JP2540477B2 - ガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンクリ―ト製品及びその製造方法 - Google Patents

ガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンクリ―ト製品及びその製造方法

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洋 上嶋
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和秀 浜田
敏夫 河野
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス繊維強化熱硬化性
樹脂(以下FRPと略称する)を補強材としてモルタル
又はコンクリート中に混入して成形固化することによ
り、各種コンクリート製品の引張強度,耐衝撃性,靭性
等の諸特性を向上させ、かつ、FRPの有効な廃棄処分
を促進するようにしたコンクリート製品及びその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FRPとは、主材としての熱硬化性樹脂
にガラス繊維を強化材として加えた材料であり、軽量で
耐蝕性,成形性に優れているため、各種工業用材料とし
て用いられている外、船体とか浴槽その他の民生用製品
に広い分野で使用されている。
【0003】このようなFRPを用いた各種製品が耐用
年数を経過すると廃棄物として処理しなければならない
が、これら廃棄物の処理方法としては、ほとんど焼却と
か埋立手段が用いられているのが実状である。
【0004】他方において、従来からモルタル又はコン
クリート中に金属もしくは合成樹脂を原料とした短繊維
を一様に分散させて、引張強度とか耐衝撃性、靭性を改
良した複合材料が知られている。代表的なものとして鋼
繊維補強コンクリートがある。この場合の短繊維は直径
が0.3〜0.9mm,長さが25〜60mm程度のも
のが用いられ、コンクリートへの分散は主としてミキサ
ーによる混合によって行われている。
【0005】更に合成樹脂としてポリエチレンとかポリ
プロピレン等の合成繊維を混合したコンクリートも実用
化されている。これらの繊維補強コンクリートにおける
繊維混入率は、1〜2容積%程度となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記F
RP廃棄物の焼却手段は、媒煙とか炭酸ガス等が多量に
発生して公害源となる惧れがあり、他方の埋立手段は埋
立場所の確保が問題になっている現状にある。特にFR
Pの持つ特有の強靭性と耐腐食性によって他の廃棄物と
同様に処理することが困難であり、不法廃棄などの問題
も発生している。
【0007】また、前記のコンクリート中に金属もしく
は合成樹脂を原料とした短繊維を一様に分散させる手段
は、特殊なミキサーを必要とする上、均一混合が困難で
あってコストも高くなるという問題がある。更に上記金
属もしくは合成樹脂に代えてFRPを微粉末状としてコ
ンクリートに混合する手段も一部試みられたが、この場
合には軽量化は可能であるが、一般的にFRP微粉末の
添加量が増加するにつれてコンクリートの強度が低下し
てしまうという問題が生じる。
【0008】そこでFRP廃棄物をコンクリートの強度
を高めるための補強材として再利用することができれ
ば、FRP廃棄物処理という面からのみならず、資源の
有効利用という観点からも望ましいものと考えられる。
本発明は上記に鑑みて、FRP廃棄物を破砕して、その
破砕物を補強材とするコンクリート製品及びその製造方
法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、FRPを補強材とするコンクリート製品と
して、モルタル又はコンクリート中に混入する補強材と
してFRPの破砕物を繊維状として用いた構成、該破砕
物を5ミリふるいを通過する程度の繊維状とした構成、
該破砕物を更に叩解して単繊維に破砕・解繊した構成、
及びその混入率を5〜30%とした構成を提供する。
【0010】更に製造方法として、FRPの繊維状破砕
物をモルタル又はコンクリートと混練した後、成形固化
する構成、該繊維状破砕物を混練して加圧脱水した後、
成形固化する構成、該繊維状破砕物を更に叩解して単繊
維に破砕・解繊する構成、モルタル又はコンクリート中
に軽量骨材を混入してなる構成、モルタル又はコンクリ
ート中に無機質粉末を混入してなる構成を提供する。
【0011】
【作用】上記構成の本発明によれば、FRPの破砕物を
単繊維に破砕・解繊したものを普通のセメント及びモル
タルに混合した場合には、嵩比重、曲げ強さ、圧縮強度
が高められ、特に曲げ強さは破砕物の混合率の増加とと
もに大きくなる。また、軽量骨材を加えたモルタル又は
コンクリートに混合した場合には、普通モルタルの場合
よりも強度が高められ、特に軽量骨材を加えた場合の曲
げ強さは通常のモルタルの2倍〜4倍となる。また、熱
伝導率もFRPの繊維状破砕物の混合率の増加とともに
小さくなり、断熱効果が高められる。
【0012】更に繊維状としたFRPの破砕物を無機質
粉末を加えたモルタル又はコンクリートに混合したもの
は、嵩比重、曲げ強さ、長さ変化率及び熱伝導率が高め
れる。
【0013】
【実施例】以下本発明にかかるFRPを補強材とするコ
ンクリート製品及びその製造方法の具体的な実施例を説
明する。
【0014】本発明者はFRP廃棄物の有効活用をはか
るという技術手段に関して鋭意研究を重ねた結果、この
FRPの破砕物を繊維状にしてコンクリートの補強材と
して利用することにより、コンクリートの曲げ強度を向
上させ、軽量化を可能とするとともに熱伝導率を小さく
することができるという知見に基づいてなされたもので
ある。
【0015】一般にFRPの破砕物をセメント・コンク
リートに混合すると、ガラス繊維とセメント中のアルカ
リとの反応によりアルカリシリケートゲルが生成し、更
に吸水膨潤してその膨張圧によりコンクリートの耐久性
が低下する懸念があるため、先ず予備実験として、FR
P破砕物のアルカリ・シリカ反応性について、JIS.
A.5308.付属書7(化学法)、付属書8(モルタ
ルバー法)に基づいて検討した。
【0016】化学法の結果、FRP破砕物のアルカリ消
費量がガラス繊維単味の値よりも大きくなったが、これ
はポリエステル樹脂の加水分解にアルカリが消費された
ためであり、更に樹脂によりガラス繊維表面が覆われて
いるためにシリカの溶出が抑えられて溶解シリカ量の値
は小さくなっていることが判明した。また、モルタルバ
ー法の結果は、所定のセメント、細骨材の配合におい
て、細骨材の占める体積の全量をFRP破砕物で置換し
た配合の場合でも6ケ月後の膨張率は0.051%(判
定基準0.1%以下)であり、何れも無害であることが
判明した。
【0017】更に破断面の電子顕微鏡観察による微組織
の分析評価を行ったところ、FRPの引き抜きによりで
きたと思われる穴が観察されるのみで、懸念されたFR
P破砕物周辺でのケイ酸ナトリウム等の生成は認められ
なかった。
【0018】そこで、本発明にかかるFRPを補強材と
するコンクリート製品及びその製造方法として、先ず前
処理としてFRPを5ミリふるいを通過する程度の繊維
状に破砕する。FRPの繊維状破砕物は、船舶等から大
まかに解体されたFRP廃材を回転式剪断破砕機或はカ
ッターミルを使用して粉砕することによって得ることが
できる。そして、この繊維状破砕物を更に叩解機で叩解
し、樹脂部分と2〜3mm以下の単繊維に破砕・解繊し
たものを用意した。供試体(4×4×16cm)は多く
の場合振動成形手段によって成形し、初期養生は40℃
×RH100%での加熱養生とした。また、FRP繊維
の混合量は、セメント重量の5〜50%とした。以下に
具体的な各種実施例を説明する。
【0019】〔実施例1〕材料としてセメント500
g、豊浦標準砂1000g、水300g及びFRP繊維
状破砕物(セメントに対して5〜30%)を用意し、J
IS.R.5201に準じる混練機で混練して成形し
た。養生は成形後4時間は20℃×RH100%、20
時間は40℃×RH100%、12日間は20℃×RH
100%、その後40℃で24時間乾燥して試験に供し
た。この様にして得られたモルタル供試体のFRPの混
合量と物性を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】〔実施例2〕材料としてセメント500
g、豊浦標準砂1000g、水300g及びFRP繊維
状破砕物(セメントに対して10〜50%)及び減水分
散剤10ccを実施例1と同様に混練機で混練して成形
し、養生して得たモルタル供試体のFRPの混合量と物
性を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】〔実施例3〕 材料としてセメント500g、軽量骨材としてパーライ
ト190g、水300g及びFRP繊維状破砕物(セメ
ントに対して10〜30%)を実施例1と同様に混練機
で混練して成形し、養生して得たモルタル供試体のFR
Pの混合量と物性を表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】〔実施例4〕材料としてセメント、無機質
粉末として蛇紋岩粉末、FRP繊維状破砕物を水中に分
散させ、脱水成形し、これを20℃×RH100%で6
日養生し、その後40℃で乾燥して板状製品を得た。各
材料の混合割合と得られた板状製品の物性を表4に示
す。尚、これらの板状品の鋸による切断、釘打ち等の施
工性は良好であった。
【0026】
【表4】
【0027】〔実施例5〕JIS.A.5402に準じ
て、セメント:細骨材=1:2のモルタルに、FRP繊
維状破砕物を混合し、油圧機で加圧脱水成形し、初期養
生300度時、二次養生2500度時によって、厚形ス
レート(和形49判)を得た。得られた厚形スレートの
FRPの混合量と物性を表5に示す。
【0028】
【表5】
【0029】〔実施例6〕セメント350g、豊浦標準
砂700g、水116g及び減水分散剤7ccを実施例
1と同様に混練機で混練してから型枠(8×18×4.
5cm)に2層に分けて詰め、そのほぼ中心部に、φ1
0mmの穴を開けたFRP板(6×16×0.5cm)
を挟み、振動加圧成形した。養生は実施例1と同条件と
した。得られた供試体のFRP板に開けた穴の面積と物
性を表6に示す。
【0030】
【表6】
【0031】以上の各実施例の結果から、実施例1に示
したようにFRP破砕物を普通モルタルに混合した場合
には、嵩比重が約1.8〜2.1g/cm3、曲げ強さ
は約40〜78kg/cm2、圧縮強度は310〜41
1kg/cm2の値が得られ、FRP破砕物の混合効果
は嵩比重に対しては混合率の増加とともに直線的に小さ
くなり、30%の混合率(50kg/m3)で約13%
軽量化された。曲げ強さはFRP破砕物の混合率の増加
とともに大きくなり、30%の混合で約2倍となった。
圧縮強さはFRP破砕物の混合率の増加とともに小さく
なる傾向が見られた。また、実施例2に示したように、
減水分散剤を添加したワーカブルなモルタルでは更にF
RPの繊維状破砕物を多く混合でき、強度をあまり低下
させることなく軽量化が可能となる。
【0032】実施例3に示したように、軽量骨材として
パーライトを使用した軽量モルタルにFRPの繊維状破
砕物を混合した場合には、軽量化という点に対しては各
々の比重が同程度のために嵩比重が1.0〜1.1g/
cm3と影響が少ないが、強度に関しては普通モルタル
の場合よりも効果的となり、曲げ強さは約13〜32k
g/cm2と2倍〜4倍となり、圧縮強さも僅かに大き
くなった。
【0033】更に実施例4に示したように、材料として
セメント、無機質粉末として蛇紋岩粉末、FRP繊維状
破砕物各30〜50%からなる脱水成形固化体は、嵩比
重が約1.1〜1.2g/cm3、曲げ強さは約45〜
69kg/cm2、長さ変化率0.16前後、熱伝導率
0.277のものを得た。
【0034】実施例5に示すように厚形スレートに混合
使用した場合、嵩比重、吸水率には影響は少ないが曲げ
強度を著しく改善させることができた。また、実施例6
に示したように板状のFRPを挟んで補強材として使用
することも効果的であり、最終破壊強度は補強しない場
合の1.7〜2.9倍(約81〜142kg/cm2
となり靭性が著しく改善された。
【0035】以上の結果から、FRPの繊維状破砕物を
セメント重量の5〜30%程度混合することで軽量化と
曲げ強度及び熱伝導率が改善されるので、各種のコンク
リート製品への使用が可能であり、又脱水成形による板
状製品は、強度的にはやや小さいものの塗壁の下地材等
には充分使用が可能であることが確認された。
【0036】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるFRPを補強材とするコンクリート製品及びその製
造方法によれば、FRPを単に焼却する従来の手段にお
いて発生する媒煙及び炭酸ガス等の公害源としての問題
点がなくなり、しかも埋立場所を確保する必要性をなく
して、FRPの持つ特有の強靭性と耐腐食性に基づく廃
棄処理上の問題点を解決することができる。
【0037】また、コンクリートに混合使用した場合に
は、特にコンクリートの曲げ強度が向上するとともに、
軽量化と断熱性の改善が顕著となる効果がある。更に補
強材として鋼繊維もしくは合成樹脂繊維等を用いる場合
に比してコストが低廉化されるという効果が得られる。
【0038】本発明は、従来は単に廃棄処理しているF
RP廃棄物の再利用をはかることが最大の特徴となって
おり、従って資源の有効活用という観点からも望まし
く、環境保全、自然保護上の問題となっているFRP廃
棄物の処理の問題をも解決できるという大きな効果を発
揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 孝雄 香川県高松市花ノ宮町2丁目3番3号 工業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 浜田 和秀 高知県高知市布師田3992番地3 高知県 工業技術センター内 (72)発明者 河野 敏夫 高知県高知市布師田3992番地3 高知県 工業技術センター内 (72)発明者 藤原 正道 高知県高知市布師田3992番地3 高知県 工業技術センター内 審査官 鈴木 紀子 (56)参考文献 特開 平3−275548(JP,A)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モルタル又はコンクリート中に混入する
    補強材としてガラス繊維強化熱硬化性樹脂の破砕物を
    維状として用いたことを特徴とするガラス繊維強化熱硬
    化性樹脂を補強材とするコンクリート製品。
  2. 【請求項2】 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂の破砕物を
    5ミリふるいを通過する程度の繊維状とした請求項1記
    載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンク
    リート製品。
  3. 【請求項3】 繊維状としたガラス繊維強化熱硬化性樹
    脂の破砕物を更に叩解して単繊維に破砕・解繊した請求
    1又は2記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材
    とするコンクリート製品。
  4. 【請求項4】 混入率を5〜30%とした請求項1,2
    又は3記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とす
    るコンクリート製品。
  5. 【請求項5】 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂の繊維状破
    砕物をモルタル又はコンクリートと混練した後、成形固
    化したことを特徴とするガラス繊維強化熱硬化性樹脂を
    補強材とするコンクリート製品の製造方法。
  6. 【請求項6】 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂の繊維状破
    砕物をモルタル又はコンクリートに混練して加圧脱水し
    た後、成形固化したことを特徴とするガラス繊維強化熱
    硬化性樹脂を補強材とするコンクリート製品の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂の繊維状破
    砕物を更に叩解して単繊維に破砕・解繊した請求項5又
    は6記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とする
    コンクリート製品の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記モルタル又はコンクリート中に軽量
    骨材を混入してなる請求項5,6又は7記載のガラス繊
    維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンクリート製品の
    製造方法。
  9. 【請求項9】 前記モルタル又はコンクリート中に無機
    質粉末を混入してなる請求項5,6又は7記載のガラス
    繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンクリート製品
    の製造方法。
JP18092793A 1993-06-25 1993-06-25 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂を補強材とするコンクリ―ト製品及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2540477B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3664826B2 (ja) * 1996-11-08 2005-06-29 三菱電機株式会社 超音波探傷装置
JP3580689B2 (ja) * 1998-01-27 2004-10-27 株式会社アシックス 熱可塑性樹脂組成物
JP4026268B2 (ja) * 1999-03-10 2007-12-26 東レ株式会社 廃棄frp破砕物およびそれを含有するセメント材、コンクリート部材乃至は樹脂部材
JP2002194330A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Ask Technica Corp ジョイントシート形成用組成物
JP5046440B2 (ja) * 2001-05-31 2012-10-10 夏樹 北尾 コンクリート二次製品を用いたリサイクルシステム
JP3799344B2 (ja) * 2003-09-29 2006-07-19 株式会社アシックス 熱可塑性樹脂組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0742151B2 (ja) * 1990-03-14 1995-05-10 アサオカ株式会社 繊維強化熱硬化性プラスチック粉末を骨材として含むセメント系硬化体

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