JPH06340462A

JPH06340462A - 繊維強化セメント複合材料

Info

Publication number: JPH06340462A
Application number: JP4285825A
Authority: JP
Inventors: Akira Kojima; 昭小島; Seitaro Takahashi; 清太郎高橋
Original assignee: SANSOU KK
Current assignee: SANSOU KK
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-12-13
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP3421366B2

Abstract

(57)【要約】【構成】フライアッシュファイバー及び促進剤を含有
する繊維強化されたポルトランドセメント系セメント複
合材料。【効果】低廉で経済性に優れ、且つ高い機械的強度を
有するセメント複合材料が簡便に得られ、従来の課題で
あった石炭灰を有効利用できる。更に加圧スチーム養生
を行うことにより、早期強度の発現が可能となる。種々
のセメント製品及びコンクリート製品に広範に適用でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた機械的強度を有
する繊維強化セメント複合材料、特に安価なポルトラン
ドセメント系複合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート系材料は、圧縮荷重に対し
ては極めて強固であるが、引張り荷重や曲げ荷重には問
題があることから、鉄線などが補強材として使用されて
いる。更に、建築材料全般に軽量化が求められ、補強材
として各種強化繊維が使用され始めている。繊維で補強
する理由には、ひび割れ防止もある。その場合の強化繊
維としては、スチールファイバー、ガラス繊維、炭素繊
維、石綿繊維、ビニロン等の合成繊維等が知られている
が、それぞれ種々の問題を有している。

【０００３】スチールファイバーは、比重が大きいため
に、製品中に均一に分配配置させることが困難である。
また、腐食は避けられないことから、長期強度の低下は
のがれられない。また、ガラス繊維はアルカリ性溶液に
は溶けることから、通常のセメントペースト中に分散す
ると溶解してしまう。そのため、セメント系材料の強化
材としてガラス繊維を用いる場合には、ジルコニア成分
を多く含む耐アルカリ質のものでなければならない。そ
れによって、密度が高く、重くなると共に、価格も高く
なる。

【０００４】炭素繊維は、耐薬品性に富むことや、機械
的強度が優れていることから、カーテンウォールなどに
大量に使用され始めている。しかし、炭素繊維自体の密
度が１．５〜１．８ｇ／cm³程度と小さいので、モルタ
ルやコンクリート中に分散しにくいことや、高価格であ
ること、耐酸化性がないなどの問題があることから、使
用範囲が限定されている。更に、炭素繊維は導電性であ
ることからコンクリート内部の鉄筋などと接触すると、
局部電池が生成し、鉄筋の腐食が促進される。また、金
属製の型枠を使用して複合材料を作ると、炭素繊維と型
枠との間に局部電池が生じ、型枠の損傷が激しくなる。
従って、特に建築材料のコンクリート材料には電気絶縁
性の強化繊維が望まれる。

【０００５】石綿繊維は、耐火性で低価格であることか
ら、セメント二次製品分野で大量に使用されてきた。し
かし、石綿繊維は発ガン性をもっていることから使用が
制限され始め、やがては停止されようとしている。ビニ
ロン等の合成繊維は、それを分散したコンクリート製品
の変形性が大きいことが特徴であることから、最近利用
され始めている。しかし、ビニロン自体の機械的強度は
低く、ビニロンを添加しても強度補強にはならない。ま
た、当然の如く、熱に対して弱い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来の種
々の繊維補強材の有する種々の問題に鑑み、本発明者は
セメント系材料の補強材として、フライアッシュファイ
バーを用いる可能性について種々検討を試みている。フ
ライアッシュファイバーは、火力発電所から大量に廃棄
される石炭灰（フライアッシュ）を高温で溶解、繊維化
したものであり、このフライアッシュファイバーを使用
した種々の建築材料の可能性を追求した。

【０００７】まず、生産量及び消費量の最も多い普通ポ
ルトランドセメントを使用し、フライアッシュファイバ
ー強化セメント複合材料を製作したところ、フライアッ
シュファイバーを強化材として用いることによって、曲
げ強度や圧縮強度等の機械的強度の強化されることが判
った（特願平４−６５８２５号）。しかしながら、汎用
される普通ポルトランドセメントをマトリックス（母
材）とした場合には、その曲げ強度について、建築材料
として充分に満足できるほどの補強効果を得るまでには
至らなかった。

【０００８】更に、マトリックスとして耐火性の高いア
ルミナセメントを用いたところ、機械的強度、特に曲げ
強度に優れ、しかも１０００℃の如く極めて高温度下に
おいても良好な機械的強度を維持し、耐火性及び熱衝撃
性の極めて優れた建築材料が得られることが判った（特
願平４−２１６１００号）。

【０００９】しかしながら、アルミナセメントの価格
は、普通ポルトランドセメントと比較すると６〜８倍、
グレードによっては１０倍も高価格であった。従って、
普通ポルトランドセメントを用いても充分に機械的強度
が確保されれば、特に高温度を必要とする分野でなけれ
ば、高価格のアルミナセメントを用いる必然性はなくな
ることになる。そこで、より安価なセメント、特にポル
トランドセメントを使用しても充分な機械的強度を有す
るフライアッシュファイバーで強化されたセメント複合
材料の開発について検討するに至った。

【００１０】そこで、請求項１記載の発明は、上記課題
に鑑みてなされたものであり、高い機械的強度を有し、
且つ安価な、新規繊維強化セメント複合材料を提供する
ことを目的とするものである。請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明において更に安価な新規繊維強化セ
メント複合材料を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、補
強材としてフライアッシュファイバーを含有し、且つ促
進剤を含有することを特徴とする繊維強化されたポルト
ランドセメント系セメント複合材料、特にマトリックス
として普通ポルトランドセメント用いた繊維強化セメン
ト複合材料により達成されることが判った。

【００１２】上記の如く、フライアッシュを高温溶解
し、繊維化して得られる耐火性の高いフライアッシュフ
ァイバーを補強材とする可能性を追求し、アルミナセメ
ントをセメント材として用いたところ、極めて機械的強
度の優れたセメント複合材料が得られた。そこで、種々
考慮の結果、アルミナセメントの低アルカリ性及び早強
性に着目し、本発明に到達したものである。本発明に従
い、凝結調節剤の中の促進剤を添加することにより、ア
ルミナセメントの如く高価格なセメント材でなく、本分
野で汎用されるポルトランドセメント系セメント材を用
いても、充分に優れた機械的強度を有する繊維強化セメ
ント複合材料が得られることが判明した。

【００１３】本明細書における促進剤とは、セメントと
水との反応を促進する混和剤をいい、セメントとの水和
反応を瞬結させる急結剤をも含むものである。また、促
進形の減水剤やＡＥ減水剤も、促進剤の含まれ、本発明
において有効に用いることができる。

【００１４】本発明で用いられるフライアッシュファイ
バーは、石炭を燃焼させた際に副生する石炭灰（フライ
アッシュ）を千数百度の高温で溶融紡糸して繊維化する
ことにより得ることができる。原料のフライアッシュは
ロックウールの原料となる玄武岩や安山岩又は高炉スラ
グ等の化学組成と類似しているが、製造技術の進歩によ
り、ロックウールよりはるかに優れた特性を有する高性
能の繊維の製造が可能である。

【００１５】フライアッシュファイバーはロックウール
に比して、比較的繊維長を長くできるため断熱性の点で
有利であり、また溶融温度が高いことから耐熱性に優れ
ている。更に、上記の如きフライアッシュの有効利用と
いう社会的要請に合致すると共に、経済性に優れてい
る。

【００１６】原料となるフライアッシュの成分は、石炭
の産地によって異なっているが、主たるものは二酸化ケ
イ素（シリカ）とアルミナであり、この２つの無機質
で、全体の６０〜８０％を占める。その他、少量の酸化
第二鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどが含ま
れている。フライアッシュファイバーの品質保持のため
には、原料であるフライアッシュの成分が安定している
ことが好ましい。また、できるだけ二酸化ケイ素含量が
低く、アルミナ含量が高いフライアッシュの方が、高温
における粘度が小さく低温融解が可能と考えられるため
好ましい。また、フライアッシュファイバーの高温にお
ける粘性や溶解性を調整するために、フライアッシュに
石灰岩等の副原料を添加することができる。

【００１７】フライアッシュファイバーは、従来のミネ
ラルファイバー製造法を用いて製造することができ、例
えば粉状体の原料を固めて投入するキューポラによるバ
ッチシステム法（キューポラ方式）、原料を粉体のまま
直接投入する電気炉を用いた電気炉法（例えばＧｅｏｔ
ｅｃｈ社によるＧｅｏｔｅｃｈ方式）等が挙げられる。
特に電気炉法は、電力原単位が低い、収率が高い、ショ
ット球（繊維化しない粒子）混入率が低い、長めの繊維
長が期待できる等の利点を有するため好ましい。フライ
アッシュファイバーは、場合により、繊維の末端につい
ているショット球を水ひ操作により取り除いてもよい。
高温融体の繊維化には、適性な粘度が得られる温度での
融解が必要であり、原料の石炭灰の組成にもよるが、１
１００〜１９００℃、特に１４００〜１７００℃の温度
が適当である。

【００１８】フライアッシュファイバーの直径や表面状
態を走査電子顕微鏡で観察すると、表面は平滑で、大部
分はガラス状（無定形）である。フライアッシュファイ
バーの直径は５〜１５μｍ程度の分布をもち、平均直径
はほぼ８μｍであり、繊維長は２０〜１００ｍｍ程度で
あることが好ましい。Ｘ線回折分析を行うと、大部分は
無定形構造であるが、二酸化ケイ素（α−クリストバラ
イト）の微弱な回折線が見られ、その他の回折線はなか
った。

【００１９】フライアッシュファイバーの耐熱性は、熱
分析装置を用い、空気中１３００℃まで加熱して検討し
た。その結果、熱重量曲線には何の変化も見られないで
重量の増減はなかった。また、示差熱曲線では、１００
０℃以下には明確な吸熱、発熱ピークはなかったが、１
０００℃付近に発熱ピーク、１１７５℃近辺に吸熱ピー
クがそれぞれ見られた。前者の発熱はガラス質フライア
ッシュファイバーの結晶化であり、後者の吸熱はフライ
アッシュファイバーの融解によるものであった。事実、
分析後の白金製試料皿中には、繊維状のフライアッシュ
ファイバーはなくなり、溶融固化したもののみであっ
た。従って、このフライアッシュファイバーを用いた複
合材料の使用温度は、結晶化の生じない温度以下、即ち
１０００℃以下であることが好ましい。但し、短時間で
あるならば、１１７５℃の融点付近までならば使用可能
である。この温度範囲は従来から提供されている各種セ
ラミックファイバーと言われるものと同程度である。

【００２０】本発明の繊維強化セメント複合材料中に含
有させることができるフライアッシュファイバーの量
は、用いるセメントの性質、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）
などによって、適宜設定することができる。一般にフラ
イアッシュファイバー含有量が多いほど機械的強度を高
くすることができ有利であるが、含有量が多すぎるとセ
メント中へのフライアッシュファイバーの混合や分散が
しにくくなるため、むしろ機械的強度が低下し好ましく
ない。セメント複合材料中のフライアッシュファイバー
含有量は、製造時のフライアッシュファイバー／セメン
ト比（ＦＡＦ／Ｃ）によって調節できる。このＦＡＦ／
Ｃは、通常０．０１〜０．４程度であり、特に０．１〜
０．２５の範囲が好ましい。また、Ｗ／Ｃは、通常０．
２５〜０．６程度であり、特に０．３〜０．４５の範囲
が好ましい。

【００２１】フライアッシュファイバーによる補強効果
を効果的に発揮させるには、セメント材が低アルカリ性
で、早強性であることが好ましいことが判った。従っ
て、本発明においては、マトリックスとして、本分野で
汎用されるポルトランドセメント系セメント（ケイ酸石
灰質セメント）を用い、更に該セメント材の低アルカリ
性及び早強性を発現させるために促進剤を用いることを
検討し、機械的強度と経済性の両立をめざした。

【００２２】本発明で用いられるポルトランド系セメン
ト材としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルト
ランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱
ポルトランドセメント等の如き単味ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセ
メント等の如きポルトランドセメントに混和材料を添加
した混合セメントを挙げることができる。特に、請求項
２記載の如く、本分野で最も汎用される普通ポルトラン
ドセメントが経済性の点で好ましい。

【００２３】促進剤としては、本分野で通常用いられる
種々のものを用いることができる。例えば、酸類（塩
酸、硫酸、硝酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸、塩素酸、
亜塩素酸、次亜塩素酸、安息香酸、リンゴ酸など）、酸
性塩類（塩化カルシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸カル
シウム、塩化マグネシウム、亜硝酸マグネシウム、塩化
リチウム、硝酸リチウム、臭化カルシウム、臭化マグネ
シウムなど）、ロダン塩（ロダンカリウム、ロダンナト
リウム、ロダンカルシウム、ロダンマグネシウムな
ど）、チオ硫酸塩（チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カル
シウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸マグネシウム
等）、ギ酸塩類（ギ酸、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム
など）、トリエタノールアミンなどを促進成分としたも
のが挙げられる。また、セメントの水和反応を早めて瞬
結させる、いわゆる急結剤として知られている、ケイ酸
ナトリウム、炭酸塩（炭酸ナトリウム、炭酸カリウムな
ど）、アルミン酸塩、仮焼明ばん、カルシウムアルミネ
ート類、カルシウムサルホアルミネート、グリセリン、
エタノールアミン類などを本発明の促進剤の一種として
用いることもできる。更に急結効果を高める目的で、水
酸化カルシウムや石こうを配合してもよい。また、促進
形の減水剤・ＡＥ減水剤も促進剤の一種として用いるこ
ともできる。これらの成分を一種又は二種以上含有する
市販の促進剤、急結剤又は促進形の減水剤・ＡＥ減水剤
などの混和剤を本発明に有効に適用することができる。

【００２４】促進剤の添加量は特に限定的ではないが、
例えば普通ポルトランドセメントを水に分散させたセメ
ントペーストのｐＨは１３前後でありるが、これに対
し、促進剤の添加により該ｐＨ値を１１〜１２に低下す
るように添加することが好ましい。通常、使用するセメ
ント重量の０．０１％〜３０％、好ましくは０．１％〜
５％である。なお、上記急結剤を使用する場合にも、セ
メント重量に対して標準的な使用量（３％〜１０％）よ
りも少なく、セメント重量に対して０．１％〜５％程度
にして、過度の急結が起こらないようにすることが好ま
しい。

【００２５】本発明では、セメント材に促進剤を添加す
ることによって、セメント材の硬化が促進され、フライ
アッシュファイバーとセメント硬化物との接着強度が向
上し、それによって複合材料の強度が向上するものと考
察される。

【００２６】また本発明に従いセメント材に促進剤を含
有させることによって、セメントペーストのｐＨを低減
させることができる。ここで、セメントペーストの低ｐ
Ｈ化によりフライアッシュファイバーによるセメント複
合材料の強度が向上するならば、フライアッシュファイ
バーの耐アルカリ性が問題となる。この点に対し、フラ
イアッシュファイバーを１０％の水酸化ナトリウム水溶
液（ｐＨ＝１４）に浸漬し、重量変化を求めた。比較の
為にガラス繊維も同様に浸漬した。ガラス繊維の場合に
は、浸漬３日後には溶解が始まり重量測定不可能であっ
たが、フライアッシュファイバーの場合には、２週間経
過後でも約２％の重量減があったのみであった。このこ
とはフライアッシュファイバーの耐アルカリ性が優れて
いることを示唆している。

【００２７】本発明に従うフライアッシュファイバー強
化セメント複合材料は、フライアッシュファイバーの添
加量、水／アルミナセメント比、添加する促進剤の種類
及び量、養生方法、形状などによって得られる機械的強
度等に影響を受ける得るが、普通ポルトランドセメント
のみを用いた場合に比べて、機械的強度が格段に向上す
る。上記の各種製造条件を適宜選択して、容易に好まし
いセメント複合材料を製造することができる。

【００２８】本発明に用いられるフライアッシュファイ
バー強化セメント複合材料は、予め促進剤を加えたセメ
ントペースト中に、フライアッシュファイバーを必要に
応じて適当な繊維長さになるよう適宜細かくした後、添
加混合、分散させることによりセメント複合材料とし、
硬化、必要に応じて養生させて簡便に作製することがで
きる。

【００２９】また、本発明に従うセメント複合材料の機
械的強度は、初期固化後、オートクレーブ中でスチール
養生することによって更に向上させることができる。コ
ンクリート品の製作において、コンクリート品の強度を
早期に発現させ、製品として出荷できるかどうかは生産
効率の点から重要なことである。早期強度の発現法の一
つにスチーム養生及びオートクレーブ養生がある。前者
は、水蒸気中に放置し、養生する方法であり、温度は比
較的低く、圧力は大気圧である。後者のオートクレーブ
法は、コンクリート凝結物をオートクレーブ内に入れ、
数時間加圧下で加熱することによって、セメントの硬化
反応を促進させるののである。ＪＩＳで規定されている
加圧養生条件は、１８０℃、１０気圧、６時間（１サイ
クル）である。

【００３０】本発明では、高温高圧養生の可能なオート
クレーブの代わりに簡易オートクレーブ（１２１℃、
１．５気圧）を用いて養生を試みた。一般に、簡易オー
トクレーブ（加圧スチーム養生）法は、スチーム養生法
よりも養生効果は大きいが、オートクレーブ養生よりは
効果が低い。しかし、本発明に従えば、打設１日後短時
間の加圧スチーム養生により充分な強度、例えば水中養
生７日のものと同等の強度を有するセメント品が得られ
ることが判った。これは、生産の効率化に大きく貢献で
きることを示す。

【００３１】製造条件を詳細に検討して、本発明に従い
促進剤を含有するフライアッシュファイバー繊維強化セ
メント板を作製したこところ、普通ポルトランドセメン
ト単独の場合より、曲げ強度で２．４〜４．６倍も大き
い値であった。また、促進剤を添加しない場合に比べて
も、曲げ強度で１．６〜３．０倍、圧縮強度で１．２〜
２．１倍も大きい値であった。従って、フライアッシュ
ファイバーをセメント材の補強材として適用し、且つ促
進剤を添加することにより、格段の補強効果が得られる
ことが判った。

【００３２】このように、本発明に従えば、従来のセメ
ント複合材料に比べてその機械的強度が格段に向上す
る。従って、本発明に従うフライアッシュファイバー強
化セメント複合材料は、特に耐熱性を要求しない用途で
あるならば、これまでのコンクリート製品の多くの分野
に適用できる。特に充分な強度の要求される建材におい
て、同一の機械的強度を達成するために必要なセメント
量が少なくて済むため、セメント板の軽量化及び低廉化
を達成することができる。また、フライアッシュファイ
バーは前述の如く、廃棄物である石炭灰を利用して得る
ものであるから、資源の有効利用が達成でき、経済的で
あるばかりでなく、電気的絶縁性であることから、金属
製の鉄筋や型枠などと接触しても、局部電池が生じて腐
食されるという心配がなく、建築材料にも有用である。

【００３３】本発明に従うフライアッシュファイバー強
化セメント複合材料が使用可能な用途を以下に列記す
る。１．建築用コンクリート製品 (i)躯体用；空洞コンクリートブロック、化粧コンクリ
ートブロック、穴あきＰＣ板（空洞プレストレスコンク
リートパネル）、プレストレスコンクリートダブルＴス
ラブ、ＡＬＣ製品（オートクレーブ養生した軽量気泡コ
ンクリート製品）、大型ＰＣ板（壁式プレキャスト鉄筋
コンクリート部材）、中型ＰＣ板、ＨＰＣ部材（プレキ
ャスト鉄骨鉄筋コンクリート部材）、ＲＰＣ部材（ラー
メンプレハブ用鉄筋コンクリート部材）、軽量ＰＣ板、
ＲＣカーテンウォール、プレストレストコンクリート埋
め込み型枠、間仕切り板、階段。 (ii)仕上用；厚型スレート、石綿スレート、石綿スレー
ト瓦（住宅屋根ふき用石綿スレート）、石綿セメントパ
ーライト板、けい酸カルシウム板（石綿セメントけい酸
カルシウム板）、化粧けい酸カルシウム板（化粧石綿セ
メントけい酸カルシウム板）、石綿セメント下見板・羽
目板（住宅用外装用石綿セメント下見板及び石綿セメン
ト羽目板）、合板補強石綿セメント板、吸音用穴あき石
綿セメント板、パルプセメント板、化粧パルプセメント
板、パルプセメントパーライト板、化粧パルプセメント
パーライト板、木毛セメント板、木片セメント板、石綿
スレート・木毛セメント合板、化粧石綿セメント板、テ
ラゾタイル、テラゾブロック。 (iii)その他；石綿セメント円筒、鉄筋コンクリート組
立塀、フェロセン笠木、プレキャスト曲面板、基礎兼用
地下室。

【００３４】２．土構造用コンクリート製品 (i)杭；ＲＣ杭（遠心力鉄筋コンクリート杭）、ＰＣ杭
（プレテンション方式遠心力プレストレスコンクリート
杭）、ポステンＰＣ杭（ポストテンション方式）、遠心
力高強度プレストレスコンクリート杭、鋼管コンクリー
ト合成杭、ＰＣウェル。 (ii)矢板；ＲＣ矢板、加圧コンクリート矢板、ＰＣ矢板
（プレストレスコンクリート矢板）。 (iii)護岸・土止め類；コンクリート積みブロック、コ
ンクリート張りブロック、コンクリート連結ブロック、
コンクリートのり枠ブロック、コンクリート植生・魚巣
ブロック、鉄筋コンクリート組立土止め、鉄筋コンクリ
ートＬ型擁壁、井桁ブロック。 (iv)ボックスカルバート；ボックスカルバート。

【００３５】３．陸路用コンクリート製品 (i)道路用；歩道用コンクリート平板、舗装用コンクリ
ートブロック、鉄筋コンクリートＵ形及びＵ形用ふた、
遠心力鉄筋コンクリートＵ形及びＵ形用ふた、コンクリ
ートＬ形及び鉄筋コンクリートＬ形、遠心力鉄筋コンク
リートＬ形、コンクリート境界ブロック、スラブ橋用Ｐ
Ｃ橋げた（スラブ橋用プレストレスコンクリート橋げ
た）、けた橋用ＰＣ橋げた（けた橋用プレストレスコン
クリート橋げた）、軽荷重スラブ橋用ＰＣ橋げた（軽荷
重スラブ橋用プレストレスコンクリート橋げた）、埋め
込み型枠、駒止めブロック、遮音板、鉄筋コンクリート
側こう・ふた。 (ii)セグメント用；セグメント。 (iii)鉄道用；鉄道まくらぎ、軌道スラブ。

【００３６】４．水路用コンクリート製品(i)管類；石綿セメント管
（水道用石綿セメント管）、鉄筋コンクリート管、ヒュ
ーム管（遠心力鉄筋コンクリート管）、推進管（推進工
法用鉄筋コンクリート管）、無筋コンクリート管、ソケ
ット付スパンパイプ、ロール転圧鉄筋コンクリート管、
ＰＣ管（コア式プレストレスコンクリート管）、即時脱
型コンクリート管、コンクリート卵形管、透水管、合成
鋼管。 (ii)下水道用；横断暗きょ（組合せ暗きょブロック、一
体式暗きょブロック）、マンホール側塊及びふた（下水
道用マンホール側塊、下水道用マンホールふた）、鉄筋
コンクリート雨水ます、汚水ます、雨水ますふた。 (iii)その他；鉄筋コンクリートフリューム、鉄筋コン
クリートベンチフリヒューム、鉄筋コンクリート開水路
溝、コンクリート落差工、畦畔ブロック、ヘロセメント
水槽、水槽用セグメント。

【００３７】５．電路用コンクリート製品ＰＣボール（遠心力プレストレストコンクリートボー
ル）、ＲＣケーブルトラフ（鉄筋コンクリートケーブル
トラフ）、コンクリート多孔管、プレハブマンホール及
びハンドホール、配電搭用基礎ブロック。

【００３８】６．海洋コンクリート製品 (i)港湾用；消波・根固めブロック、直立消波ブロッ
ク、防波堤ブロック、ポンツーン、フェロセント船。 (ii)漁礁類；漁礁、単純角形及び単純円筒形漁礁用コン
クリートブロック、組み立て形漁礁用コンクリートブロ
ック。 (iii)築礁；コンブ礁、ウニ礁、ウニ稚仔沈着礁、アワ
ビ礁、イセエビ礁、アカガイ礁、ヤナギダコ産卵礁。

【００３９】７．造園用コンクリート製品化粧コンクリート平板（カラー平板、ゴムノンスリップ
タイル、異形カラー平板）、盲導用コンクリート平板、
擬木、花壇用ブロック、カラーボール、門柱、プレキャ
ストコンクリート塀、遠心力プレキャストコンクリート
階段、コンクリート水道柱、灯ろう、コンクリートファ
ニチャー、化粧間知ブロック。

【００４０】以上のことから、本発明に従うフライアッ
シュファイバーで強化されたセメント複合材料は、低価
格であり、高い機械的強度（特に曲げ強度）及び軽量性
をもつ材料であることが判った。また、フライアッシュ
ファイバーは廃棄物であるフライアッシュを原料とする
ため、経済性に優れていおり、種々の分野に広範に適用
できる。更に、本発明のコンクリート品の製造には、加
圧スチーム養生を適用することができ、これにより、高
い機械的強度のセメント材を簡便迅速に製作することが
できる。

【００４１】

【実施例】以下本発明を実施例により例証するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。実施例１普通ポルトランドセメント（秩父セメント工業製）に所
定水／セメント比（Ｗ／Ｃ＝０．４）に相当する水を加
え、普通ポルトランドセメントペーストを作った。ペー
スト作成の為に加える水の中には、促進剤（エルダント
テクノロジーＫＫ製、キンセラーリッキド）を、使用水
量の１０分の１量を予め添加しておいた。セメント重量
の１５％に相当するフライアッシュファイバー（中国
製；特性は後述の参考例１参照）を長さ０．５cm〜１cm
程度になるように手で細かくした後、所定このセメント
ペースト中に添加し、ハンドミキサーで充分に混合し
た。その後、フライアッシュファイバーとセメントペー
ストとの混合物を、プラスチック型枠（横３．４cm、縦
６．４cm、高さ０．９cm）中に流し込んだ。１日後に脱
型し、水中で７日間養生した。風乾後、得られたセメン
ト板の嵩密度、曲げ強度及び圧縮強度を求めた。それら
の結果を表−１に示す。また、比較の為に、促進剤を添
加しない場合の結果を表−２に示す。ここで、ＦＡＦ／
Ｃは、フライアッシュファイバー／セメントの重量比を
示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】試供体の機械的強度はフライアッシュファ
イバーを添加することによって大となった。作成された
フライアッシュファイバー強化複合材料の最高曲げ強度
は１５０kgf/cm²、最高圧縮強度は５５０kgf/cm²であっ
た。セメント単身の場合よりも、前者では３倍、後者で
は２．１倍も大であった。また、促進剤を添加しない場
合のフライアッシュファイバーによる強度増加率は、曲
げ強度では１．５倍（３３kgf/cm²から４９kgf/cm²）、
圧縮強度では０．９倍（４６０kgf/cm²から４１５kgf/c
m²）であることと比べても、促進剤を添加することによ
って、特に曲げ強度の向上が図られたことは明きらかで
ある。

【００４５】実施例２実施例１と同様にして、フライアッシュファイバーで強
化されたポルトランドセメント複合材料を作製した。そ
の際、ペースト作製用に加える水の中には、促進剤水溶
液（エルダントテクノロジーＫＫ製、キンセラーリキッ
ド）を、使用水量の２０分の１量を予め添加しておい
た。フライアッシュファイバー添加量及びＷ／Ｃ比等は
実施例１と同じとした。得られたセメント複合板の嵩密
度、曲げ強度及び圧縮強度を求めた。それらの結果を表
−３に示す。

【００４６】

【表３】

【００４７】複合材料の機械的強度は、フライアッシュ
ファイバーを添加することによって１００kgf/cm²の曲
げ強度と６９０kgf/cm²の圧縮強度を示した。これはフ
ライアッシュファイバー無添加の場合よりも曲げ強度及
び圧縮強度ともに１．５倍も大であった。また、実施例
１及び２の結果を比べると、フライアッシュファイバー
の添加量が同じであるならば、促進剤使用量は、促進剤
／水が１の場合よりも２０の場合の方が優れていること
が判る。

【００４８】参考例１実施例１及び実施例２で用いたフライアッシュファイバ
ーの原料（フライアッシュ）の化学成分及びフライアッ
シュファイバーの繊維の特性をそれぞれグラスウール及
びロックウールと対比させて表−４及び表−５に示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】

【表５】

【００５１】

【発明の効果】本発明に従い、フライアッシュファイバ
ーをポルトランドセメント中に分散させて繊維強化セメ
ント複合材料を作製する場合に、促進剤を添加すること
によって、ポルトランドセメント単独の場合よりも複合
材料の機械的強度は格段に増大した。本発明の繊維強化
セメント複合材料は、従来の繊維強化セメント複合材料
よりも低廉、且つ充分に高い機械的強度を有している。
また、経済性に優れており、従来の課題であった石炭灰
の有効利用を達成できる。本発明のフライアッシュファ
イバー強化ポルトランドセメント複合材料は、多くのセ
メント製品及びコンクリート製品に適用することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── 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 28/04 14:38）Ｚ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フライアッシュファイバー及び促進剤を
含有することを特徴とする繊維強化されたポルトランド
セメント系セメント複合材料。
【請求項２】マトリックスとして普通ポルトランドセ
メントを含有する請求項１記載のセメント複合材料。