JPH0333668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、強度、耐熱性、耐ひび割れ性、耐衝
撃性等の改善されたコンクリート構造及びその製
造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、コンクリートの強度を改善するために、
それに鋼繊維、ガラス繊維、合成繊維、炭素繊
維、セラミツクフアイバー、石綿等、引張強度の
強い繊維を混入させている。

このうち、強度、耐熱性、断熱性、耐衝撃性が
大きい繊維材料として、シリカアルミナフアイバ
ー、炭素繊維、石綿等がある。

シリカアルミナフアイバーは、同量のシリカと
アルミナ及び少量の硼素、ジルコニア等から製造
される繊維で、1200〜1300℃の範囲の高温に耐
え、かさ高が大きく、熱伝導率が小さく、繊維径
も３〜4μで断熱性も良好なことから、各種断熱、
耐火用コンクリート補強材として用いられてい
る。

また、炭素繊維はポリアクリロニトリル繊維、
石油系あるいは石油系ピツチを高温焼成して得ら
れるもので、引張強度５×10³〜２×10⁶Kg／cm²程
度と極めて高い補強材となり、耐熱、耐火、強度
の高いコンクリート補強材として用いられてい
る。

さらに、石綿は古くから知られた天然無機繊維
であり、耐衝撃性、断熱性、耐火性、吸音性等を
有する非構造用コンクリートの製造に用いられて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、繊維質補強材としてシリカアル
ミナフアイバー、炭素繊維等を用いることは、そ
れら繊維の製造過程において、材料の溶融、炭素
化等の高温処理工程を必要とし、よつてコスト高
となり、その経済性において一定の限界があるこ
とは避けられないという問題がある。また石綿に
ついては、公害問題があり使用が困難である。し
たがつて本発明の目的は、強度、耐熱性等に優
れ、かつ経済性をよいコンクリート構造及びその
製造方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、種々の無機質繊維について研究
の結果、強度、耐熱性、断熱性、破壊靱性耐に優
れ、コンクリートとの付着強度が大きい水硬性セ
メントの水和硬化物と無機質ゲル硬化物よりなる
長繊維状セメントフアイバーを製造することに成
功した。本発明は、この新規に製造された長繊維
状セメントフアイバーをコンクリートに配合する
ものであり、水硬性セメントと無機質ゲル生成材
と水とを含む紡糸原料をゲル化浴中に押出して形
成されたゲル化繊維状物を養生することにより得
られたセメントフアイバーがコンクリート中に配
合されてなることを特徴とするコンクリート構
造、及び水硬性セメントと無機質ゲル生成材と水
とを含む紡糸原料をゲル化浴中に押出して形成さ
れたゲル化繊維状物を養生することにより得られ
たセメントフアイバーを、セメント及び骨材と混
合した後、水を35〜55重量％加えて混練し、これ
を打設した後、養生することを特徴とするコンク
リート構造の製造法である。

まず、本発明に係る長繊維状セメントフアイバ
ーについて説明する。

該セメントフアイバーは、水硬性セメントの水
和硬化物と無機質ゲル硬化物かならるものであ
り、その製造は次のようにして行なわれる。すな
わち水硬性セメント／水の配合比が35〜55％重量
％になるように両者を混練し、これに更にアルミ
ン酸ソーダ水溶液（20〜60重量％水溶液）等ゲル
生成材を外割りで５〜20重量％添加して、充分に
撹拌混合し、得られたスラリーを押出機のダイス
細孔より連続的にアンモニア水溶液（５〜10重量
％水溶液）等の入つたゲル化浴中に押出してゲル
化し、次いで得られた押出品を常温で、空気もし
くは水中養生することにより製造される。

なお、このゲルは養生することによつて硬化
し、水硬性セメント成分と共にセメントフアイバ
ーを形成する。

本発明におけるコンクリート原料のセメントと
しては、ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、リン酸カルシウム塩セメントなどの水硬性セ
メントのほか、石灰、苦土石灰、石膏マグネシア
などの気硬性セメントを用いることもできる。

また、骨材として、砕石、砕砂、人工軽量骨
材、高炉スラグ骨材等の人工骨材、砂、砂利等の
天然骨材が用いられる。

その他、常用の混和剤であるAE剤、減水剤、
硬化促進剤、遅延剤、気泡剤、膨張性混和剤、着
色剤等を必要量配合できる。

本発明においては、繊維状セメントフアイバー
とコンクリート構造材とは成分組成がセメントか
らなるものであつて類似しているものであるため
に、両者間の付着力は非常に強く、その結果、該
コンクリートの引張強度、破断強度を増大するこ
ととなる。こうしたことは、炭素繊維等コンクリ
ートに対する付着力の弱い繊維補強材を使用した
場合と大きく異なり、繊維セメントフアイバーの
配合使用がコンクリート構造を有利に強化できる
利点でもある。

セメントとして、特にアパタイト前駆体であ
り、融点が1600℃以上にも達するリン酸カルシウ
ムを用いると、超高温断熱型のコンクリートを製
造することができる。

また、火山れき、火山岩粗砕物、膨張けつ岩、
ひる石、パーライト、水砕スラグ等の軽量骨材を
用いると、軽量で強度の高い軽量コンクリート構
造材を低コストで提供できる有利性がある。

さらに、ポルトランドセメントに、石灰石、ケ
イ石、高炉スラズ等を混練して、これに発泡剤
（Al等）を添加混合して蒸気養生することによつ
て、プレハブ工法に使用される組み立て用PC板
を製造してもよい。このようにして製造されるコ
ンクリートの圧縮強度は500〜1000Kg／cm²であり、
実用に耐える強度を有するコンクリートとなるも
のである。

（実施例） 本発明コンクリートの製造法を以下実施例に従
つて説明する。

本例では、ポルトランドセメントに骨材とし
て、砕石を65〜80重量％を加え、さらに水を加え
て混練し、これに対して、水硬性セメント成分と
してリン酸カルシウムを、また無機質ゲル生成材
としてアルミン酸ナトリウムを用いて、前述の製
法により取得した引張5000〜10000Kg／cm²の長繊
維状セメントフアイバーを10重量％混合して、均
一分散し、さらに気泡剤（Al）を0.03重量％添加
した後、これに水を40〜60重量％加えて混練し
て、充分に撹拌混合する。次いで、これを型枠に
打ち込み、空中もしくは水中養生することにより
コンクリート構造が得られる。

本例では、引張強度100〜300Kg／cm²となり、コ
ンクリート内部の欠陥を減じ、緻密にし、ひび割
れの原因となる応力集中を少なくして、コンクリ
ートの引張強度を増大させるものである。

なお、上記セメントフアイバーは単にコンクリ
ート構造内に均一分散するだけでなく、網状、縄
状の形態としたものをコンクリート構造内に所定
方向に配置したり、織布したものをコンクリート
を介して積層した構造とすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によつ
て提供される、繊維状セメントフアイバーを配合
したコンクリート構造は、力学的強度に優れ、経
済性の面でも有利なものである。

したがつて、コンクリリート構造を良質なもの
とすることができ、かつコストも低下できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水硬性セメントと無機質ゲル生成材と水とを
   含む紡糸原料をゲル化浴中に押出して形成された
   ゲル化繊維状物を養生することにより得られたフ
   アイバーが、コンクリート中に配合されてなるこ
   とを特徴とするコンクリート構造。 ２ 水硬性セメントがリン酸カルシウム塩である
   特許請求の範囲第１項記載のコンクリート構造。 ３ 無機質ゲル生成材がアルミン酸ナトリウムで
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のコ
   ンクリート構造。 ４ 水硬性セメントと無機質ゲル生成材と水とを
   含む紡糸原料をゲル化浴中に押出して形成された
   ゲル化繊維状物を養生することにより得られたフ
   アイバーを、セメント及び骨材と混合した後、水
   を35〜55重量％加えて混練し、これを打設した
   後、養生することを特徴とするコンクリート構造
   の製造法。 ５ 骨材の混入率が65〜80重量％である特許請求
   の範囲第４項に記載のコンクリート構造の製造
   法。