JP2017222554A - Hydraulic material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost hydraulic material having high fracture energy of a hydraulic material hardening body obtained by sufficiently hydrating and curing the hydraulic material.SOLUTION: Provided is a hydraulic material containing reinforcing fiber, as the reinforcing fiber, including aliphatic polyamide fiber whose single fiber strength is 3 to 9 cN/dtex and high strength reinforcing fiber whose single fiber strength is higher than that of the aliphatic polyamide fiber. The hydraulic material contains the aliphatic polyamide fiber by 0.01 to 5 vol% with respect to the hydraulic material, and contains the high strength reinforcing fiber by 0.01 to 5 Vol% with respect to the hydraulic material. As the aliphatic polyamide fiber, nylon fiber essentially consisting of nylon 66 is preferable, and the polymer of the nylon fiber in which a melt flow rate (MFR) at 270°C is 10 to 70 g/10 min is preferable.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、補強繊維として単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)と前記脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度の大きい高強度補強繊維を含む水硬性材料に関する。   The present invention provides a water containing an aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a reinforcing fiber and a high strength reinforcing fiber having a single fiber strength higher than that of the aliphatic polyamide fiber. It relates to hard materials.

セメントモルタル、コンクリート、セメントボードといった水硬性材料の圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度など各種機械的な強度を高めるため、水硬性材料の中には各種繊維が補強繊維として添加されている。水硬性材料に補強繊維として添加される繊維としては、鋼繊維に代表される金属繊維、ガラス繊維やロックウールなどの無機繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、炭素繊維等の有機繊維が使用されている。補強繊維は、一般的に単繊維強度の高い繊維が用いられており、単繊維強度の高い繊維の中から求められる水硬性材料の強度、製造コストを考慮して使用される補強繊維が選択され、水硬性材料に使用する補強繊維を製造する際にもこれらの要素を考慮して原料となるポリマーの選定などが行われてきた。   In order to increase various mechanical strengths such as compressive strength, bending strength, and tensile strength of hydraulic materials such as cement mortar, concrete, and cement board, various fibers are added as reinforcing fibers in the hydraulic material. Fibers added to hydraulic materials as reinforcing fibers include metal fibers such as steel fibers, inorganic fibers such as glass fibers and rock wool, and organic fibers such as polypropylene fibers, vinylon fibers, nylon fibers, and carbon fibers. Has been. Reinforcing fibers are generally fibers with high single fiber strength, and the reinforcing fibers to be used are selected in consideration of the strength of hydraulic materials and manufacturing costs required from fibers with high single fiber strength. In producing reinforcing fibers for use in hydraulic materials, selection of a polymer as a raw material has been performed in consideration of these factors.

例えば、特許文献1には、Q値、沸騰n−ヘプタン不溶分、アイソタクチックペンタッド分率などが特定の範囲である高結晶性ポリプロピレン繊維が提案されている。この提案は、分子量分布が狭く、分子量が整っているポリプロピレンを使用することにより、紡糸の際に糸が引き取り易く、延伸倍率も大きくでき高強度の繊維が得られる利点があり、現在も実用化されている技術である。特許文献2には、アイソタクチックペンタッド分率や吸熱ピーク形状、融解エンタルピー変化量が特定の範囲のポリプロピレン繊維が提案されている。また、特許文献3には特定の単繊維強度(牽引強度)や伸度(伸長率)を満たす溶融紡糸ナイロン繊維を添加したセメント性マトリックス(セメント硬化体)が提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes a highly crystalline polypropylene fiber having a specific range of Q value, boiling n-heptane insoluble content, isotactic pentad fraction, and the like. This proposal has the advantage that by using polypropylene with a narrow molecular weight distribution and a uniform molecular weight, the yarn can be easily taken up during spinning, the draw ratio can be increased, and a high-strength fiber can be obtained. Technology. Patent Document 2 proposes a polypropylene fiber having a specific range of isotactic pentad fraction, endothermic peak shape, and amount of change in melting enthalpy. Patent Document 3 proposes a cementitious matrix (hardened cement) to which melt-spun nylon fibers satisfying specific single fiber strength (traction strength) and elongation (elongation rate) are added.

特開平05−170497号公報JP 05-170497 A 特開2008−266871号公報JP 2008-266871 A 特許第4636693号文献Japanese Patent No. 4636693

しかし、従来から提案されているポリプロピレン系補強繊維は、樹脂そのものの性質が疎水性の樹脂からなる繊維であるため、ポリプロピレン系補強繊維とセメントマトリックスとの親和性が低く、水硬性材料を変形させた際、ポリプロピレン系繊維が破断する前に繊維がセメントマトリックスから抜けやすいことが指摘されている。すなわち、単繊維強度が高いものの、セメントマトリックススとの親和性が低いことから硬化した水硬性材料を変形させると、補強繊維の引き抜けが発生する。その結果、変形させた際の応力−ひずみ曲線は、初期の応力は高いがひずみが大きくなると低下率が大きい、すなわち、破壊エネルギーが低いという問題があり、さらなる改善が求められていた。また、特許文献3で提案されているナイロン繊維にて補強した水硬性材料は、補強用繊維としてナイロン繊維を使用しているため、補強用繊維とセメントマトリックスとの親和性に優れる。その結果、水硬性材料を変形させても繊維がセメントマトリックスから抜けにくくなるが、使用しているナイロン繊維が高伸度(30%超〜225%未満)であるため、単繊維強度が低い(2.1g/de超〜3.7g/de未満)ものとなり、ナイロン繊維が破断しやすく、水硬性材料に対して変形を加えた際、添加した繊維が変形の初期段階で破断してしまい、初期強度が不足する点が指摘されている。   However, the conventionally proposed polypropylene-based reinforcing fibers are fibers made of a hydrophobic resin, so that the affinity between the polypropylene-based reinforcing fibers and the cement matrix is low, and the hydraulic material is deformed. In this case, it has been pointed out that the fibers easily come off from the cement matrix before the polypropylene fibers break. That is, although the strength of the single fiber is high, the affinity with the cement matrix is low, so that when the hardened hydraulic material is deformed, the reinforcing fibers are pulled out. As a result, the stress-strain curve when deformed has a problem that the initial stress is high but the rate of decrease is large when the strain increases, that is, the fracture energy is low, and further improvement has been demanded. Moreover, since the hydraulic material reinforced with the nylon fiber proposed in Patent Document 3 uses the nylon fiber as the reinforcing fiber, the hydraulic material is excellent in affinity between the reinforcing fiber and the cement matrix. As a result, even if the hydraulic material is deformed, it is difficult for the fibers to come out of the cement matrix. However, since the nylon fibers used have a high elongation (over 30% to less than 225%), the single fiber strength is low ( 2.1 g / de to less than 3.7 g / de), and the nylon fiber is easily broken, and when the hydraulic material is deformed, the added fiber breaks at the initial stage of deformation, It has been pointed out that the initial strength is insufficient.

本発明は前記従来の問題を解決するため、製造コストが安く、十分に硬化させた後の水硬性材料において十分な初期強度及び破壊エネルギーを有する水硬性材料を提供する。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a hydraulic material that is low in manufacturing cost and has sufficient initial strength and fracture energy in a hydraulic material that has been sufficiently cured.

本発明の水硬性材料は、補強繊維を含む水硬性材料であって、前記補強繊維として単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維と、前記脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度の大きい高強度補強繊維を含み、前記水硬性材料は前記脂肪族ポリアミド繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含み、前記高強度補強繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含んでいることを特徴とする。   The hydraulic material of the present invention is a hydraulic material including a reinforcing fiber, and the reinforcing fiber includes an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex, and a single fiber strength higher than that of the aliphatic polyamide fiber. The high-strength reinforcing fiber includes 0.01 to 5 Vol% of the aliphatic polyamide fiber relative to the hydraulic material, and the high-strength reinforcing fiber includes 0.01 to 5 Vol% relative to the hydraulic material. It is characterized by including.

本発明の水硬性材料は、水和反応によって十分に硬化して成形体(以下、水硬性材料硬化体とも称される。)としたとき、破壊エネルギーが向上する、という効果を奏する。すなわち、本発明の水硬性材料は、補強繊維として単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維と、前記脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度の大きい高強度補強繊維を含み、前記水硬性材料は脂肪族ポリアミド繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含み、前記高強度補強繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含んでいることにより、特定の単繊維強度を満たす脂肪族ポリアミド繊維を水硬性材料に添加した際の特徴である、水硬性材料硬化体を変形させた際、歪みが大きいときも応力を高く維持し、破壊エネルギーの高い水硬性材料硬化体とすることができる。   When the hydraulic material of the present invention is sufficiently cured by a hydration reaction to form a molded body (hereinafter also referred to as a hydraulic material cured body), the fracture energy is improved. That is, the hydraulic material of the present invention includes an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a reinforcing fiber, and a high-strength reinforcing fiber having a single fiber strength higher than that of the aliphatic polyamide fiber, The hydraulic material contains aliphatic polyamide fiber in an amount of 0.01 to 5% by volume with respect to the hydraulic material, and the high strength reinforcing fiber is contained in an amount of 0.01 to 5% by volume with respect to the hydraulic material. When a hardened hydraulic material is deformed, which is a characteristic when adding an aliphatic polyamide fiber that satisfies the above requirements to a hydraulic material, the hardened hydraulic material has high fracture energy and maintains high stress even when the strain is large It can be.

図1は本発明の一実施例で使用するダンベルの形状と引張試験装置を示す模式的正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing the shape of a dumbbell and a tensile test apparatus used in one embodiment of the present invention. 図2は本発明の一実施例で示す破壊エネルギーを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the breaking energy shown in one embodiment of the present invention.

本発明の水硬性材料は、その補強繊維として、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維と、前記脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度が大きい高強度補強繊維を併用しており、前記脂肪族ポリアミド繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含み、前記高強度補強繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含んでいる。これにより特定の単繊維強度を満たす脂肪族ポリアミド繊維を添加した水硬性材料の特徴である、成形体を変形させようとした際、歪みが大きいときも応力を高く維持するため破壊エネルギーが高い水硬性材料硬化体となる、という点を維持し、脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度が大きい高強度補強繊維を併用することで、水硬性材料硬化体は変形させた際、初期の応力が高くなるという点を併せ持った硬化体となる。   The hydraulic material of the present invention uses, as the reinforcing fiber, an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex and a high-strength reinforcing fiber having a single fiber strength higher than that of the aliphatic polyamide fiber. The aliphatic polyamide fiber is contained in an amount of 0.01 to 5 Vol% with respect to the hydraulic material, and the high-strength reinforcing fiber is contained in an amount of 0.01 to 5 Vol% with respect to the hydraulic material. This is a characteristic of hydraulic materials with the addition of aliphatic polyamide fibers satisfying specific single fiber strength. When trying to deform a molded product, water with high fracture energy is used to maintain high stress even when the strain is large. Maintaining the point that it becomes a hardened material, and using a high-strength reinforcing fiber having a single fiber strength greater than that of aliphatic polyamide fiber, the hardened material of the hydraulic material has a high initial stress when deformed. It becomes the hardened body which has the point of becoming.

(脂肪族ポリアミド繊維)
本発明の水硬性材料に含まれる脂肪族ポリアミド繊維、すなわち、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(以下、この繊維を中強度脂肪族ポリアミド繊維とも称す。)について詳細に説明する。本発明において、脂肪族ポリアミド繊維とは脂肪族ポリアミド繊維全体の質量を100質量%とした場合、脂肪族ポリアミドが50質量%以上であり、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、特に好ましくは繊維表面に付着している繊維処理剤や、溶融紡糸の際に添加した安定化剤や難燃化剤を除き、実質的に脂肪族ポリアミドからなる繊維である。脂肪族ポリアミドとは、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T、ナイロンM5T、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12といった各種ナイロン樹脂が挙げられる。この中でも入手の容易性、紡糸工程性、延伸工程性を考慮すると、ナイロン66、ナイロン6、ナイロン6T、ナイロン9T、ナイロン11、ナイロン12が好ましく、ナイロン66、ナイロン6、ナイロン6T、ナイロン11、ナイロン12がより好ましく、ナイロン66、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12が特に好ましく、ナイロン66が最も好ましい。なお、ナイロン66はポリヘキサメチレンアジパミドである。
(Aliphatic polyamide fiber)
The aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention, that is, an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex (hereinafter, this fiber is also referred to as a medium strength aliphatic polyamide fiber) will be described in detail. explain. In the present invention, the aliphatic polyamide fiber is 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass when the total mass of the aliphatic polyamide fiber is 100% by mass. %, And particularly preferably a fiber substantially composed of an aliphatic polyamide, excluding a fiber treatment agent adhering to the fiber surface, a stabilizer and a flame retardant added during melt spinning. Examples of the aliphatic polyamide include various nylon resins such as nylon 66, nylon 610, nylon 6T, nylon 6I, nylon 9T, nylon M5T, nylon 6, nylon 11, and nylon 12. Of these, nylon 66, nylon 6, nylon 6T, nylon 9T, nylon 11 and nylon 12 are preferred in view of availability, spinning processability, and drawing processability, and nylon 66, nylon 6, nylon 6T, nylon 11, Nylon 12 is more preferable, nylon 66, nylon 6, nylon 11, and nylon 12 are particularly preferable, and nylon 66 is most preferable. Nylon 66 is polyhexamethylene adipamide.

本発明において、中強度脂肪族ポリアミド繊維は、前記のナイロン66を主成分とすることが好ましい。ナイロン66は繊維のどの部分に含まれていても良いが、好ましくはナイロン66が繊維表面の少なくとも一部を占めていることが好ましい。単一繊維であれば、ナイロン66を主成分とする原料を溶融紡糸することで、繊維表面の少なくとも一部をナイロン66が占める繊維を製造することができる。繊維が2種類以上の樹脂成分からなる複合繊維、例えば、同心断面の芯鞘型複合繊維、偏心構造の芯鞘型複合繊維、並列型(サイドバイサイド)複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維である場合、ナイロン66を含む樹脂成分が繊維表面に露出していることが好ましい。より具体的には、同心円断面の芯鞘型複合繊維や偏心構造の芯鞘型複合繊維の場合、ナイロン66を含む樹脂成分を鞘成分とすることが好ましく、海島型複合繊維であればナイロン66を含む樹脂成分を海成分とすることが好ましい。   In the present invention, the medium-strength aliphatic polyamide fiber preferably contains the above-mentioned nylon 66 as a main component. Nylon 66 may be contained in any part of the fiber, but preferably nylon 66 occupies at least a part of the fiber surface. If it is a single fiber, the fiber which nylon 66 occupies at least one part of the fiber surface can be manufactured by melt-spinning the raw material which has nylon 66 as a main component. A composite fiber comprising two or more types of resin components, for example, a core-sheath composite fiber having a concentric cross section, a core-sheath composite fiber having an eccentric structure, a side-by-side composite fiber, a split composite fiber, and a sea-island composite fiber In this case, the resin component including nylon 66 is preferably exposed on the fiber surface. More specifically, in the case of a core-sheath type composite fiber having a concentric circular cross section or a core-sheath type composite fiber having an eccentric structure, it is preferable to use a resin component containing nylon 66 as the sheath component. It is preferable that the resin component containing is a sea component.

本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維は、前記の脂肪族ポリアミド樹脂を溶融紡糸して得られる繊維であれば特に限定されないが、好ましくは脂肪族ポリアミドの270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分であることが好ましい。より好ましいメルトフローレートは40〜70g/10分であり、特に好ましいメルトフローレートは50〜70g/10分であり、最も好ましいメルトフローレートは55〜67g/10分である。脂肪族ポリアミド樹脂のMFRが前記の範囲を満たすと、溶融紡糸において糸切れや繊維間の融着が発生しにくく、延伸工程において高倍率での延伸処理が糸切れの発生頻度を抑えて行え、また熱セットの工程も効率よく行えることから製造コストを抑えて製造できるだけでなく、水硬性材料の補強繊維として使用した場合、水硬性材料との親和性が高く、高い補強効果が得られる脂肪族ポリアミド繊維となる。   The medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber obtained by melt spinning the above-mentioned aliphatic polyamide resin, but preferably the melt flow at 270 ° C. of the aliphatic polyamide. The rate (MFR) is preferably 10 to 70 g / 10 min. A more preferred melt flow rate is 40 to 70 g / 10 min, a particularly preferred melt flow rate is 50 to 70 g / 10 min, and a most preferred melt flow rate is 55 to 67 g / 10 min. When the MFR of the aliphatic polyamide resin satisfies the above range, yarn breakage and fusion between fibers are less likely to occur in melt spinning, and a stretching process at a high magnification can be performed in the stretching process while suppressing the occurrence frequency of yarn breakage, In addition, the heat setting process can be performed efficiently, so that it can be manufactured at a low cost, and when used as a reinforcing fiber for hydraulic materials, it has high affinity with hydraulic materials and can provide a high reinforcing effect. It becomes a polyamide fiber.

本発明において、脂肪族ポリアミド樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準じて、270℃、荷重21.2Nで測定する。より具体的には、以下の方法で測定したMFRを本発明では脂肪族ポリアミド樹脂のMFRとしている。まず、MFRを測定する脂肪族ポリアミドの試料(脂肪族ポリアミド樹脂ペレットもしくは製造した脂肪族ポリアミド繊維)を100℃に設定した恒温乾燥機の中で5時間保持し、十分に乾燥させる。次に、JIS K 7210に準じた押出し式プラストメーターを所定温度まで昇温し、所定温度になってから20分保持して温度を安定させた後、乾燥させた試料を3〜8g充填する。そして、試料の充填から360秒後にメルトフローレートの測定を開始する。同じ測定を2回繰り返し、その平均値を脂肪族ポリアミド樹脂のメルトフローレートとする。   In the present invention, the melt flow rate (MFR) of the aliphatic polyamide resin is measured at 270 ° C. and a load of 21.2 N according to JIS K 7210. More specifically, the MFR measured by the following method is used as the MFR of the aliphatic polyamide resin in the present invention. First, an aliphatic polyamide sample (aliphatic polyamide resin pellets or manufactured aliphatic polyamide fiber) for measuring MFR is kept in a constant temperature drier set at 100 ° C. for 5 hours and sufficiently dried. Next, the temperature of the extrusion type plastometer according to JIS K 7210 is raised to a predetermined temperature, and after maintaining the predetermined temperature for 20 minutes to stabilize the temperature, 3-8 g of the dried sample is filled. Then, measurement of the melt flow rate is started 360 seconds after filling the sample. The same measurement is repeated twice, and the average value is taken as the melt flow rate of the aliphatic polyamide resin.

本発明の水硬性材料は、単繊維強度が3〜9cN/dtexの脂肪族ポリアミド繊維を中強度脂肪族ポリアミド繊維として含んでいる。水硬性材料が前記単繊維強度の範囲を満たす脂肪族ポリアミド繊維を含むことで、水硬性材料の破壊靱性が高くなる傾向にある。中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度は4〜9cN/dtexであることが好ましく、4.5〜8.5cN/dtexであることがより好ましく、5〜8.5cN/dtexであることが特に好ましく、5.4〜8cN/dtexであることが最も好ましい。また、本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の破断伸度は特に限定されないが、好ましくは10〜120%であり、より好ましくは15〜80%であり、特に好ましくは20〜70%であり、最も好ましくは30〜65%である。中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度及び破断伸度が前記の範囲であれば、水硬性材料の補強繊維として使用する際の強度と伸度のバランスに優れるだけでなく、脂肪族ポリアミド樹脂の親水性により中強度脂肪族ポリアミド繊維と水硬性材料との親和性が高くなることから、水硬性材料に対する優れた補強効果を発揮しうる。加えて、上記単繊維強度と破断伸度を満たす中強度脂肪族ポリアミド繊維は溶融紡糸、延伸、熱固定が効率よく行えるため、比較的製造コスト安く製造することができる。前記脂肪族ポリアミド繊維において、単繊維強度が3.0cN/dtex未満であるか、破断伸度が80%を越えると、繊維自体の強度が低いため、水硬性材料に対し補強効果が付与されない、言い換えるならば、それらの繊維を混合して硬化させた水硬性材料において、各種補強繊維を加えずに硬化させた水硬性材料と比較して圧縮強度、引っ張り強度、曲げ強度といった、各種破壊強度の向上が見込めない可能性がある。前記脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度が9.0cN/dtexを越える、あるいは破断伸度が15%未満となると、水硬性材料の補強効果、特に、脂肪族ポリアミド繊維を含むことを特徴とする本発明の水硬性材料において、その破壊エネルギーの更なる向上が見込めなくなる可能性があるだけでなく、このような高強度のポリアミド繊維を製造するときに、更なる高温、高延伸倍率での製造が必要になるため、製造コストの増大を招き、結果として水硬性材料の製造コストの増大を招く可能性がある。   The hydraulic material of the present invention includes an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a medium strength aliphatic polyamide fiber. When the hydraulic material includes the aliphatic polyamide fiber satisfying the range of the single fiber strength, the fracture toughness of the hydraulic material tends to increase. The single fiber strength of the medium strength aliphatic polyamide fiber is preferably 4 to 9 cN / dtex, more preferably 4.5 to 8.5 cN / dtex, and particularly preferably 5 to 8.5 cN / dtex. Preferably, it is 5.4-8 cN / dtex. Further, the elongation at break of the medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 120%, more preferably 15 to 80%, and particularly preferably 20 -70%, most preferably 30-65%. If the single fiber strength and elongation at break of medium-strength aliphatic polyamide fiber are within the above ranges, not only the balance between strength and elongation when used as a reinforcing fiber for a hydraulic material is excellent, but also aliphatic polyamide resin. Since the affinity between the medium-strength aliphatic polyamide fiber and the hydraulic material is increased due to the hydrophilicity, an excellent reinforcing effect on the hydraulic material can be exhibited. In addition, the medium-strength aliphatic polyamide fiber satisfying the above-mentioned single fiber strength and breaking elongation can be efficiently melt-spun, drawn and heat-set, and therefore can be produced at a relatively low production cost. In the aliphatic polyamide fiber, when the single fiber strength is less than 3.0 cN / dtex or the elongation at break exceeds 80%, the strength of the fiber itself is low, so that the reinforcing effect is not imparted to the hydraulic material. In other words, in the hydraulic material that is cured by mixing these fibers, various fracture strengths such as compressive strength, tensile strength, and bending strength are compared with the hydraulic material cured without adding various reinforcing fibers. There is a possibility that improvement cannot be expected. When the single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber exceeds 9.0 cN / dtex or the elongation at break becomes less than 15%, the reinforcing effect of the hydraulic material, in particular, the aliphatic polyamide fiber is included. In the hydraulic material of the invention, not only may there be no possibility of further improvement in its fracture energy, but when producing such a high-strength polyamide fiber, production at a higher temperature and higher draw ratio may be possible. Therefore, the manufacturing cost is increased, and as a result, the manufacturing cost of the hydraulic material may be increased.

前記中強度脂肪族ポリアミド繊維の繊度は特に限定されないが、繊度が0.3〜30dtexであると好ましく、さらに好ましくは0.5〜20dtexであり、特に好ましくは0.7〜15dtexであり、最も好ましくは0.8〜12dtexである。また繊維長も特に限定されないが、繊維長が1〜50mmであると好ましく、さらに好ましくは2〜40mmであり、特に好ましくは3〜25mmである。繊度と繊維長が前記の範囲であれば、水硬性材料との混和性、例えば、各種セメントなどの水硬性組成物に水を加えて混練したスラリー状の水硬性材料に対し、中強度脂肪族ポリアミド繊維を更に加えて混練する際の混和性が良好であり、繊維の浮きや繊維のダマ(ファイバーボール)が発生しにくくなる。   The fineness of the medium-strength aliphatic polyamide fiber is not particularly limited, but the fineness is preferably 0.3 to 30 dtex, more preferably 0.5 to 20 dtex, and particularly preferably 0.7 to 15 dtex. Preferably it is 0.8-12 dtex. The fiber length is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 mm, more preferably 2 to 40 mm, and particularly preferably 3 to 25 mm. If the fineness and fiber length are within the above ranges, it is miscible with a hydraulic material, for example, a medium strength aliphatic material for a slurry hydraulic material kneaded by adding water to a hydraulic composition such as various cements. The miscibility when adding and kneading polyamide fiber further is good, and fiber floating and fiber lumps (fiber balls) are less likely to occur.

前記中強度脂肪族ポリアミド繊維は、その断面形状は特に限定されず、丸断面の他、非円形の断面、例えば三角形、四角形を始めとする多角形の断面、3葉断面、4葉断面を始めとする多葉断面、Y形、W形、井形といったいずれの断面形状であってもよい。また、これらの断面形状であって、中空部分を含まない中実繊維としてもよいし、繊維中に繊維長さ方向対し、連続した中空部分または非連続の中空部分を1箇所以上有する中空繊維としてもよい。本発明の水硬性材料に含まれる前記中強度脂肪族ポリアミド繊維において、その繊維断面は、中実でかつ丸断面であるのが好ましい。中実でかつ丸断面であればコスト安く製造できる。なお丸断面は、円、楕円、長円など様々な丸を含む。また、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の断面構造は特に限定されず、単一の樹脂成分、すなわちナイロン66を主成分とする樹脂成分からなる単一繊維であってもよいし、複数の樹脂成分からなる複合繊維、例えば、同心断面の芯鞘型複合繊維、偏心構造の芯鞘型複合繊維、並列型(サイドバイサイド)複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維であってもよい。   The cross-sectional shape of the medium-strength aliphatic polyamide fiber is not particularly limited. In addition to a round cross-section, non-circular cross-sections such as a polygonal cross section including a triangle and a quadrilateral, a three-leaf cross section, and a four-leaf cross section Any cross-sectional shape such as a multi-leaf cross-section, Y shape, W shape, or well shape may be used. Moreover, it is good also as a solid fiber which is these cross-sectional shapes, and does not contain a hollow part, and has one or more continuous hollow parts or discontinuous hollow parts with respect to the fiber length direction in a fiber. Also good. In the medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention, the fiber cross section is preferably a solid and round cross section. A solid and round cross-section can be manufactured at low cost. The round cross section includes various circles such as a circle, an ellipse, and an ellipse. Moreover, the cross-sectional structure of the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention is not particularly limited, and may be a single resin component, that is, a single fiber composed of a resin component mainly composed of nylon 66, or a plurality of For example, a core-sheath type composite fiber having a concentric cross section, a core-sheath type composite fiber having an eccentric structure, a side-by-side composite fiber, a split type composite fiber, or a sea-island type composite fiber may be used. .

本発明の水硬性材料に含まれる、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)は、脂肪族ポリアミド樹脂としてナイロン66を用いた場合、以下に示す製造方法で製造し、使用することができる。まず、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を用意する。用意したナイロン66を押出機に投入し、紡糸温度260〜300℃の範囲で溶融し、紡糸ノズルから押し出して、引き取り速度200〜2000m/分 で引き取り、繊度が1.5〜100dtexの未延伸繊維の束(未延伸トウともいう)を得る。前記紡糸温度が260℃未満であるとナイロン66を溶融させた際、その溶融粘度が高く、糸切れが多発する等可紡性が極端に悪くなる可能性がある。紡糸温度が300℃を越えると、ナイロン66の溶融粘度が低下しすぎるため、未延伸繊維に融着が発生するだけでなく、溶融紡糸時にナイロン66の熱分解が始まるおそれがある。脂肪族ポリアミド繊維としてナイロン66繊維を使用する場合、ナイロン66繊維の製造方法において、好ましい紡糸温度は270℃〜295℃であり、特に好ましい紡糸温度は270〜290℃である。   The aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex contained in the hydraulic material of the present invention is shown below when nylon 66 is used as the aliphatic polyamide resin. It can be manufactured and used by a manufacturing method. First, nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is prepared. The prepared nylon 66 is put into an extruder, melted at a spinning temperature of 260 to 300 ° C., extruded from a spinning nozzle, taken up at a take-up speed of 200 to 2000 m / min, and undrawn fiber having a fineness of 1.5 to 100 dtex. A bundle (also referred to as unstretched tow) is obtained. When the spinning temperature is less than 260 ° C., when the nylon 66 is melted, the melt viscosity is high, and the spinnability may be extremely deteriorated, such as frequent yarn breakage. When the spinning temperature exceeds 300 ° C., the melt viscosity of the nylon 66 is too low, so that not only the unstretched fibers are fused, but the nylon 66 may start to thermally decompose during melt spinning. When nylon 66 fiber is used as the aliphatic polyamide fiber, in the method for producing nylon 66 fiber, a preferable spinning temperature is 270 ° C. to 295 ° C., and a particularly preferable spinning temperature is 270 to 290 ° C.

紡糸ノズルから押し出した溶融樹脂を、引き取り速度200〜2000m/分の速さで引き取る。引き取り速度が200m/分未満となると、未延伸繊維の束を構成するナイロン66繊維の太さが太すぎるだけでなく、製造時に引き取りローラーに絡まりやすく、生産性が低下するおそれがある。前記引き取り速度が2000m/分よりも速くなると、ナイロン66の未延伸繊維が引き取り時に切れやすくなることで、こちらも生産性が低下するおそれがある。前記紡糸温度及び前記引き取り速度にてナイロン66を溶融紡糸し、未延伸繊維の束である未延伸トウを得る。未延伸トウを構成するナイロン66繊維の繊度、即ち延伸工程を行う前のナイロン66繊維の繊度は1.5〜100dtexである。ナイロン66の未延伸繊維の繊度が100dtexを越えると、延伸工程を経ても水硬性材料の補強繊維に適した繊維が得られにくい。ナイロン66の未延伸繊維の繊度が1.5dtex未満となると、溶融紡糸の際に糸切れが発生しやすく、生産性に劣るだけでなく、延伸工程において、延伸倍率が低くなり、得られるナイロン66繊維の単繊維強度が低くなりやすい。   The molten resin extruded from the spinning nozzle is taken out at a take-up speed of 200 to 2000 m / min. When the take-up speed is less than 200 m / min, not only the thickness of the nylon 66 fiber constituting the bundle of unstretched fibers is too thick, but the take-up roller is liable to be entangled during production, and the productivity may be reduced. If the take-up speed is higher than 2000 m / min, the unstretched fibers of nylon 66 are likely to be cut at the time of take-up, which may also reduce productivity. Nylon 66 is melt-spun at the spinning temperature and the take-up speed to obtain an unstretched tow that is a bundle of unstretched fibers. The fineness of the nylon 66 fibers constituting the undrawn tow, that is, the fineness of the nylon 66 fibers before the drawing step is 1.5 to 100 dtex. When the fineness of the unstretched fiber of nylon 66 exceeds 100 dtex, it is difficult to obtain a fiber suitable for the reinforcing fiber of the hydraulic material even after the stretching process. When the fineness of the unstretched fiber of nylon 66 is less than 1.5 dtex, yarn breakage is likely to occur during melt spinning, and not only productivity is inferior, but also the draw ratio is lowered in the stretching process, and the resulting nylon 66 is obtained. The single fiber strength of the fiber tends to be low.

得られたナイロン66の未延伸トウに対し、延伸工程を行い、熱セット工程を行った後、所望の繊維長に切断することで、本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の一例であるナイロン66繊維が得られる。得られたナイロン66の未延伸トウに対し延伸処理を行うが、10〜80℃の温水を用いて湿式延伸した後、100〜200℃の乾燥状態で熱セット(以下において、乾式熱セットとも記す。)。する。これは、ナイロンの二次転位点(ガラス転位点)は乾燥状態では40〜50℃であるが、吸湿状態においては−20〜0℃であることが知られており(「繊維の百科事典」、793頁左欄2〜14行、平成14年3月25日、丸善)、前記の範囲であれば効率よく延伸できるためである。また、前記乾燥状態での熱セットは熱セットの温度を100〜180℃で行うとより好ましく、120℃〜160℃で行うと特に好ましい。乾燥状態の上記温度の範囲内において熱セットを行うと強固な熱固定ができ、寸法安定性を出せる。前記湿式延伸は、延伸倍率2〜6倍で行うと好ましい。延伸倍率が2倍未満であると延伸が十分に行われないため、得られるナイロン66繊維の単繊維強度が低く、水硬性材料の強度が向上しない可能性がある。前記湿式延伸工程において、延伸倍率が6倍を超えると、糸切れが多発するようになり、生産性が低下するおそれがある。前記熱セット工程は、処理を行う際にたるまない程度の延伸倍率で行う定長熱セットが好ましく、0.85〜1.5倍の延伸倍率で熱セットを行えばよい。   The non-stretched tow of the obtained nylon 66 is subjected to a stretching step, a heat setting step, and then cut to a desired fiber length to thereby obtain a medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention. As an example, nylon 66 fiber is obtained. The unstretched tow of the obtained nylon 66 is subjected to a stretching treatment. After wet stretching using warm water at 10 to 80 ° C., heat setting is performed in a dry state at 100 to 200 ° C. (hereinafter also referred to as dry heat setting). .) To do. It is known that the secondary transition point (glass transition point) of nylon is 40-50 ° C. in a dry state, but is −20-0 ° C. in a hygroscopic state (“Fiber Encyclopedia”). , Page 793, left column, lines 2 to 14, March 25, 2002, Maruzen), because the above range allows efficient stretching. The heat setting in the dry state is more preferably performed at a temperature of 100 to 180 ° C., and particularly preferably 120 to 160 ° C. When heat setting is performed within the above-mentioned temperature range in a dry state, strong heat fixation can be achieved and dimensional stability can be obtained. The wet stretching is preferably performed at a stretching ratio of 2 to 6 times. If the draw ratio is less than 2 times, the drawing is not sufficiently performed, so that the single fiber strength of the obtained nylon 66 fiber is low, and the strength of the hydraulic material may not be improved. In the wet drawing step, when the draw ratio exceeds 6 times, yarn breakage frequently occurs and the productivity may be lowered. The heat setting step is preferably a constant length heat setting performed at a draw ratio that does not sag when the treatment is performed, and may be performed at a draw ratio of 0.85 to 1.5 times.

なお、本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維は、その製造方法が前記の製造方法に限定されていない。すなわち本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維は、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維であればよく、好ましくは前記270℃におけるメルトフローレートの範囲を満たすポリアミド樹脂を使用した繊維であり、より好ましくは、繊度、繊維長、又は破断伸度といった繊維物性を満たす脂肪族ポリアミド繊維であれば使用することができる。   In addition, the production method of the medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention is not limited to the production method described above. That is, the medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention may be an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex, and preferably has a melt flow rate range at 270 ° C. It is a fiber using a polyamide resin to be satisfied, and more preferably, an aliphatic polyamide fiber satisfying fiber properties such as fineness, fiber length, or elongation at break can be used.

本発明の水硬性材料は、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)を0.01〜5Vol%含んでいる。すなわち、水硬性材料において、水硬性材料に対して外割り、言い換えるならば水硬性材料のうち、中強度脂肪族ポリアミド繊維、高強度補強繊維及び必要に応じて使用するそれら以外の補強繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維及び高強度補強繊維以外の補強繊維)を除いた各種セメント、細骨材、粗骨材、水などの成分の総和を100Vol%とし、これに対し中強度脂肪族ポリアミド繊維を0.01〜5Vol%含んでいる。中強度脂肪族ポリアミド繊維を前記割合で含むことで、本発明の水硬性材料は、水硬性材料硬化体の破壊エネルギーを高くすることができるだけでなく、硬化する前の水硬性材料、即ちスラリー状の水硬性材料において、ある程度流動性が保つことができるため施工性が阻害されにくい。水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の割合が0.01Vol%未満であると、水硬性材料の内部に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の量が少ないことから、硬化後した水硬性材料の破壊エネルギーが中強度脂肪族ポリアミド繊維を添加していない水硬性材料と比較して大差のないものとなるおそれがある。水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の割合が5Vol%を越えると水硬性材料の製造コストが高くなるだけでなく圧縮強度や引っ張り強度といった各種機械強度が低下するおそれがある。本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維の割合は0.05〜3Vol%であると好ましく、0.1〜2.5Vol%であるとより好ましく、0.2〜2.0Vol%であると特に好ましい。   The hydraulic material of the present invention contains 0.01 to 5 Vol% of aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex. That is, in the hydraulic material, it is divided from the hydraulic material, in other words, among the hydraulic materials, medium strength aliphatic polyamide fibers, high strength reinforcing fibers and other reinforcing fibers used as needed (medium The total of components such as cement, fine aggregate, coarse aggregate, water, etc., excluding high-strength aliphatic polyamide fibers and reinforcing fibers other than high-strength reinforcing fibers) is 100 vol%. Contains 0.01-5Vol%. By including medium-strength aliphatic polyamide fibers in the above ratio, the hydraulic material of the present invention can not only increase the breaking energy of the cured hydraulic material, but also the hydraulic material before curing, that is, in a slurry state. In this hydraulic material, the fluidity can be maintained to some extent, so that the workability is hardly hindered. When the ratio of the medium strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material is less than 0.01% by volume, the amount of the medium strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material is small. There is a possibility that the fracture energy of the material is not much different from that of a hydraulic material to which medium strength aliphatic polyamide fiber is not added. When the ratio of the medium strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material exceeds 5 Vol%, not only the manufacturing cost of the hydraulic material increases, but also various mechanical strengths such as compressive strength and tensile strength may be lowered. The ratio of the medium strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention is preferably 0.05 to 3 Vol%, more preferably 0.1 to 2.5 Vol%, and 0.2 to 2.0 Vol. % Is particularly preferred.

(高強度補強繊維)
本発明の水硬性材料は、補強繊維として単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)と、単繊維強度が前記脂肪族ポリアミド繊維(前記中強度脂肪族ポリアミド繊維)の単繊維強度よりも大きい高強度補強繊維を含んでいる。前記高強度補強繊維は特に限定されず、中強度脂肪族ポリアミド繊維、すなわち単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度の大きい繊維であれば、本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維として使用することができる。本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維としては、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリメチルペンテン、環状ポリオレフィンやオレフィン系エラストマーを主体とするポリオレフィン系繊維、ポリアセタール繊維、ビニロン繊維、半芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維とも称す)、炭素繊維などの有機繊維の他、ロックウール、ガラス繊維、アルミナ繊維などのセラミックス繊維といった無機繊維の他、いわゆる鋼繊維を始めとする金属繊維や、単繊維強度が9cN/dtexを越える脂肪族ポリアミド繊維が高強度補強繊維の一例として挙げられる。これらの繊維のうち、水硬性材料に付与しうる補強効果、製造コスト等を考慮すると、前記高強度補強繊維は、ポリプロピレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維、ポリメチルペンテン繊維、ポリアセタール繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、単繊維強度が9cN/dtexを越える脂肪族ポリアミド繊維から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、ポリプロピレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアセタール繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、鋼繊維から選ばれる少なくとも一種であることがより好ましく、ポリプロピレン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアセタール繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種であることが特に好ましい。
(High-strength reinforcing fiber)
The hydraulic material of the present invention comprises an aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a reinforcing fiber, and a single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber (the medium strength fat). High-strength reinforcing fibers that are larger than the single fiber strength of the group polyamide fiber). The high-strength reinforcing fiber is not particularly limited as long as it is a medium-strength aliphatic polyamide fiber, that is, a fiber having a single fiber strength higher than that of an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex. It can be used as a high-strength reinforcing fiber contained in a hard material. The high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention includes polypropylene, ethylene-propylene copolymer, low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, and ethylene-vinyl alcohol. Organics such as polymers, polymethylpentene, polyolefin fibers mainly composed of cyclic polyolefin and olefin elastomer, polyacetal fibers, vinylon fibers, semi-aromatic polyamide fibers, wholly aromatic polyamide fibers (also called aramid fibers), carbon fibers, etc. In addition to fibers, inorganic fibers such as ceramic fibers such as rock wool, glass fibers, and alumina fibers, metal fibers including so-called steel fibers, and aliphatic polyamide fibers whose single fiber strength exceeds 9 cN / dtex are reinforced with high strength. An example of fiber. Among these fibers, considering the reinforcing effect that can be imparted to the hydraulic material, the manufacturing cost, etc., the high-strength reinforcing fibers are polypropylene fibers, ultrahigh molecular weight polyethylene fibers, ethylene-vinyl alcohol copolymer fibers, polymethyl resins. It is preferably at least one selected from pentene fiber, polyacetal fiber, vinylon fiber, wholly aromatic polyamide fiber, carbon fiber, steel fiber, and aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength exceeding 9 cN / dtex. It is more preferably at least one selected from molecular weight polyethylene fiber, polyacetal fiber, vinylon fiber, wholly aromatic polyamide fiber, carbon fiber, steel fiber, polypropylene fiber, ultrahigh molecular weight polyethylene fiber, polyacetal fiber, vinylon fiber, wholly aromatic Group polyamide fiber, carbon Particularly preferred is at least one selected from fibers.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維において、高強度補強繊維が鋼繊維を始めとする金属繊維を含む場合、金属繊維の繊維径は特に限定されないが、繊維径が0.05〜2mmであることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜1.5mmであり、特に好ましくは0.2〜1mmである。また、金属繊維の繊維長も特に限定されないが、繊維長は3〜120mmであることが好ましく、さらに好ましくは5〜100mmであり、特に好ましくは10〜80mmである。高強度補強繊維として含まれる金属繊維の繊維径と繊維長が前記の範囲であれば、水硬性材料との混和性が良い。   In the high-strength reinforcing fiber included in the hydraulic material of the present invention, when the high-strength reinforcing fiber includes a metal fiber including a steel fiber, the fiber diameter of the metal fiber is not particularly limited, but the fiber diameter is 0.05 to It is preferably 2 mm, more preferably 0.1 to 1.5 mm, and particularly preferably 0.2 to 1 mm. The fiber length of the metal fiber is not particularly limited, but the fiber length is preferably 3 to 120 mm, more preferably 5 to 100 mm, and particularly preferably 10 to 80 mm. If the fiber diameter and fiber length of the metal fiber contained as the high-strength reinforcing fiber are within the above ranges, the miscibility with the hydraulic material is good.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維において、高強度補強繊維がガラス繊維、ロックウール、各種セラミックス繊維などの無機繊維(金属繊維を除く)である場合、無機繊維の繊維径は特に限定されないが、繊維径が3〜100μmであることが好ましく、さらに好ましくは5〜80μmであり、特に好ましくは8〜50μmであり、最も好ましくは10〜30μmである。また、無機繊維の繊維長も特に限定されないが、繊維長は2〜120mmであることが好ましく、さらに好ましくは3〜100mmであり、特に好ましくは5〜80mmである。高強度補強繊維として含まれる無機繊維の繊維径と繊維長が前記の範囲であれば、水硬性材料との混和性が良い。   In the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention, when the high-strength reinforcing fiber is an inorganic fiber (excluding metal fiber) such as glass fiber, rock wool, and various ceramic fibers, the fiber diameter of the inorganic fiber is particularly Although not limited, the fiber diameter is preferably 3 to 100 μm, more preferably 5 to 80 μm, particularly preferably 8 to 50 μm, and most preferably 10 to 30 μm. The fiber length of the inorganic fiber is not particularly limited, but the fiber length is preferably 2 to 120 mm, more preferably 3 to 100 mm, and particularly preferably 5 to 80 mm. If the fiber diameter and fiber length of the inorganic fiber contained as the high-strength reinforcing fiber are within the above ranges, the miscibility with the hydraulic material is good.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維は、その単繊維強度が中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度よりも大きい繊維である。本発明の水硬性材料に含まれる中強度脂肪族ポリアミド繊維は、ある程度高い単繊維強度を有するものの、水硬性材料に対し破壊時の靱性を付与することを目的として、ある程度伸度を残した繊維となっているため、中強度脂肪族ポリアミド繊維のみを補強繊維として水硬性材料に添加した場合、単繊維強度が低いことに起因して、水硬性材料における引張強度、圧縮強度、曲げ強度等の機械的な強度において初期強度、すなわち最初にヒビ(クラック)が発生する時の強度が低くなる可能性がある。前記中強度脂肪族ポリアミド繊維に加え、この繊維よりも単繊維強度の大きい繊維を高強度補強繊維として添加すると、中強度脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度が大きい高強度補強繊維によって、水硬性材料の初期強度が高くなり、中強度脂肪族ポリアミド繊維の伸びによって、水硬性材料の破壊に至るまでのエネルギー量も大きくなる。前記高強度補強繊維の単繊維強度は、中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度よりも大きければ特に限定されないが、高強度補強繊維の単繊維強度は、中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度に対して1.05倍以上であることが好ましく、1.1倍以上であることがより好ましく、1.15倍以上であることが特に好ましく、1.2倍以上であることが最も好ましい。   The high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention is a fiber whose single fiber strength is greater than the single fiber strength of the medium-strength aliphatic polyamide fiber. The medium-strength aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of the present invention has a certain degree of single fiber strength, but has a certain degree of elongation for the purpose of imparting toughness at break to the hydraulic material. Therefore, when only medium-strength aliphatic polyamide fiber is added to the hydraulic material as a reinforcing fiber, the tensile strength, compressive strength, bending strength, etc. in the hydraulic material are due to low single fiber strength. In the mechanical strength, there is a possibility that the initial strength, that is, the strength at the time when cracks (cracks) are first generated is lowered. In addition to the medium-strength aliphatic polyamide fiber, when a fiber having a single fiber strength higher than this fiber is added as a high-strength reinforcing fiber, the high-strength reinforcing fiber having a single-fiber strength higher than that of the medium-strength aliphatic polyamide fiber can be hydraulic. The initial strength of the material is increased, and the amount of energy required for breaking the hydraulic material is increased by the elongation of the medium strength aliphatic polyamide fiber. The single fiber strength of the high-strength reinforcing fiber is not particularly limited as long as it is greater than the single-fiber strength of the medium-strength aliphatic polyamide fiber, but the single-fiber strength of the high-strength reinforcing fiber is the single-fiber strength of the medium-strength aliphatic polyamide fiber. Is preferably 1.05 times or more, more preferably 1.1 times or more, particularly preferably 1.15 times or more, and most preferably 1.2 times or more.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維において、高強度補強繊維がポリプロピレン系繊維である場合について説明する。ポリプロピレン系繊維は製造が容易かつ製造コストに優れるだけでなく、耐アルカリ性や耐薬品性にも優れる繊維であることから、古くから水硬性材料の補強繊維として使用されている。前記高強度補強繊維としてポリプロピレン系繊維を使用する場合、使用す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 case where the high-strength reinforcing fiber included in the hydraulic material of the present invention is a polypropylene fiber will be described. Polypropylene fiber is not only easy to manufacture and excellent in manufacturing cost, but also has excellent alkali resistance and chemical resistance, and has long been used as a reinforcing fiber for hydraulic materials. When polypropylene fiber is used as the high-strength reinforcing fiber, the polypropylene resin to be used is not particularly limited, and may be a propylene homopolymer. Propylene and other α- having about 2 to 20 carbon atoms. It may be a copolymer with olefin. 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.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維としてポリプロピレン系繊維を使用する場合、前記ポリプロピレン系繊維の単繊維強度は、併用している中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度より大きく、かつ単繊維強度が6.0〜18cN/dtex、より好ましくは6.2〜15cN/dtex、特に好ましくは6.5〜12cN/dtex、最も好ましくは6.8〜10cN/dtexである。ポリプロピレン系繊維の単繊維強度が上記単繊維強度を満たすことで、水硬性材料において最初にヒビ(クラック)が入るまでの強度が向上する。それに加え、併用している中強度脂肪族ポリアミド繊維によって水硬性材料が破壊に至るまでの破壊エネルギー量が大きくなることから、得られる水硬性材料は初期強度が大きく、かつ破壊エネルギーも大きい水硬性材料となる。また、前記高強度補強繊維としてポリプロピレン系繊維を使用する場合、前記ポリプロピレン系繊維の破断伸度は5〜45%であることが好ましく、10〜45%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。   When using a polypropylene fiber as the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention, the single fiber strength of the polypropylene fiber is greater than the single fiber strength of the medium-strength aliphatic polyamide fiber used together, and The single fiber strength is 6.0 to 18 cN / dtex, more preferably 6.2 to 15 cN / dtex, particularly preferably 6.5 to 12 cN / dtex, and most preferably 6.8 to 10 cN / dtex. When the single fiber strength of the polypropylene fiber satisfies the single fiber strength, the strength until cracks (cracks) are first generated in the hydraulic material is improved. In addition, the medium strength aliphatic polyamide fiber used in combination increases the amount of fracture energy until the hydraulic material breaks, so the resulting hydraulic material has high initial strength and high fracture energy. Become a material. Moreover, when using a polypropylene fiber as the high-strength reinforcing fiber, the breaking elongation of the polypropylene fiber is preferably 5 to 45%, more preferably 10 to 45%, and more preferably 15 to 40%. Particularly preferred is 18 to 38%.

本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維としてポリプロピレン系繊維を使用する場合、前記ポリプロピレン系繊維の繊度は特に限定されないが、繊度が0.3〜30dtexであると好ましく、さらに好ましくは0.5〜20dtexであり、特に好ましくは0.7〜15dtexであり、最も好ましくは0.8〜12dtexである。また繊維長も特に限定されないが、繊維長が1〜50mmであると好ましく、さらに好ましくは3〜40mmであり、特に好ましくは3〜25mmである。繊度と繊維長が前記の範囲であれば、水硬性材料との混和性、例えば、各種セメントなどの水硬性組成物に水を加えて混練したスラリー状の水硬性材料に対し、ポリプロピレン系繊維を更に加えて混練する際の混和性が良好であり、繊維の浮きや繊維のダマ(ファイバーボール)が発生しにくくなる。   When polypropylene fibers are used as the high-strength reinforcing fibers contained in the hydraulic material of the present invention, the fineness of the polypropylene fibers is not particularly limited, but the fineness is preferably 0.3 to 30 dtex, more preferably 0. .5 to 20 dtex, particularly preferably 0.7 to 15 dtex, and most preferably 0.8 to 12 dtex. Further, the fiber length is not particularly limited, but the fiber length is preferably 1 to 50 mm, more preferably 3 to 40 mm, and particularly preferably 3 to 25 mm. If the fineness and fiber length are within the above ranges, the miscibility with the hydraulic material, for example, the polypropylene fiber is used for the slurry-like hydraulic material kneaded by adding water to a hydraulic composition such as various cements. In addition, the miscibility at the time of kneading is good, and fiber floating and fiber lumps (fiber balls) are less likely to occur.

次に、本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維において、高強度補強繊維がビニロン繊維である場合について説明する。ビニロン繊維は製造が容易かつ製造コストに優れるだけでなく、樹脂そのものが水との高い親和性を有する、すなわち合成繊維でありながら高い親水性を有する繊維であることから、古くから水硬性材料の補強繊維として使用されている。本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維としてビニロン繊維を使用する場合、ビニロン繊維は、ケン化されたポリビニルアルコール(PVA)であり、そのケン化度が85mol%以上であることが好ましい。ケン化度が99mol%以上であることで結晶化しやすくなり、高強度のビニロン繊維が得られるだけでなく、ビニロン繊維が吸湿しにくくなるため、吸湿を原因とするビニロン繊維の単繊維強度の低下を抑制することができる。前記ビニロン繊維に使用するケン化されたポリビニルアルコールのケン化度は90mol%以上であるとより好ましく、95mol%以上であると特に好ましく、98mol%以上であると最も好ましい。   Next, the case where the high-strength reinforcing fiber included in the hydraulic material of the present invention is a vinylon fiber will be described. Vinylon fiber is not only easy to manufacture and excellent in manufacturing cost, but also because the resin itself has high affinity with water, that is, it is a synthetic fiber that has high hydrophilicity. Used as a reinforcing fiber. When vinylon fiber is used as the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention, the vinylon fiber is saponified polyvinyl alcohol (PVA), and its saponification degree is preferably 85 mol% or more. . A saponification degree of 99 mol% or more facilitates crystallization and not only provides high-strength vinylon fibers, but also makes vinylon fibers difficult to absorb moisture, resulting in a decrease in single fiber strength of vinylon fibers due to moisture absorption. Can be suppressed. The saponification degree of the saponified polyvinyl alcohol used for the vinylon fiber is more preferably 90 mol% or more, particularly preferably 95 mol% or more, and most preferably 98 mol% or more.

本発明の水硬性材料に含まれる、高強度補強繊維としてビニロン繊維を使用する場合、前記ビニロン繊維の単繊維強度は、併用している中強度脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度より大きく、かつビニロン繊維を乾燥させた状態で測定した単繊維強度が7.0〜30cN/dtex、より好ましくは7.4〜25cN/dtex、特に好ましくは7.6〜20cN/dtex、最も好ましくは7.8〜18cN/dtexである。ビニロン繊維の単繊維強度が上記単繊維強度を満たすことで、水硬性材料において最初にヒビ(クラック)が入るまでの強度が向上する。そして、併用している中強度脂肪族ポリアミド繊維によって水硬性材料が破壊に至るまでの破壊エネルギー量が大きくなることから、得られる水硬性材料は初期強度が大きく、かつ破壊エネルギーも大きい水硬性材料となる。本発明において、ビニロン繊維を乾燥させた状態で測定した単繊維強度とは、ビニロン繊維を105℃に設定した恒温乾燥機中にて2時間保持して乾燥させたビニロン繊維について、JIS L 1015に準じて測定した単繊維強度のことを指す。   When vinylon fiber is used as the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention, the single fiber strength of the vinylon fiber is larger than the single fiber strength of the medium-strength aliphatic polyamide fiber used together, and vinylon The single fiber strength measured with the fibers dried is 7.0-30 cN / dtex, more preferably 7.4-25 cN / dtex, particularly preferably 7.6-20 cN / dtex, most preferably 7.8- 18 cN / dtex. When the single fiber strength of the vinylon fiber satisfies the single fiber strength, the strength until a crack (crack) is first generated in the hydraulic material is improved. And since the amount of fracture energy until the hydraulic material breaks due to the medium strength aliphatic polyamide fiber used in combination, the resulting hydraulic material has a large initial strength and a large fracture energy. It becomes. In the present invention, the single fiber strength measured in a state where the vinylon fiber is dried is defined as JIS L 1015 for the vinylon fiber which is dried by holding the vinylon fiber in a constant temperature dryer set at 105 ° C. for 2 hours. It refers to the single fiber strength measured in conformity.

本発明の水硬性材料において、前記高強度補強繊維としてポリプロピレン系繊維及びビニロン繊維以外の繊維を使用する場合を説明する。前記高強度補強繊維として、ポリプロピレン系繊維やビニロン繊維以外の繊維を使用する場合、単繊維強度の高い繊維が容易に得られる繊維、具体的には超高分子量ポリエチレン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維を使用することが好ましい。超高分子量ポリエチレン繊維、全芳香族ポリアミド繊維及び炭素繊維は、製造コストが高いものの、単繊維強度が20cN/dtexを越える繊維が容易に得られるため、特に高い初期強度が求められる水硬性材料に対して使用することができる。本発明の水硬性材料において、前記高強度補強繊維として超高分子量ポリエチレン繊維を使用する場合、超高分子量ポリエチレン繊維の単繊維強度は10〜100cN/dtexであることが好ましく、15〜80cN/dtexであることがより好ましく、20〜60cN/dtexであることが特に好ましい。本発明の水硬性材料において、高強度補強繊維として全芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維とも称される)を使用する場合、全芳香族ポリアミド繊維の単繊維強度は10〜80cN/dtexであることが好ましく、12〜50cN/dtexであることがより好ましく、15〜30cN/dtexであることが特に好ましい。本発明の水硬性材料において、前記高強度補強繊維として炭素繊維を使用する場合、炭素繊維の単繊維強度は10〜100cN/dtexであることが好ましく、12〜60cN/dtexであることがより好ましく、15〜30cN/dtexであることが特に好ましい。前記高強度補強繊維として、超高分子量ポリエチレン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、または炭素繊維を使用した場合、水硬性材料は非常に高い初期強度を示すようになり、好ましい。   In the hydraulic material of the present invention, the case where fibers other than polypropylene fibers and vinylon fibers are used as the high-strength reinforcing fibers will be described. When using a fiber other than polypropylene fiber or vinylon fiber as the high-strength reinforcing fiber, a fiber from which a fiber having a high single fiber strength can be easily obtained, specifically, an ultrahigh molecular weight polyethylene fiber, a wholly aromatic polyamide fiber, It is preferable to use carbon fibers. Ultra high molecular weight polyethylene fiber, wholly aromatic polyamide fiber and carbon fiber are high in production cost, but can easily be obtained with a single fiber strength exceeding 20 cN / dtex. Can be used against. In the hydraulic material of the present invention, when an ultra high molecular weight polyethylene fiber is used as the high strength reinforcing fiber, the single fiber strength of the ultra high molecular weight polyethylene fiber is preferably 10 to 100 cN / dtex, and 15 to 80 cN / dtex. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 20-60 cN / dtex. In the hydraulic material of the present invention, when a wholly aromatic polyamide fiber (also referred to as aramid fiber) is used as the high-strength reinforcing fiber, the single fiber strength of the wholly aromatic polyamide fiber is 10 to 80 cN / dtex. It is preferably 12 to 50 cN / dtex, more preferably 15 to 30 cN / dtex. In the hydraulic material of the present invention, when carbon fiber is used as the high-strength reinforcing fiber, the single fiber strength of the carbon fiber is preferably 10 to 100 cN / dtex, and more preferably 12 to 60 cN / dtex. It is particularly preferably 15 to 30 cN / dtex. When an ultrahigh molecular weight polyethylene fiber, wholly aromatic polyamide fiber, or carbon fiber is used as the high-strength reinforcing fiber, the hydraulic material exhibits a very high initial strength, which is preferable.

本発明の水硬性材料は、前記高強度補強繊維を0.01〜5Vol%含んでいる。すなわち、水硬性材料において、水硬性材料に対して外割り、言い換えるならば水硬性材料のうち、高強度補強繊維、中強度脂肪族ポリアミド繊維及び必要に応じて使用するそれら以外の補強繊維(高強度補強繊維及び中強度脂肪族ポリアミド繊維以外の補強繊維)を除いた各種セメント、細骨材、粗骨材、水などの成分の総和を100Vol%とし、これに対し高強度補強繊維を0.01〜5Vol%含んでいる。水硬性材料が、単繊維強度が3〜9cN/dtexの中強度脂肪族ポリアミド繊維に加え、この繊維よりも単繊維強度が大きい繊維を高強度補強繊維として前記割合で含むことで、本発明の水硬性材料は、十分に水和し、硬化させることで得られる水硬性材料硬化体が高い初期強度を示すようになるだけでなく、硬化する前の水硬性材料、即ちスラリー状の水硬性材料組成物において、ある程度流動性が保つことができるため施工性が阻害されにくい。水硬性材料に含まれる前記高強度補強繊維の割合が0.01Vol%未満であると、硬化後した水硬性材料の初期強度が十分ではなくなる可能性がある。水硬性材料に含まれる前記高強度補強繊維の割合が5Vol%を越えると水硬性材料の製造コストが高くなるだけでなく、水硬性材料に占める補強繊維の割合が多くなりすぎることで、圧縮強度や引っ張り強度といった各種機械強度が低下するおそれがある。本発明の水硬性材料に含まれる高強度補強繊維の割合は、0.05〜3Vol%であると好ましく、0.1〜2.5Vol%であるとより好ましく、0.2〜2.0Vol%であると特に好ましい。   The hydraulic material of the present invention contains 0.01 to 5 Vol% of the high-strength reinforcing fiber. That is, in the hydraulic material, it is divided with respect to the hydraulic material, in other words, among the hydraulic material, the high-strength reinforcing fiber, the medium-strength aliphatic polyamide fiber, and other reinforcing fibers used as required (high The total sum of components such as cement, fine aggregate, coarse aggregate, water, etc., excluding strength reinforcing fibers and reinforcing fibers other than medium strength aliphatic polyamide fibers) is set to 100 Vol%. Contains 01-5Vol%. In addition to the medium strength aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex, the hydraulic material contains fibers having a single fiber strength higher than that of the fiber as a high-strength reinforcing fiber in the above-described ratio. The hydraulic material is not only hydrated and cured, but also a cured material obtained by curing and exhibits a high initial strength, as well as a hydraulic material before curing, that is, a slurry-like hydraulic material. In the composition, since the fluidity can be maintained to some extent, the workability is hardly hindered. If the ratio of the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material is less than 0.01 Vol%, the initial strength of the cured hydraulic material may not be sufficient. If the proportion of the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material exceeds 5 Vol%, not only the manufacturing cost of the hydraulic material increases, but also the proportion of the reinforcing fiber in the hydraulic material increases too much. And various mechanical strengths such as tensile strength may be reduced. The ratio of the high-strength reinforcing fiber contained in the hydraulic material of the present invention is preferably 0.05 to 3 Vol%, more preferably 0.1 to 2.5 Vol%, and 0.2 to 2.0 Vol%. Is particularly preferred.

本発明の水硬性材料は、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミドセに)と、単繊維強度が前記脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度よりも大きい高強度補強繊維を含む水硬性材料である。本発明の水硬性材料は、各種セメントなどの水硬性材料組成物に対し、中強度脂肪族ポリアミド繊維及び高強度補強繊維を一定の割合で含むように水硬性材料組成物に添加し、適量の水を加えて十分に混練した後硬化させたり、既に水硬性材料組成物と水とを混ぜ合わせた水硬性材料スラリー中に中強度脂肪族ポリアミド繊維及び高強度補強繊維を添加し、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。本発明の水硬性材料に含まれる水硬性材料組成物には、各種セメント、細骨材、必要に応じて粗骨材、混和材や混和剤などが含まれる。前記水硬性材料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。前記水硬性材料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、砕石の他に、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、この中から水硬性材料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。前記水硬性材料組成物に含まれる混和材としては、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、エトリンガイトや公知の各種膨張材を使用することができる。前記水硬性材料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。   The hydraulic material of the present invention has an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex (for medium-strength aliphatic polyamide fiber) and a single fiber strength greater than the single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber. A hydraulic material containing high-strength reinforcing fibers. The hydraulic material of the present invention is added to the hydraulic material composition so as to contain medium strength aliphatic polyamide fiber and high strength reinforcing fiber in a certain ratio with respect to the hydraulic material composition such as various cements, and an appropriate amount of the hydraulic material composition. Add water, knead well and then harden, or add medium strength aliphatic polyamide fiber and high strength reinforcing fiber to the hydraulic material slurry that is already mixed with hydraulic material composition and water, and knead well Then, it can be obtained by curing. The hydraulic material composition contained in the hydraulic material of the present invention includes various cements, fine aggregates, and coarse aggregates, admixtures and admixtures as necessary. As the cement constituting the hydraulic material composition, various cements such as ordinary Portland cement, early strength Portland cement, super early strength Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, sulfate resistant Portland cement, etc. should be used. Can do. As fine aggregate and coarse aggregate constituting the hydraulic material composition, silica sand, river sand, sea sand, beach sand, crushed stone, various slag such as blast furnace slag, ferronickel slag, copper slag, electric furnace umbrella slag, etc. From these, the particle diameter of the aggregate can be selected according to the use of the hydraulic material, and it can be used as a fine aggregate or a coarse aggregate. As an admixture contained in the hydraulic material composition, fly ash, silica stone powder, silica fume, blast furnace slag fine powder, ettringite and various known expanding materials can be used. Admixtures contained in the hydraulic material composition include AE agent, AE water reducing agent, high function AE water reducing agent, fluidizing agent, curing accelerator, rust preventive agent, setting retarder, rapid setting agent, shrinkage reducing agent. Various admixtures such as those can be appropriately selected and used depending on the purpose and application.

本発明の水硬性材料は、水硬性材料の補強繊維として、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)と、単繊維強度が前記脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度よりも大きい高強度補強繊維を併用して含んでいる。本発明の水硬性材料は、補強繊維として前記中強度脂肪族ポリアミド繊維や、前記高強度補強繊維に加え、必要に応じてそれら以外の繊維を含んでもよい。前記中強度脂肪族ポリアミド繊維及び前記高強度補強繊維以外の補強繊維としては、ジュート繊維、サイザル麻繊維、竹繊維に代表される単繊維強度の小さい天然繊維が挙げられる他、前記中強度脂肪族ポリアミド繊維よりも単繊維強度が小さい化学繊維が挙げられる。   The hydraulic material of the present invention includes an aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a reinforcing fiber of the hydraulic material, and a single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber. In addition, a high-strength reinforcing fiber larger than the single fiber strength is included. The hydraulic material of the present invention may contain other fibers as necessary in addition to the medium-strength aliphatic polyamide fiber and the high-strength reinforcing fiber as the reinforcing fiber. Examples of the reinforcing fibers other than the medium-strength aliphatic polyamide fiber and the high-strength reinforcing fiber include natural fibers having small single fiber strength, such as jute fiber, sisal hemp fiber, and bamboo fiber, and the medium-strength aliphatic fiber. Examples thereof include chemical fibers having a single fiber strength smaller than that of polyamide fibers.

本発明の水硬性材料において、水硬性材料に対し補強繊維の割合、即ち、中強度脂肪族ポリアミド繊維、高強度補強繊維、中強度脂肪族ポリアミド繊維でも高強度補強繊維でもない補強繊維など、補強繊維全ての和が水硬性材料全体に占める割合は、0.02〜7Vol%であることが好ましい。すなわち、水硬性材料において、水硬性材料に対して外割り、言い換えるならば水硬性材料のうち、中強度脂肪族ポリアミド繊維、高強度補強繊維、及び必要に応じて使用するそれら以外の補強繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維及び高強度繊維以外の繊維)を除いた各種セメント、細骨材、粗骨材、水などの成分の総和を100Vol%とし、これに対し補強繊維を合計で0.02〜7Vol%含んでいることが好ましい。水硬性材料が中強度補強繊維や高強度繊維などの補強繊維を前記の割合で含むことで、水硬性材料スラリーの流動性、施工性に悪影響を与えることなく初期強度、破壊エネルギー共に優れた水硬性材料が得られるようになる。水硬性材料に含まれる補強繊維の割合が0.02Vol%未満となると、水硬性材料の内部に含まれる繊維の量が少ないことから繊維を添加したことに起因する初期強度の向上や破壊エネルギーの増大が見られず、繊維を添加した効果が十分に発揮されないおそれがある。水硬性材料に含まれる補強繊維の割合が7Vol%を越えると水硬性材料スラリーを調整する際、ファイバーボールが発生しやすくなるだけでなく、水硬性材料スラリーの流動性が低下して、建設現場での施工性が低下しやすくなるだけでなく、水硬性材料の内部に含まれる補強繊維の割合が多くなりすぎることで水硬性材料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。本発明の水硬性材料に含まれる補強繊維の割合は0.07〜6Vol%であると好ましく、0.1〜5Vol%であるとより好ましく、0.12〜3Vol%であると特に好ましく、0.15〜2.5Vol%であると最も好ましい。本発明の水硬性材料は、中強度脂肪族ポリアミド繊維、高強度補強繊維に加え、前記中強度脂肪族ポリアミド繊維でも高強度補強繊維でもない補強繊維含んでもよいが、好ましくは、補強繊維として中強度脂肪族ポリアミド繊維及び高強度補強繊維を含み、これら以外の繊維を含まないことが好ましい。   In the hydraulic material of the present invention, the ratio of reinforcing fibers to the hydraulic material, that is, reinforcing such as medium strength aliphatic polyamide fiber, high strength reinforcing fiber, reinforcing fiber that is neither medium strength aliphatic polyamide fiber nor high strength reinforcing fiber, etc. The ratio of the sum of all fibers to the entire hydraulic material is preferably 0.02 to 7 Vol%. That is, in the hydraulic material, it is divided with respect to the hydraulic material, in other words, among the hydraulic materials, medium strength aliphatic polyamide fiber, high strength reinforcing fiber, and other reinforcing fibers used as necessary ( The sum of the components such as cement, fine aggregate, coarse aggregate, water, etc., excluding medium strength aliphatic polyamide fibers and fibers other than high strength fibers) is set to 100 Vol%, and the total of reinforcing fibers is 0.02 It is preferable to contain ~ 7Vol%. Since the hydraulic material contains reinforcing fibers such as medium-strength reinforcing fibers and high-strength fibers in the above proportions, water with excellent initial strength and breaking energy without adversely affecting the fluidity and workability of the hydraulic material slurry. A hard material can be obtained. When the ratio of the reinforcing fiber contained in the hydraulic material is less than 0.02 Vol%, the amount of the fiber contained in the hydraulic material is small, so that the initial strength is improved and the fracture energy is increased due to the addition of the fiber. An increase is not seen and there exists a possibility that the effect which added the fiber may not fully be exhibited. When the ratio of the reinforcing fibers contained in the hydraulic material exceeds 7 Vol%, not only the fiber ball is easily generated when adjusting the hydraulic material slurry, but also the fluidity of the hydraulic material slurry decreases, and the construction site In addition to the ease of workability being reduced, the mechanical strength such as compressive strength and bending strength of the cured hydraulic material may decrease due to the excessive proportion of reinforcing fibers contained in the hydraulic material. There is. The proportion of the reinforcing fibers contained in the hydraulic material of the present invention is preferably 0.07 to 6 Vol%, more preferably 0.1 to 5 Vol%, particularly preferably 0.12 to 3 Vol%, 0 Most preferably, it is 15 to 2.5 Vol%. The hydraulic material of the present invention may contain, in addition to the medium-strength aliphatic polyamide fiber and the high-strength reinforcing fiber, a reinforcing fiber that is neither the medium-strength aliphatic polyamide fiber nor the high-strength reinforcing fiber. It is preferable that high-strength aliphatic polyamide fibers and high-strength reinforcing fibers are included and no other fibers are included.

本発明の水硬性材料は、水硬性材料硬化体の引張応力試験において、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)と、ひずみ4%のときの引張応力値(B)を比較すると、BはAの30%以上であるのが好ましく、さらに好ましくは40%以上である。前記の範囲であれば、ひずみが大きくなっても成形物の引張応力(強度)を高く維持できる。   The hydraulic material of the present invention has a maximum tensile stress value (A) within a strain range of 0 to 4% and a tensile stress value (B) when the strain is 4% in a tensile stress test of a cured hydraulic material. ) Is preferably 30% or more of A, more preferably 40% or more. If it is the said range, even if distortion becomes large, the tensile stress (strength) of a molding can be maintained high.

前記水硬性材料硬化体の引張応力と変位の面積から求められる破壊エネルギーは、補強繊維を含まない水硬性材料硬化体に比較して1.4倍以上高いことが好ましい。前記の範囲であれば、同様にひずみが大きくなっても水硬性材料硬化体の引張応力(強度)を高く維持でき、破壊されにくい水硬性材料硬化体となる。   The fracture energy obtained from the tensile stress and displacement area of the cured hydraulic material is preferably 1.4 times higher than that of the cured hydraulic material that does not include reinforcing fibers. If it is the said range, even if distortion becomes large similarly, the tensile stress (strength) of a hydraulic material hardening body can be maintained high, and it becomes a hydraulic material hardening body which is hard to be destroyed.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。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 present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

<測定方法>
(1)メルトフローレート(MFR)
ナイロン66のメルトフローレートは、JIS K 7210に準じて、270℃、荷重21.2Nで測定した。具体的には、メルトフローレートを測定するナイロン66の試料(樹脂ペレットもしくは製造した繊維)を100℃に設定した恒温乾燥機の中で5時間保持し、十分に乾燥させる。次に、JIS K 7210に準じた押出し式プラストメーターを270℃まで昇温し、270℃になってから20分保持して温度を安定させた後、乾燥させた試料を3〜8g充填する。そして、試料の充填から360秒後にメルトフローレートの測定を開始する。同じ測定を2回繰り返し、その平均値を270℃におけるナイロン66のメルトフローレートとした。
(2)単繊維強度および破断伸度
JIS L 1015に準じて、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとしたときの繊維切断時の荷重値及び伸度を測定し、それぞれ単繊維強度及び破断伸度とした。
(3)水硬性材料硬化体の引張試験
図1に示す全長330mm、つかみ幅60mm、厚さ30mm、くびれ部分の幅30mm、同長さ80mmのダンベル型試験体1を用いて一軸引張試験により引張応力とひずみを測定した。この引張試験はJIS K 6301に準拠したものである。この試験装置10は試験体1をチャック2a,2bで固定した後、上下方向に引っ張り、引張応力を測定するとともに、変位計3a,3bによりひずみを測定する。図1の右図において数値はダンベル試験体の寸法(単位:mm)である。
<Measurement method>
(1) Melt flow rate (MFR)
The melt flow rate of nylon 66 was measured according to JIS K 7210 at 270 ° C. and a load of 21.2 N. Specifically, a sample of nylon 66 (resin pellet or manufactured fiber) whose melt flow rate is to be measured is kept for 5 hours in a constant temperature dryer set at 100 ° C. and sufficiently dried. Next, the temperature of the extrusion type plastometer according to JIS K 7210 is raised to 270 ° C. and kept at 270 ° C. for 20 minutes to stabilize the temperature, and then 3 to 8 g of the dried sample is filled. Then, measurement of the melt flow rate is started 360 seconds after filling the sample. The same measurement was repeated twice, and the average value was taken as the melt flow rate of nylon 66 at 270 ° C.
(2) Single fiber strength and elongation at break Using a tensile tester according to JIS L 1015, the load value and elongation at the time of fiber cutting when the gripping interval of the sample was 20 mm were measured. The strength and elongation at break were taken.
(3) Tensile test of cured hydraulic material Tensile test using a uniaxial tensile test using a dumbbell-type test body 1 having a total length of 330 mm, a grip width of 60 mm, a thickness of 30 mm, a constriction width of 30 mm, and a length of 80 mm shown in FIG. Stress and strain were measured. This tensile test is based on JIS K6301. The test apparatus 10 fixes the test body 1 with the chucks 2a and 2b, and then pulls it up and down to measure the tensile stress, and measures the strain with the displacement meters 3a and 3b. In the right figure of FIG. 1, the numerical value is the dimension (unit: mm) of the dumbbell specimen.

(実施例1〜5、比較例1〜7)
(高強度補強繊維として使用するポリプロピレン繊維)
本発明の水硬性材料の高強度補強繊維として使用するホモポリプロピレン樹脂からなる繊維を以下の手順で製造した。ポリプロピレン樹脂(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/分で引き取り、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繊維(以下において、「PP繊維」とも記す。)の単繊維繊度は2.2dtex、単繊維強度は7.41cN/dtex、破断伸度が27%であった。
(Examples 1-5, Comparative Examples 1-7)
(Polypropylene fiber used as high-strength reinforcing fiber)
A fiber made of a homopolypropylene resin used as a high-strength reinforcing fiber of the hydraulic material of the present invention was produced by the following procedure. A polypropylene resin (propylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “SA01A”, Q value: 3.0) was melt extruded at a spinning temperature of 270 ° C. using a spinning nozzle having a circular nozzle hole shape, Drawing was performed 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., a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphoric acid ester potassium salt as a main component, and the mass of the fiber as 100 After adhering so that the proportion of the active ingredient was 0.3% by mass, the fiber length was cut to 6 mm. The obtained polypropylene fiber (hereinafter also referred to as “PP fiber”) had a single fiber fineness of 2.2 dtex, a single fiber strength of 7.41 cN / dtex, and a breaking elongation of 27%.

(他の高強度補強繊維)
高強度補強繊維として、前記ポリプロピレン繊維(以下においてPP繊維とも称す。)を準備し、そのほかに市販されているポリビニルアルコール繊維(以下においてPVA繊維とも称す。)、及び市販されている高強度ポリエチレン繊維(以下においてPE繊維とも称す。)を用意した。用意したPVA繊維は繊度が13.5dtex、単繊維強度が13.4cN/dtex、破断伸度が6%であり、繊維長が8mmの繊維と12mmの繊維を用意した。また、用意したPE繊維は繊度が1.29dtex、単繊維強度が26.8cN/dtex、破断伸度が4%であり、繊維長が6mmの繊維と12mmの繊維を用意した。
(Other high-strength reinforcing fibers)
Polypropylene fibers (hereinafter also referred to as PP fibers) are prepared as high-strength reinforcing fibers, and other commercially available polyvinyl alcohol fibers (hereinafter also referred to as PVA fibers), and commercially available high-strength polyethylene fibers. (Hereinafter also referred to as PE fiber) was prepared. The prepared PVA fiber had a fineness of 13.5 dtex, a single fiber strength of 13.4 cN / dtex, a breaking elongation of 6%, and a fiber length of 8 mm and 12 mm. The prepared PE fiber had a fineness of 1.29 dtex, a single fiber strength of 26.8 cN / dtex, a breaking elongation of 4%, and a fiber length of 6 mm and 12 mm.

(1)中強度脂肪族ポリアミド繊維の製造
中強度脂肪族ポリアミド繊維として、ナイロン66樹脂からなる繊維を以下の手順で製造した。ナイロン66樹脂(旭化成株式会社製、品名「レオナ1300S」、JIS K 7210に準じて、270℃、21.2Nで測定したMFRは63.63g/10分)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285℃として溶融押出し、未延伸繊度40.5dtex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、23℃に水温を調整した浴中で4.9の延伸倍率で湿式延伸した後、140℃に調整した金属ロール間で1.05倍の延伸倍率にて緊張熱セットを行い、得られた延伸後のフィラメントに対し、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としたときにリン酸エステルカリウム塩の割合が0.3質量%となるように付着させた後、繊維長6mmに切断し、ナイロン66繊維1(以下において、「Ny66−1」とも記す。)を得た。この繊維(Ny66−1)は繊度が9.06dtex、単繊維強度が5.94cN/dtex、破断伸度が52%であった。
(2)中強度脂肪族ポリアミド繊維として、市販されているナイロン66繊維2(以下において「Ny66−2」とも記す。)を用意した。この繊維(Ny66−2)は繊度が3.25dtex、単繊維強度が3.94cN/dtex、破断伸度が86%であった。
(1) Production of medium-strength aliphatic polyamide fiber As medium-strength aliphatic polyamide fiber, a fiber made of nylon 66 resin was produced by the following procedure. A spinning nozzle having a circular nozzle hole shape made of nylon 66 resin (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., product name “Leona 1300S”, MFR measured at 270 ° C. and 21.2 N is 63.63 g / 10 min. According to JIS K 7210) Was used for melt extrusion at a spinning temperature of 285 ° C. to produce a spun filament (unstretched yarn) having an unstretched fineness of 40.5 dtex. Using the obtained spinning filament, after wet-drawing at a draw ratio of 4.9 in a bath adjusted to a water temperature of 23 ° C., tension was applied at a draw ratio of 1.05 times between metal rolls adjusted to 140 ° C. Performing heat setting, the ratio of the phosphate ester potassium salt to the obtained filament after stretching is a hydrophilic fiber treatment agent containing phosphate ester potassium salt as a main component and the fiber mass is 100. After making it adhere so that it might become 0.3 mass%, it cut | disconnected to fiber length 6mm, and obtained nylon 66 fiber 1 (it is also described as "Ny66-1" hereafter). This fiber (Ny66-1) had a fineness of 9.06 dtex, a single fiber strength of 5.94 cN / dtex, and a breaking elongation of 52%.
(2) As medium-strength aliphatic polyamide fiber, commercially available nylon 66 fiber 2 (hereinafter also referred to as “Ny66-2”) was prepared. This fiber (Ny66-2) had a fineness of 3.25 dtex, a single fiber strength of 3.94 cN / dtex, and an elongation at break of 86%.

後述するように水硬性材料硬化体の試験片を作製し、試験片について引っ張り試験を行った。実施例1〜5は、表2に示すように、前記ナイロン66繊維(Ny66−1又はNy66−2)を中強度脂肪族ポリアミド繊維として、前記PP繊維を高強度補強繊維として併用して使用している水硬性材料の硬化体であり、比較例1はPP繊維を単独で水硬性材料に添加した水硬性材料の硬化体であり、比較例2〜7は、脂肪族ポリアミド繊維を使用せず、表3に示すように、脂肪族ポリアミド繊維以外の繊維を複数使用して補強したセメント硬化体になる。表1に水硬性材料に使用した材料を示す。   As will be described later, a specimen of a cured hydraulic material was prepared, and a tensile test was performed on the specimen. In Examples 1 to 5, as shown in Table 2, the nylon 66 fiber (Ny66-1 or Ny66-2) is used as a medium strength aliphatic polyamide fiber, and the PP fiber is used in combination as a high strength reinforcing fiber. Comparative Example 1 is a cured body of a hydraulic material obtained by adding PP fiber alone to the hydraulic material, and Comparative Examples 2 to 7 do not use aliphatic polyamide fibers. As shown in Table 3, the cement hardened body is reinforced by using a plurality of fibers other than aliphatic polyamide fibers. Table 1 shows the materials used for the hydraulic material.

Figure 2017222554
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表1に示す使用材料を用い、セメント70質量部、フライアッシュ30質量部、細骨材40質量部、増粘剤0.2質量部、減水剤0.9質量部、水39.1質量部及び表2、3に示す量の補強繊維を均一に混合して水硬性材料スラリーを作製した。表2及び3に示す補強繊維の繊維含有量(Vol%)は、補強繊維を除く、セメント、フライアッシュ、細骨材、増粘剤、減水剤及び水の合計体積100%に対する繊維の体積割合である。混合方法は、セメントとフライアッシュと細骨材の粉体をまず1分間空練し、次に水と減水剤と増粘剤を加えて3分間混合し、次に補強繊維を加えて1.5分×2回混合した。このようにして得られた水硬性材料スラリーを型に入れ水中養生し、図1に示すダンベルを作製した。このダンベルを使用して引張試験をし、初期ひび割れ強度と破壊エネルギー求めた。破壊エネルギーは図2に示すように、応力度×変位=破壊エネルギー量として表せる。評価結果は表2にまとめて示す。   Using materials shown in Table 1, 70 parts by mass of cement, 30 parts by mass of fly ash, 40 parts by mass of fine aggregate, 0.2 parts by mass of thickener, 0.9 parts by mass of water reducing agent, 39.1 parts by mass of water And the amount of the reinforcing fibers shown in Tables 2 and 3 was uniformly mixed to prepare a hydraulic material slurry. The fiber content (Vol%) of the reinforcing fiber shown in Tables 2 and 3 is the volume ratio of the fiber to the total volume of 100% of cement, fly ash, fine aggregate, thickener, water reducing agent and water, excluding the reinforcing fiber. It is. In the mixing method, cement, fly ash and fine aggregate powder are first kneaded for 1 minute, then water, a water reducing agent and a thickener are added and mixed for 3 minutes, and then reinforcing fibers are added. Mixed 5 times x 2 times. The hydraulic material slurry thus obtained was placed in a mold and cured in water to produce the dumbbell shown in FIG. Using this dumbbell, a tensile test was performed to determine the initial crack strength and fracture energy. As shown in FIG. 2, the fracture energy can be expressed as stress degree × displacement = fracture energy amount. The evaluation results are summarized in Table 2.

Figure 2017222554
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Figure 2017222554
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表2、表3から明らかなとおり、実施例1〜5の水硬性材料硬化体は破壊エネルギーが高かった。これは、実施例1〜5の水硬性材料硬化体が補強繊維としてセメントとの親和性に優れるだけでなく、ある程度伸度を残した脂肪族ポリアミド繊維を含んでいるため、引っ張り試験において試験体の変形が大きくなっても脂肪族ポリアミド繊維がセメントマトリックスから引き抜かれることなく変形に応じて伸びるため、試験体の応力度が高くなったことで破壊エネルギーが大きくなったと推察される。実施例の水硬性材料硬化体において、実施例1と実施例4、実施例2と実施例5を比較すると、実施例4、5のほうが破壊エネルギーの値が低くなっている。これは実施例4、5の水硬性材料に含まれる脂肪族ポリアミド繊維が単繊維強度が3〜9cN/dtexの繊維であるため、水硬性材料硬化体が変形した際、繊維が伸びるものの、伸びきったり、繊維がセメントマトリックスから引き抜けたりするよりも前に脂肪族ポリアミド繊維そのものが破断してしまうため、破壊エネルギーが若干低下したと考えられる。従って、本発明の水硬性材料において、水硬性材料に含まれる脂肪族ポリアミド繊維はある程度単繊維強度が高い繊維のほうが好ましいといえる。   As apparent from Tables 2 and 3, the hydraulic material cured bodies of Examples 1 to 5 had high fracture energy. This is because the cured hydraulic material of Examples 1 to 5 not only has excellent affinity with cement as a reinforcing fiber, but also contains an aliphatic polyamide fiber that retains a certain degree of elongation. Even if the deformation becomes larger, the aliphatic polyamide fiber is stretched according to the deformation without being pulled out from the cement matrix, so that it is presumed that the fracture energy is increased by increasing the stress degree of the specimen. In the hydraulic material cured body of the example, when Example 1 and Example 4, Example 2 and Example 5 are compared, Examples 4 and 5 have lower values of fracture energy. This is because the aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material of Examples 4 and 5 is a fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex. Since the aliphatic polyamide fiber itself is broken before the fiber is pulled out or pulled out of the cement matrix, it is considered that the breaking energy is slightly reduced. Therefore, in the hydraulic material of the present invention, it can be said that the aliphatic polyamide fiber contained in the hydraulic material is preferably a fiber having a certain high single fiber strength.

実施例の水硬性材料硬化体に対し、比較例1〜7の水硬性材料硬化体では目立った破壊エネルギーの向上は確認できなかった。比較例1の水硬性材料硬化体は、使用した補強繊維がPP繊維のみであり、破壊エネルギーの値がいずれの実施例よりも低かった。これは比較例1の水硬性材料硬化体に含まれる補強繊維の量が少ないことに加え、疎水性の樹脂からなる繊維しか含まないため、水硬性材料硬化体の歪みが大きくなると補強繊維が次々と引き抜けてしまうことで応力度が急激に低下してしまったためだと考えられる。   In contrast to the hydraulic material cured bodies of the examples, no remarkable improvement in fracture energy was confirmed in the hydraulic material cured bodies of Comparative Examples 1 to 7. In the cured hydraulic material of Comparative Example 1, the reinforcing fiber used was only PP fiber, and the value of the fracture energy was lower than that of any of the Examples. This is because, in addition to the small amount of reinforcing fibers contained in the cured hydraulic material of Comparative Example 1, only the fibers made of hydrophobic resin are included, and therefore the reinforcing fibers are successively added when the distortion of the cured hydraulic material increases. This is thought to be due to the sudden drop in the stress level.

実施例とは異なり、中強度脂肪族ポリアミド繊維を使用せず、PP繊維とPE繊維を併用して使用した比較例2〜4の水硬性材料硬化体も、同じ割合の補強繊維を含む実施例の水硬性材料硬化体と比較すると、破壊エネルギーが低い。すなわち実施例1、2の水硬性材料硬化体と比較例2、3の水硬性材料硬化体、また実施例3の水硬性材料硬化体と比較例4の水硬性材料硬化体を比較したとき、脂肪族ポリアミド繊維を含む実施例の水硬性材料硬化体よりも比較例の水硬性材料硬化体の方が、破壊エネルギーの値が低くなっている。これは比較例2〜4の水硬性材料に含まれる補強繊維がPP繊維とPE繊維であり、どちらも疎水性の樹脂からなる繊維である。そのため、水硬性材料硬化体を変形させていくと、PP繊維、PE繊維の両方ともが引き抜けてしまい、破壊エネルギーが向上しなかったと考えられる。   Unlike Examples, medium strength aliphatic polyamide fibers are not used, and the cured hydraulic materials of Comparative Examples 2 to 4 using PP fibers and PE fibers in combination also contain the same proportion of reinforcing fibers. The fracture energy is lower than that of the cured hydraulic material. That is, when the hydraulic material cured body of Examples 1 and 2 and the hydraulic material cured body of Comparative Examples 2 and 3 were compared, and the hydraulic material cured body of Example 3 and the hydraulic material cured body of Comparative Example 4 were compared, The value of the fracture energy is lower in the cured hydraulic material of the comparative example than in the cured hydraulic material of the example including the aliphatic polyamide fiber. This is because the reinforcing fibers contained in the hydraulic materials of Comparative Examples 2 to 4 are PP fibers and PE fibers, and both are fibers made of a hydrophobic resin. Therefore, it is considered that when the cured hydraulic material is deformed, both PP fibers and PE fibers are pulled out, and the fracture energy is not improved.

実施例とは異なり、中強度脂肪族ポリアミド繊維を使用せず、PP繊維とPVA繊維を併用して使用した比較例5〜7の水硬性材料硬化体も、同じ割合の補強繊維を含む実施例の水硬性材料硬化体と比較すると、破壊エネルギーが低い。すなわち、実施例1、2の水硬性材料硬化体と比較例5、6の水硬性材料硬化体、また実施例3の水硬性材料硬化体と比較例7の水硬性材料硬化体を比較したとき、脂肪族ポリアミド繊維を含む実施例の水硬性材料硬化体よりも比較例の水硬性材料硬化体の方が、破壊エネルギーの値が低くなっている。これは比較例5〜7の水硬性材料に含まれる補強繊維がPP繊維とPVA繊維であり、PVA繊維は高い親水性を有する、即ちセメントマトリックスとの親和性も高い繊維であるが、破断伸度が6%と低伸度の繊維である。そのため、水硬性材料硬化体を変形させていくと、疎水性の樹脂からなる繊維と異なり、セメントマトリックスからの引き抜けは抑えられるものの、繊維が伸びないため繊維が破断してしまい、破壊エネルギーが向上しなかったと考えられる。   Unlike Examples, medium strength aliphatic polyamide fibers were not used, and the cured hydraulic materials of Comparative Examples 5 to 7 using PP fibers and PVA fibers in combination also contained reinforcing fibers in the same proportion. The fracture energy is lower than that of the cured hydraulic material. That is, when the hydraulic material cured body of Examples 1 and 2 and the hydraulic material cured body of Comparative Examples 5 and 6 were compared, and the hydraulic material cured body of Example 3 and the hydraulic material cured body of Comparative Example 7 were compared. The value of the fracture energy of the cured hydraulic material of the comparative example is lower than that of the cured hydraulic material of the example including the aliphatic polyamide fiber. This is because the reinforcing fibers contained in the hydraulic materials of Comparative Examples 5 to 7 are PP fibers and PVA fibers, and the PVA fibers have high hydrophilicity, that is, fibers that have high affinity with the cement matrix. The fiber has a low elongation of 6%. For this reason, when the cured hydraulic material is deformed, unlike the fibers made of hydrophobic resin, the pulling out from the cement matrix can be suppressed, but the fibers do not stretch and the fibers break and the breaking energy is reduced. It is thought that it did not improve.

本発明の水硬性材料は、補強繊維として単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維(中強度脂肪族ポリアミド繊維)と、単繊維強度が前記脂肪族ポリアミド繊維よりも大きい高強度補強繊維を含む水硬性材料であり、十分に硬化させた水硬性材料硬化体とすることで、従来の水硬性材料では発揮されない、高い破壊エネルギーを有する水硬性硬化体となる。このような高い破壊エネルギーを示す水硬性材料は、一般的に水硬性材料が使用される各種大型建造物の構造材料に使用できるだけでなく、衝撃が加わったとしても、完全に破壊されないことが求められる用途、具体的には高速道路の壁面やトンネル内部の構造物や、防護シェルターなど、物理的衝撃が加わっても破壊されにくいことが求められる用途に特に適した水硬性材料であると考えられる。   The hydraulic material of the present invention includes an aliphatic polyamide fiber (medium strength aliphatic polyamide fiber) having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex as a reinforcing fiber, and a high strength whose single fiber strength is greater than that of the aliphatic polyamide fiber. It is a hydraulic material containing reinforcing fibers, and by making it a fully cured hydraulic material cured product, it becomes a hydraulic cured product having high fracture energy that cannot be exhibited by conventional hydraulic materials. Such hydraulic materials exhibiting high fracture energy are required not only to be used for structural materials of various large buildings where hydraulic materials are generally used, but also to be not completely destroyed even when impact is applied. It is considered to be a hydraulic material that is particularly suitable for applications that require resistance to destruction even when subjected to physical impact, such as highway walls, tunnel structures, and protective shelters. .

1 試験体
2a,2b チャック
3a,3b 変位計
10 試験装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test body 2a, 2b Chuck 3a, 3b Displacement meter 10 Test apparatus

Claims (6)

補強繊維を含む水硬性材料であって、
前記水硬性材料は前記補強繊維として、単繊維強度が3〜9cN/dtexである脂肪族ポリアミド繊維と、単繊維強度が前記脂肪族ポリアミド繊維よりも大きい高強度補強繊維を含み、
前記水硬性材料は、前記脂肪族ポリアミド繊維を前記水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含み、
前記水硬性材料は、前記高強度繊維を水硬性材料に対し0.01〜5Vol%含んでいることを特徴とする水硬性材料。
A hydraulic material containing reinforcing fibers,
The hydraulic material includes, as the reinforcing fiber, an aliphatic polyamide fiber having a single fiber strength of 3 to 9 cN / dtex, and a high-strength reinforcing fiber having a single fiber strength larger than that of the aliphatic polyamide fiber,
The hydraulic material contains 0.01 to 5 Vol% of the aliphatic polyamide fiber with respect to the hydraulic material,
The hydraulic material includes the high-strength fiber in an amount of 0.01 to 5 Vol% with respect to the hydraulic material.
前記脂肪族ポリアミド繊維は、繊度が0.3〜30dtex、繊維長が1〜50mm、破断伸度が10〜100%である請求項1に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to claim 1, wherein the aliphatic polyamide fiber has a fineness of 0.3 to 30 dtex, a fiber length of 1 to 50 mm, and a breaking elongation of 10 to 100%. 前記脂肪族ポリアミド繊維は、中実でかつ丸断面である請求項1又は2に記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to claim 1, wherein the aliphatic polyamide fiber is solid and has a round cross section. 前記脂肪族ポリアミド繊維は、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分であるナイロン66を主成分とする繊維である請求項1〜3のいずれかに記載の水硬性材料。   The hydraulic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the aliphatic polyamide fiber is a fiber mainly composed of nylon 66 having a melt flow rate (MFR) at 270 ° C of 10 to 70 g / 10 min. 前記高強度補強繊維の単繊維強度と前記脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度の比(高強度補強繊維の単繊維強度/脂肪族ポリアミド繊維の単繊維強度)が1.05以上である請求項1〜4のいずれかに記載の水硬性材料。   The ratio of the single fiber strength of the high-strength reinforcing fiber to the single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber (single fiber strength of the high-strength reinforcing fiber / single fiber strength of the aliphatic polyamide fiber) is 1.05 or more. The hydraulic material in any one of -4. 前記高強度補強繊維が、ポリプロピレン系繊維、超高密度ポリエチレン繊維、全芳香族ポリアミド繊維、ビニロン繊維、炭素繊維、鋼繊維から選択される、1または複数の繊維である請求項1〜5のいずれかに記載の水硬性材料。   6. The fiber according to claim 1, wherein the high-strength reinforcing fiber is one or a plurality of fibers selected from polypropylene-based fibers, ultrahigh-density polyethylene fibers, wholly aromatic polyamide fibers, vinylon fibers, carbon fibers, and steel fibers. The hydraulic material according to crab.
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