JPS6045142B2 - 電導性硬化体の製造方法 - Google Patents

電導性硬化体の製造方法

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JPS6045142B2
JPS6045142B2 JP14988879A JP14988879A JPS6045142B2 JP S6045142 B2 JPS6045142 B2 JP S6045142B2 JP 14988879 A JP14988879 A JP 14988879A JP 14988879 A JP14988879 A JP 14988879A JP S6045142 B2 JPS6045142 B2 JP S6045142B2
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carbon fibers
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JP14988879A
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忠義 種井
稔 宮本
昭男 大野
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/386Carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電導性を有するセメントモルタル、コンクリー
ト等の硬化体の製造方法に関するものである。
セメントモルタル又はコンクリートに電導性を付与する
にはセメントモルタル又はコンクリートにカーボンブラ
ックの如き電導性粉末や炭素繊維、ステンレス繊維の如
き電導性繊維が添加されている。
このうち炭素繊維は少量の添加で電導性が向上するので
好ましいが、細長く、嵩だかいのでセメントモルタル又
はコンクリート中に混合、分散させるのが困難であつて
炭素繊維が均一に分散されたセメントモルタル又はコン
クリートが得られにくく、又、均一に分散させるために
長時間混練する、炭素繊維が切断され電導性が損われる
という欠点があつた。
本発明は上記の如き欠点にかんがみ、炭素繊維が均一に
分散され、均一な電導性を有するセメントモルタル、コ
ンクリート等の硬化体の製造方法を提供することを目的
としてなされたものであつて、その要旨は粘度1000
cps−−10000(y−psの水系粘性体1卯重量
部と炭素繊維0.5〜川重量部よりなる混合物を、セメ
ント及び骨材を主体とする水硬性組成物に添加、混合し
た後、硬化せしめることを特徴とする電導性硬化体の製
造方法に存する。
本発明で使用する水系粘性体は、その粘度が1000C
pSより小さいと粘度が低すぎて炭素繊維の分散が均一
にならず、だんご状になり、逆に100000CpSよ
り大きくなると粘度が高すぎて炭素繊維の分散が困難で
あり又コンクリート中に添ι加、混合する際に混練時間
が長くかかるので、粘度が100■p5〜100000
CpSの水系のものであつて、たとえば水溶性樹脂の水
溶液、合成樹脂エマルジョン、水に難溶性の無機化合物
の水分散液等があげられる。上記粘度はB型粘度計で測
定されiた値である。上記水溶性樹脂としては、たとえ
ばでんぷん、寒天、ゼラチン、メチルセルロース、エチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸ナトリウム、ポリエチレンオキサイド等があげら
れる。
上記合成樹脂エマルジョンとしては、たとえばSBRエ
マルジョン、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、ポリアクリ
ル酸エステルエマルジョン等があげられる。
又上記水に難溶性の無機化合物としては、たとえば炭酸
カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、ケイ
酸カルシウム、タルク、炭酸バリウム、硫酸バリウム、
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等があげられ
、該無機化合物は単独で使用されてもよいし、二種以上
が混合されて使用されてもよい。
又その添加量は水10鍾量部に対して50〜100鍾量
部であるのが好ましい。そして該無機化合物の水分散液
を使用して炭素繊維をセメントモルタル又はコンクリー
トに分散すると水溶性樹脂、合成樹脂エマルジョン等を
使用して分散する場合に比較してセメントモルタル又は
コンクリートの硬化体の電導性が良いので、上記無機化
合物を使用するのが好ましい。なお上記水系粘性体には
炭素繊維の分散性、混練性を向上せしめるためにアニオ
ン系、カチオン系、ノニオン系等の界面活性剤が添加さ
れてもよい。
本発明て使用される炭素繊維の長さ及び平均直径は特に
限定されるものではないが、短かくなると電導性が低下
し、逆に長くなると分散性が低下するので長さは3〜1
00T!Rmであるのが好ましく、又平均直径は大きく
なると同量の添加量では分散密度が粗となり均一に電導
し難くなり、多量に添加することが必要になるので、平
均直径は小さいほうが好ましく50μ以下であるのが好
ましい。
本発明て使用される水硬性組成物はセメント及.び骨材
を主体とする、セメントモルタル及びコンクリート組成
物であり、水と混合されてスラリー状になされていても
よい。上記セメントとしては従来公知の任意のセメント
が使用でき、たとえばボルトランドセメント、速硬性セ
メント、熱硬化性セメント、耐久性セメント、膨張セメ
ント等があげられる。
又上記骨材としては砂及び砂利があげられ、セメントモ
ルタルとは上記セメントと砂とを主体とするものであり
、コンクリートとは上記セメントと砂と砂利とを主体と
するものてある。又上記組成物に得られた硬化体に強度
を付与したり、弾性を付与するために、炭酸カルシウム
、ガラスバルーン、タルク、パーライト等の充填材を添
加してもよいし、減水剤、蔀剤等を添加してもよい。
本発明の製造方法は前記水系粘性体に炭素繊維を添加、
分散した混合物を前記水硬性組成物に添J加、混合した
後硬化せしめるのである。
水系粘性体に対する炭素繊維の添加量は少量であると所
定の電導性を付与するためには多量の水系粘性体を添加
しなければならず作業性、凝結性、得られた硬化体の強
度が低下する等の欠点があり、逆に添・加量が多量であ
ると炭素繊維が均一に分散できなくなるので水系粘性体
10唾量部に対し0.5〜10重量部添加されるのが好
ましい。又電導性硬化体の体積固有抵抗は炭素繊維の添
加量が少ないと大きくなり、逆に添加量が多くな”つて
3重量部以上になると体積固有抵抗の差はほとんどなく
、作業性、凝結性、硬化体の強度等が低下するので上記
混合物は水硬性組成物10唾量部に対し炭素繊維が0.
02〜3重量%になるように添加されるのが好ましく、
上記混合物は水硬性組成物100重量部に対し0.5〜
10呼量部添加されるのが好ましくより好ましくは1〜
5唾量部である。
上記混合物、水硬性組成物の製造及び上記混合物と水硬
性組成物を混合するのは任意の方法が採用されてよく、
前記混合物を製造するには、たとえば羽根型回転攪拌機
、万能ミキサー、オムニミキサー等が使用される。
又水硬性組成物の製造及び該組成物と前記混合物とを混
合するには、たとえば傾胴型ミキサー、回転ドラムミキ
サー、オムニミキサー、強制練りミキサー等が使用され
る。又水硬性組成物に前記混合物を添加、混合した後硬
化せしめる方法は、従来コンクリートを硬化せしめてい
る任意の方法が採用されてよく、たとえば型等に流し込
んで放置する方法、ブレス成形、押出成形等の方法があ
げられる。本発明の製族方法の構成は上述の通りであり
、炭素繊維を1000〜100000CPSの水系粘性
体中に分散し得られた混合物を水硬性組成物に添加、混
合するのであるから、炭素繊維は適度の粘度を有する水
系粘性体中で均一に分散され、水系粘性体に均一に分散
された状態で水硬性組成物に添加されるので炭素繊維は
容易に水硬性組成物中に均一に分散される。
従つて炭素繊維が均一に分散された硬化体を容易に製造
することができ、特に現場においてミキサー等により容
易に製造することができるので施工が簡便である。又得
られた硬化体は均一な電導性を有しており、接地極、面
発熱体、電導性基礎等の用途に好適に使用できる。次に
本発明を実施例で説明する。
実施例1 10唾量部の水に約3重量部のメチルセルロース(松本
油脂社製、商品名マーポローズエース)を溶解して粘度
3000cpS(BM型粘度計、ローターNO.4、回
転数60rpmで測定した粘度)、固形分3%の水系粘
性体を得た。
得られた水系粘性体10呼量部に長さ25Tfr!n1
平均直径12μの炭素繊維6.鍾量部を添加しオムニミ
キサーで混合して、混合物を得た。次に301の傾胴型
コンクリートミキサーにボルトランドセメント3.8k
9、砂6.5k9、砂利10.5kg及び水1.9k9
を供給し混合した後前記混合物0.75kgを添加し2
分間混練したところ炭素繊維が均一に分散された未硬化
コンクリートが得られた。
得られた未硬化コンクリートを直径10cm1高さ20
0の円柱状型枠に供給し、7日間放置して円柱状硬化体
を得た。得られた硬化体の体積固有抵抗は45Ω・Gで
あつた。実施例21凹重量部の水に約1.鍾量部のカル
ボキシメチルセルロース(第一工業製薬社製、商品名セ
ロゲンBSH−5)を溶解して粘度820(ト)Ps(
BM型粘度計、ローターNO.4、回転数60rpmで
測定した粘度)、固形分1.3%の水系粘性体を得た。
上記粘性体を使用した以外は実施例1で行つたと同様に
して硬化体を得た。硬化体の体積固有抵抗は40Ω・d
であつた。実施例3 50重量部の水に炭酸カルシウム10唾量部を添加しオ
ムニミキサーで混練して、粘度350■Ps(BM型粘
度計、ローターNO.4、回転数60rpmで測定した
粘度)の水系粘性体を得た。
得られた水系粘性体に長さ257177!、平均直径1
2μの炭素繊維4重量部を添加しオムニミキサーで混合
して混合物を得た。次に30eの傾胴型コンクリートミ
キサーにボルトランドセメント3.8k9、砂6.5k
9、砂利10.5k9及び水1.9k9を供給し混合し
た後前記混合物1.8kgを添加し2分間混合したとこ
ろ炭素繊維が均一に分散された未硬化コンクリートが得
られた。
得られた未硬化コンクリートを使用し実施例1で行つた
と同様にして硬化体を得、体積固有抵抗を測定したとこ
ろ35Ω・oであつた。実施例4 4鍾量部の水に炭酸カルシウム11鍾量部添加し、オム
ニミキサーで混練し、粘度1200■Ps(BM型粘度
計、ローターNO.4、回転数30r′Pmで測定した
粘度)の水系粘性体を得た。
得られた水系粘性体を使用し、実施例3で行つたと同様
にして硬化体を得た。硬化体の体積固有抵抗は40Ω・
Gであつた。実施例5 印重量部の水に酸化チタン10唾量部添加し、オムニミ
キサーで混練し、粘度750011)PS(BM型粘度
計、ローターNO.4、回転数60r′Pmで測定した
粘度)の水系粘性体を得た。
得られた水系粘性体を使用し、実施例3で行つたと同様
にして硬化体を得た。硬化体の体積固有抵抗は32Ω・
oであつた。実施例6 5呼量部の水に酸化亜鉛10踵量部添加し、オムニミキ
サーで混練し、粘度6000cps(BM型粘度計、ロ
ーターNO.4、回転数60r′Pmで測定した粘ノ度
)の水系粘性体を得た。
得られた水系粘性体を使用し実施例1で行つたと同様に
して硬化体を得た。硬化体の体積固有抵抗は35Ω・d
であつた。比較例130eの傾胴型コンクリートミキサ
ーにポルトラ7ンドセメント3.8k9、砂6.5k9
、砂利10.5k9及び水1.9k9を供給し、混合し
た後長さ25wn1平均直径12μの炭素繊維46gを
直接投入し、混練した。
混練時間2分のものと4分のものについては実施例1で
行つたと同様にして硬化体を得た。未硬化のコンクリー
トには共に炭素繊維のかたまりができており、体積固有
抵抗はそれぞれ85Ω・0165Ω・dであつた。比較
例275重量部の水に炭酸カルシウム75重量部を添加
し、オムニミキサーで混練し、粘度500cps(BM
型粘度計、ローターNO.4、回転数60rpmで測定
した粘度)の水系粘性体を得た。
得られた水系粘性体を使用し、実施例3で行つたと同様
にして硬化体を得た。
未硬化のコンクリートには炭素繊維のかたまりができて
おり、硬化体の体積固有抵抗は80Ω・Gであつた。比
較例3 水500gに長さ25TI0n1平均直径12μの炭素
繊維46gを分散させ、得られた分散液を使用し実施例
3で行つたと同様にして硬化体を得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 粘度1000cps〜100000cpsの水系粘
    性体100重量部と炭素繊維0.5〜10重量部よりな
    る混合物を、セメント及び骨材を主体とする水硬性組成
    物に添加、混合した後、硬化せしめることを特徴とする
    電導性硬化体の製造方法。 2 水系粘性体が水と水溶性樹脂とよりなる特許請求の
    範囲第1項記載の製造方法。 3 水系粘性体が水と水に難溶性の無機化合物とよりな
    る特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 4 炭素繊維が長さ3mm〜10mm、平均直径50μ
    以下である特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 5 炭素繊維の添加量が水硬性組成物100重量部に対
    して0.02〜3重量部である特許請求の範囲第1項又
    は第4項記載の製造方法。
JP14988879A 1979-11-19 1979-11-19 電導性硬化体の製造方法 Expired JPS6045142B2 (ja)

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