JPH0489337A - 繊維補強コンクリート - Google Patents

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」 本発明は絨毬、カーペットなどのカーベット工場におい
で、カーペットのパイル部を切断する際に生じるカーペ
ット屑を繊維補強材として使った繊維補強コンクリート
に関するものである。

「従来の技術」 一般に、繊維補強コンクリートは、モルタル又はコンク
リート中に短い繊維状材料を一様に分散させて得られた
材料であって、コンクリート中に分散させた繊維状材料
により引張り強度やひび割れ強度を増すと共に、靭性を
高めて、コンクリートの有する脆さなどを改善したもの
である。

このような繊維補強コンクリートは、用いる繊維状材料
の種類によって、特性のみならず、製造方法から利用分
野まで異なる。たとえば繊維状材料としては、ヤング率
の太きいものを用いるほどひび割れ拘束能力が大きいの
で、一般に鋼繊維やガラス繊維が用いられる。一方、ナ
イロン、ポリプロピレン等の合成繊維ではヤング率が小
さいので（コンクリートの１／１０以下、鋼材の約１／
１００以下）、これを用いてもひび割れ拘束効果等の増
大は期待できないが、伸びが大きいので、耐衝撃性の改
善に対しては有効である。

従来、これら繊維状材料のうち鋼繊維とガラス繊維を使
ったコンクリートはブレーンコンクリートに比してその
特性が優れているために各種分野で実用に供されており
、またナイロン、ポリプロピレン繊維等の合成繊維から
は靭性に優れた複合材料が得られるため、主として石綿
セメント成型品における石綿（アスベスト）の代替品と
しての利用が検討されるようになってきた。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は前述した従来技術における次のような課題を解
決せんとするものである。

すなわち、近年では、アスベストの発癌性が問題となり
、アスベストの供給の問題、アスベストによる健康障害
などにより、アスベストに代わる繊維状材料を用いた代
替品の開発が要望されているが、例えばナイロン、ポリ
プロピレン繊維等の合成繊維では、未だコストが高く、
アスベストセメントに代わる有効適切な繊維補強コンク
リートが得られないという点である。

本発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目的
とするところは、安価なコストでアスベストセメントに
代わる有効適切な繊維補強コンクリートを提供すること
にある。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、本発明では、織り上がっ
たカーペットの上面あるいは縁部をそろえるためにカー
ペットのパイル部をカンタ−で切断する際に生じるカー
ペット屑を繊維補強材とし、当該繊維補強材をコンクリ
ート中に分散せしめたことを特徴とするものである。

また、前記カーペット屑としては、剪毛機用シャーリン
グ機によってパイル部を剪毛して生じたものを用いるの
が好ましい。

また、前記繊維補強材は少なくとも２種類の異形断面を
有する混繊維としたものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の繊維補強コンクリートの主材となるカーペット
屑は、カーペット工場において、カーペット表面の余部
（パイル部）の先端部分をカントすることにより生じる
ものを集めたもので、カーペット工場から発生するもの
すべてが用いられ、特にその種類、性質などは限定され
るものではない。

なお、パイル部の表面の切断（剪毛）には、通常、剪毛
機用シャーリング機が用いられるため、カーペット屑は
このシャーリング機のカッターによって剪毛されたもの
を主体として構成されることになる。

また、カーペットのパイル部は、短繊維を紡績して糸状
にしたアクリル、ナイロン、ポリエステル、羊毛、レー
ヨンなどの糸、あるいは、連続フィラメント糸を嵩高加
工したナイロン、ポリプロピレンなとの糸が適用されて
いるため、そのパイル部の先端部分を切断して集められ
たカーペスト屑は、カーペットを構成するこれらの繊維
によって変わるが、通常カーベット工場などではこれら
の繊維が屑状に絡み合った集合物となっている。

より詳しく説明すれば、カーペットは人間がその上で生
活するためのものであるから、見栄えのする外観や柔ら
かい弾発風合いが出るようにパイルを立毛状に植えつけ
ていることが多く、しかも人間や家具の重さによっても
倒れないように名実して植えつけられるので、カーペッ
トのパイル部を構成する単繊維のデニールは太く　（６
〜３０ｄ）、さらに合成繊維では異形断面にすることに
よってパイルの圧縮回復性がよくなるようにしである。

したがって、このようなパイル部の先端部分を切断する
ことにより生じるカーペット屑は、単繊維のデニールが
太く　（６〜３０ｃｌ）、さらに合成繊維では異形断面
となっており、かつ、これらの繊維が複雑に入り交じっ
て短繊維の集合物となっているものである。

特に、ナイロンやポリエステルなどの溶融紡糸法でつく
られる合成繊維は、好みの断面形が作りやすいので、回
復性に主眼をおいた三葉型、防染効果を付与した多角形
断面になっている。第１図ないし第３図はこのようなカ
ーペット屑の顕微鏡写真を示すもので、第１図は繊維形
状の外観を示す拡大写真、第２図は一例として三葉型を
した繊維形状の断面を示す拡大写真、第３図は補強コン
クリートにしたときの繊維の分散状況を示す破断面の拡
大写真であり、第３図に示すように補強コンクリートと
した場合には、カーペット屑がコンクリート中に均一に
分散された状態であることが確認された。

また、カーペットのフェースヤーンは紡績糸や嵩高加工
したフィラメント糸が使われており、いずれの糸にも外
観をよくするために巻縮がつけられているため、そのカ
ーペット屑も巻縮がつけられていることは言うまでもな
い。

また、紡績糸のフェースヤーンは、羊毛とナイロン混紡
のような異繊維混紡、異デニール混紡、異色綿ミックス
などにより構成されるので、これらのカーペット屑も、
結局は異繊維混紡、異デニル混紡、異色綿ミックスなど
により構成される。

「作用」 このようなカーペット屑を繊維状補強材としたコンクリ
ートを用いてコンクリート成型品を得るには、カーベッ
ト工場において、パイル部の先端部分を切断して生じた
カーペット屑を集め、このカーペット屑を、セメント、
骨材、および必要な混和材料とともに粉末のまま空練り
し、これに水を徐々に加えながら、混練ミキサーで練り
上げて、例えば押出成型機のホンパーに投入し、押出成
型用のスクリューで押し出しながら押出成型用ダイで所
定の形状に押し出し、これをその長さ方向に切断すれば
よい。

こうして得られたコンクリート成型品は、コンクリート
中にカーペットの繊維が、分散された状態で含まれてい
るため、曲げ破壊や引張強度の値が高くなり、この結果
、靭性が高くかつ引張強度、曲げ強度ならびにせん断強
度の高いコンクリート製品となり、アスベストセメント
製品の代替品として有効適切なものとなる。

特に本発明においては、カーベット工場から通常廃棄処
理される産業廃棄物であるカーペット屑を用いることに
より、これを有効に再利用することができるので、繊維
状材料のコストが安価に押さえられ、低価格な繊維補強
コンクリート製品を提供することができるといった利点
がある。

なお、前記カーペット屑の配合としては、従来における
アスベストでの配合と同様に考慮すれば良く、たとえば
セメントに０．５〜１０ｗｔ％のカーヘット屑を混ぜる
ことにより、アスベストスレートなどとして使われてい
た板と同様のあるいはそれ以上の性能のものを提供する
ことができる。

次に、本発明の試験例を示して本発明をさらに具体的に
説明する。

「試験例１」 通常のポルトランドセメント、珪砂および各種混和材料
に、カーペット屑（カーペットファイバー）を１ｗｔ％
、３ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％、づつそれぞれ添加し
たものを、ミキサーで空練りし、これに水を徐々に加え
ながら混線ミキサーで練り上げて、押出成型機のホンパ
ーに投入し、押出成型用のスクリューで押し出しながら
、押出成型用ダイ　（４０ｍｍＸ　４０ｍｍおよび直径
５０ｍｍ）より押し出し、これをカッターで所定の長さ
（１６０ｍｍおよび１００ｍｍ）に切断して、２種類の
供試体（４０ｍｍＸ４０ｍｍＸ　１６０ｍｍ角柱および
５０ｍｍφＸ１００ｍｍ円柱）を作製した。

また、合わせて、カーペット屑を添加しない場合（０ｗ
ｔ％）についも同様の製造方法により供試体を作成した
。

そして、これらを所定材令（１週、４週）において、Ｊ
　ｌ５−Ｒ−５２０１に貼じて以下の試験に供した。こ
こで、圧縮強度試験および割裂引張強度試験は円柱供試
体、また、曲げ強度試験は角柱供試体そして、比重試験
は両者で行なった。

この結果、第４図ないし第７図に示すような性能（比重
、圧縮強度、割裂引張強度、曲げ強度）の繊維補強コン
クリートが得られた。なお、第４図ないし第７図のグラ
フ中、○は材令１週、・は材令４週の供試体を示すもの
である。

第４図に示すように、比重に関して言えば、カーペット
屑を多く添加するほど比重が小さくなることがわかり、
また曲げ強度では、材令４週についての供試体は、カー
ペット屑を多く添加するほど曲げ強度が大きくなること
がわかった。

「試験例２Ｊ 通常のポルトランドセメントに、カーペット屑（カーペ
ットファイバー）を１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、７
ｗｔ％、ずつそれぞれ添加したものを、空練りし、これ
に水を加えながら混線ミキサーで練り上げて、押出成型
機のポンバーに投入し、押出成型用のスクリューで押し
出しながら、押出成型用ダイで直径５０ｍｍの断面円柱
形状に成型しつつ押し出し、これをカッターで１００ｍ
ｍの長さに切断して、供試体を作製した。また、合わせ
て、カーペット屑を添加しない場合（Ｏｗ　ｔ％）につ
いも同様の製造方法により供試体を作製した。

そして、これらの供試体を０ｗｔ％から順に供試体Ａ（
０ｗｔ％）、供試体Ｂ（１ｗｔ％）、供試体Ｃ（３ｗｔ
％）、供試体Ｄ　（５ｗｔ％）、供試体Ｅ　（７ｗｔ％
）とし、静弾性試験に供した。

第８図にこの静弾性試験の測定結果によって得た応力と
たてひずみとの関係を示し、第９図に、この静弾性試験
の測定結果によって得た応力とよこひずみとの関係を示
す。

これらの結果から、本発明により得られた繊維補強コン
クリート成型品は、靭性を増したことがねかった。

「発明の効果」 以上説明したように本発明にかかる繊維補強コンクリー
トによれば、次のような優れた効果を奏することができ
る。

（ａ）　　コンクリート中にカーペット屑すなわちカー
ペットの繊維が、複雑に混さ′つた集合物が分散させら
れた状態で含まれているため、曲げ破壊係数や引張強度
の値が高くなり、この結果、この繊維補強コンクリート
によれば、靭性が高くかつ弓張強度、曲げ強度ならびに
せん断強度の高℃）コンクリート製品を得ることができ
、アスベストセメント製品の代替品として有効適切なも
のとなる。

（ｂ）特に本発明においては、カーペット工場から通常
廃棄処理される産業廃棄物であるカーペット屑を用いる
ことにより、これを有効に再利用することができるので
、繊維状利料のコストが安価に押さえられ、低価格な繊
維コンクリート製品を提供することができるといった利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれカーペット屑の゛繊維形
状を電子顕微鏡写真で撮影した拡大写真を不すもので、
第１図は繊維の形状の外観を示す拡大写真、第２図は一
例としてζ葉型をした繊維の形状の断面を示す拡大写真
、第３図は補強コンクリートに分散された繊維の形状を
示す拡大写真、第４図ないし第７図は試験例１におり）
で求めたグラフを示すもので、第４図は比重を示すグラ
フ、第５図は圧縮強度を示すグラフ、第６図は割裂引張
強度を示すグラフ、第７図は曲げ強度を示すグラフ、第
８図及び第９図はそれぞれ試験例２１こおいて求めたグ
ラフを示すもので、第８図はたてひずみの測定結果を示
すグラ八第９図はよこひずみの測定結果を示すグラフで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）織り上がったカーペットの上面あるいは縁部をそろ
   えるためにカーペットのパイル部をカッターで切断する
   際に生じるカーペット屑を繊維補強材とし、当該繊維補
   強材をコンクリート中に分散せしめたことを特徴とする
   繊維補強コンクリート。 ２）前記カーペット屑は、剪毛機用シャーリング機によ
   ってパイル部を剪毛して生じたものであることを特徴と
   する請求項１記載の繊維補強コンクリート。 ３）繊維補強材は少なくとも２種類の異形断面を有する
   混繊維であることを特徴とする請求項１記載の繊維補強
   コンクリート。