JP5829459B2 - セメント硬化体補強材 - Google Patents
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Description
(1)セメント硬化体への混練時に炭素繊維などの補強繊維が毛羽にならず混ざり易いこと。
(2)混ぜたセメント硬化体に流動性があり型枠への流し込みに支障がないこと、即ち、ワーカビリティ(作業性)が良いこと。
(3)セメント硬化体強度(曲げ強度、圧縮強度など)が上がること。
(4)セメント硬化体のヒビ割れ防止及びセメント硬化体にヒビが入っても急激な破壊はせず、強度が一定以上維持できること(耐力の向上)。
(5)鉄筋を入れたくない場合や、鉄筋のように40mm以上のカブリを設けることが困難な場合や、複雑な形状で鉄筋配向しきれない場合などにおいて使用されるモルタルなどの補強にも適していること。
(6)炭素繊維などの補強繊維は高価であるため、できるだけ少量が望ましい。また、量が増えるとワーカビリティが悪化する。
ガラス転移温度(Tg)が10℃以上、水中に48時間浸漬した時の吸水率(Rf)が10%未満のエマルジョン樹脂を含む水分散型樹脂エマルジョンを、一方向に配向された多数本の連続した炭素繊維に含浸させて乾燥し、前記多数本の炭素繊維を、乾燥した前記エマルジョン樹脂にて固めた炭素繊維強化プラスチックであり、
前記炭素繊維強化プラスチックにおける樹脂量は、40〜60%(体積)であり、
前記炭素繊維強化プラスチックは、厚み(T)が0.1〜0.3mm、幅(W)が0.1〜3mm、長さ(L)が5〜30mmの矩形断面を有した薄板細片とされる、
ことを特徴とするセメント硬化体補強材である。
(1)炭素繊維の使用量を最小限度として、モルタル強度を効率よく上げることができる。
(2)セメント硬化体への補強材の混練作業が良好であり、しかも、補強材を混ぜたセメント硬化体の流動性が良く型枠への流し込みに支障をきたすことがなく、作業性に優れている。
(3)セメント硬化体にヒビが入り難くくなり、もしヒビが入っても急激に破壊することがなく、強度が一定以上維持できる。
(4)鉄筋を入れたくない場合や、複雑な形状で鉄筋配向しきれない場合に使用されるモルタルなどの補強に適している。
(5)セメント硬化体を使用した構造物の全ての位置や方向性において、同じ強度を有する。
図1に、本発明に係るセメント硬化体補強材1の一実施例の全体構成を示す。
次に、本発明に係るセメント硬化体補強材について更に具体的に実験例について説明する。
本実験では、補強繊維fとしては平均径7μm、本数12000本のPAN系炭素繊維f(東レ株式会社製「T−700(商品名)」を用い、炭素繊維に含浸させる水分散型樹脂エマルジョンにおける樹脂(エマルジョン樹脂)Rとしては、種々のTg(ガラス転移温度)を有するアクリル樹脂を使用してセメント硬化体補強材1を作製した。
・プレミックス(セメント、細骨材(砂)):1800kg/m3
・水: 340kg/m3
エマルジョン樹脂としてガラス転移温度(Tg)が異なるアクリル樹脂、即ち、樹脂A(Tg=0℃)、樹脂B(Tg=20℃)、樹脂C(Tg=30℃)、樹脂D(Tg=30℃)を含む樹脂エマルジョンを使用して、上記実験例1に従ってセメント硬化体補強材であるCFRPを作製し、吸水率(Rf)を測定した。その結果を表1及び図2に示す。
図3及び表2には、セメント硬化体補強材1のセメント硬化体に対する混入割合を変えた実験結果を示す。
セメント硬化体補強材1の樹脂、長さ(L)寸法を変えて、上記実験例1に従って作製したセメント硬化体補強材1を、実験例1に示すモルタルブロック100に混入量1%(体積)で混練して曲げ試験を行った。なお、補強材1の厚さ(T)は、0.2mm、幅(W)は2mmとした。
表3のサンプル10のセメント硬化体補強材1を使用し、補強材1の厚み(T)と幅(W)を変えてモルタルに混練して、CFRP混入量を一定とした時のCFRPの表面積の違いからくるセメント硬化体補強材1の性能を調べた。試験結果を表4に示す。
100 モルタルブロック(セメント硬化体ブロック試験片)
f 炭素繊維(補強繊維)
R マトリクス樹脂(エマルジョン樹脂)
Claims (5)
- セメント硬化体に混練して使用される一方向に配向された多数本の連続した炭素繊維を有するセメント硬化体補強材であって、
ガラス転移温度(Tg)が10℃以上、水中に48時間浸漬した時の吸水率(Rf)が10%未満のエマルジョン樹脂を含む水分散型樹脂エマルジョンを、一方向に配向された多数本の連続した炭素繊維に含浸させて乾燥し、前記多数本の炭素繊維を、乾燥した前記エマルジョン樹脂にて固めた炭素繊維強化プラスチックであり、
前記炭素繊維強化プラスチックにおける樹脂量は、40〜60%(体積)であり、
前記炭素繊維強化プラスチックは、厚み(T)が0.1〜0.3mm、幅(W)が0.1〜3mm、長さ(L)が5〜30mmの矩形断面を有した薄板細片とされる、
ことを特徴とするセメント硬化体補強材。 - 前記エマルジョン樹脂の前記ガラス転移温度(Tg)が70℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のセメント硬化体補強材。
- 前記エマルジョン樹脂の前記吸水率(Rf)が5%未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のセメント硬化体補強材。
- 前記樹脂エマルジョン中の前記エマルジョン樹脂の分量は20〜60%(体積)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載のセメント硬化体補強材。
- 前記エマルジョン樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリルスチレン樹脂、フッ素アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、又はウレタン樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載のセメント硬化体補強材。
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