JPH11292582A - Fibrous strand - Google Patents
Fibrous strandInfo
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- JPH11292582A JPH11292582A JP9140398A JP9140398A JPH11292582A JP H11292582 A JPH11292582 A JP H11292582A JP 9140398 A JP9140398 A JP 9140398A JP 9140398 A JP9140398 A JP 9140398A JP H11292582 A JPH11292582 A JP H11292582A
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- strand
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として土木・建
築分野において使用される強度・耐久性・流動性に優れ
た短繊維強化コンクリートに用いられる繊維ストランド
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber strand used for short fiber reinforced concrete excellent in strength, durability and fluidity mainly used in the field of civil engineering and construction.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンクリートの強度を上げるために、繊
維をコンクリートに配合することはよく知られている。
しかし、従来の繊維強化コンクリートでは、繊維として
は、ロッドおよびメッシュ等の長繊維が用いられ、短繊
維は、粗骨材を配合していないモルタルや吹き付け補修
材に用いられているにすぎなかった。短繊維がコンクリ
ートの強化材として用いにくい理由は、繊維を単糸分散
しやすい状態、すなわち、未集束状態に近い繊維ストラ
ンドでコンクリートに配合すると、コンクリートマトリ
ックス中の水分、セメントペースト分またはモルタル分
が、繊維ストランドの繊維間に吸収され、コンクリート
マトリックスの流動成分が不足し、結果として施工時の
コンクリートの流動性が低下するからである。また、単
糸状態の繊維や未集束状態に近い繊維ストランドは、コ
ンクリートに混練すると、繊維がファイバーボールにな
ったりして、マトリックス全体に繊維を均一に分散する
ことができないので、強度のばらつきが生じるという問
題もある。2. Description of the Related Art It is well known to mix fibers with concrete in order to increase the strength of the concrete.
However, in conventional fiber reinforced concrete, long fibers such as rods and meshes are used as fibers, and short fibers are only used in mortar and spray repair materials that do not contain coarse aggregate. . The reason that short fibers are difficult to use as a reinforcing material for concrete is that when fibers are mixed with concrete in a state where fibers are easy to disperse into single yarns, that is, when fiber strands close to an unbunched state are mixed, moisture, cement paste or mortar in the concrete matrix is reduced. This is because the fluid components of the concrete matrix are insufficient due to absorption between the fibers of the fiber strands, and as a result, the fluidity of the concrete during construction is reduced. In addition, if knitted into concrete, fibers in single-filament state or fiber strands in an unbundled state may become fiber balls, and the fibers cannot be dispersed uniformly throughout the matrix. There is also a problem that occurs.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そこで、流動性の低下
や強度のばらつきを防ぐために、繊維同士を強い結合力
で集束させる方法が提案されている。しかし、例えば、
特開昭63−203876号公報では、炭素繊維をエポ
キシ樹脂で硬化させFRP状にして短繊維化し、強度の
上昇を図ることが提案されているが、樹脂を大量に用い
るため、コンクリートマトリックスと繊維ストランドと
の付着性が悪くなり、曲げ等の荷重がかかると、繊維が
容易に引き抜かれてしまい補強効果が現れにくいという
問題がある。In order to prevent a decrease in fluidity and a variation in strength, a method has been proposed in which fibers are bundled with a strong binding force. But, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-203876 proposes that carbon fibers be cured with an epoxy resin to form an FRP to shorten the fibers and increase the strength. However, since a large amount of resin is used, a concrete matrix and fiber are required. When a load such as bending is applied due to poor adhesion to the strand, the fiber is easily pulled out, and there is a problem that the reinforcing effect is hardly exhibited.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、コンクリ
ートと混練するときは、強い集束力をもつストランド状
態で、施工時には、単糸状態になって、コンクリート中
に均一に分散された状態になる繊維ストランドは、上記
課題を解決しうることを見出し、具体的には、コンク
リートのフレッシュ状態での流動性を向上させ、ファイ
バーボールを防ぐには、ストランドの集束性を高めるこ
とが有効であり、このために、ストランドの風合いを堅
くするため含浸剤として特定の樹脂を特定量用いる。
さらに、混練後に単糸分散に近い状態にするために、撚
りの回数を多くすることにより、含浸した集束剤が絞り
出され、表面に多くの樹脂がたまるようにする。これら
により、コンクリート中の分散に優れ、且つ補強効果の
高い本発明の繊維ストランドが得られることを見出し本
発明に到達した。すなわち本発明の要旨は、多数の繊維
単糸と樹脂とからなる繊維ストランドであって、樹脂の
圧縮強度が30〜300kgf/cm2 、繊維ストランドの長
さ方向に対する繊維単糸のなす角が3〜20度、かつ、
繊維ストランドに占める繊維単糸の割合が95〜99重
量%であることを特徴とする繊維ストランドに存する。The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve such problems. As a result, when kneading with concrete, a strand having a strong convergence force is used. It has been found that fiber strands that are in a thread state and are uniformly dispersed in concrete can solve the above-mentioned problems, and specifically, improve the fluidity of concrete in a fresh state, and provide a fiber ball. In order to prevent this, it is effective to enhance the convergence of the strand. For this purpose, a specific amount of a specific resin is used as an impregnating agent in order to harden the texture of the strand.
Further, in order to make the state close to the single yarn dispersion after kneading, by increasing the number of twists, the impregnated sizing agent is squeezed out so that a large amount of resin accumulates on the surface. By these, it discovered that the fiber strand of this invention which was excellent in the dispersion in concrete and had a high reinforcement effect was obtained, and reached this invention. That is, the gist of the present invention is a fiber strand comprising a large number of fiber single yarns and a resin, wherein the resin has a compressive strength of 30 to 300 kgf / cm 2 , and the angle formed by the fiber single yarn with respect to the length direction of the fiber strand is 3 ~ 20 degrees, and
The fiber strand is characterized in that the proportion of the fiber single yarn in the fiber strand is 95 to 99% by weight.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
通常、多数の繊維単糸を集束剤と呼ばれる樹脂で集束し
たものを繊維ストランドというが、本発明においては繊
維ストランドを形成する繊維単糸の本数は1,000本
以上、好ましくは1,000本以上50,000本以
下、特に好ましくは6,000本以上12,000本以
下である。繊維ストランドを形成する繊維単糸の本数が
1,000本以下だと繊維ストランドをコンクリートへ
添加したとき、切断しやすく補強効果が得られにくい。
一方、50,000本を超えると、繊維単糸の添加量が
等しくても繊維ストランドの数が少なくなり、十分な補
強効果が得られにくく、また、十分な補強効果を得るた
めには多量の繊維単糸を必要とし、経済的ではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
Usually, a fiber strand obtained by bundling a large number of single fibers with a resin called a sizing agent is referred to as a fiber strand. In the present invention, the number of single fiber fibers forming the fiber strand is 1,000 or more, preferably 1,000. The number is at least 50,000 and at most 6,000, particularly preferably at least 6,000. When the number of single fiber fibers forming the fiber strand is 1,000 or less, when the fiber strand is added to the concrete, the fiber strand is easily cut and the reinforcing effect is hardly obtained.
On the other hand, if it exceeds 50,000, the number of fiber strands becomes small even if the addition amount of the fiber single yarn is equal, and it is difficult to obtain a sufficient reinforcing effect. It requires a single fiber fiber and is not economical.
【0006】本発明で用いられる繊維単糸は、繊維径が
通常3〜20μm 、好ましくは5〜18μm 、引張強度
が通常200kgf/mm2 以上、好ましくは400kgf/mm2
以上、伸度が通常1.5%以上、好ましくは2.0%以
上であればよく、このような繊維としてはアラミド繊
維、炭素繊維が挙げられ、好ましくは炭素繊維が用いら
れる。炭素繊維としては、コールタールピッチ、石油ピ
ッチ、石炭液化物、ポリアクリロニトリル、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。ここ
で、伸度とは繊維の引張強度をその引張弾性率で除した
値である。The fiber single yarn used in the present invention has a fiber diameter of usually 3 to 20 μm, preferably 5 to 18 μm, and a tensile strength of usually 200 kgf / mm 2 or more, preferably 400 kgf / mm 2.
As described above, the elongation is usually 1.5% or more, preferably 2.0% or more. Examples of such fibers include aramid fibers and carbon fibers, and carbon fibers are preferably used. As the carbon fiber, a carbon fiber made of coal tar pitch, petroleum pitch, coal liquefaction, polyacrylonitrile, cellulose, or the like can be used. Here, the elongation is a value obtained by dividing the tensile strength of the fiber by its tensile modulus.
【0007】本発明の繊維ストランドは、繊維単糸の束
に所定の撚りを掛けた状態で、これを集束剤となる特定
の樹脂により集束することにより得ることができる。繊
維ストランドの長さ方向に対する繊維単糸のなす角は、
撚りの度合いともいい、3〜20度、好ましくは5〜1
0度である。撚りの度合いが3〜20度というのは、1
メートルあたりの撚りの回数で表すと、25〜200回
/mに相当する。撚りの度合いが3度未満だと、集束剤
がストランドの内部まで浸透し、繊維単糸同士が強固に
接着されるので、コンクリート中で繊維ストランドが単
糸に分散することができない。また20度を超えると、
繊維切れなどの損傷が生じるなどの不具合が生じたり、
一定長さ当たりの繊維重量が多くなって効果的にコンク
リートを補強できなくなる。[0007] The fiber strand of the present invention can be obtained by bundling a bundle of single fiber yarns with a specific resin as a sizing agent in a state where a predetermined twist is applied. The angle formed by the single fiber yarn with respect to the length direction of the fiber strand is
Also called the degree of twist, 3 to 20 degrees, preferably 5 to 1
0 degrees. The degree of twist of 3 to 20 degrees means that
Expressed in terms of the number of twists per meter, it corresponds to 25 to 200 turns / m. If the degree of twist is less than 3 degrees, the sizing agent penetrates into the strands, and the fiber single yarns are firmly bonded to each other, so that the fiber strands cannot be dispersed into the single yarns in concrete. If it exceeds 20 degrees,
Failure such as damage such as fiber breakage occurs,
The fiber weight per a certain length increases and the concrete cannot be reinforced effectively.
【0008】繊維ストランドを構成する樹脂は、一般的
に集束剤として使用されているものであればよいが、繊
維に添着したときに得られる繊維ストランドの風合いが
堅いものが選択され、具体的には、圧縮強度が30〜3
00kgf/cm2 、好ましくは40〜100kgf/cm2 の樹脂
である。圧縮強度が30kgf/cm2 に満たないと繊維単糸
をストランドとして集束を維持するための凝集力が弱
く、300kgf/cm2 以上であると凝集力が強すぎコンク
リート中において繊維ストランドがばらけないという問
題が生じる。本発明で言う、圧縮強度は、底面5mm×5
mm、高さ5mmの樹脂硬化体を試験体とし、試験体に圧縮
荷重を掛けて測定したときの値を示す。The resin constituting the fiber strand may be any resin which is generally used as a sizing agent, but a resin having a firm texture of the fiber strand obtained when it is attached to the fiber is selected. Has a compressive strength of 30 to 3
The resin is 00 kgf / cm 2 , preferably 40 to 100 kgf / cm 2 . If the compressive strength is less than 30 kgf / cm 2 , the cohesive force for maintaining convergence as a single fiber strand is weak, and if it is 300 kgf / cm 2 or more, the cohesive force is too strong and fiber strands do not disperse in concrete. The problem arises. In the present invention, the compressive strength is 5 mm × 5 at the bottom.
A value obtained when a resin cured body having a height of 5 mm and a height of 5 mm was used as a test body and a test body was subjected to a compressive load and measured.
【0009】このような集束剤としては、通常、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ナイロン樹
脂などが挙げられる。これらの樹脂は溶剤に溶かして
も、水分散型エマルジョン状態で使用してもよいが、水
分散型エマルジョン状態が好ましい。樹脂を溶剤に溶か
す場合の溶剤としては、アルコール、ケトン、塩化メチ
レン、THF等が挙げられる。特にエポキシ樹脂の場
合、溶解の速さおよび沸点の観点から、特にケトン、な
かでもメチルエチルケトンが好ましい。また、樹脂には
必要に応じて硬化剤を使用してもよく、エポキシ樹脂の
場合、特にアミン系硬化剤が好ましく用いられる。As such a sizing agent, an epoxy resin, a phenol resin, a butyral resin, a nylon resin and the like are usually mentioned. These resins may be dissolved in a solvent or used in the form of a water-dispersed emulsion, but the water-dispersed emulsion is preferable. Examples of the solvent for dissolving the resin in a solvent include alcohol, ketone, methylene chloride, and THF. Particularly, in the case of an epoxy resin, ketones, especially methyl ethyl ketone, are preferred from the viewpoint of the dissolution speed and the boiling point. If necessary, a curing agent may be used for the resin. In the case of an epoxy resin, an amine-based curing agent is particularly preferably used.
【0010】このようにして得られた繊維ストランド
は、その風合いが堅いものであり、風合いが堅い繊維ス
トランドは、繊維単糸間に存在する集束剤の炭素繊維に
対する接着が強く、繊維ストランド中の単糸間が開きに
くくなっているので、余分なセメントを吸収しないの
で、フレッシュのコンクリートの流動性を低下させにく
い。風合いの堅さは、長さ50cmの繊維ストランドを
地面と水平にして一端だけを固定して、1分間以上静置
して測定し、自重によって反対側の端がもとの水平の位
置から垂れることがないものを風合いが堅いという。[0010] The fiber strand obtained in this manner has a firm texture. The fiber strand having a firm texture has a strong adhesion of the sizing agent existing between the single fiber yarns to the carbon fiber, and the fiber strand in the fiber strand has a strong texture. Since the space between the single yarns is hard to open, excess cement is not absorbed, so that the fluidity of the fresh concrete is hardly reduced. The stiffness of the texture is measured by placing a fiber strand of 50cm length horizontal to the ground and fixing only one end, leaving it to stand for at least 1 minute, and the other end hangs down from its original horizontal position due to its own weight. Those that do not have a firm texture.
【0011】繊維ストランドにおける繊維単糸の割合
は、95〜99重量%、好ましくは96〜98重量%で
ある。繊維が炭素繊維の場合、繊維ストランドにおける
繊維単糸の割合は、繊維と集束剤とからなる繊維ストラ
ンド中の繊維の占める割合で、窒素雰囲気中で、450
℃、30分間加熱処理したときの重量減を集束剤の重量
として算出する。繊維ストランドにおける繊維単糸の割
合が高すぎると、集束剤が少なすぎるため切断時にばら
けが生じる。また、繊維単糸の割合が低過ぎる、すなわ
ち集束剤の添着量が多すぎると、切断時の性能は良くて
も、コンクリートと繊維ストランドとの付着力が低下す
るため、補強効果が低減する。本発明の繊維ストランド
は、通常、所定の本数の長繊維の繊維単糸にを溶媒で希
釈した集束剤に含浸する前あるいは後に、撚りをかけ、
その後、集束剤を分散させていた溶媒を完全に蒸発さ
せ、所定の長さに切断することにより得られる。The proportion of single fiber fibers in the fiber strand is 95 to 99% by weight, preferably 96 to 98% by weight. When the fiber is a carbon fiber, the proportion of the fiber single yarn in the fiber strand is the proportion occupied by the fiber in the fiber strand composed of the fiber and the sizing agent.
The weight loss at 30 ° C. for 30 minutes is calculated as the weight of the sizing agent. If the proportion of the fiber single yarn in the fiber strand is too high, the amount of the sizing agent is too small, so that the fiber is broken during cutting. On the other hand, if the proportion of the fiber single yarn is too low, that is, if the amount of the sizing agent attached is too large, the performance at the time of cutting is good, but the adhesive force between the concrete and the fiber strand is reduced, and the reinforcing effect is reduced. Before or after impregnating the fiber strand of the present invention with a sizing agent diluted with a solvent, a predetermined number of long filaments of fiber single yarn is twisted,
Thereafter, the sizing agent is obtained by completely evaporating the solvent in which the sizing agent is dispersed and cutting the sizing agent into a predetermined length.
【0012】繊維ストランドの長さは、コンクリートに
配合されている粗骨材の最大寸法に対して通常1.5倍
以上、好ましくは2倍以上がよく、具体的には30〜2
00mmが好ましく用いられる。繊維ストランドの長さが
30mm未満であると、複合材料としての臨界繊維長に達
していないため、補強効果が小さい。なお、長さ30mm
以上の繊維ストランドと併用する場合は、長さ30mm未
満の繊維ストランドを添加しても良い。また、繊維スト
ランドが2次元的あるいは1次元的に配向されるような
条件であれば、繊維ストランドの長さの長化効果は著し
くなる。また、繊維ストランドの直径は通常、0.3〜
3mmである。The length of the fiber strand is usually at least 1.5 times, preferably at least 2 times, the maximum dimension of the coarse aggregate mixed with the concrete, and specifically, 30 to 2 times.
00 mm is preferably used. If the length of the fiber strand is less than 30 mm, the reinforcing effect is small because the critical fiber length of the composite material is not reached. In addition, length 30mm
When used in combination with the above fiber strand, a fiber strand having a length of less than 30 mm may be added. Further, under the condition that the fiber strand is two-dimensionally or one-dimensionally oriented, the effect of lengthening the fiber strand becomes remarkable. The diameter of the fiber strand is usually 0.3 to
3 mm.
【0013】本発明の繊維ストランドは、コンクリート
に配合することにより繊維強化コンクリートとすること
ができる。本発明の繊維ストランドは、コンクリートと
の混練初期では繊維ストランド自体が剛直なため、ファ
イバーボールが生じず、均一に分散し、混練を続けると
ストランドから枝が分かれるように繊維が突出するので
周囲のコンクリートと付着がとれ、補強効果が上昇する
のである。The fiber strand of the present invention can be made into fiber reinforced concrete by being mixed with concrete. In the fiber strand of the present invention, at the initial stage of kneading with concrete, the fiber strand itself is rigid, so that fiber balls do not occur and are uniformly dispersed. Adhesion with concrete is removed, increasing the reinforcing effect.
【0014】コンクリートは通常、セメント、粗骨材、
細骨材、混和剤および水を主成分とする。セメントとし
ては、普通ポルトランド、早強ポルトランド、超早強ポ
ルトランド等が用いられる。添加量は、土木用および建
築用として用いられる通常の調合であれば特に問題な
く、好ましくは250kg/m3 以上でがよい。粗骨材(砂
利)としては、例えば、砕石、人工軽量粗骨材、酸化鉄
鋼石などが用いられる。好ましくは、平均粒径が30mm
以下の砕石がよい。添加量は、通常の調合であれば特に
問題なく、好ましくは1000kg/m3 以下がよい。細骨
材(砂)としては、例えば、砂、ケイ石、シリカヒュー
ム、人工軽量細骨材等が用いられる。添加量は土木用お
よび建築用として用いられる通常の調合であれば特に問
題なく、好ましくは1500kg/m3 以下がよい。細骨材
率(砂率)は、土木用および建築用として用いられる通
常の調合であれば特に問題なく、好ましくは40〜80
%がよい。Concrete is usually cement, coarse aggregate,
The main ingredients are fine aggregate, admixture and water. As the cement, ordinary Portland, Portland, and Portland are used. The amount of addition is not particularly problematic as long as it is a normal formulation used for civil engineering and construction, and is preferably 250 kg / m 3 or more. As the coarse aggregate (gravel), for example, crushed stone, artificial lightweight coarse aggregate, iron oxide steel or the like is used. Preferably, the average particle size is 30 mm
The following crushed stones are good. The amount of addition is not particularly problematic as long as it is a normal preparation, and is preferably 1000 kg / m 3 or less. As the fine aggregate (sand), for example, sand, silica stone, silica fume, artificial lightweight fine aggregate and the like are used. The amount of addition is not particularly problematic as long as it is a normal formulation used for civil engineering and construction purposes, and is preferably 1500 kg / m 3 or less. The fine aggregate ratio (sand ratio) is not particularly limited as long as it is a normal mixture used for civil engineering and construction purposes, and is preferably 40 to 80.
% Is good.
【0015】繊維ストランドの添加量は、通常0.1体
積%以上、好ましくは0.4体積%以上、更に好ましく
は0.5体積%以上である。添加量の増加に伴って、曲
げ強度やタフネスは増大する。なお、過剰添加はコスト
面だけでなく、補強効果上昇の非効率化や流動性の低下
を招くので、好ましくは0.4〜1.0体積%、更に好
ましくは0.5〜0.7体積%である。混和剤として
は、減水剤、分散剤、消泡剤、発泡剤等があげられる。
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、オキシ
カルボン酸、リグニンスルホン酸等が挙げられる。添加
量はセメント100部に対して通常1〜3部である。[0015] The addition amount of the fiber strand is usually at least 0.1 vol%, preferably at least 0.4 vol%, more preferably at least 0.5 vol%. As the amount of addition increases, the bending strength and toughness increase. In addition, since excessive addition causes not only cost but also inefficiency of enhancement of reinforcement effect and decrease of fluidity, it is preferably 0.4 to 1.0% by volume, more preferably 0.5 to 0.7% by volume. %. Examples of the admixture include a water reducing agent, a dispersant, an antifoaming agent, and a foaming agent.
Examples of the water reducing agent include a special surfactant containing a triazine ring-based high condensate salt as a main component, a special sulfonic group-containing carboxyl group-containing multipolymer, an anionic special polymer activator, a naphthalenesulfonic acid condensate ligninsulfonic acid derivative, and oxycarboxylic acid. Acids, ligninsulfonic acid and the like. The amount of addition is usually 1 to 3 parts with respect to 100 parts of cement.
【0016】繊維強化コンクリートは、セメント、粗骨
材、細骨材、炭素繊維ストランド、水、混和剤などを混
練し、必要により振動機で振動を与えながら型枠に流し
込み、常温養生または蒸気養生、必要に応じてオートク
レーブ養生して硬化させることにより得られる。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、リボン型、スクリュー型、ワーナ型、ニーダー型、
2軸型、オムニ型等の撹拌翼を有する混合機の場合は、
普通コンクリートを製造した後に、炭素繊維を加えて再
び混練する。繊維を乾式状態から添加してもよい。Fiber-reinforced concrete is obtained by kneading cement, coarse aggregate, fine aggregate, carbon fiber strand, water, admixture, etc., pouring it into a mold while vibrating with a vibrator if necessary, and curing at room temperature or steam. And, if necessary, curing by curing in an autoclave. As the mixer to be kneaded, all mixers that are usually used can be used, and paddle type, propeller type, paddle type, turbine type, pan type, ribbon type, screw type, warner type, kneader type,
In the case of a mixer having a stirring blade such as a two-shaft type or an omni type,
After producing ordinary concrete, carbon fiber is added and kneaded again. Fibers may be added from a dry state.
【0017】このようにして得られた繊維強化コンクリ
ートは、フレッシュ性状としては、JIS A 110
1に準じて測定したスランプ値が、通常5〜25cm、
好ましくは5〜20cmである。また、次式により求め
られたコンクリート中の繊維の分散係数は0.85以上
である。分散係数が0.85に満たないと繊維の分散が
不良になり試験体間の強度のばらつきが大きくなり好ま
しくない。 分散係数:α=exp (−ψ)The fiber reinforced concrete thus obtained has a fresh property of JIS A 110
Slump value measured according to 1, usually 5-25cm,
Preferably it is 5 to 20 cm. The dispersion coefficient of the fiber in the concrete determined by the following equation is 0.85 or more. If the dispersion coefficient is less than 0.85, the dispersion of the fibers becomes poor, and the variation in the strength between the test specimens increases, which is not preferable. Dispersion coefficient: α = exp (-ψ)
【0018】[0018]
【数1】ψ(x)=√(Σ(Xi-X)2 /n)/X ここで、Xi:試料中に含まれる繊維ストランド数、
n:試料数、X:試料中に含まれる繊維ストランド数の
平均とする。なお、分散係数は、0〜1の間の数値であ
り、1に近い方が繊維がコンクリート中で分散している
ことを示している。また、JIS A 1106に準じ
て測定した繊維強化コンクリート硬化体の曲げ強度は、
通常70kgf/cm2 以上、好ましくは80kgf/cm2 であ
り、十分な強度を有する。曲げ強度が小さいと繊維強化
コンクリートを施工して得られる構造物に十分な強度が
得られない恐れがあるので好ましくない。1 (x) = √ (Σ (Xi−X) 2 / n) / X where Xi is the number of fiber strands contained in the sample,
n: number of samples, X: average of the number of fiber strands contained in the sample. The dispersion coefficient is a numerical value between 0 and 1, and a value closer to 1 indicates that the fibers are dispersed in the concrete. The bending strength of the cured fiber reinforced concrete measured according to JIS A 1106 is as follows:
It is usually 70 kgf / cm 2 or more, preferably 80 kgf / cm 2 , and has sufficient strength. If the flexural strength is low, the structure obtained by constructing the fiber reinforced concrete may not have sufficient strength, which is not preferable.
【0019】[0019]
【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。まず、実施例および比較例に用いた炭素繊維ス
トランドを次に示す。 <炭素繊維ストランドA>繊維単糸としては、直径7μ
mの連続炭素繊維(東レ(株)製「T−700S」)1
2,000本を束にして、リングツイスターによって撚
りの度合いが5度になるよう40回/mで撚りを掛けた
後に、集束剤として、樹脂が硬化したときの圧縮強度が
60kgf/cm2 となるエポキシ樹脂エマルジョン(油化シ
ェルエポキシ(株)製「エピレッツ3510」)濃度
3.0重量%液およびアミン系硬化剤(油化シェルエポ
キシ(株)製「エピキュア8535」)1.5重量%液
に希釈した集束剤液に浸漬させ、滑車を通して良くしご
いた後、巻き取り機に巻き取った。ついで、120℃で
乾燥させた後、所定の長さに切断した。得られた炭素繊
維ストランドの直径は0.8〜1.2mmであった。な
お、本実施例において、市販の炭素繊維に付着している
微量の樹脂は、集束剤とはみなしていない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. First, carbon fiber strands used in Examples and Comparative Examples are shown below. <Carbon fiber strand A> As a fiber single yarn, diameter 7μ
m continuous carbon fiber (“T-700S” manufactured by Toray Industries, Inc.) 1
After 2,000 pieces are bundled and twisted at 40 turns / m so that the degree of twist is 5 degrees by a ring twister, the compressive strength when the resin is cured is 60 kgf / cm 2 as a sizing agent. Epoxy resin emulsion ("Epilet 3510" manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) having a concentration of 3.0% by weight and an amine-based curing agent ("Epicure 8535" manufactured by Yuka Shell Epoxy) being a 1.5% by weight liquid The sizing agent was immersed in a sizing agent solution which had been diluted to 1 mm. Then, after drying at 120 ° C., it was cut into a predetermined length. The diameter of the obtained carbon fiber strand was 0.8 to 1.2 mm. In this example, a small amount of resin adhering to commercially available carbon fibers is not regarded as a sizing agent.
【0020】<炭素繊維ストランドB>集束剤として、
エポキシ樹脂エマルジョンの濃度を5.0重量%、アミ
ン系硬化剤の濃度2.5重量%にかえ、集束剤樹脂が硬
化したときの圧縮強度が60kgf/cm2 となるようにした
ほかは、繊維ストランドAと同様に行った。 <炭素繊維ストランドC>撚りの度合いを11度に変え
た他は炭素繊維ストランドAと同様に行った。 <炭素繊維ストランドD>撚りの度合いを1.5度に変
えた他は炭素繊維ストランドAと同様に行った。 <炭素繊維ストランドE>撚りの度合いを39度に変え
た他は炭素繊維ストランドAと同様に製造した。<Carbon fiber strand B> As a sizing agent,
Except that the concentration of the epoxy resin emulsion was changed to 5.0% by weight and the concentration of the amine-based curing agent was changed to 2.5% by weight, and the compressive strength when the sizing agent resin was cured was 60 kgf / cm 2. Performed similarly to strand A. <Carbon fiber strand C> The same procedure was performed as for carbon fiber strand A, except that the degree of twist was changed to 11 degrees. <Carbon fiber strand D> The same procedure was performed as for carbon fiber strand A, except that the degree of twist was changed to 1.5 degrees. <Carbon fiber strand E> The carbon fiber strand A was manufactured in the same manner as the carbon fiber strand A, except that the twist degree was changed to 39 degrees.
【0021】<炭素繊維ストランドF>集束剤として、
エポキシ樹脂エマルジョンの濃度を5.0重量%、アミ
ン系硬化剤を配合せず、集束剤樹脂が硬化したときの圧
縮強度が5kgf/cm2 となるようにした他は、繊維ストラ
ンドAと同様に行った。 <炭素繊維ストランドG>集束剤として、硬化したとき
の圧縮強度が500kgf/cm2 となる溶媒系エポキシ樹脂
(油化シェル製「エピコート828」)濃度5.0重量
%、溶媒系硬化剤(油化シェル製「エピコートB00
2」)濃度2.5%を用いたほかは、繊維ストランドA
と同様に行った。得られた炭素繊維A〜Gの性状を表−
1に示す<Carbon Fiber Strand F> As a sizing agent,
Same as fiber strand A, except that the concentration of the epoxy resin emulsion was 5.0% by weight, the amine-based curing agent was not blended, and the compressive strength when the sizing agent resin was cured was 5 kgf / cm 2. went. <Carbon Fiber Strand G> As a sizing agent, a solvent-based epoxy resin (“Epicoat 828” manufactured by Yuka Shell) having a compressive strength of 500 kgf / cm 2 when cured has a concentration of 5.0% by weight, and a solvent-based curing agent (oil). Shell “Epicoat B00”
2 ") Fiber strand A except that a concentration of 2.5% was used.
The same was done. Table 1 shows the properties of the obtained carbon fibers A to G.
Shown in 1
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】<実施例1>コンクリート調合Pに示す量
の粗骨材、細骨材およびセメントを2軸型ミキサー(5
5リットル)で乾式混合し、次いで、水と混和剤の混合
液を投入し、150秒間湿式混合し、コンクリートを得
た。次に、このコンクリートに、繊維長40mmの炭素繊
維ストランドAを9.0kg/m3 の割合で混入し、1分間
湿式混練して、炭素繊維を含有する混練物とした。ここ
で、得られた混練物の一部を分取し、JIS A 11
01に準じてスランプ値の測定、繊維分散度の測定を行
った。繊維分散度の測定は、得られた混練物から100
gのコンクリート塊を取り出してストランド数を数える
ことを1回のテストとし、このテストを10回行い、す
べてのデータを用い、以下の式により算出した。 分散係数:α=exp (−ψ)<Example 1> The amount of coarse aggregate, fine aggregate and cement shown in the concrete mixture P was mixed with a biaxial mixer (5
5 liters), and then mixed with water and an admixture, and wet-mixed for 150 seconds to obtain concrete. Next, a carbon fiber strand A having a fiber length of 40 mm was mixed into the concrete at a rate of 9.0 kg / m 3 and wet-kneaded for 1 minute to obtain a kneaded material containing carbon fibers. Here, a part of the obtained kneaded material was fractionated and subjected to JIS A 11
The measurement of the slump value and the degree of fiber dispersion were carried out in accordance with No. 01. The measurement of the degree of fiber dispersion was carried out from the obtained kneaded material by 100%.
One test was to take out the concrete mass of g and count the number of strands. This test was performed 10 times, and the calculation was performed by the following formula using all data. Dispersion coefficient: α = exp (-ψ)
【0024】[0024]
【数2】ψ(x)=√(Σ(Xi-X)2 /n)/X ここで、Xi:試料中に含まれる繊維ストランド数、
n:試料数、X:試料中に含まれる繊維ストランド数の
平均とする。一方、得られた混練物を10cm×10c
m×40cmの型枠に流し込み、16時間後脱型して硬
化体を得た。これを、20℃、60RT%で1週間養生
後、曲げ試験をJIS A 1106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。変動係数ψ(x)は、サンプル強度のばらつきの大
きさを表し、上記の式により算出した。結果をまとめて
表−2に示す。2 (x) = √ (Σ (Xi−X) 2 / n) / X where Xi: the number of fiber strands contained in the sample,
n: number of samples, X: average of the number of fiber strands contained in the sample. On the other hand, the obtained kneaded material was 10 cm × 10 c
It was poured into a m × 40 cm formwork, demolded after 16 hours to obtain a cured product. After curing for one week at 20 ° C. and 60 RT%, a bending test was performed according to JIS A1106.
The loading speed was 2 mm / min and the number of test pieces was n = 6. The coefficient of variation ψ (x) represents the magnitude of variation in sample intensity, and was calculated by the above equation. The results are summarized in Table-2.
【0025】[0025]
【表2】 この配合におけるW/C=50重量%、細骨材率は50
体積%である。また、原料として次のものを用いた。 セメント:秩父小野田セメント(株)製、早強ポルトラ
ンドセメント 細骨材:砂(浜岡産)、最大寸法5.0mm 粗骨材:軽量骨材メサライト 混和剤:竹本油脂製薬(株)製、商品名:チューポール
HP−11[Table 2] In this formulation, W / C = 50% by weight, and the fine aggregate ratio was 50%.
% By volume. The following materials were used as raw materials. Cement: Chichibu Onoda Cement Co., Ltd., early strength Portland cement Fine aggregate: sand (from Hamaoka), maximum dimension 5.0 mm Coarse aggregate: lightweight aggregate mesalite Admixture: Takemoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., trade name : Tupole HP-11
【0026】<実施例2、3、比較例1〜4>炭素繊維
ストランドを炭素繊維ストランドB(実施例2)、炭素
繊維ストランドC(実施例3)、炭素繊維ストランドD
(比較例1)、炭素繊維ストランドE(比較例2)、炭
素繊維ストランドF(比較例3)、炭素繊維ストランド
G(比較例4)に変えた他は実施例1と同様に行った。
結果を表−2に示す。Examples 2, 3 and Comparative Examples 1-4 Carbon fiber strands B (Example 2), carbon fiber strand C (Example 3), carbon fiber strand D
Comparative Example 1 was performed in the same manner as in Example 1, except that the carbon fiber strand E (Comparative Example 2), the carbon fiber strand F (Comparative Example 3), and the carbon fiber strand G (Comparative Example 4) were used.
Table 2 shows the results.
【0027】<比較例5>炭素繊維を添加しなかった他
は実施例1と同様に行った。結果を表−2に示す。<Comparative Example 5> The same procedure as in Example 1 was carried out except that no carbon fiber was added. Table 2 shows the results.
【0028】[0028]
【表3】 なお、実施例1〜3、比較例1〜5のコンクリートの比
重は1.9〜2.0であった。[Table 3] In addition, the specific gravity of the concrete of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5 was 1.9-2.0.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、フレッシュ性状として
繊維ストランドの分散性および作業性に優れ、硬化体性
能として強度の高い繊維強化コンクリートを得ることが
できる。According to the present invention, it is possible to obtain a fiber reinforced concrete which is excellent in dispersibility and workability of fiber strands as a fresh property and has high strength as a cured body performance.
Claims (3)
トランドであって、樹脂の圧縮強度が30〜300kgf/
cm2 、繊維ストランドの長さ方向に対する繊維単糸のな
す角が3〜20度、かつ、繊維ストランドに占める繊維
単糸の割合が95〜99重量%であることを特徴とする
繊維ストランド。1. A fiber strand comprising a large number of fiber single yarns and a resin, wherein the resin has a compressive strength of 30 to 300 kgf /
cm 2, the fiber strands, characterized in that 3 to 20 degrees angle of a fiber single yarn to the length direction of the fiber strand, and the proportion of fiber single yarn occupied in the fiber strand is 95 to 99 wt%.
請求項1に記載の繊維ストランド。2. The fiber strand according to claim 1, wherein the fiber is a carbon fiber.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の繊維ストラ
ンド。3. The fiber strand according to claim 1, wherein the fiber strand is used for compounding cement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140398A JPH11292582A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Fibrous strand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140398A JPH11292582A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Fibrous strand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11292582A true JPH11292582A (en) | 1999-10-26 |
Family
ID=14025425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9140398A Pending JPH11292582A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Fibrous strand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11292582A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002128552A (en) * | 2000-10-16 | 2002-05-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Agent for reducing grounding resistance and electrically conductive cement |
JP2007070204A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Toray Ind Inc | Carbon fiber-containing composite resin wire rod for reinforcing concrete or mortar, manufacturing method therefor, and concrete or mortar structure |
JP2008037680A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Toray Ind Inc | Inorganic matrix-carbon fiber composite wire material for reinforcing concrete or mortar, method of producing the same, and concrete or mortar structure |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP9140398A patent/JPH11292582A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002128552A (en) * | 2000-10-16 | 2002-05-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Agent for reducing grounding resistance and electrically conductive cement |
JP2007070204A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Toray Ind Inc | Carbon fiber-containing composite resin wire rod for reinforcing concrete or mortar, manufacturing method therefor, and concrete or mortar structure |
JP2008037680A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Toray Ind Inc | Inorganic matrix-carbon fiber composite wire material for reinforcing concrete or mortar, method of producing the same, and concrete or mortar structure |
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