JP4358645B2 - Polyolefin short fiber for cement reinforcement and cement-based molded body using the same - Google Patents
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Description
本発明は、セメント補強用ポリオレフィン短繊維及びこれを用いたセメント系成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、土木、建築工事用などのセメント系成形体、特にコンクリートのひび割れ発生防止に好適なセメント補強用ポリプロピレン短繊維及びこれを用いたセメント系成形体に関するものである。 The present invention relates to a polyolefin reinforcing short fiber for cement reinforcement and a cement-based molded body using the same. More specifically, the present invention relates to a cement-based molded body for civil engineering and construction work, and more particularly to a cement-reinforced molded short fiber suitable for preventing cracking of concrete and a cement-based molded body using the same.
モルタル、コンクリート及びセメント/繊維成形体などのセメント系成形体は一般に圧縮応力には強いが、引張応力、曲げ応力に対しては弱いため、鉄筋、その他の緊張材で補強して使用されている。しかし、セメント系成形体は脆性が大きいため、ひび割れに対しては鉄筋などの補強材では十分に対応し切れないのが現状であり、建物外壁やトンネル内壁の剥落事故が発生している。近年、セメント系成形体に高強度化を求める動きが加速し、脆性は更に大きくなる傾向にあり、長期の安定性という点で改良が求められている。
外壁などの剥落の原因は、セメント系成形体に発生するひび割れとその拡大にある。そこで、その対策として、鋼繊維、ビニロン繊維などの繊維状物を所定長さに切断した短繊維をセメント系成形体に添加配合することが知られている(例えば特許文献1及び2参照)。
しかし鋼繊維は、重い、錆びるなどの欠点があり、踏み抜きによる怪我のおそれなどの安全性の問題がある。ビニロン繊維は、セメントアルカリ条件下で温度が上昇すると加水分解しやすいなど、長期安定性の点で問題がある。
Cement-based molded products such as mortar, concrete, and cement / fiber molded products are generally resistant to compressive stress but weak to tensile stress and bending stress. Therefore, they are reinforced with reinforcing bars and other tendons. . However, since the cement-based molded body is highly brittle, it is currently impossible to sufficiently cope with cracks with reinforcing materials such as reinforcing bars, and the building outer wall and tunnel inner wall have fallen off. In recent years, the demand for higher strength in cement-based molded bodies has accelerated, and brittleness tends to become even greater, and improvements are required in terms of long-term stability.
The cause of exfoliation of the outer wall and the like is due to cracks occurring in the cement-based molded body and their expansion. Therefore, as a countermeasure, it is known to add and mix short fibers obtained by cutting a fibrous material such as steel fiber or vinylon fiber into a predetermined length (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
However, steel fibers have drawbacks such as being heavy and rusting, and there are safety issues such as risk of injury due to stepping. Vinylon fibers have problems in terms of long-term stability, such as being easily hydrolyzed when the temperature rises under cement alkaline conditions.
一方、ポリオレフィン短繊維はアルカリ耐久性に優れ、安価であるが、親水性に乏しいため、界面活性剤などを添加してセメントとの付着性を改善することが行われている。しかし、ポリオレフィン繊維は、基本的にはセメントと接着しないため、界面活性剤処理だけでは不十分である。そこで、セメント系成形体からの繊維の素抜け対策として、凹凸刻印ローラーで繊維表面を熱プレスして、繊維表面に凹凸加工を施したポリオレフィン繊維が提案されている(例えば特許文献3及び4参照)。
繊維の素抜け抵抗を上げるという点からは、繊維表面に凹凸加工を施すことは有効であるが、熱プレスという加工技術上、繊維の押圧部分が扁平化するため、セメント系成形体の耐ひび割れ性はある程度向上するが、セメント系成形体の圧縮強度、曲げ強度は低下する。また実用的な耐ひび割れ性を付与するためには、繊維を多量に配合する必要があり、実用上満足できる繊維補強セメント系成形体は得られていない。
On the other hand, polyolefin short fibers have excellent alkali durability and are inexpensive, but have poor hydrophilicity, and therefore, surfactants and the like are added to improve adhesion to cement. However, since polyolefin fibers basically do not adhere to cement, the surfactant treatment alone is insufficient. Therefore, as a measure against unplugging of fibers from the cement-based molded body, polyolefin fibers have been proposed in which the fiber surface is hot-pressed with a concavo-convex marking roller and the fiber surface is subjected to concavo-convex processing (see, for example, Patent Documents 3 and 4). ).
It is effective to give the fiber surface unevenness in terms of increasing the fiber pull-out resistance, but the pressed part of the fiber is flattened due to the processing technology called hot pressing, so the cracking of the cement-based molded body However, the compressive strength and bending strength of the cement-based molded body are reduced. Further, in order to impart practical crack resistance, it is necessary to blend a large amount of fibers, and a fiber-reinforced cement-based molded body that is practically satisfactory has not been obtained.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、土木、建築工事用などのセメント系成形体として十分な強度を有し、かつひび割れ発生を防止できるセメント補強用ポリプロピレン短繊維及びこれを用いたセメント系成形体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has a sufficient strength as a cement-based molded article for civil engineering and construction work, and a cement-reinforced polypropylene short fiber capable of preventing the occurrence of cracks and the like. It aims at providing the cement-type molded object using this.
本発明者らは、セメント補強用繊維とセメントとの接触面積に着眼し、繊維の表面積を大きくし、物理的結合を著しく高めることのできる形状について鋭意検討した。その結果、特定の突起部を有するポリオレフィン短繊維を用いることにより、上記課題を解決しうることを見出した。
すなわち、本発明は、
(1)ポリプロピレン樹脂を主成分とする延伸繊維であって、該繊維の横断面の形状が3〜6個の突起部を有する略多角形であり、かつ該突起部の先端に、該繊維の長手方向に沿って配置間隔が0.5〜5mmの凹部又は凸部が形成され、繊維長が5〜60mmであることを特徴とするセメント補強用ポリプロピレン短繊維、
(2)前記繊維の横断面の形状が4個の突起部を有する略多角形である、前記(1)に記載のセメント補強用ポリプロピレン短繊維、
(3)少なくとも、ポリエチレングリコールアルキルエステル系ノニオン界面活性剤、アルキルフォスフェート系アニオン界面活性剤、及び多価アルコール型アマイドノニオン系界面活性剤から選択される1種の界面活性剤を0.05〜2重量%付着させてなる前記(1)又は(2)に記載のセメント補強用ポリプロピレン短繊維、
(4)前記(1)〜(3)のいずれかに記載のセメント補強用ポリプロピレン短繊維を0.05〜1容積%配合したことを特徴とするセメント系成形体、
を提供するものである。
The inventors of the present invention focused on the contact area between the cement reinforcing fiber and the cement, and intensively studied a shape that can increase the surface area of the fiber and remarkably increase the physical bond. As a result, it has been found that the above problem can be solved by using polyolefin short fibers having specific protrusions.
That is, the present invention
(1) A drawn fiber having a polypropylene resin as a main component, wherein the cross-sectional shape of the fiber is a substantially polygonal shape having 3 to 6 protrusions, and at the tip of the protrusions, Cement-reinforcing polypropylene short fibers, wherein concave or convex portions with an arrangement interval of 0.5 to 5 mm are formed along the longitudinal direction, and the fiber length is 5 to 60 mm ,
(2) The polypropylene short fiber for cement reinforcement according to (1), wherein the shape of the cross section of the fiber is a substantially polygonal shape having four protrusions,
(3) At least one surfactant selected from polyethylene glycol alkyl ester nonionic surfactant, alkyl phosphate anionic surfactant, and polyhydric alcohol type amide nonionic surfactant is 0.05 to 2% by weight of the cement-reinforced polypropylene short fiber according to (1) or (2),
( 4 ) Cement-based molded article, characterized in that 0.05 to 1 % by volume of the cement-reinforced polypropylene short fiber according to any one of (1) to (3) is blended,
Is to provide.
本発明のセメント強化用ポリオレフィン短繊維は、3〜6個の突起部を有する異形断面であるため、セメントとの接触面積が大きい。さらに、突起部の先端だけに凹部又は凸部を形成しているため、セメントとの物理的結合が著しく高く、また凹凸付形による繊維の引張り物性の低下が小さい。その結果、セメント硬化後の繊維の素抜けが防止できるため、極めて優れた補強効果を発揮する。したがって、セメント系成形体(モルタル、コンクリート及びセメント/繊維成形体など)に適用すると、その曲げ靭性、引張強度を著しく向上し、また効果的にひび割れ発生を防止できる。
また、ポリプロピレン短繊維の比重が軽いために運搬、コンクリートに配合する場合の投入作業、施工性が優れている。
Since the polyolefin short fiber for cement reinforcement of the present invention has an irregular cross section having 3 to 6 protrusions, the contact area with the cement is large. Furthermore, since the concave portion or the convex portion is formed only at the tip of the protruding portion, the physical bond with the cement is remarkably high, and the decrease in the tensile property of the fiber due to the uneven shape is small. As a result, it is possible to prevent the fiber from coming off after the cement has been cured, so that an extremely excellent reinforcing effect is exhibited. Therefore, when applied to a cement-based molded body (such as mortar, concrete and cement / fiber molded body), the bending toughness and tensile strength can be remarkably improved and cracking can be effectively prevented.
Moreover, since the specific gravity of a polypropylene short fiber is light, it is excellent in carrying work and workability when blended with concrete.
本発明における繊維原料は、耐セメントアルカリ性を要求される観点から、ポリオレフィン樹脂であることが必要である。ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ4−メチルペンテン−1樹脂などを使用することができるが、特にポリプロピレン樹脂が好ましい。
ポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体、エチレンなどのα−オレフィンとプロピレンのブロック共重合体又はランダム共重合体などのプロピレン共重合体、又はそれらの混合物を使用することができる。これらの中では、プロピレン単独重合体又はエチレン−プロピレンブロック共重合体が好ましい。繊維の引張ヤング率がセメントへの付着強力より大きいことが望ましいことから、特にアイソタクチックペンタッド分率0.95以上のポリプロピレン樹脂を選択して使用することが最も好ましい。ここでアイソタクチックペンタッド分率とは、A.Zambelli 等によって Macromolecules 6 925(1973) に発表された、13CNMRを使用して測定されるポリプロピレン分子内のペンタッド単位でのアイソタクチック分率を意味する。
また、ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート(MFR)は、連続的な安定生産性の点から、0.1〜30g/10分、好ましくは0.3〜20g/10分、さらに好ましくは0.5〜10g/10分の範囲で選定するのが好適である。
The fiber raw material in the present invention is required to be a polyolefin resin from the viewpoint of requiring cement alkali resistance. As the polyolefin resin, polypropylene resin, polyethylene resin, poly-4-methylpentene-1 resin and the like can be used, and polypropylene resin is particularly preferable.
As the polypropylene resin, a propylene homopolymer, a propylene copolymer such as a block copolymer or a random copolymer of an α-olefin and propylene such as ethylene, or a mixture thereof can be used. Among these, a propylene homopolymer or an ethylene-propylene block copolymer is preferable. Since it is desirable that the tensile Young's modulus of the fiber is greater than the adhesion strength to cement, it is most preferable to select and use a polypropylene resin having an isotactic pentad fraction of 0.95 or more. Here, the isotactic pentad fraction is an isotactic fraction in a pentad unit in a polypropylene molecule, measured by 13 C NMR, published by Macromolecules 6 925 (1973) by A. Zambelli et al. Means.
Moreover, the melt flow rate (MFR) of polypropylene resin is 0.1-30 g / 10min from the point of continuous stable productivity, Preferably it is 0.3-20 g / 10min, More preferably, it is 0.5- It is preferable to select in the range of 10 g / 10 minutes.
ポリプロピレン樹脂には、その紡糸前及び/又はその過程において、必要に応じて他のポリオレフィンを配合することもできる。ここで配合する他のポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸アルキル共重合体などのポリエチレン系樹脂、ポリブテン−1などが挙げられる。
また、ポリオレフィン樹脂には、本発明の効果を妨げない範囲内で、さらに酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、無機充填材、有機充填材、顔料、可塑剤などの添加剤を適宜添加することができる。
In the polypropylene resin, before the spinning and / or in the process, other polyolefins can be blended as necessary. Other polyolefins to be blended here include polyethylene resins such as high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-alkyl acrylate copolymer, polybutene-1 Etc.
In addition, the polyolefin resin has an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a neutralizer, a nucleating agent, an epoxy stabilizer, a lubricant, an antibacterial agent, a flame retardant, as long as the effects of the present invention are not hindered. In addition, additives such as an antistatic agent, an inorganic filler, an organic filler, a pigment, and a plasticizer can be appropriately added.
本発明におけるポリオレフィン短繊維は、ポリオレフィン樹脂を主成分とする延伸繊維であって、該繊維は横断面の形状が3〜6個の突起部を有する略多角形であり、かつ該突起部の先端のみに、該繊維の長手方向に沿って凹部又は凸部が形成されていることが特徴である。略多角形断面としては、3又は4個の頂点を有する形状のものがより好ましい。繊維の形状をこのように形成することによって、従来の丸形断面や扁平丸形断面を有する繊維に比べて、セメント配合時の断面曲げ二次モーメントが向上する。このため、比較的小さな引張ヤング率の短繊維であっても、セメント配合時の粗骨材、細骨材などとの衝突による短繊維の屈曲が抑制され、分散性及び大きなコンクリート物性向上効果を発揮する。
また、本発明におけるポリオレフィン短繊維の凹部又は凸部は、突起部の先端のみに形成されている。これは、セメントとの定着性と引抜き抵抗力を効果的にするとともに、繊維の引張り強度、ヤング率の低下を抑制するためである。
The polyolefin short fiber in the present invention is a drawn fiber mainly composed of a polyolefin resin, and the fiber has a substantially polygonal shape having 3 to 6 protrusions in cross section, and the tip of the protrusions. Only, it is the feature that the recessed part or the convex part is formed along the longitudinal direction of this fiber. As the substantially polygonal cross section, a shape having 3 or 4 apexes is more preferable. By forming the shape of the fiber in this way, the secondary moment of bending at the time of cement blending is improved as compared with a fiber having a conventional round cross section or flat round cross section. For this reason, even short fibers with a relatively small tensile Young's modulus, bending of the short fibers due to collision with coarse aggregates, fine aggregates, etc. when cement is mixed is suppressed, and the dispersibility and large concrete property improvement effect are reduced. Demonstrate.
Moreover, the recessed part or convex part of the polyolefin short fiber in this invention is formed only in the front-end | tip of a projection part. This is to make the fixing property to the cement and the drawing resistance effective, and to suppress the decrease in the tensile strength and Young's modulus of the fiber.
前記突起部の凹部又は凸部の大きさとその配置については特に限定されないが、突起部表面の繊維の長手方向に沿って、なるべく0.5〜5mmの適宜間隔で配置されていることが好ましい。しかし、繊維切断後の短繊維の長さの概ね70%以上の長さにわたって配置されていれば、不規則な間隔であってもよい。突起部は繊維の長手方向に対し同一線上にある必要はなく、スパイラル状に配置されていてもよく、不規則配置であってもよい。また、突起部の先端の凹部又は凸部は、全ての突起部の先端に形成されていることが好ましいが、2列以上の突起部に形成されていればよい。
なお、本発明のポリオレフィン繊維は、単層繊維だけでなく、ポリオレフィン高融点成分を芯層とし、ポリオレフィン低融点成分を鞘層とする複合繊維を使用することもできる。このような複合繊維の製造方法は、公知である。
There are no particular limitations on the size of the concave portion or convex portion of the protrusion and the arrangement thereof, but it is preferable that the protrusion is arranged at an appropriate interval of 0.5 to 5 mm as much as possible along the longitudinal direction of the fiber on the surface of the protrusion. However, irregular spacing may be used as long as it is disposed over a length of approximately 70% or more of the length of the short fiber after fiber cutting. The protrusions do not need to be on the same line with respect to the longitudinal direction of the fiber, and may be arranged in a spiral shape or irregularly arranged. Moreover, although it is preferable that the recessed part or convex part of the front-end | tip of a projection part is formed in the front-end | tip of all the projection parts, what is necessary is just to be formed in the projection part of 2 or more rows.
In addition, the polyolefin fiber of this invention can use not only a single layer fiber but the composite fiber which uses a polyolefin high melting point component as a core layer, and uses a polyolefin low melting point component as a sheath layer. The manufacturing method of such a composite fiber is well-known.
本発明のポリオレフィン短繊維の製造方法は、特に限定されず、種々の方法を採用することができる。通常、まず、上記のポリオレフィン樹脂を用いて、所望の突起形状に対応した形状のノズルから熔融押出しし、冷却、延伸を経て、繊維の長手方向に連続したフィン状の突起状物を有する単層繊維又は複合繊維を成形する。次いで、フィン状の突起状物を本発明の凹部又は凸部を有する突起物に変形し、界面活性剤の付着処理などを施し、最後に所望の長さに切断することにより製造することができる。以下に、ポリオレフィン短繊維の製造方法をより詳細に説明する。 The manufacturing method of the polyolefin short fiber of this invention is not specifically limited, A various method is employable. Usually, first, the above-mentioned polyolefin resin is used to melt and extrude from a nozzle having a shape corresponding to a desired protrusion shape, and after cooling and stretching, a single layer having fin-like protrusions continuous in the longitudinal direction of the fiber A fiber or a composite fiber is formed. Next, the fin-like protrusions can be produced by transforming the protrusions having the recesses or protrusions of the present invention, applying a surface-active agent adhesion treatment, and finally cutting to a desired length. . Below, the manufacturing method of polyolefin short fiber is demonstrated in detail.
繊維の長手方向に連続したフィン状の突起状物を有する単繊維を成形する方法としては、特に制限はなく、突起部が付設された横断面が、3〜6個の突起部を有する略多角形、たとえば略三角形、略星形多角形、略複合多角形などを形成するように製造できる方法であれば、いかなる方法でもよい。たとえば、十字形、Y形、三角形、X形、四角形、星型又はこれらの連糸形状のノズルを用いて、ポリオレフィン樹脂をダイスから熔融押出しし、冷却固化して、ポリオレフィン繊維を得ることができる。 The method for forming a single fiber having fin-like protrusions continuous in the longitudinal direction of the fiber is not particularly limited, and the cross-section provided with the protrusions has approximately 3 to 6 protrusions. Any method can be used as long as it can be manufactured so as to form a square, for example, a substantially triangular shape, a substantially star polygon shape, a substantially complex polygon shape, or the like. For example, a polyolefin resin can be obtained by melt-extruding a polyolefin resin from a die using a cross-shaped, Y-shaped, triangular, X-shaped, quadrangular, star-shaped or a continuous yarn-shaped nozzle and cooling and solidifying it. .
上記により得られたポリオレフィン繊維は、次に、熱延伸、及び必要に応じて熱弛緩処理を施す。この熱処理によって繊維の剛性を高めて、伸びの小さいセメント補強用として好適な繊維とすることができる。熱延伸はポリオレフィン樹脂の融点以下、軟化点以上の温度下に行われ、通常は延伸温度が70〜150℃の範囲で行われる。
熱延伸法としては、熱ロール式、熱板式、赤外線照射式、熱風オーブン式、熱水式、水蒸気式などの加熱方式を採用できる。延伸操作は、1段延伸、2段延伸、多段延伸のいずれでもよい。延伸倍率は、2倍以上で破断しない程度であればよく、通常は3〜12倍、好ましくは6〜9倍である。ここで延伸倍率とは、供給ロール速度と引き取りロール速度の比で表したものである。
Next, the polyolefin fiber obtained as described above is subjected to heat stretching and, if necessary, heat relaxation treatment. By this heat treatment, the rigidity of the fiber can be increased, and a fiber suitable for cement reinforcement having a small elongation can be obtained. The thermal stretching is performed at a temperature below the melting point of the polyolefin resin and above the softening point, and usually the stretching temperature is in the range of 70 to 150 ° C.
As the thermal stretching method, a heating method such as a hot roll method, a hot plate method, an infrared irradiation method, a hot air oven method, a hot water method, a water vapor method and the like can be adopted. The stretching operation may be one-stage stretching, two-stage stretching, or multi-stage stretching. The draw ratio may be as long as it is 2 times or more and does not break, and is usually 3 to 12 times, preferably 6 to 9 times. Here, the draw ratio is represented by the ratio between the supply roll speed and the take-up roll speed.
ポリオレフィン繊維の突起部の先端のみに凹部又は凸部加工を施す方法についても特に制限はない。たとえば、ストランドを刻印加熱ローラーで突起部の先端のみに刻印を付形する方法を採用することができる。また、繊維の長手方向に連続したフィンを有する繊維を加熱炉に短時間で通過させながら、溶融潜熱の小さいフィンのみを溶融、冷却し、部分的に凝集させることによって突起部の先端のみに凸部を形成させる方法を採用することもできる。
突起部の先端のみに凸部を形成するための加熱方法としては、樹脂を溶融できる温度に短時間に昇温できる方法であれば、特に限定されない。たとえば、180℃以上に加熱した熱風雰囲気の短時間接触であっても、突起部の先端は繊維の芯部に比べて溶融潜熱が小さいため、突起部の先端のみを溶融、凝集させて、トゲ状凸部を形成させることができる。
There is no particular limitation on the method for forming the recesses or protrusions only on the tips of the polyolefin fiber protrusions. For example, it is possible to adopt a method in which the strand is engraved only on the tip of the projection with a heat application roller. In addition, while passing a fiber having fins continuous in the longitudinal direction of the fiber in a heating furnace in a short time, only fins having a low melting latent heat are melted, cooled, and partially agglomerated so as to protrude only at the tip of the protrusion. A method of forming the part can also be employed.
The heating method for forming the convex portion only at the tip of the protruding portion is not particularly limited as long as the method can raise the temperature to a temperature at which the resin can be melted in a short time. For example, even in a short-time contact in a hot air atmosphere heated to 180 ° C. or higher, the tip of the protrusion has a lower latent heat of fusion than the core of the fiber, so only the tip of the protrusion is melted and aggregated, A convex shape can be formed.
上記ポリオレフィン繊維は、その単糸繊度が100〜10,000dtex、好ましくは1000〜9000dtexの範囲にある。単糸繊度が100dtex未満では繊維が細すぎて、セメント混和中の分散が不均一となってファイバーボールになり易く、施工性や補強性の点で好ましくない。一方、単糸繊度が10,000dtexを超えると繊維のセメント混和物との接触面積が減少し、配合繊維量(容量%)との調整を行ううえで、補強効果が劣り好ましくない。 The polyolefin fiber has a single yarn fineness of 100 to 10,000 dtex, preferably 1000 to 9000 dtex. If the single yarn fineness is less than 100 dtex, the fibers are too thin, the dispersion during mixing with the cement is not uniform, and the fiber ball tends to be formed, which is not preferable in terms of workability and reinforcement. On the other hand, when the single yarn fineness exceeds 10,000 dtex, the contact area of the fiber with the cement mixture decreases, and the adjustment effect is inferior in adjusting the blended fiber amount (volume%).
上記ポリオレフィン繊維は、短繊維とするための切断前または切断後に種々の処理を施すことができる。たとえば、繊維表面を界面活性剤、分散剤、カップリング剤等で処理してもよいし、またはコロナ放電処理、紫外線照射、電子線照射等により表面活性化または架橋化等の処理を行ってもよい。特に、セメント系成形体に配合する際の分散性を高める点から、界面活性剤などで表面親水化処理を行うことが好ましい。
界面活性剤としては、疎水性であるポリオレフィン繊維とセメントとの親和性を向上させるため、親水性の界面活性剤を使用するのが好ましい。ポリオレフィン繊維に親水性を付与することにより分散性が向上し、繊維とセメントが均質に混合されることによって繊維補強効果が向上する。
親水性の界面活性剤としては、特に限定なく使用することができるが、なかでもポリエチレングリコールアルキルエステル系ノニオン界面活性剤、アルキルフォスフェート系アニオン界面活性剤、多価アルコール型アマイドノニオン系界面活性剤などを好ましく使用できる。
The polyolefin fibers can be subjected to various treatments before or after cutting to make short fibers. For example, the surface of the fiber may be treated with a surfactant, a dispersant, a coupling agent, or the like, or may be subjected to treatment such as surface activation or crosslinking by corona discharge treatment, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or the like. Good. In particular, it is preferable to perform a surface hydrophilization treatment with a surfactant or the like from the viewpoint of enhancing dispersibility when blended in a cement-based molded body.
As the surfactant, a hydrophilic surfactant is preferably used in order to improve the affinity between the hydrophobic polyolefin fiber and the cement. Dispersibility is improved by imparting hydrophilicity to the polyolefin fiber, and fiber reinforcing effect is improved by uniformly mixing the fiber and cement.
As the hydrophilic surfactant, it can be used without any particular limitation. Among them, a polyethylene glycol alkyl ester nonionic surfactant, an alkyl phosphate anionic surfactant, a polyhydric alcohol type amide nonionic surfactant Etc. can be preferably used.
ポリエチレングリコールアルキルエステルとしては、水分散液の安定性、繊維付着性の点から、それを構成する長鎖脂肪族アルキル基の炭素数が6〜18、好ましくは8〜16であるものが好ましい。好ましいポリエチレングリコールアルキルエステルの具体例としては、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールオレエート、ポリエチレングリコールステアレートなどが挙げられる。
アルキルホスフェートは、平均炭素数18以下、好ましくは6〜16、より好ましくは8〜14のアルキル基を1分子中に1〜2個、好ましくは1個有するホスフェートであり、塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。好ましいアルキルフォスフェートの具体例としては、オクチルホスフェート、ラウリルホスフェート、ステアリルホスフェートのような高級アルコールの燐酸エステルのナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどの塩及びアミン塩が挙げられる。その中和は遊離水酸基の50%以上、特に完全中和物が好ましい。
多価アルコール型アマイドノニオンは、炭素数4〜18のアルキルアミンと、3〜13個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられ、好ましくは炭素数11〜17のアルキルアミンと、3〜6個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられる。
As the polyethylene glycol alkyl ester, those in which the long-chain aliphatic alkyl group constituting the polyethylene glycol alkyl ester has 6 to 18, preferably 8 to 16 carbon atoms are preferable from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion and the fiber adhesion. Specific examples of preferable polyethylene glycol alkyl esters include polyethylene glycol laurate, polyethylene glycol oleate, and polyethylene glycol stearate.
The alkyl phosphate is a phosphate having an average carbon number of 18 or less, preferably 6 to 16, more preferably 8 to 14 alkyl groups in one molecule, preferably 1 and an alkali metal salt as a salt. , Alkaline earth metal salts, ammonium salts, and amine salts. Specific examples of preferred alkyl phosphates include salts of higher alcohol phosphates such as octyl phosphate, lauryl phosphate, stearyl phosphate, such as sodium, potassium, magnesium, calcium, and amine salts. The neutralization is preferably 50% or more of the free hydroxyl group, particularly a completely neutralized product.
As the polyhydric alcohol type amido nonion, an addition reaction product of an alkylamine having 4 to 18 carbon atoms and polyglycerin having 3 to 13 hydroxyl groups is used, preferably an alkylamine having 11 to 17 carbon atoms and 3 Addition reactants with polyglycerin having ˜6 hydroxyl groups are used.
その他の好ましい界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルが挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルリン酸エステルなどが挙げられ、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどが挙げられる。これらの界面活性剤は、一種単独又は二種以上を混合して使用することができる。 Other preferable surfactants include polyoxyalkylene alkylphenyl ether phosphate esters and polyoxyalkylene fatty acid esters. Specific examples of the polyoxyalkylene alkyl phenyl ether phosphate ester include polyoxyethylene nonyl phenyl ether phosphate ester, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether phosphate ester, and specific examples of the polyoxyalkylene fatty acid ester include Examples thereof include polyoxyethylene oleate and polyoxyethylene stearate. These surfactants can be used singly or in combination of two or more.
上記界面活性剤の繊維に対する付着量は特に限定されないが、セメント配合時の泡の発生抑制の観点から、総繊維に対して、通常0.05〜2重量%の範囲で用いられる。繊維に対する付着量が、総繊維に対して0.05重量%未満ではポリオレフィン繊維に親水性が十分付与されないおそれがあり、また、2重量%を超えても親水性は頭打ちになり、かえって繊維混練時のセメントフレッシュ中に気泡が発生し、セメント系成形体の圧縮強度、曲げ強度などの物性値を低下させるおそれがあるので好ましくない。気泡の発生を抑制するために、繊維への界面活性剤処理時に、消泡剤を併用することもできる。 The amount of the surfactant attached to the fiber is not particularly limited, but is generally used in the range of 0.05 to 2% by weight with respect to the total fiber from the viewpoint of suppressing the generation of foam when blending cement. If the adhesion amount to the fiber is less than 0.05% by weight based on the total fiber, the polyolefin fiber may not be sufficiently hydrophilic, and if it exceeds 2% by weight, the hydrophilicity will reach its peak, and the fiber kneading will be performed. It is not preferable because air bubbles are generated in the cement fresh at the time, and the physical properties such as compressive strength and bending strength of the cement-based molded body may be lowered. In order to suppress the generation of bubbles, an antifoaming agent can be used in combination with the surfactant treatment on the fiber.
ポリオレフィン繊維に表面処理剤を付着させる方法としては、特に限定はなく、浸漬法、スプレー法、コーティング法のいずれの方法も採用することができる。繊維に表面処理剤を付与した後、必要に応じて、絞りロールなどを用いて繊維集合体の内部にまで浸透させることができる。 The method for attaching the surface treatment agent to the polyolefin fiber is not particularly limited, and any of a dipping method, a spray method, and a coating method can be employed. After the surface treatment agent is applied to the fiber, it can be penetrated into the fiber assembly using a squeeze roll or the like, if necessary.
こうして得られたポリオレフィン繊維は、所定長さにカットされ、セメント補強用の短繊維として使用される。セメント系成形体のひび割れにくさ(靭性)を向上する観点からは、短繊維の太さ(繊維径D)はより細く、長さ(繊維長L)はより長いもの、すなわち、短繊維のアスペクト比(L/D)がより大きいものほど好ましいが、本発明のポリオレフィン短繊維は、従来品に比べて、アスペクト比が小さくても、すなわち短繊維径が同じであれば繊維長が短くても補強効果が大きいという特徴がある。
本発明のポリオレフィン短繊維は、短繊維の繊維長(見かけ長さ)が5〜80mm、好ましくは5〜60mm、さらに好ましくは5〜50mmである。繊維長が5mm未満では、セメントからの抜けが生じやすく、70mmを越えると分散性が不良となる場合があり好ましくない。
The polyolefin fiber thus obtained is cut into a predetermined length and used as a short fiber for cement reinforcement. From the viewpoint of improving the cracking resistance (toughness) of the cement-based molded body, the short fiber has a smaller thickness (fiber diameter D) and a longer length (fiber length L), that is, an aspect of the short fiber. The higher the ratio (L / D), the better, but the polyolefin short fiber of the present invention has a smaller aspect ratio than the conventional product, that is, even if the fiber length is short as long as the short fiber diameter is the same. It is characterized by a large reinforcing effect.
The polyolefin short fiber of the present invention has a short fiber length (apparent length) of 5 to 80 mm, preferably 5 to 60 mm, and more preferably 5 to 50 mm. If the fiber length is less than 5 mm, it is easy for the cement to come off, and if it exceeds 70 mm, the dispersibility may be poor.
次に、本発明のポリオレフィン短繊維は、強化繊維材として、セメント、細骨材、粗骨材、水及び適量のコンクリート混和剤、又はセメント、細骨材、水及び適量のモルタル混和剤に配合して用いられ、コンクリート、モルタル等のセメント系成形体とすることができる。ここで、セメントとしては、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、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント又は石膏、石灰等の気硬性セメント等のセメント類を使用することができる。細骨材としては、川砂、海砂、山砂、珪砂、ガラス砂、鉄砂、灰砂、その他人工砂などが挙げられ、粗骨材としては、レキ、砂利、砕石、スラグ、各種人工軽量骨材などが挙げられる。混和剤としては、空気連行剤(AE剤)、流動化剤、減水剤、増粘剤、保水剤、撥水剤、膨張剤などを混合使用することができる。 Next, the polyolefin short fiber of the present invention is compounded as a reinforcing fiber material in cement, fine aggregate, coarse aggregate, water and an appropriate amount of concrete admixture, or cement, fine aggregate, water and an appropriate amount of mortar admixture. It can be used as a cement-based molded body such as concrete and mortar. Here, as the cement, it is possible to use ordinary portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, white portland cement, hydraulic cement such as alumina cement or cement such as plaster, lime and other pneumatic cement. it can. Examples of fine aggregates include river sand, sea sand, mountain sand, quartz sand, glass sand, iron sand, ash sand, and other artificial sand. Coarse aggregates include reki, gravel, crushed stone, slag, and various artificial light weights. Examples include aggregates. As the admixture, an air entraining agent (AE agent), a fluidizing agent, a water reducing agent, a thickening agent, a water retention agent, a water repellent, a swelling agent and the like can be mixed and used.
セメントに対するポリオレフィン短繊維の配合量は、セメント系成形体の体積に対して、通常、0.05〜2容積%である。セメント配合時の繊維の均一分散性、配合セメントの流動性、施工性、セメント系成形体の物性向上効果の点から、セメントに対するポリオレフィン繊維の配合量は、好ましくは0.3〜2容積%、さらに好ましくは0.5〜1容積%の範囲である。 The blending amount of the polyolefin short fibers with respect to the cement is usually 0.05 to 2% by volume with respect to the volume of the cement-based molded body. From the viewpoint of uniform dispersibility of fibers at the time of cement blending, fluidity of blended cement, workability, and improvement in physical properties of cement-based molded article, the blending amount of polyolefin fiber with respect to cement is preferably 0.3 to 2% by volume, More preferably, it is the range of 0.5-1 volume%.
セメント系成形体の製造方法としては、ポリオレフィン短繊維をセメント系粉体、セメント系フラッシュ又はスラリー中に分散してセメント系混合物とし、これを湿式抄造成形法、押出成形または注型成形法によって所定形状に成形した後、自然養生、蒸気養生、オートクレーブ養生などによって、各種のセメント系成形体を製造することができる。
より具体的には、セメント、細骨材、粗骨材、水等よりなるコンクリート混合物をベースコンクリートとし、このベースコンクリートを混練後に、続けてポリオレフィン繊維を投入し混練を行なうことが好ましい。混練時間は1回当たりの混合量により異なるが、一般的には、ベースコンクリートの混練は45〜90秒、ポリオレフィン繊維を投入後の混練についても45〜90秒の範囲が適当である。
As a method for producing a cement-based molded body, polyolefin short fibers are dispersed in a cement-based powder, cement-based flash or slurry to form a cement-based mixture, which is predetermined by a wet papermaking molding method, extrusion molding or cast molding method. After molding into a shape, various cement-based molded bodies can be produced by natural curing, steam curing, autoclave curing, and the like.
More specifically, it is preferable to use a concrete mixture made of cement, fine aggregate, coarse aggregate, water and the like as base concrete, and after kneading the base concrete, polyolefin fiber is subsequently added and kneaded. Although the kneading time varies depending on the amount of mixing per one time, generally, the base concrete is kneaded for 45 to 90 seconds, and the polyolefin fiber is kneaded for 45 to 90 seconds.
このようにして得られたセメント系成形体は、特に、土木、建築工事用のコンクリート成形体として好適である。たとえば、コンクリート道路舗装分野では、繊維補強による曲げ強度向上のため鉄筋量の減少が可能となり、かつコンクリート板の厚さの減少させることができ、工期の短縮、原材料の節減などに有効である。さらにトンネルの内壁の吹き付け工法に採用すると、繊維が柔軟で弾性があること、親水性が高く軽いことから、吹き付け時の骨材や繊維のハネ返りも少なく、コンクリートの落下も少なく、収率安全面で有効である。
コンクリート製品としては、型枠成型による矢板、中空円筒形製品のコンクリートパルプ、パイル、ポール等にも用いることができる。道路用コンクリートとしては、歩道用コンクリート平板、鉄筋コンクリートU形、コンクリートガードレール等に用いることができる。その他、左官用モルタル、建築関係部材として外装材料や屋根材、内装材として壁材、レリーフ、床材、天井材等に利用することもできる。
The cement-based molded body thus obtained is particularly suitable as a concrete molded body for civil engineering and construction work. For example, in the concrete road pavement field, it is possible to reduce the amount of reinforcing bars to improve the bending strength by fiber reinforcement, and to reduce the thickness of the concrete plate, which is effective for shortening the construction period and saving raw materials. In addition, when used in the tunnel inner wall spraying method, the fibers are flexible and elastic, hydrophilic and light, so there is little flaking of aggregates and fibers during spraying, less falling of concrete, and yield safety. It is effective in terms.
As a concrete product, it can also be used for sheet piles formed by molding, concrete pulp, piles, poles, etc. of hollow cylindrical products. As road concrete, it can be used for sidewalk concrete flat plates, reinforced concrete U-shaped, concrete guardrails and the like. In addition, it can also be used for plastering mortars, exterior materials and roofing materials as building-related members, and wall materials, reliefs, flooring materials, ceiling materials as interior materials.
次に、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
製造例1
孔数が30、孔形がY型のノズルを備えた1軸溶融押出機を使用し、MFR4g/10分のアイソタクチックポリプロピレン(出光石油化学株式会社製、Y−400GP)を押出温度250℃で溶融押出した。押出された樹脂を冷却水槽中に投入して固化させた後、引き続き2台の延伸用ネルソンローラー間で、110℃の蒸気加熱チャンバー内で、4.6倍に延伸して、断面略三角形で単糸繊度7,100dtexのストランドを得た。
次いで、180℃の熱媒で加熱された上下1対のストランド方向に垂直な平行柄凸凹ローラー(φ220mm、突起先端半径0.5mm、深さ0.9mm、突起ピッチ4.4mm)を、凸先端クリアランスで0.9mmに調整し、このローラー表面速度をストランドと同速度で順回転させ、断面の先端部分のみに凹形状を付形した。この後、水で希釈した多価アルコール型アマイドノニオン系界面活性剤(竹本油脂株式会社製)をスプレーにて0.4重量%相当になるように、ストランドに付着させ、熱風乾燥機で90℃で水分を除去した後、ファン型カッターで30mm定長にカットして、図1に示すポリプロピレン短繊維1を得た。
このポリプロピレン短繊維1の引張物性は、強度3.3cN/dtex、破断伸度18%、ヤング率3.9kN/mm2であった。
Production Example 1
Using a single-screw melt extruder equipped with a nozzle with 30 holes and a Y-shaped hole, extrusion temperature of 250 ° C. for isotactic polypropylene (Made by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Y-400GP) with MFR 4 g / 10 min. And melt extruded. After the extruded resin was put into a cooling water tank and solidified, it was stretched 4.6 times in a steam heating chamber at 110 ° C. between two stretching Nelson rollers, and the section was substantially triangular. A strand having a single yarn fineness of 7,100 dtex was obtained.
Next, a parallel pattern uneven roller (φ220 mm, projection tip radius 0.5 mm, depth 0.9 mm, projection pitch 4.4 mm) perpendicular to the pair of upper and lower strands heated with a heating medium of 180 ° C. The clearance was adjusted to 0.9 mm, the roller surface speed was rotated forward at the same speed as the strand, and a concave shape was formed only at the tip portion of the cross section. Thereafter, a polyhydric alcohol type amide nonionic surfactant (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) diluted with water is attached to the strand so as to be equivalent to 0.4% by weight by spraying, and is heated at 90 ° C. with a hot air dryer. Then, after removing the moisture, it was cut to a constant length of 30 mm with a fan-type cutter to obtain a polypropylene short fiber 1 shown in FIG.
The tensile properties of the short polypropylene fiber 1 were a strength of 3.3 cN / dtex, an elongation at break of 18%, and a Young's modulus of 3.9 kN / mm 2 .
製造例2
ノズル孔形をX型、延伸倍率を6倍にし、断面略十字形で単糸繊度6,900dtexの延伸ストランドを成形し、界面活性剤としてアルキルフォスフェートアミン塩系活性剤を0.13重量%相当付着させた以外は、製造例1と同様にして、図2に示すポリプロピレン短繊維2を得た。このポリプロピレン短繊維2の引張物性は、強度3.6cN/dtex、破断伸度14%、ヤング率4.4kN/mm2であった。
Production Example 2
The nozzle hole shape is X-type, the draw ratio is 6 times, a stretched strand with a cross shape of approximately cruciform and a single yarn fineness of 6,900 dtex is formed, and an alkyl phosphate amine salt type activator as a surfactant is 0.13% by weight A polypropylene short fiber 2 shown in FIG. 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the material was considerably adhered. The tensile properties of the short polypropylene fiber 2 were a strength of 3.6 cN / dtex, a breaking elongation of 14%, and a Young's modulus of 4.4 kN / mm 2 .
製造例3
ノズル孔形状をX型、延伸倍率を6倍にし、断面略十字形で単糸繊度6,600dtexの延伸ストランド成形し、平行柄凸凹ローラー(φ220mm、突起先端半径0.5mm、深さ0.9mm、突起ピッチ2.7mm)で凹成形し、界面活性剤としてアルキルフォスフェートアミン塩系活性剤を0.11重量%相当付着させた以外は、製造例1と同様にして、図2に示すポリプロピレン短繊維3を得た。このポリプロピレン短繊維3の引張物性は、強度3.7cN/dtex、破断伸度16%、ヤング率5.8kN/mm2であった。
Production Example 3
The shape of the nozzle hole is X, the draw ratio is 6 times, the stretched strand is molded with a cross shape of approximately 6600 dtex, and a parallel pattern uneven roller (φ220 mm, protrusion tip radius 0.5 mm, depth 0.9 mm) 2 in the same manner as in Production Example 1 except that 0.11% by weight of an alkyl phosphate amine salt-based activator is attached as a surfactant. Short fiber 3 was obtained. The tensile properties of the short polypropylene fiber 3 were a strength of 3.7 cN / dtex, a breaking elongation of 16%, and a Young's modulus of 5.8 kN / mm 2 .
製造例4
ノズル孔数30、孔形が△形のノズルを備えた1軸溶融押出機を使用し、延伸倍率を5倍とした以外は、製造例1の前段と同様にして、断面△形で単糸繊度7,930dtexの延伸ストランドを得た。
次いで、このストランドをプロパンガス火炎バーナー中を0.3秒以内の極短時間通過させ、断面△形の先端部のみを溶融し、凝集した状態で空気にて急冷し、平均間隔0.5mmのトゲ状溶融塊を付形した。この後、水で希釈したアルキルフォスフェートカリウム塩系界面活性剤を0.5重量%相当附着させ、熱風乾燥機で90℃で水分を除去した後、ファン型カッターで30mm定長にカットして、図3に示す断面略三角形状のポリプロピレン短繊維4を得た。
このポリプロピレン短繊維4の引張物性は、強度3cN/dtex、破断伸度22%、ヤング率1.65kN/mm2であった。
Production Example 4
A single yarn with a △ cross section in the same manner as in the first stage of Production Example 1 except that a single screw melt extruder equipped with a nozzle having 30 nozzle holes and a △ shape nozzle was used and the draw ratio was 5 times. A drawn strand having a fineness of 7,930 dtex was obtained.
Next, this strand is passed through a propane gas flame burner for an extremely short time within 0.3 seconds, and only the tip portion of the cross-section Δ shape is melted and rapidly cooled with air in an aggregated state, with an average interval of 0.5 mm. A thorn-shaped molten mass was shaped. After that, 0.5 wt% of alkyl phosphate potassium salt surfactant diluted with water was attached, and after removing moisture at 90 ° C. with a hot air dryer, it was cut to a constant length of 30 mm with a fan type cutter. The polypropylene short fiber 4 having a substantially triangular cross section shown in FIG. 3 was obtained.
The tensile physical properties of this polypropylene short fiber 4 were strength 3 cN / dtex, breaking elongation 22%, Young's modulus 1.65 kN / mm 2 .
製造例5
ノズル孔形をX型に変更し、延伸倍率を6倍とした以外は、製造例1の前段と同様にして、断面略十字形で単糸繊度7,100dtexの延伸ストランドを得た。
次いで、このストランドを製造例4の後段と同様にして、図4に示すポリプロピレン短繊維5を得た。このポリプロピレン短繊維5の引張物性は、強度2.3cN/dtex、破断伸度12%、ヤング率4.40kN/mm2であった。
Production Example 5
Except for changing the nozzle hole shape to X and changing the draw ratio to 6 times, a drawn strand having a substantially cross-shaped cross section and a single yarn fineness of 7,100 dtex was obtained in the same manner as in the previous stage of Production Example 1.
Next, this strand was treated in the same manner as in the latter stage of Production Example 4 to obtain polypropylene short fibers 5 shown in FIG. The tensile physical properties of this short polypropylene fiber 5 were strength 2.3 cN / dtex, breaking elongation 12%, and Young's modulus 4.40 kN / mm 2 .
実施例1
(1)60Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント360kg/m3、細骨材1,065kg/m3、粗骨材691kg/m3、水165kg/m3の配合比率で予め60秒混合した。次いで、断面略三角形のポリプロピレン短繊維1を11kg/m3の比率で添加し、繊維量が1.2容積%、水/セメント比が46重量%の配合になるように、全量35Lで更に60秒間混合し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、下記(2)のコンクリート試験用供試体の製造にしたがって、物性試験用コンクリートを作製し、下記(3)のコンクリート諸物性試験法にしたがって、各試験を行った。結果を第1表に示す。
Example 1
(1) 60L using pan rotary mixer, cement 360 kg / m 3, fine aggregates 1,065kg / m 3, coarse aggregate 691kg / m 3, were premixed for 60 seconds at a mixing ratio of water 165 kg / m 3 . Next, polypropylene short fibers 1 having a substantially triangular cross section are added at a ratio of 11 kg / m 3 , and a total amount of 35 L and a further 60 are added so that the fiber amount is 1.2 vol% and the water / cement ratio is 46 wt%. Mix for 2 seconds to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, physical property test concrete was produced according to the production of the concrete test specimen of the following (2), and each test was performed according to the concrete properties test method of the following (3). The results are shown in Table 1.
(2)コンクリート試験用供試体の製造
下記の材料を用いて、JSCE F552(社団法人 土木学会/鋼繊維補強コンクリートの強度及びタフネス試験用供試体の作り方)に従い、コンクリート試験用供試体を製造した。なお、コンクリートは、常温型養生を24時間行った後、離型し、6日間、水中養生した。その後、材齢28日まで大気中にて常温養生したものを供試体とした。
・セメント:普通ポルトランドセメント(比重:3.16)
・粗骨材:表乾比重 2.65、最大粒度25mm
・細骨材:表乾比重 2.59、最大粒度5mm
・水:市水
・AE剤:ポリカルボン酸系高性能AE減水剤
(2) Manufacture of concrete test specimens Concrete test specimens were manufactured in accordance with JSCE F552 (Japan Society of Civil Engineers / How to make steel fiber reinforced concrete strength and toughness test specimens) using the following materials. . Note that the concrete was cured at room temperature for 24 hours, then released, and cured in water for 6 days. Then, what was cured at room temperature in the atmosphere until the age of 28 days was used as a specimen.
・ Cement: Ordinary Portland cement (specific gravity: 3.16)
-Coarse aggregate: surface dry specific gravity 2.65, maximum particle size 25mm
-Fine aggregate: surface dry specific gravity 2.59, maximum particle size 5mm
・ Water: City water ・ AE agent: Polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent
(3)コンクリート諸物性試験法
・圧縮強度:JSCE G551(社団法人 土木学会/鋼繊維補強コンクリートの圧縮強度試験方法)に従う。
・曲げ強度、曲げ靭性:JSCE G552(社団法人 土木学会/鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフネス試験方法)に従う。
・スランプ:JIS A1101(コンクリートのスランプ試験方法)に従う。
・空気量:JIS A1128(まだ固まらないコンクリートの空気量の圧力による試験方法)に従う。
(3) Concrete physical property test method / compressive strength: According to JSCE G551 (Japan Society of Civil Engineers / Compressive strength test method for steel fiber reinforced concrete).
-Bending strength and bending toughness: Follow JSCE G552 (Japan Society of Civil Engineers / Bending strength and bending toughness test method of steel fiber reinforced concrete).
-Slump: According to JIS A1101 (Concrete slump test method).
-Air amount: According to JIS A1128 (Test method using pressure of air amount of concrete that has not yet solidified).
比較例1
60Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント360kg/m3、細骨材1065kg/m3、粗骨材691kg/m3、水165kg/m3の配合比率で予め60秒間、水/セメント比が46重量%の配合になるように、全量35Lで混合し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、実施例1(2)、(3)と同様にして各試験を行った。結果を第1表に示す。
Comparative Example 1
Using the 60L pan rotary mixer, cement 360 kg / m 3, fine aggregates 1065kg / m 3, coarse aggregate 691kg / m 3, pre 60 seconds mixing ratio of water 165 kg / m 3, water / cement ratio of 46 The mixture was mixed in a total amount of 35 L so as to obtain a blending ratio by weight to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, each test was performed in the same manner as in Example 1 (2) and (3). The results are shown in Table 1.
実施例2
100Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント455kg/m3、細骨材1,021kg/m3、粗骨材638kg/m3、水200kg/m3の配合比率で予め60秒混合し、この混合中にAE剤をセメント重量比0.8%、消泡剤をセメント重量比0.8%添加した。次いで、断面略十字形のポリプロピレン短繊維2を9.1kg/m3の比率で添加し、短繊維量が1.0容積%、水/セメント比が44重量%の配合になるように、全量50Lで更に60秒間混合し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、実施例1(2)、(3)と同様にして各試験を行った。結果を第1表に示す。
Example 2
Using 100L pan rotary mixer, cement 455 kg / m 3, fine aggregates 1,021kg / m 3, coarse aggregate 638kg / m 3, were premixed for 60 seconds at a mixing ratio of water 200 kg / m 3, the mixture The AE agent was added to the cement weight ratio of 0.8%, and the antifoaming agent was added to the cement weight ratio of 0.8%. Next, polypropylene short fibers 2 having a substantially cross-shaped cross section are added at a ratio of 9.1 kg / m 3 , and the total amount is adjusted so that the amount of short fibers is 1.0% by volume and the water / cement ratio is 44% by weight. The mixture was further mixed at 50 L for 60 seconds to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, each test was performed in the same manner as in Example 1 (2) and (3). The results are shown in Table 1.
実施例3
ポリプロピレン短繊維2の添加比率を4.55kg/m3とし、短繊維量が0.5容積%とした以外は、実施例2と同様にして各試験を行った。
Example 3
Each test was performed in the same manner as in Example 2 except that the addition ratio of the short polypropylene fiber 2 was 4.55 kg / m 3 and the short fiber amount was 0.5% by volume.
実施例4
ポリプロピレン短繊維4を使った以外は、実施例2と同様にして生コンクリートを作製し、実施例1(2)、(3)と同様にしてコンクリート物性試験を行った。
Example 4
Except for using the polypropylene short fiber 4, ready-mixed concrete was prepared in the same manner as in Example 2, and a concrete property test was performed in the same manner as in Examples 1 (2) and (3).
比較例2
100Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント455kg/m3、細骨材1021kg/m3、粗骨材638kg/m3、水200kg/m3の配合比率で予め60秒間、水/セメント比が44重量%の配合になる様に全量50Lで混合した。この混合中にAE剤をセメント重量比0.8%、消泡剤をセメント重量比0.8%添加した。更に60秒間そのまま混合を継続し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、実施例1(2)、(3)と同様にして各試験を行った。結果を第1表に示す。
Comparative Example 2
Using 100L pan rotary mixer, cement 455 kg / m 3, fine aggregates 1021kg / m 3, coarse aggregate 638kg / m 3, pre 60 seconds mixing ratio of water 200 kg / m 3, water / cement ratio of 44 The mixture was mixed in a total amount of 50 L so as to obtain a weight percent blend. During this mixing, an AE agent was added at a cement weight ratio of 0.8%, and an antifoaming agent was added at a cement weight ratio of 0.8%. Furthermore, mixing was continued as it was for 60 seconds to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, each test was performed in the same manner as in Example 1 (2) and (3). The results are shown in Table 1.
実施例5
100Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント455kg/m3、細骨材985kg/m3、粗骨材615kg/m3、水200kg/m3の配合比率で予め60秒間混合し、この混合中にAE剤をセメント重量比0.6%、消泡剤をセメント重量比0.015%添加した。次いでポリプロピレン短繊維3を4.55kg/m3の比率で添加し、繊維量が0.5容積%、水/セメント比が44重量%の配合になる様に全量50Lで更に60秒間混合し、生コンクリートを得た。更に60秒間そのまま混合を継続し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、実施例1(2)、(3)と同様にして各試験を行った。結果を第1表に示す。
Example 5
Using 100L pan rotary mixer, cement 455 kg / m 3, fine aggregates 985kg / m 3, coarse aggregate 615kg / m 3, were premixed for 60 seconds at blending ratio of water 200 kg / m 3, during the mixing An AE agent was added at a cement weight ratio of 0.6%, and an antifoaming agent was added at a cement weight ratio of 0.015%. Next, polypropylene short fiber 3 was added at a ratio of 4.55 kg / m 3, and the mixture was further mixed for 60 seconds at a total amount of 50 L so that the fiber amount was 0.5% by volume and the water / cement ratio was 44% by weight. I got raw concrete. Furthermore, mixing was continued as it was for 60 seconds to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, each test was performed in the same manner as in Example 1 (2) and (3). The results are shown in Table 1.
実施例6
ポリプロピレン短繊維3を0.46kg/m3の比率で添加し、繊維量を0.05容積%とした以外は、実施例5と同様にして生コンクリートを作製し、実施例1(2)、(3)と同様にしてコンクリート物性試験を行った。
Example 6
A ready-mixed concrete was prepared in the same manner as in Example 5 except that polypropylene short fibers 3 were added at a ratio of 0.46 kg / m 3 and the amount of fibers was 0.05% by volume. Example 1 (2), Concrete property tests were conducted in the same manner as (3).
実施例7
ポリプロピレン短繊維5を使った以外は、実施例5と同様にして生コンクリートを作製し、実施例1(2)、(3)と同様にしてコンクリート物性試験を行った。
Example 7
Except for using the polypropylene short fiber 5, a ready-mixed concrete was prepared in the same manner as in Example 5, and a concrete property test was performed in the same manner as in Examples 1 (2) and (3).
実施例8
ポリプロピレン短繊維5を0.46kg/m3の比率で添加し、繊維量を0.05容積%とした以外は、実施例5と同様にして生コンクリートを作製し、実施例1(2)、(3)と同様にしてコンクリート物性試験を行った。
Example 8
A ready-mixed concrete was prepared in the same manner as in Example 5 except that polypropylene short fibers 5 were added at a ratio of 0.46 kg / m 3 and the amount of fibers was 0.05% by volume, and Example 1 (2), Concrete property tests were conducted in the same manner as (3).
比較例3
100Lパン型ロータリーミキサーを使用し、セメント455kg/m3、細骨材985kg/m3、粗骨材615kg/m3、水200kg/m3の配合比率で予め60秒間、水/セメント比が44重量%の配合になるように、全量50Lで混合した。この混合中にAE剤をセメント重量比0.6%、消泡剤をセメント重量比0.015%添加した。更に60秒間そのまま混合を継続し、生コンクリートを得た。
この生コンクリートを使用し、実施例1(2)、(3)と同様にして各試験を行った。結果を第1表に示す。
Comparative Example 3
Using 100L pan rotary mixer, cement 455 kg / m 3, fine aggregates 985kg / m 3, coarse aggregate 615kg / m 3, pre 60 seconds mixing ratio of water 200 kg / m 3, water / cement ratio of 44 The mixture was mixed in a total amount of 50 L so as to obtain a blending ratio by weight. During the mixing, 0.6% by weight of the AE agent and 0.015% by weight of the defoaming agent were added. Furthermore, mixing was continued as it was for 60 seconds to obtain ready-mixed concrete.
Using this ready-mixed concrete, each test was performed in the same manner as in Example 1 (2) and (3). The results are shown in Table 1.
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