JPS60151263A - 補強されたポリマ−セメント系材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭素繊維によって補強されたポリマーセメント
系材料に関するものである。繊維補強コンクリート、繊
維補強モルタルはマトリックス中に繊維を均一に分散さ
せその抗張力の集合による補強効果によって引張シ、曲
は強さ、ひびわれ抵抗性、靭性、耐ムービング性の向上
を図ることを目的とした複合材料であシ、使用する繊維
の材質や種類によってその性能が著しく異なる。使用繊
維の縦弾性係数や抗張力が大きいほどひび割れ抱束効果
など諸性能の改善効果が大きいので、これに該当する材
質として鋼ファイバー、ガラスファイバーなどが従来か
ら用いられている。しがし釦ファイバーはモルタルに混
合した場合には剛直性を有するだめ鏝塗シ作業性が憇く
、またモルタル塗面の表面近くに分散する鋼ファイバー
は水や気体の酸化作用を受けて錆を生じ、モルタル表面
を変色汚染することがある。また耐アルカリガラスファ
イバーはガラス組成の一部にジルコニアが加えられてい
るのが一般的であるが、経年とともに徐々に耐アルカリ
性が低下する傾向が認められている。このため現状では
非構造部材に用途が限定されておシ、上記賭問題を解決
し得る補強材としては化学的に安定である炭素繊維が着
目され、突用化されつつある。炭素繊維は化学的に不活
性であり、一般に比弾性率は鋼ファイバーあるいはガラ
スファイバーの１０倍程度、抗張力を鋼ファイバーの数
倍という補強用繊維として理想的な性能をもっているが
、ガラスファイバーのように集束された形状ではないの
で、セメント類や骨相類に分散し難く、これが左官工事
等において実用化をはばんでいる要因に力っているので
ある。一般に、繊維補強を施し７た抄合体では、繊維の
アスペクト比（長さ／直径）にかかわらず、容積分率が
同じ場合には細径繊維を用いた方が抗張力が大きくなる
とする繊維間隔理論が認められているが、このような補
強効果を十分に発揮させるためには、繊維がマ）　ＩＪ
ノクスに均一に分散していることが前提条件となる。炭
素繊維が前述のようにセメント中に分散し難い要因は嵩
比重が小さく、全般に繊維のアスペクト比が大きい上に
柔軟であるため。

ミキシング時にセメント、骨材類の周囲を−ヒすベシし
て回転し、ファイバーボールを生ずるためである。

このような現状から、炭素繊維補強複合体を作る場合は
セメントとの粉体状態における均質な混合がむつかしく
、炭素繊維を一旦水系分散媒体、たとえば水あるいは添
加物混和水、高分子ナイスバージョン、セメントペース
ト等に混和し、これをマトリックス中に練込むなどの方
法が行なわれている。前述のような湿式混合方法では混
和物が凝結を開始するまでに全量を打設あるいは塗付す
る必要があるため、土木、建築現場における左官工事に
は適用が困離であって、もっばらコンクリ−）・パネル
などの成形体を生産管理の行ないやすい工場で製造する
方法が実施されている。しかるに炭素繊維補強体の用途
は成形体のみならず、一般左官用として広く要望されて
いるにもかかわらず、炭素繊維をドライミキシングした
セメントが存在しないため、広大な市場性を有しガから
左官工事材料に用いることができないのが現状である。

本発明は以上に述べたようなセメント類にあらかじめ炭
素繊維をドライミキシングして、土木建築現場に於て通
常の左官技法にて容易に施工用能な炭素繊Ｙｆ混和セメ
ント、すガわち炭素繊維プレミックスセメントに関する
ものであり、月つそれにポリマーを添加したモルタルに
関する。

本特許請求の範囲第１項に示す水硬性セメントとは主と
して早速、普通、中庸熱セメントを含むポルトランドセ
メントであるが、この他に白色、キュール、鉄Ｉ１．フ
ェラリー、耐硫酸塩セメントなどのグループである特殊
ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰アルミ
ナセメント、混合セメント類としては高炉セメント、高
硫酸塩スラグセメント、膨張性セメントなどを指す。混
合物とは主として無機質細骨材、例えば硼砂を指すが。

有機質骨材例えばゴムの粒子などを用いることもできる
。炭素繊維はセメント混和用として適当々長さが３−５
０　ｗｎであるが、５〜３０ｍ＋＋＋が多用範囲である
。炭素繊維はポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ系）と石
油または石炭から製されるピッチ系との二種があるが、
主として価格上の理由からピッチ系炭素繊維が適する。

その繊維太さは直径１２．５〜１８．０μ、繊維長さは
３〜５０郷の範囲が適し、塗布作業性の面を考慮すれば
５〜２０ｍｍが多用範囲である。骨材は用途により乾燥
した硼砂や細用砂、人工軽量骨材などの無機系粒材、あ
るいはゴム粉粒やプラスチックの細粒を用いる。

添加するポリマー成分はアニオンノニオン系もしくはカ
チオン系のスチレンブタジェンラテックス（ＳＢＲと称
す）で、固形分は任意であるが、少なくともセメントに
対して固形分比で５チ以上を充当Ｌｉるディスパーシロ
ンであることを要する。

実施例 セメント（小野田セメント製普通ポルトランドセメント
）１２０ν、７号硅砂６０ν、炭素繊維（住友金属工業
製品名チョップ６〜２５ｍ）１．２９を中軸逆回転方式
の密閉型ドラムミキサーで混和し、更に５号硅砂を６０
ν加えて混和した。骨材量が多くなシおよび／または骨
材の粒径が大きくなるに従って炭素繊維のファイバーボ
ールが発生しやすいので、上記のように第一次混合後、
骨材を追加混合すると均一に分散した。該混合材料は防
湿紙袋に２０ＫＦ単位で封入包装した。一方、ポリマー
成分としてアニオン系ＳＢＲ（中外商工製商品名ワンコ
ートミックス）を水と等量混和した希釈液を作υ、上記
炭素繊組、セメント、硼砂混合材１袋に対し４〜の割合
いでモルタルミキサーで混糺し、水しめしをしたコンク
リート面に厚み約５圀に鏝で塗布した。比較のため、上
述配合に於てドライミックスの工程を略し、モルタルミ
キサーで同時混合した炭素繊維で補強されたポリマーセ
メントモルタルを作シ、水しめししたコンクリート面に
同様に鏝で約５箭の厚みに塗布した。

双方の表面を精査した結果、後者に比較して前者すなわ
ち本発明による炭素繊維補強ポリマーセメントモルタル
はファイバーボールの発生が極めて少なく、炭素總紺が
均一な分散を成していることが確認された。

この事実は該モルタルの物性が機械的強度、吸水率等に
於ても一般に行なわれている後者の方式によるモルタル
に比較して、ひずみの少々い均質な性能を有することを
示すものである。なお、セメントの項で普通ポルトラン
ドセメントに代えて早強セメント（大阪セメント製商品
名ライオンモールド）、ポリマー成分の項でアニオン系
ＳＢＲに代えてカチオン系５ＢＲ（飲用薬品工業製商品
名クロスレンＣＭＸ　−０２Ｆ　）を配合し、前述と同
様方法で塗面を観察して上記と変りなく均質な炭素繊維
補強ポリマーセメントモルタルを得た。捷だＳＤＲ希釈
液の混和率を若干増してモルタル軟度を調節し、モルタ
ルポンプでコンクリート壁面に吹付け、炭素繊維補強ポ
リマーセメントモルタルでの均質な壁仕上利を形成した
。

特許出願人　中外商工株式会社 手続補１１ミ書（書入） 昭和５９年５月１７ １　事件の表示　昭和５９年特許願第６８５９号２　発
明の名称　補強されたポリマーセメント系桐材３　補正
をする者 事件との関係　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 単体のセメントもしくは少々くとも１種以上の異なるセ
   メントを混和した複合セメントに、直径１２．５〜１８
   ．０μ、繊維長さ３〜５０簡のピッチ系炭素繊維をドラ
   イミキシングし、必要に応シテ硅砂等の無機質粒状物あ
   るいはゴム、プラスチック等の有機質粒状物を添加した
   混合材料を人材とし、アニオン、ノニオン系もしくはカ
   チオン系のスチレンブタジェンラテックスをＢ材として
   Ａ。 Ｂ両材をモルタに程度の軟度になるよう混練して、鏝ま
   たは吹付は機で主としてコンクリートやモルタル表面に
   塗布する補強されたポリマーセメント系材料。