JP2020132495A - Cement composition - Google Patents
Cement composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020132495A JP2020132495A JP2019030536A JP2019030536A JP2020132495A JP 2020132495 A JP2020132495 A JP 2020132495A JP 2019030536 A JP2019030536 A JP 2019030536A JP 2019030536 A JP2019030536 A JP 2019030536A JP 2020132495 A JP2020132495 A JP 2020132495A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- cement composition
- steel
- fibers
- mixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 153
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 48
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 45
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
本発明は、セメント組成物に関する。 The present invention relates to cement compositions.
一般にセメント組成物（例えばコンクリート）は、水、セメント、骨材などを混練して製造されている。このようなセメント組成物は、火災時に爆裂する可能性があり、特に、強度が高いほど爆裂する可能性が高いことが知られている。そこで、爆裂を防止するために、有機繊維（例えばポリプロピレン繊維）を混入したセメント組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のコンクリートには、長さ５〜４０ｍｍ、繊維径（直径）５〜５００μｍの有機繊維が混入されており、さらに、無機繊維も混入されている。 Generally, a cement composition (for example, concrete) is produced by kneading water, cement, aggregate and the like. It is known that such a cement composition has a possibility of exploding in the event of a fire, and in particular, the higher the strength, the higher the possibility of exploding. Therefore, in order to prevent explosion, a cement composition mixed with organic fibers (for example, polypropylene fibers) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The concrete described in Patent Document 1 is mixed with organic fibers having a length of 5 to 40 mm and a fiber diameter (diameter) of 5 to 500 μm, and is further mixed with inorganic fibers.
有機繊維の繊維長が長く、繊維径が細いほど、セメント組成物中のセメントペーストが繊維表面に付着しやすくなり、流動性が低下する。このため、特許文献１のコンクリートでは、粘性が高くなり、作業性が低下するおそれがあった。 The longer the fiber length of the organic fiber and the smaller the fiber diameter, the easier it is for the cement paste in the cement composition to adhere to the fiber surface, and the lower the fluidity. For this reason, the concrete of Patent Document 1 has a high viscosity and may reduce workability.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、作業性を確保しつつ、耐火性能の向上を図ることにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to improve fire resistance performance while ensuring workability.
かかる目的を達成するため、本発明のセメント組成物は、セメントと、水と、細骨材と、粗骨材と、中実の有機繊維と、無機繊維とを含むセメント組成物であって、前記有機繊維は、繊維長さが２〜４ｍｍであり、繊維径が１５〜５０μｍであり、混入量が０．５〜３．５ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする。
このようなセメント組成物によれば、有機繊維の繊維長さが短く繊維径が大きいので、有機繊維を混入しても高い流動性を得ることができ、作業性を確保できる。また、有機繊維と無機繊維を混入していることにより爆裂を防止できる。これにより、作業性を確保しつつ、耐火性能の向上を図ることができる。
In order to achieve such an object, the cement composition of the present invention is a cement composition containing cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, solid organic fiber, and inorganic fiber. The organic fiber is characterized in that the fiber length is 2 to 4 mm, the fiber diameter is 15 to 50 μm, and the mixing amount is 0.5 to 3.5 kg / m 3 .
According to such a cement composition, since the fiber length of the organic fiber is short and the fiber diameter is large, high fluidity can be obtained even if the organic fiber is mixed, and workability can be ensured. In addition, explosion can be prevented by mixing organic fibers and inorganic fibers. As a result, it is possible to improve the fire resistance performance while ensuring workability.
かかるセメント組成物であって、前記無機繊維は、鋼繊維であり、引張強度が２５００Ｎ／ｍｍ２以上であることが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、無機繊維の混入量が少なくてすむ。
In such a cement composition, the inorganic fiber is a steel fiber, and it is desirable that the tensile strength is 2500 N / mm 2 or more.
According to such a cement composition, the amount of inorganic fibers mixed in can be small.
かかるセメント組成物であって、前記無機繊維の混入量が２０〜８０ｋｇ／ｍ３であることが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、脆性破壊を抑制できる。
In such a cement composition, it is desirable that the amount of the inorganic fiber mixed is 20 to 80 kg / m 3 .
According to such a cement composition, brittle fracture can be suppressed.
かかるセメント組成物であって、前記有機繊維と前記無機繊維との質量比が１：１０〜１：（４０／３）の範囲にあってもよい。
このようなセメント組成物によれば、この範囲においても効果を奏することができる。
In such a cement composition, the mass ratio of the organic fiber to the inorganic fiber may be in the range of 1: 10 to 1: (40/3).
According to such a cement composition, the effect can be obtained even in this range.
かかるセメント組成物であって、水セメント比が、１３．５〜１８．０％であることが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、高強度のセメント組成物の耐火性能の向上を図ることができる。
It is desirable that the water-cement ratio of such a cement composition is 13.5-18.0%.
According to such a cement composition, it is possible to improve the fire resistance performance of the high-strength cement composition.
かかるセメント組成物であって、単位セメント量に対して高性能減水剤を１．５〜２．１％混入したときのスランプフローの平均値が５０〜７０ｃｍであることが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、作業性の向上を図ることができる。
In such a cement composition, it is desirable that the average value of the slump flow when 1.5 to 2.1% of the high-performance water reducing agent is mixed with respect to the unit cement amount is 50 to 70 cm.
According to such a cement composition, workability can be improved.
本発明によれば、作業性を確保しつつ、耐火性能の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the fire resistance performance while ensuring workability.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
＝＝＝実施形態＝＝＝
＜爆裂防止のメカニズムについて＞
爆裂とは、コンクリートが火災などにより強く加熱されたときに爆発的に破裂（剥離）する現象である。コンクリートは、強度が高いほど火災時に爆裂する可能性が高いとされている。その原因としては、高強度コンクリートの組織は緻密であり、内部で蒸発した水分は散逸しづらいため、加熱されたときに空隙内圧が上昇し、二次的な応力を発生して爆裂する可能性が高いと考えられている。
=== Embodiment ===
<About the mechanism of explosion prevention>
Explosion is a phenomenon in which concrete explodes (peels) when it is strongly heated by a fire or the like. It is said that the stronger the concrete, the more likely it is to explode in the event of a fire. The reason for this is that the structure of high-strength concrete is dense, and the moisture evaporated inside is difficult to dissipate, so the pressure inside the void rises when heated, which may generate secondary stress and explode. Is considered to be high.
この爆裂を防止するため、有機繊維を混入したコンクリートが開発されている。有機繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維（以下、ＰＰ繊維ともいう）が用いられている。 In order to prevent this explosion, concrete mixed with organic fibers has been developed. As the organic fiber, for example, polypropylene fiber (hereinafter, also referred to as PP fiber) is used.
図１は、有機繊維による爆裂抑制メカニズムを説明するための概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the explosion suppression mechanism by organic fibers.
図に示すように、コンクリート１０には有機繊維として細長いＰＰ繊維２０が複数本混入されている。このコンクリート１０を加熱すると、ＰＰ繊維２０は１６０℃で溶融して管状空隙となる。そして、この管状空隙が蒸気圧逸散ネットワークとなり、当該蒸気圧逸散ネットワークが、蒸気溜り内の圧力をマイクロクラックから逃がすことで爆裂を抑制できる。 As shown in the figure, a plurality of elongated PP fibers 20 are mixed as organic fibers in the concrete 10. When the concrete 10 is heated, the PP fibers 20 are melted at 160 ° C. to form tubular voids. Then, this tubular void becomes a vapor pressure dissipation network, and the vapor pressure dissipation network can suppress the explosion by releasing the pressure in the steam reservoir from the microcracks.
また、有機繊維に加えて、無機繊維（例えば鋼繊維）をさらに混入することにより、コンクリートにマイクロクラックが発生することによる脆性破壊を抑制でき、これにより、さらに爆裂を防止できる。 Further, by further mixing inorganic fibers (for example, steel fibers) in addition to organic fibers, brittle fracture due to generation of microcracks in concrete can be suppressed, thereby further preventing explosion.
しかしながら、有機繊維の繊維長が長く、繊維径が細いほど（すなわち縦横のアスペクト比が大きいほど）、コンクリート中のセメントペーストが繊維表面に付着し、流動性が低下する。このため練り混ぜ性が悪くなり作業性が悪化するおそれがある。具体的には、有機繊維の繊維長が５ｍｍ以上、繊維径が１０μｍ以下になると練り混ぜ性が悪くなる。 However, the longer the fiber length of the organic fiber and the smaller the fiber diameter (that is, the larger the aspect ratio in the vertical and horizontal directions), the more the cement paste in the concrete adheres to the fiber surface, and the lower the fluidity. Therefore, the kneading property may be deteriorated and the workability may be deteriorated. Specifically, when the fiber length of the organic fiber is 5 mm or more and the fiber diameter is 10 μm or less, the kneading property deteriorates.
よって、有機繊維は、繊維長さが２〜４ｍｍであり、繊維径が１５〜５０μｍであることが好ましい。また、有機繊維の混入量は、多いほど爆裂防止の効果が高くなるが、流動性が悪化し作業性が低下する。このことを考慮して、有機繊維の混入量は０．５〜３．５ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。これにより、有機繊維を混入しても高い流動性を得ることができ、作業性を確保できる。また、有機繊維を混入することにより爆裂を防止でき、耐火性能の向上を図ることができる。なお、有機繊維としては、ＰＰ繊維には限られず、他の有機材料の繊維を用いても良い。 Therefore, it is preferable that the organic fiber has a fiber length of 2 to 4 mm and a fiber diameter of 15 to 50 μm. Further, the larger the amount of organic fibers mixed in, the higher the effect of preventing explosion, but the fluidity deteriorates and the workability deteriorates. In consideration of this, the amount of the organic fiber mixed is preferably 0.5 to 3.5 kg / m 3 . As a result, high fluidity can be obtained even if organic fibers are mixed, and workability can be ensured. In addition, by mixing organic fibers, explosion can be prevented and fire resistance can be improved. The organic fiber is not limited to PP fiber, and fibers of other organic materials may be used.
無機繊維としては、例えば、金属繊維（鋼繊維、ステンレス繊維など）や、炭素繊維、ガラス繊維などを用いることができる。無機繊維はコンクリートを拘束し、剥離（脆性破壊）を抑制する補強材としての機能を有するため、適度な引張強度が必要になる。引張強度が２５００Ｎ／ｍｍ２以上の無機繊維を使用すると、少ない混入量で耐火性能の向上を図ることができる。また、無機繊維の混入量は、２０〜８０ｋｇ／ｍ３が好ましい。これにより、脆性破壊を抑制することができる。 As the inorganic fiber, for example, metal fiber (steel fiber, stainless fiber, etc.), carbon fiber, glass fiber, or the like can be used. Since the inorganic fiber has a function as a reinforcing material that restrains concrete and suppresses peeling (brittle fracture), an appropriate tensile strength is required. When an inorganic fiber having a tensile strength of 2500 N / mm 2 or more is used, the fire resistance performance can be improved with a small amount of mixing. The amount of the inorganic fiber mixed is preferably 20 to 80 kg / m 3 . As a result, brittle fracture can be suppressed.
以下の実施例では、有機繊維として繊維長が短く、繊維径が太いＰＰ繊維を混入し、さらに、無機繊維として鋼繊維を混入したコンクリートのサンプル（試験体）を作製し、作業性や耐火性等の評価を行った。 In the following examples, a concrete sample (test piece) in which PP fibers having a short fiber length and a large fiber diameter are mixed as organic fibers and steel fibers are mixed as inorganic fibers is prepared, and workability and fire resistance are prepared. Etc. were evaluated.
＜＜実施例＞＞
ＰＰ繊維の形状（径、長さ）と混入量、及び、鋼繊維の種類と混入量をパラメータとしたコンクリートの試験体を作製し、作業性と耐火性について評価を行った。
<< Example >>
A concrete test piece was prepared using the shape (diameter, length) and mixing amount of PP fiber, and the type and mixing amount of steel fiber as parameters, and the workability and fire resistance were evaluated.
また、比較例として、ＰＰ繊維と鋼繊維の何れか一方、又は、両方を含まない試験体やＰＰ繊維の径が細くて繊維長が長い試験体などを作製して評価した。 Further, as a comparative example, a test piece containing no one or both of PP fiber and steel fiber, a test piece having a small diameter of PP fiber and a long fiber length, and the like were prepared and evaluated.
＜試験体＞
図２は、本実施例及び比較例の各試験体の作製条件を示す図である。また、図３は各ＰＰ繊維の仕様を示す図であり、図４は、各鋼繊維の仕様を示す図である。
<Test specimen>
FIG. 2 is a diagram showing preparation conditions for each test body of this example and comparative example. Further, FIG. 3 is a diagram showing specifications of each PP fiber, and FIG. 4 is a diagram showing specifications of each steel fiber.
（調合について）
水（Ｗ）、結合材（Ｂ）、細骨材、粗骨材、膨張材、及び、混和剤等を調合し、コンクリートの試験体を作製した。なお、結合材（Ｂ）にはセメントが含まれている。また、各試験体には、混和剤（化学混和剤）として、高性能減水剤を混入している。高性能減水剤は、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を低減して強度を増加させるための材料である。高性能減水剤は、単位セメント量×１．５〜２．１％混入した。
(About compounding)
Water (W), binder (B), fine aggregate, coarse aggregate, swelling material, admixture and the like were mixed to prepare a concrete test piece. The binder (B) contains cement. In addition, a high-performance water reducing agent is mixed in each test body as an admixture (chemical admixture). The high-performance water reducing agent is a material for reducing the water binder ratio (W / B) and increasing the strength. The high-performance water reducing agent was mixed with a unit cement amount × 1.5 to 2.1%.
また、実施例の試験体には、爆裂防止のために有機繊維（ＰＰ繊維）を混入しており、さらに、無機繊維（鋼繊維）も混入している。ＰＰ繊維や鋼繊維の条件については後述する。 In addition, organic fibers (PP fibers) are mixed in the test body of the example to prevent explosion, and inorganic fibers (steel fibers) are also mixed. The conditions for PP fibers and steel fibers will be described later.
（水結合材比について）
水結合材比（Ｗ／Ｂ：水セメント比に相当）は、水の結合材（セメント）に対する重量比である。コンクリートの強度は、この水結合材比（Ｗ／Ｂ）に依存し、Ｗ／Ｂが小さいほど強度が高くなる。本実施例では、図２に示すように、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が１７．０％〜１３．５％の超高強度コンクリートの試験体を作製した。
(About water binder ratio)
The water binder ratio (W / B: corresponding to the water cement ratio) is the weight ratio of water to the binder (cement). The strength of concrete depends on this water-bonding material ratio (W / B), and the smaller the W / B, the higher the strength. In this example, as shown in FIG. 2, a test piece of ultra-high-strength concrete having a water-bonding material ratio (W / B) of 17.0% to 13.5% was prepared.
（ＰＰ繊維について）
有機繊維として、ダイワボウポリテック株式会社製のＰＰ繊維（繊維長さ３ｍｍ、繊維径１８μｍのＰＰ繊維）を２〜３ｋｇ／ｃｍ３混入した（図２参照）。
(About PP fiber)
As organic fibers, PP fibers manufactured by Daiwa Bow Polytech Co., Ltd. (PP fibers having a fiber length of 3 mm and a fiber diameter of 18 μm) were mixed in at 2 to 3 kg / cm3 (see FIG. 2).
また、比較例としてＰＰ繊維を混入していない試験体や、細長いＰＰ繊維を混入した試験体も作製した。具体的には下記の３種類のＰＰ繊維を、図２に示す混入量で各試験体に混入した。 Further, as a comparative example, a test piece not mixed with PP fiber and a test piece mixed with elongated PP fiber were also produced. Specifically, the following three types of PP fibers were mixed into each test piece in the amount shown in FIG.
径１８μｍ−長さ３ｍｍ（実施例１〜１６、比較例３、比較例９）
径１０μｍ−長さ１０ｍｍ（比較例４〜６）
径１８μｍ−長さ１０ｍｍ（比較例１０〜１２）
ＰＰ繊維無し（比較例１、２、７、８）
（鋼繊維について）
無機繊維として、下記の３種類の鋼繊維（フック型軟鋼、フック型硬硬、ストレート型鋼）を、図２に示す混入量で各試験体に混入した。
Diameter 18 μm-Length 3 mm (Examples 1 to 16, Comparative Example 3, Comparative Example 9)
Diameter 10 μm-Length 10 mm (Comparative Examples 4 to 6)
Diameter 18 μm-10 mm in length (Comparative Examples 10 to 12)
No PP fiber (Comparative Examples 1, 2, 7, 8)
(About steel fiber)
As the inorganic fibers, the following three types of steel fibers (hook-type mild steel, hook-type hard steel, and straight-type steel) were mixed into each test piece in the amount shown in FIG.
フック型軟鋼（実施例１〜７、実施例１０〜１５、比較例２、５、６、８、１１、１２）
フック型硬鋼（実施例８、９）
ストレート型鋼（実施例１６）
鋼繊維無し（比較例１、３、４、７、９、１０）
なお、フック型軟鋼としては、神鋼建材工業株式会社製の亜鉛めっき鋼繊維（仕様は図４参照）を使用し、フック型硬鋼としては、神鋼建材工業株式会社製の高張力鋼繊維をさらに亜鉛メッキしたもの（仕様は図４参照）を使用した。また、ストレート型鋼としては、東京製綱株式会社製のタフミックファイバーIII（仕様は図４参照）を使用した。
Hook type mild steel (Examples 1 to 7, Examples 10 to 15, Comparative Examples 2, 5, 6, 8, 11, 12)
Hook type hard steel (Examples 8 and 9)
Straight section steel (Example 16)
No steel fibers (Comparative Examples 1, 3, 4, 7, 9, 10)
As the hook type mild steel, galvanized steel fiber manufactured by Shinko Kenzai Kogyo Co., Ltd. (see Fig. 4 for specifications) is used, and as the hook type hard steel, high-strength steel fiber manufactured by Shinko Kenzai Kogyo Co., Ltd. is further used. A galvanized product (see Fig. 4 for specifications) was used. As the straight section steel, Toughmic Fiber III manufactured by Tokyo Rope Manufacturing Co., Ltd. (see Fig. 4 for specifications) was used.
図４に示すように、フック型硬鋼は、フック型軟鋼と比べて、径が小さいにもかかわらず、引張強度が大きい。具体的には、フック型軟鋼の引張強度が１４４０±２１６Ｎ／ｍｍ２（２０００Ｎ／ｍｍ２未満）であるのに対し、フック型硬鋼の引張強度は、３０７０±４６０Ｎ／ｍｍ２（２５００Ｎ／ｍｍ２以上）である。 As shown in FIG. 4, the hook-type hard steel has a higher tensile strength than the hook-type mild steel, although the diameter is smaller. Specifically, the tensile strength of the hook type mild steel is 1440 ± 216 N / mm 2 (less than 2000 N / mm 2 ), whereas the tensile strength of the hook type hard steel is 3070 ± 460 N / mm 2 (2500 N / mm). 2 or more).
（容量比、直径比について）
各繊維の仕様と、各試験体への各繊維の混入量から、各試験体についてＰＰ繊維と鋼繊維の直径比と容量比を求めた。なお、ＰＰ繊維の比重は０．９１ｇ／ｃｍ３であり、鋼繊維の比重は７．８５ｇ／ｃｍ３である。
(About capacity ratio and diameter ratio)
From the specifications of each fiber and the amount of each fiber mixed in each test piece, the diameter ratio and volume ratio of PP fiber and steel fiber were obtained for each test piece. The specific gravity of the PP fiber is 0.91 g / cm 3 , and the specific density of the steel fiber is 7.85 g / cm 3 .
図２に示すように、本実施例（実施例１〜１６）の試験体においてＰＰ繊維と鋼繊維の直径比は、
鋼繊維がフック型軟鋼の場合１．０：３４．４
鋼繊維がフック型硬鋼の場合１．０：２１．１
鋼繊維がストレード型鋼の場合１．０：８．９
である。
As shown in FIG. 2, the diameter ratio of PP fiber to steel fiber in the test piece of this example (Examples 1 to 16) is
When the steel fiber is hook type mild steel 1.0: 34.4
When the steel fiber is hook type hard steel 1.0: 21.1
When the steel fiber is a strade type steel 1.0: 8.9
Is.
また、図２の条件（混入量）により、ＰＰ繊維と鋼繊維の容量比は、１．０：１．２〜１．０：４．６となる。なお、フック型硬鋼の実施例８、９では、他の実施例よりも鋼繊維の混入量が少ないため容量比も小さくなっている（１．０：１．２〜１．０：１．７）。 Further, depending on the condition (mixing amount) of FIG. 2, the volume ratio of PP fiber to steel fiber is 1.0: 1.2 to 1.0: 4.6. In Examples 8 and 9 of the hook type hard steel, the amount of steel fibers mixed is smaller than in the other examples, so that the capacity ratio is also small (1.0: 1.2 to 1.0: 1. 7).
また、ＰＰ繊維と鋼繊維の質量比が最も小さいものとしては、フック型硬鋼では実施例８の１：１０であり、フック型軟鋼では実施例５の１：（４０／３）となる。このように、実施例では、ＰＰ繊維と鋼繊維の質量比が１：１０〜１：（４０／３）の範囲のものも含まれている。 The mass ratio of PP fiber to steel fiber is 1:10 in Example 8 for hook-type hard steel and 1: 1 (40/3) in Example 5 for hook-type mild steel. As described above, in the examples, those having a mass ratio of PP fiber to steel fiber in the range of 1: 10 to 1: (40/3) are also included.
＜試験項目＞
図５は、試験項目を示す図である。
<Test items>
FIG. 5 is a diagram showing test items.
（フレッシュ試験）
フレッシュ試験として、練り上がりのスランプフロー（SF）、空気量（AIR）、温度（CT）を測定した。なお、スランプ測定はJIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験」に準じて行い、空気量の測定はJIS A 1128「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気圧力方法」に準じて行った。
(Fresh test)
As a fresh test, the kneaded slump flow (SF), air volume (AIR), and temperature (CT) were measured. The slump measurement was performed according to JIS A 1150 "Concrete slump flow test", and the air volume was measured according to JIS A 1128 "Test method based on the pressure of the air volume of fresh concrete-air pressure method".
（圧縮強度試験）
圧縮強度試験はJIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて行った。
(Compressive strength test)
The compressive strength test was conducted in accordance with JIS A 1108 “Concrete compressive strength test method”.
（耐火試験）
各試験体を耐火炉に入れて、ＩＳＯ８３４に規定される標準加熱温度曲線に従って６０分加熱を行った。そして、耐火試験後の試験体の表面の残存面積を、ノギスを用いて計測し、試験体全体の表面積との比率から残存面積率を求めた。
(Fire resistance test)
Each test piece was placed in a refractory furnace and heated for 60 minutes according to the standard heating temperature curve defined in ISO 834. Then, the remaining area on the surface of the test piece after the fire resistance test was measured using a caliper, and the residual area ratio was obtained from the ratio with the surface area of the entire test piece.
＜試験結果＞
図６は、作業性と耐火性の判定基準を示す図である。図７は、試験結果を示す図である。また作業性については、図６に示すように、ハンドリングが良く、部材作製しやすいものを○とし、ハンドリングが悪く、部材作製しにくいものを×とした。また、耐火性については、耐火試験後の残存面積が８０％以上を○とし、８０％未満を×とした。
<Test result>
FIG. 6 is a diagram showing determination criteria for workability and fire resistance. FIG. 7 is a diagram showing test results. As for workability, as shown in FIG. 6, those having good handling and easy to manufacture members were marked with ◯, and those with poor handling and difficult to manufacture members were marked with x. Regarding the fire resistance, the remaining area after the fire resistance test was marked with ◯, and less than 80% was marked with x.
なお、残存面積とは、試験体全表面積をＳとし、耐火試験後に剥離した面積をＡとすると、下記の式（１）で求められる値である。
残存面積（％）＝（Ｓ−Ａ）／Ｓ×１００・・・・（１）
The remaining area is a value obtained by the following formula (1), where S is the total surface area of the test piece and A is the area peeled off after the fire resistance test.
Remaining area (%) = (SA) / S × 100 ... (1)
（作業性について）
太くて短いＰＰ繊維を混入した試験体のスランプフローが高い結果となった。
例えば、Ｗ／Ｂが１７．０％の超高強度コンクリートの場合、比較例４（繊維長１０ｍｍ、繊維径１０μｍの細長いＰＰ繊維を１．５ｋｇ／ｍ３混入）のスランプフローは６１．５であるのに対し、比較例３（繊維長３ｍｍ、繊維径１８μｍのＰＰ繊維を２ｋｇ／ｍ３混入）のスランプフローは７３．０であり、作業性が良好（○）となっている（但し、鋼繊維が混入されていないため耐火性が×である）。このように、ＰＰ繊維が太くて短い場合、ＰＰ繊維の混入量が多いにも関わらず、スランプフローが高い結果となった。
(About workability)
The slump flow of the test piece mixed with thick and short PP fibers was high.
For example, in the case of ultra-high strength concrete having a W / B of 17.0%, the slump flow of Comparative Example 4 (1.5 kg / m 3 mixed with elongated PP fibers having a fiber length of 10 mm and a fiber diameter of 10 μm) was 61.5. On the other hand, the slump flow of Comparative Example 3 (PP fiber having a fiber length of 3 mm and a fiber diameter of 18 μm mixed with 2 kg / m 3 ) was 73.0, and the workability was good (○) (however, Fire resistance is x because steel fibers are not mixed). As described above, when the PP fiber is thick and short, the slump flow is high even though the amount of the PP fiber mixed is large.
さらに、実施例（実施例１、２など）では、ＰＰ繊維に加えて鋼繊維を混入しているが、ＰＰ繊維として太くて短いものを用いているため、ＰＰ繊維の混入量が２〜３ｋｇ／ｍ３であっても作業性が全て良好（○）となっている。 Further, in Examples (Examples 1 and 2, etc.), steel fibers are mixed in addition to PP fibers, but since thick and short PP fibers are used, the amount of PP fibers mixed is 2 to 3 kg. / m workability even 3 has become all good (○).
Ｗ／Ｂが異なる場合（１３．６％などの場合）についても同様のことが言える。 The same can be said for cases where the W / B are different (such as 13.6%).
（耐火性について）
比較例において、ＰＰ繊維を混入していない試験体では耐火性が×となっており、ＰＰ繊維を混入することで耐火性が向上していると言えるが、ＰＰ繊維の径が太く長さが短い場合、鋼繊維を混入していない試験体（比較例３、９）では耐火性が×となっている。これに対し、実施例では、ＰＰ繊維の径が太く長さが短くても、鋼繊維を混入していることにより、耐火性が良好（○）となっている。すなわち、耐火試験後の残存面積が８０％以上であった。
(About fire resistance)
In the comparative example, the fire resistance of the test piece not mixed with PP fiber is ×, and it can be said that the fire resistance is improved by mixing PP fiber, but the diameter of the PP fiber is large and the length is long. If it is short, the fire resistance of the test piece (Comparative Examples 3 and 9) not mixed with steel fibers is x. On the other hand, in the example, even if the diameter of the PP fiber is large and the length is short, the fire resistance is good (◯) due to the inclusion of the steel fiber. That is, the remaining area after the fire resistance test was 80% or more.
このように、ＰＰ繊維として径が太く長さが短い繊維を用いる場合、鋼繊維を混入することで耐火性の向上を図ることができることが確認された。 As described above, when a fiber having a large diameter and a short length is used as the PP fiber, it has been confirmed that the fire resistance can be improved by mixing the steel fiber.
また、鋼繊維として引張強度の大きいフック型硬鋼を用いた実施例８、９では、他の実施例よりも混入量が少ないにもかかわらず、他の実施例と同等の効果が得られている。すなわち、フック型硬鋼を用いることで鋼繊維の混入量が少なくて済む。 Further, in Examples 8 and 9 in which hook-type hard steel having a large tensile strength was used as the steel fiber, the same effect as in the other Examples was obtained even though the amount of mixing was smaller than in the other Examples. There is. That is, by using the hook type hard steel, the amount of steel fibers mixed can be reduced.
以上のことにより、実施例では、長さが短く繊維径が太いＰＰ繊維と、鋼繊維を混入しているので、作業性を確保しつつ、耐火性能の向上を図ることができる。なお、実施例ではＰＰ繊維の繊維長さが３ｍｍ、繊維径が１８μｍであったが、バラツキを考慮して、繊維長さは２〜４ｍｍ、繊維径は１５〜５０μｍであると良い。また、混入量は０．５〜３．５ｋｇ／ｍ３であると良い。これにより高い流動性を得ることができ、作業性を確保できる。また、有機繊維と無機繊維を混入していることにより爆裂を防止できる。よって、作業性を確保しつつ、耐火性能の向上を図ることができる。 From the above, in the examples, since PP fibers having a short length and a large fiber diameter and steel fibers are mixed, it is possible to improve the fire resistance performance while ensuring workability. In the examples, the fiber length of the PP fiber was 3 mm and the fiber diameter was 18 μm, but in consideration of variation, the fiber length is preferably 2 to 4 mm and the fiber diameter is 15 to 50 μm. The mixing amount is preferably 0.5 to 3.5 kg / m 3 . As a result, high fluidity can be obtained and workability can be ensured. In addition, explosion can be prevented by mixing organic fibers and inorganic fibers. Therefore, it is possible to improve the fire resistance performance while ensuring workability.
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
=== About other embodiments ===
The above-described embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not for limiting the interpretation of the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without deviating from the gist thereof, and the present invention includes an equivalent thereof.
前述した実施形態では有機繊維としてＰＰ繊維を用いていたがこれには限られず、他の有機繊維を用いても良い。 In the above-described embodiment, PP fiber is used as the organic fiber, but the present invention is not limited to this, and other organic fiber may be used.
また、前述した実施形態では、無機繊維として鋼繊維を用いていたがこれには限られず、他の無機繊維を用いても良い。 Further, in the above-described embodiment, the steel fiber is used as the inorganic fiber, but the present invention is not limited to this, and other inorganic fibers may be used.
１０ コンクリート
２０ ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）
10 Concrete 20 Polypropylene fiber (PP fiber)
Claims (6)
前記有機繊維は、繊維長さが２〜４ｍｍであり、繊維径が１５〜５０μｍであり、混入量が０．５〜３．５ｋｇ／ｍ３である、
ことを特徴とするセメント組成物。 A cement composition containing cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, solid organic fiber, and inorganic fiber.
The organic fiber has a fiber length of 2 to 4 mm, a fiber diameter of 15 to 50 μm, and a mixing amount of 0.5 to 3.5 kg / m 3 .
A cement composition characterized by that.
前記無機繊維は、鋼繊維であり、引張強度が２５００Ｎ／ｍｍ２以上である、
ことを特徴とするセメント組成物。 The cement composition according to claim 1.
The inorganic fiber is a steel fiber and has a tensile strength of 2500 N / mm 2 or more.
A cement composition characterized by that.
前記無機繊維の混入量が２０〜８０ｋｇ／ｍ３である、
ことを特徴とするセメント組成物。 The cement composition according to claim 1 or 2.
The amount of the inorganic fiber mixed is 20 to 80 kg / m 3 .
A cement composition characterized by that.
前記有機繊維と前記無機繊維との質量比が１：１０〜１：（４０／３）の範囲にある、
ことを特徴とするセメント組成物。 The cement composition according to claim 3.
The mass ratio of the organic fiber to the inorganic fiber is in the range of 1: 10 to 1: (40/3).
A cement composition characterized by that.
水セメント比が、１３．５〜１８．０％である、
ことを特徴とするセメント組成物。 The cement composition according to any one of claims 1 to 4.
The water-cement ratio is 13.5-18.0%.
A cement composition characterized by that.
単位セメント量に対して高性能減水剤を１．５〜２．１％混入したときのスランプフローの平均値が５０〜７０ｃｍである、
ことを特徴とするセメント組成物。
The cement composition according to any one of claims 1 to 5.
The average value of slump flow when 1.5 to 2.1% of high-performance water reducing agent is mixed with respect to the unit cement amount is 50 to 70 cm.
A cement composition characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019030536A JP7338163B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | cement composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019030536A JP7338163B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | cement composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020132495A true JP2020132495A (en) | 2020-08-31 |
| JP7338163B2 JP7338163B2 (en) | 2023-09-05 |
Family
ID=72262273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019030536A Active JP7338163B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | cement composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7338163B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086065A (en) * | 1983-10-18 | 1985-05-15 | 日本ゼオン株式会社 | Flowable hydraulic composition |
| JP2003306366A (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-28 | Takenaka Komuten Co Ltd | Explosion-resistant concrete |
| JP2007186372A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Explosive fracture-resistant cement hardened body and method for producing the same |
| JP2014141370A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Takenaka Komuten Co Ltd | Hydraulic material and cured material of hydraulic material |
-
2019
- 2019-02-22 JP JP2019030536A patent/JP7338163B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086065A (en) * | 1983-10-18 | 1985-05-15 | 日本ゼオン株式会社 | Flowable hydraulic composition |
| JP2003306366A (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-28 | Takenaka Komuten Co Ltd | Explosion-resistant concrete |
| JP2007186372A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Explosive fracture-resistant cement hardened body and method for producing the same |
| JP2014141370A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Takenaka Komuten Co Ltd | Hydraulic material and cured material of hydraulic material |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "１６節 高流動コンクリート", 建築工事標準仕様書・同解説 ＪＡＳＳ５ 鉄筋コンクリート工事２００９, JPN6022039059, pages 450頁, ISSN: 0004876659 * |
| ひび割れを自己治癒させるコンクリート用強化繊維「マーキュリーＣ」の販売について, JPN6022039058, 26 September 2014 (2014-09-26), pages 2, ISSN: 0004876658 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7338163B2 (en) | 2023-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4071983B2 (en) | Explosion resistant concrete | |
| Loh et al. | Mechanical characteristics and flexural behaviour of fibre-reinforced cementitious composite containing PVA and basalt fibres | |
| WO2009011480A1 (en) | Fire- resistant concrete containing nylon and polypropylene fibers | |
| JP2020200228A (en) | High-strength concrete containing steel fiber and method of mixing the same | |
| KR20160011081A (en) | Composition of High Strength Concrete with Super Absorbent Polymer | |
| JP2019214493A (en) | Mixing method of ultra high strength concrete | |
| JP4947716B2 (en) | Cement mortar for construction | |
| JP6633282B2 (en) | Hydraulic composition and heat-resistant structure | |
| RU2415896C2 (en) | Fireproof composition | |
| JP2020132495A (en) | Cement composition | |
| Yousefvand et al. | An analysis of the shear strength and rupture modulus of Polyolefin-Fiber reinforced concrete at different temperatures | |
| JP2005314222A (en) | Heat insulating castable refractory for pump pressure feeding and wet spray working method using the same | |
| JP2008037680A (en) | Inorganic matrix-carbon fiber composite wire material for reinforcing concrete or mortar, method of producing the same, and concrete or mortar structure | |
| JP5366695B2 (en) | Refractory concrete | |
| JP7146362B2 (en) | Method for producing hydraulic composition | |
| KR101626860B1 (en) | High Strength concreat with hybrid fiber | |
| JP4090762B2 (en) | Explosion-resistant hydraulic hardened body | |
| JP7049755B2 (en) | Concrete and how to make concrete | |
| JP2018145039A (en) | Hydraulic composition and heat resistant structure | |
| JP6728696B2 (en) | Explosion-resistant concrete | |
| JP2014189437A (en) | Cracking-reduced type blast furnace cement composition and production method thereof | |
| KR100921406B1 (en) | Fire-resistant concrete with high impact property | |
| JP5885973B2 (en) | Low shrinkage explosion-resistant hydraulic hardened body | |
| JP2012001395A (en) | High-strength concrete | |
| JP6136203B2 (en) | Cross-section repair material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220120 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220920 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230214 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230407 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230725 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230807 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7338163 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |