JPH0421556A - 繊維補強セメントモルタル及びコンクリート組成物 - 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〕 本発明は有機合成繊維とセメントマトリックスとの接着
が極めて優れた繊維補強セメントモルタル及びコンクリ
ート組成物に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
セメントモルタルやコンクリートを補強するために有機
合成繊維が用いられている。

一般に有機合成繊維表面は疎水性であることから親水性
のセメントマトリックスとの接着性が極めて悪い。従っ
て、破断時に繊維がマトリックスから引き抜けるために
充分な補強効果が発揮されない。

繊維の引き抜きを防止するために繊維の断面を異形化し
たり長さ方向に突起や節をつけて摺り抜けない工夫がと
られているが根本的にマトリックスとの接着性が悪いこ
とから満足すべき結果は得られていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意検討の結果、
界面活性剤の基本的な性質である吸着、配向性を利用し
て有機合成繊維の疎水性表面を親水性にすることにより
セメントマトリックスとの接着性が極めて高まることを
見出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は表面張力が４５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の界
面活性剤水溶液で表面処理した有機合成繊維を含むこと
を特徴とする繊維補強セメントモルタル及びコンクリー
ト組成物を提供するものである。

以下、本発明について説明する。

従来からコンクリート製品及び構造物の耐折性や耐引張
性の改善策として鋼繊維や耐アルカリガラス繊維を用い
た繊維補強セメントモルタル及びコンクリート組成物が
知られている。これらの繊維のうち鋼繊維はセメントと
の親和性が良いことからマトリックスとの接着性が良い
という特徴はあるものの、鋼繊維の発錆に起因する膨張
から接着性低下と強度低下を招来するという欠点を有す
る。

またガラス繊維は耐アルカリガラス繊維と言えども、そ
のアルカリ耐久性に問題が残り、未だ耐力構造部材とし
て発展するに至っていない。

更に基本的なこととしてガラス繊維を配合してミキサー
で撹拌することにより繊維が折損され、繊維長は短くな
り表面が損傷をうけ充分な補強効果を発揮することがで
きない。

近年これらの問題を解決できる有機合成繊維を用いた繊
維補強セメントモルタル及びコンクリート組成物の検討
が行われている。しかし、これらの繊維は疎水性である
ことからセメントマトリックスとの接着は悪く、破断時
に繊維がマトリックスから引き抜けるために充分な補強
効果が発揮できない。

本発明は両親媒性を有するという界面活性剤の基本的な
作用に着目したもので、有機合成繊維を界面活性剤の水
溶液で表面処理することにより界面活性剤の疎水基が繊
維に吸着して親水基を表面に配向する。この処理により
セメントマトリックスとの接着性が高まり、有機合成繊
維の欠点が改善されるものである。

本発明の対象となる有機合成繊維とは、例えばポリオレ
フィン系のポリエチレン、ポリプロピレン、ビニル系の
ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
ニトリル、ポリアミド系の６及び６，６ナイロン、その
他のナイロン、アラミド系のケブラー、ポリエステル系
、ポリカーボネート系等種々の有機合成繊維が挙げられ
る。

本発明に用いる界面活性剤はイオン性や構造を限定する
ものではなく、使用濃度についても表面張力が４５ｄｙ
ｎｅ／ｃ−以下に低下した水溶液であればよい。表面張
力が４５ｄｙｎｅ／ｃ＋ｍを越える界面活性剤水溶液で
は目的とする接着性増強効果が達成されない。

界面活性剤の一例を挙げれば、アルキル脂肪酸塩、アル
キル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、
ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
フェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪
酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、
アルキルアミン塩、第四級アミン塩、アルキルベタイン
等でこれらの一種又は二種以上を単独又は併用が可能で
ある。

なお、界面活性剤水溶液の表面張力の測定は一般周知の
方法を用いる。

有機合成繊維の界面活性剤水溶液による処理方法は有機
合成繊維への界面活性剤水溶液のスプレーによる吹きつ
け処理、界面活性剤水溶液を泡末として適用する処理、
繊維の界面活性剤水溶液への浸漬等があり、いかなる方
法でもよい。また処理温度、処理後の乾燥温度、乾燥の
有無についても限定するものではない。

本発明の繊維補強セメントモルタル及びコンクリート組
成物は有機合成繊維の他に水硬性組成物としては、普通
ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント
、フライアッシュセメント、白色セメント、石膏等を硬
化材とし、砂、珪石、フライアッシュ、高炉スラグ、シ
リカヒユーム等からなり、これらの配合割合は限定され
るものではない。又、本発明の繊維補強セメントモルタ
ル及びコンクリート組成物は他の添加材、例えば減水側
、ＡＥ剤、起泡剤、早強剤、増粘剤、防水剤、高分子エ
マルジョン等との混合も可能である。

本発明の繊維補強セメントモルタル及びコンクリート組
成物は予め成型体とする方法、又は現場施工のいずれの
方法も可能である。

〔実施例］ 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。

使用した繊維と表面処理法について以下に示す。繊維補
強モルタル組成物の配合条件を第１表に示すが、表中の
繊維は界面活性剤で表面処理した後の繊維である。第２
表に表面処理に使用した界面活性剤と曲げ強度の結果を
示す。

蓋−！ ・ポリプロピレン繊維；長さ１５＋ｍ＋＋、比重０．７
７断面積０．８２　Ｘ　１Ｏ−ＺＣＩＩＩ・ポリエチレ
ン繊維　１長さ１５−１比重０．８０断面積０．８０Ｘ
１０−”Ｃ１１１ 表皿処且悲 所定濃度の界面活性剤水溶液に繊維を３時間浸漬する。

その後濾過して繊維を５０°Ｃで１時間乾燥させて表面
処理繊維とする。

セメントモルタルの記入 ＊繊維量は全重量の１％配合とした。

ミキサーに第１表に示す配合で各材料を３分間混練し、
４　ｃｎ＋Ｘ　４　ｃｍＸ１６ｃｍの型枠に充填して２
日間室内放置後、水中に浸漬し２８日後に曲げ強度を測
定した。

繊維は、実施例１〜７及び比較例２はポリプロピレン繊
維、実施例８〜１２及び比較例１はポリエチレン繊維を
用いた。第２表に繊維処理に用いた界面活性剤の種類と
ディヌユイの表面張力計により測定した表面張力及びセ
メントモルタルの曲げ強度の結果を示す。

〔発明の効果〕

第２表の結果から明らかなように表面張力が４５ｄｙｎ
ｅ／ｃｎ＋以下の界面活性剤水溶液で有機合成繊維を処
理することにより、繊維とセメントマトリックスとの接
着性が改善され、セメントモルタルの曲げ強度が著しく
向上することは明白である。

本発明により構造体や建築部材及び各種のセメントコン
クリート製品の高強度化と薄型が可能となり幅広い用途
に利用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面張力が４５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の界面活性剤水溶液
   で表面処理した有機合成繊維を含むことを特徴とする繊
   維補強セメントモルタル及びコンクリート組成物。