JP7343377B2 - セメント組成物 - Google Patents
セメント組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7343377B2 JP7343377B2 JP2019219826A JP2019219826A JP7343377B2 JP 7343377 B2 JP7343377 B2 JP 7343377B2 JP 2019219826 A JP2019219826 A JP 2019219826A JP 2019219826 A JP2019219826 A JP 2019219826A JP 7343377 B2 JP7343377 B2 JP 7343377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- short fibers
- cement
- cement composition
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
短繊維(A)は、平均繊維長0.1~1.5mmかつアスペクト比5~150の短繊維である。短繊維(A)の平均繊維長が1.5mmを超えるか、アスペクト比が150を超えると、セメント組成物を得るために、硬化前のセメント、砂、砂利、水等の組成物と混練した際に、短繊維(A)に剪断力がかかりやすく、短繊維(A)が損傷して補強効果が低下する他、硬化前のセメント組成物の流動性が低下し、施工性が劣る。他方、短繊維(A)の平均繊維長が1.5mmを超えるか、アスペクト比が5未満であると、短繊維(A)とセメント組成物を構成する他の成分との単位体積あたりの接触面積が小さくなり、セメント組成物を硬化させてセメント複合体としたときに短繊維(A)とセメント複合体との付着力が低くなり、短繊維の添加量を増やしても十分な曲げ強度を得ることが困難である。なお、アスペクト比は平均繊維長を平均繊維径で割ることで計算される。
本発明のセメント組成物は、好ましくはさらに合成繊維の短繊維(B)を含有する。この場合、セメント組成物における合成繊維の短繊維(B)の含有量は、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量100体積%に対して、好ましくは0.2~3.0体積%である。0.2体積%未満であると十分な曲げ靭性を得ることが難しくなり好ましくなく、3.0体積%を超えると分散性と曲げ靭性の両立が困難となるため好ましくない。
本発明のセメント組成物は、混和材としてシリカフュームを含有する。シリカフュームの含有量は、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量を基準として5~25体積%、好ましくは5~15体積%である。5体積%未満であるとセメント組成物の強度発現性が低下し、25体積%を超えるとセメント組成物の硬化前の流動性が低下する。
本発明のセメント組成物は、補強繊維としての上記の短繊維の他に、混和材としての上記のシリカフューム、セメントを含有し、要すればさらに骨材を含有することが好ましい。さらに、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、無水石膏、生石灰系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などを含有してもよい。
セメント組成物がモルタルやコンクリートの場合、細骨材が含有される。細骨材としては、川砂、海砂、山砂、珪砂、ガラス砂、鉄砂、灰砂、人工砂等が挙げられる。また、これらの粗骨材は、1種で用いることも2種以上併用することもできる。骨材は、砂、砂利、砕砂、砕石等で、粒径に応じて細骨材と粗骨材とに分類される。細骨材は、10mmふるいを全て通過し、5mmふるいを85質量%以上通過する骨材である。
減水剤としては、例えば、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤を使用することができる。中でも、セメント組成物の強度発現性や硬化前の流動性を向上させる観点から、ポリカルボン酸系の減水剤が好ましい。減水剤の配合量は、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量を基準として固形分換算で、例えば0.2~1.5重量%、好ましくは0.4~1.2質量%である。0.2重量%以上であると減水性能が向上し、セメント組成物の硬化前の流動性が向上して好ましい。1.5重量%以下であるとセメント組成物の強度発現性が向上して好ましい。
本発明のセメント組成物は、平均繊維長0.1~1.5mmかつアスペクト比5~150の形状であり、引張強度が2000MPa以上の繊維の短繊維(A)、シリカフューム、セメントおよび水を混錬することにより製造することができる。また、本発明のセメント複合体は、上記のセメント組成物を硬化することによって製造することができる。
(1)平均繊維長
平均繊維長は、JIS L 1015のC法(直接法)に準拠して測定した。
(2)平均繊維径
JIS A 6208のC法(JIS L 1017法)に準拠して測定および算出した繊維径を平均繊維径と称した。
(3)アスペクト比
平均繊維長/平均繊維径を計算してアスペクト比を算出した。
(4)生モルタル流動性
混練工程の後に、水平に配置した50cm角のアルミ板にスランプコーン(高さ15cm、下面内径10cm、上面内径5cmの内側がくり貫かれた円錐柱)に生モルラルを摺り切りで注ぎ入れ、スランプコーンをゆっくり垂直に引き上げた。このとき生モルタルはアルミ板上に円形に広がる。このときの広がった円形の直径、または円形が歪んでいる場合は最短径と最長径の相加平均を、フロー値として計測した。このフロー値は生モルタルの流動性を反映している。
(5)セメント複合体の圧縮強度
セメント組成物を硬化させたセメント複合体である供試体についてJIS A 1108に準拠して測定した。
(6)セメント複合体の曲げ強度および曲げ靭性
セメント組成物を幅40mm×高さ40mm×長さ160mmの型枠に、生モルタルを打設し、20℃、90%RHで材齢28日まで養生して、供試体を製造した。上記供試体を、「JIS-R-5201」に準拠して3点曲げ測定した。より詳しくは、10トン用引張圧縮試験機(TOYO BALDWIN社製、UNIVERSAL TESTING INSTRUMENT MODEL UTM 10t)を用い、支点間距離10cmの中心を2mm/分の速度で圧縮し、曲げ応力-歪みの最大応力を曲げ強度として算出した。また、載荷点変位6mmまでの曲げ応力-歪み曲線の面積を曲げ靭性として算出した。
共重合型アラミド繊維(共重合型芳香族ポリアミド繊維、帝人株式会社製「テクノーラ」1670dtex、333フィラメント、引張強度3280GPa)をギロチンカット機で繊維長0.5mmに切断することで短繊維(A)を用意した。また、共重合型アラミド繊維(共重合型芳香族ポリアミド繊維、帝人株式会社製「テクノーラ」1670dtex、1000フィラメント)に160回/mの撚りを施した後、エポキシ樹脂(集束繊維の重量100重量%あたり13重量%)で集束した集束繊維(引張強度2600GPa)をギロチンカット機で繊維長30mmに切断して短繊維(B2)を用意した。
実施例1において短繊維(A)の代わりに共重合型アラミド繊維(共重合型芳香族ポリアミド繊維、帝人株式会社製「テクノーラ」4000dtex、200フィラメント、引張強度2680GPa)をギロチンカット機で繊維長0.5mmに切断した短繊維を用いた他は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表1に示す。
実施例1において短繊維(B2)を用いなかった他は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表1に示す。
実施例2において短繊維(B2)を用いなかった他は実施例2と同様にして実施した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、短繊維(A)の代わりに共重合型アラミド繊維(共重合型芳香族ポリアミド繊維、帝人株式会社製「テクノーラ」1670dtex、1000フィラメント、引張強度3410GPa)をギロチンカット機で繊維長3.0mmに切断した短繊維を用いた他は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表1に示す。
Claims (9)
- セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームを含有するセメント組成物において、シリカフュームは、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量を基準として5~25体積%含有され、さらに短繊維(A)を、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量100体積%を基準として1.0~7.0体積%含有し、短繊維(A)は平均繊維長0.1~1.5mmかつアスペクト比5~150の形状であり、引張強度2000MPa以上のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の短繊維であり、さらに、合成繊維の短繊維(B)を、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量100体積%を基準として0.2~3.0体積%含有し、該短繊維(B)は、平均繊維長10~50mmかつアスペクト比5~150の形状であることを特徴とする、セメント組成物。
- セメント組成物に占める短繊維(A)および短繊維(B)の合計の体積分率Vfが、セメント、水、骨材、減水剤およびシリカフュームの合計量100体積%を基準として3.0~8.0体積%である、請求項1記載のセメント組成物。
- 短繊維(B)が、引張強度300MPa以上の合成繊維のモノフィラメントの短繊維である、請求項1または2記載のセメント組成物。
- 短繊維(B)が、引張強度300MPa以上の合成繊維を樹脂で集束した集束短繊維の短繊維である、請求項1または2記載のセメント組成物。
- 短繊維(B)の合成繊維が、全芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維およびポリビニルアルコール繊維からなる群から選ばれるいずか1種以上である、請求項1または2記載のセメント組成物。
- 圧縮強度が120MPa以上である、請求項1乃至5のいずれかに記載のセメント組成物が硬化して得られるセメント複合体。
- JIS A1106の試験方法による曲げ強度が15MPa以上である、請求項1乃至5のいずれかに記載のセメント組成物が硬化して得られるセメント複合体。
- 平均繊維長0.1~1.5mmかつアスペクト比5~150の形状であり、引張強度が2000MPa以上の繊維の短繊維(A)、シリカフューム、セメントおよび水を混錬する工程を含むことを特徴とする、請求項1記載のセメント組成物の製造方法。
- 平均繊維長0.1~1.5mmかつアスペクト比5~150の形状であり、引張強度が2000MPa以上の繊維の短繊維(A)、シリカフューム、セメント、骨材および水を混錬する工程を含むことを特徴とする、請求項1記載のセメント組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019219826A JP7343377B2 (ja) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019219826A JP7343377B2 (ja) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | セメント組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021088485A JP2021088485A (ja) | 2021-06-10 |
JP7343377B2 true JP7343377B2 (ja) | 2023-09-12 |
Family
ID=76219283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019219826A Active JP7343377B2 (ja) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | セメント組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7343377B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010116274A (ja) | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Teijin Techno Products Ltd | 短繊維補強セメント成形体 |
JP2011088793A (ja) | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Teijin Techno Products Ltd | グラウト材補強材 |
JP2018111631A (ja) | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 帝人株式会社 | セメント補強用繊維材料 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1036151A (ja) * | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Izumiya Yakuhin Kk | 合成繊維解繊物のマスターバッチ |
-
2019
- 2019-12-04 JP JP2019219826A patent/JP7343377B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010116274A (ja) | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Teijin Techno Products Ltd | 短繊維補強セメント成形体 |
JP2011088793A (ja) | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Teijin Techno Products Ltd | グラウト材補強材 |
JP2018111631A (ja) | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 帝人株式会社 | セメント補強用繊維材料 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
金圭庸ら,各種繊維補強モルタルの高速耐衝撃性能および耐爆政能の評価,コンクリート工学年次論文集,2010年,Vol.32 No.1,P.257-262 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021088485A (ja) | 2021-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6470315B2 (ja) | セメント補強用繊維材料 | |
Bagherzadeh et al. | An investigation on adding polypropylene fibers to reinforce lightweight cement composites (LWC) | |
Afroughsabet et al. | The influence of expansive cement on the mechanical, physical, and microstructural properties of hybrid-fiber-reinforced concrete | |
Khalaj et al. | Modeling split tensile strength of high strength self compacting concrete incorporating randomly oriented steel fibers and SiO2 nanoparticles | |
US5298071A (en) | Interground fiber cement | |
Mohanta et al. | Study of Combined Effect of Metakaolin and Steel Fiber on Mechanical Properties of Concrete. | |
JP2010116274A (ja) | 短繊維補強セメント成形体 | |
JP2010180106A (ja) | 超高強度繊維補強モルタルの吹付け工法及びモルタル硬化体 | |
Kumar et al. | Impact resistance and strength development of fly ash based self-compacting concrete | |
JPH09295877A (ja) | 短繊維補強コンクリート | |
JP7343377B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP5758597B2 (ja) | 補強用材料および該補強用材料を含有する成形物 | |
T Abdulkareem et al. | Effect of steel fibers, polypropylene fibers and/or nanosilica on mechanical properties of self-consolidating concrete | |
JP2001302314A (ja) | 高靭性繊維補強コンクリート及びその製造方法 | |
Muktadir et al. | Comparison of compressive strength and flexural capacity between engineered cementitious composites (Bendable Concrete) and conventional concrete used in Bangladesh | |
JP5378754B2 (ja) | ポリマーセメント組成物 | |
JP2004315251A (ja) | 高強度・高靱性セメント複合体及びその製造法 | |
EP0632792B1 (en) | Interground fiber cement | |
JP5169368B2 (ja) | 自己治癒性水和硬化物及び低反応活性セメント材料 | |
JP5823698B2 (ja) | ポリマーセメント組成物 | |
Sridhar et al. | Mechanical Properties of Latex Modified Nylon Fibre Reinforced Concrete with Partial Replacement of Cement by Flyash | |
JP5275906B2 (ja) | セメント成形体補強用繊維 | |
JP5519437B2 (ja) | セメント成形体補強用短繊維 | |
Haidar Ali | Experimental Study on Hardened Properties of High Strength Concretes Containing Metakaolin and Steel Fiber | |
Satisha et al. | STUDY ON EFFECT OF POLYPROPYLENE FIBRES ON MECHANICAL PROPERTIES OF NORMAL STRENGTH CONCRETE WITH PARTIAL REPLACEMENT OF CEMENT BY GGBS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220909 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230816 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230831 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7343377 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |