JPH07247151A

JPH07247151A - 炭素繊維強化水硬性複合材料とその製造方法

Info

Publication number: JPH07247151A
Application number: JP3816694A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Awata; 満粟田; Akira Shiraki; 明白木; Mitsuharu Tezuka; 光晴手塚; Yasoji Ozawa; 八十治小沢
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】防水性に優れ、又、含水時にも優れた強度を
示す炭素繊維強化複合材料を提供する。【構成】炭素繊維を混入した水硬性複合材料に、撥水
剤として、（Ａ）アルケニルコハク酸無水物を（Ｂ）ポ
リビニルアルコールまたはその誘導体および（Ｃ）界面
膜強化物質とを含有する炭素繊維強化水硬性複合材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として土木・建築分野
において使用される撥水性に優れた炭素繊維補強セメン
トの製造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維強化水硬性複合材料は通常のモ
ルタルの強度不足を、炭素繊維のもつ引張強度と弾性率
とを利用して補うために開発されたものであり、曲げ強
度、引張強度および靱性に優れている。この炭素繊維強
化水硬性複合材料用の炭素繊維は引張強度が１００ｋｇ
／ｍｍ ²以上のものを使用し、水溶性のポリマーを用い
て集束し、混練時に炭素繊維を単糸分散させる（特開昭
６３−１６２５５９号公報）という手段があった。

【０００３】しかしながら、該セメントは、気乾状態に
おいてその補強効果が発揮されるのであって、水の浸水
により水分を多く含んだ場合、マトリックスと炭素繊維
の界面の摩擦力が落ちるため、補強効果は低くなり、強
度が低下するという問題があった。また、吸水が容易に
行われると、凍結温度で水が氷に変化する際に、その容
積が１０％増加することに伴う組織破壊を来たすため、
凍結融解性能が低下するといった問題もある。一般のセ
メント等では水の浸入を防止するため、シリコーン等の
撥水剤が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素繊
維強化セメントにかかる撥水剤を添加すると炭素繊維の
分散が悪くなるため撥水剤を用いることはできなかっ
た。

【０００５】

【課題を解決させるための手段】本発明者らは前記課題
を解決すべく種々検討を重ねた結果、該セメントを製造
するときに、特定の撥水剤を適当量添加することによ
り、硬化させた後に、撥水性に優れ、含水強度や、凍結
融解性能に優れた炭素繊維強化複合材を製造できること
を見いだし、本発明を完成したものである。

【０００６】すなわち本発明の目的は、吸水により、著
しい強度低下の生じない炭素繊維強化水硬性複合材料と
その製造方法を提供することであり、かかる目的は、炭
素繊維を混入した水硬性複合材料において、撥水剤とし
て（Ａ）アルケニルコハク酸無水物、（Ｂ）ポリビニル
アルコールまたはその誘導体および（Ｃ）界面膜強化物
質を含有することを特徴とする炭素繊維強化水硬性複合
材料、より好ましくは、該界面膜強化物質がナフタリン
スルホン酸・ホルマリン高縮合物及び／又はアセチレン
ジオールからなる前記の炭素繊維強化水硬性複合材料、
並びに（Ａ）アルケニルコハク酸無水物、（Ｂ）ポリビ
ニルアルコールまたはその誘導体および（Ｃ）界面膜強
化物質を含有する撥水剤を水中に乳化させ、エマルジョ
ン組成物とした後、該エマルジョン組成物を水と共に、
炭素繊維を混入した水硬性材料に、添加、混練すること
を特徴とする炭素繊維強化複合材料の製造方法、好まし
くは該炭素繊維を混入した水硬性材料１００重量部に対
して、該エマルジョン組成物の固形分が０．０５〜２．
０重量部である前記の炭素繊維強化複合材料の製造方
法、より好ましくは該界面膜強化物質がナフタリンスル
ホン酸・ホルマリン高縮合物及び／又はアセチレンジオ
ールからなる前記の炭素繊維強化複合材料の製造方法、
により容易に達成される。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明におけるセメント原料としては建築材料や土木材料
に用いられる各種セメントが使用できる普通ポルトラン
ドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメン
ト、アルミナセメントおよび低収縮セメントのいずれで
も良く、好ましくは低収縮セメントおよび早強ポルトラ
ンドセメントを用いる。

【０００８】本発明で用いられる撥水剤は、（Ａ）成分
としてアルケニルコハク酸無水物をポリビニルアルコー
ルまたはその誘導体および界面膜強化物質とともに水中
に乳化してなる撥水性エマルジョン組成物である。アル
ケニルコハク酸無水物としては、炭素数が通常４〜４
０、好ましくは８〜２０の直鎖状または分岐状のα−オ
レフィンと無水マレイン酸との反応により得られるアル
ケニルコハク酸無水物が用いられる。その具体例として
は、例えばオクテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク
酸無水物、デセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク
酸無水物、トリイソブテニルコハク酸無水物、ヘキサデ
セニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水
物、イソオクタデセニルコハク酸無水物、エイコデセニ
ルコハク酸無水物等が挙げられる。

【０００９】また、本発明において用いられるポリビニ
ルアルコールまたはその誘導体としては、２０℃におけ
る４％水溶液の粘度が通常１〜８０センチポイズ、好ま
しくは３〜３０センチポイズ、また、ケン化度が通常８
５モル％以上、好ましくは８６〜９９．８モル％のもの
が挙げられる。また、ポリビニルアルコールの誘導体は
その置換基に水酸基以外にもカルボキシル基や、含窒素
基等を有するものが挙げられる。

【００１０】本発明において用いられる（Ｂ）成分のポ
リビニルアルコールまたはその誘導体の好ましい使用量
はアルケニルコハク酸無水物１００重量部に対して通常
１〜１０重量部、より好ましくは２〜８重量部である。
使用量が少なすぎる場合では、安定なエマルジョンが得
られにくく、また多すぎる場合ではエマルジョンの粘度
が著しく高くなり好ましくない。

【００１１】本発明に用いられる（Ｃ）成分である界面
膜強化物質とは、界面を補強し、安定化させる効果を持
つ物質をいう。中でも、（イ）カルボン酸化合物もしく
はスルホン酸化合物の重合体の水溶性塩またはビニル化
合物とカルボン酸化合物もしくはスルホン酸化合物との
付加物もしくは共重合体の水溶性塩、（ロ）（イ）の付
加物もしくは共重合体の水溶性塩と界面活性剤との混合
物、（ハ）高級アルコールと界面活性剤との混合物、
（ニ）沸点２００℃以上の疎水性液体と界面活性剤との
混合物、（ホ）沸点２００℃以上の疎水性液体と界面活
性剤と高級アルコールとの混合物、（ヘ）ナフタリンス
ルホン酸・ホルマリン高縮合物、（ト）高縮合トリアジ
ン系化合物、（チ）アセチレンジオール系化合物、並び
に上記（イ）〜（チ）のうち任意の２種類以上の組み合
わせ等、界面に物理的に吸着されて強化する物質が好ま
しい。特に好ましくは（ヘ）と（チ）の組み合せであ
る。

【００１２】本発明で用いられる界面膜強化物質として
の（イ）または（ロ）における、カルボン酸化合物もし
くはスルホン酸化合物の重合体の水溶性塩またはビニル
化合物とカルボン酸化合物もしくはスルホン酸化合物の
付加物もしくは共重合体の水溶性塩としては、以下のも
のが具体例として挙げられる。ポリスチレンスルホン酸
の水溶性塩、ポリ（メタ）アクリル酸の水溶性塩、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体スルホン化物の水溶性
塩、アルケニルコハク酸の水溶性塩、炭素数４〜１２の
α−オレフィンと無水マレイン酸共重合体の水溶性塩等
を挙げることができる。

【００１３】また、界面膜強化物質（ハ）または（ホ）
において、用いられる高級アルコールとしては、例え
ば、ｎ−ブタノール、ｎ−オクタノール、ｎ−デカノー
ル、ステアリルアルコール、セチルアルコール、２−エ
チルヘキサノール、２−ヘプチルウンデカノールなどの
直鎖または分岐を有する、炭素数が通常４〜２０、好ま
しくは８〜１８の脂肪族アルコールを挙げることができ
る。

【００１４】また、界面膜強化物質（ニ）または（ホ）
において用いられる、沸点２００℃以上の疎水性液体と
しては、例えば、ジメチルポリシロキサン、アルキルメ
チルポリシロキサン、フェニルメチルポリシロキサン等
のシリコーンオイル類またはその誘導体、タービン油、
マシン油、α−オレフィンの重合体等の天然または合成
炭化水素油、ビフェニル、ターフェニル等の芳香族炭化
水素油等が挙げられる。

【００１５】また、界面膜強化物質（ロ）、（ハ）、
（ニ）また（ホ）において用いられる界面活性剤として
は以下のものが具体例として挙げられる。ソルビタンモ
ノオレートやソルビタンモノステアレートなどのソルビ
タン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン
モノオレートやポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レートなどのポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、
ポリオキシエチレンソルビトールモノオレートなどのポ
リオキシアルキレンソルビトール脂肪酸エステル類、ポ
リオキシエチレンモノオレートやポリオキシソルビタン
モノステアレートなどのポリオキシアルキレンアルキル
エステル類、ポリオキシエチレンラウリルアルコールリ
ン酸エステル等のポリオキシアルキレンアルキルアルコ
ール無機酸エステル類、ポリオキシエチレン・ポリオキ
シエチレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキ
ルアリルエーテル類、ステアリルアミンの塩酸塩、ステ
アリルアミンの四級化合物等の含窒素カチオン性化合
物、パーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活
性剤、ラウリルアルコール硫酸エステルＮａ塩、オレイ
ル硫酸エステルＮａ塩等の高級アルコール硫酸エステル
塩類、ラウリルアルコールポリエチレングリコール硫酸
エステルＮａ塩、オレイルアルコールポリエチレングリ
コール硫酸エステルＮａ塩等の高級アルコールエチレン
オキサイド付加物の硫酸エステル類、アルキルベンゼン
スルホン酸Ｎａ塩、α−オレフィンスルホン酸Ｎａ塩等
のスルホン酸塩類、オレイルアルコールリン酸モノエス
テルジＮａ塩、ステアリルアルコールリン酸モノエステ
ルジＮａ塩等の高級アルコールリン酸エステル類、オレ
イン酸アミン塩、パルミチン酸Ｎａ塩等の高級脂肪酸塩
類などの界面活性剤の１種または２種以上の組み合わせ
が挙げられる。

【００１６】さらに、界面膜強化物質の好ましい使用量
はアルケニルコハク酸無水物１００重量部に対して通常
１〜５０重量部、より好ましくは８〜３０重量部であ
る。使用量が少なすぎる場合では十分な界面膜強化効果
は得られず、また多すぎる場合では撥水性が低下するの
で好ましくない。本発明におけるエマルジョン組成物を
製造する方法は特に限定されないが、好ましい方法とし
て転相乳化法、機械的乳化法が挙げられ、これらの方法
の単独または併用も可能である。機械的乳化法としては
ホモミキサー等の高速撹拌器、バルブホモジナイザーの
ような高圧乳化機、コロイドミル、超音波等の方法があ
り、均一なエマルジョンを製造できる方法であれば、い
ずれでも良い。

【００１７】本発明で用いられる撥水剤の添加量は、セ
メント１００重量部に対し固形分で０．０５重量部から
２．０重量部が好ましく、０．０５重量部以下では撥水
効果が小さく、２重量部以上ではモルタル混練時に繊維
の分散不良が起こりやすいため好ましくない。本発明の
撥水剤は炭素繊維を混入したセメントに更に骨材その他
を配合した混合物に水と共に添加して使用される。

【００１８】本発明で用いられる炭素繊維としては、特
に制限されるものではない。通常引張強度が１００ｋｇ
／ｍｍ²以上の例えばコールタールピッチ、石油ピッ
チ、石炭液化物、ポリアルリロニトリル、セルロース等
を原料とした炭素繊維を用いることができる。炭素繊維
の糸径としては、５〜３０μｍ、好ましくは６〜１８μ
ｍのものが用いられる。炭素繊維の繊維長としては、ア
スペクト比として５００〜４０００のものが好ましく用
いられる。

【００１９】繊維の集束剤は、モルタルにしたときに、
チョップドストランド状の炭素繊維が単糸分散すること
も可能とさせる集束剤が用いられ、例えば、硬化剤未添
加のエポキシエマルジョンや、ポリビニルアルコール系
として、未ケン化ポリ酢酸ビニル、部分ケン化ポリビニ
ルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコールがあ
る。また、メチルセルロース、エチルセルロース、カル
ボキシルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス等のセルロース誘導体、可溶性デンプン等のデンプン
誘導体も用いられる。好ましくは硬化剤未添加のエポキ
シエマルジョンが用いられる。本発明で用いられるエポ
キシエマルジョンとしては、以下のエポキシ化合物を界
面活性剤でエマルジョン化したものが使用できる。エポ
キシ化合物とは、例えば、ビスフェノール型、ノボラッ
ク型、脂環族型、レゾール型、アミノ型などのエポキシ
化合物のモノマー、低重合物が挙げられ、中でも、ビス
フェノールＡ型で分子量が４７０以下、あるいはノボラ
ック型で分子量が６００以下のエポキシ化合物が好まし
い。例えば、シェル化学社製“エピコート”８１５、８
２７、８２８および８３４、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ（チ
バ−ガイギー）社製“アラルダイト”ＥＣＮ−１２３５
である。

【００２０】これらをエマルジョン化する界面活性剤と
しては、ポリオキシメチレンのヒマシ油エーテル、ノニ
ルフェニルエーテル、スチレン化フェニルエーテルなど
のポリオキシエチレンアルキルエーテルまたはポリオキ
シエチレンアルキルアリルエーテルおよびポリビニルア
ルコールなどの中から選ばれた少なくとも１種類の界面
活性剤が挙げられる。

【００２１】集束剤の濃度は０．２〜２．０ｗｔ％、好
ましくは０．５〜１．５ｗｔ％に調節する。添着の方法
は、水に集束剤を混入して規定の濃度にし、その溶液に
炭素繊維を長繊維のまま滑車を通じて含浸させる。含浸
後の炭素繊維は１００〜１２０℃で乾燥、切断される。
繊維長は５〜２０ｍｍが好ましい。エマルジョンタイプ
のエポキシの場合、その添着量が０．１ｗｔ％以下で
は、無添着の場合とほとんど変化がなく、通常のモルタ
ルミキサーでは繊維を充分分散させることが困難で、オ
ムニミキサーのような特殊なミキサーが必要とされ、使
用した際も繊維の毛羽立ちは目立つ。また２〜５ｗｔ％
の場合は、炭素繊維の周りにエポキシエマルジョンが多
すぎて炭素繊維とマトリックスの結合が弱くなるため、
逆に炭素繊維強化複合材料の強度は落ちる。さらに、５
ｗｔ％以上になると、混練時、水を添加した後も炭素繊
維はストランド状態のままで単糸分散は起こらないた
め、繊維による補強効果は少なくなる。したがってエポ
キシエマルジョンの場合０．２〜２ｗｔ％が好ましい。

【００２２】骨材としては、砂、ケイ石、砂利、砕石、
シラスバルーン、フライアッシュ等が挙げられる。平均
粒径が６ｍｍで好ましくは珪砂５号を、軽量骨材は平均
粒径４０μｍの中空シリカを用い、セメント１００重量
部に対して合計２０〜３０重量部混入する。また、繊維
の分散剤としては通常一般に使用されているものが使用
でき、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース等のセルロース誘導体、ポリアミド型、ポリア
ミン型、アルキルピコリニウム塩型、アルキルアミンの
水溶性塩型等のカチオン界面活性剤、アルキルアミンオ
キサイド型ノニオン性界面活性剤、アルキルアラニン
型、アルキルアミンオキサイド型ノニオン性界面活性
剤、アルキルグリシン型、アルキルアラニン型、アルキ
ルベタイン型、アルキルイミダゾリン型等の両性界面活
性剤のうちいずれか１種または２種以上の混合物が使用
される。

【００２３】減水剤としてはトリアジン環系高縮合物塩
を主成分とする特殊界面活性剤、特殊スルホン基カルボ
キシル基含有多元ポリマー、アニオン型特殊高分子活性
剤、ナフタレンスルホン酸縮合物リグニンスルホン酸誘
導体等が挙げられる。添加量はセメント１００部に対し
て１〜４部混入する。また、分散剤、減水剤の他に消泡
剤、発泡剤等の混和剤も適宜添加できる。セメント原料
と炭素繊維、水、その他助剤を混練する混合機として
は、通常用いられる全ての混合機が使用でき、パドル
型、プロペラ型、櫂型、タービン型、パン型、リボン
酸、スクリュー型、ワーナ型、ニーダー型等の撹拌翼を
有する混合機の場合は、炭素繊維とセメント原料とを水
を加えずにまず混合し、ついで水を加えて混練する。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。（実施例１〜３）内容積７０リットルのモルタルミキサ
ーに、低収縮セメント１００重量部、ケイ砂５号１２．
５重量部、軽量骨材１２．５重量部、メチルセルロース
０．２５重量部添加し、さらにポリビニルアルコール系
集束剤１．５ｗｔ％を添着した炭素繊維を組成物全体の
体積分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、短繊維が
充分分散した混合物を得る。ついで、撥水剤としてアル
ケニルコハク酸（三菱石油（株）製“ＭＳ−１００”）
１００重量部を、ポリビニルアルコール（日本合成化学
工業（株）製“ＧＨ２００”）２重量部、アセチレンジ
オール（日信化学（株）製“ＳＵＲＦＹＮＯＬＳ
Ｅ”）３重量部およびナフタリンスルホン酸・ホルマリ
ン高縮合物（花王（株）製“マイティ１５０”）５重量
部で乳化したものを、先に減水剤（ポゾリス物産（株）
販売の“ＮＬ−４０００”）３重量部とクエン酸０．５
重量部を水４７重量部に入れておいた水５０．５重量部
に、セメントに対する撥水剤固形分比が０．５、１．０
および２．０重量部となる量をそれぞれ添加し、水系を
それぞれ合計５１，５１．５，５２．５重量部としてセ
メント混合物に加えて、３０秒混練することにより、炭
素繊維強化水硬性複合材料を製造した。強度試験体の養
生は２０℃、６０Ｒ．Ｔ％の状態で行い、４週後および
同サンプルを２４時間水中に浸漬後に曲げ試験をＪＩＳ
Ａ５２０１に準じて行った。なお、載荷速度は２ｍ
ｍ／ｍｉｎ、試験体数はｎ＝６で行った。また、吸水量
を測るためＪＩＳＡ１４０４に準じて、４×４×１
６ｃｍサイズの試験体を用いて２４時間水中に含浸さ
せ、吸水試験を行った。試験体数はｎ＝３である。ま
た、タイル接着試験は建築研究所式試験に準じて行っ
た。また、凍結融解試験は−２０〜２０℃まで昇温・降
温・保持時間（２０℃で散水）を含め１サイクル６時間
を３００サイクル行い、諸物性の測定を行った。

【００２５】（実施例４）内容積７０リットルのモルタ
ルミキサーに、早強ポルトランドセメント１００重量
部、ケイ砂５号４９．５重量部、軽量骨材１６．５重量
部、メチルセルロース０．２５重量部添加し、さらに炭
素繊維を体積分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、
短繊維が充分分散した混合物を得る。ついで、撥水剤と
してアルケニルコハク酸（三菱石油（株）製“ＭＳ−１
００”）１００重量部を、ポリビニルアルコール（日本
合成化学工業（株）製“ＧＨ２００”）２重量部、自己
乳化型アセチレンジオール（日信化学（株）製“ＳＵＲ
ＦＹＮＯＬＳＥ”）３重量部およびナフタリンスルホ
ン酸・ホルマリン高縮合物（花王（株）製“マイティ１
５０”）５重量部で乳化したものを、固形分比で０．５
重量部になるよう、減水剤を２重量部加えてある水４９
重量部に添加したものを４９．５重量部加えて、３０秒
混練することにより、炭素繊維強化水硬性複合材料を製
造した。以下、養生方法、試験方法は実施例１〜３と同
様である。

【００２６】（実施例５）内容積７０リットルのモルタ
ルミキサーに、早強ポルトランドセメント１００重量
部、ケイ砂５号４９．５重量部、軽量骨材１６．５重量
部、メチルセルロース０．２５重量部添加し、さらに炭
素繊維を体積分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、
短繊維が充分分散した混合物を得る。ついで、先に減水
剤３重量部とクエン酸０．５重量部を入れておいた水５
０．５重量部に、実施例１〜３で用いた撥水剤を固形分
比で０．５重量部添加して、水系を全量で５１重量部加
えて、３０秒混練することにより、炭素繊維強化水硬性
複合材料を製造した。以下、養生方法、試験方法は実施
例１〜３と同様である。

【００２７】（比較例１〜２）内容積７０リットルのモ
ルタルミキサーに、低収縮セメント１００重量部、ケイ
砂５号１２．５重量部、軽量骨材１２．５重量部、メチ
ルセルロース０．２５重量部添加し、さらに炭素繊維を
体積分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、短繊維が
充分分散した混合物を得、先に減水剤３重量部とクエン
酸０．５重量部を入れておいた水５０．５重量部に、撥
水剤を固形分比でそれぞれ０および５重量部添加したも
のをそれぞれ５０．５，５５．５重量部加えて、３０秒
混練することにより、炭素繊維強化水硬性複合材料を製
造した。試験体の養生および試験方法は実施例１〜３と
同じ方法で行った。

【００２８】（比較例３）内容積７０リットルのモルタ
ルミキサーに、低収縮セメント１００重量部、ケイ砂５
号１２．５重量部、軽量骨材１２．５重量部、メチルセ
ルロース０．２５重量部添加し、さらに炭素繊維を体積
分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、短繊維が充分
分散した混合物を得る。ついで、パラフィンワックス
（日本精蝋（株）製融点６３℃）７６重量部および石
油樹脂（東邦石油樹脂（株）製“ハイレジン＃９０”）
１９重量部を、ジイソブチレン−無水マレイン酸共重合
体Ｎａ塩２．５重量部およびポリビニルアルコール（日
本合成化学工業（株）製“ＧＬ０５”）２．５重量部で
乳化したものを撥水剤として、先に減水剤３重量部とク
エン酸０．５重量部を入れておいた水５０．５重量部
に、その固形分比で５．０重量部になるよう添加し、水
系の合計を５５．５重量部としたものをセメントに加え
て、３０秒混練することにより、炭素繊維強化水硬性複
合材料を製造した。強度試験体の養生は２０℃、６０
Ｒ．Ｔ％の状態で行い、４週後および同サンプルを２４
時間水中に浸漬後に曲げ試験をＪＩＳＡ５２０１に
準じて行った。なお、載荷速度は２ｍｍ／ｍｉｎ、試験
体数はｎ＝６で行った。また、吸水量を測るためＪＩＳ
Ａ１４０４に準じて、４×４×１６ｃｍサイズの試
験体を用いて２４時間水中に含浸させ、浸漬実験を行っ
た。試験体数はｎ＝３。また、タイル接着試験は建築研
究所式試験に準じて行った。

【００２９】（比較例４）内容積７０リットルのモルタ
ルミキサーに、低収縮セメント１００重量部、ケイ砂５
号１２．５重量部、軽量骨材１２．５重量部、メチルセ
ルロース０．２５重量部添加し、さらに炭素繊維を体積
分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、短繊維が充分
分散した混合物を得る。ついで、シリコーン（東レシリ
コーン（株）製 “ＳＨ２００”）１００重量部を、ミ
リスチン酸ビメチルエタノールアミン塩（花王（株）製
“ルナックＭＹ−９８”）１０重量部で乳化したものを
撥水剤として、先に減水剤３重量部とクエン酸０．５重
量部を入れておいた水に、その固形分比で２．０重量部
になるよう添加し、水系の合計を５２．５重量部とした
ものをセメントに加えて、３０秒混練することにより、
炭素繊維強化水硬性複合材料を製造した。強度試験体の
養生は２０℃、６０Ｒ．Ｔ％の状態で行い、４週後およ
び同サンプルを２４時間水中に浸漬後に曲げ試験をＪＩ
ＳＡ５２０１に準じて行った。なお、載荷速度は２
ｍｍ／ｍｉｎ、試験体数はｎ＝６で行った。また、吸水
量を測るためＪＩＳＡ１４０４に準じて、４×４×
１６ｃｍサイズの試験体を用いて２４時間水中に含浸さ
せ、浸漬実験を行った。試験体数はｎ＝３。また、タイ
ル接着試験は建築研究所式試験に準じて行った。

【００３０】（比較例５）内容積７０リットルのモルタ
ルミキサーに、早強ポルトランドセメント１００重量
部、ケイ砂５号４９．５重量部、軽量骨材１６．５重量
部、メチルセルロース０．２５重量部添加し、さらに炭
素繊維を体積分率で１．８％加え、３０秒乾式混合し、
短繊維が充分分散した混合物を得る。ついで、水を５０
重量部加えて、３０秒混練することにより、炭素繊維強
化水硬性複合材料を製造した。以下、養生方法、試験方
法は実施例１〜３と同様である。以下の結果を表１に示
す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明、すなわち炭
素単位繊維を混入したセメントの中に、水で薄めた撥水
剤を添加、混練することによって製造した硬化体が、防
水性能に優れ、含水時の曲げ強度の保持率が８０％以上
および凍結融解３００サイクル後のタイルの接着強度の
保持率が８０％以上の炭素繊維強化水硬性複合材料を得
ることが可能となる。

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 24/04 24/22 ＢＣ 24/26 ＢＤ０６Ｍ 13/144 13/192 //(Ｃ０４Ｂ 28/02 24:04 14:38 Ａ 24:26 Ｂ 24:22 ＢＣ 24:02） (72)発明者小沢八十治神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素繊維を混入した水硬性複合材料にお
いて、撥水剤として（Ａ）アルケニルコハク酸無水物、
（Ｂ）ポリビニルアルコールまたはその誘導体および
（Ｃ）界面膜強化物質を含有することを特徴とする炭素
繊維強化水硬性複合材料。
【請求項２】該界面膜強化物質がナフタリンスルホン
酸・ホルマリン高縮合物及び／又はアセチレンジオール
からなる請求項１記載の炭素繊維強化水硬性複合材料。
【請求項３】（Ａ）アルケニルコハク酸無水物、
（Ｂ）ポリビニルアルコールまたはその誘導体および
（Ｃ）界面膜強化物質を含有する撥水剤を水中に乳化さ
せ、エマルジョン組成物とした後、該エマルジョン組成
物を水と共に、炭素繊維を混入した水硬性材料に、添
加、混練することを特徴とする炭素繊維強化複合材料の
製造方法。
【請求項４】該炭素繊維を混入した水硬性材料１００
重量部に対して、該エマルジョン組成物の固形分が０．
０５〜２．０重量部である請求項３記載の炭素繊維強化
複合材料の製造方法。
【請求項５】該界面膜強化物質がナフタリンスルホン
酸・ホルマリン高縮合物及び／又はアセチレンジオール
からなる請求項３又は４記載の炭素繊維強化複合材料の
製造方法。