JP3563145B2

JP3563145B2 - 集束糸

Info

Publication number: JP3563145B2
Application number: JP05884795A
Authority: JP
Inventors: 寿志末森; 光郎馬屋原; 亀治斉藤; 純一日笠
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JPH08259289A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水硬性成型材料の混合時に配合される水硬性成型物補強用集束糸に関する。さらに詳しくは補強効果及び分散性の双方に優れ、水硬性材料の流動性を低下させない水硬性成型物補強用集束糸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリ−ト、セメントモルタル等の水硬性成型物は、圧縮強度、耐久性、不燃性等に優れると同時に安価であり、建築土木分野に大量に使用されている。しかしながら、引張強度が低く脆性物質であるため、繊維状物を配合して機械的強度を改善する方法等が採用されている。
繊維状物を配合すると曲げ強度、タフネス等の機械的強度の向上やひび割れ等の抑制が可能になるが、繊維を均一に分散することが極めて困難であり、混練の際に繊維が絡まって塊状物（ファイバ−ボ−ル）となり、補強材としての効果が損なわれる問題がある。
【０００３】
以上のことから、複数本の繊維を集束剤で結着した集束糸（チョップドストランド）を補強材として使用することが提案され、具体的には、水溶性接着剤で結合された集束糸が特開平５−２６２５４３号公報等に開示されている。
集束糸を使用した場合、まず集束糸の形態で水硬性材料中に分散し、ついで集束糸が単繊維に解離してそれぞれが分散するため（２段階で分散するため）、集束されていない繊維を混入する場合に比して、分散性に優れファイバ−ボ−ルが形成されにくい特徴を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集束糸を水硬性成型物材料に混入する場合においても、繊維の拘束力によってコンクリ−ト、モルタル等の流動性が著しく低下する問題がある。従って、混練スラリ−を施工する際にポンプ圧送時におけるホ−スの閉塞、型枠への充填不良等の様々な施工上の問題が生じてしまう。
水を多量に添加して稀薄のスラリ−にすれば上記の問題は解決されるものの、水硬性成型物の強度は水の含有割合によって大きく左右されるため、成型物の強度低下，骨材分離，ブリ−ジング等が生じることとなる。
特開平５−２６２５４３号公報には、集束糸を非水溶性微粉末で被覆することが提案されているが、これは集束糸の保存時のべたつきを抑制するものであり、水硬性材料の流動性の低下を抑制することはできない。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、補強効果及び分散性の双方に優れ、水硬性材料の流動性を低下させない水硬性成型物補強用集束糸を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、減水剤を含有する集束剤を繊維重量の１〜５重量％付着させることにより単繊維を５〜２００本引き揃え、集束糸全体の繊度が２００〜１０００００ｄｒになるように互いに結合されていることを特徴とする水硬性成型物補強用集束糸を提供するものである。本発明にいう減水剤とは、水硬性材料中の単位水量を減少させ得る界面活性剤の１種である。補強繊維を減水剤に浸漬または付着させた後、その繊維を長さ方向に引揃えて余分の水を乾燥することにより集束糸を得ることができる。減水剤は接着剤としての役割を果たしているが、水硬性成型物材料に配合して混練すると非常に容易に単繊維状に解離して繊維の拘束による流動性の低下もなく、繊維のもつ補強効果を十分に呈することができる。
【０００６】
水硬性材料中に占める水の割合が高い場合、水硬性材料の流動性は高い値を示すが、水の割合を高くすれば成型物の機械的強度が低下することとなる。従って、水硬性材料の硬化に必要最小限の水を含む状態とするのが、流動性及び成型物の性能の点で好ましい。
従って、本発明の集束糸を使用した場合、従来の集束糸を試用する場合に比して水硬性材料中の単位水量が減少し、材料の流動性を著しく改善することができる。特に流動性の著しい低下を招く繊維補強材周辺において減水剤が効果を発揮し、さらに繊維と水硬性材料間に生じる摩擦が小さくなるため、優れた効果を得ることができる。
具体的には、高級多価アルコ−ルのスルフォン酸塩、、ポリオ−ル複合体、オキシカルボン酸塩、β−ナフタリン高縮合トリアジン系化合物等が挙げられる。好適には、アルキルスルホン酸系、ポリカルボン酸系等を使用する。
【０００７】
また減水剤として、空気連行性を有するもの（ＡＥ減水剤）を使用または併用してもよい。繊維を配合すると水硬性成型物中のエヤ−量が減少して流動性が低下するが、ＡＥ減水剤を用いた場合には微細な独立気泡の連行によりボ−ルベアリングの効果で流動性をより向上させることができる。
具体的なＡＥ減水剤としては、リグニンスルホン酸塩（リグニンスルホン酸塩カルシウム等）、アルキルアリルスルホル酸高分子重合体、ヒドロキシカルボン酸塩、芳香族炭化水素高分子重合物等が挙げられる。成型物中のエヤ−量が多くなりすぎる場合には、消泡剤を併用するのが好ましい。エヤ−量は、普通コンクリ−トの場合、３〜５ｖｏｌ％（特に４ｖｏｌ％程度）とするのが好ましい。
【０００８】
減水剤は、繊維による流動性の低下を防ぐ必要最小限の量を繊維に付着させることが必要である。付着量があまり多くなり過ぎるとコンクリートの骨材分離、ブリージングの発生等が起こり、成型物の機械的強度も低下する場合がある。減水剤による流動性改善効果は成型物材料の組成、繊維素材、集束剤の種類等により変わるため一該にはいえないが、繊維重量の１〜５重量％付着させることが必要である。
【０００９】
減水剤のみでは集束力が不十分な場合には、水溶性接着剤を添加した集束剤を用いてもよい。具体的には、ポリビニルアルコ−ル（以下ＰＶＡと略す）、変性ＰＶＡ、酢酸ビニル共重合体、小麦デンプンふのり、カゼイン等が挙げられる。特にＰＶＡが好ましい。しかしながら、水溶性接着剤の使用量が多くなると流動性が低下して好ましくない場合がある。集束剤中における水溶性接着剤の割合は、減水剤の１０重量％以下、特に１重量％以下とするのが好ましい。
【００１０】
本発明で用いられる補強用繊維としては、ポリエチレン系繊維、ＰＶＡ系繊維、ポリアクリル系繊維、ポリアミド系繊維（アラミド繊維等）、ポリプロピレン系繊維等の合成繊維やガラス繊維等を使用することができる。特に、強度が高く、水硬性成型物との接着性（親和性）に優れたＰＶＡ系繊維が好適に使用できる。
【００１１】
使用される単繊維の形態は特に限定されるものではないが、繊度１００〜５０００ｄｒ、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ^２以上、アスペクト比（繊維長さと繊維断面積に相当する円の直径で除した値）２０〜１５０程度のものが、分散性及び補強性に優れているため好ましく、かかる単繊維を５〜２００本、特に１０〜１００本引き揃えて集束糸とするのが必要である。また扁平状の繊維は、水硬性材料との接着性に優れているため好適に使用することができる集束糸全体としては、２００〜１０００００ｄｒとすることが重要である。
【００１２】
本発明の水硬性成形物における該集束糸の添加率は０．３〜５重量％、特に０．５〜３重量％、さらに１．０〜２．０重量％とするのが好ましい。これより低添加域では補強性に乏しく、高添加域では分散性が悪く補強効果が得られにくい場合がある。
【００１３】
本発明の集束糸を配合したモルタル、コンクリ−トに用いる混練機は特別なものは必要なく、一般的に使用されている可傾式ミキサ−、トラックミキサ−、２軸式ミキサ−、オムニミキサ−、パンミキサ−等で混練が可能である。
また、モルタル、コンクリ−トの用途も特に限定されるものではなく、一般の土木建築の用途に使用できる。例えば、ＮＡＴＭ工法、のり面吹付、海岸護岸、建築物の基礎、２次製品（コンクリ−ト、モルタルのブロック、床パネル、壁パネル、間仕切り等）などあらゆる用途を挙げることができる。２次製品成型物の製造は、振動成型、遠心力成型等の成型法により容易に行うことができる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例を以てさらに本発明を説明する。
［繊維］
ＰＶＡ系繊維（株式会社クラレ製４０００ｄｒモノフィラメント長さ３ｃｍアスペクト比４５引張強度８．５ｇ／ｄ）
［水硬性材料］
セメント（秩父小野田セメント株式会社製普通ポルトランドセメント）３６０
水２０２
細骨材（川砂）１１０
粗骨材（最大粒径２０ｍｍの砕石）７４７
混和剤（ポゾリス物産株式会社製「ポゾリスＮＯ．７０」）１．０
を混練してスラリ−とした（単位はすべてｋｇ／ｍ^３）。なお、重量比水／セメント＝０．５６、重量比細骨材／（細骨材＋粗骨材）＝０．６である。
［スランプ値、エヤ−量］
それぞれＪＩＳＡ−１１０１、ＪＩＳＡ−１１２８に準拠して行った。
スランプ値とは、未硬化のコンクリ−ト、モルタル等の流動性を評価する指標である。平面に設置したスランプコ−ン（図１参照）にスラリ−を充填し、スランプコ−ンを引き上げたときのコンクリ−ト頂部の下がった長さを示す。スランプ値が大きいほど、スラリ−の流動性が高いことを示す。
【００１５】
［実施例１］
ＰＶＡ繊維をポリカルボン酸エ−テル系の高性能ＡＥ減水剤（ポゾリス物産製「レオビルトＳＰ−８Ｎ」）の４０％水溶液に浸漬した後、３０〜７０本引き揃えて１２０℃×１０分で熱風乾燥し、集束剤付着量３％のＰＶＡ繊維集束糸を得た。
市販の可傾式ミキサ−（５０ｌ容量）で１分間混練したコンクリ−トスラリ−に集束糸（１．０ｖｏｌ％＝１３ｋｇ）を添加し、混練量約３０ｌのスラリ−を３分間混練した。
繊維添加前後のスランプ値、エヤ−量、混練時の繊維の分散状況（ファイバ−ボ−ルの有無）を測定した結果を表１に示す。
【００１６】
［実施例２］
変性リグニンアルキルスルホン酸系の減水剤（ポゾリス物産製「レオビルトＳＰ−９Ｎ」）の４０％水溶液にＰＶＡ樹脂を０．５重量％添加した集束剤に浸漬して得られた集束糸（集束剤付着量３．２％）を用いた以外は実施例１と同様におこなった。結果を表１に示す。
［実施例３］
ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（サンフロ−株式会社製「サンフロ−ＨＳ−７０」）と空気連行剤（ポゾリス物産製「空気調整剤ＮＯ４０４」）からなる混合（混合比５０：１）の４５％水溶液に浸漬して得られた集束糸（樹脂付着量３．３％）を用いた以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００１７】
［比較例１］
集束糸として、クラレ製ＰＶＡ樹脂濃度１．５重量％水溶液からなる集束剤に浸漬して得られた集束糸（樹脂付着量１．１％）を用いた以外は実施例１と同様におこなった。結果を表１に示す。
［比較例２］
ＰＶＡ繊維を集束させることなく補強材として使用した以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
集束糸を用いていないものは、ファイバ−ボ−ルの発生やスランプの低下が生じて分散性に大きな問題があった（比較例２）。また、ＰＶＡ樹脂で集束させた集束糸を用いた場合には、ファイバ−ボ−ルは生じず分散性は良好であるものの、スランプの低下が大きく施工性に問題のあるものであった（比較例１）。
一方、本発明の集束糸は、分散性に優れ、スランプの低下が生じずスラリ−の流動性を悪化させない優れたものであった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の集束糸は、水硬性材料に配合した場合に、従来に比して均一分散性に優れかつスラリ−の流動性を低下させないため混練性、施工性が良好であり、さらに、流動性調整のための配合調整等の手間、品質の低下がなく補強繊維の補強効果を効率的に利用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】スランプ値測定に使用するスランプコ−ンを表した模式図。

Claims

減水剤を含有する集束剤を繊維重量の１〜５重量％付着させることにより単繊維を５〜２００本引き揃え、集束糸全体の繊度が２００〜１０００００ｄｒになるように結合一体化されていることを特徴とする水硬性成型物補強用集束糸。