JPH07101764A - 水硬性無機材料組成物及び水硬した無機製品の製造方法 - Google Patents
水硬性無機材料組成物及び水硬した無機製品の製造方法Info
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- JPH07101764A JPH07101764A JP24946493A JP24946493A JPH07101764A JP H07101764 A JPH07101764 A JP H07101764A JP 24946493 A JP24946493 A JP 24946493A JP 24946493 A JP24946493 A JP 24946493A JP H07101764 A JPH07101764 A JP H07101764A
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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
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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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
- C04B2103/406—Surface-active agents, dispersants non-ionic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水硬性無機材料中に炭素繊維が容易にかつ均
質に分散しうるとともに、該繊維とマトリックスとの親
和性及び付着力が高い炭素繊維強化水硬性無機材料組成
物を提供すること。 【構成】 下記一般式（Ｉ）で表されるノニオン界面活
性剤であって、、ＨＬＢが５〜２５のノニオン界面活性
剤と炭素繊維とを含有することを特徴とする炭素繊維強
化水硬性無機材料組成物。 Ｒ1 −［Ｏ−Ａ］n −ＯＲ2 （Ｉ） （式中、Ｒ1 は、Ｒ3 −ＣＯ−、Ｒ3 −ＣＯＮ−、Ｒ3
−、Ｒ3 −ＮＨ−又はＲ 3 −Ｓ−〔ここでＲ3 は、炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素を示す〕、Ｒ2 はメチル
基、エチル基又は水素、Ａは炭素数２〜４のアルキレン
基、ｎは５〜５０の整数を示す。）
質に分散しうるとともに、該繊維とマトリックスとの親
和性及び付着力が高い炭素繊維強化水硬性無機材料組成
物を提供すること。 【構成】 下記一般式（Ｉ）で表されるノニオン界面活
性剤であって、、ＨＬＢが５〜２５のノニオン界面活性
剤と炭素繊維とを含有することを特徴とする炭素繊維強
化水硬性無機材料組成物。 Ｒ1 −［Ｏ−Ａ］n −ＯＲ2 （Ｉ） （式中、Ｒ1 は、Ｒ3 −ＣＯ−、Ｒ3 −ＣＯＮ−、Ｒ3
−、Ｒ3 −ＮＨ−又はＲ 3 −Ｓ−〔ここでＲ3 は、炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素を示す〕、Ｒ2 はメチル
基、エチル基又は水素、Ａは炭素数２〜４のアルキレン
基、ｎは５〜５０の整数を示す。）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントやモルタルな
どの水硬性無機材料を炭素繊維で強化した炭素繊維強化
水硬性無機材料組成物及び該無機材料組成物を用いて水
硬した無機製品、例えば、強化セメント製品やモルタル
製品に関するものである。
どの水硬性無機材料を炭素繊維で強化した炭素繊維強化
水硬性無機材料組成物及び該無機材料組成物を用いて水
硬した無機製品、例えば、強化セメント製品やモルタル
製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セメントやモルタルなどの水硬性
無機材料を補強し、亀裂発生を防止するために、石綿を
代表とする繊維材料を混入することが行われている。し
かしながら、補強繊維として石綿を用いることは、発癌
性の点から問題があるため、石綿に代替しうる繊維材料
として炭素繊維が提案されている。しかしながら、炭素
繊維を使用する際に問題点として、（１）水硬性無機材
料中へ添加混合する際に、繊維が均質に分散しにくく、
均質な分散を得るために強度の攪拌を行うと、繊維が切
断されたり、ファイバーボールと呼ばれる繊維の塊がで
きるなどの不都合が生じる、（２）繊維とマトリックス
との付着性が弱い、という２点が挙げられ、そのため、
十分な補強効果が得られない。このような問題を解決す
るために、分子量５０万〜５００万のポリエチレンオキ
サイドを使用する方法（特開昭５３−８０４２３号公
報）、丸みをもたない無機充填材を配合する方法（特開
昭５８−１８１７６１号公報）、繊維をシランカップリ
ング剤で処理したのち、活性剤を付着させる方法（特開
平３−１５０２４１号公報）、フィブリル化された繊維
を用いる方法（特開昭５２−４９２３５号公報）、あら
かじめ集束された繊維を用いる方法（特開平４−６５３
３８号公報）、繊維を粉体解繊材と水溶性バインダーに
よりフェルト状にして使用する方法（特開昭６２−３０
５５号公報）などが提案されている。しかしながら、こ
れらの方法においては、前記２点の問題を同時に解決で
きなかったり、高価になるため経済的に実用化が困難で
あるなどの問題がある。
無機材料を補強し、亀裂発生を防止するために、石綿を
代表とする繊維材料を混入することが行われている。し
かしながら、補強繊維として石綿を用いることは、発癌
性の点から問題があるため、石綿に代替しうる繊維材料
として炭素繊維が提案されている。しかしながら、炭素
繊維を使用する際に問題点として、（１）水硬性無機材
料中へ添加混合する際に、繊維が均質に分散しにくく、
均質な分散を得るために強度の攪拌を行うと、繊維が切
断されたり、ファイバーボールと呼ばれる繊維の塊がで
きるなどの不都合が生じる、（２）繊維とマトリックス
との付着性が弱い、という２点が挙げられ、そのため、
十分な補強効果が得られない。このような問題を解決す
るために、分子量５０万〜５００万のポリエチレンオキ
サイドを使用する方法（特開昭５３−８０４２３号公
報）、丸みをもたない無機充填材を配合する方法（特開
昭５８−１８１７６１号公報）、繊維をシランカップリ
ング剤で処理したのち、活性剤を付着させる方法（特開
平３−１５０２４１号公報）、フィブリル化された繊維
を用いる方法（特開昭５２−４９２３５号公報）、あら
かじめ集束された繊維を用いる方法（特開平４−６５３
３８号公報）、繊維を粉体解繊材と水溶性バインダーに
よりフェルト状にして使用する方法（特開昭６２−３０
５５号公報）などが提案されている。しかしながら、こ
れらの方法においては、前記２点の問題を同時に解決で
きなかったり、高価になるため経済的に実用化が困難で
あるなどの問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水硬性無機
材料中に炭素繊維が容易にかつ均質に分散しうるととも
に、該繊維とマトリックスとの親和性及び付着力が高い
炭素繊維強化水硬性無機材料組成物を提供することを目
的とする。本発明は、又、該炭素繊維強化され、水で硬
化した無機製品の製造方法を提供することを目的とす
る。
材料中に炭素繊維が容易にかつ均質に分散しうるととも
に、該繊維とマトリックスとの親和性及び付着力が高い
炭素繊維強化水硬性無機材料組成物を提供することを目
的とする。本発明は、又、該炭素繊維強化され、水で硬
化した無機製品の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、特定の構造の
界面活性剤の吸着及び配向性を利用して炭素繊維の疎水
性表面を親水性にすることによって、マトリックス中の
水分が炭素繊維の繊維塊中に侵入し、均一分散を可能と
し、さらに、マトリックスとの付着性も向上するとの知
見に基づいてなされたのである。すなわち、本発明は、
下記一般式（Ｉ）で表されるノニオン界面活性剤であっ
て、、ＨＬＢが５〜２５のノニオン界面活性剤と炭素繊
維とを含有することを特徴とする炭素繊維強化水硬性無
機材料組成物を提供する。 Ｒ1 −［Ｏ−Ａ］n −ＯＲ2 （Ｉ） （式中、Ｒ1 は、Ｒ3 −ＣＯ−、Ｒ3 −ＣＯＮ−、Ｒ3
−、Ｒ3 −ＮＨ−又はＲ 3 −Ｓ−〔ここでＲ3 は、炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素を示す〕、Ｒ2 はメチル
基、エチル基又は水素、Ａは炭素数２〜４のアルキレン
基、ｎは５〜５０の整数を示す。）である。
界面活性剤の吸着及び配向性を利用して炭素繊維の疎水
性表面を親水性にすることによって、マトリックス中の
水分が炭素繊維の繊維塊中に侵入し、均一分散を可能と
し、さらに、マトリックスとの付着性も向上するとの知
見に基づいてなされたのである。すなわち、本発明は、
下記一般式（Ｉ）で表されるノニオン界面活性剤であっ
て、、ＨＬＢが５〜２５のノニオン界面活性剤と炭素繊
維とを含有することを特徴とする炭素繊維強化水硬性無
機材料組成物を提供する。 Ｒ1 −［Ｏ−Ａ］n −ＯＲ2 （Ｉ） （式中、Ｒ1 は、Ｒ3 −ＣＯ−、Ｒ3 −ＣＯＮ−、Ｒ3
−、Ｒ3 −ＮＨ−又はＲ 3 −Ｓ−〔ここでＲ3 は、炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素を示す〕、Ｒ2 はメチル
基、エチル基又は水素、Ａは炭素数２〜４のアルキレン
基、ｎは５〜５０の整数を示す。）である。
【０００５】本発明において炭素繊維分散剤として用い
られる一般式（Ｉ）の界面活性剤において、Ｒ1 の炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素としては直鎖または分岐
を有する飽和または不飽和のアルキル基が挙げられる。
これらのうち、炭素数１４〜２４のものがより好まし
い。炭素数が１０より小さいものまたは２８より大きい
ものは炭素繊維表面が親水性にならず、分散性に劣るか
らである。［Ｏ−Ａ］n は炭素数２〜４のアルキレンオ
キシドの重合体である。具体的には、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドの単独、又
はこれらの混合物の重合体である。混合物の重合体であ
る場合、重合体の形式はランダムでもブロックでもよ
い。ｎは５〜５０の整数であり、好ましくは１０〜３０
である。ｎが５より小さいものは炭素繊維表面を親水化
させるのに不十分であり、またｎが５０より大きいもの
は炭素繊維表面に十分吸着しない。一般式（Ｉ）の界面
活性剤のＨＬＢは川上氏の算出法から求め、５〜２５の
範囲、好ましくは８〜２０である。５未満では炭素繊維
表面を浸水化できず、２５より大きいと炭素繊維に吸着
しない。
られる一般式（Ｉ）の界面活性剤において、Ｒ1 の炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素としては直鎖または分岐
を有する飽和または不飽和のアルキル基が挙げられる。
これらのうち、炭素数１４〜２４のものがより好まし
い。炭素数が１０より小さいものまたは２８より大きい
ものは炭素繊維表面が親水性にならず、分散性に劣るか
らである。［Ｏ−Ａ］n は炭素数２〜４のアルキレンオ
キシドの重合体である。具体的には、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドの単独、又
はこれらの混合物の重合体である。混合物の重合体であ
る場合、重合体の形式はランダムでもブロックでもよ
い。ｎは５〜５０の整数であり、好ましくは１０〜３０
である。ｎが５より小さいものは炭素繊維表面を親水化
させるのに不十分であり、またｎが５０より大きいもの
は炭素繊維表面に十分吸着しない。一般式（Ｉ）の界面
活性剤のＨＬＢは川上氏の算出法から求め、５〜２５の
範囲、好ましくは８〜２０である。５未満では炭素繊維
表面を浸水化できず、２５より大きいと炭素繊維に吸着
しない。
【０００６】一般式（１）で示される界面活性剤の具体
例として、 アルコール系：ステアリルアルコール、オレイルアルコ
ール、セチルアルコール、およびオキソ法、チーグラー
法等によって合成されたアルコール等のアルキレンオキ
サイド付加物、 脂肪酸系：パルミチン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸、リ
グノセリン酸、牛脂脂肪酸等の天然および合成脂肪酸の
アルキレンオキサイド付加物、 脂肪酸エステル系：オレイン酸メチルエステル、リグノ
セリン酸エチルエステル、大豆油脂肪酸のメチルエステ
ル等のアルキレンオキサイド付加物、 アミン系：セチルアミン、ステアリルアミン、ミリスチ
ルアミン等のアルキレンオキサイド付加物、 アミド系：硬化牛脂脂肪酸アミド、オレオアミド、アラ
キドアミド等のアルキレンオキサイド付加物 などがあげられる。炭素繊維の分散剤である一般式
（Ｉ）で示される界面活性剤は１種または２種以上の混
合として使用することができる。
例として、 アルコール系：ステアリルアルコール、オレイルアルコ
ール、セチルアルコール、およびオキソ法、チーグラー
法等によって合成されたアルコール等のアルキレンオキ
サイド付加物、 脂肪酸系：パルミチン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸、リ
グノセリン酸、牛脂脂肪酸等の天然および合成脂肪酸の
アルキレンオキサイド付加物、 脂肪酸エステル系：オレイン酸メチルエステル、リグノ
セリン酸エチルエステル、大豆油脂肪酸のメチルエステ
ル等のアルキレンオキサイド付加物、 アミン系：セチルアミン、ステアリルアミン、ミリスチ
ルアミン等のアルキレンオキサイド付加物、 アミド系：硬化牛脂脂肪酸アミド、オレオアミド、アラ
キドアミド等のアルキレンオキサイド付加物 などがあげられる。炭素繊維の分散剤である一般式
（Ｉ）で示される界面活性剤は１種または２種以上の混
合として使用することができる。
【０００７】補強材として用いられる炭素繊維について
は特に制限はなく、好ましくは従来公知の補強用短繊維
の中から任意のものを用いることができ、例えば石炭系
或いは石油系のピッチ、石炭液化物、ポリアクリルニト
リル、セルロース、ポリビニルアルコール等を原料とし
た炭素繊維などがあげられる。炭素繊維として短繊維の
ものを用いる場合、通常繊維長１〜５０ｍｍ、直径２〜
２５μｍ、好ましくは繊維長３〜３０ｍｍ、直径５〜２
０μｍのものが好適である。該繊維長が１ｍｍ未満では
補強効果が期待できず、５０ｍｍを越えると分散性が悪
くなる傾向がみられる。また、繊維直径が２μｍ未満で
は水硬性無機材料の調製における混練で繊維の破損が起
こってしまい、２５μｍを越えると分散性が低下する。
一般式（Ｉ）で示される界面活性剤は任意の形態で炭素
繊維強化水硬性無機材料組成物に含有させることができ
る。例えば、そのまま、水溶液の形態で、又は、予め炭
素繊維の表面処理をしてなどである。炭素繊維を一般式
（Ｉ）で示される化合物で表面処理する場合、炭素繊維
を一般式（Ｉ）で示される界面活性剤水溶液による処理
するのが好ましい。具体的には、炭素繊維への界面活性
剤水溶液のスプレーによる吹き付け処理、界面活性剤を
泡沫として適用する処理、炭素繊維の界面活性剤溶液の
浸漬等があり、いかなる方法でもよい。また処理温度、
処理後の乾燥温度、乾燥の有無についても限定されな
い。
は特に制限はなく、好ましくは従来公知の補強用短繊維
の中から任意のものを用いることができ、例えば石炭系
或いは石油系のピッチ、石炭液化物、ポリアクリルニト
リル、セルロース、ポリビニルアルコール等を原料とし
た炭素繊維などがあげられる。炭素繊維として短繊維の
ものを用いる場合、通常繊維長１〜５０ｍｍ、直径２〜
２５μｍ、好ましくは繊維長３〜３０ｍｍ、直径５〜２
０μｍのものが好適である。該繊維長が１ｍｍ未満では
補強効果が期待できず、５０ｍｍを越えると分散性が悪
くなる傾向がみられる。また、繊維直径が２μｍ未満で
は水硬性無機材料の調製における混練で繊維の破損が起
こってしまい、２５μｍを越えると分散性が低下する。
一般式（Ｉ）で示される界面活性剤は任意の形態で炭素
繊維強化水硬性無機材料組成物に含有させることができ
る。例えば、そのまま、水溶液の形態で、又は、予め炭
素繊維の表面処理をしてなどである。炭素繊維を一般式
（Ｉ）で示される化合物で表面処理する場合、炭素繊維
を一般式（Ｉ）で示される界面活性剤水溶液による処理
するのが好ましい。具体的には、炭素繊維への界面活性
剤水溶液のスプレーによる吹き付け処理、界面活性剤を
泡沫として適用する処理、炭素繊維の界面活性剤溶液の
浸漬等があり、いかなる方法でもよい。また処理温度、
処理後の乾燥温度、乾燥の有無についても限定されな
い。
【０００８】一般式（Ｉ）で示される界面活性剤と炭素
繊維とを添加する水硬性無機材料としては、建築及び土
木分野などにおいて使用される無機系の各種水硬性材料
があげられる。このようなものとしては、例えばポルト
ランドセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ケ
イ酸カルシウム、セッコウ、アルミン酸カルシウム、水
硬性石灰などがあげられ、これらは適宜１種又は２種以
上を組み合わせて用いられる。本発明の硬化体の製造法
においては、特に生コンクリートや生モルタルなどのセ
メント混合物を用いるのが好ましい。セメント混合物
は、セメント、骨材、水、必要に応じ種々の混和材
（剤）などを含有する。骨材については特に制限はない
が、例えばケイ砂などの砂、れき、砕石、シリカ系粉
末、シラス、シラスバルーン、パーライト、軽石、ケイ
ソウ土、スラグ、石炭灰、カオリン、ベントナイト、ガ
ラス片などが用いられる。また、混和材（剤）として
は、流動化剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水
剤、硬化促進剤、凝結遅延剤、分離低減剤、防錆剤、膨
張剤、ポリマー混和剤、収縮低減剤、着色剤、補強材な
どがあげられる。
繊維とを添加する水硬性無機材料としては、建築及び土
木分野などにおいて使用される無機系の各種水硬性材料
があげられる。このようなものとしては、例えばポルト
ランドセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ケ
イ酸カルシウム、セッコウ、アルミン酸カルシウム、水
硬性石灰などがあげられ、これらは適宜１種又は２種以
上を組み合わせて用いられる。本発明の硬化体の製造法
においては、特に生コンクリートや生モルタルなどのセ
メント混合物を用いるのが好ましい。セメント混合物
は、セメント、骨材、水、必要に応じ種々の混和材
（剤）などを含有する。骨材については特に制限はない
が、例えばケイ砂などの砂、れき、砕石、シリカ系粉
末、シラス、シラスバルーン、パーライト、軽石、ケイ
ソウ土、スラグ、石炭灰、カオリン、ベントナイト、ガ
ラス片などが用いられる。また、混和材（剤）として
は、流動化剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水
剤、硬化促進剤、凝結遅延剤、分離低減剤、防錆剤、膨
張剤、ポリマー混和剤、収縮低減剤、着色剤、補強材な
どがあげられる。
【０００９】セメント混和物の各成分の含有割合につい
ては、通常用いられる割合でよく、セメントに対して、
５００重量％を越えない、好ましくは３００重量％を越
えない骨材、２０〜１００重量％、好ましくは３０〜７
０重量％の水が用いられる。前記繊維強化硬化体の製造
時における炭素繊維の配合割合は、水硬性無機材料の種
類やそれと水との割合、使用目的などにより様々である
が、通常、これらを含有する混練物全量に対し、0.２〜
１３重量％、好ましくは0.４〜４重量％の範囲で選ばれ
る。この割合が少なすぎると所期の効果が十分発揮され
ないし、また、多すぎると繊維の分散が困難となり補強
効果が頭打ちとなる傾向がみられる。特に、セメント混
合物に配合する場合には、この割合は、混練物全量に対
し、0.２〜７重量％、好ましくは0.２〜４重量％の範囲
で選ばれる。
ては、通常用いられる割合でよく、セメントに対して、
５００重量％を越えない、好ましくは３００重量％を越
えない骨材、２０〜１００重量％、好ましくは３０〜７
０重量％の水が用いられる。前記繊維強化硬化体の製造
時における炭素繊維の配合割合は、水硬性無機材料の種
類やそれと水との割合、使用目的などにより様々である
が、通常、これらを含有する混練物全量に対し、0.２〜
１３重量％、好ましくは0.４〜４重量％の範囲で選ばれ
る。この割合が少なすぎると所期の効果が十分発揮され
ないし、また、多すぎると繊維の分散が困難となり補強
効果が頭打ちとなる傾向がみられる。特に、セメント混
合物に配合する場合には、この割合は、混練物全量に対
し、0.２〜７重量％、好ましくは0.２〜４重量％の範囲
で選ばれる。
【００１０】さらに、一般式（Ｉ）で示される界面活性
剤の添加量としては、炭素繊維に対して、0.２〜５重量
％（以下、％と略称する）、好ましくは0.５〜３％の範
囲が用いられる。0.２％よりも少ないと、繊維の分散性
が不十分である。また、過剰量用いても効果は向上しな
い。このために、炭素繊維に対して、５％より多く使用
するのは不経済である。本発明では、上記ノニオン界面
活性剤の存在下、炭素繊維を水及び水硬性無機材料と混
合した後、型に流し込むなどの常法の処理操作により、
硬化させ、所望の炭素繊維強化無機製品を製造すること
ができる。このようにして、各種の炭素繊維強化セメン
ト製品、モルタル製品、石膏製品などを製造することが
できる。
剤の添加量としては、炭素繊維に対して、0.２〜５重量
％（以下、％と略称する）、好ましくは0.５〜３％の範
囲が用いられる。0.２％よりも少ないと、繊維の分散性
が不十分である。また、過剰量用いても効果は向上しな
い。このために、炭素繊維に対して、５％より多く使用
するのは不経済である。本発明では、上記ノニオン界面
活性剤の存在下、炭素繊維を水及び水硬性無機材料と混
合した後、型に流し込むなどの常法の処理操作により、
硬化させ、所望の炭素繊維強化無機製品を製造すること
ができる。このようにして、各種の炭素繊維強化セメン
ト製品、モルタル製品、石膏製品などを製造することが
できる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、炭素繊維が短時間で解
繊し、用いるミキサーの種類によらず、水硬性無機材料
を含有する水性混合系に短時間で炭素繊維を均質に分散
させることができる。又、ノニオン界面活性剤の作用に
より、炭素繊維表面が親水化されるため、水硬性無機材
料マトリックスの炭素繊維間への浸透が促進され、付着
力も向上する。又、本発明によれば、炭素繊維を均質に
分散した水硬化した無機製品が得られるので、従来の方
法により得られる無機製品よりも強度の高い優れた製品
となる利点がある。次に実施例により本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限
定されるものではない。
繊し、用いるミキサーの種類によらず、水硬性無機材料
を含有する水性混合系に短時間で炭素繊維を均質に分散
させることができる。又、ノニオン界面活性剤の作用に
より、炭素繊維表面が親水化されるため、水硬性無機材
料マトリックスの炭素繊維間への浸透が促進され、付着
力も向上する。又、本発明によれば、炭素繊維を均質に
分散した水硬化した無機製品が得られるので、従来の方
法により得られる無機製品よりも強度の高い優れた製品
となる利点がある。次に実施例により本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限
定されるものではない。
【００１２】
実施例１ 予め、混練水中に各種界面活性剤および炭素繊維を投入
し、１０分間浸漬させた後、ミキサー中に他の全材料と
ともに投入、２分間撹拌してモルタルを調製した。モル
タルの配合割合は次の通りである。 普通ポルトランド：２０００ｇ 水 ： ８００ｇ 川砂（君津産） ：１０００ｇ 炭素繊維 ：６０ｇ 界面活性剤 ：１．０％（対炭素繊維） 混和剤（減水剤）：０．３％（対セメント） 尚、混和剤としては、ポリスチレンスルホン酸系粉体流
動化剤を使用した。使用した炭素繊維の性状を表−１に
示す。このようにして調製したモルタルを４ｃｍ×４ｃ
ｍ×１６ｃｍの型枠に充填し、温度２０℃、湿度８０％
で２４時間養生後脱型し、水中にて６日間養生して繊維
強化硬化体を製造した。このようにして得られた硬化体
（No１〜１３）について、曲げ強度および破断歪を測定
するとともに、その破断面の顕微鏡写真から０．１ｍｍ
メッシュ中の繊維本数を数え、次の式IIで得られる分散
係数βから繊維の分散性を定量化した。
し、１０分間浸漬させた後、ミキサー中に他の全材料と
ともに投入、２分間撹拌してモルタルを調製した。モル
タルの配合割合は次の通りである。 普通ポルトランド：２０００ｇ 水 ： ８００ｇ 川砂（君津産） ：１０００ｇ 炭素繊維 ：６０ｇ 界面活性剤 ：１．０％（対炭素繊維） 混和剤（減水剤）：０．３％（対セメント） 尚、混和剤としては、ポリスチレンスルホン酸系粉体流
動化剤を使用した。使用した炭素繊維の性状を表−１に
示す。このようにして調製したモルタルを４ｃｍ×４ｃ
ｍ×１６ｃｍの型枠に充填し、温度２０℃、湿度８０％
で２４時間養生後脱型し、水中にて６日間養生して繊維
強化硬化体を製造した。このようにして得られた硬化体
（No１〜１３）について、曲げ強度および破断歪を測定
するとともに、その破断面の顕微鏡写真から０．１ｍｍ
メッシュ中の繊維本数を数え、次の式IIで得られる分散
係数βから繊維の分散性を定量化した。
【００１３】
【数１】
【００１４】式中、μ：試料中に含まれる繊維本数の平
均値、ｎ：試料数（２２５）、Ｘｉ：各試料中に含まれ
る繊維本数を示す。得られた結果をを表−２に示す。 比較例１ 界面活性剤を使用しないか、又は別の界面活性剤を使用
した以外は実施例１と同様にして比較用繊維強化硬化体
（No２１〜２６）を製造し、その特性を調べた。結果を
表−２に示す。
均値、ｎ：試料数（２２５）、Ｘｉ：各試料中に含まれ
る繊維本数を示す。得られた結果をを表−２に示す。 比較例１ 界面活性剤を使用しないか、又は別の界面活性剤を使用
した以外は実施例１と同様にして比較用繊維強化硬化体
（No２１〜２６）を製造し、その特性を調べた。結果を
表−２に示す。
【００１５】
【表１】 表−１ 炭素繊維の性状 種類 繊維長 繊維径 比重 引張強度 引張弾性率 伸度 (mm) (μm) (g/cm3) (kgf/mm2) (kgf/mm2) (%) ピッチ系 ３ １８ 1.65 78 3800 2.0 ＰＡＮ系 ３ ７ 1.77 350 2400 1.5
【００１６】
【表２】 表−２ 曲げ強度 破断歪 No. 炭素繊維 分散剤 ＨＬＢ 分散度 (kgf/cm2) (%) 1 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)6 7.5 0.65 76.9 1.46 2 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)15 11.7 0.68 77.2 1.50 3 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)20 13.0 0.73 82.5 1.57 4 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)25 14.0 0.71 82.4 1.55 5 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)45 16.8 0.66 77.4 1.49 6 ピッチ系 テ゛カノール(EO)20 15.8 0.64 75.3 1.48 7 ピッチ系 セチルアルコール(EO)20 13.6 0.69 80.0 1.51 8 ピッチ系 オクタコサノール(EO)20 10.9 0.66 79.7 1.45 9 ピッチ系 ステアリン酸(EO)20 13.2 0.70 82.6 1.57 10 ピッチ系 ステアリルアミン(EO)20 13.0 0.69 82.0 1.55 11 ピッチ系 ステアリン酸(EO)20メチル 12.9 0.70 81.2 1.49 12 ピッチ系 ステアリン酸(EO)20(PO)3 10.5 0.65 78.6 1.40 13 ＰＡＮ系 ステアリルアルコール(EO)20 13.0 0.68 200.6 1.45 21 ピッチ系 ─────── ─── 0.36 56.1 0.82 22 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)2 2.8 0.39 56.5 0.87 23 ピッチ系 ステアリルアルコール(EO)55 17.8 0.41 56.7 0.86 24 ピッチ系 オクタノール(EO)20 16.8 0.44 60.3 0.95 25 ピッチ系 トリアコンタノール(EO)20 10.6 0.44 58.6 0.98 26 ＰＡＮ系 ─────── ─── 0.33 56.5 0.80 表中、No１〜１３は本発明品、No２１〜２６は比較例で
ある。又ＥＯはエチレンオキシドであり、POはプロピレ
ンオキシドの略である。(EO)20はエチレンオキシド２０
モル付加体を示す。
ある。又ＥＯはエチレンオキシドであり、POはプロピレ
ンオキシドの略である。(EO)20はエチレンオキシド２０
モル付加体を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 24/16 24/32 Ｚ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 14:38 Ａ 24:02 24:32） Ｚ 111:12
Claims (2)
- 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるノニオン界
面活性剤であって、、ＨＬＢが５〜２５のノニオン界面
活性剤と炭素繊維とを含有することを特徴とする炭素繊
維強化水硬性無機材料組成物。 Ｒ1 −［Ｏ−Ａ］n −ＯＲ2 （Ｉ） （式中、Ｒ1 は、Ｒ3 −ＣＯ−、Ｒ3 −ＣＯＮ−、Ｒ3
−、Ｒ3 −ＮＨ−又はＲ 3 −Ｓ−〔ここでＲ3 は、炭素
数１０〜２８の脂肪族炭化水素を示す〕、Ｒ2 はメチル
基、エチル基又は水素、Ａは炭素数２〜４のアルキレン
基、ｎは５〜５０の整数を示す。） - 【請求項２】 請求項１に記載のノニオン界面活性剤の
存在下、炭素繊維を水及び水硬性無機材料と混合するこ
とを特徴とする水硬した無機製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24946493A JPH07101764A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 水硬性無機材料組成物及び水硬した無機製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24946493A JPH07101764A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 水硬性無機材料組成物及び水硬した無機製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07101764A true JPH07101764A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17193354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24946493A Pending JPH07101764A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 水硬性無機材料組成物及び水硬した無機製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105189403A (zh) * | 2013-05-09 | 2015-12-23 | 花王株式会社 | 水硬性粉体用强度提高剂组合物和水硬性粉体硬化体的强度提高方法 |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP24946493A patent/JPH07101764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105189403A (zh) * | 2013-05-09 | 2015-12-23 | 花王株式会社 | 水硬性粉体用强度提高剂组合物和水硬性粉体硬化体的强度提高方法 |
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