JPS62100490A - 繊維補強セメント硬化体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は繊維補強セメント硬化体のＶ進方法に係り、特
に軽量で強度、耐久性１寸法安定性に優れた繊維補強セ
メント硬化体の製造方法に関する。

［従来の技術］ セメント硬化体は、主にコンクリート構造物やコンクリ
ート製品として用いられているが、近年、軽重で高強度
な建築、土木用材料への要望が高まり、セメント硬化体
について、気泡を発生させて軒樋化すると共に、耐アル
カリ性ガラス繊維（以下、ＡＲＧということがある。）
等を混合して強度の向［−を図ることが提案されている
。

例えば、特公昭６０〜２０３５１には、繊維補強気泡コ
ンクリートを製造するにあたり、セメント、水、ＡＲＧ
、カチオン性界面活性剤を添加した蛋白質系発泡剤を用
いる方法が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特公昭６０〜２０３５１に代表される従
来法では。

（薫）　　得られる硬化体は耐久性に劣る。

■　収縮率が大きく、・Ｊ法安定に１に劣る。

■　硬化速Ｉ負が〃＜、生産性が悪い。

という問題がある。

即ち、従来において、硬化体のセメント原料として普通
ポルトランドセメント（以下、普通セメントという）等
のポルトランドセメントを使用［７ているが、珪酸３石
灰（３ＣａＯ＊　Ｓ　ｉ　０２　）、珪酸２石灰（２Ｃ
ａ　Ｏ＊　Ｓ　ｉ　Ｏ２）などのカルシウムシリケート
を主成分とするポルトランドセメントが、水と練りまぜ
られたのち凝結し硬化する過程において、ト要生成物で
あるカルシラノ・シリケート水和物及び水酸化カルシウ
ムを生成する。

例えば、珪酸３石灰（３ＣａＯ＊　Ｓ　１０２）を５０
重縫％、Ｙ１１重石灰（２ｃａｏｅ　Ｓ　ｉ　０２　）
を２５重足％含有するセメントにおいては尤のセメント
１００重Ｖ部に対して水酸化カルシウムを化学縫論上３
０屯足部生成することになる。

このため硬化したセメントのｐＨは１２．８〜１３．２
程度となり、セメント硬化体は強いアルカリ性となる。

このため、セメント硬化体に混合されたＡＲＧは、杖期
にわたってセメントから生成する水酸化カルシウムの高
アルカリ性雰囲気中保持されることとなり、耐アルカリ
性といえども経時により佼食され、セメント硬化体の引
っ張り強度１曲げ強度、耐＃撃性等が低下することとな
る。

また、一般に、バ通セメントは硬化収縮率が大きいこと
から、従来のセメント硬化体では、収縮による寸法安定
性に劣り、しかも普通セメントは硬化が遅く室温で硬化
に２日間程度を要するため、効率的な生産を行うことが
できないのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は１−記従来の問題点を解決し、軒Ｕで強度、耐
久性、寸法安定性に優れた繊維補強セメント硬化体を製
造する方法を提供するものであって、 起泡剤及び木を混合して得られたエアーミルクと珪酸カ
ルシウム−アウイン−スラグ系低アルカリ性セメント及
び水を混合して得られたセメントペーストとを混合し、
得られた混合物に繊維を添加混練した後成形し、次いで
養生オることを特徴とする繊維補強セメント硬化体の製
造方法。

を要旨とするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明においては、まず起泡剤と水とを混合してエアー
ミルクを調智する。起ざ・１剤としては、蛋白質系、界
面活性剤系等の各種のセメント川起泡剤を用いることが
できる。起泡剤として、アルケニールコハク酸系等の界
面活性剤系起泡剤を用いる場合には、１ア一ミルク調製
時において石灰を添加し、アルケニールコハク酸をアル
カリケン化して用いるのが好ましい。

エアーミルクの調智にあたり、起泡剤及び水の混合割合
は、起泡剤０．０１〜２にｂ１部に対して木２０〜３０
東に部、好ましくは起泡剤１屯Ｍ部に対して水２２〜２
６屯品部である。また石灰を混合使用する場合には、そ
の割合は、ｉ−２起泡剤及び水の早に対して０．１〜・
２型部部、とりわけ０．３〜１．０重量部とするのが好
ま］、５い。

起泡剤、水及び必要に応じて石灰を混合して起Ｗ４８せ
、エアーミルクを得るには、高速ミキサーを用いること
により良好に混合発泡させることができる。その他、連
結発泡機等を使用することもできる。

本発明において、エアーミルクは比重ρ＝０．０２〜ｏ
、ｉｏ、特にρ＝０．０４〜０．０６であることが好ま
しい。

別に、珪酸力ルシウム−アライン−スラブ系低アルカリ
性セメントと水を混合して、セメントペーストを調整す
る。

本発明においてセメント原料として用いる珪酸カルシウ
ム−アウイン−スラグ系低アルカリ性セメントとは、珪
酸３石灰（３ＣａＯｅＳ［０２）、珪酸２石灰（２Ｃａ
　Ｏ＊　Ｓ　ｉ　０２　）などのカルシウムシリケート
を主成分とするボルトランドセメントク１）、フカ−２
０〜フ０重敬％、カルシウムサルホアルミネート３Ｃａ
Ｏ・３Ａ見２０３１１ＣａＳＯ＊を主成分とするタリン
力−１０〜４０重量％、無水層コウ又は二水石コウ１０
〜４０重量％、高炉水砕スラグ又はフライアッシュ２０
〜６０重量％の組成で、かつ（３Ａ　ｌ　７０３→−１
，５Ｓ　１ｏｚ）／　（ＣａＯ−３０３）が千ル１１で
１．０〜１．５であるものが好ましい。

このようなセメントとしては、秩父セメント■製「チチ
ブＧＲＣセメント」が市販されている。

チチブＧＲＣセメントは、３ＣａＯ１１ＳｉＯ２，２Ｃ
ａＯ＊　Ｓ　ｆｏ２．３ＣａＯ＊　３Ａｆ１２０３　＋
ｌＣａ　Ｓ　Ｏ４及び高炉水砕スラグを主成分とする高
アルミナ低石灰型のセメントで、その化学成分と一般的
な汁通セメントの化学成分との比較は第１表に示す通り
である。

本発明においては、セメントペーストの調製にあたり、
減水剤を添加することもできる。減水剤の添加により、
得られるセメント硬化体の強度がより向トされる。減水
剤としては、ポリアルキルアリルスルホン酸塩等の高性
能減水剤が好適である。

セメントペースト調製に際し、セメントと水の混合割合
は、セメンｌ−１００重量部に対して、水２５〜４０重
量部、好ましくは３０〜３３重量部とするのが好適であ
る。また減水剤は、上記セメント及び水のにに対してＯ
〜５重敬部、好ましくは０．５〜２重量部とするのが好
適である。

本発明において、セメントペーストは比屯ρ＝２程度の
ものが好ましい。

次に、前記エアーミルクとセメントペーストとを混合し
、軽Ｈ４セメントペーストを調製するが、この際、エア
ーミルクとセメントペーストとの混合割合を調整するこ
とにより、得られる軽星セメントペーストの比重ρ−０
，５−２，０、好ましくはρ−１，０〜１．５となるよ
うにするのが好ましい。

次いで、この軽罎セメントペースト 維、例えばガラス繊維を添加１７、ミキサー等で（・分
に混練する。ガラス繊維と１，では繊維Ｉそさが３〜５
　０　ｍ　ｍ、好ましくは１２−２４ｍｒｎのＡＲＧが
好ましく、その添加皐は軽Ｖセメントペーストに対して
２〜１０重１１ｉ％、ｋ了ま１，〈は３〜５屯ｔｄ％と
するのが好ましい。用いるガラス繊維の繊維長さが３ｍ
ｍ未満では補強効果が低く、５０ａｎｒｎを超えると混
合不良が生じ易い。また、ガラス繊維の添加割合が２東
Ｍ％未満では補強効果が低く、ＩＯ重型部を超えると混
合不良が生じ紡い。

なお、ガラス繊維としては、Ｅガラス等のガラスｍ＃Ｉ
でも良い。また、ガラス繊維以外のアスベスト、カーボ
ン繊維、有機系ｍ維などをも用い得る。

軽にセメントペーストに繊ａｔ話加し、１・分に混練し
た後は、これを常法に従って成形［、、、養生する。成
形は所望の型枠に未硬化の繊維添加軽Ｕセメントペース
トを打込み俵．形し、また、養生は、温度１０〜６０℃
、好ましくは３０〜５０°Ｃ５湿度６０％以上で５時間
量−Ｌ行うのが好ましい。

養生により硬化したセメント成形体は、脱型した後更に
養生する。この場合の養生は、温度１５°Ｃ以ト、湿度
６０％以−Ｌで７日量ト行うのが好ましい。これにより
軽量で強度、耐久性、寸法安定性に優れた繊維補強セメ
ント製品が得られる。

なお、本発明において、セメント原料のアルカリ性を更
に低下させるために、セメント原料の２０重植％以下の
範囲で、セメント原料をシリカフニームに置換すること
ができる。シリカフニームの置換酸が２０重量％を超え
ると得られるセメント硬化体の強度が低下し、好ましく
ない。

［作用］ 本発明でセメント原料として用いる珪酸カルシウム−ア
ウイン−スラグ系低アルカリ性セメントは、低アルアカ
リ性で乾燥による収縮率が小さく、しかも硬化速度が大
きい。

このため、補強繊維としてガラス繊維を用いた場合、セ
メントが補強用ガラス繊維を侵食することが殆どなく、
ガラスｍ＃Ｉの補強効果が持続［７、セメント硬化体の
強度等の機械的性質の経年変化は著しく少ないものとな
る８また寸〃、安定性に優れ、その生産性は極めて高い
。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

実施例１ 蛋白質系起泡剤１重醍部及び水２４重量一部を高速ミキ
サーにて混合発泡し、＋に＠ｏ、ｏ５のエアーミルクを
調製した。

別に、チチブＧＲＣセメント（秩父セメント■製）１０
０重量部、木３０屯品部及び減水剤（化工マイチー１５
０）１重り部を混合して、比重的２のセメントペースト
を調製した。

次いで、エアーミルクとセメントペーストを混合し、比
重１．３の軒にセメントペーストを調整し、これに繊維
長さ１２ｍｍのＡＲＧを３重量％添加し、■−分に混練
した。これを型枠に打込み、４０℃、湿度１００％で１
５時間養生した後脱型し、更に２０℃、湿度８０％で２
８日間養生して、ガラス繊維補強セメント硬化体を得た
。

得られたセメント硬化体の７０℃温水による強度変化試
験の結果を第１図に示す。

また、脱型後の養生時における初期強度の立−Ｌりの様
子を第２図に示す。

実施例２ 実施例１において、エアーミルクとセメントペーストと
の混合割合を変えて、得られる硬化体の気乾比重が０．
５〜２．０となるように軽量セメントペーストを調整し
、各々、実施例１と同様に成形、養生した。

気乾比重と収縮率との関係を第３図に示す。

比較例１ セメント原料として普通セメントを用いたこと以外は実
施例１と同様にしてガラス繊維補強セメント硬化体を製
造した。

得られたセメント硬化体の強度変化試験結果及び初期強
度の立−Ｌりの様子を、それぞれ第１図及び第２図に示
す。

比較例２ 比較例１において、エアーミルクとセメントペーストと
の混合割合を変光て、得られる硬化体の気乾比重が０，
５〜２．０となるように軽量セメントペーストを調整し
、各々、比較例１と同様に成形、養生した。

気乾比重と収縮率との関係を第３図に示す。

第１図〜第３図より、本発明により得られるガラス繊維
補強セメント硬化体は、曲げ強度が高く、その経時劣化
が従来のものに比し極めて小さく、また硬化速度が速く
、乾燥による収縮率も従来のものに比し少ないことが明
らかである。

［発明の効果］ 以」−詳述した通り、本発明の繊維補強セメント硬化体
の製造方法は、セメント原料として珪酸カルシウム−ア
ウイン−スラグ系低アルカリ性セメントを用い、これを
起泡させて繊維で補強するものであり、得られるセメン
ト硬化体は、軽量かつ高強度であって、 ■　セメントによるガラス繊維の劣化が殆どおこらない
ため、ガラス繊維の補強効果が持続し、耐久性に優れる
。

■　乾燥による収縮率が少なく、寸法安定性が良い。

■　硬化速度が速く、生産効率が良い。

等の利点を有し、工業的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１及び比較例１における曲げ強度の経時
変化の試験結果を示すグラフである。第２図は実施例１
及び比較例１における初期強度の立Ｉ−り状況を示すグ
ラフである。第３図は実施例２及び比較例２における気
乾比重と収縮率との関係を示すグラフである。 代　　理　　人　　　弁理士　　　重　野　　　剛第１
図 時間　（日） 第２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）起泡剤及び水を混合して得られたエアーミルクと
   珪酸カルシウム−アウイン−スラグ系低アルカリ性セメ
   ント及び水を混合して得られたセメントペーストとを混
   合し、得られた混合物に補強用の繊維を添加混練した後
   成形し、次いで養生することを特徴とする繊維補強セメ
   ント硬化体の製造方法。
2. （２）珪酸カルシウム−アウイン−スラグ系低アルカリ
   性セメントは、珪酸３石灰（３ＣａＯ・ＳｉＯ＿２）、
   珪酸２石灰（２ＣａＯ・ＳｉＯ＿２）などのカルシウム
   シリケートを主成分とするポルトランドセメントクリン
   カー２０〜７０重量％、カルシウムサルホアルミネート
   ３Ｃａ０・３Ａｌ＿２Ｏ＿３・ＣａＳＯ＿４を主成分と
   するクリンカー１０〜４０重量％、無水石コウ又は二水
   石コウ１０〜４０重量％、高炉水砕スラグ又はフライア
   ッシュ２０〜６０重量％の組成で、かつ（３Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３＋１．５ＳｉＯ＿２）／（ＣａＯ−ＳＯ＿３）がモ
   ル比で１．０〜１．５であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の製造方法。
3. （３）繊維はガラスであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の製造方法。
4. （４）ガラス繊維の繊維長さは３〜５０ｍｍであること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の製造方法。
5. （５）ガラス繊維の添加量は該混合物に対して２〜１０
   重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第３項又
   は第４項に記載の製造方法。
6. （６）起泡剤は蛋白質系又は界面活性剤系起泡剤である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の
   いずれか１項に記載の製造方法。