JP2017171567A - Fiber for preventing high strength cement cured body explosive fracture and high strength cement cured body containing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber for preventing high strength cement cured body explosive fracture capable of effectively preventing explosive fracture of a high strength cement cured body at fire, and the high strength cement cured body containing the same.SOLUTION: There is provided a fiber for preventing high strength cement cured body explosive fracture used for explosive fracture prevention of a high strength cement cured body, which has compressive strength of 80 N/mmor more, preferably 100 N/mmor more, especially preferably 130 N/mmor more, is constituted by a polypropylene resin and has single fiber strength of 4.0 cN/dtex or more, preferably 4.5 cN/dtex or more, especially preferably 5.2 cN/dtex or more. There is provided a high strength cement cured body containing the fiber for preventing high strength cement cured body explosive fracture of 0.01 to 1.0 Vol%, preferably 0.03 to 0.8 vol%, and further preferably 0.03 to 0.8 Vol% to the cement cured body, and having compressive strength of 80 N/mmor more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維及びそれを含む高強度セメント硬化体に関する。   The present invention relates to a fiber for preventing explosion of a high-strength cement cured body and a high-strength cement cured body including the same.

高層マンションや各種トンネル、橋梁といった、大型の建造物において、その構造を支える部材として、コンクリートやモルタルを始めとするセメント硬化体(水硬性材料とも称される)が使用されている。セメント硬化体を構造材料として用いている大型建造物の代表として高層マンションが挙げられる。高層マンションでは、更なる高層化が求められているだけでなく、建物内部の空間を広げたり、空間設計の自由度を高めたりすることを目的として構造部材の断面積を小さくすることが求められていることから、セメント硬化体のさらなる高強度化が課題として挙げられている。   In large buildings such as high-rise condominiums, various tunnels, and bridges, hardened cement (also called hydraulic materials) such as concrete and mortar is used as a member to support the structure. High-rise apartments can be cited as representatives of large buildings that use hardened cement as a structural material. High-rise apartments are not only required to have higher floors, but also to reduce the cross-sectional area of structural members in order to increase the space inside the building and increase the degree of freedom in space design. Therefore, further strengthening of the hardened cement body has been cited as a problem.

各種セメント硬化体を得るには、普通ポルトランドセメントや早強セメント等の各種セメントに対し、砂利や砂といった骨材や、フライアッシュや珪石粉、シリカフュームといった混和材料、合成繊維や鋼繊維といった繊維、各種添加剤(減水剤など)を加えてセメント組成物とし、これに水を適量加えて練ることでセメントスラリーにする。このとき、セメントスラリー内部ではセメントと水の水和反応が開始し、水和反応が進むことでセメントスラリーが徐々に硬化し、セメント硬化体となる。一般的に、セメント組成物を練る際の水の量を減らすことで、その密度が上昇し、より高強度のセメント硬化体となることが知られている。一方でセメント硬化体の密度を高め、より密な組織にすることで爆裂現象が発生しやすくなることが知られている。   In order to obtain various cement hardened bodies, various cements such as ordinary Portland cement and early strong cement, aggregates such as gravel and sand, admixtures such as fly ash, silica stone powder, silica fume, fibers such as synthetic fibers and steel fibers, Various additives (such as a water reducing agent) are added to obtain a cement composition, and an appropriate amount of water is added to the resulting mixture to knead to obtain a cement slurry. At this time, the hydration reaction of the cement and water starts inside the cement slurry, and the cement slurry gradually hardens as the hydration reaction proceeds to form a hardened cement body. In general, it is known that by reducing the amount of water when kneading a cement composition, its density increases and a hardened cement body with higher strength is obtained. On the other hand, it is known that the explosion phenomenon is likely to occur by increasing the density of the hardened cement body and forming a denser structure.

爆裂現象とは、セメント硬化体を用いた建造物において火災が起きると発生しうる現象である。火災が発生すると、建物の内部は400℃以上、場合によっては建物の内部は800〜1200℃になるが、セメント硬化体がこのような高温環境下にさらされることで、セメント硬化体の内部に残存している空気や残存していた水分が気化・膨張することで内部の圧力が増加する。加えてセメント硬化体の表面と内部の熱膨張量の違いなどにより、歪みが発生し、蓄積する。セメント硬化体内部の圧力上昇、歪みの増加が続き、セメント硬化体が耐えられなくなったところで、表面に亀裂が発生し、鱗状のセメント片が次々と剥離することで爆裂現象が発生する。爆裂が進行することで、セメント硬化体の強度は急激に低下し、最悪の場合、建造物全体の崩壊の原因となる。火災の際に発生した水蒸気や膨張した気体の逃げ道がないことが原因で爆裂現象が発生すると考えられることから、爆裂現象は特にセメント組成物と水を混ぜてセメントスラリーとする際、水と反応するセメント、シリカ等の結合材の配合量を多くして圧縮強度を高めた高強度セメント硬化体において発生しやすくなると考えられている。   The explosion phenomenon is a phenomenon that can occur when a fire occurs in a building using a hardened cement body. When a fire breaks out, the inside of the building is 400 ° C. or higher, and in some cases the inside of the building is 800 to 1200 ° C. When the hardened cement body is exposed to such a high temperature environment, The internal pressure increases as the remaining air and the remaining water vaporize and expand. In addition, distortion occurs and accumulates due to differences in the amount of thermal expansion between the surface and the inside of the hardened cement body. When the pressure inside the hardened cement body increases and the strain continues to increase and the hardened cement body can no longer withstand, cracks occur on the surface, and scaly cement pieces peel off one after another, causing an explosion phenomenon. As the explosion progresses, the strength of the hardened cement body rapidly decreases, and in the worst case, it causes collapse of the entire building. Explosion phenomenon is thought to occur because there is no escape route of water vapor or expanded gas generated in the event of a fire, so the explosion phenomenon reacts with water especially when mixing cement composition and water to make cement slurry. It is considered that it is likely to occur in a hardened high-strength cement that has increased compressive strength by increasing the amount of binder such as cement and silica.

セメント硬化体の爆裂を防止するため、セメント硬化体に繊維を混入させ、火災時に空隙を形成することが提案されている。例えば、特許文献1には、融解エネルギーが150mJ/mg以下、分解終了温度が460℃以下のコンクリート爆裂防止用ポリオレフィン系繊維が記載されている。特許文献2には、アルカリ可溶樹脂成分を含有してなるコンクリート爆裂防止用繊維が記載されている。特許文献3及び4には、ポリアセタール樹脂を含むポリアセタール繊維を用いてセメント成形体の爆裂を防止することが提案されている。特許文献5には、ポリプロピレンやポリビニルアルコールで構成された有機繊維及び鋼繊維、ステンレスなどの無機繊維をコンクリートに含有させて耐爆裂性を付与することが記載されている。特許文献6には、モルタル組成物にポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維等の有機繊維を含ませることで耐火性能を向上させることが記載されている。   In order to prevent explosion of the hardened cement body, it has been proposed that fibers are mixed into the hardened cement body to form a void during a fire. For example, Patent Document 1 describes a polyolefin explosion-proof polyolefin fiber having a melting energy of 150 mJ / mg or less and a decomposition end temperature of 460 ° C. or less. Patent Document 2 describes a fiber for preventing concrete explosion comprising an alkali-soluble resin component. Patent Documents 3 and 4 propose to prevent explosion of the cement molded body using polyacetal fibers containing a polyacetal resin. Patent Document 5 describes that concrete is made to contain organic fibers made of polypropylene or polyvinyl alcohol, and inorganic fibers such as steel fibers and stainless steel to impart explosion resistance. Patent Document 6 describes that fire resistance is improved by including organic fibers such as polypropylene fiber, polyethylene fiber, and vinylon fiber in the mortar composition.

特開2002−160950号公報JP 2002-160950 A 特開2003−112954号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-112954 特開2003−160366号公報JP 2003-160366 A 特開2004−323330号公報JP 2004-323330 A 特開2003−306366号公報JP 2003-306366 A 特開2011−42534号公報JP 2011-42534 A

特許文献1〜6に記載の繊維を用いても、火災時の高強度セメント硬化体の爆裂を防止するには不十分となる可能性が指摘されている。特に、圧縮強度が80N/mm2以上の高強度セメント硬化体において、セメント硬化体の圧縮強度を更に高めつつ、爆裂現象の発生を抑える効果をより高めた爆裂防止用繊維の開発が求められている。 Even if it uses the fiber of patent documents 1-6, possibility that it will become inadequate to prevent the explosion of the high-strength cement hardening body at the time of a fire is pointed out. In particular, for high-strength cement hardened bodies with a compressive strength of 80 N / mm 2 or more, there is a need for the development of explosion-preventing fibers that further enhance the compressive strength of the hardened cement bodies and further suppress the occurrence of explosion phenomena. Yes.

本発明は、前記従来の問題を解決するため、火災時の高強度セメント硬化体の爆裂を効果的に防止することができる高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維及びそれを含む高強度セメント硬化体を提供する。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a fiber for preventing explosion of a high-strength cement cured body and a high-strength cement cured body including the same, capable of effectively preventing explosion of the high-strength cement cured body during a fire. I will provide a.

本発明は、圧縮強度が80N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いる高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維であって、前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、ポリプロピレン系樹脂で構成されており、単繊維強度が4.0cN/dtex以上であることを特徴とする高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維に関する。 The present invention is a high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber used for preventing explosion of a high-strength cement hardened body having a compressive strength of 80 N / mm 2 or more. The present invention relates to a fiber for preventing explosion of a high-strength cement hardened body, which is made of resin and has a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、単繊維繊度が0.3〜20dtexであることが好ましい。また、繊維長が1〜25mmであることが好ましい。また、単繊維伸度が5〜80%であることが好ましい。   The high strength cement hardened body explosion preventing fiber preferably has a single fiber fineness of 0.3 to 20 dtex. The fiber length is preferably 1 to 25 mm. The single fiber elongation is preferably 5 to 80%.

本発明は、また、前記の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維をセメント硬化体に対して0.01〜1.0Vol%含み、圧縮強度が80N/mm2以上であることを特徴とする高強度セメント硬化体に関する。 The present invention also includes the high-strength cement hardened body explosion preventing fiber in an amount of 0.01 to 1.0 Vol% with respect to the hardened cement body, and a compressive strength of 80 N / mm 2 or more. It relates to a hardened cement paste.

前記高強度セメント硬化体は、800℃で2時間加熱した後に質量減少率が23質量%以下であることが好ましい。   The high-strength cement hardened body preferably has a mass reduction rate of 23% by mass or less after being heated at 800 ° C. for 2 hours.

本発明は、火災時に、高強度セメント硬化体の爆裂を有効に防止することができる高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維及びそれを含む高強度セメント硬化体を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a high-strength cement hardened body explosion-proof fiber that can effectively prevent explosion of a high-strength cement hardened body and a high-strength cement hardened body including the same.

図1は耐火試験で用いる目視による評価基準の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of visual evaluation criteria used in a fire resistance test. 図2は実施例1〜4及び比較例1〜4におけるセメント硬化体ブロックの耐火試験の結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of the fire resistance test of the hardened cement block in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4. 図3は実施例5〜10及び比較例5におけるセメント硬化体ブロックの耐火試験の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of fire resistance tests of the hardened cement block in Examples 5 to 10 and Comparative Example 5. 図4Aは、セメント硬化体の加熱試験において、温度計を設置する箇所のセメント硬化体の側面部の表面からの距離を示す模式的説明図であり、図4Bは、セメント硬化体の加熱試験において、温度計を設置する箇所のセメント硬化体の上面部からの距離を示す模式的説明図である。FIG. 4A is a schematic explanatory view showing the distance from the surface of the side surface portion of the cement cured body where the thermometer is installed in the heating test of the cement cured body, and FIG. 4B is in the heating test of the cement cured body. It is a typical explanatory view showing the distance from the upper surface part of the cement hardening object of the part which installs a thermometer. 図5は、セメント硬化体の加熱試験におけるセメント硬化体の内部温度を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the internal temperature of the hardened cement body in the heating test of the hardened cement body.

本発明の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、圧縮強度が80N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いる。好ましくは圧縮強度が100N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いることができ、より好ましくは圧縮強度が120N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いることができ、特に好ましくは圧縮強度が130N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いることができ、最も好ましくは圧縮強度が140N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いることができる。 The high strength cement hardened body explosion preventing fiber of the present invention is used for preventing explosion of a high strength cement hardened body having a compressive strength of 80 N / mm 2 or more. Preferably, it can be used for preventing explosion of a high strength cement cured body having a compressive strength of 100 N / mm 2 or more, and more preferably, it can be used for preventing explosion of a high strength cement cured body having a compressive strength of 120 N / mm 2 or more. Particularly preferably, it can be used for preventing explosion of a hardened high strength cement having a compressive strength of 130 N / mm 2 or more, and most preferably used for preventing explosion of a hardened high strength cement having a compressive strength of 140 N / mm 2 or more. Can do.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、ポリプロピレン系樹脂で構成されている。ポリプロピレン系樹脂は、特に限定されず、プロピレンの単独重合体であってもよく、プロピレンとその他の炭素数2〜20程度のα−オレフィンとの共重合体であってもよい。その他の炭素数2〜20程度のα−オレフィンとしては、例えばエチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。プロピレン共重合体において、プロピレンの含有量は90mol%以上であることが好ましく、より好ましくは95mol%以上、さらに好ましくは98mol%以上である。立体規則性の点で高強度繊維が得られるということから、アイソタクチックペンタッド分率(IPF:モル%)が、好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは94%以上のポリプロピレン系樹脂を用いることができる。なおIPFは、n−ヘプタン不溶分成分について「マクロモレキュラーズ」(Macromoleculer,Vol.6,925(1973)及びMacromoleculer,Vol.8,687(1975))に準じて測定するとよい。   The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber is made of polypropylene resin. The polypropylene resin is not particularly limited, and may be a propylene homopolymer or a copolymer of propylene and another α-olefin having about 2 to 20 carbon atoms. Examples of other α-olefins having about 2 to 20 carbon atoms include ethylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene and the like can be mentioned. In the propylene copolymer, the propylene content is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, and further preferably 98 mol% or more. Since high-strength fibers can be obtained in terms of stereoregularity, the isotactic pentad fraction (IPF: mol%) is preferably 90% or more, more preferably 93% or more, and still more preferably 94% or more. Polypropylene resin can be used. In addition, IPF is good to measure according to "macromolecules, Vol.6,925 (1973) and Macromolecules, Vol.8,687 (1975)" about an n-heptane insoluble component.

前記ポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されないが、Q値(Mw/Mn)が6未満であると、未延伸状態の繊維を延伸する延伸工程において、高い延伸倍率で延伸できるため高強度の繊維が得られやすく、かつ高い延伸倍率で延伸しても糸切れ等が発生しにくいため好ましい。より好ましいQ値は、5未満であり、さらに好ましくは4未満である。   Although it does not specifically limit as said polypropylene resin, In the extending process which extends | stretches the fiber of an unstretched state when Q value (Mw / Mn) is less than 6, since it can be extended | stretched by a high draw ratio, a high intensity | strength fiber is obtained. It is preferable because it is easy to obtain and yarn breakage or the like hardly occurs even when drawn at a high draw ratio. The Q value is more preferably less than 5, and still more preferably less than 4.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、単繊維強度が、4.0cN/dtex以上であり、好ましくは4.5cN/dtex以上であり、より好ましくは4.8cN/dtex以上であり、さらに好ましくは5.2cN/dtex以上であり、最も好ましくは6.0cN/dtex以上である。単繊維強度の上限は、20cN/dtex以下であることが好ましく、より好ましくは15cN/dtex以下であり、さらに好ましくは12cN/dtex以下であり、さらにより好ましくは10cN/dtex以下である。単繊維強度がかかる範囲であると、セメント硬化体の圧縮強度や曲げ強度が向上し、火災時に、高強度セメント硬化体の爆裂を効果的に防止することができる。また、セメントなどとの攪拌時にファイバーボール(ダマ)が形成されにくい。本発明において、繊維の単繊維強度は、JIS L 1015に準じて測定する。   The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber has a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, preferably 4.5 cN / dtex or more, more preferably 4.8 cN / dtex or more, Preferably it is 5.2 cN / dtex or more, and most preferably 6.0 cN / dtex or more. The upper limit of the single fiber strength is preferably 20 cN / dtex or less, more preferably 15 cN / dtex or less, still more preferably 12 cN / dtex or less, and even more preferably 10 cN / dtex or less. When the single fiber strength is within such a range, the compressive strength and bending strength of the hardened cement body are improved, and explosion of the high strength hardened cement body can be effectively prevented during a fire. In addition, fiber balls (dama) are not easily formed during stirring with cement or the like. In the present invention, the single fiber strength of the fiber is measured according to JIS L 1015.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維の伸度は特に限定されず、単繊維伸度が5〜80%であればよいが、10〜60%であることが好ましく、15〜45%であることがより好ましく、15〜40%であることが特に好ましく、18〜38%であることが最も好ましい。単繊維伸度がかかる範囲であると、セメント硬化体の衝撃強度が向上するとともに、セメント硬化体にクラックが発生しにくい。それゆえ、火災時に、高強度セメント硬化体の爆裂を効果的に防止することができる。本発明において、繊維の単繊維伸度は、JIS L 1015に準じて測定する。   The elongation of the high strength cement hardened body explosion preventing fiber is not particularly limited, and the single fiber elongation may be 5 to 80%, preferably 10 to 60%, and preferably 15 to 45%. It is more preferable that it is 15 to 40%, and it is most preferable that it is 18 to 38%. When the single fiber elongation is within the range, the impact strength of the hardened cement body is improved and cracks are hardly generated in the hardened cement body. Therefore, the explosion of the high-strength cement hardened body can be effectively prevented during a fire. In the present invention, the single fiber elongation of the fiber is measured according to JIS L 1015.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維の繊度は特に限定されず、単繊維繊度が0.3〜20dtexであればよいが、0.5〜10dtexであることが好ましく、より好ましくは、0.8〜5dtexであり、特に好ましくは1〜3.5dtexであり、最も好ましくは1〜2.8dtexである。繊度がかかる範囲であると、セメント硬化体に対し、同じ割合で高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を添加したときに、繊度が大きい繊維を用いた場合と比較して、添加される繊維の本数が増えるため、セメント硬化体内部に繊維がより密に張り巡らされているような状態になると推測される。これにより火災時に、密に張り巡らされていたポリプロピレン繊維のネットワークが、ポリプロピレンが熱分解することで消失し、微小な空隙が密に張り巡らせたような状態となる。このようになることで膨張した空気や水蒸気が密に張り巡らされている空隙から排出されやすくなり、内圧が上昇にくくなることで高強度セメント硬化体の爆裂を防止する効果が高まると考えられる。単繊維繊度が0.3dtex未満であると、繊維をセメントスラリーに投入した際、均一に混ざりにくくファイバーボール発生の原因になりやすい。単繊維繊度が20dtexよりも大きくなると、セメント硬化体内部に存在する繊維の本数が少なくなるため、火災時に形成される空隙部分が少なくなり、膨張した気体や水蒸気が排出されにくくなることが推測され、爆裂を防ぐ効果が低下するおそれがある。   The fineness of the high-strength cement hardened body explosion preventing fiber is not particularly limited, and the single fiber fineness may be 0.3 to 20 dtex, preferably 0.5 to 10 dtex, and more preferably 8 to 5 dtex, particularly preferably 1 to 3.5 dtex, and most preferably 1 to 2.8 dtex. When the fineness is within such a range, when the high-strength cement hardened body explosion prevention fiber is added to the cement hardened body at the same ratio, compared to the case of using a fiber having a large fineness, Since the number increases, it is presumed that the fibers are more densely stretched inside the hardened cement body. As a result, in the event of a fire, the polypropylene fiber network that has been tightly stretched disappears due to the thermal decomposition of the polypropylene, resulting in a state in which minute voids are tightly stretched. In this way, it is considered that the expanded air and water vapor are easily discharged from the space where the air is tightly stretched, and the internal pressure is less likely to increase, so that the effect of preventing explosion of the high-strength cement hardened body is enhanced. When the single fiber fineness is less than 0.3 dtex, it is difficult to mix evenly when the fibers are put into the cement slurry, which is likely to cause fiber balls. If the single fiber fineness is larger than 20 dtex, the number of fibers existing inside the hardened cement body is reduced, so that there are fewer voids formed at the time of fire, and it is assumed that expanded gas and water vapor are less likely to be discharged. The effect of preventing explosion may be reduced.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維の繊維長は特に限定されず、繊維長が1〜25mmであればよいが、繊維長が2〜20mmであることが好ましく、より好ましくは3〜15mmであり、特に好ましくは3〜10mmであり、4〜8mmであると最も好ましい。繊維長がかかる範囲であると、セメント硬化体に対し、同じ割合で高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を添加したときに、繊維長が長い繊維を用いた場合と比較して、添加される繊維の本数が増えるため、セメント硬化体内部に繊維がより密に張り巡らされているような状態になり、上述した細繊度の繊維を用いた場合と同様に、高強度セメント硬化体の爆裂を防止する効果が高まると考えられる。細く短い繊維ほど、火災時に、高強度セメント硬化体の爆裂を防止する効果が高まる。   The fiber length of the high-strength cement hardened body explosion preventing fiber is not particularly limited, and may be 1 to 25 mm. The fiber length is preferably 2 to 20 mm, more preferably 3 to 15 mm. Yes, particularly preferably 3 to 10 mm, and most preferably 4 to 8 mm. When the fiber length is in such a range, when high-strength cement hardened body explosion-preventing fibers are added in the same proportion to the hardened cement, it is added compared to the case of using fibers with a long fiber length. As the number of fibers increases, the fibers are more densely laid inside the hardened cementitious body, and as with the above-mentioned fineness fibers, the high-strength cemented hardened body is explode. It is thought that the effect to prevent increases. The thinner and shorter the fibers, the more effective the prevention of explosion of the high-strength cement hardened body during a fire.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、単繊維強度、単繊維伸度、単繊維繊度及び繊維長が上述した範囲内において、単繊維強度がより強く、単繊維伸度がより小さく、単繊維繊度がより細く、繊維長がより短いほど、火災時に、高強度セメント硬化体の爆裂を防止する効果が高くなる。   The high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber has a single fiber strength, a single fiber elongation, a single fiber fineness, and a fiber length within the above-mentioned ranges. The finer the fiber fineness and the shorter the fiber length, the higher the effect of preventing the high-strength cement hardened body from exploding during a fire.

圧縮強度が80N/mm2以上である高強度セメント硬化体、特に圧縮強度が120N/mm2以上や140N/mm2以上のセメント硬化体において、爆裂防止効果の面で、添加する繊維がより細繊度、より高強度即ち低伸度であって、より繊維長が短い方が好ましい理由は以下のように推測される。 High strength cured cement compressive strength is 80 N / mm 2 or more, in particular compressive strength 120 N / mm 2 or more and 140 N / mm 2 or more cured cement, in terms of explosion prevention effect, the fibers to be added is more fine The reason why the fineness, the higher strength, that is, the low elongation, and the shorter fiber length are preferable is presumed as follows.

セメント硬化体の爆裂現象は、火災によってセメント硬化体内部に発生する内圧の上昇や、熱膨張の違いによって発生する歪みに対し、セメント硬化体が耐えきれなくなったときに、亀裂が発生、伝播し、鱗状の小片として剥離することで生じる。従って、内圧の上昇や歪みに耐えられるセメント硬化体、即ち曲げ強度や圧縮強度といった機械的強度の高いセメント硬化体であれば、爆裂はある程度防止できると考えられる。そこで、添加する繊維も単繊維強度が高い(言い換えるならば伸度が低い)の繊維の方が好ましい。繊維の単繊維強度が高いことで、発生した微小亀裂の進行に対し、切断したり伸びたりする(即ち亀裂の幅が広がる)ことなく抵抗し、亀裂の伝播を押さえることができると考えられるためである。   The explosive phenomenon of a hardened cement body is a crack that occurs and propagates when the hardened cement body cannot withstand the increase in internal pressure generated by the fire or the distortion caused by the difference in thermal expansion. It occurs by peeling off as scale-like pieces. Therefore, it is considered that explosion can be prevented to some extent if it is a hardened cement body that can withstand the increase in internal pressure and strain, that is, a hardened cement body with high mechanical strength such as bending strength and compressive strength. Therefore, the fiber to be added is preferably a fiber having high single fiber strength (in other words, low elongation). Because the single fiber strength of the fiber is high, it is considered that it can resist the progress of the microcrack that has occurred without cutting or extending (that is, expanding the width of the crack) and suppressing the propagation of the crack. It is.

そして、高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、細繊度であることが好ましい。セメント硬化体に対し、同じ体積%(Vol%)或いは同じ質量%にするなどして、高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を一定の添加量で混合して得られたセメント硬化体を比較すると、同じ熱可塑性樹脂からなる繊維であれば、より細繊度の繊維を混合したときのほうが、混合される繊維の本数が多くなり、セメント硬化体内部に添加した繊維が密に張り巡らされているような状態になると推測される。その結果、火災の際に、これらの繊維が熱分解すると、密に張り巡らされていた繊維のネットワークが、微小な空隙が密に張り巡らせたような状態となり、膨張した空気や水蒸気をセメント硬化体の外部に排出しやすくなると考えられる。また、繊度の大きい繊維を添加した場合、繊維が熱分解することでセメント硬化体内部に大きな空隙が発生し、セメント硬化体の強度が低下しやすくなると推測されるが、繊度の小さい繊維を添加した場合、形成される空隙の直径が小さいため、繊維が熱分解して繊維の部分が空洞部分に変化してもセメント硬化体の強度低下が小さいと推測される。   And it is preferable that the high-strength cement hardened body explosion preventing fiber has a fineness. Comparing cement hardened bodies obtained by mixing high-strength cement hardened bodies with explosion-preventing fibers at the same volume% (Vol%) or the same mass%, etc. with respect to hardened cement bodies. If the fibers are made of the same thermoplastic resin, the number of fibers to be mixed increases when fibers of finer fineness are mixed, and the fibers added inside the hardened cement body are tightly stretched. It is presumed that this will happen. As a result, when these fibers are thermally decomposed in the event of a fire, the densely stretched network of fibers becomes a state where minute voids are tightly stretched, and the expanded air and water vapor are hardened by cement. It is thought that it becomes easy to discharge outside the body. In addition, when fibers with high fineness are added, it is estimated that large voids are generated inside the hardened cement body due to thermal decomposition of the fibers, and the strength of the hardened cement body is likely to decrease. In this case, since the diameter of the void formed is small, it is presumed that the strength reduction of the hardened cement body is small even if the fiber is thermally decomposed and the fiber part is changed to the hollow part.

加えて、添加する繊維の繊維長は上記範囲内であれば、繊維長が短い方が好ましいと考えられる。前記のように、高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は細繊度であることが好ましいが、細繊度の繊維は繊維同士が絡まりやすく、セメントスラリー内部でファイバーボールを形成しやすい。繊維長を短くすることで、ファイバーボールが形成されにくくなるだけでなく、繊維のセメント硬化体内部への分散が均一になると考えられる。また、セメント硬化体に対し、同じ割合になるように繊維を添加したとき、繊維長が短い方が添加される繊維の本数が増えるため、前述の効果がより高められると考えられる。   In addition, if the fiber length of the added fiber is within the above range, it is considered preferable that the fiber length is shorter. As described above, it is preferable that the high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber has a fineness. However, the fine-fineness fibers tend to be entangled with each other and form a fiber ball inside the cement slurry. By shortening the fiber length, it is considered that not only the fiber ball is hardly formed, but also the dispersion of the fiber inside the hardened cement body becomes uniform. In addition, when the fibers are added so as to have the same ratio with respect to the cement hardened body, the number of fibers to be added increases when the fiber length is shorter, and thus the above-described effect is considered to be further enhanced.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、単一繊維であってもよく、複合繊維であってよい。また、複合繊維は、芯鞘型複合繊維、偏心芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維、分割型複合繊維及び海島型複合繊維のいずれであってもよい。また、断面形状は特に限定されない。   The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber may be a single fiber or a composite fiber. The composite fiber may be any of a core-sheath composite fiber, an eccentric core-sheath composite fiber, a side-by-side composite fiber, a split composite fiber, and a sea-island composite fiber. Moreover, the cross-sectional shape is not particularly limited.

前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、以下の手順で製造することができる。まず、前記ポリプロピレン系樹脂を1種又は2種以上用いて、所定の形状になるような単一型又は複合型ノズルを用いて、ポリプロピレン系樹脂が溶融する温度、例えば、紡糸温度250〜350℃で溶融紡糸し、引取速度100〜2000m/minで引き取り、繊度が3〜20dtexの紡糸フィラメントを得ることができる。次いで、紡糸フィラメントは、単繊維強度を高くするために、延伸される。延伸温度は80〜160℃、延伸倍率2.7〜8倍の条件で延伸することが好ましい。より好ましい延伸温度は、110〜155℃である。より好ましい延伸倍率は、3〜6倍である。延伸方法は、特に限定されず、高温の熱水などの高温の液体で加熱しながら延伸を行う湿式延伸、高温の気体中又は高温の金属ロールなどで加熱しながら延伸を行う乾式延伸、100℃以上の水蒸気を常圧若しくは加圧状態にして繊維を加熱しながら延伸を行う水蒸気延伸などの公知の方法で延伸処理を行うことができ、これらの延伸方法を組みあわせ、湿式延伸後に乾式延伸をしたり、乾式延伸を複数回行ったりするなどして延伸処理を行うこともできる。延伸工程は、1段階延伸、又は複数の段階に分けて行う、いわゆる多段延伸処理のいずれで行ってもよい。本発明の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を製造するには、できるだけ単繊維強度が高く、繊度の小さい繊維にしたほうが好ましいことから、乾式延伸又は水蒸気延伸を1回又は複数回行うことが好ましい。得られた延伸フィラメントは、必要に応じて界面活性剤等の繊維処理剤が付与され、必要があれば捲縮付与処理が施され、所定の繊維長に切断する。セメントスラリーへの分散を均一にし、繊維が浮いてしまうのを防ぐため、繊維の親水性を高める親水性の繊維処理剤、より好ましくは繊維から脱落しにくい耐久性の高い親水性の繊維処理剤を付与することが好ましい。また、繊維の親水性を高めるために、フッ素ガスによる親水化処理、スルホン化による親水化処理、コロナ放電処理やプラズマ放電処理といった各種親水化処理を延伸フィラメントに行ってもよい。   The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber can be produced by the following procedure. First, a temperature at which the polypropylene resin melts, for example, a spinning temperature of 250 to 350 ° C., using a single type or two or more types of the polypropylene resin and using a single type or composite type nozzle that has a predetermined shape. And spinning at a take-up speed of 100 to 2000 m / min to obtain a spun filament with a fineness of 3 to 20 dtex. The spun filament is then drawn to increase the single fiber strength. The stretching temperature is preferably 80 to 160 ° C. and the stretching ratio is 2.7 to 8 times. A more preferable stretching temperature is 110 to 155 ° C. A more preferable draw ratio is 3 to 6 times. The stretching method is not particularly limited, and wet stretching is performed while being heated with a high-temperature liquid such as high-temperature hot water, dry stretching is performed while being heated in a high-temperature gas or a high-temperature metal roll, 100 ° C. Stretching can be performed by a known method such as steam stretching in which the above steam is heated at normal pressure or under pressure while heating the fiber, and these stretching methods can be combined to perform dry stretching after wet stretching. It is also possible to carry out the stretching treatment by, for example, performing dry stretching a plurality of times. The stretching step may be performed by either one-stage stretching or a so-called multistage stretching process that is performed in a plurality of stages. In order to produce the high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber of the present invention, it is preferable to use a fiber having a single fiber strength as high as possible and a fineness as small as possible. Therefore, dry stretching or steam stretching may be performed once or a plurality of times. preferable. The obtained drawn filament is provided with a fiber treatment agent such as a surfactant as necessary, and is subjected to crimping treatment if necessary, and cut into a predetermined fiber length. In order to make the dispersion into the cement slurry uniform and prevent the fibers from floating, a hydrophilic fiber treatment agent that enhances the hydrophilicity of the fiber, more preferably a highly durable hydrophilic fiber treatment agent that does not easily fall off the fiber. Is preferably given. In order to increase the hydrophilicity of the fibers, various hydrophilic treatments such as a hydrophilic treatment with fluorine gas, a hydrophilic treatment with sulfonation, a corona discharge treatment, and a plasma discharge treatment may be performed on the drawn filament.

(高強度セメント硬化体)
本発明の高強度セメント硬化体は、上記方法で得られた高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を一定の割合で含むようにセメント組成物に添加し、適量の水を加えて十分に混練した後硬化させたり、既にセメント組成物と水とを混ぜ合わせたセメントスラリー中に上記方法で得られた高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を一定の割合で添加し、十分に混練した後硬化させたりすることで得ることができる。本発明の高強度セメント硬化体に含まれるセメント組成物には、各種セメント、細骨材、必要に応じて粗骨材、混和材料や混和剤などが含まれる。前記セメント組成物を構成するセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強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、耐硫酸塩ポルトランドセメントなど、各種セメントを使用することができる。前記セメント組成物を構成する細骨材や粗骨材としては珪砂、川砂、海砂、浜砂、砕石の他高炉スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、電気炉傘下スラグといった各種スラグなどを使用することができ、この中から高強度セメント硬化体の用途に応じて骨材の粒子径を選択して細骨材、粗骨材として使用することができる。前記セメント組成物に含まれる混和材料としては、フライアッシュ、珪石粉、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、エトリンガイト等の各種膨張材を使用することができる。前記セメント組成物に含まれる混和剤としてはAE剤、AE減水剤、高機能AE減水剤、流動化剤、硬化促進剤、防錆剤、凝結遅延剤、急結剤、収縮低減剤を始めとする各種混和剤を目的や用途よって適宜選択して使用することができる。
(High-strength hardened cement)
The high-strength cement hardened body of the present invention is added to the cement composition so as to contain the high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber obtained by the above method in a certain ratio, and is kneaded sufficiently by adding an appropriate amount of water. Post-curing or adding high-strength cement hardened body explosion-preventing fibers obtained by the above method to a cement slurry that has already been mixed with cement composition and water, and kneading after sufficient mixing. Can be obtained. The cement composition contained in the high-strength cement cured body of the present invention includes various cements, fine aggregates, and coarse aggregates, admixtures and admixtures as necessary. As the cement constituting the cement composition, various cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, super early-strength Portland cement, medium heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement and the like can be used. . As fine aggregate and coarse aggregate constituting the cement composition, silica sand, river sand, sea sand, beach sand, crushed stone, blast furnace slag, ferronickel slag, copper slag, various slags such as electric furnace umbrella slag, etc. Among them, the particle diameter of the aggregate can be selected according to the use of the high-strength cement hardened body, and it can be used as a fine aggregate or a coarse aggregate. As the admixture contained in the cement composition, various expanding materials such as fly ash, silica stone powder, silica fume, blast furnace slag fine powder, and ettringite can be used. Admixtures contained in the cement composition include AE agent, AE water reducing agent, high-performance AE water reducing agent, fluidizing agent, curing accelerator, rust preventive agent, setting retarder, rapid setting agent, shrinkage reducing agent, and the like. Various admixtures can be appropriately selected and used depending on the purpose and application.

本発明の高強度セメント硬化体は、前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を0.01〜1.0Vol%含み、好ましくは0.03〜0.8Vol%含み、さらに好ましくは0.05〜0.7Vol%含む。本発明の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維を前記の割合でセメント硬化体に添加することで、火災時の耐火性が高くなり、爆裂が抑制される。高強度セメント硬化体に含まれる本発明の爆裂防止用繊維の割合が0.01Vol%未満であると、セメント硬化体内部に含まれる繊維の量が少ないことから火災時に膨張した空気の排出が進まず、爆裂を防ぐ効果が低下するおそれがある。高強度セメント硬化体に含まれる本発明の爆裂防止用繊維の割合が1.0Vol%を越えるとセメントスラリーを製造する際、ファイバーボールが発生しやすくなるだけでなく、セメント硬化体内部に含まれる繊維の割合が多くなりすぎることでセメント硬化体の圧縮強度や曲げ強度といった機械的強度が低下するおそれがある。   The high-strength cement hardened body of the present invention contains 0.01 to 1.0 Vol% of the high-strength cement hardened body explosion preventing fiber, preferably 0.03 to 0.8 Vol%, more preferably 0.05 to Including 0.7Vol%. By adding the high-strength cement hardened body explosion-preventing fiber of the present invention to the hardened cement body in the above proportion, fire resistance at the time of fire is increased and explosion is suppressed. If the ratio of the explosion-proof fiber of the present invention contained in the high-strength cement cured body is less than 0.01 Vol%, the amount of fibers contained in the cemented cured body is small, so that the expansion of air expanded in the event of a fire progresses. First, the effect of preventing explosions may be reduced. When the proportion of the explosion-proof fiber of the present invention contained in the high-strength cement hardened body exceeds 1.0 Vol%, not only fiber balls are easily generated when the cement slurry is produced, but also contained in the hardened cementitious body. If the ratio of the fibers is too large, the mechanical strength such as compressive strength and bending strength of the hardened cement body may be lowered.

前記高強度セメント硬化体は、圧縮強度が80N/mm2以上であり、好ましくは100N/mm2以上であり、より好ましくは120N/mm2以上であり、さらに好ましくは130N/mm2以上であり、さらにより好ましくは140N/mm2以上である。高い強度が求められる高層のセメント硬化体建築物やトンネルなどに好適に用いることができる。 The high-strength cement cured body has a compressive strength of 80 N / mm 2 or more, preferably 100 N / mm 2 or more, more preferably 120 N / mm 2 or more, and further preferably 130 N / mm 2 or more. Even more preferably, it is 140 N / mm 2 or more. It can be suitably used for a high-rise cement-hardened building or tunnel that requires high strength.

前記高強度セメント硬化体は、800℃で2時間加熱後の質量減少率が23質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることが好ましく、18質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることがさらに好ましく、14質量%以下であることがさらにより好ましい。火災時に、効果的に爆裂防止が図れる。   The high-strength cement cured body preferably has a mass reduction rate of 23% by mass or less after heating at 800 ° C. for 2 hours, preferably 20% by mass or less, and more preferably 18% by mass or less. The content is more preferably 15% by mass or less, and still more preferably 14% by mass or less. In the event of a fire, the explosion can be effectively prevented.

以下、本発明の内容について実施例を挙げて説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the contents of the present invention will be described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

(実施例1)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度1000m/minで引き取り、9dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、4.5倍に乾式延伸(一段延伸)し、リン酸エステルカリウム塩を主成分として含む親水性の繊維処理剤を繊維の質量に対して有効成分の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維A」とも記す。)の単繊維繊度は2.2dtex、単繊維強度は7.34cN/dtex、単繊維伸度は24%であった。
Example 1
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Then, the yarn was drawn at a take-up speed of 1000 m / min to produce a 9 dtex spun filament (undrawn yarn). Using the obtained spinning filament, dry-stretching (single-stage stretching) 4.5 times at 140 ° C, and a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphoric ester potassium salt as the main component is effective for the fiber mass After making it adhere so that the ratio of a component might be 0.3 mass%, it cut | disconnected to 6 mm in fiber length. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber A”) had a single fiber fineness of 2.2 dtex, a single fiber strength of 7.34 cN / dtex, and a single fiber elongation of 24%.

<セメント硬化体の製造>
セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に水結合材比(W/B)が16質量%のとなるように水を加え、スラリー状にした後、実施例1のポリプロピレン系繊維をセメント硬化体に対して0.5Vol%になるように混入し、混練した。十分に混練した後、型に流し込み、型に入れたまま養生室内にて24時間養生(湿空養生)し、湿空養生後、型から取り出して蒸気養生を24時間行った。蒸気養生後、セメント硬化体を水中に入れて1週間水中養生を行い、1週間後、水中から取り出し空気中にて空気養生を1週間行い、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。セメントは早強ポルトランドセメント、細骨材は7号珪砂を用いた。以下の実施例及び比較例でも同様のものを用いた。
<Manufacture of cement hardened body>
After adding water to a cement composition containing cement: fine aggregate at a mass ratio of 1: 0.35 so that the water binder ratio (W / B) is 16% by mass, The polypropylene fiber of Example 1 was mixed and kneaded so as to be 0.5 Vol% with respect to the hardened cement body. After sufficiently kneading, the mixture was poured into a mold and cured in a curing chamber for 24 hours (wet air curing) after being cured in a curing chamber, and then removed from the mold and subjected to steam curing for 24 hours. After steam curing, put the hardened cement body in water and cure underwater for one week. After one week, take out from water and perform air curing in air for one week. A cylindrical cement with a diameter of 100mm and a height of 200mm. A cured body block (n = 3) was produced. The cement used was early-strength Portland cement and the fine aggregate was No. 7 silica sand. The same thing was used also in the following examples and comparative examples.

(実施例2)
PP繊維Aをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、実施例1と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 2)
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 1 except that PP fiber A was mixed and kneaded so as to be 0.2 Vol% with respect to the cured cement body ( n = 3) was produced.

(実施例3)
繊維長が12mmになるように切断した以外は、実施例1と同様にして、単繊維繊度が2.2dtexのポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維B」とも記す。)を得た。得られた単繊維繊度が2.2dtexであり、繊維長12mmのPP繊維Bを用いた以外は、実施例1と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 3)
A polypropylene fiber having a single fiber fineness of 2.2 dtex (hereinafter also referred to as “PP fiber B”) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fiber length was cut to 12 mm. A cylindrical hardened cement block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 1 except that the obtained single fiber fineness is 2.2 dtex and PP fiber B having a fiber length of 12 mm is used. n = 3) was produced.

(実施例4)
PP繊維Bをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、実施例3と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
Example 4
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 3 except that PP fiber B was mixed and kneaded so that the volume was 0.2 Vol% with respect to the cement cured body ( n = 3) was produced.

(実施例5)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度420m/minで引き取り、4.1dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で2.0倍に乾式延伸(一段目延伸倍率が1.8倍、二段目延伸倍率が1.1倍であり、全体延伸倍率が2.0倍の乾式二段延伸)し、リン酸エステルカリウム塩を主成分として含む親水性の繊維処理剤を繊維の質量に対して有効成分の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維a」とも記す。)の単繊維繊度は2.2dtex、単繊維強度は4.17cN/dtex、単繊維伸度は49.2%であった。
(Example 5)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. The yarn was taken up at a take-up speed of 420 m / min to produce a 4.1 dtex spun filament (undrawn yarn). Using the obtained spinning filament, dry stretching to 140 times at 140 ° C. (the first stage stretching ratio is 1.8 times, the second stage stretching ratio is 1.1 times, and the overall stretching ratio is 2.0). Double-stage dry two-stage stretching) and after adhering a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphoric acid ester potassium salt as a main component so that the ratio of the active ingredient is 0.3% by mass with respect to the mass of the fiber The fiber length was cut to 6 mm. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber a”) had a single fiber fineness of 2.2 dtex, a single fiber strength of 4.17 cN / dtex, and a single fiber elongation of 49.2%. .

<セメント硬化体の製造>
実施例1のセメント硬化体作製時に用いたのと同じセメント及び細骨材を用い、セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に水結合材比(W/B)が16質量%のとなるように水を加え、スラリー状にした後、実施例5のポリプロピレン系繊維をセメント硬化体に対して0.5Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Manufacture of cement hardened body>
The same cement and fine aggregate as used in the preparation of the hardened cement body of Example 1 were used, and the ratio of water binder to a cement composition in which cement: fine aggregate was blended at a mass ratio of 1: 0.35 ( Water was added so that W / B) was 16% by mass to form a slurry, and then the polypropylene fiber of Example 5 was mixed and kneaded so as to be 0.5 Vol% with respect to the hardened cement. A cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as Example 1 except for the above.

(実施例6)
PP繊維aをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、実施例5と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 6)
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 5 except that PP fiber a was mixed and kneaded so that the volume was 0.2 Vol% with respect to the cement cured body ( n = 3) was produced.

(実施例7)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度810m/minで引き取り、5.3dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、2.4倍に乾式延伸(一段目延伸倍率が2.2倍、二段目延伸倍率が1.1倍、全体延伸倍率が2.4倍の乾式二段延伸)し、リン酸エステルカリウム塩を主成分として含む親水性の繊維処理剤を繊維の質量に対して有効成分の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維b」とも記す。)の単繊維繊度は2.3dtex、単繊維強度は5.61cN/dtex、単繊維伸度は35.9%であった。
(Example 7)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Then, a take-up speed of 810 m / min was taken up to produce a 5.3 dtex spun filament (undrawn yarn). Using the obtained spinning filament, dry stretching at 140 ° C. to 2.4 times (the first stage draw ratio is 2.2 times, the second stage draw ratio is 1.1 times, and the overall draw ratio is 2.4 times) Two-stage stretching), and a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphoric ester potassium salt as a main component is attached so that the proportion of the active ingredient is 0.3% by mass with respect to the mass of the fiber, The fiber length was cut to 6 mm. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber b”) had a single fiber fineness of 2.3 dtex, a single fiber strength of 5.61 cN / dtex, and a single fiber elongation of 35.9%. .

<セメント硬化体の製造>
実施例1のセメント硬化体作製時に用いたのと同じセメント及び細骨材を用い、セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に水結合材比(W/B)が16質量%のとなるように水を加え、スラリー状にした後、実施例7のポリプロピレン系繊維をセメント硬化体に対して0.5Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Manufacture of cement hardened body>
The same cement and fine aggregate as used in the preparation of the hardened cement body of Example 1 were used, and the ratio of water binder to a cement composition in which cement: fine aggregate was blended at a mass ratio of 1: 0.35 ( Water was added so that W / B) was 16% by mass to form a slurry, and then the polypropylene fiber of Example 7 was mixed and kneaded to 0.5% by volume with respect to the hardened cement. A cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as Example 1 except for the above.

(実施例8)
PP繊維bをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、実施例7と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 8)
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 7 except that PP fiber b was mixed and kneaded so as to be 0.2 Vol% with respect to the cured cement body ( n = 3) was produced.

(実施例9)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度390m/minで引き取り、7.8dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、3.5倍に乾式延伸(一段延伸)し、リン酸エステルカリウム塩を主成分として含む親水性の繊維処理剤を繊維の質量を100としたときに有効成分の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維c」とも記す。)の単繊維繊度は2.3dtex、単繊維強度は6.96cN/dtex、単繊維伸度は29.6%であった。
Example 9
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Then, the yarn was taken up at a take-up speed of 390 m / min to produce a 7.8 dtex spun filament (undrawn yarn). Using the obtained spinning filament, dry-stretching (single-stage stretching) 3.5 times at 140 ° C., and a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphoric acid ester potassium salt as a main component, the fiber mass was set to 100 Sometimes it was attached so that the proportion of the active ingredient was 0.3% by mass, and then cut into a fiber length of 6 mm. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber c”) had a single fiber fineness of 2.3 dtex, a single fiber strength of 6.96 cN / dtex, and a single fiber elongation of 29.6%. .

<セメント硬化体の製造>
実施例1のセメント硬化体作製時に用いたのと同じセメント及び細骨材を用い、セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に水結合材比(W/B)が16質量%のとなるように水を加え、スラリー状にした後、実施例9のポリプロピレン系繊維をセメント硬化体に対して0.5Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Manufacture of cement hardened body>
The same cement and fine aggregate as used in the preparation of the hardened cement body of Example 1 were used, and the ratio of water binder to a cement composition in which cement: fine aggregate was blended at a mass ratio of 1: 0.35 ( Water was added so that W / B) was 16% by mass to form a slurry, and the polypropylene fiber of Example 9 was mixed so as to be 0.5 Vol% with respect to the hardened cement and kneaded. A cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as Example 1 except for the above.

(実施例10)
PP繊維cをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、実施例9と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 10)
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 9 except that PP fiber c was mixed and kneaded so as to be 0.2 Vol% with respect to the cured cement body ( n = 3) was produced.

(実施例11)
セメント組成物に水結合材比(W/B)が13質量%になるように水を加えた以外は実施例5と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 11)
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 5 except that water was added to the cement composition so that the water binder ratio (W / B) was 13% by mass. (N = 3) was produced.

(実施例12)
セメント組成物に水結合材比(W/B)が13質量%になるように水を加えた以外は実施例7と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
Example 12
A cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 7 except that water was added to the cement composition so that the water binder ratio (W / B) was 13% by mass. (N = 3) was produced.

(実施例13)
セメント組成物に水結合材比(W/B)が13質量%になるように水を加えた以外は実施例9と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱型のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Example 13)
A cylindrical hardened cement block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 9 except that water was added to the cement composition so that the water binder ratio (W / B) was 13% by mass. (N = 3) was produced.

(比較例1)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度1000m/minで引き取り、繊度が5dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、2.5倍に乾式延伸(乾式一段)し、実施例1で使用した親水性の繊維処理剤と同じ繊維処理剤を繊維の質量に対し0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維C」とも記す。)の単繊維繊度は2.2dtexであった。
(Comparative Example 1)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Then, the yarn was taken up at a take-up speed of 1000 m / min to produce a spun filament (undrawn yarn) having a fineness of 5 dtex. Using the obtained spinning filament, it was stretched by dry 2.5 times (dry one step) at 140 ° C., and the same fiber treatment agent as the hydrophilic fiber treatment agent used in Example 1 was added to the mass of the fiber. After adhering to 3 mass%, the fiber length was cut to 6 mm. The single fiber fineness of the obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber C”) was 2.2 dtex.

<セメント硬化体の作製>
PP繊維Cを用いた以外は、実施例2と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Preparation of hardened cement body>
Except for using the PP fiber C, a cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as in Example 2.

(比較例2)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度500m/minで引き取り、繊度が15dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、2.5倍に乾式延伸(一段)し、実施例1で使用した親水性の繊維処理剤を繊維の質量に対し有効成分が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長12mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維D」とも記す。)の単繊維繊度は6.4dtexであった。
(Comparative Example 2)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Then, the yarn was drawn at a take-up speed of 500 m / min to produce a spun filament (undrawn yarn) having a fineness of 15 dtex. The obtained spinning filament was used and dry-stretched (at one stage) 2.5 times at 140 ° C., and the hydrophilic fiber treatment agent used in Example 1 had an active ingredient of 0.3 mass relative to the mass of the fiber. % And then cut to a fiber length of 12 mm. The single fiber fineness of the obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber D”) was 6.4 dtex.

<セメント硬化体の作製>
PP繊維Dを用いた以外は、実施例1と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Preparation of hardened cement body>
Except that the PP fiber D was used, a cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
PP繊維Dをセメント硬化体(セメント硬化体組成物から水を除く)に対して0.2Vol%になるように混入して混練した以外は、比較例2と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Comparative Example 3)
The diameter was 100 mm and the height was the same as in Comparative Example 2 except that PP fiber D was mixed and kneaded so as to be 0.2 Vol% with respect to the hardened cement (excluding water from the hardened cement composition). Produced a cemented cement block (n = 3) having a cylindrical shape of 200 mm.

(比較例4)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を丸断面の中空紡糸ノズル(中空部分は繊維断面中心部に存在)を用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度200m/minで引き取り、繊度が40dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、2.5倍に乾式延伸(乾式一段)し、実施例1で使用した親水性の繊維処理剤を繊維の質量に対し有効成分が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長10mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維E」とも記す。)の単繊維繊度は17.0dtexであった。
(Comparative Example 4)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) was used with a hollow spinning nozzle having a round cross section (the hollow portion is present in the center of the fiber cross section), The melt was extruded at a spinning temperature of 270 ° C. and taken at a take-up speed of 200 m / min to produce a spun filament (undrawn yarn) having a fineness of 40 dtex. The obtained spinning filament was used, and dry drawing (dry one step) was performed 2.5 times at 140 ° C., and the hydrophilic fiber treatment agent used in Example 1 had an active ingredient of 0.3 with respect to the mass of the fiber. After making it adhere so that it might become mass%, it cut | disconnected to 10 mm of fiber length. The single fiber fineness of the obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber E”) was 17.0 dtex.

<セメント硬化体の作製>
PP繊維Eを用いた以外は、実施例1と同様にして直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Preparation of hardened cement body>
Except for using the PP fiber E, a cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as in Example 1.

(比較例5)
<ポリプロピレン系繊維の製造>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「SA01A」、Q値:3.0)を円形のノズル孔形状を有する紡糸ノズルを用いて、紡糸温度を270℃として溶融押出し、引取速度550m/minで引き取り、2.8dtexの紡糸フィラメント(未延伸糸)を作製した。得られた紡糸フィラメントを使用し、140℃で、1.35倍に乾式二段延伸(一段目延伸倍率が1.23倍、二段目延伸倍率1.10倍、全体延伸倍率が1.35倍の乾式二段延伸)し、延伸(二段延伸)し、リン酸エステルカリウム塩を主成分として含む親水性の繊維処理剤を繊維の質量を100としたときに有効成分の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断した。得られたポリプロピレン系繊維(以下において、「PP繊維d」とも記す。)の単繊維繊度は2.3dtex、単繊維強度は2.67cN/dtex、単繊維伸度は141.7%であった。
(Comparative Example 5)
<Manufacture of polypropylene fibers>
Polypropylene resin (Propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) is melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape. Taking up at a take-up speed of 550 m / min, a 2.8 dtex spun filament (undrawn yarn) was produced. Using the obtained spinning filament, dry two-stage stretching to 1.35 times at 140 ° C. (first-stage stretching ratio is 1.23 times, second-stage stretching ratio is 1.10 times, overall stretching ratio is 1.35) The ratio of the active ingredient is 0.00 when the weight of the hydrophilic fiber treatment agent containing the phosphate ester potassium salt as the main component is 100. After adhering to 3% by mass, the fiber length was cut to 6 mm. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber d”) had a single fiber fineness of 2.3 dtex, a single fiber strength of 2.67 cN / dtex, and a single fiber elongation of 141.7%. .

<セメント硬化体の製造>
実施例1のセメント硬化体作製時に用いたのと同じセメント及び細骨材を用い、セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に水結合材比(W/B)が16質量%のとなるように水を加え、スラリー状にした後、比較例5のポリプロピレン系繊維をセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
<Manufacture of cement hardened body>
The same cement and fine aggregate as used in the preparation of the hardened cement body of Example 1 were used, and the ratio of water binder to a cement composition in which cement: fine aggregate was blended at a mass ratio of 1: 0.35 ( Water was added so that W / B) was 16% by mass to form a slurry, and the polypropylene fiber of Comparative Example 5 was mixed so as to be 0.2% by volume with respect to the hardened cement and kneaded. A cylindrical hardened cement block (n = 3) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was produced in the same manner as Example 1 except for the above.

(参考例1)
セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に、水結合材比(W/B)が45質量%となるように水を加え、スラリー状にした後、PP繊維Aをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Reference Example 1)
Water is added to a cement composition containing cement: fine aggregate at a mass ratio of 1: 0.35 so that the water binder ratio (W / B) is 45% by mass to form a slurry. , PP fiber A was mixed so as to be 0.2 Vol% with respect to the hardened cement body, and kneaded and kneaded in the same manner as Example 1 except that the cylindrical hardened body had a diameter of 100 mm and a height of 200 mm. Blocks (n = 3) were produced.

(参考例2)
セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合したセメント組成物に、水結合材比(W/B)が45質量%となるように水を加え、スラリー状にした後PP繊維Cをセメント硬化体に対して0.2Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Reference Example 2)
Water is added to a cement composition containing cement: fine aggregate at a mass ratio of 1: 0.35 so that the water binder ratio (W / B) is 45% by mass to form a slurry. A cylindrical hardened cement block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm in the same manner as in Example 1 except that PP fiber C was mixed to 0.2 Vol% with respect to the hardened cement and kneaded. (N = 3) was produced.

(参考例3)
セメント:細骨材を質量比で1:0.35の割合で配合した、セメント組成物に、水結合材比(W/B)が16質量%となるように水を加え、スラリー状にした後、ジュートをセメント硬化体に対して0.5Vol%になるように混入し、混練した以外は、実施例1と同様にして、直径が100mm、高さが200mmの円柱状のセメント硬化体ブロック(n=3)を製造した。
(Reference Example 3)
Cement: Fine aggregate was mixed at a mass ratio of 1: 0.35, and water was added to the cement composition so that the water binder ratio (W / B) was 16% by mass to form a slurry. Thereafter, a cylindrical cement cured body block having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the jute was mixed at 0.5 Vol% with respect to the cured cement and kneaded. (N = 3) was produced.

実施例1〜13、比較例1〜5及び参考例1〜3で得られたセメント硬化体ブロックの圧縮強度を下記のように測定した。また、下記の耐火試験を行い、下記のような基準で爆裂の程度を判断した。また、PP繊維A〜PP繊維E、PP繊維a〜PP繊維dの単繊維強度及び単繊維伸度を測定した。これらの結果を下記表1〜表3に示した。   The compressive strength of the hardened cement block obtained in Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 5, and Reference Examples 1 to 3 was measured as follows. In addition, the following fire resistance test was conducted, and the degree of explosion was judged according to the following criteria. Further, the single fiber strength and single fiber elongation of PP fiber A to PP fiber E and PP fiber a to PP fiber d were measured. These results are shown in Tables 1 to 3 below.

(単繊維強度及び単繊維伸度)
JIS L 1015に基づいて測定した。
(Single fiber strength and single fiber elongation)
Measured based on JIS L 1015.

(圧縮強度)
耐火試験の前に、JIS A 1108に準じて圧縮強度試験を行い、圧縮強度を測定した。
(Compressive strength)
Before the fire resistance test, a compressive strength test was performed according to JIS A 1108 to measure the compressive strength.

(耐火試験)
試験体をJIS A 1304に準じ、800℃で2時間加熱させた。加熱後の試験体を目視で観察し、図1の評価基準に基づいて耐火性を評価した。図2に、耐火試験後の実施例1〜4及び比較例1〜4のセメント硬化体ブロックを示した。また、セメント硬化体ブロックの加熱前の質量(Wa)及び加熱後の質量(Wb)を測定し、下記式(1)に基づいて、質量減少率を算出した。
質量減少率(質量%)=[Wa(g)−Wb(g)]/Wa(g)×100
(Fire resistance test)
The test body was heated at 800 ° C. for 2 hours in accordance with JIS A 1304. The test specimen after heating was visually observed, and fire resistance was evaluated based on the evaluation criteria of FIG. FIG. 2 shows the hardened cement blocks of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 after the fire resistance test. Moreover, the mass (Wa) before the heating and the mass (Wb) after the heating of the cement hardened body block were measured, and the mass reduction rate was calculated based on the following formula (1).
Mass reduction rate (mass%) = [Wa (g) −Wb (g)] / Wa (g) × 100

表1〜表4の結果から、単繊維強度が4.0cN/dtex以上のポリプロピレン系繊維を用いた実施例1〜13のセメント硬化体ブロックは、耐火試験後の目視評価において、2.5以下の評価を得ており、爆裂が防止されていることが分かった。また、質量減少率が23質量%以下であり、爆裂が防止されていることが分かった。実施例1と実施例3の対比、及び実施例2と実施例4の対比から分かるように、繊維長が短いほど、爆裂防止効果が高かった。   From the results of Tables 1 to 4, the hardened cement blocks of Examples 1 to 13 using polypropylene fibers having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more are 2.5 or less in visual evaluation after the fire resistance test. It was found that explosion was prevented. Moreover, it was found that the mass reduction rate was 23% by mass or less, and explosion was prevented. As can be seen from the comparison between Example 1 and Example 3 and the comparison between Example 2 and Example 4, the shorter the fiber length, the higher the explosion prevention effect.

圧縮強度が80N/mm2以上の高強度のセメント硬化体において、爆裂現象の起こりにくさ、即ち爆裂現象の抑制効果が、セメント硬化体に含まれるポリプロピレン系繊維の単繊維強度に依存していることがわかる。具体的には、表1、表2及び表4において、ポリプロピレン系繊維の繊維量がいずれも0.2Vol%である実施例2、6、8、10及び比較例5を比較するとわかる。単繊維強度が4.0cN/dtex未満であるポリプロピレン系繊維を用いた比較例5では、耐火試験後の質量減少量が24%、目視評価も2.5となっているのに対し、単繊維強度が4.0cN/dtex以上のポリプロピレン系繊維を用いた実施例6では、耐火試験後の質量減少量が15.2%、目視評価が2と比較例5より大きく改善しており、実施例6で使用したポリプロピレン系繊維よりも更に単繊維強度の大きいポリプロピレン系繊維を用いた実施例8及び10では、いずれの硬化体でも質量減少量がさらに減少し、目視検査の評価も高くなっている。 In a high-strength cemented body with a compressive strength of 80 N / mm 2 or more, the difficulty of the explosion phenomenon, that is, the suppression effect of the explosion phenomenon depends on the single fiber strength of the polypropylene fiber contained in the cemented body. I understand that. Specifically, in Table 1, Table 2 and Table 4, it can be seen that Examples 2, 6, 8, 10 and Comparative Example 5 in which the amount of polypropylene fiber is 0.2 Vol% are compared. In Comparative Example 5 using a polypropylene fiber having a single fiber strength of less than 4.0 cN / dtex, the mass loss after the fire resistance test was 24% and the visual evaluation was 2.5, whereas the single fiber was In Example 6 using a polypropylene fiber having a strength of 4.0 cN / dtex or more, the mass loss after the fire resistance test was 15.2%, and the visual evaluation was 2 which was significantly improved from Comparative Example 5. In Examples 8 and 10 using a polypropylene fiber having a higher single fiber strength than the polypropylene fiber used in No. 6, the amount of mass reduction is further reduced in any cured body, and the evaluation of visual inspection is also high. .

単繊維強度の高いポリプロピレン系繊維を使用することで効果的に爆裂を防止することができるが、セメント硬化体への添加量を増やすことで、その効果を更に高めることができる。ポリプロピレン系繊維の添加量を0.5Vol%とした実施例11〜13では、水結合材比(W/B)を13質量%に減らし、圧縮強度が200N/mm2と高い圧縮強度、言い換えるならば、さらに密度が高く、爆裂が発生しやすいセメント硬化体であっても爆裂を防止することが確認できた。 Explosion can be effectively prevented by using a polypropylene fiber having a high single fiber strength, but the effect can be further enhanced by increasing the amount added to the hardened cement. In Examples 11 to 13 in which the amount of polypropylene fiber added was 0.5 Vol%, the water binder ratio (W / B) was reduced to 13% by mass, and the compressive strength was as high as 200 N / mm 2. For example, it was confirmed that even a hardened cement body having a higher density and prone to explosion could prevent explosion.

セメント硬化体に含まれるポリプロピレン系繊維の単繊維強度によって、セメント硬化体の爆裂現象に差が出た原因は特定できないが、次のように考えられる。   The cause of the difference in the explosion phenomenon of the hardened cement body cannot be specified depending on the single fiber strength of the polypropylene fiber contained in the hardened cement body, but it is considered as follows.

図4Aに示すように、セメント硬化体側面部の表面からの距離がそれぞれ50mm、40mm、30mm、20mm、10mm、5mm、2mmであって、図4Bに示すように、セメント硬化体の上面部からの距離(深さ)が100mmの位置に温度計を埋め込み、前記耐火試験と同じ条件で加熱試験を行い、炉内温度の上昇の伴い、セメント硬化体内部の温度が、側面部表面からの距離によってどう変化するか測定した。その結果を図5に示すが、炉内温度が400℃に達したときでも、セメント硬化体の側面部表面から10mmの位置では100℃であり、ポリプロピレン系繊維の大部分がガス化する温度(350℃)はおろかポリプロピレン樹脂の融点(約160℃)にも達していないことがわかった。   As shown in FIG. 4A, the distance from the surface of the side surface portion of the hardened cement body is 50 mm, 40 mm, 30 mm, 20 mm, 10 mm, 5 mm, and 2 mm, respectively, and as shown in FIG. A thermometer is embedded at a position where the distance (depth) is 100 mm, and a heating test is performed under the same conditions as the fire resistance test. As the furnace temperature rises, the temperature inside the hardened cement body is the distance from the side surface surface. It measured how it changed by. The results are shown in FIG. 5. Even when the furnace temperature reaches 400 ° C., the temperature is 100 ° C. at a position 10 mm from the surface of the side surface of the hardened cement body, and the temperature at which most of the polypropylene fibers are gasified ( (350 ° C.) as well as the melting point of polypropylene resin (about 160 ° C.).

セメント硬化体を加熱すると、爆裂現象はセメント硬化体の周辺温度(具体的には、耐火試験であれば炉内の温度、実際の火災現場であれば建物内部の温度)が350〜400℃に到達すると発生する可能性がある。このとき、セメント硬化体を取り巻く気体の温度は350〜400℃に到達しているものの、セメント硬化体内部は十分に加熱されておらず、セメント硬化体表面から10mm以上の深さにおいては、ポリプロピレン系繊維は、ガス化しておらず、繊維の状態を保ったままセメント硬化体内部に残存していると推定される。   When the hardened cement body is heated, the explosion phenomenon causes the ambient temperature of the hardened cement body (specifically, the temperature in the furnace for a fire resistance test, the temperature in the building for an actual fire site) to 350 to 400 ° C. May occur when reached. At this time, although the temperature of the gas surrounding the hardened cement body has reached 350 to 400 ° C., the inside of the hardened cement body is not sufficiently heated, and at a depth of 10 mm or more from the surface of the hardened cement body, polypropylene is used. It is estimated that the system fibers are not gasified and remain in the hardened cement body while maintaining the fiber state.

加熱されたセメント硬化体の内部では、熱膨張が拘束されることで圧縮応力や引張応力といった熱応力が発生する。熱応力に対し、セメント硬化体が耐えられなくなるとセメント硬化体内部には微小なひび割れが発生する。加えて、セメント硬化体内部の温度が次第に上昇することによって水分が蒸発し、乾燥領域、蒸気領域が形成される。この蒸気領域ではコンクリート内部に存在した水分が気体として存在するため、セメント硬化体の側面部表面に向け引張応力が発生する。熱応力によりひび割れが形成され、水蒸気圧による引張応力に対しセメント硬化体が耐えられなくなった段階で爆裂が発生すると推測されるが、ポリプロピレン繊維の融点に達していないセメント硬化体内部ではポリプロピレン系繊維の架橋効果によりセメント硬化体の強度・靱性が強化され、爆裂現象が抑制される。このとき、単繊維強度が大きいポリプロピレン系繊維を使用することでセメント硬化体への補強効果、架橋効果がより強く発現するようになり、単繊維強度の高いポリプロピレン系繊維を使用した実施例において、効果的に爆裂が抑えられたと考えられる。   Inside the heated cement cured body, thermal stress such as compressive stress and tensile stress is generated by restraining thermal expansion. If the hardened cement body cannot withstand the thermal stress, minute cracks are generated inside the hardened cement body. In addition, when the temperature inside the hardened cement body gradually rises, moisture evaporates, and a dry region and a vapor region are formed. In this steam region, the moisture present in the concrete exists as a gas, so that tensile stress is generated toward the side surface of the hardened cement body. Cracks are formed due to thermal stress, and it is speculated that explosion will occur at the stage when the hardened cement body cannot withstand the tensile stress due to water vapor pressure, but the polypropylene fiber inside the hardened cement body does not reach the melting point of polypropylene fiber. Due to the cross-linking effect, the strength and toughness of the hardened cement body is strengthened, and the explosion phenomenon is suppressed. At this time, by using a polypropylene fiber having a large single fiber strength, the reinforcing effect to the cement cured body, the crosslinking effect is more strongly expressed, and in an example using a polypropylene fiber having a high single fiber strength, It is thought that the explosion was effectively suppressed.

Claims (6)

圧縮強度が80N/mm2以上の高強度セメント硬化体の爆裂防止に用いる高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維であって、
前記高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維は、ポリプロピレン系樹脂で構成されており、単繊維強度が4.0cN/dtex以上であることを特徴とする高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維。
A high-strength cement hardened body explosion-proof fiber used to prevent explosion of a high-strength hardened cement body having a compressive strength of 80 N / mm 2 or more,
The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber is made of polypropylene resin, and has a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more.
単繊維繊度が0.3〜20dtexである請求項1に記載の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維。   The high-strength cement hardened body explosion preventing fiber according to claim 1, wherein the single fiber fineness is 0.3 to 20 dtex. 繊維長が1〜25mmである請求項1又は2に記載の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維。   The fiber for preventing explosion of high-strength cement hardened body according to claim 1 or 2, wherein the fiber length is 1 to 25 mm. 単繊維伸度が5〜80%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維。   Single fiber elongation is 5 to 80%, The high-strength cement hardening body explosion prevention fiber of any one of Claims 1-3. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の高強度セメント硬化体爆裂防止用繊維をセメント硬化体に対して0.01〜1.0Vol%含み、圧縮強度が80N/mm2以上である高強度セメント硬化体。 The high-strength cement hardened body explosion-proof fiber according to any one of claims 1 to 4, comprising 0.01 to 1.0 Vol% of the cement hardened body and having a compressive strength of 80 N / mm 2 or more. Hardened cement cement. 800℃で2時間加熱した後に質量減少率が23質量%以下である請求項5に記載の高強度セメント硬化体。   The high-strength cement hardened body according to claim 5, wherein the mass reduction rate is 23% by mass or less after heating at 800 ° C for 2 hours.
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