JPH06192912A - セメント補強用繊維 - Google Patents

セメント補強用繊維

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JPH06192912A
JPH06192912A JP4358998A JP35899892A JPH06192912A JP H06192912 A JPH06192912 A JP H06192912A JP 4358998 A JP4358998 A JP 4358998A JP 35899892 A JP35899892 A JP 35899892A JP H06192912 A JPH06192912 A JP H06192912A
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JP
Japan
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fiber
cement
weight
calcium carbonate
polyvinyl alcohol
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JP4358998A
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English (en)
Inventor
Yosuke Takai
庸輔 高井
Kenji Yamashita
憲司 山下
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Daiwa Boseki KK
Daiwabo Co Ltd
Original Assignee
Daiwa Boseki KK
Daiwabo Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1055Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/107Acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0045Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
    • C04B2103/0051Water-absorbing polymers, hydrophilic polymers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリビニルアルコール繊維またはアクリル繊
維のセメントとの親和性と分散性を高め、セメント製品
の曲げ強度を一層向上させる。 【構成】 ポリビニルアルコール繊維またはアクリル繊
維に、平均直径が1μm未満の炭酸カルシウム微粉末を
繊維重量に対して2〜20重量%を含有させ、さらに望
ましくは上記繊維の表面に、炭素数8〜18のノルマル
アルキルホスフェートアルカリ金属塩を繊維重量に対し
て0.05〜10重量%付着させた。 【効果】 繊維固有の親水性に加えて繊維自体に含まれ
る炭酸カルシウムによって従来よりも更にセメントとの
親和性が向上し、セメントスラリーとよく混合してより
好ましく均一に分散し、曲げ強度を一層向上させること
がでる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメント製品の補強用
繊維、殊にセメント製品の曲げ強度特性を改善すること
ができる親水性のセメント補強用繊維に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、石綿に替わるセメント強化用繊維
として種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。特に、ポリビニルアルコール繊維やアクリル繊維は
親水性を有していることから、例えば特開平2−210
015号や特開平2−84506号公報にみられるよう
に、セメント強化用として利用されるに至っている。
【0003】そして従来のセメント補強用のポリビニル
アルコール繊維またはアクリル繊維は、合成繊維の中で
は比較的セメント製品にした場合のセメント製品の曲げ
強度への寄与率は高いものの、石綿、炭素繊維、ガラス
繊維等の無機繊維に比べてみるとセメント製品の曲げ強
度への寄与率に大きな差が見られる。このことは無機繊
維の単繊維強力とポリビニルアルコール繊維またはアク
リル繊維との単繊維強力に大きな差が見られるためであ
り、上記公報に記載されているように専ら単繊維強力や
伸度の増大に努力が払われている。
【0004】
【発明が解決すべき課題】しかしながら単繊維強力を増
大すると確実にセメント製品の性能アップが達成できる
が、曲げ強度への寄与率にはさほど効果が現れてない。
本発明者らは種々検討した結果、セメント製品の曲げ強
度は補強繊維の強度のほかにセメントとの親和性並びに
セメントスラリー中での繊維の分散性の良悪にに著しく
関係していることを知見した。
【0005】したがって本発明は、ホリビニルアルコー
ル繊維またはアクリル繊維とセメントとの親和性を更に
向上させることによって、セメント製品の曲げ強度への
寄与率を向上させることを目的としているものである。
【0006】
【発明が解決するための手段】本発明は、ポリビニルア
ルコール繊維またはアクリル繊維に炭酸カルシウム微粉
末を含有させることによってセメントとの親和性をよく
し、セメント製品の曲げ強度を向上させた。即ち本発明
のセメント補強用の繊維は、ポリビニルアルコール繊維
またはアクリル繊維に平均直径が1μm未満の炭酸カル
シウム微粉末を繊維重量に対して2〜20重量%を含有
させてセメント補強用の繊維となしたことを特徴とする
ものである。
【0007】また本発明のセメント補強用の繊維のより
好ましい特徴は、上記炭酸カルシウム微粉末を含有させ
た繊維に、さらに炭素数8〜18のノルマルアルキルホ
スフェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して0.05
〜10重量%付着されている点にある。
【0008】本発明に用いる炭酸カルシウム微粉末は、
平均直径が1μm未満、好ましくは0.6μm未満で、
2μm以上の粒子を含まないことが好ましい。このよう
な炭酸カルシウムであれば製品繊度1〜20デニールの
繊維を安定して紡糸することができる。
【0009】繊維中に混入する炭酸カルシウムの量は繊
維重量に対して2〜20重量%、好ましくは6〜12重
量%であって、混入する炭酸カルシウム量が2重量%未
満では、セメント製品の曲げ強度を顕著に向上させるこ
とができず、20重量%を超えると安定して繊維を得る
ことができない。また炭酸カルシウム微粉末は、繊維原
料に混入する前に、例えば金属石鹸等の界面活性剤で処
理することがより一層好ましい。
【0010】また繊維に付着するアルキルホスフェート
塩は、炭素数8〜18のノルマルアルキル基を有するモ
ノアルキルエステルまたはジアルキルエステルで、この
ナトリウム塩もしくはカリウム塩であり、アルキルホス
フェート塩の付着量が0.05〜10重量%が好まし
く、0.05重量%未満であると不十分であり、0.0
5重量%以上であればよいが、10重量%を超えても効
果は殆ど向上しない。
【0011】本発明の繊維を形成するポリビニルアルコ
ールまたはアクリルについては特に限定を要するもので
はなく、ポリビニルアルコールにあってはその重合度が
1500以上、ケン化度が95モル%以上であればよ
く、アクリルにあっては、アクリロニトリルを主成分と
する一般的なポリマーでよく、アクリロニトリルが80
重量%以上であればよい。ポリビニルアルコールまたは
アクリルの紡糸方法は通常の湿式法、乾式法、乾湿式法
を用い、その後、延伸、中和、湿熱延伸、水洗を常法に
従って実施すればよく、その後にアルキルホスフェート
塩を付着させ、所望の長さにカットすればよい。
【0012】本発明の上記セメント補強用の繊維は、セ
メント成型体の乾燥セメントマトリックスに対して0.
5〜5重量%添加されることが好ましく、0.5重量%
未満では繊維補強効果が得られず、5重量%を超えると
曲げ強度が逆に低下して不都合とある。
【0013】
【作用】本発明のセメント補強用の繊維を湿潤下におく
ことにより、繊維の表面近傍において炭酸カルシウムか
ら解離したカルシウムイオン濃度が高くなり、セメント
マトリックスとの親和性を向上させる。更に繊維にアル
キルホスフェート塩を付着させると該アルキルホスフェ
ート塩のイオン交換が生じ、アルキルホスフェートカル
シウム塩が繊維表面に固着し、繊維の親水化が一層増大
し、セメントスラリー中への繊維の均一な分散性が向上
する。また湿潤下では繊維の炭酸カルシウムの解離が進
み、カルシウムイオン濃度が増大し、かつ繊維表面は繊
維処理剤不溶物とセメント粒子の混合物で覆われている
のでセメントマトリックスとの親和性が従来の繊維に比
べて格段に向上し、本発明の繊維を補強用に用いたセメ
ント成型体の曲げ強度が従来品に比べて大幅に改善され
る。
【0014】
【実施例】
[実施例1] 重合度3500、ケン化度99モル%の
ポリビニルアルコールを13%の濃度で水に溶解し、更
にポリビニルアルコールに対してホウ酸を2.5%添加
し、平均粒径0.5μmの金属石鹸で処理した炭酸カル
シウム微粉末を8重量%添加して紡糸原液とした。該紡
糸原液をノズルを通して70℃の水酸化ナトリウム1.
5重量%、芒硝34重量%の凝固浴に紡糸し、延伸を行
い、中和後、湿熱延伸し、水洗の後、ラウリルホスフェ
ートカリウムを0.5重量%付着させ、カットし、2デ
ニール、6mm長の短カット繊維を得た。
【0015】次に5lの水道水に普通ポルトランドセメ
ント400g、珪砂100g、該短カット繊維7.5g
を順次投入、混合してセメントスラリーを調液した。こ
のスラリー液に凝集剤(商品名:アイケイフロック、市
川毛織株式会社製)0.02重量%液を20ml添加
し、底面積が250mm×250mmのモールド容器中
に、スラリー液を注入し、60メッシュの金網を通して
脱水して抄造し、厚さ約5mmの平板状の半可塑状成型
物を得た。
【0016】この半可塑状成型物を40kg/cm2
圧力で1分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤下
で28日間放置して自然養生後、セメント製品の曲げ強
度を測定した。その結果を表1に示す。
【0017】尚、曲げ試験はJIS−A−1408に順
じて測定した。
【0018】[比較例1] 実施例1の紡糸原液に炭酸
カルシウム微粉末を添加しなかった以外は実施例1と同
様とし、養生後の圧縮成型物のセメント製品の曲げ強度
を測定した。その結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】[実施例2] アクリロニトリル99重量
からなりジメチルホルムアミドを溶剤とした10%濃度
に平均粒径0.5μmの金属石鹸で処理した炭酸カルシ
ウム微粉末を8重量%添加して紡糸原液とした。該紡糸
原液をノズルを通して30℃のジメチルホルムアミドと
水を各50重量%の凝固浴に紡糸し、延伸を行い、水洗
の後、ラウリルホスフェートカリウムを0.5重量%付
着させ、カットし、2デニール、6mm長の短カット繊
維を得た。
【0021】次に実施例1と同様に5lの水道水に普通
ポルトランドセメント400g、珪砂100g、該短カ
ット繊維7.5gを順次投入、混合してセメントスラリ
ーを調液した。このスラリー液に凝集剤(商品名:アイ
ケイフロック、市川毛織株式会社製)0.02重量%液
を20ml添加し、底面積が250mm×250mmの
モールド容器中に、スラリー液を注入し、60メッシュ
の金網を通して脱水して抄造し、厚さ約5mmの平板状
の半可塑状成型物を得た。
【0022】この半可塑状成型物を40kg/cm2
圧力で1分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤下
で28日間放置して自然養生後、セメント製品の曲げ強
度を測定した。結果を表2に示す。
【0023】尚、曲げ試験はJIS−A−1408に順
じて測定した。
【0024】[比較例2] 実施例2の紡糸原液に炭酸
カルシウム微粉末を添加しなかった以外は実施例1と同
様とし、養生後の圧縮成型物のセメント製品の曲げ強度
を測定した。その結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明のセメント補強用繊維は、繊維固
有の親水性に加えて繊維自体に含まれる炭酸カルシウム
によって従来よりも更にセメントとの親和性が向上し、
セメントスラリーとよく混合してより好ましく均一に分
散するため、各単繊維がセメント補強用繊維として有効
に働き、セメント製品の衝撃強度を損なうことなく曲げ
強度を一層向上させることができる。 整理番号 PDCA004−×× 化学式等を記載した書面 明細書
【表1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルアルコール繊維に、平均直径
    が1μm未満の炭酸カルシウム微粉末が繊維重量に対し
    て2〜20重量%を含んでなることを特徴とするセメン
    ト補強用繊維。
  2. 【請求項2】 アクリル繊維に、平均直径が1μm未満
    の炭酸カルシウム微粉末が繊維重量に対して2〜20重
    量%を含んでなることを特徴とするセメント補強用繊
    維。
  3. 【請求項3】 請求項1、請求項2記載のセメント補強
    繊維に、さらに炭素数8〜18のノルマルアルキルホス
    フェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して0.05〜
    10重量%付着されていることを特徴とする「請求項
    1」または「請求項2」記載のセメント補強用繊維。
JP4358998A 1992-12-24 1992-12-24 セメント補強用繊維 Pending JPH06192912A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002010085A1 (fr) * 2000-07-28 2002-02-07 Toray Industries, Inc. Fibre de renfort de beton
EP1769108A1 (fr) 2004-05-25 2007-04-04 Saint-Gobain Materiaux de Construction S.A.S Fibre polymerique chargee, son procede de fabrication, son utilisation et composition comprenant de telles fibres
JP2017105669A (ja) * 2015-12-09 2017-06-15 株式会社クラレ セメント補強用耐アルカリ性有機繊維
CN111205036A (zh) * 2020-01-18 2020-05-29 杭州申华混凝土有限公司 一种高强轻质混凝土及其制备方法
CN116161890A (zh) * 2023-04-26 2023-05-26 湖南大学 一种碳酸钙微纳米颗粒包覆碳纤维粉复合材料及其制备方法与应用

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