JPH0119323B2

JPH0119323B2 -

Info

Publication number: JPH0119323B2
Application number: JP17605583A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Kamio; Akiko Watanabe; Hidenori Yachi; Masachika Kubo
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Inax Corp
Current assignee: Inax Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1989-04-11
Also published as: JPS6067113A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ピーエスコンクリート製品の新規な
製法、さらに詳しくいえば、成形体内に金属線材
を埋め込み、それに張力を付与することによつて
その張力の反力として圧縮応力を生じさせ、機械
的強度を増大させたピーエスコンクリート製品の
製造方法に関するものである。コンクリート製品中に鋼線などの金属線材を埋
め込み長手方向の強度を増大させたものは、いわ
ゆるピーエスコンクリート製品として、橋げた、
ダム建材、枕木などに広く使用されている。このピーエスコンクリート製品は、通常、枠内
に鋼線などの金属線材を張設し、それにセメント
モルタルを流し込み硬化させることによつて製造
されているが、この際、硬化後に張設に必要とし
た張力を解除すると伸長された金属線材の収縮作
用による圧縮応力が生じて、強度が増大されるこ
とは知られている。また、一般にコンクリート製品を製造する際
に、セメントモルタル中に膨張性混和剤を加えて
体積を膨張させること及びこのようにして得た製
品はクラツク発生率が低くなることも知られてい
る。しかしながら、従来のピーエスコンクリート製
品の製法においては、あらかじめ枠内に金属線材
を張設するのに特別の装置を必要とし、また張設
及び解除のための余計な操作を行わなければなら
ないため、生産性が低下するのを免れない。本発明者らは、このような従来法のもつ問題点
を解決するために、金属線材に積極的に張力を加
える操作を行わずにセメントモルタルに十分な圧
縮応力を生じうる張力を金属線材に付与させる方
法を開発すべく種々研究を重ね、セメントモルタ
ル中に膨張性混和剤を配合し、その成形時のコン
クリート膨張作用を利用して、金属線材に張力を
付与する方法を試みたが、該モルタルと金属線材
との間の接着力が不十分で金属線材の張力を発生
させることができず目的を達成することができな
かつた。そこで、さらに研究を重ねた結果、膨張性混和
剤とともに短繊維材料を併用することにより意外
にも、金属線材とモルタルとの接着力が著しく向
上し、金属線材に十分な張力を付与しうることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至つ
た。すなわち、本発明に従えば、セメント100重量
部、短繊維材料１〜20重量部及び膨張性混和剤５
〜22重量部を必須成分として含むセメントモルタ
ルを、金属線材を芯材として所定の形状に成形し
たのち、養生し、セメント成分の硬化膨張を行わ
せるとともに芯材に張力を付与することにより、
その反力としてセメントモルタルに、圧縮応力を
生じさせ、優れた機械的強度をもつピーエスコン
クリート製品を製造することができる。本発明においては、セメントモルタル中に金属
線材ととともに短繊維が存在するため、セメント
モルタル硬化膨張の過程でそれが、引張られた状
態になり、その収縮力による圧縮応力が該鋼線に
作用して、該セメントモルタルと鋼線との間に充
分な接着力を生じているものと考えられる。ま
た、これまでにピーエスコンクリート製品につい
て、なんらかの原因でクラツクを生じると、それ
が鋼線のような線材に沿つて伝播する傾向がある
こと、およびセメント用膨張剤を添加するとクラ
ツクの発生をある程度防止しうることは知られて
いるが、本発明においては、セメント用膨張剤に
加えて短繊維を配合しているため、コンクリート
製品内部に散存する短繊維の圧縮応力により鋼線
などに沿つて伝播するクラツクが中断され、前記
の接着力と相まつて、耐クラツク性が著しく向上
される。本発明方法において用いられるセメントは、一
般にセメントと稱されている広義の水硬性物質の
中から任意に選ぶことができる。このようなセメ
ントの例としては、ポルトランドセメント、早強
セメント、アルミナセメント、高炉セメント、シ
リカセメント、フライアツシユセメントなどを挙
げることができるが、普通ポルトランドセメント
が好適である。本発明において、膨張性混和剤とは、セメント
モルタルがある程度硬化したのちにセメントとは
異なる硬化構造を形成して膨張する性質を有する
材料を意味し、その代表的なものには、カルシウ
ム・スルホ・アルミネート成分を含有するデンカ
CSA（商品名、電気化学工業(株)）及びアサノジプ
カル（商品名、日本セメント(株)）並びに酸化カル
シウム成分を含有するエクスパン（商品名、小野
田セメント(株)）などがある。該混和剤の使用量は
セメントの乾燥重量100部に対して５〜22重量部
の範囲であり、好ましくは７重量部以上、より好
ましくは10重量部以上である。この含有量が５重
量部未満では効果が充分でなく、また22重量部を
越えると膨張が大きくモルタル自体の強度が低下
しさらにクラツクが生ずる傾向がある。また、短繊維材料は、本発明では特に補強のた
めに使用するものではないが、従来の樹脂・短繊
維複合物に使用されている短繊維が本発明に有利
に採用できる。該材料としては、アスベスト、ロ
ツクウール、鉱滓綿、セラミツクウール、シリカ
繊維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの無
機質繊維、並びに有機合成系繊維及び天然繊維が
ある。これらの繊維長は２〜60mm、好ましくは３
〜50mm程度のものである。使用量はセメント100
重量部に対して１〜20重量部の範囲であり、通常
は２〜15重量部程度である。なお、本発明におい
ては硬化セメントとの附着親和性がスチール繊維
以上のものが望ましく、その観点からはアスベス
ト、ロツクウール、鉱滓綿、セラミツクウール、
シリカ繊維、スチールウールなどが好ましい。金属線材としては、従来のピーエスコンクリー
トに使用されているものが使用でき、代表的には
鋼線材及び鉄線材などの金属の線材がある。な
お、前記の短繊維材料として例示したような材料
で金属線材に相当する強度を有する連続性材料も
使用可能である。該金属線材はピーエスコンクリ
ートの芯材としてコンクリート中に埋設され、本
発明にしたがつてその効果を発揮する。ピーエス
コンクリート製品は芯材の方向の強度を特徴とす
るものであるから、棒状の製品の場合は長さ方向
に、そして実質的に板状の製品の場合は長さ方向
又は長さ及び横の二方向に、該芯材を適当に配置
する。前記の成形とは、該金属線材を芯材として該セ
メントモルタルを所望の形状にすることを意味
し、例えば流し込み成形、プレス成形、スプレー
成形、押出成形、射出成形など公知の成形方法が
採用できる。押出成形の場合は、例えば公知の電
線の被覆方法と同様の押出ダイスを用いて、芯材
を埋設するのが効果的である。前記のセメントモルタルとは、前記の必須成分
及び適量の水を含有し、さらに任意成分として減
水剤や可塑剤などの添加剤並びに公知の骨材の少
なくとも１成分を一般に含有するものである。前記の養生とは、セメントモルタル成分を硬化
及び膨張させる工程を意味する。すなわち本発明
においては、セメント成分が硬化して芯材及び短
繊維と実質的に付着した時点以降にセメントモル
タルを膨張せしめる工程を意味する。これは成形
後に放置してもある程度達成可能であるが、好ま
しい工程として、例えば (イ) 成形後数時間（例えば４〜６時間以上）放置
し、続いて40〜60℃の水蒸気雰囲気で３〜６時
間以上蒸気養生する、 (ロ) 成形後12〜24時間程度放置後、２日間以上水
中養生する、 (ハ) 成形後４〜６時間以上放置し、続いて相対湿
度70％以上にて５日間以上湿空養生する、など
の工程が挙げられる。なお押出成形（又は射出成形）による場合は、
短繊維材料の量が20重量部を越えると押出成形が
因難となることがありうるので、流し込み成形の
場合よりその量を少なめにするのが一般に好都合
である。前者の場合には短繊維が押出方向に配列
される傾向があるので、その効果は充分に発揮さ
れる。押出成形などの場合、該繊維長は２〜40mm
程度が望ましく、そして３〜30mm程度であるのが
より好ましい。さらに該繊維としては、アスベス
ト、ロツクウールなどの可撓性の大きいものが好
ましい。本発明による製品は従来のピーエスコンクリー
トの分野にそして特に量産を必要とする構造材の
分野に効果的に適用できる。またその製法の簡易
性のために構造基材例えば後記のようなタイルパ
ネルの基板などに有利に適用することができる。
すなわちタイルなどの化粧材の裏面に前記の成形
物を実質的に平板状に成形しそして両者の接着と
養生とを同時に達成する態様が例示される。以下に流し込む成形及び押出成形による具体例
によつて本発明をさらに詳しく説明するが、本発
明はこれらの例によつて限定されるものでなく該
例の修正及び変形は当然可能である。なお各例に
おける測定値は３回の試料の平均値である。実施例１普通ポルトランドセメント100重量部、膨張性
混和剤（デンカCSA＃20）０〜25重量部、アス
ベスト５重量部、豊浦標準砂100重量部、水33重
量部、減水剤（マイテイー150）１重量部を混練
したのち、４×４×16cmの型枠に流し込み成形
し、その際に１mmφの硬鋼線７本を等間隔に端面
より５mmの位置の４×16cmの平面の長さ方向に埋
設した。該成形物を１日間放置後に脱型し20℃水
中で６日間水中養生し、その後21日間20℃×60％
RHの気中養生した。該製品の硬鋼線補強部が下
側となるように載置しオートグラフ（島津製作所
製）により１mm／分の速度で荷重をかけ、その際
の耐クラツク発生強度を測定した。結果を第１表
に示す。尚、表中の強度以外の数値は配合量（重
量部）を示す。

【表】比較例膨張性混和剤の量を17.6重量部とし、アスベス
ト短繊維及び硬鋼線の両者又は一方を使用せず
に、実施例１の工程及び測定を実施した。結果を
第２表に示す。

【表】した。
第２表から明らかなように、アスベスト短繊維
又は鋼線で強化しケミカルプレストレス効果を与
えると、該効果により理論値に比して63〜
70kgf／cm²の強度上昇があつた。ところが第１表
の実施例に示したようにデンカCSA＃20を17.6重
量部添加しアスベスト短繊維及び鋼線強化材の両
方で強化した場合の耐クラツク強度は233kgf／
cm²であり、その際の理論値138kgf／cm²と比較す
ると、95kgf／cm²の強度上昇があつた。これはア
スベスト短繊維と鋼線強化材の両方を併用するこ
とにより単独で使用する場合より大きな効果があ
つたことを示している。実施例２普通ポルトランドセメント100重量部、デンカ
CSA＃20を17.6重量部、豊浦産標準砂100重量部、
可塑剤（信越化学工業株式会社製ハイメトローズ
90SH4000）2.4重量部、石綿（オーストラリア産
S6D―20）５重量部、水35重量部を混練後、押出
機（宮崎鉄工株式会社製）により50×10×160mm
の寸法に１mmφの硬鋼線５本を等間隔に埋設しな
がら押出し成形した。該成形物を１日間湿潤放置
後、６日間20℃の水中養生、21日間20℃×60％
RHの気中養生した。オートグラフ（島津製作所
製）により１mm／分の速度で荷重をかけ該製品の
耐クラツク強度を測定したところ265kgf／cm²で
あつた。実施例３実施例１における膨張性混和剤の量が17.6重量
部であるアスベスト混入セメントモルタルを用い
て、タイルパネルを製造した。型枠中に多数個の
約10cm角の陶磁器質タイルを裏面を上向きに配置
し、該モルタルを流し込み、１mmφの硬鋼線を設
置し、そしてさらに該モルタルを流し込み、養生
は実施例１と同様に実施した。タイルパネルの寸
法は90×180cmであり重量は58.5Kgであつた。硬
化モルタル部分の厚さは25mmであつた。なお硬鋼
線は底面から５mmの位置に約10cm間隔にて長手方
向及び短手方向に埋設した。このようにして得ら
れたものは、従来品と比較して軽量であるが自立
性壁材として充分な強度を有することが認められ
た。

Claims

【特許請求の範囲】１セメント100重量部、短繊維材料１〜20重量
部及び膨張性混和剤５〜22重量部を必須成分とし
て含むセメントモルタルを、金属線材を芯材とし
て所定の形状に成形したのち、養生し、セメント
成分の硬化膨張を行わせるとともに、芯材に張力
を付与して成形体に圧縮応力を生じさせることを
特徴とするピーエスコンクリート製品の製法。２成形を流し込み成形又はプレス成形により行
う特許請求の範囲第１項記載の製法。３成形を押出成形により行う特許請求の範囲第
１項記載の製法。