JP6315263B2 - 耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法及び製造方法、並びに、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタル - Google Patents
耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法及び製造方法、並びに、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタル Download PDFInfo
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Description
また、非特許文献2には、従来から市販されているPCMの防火性能等に関して精力的な検討が行われ、爆裂性状は製品によって異なることが報告されている。
Dsp,max = A×α+B ・・・・・(1)
A = −32.5β+6.00 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(2)
A = −6.7β+3.42 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(3)
B = −65.0β−8.0 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(4)
B = −13.3β−13.17 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(5)
β = (6.00α−8.00)/(32.5α+65.0) (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(6)
β = (3.42α−13.17)/(6.7α+13.3) (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(7)
但し、上記(1)〜(7)式中において、
α:ポリマーセメント比(P/C)(質量%:0.0≦α≦2.5)
β:ポリプロピレン短繊維の混入率(体積%:0.00≦β≦0.2)
Dsp,max:最大爆裂深さ(mm)
A,B:ポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)から決定される係数(−)
である。
また、ポリマーセメントモルタルに含有されるポリマーとして、ネオデカン酸ビニルエステルを用いた設計とすることで、上記同様、火災加熱等によって高温に曝された場合であっても、爆裂が生じるのを防止できる効果がより顕著となるポリマーセメントモルタルが得られる。
本実施形態の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法は、ポリプロピレン短繊維を含み、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法である。そして、本実施形態のポリマーセメントモルタルの設計方法は、ポリマーセメントモルタルが、ポリマーとして、ネオデカン酸ビニルエステルを含むものであり、下記(1)式で表される、ポリマーセメントモルタル体が火災加熱を受けた場合の、ISO834に規定される標準加熱温度時間曲線での加熱による最大爆裂深さDsp,max(mm)を求める関係式に、下記(2)式又は(3)式で表される係数A、及び、下記(4)式又は(5)式で表される係数Bを代入した際に、最大爆裂深さDsp,max=0となる解を下記(6)式又は(7)式から求めることにより、ポリマーセメントモルタル中におけるポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)を算定する方法である。
Dsp,max = A×α+B ・・・・・(1)
A = −32.5β+6.00 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(2)
A = −6.7β+3.42 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(3)
B = −65.0β−8.0 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(4)
B = −13.3β−13.17 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(5)
β = (6.00α−8.00)/(32.5α+65.0) (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(6)
β = (3.42α−13.17)/(6.7α+13.3) (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(7)
但し、上記(1)〜(7)式中において、
α:ポリマーセメント比(P/C)(質量%:0.0≦α≦2.5)
β:ポリプロピレン短繊維の混入率(体積%:0.00≦β≦0.2)
Dsp,max:最大爆裂深さ(mm)
A,B:ポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)から決定される係数(−)
である。
また、上記の係数Bは、次式{B=−65.0β−8.0}(上記(4)式:但し、0≦β<0.1の場合)、又は、次式{B=−13.3β−13.17}(上記(5)式:但し、0.1≦β<0.35の場合)で表される。
また、ポリマーセメント比αに対して、最適な範囲でPP短繊維の混入率βを設定することで、PCM体が火災加熱等を受けた場合に、PP短繊維が消失してPCM中に形成される管状の空隙を十分に確保できる。これにより、PCM中の水蒸気やや気化したポリマー成分が管状空隙のネットワークを通じて外部に効果的に排出されるので、爆裂が生じるのを防止できる。従って、優れた施工性及び耐爆裂特性の両方を備え、かつ、低コストであるポリマーセメントモルタルを設計することが可能になる。
また、普通コンクリート板2の圧縮強度は、材齢28日で34.2N/mm2、耐火実験時で42.0N/mm2であった。また、耐火実験時におけるPCM(PCM層4)の強度と水分率は、表1中に示した通りである。
なお、PCMにポリマーが混入されていない場合には、その層厚に関わらず、PP短繊維が無混入であっても爆裂は生じなかった。
本実施形態の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの製造方法は、上述した本実施形態の設計方法によって得られたポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)に基づいてポリプロピレン短繊維を混入させることにより、ポリマーセメントモルタルを製造する方法である。
本実施形態の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルは、上述した本実施形態の設計方法又は製造方法によって得られるものである。
以上説明したように、本実施形態の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法によれば、上記方法によって、最大爆裂深さDsp,max=0となる、PCM中におけるポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)を算定する方法なので、ポリマーセメント比αに対して、最適な範囲でPP短繊維の混入率β(体積%)を設定することが可能になる。このように、ポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)を適正範囲に設定することで、この混入率が過剰となることによる、例えば、鉄筋コンクリートのかぶりにポリマーセメントモルタルを用いた場合における施工性の低下が生じることがなく、かつ、火災加熱等によって高温に曝された場合でも、爆裂が生じるのを防止できる効果が得られる。従って、優れた施工性及び耐爆裂特性の両方を備え、かつ、低コストであるポリマーセメントモルタルを設計することが可能になるという優れた効果を奏する。
2…普通コンクリート板、
3…模擬欠損部、
3a…底面、
4…ポリマーセメントモルタル(PCM)、
5,5a,5b…鉄筋。
Claims (5)
- ポリプロピレン短繊維を含み、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法であって、
前記ポリマーセメントモルタルが、ポリマーとして、ネオデカン酸ビニルエステルを含むものであり、
下記(1)式で表される、ポリマーセメントモルタル体が火災加熱を受けた場合の、ISO834に規定される標準加熱温度時間曲線での加熱による最大爆裂深さDsp,max(mm)を求める関係式に、下記(2)式又は(3)式で表される係数A、及び、下記(4)式又は(5)式で表される係数Bを代入した際に、前記最大爆裂深さDsp,max=0となる解を下記(6)式又は(7)式から求めることにより、ポリマーセメントモルタル中における前記ポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)を算定することを特徴とする、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法。
Dsp,max = A×α+B ・・・・・(1)
A = −32.5β+6.00 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(2)
A = −6.7β+3.42 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(3)
B = −65.0β−8.0 (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(4)
B = −13.3β−13.17 (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(5)
β = (6.00α−8.00)/(32.5α+65.0) (但し、0≦β<0.1の場合) ・・・(6)
β = (3.42α−13.17)/(6.7α+13.3) (但し、0.1≦β≦0.2の場合) ・・・(7)
但し、上記(1)〜(7)式中において、
α:ポリマーセメント比(P/C)(質量%:0.0≦α≦2.5)
β:ポリプロピレン短繊維の混入率(体積%:0.00≦β≦0.2)
Dsp,max:最大爆裂深さ(mm)
A,B:ポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)から決定される係数(−)
である。 - 前記ポリプロピレン短繊維が、繊度が17(dtex)以下であることを特徴とする、請求項1に記載の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法。
- 前記ポリプロピレン短繊維の繊維長が3〜20mmの範囲であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの設計方法。
- 請求項1〜請求項3に記載の設計方法によって得られたポリプロピレン短繊維の混入率β(体積%)に基づいてポリプロピレン短繊維を混入させることにより、ポリマーセメントモルタルを製造することを特徴とする、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタルの製造方法。
- 請求項1〜請求項3に記載の設計方法、又は、請求項4に記載の製造方法によって得られることを特徴とする、耐爆裂性能を有するポリマーセメントモルタル。
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