JPH02267146A

JPH02267146A - 高強度繊維補強コンクリート組成物とそれを使用した製品及びその製品の製造方法

Info

Publication number: JPH02267146A
Application number: JP8785489A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kosuge; 啓一小菅; Masaaki Mashita; 昌章真下; Etsuro Sakai; 悦郎坂井
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は高強度繊維補強コンク’Ｊ　−ト組成物、該組
成物を使用した高強度繊維補強コンクリート製品及びそ
の製品の製造方法に関する。

〈従来の技術とその課題〉従来、繊維補強コンクリート製品、例えば、屋根材、壁
材及びブロック等は、例えば、石綿や耐アルカリガラス
繊維など及びフィブリル化した有機フィルムより製造し
たネットを積層したものを補強繊維として使用し、非常
に有用であることが知られている。

しかしながら、石綿を使用した繊維補強コンクリート製
品は、石綿が公害源となることから、使用の禁止が切望
されており、環境規制も強化されている。

石綿に代わる繊維として耐アルカリガラス繊維やセラミ
ック繊維があるが、これら繊維は価格が著しく高（、建
材あるいはコンクリート製品への使用には経済的な面か
ら難しいという課題があった（ガラスの事典、１９８５
年朝倉１店発行）。

また、パルプや合成繊維等の有機繊維は、表面が平滑で
あるため、応力がかかった時に抜けてしまうという課題
や、可燃性を有するので、多量に添加すれば建材として
の難燃性が阻害されるといった課題があった。

一方、マＩ・リックスであるセメント自体の強度を改善
する方法が種々検討されているが、基本的には水セメン
ト比を低下させ、空隙を減少させるため、耐火試験時に
爆裂が発生するなどの課題があった。

さらに、補強繊維としてフィブリル化した有機フィルム
より製造したネットを積層したものを使用することも提
案されている（特公昭５５−４６８６８号公報）が実質
的な曲げ強度は改善されてなく、繊維量が多いため耐火
性が劣る課題があった。

本発明者らは、上記課題を解決ずべ（種々検討した結果
、特定の組成物を使用することによって、経済的に優れ
、石綿使用の繊維補強コンクリート製品に匹敵する高強
度を有し、しかも、充分な難燃性を有する高強度繊維補
強コンクリート製品が得られる知見を得て、本発明を完
成するに至った。

〈課題を解決するための手段〉即ち、本発明は、セメント質物質、不活性無機粉、超微
粉、高性能減水剤、補強繊維、骨材及び水を主成分とす
る高強度繊維補強コンクリート組成物であり、該組成物
を混練りし、成形してなる高強度繊維補強コンクリート
製品であり、さらには、その製品の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用するセメント質物質（以下セメント質とい
う）とは、普通・早強・超早強・白色・耐硫酸塩の各種
ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメント
にスラグやフライアッシュなどを混合した混合セメント
などのセメント、さらには、これら各種セメン１−とポ
ゾラン反応性物質や潜在水硬性物質を併用したものであ
る。

ポゾラン反応性物とは水酸化カルシウムとともに、硬化
可能な反応性のケイ酸を含む物質で、例えば、ライアッ
シュ、シラスバルーン、もみがら灰及び高炉スラグ等又
はその混合物である。

潜在水硬性物質とは、例えば、高炉スラグのように、そ
れ自身では水硬性を示さないが、アルカリなどの刺激剤
と併用することにより、強固に硬化するものである。

刺激剤としては、各種セメント、水酸化カルシウム及び
セソコウ等の一種又は二種以上が使用可能である。

ポゾラン反応性物又は潜在水硬性物質の使用量は、セメ
ント１００重量部に対し、通常５〜９５重量部が好まし
く、強度発現性や爆裂防止の面から、４０〜６０重量部
がより好ましい。

セメント物の粒度は、特に限定されるものではないが、
通常平均粒径１０〜５０μ程度である。

本発明で使用する不活性無機粉（以下無機粉という）と
は、水和反応に対して不活性な無機質固体材料の粒子か
らなる粉体である。

無機粉を構成する成分的な制限は特になく、酸化物や非
酸化物系のセラミックス粉などが使用可能である。具体
的には、シリカ、アルミナ、ムライト、マグネシア、ス
ピネル、炭化けい素及び各種窒化物等があり、経済性を
考慮すると、石粉などの鉱物質微粉末の使用が好ましい
。

無機粉の粒度は、特に制限されるものでばないが、強度
発現性の面からセメント物と同程度の平均粒径、例えば
、１０〜５０１１程度のものの使用が好ましい。

無機粉の使用量は、特に制限されるものではないが、セ
メント質１００重量部に対し、５〜９５重量部が好まし
く、強度発現性や爆裂防止の面から、４０〜６０重量部
が好ましい。

本発明で使用する超微粉とは、平均粒径がセメント質よ
り少なくとも１オーダー低いものであり、特に、混練物
の流動性の面から、平均粒径が２オーダー低いものが好
ましい。

具体的には、炭酸カルシウム、シリカゲル、オパール質
けい石、フライアッシュ、スラグ、酸化チタン及び酸化
アルミニュム等が挙げられ、特に、シリコン、含シリコ
ン合金及びジルコニアを製造する際に副生ずるシリカダ
スト（シリカヒユーム）やシリカ質ダスト、高炉スラグ
の粉砕・分級品の使用が好ましい。

超微粉の使用量は、セメント質９７〜６０重量部に対し
、３〜４０重量部が好ましい。３重量部未満では高強度
を得ることが難しく、４０重量部を越えると、混練物の
流動性が低下し、成形物を得ることが難しく、強度発現
も不充分になる傾向がある。

本発明で使用する高性能減水剤（以下本減水剤という）
とは、多量に添加しても凝結の過遅延や過度の空気連行
を伴わない、分散能力の大きな界面活性剤であって、ナ
フタレンスルボン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラ
ミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分子量
りゲニンスルホン酸塩及びポリカルボン酸塩等を主成分
とするものが挙げられる。

本減水剤は、混練物を低水比で得るために必要なもので
あり、従来の使用量は、セメント１００重量部に対して
固形分換算で０．３〜１重量部であったが、本発明では
、それよりも多量に添加することが好ましい。具体的に
は、セメント質と超微粉との混合物１００重量部に対し
、固形分換算で多くとも１０重量部であり、それより多
量に使用すると硬化反応にかえって悪影響を与える傾向
がある。

本発明で使用する補強繊維とは、一般に使用されている
ものでよく、例えば、ビニロン・ポリプロピレン・ポリ
エチレン・アクリロニトリル・アラミド・セルロース等
の天然又は合成の有ａ繊維、スチール・ステンレス・ア
ルミナ等の金属・天然・合成鉱物繊維及び炭素繊維等が
挙げられる。

補強繊維の使用形態としては、チョツプドファイバー以
外に、繊維によって得られた、例えば、ネット、ロンド
、マット及び織物等の繊維集合体であり、そのうち、薄
物製品では、その経済性の面から、ネット状製品が好ま
しく、補強効果、軽量化及び経済性の面から、有機繊維
のネット状製品が特に好ましい。

また、繊維集合体として、予め無機粉末を含有した繊維
集合体を使用することは好ましく、繊維集合体として合
成繊維のネットがより好ましく、各種セメント物との馴
染みの面から、ポリプロピレンのネットが最も好ましい
。

含有する無機粉末は、補強繊維と馴染みがよいものであ
れば良く、例えば、各種セメント、炭酸カルシウム及び
各種硫酸塩又はこれらの混合物が挙げられる。

補強繊維の使用量は、本発明の高強度繊維補強コンクリ
ート組成物１００体積部に対し、１０体積部以下が好ま
しく、５体積部以下がより好ましく、２体積部以下が最
も好ましい。

本発明で使用する骨材は、通常セメント・コンクリート
分野で使用されるものであれば、特に制限されるもので
はないが、より硬質な骨材が好ましい。特に、モース硬
度６以上、好ましくは７以上、又は、ヌープ圧子硬度７
００ｋｇ／ｍｍ２以上、好ましくは８００ｋｇ／ｍｍ２
以上のいずれかの基準で選択されるものを使用すること
は、強度を著しく向上させる面から好ましい。

上記基準を満足するものとしては、けい石、エメリー、
黄鉄鉱、磁鉄鉱、黄玉、ローソン石、コランダム、ツェ
ナサイト及びスピネル等が挙げられる。

骨材の使用量はセメント質１００重量部に対して、５０
０重量部程度までである。

上記材料の他、通常コンクリートに使用されている、例
えば、膨張材、急硬材及び収縮低減剤等あるいは、各種
の化学混和剤などの混和材料の併用も可能である。

上記各材料の混合又は混練方法は、均一に混合又は混練
できればいずれの方法でも良く、混合順序・混合・混練
方法は、特に限定されるものではない。

混練物の成形方法は、特に限定されるものではないが、
プレス成形、押出成形及び押出成形後プレス成形する方
法が高強度を得る面から好ましい。

ここでいうプレス成形とは、混練物を油圧などのプレス
機やロール圧延などにより成形することである。また、
押出成形とは、一般にセメント製品の成形に使用されて
いる押出成形機を使用して成形することである。さらに
、押出成形後プレス成形する方法とは、上記成形方法を
組み合わせた方法である。

また、繊維集合体を使用する場合の成形方法は、繊維集
合体へ上記混練物を付着する方法やハンドレーアツブ法
なども使用可能である。

養生方法としては、通常使用されている方法で良く、常
温養生・蒸気養生・高温高圧養生などが適用される。

〈実施例〉以下、実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１゜表−１に示す配合を用い、千代田技研工業■製オムニミ
キサーにより混練物を得た。その混練物をプレス圧１０
０Ｋｇ／ｃｍ２でプレス成形し長さ９０ｃｍ、幅４５ｃ
ｍ、厚さ０．５ｃｍの板状体を成形し、常法により養生
硬化させ、その後、曲げ強度試験を実施した。結果を表
−１に併記する。

〈使用材料）セメント質−Ａ：ユニオンセメント社製、早強ポルトラ
ンドセメン１〜Ｂ：電源開発社製、電光フライアッシュ二日木軽金属工業■製、アルミナ微粉ＭＡ二日本重化社製、シリカヒユーム：第−工業製薬社製、商品名「セルフロー１１０ＰＪ主成分、β−ナフタレンスルホン酸縮合物塩Ｃ：帝国産業社製、ポリプロピレン繊維Ｄ：クラレ社製、ビニロン繊維砕砂：水道水骨材水補強繊維無機粉超微粉本減水剤実施例２゜表−２に示す配合を用いたこと以外は、実施例１、と同
様に行い、長さ１８ｃｍ、幅１８ｃｍ、厚さ０．５ｃｍ
の板状体を得た。これを、建設省告示第１８２７号の不
燃試験（表面試験）により試験した。結果を表−２に併
記する。

試験の結果、実施例の板状体には全厚にわたる溶融、亀
裂及びその他の有害な変形が認められなかったが、比較
例の板状体は爆裂により粉々となった。

〈発明の効果〉本発明の高強度繊維補強コンクリート組成物を用いるこ
とにより、高強度で、有害な石綿を含まず、耐火性や耐
爆裂性に優れ、経済的である、高強度繊維補強コンクリ
ート製品の製造が可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント質物質、不活性無機粉、超微粉、高性能
減水剤、補強繊維、骨材及び水を主成分とする高強度繊
維補強コンクリート組成物。
（２）請求項１記載のコンクリート組成物を混練りし、
成形してなる高強度繊維補強コンクリート製品。
（３）請求項１記載のコンクリート組成物を混練りし、
成形してなる高強度繊維補強コンクリート製品の製造方
法。