JPH0717419B2

JPH0717419B2 - セメント補強用繊維

Info

Publication number: JPH0717419B2
Application number: JP61093671A
Authority: JP
Inventors: 丈夫澤登; 勇二野口
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPS62252355A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は繊維強化セメント複合材において、優れた曲げ
強度を有するセメント補強用繊維に関するものである。

（従来の技術）近年、セメント系建築材においては、防火性、耐火性、
および耐震性等の要求が一段と厳しさを増しており、そ
れに伴つて、補強用繊維の性能も改良されつつあるが、
従来の繊維を用いた補強法では、未だ十分な性能の改良
は、実現されていない。

従来の補強法では、大別して次の２つに分けられる。そ
の１つは、繊維を所要の長さに切断したチヨツプドスト
ランドをセメントマトリツクス中に分散させて補強する
方法。また一方は、連続繊維をセメント中に配設して補
強する方法である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来のいずれかの方法もセメント補強繊
維の付着が悪く、十分な性能が得られないという共通す
る問題があつた。

（問題点を解決するための手段）そこで、本発明者等は従来の問題点を解決すべく鋭意検
討を行つた結果、補強繊維に特定の被覆層を設けること
により、セメントと補強繊維との付着性が改善し、優れ
た曲げ強度を有するセメント複合材が得られることを見
い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的はセメントと補強繊維との付着
性を改良し、優れた曲げ強度を発現するセメント複合材
を与えるセメント補強用繊維を提供するものである。

そして、その目的は有機または無機繊維を、加硫剤及び
加硫促進剤を混合したゴム溶液またはゴムラテツクスで
被覆し、これを硬化させることによつて得られることを
特徴とするセメント補強用繊維に存する。

本発明に用いられる有機または無機繊維は、特に限定さ
れるものではないが、例えば、有機繊維ではナイロン、
ポリエステル、レーヨン、更には、アラミド等の芳香族
系繊維が用いられ、無機繊維では、スチール、ガラス繊
維、炭素繊維、および黒鉛繊維等が用いられる。この
内、引張強度150kg/mm²以上、ヤング率10ton/mm²以上有
するものが好ましい。

繊維には、表面処理および仕上剤等により前処理しても
よい。表面処理には気相酸化、液相酸化、または酸化剤
等を用いる方法があり、仕上剤による処理は、集束剤、
滑剤、柔軟仕上剤として用いるエポキシ系、アクリレー
ト系、ポリエチレン系、ポリブテン系、ポリエステル
系、ポリウレタン系、シリコン等の公知の化合物を単独
あるいは併用しても良い。

次に本発明に用いられるゴムの種類は、たとえば、天然
ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルゴ
ム、アクリル酸エステル共重合体、クロロプレンゴム、
EPDM、ブチルゴム、クロロスルフオン化ポリエチレン、
フツ素ゴム、ポリウレタンゴム等の公知のものが用いら
れ、上記のゴム固形物が溶解したサスペンジヨン系で用
いるか、あるいは、水エマルジヨン系の乳化重合法、あ
るいは他の重合法により得たポリマーを乳化剤を使用し
て水エマルジヨン系に再乳化して製造されるラテツクス
を用いるが、所望のゴム固形分濃度が選択できる点でラ
テツクスを用いる方が好ましい。また、ゴム溶液、また
はゴムラテツクスには予じめ加硫剤、および加硫促進剤
を混合、分散させておくと、ゴム層が架橋して、優れた
特性を発現する。これらのゴムを単独あるいは併用して
繊維に含浸処理を施すが、この際、連続的に繊維をボビ
ンから引き出し、ゴム溶液、またはゴムラテツクスの浴
槽に含浸処理し乾燥、熱処理して巻き取る連続含浸処理
法、あるいは、所定の長さに切断した繊維束をゴム溶
液、またはゴムラテツクスの浴槽に浸し、乾燥、熱処理
するバツチ式含浸処理法、このいずれの処理法を用いて
も良い。その際、ゴム溶液、またはゴムラテツクスは、
通常、繊維全体を被覆しているが、本発明の効果を損な
わない程度の部分被覆であつても良い。繊維に対するゴ
ム固形分の付着量は、10〜200重量％、好ましくは50〜1
00重量％で用いるのが良い。このゴム付着量が多すぎる
と、ゴム層の凝集破壊が起こり易く、一方、ゴム付着量
が少なすぎると、セメントとの付着が低下する。次に被
覆したゴム溶液、またはゴムラテツクスを乾燥し、硬化
させる。硬化は、熱処理温度100℃以上200℃以下で30分
程度行うのが好ましい。熱処理温度が低すぎると、ゴム
が、十分硬化せず、繊維本来の強度が得られない。一
方、熱処理温度が高すぎると、ゴムの変質、劣化が起こ
り、セメントとの付着が低下する。

本発明においては、上記ゴム硬化物を形成する前に、予
め、エポキシ、アクリレート、ポリエステル、ポリエチ
レンなどの公知の熱硬化性樹脂化合物で前処理してあつ
ても良い。その際の付着量は繊維重量に対し、0.5〜５
重量％が好ましい。

以上の処理を施した繊維はセメント補強用に用いるに際
し従来技術にあるような繊維形態や施工方法の制限は何
らなく強化セメント材の製法に応じて、短繊維状、長繊
維（ストランド）状、シート状、不織布状、繊物状等様
々な形態で使用でき、ダイレクトスプレー法、プレミツ
クス法、含浸法（またはハンドレイアツプ法）、抄造法
等様々な方法で施工できる。

また、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナ
セメント、ケイ酸カルシウム等の各種水硬性セメントに
配合し板状、管状、柱状等各種形状の繊維強化セメント
材が製造できる。使用すべき繊維の量は、所望の強度特
性を得るように定める。

通常、セメントの乾燥重量100重量部に対し、0.5〜５重
量部が望ましい。次に、セメントマトリツクスは、セメ
ントと水を混合し水和反応によつて得られるが、水和に
必要な水は、通常、セメントの乾燥重量100重量部に対
し、20〜70重量部、セメント構造体の強度をできるだけ
上げるためには、30〜45重量部の水を混合するのが好ま
しい。さらに、骨材として、砂、ケイ砂効果等をセメン
ト100重量部に対し、50〜200重量部配合する『モルタ
ル』を用いても良い。

（効果）このようにして得られた繊維強化セメント材は、従来の
強化セメント材にない優れた曲げ強度を有することが認
められた。

また、本発明の処理を施すことにより、セメントの水お
よびアルカリ性に対して防蝕効果があるため、スチー
ル、ガラス繊維が使用できる利点を持つ。

本発明により、優れた曲げ強度が発現する理由を推察す
ると、ゴムが繊維内部および繊維の外側に三次元的な網
目構造を形成しており、ゴム層が曲げ応力を分散させ、
繊維に直接曲げ応力が加わわりにくいため、繊維の強度
が生かされ、セメント複合材として曲げ強度を高める結
果になつていると考えられる。

以下、本発明を実施例により、具体的に説明するが、本
発明はその要旨をこえない限り、下記の実施例に限定さ
れるものではない。

（実施例１）引張強度200kg/mm²、ヤング率40ton/mm²、長さ30cmのピ
ッチ系炭素繊維を用い、予め、加硫剤および加硫促進剤
を混合、分散させた40％固形分濃度のスチレンブタジエ
ンラテツクス（日本ゼオン製）に含浸処理し、次いで、
80℃、20分で乾燥し、さらに、150℃、20分間熱処理し
て、ゴムを硬化させた。

炭素繊維に対するゴムの付着量は、87重量％であつた。

得られた炭素繊維束を繊維強化セメント材の製造法であ
るハンドレイアツプ法の常法に従い、セメント100重量
部に対し、水55、砂160の各重量部からなるセメントマ
トリツクス中に、一定間隔をもつて張設し、10本の炭素
繊維束を配列させた。続いて、気中養生（温度20℃、相
対湿度65％）し、材令７日で炭素繊維強化セメント材を
得た。得られた炭素繊維強化セメント材を下記の条件で
曲げ試験を行なつた。

その曲げ物性は第１表に示す値であつた。

試験体寸法；縦32cm、横4cm、厚さ2cm スパン間;26cm、かぶり厚;1.7cm ３点曲げ試験法；試験体３枚の平均値（実施例２）実施例１と同一の炭素繊維を用い、２％のエポキシ樹脂
乳化液（ビスフエノールＡ・グリシジルエーテル）で前
処理を施した。該エポキシ樹脂の付着量は炭素繊維に対
し、約１重量％であつた。

以下、実施例１と同様にして得られた炭素繊維強化セメ
ント材の物性を第１表に示した。

尚、スチレンブタジエンゴムの付着量は炭素繊維に対
し、98重量％であつた。

（比較例１）実施例１と同一の炭素繊維を用い、ゴム処理の代りに、
40％のエポキシ樹脂乳化液（エピコート828/メチルエチ
ルケトン溶媒＋界面活性剤）で処理した。それ以外は、
実施例１と同様にして得られた炭素繊維強化セメント材
の物性を第１表に示した。

尚、エポキシ樹脂の付着量は炭素繊維に対し、92重量％
であつた。

（比較例２）実施例１と同一の炭素繊維を用い、加硫剤および加硫促
進剤を混合、分散させなかつた以外は、実施例１と同様
にして得られた炭素繊維強化セメント材の物性を第１表
に示した。

尚、スチレンブタジエンゴムの付着量は炭素繊維に対
し、67重量％であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機または無機繊維を、加硫剤及び加硫促
進剤を混合したゴム溶液またはゴムラテックスで被覆
し、これを硬化させることによって得られることを特徴
とするセメント補強用繊維。
【請求項２】ゴム固形分として10〜200重量％の付着量
となるようにゴム溶液またはゴムラテックスで被覆する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセメント
補強用繊維。