.
[Hydraulic material]
The hydraulic material of the present invention includes (A) a binding material, (B) an aggregate, (C-1) a first hook that is bent so as to have an angle with the straight portion from both ends of the straight portion and the straight portion. And (C-2) an organic fiber and an inorganic fiber having a second hook part that is bent in a direction away from each other and a second hook part that is parallel to the straight part. 1 or more types of meso reinforcing fibers, and (C-3) a micro reinforcing material selected from wollastonite and mica. Hereinafter, these (C-1) macro reinforced steel fibers, (C-2) meso reinforced fibers, and (C-3) micro reinforcing materials may be collectively referred to as “reinforcing materials (C)”.
First, various reinforcing materials (C) contained in the hydraulic material of the present invention will be described.
(C-1) Macro Reinforced Steel Fibers for Both End Hooks FIG. 1 is a front view showing an embodiment of reinforcing both end hook type steel fibers 10 that can be used for the hydraulic material of the present invention.
The hook-type steel fiber 10 at both ends is a steel fiber, and includes a straight portion 12, first hook portions 14 </ b> A and 14 </ b> B bent at an angle with the straight portion 12, and the first hook portion 14 </ b> A, 14B is a double-end hook-type steel fiber having second hook portions 16A and 16B that are bent in a direction away from each other and parallel to the linear portion, and the shape is not particularly limited as long as both ends have hook shapes. .

両端フック型鋼繊維10を構成する鋼繊維は、全長は5mm〜50mmであり、両端フック型鋼繊維を構成する鋼繊維の平均直径(φ)は50μm〜600μmであることが、加工精度の確保及び必要な補強効果が得られる点から好ましい。
また、該鋼繊維(素線)の引張強度としては、2000MPa以上5000MPa以下であることが好ましい。素線の強度が高いほど補強繊維としては有効であるが、加工性などを考慮して上限値を5000MPaとしたものであり、そのような観点からは、素線の引張強度は3000MPa以上であることがより好ましい。両端フック型鋼繊維を構成する鋼繊維の引張強度は、土木学会「コンクリート用鋼繊維品質規格(案)(JSCE−E101−2007)の付属書(規定)「鋼繊維の引張強度試験方法」に準じて評価している。
載荷試験にはインストロン社製万能試験機モデル55R1125を用い、変位速度をクロスヘッド速度で0.2mm/minで引っ張って試験した。5本の試験結果の平均値を試験値とした。なお、本規格では平板用チャックで固定した。繊維径が0.2mm程度以下の直径の細い鋼繊維は、平板用チャックを用いて試験するとチャック付近で破断してしまうことが多かったため、空気キャプスタン型糸つかみ具(島津製作所製)を用い、引っ張り方向に対して円筒部分を半周回った位置に繊維の固定部を設けて、つかみ部分で破断しないようにして試験した。
このような引張強度を達成するためには、両端フック型鋼繊維を構成する鋼繊維(素線)の素材としては、例えば、JIS G 7305「ばね用鋼線−第2部:冷間引抜炭素鋼線(ISO仕様)」、JIS G 7306「ばね用鋼線−第3部:オイルテンパー線(ISO仕様)」、JIS G 3522「ピアノ線」、JIS G 3521「硬鋼線」等を使用することが好ましい。
The steel fiber constituting the double-end hook-type steel fiber 10 has a total length of 5 to 50 mm, and the average diameter (φ) of the steel fiber constituting the double-end hook-type steel fiber is 50 μm to 600 μm. It is preferable from the point that a strong reinforcing effect is obtained.
In addition, the tensile strength of the steel fiber (element wire) is preferably 2000 MPa or more and 5000 MPa or less. The higher the strength of the strand is, the more effective as the reinforcing fiber, but the upper limit is set to 5000 MPa in consideration of workability and the like. From such a viewpoint, the tensile strength of the strand is 3000 MPa or more. It is more preferable. The tensile strength of the steel fibers that make up the hook-type steel fibers at both ends is in accordance with the JSCE-E101-2007 appendix (normative) “Tensile Strength Test Method for Steel Fibers” of the Japan Society of Civil Engineers. It is evaluated.
In the loading test, a universal testing machine model 55R1125 manufactured by Instron was used, and the displacement speed was tested by pulling at a crosshead speed of 0.2 mm / min. The average value of the five test results was taken as the test value. In this standard, it was fixed with a flat plate chuck. Steel fibers with a diameter of about 0.2 mm or less were often broken near the chuck when tested using a flat plate chuck. Use an air capstan type thread clamp (manufactured by Shimadzu Corporation). The fiber fixing portion was provided at a position half a round around the cylindrical portion with respect to the pulling direction, and the test was conducted so as not to break at the grip portion.
In order to achieve such a tensile strength, for example, JIS G 7305 "Spring Steel Wire-Part 2: Cold-drawn Carbon Steel is used as the material of the steel fiber (element wire) constituting the hook-type steel fiber at both ends. JIS G 7306 "Spring Steel Wire-Part 3: Oil Temper Wire (ISO Specification)", JIS G 3522 "Piano Wire", JIS G 3521 "Hard Steel Wire", etc. Is preferred.

ここで両端フック型鋼繊維の全長(la)とは、一方の第2フック部16Aの端部から、他方の第2フック部16Bの端部までの距離を指し、6mm〜50mmであることがより好ましく、15mm〜40mmであることがさらに好ましい。
全長を上記範囲とすることで、引張応力に対する耐性がより向上し、引張応力を受けた場合のクラックの発生などが、より効果的に抑制される。
Here, the total length (l a ) of the hook-type steel fibers at both ends refers to the distance from the end portion of one second hook portion 16A to the end portion of the other second hook portion 16B, and is 6 mm to 50 mm. More preferably, it is 15 mm-40 mm.
By setting the total length within the above range, resistance to tensile stress is further improved, and generation of cracks when subjected to tensile stress is more effectively suppressed.

以下、本発明に使用される両端フック型鋼繊維10の他の好ましい態様を挙げるが、これは一例であり、本発明はこれらの記載に制限されない。
両端フック型鋼繊維10の直線部12と平行な第2フック部16A、16Bの長さ(l)は1mm以上であることが好ましく、直径(φ)が50μm以上の場合には2.5mm以上が好ましい。長さが短すぎると引張応力に対する耐性が低下する。長さの上限には特に制限はないが、水硬性材料に混合する際の作業性の観点からは、5mm以下であることが好ましい。
なお、図1に示すように、第2フック部16A、16Bの長さ(l)とは、第1フック部14A、14Bの折り曲げ位置から第2フック部16A、16Bの端部までの距離を指す。
また、鋼繊維の直径(φ)と第2フック部16A、16Bの長さ(l)の比(l/φ)は5以上25以下であることが好ましく、例えば、直径(φ)が0.30mm以上の場合には6.5以上15以下であることが好ましい。
Hereinafter, although the other preferable aspect of the both-ends hook type steel fiber 10 used for this invention is given, this is an example and this invention is not restrict | limited to these description.
The length (l 1 ) of the second hook portions 16A, 16B parallel to the straight portion 12 of the hook-type steel fiber 10 at both ends is preferably 1 mm or more, and when the diameter (φ) is 50 μm or more, it is 2.5 mm or more. Is preferred. If the length is too short, the resistance to tensile stress decreases. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of length, From a viewpoint of workability | operativity at the time of mixing with a hydraulic material, it is preferable that it is 5 mm or less.
As shown in FIG. 1, the length (l 1 ) of the second hook portions 16A and 16B is the distance from the bent position of the first hook portions 14A and 14B to the end portions of the second hook portions 16A and 16B. Point to.
The ratio (l 1 / φ) between the diameter (φ) of the steel fiber and the length (l 1 ) of the second hook portions 16A and 16B is preferably 5 or more and 25 or less. For example, the diameter (φ) is In the case of 0.30 mm or more, it is preferably 6.5 or more and 15 or less.

さらに直線部12と前記第2フック部16A、16Bとの距離である第1フック部14A、14Bの曲げ高さ(h)は0.3mm以上であることが好ましく、鋼繊維の直径(φ)が0.30mm以上の場合には0.8mm以上であることが好ましい。高さ(h)の上限には特に制限はないが、水硬性材料に混合する際の均一混合を容易にするという観点からは、3mm以下であることが好ましい。曲げ高さhは、図1に示すように、第2フック部16A、16Bにおける鋼繊維の中心線と直線部12における鋼繊維の中心線との距離を指す。
ここで、鋼繊維の直径(φ)と第1の屈曲部14A、14Bの曲げ高さ(h)との比(h/φ)が2以上10以下であることが好ましく、3以上6以下であることがより好ましい。
また、他の好ましい態様として、前記第1フック部14A、14Bと前記第2フック部16A、16Bの折曲部の内側面が形成するR部の曲率半径をr1とし、前記直線部12と前記第1フック部14A、14Bの折曲部の内側面が形成するR部の曲率半径をr2とし、鋼繊維の直径をφをとしたとき、r1/φが3以上10以下である態様、或いは、r2/r1は、1.5以上10以下である態様などが挙げられる。
Further, the bending height (h) of the first hook portions 14A and 14B, which is the distance between the straight portion 12 and the second hook portions 16A and 16B, is preferably 0.3 mm or more, and the diameter (φ) of the steel fiber. When is 0.30 mm or more, it is preferably 0.8 mm or more. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of height (h), From a viewpoint of making uniform mixing easy when mixing with a hydraulic material, it is preferable that it is 3 mm or less. As shown in FIG. 1, the bending height h indicates the distance between the center line of the steel fiber in the second hook portions 16 </ b> A and 16 </ b> B and the center line of the steel fiber in the straight portion 12.
Here, the ratio (h / φ) between the diameter (φ) of the steel fiber and the bending height (h) of the first bent portions 14A, 14B is preferably 2 or more and 10 or less, and is 3 or more and 6 or less. More preferably.
In another preferred embodiment, the radius of curvature of the R portion formed by the inner side surfaces of the bent portions of the first hook portions 14A and 14B and the second hook portions 16A and 16B is r1, and the linear portion 12 and the An aspect in which r1 / φ is 3 or more and 10 or less, where r2 is the radius of curvature of the R portion formed by the inner surfaces of the bent portions of the first hook portions 14A and 14B, and φ is the diameter of the steel fiber, or , R2 / r1 is 1.5 or more and 10 or less.

また、両端フック型鋼繊維10の直線部12の長さ(l)と、前記第2フック部16A、16Bの長さ(l)との関係は、以下の式を満たすことが好ましい。
(式) 6×l<l
両者の長さのバランスにおいて、第2フック部16A、16Bの長さ(l)が直線部12の長さ(l)に対して、上記割合の長さを有することで、フックの形状がより効果的に働き、水硬性材料中における引き抜き耐性がより向上し、水硬性材料硬化体の引張応力に対する耐性がより優れたものとなる。
Moreover, it is preferable that the relationship between the length (l 2 ) of the straight portion 12 of the hook-type steel fiber 10 at both ends and the length (l 1 ) of the second hook portions 16A and 16B satisfies the following formula.
(Formula) 6 × l 1 <l 2
In the balance of both lengths, the length (l 1 ) of the second hook parts 16A, 16B has the length of the above ratio with respect to the length (l 2 ) of the straight line part 12, so that the shape of the hook Works more effectively, the pull-out resistance in the hydraulic material is further improved, and the resistance to tensile stress of the cured hydraulic material is further improved.

本発明に係る両端フック型鋼繊維の作製において、第1フック部及び第2フック部は、精密バネ加工用のコイリングマシンを調整して上記好ましい形状に成形することができる。大量に生産する場合には、特開平5−337727号公報に示される歯車式の成型装置などで製造してもよい。
両端フック型鋼繊維表面は、後述する水硬性材料との密着性向上などの目的で、プライマー処理、表面粗面化処理などの、化学的、或いは、物理的な表面処理を施してもよい。
In the production of the double-end hook type steel fiber according to the present invention, the first hook portion and the second hook portion can be formed into the preferred shape by adjusting a coiling machine for precision spring processing. When producing in large quantities, you may manufacture with the gear type shaping | molding apparatus etc. which are shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 5-337727.
The both-end hook type steel fiber surface may be subjected to chemical or physical surface treatment such as primer treatment or surface roughening treatment for the purpose of improving adhesion to a hydraulic material described later.

水硬性材料に対する両端フック型鋼繊維の含有率は0.5容量%〜3.0容量%の範囲であることが好ましく、1.0容量%〜3.0容量%の範囲であることがより好ましい。含有率が上記範囲において、硬化体の引張強度、靱性がより向上する。   The content of the hook-type steel fibers at both ends with respect to the hydraulic material is preferably in the range of 0.5% by volume to 3.0% by volume, and more preferably in the range of 1.0% by volume to 3.0% by volume. . When the content is in the above range, the tensile strength and toughness of the cured body are further improved.

(C−2)有機繊維及び無機繊維から選択される1種以上のメゾ補強繊維
本発明に用いられるメゾ補強繊維としては、前記(C−1)両端フック型鋼繊維よりもサイズが小さく、両端にフック部を有しない繊維が選ばれる。
メゾ補強繊維としては、フレッシュコンクリートなどの未硬化の水硬性材料組成物に添加しても流動性を大きく低下させることがなく、均一分散が可能な、細径で柔軟な繊維を選択することが好ましい。
メゾ補強繊維の種類としては、鋼繊維、炭素繊維などの無機繊維であってもよく、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ乳酸繊維などから選ばれる有機繊維であってもよい。
無機繊維としては、長さが1mm〜20mmの範囲であることが好ましく、3mm〜15mmの範囲であることがより好ましい。繊維の平均径(繊維径φ)は5μm〜300μmの範囲であることが好ましく、5μm〜150μmの範囲であることがより好ましい。
無機繊維のサイズが上記範囲において、水硬性材料の拘束による補強効果が充分に得られ、且つ、硬化前の水硬性材料組成物の流動性を適切に維持し、作業性が良好となるという観点から好ましい。
(C-2) One or more types of meso reinforcing fibers selected from organic fibers and inorganic fibers The meso reinforcing fibers used in the present invention are smaller in size than the (C-1) both-end hook type steel fibers, A fiber that does not have a hook is selected.
As meso-reinforcing fibers, it is possible to select thin and flexible fibers that can be uniformly dispersed without greatly reducing fluidity even when added to an uncured hydraulic material composition such as fresh concrete. preferable.
The kind of meso reinforcing fiber may be an inorganic fiber such as steel fiber or carbon fiber, or may be an organic fiber selected from vinylon fiber, polyethylene fiber, polyamide fiber, polypropylene fiber, polylactic acid fiber, and the like.
The inorganic fiber preferably has a length in the range of 1 mm to 20 mm, and more preferably in the range of 3 mm to 15 mm. The average fiber diameter (fiber diameter φ) is preferably in the range of 5 μm to 300 μm, and more preferably in the range of 5 μm to 150 μm.
In view of the fact that the size of the inorganic fiber is within the above range, a sufficient reinforcing effect by restraining the hydraulic material is obtained, the fluidity of the hydraulic material composition before curing is appropriately maintained, and the workability is improved. To preferred.

無機繊維はモノフィラメントでも、収束されたストランド状のものでもよい。
無機繊維の形状は必ずしも円柱形でなくてもよく、長さと最大径が上記好ましい範囲であれば、紡錘状や針状でもよく、異形断面繊維でもよく、アスペクト比が適度で、且つ、表面積の大きい繊維が水硬性材料との密着性の観点から好ましい。
上記の無機繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維などに代表される金属繊維や、炭素繊維、ガラス繊維などが挙げられる。効果や入手容易性の観点からは金属繊維が好ましいが、高温環境下において強度低下の懸念が小さく、マトリクスとの付着性により優れる炭素繊維、バサルト繊維、ガラス繊維などの非金属無機繊維もまた本発明においては、好ましく用いられる。
また、硬化体の使用態様によっては、上記好ましいサイズよりも小さいものの、マトリクスとの付着性に優れるカーボンナノチューブなども本発明におけるメゾ補強繊維として好適に使用しうる。このようにサイズの小さい補強繊維でも、必ずしもサイズが一定ではないため、メゾ補強繊維としての作用効果も発現するが、さらに、より小さいサイズの繊維が混在することで、以下に詳述するミクロ補強材が作用するような、メゾ補強繊維が有効に抑制しうるクラックよりも、より小さなサイズのクラックに対する補強効果も期待される。
The inorganic fibers may be monofilaments or converged strands.
The shape of the inorganic fiber does not necessarily have to be a cylindrical shape, and may be a spindle shape or a needle shape as long as the length and the maximum diameter are within the above-described range, may be a modified cross-section fiber, have an appropriate aspect ratio, and have a surface area. Large fibers are preferred from the standpoint of adhesion to hydraulic materials.
Examples of the inorganic fibers include metal fibers typified by steel fibers and stainless fibers, carbon fibers, and glass fibers. Metal fibers are preferred from the standpoint of effects and availability, but non-metallic inorganic fibers such as carbon fibers, basalt fibers, and glass fibers, which are less susceptible to strength reduction in high temperature environments and have excellent adhesion to the matrix, are also present. In the invention, it is preferably used.
Depending on the use mode of the cured body, carbon nanotubes that are smaller than the preferred size but have excellent adhesion to the matrix can be suitably used as the meso reinforcing fiber in the present invention. Even in such a small reinforcing fiber, the size is not always constant, so that the function and effect as a meso reinforcing fiber is also manifested. It is also expected to have a reinforcing effect against cracks of a smaller size than a crack that can be effectively suppressed by meso-reinforcing fibers where the material acts.

有機繊維としては、繊維直径が5μm〜200μmの範囲であることが好ましく、5μm〜50μmの範囲であることがより好ましい。繊維直径が上記範囲において、充分な強度向上効果が得られる。なお、以下に詳述するように、加熱により容積が小さくなる有機繊維を用いることで水硬性材料硬化体に耐爆裂性を持たせることができるが、耐爆裂性確保の観点からも、繊維直径は上記範囲であることが好ましい。   The organic fiber preferably has a fiber diameter in the range of 5 μm to 200 μm, and more preferably in the range of 5 μm to 50 μm. When the fiber diameter is in the above range, a sufficient strength improvement effect can be obtained. In addition, as described in detail below, the cured hydraulic material can be made to have explosion resistance by using organic fibers whose volume is reduced by heating, but also from the viewpoint of ensuring explosion resistance, the fiber diameter Is preferably in the above range.

また、有機繊維の長さは、1mm〜20mmの範囲であることが好ましく、2mm〜10mmの範囲であることがより好ましい。この範囲において、水硬性材料への均一分散性がより良好となり、所望により良好な耐爆裂効果を付与しうる。
これらの有機繊維は、コンクリート中で凝集することなく、それぞれが均一に分散が可能であれば、モノフィラメントでもストランド状の繊維でも使用することができる。また、モノフィラメントの場合でも、必ずしも円柱形でなくてもよく、流動性を損なわない限りは、中空繊維や異形断面繊維、表面に細孔や微細な分岐が存在する繊維であってもよい。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ乳酸繊維など、有機樹脂からなる繊維が挙げられ、耐久性と強度を考慮して、適宜選択すればよい。
なお、高圧縮強度の水硬性材料硬化体は高温に晒されると爆裂を生じやすい問題があるが、例えば、有機繊維として、180℃以上の温度で、溶融するか又は質量が50%以上減少する有機繊維を用いることで、加熱時に速やかに有機繊維が減容して空隙が形成されるために、硬化体に耐爆裂性を付与することができる。
ここで、有機繊維が、180℃以上に加熱したとき溶融するとは、180℃に加熱したとき、繊維が融点を超え液状化し、気化している状態を指す。また、有機繊維の質量が50%以上減少したことの確認は、窒素ガス環境下で、数mgの試料を5℃/分程度の昇温速度で温度を上昇させながら、秤量した試料の質量を天秤で測定し、180℃以上となった時点で、加熱前の質量と対比することで行うことができる。
Further, the length of the organic fiber is preferably in the range of 1 mm to 20 mm, and more preferably in the range of 2 mm to 10 mm. In this range, the uniform dispersibility in the hydraulic material becomes better, and if desired, a good explosion resistance can be imparted.
These organic fibers can be used as monofilaments or strand fibers as long as they can be uniformly dispersed without agglomerating in the concrete. Further, even in the case of a monofilament, it may not necessarily be a columnar shape, and may be a hollow fiber, a modified cross-section fiber, or a fiber having pores or fine branches on the surface as long as fluidity is not impaired.
Examples of the organic fiber include fibers made of an organic resin such as vinylon fiber, polyethylene fiber, polyamide fiber, polypropylene fiber, and polylactic acid fiber, and may be appropriately selected in consideration of durability and strength.
In addition, although the hardened | cured material of high compressive strength is easy to produce an explosion when exposed to high temperature, for example, as an organic fiber, it melts at a temperature of 180 ° C. or higher, or the mass is reduced by 50% or more. By using the organic fiber, the volume of the organic fiber is quickly reduced during heating and a void is formed, so that explosion resistance can be imparted to the cured body.
Here, when the organic fiber is melted when heated to 180 ° C. or higher, the fiber is liquefied and vaporized exceeding the melting point when heated to 180 ° C. In addition, confirming that the mass of the organic fiber has decreased by 50% or more is that the mass of the sample weighed while increasing the temperature of a sample of several mg at a rate of temperature increase of about 5 ° C./min in a nitrogen gas environment. It can measure by a balance and can be performed by comparing with the mass before a heating when it becomes 180 degreeC or more.

耐爆裂性を付与しうる有機繊維としては、具体的には、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリビニリデン繊維、ポリ乳酸繊維などの有機繊維が好ましく挙げられる。これらの有機繊維を用いることで、高温時に有機繊維が溶融又は減容して硬化体内に速やかに有効な空隙が形成され、発生した水蒸気の経路となり、爆裂が効果的に防止される。
このような有機繊維としては、市販品を用いることもでき、例えば、ダイワボウポリテック社製のダイワボウポリプロなどが挙げられる。
Specific examples of organic fibers that can impart explosion resistance include organic fibers such as polypropylene fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyvinylidene fibers, and polylactic acid fibers. By using these organic fibers, the organic fibers are melted or reduced in volume at a high temperature, and effective voids are quickly formed in the cured body, forming a path for the generated water vapor and effectively preventing explosion.
A commercial item can also be used as such an organic fiber, for example, Daiwabo polypro by Daiwabo Polytech Co., etc. are mentioned.

本発明の水硬性材料にはメゾ補強繊維を1種のみ含んでいてもよく、2種以上を併用してもよい。また、無機繊維から1種以上、有機繊維から1種以上を選択して併用してもよい。
水硬性材料におけるメゾ補強繊維の含有率としては、0.5容量%〜3.0容量%であることが好ましく、1.0容量%〜3.0容量%の範囲であることがより好ましい。
ここで、水硬性材料硬化体に耐爆裂性を付与するために、補強繊維として1種以上の有機線を用いる場合、有機繊維の含有率は、0.1容量%〜1.0容量%の範囲であることが好ましい。
上記含有量において、水硬性材料の流動性を損なうことなく、有効な補強効果が得られ、特に、有機繊維を用いた場合、耐爆裂性に優れた硬化体が得られる。
The hydraulic material of the present invention may contain only one type of meso reinforcing fiber, or two or more types may be used in combination. Also, one or more inorganic fibers may be selected and one or more organic fibers may be selected and used in combination.
The content of meso reinforcing fibers in the hydraulic material is preferably 0.5% by volume to 3.0% by volume, and more preferably 1.0% by volume to 3.0% by volume.
Here, in order to impart explosion resistance to the cured hydraulic material, when using one or more organic wires as the reinforcing fiber, the content of the organic fiber is 0.1% by volume to 1.0% by volume. A range is preferable.
With the above content, an effective reinforcing effect can be obtained without impairing the fluidity of the hydraulic material, and in particular, when an organic fiber is used, a cured body having excellent explosion resistance can be obtained.

(C−3)ワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材
本発明の水硬性材料は、ワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材を含有する。
ワラストナイト(CaSiO)は針状結晶鉱物で、長さと小径(短径)との比を表すアスペクト比が3以上程度のものであり、本発明におけるミクロ補強材としては、アスペクト比は5以上であることが好ましい。
また、体積平均径が5μm以上500μm以下であることが好ましく、10μm〜200μmであることがより好ましい。
ワラストナイトは、市販品としても入手可能であり、例えば、Nyco社製、NYAD G(商品名:平均長さ300μm、直径20μm、アスペクト比:15)、同ワラストナイトNYCO 1250(商品名:平均長さ8μm、アスペクト比:3)等が挙げられる。
ワラストナイトのアスペクト比は、サンプリングしたワラストナイトをプレパラートの上に分散させて、倍率30倍以上の顕微鏡で画像を観察し、長辺方向の長さを短辺方向の長さで除して求める。この方法では測定数に限りがあるため、粒子の大きさはレーザー回折散乱式粒度分布計や沈降法を用いて、体積平均粒子径を求めることが多い。平均長さは、この体積平均粒子径に、画像から得られたアスペクト比を乗じて求められることが多い。本明細書ではこの方法により測定した値を用いている。
また、市販品を用いる場合には、カタログ値が上記範囲にあるものを用いればよい。
(C-3) Microreinforcing material selected from wollastonite and mica The hydraulic material of the present invention contains a microreinforcing material selected from wollastonite and mica.
Wollastonite (CaSiO 3 ) is an acicular crystal mineral having an aspect ratio representing a ratio of length to small diameter (short diameter) of about 3 or more. As a microreinforcing material in the present invention, the aspect ratio is 5 The above is preferable.
Moreover, it is preferable that a volume average diameter is 5 micrometers or more and 500 micrometers or less, and it is more preferable that they are 10 micrometers-200 micrometers.
Wollastonite is also available as a commercial product. For example, NYAD G (trade name: average length 300 μm, diameter 20 μm, aspect ratio: 15) manufactured by NYCO, Wollastonite NYCO 1250 (trade name: Examples include an average length of 8 μm and an aspect ratio of 3).
The aspect ratio of wollastonite is obtained by dispersing sampled wollastonite on a preparation and observing the image with a microscope with a magnification of 30 times or more, and dividing the length in the long side direction by the length in the short side direction. Ask. In this method, since the number of measurements is limited, the particle size is often obtained by using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer or a sedimentation method. The average length is often obtained by multiplying the volume average particle diameter by the aspect ratio obtained from the image. In this specification, the value measured by this method is used.
Moreover, what is necessary is just to use what has a catalog value in the said range when using a commercial item.

ミクロ補強材の別の例としてマイカフレークが挙げられる。マイカは白雲母(マスコバイト)とも称され、アルミニウム及びカリウムから選ばれる水和珪酸塩の状態で存在するものもある。より詳細には最大寸法が0.1mm以上2mm以下のマイカであり、最大寸法は、0.5mm〜2mmであることがより好ましい。
マイカは市販品としても入手可能であり、例えば、ヤマグチマイカ社製の、B−82(32メッシュ、平均粒子径180μm)や、C−93(16メッシュ、最大寸法1mm程度)などが挙げられる。
マイカの最大寸法は、篩のメッシュサイズ(1インチ当たりの網目の数)や、レーザー回折散乱式粒度分布計による体積平均径で測定され、本明細書では前者の方法により測定した値を用いている。
Another example of the micro reinforcing material is mica flakes. Mica is also referred to as muscovite (mascobite), and some of the mica exists in a hydrated silicate state selected from aluminum and potassium. More specifically, it is mica having a maximum dimension of 0.1 mm to 2 mm, and the maximum dimension is more preferably 0.5 mm to 2 mm.
Mica is also available as a commercial product, and examples thereof include B-82 (32 mesh, average particle size 180 μm), C-93 (16 mesh, maximum size of about 1 mm) manufactured by Yamaguchi Mica.
The maximum size of mica is measured by the mesh size of the sieve (number of meshes per inch) or the volume average diameter by a laser diffraction / scattering particle size distribution meter. In this specification, the value measured by the former method is used. Yes.

本発明の水硬性材料には、ミクロ補強材としてワラストナイト、マイカのうち1種のみを含んでいてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ワラストナイトとマイカとを併用してもよい。
ミクロ補強材の水硬性材料における含有率は結合材の総含有量に対して1質量%〜20質量%であることが好ましく、5質量%〜20質量%であることがより好ましい。
含有率が上記範囲において、ミクロ補強材を混入することによる流動性の低下を小さく抑えつつ、セメント水和物レベルでの補強効果が得られるため、より好ましい。また、ミクロ補強材を混入した量に応じて、骨材の質量を減じることが、水硬性材料の動性をより良好なレベルにするという観点から好ましい。
The hydraulic material of the present invention may contain only one type of wollastonite and mica as a micro reinforcing material, or two or more types may be used in combination. Wollastonite and mica may be used in combination.
The content of the micro reinforcing material in the hydraulic material is preferably 1% by mass to 20% by mass, and more preferably 5% by mass to 20% by mass with respect to the total content of the binder.
When the content ratio is in the above range, it is more preferable because the effect of reinforcing at the cement hydrate level can be obtained while suppressing a decrease in fluidity caused by mixing the micro reinforcing material. Further, it is preferable to reduce the mass of the aggregate in accordance with the amount of the micro reinforcing material mixed from the viewpoint of making the hydraulic material have a better level of mobility.

〔水硬性材料〕
本発明の水硬性材料は、水硬性の特性を有するものであれば、上記3種の補強材を含有する以外には、特に制限はなく、セメント、モルタルおよびコンクリートなどが代表的なものとして挙げられる。なかでも、高い強度と靱性を必要とするコンクリート組成物に適用した場合に両端フック型のマクロ補強鋼繊維、メゾ補強繊維及びミクロ補強材の添加効果が高い。これは、硬化体の強度が一定以上である場合に、両端フック型鋼繊維の耐引き抜き効果やメゾ補強繊維、ミクロ補強材の、微細なクラック発生防止効果などが、より良好に発現するためであると考えられる。
本発明の水硬性材料は、セメント、骨材、水、及び、前記本発明にかかる3種の補強材(C)を含み、これらの含有率は、既述のように、好ましくは、両端フック型鋼繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記メゾ補強繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記ミクロ補強材を結合材の総含有量に対し1質量%〜20質量%の範囲である。
[Hydraulic material]
The hydraulic material of the present invention is not particularly limited as long as it has hydraulic properties, and includes cement, mortar, concrete, etc. It is done. Among them, when applied to a concrete composition that requires high strength and toughness, the effect of adding double-end hook-type macro-reinforced steel fibers, meso-reinforced fibers and micro-reinforcing materials is high. This is because, when the strength of the cured body is a certain level or more, the anti-pulling effect of the hook-type steel fibers at both ends, the effect of preventing the occurrence of fine cracks of the meso-reinforcing fiber, and the micro-reinforcing material are more favorably exhibited. it is conceivable that.
The hydraulic material of the present invention includes cement, aggregate, water, and three kinds of reinforcing materials (C) according to the present invention, and the content thereof is preferably a hook at both ends as described above. 0.5% to 3.0% by volume of steel mold fiber, 0.5% to 3.0% by volume of the meso reinforcing fiber, and 1% by mass to 20% of the micro reinforcing material with respect to the total content of the binder. It is the range of mass%.

水硬性材料の中でも水/結合材比が質量比で0.1以上0.3以下ある高強度の硬化体を形成しうる水硬性材料が好ましい。なお、以下、特に断らない限りにおいて、水/結合材比は質量基準で表すものとする。
水硬性材料の一例を挙げれば、セメント、骨材、シリカフューム、水、及び前記本発明に係る3種の補強剤(C)を所定の含有量で含み、水/結合材比が質量比で0.1以上0.3以下であるセメント組成物が好ましく挙げられる。
Among the hydraulic materials, a hydraulic material capable of forming a high-strength cured body having a water / binder ratio of 0.1 to 0.3 in terms of mass ratio is preferable. Hereinafter, unless otherwise specified, the water / binder ratio is expressed on a mass basis.
An example of the hydraulic material includes cement, aggregate, silica fume, water, and the three reinforcing agents (C) according to the present invention in a predetermined content, and the water / binder ratio is 0 by mass. Preferably, the cement composition is 1 or more and 0.3 or less.

(水硬性材料の各成分)
以下、本発明の水硬性材料硬化体に用いられる材料について述べる。
(水/結合材比)
本発明のセメント硬化体の製造に使用されるセメント組成物(骨材として、粗骨材をさらに含むコンクリート組成物であってもよい)は、水/結合材比が質量基準で0.5程度の一般的なセメント組成物であってもよいが、高強度の硬化体を形成しうるという観点からは、水/結合材比が0.1以上0.3以下であることが好ましい。
また、少なくとも、水、及びセメントを含む、その他にも、シリカフュームなどのその他の結合材を含有し、目的に応じて、さらに、細骨材、粗骨材などの骨材、及び、減水剤などを含有する。
本発明における結合材とは、セメント硬化体の主成分であるセメント、及び一般にセメントと共に用いられるシリカフューム、スラグ、フライアッシュなどのコンクリート組成物中において水和反応し、セメント硬化体の硬化に関与する微粉末等の固形分材料を包含する意味で用いられる。なお、骨材、流動化向上のために添加される界面活性剤は本発明における結合材には包含されない。
(Each component of hydraulic material)
Hereinafter, materials used for the cured hydraulic material of the present invention will be described.
(Water / Binder ratio)
The cement composition (which may be a concrete composition further including coarse aggregate as an aggregate) used in the production of the hardened cement of the present invention has a water / binder ratio of about 0.5 on a mass basis. However, from the viewpoint that a high-strength cured body can be formed, the water / binder ratio is preferably 0.1 or more and 0.3 or less.
In addition, it contains at least other binders such as silica fume, including water and cement. Depending on the purpose, aggregates such as fine aggregates and coarse aggregates, water reducing agents, etc. Containing.
In the present invention, the binder is a hydration reaction in cement, which is a main component of a hardened cement body, and a concrete composition such as silica fume, slag, fly ash or the like generally used with cement, and is involved in the hardening of the hardened cement body. It is used in the meaning including solid content materials such as fine powder. Note that aggregates and surfactants added to improve fluidization are not included in the binder in the present invention.

(セメント)
本発明のセメント硬化体の製造に用いられるセメントには特に制限はなく、目的に応じて、各種セメント類の中から、適宜選択することができる。セメントとしては、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントなどの公知のセメントはいずれも好適に使用しうるが、好ましくは、低熱ポルトランドセメントである。
また、予めシリカフュームを含有するポルトランドセメントを用いてもよい。シリカフュームを含有するポルトランドセメントは市販品としても入手可能であり、例えば、宇部三菱セメント社製、商品名:シリカフュームセメントスーパー、シリカフュームセメント、太平洋セメント社製:シリカフュームプレミックスセメント等が挙げられる。
(cement)
There is no restriction | limiting in particular in the cement used for manufacture of the cement hardening body of this invention, According to the objective, it can select suitably from various cements. As the cement, known cements such as ordinary Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, and early-strength Portland cement can be suitably used, but low heat Portland cement is preferable.
Portland cement containing silica fume in advance may be used. Portland cement containing silica fume is also available as a commercial product, for example, trade name: silica fume cement super, silica fume cement, manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd .: silica fume premix cement, and the like.

(シリカフューム)
本発明のセメント硬化体の製造に用いられるセメント組成物はシリカフュームを含有してもよい。
好適に用いられるシリカフュームとしては、粉体状または顆粒状のどちらの形態でも用いることができる。シリカフュームとしては、フェロシリコン、電融ジルコニア、金属シリコンの製造時に副成されるシリカフューム(平均粒径:0.1μm〜0.2μm)が好ましい。
なお、本明細書におけるシリカフュームの粒径は、BET法で比表面積を算出し、この比表面積から粒子の密度と粒子が球形であるとして計算により求めた値を用いている。
(Silica fume)
The cement composition used for producing the hardened cement body of the present invention may contain silica fume.
The silica fume used preferably can be used in either powder or granular form. As the silica fume, silica fume (average particle size: 0.1 μm to 0.2 μm) by-produced during the production of ferrosilicon, electrofused zirconia, and metal silicon is preferable.
In addition, the particle diameter of the silica fume in this specification uses the value calculated by calculating the specific surface area by the BET method and assuming that the particle density and the particles are spherical from the specific surface area.

シリカフュームの含有量としては、セメント組成物における全結合材中、5質量%〜35質量%であることが好ましく、10質量%〜30質量%であることがより好ましい。シリカフュームを全結合材中、5質量%〜35質量%含有させるには、結合材であるセメントのうちの5質量%〜35質量%をシリカフュームで置き換えればよい。シリカフュームの含有量が上記範囲において、流動性向上効果及び強度向上効果が充分に発現される。   As content of a silica fume, it is preferable that it is 5 mass%-35 mass% in all the binders in a cement composition, and it is more preferable that it is 10 mass%-30 mass%. In order to contain 5% by mass to 35% by mass of silica fume in the total binder, 5% by mass to 35% by mass of cement as the binder may be replaced with silica fume. When the content of silica fume is within the above range, the fluidity improving effect and the strength improving effect are sufficiently exhibited.

(その他の結合材)
本発明のセメント硬化体を製造するに際して、本発明の効果を損なわない限りにおいて、調製されるセメント組成物の用途に応じて、他の結合材を適宜選択して、適切な使用量で使用してもよい。
その他の結合材としては、結晶質のシリカを微粉砕したシリカ微粉末、高炉スラグ微粉末などのスラグ、石灰石微粉末、フライアッシュなどが挙げられる。
(Other binders)
When producing the hardened cement body of the present invention, as long as the effects of the present invention are not impaired, other binders are appropriately selected according to the intended use of the cement composition to be prepared and used in an appropriate amount. May be.
Examples of other binders include silica fine powder obtained by finely pulverizing crystalline silica, slag such as blast furnace slag fine powder, limestone fine powder, fly ash and the like.

(骨材)
本発明のセメント硬化体を製造するためのセメント組成物には、骨材を含有する。骨材としては、細骨材が好ましく、細骨材と粗骨材とを含むコンクリート組成物としてもよい。
(細骨材)
細骨材は、良質で堅固な天然砂、砕砂、加工砂は使用される。細骨材の種類と含有量は目標とするセメント硬化体の強度に応じて適宜選定すればよいが、砕砂や加工砂を使用する場合には、角を処理したものや、粒度を調整したもの等を使用するのが効果的である。
(粗骨材)
骨材として、細骨材に加えて、さらに粗骨材を使用する場合には、良質で堅固な粗骨材を用いればよい。粗骨材の最大寸法は粒径(最大粒径)が20mm以下であることを要し、好ましくは最大寸法が15mm以下とすることが望ましい。岩種については、硬質砂岩、安山岩、流紋岩などの一般的なものから、目標とする強度に応じて適宜選定すればよい。セメント硬化体を形成するセメント組成物に粗骨材を用いることで、コンクリート組成物となり、得られる硬化体の強度が一層向上する。なお、本明細書における「セメント組成物」の文言は、骨材として粗骨材をさらに含む「コンクリート組成物」をも包含する意味で用いられる。
(aggregate)
The cement composition for producing the hardened cement body of the present invention contains an aggregate. The aggregate is preferably a fine aggregate, and may be a concrete composition containing a fine aggregate and a coarse aggregate.
(Fine aggregate)
For fine aggregates, high-quality and solid natural sand, crushed sand and processed sand are used. The type and content of fine aggregates can be selected as appropriate according to the strength of the target cement hardened body, but when crushed sand or processed sand is used, the one with treated corners or one with adjusted particle size Etc. are effective.
(Coarse aggregate)
In the case of using a coarse aggregate in addition to the fine aggregate as the aggregate, a good quality and solid coarse aggregate may be used. The maximum size of the coarse aggregate requires a particle size (maximum particle size) of 20 mm or less, and preferably the maximum size is 15 mm or less. About a rock kind, what is necessary is just to select suitably according to the target intensity | strength from general things, such as a hard sandstone, andesite, and rhyolite. By using a coarse aggregate for the cement composition forming the cement hardened body, a concrete composition is obtained, and the strength of the obtained hardened body is further improved. In addition, the term “cement composition” in the present specification is used to include a “concrete composition” further including a coarse aggregate as an aggregate.

(その他の成分)
本発明の水硬性材料硬化体に用いられるセメント組成物には、目的に応じて、さらに、減水剤、遅延剤など、コンクリート組成物に通常用いられる他の成分を含むことができる。
本発明のセメント硬化体は、既述のような各成分を適宜含有するセメント組成物を硬化させ、以下に示す特定の養生を行うことで得られる。
(Other ingredients)
Depending on the purpose, the cement composition used for the cured hydraulic material of the present invention may further contain other components usually used in concrete compositions such as a water reducing agent and a retarder.
The hardened cement body of the present invention can be obtained by curing a cement composition appropriately containing each component as described above and performing the following specific curing.

〔水硬性材料硬化体〕
本発明の水硬性材料硬化体は、前記本発明に係る(C−1)両端フック型鋼繊維、(C−2)メゾ補強繊維、及び(C−3)ミクロ補強材を含有する水硬性材料を硬化して得られる。
本発明の水硬性材料硬化体は、上記3種の補強材(C)を含有するために、得られた硬化体は圧縮強度が60N/mm以上であり、且つ、引張強度の最大値、すなわち応力ひずみ関係でいう引張応力の最大値が10N/mm以上であるという優れた強度と靱性を有する水硬性材料硬化体となる。なお、硬化体の圧縮強度はより好ましくは、120N/mm以上であり、引張強度は12N/mm以上である。
また、引張強度測定時の引張1%変形時の引張耐力が前記引張強度の最大値の3分の2以上であり、且つ、引張2%変形時の引張耐力が引張強度の最大値の3分の1以上であることが好ましい。
圧縮強度は、水硬性材料の組成物、例えば、水/結合材比を調整する、適切な硬化促進剤や減水剤を使用する等の方法により調整される。引張強度及び引張1%変形時及び引張2%変形時の引張耐力は、前記本発明にかかる3種の補強材(C)のそれぞれの含有率を調整することにより調整される。
具体的には、例えば、水/結合材比が質量比で0.1以上0.3以下の範囲のセメント組成物において、両端フック型鋼繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記メゾ補強繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記ワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材を結合材の総含有量に対して1質量%〜20質量%含有することが好ましい。
[Hardened hydraulic material]
The hydraulic material cured body of the present invention is a hydraulic material containing (C-1) double-end hook-type steel fiber, (C-2) meso reinforcing fiber, and (C-3) micro reinforcing material according to the present invention. Obtained by curing.
Since the hydraulic material cured body of the present invention contains the three kinds of reinforcing materials (C), the obtained cured body has a compressive strength of 60 N / mm 2 or more and a maximum tensile strength, That is, it becomes a hydraulic material cured body having excellent strength and toughness that the maximum value of tensile stress in terms of stress-strain is 10 N / mm 2 or more. The compressive strength of the cured body is more preferably 120 N / mm 2 or more, and the tensile strength is 12 N / mm 2 or more.
Further, the tensile strength at 1% deformation at the time of tensile strength measurement is 2/3 or more of the maximum value of the tensile strength, and the tensile strength at 2% deformation of the tensile strength is 3 minutes of the maximum value of tensile strength. It is preferable that it is 1 or more.
The compressive strength is adjusted by a method of adjusting the composition of the hydraulic material, for example, adjusting the water / binder ratio, or using an appropriate curing accelerator or water reducing agent. The tensile strength and the tensile strength at the time of 1% deformation and 2% deformation are adjusted by adjusting the respective contents of the three types of reinforcing materials (C) according to the present invention.
Specifically, for example, in the cement composition in which the water / binder ratio is in the range of 0.1 to 0.3 by mass, It is preferable to contain 1% by mass to 20% by mass of meso reinforcing fibers and 0.5% to 3.0% by mass of microfiber reinforcing material selected from wollastonite and mica. .

(水硬性材料硬化体の製造方法)
本発明の水硬性材料硬化体を製造するには、セメント、骨材、水、(C−3)ミクロ補強材、及び所望により併用される各種添加物を混合して均一にした後、(C−1)両端フック型のマクロ補強鋼繊維及び(C−2)メゾ補強繊維、を添加してさらに混合し、その後、型枠に投入し、硬化させてセメント成形体を形成することにより行えばよい。形成されたセメント成形体は、必要に応じて養生を施され、充分な強度を有する水硬性材料硬化体が得られる。
混合は常法により行うことができ、まず、水硬性材料のスラリーを調製する。即ち、セメント、骨材、水、(C−3)ミクロ補強材を結合材の総含有量の1質量%〜20質量%、さらに、所望により添加されるシリカフュームやその他の添加剤をミキサーに投入して混合することでスラリーを調製する方法である。また、まず、骨材を混合した後、セメント及び添加剤を添加して混合し、その後、水を添加して混合してスラリーを調製してもよく、全結合材中の50質量%〜90質量%と水とを練り混ぜてスラリーを調製し、その後、残余の結合材を投入して混合してスラリーを調製してもよい。
スラリーの調製後、(C−1)両端フック型のマクロ補強鋼繊維を0.5容量%〜3.0容量%、(C−2)メゾ補強繊維を0.5容量%〜3.0容量%の範囲で、それぞれ水硬性材料の目的に応じた量を投入して混合しセメント組成物を得る。
調製されたスラリーは型枠に投入して硬化させ、セメント成形体を形成する。本発明に係る水硬性材料は、上記構成としたために、水/結合材比は質量比で0.1以上0.3以下の高強度硬化体形成用として有用である。スラリー状のセメント組成物を型枠内に投入した後、常法に従い、脱泡などの工程をさらに行ってもよい。
型枠内に投入されたセメント組成物は自己発熱を伴い硬化してセメント成形体が形成される。このようにして得られた硬化したセメント成形体は、養生を行って強度を向上させる。
(Method for producing a cured hydraulic material)
In order to produce the cured hydraulic material of the present invention, cement, aggregate, water, (C-3) micro-reinforcing material, and various additives used in combination as desired are mixed and made uniform (C -1) Adding a double-end hook-type macro-reinforced steel fiber and (C-2) meso-reinforced fiber, mixing them further, then putting them into a mold and curing them to form a cement molded body Good. The formed cement molded body is cured as necessary to obtain a cured hydraulic material having sufficient strength.
Mixing can be performed by a conventional method. First, a slurry of a hydraulic material is prepared. That is, cement, aggregate, water, (C-3) micro-reinforcing material is added to 1% to 20% by mass of the total content of the binder, and silica fume and other additives added as desired are added to the mixer. Then, a slurry is prepared by mixing. In addition, first, aggregates may be mixed, then cement and additives may be added and mixed, and then water may be added and mixed to prepare a slurry. A slurry may be prepared by kneading mass% and water to prepare a slurry, and then adding and mixing the remaining binder.
After preparation of the slurry, (C-1) 0.5% by volume to 3.0% by volume of the double-end hook-type macro-reinforced steel fiber, and (C-2) 0.5% by volume to 3.0% of the meso-reinforced fiber. In the range of%, an amount corresponding to the purpose of each hydraulic material is added and mixed to obtain a cement composition.
The prepared slurry is put into a mold and cured to form a cement molded body. Since the hydraulic material according to the present invention has the above configuration, the water / binder ratio is useful for forming a high-strength cured body having a mass ratio of 0.1 to 0.3. After the slurry-like cement composition is put into the mold, a process such as defoaming may be further performed according to a conventional method.
The cement composition thrown into the mold is cured with self-heating to form a cement molded body. The cured cement molded body thus obtained is cured to improve the strength.

適用可能な養生方法には特に制限はなく、セメント、コンクリート硬化体を形成する場合に適用される一般的な養生工程を行えばよい。
養生工程としては、特に制限はなく、いずれの養生を行ってもよい、例えば、温度を20±3℃に維持した水中、湿砂中、或いは、飽和蒸気中で行う標準養生、水中で行う水中養生、高温、例えば、セメント成形体を70℃〜100℃の温度範囲で2時間〜72時間蒸気養生する方法、また、100℃〜400℃の加熱温度にて、2時間〜72時間高温養生する方法、密封容器による高温高圧下でのオートクレーブ養生などが挙げられる。
養生工程は、セメント成形体が硬化した後であれば、いずれのタイミングで行ってもよい。例えば、セメント成形体の硬化後に直ちに行ってもよく、セメント成形体が硬化してある程度経時した後に行ってもよい。経時後に養生工程を行う場合、自己発熱した成形体が常温に降温した後に養生工程を行ってもよく、多数の成形体を作製した後、複数の成形体をまとめて養生工程を行ってもよい。
The applicable curing method is not particularly limited, and a general curing process applied when forming a cement or concrete hardened body may be performed.
There is no particular limitation on the curing process, and any curing may be performed, for example, standard curing performed in water, wet sand, or saturated steam maintained at a temperature of 20 ± 3 ° C., or water performed in water. Curing, high temperature, for example, a method in which a cement molded body is steam-cured in a temperature range of 70 ° C. to 100 ° C. for 2 hours to 72 hours, and is heated at a heating temperature of 100 ° C. to 400 ° C. for 2 hours to 72 hours. And autoclave curing under high temperature and high pressure in a sealed container.
The curing process may be performed at any timing as long as the cement molded body is cured. For example, it may be performed immediately after the cement molded body is cured, or may be performed after the cement molded body is cured to some extent. When the curing process is performed after a lapse of time, the curing process may be performed after the self-heated molded body has cooled to room temperature, or a plurality of molded bodies may be prepared and then the curing process may be performed collectively. .

蒸気養生は、常法により行われ、例えば、ボイラーで製造した水蒸気を、養生する槽に導入パイプで導入できるようにしておき、槽内に温度センサーを設置して、槽内の温度が設定した温度履歴となるように水蒸気の供給弁を開閉することで行う蒸気養生が最も一般的であるが、他の蒸気養生の方法として、成型体が極度に乾燥しない手段をとった上で、例えば、通電により発熱する面状発熱体などを成型体の表面に取り付けることで加熱する方法などが挙げられ、このような方法で蒸気養生を行ってもよい。
本発明の3種の補強材(C)を含有する水硬性材料硬化体は、所望により行われる上記養生工程を経て、より安定した実用上充分な強度と靱性を発現し、各種構造材に好適に使用される。
Steam curing is performed by a conventional method. For example, steam produced by a boiler can be introduced into a curing tank through an introduction pipe, a temperature sensor is installed in the tank, and the temperature in the tank is set. Steam curing performed by opening and closing the steam supply valve so as to become a temperature history is the most common, but as another steam curing method, after taking measures that the molded body does not dry extremely, for example, Examples of the method include heating by attaching a sheet heating element or the like that generates heat by energization to the surface of the molded body, and steam curing may be performed by such a method.
The cured hydraulic material containing the three types of reinforcing materials (C) of the present invention exhibits a more stable and practically sufficient strength and toughness through the curing process performed as desired, and is suitable for various structural materials. Used for.

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に制限されるものではない。
以下の実施例では、水硬性材料としてセメント組成物を用いた例を挙げる。
(実施例1〜7、比較例1〜6)
〔セメント組成物の配合〕
(使用材料)
セメント:シリカフュームプレミックスセメント(商品名:宇部三菱社製、密度3.01g/cm、略称:SFCS)
水:水道水
細骨材:三河珪砂R6号(粒度D50 212μm、密度2.6g/cm
粗骨材:大月6号砕石(最大粒径13mm、表乾密度2.58g/cm
混和剤:SSP−104:(商品名:竹本油脂社製、固形分30%)
消泡剤:AFK−2(商品名:竹本油脂社製 密度:1g/cm
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not restrict | limited to these description.
In the following examples, examples in which a cement composition is used as a hydraulic material will be given.
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-6)
[Cement composition]
(Materials used)
Cement: Silica fume premix cement (trade name: manufactured by Mitsubishi Ube, density 3.01 g / cm 3 , abbreviation: SFCS)
Water: Tap water Fine aggregate: Mikawa quartz sand R6 (grain size D50 212 μm, density 2.6 g / cm 3 )
Coarse aggregate: Otsuki No. 6 crushed stone (maximum particle size 13 mm, surface dry density 2.58 g / cm 3 )
Admixture: SSP-104: (Brand name: Takemoto Yushi Co., Ltd., solid content 30%)
Antifoaming agent: AFK-2 (trade name: Takemoto Yushi Co., Ltd. Density: 1 g / cm 3 )

補強材(C):
(C−1)両端フック型のマクロ補強鋼繊維
両端フック型のマクロ補強鋼繊維については、後述する。

(C−2)メゾ補強繊維
(a)鋼繊維(直径0.16 長さ6mm)(略称:OL6)
(b)鋼繊維(直径0.16 長さ13mm)(略称:OLl3)
(c)ポリプロピレン繊維(ダイワボウ製、2.2dex 長さ4mm:含水率を補正して使用)(略称:PP)

(C−3)ミクロ補強材
(d)マイカ CS−060DC(平均粒子径200μm、嵩比重0.29)
(e)マイカ C−93(最大粒子径:100μm、嵩比重0.22)
(f)ワラストナイト KSP01(平均粒子径:19.8μm、アスペクト比3〜15、嵩比重0.45)
下記表1に、本発明の水硬性材料硬化体の製造に適用されるセメント組成物の配合を示す。
*下記表1において、混和剤に含有される水分は水の一部とし、固形分は単位体積の外割りとした。
*メゾ補強繊維、ならびに両端フック型のマクロ補強鋼繊維の添加率(容量%)は、水硬性材料のマトリクス部分の容量の外割りとした。表3以下の表中に記載のマクロ補強鋼繊維及びメゾ補強繊維の添加量も同様である。
Reinforcing material (C):
(C-1) Both End Hook Type Macro Reinforced Steel Fiber The both end hook type macro reinforced steel fiber will be described later.

(C-2) Meso reinforcing fiber (a) Steel fiber (diameter 0.16 length 6 mm) (abbreviation: OL6)
(B) Steel fiber (diameter 0.16 length 13 mm) (abbreviation: OL13)
(C) Polypropylene fiber (manufactured by Daiwabo, 2.2 dex, length 4 mm: used after correcting moisture content) (abbreviation: PP)

(C-3) Micro-reinforcing material (d) Mica CS-060DC (average particle size 200 μm, bulk specific gravity 0.29)
(E) Mica C-93 (maximum particle size: 100 μm, bulk specific gravity 0.22)
(F) Wollastonite KSP01 (average particle diameter: 19.8 μm, aspect ratio 3 to 15, bulk specific gravity 0.45)
Table 1 below shows the composition of the cement composition applied to the production of the cured hydraulic material of the present invention.
* In Table 1 below, the moisture contained in the admixture was a part of water, and the solid content was divided by the unit volume.
* The addition ratio (volume%) of the meso reinforcing fiber and the double-end hook-type macro reinforcing steel fiber was set to be an external division of the capacity of the matrix portion of the hydraulic material. The addition amounts of the macro reinforced steel fibers and meso reinforcing fibers described in Table 3 and below are also the same.

[(C−1)両端フック型マクロ補強鋼繊維の製造]
下記表2に示す形状の鋼繊維を、精密バネ加工用のコイリングマシンを調整して成型した。
〔マクロ補強鋼繊維の形状測定〕
鋼繊維の繊維径(φ)は、それぞれ任意に抜き取った鋼繊維の両端の合計20箇所の形状をマイクロスコープ(キーエンス社製:デジタルHFマイクロスコープVH−8000)で測定した値である。また、全長、第1フック部長さ、曲率半径、曲げ角度、曲げ高さなどの鋼繊維の形状はマイクロスコープの形状測定機能を用い、得られた画像の上に繊維の中心線を描きこれを元に測定した値を用いている。具体的には、鋼繊維の直線部については、直線部の始点と終点近傍で繊維の直径方向の中心点を求め、両点を結び中心線を引き、曲がり部については、直径方向に3点以上の中心点を求め、これを通る円を求めその円の半径を曲率半径とした。なお、lは先端から1つ目の曲がり部の中央までの距離とした。lは、先端から2つ目の曲がり部の中央の点と、反対側の端部の対称の点までの距離とした。表2には、それぞれ10本の測定結果の平均値を示した。
[(C-1) Production of hook-type macro-reinforced steel fibers at both ends]
Steel fibers having the shapes shown in Table 2 below were molded by adjusting a coiling machine for precision spring machining.
[Measurement of macro-reinforced steel fiber shape]
The fiber diameter (φ) of the steel fiber is a value obtained by measuring the shape of a total of 20 positions at both ends of the steel fiber arbitrarily extracted with a microscope (manufactured by Keyence Corporation: Digital HF microscope VH-8000). In addition, the shape of the steel fiber such as the total length, the length of the first hook part, the radius of curvature, the bending angle, and the bending height is drawn using the microscope shape measurement function and the center line of the fiber is drawn on the obtained image. The original measured value is used. Specifically, for the straight portion of the steel fiber, the center point in the diametric direction of the fiber is obtained in the vicinity of the start point and end point of the straight portion, and the center line is drawn by connecting the two points, and the bent portion has three points in the diametric direction. The center point described above was obtained, a circle passing through this was obtained, and the radius of the circle was defined as the radius of curvature. Here, l 1 is the distance from the tip to the center of the first bend. l 2 is the distance from the center of the second bent portion from the tip to the symmetrical point of the opposite end. Table 2 shows average values of 10 measurement results.

〔マクロ補強鋼繊維を形成する素線の引張強度測定〕
また、両端フック型鋼繊維を形成する素線の引張強度は以下の方法で測定した。
土木学会「コンクリート用鋼繊維品質規格(案)(JSCE−E101−2007)の付属書(規定)「鋼繊維の引張強度試験方法」に準じ、インストロン社製万能試験機モデル55R1125を用い、変位速度をクロスヘッド速度で0.2mm/minで引っ張って試験した。繊維を固定には平板用チャックを用い、繊維の全長30mmのうち、両端それぞれ12.5mmをチャックで掴み、鋼繊維の直線部分lの中央部分5mmに相当する箇所の強度を測定した。つかみ部分にすべりを生じたり、つかみ部分で早期に破断したりしたデータは除外し、新たに1回の試験を追加して、5本の試験結果の平均値を強度とした。平均値はAが2911MPa、Bが3110MPaであった。
[Measurement of tensile strength of wire forming macro-reinforced steel fiber]
Moreover, the tensile strength of the strand which forms a both ends hook type | mold steel fiber was measured with the following method.
Displacement using the universal testing machine model 55R1125 manufactured by Instron Co., Ltd. The speed was tested by pulling at a crosshead speed of 0.2 mm / min. Fibers with flat chuck for fixing, of the total length 30mm fibers, gripping the both ends 12.5mm chuck was measured intensity at the points corresponding to the central portion 5mm straight portion l 2 of the steel fibers. Data that caused slipping at the gripping part or early breakage at the gripping part was excluded, and one new test was added, and the average value of the five test results was taken as the strength. The average values were 2911 MPa for A and 3110 MPa for B.

(1.水硬性材料の調製)
前記表1に記載のセメント組成物について、まず、セメント、(C−3)ミクロ補強材および細骨材、それぞれの半量及びその他の添加剤をオムニミキサに入れ、空練30秒行い、水と混和剤を添加して60秒間低速(速度:150rpm)練り混ぜ、さらに残量のセメント、細骨材及び(C−3)ミクロ補強材を添加し、240秒間練り混ぜた後、かき落してさらに60秒間更に中速(速度:300rpm)で撹拌、混合した。
その後、(C−1)両端フック型のマクロ補強鋼繊維、(C−2)メゾ補強繊維を添加し、練り上がり量が5Lとなる量を計量し、オムニミキサ(チヨダマシナリー社製 OM−10E 容量10L)を用いてさらに240秒間、速度:300rpmにて練り混ぜた。
このようにして実施例の水硬性材料を調製した。
なお、下記表3中に記載のミクロ補強材の含有量(質量%)は、水硬性材料に含まれる結合材の合計量に対する質量割合を表したものである。ミクロ補強材を混入する場合は、同じ質量の骨材を減じた。また、両端フック型マクロ補強鋼繊維およびメゾ補強繊維の含有量は、これらの繊維の体積は僅かであるため、これを無視したときの水硬性材料に対する硬化体の体積割合(容量%)を表したものである。
(1. Preparation of hydraulic material)
Regarding the cement composition shown in Table 1, first, cement, (C-3) micro-reinforcement material and fine aggregate, half amounts of each and other additives were put into an omnimixer, kneaded for 30 seconds, and mixed with water. The agent was added and kneaded at a low speed (speed: 150 rpm) for 60 seconds, and the remaining amount of cement, fine aggregate and (C-3) micro-reinforcing material were added, kneaded for 240 seconds, then scraped off and further stirred for 60 The mixture was further stirred and mixed at a medium speed (speed: 300 rpm) for 2 seconds.
Then, (C-1) both ends hook type macro reinforced steel fiber and (C-2) meso reinforcing fiber are added, and the amount of kneading amount is 5L, omnimixer (OM-10E manufactured by Chiyoda Machinery Co., Ltd.) 10 L) and further kneaded for 240 seconds at a speed of 300 rpm.
In this way, the hydraulic material of the example was prepared.
In addition, content (mass%) of the micro reinforcement material described in following Table 3 represents the mass ratio with respect to the total amount of the binder contained in a hydraulic material. When micro-reinforcing material was mixed, aggregates with the same mass were reduced. In addition, the contents of the double-end hook-type macro-reinforced steel fiber and meso-reinforced fiber indicate the volume ratio (volume%) of the cured body to the hydraulic material when the volume of these fibers is negligible. It is a thing.

(2.水硬性材料硬化体の成形)
前記実施例1の水硬性材料(鋼繊維混入セメント組成物)を、引張試験用のダンベル型の試験体に投入した。圧縮強度用には直径5cm高さ10cmの鋼製モールドに投入した。
引張試験用には、試験体の上下に固定保持部があり、試験体の中央に厚さ3cm幅3cm長さ8cmの引張試験部を有している硬化体を作製した。固定保持部は、厚さ3cmで、幅6cm長さ8.5cmの部分と中央の引張試験部にかけて15/40の勾配でテーパー状になっており、急激な断面変化が無いようにしてあるものを使用した。
これを5〜7日放置して自然硬化させ、型枠から取り出し、昇温速度15℃/時間で昇温し、最高温度90℃を24時間保持し、15℃/時間で降温して成形体を得た。その後、試験材齢まで20℃60RH%の室内にて保管した。
(2. Molding of hardened hydraulic material)
The hydraulic material of Example 1 (steel fiber mixed cement composition) was put into a dumbbell-shaped test body for tensile testing. For compressive strength, it was put into a steel mold having a diameter of 5 cm and a height of 10 cm.
For the tensile test, a cured body having a fixed holding portion at the top and bottom of the test body and having a tensile test section having a thickness of 3 cm, a width of 3 cm, and a length of 8 cm at the center of the test body was prepared. The fixed holding part is tapered with a gradient of 15/40 from the part of thickness 3cm, width 6cm length 8.5cm and the tensile test part in the center, so that there is no sudden change in cross section It was used.
This is left to stand for 5 to 7 days to be naturally cured, taken out from the mold, heated at a rate of temperature increase of 15 ° C./hour, maintained at a maximum temperature of 90 ° C. for 24 hours, and cooled at 15 ° C./hour to form a molded product. Got. Then, it stored in the room | chamber interior of 20 degreeC60RH% until test material age.

(3.水硬性材料硬化体の圧縮強度試験)
材齢14日に、得られた水硬性材料硬化体(セメント硬化体)の圧縮強度をJIS A 1108(2006年)に準じて測定した。
(4.水硬性材料硬化体の引張強度試験)
材齢14日に、ダンベル型試験体を治具で固定し、高精度万能試験装置(オートグラフAG−250kN:島津製作所製)で引張荷重を測定した。引張荷重を断面積(30mm×30mm)で除して引張応力度を求め、その最大値を引張強度とした。変位計は、試験体の中央部の引張試験部80mmの位置の変位を測ることができるように治具を介して取り付け、試験時の変位を標点間距離80mmで除して引張ひずみを求めた。
表3に記載における評価項目の詳細は以下の通りである。
「引張強度」は、上記引張強度の測定値の最大値(Ft)である。
「引張ひずみ」は、前記引張強度における最大値(Ft)が得られたときの引張ひずみを表す。
「引張り歪み1%時の耐力」は、絶対値ともに、引張強度最大値(Ft)に対する、引張歪み1%時の耐力Ft1%の比率を示す。この値がFtの2/3以上である場合をAランク、2/3未満である場合を実用上問題があるデータとしてBランクとした。

「引張り歪み2%時の耐力」は、絶対値ともに、引張強度最大値(Ft)に対する、引張歪み2%時の耐力Ft2%の比率を示す。この値がFtの1/3以上である場合をAランク、1/3未満である場合を実用上問題があるデータとしてBランクとした。
(3. Compressive strength test of hardened hydraulic material)
On the 14th day of age, the compressive strength of the obtained cured hydraulic material (cured cement) was measured according to JIS A 1108 (2006).
(4. Tensile strength test of hardened hydraulic material)
On the 14th day of age, the dumbbell-shaped specimen was fixed with a jig, and the tensile load was measured with a high-precision universal testing device (Autograph AG-250kN: manufactured by Shimadzu Corporation). The tensile load was obtained by dividing the tensile load by the cross-sectional area (30 mm × 30 mm), and the maximum value was taken as the tensile strength. The displacement meter is attached via a jig so that the displacement at the position of the tensile test part 80 mm in the center of the test body can be measured, and the tensile strain is obtained by dividing the displacement during the test by the distance between the gauge points of 80 mm. It was.
Details of the evaluation items in Table 3 are as follows.
“Tensile strength” is the maximum value (Ft) of the measured values of the tensile strength.
“Tensile strain” represents the tensile strain when the maximum value (Ft) in the tensile strength is obtained.
“Yield strength at 1% tensile strain” indicates the ratio of 1% yield strength at 1% tensile strain to the maximum tensile strength (Ft) for both absolute values. A case where this value is 2/3 or more of Ft is ranked as A rank, and a case where it is less than 2/3 is regarded as data having practical problems.

“Yield strength when tensile strain is 2%” indicates the ratio of yield strength Ft 2% when tensile strain is 2% to the maximum tensile strength value (Ft) for both absolute values. The case where this value was 1/3 or more of Ft was ranked as A rank, and the case where it was less than 1/3 was regarded as B rank as practically problematic data.

上記結果より、本発明の水硬性材料は、圧縮強度、曲げ強度、引張強度が高いだけではなく、引張試験において引張歪みが進行する過程での耐力の低下が比較例と比べて極端に小さく、伸び性能に優れた靭性の高い材料であることがわかる。
一方で、力学性能ばかりではなく、実施例6で得られた水硬性材料硬化体を以下の試験により評価した。
From the above results, the hydraulic material of the present invention not only has high compressive strength, flexural strength, and tensile strength, but also the decrease in yield strength in the process of tensile strain in the tensile test is extremely small compared to the comparative example, It can be seen that this is a highly tough material with excellent elongation performance.
On the other hand, not only the mechanical performance but also the cured hydraulic material obtained in Example 6 was evaluated by the following test.

(耐火試験)
実施例5と、実施例6に対して、メゾ補強繊維であるポリプロピレン繊維を混入していない点だけ異なる比較例6について耐火試験を実施した。
耐火試験は、上記水硬性材料の硬化体として、直径15cm、高さ30cmの円柱供試体として、直径に対して垂直方向中心部に直径13mmの異形鉄筋を配した円柱試験体により行った。試験体は打設後、室内に静置し、所定の材齢(26週)が経過した後、加熱試験を行った。試験時には、JASS 5N T−602に準じた試験方法で乾燥質量を測定し、試験時の含水率を求めた。
試験は、試験体を耐火試験用の加熱炉の中央に設置し、ISO834(旧建設省告示2999号)に定められた標準加熱温度曲線T=345log(8t+1)+20(t:時間(分))に沿って、60分間加熱を継続し、破壊の状況を確認した。
供試体の加熱前の重量および所定時間加熱後の重量を測定し、加熱による重量減少率で爆裂の程度を評価した。即ち、爆裂しやすいコンクリートは、爆裂により供試体の表面からコンクリートが飛散して失われるため、加熱前後の重量減少率が大きいと言える。
(Fire resistance test)
A fire resistance test was conducted on Comparative Example 6 which differs from Example 5 and Example 6 only in that polypropylene fibers which are meso reinforcing fibers were not mixed.
The fire resistance test was carried out by using a cylindrical specimen having a deformed reinforcing bar having a diameter of 13 mm at the center in the direction perpendicular to the diameter as a cylindrical specimen having a diameter of 15 cm and a height of 30 cm as a cured body of the hydraulic material. After placing the test body, it was allowed to stand indoors, and after a predetermined age (26 weeks) had elapsed, a heating test was performed. At the time of the test, the dry mass was measured by a test method according to JASS 5N T-602, and the water content during the test was determined.
In the test, the test body was installed in the center of the heating furnace for the fire resistance test, and the standard heating temperature curve T = 345 log (8t + 1) +20 (t: time (min)) defined in ISO834 (former Ministry of Construction Notification No. 2999) Then, heating was continued for 60 minutes to confirm the state of destruction.
The weight of the specimen before heating and the weight after heating for a predetermined time were measured, and the degree of explosion was evaluated by the weight reduction rate due to heating. That is, concrete that is easy to explode can be said to have a large weight reduction rate before and after heating because the concrete is scattered and lost from the surface of the specimen due to the explosion.

重量減少率は下式で表す。
供試体の重量減少率(%)=
[〔加熱前の重量(g)−加熱後の重量(g)〕/加熱前の重量(g)]
下記表4に耐火試験の結果を併記する。1種類につき2本の供試体の試験を行い、2本の供試体の重量減少率の平均値を試験結果とした。なお、加熱時に水分が逸散するため、全く爆裂しない試験体においても、調整した配合によって値は異なるが6質量%〜8質量%程度の重量減少率となる。また、重量減少率と同時に、供試体の中心から45°ごとに、上端から25mmの位置、そこから下方に50mmごとに爆裂深さをノギスで測定した。爆裂すると元の試験体面がわからなくなるため、外径200mmの透明円筒を置いて、これに対して垂直方向の深さを測定することで各位置の爆裂深さを測定し、48点の測定値の平均値を平均爆裂深さとした。外観から爆裂が生じていないものは、爆裂深さは0とした。
その結果、重量減少率ならびに平均爆裂深さは、表4に示す通りであり、実施例5の硬化体は優れた耐爆裂性を有することが確認された。
The weight reduction rate is expressed by the following formula.
Specimen weight reduction rate (%) =
[[Weight before heating (g) −Weight after heating (g)] / Weight before heating (g)]
Table 4 below shows the results of the fire resistance test. Two specimens were tested for one type, and the average value of the weight reduction rates of the two specimens was taken as the test result. It should be noted that, since moisture is dissipated during heating, even in a specimen that does not explode at all, the weight reduction rate is about 6% by mass to 8% by mass although the value varies depending on the adjusted composition. At the same time as the weight reduction rate, the explosion depth was measured with a caliper every 45 ° from the center of the specimen, at a position 25 mm from the upper end, and downward 50 mm from there. Since the original specimen surface is not known when it is blasted, place a transparent cylinder with an outer diameter of 200 mm and measure the depth in the direction perpendicular to it to measure the blast depth at each position. Was the average explosion depth. In the case where no explosion occurred from the appearance, the explosion depth was zero.
As a result, the weight loss rate and the average explosion depth are as shown in Table 4, and it was confirmed that the cured product of Example 5 had excellent explosion resistance.

10 両端フック型鋼繊維
12 直線部
14A、14B 第1フック部
16A、16B 第2フック部
10 Both-end hook type steel fiber 12 Straight line part 14A, 14B First hook part 16A, 16B Second hook part

Claims (8)

結合材、骨材、直線部と前記直線部の両端部から該直線部と角度を持つように折り曲げられた第1フック部と前記第1フック部の端部を互いに離れる方向へ折曲げて前記直線部と平行とした第2フック部とを有するマクロ補強鋼繊維、有機繊維及び無機繊維から選択される1種以上のメゾ補強繊維、及びワラストナイト及びマイカから選ばれるミクロ補強材を含有する水硬性材料。   The binding material, the aggregate, the straight portion, and the first hook portion bent at an angle with the straight portion from both ends of the straight portion and the end portion of the first hook portion are bent in a direction away from each other. A macro reinforcing steel fiber having a second hook portion parallel to the straight portion, one or more meso reinforcing fibers selected from organic fibers and inorganic fibers, and a micro reinforcing material selected from wollastonite and mica Hydraulic material. 前記マクロ補強鋼繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記メゾ補強繊維を0.5容量%〜3.0容量%、前記ミクロ補強材を結合材の総含有量に対し1質量%〜20質量%含有する請求項1に記載の水硬性材料。   0.5% to 3.0% by volume of the macro reinforcing steel fiber, 0.5% to 3.0% by volume of the meso reinforcing fiber, and 1% of the micro reinforcing material with respect to the total content of the binder. The hydraulic material according to claim 1, wherein the hydraulic material is contained in an amount of from 20 to 20% by mass. 前記メゾ補強繊維が、180℃以上の温度で、溶融するか又は50%以上減容する有機繊維を含む請求項1又は請求項2に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to claim 1 or 2, wherein the meso reinforcing fiber includes an organic fiber that melts or reduces volume by 50% or more at a temperature of 180 ° C or higher. 前記メゾ補強繊維が、直径5μm以上300μm以下であり、長さ1mm以上20mm以下の金属繊維又は炭素繊維を含む請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the meso reinforcing fibers include metal fibers or carbon fibers having a diameter of 5 µm to 300 µm and a length of 1 mm to 20 mm. 前記マクロ補強鋼繊維を構成する鋼繊維の強度が2000MPa〜5000MPaの範囲である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to any one of claims 1 to 4, wherein the strength of the steel fibers constituting the macro-reinforced steel fibers is in a range of 2000 MPa to 5000 MPa. 前記マクロ補強鋼繊維を構成する鋼繊維の全長が5mm〜50mmであり、該鋼繊維の平均径が50μm〜600μmである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to any one of claims 1 to 5, wherein a total length of steel fibers constituting the macro-reinforced steel fibers is 5 mm to 50 mm, and an average diameter of the steel fibers is 50 µm to 600 µm. 水/結合材比が10質量%以上30質量%以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to any one of claims 1 to 6, wherein the water / binder ratio is 10% by mass or more and 30% by mass or less. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の水硬性材料を硬化して得られた、引張強度の最大値が10N/mm以上であり、引張1%変形時の引張耐力が引張強度の最大値の3分の2以上であり、且つ、引張2%変形時の引張耐力が引張強度の最大値の3分の1以上である水硬性材料硬化体。 The maximum tensile strength obtained by curing the hydraulic material according to any one of claims 1 to 7 is 10 N / mm 2 or more, and the tensile strength at 1% deformation is tensile. A hydraulic material cured body that is at least two-thirds of the maximum value of strength and has a tensile strength at 2% tensile deformation of at least one-third of the maximum value of tensile strength.
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