JPH06287084A - 軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法 - Google Patents
軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法Info
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- JPH06287084A JPH06287084A JP18672392A JP18672392A JPH06287084A JP H06287084 A JPH06287084 A JP H06287084A JP 18672392 A JP18672392 A JP 18672392A JP 18672392 A JP18672392 A JP 18672392A JP H06287084 A JPH06287084 A JP H06287084A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】軽量にして曲げ強度が強く、かつ、のこぎり引
き、くぎ打ちが可能な硬化体を得る。 【構成】ポルトランドセメント、フライアッシュ、シリ
カヒューム、シリカ質系人工軽量骨材の混合物に水を加
え練り混ぜた後、炭素繊維を加え練り混ぜ、更に起泡剤
を添加して練り混ぜスラリを調製しする。そして、スラ
リを型枠内に注入して、湿空又は蒸気若しくは封かん養
生して凝結させ、その後オートクレーブ養生（高温高圧
蒸気養生）する。
き、くぎ打ちが可能な硬化体を得る。 【構成】ポルトランドセメント、フライアッシュ、シリ
カヒューム、シリカ質系人工軽量骨材の混合物に水を加
え練り混ぜた後、炭素繊維を加え練り混ぜ、更に起泡剤
を添加して練り混ぜスラリを調製しする。そして、スラ
リを型枠内に注入して、湿空又は蒸気若しくは封かん養
生して凝結させ、その後オートクレーブ養生（高温高圧
蒸気養生）する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に建築材料として用
いられる軽量炭素繊維補強硬化体の製造法に関する。
いられる軽量炭素繊維補強硬化体の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地価の高騰や人口の都市集中か
ら、土地の高度利用を目的とした建築物の高層化の必要
性が高まってきている。そのため、軽量で強度が高く、
しかも、不燃性を有する建築材料が望まれるようになっ
てきた。この要求にこたえるため、各種繊維を使用して
セメント系の繊維補強硬化体が製品化されている。現在
使用されている繊維としては、鋼繊維、ガラス繊維、合
成繊維及び炭素繊維が挙げられるが、これらの中で耐ア
ルカリ性に優れ、生化学的安定性に優れ、なおかつ、引
張り強度が鋼材よりも大きい性能を有する炭素繊維が新
しい繊維材料として注目されている。この炭素繊維を用
いたセメント系建材については、まだ歴史が浅く、製品
化されている例はあまり多くない。製品化されているも
のは、主に、建築物の外壁にカーテンウォールとして、
躯体重量の軽減や工期短縮のメリットから使用されてい
る。
ら、土地の高度利用を目的とした建築物の高層化の必要
性が高まってきている。そのため、軽量で強度が高く、
しかも、不燃性を有する建築材料が望まれるようになっ
てきた。この要求にこたえるため、各種繊維を使用して
セメント系の繊維補強硬化体が製品化されている。現在
使用されている繊維としては、鋼繊維、ガラス繊維、合
成繊維及び炭素繊維が挙げられるが、これらの中で耐ア
ルカリ性に優れ、生化学的安定性に優れ、なおかつ、引
張り強度が鋼材よりも大きい性能を有する炭素繊維が新
しい繊維材料として注目されている。この炭素繊維を用
いたセメント系建材については、まだ歴史が浅く、製品
化されている例はあまり多くない。製品化されているも
のは、主に、建築物の外壁にカーテンウォールとして、
躯体重量の軽減や工期短縮のメリットから使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
中には、曲げ強度や重量、加工性等の性能面ではまだま
だ満足できるまでには至っていない。特に、のこぎり引
きやくぎ打ちができる等の加工性を重要視した木材の代
替品となる可能性を持ったセメント系炭素繊維補強硬化
体は、発明者の知るかぎりほとんどない。又、炭素繊維
を混入したセメント系材料の製造には、オムニミキサと
いう特殊なミキサを用いないと、炭素繊維が均一に分散
しないという問題をもってるのが現状である。更に、原
料に火力発電所から副産されるフライアッシュをセメン
トと同量程度まで使用したセメント系炭素繊維補強硬化
体は見あたらない。
中には、曲げ強度や重量、加工性等の性能面ではまだま
だ満足できるまでには至っていない。特に、のこぎり引
きやくぎ打ちができる等の加工性を重要視した木材の代
替品となる可能性を持ったセメント系炭素繊維補強硬化
体は、発明者の知るかぎりほとんどない。又、炭素繊維
を混入したセメント系材料の製造には、オムニミキサと
いう特殊なミキサを用いないと、炭素繊維が均一に分散
しないという問題をもってるのが現状である。更に、原
料に火力発電所から副産されるフライアッシュをセメン
トと同量程度まで使用したセメント系炭素繊維補強硬化
体は見あたらない。
【０００４】本発明は、以上のような現状をふまえて、
原料に火力発電所から副産されるフライアッシュを多量
に使用し、凡用ミキサでの練り混ぜでも炭素繊維の分散
が均一で、更に軽量で曲げ強度が大きく、のこぎり引き
やくぎ打ちのできる加工性の優れた性能を有し、木材の
代替材料としても利用可能な軽量炭素繊維補強硬化体の
製造方法を手供することを目的としている。
原料に火力発電所から副産されるフライアッシュを多量
に使用し、凡用ミキサでの練り混ぜでも炭素繊維の分散
が均一で、更に軽量で曲げ強度が大きく、のこぎり引き
やくぎ打ちのできる加工性の優れた性能を有し、木材の
代替材料としても利用可能な軽量炭素繊維補強硬化体の
製造方法を手供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポルトランド
セメント、フライアッシュ、シリカヒューム、シリカ質
系人工軽量骨材の混合物に水を加え練り混ぜた後、炭素
繊維を加え練り混ぜ、更に起泡剤を添加して練り混ぜス
ラリを調製し、該スラリを型枠内に注入して、湿空又は
蒸気若しくは封かん養生して凝結させ、その後オートク
レーブ養生（高温高圧蒸気養生）して得ることを特徴と
する軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法を要旨とする。
以下にこれらを詳しく説明する。
セメント、フライアッシュ、シリカヒューム、シリカ質
系人工軽量骨材の混合物に水を加え練り混ぜた後、炭素
繊維を加え練り混ぜ、更に起泡剤を添加して練り混ぜス
ラリを調製し、該スラリを型枠内に注入して、湿空又は
蒸気若しくは封かん養生して凝結させ、その後オートク
レーブ養生（高温高圧蒸気養生）して得ることを特徴と
する軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法を要旨とする。
以下にこれらを詳しく説明する。
【０００６】本発明で用いるポルトランドセメントにつ
いては、特に限定するものではなく、一般に市販されて
いるものが使用できる。フライアッシュは石炭だき火力
発電所より副成されるもので、３０００〜３５００ｃｍ
2／ｇのブレーン値のものが好ましく、シリカヒューム
は平均粒径が０．５μｍ以下で、かつＳｉＯ2分組成が
９０重量％以上であるものが好ましい。シリカ質系人工
軽量骨材は、黒曜石を焼成発泡して製造される一般にパ
ーライトと呼ばれるもので、粒径５．０ｍｍ以下でかつ
ＳｉＯ2分組成が６０重量％以上であるもの、あるい
は、シラスと呼ばれる微細な砂状の火山灰を焼成発泡さ
せて製造される一般にシラスバルーンと呼ばれるもの
で、粒径が０．５ｍｍ以下で、かつＳｉＯ2分組成が６
０重量％以上であるものが好ましい。
いては、特に限定するものではなく、一般に市販されて
いるものが使用できる。フライアッシュは石炭だき火力
発電所より副成されるもので、３０００〜３５００ｃｍ
2／ｇのブレーン値のものが好ましく、シリカヒューム
は平均粒径が０．５μｍ以下で、かつＳｉＯ2分組成が
９０重量％以上であるものが好ましい。シリカ質系人工
軽量骨材は、黒曜石を焼成発泡して製造される一般にパ
ーライトと呼ばれるもので、粒径５．０ｍｍ以下でかつ
ＳｉＯ2分組成が６０重量％以上であるもの、あるい
は、シラスと呼ばれる微細な砂状の火山灰を焼成発泡さ
せて製造される一般にシラスバルーンと呼ばれるもの
で、粒径が０．５ｍｍ以下で、かつＳｉＯ2分組成が６
０重量％以上であるものが好ましい。
【０００７】炭素繊維は、原油を精製する過程で副産さ
れるヒッチから製造されるもので、炭素含有率９５重量
％以上で、繊維直径１０〜２０ミクロン、かつ繊維長さ
が３〜５０ｍｍのものが好ましい。
れるヒッチから製造されるもので、炭素含有率９５重量
％以上で、繊維直径１０〜２０ミクロン、かつ繊維長さ
が３〜５０ｍｍのものが好ましい。
【０００８】起泡剤としては、高級アルコール硫酸エス
テル系のものが好ましい。
テル系のものが好ましい。
【０００９】以上の原料以外に必要に応じて減水剤を加
えてもよい。もちろん要すれば、顔料や硬化促進剤等本
質的に本発明の趣旨を違えないものであれば配合するの
は自由である。
えてもよい。もちろん要すれば、顔料や硬化促進剤等本
質的に本発明の趣旨を違えないものであれば配合するの
は自由である。
【００１０】本発明における好ましい配合を示すと以下
のようである。
のようである。
【００１１】 ポルトランドセメント １００重量部 フライアッシュ ８０〜９０重量部 シリカヒューム ２０〜１０重量部 シリカ質系人工軽量骨材 ７〜１０重量部 炭素繊維 ２〜 ８重量部 水 ５０〜１００重量部 起泡剤 ０.０５〜０.２５重量部 減水剤 ４重量部以下 以上の配合及び次の手順で軽量炭素繊維補強硬化体を製
造する。
造する。
【００１２】ポルトランドセメント、フライアッシュ、
シリカヒューム及びシリカ質系人工軽量骨材の混合物に
水あるいは水と添加剤を加えて練り混ぜた後、炭素繊維
を加え練り混ぜ、更に起泡剤を添加して練り混ぜ、炭素
繊維が均一に分散したスラリを調製する。
シリカヒューム及びシリカ質系人工軽量骨材の混合物に
水あるいは水と添加剤を加えて練り混ぜた後、炭素繊維
を加え練り混ぜ、更に起泡剤を添加して練り混ぜ、炭素
繊維が均一に分散したスラリを調製する。
【００１３】なお、原料の練り混ぜは凡用のモルタルミ
キサでよい。
キサでよい。
【００１４】調製したスラリを型枠内に注入し、２０〜
６０℃で５〜２４時間湿空あるいは蒸気養生（封かん養
生でも可）して凝結せ、その後、１８０℃、１０気圧、
３〜５時間保持オートクレーブ養生（高温高圧蒸気養
生）して、軽量炭素繊維補強硬化体を製造する。
６０℃で５〜２４時間湿空あるいは蒸気養生（封かん養
生でも可）して凝結せ、その後、１８０℃、１０気圧、
３〜５時間保持オートクレーブ養生（高温高圧蒸気養
生）して、軽量炭素繊維補強硬化体を製造する。
【００１５】フライアッシュおよびシリカヒュームは、
それ自体水硬性はもたないが、セメントの水和反応によ
って生成するＣａ（ＯＨ）2とポゾラン反応を起こし、
安定な不溶性のけい酸カルシウム塩やアルミン酸カルシ
ウム塩を生成し硬化する。
それ自体水硬性はもたないが、セメントの水和反応によ
って生成するＣａ（ＯＨ）2とポゾラン反応を起こし、
安定な不溶性のけい酸カルシウム塩やアルミン酸カルシ
ウム塩を生成し硬化する。
【００１６】なお、シリカヒュームは、その粒子が綿状
に混入される炭素繊維間に入り込み炭素繊維を均一に分
散させており、凡用ミキサでの練り混ぜを可能にしてい
る。
に混入される炭素繊維間に入り込み炭素繊維を均一に分
散させており、凡用ミキサでの練り混ぜを可能にしてい
る。
【００１７】シリカ質系人工軽量骨材は、それ自体の比
重が非常に小さく、硬化体の比重を小さくし、加工性を
よくしている。
重が非常に小さく、硬化体の比重を小さくし、加工性を
よくしている。
【００１８】気泡剤は、原料の混入時に添加すること
で、硬化体内部に多数の小さな独立気泡を形成し、硬化
体の比重を小さくし、加工性をよくしている。
で、硬化体内部に多数の小さな独立気泡を形成し、硬化
体の比重を小さくし、加工性をよくしている。
【００１９】炭素繊維は、硬化体内に均一に分散して、
高い曲げ強度を発現させるとともに、製品化した部材の
角欠けを防止し、更に保釘性を向上させている。
高い曲げ強度を発現させるとともに、製品化した部材の
角欠けを防止し、更に保釘性を向上させている。
【００２０】
【発明の効果】以上要するに本発明は、ポルトランドセ
メント、フライアッシュ、シリカヒューム、シリカ質系
人工軽量骨材及び炭素繊維を主たる原料配合としてスラ
リを調製し、その後、湿空養生あるいは蒸気養生してス
ラリを凝結させた後、オートクレーブ養生（高温高圧蒸
気養生）するので、以下のような効果を持つ軽量炭素繊
維補強硬化体が得られる。
メント、フライアッシュ、シリカヒューム、シリカ質系
人工軽量骨材及び炭素繊維を主たる原料配合としてスラ
リを調製し、その後、湿空養生あるいは蒸気養生してス
ラリを凝結させた後、オートクレーブ養生（高温高圧蒸
気養生）するので、以下のような効果を持つ軽量炭素繊
維補強硬化体が得られる。
【００２１】（１）低比重であるにもかかわらず、硬化
体内に炭素繊維が均一に分散しているため、高い曲げ強
度が得られる。そのため、従来の炭素繊維補強セメント
に比べ、比曲げ強度が優れている。又、釘打ち可能で、
保釘性に優れている。
体内に炭素繊維が均一に分散しているため、高い曲げ強
度が得られる。そのため、従来の炭素繊維補強セメント
に比べ、比曲げ強度が優れている。又、釘打ち可能で、
保釘性に優れている。
【００２２】（２）セメント系製品でありながら、のこ
ぎり引き、くぎ打ちが可能であり、加工性に優れてい
る。
ぎり引き、くぎ打ちが可能であり、加工性に優れてい
る。
【００２３】
【実施例】表１に示す配合の軽量炭素繊維補強硬化体
を、凡用のモルタルミキサを用いて、次の手順で製造し
た。
を、凡用のモルタルミキサを用いて、次の手順で製造し
た。
【００２４】ポルトランドセメント、フライアッシュ、
シリカヒューム及びシリカ質系人工軽量骨材に水、もし
くは水及び減水剤を加え、１分間練り混ぜた後、炭素繊
維を混入し２分間練り混ぜた。その後、起泡剤を添加
し、更に、２分間練り混ぜ、スラリを調製した。次に、
スラリを型枠内に注入し、温度２０℃、湿度８０％で２
４時間湿空養生して凝結させた後脱型した。その後、温
度１８０℃、気圧１０ｋｇｆ／ｃｍ2で３時間保持オー
トクレーブ養生して硬化体を得た。
シリカヒューム及びシリカ質系人工軽量骨材に水、もし
くは水及び減水剤を加え、１分間練り混ぜた後、炭素繊
維を混入し２分間練り混ぜた。その後、起泡剤を添加
し、更に、２分間練り混ぜ、スラリを調製した。次に、
スラリを型枠内に注入し、温度２０℃、湿度８０％で２
４時間湿空養生して凝結させた後脱型した。その後、温
度１８０℃、気圧１０ｋｇｆ／ｃｍ2で３時間保持オー
トクレーブ養生して硬化体を得た。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１の配合により製造した軽量炭素繊維補
強硬化体の性能を表２に示す。
強硬化体の性能を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】本発明は、軽量にして曲げ強度が高く、か
つのこぎり引き、くぎ打ちが可能な硬化体を提供でき、
この硬化体は、前記の性能より建築材料として、きわめ
て適用範囲の広い資材である。
つのこぎり引き、くぎ打ちが可能な硬化体を提供でき、
この硬化体は、前記の性能より建築材料として、きわめ
て適用範囲の広い資材である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】本発明は、以上のような現状をふまえて、
原料に火力発電所から副産されるフライアッシュを多量
に使用し、汎用ミキサでの練り混ぜでも炭素繊維の分散
が均一で、更に軽量で曲げ強度が大きく、のこぎり引き
やくぎ打ちのできる加工性の優れた性能を有し、木材の
代替材料としても利用可能な軽量炭素繊維補強硬化体の
製造方法を手供することを目的としている。
原料に火力発電所から副産されるフライアッシュを多量
に使用し、汎用ミキサでの練り混ぜでも炭素繊維の分散
が均一で、更に軽量で曲げ強度が大きく、のこぎり引き
やくぎ打ちのできる加工性の優れた性能を有し、木材の
代替材料としても利用可能な軽量炭素繊維補強硬化体の
製造方法を手供することを目的としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】なお、原料の練り混ぜは汎用のモルタルミ
キサでよい。
キサでよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】なお、シリカヒュームは、その粒子が綿状
に混入される炭素繊維間に入り込み炭素繊維を均一に分
散させており、汎用ミキサでの練り混ぜを可能にしてい
る。
に混入される炭素繊維間に入り込み炭素繊維を均一に分
散させており、汎用ミキサでの練り混ぜを可能にしてい
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【実施例】表１に示す配合の軽量炭素繊維補強硬化体
を、汎用のモルタルミキサを用いて、次の手順で製造し
た。
を、汎用のモルタルミキサを用いて、次の手順で製造し
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 14:16 2102−4Ｇ 18:14 Ｚ 2102−4Ｇ 18:08） Ｂ 2102−4Ｇ (72)発明者 鈴木幸治 宮城県仙台市青葉区水の森１丁目13番８号
Claims (1)
- 【請求項１】 ポルトランドセメント、フライアッシ
ュ、シリカヒューム、シリカ質系人工軽量骨材の混合物
に水を加え練り混ぜた後、炭素繊維を加え練り混ぜ、更
に起泡剤を添加して練り混ぜスラリを調製し、該スラリ
を型枠内に注入して、湿空又は蒸気若しくは封かん養生
して凝結させ、その後オートクレーブ養生（高温高圧蒸
気養生）して得ることを特徴とする軽量炭素繊維補強硬
化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18672392A JP2653742B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18672392A JP2653742B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287084A true JPH06287084A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2653742B2 JP2653742B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=16193512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18672392A Expired - Lifetime JP2653742B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 軽量炭素繊維補強硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653742B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6821336B1 (en) * | 2003-08-15 | 2004-11-23 | Wisconsin Electric Power Co. | Electrically conductive concrete and controlled low strength materials having carbon fibers |
| US7578881B2 (en) | 2006-04-12 | 2009-08-25 | Wisconsin Electric Power Company | Electrically conductive concrete and controlled low strength materials having spent carbon sorbent |
| CN110606710A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-12-24 | 深圳市绿志新型建材研究院有限公司 | 无机再生骨料高强人造艺术石板材及其制备方法 |
| GB2586670A (en) * | 2019-06-28 | 2021-03-03 | Blackwood Benjamin | Decking Board |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371394A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Tokyo Electric Co Ltd | データフアイルコンバータ |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP18672392A patent/JP2653742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371394A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Tokyo Electric Co Ltd | データフアイルコンバータ |
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| GB2586670A (en) * | 2019-06-28 | 2021-03-03 | Blackwood Benjamin | Decking Board |
| GB2586670B (en) * | 2019-06-28 | 2024-02-14 | Blazeboard Ltd | Decking Board |
| CN110606710A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-12-24 | 深圳市绿志新型建材研究院有限公司 | 无机再生骨料高强人造艺术石板材及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653742B2 (ja) | 1997-09-17 |
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