JPS62236707A - プリミツクス繊維補強セメント製品の製造方法 - 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］ 本発明はプリミックス繊維補強セメント製品の製造方法
に係り、特に極めて強度が高く、強度のバラツキの少な
いプリミックス繊維補強セメント製品の製造方法に関す
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、高強度な建築
、土木用材料への要望が高まり、セメントモルタルに耐
アルカリ性ガラス繊維（以下、ＡＲＧ繊維ということが
ある。）等の補強繊維を混合して成形、硬化させること
により、強度を向上させた繊維補強セメント硬化体が広
く用いられている。

繊維補強セメント硬化体の成形方法としては、■　型枠
に対してセメントモルタルと、一定長さに切断した補強
繊維とを同時に吹付け、ローラなどによって脱泡させて
均一成形するダイレクトスプレー法。

■　一定長さに切断した補強繊維とセメントモルタルと
を予め混練し、これを型枠中に流し込んで鋳込み成形す
る方法（プリミックス法、以下、ｒＰ／Ｍ」と略称する
。） が一般的である。

これらの方法のうち、Ｐ／Ｍによる場合には、従来は、
補強ｔａ雄を混合したプリミックスセメントモルタルを
、ホッパー等から型枠内に自由落下させ、その鋳込み量
の全量を投入した後、表面をコテで仕上げて成形してい
る。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、このような従来のＰ／Ｍにより得られる
セメント製品では、補強繊維が硬化体内で３次元的に配
向されるために、曲げ応力や引張応力に対して十分な補
強効果を発揮し得ない。

即ち、硬化体中に配合された補強繊維のなかには、製品
に加えられる応力に対して有効な方向に配向していない
繊維があるために、配合量に見合う補強効果が発現され
ず、十分な強度が得られないうえに、製品の部位によっ
て補強繊維の密度や配向の状態が異なることから、同一
製品においてもあるいは同一の装置において得られる製
品間においても強度のバラツキが大きかった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の実情に鑑み、Ｐ／Ｍにより繊維補強
セメント製品を製造するにあたり、補強繊維を有効に配
向させることにより、製品強度の向上及び強度の均質化
を図るべくなされたものであって、 補強ｍ維とセメントモルタルとを混合して得られる未硬
化プリミックスセメントモルタルを型枠に打込み成形す
るプリミックス繊維補強セメント製品の製造方法におい
て、未硬化プリミックスセメントモルタルを、回転円板
の中央に設けた吐出口から吐出させることにより型内に
供給して打込′　むことを特徴とするプリミックス繊維
補強セメント製品の製造方法、 を要旨とするものである。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

本発明の方法は、Ｐ／Ｍにより繊維補強セメント製品を
製造するにあたり、補強繊維とセメントモルタルとを混
合して得られる未硬化プリミックスセメントモルタルを
型枠に打込み成形する際、第１図に示す如く、回転円板
２の中央に設けた吐出口３から吐出させて成形用型枠４
に打込むものである。

即ち、本発明においては、まず、セメントモルタルを調
製する。セメントモルタルは、セメント及び水、必要に
応じて砂、骨材、その低減水剤等の添加剤等を所定の割
合で混合し、常法に従って調製する。

セメント原料としては特に制限はなく、一般の普通ポル
トランドセメントを使用し得る。

その他、セメント原料としては、珪酸３石灰（３ＣａＯ
＠５ｉＯ２）、珪酸２石灰（２ＣａＯ１１Ｓｉ０２）な
どのカルシウムシリケートヲ主成分とするポルトランド
セメントクリカー２０〜７０重量％、カルシウムサルホ
アルミネート３ＣａＯ・３ＡＲ２０ｓ　・Ｃａ５Ｏ＊を
主成分とするタリン力−１θ〜４０重量％、無水石コウ
又は二水石コウｌＯ〜４０重量％、高炉水砕スラグ又は
フライアー、シュｚθ〜６０重量％の組成で、かつ（３
ＡｆＬ２０３　＋１．５３１０２）／（Ｃａ　Ｏ−ｇ　
Ｏ３）がモル比’ｔ’ｌ　、　Ｏ〜１　、５テある、珪
酸カルシウム−アライン−スラグ系低アルカリ性セメン
ト等の低アルカリ性セメン１ｉｆｆｌいることもできる
。

なお、本発明においては、セメントモルタルとして、起
泡剤及び水より調製されたエアーミルクを所定量混合し
て得られる軽量セメントモルタルを用いても良い。

次いで、このセメントモルタルに所定量の補強繊維を添
加し、オムニミキサー等で十分に混練してプリミックス
セメントモルタルを調製する。

補強繊維としては、ＡＲＧ等のガラス繊維、アスベスト
、カーボン繊維、その他アラミド繊維、ポリプロピレン
繊維等の有機系繊維等を用いることができる。これらの
補強繊維の繊維長さは４〜４０ｍｍ、好ましくは６〜２
４ｍｍであることが好ましい。

本発明においては、このようにして調製された未硬化の
プリミックスセメントモルタルｌを回転する円板２の中
央部の吐出口３から吐出させる。

第１図に示す例においては、回転円板２は円板の回転駆
動装置に連通ずる回転筒体５と連結されており、この回
転筒体５内に、リング６と介して、吐出ガイドパイプ７
が回転円板２の吐出口３に嵌め込まれており、未硬化プ
リミックスセメントモルタルを回転円板２の中央の吐出
口３に送給するように構成されている。

本発明において、この回転円板２は、図示の如く、モル
タルの吐出が円滑に行われるように、次第に拡径するラ
ッパ状であることが好ましく、その円板直径、吐出口径
、回転数等は、プリミックスセメントモルタルｌの硬度
、補強ｍ維のｍ！ｌ長さ、形成する打込み層の厚さ等に
応じて適宜決定される。

回転円板の直径は小さ過ぎると補強繊維の配向のコント
ロール効果が低く、逆に大き過ぎると作業性が悪くなる
。また、吐出口径は小さ過ぎるとプリミックスセメント
モルタルの吐出効率が悪くなる上に、補強ＭＡ雄の解繊
や損傷の問題が生じるようになる。しかして１円板の回
転数は小さ過ぎると補強繊維の配向のコントロール効果
が低く、逆に大き過ぎると、補強繊維の解繊、損傷の問
題が生じ、しかも打込み作業が難しくなる。

通常の場合、回転円板の直径は補強繊維の繊維長さの約
５倍以上、また、吐出口径は補強繊維の繊維長さの１〜
４倍程度とするのが好ましく、またこのような直径及び
吐出口径を宥する回転円板を用いた場合、その回転数は
３０〜２４０ｒｐｍ程度とするのが好ましい。

なお、回転円板２の吐出口３にプリミックスセメントモ
ルタルを供給する方法としては、第１図に示す如く、ガ
イドパイプ７等の供給管によるものに限られず、その他
の供給方法も採用可能であるが、図示の如く、吐出口径
と同程度の直径を有するガイドパイプ７によりプリミッ
クスセメントモルタルを圧送して供給する場合には、プ
リミックスセメントモルタルがガイドパイプ７を通過す
る際に、補強繊維が圧送方向に配向されるようになるた
め、補強繊維の配向をより良好にコントロールすること
ができる。

図示のような回転円板装置は自動式あるいは手動式で良
好に用いることができる。

本発明において、このような回転円板を用いて、型枠内
にプリミックスセメントモルタルを打込むには１回転円
板の吐出口からプリミックスセメントモルタルを型内に
向けて流出させつつ、回転円板を移動させて、打込み暦
８を形成する。

この場合、第１図に示す如く、回転円板２は、プリミッ
クスセメントモルタルの供給方向（図中の矢印Ｘ）に対
して、若干傾斜させるのが好ましい、この傾斜角は、第
１図に示すθの角度で５〜２０’程度とするのが好まし
い、このようにすることにより、形成される打込み層８
を回転円板２の後端側の板面（即ち、供給方向と反対側
の円板面）２ａによる良好な均し効果が得られる。

このようにして形成される打込み層８はあまりに厚過ぎ
ると、表層部のみにしか回転円板による補強繊維のコン
トロール効果が得られない、逆に、あまりに薄過ぎると
生産効率が悪くなる。このようなことから、本発明にお
いては、第１図に示す厚さｔが補強繊維の繊維長さの０
．５〜２倍程度の打込み層を形成し、これを積層して所
・望の厚さに打込むようにするのが好ましい。

プリミックスセメントモルタルの打込みに際し、吐出口
からのプリミックスセメントモルタルの供給量は通常５
〜３０１／ｍｉｎ程度、また回転円板の移動速度は４〜
２０ｍ／ｍｉｎとするのが効果的である。

このようにして打込みを行なった後は、常法に従って、
硬化、養生した後説型することにより、極めて高品質な
セメント製品とすることができる。

［作用］ 未発明においては、未硬化のプリミックスセメントモル
タルを型枠内に打込む際に、プリミックスセメントモル
タルを回転円板の中央に設けた吐出口から吐出させるた
め、補強繊維は吐出時に回転円板の遠心力方向に配向し
て打込まれるようになる。

このため、補強繊維は３次元的に配向することなく、回
転円板の遠心力方向に２次元的にかつ均一に配向、分布
するようになる。

このため、本発明で得られる製品では、補強繊維が曲げ
応力や強度応力に対して極めて有効に作用するようにな
り、強度が著しく向上され、しかも、強度のバラツキの
問題も解消される。

本発明の方法は、このように補強繊維を２次元的に均一
に配向、分布させるようにするものであるため、本発明
は、板材、柱材等の２次元的な繊維補強が特に要求され
る製品の製造に極めて有効であるが１本発明の方法は、
これらに限らず、様々な形状の製品の製造に適用できる
。

［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 セメントモルタルとＡＲＧｔａ！ｉ（繊維長さ１２ｍｍ
）とを混合して得られた、第１表に示す組成のプリミッ
クスセメントモルタルを、第１図に示すような本発明の
方法に従って、型内に打込んだ。

なお、回転円板の直径等の諸条件は以下に示す通りであ
る。

回転円板直径：　　　１２０ｍｍ 吐出口径；　　　　２４ｍｍ 回転円板傾斜角θ：　１００ ／１　　回転数：１２０ｒｐｍ 〃　　移動速度：　　　８ｍ／ｍｉｎ モルタル供給量：　　１２ｆＬ／ｍｉｎなお、回転円板
を移動させて吐出モルタルにより形成される打込み層の
厚さｔは１２ｍｍであり、本実施例においてはこのよう
な打込み暦を３層積層し、３６ｍｍ厚さに打込んだ０次
いで温度２０℃、湿度８０％で１８時間養生し脱型した
。

その後、温度２０℃、湿度６０％で２８日間養生し、得
られた硬化体の曲げ強度を測定し、６個の試料から平均
曲げ強度を求めたところ、２２５ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ
’であった。また、その変動係数（標準偏差／平均値）
は１７％であった。

比較例１ プリミックスセメントモルタルを、従来法によりホッパ
ーから型枠内に一回の流し込みで３６ｍｍ厚さに打込ん
だこと以外は実施例１と同様にして成形、養生を行なっ
て、脱型した。

得られた硬化体の曲げ強度を測定し、６個の試料から平
均曲げ強度を求めたところ、１６０ｋｇ／ｃｍ″であっ
た。また、その変動係数（標準偏差／平均値）は２２％
であった。

実施例１及び比較例１の結果より、本発明の方法で得ら
れる製品の平均強度は、従来法のものの約１．４倍、ま
たその変動係数は約０．８倍であり、極めて高強度でし
かも強度のバラツキが小さいことが明らかである。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明のプリミックス繊維補強セメ
ント製品の製造方法は、プリミックスセメントモルタル
の打込みを、回転円板の中央部に設けた吐出口から吐出
させて行なうものであって１本発明によれば、得られる
製品硬化体中に、補強ｍ維が２次元的にかつ均一に配向
、分布するため、極めて高強度で強度のバラツキの少な
い繊維補強セメント製品を製造することができる。また
、本発明によれば、補強繊維量を変えずに１強度向上を
図ることができるので、原料コストを高めずに高強度セ
メント製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する断面図である。 ｌ・・・プリミックスセメントモルタル。 ？・・・回転円板、　　３・・・吐出口、　４・・・型
枠。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）補強繊維とセメントモルタルとを混合して得られ
   る未硬化プリミックスセメントモルタルを型枠に打込み
   成形するプリミックス繊維補強セメント製品の製造方法
   において、未硬化プリミックスセメントモルタルを、回
   転円板の中央に設けた吐出口から吐出させることにより
   型内に供給して打込むことを特徴とするプリミックス繊
   維補強セメント製品の製造方法。
2. （２）未硬化プリミックスセメントモルタルを回転円板
   の中央部から吐出させて補強繊維の繊維長さの３倍以下
   の打込み層を形成し、これを所望厚さに積層する特許請
   求の範囲第１項に記載の製造方法。
3. （３）打込み層の厚さが補強繊維の繊維長さの０．５〜
   １．５倍である特許請求の範囲第２項に記載の製造方法
   。
4. （４）回転円板は、プリミックスセメントモルタルの供
   給方向に対して５〜２０°傾斜している特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の製造方法。
5. （５）回転円板の吐出口の直径は補強繊維の繊維長さの
   １〜４倍である特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれか１項に記載の製造方法。
6. （６）回転円板の直径は補強繊維の繊維長さの５倍以上
   であ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。