JPH09142902A - 繊維補強モルタル・コンクリートの製造方法 - Google Patents

繊維補強モルタル・コンクリートの製造方法

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JPH09142902A
JPH09142902A JP29570895A JP29570895A JPH09142902A JP H09142902 A JPH09142902 A JP H09142902A JP 29570895 A JP29570895 A JP 29570895A JP 29570895 A JP29570895 A JP 29570895A JP H09142902 A JPH09142902 A JP H09142902A
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    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメントマトリックスと補強繊維との接着力
の強化。 【解決手段】 製造方法では、短繊維状の補強繊維10
に潜在硬化型のエポキシ樹脂12のコーティングが行わ
れる。エポキシ樹脂12は、液状の樹脂主剤と、微細な
マイクロカプセル膜で被覆された硬化剤とから構成され
ている。補強繊維10は、セメントCと細骨材Sおよび
水とともに攪拌槽16内で混合攪拌され繊維補強モルタ
ル18が作製される。モルタル18は、その後型枠20
内に打設され、そのままの状態で静置して前養生され
る。そして、モルタルの硬化が開始された後に、繊維補
強モルタル18の上方からヒータ22により熱を加える
ことにより、加熱養生が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、繊維補強モルタル・
コンクリートの製造方法に関し、特に、セメントマトリ
ックスと補強繊維との接着性を改善する技術に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】水硬性材料であるモルタルやコンクリー
トの曲げ強度,引張り強度,あるいは、靱性を向上させ
る目的で、長繊維ないしは短繊維をこの種の水硬性材料
中に混入,埋設する繊維補強技術が開発されている。こ
のような目的に使用される炭素繊維やアラミド繊維は、
靱性,強度の補強度合いが非常に顕著で、発錆の問題も
ないことから、この種の水硬性材料の補強繊維として、
特に注目されている。
【0003】しかしながら、このような補強繊維を使用
する繊維補強モルタルないしはコンクリートの製造方法
には、以下に説明する技術的課題が存在していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した炭
素繊維やアラミド繊維は、一般的に、水硬性材料に含ま
れているセメントマトリックスとの親和性に乏しく、単
に、この種の繊維をモルタルやコンクリート中に混入,
埋設しただけでは、繊維とセメントマトリックスとの接
着が不十分になり、繊維の補強効果が十分に得られない
という問題があった。
【0005】このように問題を解決する手段として、繊
維とセメントマトリックスとの間に、双方に対して親和
性を有するエポキシ樹脂を介在させることが考えられ、
エポキシ樹脂をこのような状態で介在させるためには、
通常、繊維の外表面にエポキシ樹脂をコーティングする
ことになる。しかし、繊維の表面にエポキシ樹脂をコー
ティングしたとしても、水和反応によるセメントマトリ
ックスの硬化速度と、架橋反応などによるエポキシ樹脂
の硬化速度とが異なるため、両者の硬化反応をバランス
良く行なわせることが非常に困難な状況になる。
【0006】つまり、一般的には、セメントマトリック
スの水和反応の方が、エポキシ樹脂の硬化反応よりも非
常に遅いので、エポキシ樹脂の硬化反応がセメントより
も先に開始され、その後にセメントの硬化が進行するこ
とになり、エポキシ樹脂の親和性を充分に活用すること
ができない。本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、補強繊維
とセメントマトリックスとの間に介在するエポキシ樹脂
の親和性を充分に発揮させることができる繊維補強モル
タル・モンクリートの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、モルタルないしはコンクリート中に補強
繊維を混入または埋設する繊維補強モルタル・コンクリ
ートの製造方法において、前記補強繊維の外表面に、潜
在硬化型のエポキシ樹脂をコーティングしておき、前記
モルタルないしはコンクリートの硬化開始後の任意の時
期に、前記エポキシ樹脂の潜在硬化性を顕在化させるよ
うにした。前記潜在硬化型のエポキシ樹脂は、エポキシ
樹脂主剤と、カプセル膜で被覆された硬化剤とから構成
され、前記ポリマーの潜在硬化性の顕在化を、加熱,圧
力,光照射のいずれか1つで行なうことができる。上記
構成の繊維補強モルタル・コンクリートの製造方法によ
れば、潜在硬化型のエポキシ樹脂の硬化開始時期を制御
するので、モルタルないしはコンクリートのセメントマ
トリックスと補強繊維との双方にエポキシ樹脂の親和性
を有効に発揮させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発
明にかかる繊維補強モルタル・コンクリートの製造方法
の第1実施例を示している。同図に示す製造方法は、短
繊維を補強繊維10として用い、これをモルタル中に混
入する場合を示している。短繊維状の補強繊維10は、
まず、潜在硬化型のエポキシ樹脂12が収容されている
攪拌槽14内に投入されて、その表面にエポキシ樹脂1
2のコーティングが行われる。
【0009】補強繊維10は、例えば、炭素繊維やアラ
ミド繊維などの繊維材料を所定のアスペクト比になるよ
うに切断したものである。また、潜在硬化型のエポキシ
樹脂12は、液状の樹脂主剤と、微細なマイクロカプセ
ル膜で被覆された硬化剤とを、それぞれ所定量ずつ計量
して、混合した液状のものである。硬化剤の外周を被覆
するカプセル膜は、所定の温度が加えられると溶融し
て、内部の硬化剤が外部に放出され、このような状態に
なると潜在硬化型エポキシ樹脂12の硬化性が顕在化さ
れるものであって、この溶融温度は、例えば、60℃以
上に設定されている。なお、このカプセル膜の溶融温度
は、その膜厚を異ならせることでコントロールすること
ができる。
【0010】つまり、カプセル膜を採用した潜在硬化型
エポキシ樹脂12の硬化性の顕在化は、膜厚みを一定に
した場合に、温度により制御できるとともに、温度を一
定にした場合に、膜厚みを変えることにより制御でき
る。このような構成の潜在硬化型のエポキシ樹脂12と
しては、例えば、旭化成株式会社製、商品名:ノバキュ
ア HX−3722、主剤:ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、硬化材:イミダゾール変性品、カプセル膜の厚
み2μ,溶融温度60〜70℃が挙げられる。
【0011】潜在硬化型のエポキシ樹脂12は、液状の
エポキシ樹脂主剤と、マイクロカプセル膜で被覆された
硬化剤とから構成されているので、これらを混合しても
主剤と硬化剤とが直接接触しないので、エポキシ樹脂主
剤の硬化は開始されない。このため、エポキシ樹脂主剤
の粘度が上昇しないので、混合攪拌が容易かつ、十分に
行なえ、硬化剤を主剤中に均一に分散させることができ
るとともに、カプセル膜で被覆された硬化剤の計量も簡
単にかつ確実に行なえる。
【0012】また、主剤と硬化剤とを混合しても、主剤
の硬化が開始されないので、予め大量に混合して一液化
した状態で長期間貯蔵することもできる。そして、攪拌
槽14内でコーティングが行われた補強繊維10は、攪
拌槽14から取り出して、別の攪拌槽16内に投入さ
れ、次いで、モルタルの原材料であるセメントCと細骨
材Sおよび水が攪拌槽16内に投入され、これらが攪拌
槽16内で混合攪拌され、これにより繊維補強モルタル
18が作製される。
【0013】このようにして作製された繊維補強モルタ
ル18は、その後型枠20内に打設され、そのままの状
態で静置して前養生される。そして、モルタルの硬化が
開始された適当な時期に、繊維補強モルタル18の上方
からヒータ22により熱を加えることにより、加熱養生
が行われる。ヒータ22の加熱により繊維補強モルタル
18の温度が60℃以上になると、潜在硬化型のエポキ
シ樹脂12の硬化剤のマイクロカプセル膜が溶融され、
エポキシ樹脂主剤と硬化剤とが接触する。これによりエ
ポキシ樹脂主剤の硬化が開始される。
【0014】この場合、エポキシ樹脂主剤に付加重合型
のものを用いると、加熱に伴って温度が上昇すると、連
鎖反応が開始されるので、一層好ましい状態になる。そ
して、エポキシ樹脂12の硬化が終了した適当な時期に
型枠20を脱型すると、所定形状の繊維補強モルタル製
品が得られる。さて、以上のようにして補強繊維10に
潜在硬化型のエポキシ樹脂12をコーティングし、エポ
キシ樹脂12の硬化開始時期を制御すると、モルタルの
セメントマトリックスと補強繊維10の双方にエポキシ
樹脂12の親和性を有効に発揮させることができ、補強
繊維10によるモルタルの性状改質効果を十分に発揮さ
せることができる。
【0015】図2は、本発明にかかる製造方法の第2実
施例を示している。同図に示す実施例では、コンクリー
ト中に格子状に組み立てられた補強繊維10aを埋設す
る場合を示している。補強繊維10aは、炭素繊維やア
ラミド繊維などの長繊維を引き揃えて結着したストラン
ドが用いられ、これを格子状に組立たものであって、そ
の表面には、予め潜在硬化型のエポキシ樹脂12がコー
ティングしてある。
【0016】繊維補強コンクリートを製造する際には、
まず、補強繊維10aが型枠30内に設置される。この
とき、補強繊維10aは、製造される繊維補強コンクリ
ートの厚み方向の中心に位置するように、適当な部材、
例えば、ワイヤなどで吊り下げるようにして型枠30内
に収納される。補強繊維10aが型枠30内に設置され
ると、予め混練されているコンクリート32が型枠30
内に打設される。そして、この状態で静置して前養生が
行われ、コンクリート32の硬化が開始された適当な時
期に、コクリート32の上面側にヒータ22を設置し
て、コンクリート32の加熱養生が行われる。
【0017】ヒータ22の加熱により、コンクリート3
2の温度が60℃以上になると、補強繊維10aの表面
にコーティングされている潜在硬化型のエポキシ樹脂1
2の硬化が開始される。なお、この場合、補強繊維10
aに炭素繊維を用いる場合には、図2(D)に示すよう
に、炭素繊維製の補強繊維10aに直流ないしは交流電
流を供給して、補強繊維10a自体を発熱させることに
より、エポキシ樹脂12の潜在硬化性を顕在化させるこ
ともできる。
【0018】そして、エポキシ樹脂12の硬化が終了し
た適当な時期に型枠30を脱型すると、コンクリート3
2中に格子状の補強繊維10aを埋設した繊維補強コン
クリートが得られる。このように構成した繊維補強コン
クリートの製造方法においても、補強繊維10aの外表
面にコーティングしたエポキシ樹脂12の硬化開始時期
を制御するので、上記第1実施例と同様な作用効果が得
られる。
【0019】なお、上記実施例では、潜在硬化型のエポ
キシ樹脂12の硬化を開始させる手段として、ヒータ2
2を例示したが、本発明の実施は、これに限定されるこ
とはなく、例えば、赤外線や遠赤外線を照射したり、あ
るいは、コンクリートやモルタルに圧力を加えることで
硬化を開始させてもよい。また、上記実施例では、繊維
補強モルタルないしはコンクリートを脱型する前に、ヒ
ータ22によりエポキシ樹脂の硬化を開始させたが、こ
れらを脱型した後に、硬化させることもできる。
【0020】さらに、上記実施例では、エポキシ樹脂に
潜在硬化性を付与する手段として、硬化剤をマイクロカ
プセル膜で包囲するものを示したが、本発明の実施は、
これに限定されることはなく、例えば、エポキシ樹脂の
硬化反応を遅延させる遅延剤を混入し、遅延剤によりエ
ポキシ樹脂の硬化反応を制御してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる繊維補強モルタル・コンクリートの製造
方法によれば、潜在硬化型のエポキシ樹脂の硬化開始時
期をコントロールすることにより、セメントマトリック
スと補強繊維との間の接着性が高まり、高品質な繊維補
強モルタルないしはコンクリートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる繊維補強モルタル・コンクリー
トの製造方法の一例を示す説明図である。
【図2】本発明にかかる繊維補強モルタル・コンクリー
トの製造方法の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
10,10a 補強繊維 12 潜在硬化型エポキシ樹脂 14 攪拌槽 20,30 型枠 22 ヒータ 32 コンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 一房 東京都清瀬市下清戸4−640 株式会社大 林組技術研究所内 (72)発明者 川原 正雄 埼玉県川越市南台1丁目10番地4 株式会 社ショックベトン・ジャパン内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モルタルないしはコンクリート中に補強
    繊維を混入または埋設する繊維補強モルタル・コンクリ
    ートの製造方法において、 前記補強繊維の外表面に、潜在硬化型のエポキシ樹脂を
    コーティングしておき、前記モルタルないしはコンクリ
    ートの硬化開始後の任意の時期に、前記エポキシ樹脂の
    潜在硬化性を顕在化させることを特徴とする繊維補強モ
    ルタル・コンクリートの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記潜在硬化型のエポキシ樹脂は、エポ
    キシ樹脂主剤と、カプセル膜で被覆された硬化剤とから
    構成され、前記ポリマーの潜在硬化性の顕在化が、加
    熱,圧力,光照射のいずれか1つで行なわれることを特
    徴とする請求項1記載の繊維補強モルタル・コンクリー
    トの製造方法。
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