JP3240195B2 - 繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物 - Google Patents
繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物Info
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- Materials Engineering (AREA)
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機合成繊維とセメン
トマトリックスとの接着が極めて優れた繊維補強セメン
トモルタル及び繊維補強コンクリート組成物に関するも
のである。
トマトリックスとの接着が極めて優れた繊維補強セメン
トモルタル及び繊維補強コンクリート組成物に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らコンクリート製品及び構造物の耐折性や耐引張性の改
善策として鋼繊維や耐アルカリガラス繊維を用いた繊維
補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物
が知られている。これらの繊維のうち鋼繊維はセメント
との親和性が良いことからマトリックスとの接着性が良
いという特徴はあるものの、鋼繊維の発錆に起因する膨
張から接着性低下と強度低下を招来する。
らコンクリート製品及び構造物の耐折性や耐引張性の改
善策として鋼繊維や耐アルカリガラス繊維を用いた繊維
補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物
が知られている。これらの繊維のうち鋼繊維はセメント
との親和性が良いことからマトリックスとの接着性が良
いという特徴はあるものの、鋼繊維の発錆に起因する膨
張から接着性低下と強度低下を招来する。
【０００３】またガラス繊維は耐アルカリガラス繊維と
いえども、そのアルカリ耐久性に問題が残り、未だ耐久
構造部材として発展するに至っていない。更に基本的な
こととしてガラス繊維を配合してミキサーで攪拌するこ
とにより繊維が損傷され、繊維長は短くなり、表面が損
傷を受け、十分な補強効果を発揮することができない。
いえども、そのアルカリ耐久性に問題が残り、未だ耐久
構造部材として発展するに至っていない。更に基本的な
こととしてガラス繊維を配合してミキサーで攪拌するこ
とにより繊維が損傷され、繊維長は短くなり、表面が損
傷を受け、十分な補強効果を発揮することができない。
【０００４】近年、これらの問題を解決できる有機合成
繊維を用いた繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コ
ンクリート組成物の検討が行われている。しかしなが
ら、有機合成繊維表面は疎水性であることから、親水性
のセメントマトリックスとの接着性が極めて悪い。従っ
て、破断時に繊維がマトリックスから引き抜けるために
十分な補強効果が発揮されない。
繊維を用いた繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コ
ンクリート組成物の検討が行われている。しかしなが
ら、有機合成繊維表面は疎水性であることから、親水性
のセメントマトリックスとの接着性が極めて悪い。従っ
て、破断時に繊維がマトリックスから引き抜けるために
十分な補強効果が発揮されない。
【０００５】この繊維の引き抜きを防止するために繊維
の断面を異形化したり、長さ方向に突起や節をつけて摺
り抜けないような工夫がとられているが、根本的にマト
リックスとの接着が悪いことから、満足すべき結果は得
られていない。
の断面を異形化したり、長さ方向に突起や節をつけて摺
り抜けないような工夫がとられているが、根本的にマト
リックスとの接着が悪いことから、満足すべき結果は得
られていない。
【０００６】また、繊維表面を界面活性剤水溶液で処理
して親水化させる方法（特許公開平4-21556 号）もある
が、繊維表面に対する濡れが悪く、ハジキ現象を起こ
し、均一に塗布するのが困難である。さらにセメント材
料類との混練り中に物理的に剥落され易い欠点を持ち、
繊維補強効果が十分発揮されていないのが現状である。
して親水化させる方法（特許公開平4-21556 号）もある
が、繊維表面に対する濡れが悪く、ハジキ現象を起こ
し、均一に塗布するのが困難である。さらにセメント材
料類との混練り中に物理的に剥落され易い欠点を持ち、
繊維補強効果が十分発揮されていないのが現状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく鋭意検討の結果、界面活性剤と親水性高分
子の特定比率の混合物で表面処理した有機合成繊維を用
いることにより、繊維表面に界面活性剤の親水性皮膜を
強固に付着させることを可能とし、極めて優れた曲げ強
度を発現することを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
を解決すべく鋭意検討の結果、界面活性剤と親水性高分
子の特定比率の混合物で表面処理した有機合成繊維を用
いることにより、繊維表面に界面活性剤の親水性皮膜を
強固に付着させることを可能とし、極めて優れた曲げ強
度を発現することを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００８】即ち、本発明は、界面活性剤と親水性高分
子とからなり、両者の重量比が界面活性剤／親水性高分
子＝99／１〜20／80である混合物で表面処理した有機合
成繊維を含むことを特徴とする繊維補強セメントモルタ
ル及び繊維補強コンクリート組成物に関する。
子とからなり、両者の重量比が界面活性剤／親水性高分
子＝99／１〜20／80である混合物で表面処理した有機合
成繊維を含むことを特徴とする繊維補強セメントモルタ
ル及び繊維補強コンクリート組成物に関する。
【０００９】本発明による界面活性剤と親水性高分子の
混合物から成る組成物皮膜は、下記成分（Ａ）界面活性
剤及び成分（Ｂ）親水性高分子を含んでいることを特徴
とするものである。
混合物から成る組成物皮膜は、下記成分（Ａ）界面活性
剤及び成分（Ｂ）親水性高分子を含んでいることを特徴
とするものである。
【００１０】成分（Ａ）；界面活性剤 本発明で対象とする界面活性剤は特に限定されず、アニ
オン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性
界面活性剤、両性界面活性剤の単独又は２種以上の混合
系が使用される。中でも、界面活性剤の耐熱、耐光性、
コスト等の濡れ性以外の面から、非イオン性界面活性
剤、アニオン性界面活性剤が優れている。
オン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性
界面活性剤、両性界面活性剤の単独又は２種以上の混合
系が使用される。中でも、界面活性剤の耐熱、耐光性、
コスト等の濡れ性以外の面から、非イオン性界面活性
剤、アニオン性界面活性剤が優れている。
【００１１】好ましい界面活性剤の一例を挙げれば、ア
ルキルグルコシド、アルキル脂肪酸ソルビタンエステ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレン脂肪酸ソルビタンエステル等のＨＬＢ（親水性−
親油性バランス）３〜20の非イオン性界面活性剤及びア
ルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩、アミン塩、ア
ルキルサルフェートのアルカリ金属塩、アルキルベンゼ
ン又はアルキルナフタレンスルホネートのアルカリ金属
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート
のアルカリ金属塩等のアニオン性界面活性剤等が挙げら
れる。
ルキルグルコシド、アルキル脂肪酸ソルビタンエステ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレン脂肪酸ソルビタンエステル等のＨＬＢ（親水性−
親油性バランス）３〜20の非イオン性界面活性剤及びア
ルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩、アミン塩、ア
ルキルサルフェートのアルカリ金属塩、アルキルベンゼ
ン又はアルキルナフタレンスルホネートのアルカリ金属
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート
のアルカリ金属塩等のアニオン性界面活性剤等が挙げら
れる。
【００１２】成分（Ｂ）；親水性高分子化合物 本発明で対象とする親水性高分子化合物とは、分子量50
00以上で水単独又は親水性溶媒との混合系、又は界面活
性剤との混合系で溶解、乳化、又は懸濁できるものをい
う。
00以上で水単独又は親水性溶媒との混合系、又は界面活
性剤との混合系で溶解、乳化、又は懸濁できるものをい
う。
【００１３】好ましい親水性高分子化合物の具体例とし
ては、ポリビニルアルコール、メチルセルローズ、カル
ボキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルロー
ズ、ポリビニルピロリドン、ポリスチレンスルホン酸、
ポリアルキルポリアミン塩、酸化ポリエチレンのアルカ
リ金属塩等が使用される。
ては、ポリビニルアルコール、メチルセルローズ、カル
ボキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルロー
ズ、ポリビニルピロリドン、ポリスチレンスルホン酸、
ポリアルキルポリアミン塩、酸化ポリエチレンのアルカ
リ金属塩等が使用される。
【００１４】界面活性剤と親水性高分子の重量比は99／
１〜20／80である。親水性高分子が減少すると皮膜形成
効果の低下、また多くなると親水性が低下傾向となる。
１〜20／80である。親水性高分子が減少すると皮膜形成
効果の低下、また多くなると親水性が低下傾向となる。
【００１５】皮膜形成は界面活性剤、親水性高分子化合
物及び溶媒からなる溶液及び／又は懸濁液を有機合成繊
維に塗布、乾燥による処理方法で行うものである。
物及び溶媒からなる溶液及び／又は懸濁液を有機合成繊
維に塗布、乾燥による処理方法で行うものである。
【００１６】塗布方法は有機合成繊維へのスプレーによ
る吹き付け、浸漬等があり、如何なる方法でもよく、限
定するものではない。
る吹き付け、浸漬等があり、如何なる方法でもよく、限
定するものではない。
【００１７】界面活性剤及び親水性高分子化合物の溶液
あるいは懸濁液の濃度は0.01〜４重量％程度が好まし
く、この範囲以下では皮膜形成が充分ではなく、また、
この範囲以上になると粘性が高くなり、繊維の処理操作
が困難となる。
あるいは懸濁液の濃度は0.01〜４重量％程度が好まし
く、この範囲以下では皮膜形成が充分ではなく、また、
この範囲以上になると粘性が高くなり、繊維の処理操作
が困難となる。
【００１８】本発明の対象となる有機合成繊維とは、例
えばポリオレフィン系のポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ビニル系のポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリルニトリル、ポリアミド系の６及び６・
６ナイロン、その他のナイロン、アラミド系のケプラ
ー、ポリエステル系、ポリカーボネート系等種々の有機
合成繊維が挙げられる。
えばポリオレフィン系のポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ビニル系のポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリルニトリル、ポリアミド系の６及び６・
６ナイロン、その他のナイロン、アラミド系のケプラ
ー、ポリエステル系、ポリカーボネート系等種々の有機
合成繊維が挙げられる。
【００１９】本発明の繊維補強セメントモルタル及び繊
維補強コンクリート組成物は有機合成繊維の他に水硬性
組成物としては、普通ポルトランドセメント、高炉セメ
ント、シリカセメント、フライアッシュセメント、白色
セメント、石膏等を硬化剤とし、砂、珪石、フライアッ
シュ、高炉スラグ、シリカヒューム等からなり、これら
の配合割合は限定されるものではない。また、本発明の
繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組
成物は他の添加材（剤）、例えば減水剤、ＡＥ剤、起泡
剤、早強剤、増粘剤、防水剤、高分子エマルジョン等と
の混合も可能である。
維補強コンクリート組成物は有機合成繊維の他に水硬性
組成物としては、普通ポルトランドセメント、高炉セメ
ント、シリカセメント、フライアッシュセメント、白色
セメント、石膏等を硬化剤とし、砂、珪石、フライアッ
シュ、高炉スラグ、シリカヒューム等からなり、これら
の配合割合は限定されるものではない。また、本発明の
繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組
成物は他の添加材（剤）、例えば減水剤、ＡＥ剤、起泡
剤、早強剤、増粘剤、防水剤、高分子エマルジョン等と
の混合も可能である。
【００２０】本発明の繊維補強セメントモルタル及び繊
維補強コンクリート組成物は予め成型体とする方法、又
は現場施工のいずれの方法も可能である。成型方法の一
例を挙げれば、超流動コンクリートとして型枠に流し込
む方法、振動機を用いる方法、硬練りコンクリートを振
動とプレスで成型する即脱工法、押し出し成型工法等が
挙げられる。
維補強コンクリート組成物は予め成型体とする方法、又
は現場施工のいずれの方法も可能である。成型方法の一
例を挙げれば、超流動コンクリートとして型枠に流し込
む方法、振動機を用いる方法、硬練りコンクリートを振
動とプレスで成型する即脱工法、押し出し成型工法等が
挙げられる。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】使用した有機合成繊維と表面処理方法を以
下に示す。繊維補強セメントモルタルの配合を表１に、
繊維補強コンクリート組成物の配合を表２に示す。表1,
２中の繊維は表面処理した後の繊維である。ミキサーに
表1,２に示す配合で各材料を３分間混練し、４cm×４cm
×16cmの型枠に充填して２日間室内放置後、水中に浸漬
し、28日後に曲げ強度を測定した。表３に表面処理に使
用した界面活性剤と親水性高分子の内容とセメントモル
タル硬化後の曲げ強度の結果を、表４に表面処理に使用
した界面活性剤と親水性高分子の内容とコンクリート組
成物硬化後の曲げ強度の結果を示す。曲げ強度の測定
は、JIS-R 5201セメントの強さ試験法に準じた。
下に示す。繊維補強セメントモルタルの配合を表１に、
繊維補強コンクリート組成物の配合を表２に示す。表1,
２中の繊維は表面処理した後の繊維である。ミキサーに
表1,２に示す配合で各材料を３分間混練し、４cm×４cm
×16cmの型枠に充填して２日間室内放置後、水中に浸漬
し、28日後に曲げ強度を測定した。表３に表面処理に使
用した界面活性剤と親水性高分子の内容とセメントモル
タル硬化後の曲げ強度の結果を、表４に表面処理に使用
した界面活性剤と親水性高分子の内容とコンクリート組
成物硬化後の曲げ強度の結果を示す。曲げ強度の測定
は、JIS-R 5201セメントの強さ試験法に準じた。
【００２３】有機合成繊維 ・ポリプロピレン繊維；長さ15mm、比重0.77、断面積0.
82×10-2cm2 ・ポリエチレン繊維 ；長さ15mm、比重0.80、断面積0.
80×10-2cm2 表面処理方法 表3,４に示す界面活性剤と親水性高分子の水溶液濃度に
有機合成繊維を１時間浸漬して50℃で１時間熱風乾燥し
て皮膜形成をした。
82×10-2cm2 ・ポリエチレン繊維 ；長さ15mm、比重0.80、断面積0.
80×10-2cm2 表面処理方法 表3,４に示す界面活性剤と親水性高分子の水溶液濃度に
有機合成繊維を１時間浸漬して50℃で１時間熱風乾燥し
て皮膜形成をした。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】 *1；日本合成化学社製 ゴーセノールＮＨ−２０ *2；ダイセル化学社製 Ｋ２００ *3；ダイセル化学社製 ＣＭＣ１１６０ *4；ダイセル化学社製 ＱＰ１００００ *5；日本合成化学社製 ゴーセノールＮＨ−２６ *6；ダイセル化学社製 Ｋ５０００ *7；ダイセル化学社製 ＱＰ３００００
【００２８】
【表４】
【００２９】 *1；日本合成化学社製 ゴーセノールＮＨ−２０ *2；ダイセル化学社製 Ｋ２００ *3；ダイセル化学社製 ＣＭＣ１１６０ *4；ダイセル化学社製 ＱＰ１００００ *5；日本合成化学社製 ゴーセノールＮＨ−２６ *6；ダイセル化学社製 Ｋ５０００ *7；ダイセル化学社製 ＱＰ３００００
【００３０】
【発明の効果】表3,４の結果から明らかなように、本発
明品はセメントマトリックスとの接着性が改善され、セ
メントモルタル及びコンクリート組成物の曲げ強度が著
しく向上することは明白である。本発明により構造体や
建築部材及び各種のセメントコンクリート製品の高強度
化が可能となり、薄型部材として幅広い用途に利用でき
る。
明品はセメントマトリックスとの接着性が改善され、セ
メントモルタル及びコンクリート組成物の曲げ強度が著
しく向上することは明白である。本発明により構造体や
建築部材及び各種のセメントコンクリート製品の高強度
化が可能となり、薄型部材として幅広い用途に利用でき
る。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 16/06 C04B 28/02 - 28/12
Claims (4)
- 【請求項１】 界面活性剤と親水性高分子とからなり、
両者の重量比が界面活性剤／親水性高分子＝99／１〜20
／80である混合物で表面処理した有機合成繊維を含むこ
とを特徴とする繊維補強セメントモルタル。 - 【請求項２】 表面処理方法が、界面活性剤、親水性高
分子化合物及び溶媒からなる溶液及び／又は懸濁液を有
機合成繊維に塗布、乾燥することにより皮膜を形成する
ことである請求項１記載の繊維補強セメントモルタル。 - 【請求項３】 界面活性剤と親水性高分子とからなり、
両者の重量比が界面活性剤／親水性高分子＝99／１〜20
／80である混合物で表面処理した有機合成繊維を含むこ
とを特徴とする繊維補強コンクリート組成物。 - 【請求項４】 表面処理方法が、界面活性剤、親水性高
分子化合物及び溶媒からなる溶液及び／又は懸濁液を有
機合成繊維に塗布、乾燥することにより皮膜を形成する
ことである請求項３記載の繊維補強コンクリート組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29127692A JP3240195B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29127692A JP3240195B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06135755A JPH06135755A (ja) | 1994-05-17 |
| JP3240195B2 true JP3240195B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17766785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29127692A Expired - Fee Related JP3240195B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 繊維補強セメントモルタル及び繊維補強コンクリート組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240195B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10717673B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-07-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polymer fibers for concrete reinforcement |
| US10131579B2 (en) | 2015-12-30 | 2018-11-20 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Polarity-enhanced ductile polymer fibers for concrete micro-reinforcement |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP29127692A patent/JP3240195B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06135755A (ja) | 1994-05-17 |
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