JPH02102154A

JPH02102154A - 繊維補強コンクリート用混和剤

Info

Publication number: JPH02102154A
Application number: JP25561788A
Authority: JP
Inventors: Zenji Yamaguchi; 善治山口; Koichi Kawamura; 川村　弘一; Akira Miyoshi; 彰三好
Original assignee: Hakuto Chemical Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Hakuto Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1990-04-13
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2791054B2

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、繊維補強コンクリート（以下ＦＲＣと記す）
を製造する際、補強繊維をセメント系マトリックス中に
均一分散させるとともに、未硬化ＦＲＣの諸物件と加工
性を改善して、硬化物の製造を容易にし、品質向上をも
たらすＦＲＣコンクリート用混和剤、該混和剤により、
繊維補強コンクリートの加工性と品質を改善する方法、
ＦＲＣの加工性を改善するために該混和剤を配合された
セメント系マトリックスおよび該混和剤を配合して加工
され、品質を改善されたｌ’Ｒｃ未硬化物とＩ’ｌｌＣ
硬化物に関する。

〔従来の技術〕

セメント系硬化物に繊維状物質を配合することによって
、強度が向上することは、従来より知られており、アス
ベストを使用したアスベストコンクリートが、その典型
的な例である。さらに、近年、アスベストの発ガン性を
さけるためのアスベスト代替繊維での補強コンクリート
の検討や、高強度コンクリートの研究から、各種補強繊
維、例えば、無機系繊維としての炭素繊維・ガラス繊維
・スチールファイバー、有機系繊維としてのアラミド繊
維・ポリプロピレン繊維・ポリエチレン繊維・バルブな
どを使用した繊維補強コンクリートの実用化が行なわれ
ている。これらのＦＲＣは流し込み成形法、あるいは、
押出成形法によって製造されているが、量産化に適し、
しかも、低水比のためにより高強度のコンクリートが得
られる押出成形法によって、主に製造されている。

一般にＰＲＣはセメント系７トリツクスに対して、補強
繊維を０．１〜３０ｆｆｉ螢％含むもので、補強繊維の
配合による補強効果を発揮さ・きるために、補強繊維を
セメント系マトリックス中に均一分散することが重要で
ある。ところが、補強繊維は、一般に細いために、繊維
結束状物や、ファイバーボールと言われる毛玉状物が、
セメント系マトリックス中に発生しやすく、補強効果が
十分に発揮されない。

そこで、特開昭６０−２２６４４０号公報、特公昭６０
１３８１０号公報および特開昭５７−１６０９７９号公
報に開示されているように、一般に補強繊維分散剤とし
てメチル−セルロース（以下、ｎＣと記す）が、使用さ
れてきた。さらに、このＭＣの使用により、低水比で行
なう押出成形において、セメント系マトリックスに可塑
性を付与し、押出潤滑性をも付与し、押出成形を容易に
している。また、流し込み成形では、ペースト状のセメ
ント系マトリックスに粘性を与えることによって、ブリ
ージングの防止、ポンプ移送を可能にする流動性の付与
の効果もある。このＭＣの使用量は、一般に、流し込み
成形注出は、０．１〜２．０重量％（対セメント）であ
り、押出成形法では、１〜３ｍｆｆ１％（対セメント）
である、しかし、ＭＣを使用した場合、流し込み成形法
では、繊維の分散が均一になるものの、コンクリートの
のびが不十分なため、型枠に流し込んだ後に、欠ｍ部が
生じる。さらに、表面平滑仕上げの際にコテばなれが悪
く、平滑仕上げに熟練を要する欠点がある。また、押出
成形法では、ＭＣの水溶液が、高温（５０〜７０°Ｃ）
で、凝集・ゲル化する性質を持っているために、夏季あ
るいは、混合、混錬、押出の工程を経るにつれて、ＦＲ
Ｃ未硬化物の材温が上昇し、可塑性が低下し、押出圧力
の上昇や押出速度の低下となる。さらに材温か上がると
ＦＲＣ未硬化物のゲル化が生じ、押出装置内での閉塞が
起こり、製造の停止に至る。ゲル化したｐＨＣ未硬化物
を冷却により、ゲル化から回復させるには多くの時間を
要し、その間にセメントの硬化が進むために再使用はで
きず原材料のｔ置火になる。

これを防ぐために、押出機を強制的に、水、氷あるいは
ドライアイスで冷却したり、または通常の１〜３重量％
（対セメント）のＭＣ使用量を３〜６重■％（対セメン
ト）に増すなどの対策をとっている。しかし、このよう
な方法では、生産性や作業性が低下するだけでなく、作
業に熟練を必要とする。さらに、セメント、骨材に比べ
てより高価なＭＣの使用量の増加は、製品コストの上昇
となり極めて好ましくない。

そこで、ＭＣのゲル化性を改みする方法として、？ＩＣ
にプロピレンオキサイドを付加してヒドロキシプロピル
メチルセルロース（以下、ＩＩＰＭＣと記す）あるいは
ＭＣにエチレンオキサイドを付加してヒドロキシエチル
メチルセルロース（以下、Ｉｌｌ！ＭＣと記す）として
、ゲル化温度を高くしたもの（［＋ｎｃｙｃｌｏｐｅｄ
ｉａ　ｏｆ　Ｐｏ１ｙｓｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ
　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（２ｎｄ１ｉｄｉｔ−ｉｏｎ
）ＨＶｏ１３．ｐ２５０−ｐ２５３）が使用されている
が、セメント中の塩類の影響により、ＩＩＰＭＣあるい
はＩｌｌ！ＭＣを使用してもセメント系マトリックスの
ゲル化温度は、５０〜ｖｏ’ｃ前後であり、ゲル化を防
ぐことは不可能で抜本的な解決には至っていない。

１１ＰＭｃあるいは、ＩＩｃＭｃ以外の増粘剤としてゲ
ル化のないカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）　、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、天然高分子（例エバ
、グアーガム、ローカストビンガム、プルランなど）、
ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンオートナイドなど
も検討されたが、カルシウムイオンとの反応による不溶
塩の形成、可塑性付与が不十分などにより、上記の問題
点を解決するには至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の諸問題を解決することを目的とする。

すなわち、本発明の目的は無機系繊維および有機系繊維
からなる繊維群のうちの少なくとも一種を補強１３１組
として、配合したｔａ維補強コンクリート（ＦＲＣ）を
製造する際、繊維のセメント系マトリックス中での均一
分散を容易にし、流し込み成形法においては、流動性を
向上し欠ｍ部の発注を少なくし、表面平滑性を容易し、
また、押出成形法においては、可塑性を付与し、かつゲ
ル化を防止し、製造を容易にする繊維補強コンクリート
用混和剤を提供するごとにある。本発明者らは、上記の
問題点の解決を目的として、鋭意、実験・研究を重ね本
発明を完成するに至った。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の混和剤は、ＦＲＣの加工性と品質を改善するた
めのヒドロキシエチルセルロース（以下＋１［ｉｃと記
す）を有効成分として構成される０本発明のセメント系
マトリックス、Ｆ　Ｉ？　Ｃの未硬化物および成形硬化
物はそれぞれ同混和剤を配合されることによって構成さ
れる。さらに本発明の方法は、１ｉＲｃに同混和剤を配
合して、未硬化物の作業性・加工性・成形性を改苦し、
１・ＲＣの成形硬化物の晶′？ｒを向上させることによ
って構成される。

本発明に用いるＩＩＵｃは、コン１ンリンターやウッド
パルプをＮａ０ｌｌによってアルカリセルロースとした
後、これにエチレンオー１−サイドを付加して得られる
もので、ヒドロ−１−ソニーエールモル置ＩＭ度（Ｍ、
Ｓ）が０．５〜１０、好ましくは１〜３、ＩＩＥｃの１
％水溶液粘度（２０°Ｃ）が１ＯＯＯ〜８０００ｃｐｓ
、好ましくは３０００〜７０００ｃｐｓのもノテアル。

１１εＣ１Ｃ１７）カ０．５より低いと、セメント系マ
ｌ−’Ｊフックス可溶なものは得られなくなる傾向があ
り、本発明の効果は充分に発揮されない。またＭＳがＩ
Ｏより高いと、その合成が困難となる傾向があり、実用
的ではない。

１１２ｃの１％水）８液の粘度（２０°Ｃ）が、１ｏｏ
Ｏｃｐｓより小さいと、セメント硬化遅延作用が大きく
、脱型ができなかったり、押出成形品の成形後の変形、
さらにはオートクレーブ養生、水蒸気養生における亀裂
の原因となる。さらに繊維分散性や可塑性付与も小さく
なる傾向がある。一方、８０００ｃｐｓより大きいと、
肛Ｃ自体の製造が困難となる傾向があり、実用的ではな
い。

繊維補強コンクリートは、無機系繊維として、炭素繊維
・ガラス繊維・アスベスト・スチールファイバー、有機
系繊維として、アラミド繊維・パルプ・ポリエチレン繊
維・ポリプロピレン繊維、などのなかから、少なくとも
１種を補強繊維として配合された、臂通ポルトランドセ
メント・アルミナセメント・高炉セメント・シリカセメ
ントなどの水硬性セメントと川砂・微Ｉｎな珪砂・シラ
スバルーンなどの無機軽量骨材と水とからなるもので、
これらに他のセメント混和剤である減少剤、流動化剤、
ＡＣ剤、硬化促進剤、硬化遅延剤を必要に応じて使用し
ても差支えない。

これらのＦＩＩＣの製造において、使用される補強繊維
の量は、ＦＲＣ全星に対して０．１〜３０重■％であり
、この場合、本発明の混和剤として用いるｌｌＥＣの使
用計は、０．１〜５．０重里％（対セメント）で効果を
示すが、流し込み成形法においては０．１〜２．０ｍｗ
ｔ％（対セメント）が好ましく、さらに好ましくは０．
３〜１．ｏｆｆｌｆｆｔ％（対セメント）であり、押出
成形法においては０．５〜４．０重■％（対セメント）
が好ましく、さらに好ましくは２．０〜３．０ｍＭ％（
対セメント）である。本発明の混和剤の使用方法は、従
来の肛やＩＩＰ）ＩＣ，ＩＩＥＭｃの使用方法と同様に
行なうことができる。また本発明の混和剤を使用してノ
ＰＩＩＣノ製造も、従来ノＭｃやＩＩＰＭｃ、　Ｉｌｌ
聞合使用したＦＩＩＣの製造と同様に行なうことができ
る。

〔実施例］本発明の効果を実証するために実施例を示すが、本発明
はそれらによって、何ら限定されるものではない。

（実施例−１）表−１に示す混和剤を用いて、表−２に示す配合の炭素
繊維補強ご１ンクリー）　（ＣＦＩ？Ｃと記す）のペー
スト状物をつくり型枠（４０ｎｕａ　Ｘ　１６０ａｌＩ
ｏ　Ｘ　１０＋＋＋＋ａ）に流し込んで成形し、２０’
Ｃの調ｌ兄箱に入れて２４時間静置した。脱型後、オー
トクレーブ養生（１８゜”Ｃ，１０ｋｇ／ｃＪ、　　５
時間）を行なって、ＣＩ’ｌｌＣ仮を得た。使用した混
和剤と得られたＣＦＩＩＣペースト状物およびＣＦＩＩ
Ｃ板の物性は表−３に示す結果となった。

（実施例−２）表−１に示す混和剤を用いて、表−４の配合のＣＦＲＣ
の押出成形品をつくり、調湿箱に入れて、２４時間静置
、そしてオートクレーブ養生（工８０°ｃ、ｉ。

ｋｇ　／　ｃｄ、５時間）を行なって、ＣＦＲＣ押出成
形品を得た。その結果を表−５に示す。

〔発明の効果〕

本発明の混和剤、混和剤配合セメント系マトリックス、
混和剤により、ＦＲＣの加工性と品質を改善する方法に
よれば、ＦＲＣをｒＭ造する際に、セメント系マトリッ
クス中の補強繊維の分散を均一にする。さらに、流し込
み成形法においては、適度な流動性を付与して、欠…部
を減少させ表面平滑仕上げを容易にする。押出成形法に
おいては、材温上昇によるゲル化やダイスの閉塞を起こ
すことなく、押出成形を容易にし、生産性・作業性を向
上させる。さらに、各原料のミキサー混合後の混合物を
湿った粉体状物あるいは、小さな団子状物とわ）棒状物
の混合体物とするために、従来のＭＣ。

＋１ＰＭｃ、　ＩＩＩ！ＭＣ使用時の団子状物に比べて
、１ｊｋ続工程へのベルトコンベアー移送性を向上させ
、混練回数を減少し、所要時間を短縮する等の混練均一
性の向上をもたらす、上記、いずれの成形法においても
、本発明は、Ｆｌ？Ｃの製造作業性と品質の向上に著し
い効果を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１、ヒドロキシエチルセルロースを有効成分として含有
し、そのヒドロキシエチルモル置換度が０．５〜１０で
あり、その１％水溶液粘度が１０００〜８０００ｃｐｓ
（２０℃）であることを特徴とする繊維補強コンクリー
トの加工性と品質を改善するための混和剤。２、請求項
１記載の混和剤を配合され、品質を改善された繊維補強
コンクリート硬化物。