JP2018111631A - Fiber material for cement reinforcement - Google Patents

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JP2018111631A JP2017002639A JP2017002639A JP2018111631A JP 2018111631 A JP2018111631 A JP 2018111631A JP 2017002639 A JP2017002639 A JP 2017002639A JP 2017002639 A JP2017002639 A JP 2017002639A JP 2018111631 A JP2018111631 A JP 2018111631A
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友樹 新見
脩平 岡村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber material for cement reinforcement which has high convergence properties and excellent reinforcement effect, and to particularly provide to a fiber material for cement reinforcement which is excellent in a reinforcement effect relative to concrete or mortar having high viscosity.SOLUTION: A fiber material is covered with a resin, where a fiber constituting the fiber material is composed of a plurality of fiber strands. Preferably, the fiber material is obtained by twisting a plurality of fiber strands in a reverse direction, a twisting coefficient of second twist is 0.3 or more and a twisting coefficient of first twist is 0.3 to 3. Preferably, the resin is a resin containing an isocyanate compound as a component, and a resin containing polyol or epoxy compound as a component. Concrete or mortar molded body contains the above material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、セメント補強用に適した繊維材料に関し、さらに詳しくはコンクリートやモルタル等の製造に最適なセメント補強用繊維材料に関する。   The present invention relates to a fiber material suitable for cement reinforcement, and more particularly to a fiber material for cement reinforcement optimal for the production of concrete, mortar and the like.

コンクリートまたはモルタル成形物は、その圧縮強度、耐久性、不燃性などの優れた特性に加え安価であることから、建築、土木分野で大量に使用されている。しかしながら、これらの成形物は脆性物質であり、引張り、曲げ、屈曲などの応力が加わると容易にクラックが入ったり、破損するなどの欠点がある。
この欠点を補うために、アラミド繊維等の有機高分子重合体を用いた補強が有効である。これらの繊維で補強することにより、セメントペースト、モルタルまたはコンクリート等のセメント成形体の曲げ強度、曲げ靱性等の機械的特性を向上させることが可能になる。
Concrete or mortar moldings are used in large quantities in the construction and civil engineering fields because they are inexpensive in addition to excellent properties such as compressive strength, durability, and incombustibility. However, these molded products are brittle substances, and have the disadvantages that they are easily cracked or broken when stress such as tension, bending, or bending is applied.
In order to compensate for this drawback, reinforcement using an organic polymer such as aramid fiber is effective. By reinforcing with these fibers, mechanical properties such as bending strength and bending toughness of a cement molded body such as cement paste, mortar or concrete can be improved.

しかし補強用繊維を短繊維形態で使用する場合、繊維長が短く、補強効果が不十分であった。短繊維の繊維長を長くすると、分散性の低下や、繊維同士の絡みあいの問題があったのである。分散性を得るために、繊維径の太いモノフィラメントタイプの繊維を使用することも考えられるが、繊維太さ当たりの強度が低下するため、補強物性を十分に発現できない。   However, when the reinforcing fiber is used in the form of a short fiber, the fiber length is short and the reinforcing effect is insufficient. When the fiber length of the short fiber was increased, there were problems of a decrease in dispersibility and entanglement between fibers. In order to obtain dispersibility, it is conceivable to use a monofilament type fiber having a large fiber diameter. However, the strength per fiber thickness is lowered, so that the reinforcing physical properties cannot be sufficiently exhibited.

これらの問題を解決するために、特許文献1では、多数の細いフィラメントからなる繊維(マルチフィラメント)を樹脂で集束し、集束された繊維に不揮発性の油を付着させ、集束性を高める方法が開示されている。しかし、繊維表面に油が付着しているために、高い集束性を示す一方でセメントモルタルまたはコンクリートと繊維の界面付着力は低下するという問題があった。   In order to solve these problems, Patent Document 1 discloses a method in which fibers (multifilaments) made up of a large number of thin filaments are bundled with a resin, and non-volatile oil is attached to the bundled fibers to improve the focusing property. It is disclosed. However, since the oil adheres to the fiber surface, there is a problem that the adhesive strength between the cement mortar or the concrete and the fiber decreases while exhibiting high sizing properties.

特開2007−131464号公報JP 2007-131464 A 特開2012−25603号公報JP 2012-25603 A

本発明は、集束性が高く、補強効果に優れたセメント補強用繊維材料を提供することを目的とし、特に粘性の高いコンクリートまたはモルタルに対し補強効果に優れるセメント補強用繊維材料を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fiber material for cement reinforcement having a high convergence property and an excellent reinforcing effect, and particularly to provide a fiber material for cement reinforcing having an excellent reinforcing effect for highly viscous concrete or mortar. is there.

本発明のセメント補強用繊維材料は、樹脂に被覆された繊維材料であって、繊維材料を構成する繊維が複数の繊維ストランドから構成されていることを特徴とする。
さらには、繊維材料が複数の繊維ストランドを逆方向に諸撚りしたものであることや、下撚の撚り係数0.3以上であり、上撚の撚り係数0.3〜3であることが好ましい。また樹脂がイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂であることや、さらには樹脂がイソシアネート化合物に加えて、ポリオールまたはエポキシ化合物を構成成分とする樹脂であることが好ましい。
また本発明は、上記の本発明のセメント補強用繊維材料を含有するコンクリートまたはモルタル成形体を包含する。
The fiber material for cement reinforcement of the present invention is a fiber material coated with a resin, and the fibers constituting the fiber material are composed of a plurality of fiber strands.
Furthermore, it is preferable that the fiber material is obtained by twisting a plurality of fiber strands in opposite directions, the twist coefficient of the lower twist is 0.3 or more, and the twist coefficient of the upper twist is 0.3 to 3. . Moreover, it is preferable that resin is resin which has an isocyanate compound as a structural component, and also resin is resin which has a polyol or an epoxy compound as a structural component in addition to an isocyanate compound.
Moreover, this invention includes the concrete or mortar molded object containing the fiber material for cement reinforcement of said invention.

本発明によれば、集束性が高く、補強効果に優れたセメント補強用繊維材料、特には粘性の高いコンクリートまたはモルタルに対し補強効果に優れるセメント補強用繊維材料が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber material for cement reinforcement which is excellent in the concentrating property with respect to the concrete material or mortar with high convergence property, especially the cement reinforcement or mortar with high viscosity is provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のセメント補強用繊維材料は、樹脂に被覆された繊維材料であって、繊維材料を構成する繊維が複数の繊維ストランドから構成されている繊維材料である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The fiber material for cement reinforcement of the present invention is a fiber material coated with a resin, and the fiber constituting the fiber material is a fiber material composed of a plurality of fiber strands.

本発明の補強用繊維材料に用いられる繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、鋼繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維等の無機繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール(PBO)繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維、ポリケトン繊維、セルロース繊維、パルプ繊維等の有機繊維等を挙げることができ、これらの一種を、又は二種以上を組み合わせて、使用することができる。なかでもポリパラフェニレンテレフタラミドやコポリパラフェニレン・3,4’オキシジフェニレン・テレフタラミド等のパラ型アラミドからなる繊維が他の繊維に比べて補強効果が大きいので好ましく、特にコポリパラフェニレン・3,4’オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維は、高温高圧下強アルカリ性の雰囲気中に長時間保持してもその機械的特性の劣化が小さいので、高温高圧下での蒸気養生、例えば180℃、圧力約10Kg/cmの飽和水蒸気による条件下においても高い強力保持率を有するので好ましい。 Examples of fibers used in the reinforcing fiber material of the present invention include carbon fibers, glass fibers, steel fibers, ceramic fibers, asbestos fibers, and the like, aramid fibers, vinylon fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, polyarylate fibers, poly Benzoxazole (PBO) fiber, nylon fiber, polyester fiber, acrylic fiber, vinyl chloride fiber, polyketone fiber, cellulose fiber, organic fiber such as pulp fiber, etc. can be mentioned, one of these or a combination of two or more Can be used. Of these, fibers made of para-aramid such as polyparaphenylene terephthalamide and copolyparaphenylene 3,4'oxydiphenylene terephthalamide are preferable because they have a greater reinforcing effect than other fibers, particularly copolyparaphenylene-3. , 4 'oxydiphenylene terephthalamide fiber is less deteriorated in mechanical properties even if it is kept in a strong alkaline atmosphere under high temperature and high pressure for a long time. Steam curing under high temperature and high pressure, for example, 180 ° C, pressure of about It is preferable because it has a high strength retention even under conditions of saturated steam of 10 kg / cm 2 .

上記繊維の単糸繊度は0.5〜100dtexであることが望ましい。その単糸の繊度が0.5dtex未満であると、単糸を引き揃えることが困難になり、引き揃えが不十分であると繊維の有する機械的性能が十分に活用できなくなる。また、単糸間で集束剤となる樹脂の付着斑が生じやすく、所定の集束性が得られないことがあり、特に、単糸の本数を多くすると、この傾向は顕著になる。一方、単糸繊度が100dtexを超える場合は、単糸同士の接着面積が少なくなり、集束剤による集束が維持しにくくなり、本発明の目的が達成されなくなる。より好ましくは、集束された繊維の単糸繊度は、0.6〜80dtex、さらに好ましくは0.7〜60dtexであることが好ましい。   The single yarn fineness of the fiber is desirably 0.5 to 100 dtex. If the fineness of the single yarn is less than 0.5 dtex, it becomes difficult to align the single yarn, and if the alignment is insufficient, the mechanical performance of the fiber cannot be fully utilized. In addition, adhesion spots of the resin serving as a sizing agent tend to occur between single yarns, and a predetermined sizing property may not be obtained. In particular, this tendency becomes remarkable when the number of single yarns is increased. On the other hand, when the fineness of the single yarn exceeds 100 dtex, the bonding area between the single yarns decreases, and it becomes difficult to maintain the bundling by the bundling agent, and the object of the present invention is not achieved. More preferably, the single yarn fineness of the bundled fibers is preferably 0.6 to 80 dtex, more preferably 0.7 to 60 dtex.

本発明に用いられる繊維材料は、上記のような単糸が集合した繊維ストランドからなるものであり、さらに複数の繊維ストランドを用いるものである。この繊維ストランドの構成単糸数としては、50本〜3000本の単繊維から構成されたものであることが好ましい。さらには繊維ストランドが100本〜1500本の単繊維から構成されたものであることが好ましい。また最終的に本発明の繊維材料は複数の繊維ストランドからなるものであるが、2〜8本、さらに好ましくは2本から4本の繊維ストランドからなるものであることが好ましい。   The fiber material used in the present invention is composed of fiber strands in which single yarns as described above are assembled, and further uses a plurality of fiber strands. The number of single yarns constituting the fiber strand is preferably 50 to 3000 single fibers. Furthermore, it is preferable that the fiber strand is composed of 100 to 1500 single fibers. The fiber material of the present invention is finally composed of a plurality of fiber strands, but preferably 2 to 8, more preferably 2 to 4 fiber strands.

また、本発明のセメント補強用繊維材料は、繊維材料が複数の繊維ストランドを逆方向に諸撚りしたものであることが好ましい。そしてその撚り係数としては、下撚で撚係数0.3以上、上撚で無撚もしくは撚り係数0.3〜3の範囲内で撚り掛けされていることが好ましい。さらには下撚りは0.5〜3の範囲であることが、上撚りは下撚りと同じかそれ以上の撚り係数であることが好ましい。さらには下撚り、上撚り共に2以下の撚り係数であることが好ましい。撚り係数が大きくなりすぎると、引張ったときに単糸同士による繊維軸方向に垂直な力がよりかかるようになり、屈曲に弱い繊維では強度が低下する傾向にある。また、集束剤となる樹脂の均一な含浸性が損なわれたり、撚り縮みによって伸度が増加し、セメントモルタルまたはコンクリートの補強性が損なわれる傾向にある。適切な撚り係数の範囲内で撚り掛けされていることにより、樹脂で集束されたとき補強材としての一体化が高まり、セメントモルタルまたはコンクリート中で混練されても集束を維持し、材料の流動性、施工性を確保することができる。   Moreover, it is preferable that the fiber material for cement reinforcement of the present invention is a fiber material obtained by twisting a plurality of fiber strands in opposite directions. And as the twist coefficient, it is preferable that it is twisted within the range of the twist coefficient 0.3 or more by the lower twist, the untwisted by the upper twist, or the twist coefficient 0.3-3. Furthermore, the lower twist is preferably in the range of 0.5 to 3, and the upper twist is preferably the same or higher twist coefficient as the lower twist. Furthermore, it is preferable that both the lower twist and the upper twist have a twist coefficient of 2 or less. When the twisting coefficient is too large, a force perpendicular to the fiber axis direction due to the single yarns is more applied when pulled, and the strength tends to be lowered for fibers that are weak against bending. Moreover, the uniform impregnation property of resin used as a sizing agent is impaired, the elongation increases due to twisting and shrinkage, and the reinforcing property of cement mortar or concrete tends to be impaired. By being twisted within the range of the appropriate twisting factor, integration as a reinforcing material is enhanced when it is bundled with a resin, and even when kneaded in cement mortar or concrete, the bundling is maintained, and the fluidity of the material The workability can be ensured.

また、本発明においては、このように繊維を適切な撚係数の範囲で諸撚りにすることで、本発明の補強材料(セメント補強用繊維材料)をセメントモルタルまたはコンクリートなどに混入し硬化させた時、補強材のセメントモルタルまたはコンクリートが諸撚りで束ねられた補強材料表面の凸凹に入り込み、補強材料とセメントモルタルコンクリートとの接着力が向上する効果がある。加えて、繊維束と樹脂との界面接着力も、繊維材料の表面の凸凹が増大することに伴って増大し、コンクリート補強性能が向上する。   In the present invention, the reinforcing material of the present invention (cement reinforcing fiber material) is mixed into cement mortar or concrete and cured by making the fibers into multiple twists in the range of an appropriate twisting factor. At this time, the cement mortar or the concrete of the reinforcing material enters the unevenness of the surface of the reinforcing material bundled by various twists, and there is an effect of improving the adhesive force between the reinforcing material and the cement mortar concrete. In addition, the interfacial adhesive force between the fiber bundle and the resin also increases as the unevenness of the surface of the fiber material increases, and the concrete reinforcing performance is improved.

また撚りの方向としては、下撚(S撚りまたはZ撚り)をかけた複数本の撚糸を、上撚では下糸と逆方向になるように撚りをかけることが好ましく、繊維が解けにくくなり、補強用繊維材料の集束性が向上する傾向にある。
なおここで、本発明における撚り係数とは、単位長さ当りの撚り数と繊維繊度の平方根の積で示されるものであり、ASTM D885に記載されている次式;撚り係数={撚り数(回/m)×√繊維繊度(tex)}/1055で規定された値である。
In addition, as the direction of twisting, it is preferable to twist a plurality of twisted yarns subjected to a lower twist (S twist or Z twist) so that the upper twist is in the opposite direction to the lower yarn, and the fibers are difficult to unwind, There is a tendency that the convergence of the reinforcing fiber material is improved.
Here, the twisting coefficient in the present invention is indicated by the product of the number of twists per unit length and the square root of the fiber fineness, and the following formula described in ASTM D885; twisting coefficient = {twisting number ( Times / m) × √fiber fineness (tex)} / 1055.

また本発明の複数の繊維ストランドから構成されているセメント補強用繊維材料は、その直径が0.05〜5.0mmの範囲であることが好ましい。また短繊維であることが好ましく、その長さは1〜50mmの範囲であることが好ましい。特にこのような範囲であることにより、繊維混入による補強効果、即ちヒビ割れ抑制、高曲げ強度・高曲げ靱性付与の観点から好ましい。集束された繊維補強材料の直径が小さすぎたり、繊維長が長すぎたりすると、セメントモルタルまたはコンクリート中で混練された際に、繊維材料に剪断力がかかりやすくなり、樹脂による集束を維持できず、集束が解けて単繊維にばらけてしまい材料の流動性を損ってしまう傾向にある。一方、集束された繊維の繊維長が短すぎると、繊維とセメントモルタルまたはコンクリートとの接触面積が小さく、または直径が大きすぎると繊維と単位体積当たりのセメントモルタルまたはコンクリートとの接触総表面積が小さくなり、十分な補強効果が得られない傾向にある。より好ましい形状としては、集束された繊維補強材料の直径は0.1〜3mmであることが好ましい。また繊維長としては5〜40mmであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the diameter of the fiber material for cement reinforcement comprised from the several fiber strand of this invention is the range of 0.05-5.0 mm. Moreover, it is preferable that it is a short fiber, and it is preferable that the length is the range of 1-50 mm. In particular, such a range is preferable from the viewpoint of reinforcing effects due to fiber mixing, that is, cracking suppression, and imparting high bending strength and high bending toughness. If the diameter of the bundled fiber reinforcement material is too small or the fiber length is too long, the fiber material is likely to be subjected to shearing force when kneaded in cement mortar or concrete, and the resin bundling cannot be maintained. , Unbundling tends to break up into single fibers and tend to impair the fluidity of the material. On the other hand, if the fiber length of the focused fiber is too short, the contact area between the fiber and cement mortar or concrete is small, or if the diameter is too large, the total contact surface area between the fiber and cement mortar or concrete per unit volume is small. Therefore, there is a tendency that a sufficient reinforcing effect cannot be obtained. As a more preferable shape, the diameter of the bundled fiber reinforcing material is preferably 0.1 to 3 mm. The fiber length is preferably 5 to 40 mm.

また本発明に用いる繊維は高強度であることが好ましく、より具体的には、繊維の引張強度が7cN/dtex以上であることが好ましい。さらには10〜40cN/dtexの範囲であることが好ましい。ここで繊維の引張強度が低すぎる場合には、セメントモルタルまたはコンクリートに荷重がかかった場合に、その成形物の曲げ強度が小さかったり、繊維が破断してその衝撃を十分に吸収できない傾向にある。
そして本発明の繊維材料を被覆する樹脂としては、繊維束内部に浸透しやすく、且つ繊維束内で単糸と単糸を接着させやすく、高靱性を有する樹脂が好ましい。例えばイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂であることが好ましいい。具体的には、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、イソシアネートとエポキシの架橋体等が挙げられる。
Moreover, it is preferable that the fiber used for this invention is high intensity | strength, More specifically, it is preferable that the tensile strength of a fiber is 7 cN / dtex or more. Furthermore, it is preferable that it is the range of 10-40 cN / dtex. Here, when the tensile strength of the fiber is too low, when a load is applied to the cement mortar or concrete, the bending strength of the molded product is small, or the fiber tends to break and cannot absorb the impact sufficiently. .
And as resin which coat | covers the fiber material of this invention, it is easy to osmose | permeate inside a fiber bundle, and it is easy to adhere a single yarn and a single yarn within a fiber bundle, and resin which has high toughness is preferable. For example, a resin containing an isocyanate compound as a constituent component is preferable. Specific examples include isocyanate resins, polyurethane resins, and crosslinked products of isocyanate and epoxy.

より具体的にはイソシアネート化合物としては、芳香族系のジフェニルメタンジイソシアネートや、トルエンジイソシアネート、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアネート等から選択すれば良い。好ましくは、繊維束内部への浸透性に優れる脂肪族系のイソシアネートの使用が好ましい。さらにはブロックイソシアネートとエポキシ化合物から構成された剤であることが好ましい。   More specifically, the isocyanate compound may be selected from aromatic diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, aliphatic hexamethylene diisocyanate, and the like. It is preferable to use an aliphatic isocyanate having excellent permeability into the fiber bundle. Furthermore, an agent composed of a blocked isocyanate and an epoxy compound is preferable.

このような樹脂の付着量は全繊維重量に対して3〜15重量%付与されていることが好ましい。付着量が少なすぎる場合には、集束が解けて単繊維がばらけて材料の流動性を損ってしまう傾向にある。コンクリートまたはモルタルとの混練で、繊維に剪断力がかかったときに、集束剤による繊維の集束を維持できないためである。一方、付着量が多すぎる場合には、繊維の強度が十分に利用されない傾向にある。付着量を増やしすぎた場合には、その集束性自体もあまり向上しない。また樹脂の付着量が多くなると、繊維集束体の見掛け繊度の増大により、重量当たりの集束繊維の引張強度も低下するからである。
また、上記のイソシアネート化合物等の樹脂は繊維の集束に寄与するものであるが、その表面にコンクリートやセメントモルタルとの付着性能を向上させる目的でその他の樹脂でさらに被覆してもよい。
It is preferable that the adhesion amount of such resin is 3 to 15% by weight based on the total fiber weight. When the amount of adhesion is too small, the convergence is broken and the single fibers are scattered to tend to impair the fluidity of the material. This is because the fiber bundling by the bundling agent cannot be maintained when a shearing force is applied to the fiber during kneading with concrete or mortar. On the other hand, when there is too much adhesion amount, there exists a tendency for the intensity | strength of a fiber not to fully be utilized. When the adhesion amount is increased too much, the focusing property itself is not improved so much. Moreover, it is because the tensile strength of the bundling fiber per weight will fall by the increase in the apparent fineness of a fiber bundling body when the adhesion amount of resin increases.
Moreover, although resin, such as said isocyanate compound, contributes to fiber bundling, you may further coat | cover with the other resin in order to improve the adhesion performance with concrete or cement mortar on the surface.

より具体的には、本発明のセメント補強用繊維材料としては上記のような樹脂に加えて、さらにその繊維の表面に、エポキシ基を構成成分とする樹脂が存在することも好ましい。さらには、凝集力や、界面接着力の観点からは、アクリル変性エポキシ樹脂やビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましく、高い性能が発揮される。特には、アクリル変性のビスフェノールA型エポキシ樹脂からなる樹脂であることが好ましい。エポキシ樹脂の付着量としては、全繊維重量に対して0.1〜10重量%付与されていることが望ましい。   More specifically, as the fiber material for cement reinforcement of the present invention, in addition to the resin as described above, it is also preferable that a resin having an epoxy group as a constituent component exists on the surface of the fiber. Furthermore, from the viewpoint of cohesive strength and interfacial adhesive strength, acrylic-modified epoxy resin and bisphenol A type epoxy resin are preferable, and high performance is exhibited. In particular, a resin made of an acrylic-modified bisphenol A type epoxy resin is preferable. The adhesion amount of the epoxy resin is desirably 0.1 to 10% by weight based on the total fiber weight.

そしてこのような本発明のセメント補強用繊維材料は、次のような製造方法により得ることができる。
まず複数の繊維ストランドから構成されている繊維材料としては、単繊維が集まったマルチフィラメント長繊維、さらにはそれを複数本に引き揃えた形状のものやトウ状の長繊維を用いることが好ましい。そして本発明で集束剤として用いられる樹脂を付着させる方法としては、そのような繊維材料をボビンやビームクリールから連続的に送繊されるようにして、該集束剤の入った漕の中で含浸させる方法やローラータッチ法によって付着させる方法、スプレー方式により該集束剤を噴霧して付着させる方法などが挙げられる。中でも繊維に均一に付着させるためには樹脂の入った漕の中で含浸させる方法が好ましく、絞りロールで一定の付着量に調整することが容易である。また、集束剤となる樹脂をより繊維束内部に含浸、浸透させるためには、集束剤を水系マルション、または有機溶剤に分散、または溶解させ、希釈して使用することも好ましい。また、安全性や作業環境負荷の問題から水系の剤を用いることが好ましい。さらに繊維束内部への浸透性を確保するために、水溶性を高めた比較的低分子量の化合物を使用することが好ましい。
Such a fiber material for cement reinforcement of the present invention can be obtained by the following production method.
First, as the fiber material composed of a plurality of fiber strands, it is preferable to use multifilament long fibers in which single fibers are gathered, and a shape in which the single fibers are arranged in a plurality of pieces or tow-like long fibers. And as a method of attaching the resin used as a sizing agent in the present invention, such a fiber material is continuously fed from a bobbin or a beam creel and impregnated in a bag containing the sizing agent. And a method of attaching by a roller touch method, a method of spraying and attaching the sizing agent by a spray method, and the like. In particular, in order to uniformly adhere to the fiber, a method of impregnation in a cocoon containing a resin is preferable, and it is easy to adjust the amount of adhesion with a squeeze roll. In order to further impregnate and infiltrate the fiber bundle with the resin as the sizing agent, it is also preferable that the sizing agent is dispersed or dissolved in an aqueous system or an organic solvent and diluted. Moreover, it is preferable to use a water-based agent from the viewpoint of safety and work environment load. Furthermore, it is preferable to use a relatively low molecular weight compound with improved water solubility in order to ensure the penetration into the fiber bundle.

このように集束剤となる樹脂を付与した後には引き続き熱処理を施し、集束剤の分散媒を乾燥、時には熱処理により架橋させることが好ましい。処理装置としては特に限定されるものではなく、接触型のホットローラー等を用いることができ、さらには非接触型の熱風乾燥炉を用いると該集束剤による装置への付着や汚れがなく作業しやすい。また、この時の処理温度としては105〜300℃程度、特に120〜250℃程度で乾燥することが好ましい。次いで、得られた繊維材料を公知の切断機によって所定の繊維長になるように切断することが好ましい。
この本発明の補強用繊維材料を構成する繊維のセメントモルタルまたはコンクリートへの混入率は目的に応じて選定することができるが、通常は0.01〜10.0容積%の範囲で使用することが好ましい。
It is preferable that after the resin as a sizing agent is applied in this manner, a heat treatment is subsequently performed, and the dispersion medium of the sizing agent is dried and sometimes crosslinked by a heat treatment. The treatment apparatus is not particularly limited, and a contact type hot roller or the like can be used. Furthermore, when a non-contact type hot air drying furnace is used, the sizing agent can be operated without being attached to the apparatus or contaminated. Cheap. Moreover, it is preferable to dry at about 105-300 degreeC as a process temperature at this time, especially about 120-250 degreeC. Next, it is preferable to cut the obtained fiber material so as to have a predetermined fiber length by a known cutting machine.
The mixing rate of the fibers constituting the reinforcing fiber material of the present invention into cement mortar or concrete can be selected according to the purpose, but it is usually used in the range of 0.01 to 10.0% by volume. Is preferred.

本発明の補強用繊維材料はコンクリートやモルタル用の結合材であるセメントに対し特に有効であって、コンクリート補強用やモルタル補強用に好ましく用いられる。このコンクリートまたはモルタル用の結合材となるセメントは、現場の施工条件等を考慮して選定されるものであるが、本発明のセメント補強用繊維材料は各種セメントと組み合わせることが可能である。より具体的には、例えば普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントや、これらの各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した高炉セメント等の各種混合セメント、速硬セメント等を、単独または2種以上混合して用いることができる。   The reinforcing fiber material of the present invention is particularly effective for cement which is a binder for concrete and mortar, and is preferably used for concrete reinforcement and mortar reinforcement. The cement as the binder for concrete or mortar is selected in consideration of on-site construction conditions and the like, but the fiber material for cement reinforcement of the present invention can be combined with various cements. More specifically, for example, various portland cements such as normal, early strength, ultra-early strength, low heat, and moderate heat, and various mixed cements such as blast furnace cement in which fly ash and blast furnace slag are mixed with these various portland cements. Fast-hardening cement or the like can be used alone or in admixture of two or more.

さて本発明のセメント補強用繊維材料は、上記のようなセメント(結合材)と共に、コンクリートやモルタルの材料として好ましく用いられ、セメント補強用繊維材料を含有するコンクリートまたはモルタル成形体となる。
この時、本発明の補強用繊維材料と共に、被補強物のセメントには、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、無水石膏、生石灰系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などの公知の混和材(結合材)を添加することが好ましい。その配合割合は特に限定されず、様々な設計を行うことが可能である。
The cement reinforcing fiber material of the present invention is preferably used as a concrete or mortar material together with the cement (binding material) as described above, and becomes a concrete or mortar molded body containing the cement reinforcing fiber material.
At this time, together with the reinforcing fiber material of the present invention, the reinforced furnace cement includes blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, limestone powder, quartz powder, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, anhydrous gypsum, and quicklime-based expansion. It is preferable to add known admixtures (binding materials) such as wood and calcium sulfoaluminate-based expansion materials. The blending ratio is not particularly limited, and various designs can be performed.

特に本発明のセメント補強用繊維材料は、セメントの混練等の工程においても、繊維の集束性が高く、例え水/結合材比率の低いコンクリートまたはモルタル等の高せん断力を生じる混練においても折損が生じにくく、材料の流動性、施工性を阻害しないものであった。さらに本発明のセメント補強用繊維材料で補強されたコンクリートまたはモルタル成形物は、作用応力が増加しても急激な繊維の破断が生じないために、成形物の曲げ破壊エネルギーを大きく向上させるものであった。
このような本発明のセメント補強用繊維材料を含有するコンクリートまたはモルタル成形体の用途は特に限定されるものではなく、一般の土木、建築用途に広く適用できる。
In particular, the fiber material for cement reinforcement of the present invention has high fiber convergence even in a process such as cement kneading, and breakage occurs even in kneading that produces a high shearing force such as concrete or mortar with a low water / binder ratio. It was difficult to occur and did not hinder the fluidity and workability of the material. Further, the concrete or mortar molded product reinforced with the fiber material for cement reinforcement of the present invention does not cause abrupt fiber breakage even when the applied stress increases, and therefore greatly improves the bending fracture energy of the molded product. there were.
The use of the concrete or mortar molded body containing the cement reinforcing fiber material of the present invention is not particularly limited, and can be widely applied to general civil engineering and architectural uses.

以下に実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、実施例における各種の評価は、次のようにして測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Various evaluations in the examples were measured as follows.

(1)繊維長、繊度
JIS−L−1015に準拠して測定した。
(2)繊維引張強度
ASTM D885に準拠して測定した。
(3)集束された繊維束の繊維束径と繊維束長
樹脂で処理した後、切断した処理繊維束(処理糸)をデジタルノギス(エー・アンド・ディー株式会社製)でその繊維束径と繊維束長を測定した。
(1) Fiber length and fineness Measured according to JIS-L-1015.
(2) Fiber tensile strength It measured based on ASTM D885.
(3) Fiber bundle diameter and fiber bundle length of bundled fiber bundles After treating with resin, the treated fiber bundle (treated yarn) cut with the digital caliper (manufactured by A & D Co., Ltd.) The fiber bundle length was measured.

(4)セメント混練後の集束性
下記の実施例及び比較例において、セメント混練後、セメントモルタルまたはコンクリート中の補強材料の撚り解けを目視で確認し、以下のように評価した。特に短繊維の中央で撚が解けやすいが、中央部分で撚が解けることにより、短繊維の端から中央にかけてふくらみが生じることを、撚り解けと定義した。
○:10本中、解けた繊維束が2本以下。
△:10本中、解けた繊維束が3本以上8本以下。
×:10本中、解けた繊維束が9本以上。
(4) Convergence after Cement Kneading In the following Examples and Comparative Examples, after kneading the cement, the unwinding of the reinforcing material in the cement mortar or concrete was visually confirmed and evaluated as follows. In particular, it was defined as untwisting that twisting is easy at the center of a short fiber, but bulging occurs from the end to the center of the short fiber by untwisting at the center.
○: 2 or less of the fiber bundles that were unwound in 10 pieces.
(Triangle | delta): The fiber bundle which thawed out of 10 is 3 or more and 8 or less.
X: Of 10 fibers, 9 or more fiber bundles were dissolved.

(5)生セメントの流動性
下記の実施例及び比較例において、上記(4)の混練工程に引き続き、水平に配置した50cm角のアルミ板にスランプコーン(高さ15cm、下面内径10cm、上面内径5cmの内側がくり貫かれた円錐柱)に生セメントを摺り切りで注ぎ入れ、スランプコーンをゆっくり垂直に引き上げた。このとき生セメントはアルミ板上に円形に広がる。このときの広がった円形の直径、または円形が歪んでいる場合は最短径と最長径の相加平均をフロー値として計測した。このフロー値は生セメントの流動性を反映している。
(5) Fluidity of raw cement In the following examples and comparative examples, a slump cone (height 15 cm, lower surface inner diameter 10 cm, upper surface inner diameter) on a horizontally disposed 50 cm square aluminum plate following the kneading step (4) above. The raw cement was poured into a 5 cm conical column with a hollow inside, and the slump cone was slowly pulled up vertically. At this time, raw cement spreads circularly on the aluminum plate. The diameter of the expanded circle at this time, or when the circle is distorted, an arithmetic average of the shortest diameter and the longest diameter was measured as a flow value. This flow value reflects the fluidity of raw cement.

(6)モルタル成形物の圧縮強度および曲げ破壊エネルギー
下記の実施例及び比較例において得られたセメントを用い、幅40mm×高さ40mm×長さ160mmの型枠に、生セメントを打設し、20℃、90%RHで材齢28日まで養生して、供試体を製造した。上記供試体を、「JIS−R−5201」に準拠して3点曲げ測定した。より詳しくは、10トン用引張圧縮試験機(TOYO BALDWIN社製、UNIVERSAL TESTING INSTRUMENT MODEL UTM 10t)を用い、支点間距離10cmの中心を2mm/分の速度で圧縮し、曲げ応力−歪みの関係から供試体が破壊する際の2次降伏点応力を算出した。
(6) Compressive strength and bending fracture energy of mortar moldings Using the cement obtained in the following examples and comparative examples, a raw cement was placed in a mold having a width of 40 mm, a height of 40 mm, and a length of 160 mm, A specimen was produced by curing at 20 ° C. and 90% RH until the material age was 28 days. The above specimen was subjected to three-point bending measurement according to “JIS-R-5201”. More specifically, using a tensile compression tester for 10 tons (manufactured by TOYO BALDWIN, UNIVERSAL TESTING INSTRUMENT MODEL UTM 10t), the center of the fulcrum distance of 10 cm is compressed at a speed of 2 mm / min. The secondary yield point stress when the specimen was destroyed was calculated.

[実施例1]
補強材料となる繊維として、共重合型アラミド繊維ストランド(共重合型芳香族ポリアミド繊維、帝人株式会社製「テクノーラ」1670dtex、1000フィラメント、引張強度24.5cN/dtex)を用い、撚糸機を用いて該繊維に撚り係数が2となるように下撚り(S方向)をかけ、さらに表の合計繊度となるように2本の繊維ストランドを合わせ、撚り係数が1となるように逆方向に上撚り(Z方向)をかけ、集束剤樹脂成分としてソルビトールポリグリシジルエーテル系エポキシ化合物(ナガセケムテックス株式会社社製、「EX614B」)、ジメチルピラゾールブロックヘキサメチレンジイソシアネート(Baxenden社製、「Trixene aqua201」、ジメチルピラゾールブロック−HDIトリマー)をそれぞれ固形分で50重量%、50重量%の割合で混合した、総固形分量:10重量%の配合液に浸漬した後、温度200℃で乾燥させ、集束剤を10重量%付与した繊維束を得た。その後、仕上げ用のコーティング剤樹脂成分としてカルボキシル基含有アクリル変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、「ディックファインEN」)を含む固形分重量10%の水分散液中に浸漬した後、温度200℃で乾燥させ、繊維に対するコーティング剤付着量が3重量%となるように剤処理し、該繊維材料を30mmに切断し補強用材料とした。得られた処理繊維束の直径は0.7mmであった。
[Example 1]
As a fiber as a reinforcing material, a copolymer type aramid fiber strand (copolymer type aromatic polyamide fiber, “Technora” manufactured by Teijin Ltd., 1670 dtex, 1000 filament, tensile strength 24.5 cN / dtex) is used, and a twisting machine is used. The fiber is subjected to a lower twist (S direction) so that the twist coefficient is 2, and two fiber strands are combined so as to have the total fineness in the table, and the upper twist is reversed so that the twist coefficient is 1. (Z direction) and sorbitol polyglycidyl ether type epoxy compound (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, “EX614B”), dimethylpyrazole block hexamethylene diisocyanate (manufactured by Baxenden, “Trixene aqua 201”, dimethyl as a sizing agent resin component Pyrazole block-HDI trimer) A fiber bundle to which a sizing agent was applied at a temperature of 200 ° C. after being immersed in a blending solution having a total solid content of 10% by weight, mixed at a ratio of 50% by weight and 50% by weight, respectively, and then dried at 200 ° C. Obtained. Then, after dipping in a 10% solids weight aqueous dispersion containing a carboxyl group-containing acrylic-modified bisphenol A type epoxy resin (DIC Corporation, “Dick Fine EN”) as a finishing coating agent resin component, the temperature It was dried at 200 ° C., treated with an agent so that the amount of coating agent attached to the fiber was 3% by weight, and the fiber material was cut into 30 mm to obtain a reinforcing material. The diameter of the obtained treated fiber bundle was 0.7 mm.

得られたセメント補強用繊維材料13.9gを、低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製)951g、シリカフューム(エルケムAS社製)220g、細骨材(三栄シリカ株式会社製、「6号珪砂」)541g、細骨材(三栄シリカ株式会社製、「珪砂SP80」)437g、水193g、と共に、モルタルミキサー(マルイ製、MIC−362型、容量:5L)を用いて140rpmの撹拌速度で約3分間混練し、生セメント(モルタル)を得た。その生セメントを養生して得たモルタル成形体を評価した結果を表1に示す。   13.9 g of the obtained fiber material for cement reinforcement, 951 g of low heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.), 220 g of silica fume (manufactured by Elchem AS), fine aggregate (manufactured by Sanei Silica Co., Ltd., “No. 6 silica sand”) 541 g, fine aggregate (manufactured by Sanei Silica Co., Ltd., “Silica Sand SP80”), 193 g of water, and a mortar mixer (manufactured by Marui, MIC-362, capacity: 5 L) at a stirring speed of 140 rpm for about 3 minutes The mixture was kneaded to obtain raw cement (mortar). Table 1 shows the results of evaluating the mortar molded body obtained by curing the raw cement.

[実施例2、比較例1、2]
実施例1の撚り構成、撚り係数や使用繊維を表1記載のものに変更した以外は実施例1と同様に実施し、評価した。結果を表1に併せて示す。
[Example 2, Comparative Examples 1 and 2]
It implemented similarly to Example 1 and evaluated except having changed the twist structure of Example 1, the twist coefficient, and the use fiber into the thing of Table 1. FIG. The results are also shown in Table 1.

Figure 2018111631
Figure 2018111631

Claims (6)

樹脂に被覆された繊維材料であって、繊維材料を構成する繊維が複数の繊維ストランドから構成されていることを特徴とするセメント補強用繊維材料。   A fiber material for cement reinforcement, which is a fiber material coated with a resin, and a fiber constituting the fiber material is composed of a plurality of fiber strands. 繊維材料が複数の繊維ストランドを逆方向に諸撚りしたものである請求項1記載のセメント補強用繊維材料。   The fiber material for cement reinforcement according to claim 1, wherein the fiber material is obtained by twisting a plurality of fiber strands in opposite directions. 下撚の撚り係数0.3以上であり、上撚の撚り係数0.3〜3である請求項1または2記載のセメント補強用繊維材料。   The fiber material for cement reinforcement according to claim 1 or 2, wherein the twist coefficient of the lower twist is 0.3 or more and the twist coefficient of the upper twist is 0.3 to 3. 樹脂がイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂である請求項1〜3のいずれか1項記載のセメント補強用繊維材料。   The fiber material for cement reinforcement according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin is a resin containing an isocyanate compound as a constituent component. 樹脂がイソシアネート化合物に加えて、ポリオールまたはエポキシ化合物を構成成分とする樹脂である請求項4記載のセメント補強用繊維材料。   The fiber material for cement reinforcement according to claim 4, wherein the resin is a resin containing a polyol or an epoxy compound as a constituent component in addition to the isocyanate compound. 請求項1〜5のいずれか1項記載のセメント補強用繊維材料を含有するコンクリートまたはモルタル成形体。   A concrete or mortar molded body containing the fiber material for cement reinforcement according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101958358B1 (en) * 2017-11-23 2019-03-15 김원준 Eco-friendly method for reparing deteriorated concrete
KR102007424B1 (en) * 2018-11-30 2019-08-05 메이저위드(주) Concrete block containing fibrous material and their manufacturing method
JP7343377B2 (en) 2019-12-04 2023-09-12 帝人株式会社 cement composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002275739A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Toray Ind Inc Method for producing cement-reinforcing fiber
JP2014108898A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Ube Exsymo Co Ltd Composite frp-made short linear material for cement reinforcement and method for manufacturing the same
JP2016113351A (en) * 2014-12-18 2016-06-23 東洋紡株式会社 Cement reinforcement fiber
WO2016117435A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 帝人株式会社 Cement-reinforcing fiber material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002275739A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Toray Ind Inc Method for producing cement-reinforcing fiber
JP2014108898A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Ube Exsymo Co Ltd Composite frp-made short linear material for cement reinforcement and method for manufacturing the same
JP2016113351A (en) * 2014-12-18 2016-06-23 東洋紡株式会社 Cement reinforcement fiber
WO2016117435A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 帝人株式会社 Cement-reinforcing fiber material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101958358B1 (en) * 2017-11-23 2019-03-15 김원준 Eco-friendly method for reparing deteriorated concrete
KR102007424B1 (en) * 2018-11-30 2019-08-05 메이저위드(주) Concrete block containing fibrous material and their manufacturing method
JP7343377B2 (en) 2019-12-04 2023-09-12 帝人株式会社 cement composition

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