JPH0920536A - 炭素繊維補強モルタル用の混和材 - Google Patents
炭素繊維補強モルタル用の混和材Info
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- JPH0920536A JPH0920536A JP18652995A JP18652995A JPH0920536A JP H0920536 A JPH0920536 A JP H0920536A JP 18652995 A JP18652995 A JP 18652995A JP 18652995 A JP18652995 A JP 18652995A JP H0920536 A JPH0920536 A JP H0920536A
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- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
- C04B2103/404—Surface-active agents, dispersants cationic
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カールした炭素繊維であっても、炭素繊維が
均一に分散でき、炭素繊維によるモルタルの物理的強度
向上や耐ひび割れ性向上などの補強効果を最大限に発揮
できるように、予めカチオン性ポリマーディスパージョ
ンの固形分量と超微粒子粉体量を調整し作製した粘ちょ
うなペースト状混合物に所定量の炭素繊維を投入し混練
してプレミックス混和材を得る。 【構成】 炭素繊維３〜８重量％、超微粒子粉体１０〜
２０重量％、カチオン性のポリマーディスパージョン３
０〜６０重量％及び水１２〜５７重量％からなり、炭素
繊維が均一に分散されていることを特徴とする炭素繊維
補強モルタル調合用のペースト状プレミックス混和材。
ポリマーディスパージョンとして粒子表面に高密度にカ
チオン性を持つカチオン性ＳＢＲラテックスが好まし
い。炭素繊維は長さ３〜１２ｍｍ、平均直径５〜２０μ
ｍで、端部がカール状に屈曲した繊維形状である。超微
粒子粉体は球状の粒子形状を有するシリカフュームが好
ましい。
均一に分散でき、炭素繊維によるモルタルの物理的強度
向上や耐ひび割れ性向上などの補強効果を最大限に発揮
できるように、予めカチオン性ポリマーディスパージョ
ンの固形分量と超微粒子粉体量を調整し作製した粘ちょ
うなペースト状混合物に所定量の炭素繊維を投入し混練
してプレミックス混和材を得る。 【構成】 炭素繊維３〜８重量％、超微粒子粉体１０〜
２０重量％、カチオン性のポリマーディスパージョン３
０〜６０重量％及び水１２〜５７重量％からなり、炭素
繊維が均一に分散されていることを特徴とする炭素繊維
補強モルタル調合用のペースト状プレミックス混和材。
ポリマーディスパージョンとして粒子表面に高密度にカ
チオン性を持つカチオン性ＳＢＲラテックスが好まし
い。炭素繊維は長さ３〜１２ｍｍ、平均直径５〜２０μ
ｍで、端部がカール状に屈曲した繊維形状である。超微
粒子粉体は球状の粒子形状を有するシリカフュームが好
ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維補強モルタル
を現場調合する場合に用いて好適なプレミックス混和材
に関する。
を現場調合する場合に用いて好適なプレミックス混和材
に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維は引っ張り強度が強く、また、
耐アルカリ性、耐腐食性など化学的にも強く、恒久的な
安定性が求められるコンクリートやモルタルなどの建設
材料の脆性改良にとって有効な繊維として知られてい
る。
耐アルカリ性、耐腐食性など化学的にも強く、恒久的な
安定性が求められるコンクリートやモルタルなどの建設
材料の脆性改良にとって有効な繊維として知られてい
る。
【０００３】又、他のガラス繊維や合成繊維に比べて繊
維直径が小さいので、薄塗り仕上げ材のように鏝仕上げ
する左官材料においても作業性がよく、応力分散によっ
てひび割れを低減する効果があり、石綿代替材料として
も期待されている。
維直径が小さいので、薄塗り仕上げ材のように鏝仕上げ
する左官材料においても作業性がよく、応力分散によっ
てひび割れを低減する効果があり、石綿代替材料として
も期待されている。
【０００４】炭素繊維はポリアクリルニトリル系（ＰＡ
Ｎ系）とピッチ系とに大別されるが、建設材料用として
はコストや量産の関係で後者の方が多い。
Ｎ系）とピッチ系とに大別されるが、建設材料用として
はコストや量産の関係で後者の方が多い。
【０００５】さらに、炭素繊維は集束したものと無集束
のものがあるが、後者の方がセメントマトリックスとの
接触面積が大きく、繊維補強モルタルの硬化後引っ張り
強度や曲げ強度が大きくなる。
のものがあるが、後者の方がセメントマトリックスとの
接触面積が大きく、繊維補強モルタルの硬化後引っ張り
強度や曲げ強度が大きくなる。
【０００６】又、炭素繊維は製造方法により直状のもの
とカールしたものがあるが、後者の方がセメントマトリ
ックス中で繊維同士が絡み合うため繊維の引き抜き抵抗
が増し、繊維補強モルタルの引っ張り強度を増加させる
効果がある。
とカールしたものがあるが、後者の方がセメントマトリ
ックス中で繊維同士が絡み合うため繊維の引き抜き抵抗
が増し、繊維補強モルタルの引っ張り強度を増加させる
効果がある。
【０００７】しかしながら、他の繊維よりも親水性が低
く細径で、アスペクト比（長さ／直径）が大きい炭素繊
維は、セメントや砂と混練時に繊維同士が交絡してファ
イバーボールを形成しやすく、セメントマトリックス中
で繊維が均一に分散されにくいため、期待した補強効果
が得られない場合があった。
く細径で、アスペクト比（長さ／直径）が大きい炭素繊
維は、セメントや砂と混練時に繊維同士が交絡してファ
イバーボールを形成しやすく、セメントマトリックス中
で繊維が均一に分散されにくいため、期待した補強効果
が得られない場合があった。
【０００８】他方、セメントモルタル中への炭素繊維の
混練性及び分散性を改良する方法としては、特開昭５９
―８８３５５号公報には、セメント１００重量部に対し
て石炭灰あるいはシリカ超微粉末もしくはこれらの混合
物からなるシリカ粉末を１０重量部以上１００重量部以
下加える方法が開示されている。
混練性及び分散性を改良する方法としては、特開昭５９
―８８３５５号公報には、セメント１００重量部に対し
て石炭灰あるいはシリカ超微粉末もしくはこれらの混合
物からなるシリカ粉末を１０重量部以上１００重量部以
下加える方法が開示されている。
【０００９】さらに、特公平６―１７２５５号公報に
は、短繊維に対する体積比で１００％以上のシリカヒュ
ームと全所要重量の約半分の水と表面活性分散剤を混練
してスラリーを製造する工程と、所要量の骨材、セメン
ト及びスラリーと全所要量の残り半分の水と表面活性分
散剤を混練する方法が開示されている。
は、短繊維に対する体積比で１００％以上のシリカヒュ
ームと全所要重量の約半分の水と表面活性分散剤を混練
してスラリーを製造する工程と、所要量の骨材、セメン
ト及びスラリーと全所要量の残り半分の水と表面活性分
散剤を混練する方法が開示されている。
【００１０】又、特公平５―６９７８２号公報には、酢
酸ビニル系セメント混和用ポリマーディスパージョン１
００重量部に対して炭素繊維１．０〜６．０重量部と水
溶性高分子ポリマ０．０２〜１．０重量部が混入され、
さらに最大粒径６００ミクロンに粒度調整された珪砂が
骨材として１００〜５００重量部混入されている下地調
整用組成物が開示されている。
酸ビニル系セメント混和用ポリマーディスパージョン１
００重量部に対して炭素繊維１．０〜６．０重量部と水
溶性高分子ポリマ０．０２〜１．０重量部が混入され、
さらに最大粒径６００ミクロンに粒度調整された珪砂が
骨材として１００〜５００重量部混入されている下地調
整用組成物が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５９―８８３５５号公報や特公平６―１７２５５号公報
に記載の方法では、通常の直状の炭素繊維であれば分散
性を高めることができるが、カール状の炭素繊維ではか
らみ合いが強いので、混練水の粘性を上げたり、大量の
微粒子と混練しても、繊維が十分に解繊されず、その後
にセメントや骨材に投入し混練する際に、繊維がセメン
トや骨材の粒子と接触するときに再び交絡してファイバ
ーボールとなったり、又、軟度調整用の水を加えたりし
たときに繊維が洗われて集合したりすることがあり、特
殊なミキサーを用いないと十分な繊維補強効果が得られ
ないという問題があった。
５９―８８３５５号公報や特公平６―１７２５５号公報
に記載の方法では、通常の直状の炭素繊維であれば分散
性を高めることができるが、カール状の炭素繊維ではか
らみ合いが強いので、混練水の粘性を上げたり、大量の
微粒子と混練しても、繊維が十分に解繊されず、その後
にセメントや骨材に投入し混練する際に、繊維がセメン
トや骨材の粒子と接触するときに再び交絡してファイバ
ーボールとなったり、又、軟度調整用の水を加えたりし
たときに繊維が洗われて集合したりすることがあり、特
殊なミキサーを用いないと十分な繊維補強効果が得られ
ないという問題があった。
【００１２】さらに、シリカフュームなどの超微粒子粉
体は、セメントなどと同様にポゾラン反応が期待でき、
モルタルの強度向上に役立つことが多いが、一般にセメ
ントや骨材より高価であり、比表面積が大きいので、モ
ルタル中で水酸化カルシウムと短期間に反応してしまう
ことからモルタルのスランプの発現性を悪くしたりスラ
ンプロスを大きくしたりすることがあり、過剰にモルタ
ルに混練することは好ましくないという問題があった。
体は、セメントなどと同様にポゾラン反応が期待でき、
モルタルの強度向上に役立つことが多いが、一般にセメ
ントや骨材より高価であり、比表面積が大きいので、モ
ルタル中で水酸化カルシウムと短期間に反応してしまう
ことからモルタルのスランプの発現性を悪くしたりスラ
ンプロスを大きくしたりすることがあり、過剰にモルタ
ルに混練することは好ましくないという問題があった。
【００１３】又、特公平５―６９７８２号公報記載の方
法のように、予め炭素繊維をセメント以外のモルタル配
合材料中に混練したプレミックス混合物とすることによ
って、後から練り混ぜる粉体が少なくなり、現場におい
ての調合作業が容易になり、炭素繊維の分散性も向上で
きるが、骨材の種類や量を任意に現場で変更できなくな
り、また、コストが大幅に増加することの問題があっ
た。
法のように、予め炭素繊維をセメント以外のモルタル配
合材料中に混練したプレミックス混合物とすることによ
って、後から練り混ぜる粉体が少なくなり、現場におい
ての調合作業が容易になり、炭素繊維の分散性も向上で
きるが、骨材の種類や量を任意に現場で変更できなくな
り、また、コストが大幅に増加することの問題があっ
た。
【００１４】本発明の目的は上記の問題を解決し、カー
ルした炭素繊維であっても、炭素繊維が均一に分散で
き、炭素繊維によるモルタルの物理的強度向上や耐ひび
割れ性向上などの補強効果を最大限に発揮できるよう
に、予めカチオン性ポリマーディスパージョンの固形分
量と超微粒子粉体量を調整し作製した粘ちょうなペース
ト状混合物に所定量の炭素繊維を投入し混練したプレミ
ックス混和材を提供することである。
ルした炭素繊維であっても、炭素繊維が均一に分散で
き、炭素繊維によるモルタルの物理的強度向上や耐ひび
割れ性向上などの補強効果を最大限に発揮できるよう
に、予めカチオン性ポリマーディスパージョンの固形分
量と超微粒子粉体量を調整し作製した粘ちょうなペース
ト状混合物に所定量の炭素繊維を投入し混練したプレミ
ックス混和材を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、建設現場に
おける簡易的な調合作業でも安定した炭素繊維補強モル
タルの施工ができるように鋭意検討した結果、予めカチ
オン性ポリマーディスパージョンの固形分量と超微粒子
粉体量を調整し作製した粘ちょうなペースト状混合物に
所定量の炭素繊維を投入し混練すると、カールした炭素
繊維であっても高濃度に、かつ、均一に分散でき、コス
ト増加の要因であった過剰な超微粒子粉体や水溶性高分
子及び減水剤などを使用せずに、長期間分離や変質のな
いプレミックス混和材を作製できることを見出した。
おける簡易的な調合作業でも安定した炭素繊維補強モル
タルの施工ができるように鋭意検討した結果、予めカチ
オン性ポリマーディスパージョンの固形分量と超微粒子
粉体量を調整し作製した粘ちょうなペースト状混合物に
所定量の炭素繊維を投入し混練すると、カールした炭素
繊維であっても高濃度に、かつ、均一に分散でき、コス
ト増加の要因であった過剰な超微粒子粉体や水溶性高分
子及び減水剤などを使用せずに、長期間分離や変質のな
いプレミックス混和材を作製できることを見出した。
【００１６】すなわち、本発明は、（１）炭素繊維３〜
８重量％、超微粒子粉体１０〜２０重量％、カチオン性
ポリマーディスパージョン３０〜６０重量％、及び水１
２〜５７重量％からなり、炭素繊維が均一に分散されて
いることを特徴とする炭素繊維補強モルタル調合用のプ
レミックス混和材、（２）カチオン性ポリマーディスパ
ージョンの固形分量が超微粒子粉体に対して１００重量
％〜２００重量％である（１）記載の混和材、（３）カ
チオン性ポリマーディスパージョンが粒子表面に高密度
にカチオン性を持つカチオン性ＳＢＲラテックスである
（１）記載の混和材、（４）炭素繊維が長さ３〜１２ｍ
ｍ、平均直径５〜２０μｍで、カール状に屈曲した形状
を有するものである（１）記載の混和材、（５）超微粒
子粉体がポゾラン反応性を有する平均粒子径０．１〜
０．３μｍの超微粒子鉱物である（１）記載の混和材、
（６）超微粒子粉体が球状の粒子形状を有するシリカフ
ュームである（１）記載の混和材、（７）炭素繊維３〜
８重量％、超微粒子粉体１０〜２０重量％、カチオン性
ポリマーディスパージョン３０〜６０重量％、及び水１
２〜５７重量％からなる混合物に、炭素繊維を混入し、
混練して得られた、炭素繊維が均一に分散されているこ
とを特徴とする炭素繊維補強モルタル調合用のプレミッ
クス混和材の製造方法、である。
８重量％、超微粒子粉体１０〜２０重量％、カチオン性
ポリマーディスパージョン３０〜６０重量％、及び水１
２〜５７重量％からなり、炭素繊維が均一に分散されて
いることを特徴とする炭素繊維補強モルタル調合用のプ
レミックス混和材、（２）カチオン性ポリマーディスパ
ージョンの固形分量が超微粒子粉体に対して１００重量
％〜２００重量％である（１）記載の混和材、（３）カ
チオン性ポリマーディスパージョンが粒子表面に高密度
にカチオン性を持つカチオン性ＳＢＲラテックスである
（１）記載の混和材、（４）炭素繊維が長さ３〜１２ｍ
ｍ、平均直径５〜２０μｍで、カール状に屈曲した形状
を有するものである（１）記載の混和材、（５）超微粒
子粉体がポゾラン反応性を有する平均粒子径０．１〜
０．３μｍの超微粒子鉱物である（１）記載の混和材、
（６）超微粒子粉体が球状の粒子形状を有するシリカフ
ュームである（１）記載の混和材、（７）炭素繊維３〜
８重量％、超微粒子粉体１０〜２０重量％、カチオン性
ポリマーディスパージョン３０〜６０重量％、及び水１
２〜５７重量％からなる混合物に、炭素繊維を混入し、
混練して得られた、炭素繊維が均一に分散されているこ
とを特徴とする炭素繊維補強モルタル調合用のプレミッ
クス混和材の製造方法、である。
【００１７】本発明において用いられる炭素繊維の長さ
及び平均径は特に限定するものではないが、長さ３〜１
２ｍｍにカットされた短繊維炭素繊維が好ましい。３ｍ
ｍ未満では曲げ強度及び耐ひび割れ性改良効果が低く、
１２ｍｍを超えるとモルタル中への分散性が極端に悪く
なり、又、モルタルのスランプやフローが小さくなるの
で作業性を上げるために単位水量を増加すると硬化後強
度が低下するからである。又、炭素繊維の形状は直状の
繊維より、カールした繊維であることが好ましい。
及び平均径は特に限定するものではないが、長さ３〜１
２ｍｍにカットされた短繊維炭素繊維が好ましい。３ｍ
ｍ未満では曲げ強度及び耐ひび割れ性改良効果が低く、
１２ｍｍを超えるとモルタル中への分散性が極端に悪く
なり、又、モルタルのスランプやフローが小さくなるの
で作業性を上げるために単位水量を増加すると硬化後強
度が低下するからである。又、炭素繊維の形状は直状の
繊維より、カールした繊維であることが好ましい。
【００１８】カールしていた方が、繊維補強モルタル塗
りにおける鏝仕上げ作業の際に繊維の引きずりや引っか
かりが少なく平滑に鏝押さえができるので、硬化後も毛
羽立ちが少なく塗装むらなどの問題が少なく仕上げでき
る。
りにおける鏝仕上げ作業の際に繊維の引きずりや引っか
かりが少なく平滑に鏝押さえができるので、硬化後も毛
羽立ちが少なく塗装むらなどの問題が少なく仕上げでき
る。
【００１９】又、セメントマトリックス中で繊維同士が
絡み合うため繊維の引き抜き抵抗が増し、繊維補強モル
タルの引っ張り強度を増加させるからである。
絡み合うため繊維の引き抜き抵抗が増し、繊維補強モル
タルの引っ張り強度を増加させるからである。
【００２０】本発明において用いられる超微粒子粉体と
しては、ポゾラン反応が期待できる、例えば二酸化ケイ
素（ＳｉＯ2）を主成分とするフライアッシュ、シリカ
フューム、高炉スラグやその他の天然ポゾラン類鉱物か
らなる超微粒子を単独あるいは併用して使用することが
できるが、シリカフュームはほぼ完全な球状であり平均
粒子径が０．２μｍ前後で、０．１〜０．３μｍ程度
の、セメント混和用ポリマーディスパージョンのうちの
スチレンブタジエンゴム系ラテックス（ＳＢＲラテック
ス）の粒子とほぼ同じ大きさであるなど粒子形状が似て
いることから最も好ましい。
しては、ポゾラン反応が期待できる、例えば二酸化ケイ
素（ＳｉＯ2）を主成分とするフライアッシュ、シリカ
フューム、高炉スラグやその他の天然ポゾラン類鉱物か
らなる超微粒子を単独あるいは併用して使用することが
できるが、シリカフュームはほぼ完全な球状であり平均
粒子径が０．２μｍ前後で、０．１〜０．３μｍ程度
の、セメント混和用ポリマーディスパージョンのうちの
スチレンブタジエンゴム系ラテックス（ＳＢＲラテック
ス）の粒子とほぼ同じ大きさであるなど粒子形状が似て
いることから最も好ましい。
【００２１】粒子形状が近い方が特定の粒子が一方向に
配向することが少なく、均等な混合物を作りやすく、炭
素繊維を３次元ランダムに練り混ぜ易いからである。
配向することが少なく、均等な混合物を作りやすく、炭
素繊維を３次元ランダムに練り混ぜ易いからである。
【００２２】本発明において用いられるセメント混和用
ポリマーディスパージョンとしては、ＪＩＳ Ａ ６２
０３で規定される品質に適合できる市販のもの、例えば
スチレンブタジエンゴム系ラテックス（ＳＢＲラテック
ス）、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン（ＥＶＡエマ
ルジョン）やアクリル酸エステル系エマルジョン（Ａｃ
Ｅエマルジョン）が使用可能である。
ポリマーディスパージョンとしては、ＪＩＳ Ａ ６２
０３で規定される品質に適合できる市販のもの、例えば
スチレンブタジエンゴム系ラテックス（ＳＢＲラテック
ス）、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン（ＥＶＡエマ
ルジョン）やアクリル酸エステル系エマルジョン（Ａｃ
Ｅエマルジョン）が使用可能である。
【００２３】しかしながら、これらのポリマーディスパ
ージョンは、一般にアニオン性あるいはノニオン性界面
活性剤を用いて乳化重合した水性ディスパージョンであ
り、化学的反応性は特にないものが多い。
ージョンは、一般にアニオン性あるいはノニオン性界面
活性剤を用いて乳化重合した水性ディスパージョンであ
り、化学的反応性は特にないものが多い。
【００２４】したがって、このディスパージョンに、上
記の超微粒子粉体や、本質的には親水性が低く水に濡れ
にくい炭素繊維を混合しても、単に互いが懸濁した混合
物となるだけで、炭素繊維は部分的に交絡しているとこ
ろがあり、繊維濃度を上げると著しく分散性が低下し、
さらに、長期間放置するとそれぞれの比重差によって分
離を生じ、モルタルへの分散効果を失うことがある。
記の超微粒子粉体や、本質的には親水性が低く水に濡れ
にくい炭素繊維を混合しても、単に互いが懸濁した混合
物となるだけで、炭素繊維は部分的に交絡しているとこ
ろがあり、繊維濃度を上げると著しく分散性が低下し、
さらに、長期間放置するとそれぞれの比重差によって分
離を生じ、モルタルへの分散効果を失うことがある。
【００２５】分離し難くするために例えばメチルセルロ
ースやカルボキシメチルセルロースなどの天然あるいは
半合成の水溶性高分子で増粘させることもできるが、セ
ルロース系水溶性高分子は微生物分解して腐敗する性質
があるため防腐剤など特殊な薬品を添加しなければなら
ずコストが増加する。
ースやカルボキシメチルセルロースなどの天然あるいは
半合成の水溶性高分子で増粘させることもできるが、セ
ルロース系水溶性高分子は微生物分解して腐敗する性質
があるため防腐剤など特殊な薬品を添加しなければなら
ずコストが増加する。
【００２６】しかるに、水中での超微粒子粉体の粒子表
面はアニオン性に帯電していることが多いので、カチオ
ン性のディスパージョンと混合すると静電気的な付着力
が働いて粒子同士が密着した混合物となり、粘性が増加
して、特別に増粘剤類を使用しなくても安定で繊維の分
散力が強い特徴がある。
面はアニオン性に帯電していることが多いので、カチオ
ン性のディスパージョンと混合すると静電気的な付着力
が働いて粒子同士が密着した混合物となり、粘性が増加
して、特別に増粘剤類を使用しなくても安定で繊維の分
散力が強い特徴がある。
【００２７】さらに、モルタルにおける繊維補強効果を
最大限に揮発させるためには、特にモルタルの接着力向
上力の強いことが知られているカチオン性ＳＢＲラテッ
クスが好ましい。
最大限に揮発させるためには、特にモルタルの接着力向
上力の強いことが知られているカチオン性ＳＢＲラテッ
クスが好ましい。
【００２８】特に、特開平２―２７１９５３号公報で開
示されているエマルジョン粒子表面に高密度にカチオン
性を有したカチオン性のポリマーディスパージョンやＳ
ＢＲラテックスが、シリカ質物質とのイオン的な相互作
用の強いことから最も好ましい。
示されているエマルジョン粒子表面に高密度にカチオン
性を有したカチオン性のポリマーディスパージョンやＳ
ＢＲラテックスが、シリカ質物質とのイオン的な相互作
用の強いことから最も好ましい。
【００２９】本発明のプレミックス混和材は例えば以下
のような手順により製造できる。まず、カチオン性ポリ
マーディスパージョンと水を計量後、高速２枚羽根ミキ
サー、オムニミキサー、ホバートミキサー等に入れた
後、計量した超微粒子粉体を投入し混練する。続いて、
炭素繊維を軽くほぐしながら徐々に投入し、混練する。
のような手順により製造できる。まず、カチオン性ポリ
マーディスパージョンと水を計量後、高速２枚羽根ミキ
サー、オムニミキサー、ホバートミキサー等に入れた
後、計量した超微粒子粉体を投入し混練する。続いて、
炭素繊維を軽くほぐしながら徐々に投入し、混練する。
【００３０】材料の配合は、炭素繊維３〜８重量％と超
微粒子粉体１０〜２０重量％と、カチオン性ポリマーデ
ィスパージョンを見掛けで３０〜６０重量％及び水１２
〜５７重量％で全体が１００重量％となるようにする。
約２００ｋｇ程度の混練時間は炭素繊維投入後約１０分
で、全工程約１５分で終了する。
微粒子粉体１０〜２０重量％と、カチオン性ポリマーデ
ィスパージョンを見掛けで３０〜６０重量％及び水１２
〜５７重量％で全体が１００重量％となるようにする。
約２００ｋｇ程度の混練時間は炭素繊維投入後約１０分
で、全工程約１５分で終了する。
【００３１】このプレミックス混和材の粘性は、超微粒
子粉体とカチオン性ポリマーディスパージョンの固形分
量とを合計した重量％に依存し、ペースト状から半固形
状までの任意の粘度に調整できるが、モルタルとの調合
作業の際に計量しやすいように、又は、例えばモーノ式
ポンプを用いた自動計量充填機で、繊維補強モルタルを
連続製造する場合に作業性をよくするためには、固形分
２５〜４５重量％が好ましい。
子粉体とカチオン性ポリマーディスパージョンの固形分
量とを合計した重量％に依存し、ペースト状から半固形
状までの任意の粘度に調整できるが、モルタルとの調合
作業の際に計量しやすいように、又は、例えばモーノ式
ポンプを用いた自動計量充填機で、繊維補強モルタルを
連続製造する場合に作業性をよくするためには、固形分
２５〜４５重量％が好ましい。
【００３２】
【作用】本発明は、超微粒子粉体重量に対してたとえば
ＳＢＲラテックス固形分量を１００〜２００重量％加え
ることによって、硬化後のモルタル物性が向上し、炭素
繊維の補強効果が向上できる。
ＳＢＲラテックス固形分量を１００〜２００重量％加え
ることによって、硬化後のモルタル物性が向上し、炭素
繊維の補強効果が向上できる。
【００３３】特に、カチオン性ＳＢＲラテックスは超微
粒子粉体に対してイオン的に作用してマイクロフロック
が生じて系を増粘させる効果があり、ねばりのあるペー
スト状のプレミックス混和材を作製でき、端部がカール
した炭素繊維を通常の撹拌でも十分に繊維を解繊し、プ
レミックス混和材内に均一に練り混ぜることが可能であ
る。
粒子粉体に対してイオン的に作用してマイクロフロック
が生じて系を増粘させる効果があり、ねばりのあるペー
スト状のプレミックス混和材を作製でき、端部がカール
した炭素繊維を通常の撹拌でも十分に繊維を解繊し、プ
レミックス混和材内に均一に練り混ぜることが可能であ
る。
【００３４】しかるに、このプレミックス混和材をセメ
ント及び骨材と練り混ぜモルタルを製造する場合におい
ても、繊維の周囲に密にラテックス粒子や超微粒子粉体
が存在しているので、繊維同士が交絡し難くなり、繊維
の再集合がなく、ファイバーボールの問題がなくなる。
ント及び骨材と練り混ぜモルタルを製造する場合におい
ても、繊維の周囲に密にラテックス粒子や超微粒子粉体
が存在しているので、繊維同士が交絡し難くなり、繊維
の再集合がなく、ファイバーボールの問題がなくなる。
【００３５】これによって、実施例に示すように、炭素
繊維補強モルタルの強度及び耐ひび割れ性が大幅に向上
し、現場調合による場合でも繊維が均一に分散して品質
の安定した炭素繊維補強モルタルを作製することが可能
である。
繊維補強モルタルの強度及び耐ひび割れ性が大幅に向上
し、現場調合による場合でも繊維が均一に分散して品質
の安定した炭素繊維補強モルタルを作製することが可能
である。
【００３６】
【実施例】以下において本発明の実施例を示すが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
【実施例１〜４及び比較例１〜４】次の各材料を使用し
て本発明のプレミックス混和材を作製し、炭素繊維の分
散性を比較した結果は表―１の通りであった。
て本発明のプレミックス混和材を作製し、炭素繊維の分
散性を比較した結果は表―１の通りであった。
【００３８】（１）炭素繊維：炭素繊維としてはカール
状になっているピッチ系炭素短繊維、平均直径１８μ
ｍ、長さ３ｍｍと６ｍｍの２種類を使用した。（商品
名；ドナカーボ・Ｓ、製品名「Ｓ―３３１」（長さ３ｍ
ｍ、アスペクト比１７０）及び「Ｓ―３３２」（長さ６
ｍｍ、アスペクト比３３０）、いずれも原糸の引っ張り
強さ８０ｋｇ／ｍｍ2、比重１．６５、大阪ガスケミカ
ル株式会社製）
状になっているピッチ系炭素短繊維、平均直径１８μ
ｍ、長さ３ｍｍと６ｍｍの２種類を使用した。（商品
名；ドナカーボ・Ｓ、製品名「Ｓ―３３１」（長さ３ｍ
ｍ、アスペクト比１７０）及び「Ｓ―３３２」（長さ６
ｍｍ、アスペクト比３３０）、いずれも原糸の引っ張り
強さ８０ｋｇ／ｍｍ2、比重１．６５、大阪ガスケミカ
ル株式会社製）
【００３９】（２）超微粒子粉体：超微粒子粉体として
はシリカヒューム、平均粒子径０．１〜０．３μｍ、Ｓ
ｉＯ2：８８．９５％、Ｆｅ2Ｏ3：４．２７％、その
他：６．７８％、比表面積２３万ｃｍ2／ｇを使用し
た。（商品名；Ｓ・Ｆパウダー、日本重化学工業株式会
社製）
はシリカヒューム、平均粒子径０．１〜０．３μｍ、Ｓ
ｉＯ2：８８．９５％、Ｆｅ2Ｏ3：４．２７％、その
他：６．７８％、比表面積２３万ｃｍ2／ｇを使用し
た。（商品名；Ｓ・Ｆパウダー、日本重化学工業株式会
社製）
【００４０】（３）カチオン性ポリマーディスパージョ
ン：カチオン性ポリマーディスパージョンとしては、カ
チオン性ＳＢＲラテックス、平均粒径０．２μｍ、コロ
イド当量値（ＣＥＱ）＋０．３１ｍｅｑ／ｇ、ゼータ電
位＋３３．２ｍＶ、固形分４０％、ｐＨ６．８（商品
名；アコスターＣ２１０、三井サイテック株式会社製）
及び、市販品アニオン性ＳＢＲラテックス、平均粒子径
０．２μｍ、コロイド当量値（ＣＥＱ）０．０ｍｅｑ／
ｇ、ゼータ電位−１５．８ｍＶ、固形分４５％、ｐＨ
８．４を使用した。
ン：カチオン性ポリマーディスパージョンとしては、カ
チオン性ＳＢＲラテックス、平均粒径０．２μｍ、コロ
イド当量値（ＣＥＱ）＋０．３１ｍｅｑ／ｇ、ゼータ電
位＋３３．２ｍＶ、固形分４０％、ｐＨ６．８（商品
名；アコスターＣ２１０、三井サイテック株式会社製）
及び、市販品アニオン性ＳＢＲラテックス、平均粒子径
０．２μｍ、コロイド当量値（ＣＥＱ）０．０ｍｅｑ／
ｇ、ゼータ電位−１５．８ｍＶ、固形分４５％、ｐＨ
８．４を使用した。
【００４１】（４）増粘剤：増粘剤としては市販の左官
モルタル用メチルセルロースを使用した。
モルタル用メチルセルロースを使用した。
【００４２】
【実施例５〜８及び比較例５〜８】実施例１〜４及び比
較例１〜４のプレミックス混和材を使用してセメント及
び骨材に混練して得られた繊維補強モルタルの性能を比
較した結果は表―２の通りであった。
較例１〜４のプレミックス混和材を使用してセメント及
び骨材に混練して得られた繊維補強モルタルの性能を比
較した結果は表―２の通りであった。
【００４３】（１）セメント：セメントとしては普通ポ
ルトランドセメントを使用した。
ルトランドセメントを使用した。
【００４４】（２）骨材：骨材としては、豊浦標準砂
（比量２．６５）及び、山砂（比重２．６０、最大寸法
５ｍｍ）を使用した。
（比量２．６５）及び、山砂（比重２．６０、最大寸法
５ｍｍ）を使用した。
【００４５】（３）繊維としては、長さ３ｍｍのピッチ
系の炭素短繊維２種類（カール状と直状）と、長さ６ｍ
ｍのビニロン繊維を使用した。（カール状繊維は、商品
名；ドナカーボ・Ｓ、製品名「Ｓ―３３１」（長さ３ｍ
ｍ、アスペクト比１７０）、直状は、呉羽化学株式会社
製「Ｃ―１０３Ｔ」及び、ビニロン繊維はユニチカ株式
会社製「ＡＢ―１２００Ｄ」を使用した。
系の炭素短繊維２種類（カール状と直状）と、長さ６ｍ
ｍのビニロン繊維を使用した。（カール状繊維は、商品
名；ドナカーボ・Ｓ、製品名「Ｓ―３３１」（長さ３ｍ
ｍ、アスペクト比１７０）、直状は、呉羽化学株式会社
製「Ｃ―１０３Ｔ」及び、ビニロン繊維はユニチカ株式
会社製「ＡＢ―１２００Ｄ」を使用した。
【００４６】（４）試験方法：モルタルはＪＩＳ Ａ
１１７１「試験室におけるポリマーセメントモルタルの
作り方」にしたがって練り混ぜた後、ＪＩＳ Ａ １１
７２「ポリマーセメントモルタルの強さ試験方法」にし
たがって供試体を成型した。養生は２日２０℃湿空、５
日２０℃水中、２１日２０℃湿度６０％の恒温恒湿乾燥
で養生した（材令２８日）。
１１７１「試験室におけるポリマーセメントモルタルの
作り方」にしたがって練り混ぜた後、ＪＩＳ Ａ １１
７２「ポリマーセメントモルタルの強さ試験方法」にし
たがって供試体を成型した。養生は２日２０℃湿空、５
日２０℃水中、２１日２０℃湿度６０％の恒温恒湿乾燥
で養生した（材令２８日）。
【００４７】曲げ試験及び圧縮試験は、ＪＩＳ Ａ ６
２０３「セメント混和用ポリマーディスパージョン」の
試験方法にしたがって行った。又、引っ張り試験は、Ａ
ＳＴＭ Ｃ１９０にしたがって行った。又、接着試験は
ＪＩＳ Ａ ６９１６「セメント系下地調整塗材」にし
たがって行った。
２０３「セメント混和用ポリマーディスパージョン」の
試験方法にしたがって行った。又、引っ張り試験は、Ａ
ＳＴＭ Ｃ１９０にしたがって行った。又、接着試験は
ＪＩＳ Ａ ６９１６「セメント系下地調整塗材」にし
たがって行った。
【００４８】さらに、強制ひび割れ試験は、３００×３
００×厚み１０ｍｍの外枠と、２００×２００×厚み１
０ｍｍの内枠の間にモルタルを打設後、２３℃湿度５０
％で、収縮を拘束することによりひび割れを促進させな
がら養生した。ひび割れの長さ及び幅を測定し、１４日
後の総面積を下記の式にて算出した。
００×厚み１０ｍｍの外枠と、２００×２００×厚み１
０ｍｍの内枠の間にモルタルを打設後、２３℃湿度５０
％で、収縮を拘束することによりひび割れを促進させな
がら養生した。ひび割れの長さ及び幅を測定し、１４日
後の総面積を下記の式にて算出した。
【００４９】
【数１】 ひび割れ総面積＝Σ（ひび割れ長さ×ひび割れ幅）
【００５０】
【実施例９〜１０及び比較例９〜１０】実施例５及び
６、比較例５及び７の繊維補強モルタル材を使用して、
立体金網による間仕切壁工法「Ｃ―パネルウォール工法
（工法名）」で４０ｍｍ厚の吹き付けモルタル施工を行
い、モルタル壁のひび割れ状態を比較した。
６、比較例５及び７の繊維補強モルタル材を使用して、
立体金網による間仕切壁工法「Ｃ―パネルウォール工法
（工法名）」で４０ｍｍ厚の吹き付けモルタル施工を行
い、モルタル壁のひび割れ状態を比較した。
【００５１】評価は、モルタルポンプの圧送性、吹き付
け時のリバウンドなどの吹き付け性、定規摺りや鏝押さ
え時の繊維のけばたちや平滑さの鏝押さえ性、及び、ひ
び割れ状況を観察した。結果は表―３の通りであった。
け時のリバウンドなどの吹き付け性、定規摺りや鏝押さ
え時の繊維のけばたちや平滑さの鏝押さえ性、及び、ひ
び割れ状況を観察した。結果は表―３の通りであった。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、カチオン性ポリマーデ
ィスパージョンの固形分量が超微粒子粉体に対して１０
０重量％〜２００重量％である粘ちょうなペースト状混
合物に混練して炭素繊維が均一に分散したプレミックス
混和材を得るので、カールした炭素繊維であっても均一
に分散でき、モルタルの物理的強度や耐ひび割れ性が向
上できる。
ィスパージョンの固形分量が超微粒子粉体に対して１０
０重量％〜２００重量％である粘ちょうなペースト状混
合物に混練して炭素繊維が均一に分散したプレミックス
混和材を得るので、カールした炭素繊維であっても均一
に分散でき、モルタルの物理的強度や耐ひび割れ性が向
上できる。
【００５６】又、本発明によるカチオン性ＳＢＲラテッ
クスでペースト状のプレミックス混和材を作製すれば、
セメント及び骨材と練り混ぜる場合においても、繊維の
周囲に密にラテックス粒子や超微粒子粉体が存在してい
るので、繊維同士が交絡し難くなり、繊維の再集合がな
く、ファイバーボールの問題がなくなる。
クスでペースト状のプレミックス混和材を作製すれば、
セメント及び骨材と練り混ぜる場合においても、繊維の
周囲に密にラテックス粒子や超微粒子粉体が存在してい
るので、繊維同士が交絡し難くなり、繊維の再集合がな
く、ファイバーボールの問題がなくなる。
【００５７】これによって、炭素繊維補強モルタルの強
度及び耐ひび割れ性が大幅に向上し、現場調合による場
合でも繊維が均一に分散して品質の安定した炭素繊維補
強モルタルを作製することが可能である。
度及び耐ひび割れ性が大幅に向上し、現場調合による場
合でも繊維が均一に分散して品質の安定した炭素繊維補
強モルタルを作製することが可能である。
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 24:26 14:38） 103:40 111:20 (72)発明者 宮越 明彦 東京都港区芝公園２丁目２番22号 大阪ガ スケミカル株式会社東京支店内 (72)発明者 岡田 慎一郎 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪ガス株式会社内 (72)発明者 中馬 次男 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪ガス株式会社内 (72)発明者 時久 康信 神奈川県横浜市港北区新羽町937番地 時 久商事株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 炭素繊維３〜８重量％、超微粒子粉体１
０〜２０重量％、カチオン性ポリマーディスパージョン
３０〜６０重量％、及び水１２〜５７重量％からなり、
炭素繊維が均一に分散されていることを特徴とする炭素
繊維補強モルタル調合用のプレミックス混和材。 - 【請求項２】 カチオン性ポリマーディスパージョンの
固形分量が超微粒子粉体に対して１００重量％〜２００
重量％である請求項１記載の混和材。 - 【請求項３】 カチオン性ポリマーディスパージョンが
粒子表面に高密度にカチオン性を持つカチオン性ＳＢＲ
ラテックスである請求項１記載の混和材。 - 【請求項４】 炭素繊維が長さ３〜１２ｍｍ、平均直径
５〜２０μｍで、カール状に屈曲した形状を有するもの
である請求項１記載の混和材。 - 【請求項５】 超微粒子粉体がポゾラン反応性を有する
平均粒子径０．１〜０．３μｍの超微粒子鉱物である請
求項１記載の混和材。 - 【請求項６】 超微粒子粉体が球状の粒子形状を有する
シリカフュームである請求項１記載の混和材。 - 【請求項７】 炭素繊維３〜８重量％、超微粒子粉体１
０〜２０重量％、カチオン性ポリマーディスパージョン
３０〜６０重量％、及び水１２〜５７重量％からなる混
合物に、炭素繊維を混入し、混練して得られた、炭素繊
維が均一に分散されていることを特徴とする炭素繊維補
強モルタル調合用のプレミックス混和材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18652995A JPH0920536A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 炭素繊維補強モルタル用の混和材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18652995A JPH0920536A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 炭素繊維補強モルタル用の混和材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920536A true JPH0920536A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=16190097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18652995A Pending JPH0920536A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 炭素繊維補強モルタル用の混和材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0920536A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131481A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP2006273603A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル |
| FR2937032A1 (fr) * | 2008-10-10 | 2010-04-16 | Lafarge Sa | Composition a base de materiau hydraulique et/ou pouzzolanique autre que le clinker |
| JP2014532611A (ja) * | 2011-10-28 | 2014-12-08 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | セメント組成物のための再分散性ポリマー粉末とのポリウレタン粉末ブレンド |
| EA027672B1 (ru) * | 2010-10-21 | 2017-08-31 | Бореалис Аг | Полупроводящая полиолефиновая композиция, содержащая эпоксигруппы |
| JP2017160065A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社ホクコン | ノロ改質組成物及びモルタル成形物・敷きパネル並びに敷きパネルの製造方法 |
| JP2019172483A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 太平洋マテリアル株式会社 | セメント複合材 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP18652995A patent/JPH0920536A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131481A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP2006273603A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル |
| FR2937032A1 (fr) * | 2008-10-10 | 2010-04-16 | Lafarge Sa | Composition a base de materiau hydraulique et/ou pouzzolanique autre que le clinker |
| WO2010040915A3 (fr) * | 2008-10-10 | 2010-06-03 | Lafarge | Composition à base de matériau hydraulique et/ou pouzzolanique |
| US8466224B2 (en) | 2008-10-10 | 2013-06-18 | Lafarge | Composition with a base of hydraulic and/or pozzolanic material |
| EA027672B1 (ru) * | 2010-10-21 | 2017-08-31 | Бореалис Аг | Полупроводящая полиолефиновая композиция, содержащая эпоксигруппы |
| JP2014532611A (ja) * | 2011-10-28 | 2014-12-08 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | セメント組成物のための再分散性ポリマー粉末とのポリウレタン粉末ブレンド |
| JP2017160065A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社ホクコン | ノロ改質組成物及びモルタル成形物・敷きパネル並びに敷きパネルの製造方法 |
| JP2019172483A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 太平洋マテリアル株式会社 | セメント複合材 |
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