JPH0543654B2

JPH0543654B2 -

Info

Publication number: JPH0543654B2
Application number: JP59069698A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Genma; Akio Mizobe; Masaki Okazaki
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1984-04-06
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1993-07-02
Also published as: JPS60215559A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセメントモルタル又はセメントコンク
リートの補強性に優れた繊維及び該繊維で補強さ
れたセメントモルタル、コンウリート成形物に関
するものである。ポルトランドセメントで代表されるセメント等
水硬性物質の硬化物は、圧縮強度、耐久性、不燃
性等の優れた性質に加えて安価なるが故に大量に
建築、土木分野に使用されている。しかしながら脆性物質であるために耐屈曲性が
著しく低く、引張り、曲げ等の応力が加わると容
易に破損したり、クラツクが入り、又耐衝撃性が
弱い等の欠点を有している。かかる欠点を補うた
めに鉄筋、鉄骨との併用が採られ、更には繊維を
添加する方法も知られている。本発明の成形物はセメント等水構成物質を主と
するマトリツクスと繊維及び最小必要限の水を添
加して、そのまま型枠に流し込んだり、種々の成
形機を用いた成型方法で乾式成形して得られるも
のであり、水は故意に除去されることなくそのま
まマトリツクスの硬化水となる。セメント硬化耐
の強度は、成形時の水とセメントの比（以下ｗ／
ｃと略記する）に大きく左右され、ｗ／ｃが小さ
い方が、即ち水添加量が少い方が強度発現性が高
いことは常識である。実用的にはセメントモルタ
ル又はコンクリートの流動性（ワーカビリデイ）
のある、即ち施工性のあるｗ／ｃの範囲は、ｗ／
ｃ＝0.1〜１程度の範囲で使用され、限定された
使用範囲がある。該る乾式成形方は前述の如く使用する水の量が
少いので流動性の乏しく、細くて長い、即ちアス
ペクト比〔繊維の直径ｄと長さｌの比（ｌ／ｄ）
をアスペクト比と呼称する〕の大なる繊維を混入
することは非常にむずかしく、検討はなされてい
るものの充分な効果を得るに到つていない。まず施工性の点から繊維をセメントモルタル又
はコンクリートへ添加すると、このモルタル又は
コンクリートの流動性が損われ、混練ができなく
なつたり、混練撹拌が可能であつてもフアイバー
ボールという所謂、繊維塊が生成したり、更には
モルタル又は骨剤が分離したりして、そのセメン
トモルタル又はコンクリートを取扱うことが非常
に困難になり実用的には施工性の乏しいものにな
り、使用できない。又無機質のガラス繊維等の繊維は混練撹拌する
ことにより破損してしまい補強繊維としての性質
を失つてしまうものさえある。補強性の点からは添加繊維がセメントモルタル
中に均一に分散しないためにその部分が欠陥とな
り補強性は発揮されない。一方繊維をセメントモ
ルタル中に均一に分散せんとするために繊維の形
状を太くて短かくしている。しかしこれでは繊維
は均一分散はするものの屈曲の力を受けた時繊維
は引抜けてしまい、満足な補強効果は得られな
い。繊維がマトリツクスから引抜けないようにそ
の周面に凹凸の表面加工をしている。更に、具体的には最も研究が進み一部実用化が
なされている補強繊維に鋼繊維がある。該る繊維
の形状は種々あるが、丸断面でほぼ0.5mmの相当
直径で、長さ20〜30mmで、アスペクト比は約40〜
60のものが使用されている。アスペクト比が大き
くなるとフアイパーボールになり繊維の取扱性並
びに施工性も悪化する。例えば運搬、輸送中にフ
アイバーボールにならないように整列して箱詰め
されたものを順序よく使用するとか、デイスペン
サー等の解繊投入機を利用するとか、添加混入時
に工夫をして対処している。又鋼繊維で強化され
たコンクリートの曲げ破壊、あるいは引張り破壊
後の破断面を観察すると鋼繊維は確実に抜けて繊
維自身は全く破断していない。即ちアスペクト比
が小さいうえにセメントマトリツクスとの接着性
がよくないので鋼繊維の持つ引張り強度（70〜
100Kg／mm²）が充分に利用されておらず、補強効
果はあまり期待できない。更に鋼繊維を用いた吹
付け成形では繊維のリバウンドや成形後の表面へ
の突起等による操作、取扱い性等から目、皮膚、
手等身体への突き刺さり、安全面の確保や経済性
の面からもマイナスである。更に鋼繊維を用いた成形品は発錆による外観の
悪化、亀裂の拡大、剥落等のトラブルが発生す
る。又繊維比重の面からも軽量化に対しては不利
である。更に又耐アルカリガラス繊維が集束糸として検
討されている。ガラスそのものが脆性物質であり
非常に脆弱で折損し易く、その防止策として集束
糸にするものである。しかしながら集束糸とした
チヨツプドストランドでさえもセメントモルタル
又はコンクリートへ直接添加して混合撹拌する
と、剪断力により折損し粉々になり、補強効果は
期待できない。従つてチヨツプドストランドをモ
ルタルと混合せず、別々に吹き付けるという特殊
な成形方しかとれない。加えて耐アルカリガラス
繊維といえども、耐アルカリ性を懸念されてお
り、耐久性に問題を残している。有機合成繊維を用いた例としては、例えば特開
昭55−85457では、ポリエチレン等ポリオレフイ
ン繊維を太さ100〜5000デニール、長さ５〜100mm
とする非常に太く比較的短かい繊維を用い、その
形態面からセメントペースト中への分散性及び施
工性を改良しようとしている。しかしこのような
太くて短い補強繊維は引抜けてしまうため補強性
が向上しない。特にポリオレフインはセメントと
の接着性が悪い。従つてこの例では、繊維の周面
に凹凸をつくり物理的にマトリツクスへのアンカ
ー効果を狙い、そのひつかかりで補強効果を得よ
うとするものである。しかしポリオレフイン系繊
維の強度は細繊度でもたいして強くはなく、更に
太繊度化することで大幅に低下する。そして高強
度の太線度モノフイラメントを製造することは大
変困難である。例えばポリエチレン繊維であるボ
ンフイクス（三井石油化学社製商品名）はカタ
ログによれば、換算径0.9mmと大きく、その引張
り強度は23Kg／mm²と低く、曲げ強度の向上は期待
できない。セメントコンクリート誌（No.231、1966 ５月
号、２頁）には、森らによつて太さ６〜500デニ
ール、長さ５〜25mmのポリビニルアルコール（以
下PVAと略記する）繊維を界面活性剤等を利用
することによつて分散性を向上したり、耐衝撃性
を向上した報告がなされている。しかしこの報告
では施工時の発泡、曲げ強度の向上がみられない
等の問題が残されている。特開昭59−8664は、繊度100〜1000デニールの
PVA繊維のモノフイラメントを規定したもので
あるが、かかる太繊度で無限に高強度高ヤング率
のものは得ることはできず、例えば実施例にある
ごとく最高80Kg／mm²、ヤング率は1700Kg／mm²程度
と考えられる。そのために更に補強性を高めよう
とすると、繊維の添加率を増加しなければなら
ず、繊維の分散性、施工性に問題がでてくる。又特開昭58−124608および特開昭58−13662に
は、水の存在下では集束効果のない集束剤を補強
繊維に用い、チヨツプドストランドとして水未添
加時のセメントとの混合性を良くし、その後の水
添加によつてチヨツプドストランドがモノフイラ
メントに解繊することを特徴とし分散性を改良
し、補強効果を得んとしたものである。その
PVA繊維の繊度は0.5〜25デニールで引張り強度
が90Kg／mm²以上で200〜5000デニール、モノフイ
ラメント状のアスペクト比が100〜2000でセメン
ト成形品中では20％以上が単繊維に解繊すること
を特徴としている。該るものは、高アスペクト比
で高強度高ヤング率の繊維をモルタル中に均一に
分散せしめるよい方法である。一方水溶性の集束
剤を用いることから施工時の配合、混練方法又は
混練軸関、モルタの運搬時間又は気温や風雨等に
よる環境状態によつても湿度の影響をうけ、解繊
度合が異なる。特に経時的なフロー値スランプ値
の変化が起ると、施工時の均一吹付け、打設は得
られず、煩雑な管理が必要となり実用的でない。
更にモノフイラメントに解繊した時の繊度が0.5
〜25デニールと細いためにフレツシユモルタル又
はコンクリートの流動性が極端に悪化し取扱性が
大変困難になつてくる等の欠点をもつている。以上のようにセメントモルタル及びコンクリー
ト用補強繊維としては施工性の面から太くて適当
な長さを有する繊維を出来るだけ小量添加するこ
と。補強性の面から繊維が高強力、高ヤング率で
マトリツクスとの接着性に優れていること。利用
面から取扱い時の身体への安全性、部材の軽量
性、耐久性、経済性に優れていること等を満足す
ることが重要である。かかる条件を満足するには既述の如く無機質繊
維ではむずかしく、又有機合成繊維の太繊度モノ
フイラメントでも無理である。従つて本発明者等
は高強力のマルチフイラメントを集束し集束剤で
固めて一体化した集束糸について鋭意検討を重ね
た。かかる集束糸がセメントモルタル及びコンクリ
ート補強同繊維として具備すべき条件は次のよう
である。１補強繊維を添加することによる施工時のワー
カピリテイを低下させないこと。 (1) 繊維同志が集束剤の影響で接着したり、輸
送運搬中に絡み合いを起さないこと（繊維の
容易な投入が阻害される） (2) モルタル又はコンクリートを混練時各混練
材負でも混練性が悪化しないこと（フアイバ
ーボールの生成又はモルタルと骨材の分離が
起らないこと） (3) モルタルミキサー等フレツシユコンクリー
トを輸送中に経時的なスランプの低下が起ら
ないこと。 (4) フレツシユモルタル又はコンクリートの打
設又はポンプ圧送等に問題がないこと。 (5) フイニツシヤビリテイのあること。２補強性が確保できること。上記のワーカビリテイー、プラスチシテイ、
フイニシヤビリテイが確保された条件で (1) 繊維とマトリツクスとの接着力が優れてい
ること。 (2) 単繊維と単繊維の接着力が優れているこ
と。 (3) 単繊維の引張り強度及びヤング率が優れて
いること。 (4) 集束材は耐水性、耐アルカリ性で、セメン
トマトリツクスと接着し易く、柔軟性がある
こと。該る条件を満たすべく鋭意研究の結果本発明に到
達した。単繊維デニールが0.5〜25デニール、引張り強
度が110Kg／mm²以上、かつヤング率が3000Kg／mm²
以上を有する有機合成繊維でヤーンデニールが
200〜5000デニールのものを１メートル当り50〜
700回の撚（Ｔ／ｍと略記）掛けをし該繊維を、
繊維に対して２〜50重量％の疎水性高分子集束材
で均一に含浸固着し、アスペクト比が20〜300に
切断したストランドとし、セメントモルタル又は
コンクリートへ添加してもフレツシユコンクリー
トがワーカブルな補強繊維であることである。こ
のような繊維を用い、セメント等水硬性物質と、
更に必要に応じ細骨材、粗骨材及び又はその他の
添加剤からなるマトリツクスを用いて、該繊維を
0.1〜10容積％添加したものはフレツシユモルタ
ル又はコンクリートのワーカビリテイをそこなわ
ずして施工性があり、繊維で高度に補強されたセ
メントモルタル又はコンクリート成形品を提供す
ることが可能である。特に該る有機合成繊維はPVA系繊維、ポリア
クリロニトリル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリ
オレフイン系繊維、アラミド系繊維を用いること
が可能である。高分子集束剤は疎水性のエチレン−酢酸ビニル
−塩化ビニル等種々の共重合体のエマルジヨンが
よい。有機合成繊維のもつ柔軟性をそこなわず、
集束繊維が折れたりしないように樹脂に柔軟性の
ある高分子集束剤が良好である。本発明について更に詳細に説明する。集束糸として用いる有機合成繊維は湿式、乾
式、乾湿式、溶融式の各種紡糸方式から得られる
ものでよい。PVA繊維（アセタール化処理は施
しても施さなくてもよい）、高強度ポリアクリロ
ニトリル系繊維、ナイロン６、66等のポリアミド
系繊維、高強度ポリエチレン、高強度ポリプロピ
レン等のポリオレフイン系繊維、ポリエステルフ
イラメント、ケブラー、HM−50等のアラミド系
の合成繊維を用いることができる。但し以上に限
定されるものではなく本発明で規定する物性を満
たす有機合成繊維であればいずれでもよい。有機合成繊維をセメント等水硬性物質の補強材
として用いる時、繊維の強度及びヤング率の高い
ものが必要である。これら長繊維の単繊維の引張
り強度は110Kg／mm²以上でヤング率が2300Kg／mm²
以上が必要である。単繊維デニールが0.5〜25デニールと細い繊度
とするのは一般に高延伸による高配向高結晶性等
単繊維内部の構造の高度化ならびに均一性を高め
ることができるので高強力高ヤング率のものが得
られる。その単繊維のデニールが0.5デニール未
満では繊度が小さすぎ製造上のトラブルや経済性
の点から不利であり、25デニール以上の太デニー
ルになると補強繊維に足る充分な強度及びヤング
率を得ることはむずかしく、単繊維の繊度が大き
くなると繊維同志の接着面積が少くなり集束効果
が減少するので好ましくない。各種紡糸方式によつて得られた有機合成繊維を
適切なヤーンデニールに集束する。集束は紡糸時
になされることが好ましいが、巻き取られた繊維
を撚掛けする方法でもよい。適切なヤーンデニー
ルは200〜5000デニールがよく補強繊維としての
効果の出る繊度と繊維長から決まる。ヤーンデニ
ールが200デニール以下では繊度が小さく取扱い
性が悪く、5000デニール以上ではヤーンの引き揃
へ斑が大きくなり好ましくない。更に好ましくは
500〜3000デニールがよい、本発明の効果を上げるうえで最も重要なこと
は、集束されたヤーンを撚掛けすることである。
その撚り数は１メートル当り50〜700回（Ｔ／ｍ）
が適当である。又撚り係数からその値は18〜1257
で、より好ましくは54〜750である。但し撚り係
数は１インチ当りの撚り数とヤーン繊度の平方根
の積で示される。50T／ｍ以下では撚り数が少
く、撚糸の効果が少く、モルタルとの混練時に解
繊が起り、フロー値が低下してきて取扱上好まし
くない。又700T／ｍ以上では集束剤の均一な含
浸性がそこなわれたり、撚り縮みによる伸度の増
加が起り、補強性が低下する。更には強撚糸する
ために生産性が劣り、経済的にも不利であり。特
に好ましくは150〜400T／ｍがよい。このように
撚りをかけること、更に疎水性高分子で集束する
ことにより高強力繊維の一体化がより一層高ま
る。このことによりセメントモルタル又はコンク
リート中で強く長時間混練されても解繊されず施
工性が確保できる。繊維全体がセメントマトリツ
クスからの応力を均一に負担することができる。
更に撚りにより繊維表面に凹凸ができ、セメント
マトリツクスとのひつかかりができ引き抜けにく
くなるなど、施工性、補強性の相反する性能を向
上するものである。高分子集束剤には疎水性のエチレン−酢酸ビニ
ル−塩ビニル共重合体（Ｅ／VAc／VCと略記す
る）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｅ／VAc
と略記する）、エチレン−酢酸ビニル−アクリル
共重合体、ポリ酢酸ビニルホモポリマー、アクリ
ル酸エステル等のエマルジヨンを用いることがで
きる。更にはスチレン−ブタジエン系共重合体
（SBR）、アクリロニトリルブタジエン系共重合
体（NBR）、アクリレート、塩化ビニル等のラテ
ツクスが使用可能である。これらのエマルジヨン
及びラテツクスを単独又は複合混合使用も可能で
ある。これらの集束剤は造膜性能を有し、耐水性
及び耐アルカリ性があり、かつタツク性がないた
めに取扱い性が良好である。特にＥ／VAc／VC
はその性能がよい。更には熱溶融性のホツトメル
ト接着剤も使用可能であり、更にはエポキシ系の
ものも使用できる。該る高分子集束剤の使用方法は所定の撚糸ヤー
ンを上記集束剤の入つた槽中に浸漬付着させ、絞りロール度で含浸搾液を
繰り返し余分の集束剤を脱液するのが一般的であ
る。エマルジヨン又はラテツクスの場合、その使
用濃度を50〜500ｇ／とし、そのヤーンに対す
る付着率を２〜50％とするのが望ましい。付着量
を２〜50％とする理由は、２％以下では撚糸品で
あつてもセメントモルタルとの混練時の解繊が起
り施工性が悪化する。50％以上の付着率では繊維
中の高分子集束剤の量が多くなり見掛繊度の増大
によりヤーン強度が低下することになり、ヤーン
の強度が十分に利用されない。又付着斑にあつて
高分子層が大きくなり、セメントとヤーン、単繊
維と単繊維の巻の高分子集束剤の凝集破壊が起
り、補強性の面で不利となる。高分子集束剤の乾燥温度は80〜250℃が望まし
く、好ましくは120〜200℃がよい。更に熱処理に
よつて付着した高分子集束剤を繊維の内部から表
面まで固着させるために150〜250℃で処理するの
が望ましい。乾燥工程では集束剤の表面乾燥を主
とし、工程通過性及び機台へのガムアツプを防ぐ
ために熱風式、熱ロール式で行う方式がある。熱
風式の場合は130〜250℃、熱ローラ式の場合は80
〜150℃として乾燥するのがよい。このようにして得た集束糸を切断機にて所定の
長さに切断し目的とする集束糸を得ることができ
る。ここで切断長に関してはセメントモルタルと
の混練性、混練時のスランプ低下、成形体中での
補強効果の発現からみて、アスペクト比が20〜
300が適当である。アスペクト比20以下の場合は
フレツシユコンクリート中での分散性、混練性は
よく、スランプの低下も少ないが、繊維が短いた
めマトリツクスからの引抜けが起り、補強効果が
少い。又300以上では繊維長が長くなるため混練
性も分散性も悪化し、その結果補強性も期待され
るものは得られない。好ましくは40〜150が好適
である。該る繊維をセメント等水硬性物質をバインダー
とする脆性物に添加して利用する時、使用するバ
インダーは通常のポルトランドセメントで普通ポ
ルトラドセメント、早強ポルトランドセメント、
中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトラ
ンドセメント、白色ポルトランドセメントが用い
られる。混合セメントも限定されるものでなく、
高炉セメント、シルカセメント、フライアツシユ
セメントも利用でき、その他アルミナセメント、
膨脹セメント、超早強セメントも用いることがで
きる。その他セツコウースラグ系、マグネシア等
バインダーも利用することができる。骨材としては細骨材として川、海、陸の各砂、
粉砕、砕石が用いられる。粗骨材としてぐり石や
砕石を用いる。又人工の軽量骨材又は充填材とし
ての鉱滓、石灰石、、その他パーライト、炭カル、
バーミキユライト、シラス等も使用可能である。混和剤としてAE剤、流動化剤、減水剤、増粘
剤、歩水剤、撥水剤も混合利用することも可能で
ある。硬化促進剤として従来から使われている芒硝、
石こう、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、トリ
エタノールアミン、及び塩化カルシウムも併用す
ることができる。急結剤としてケイ酸オーダ、重クロム酸カリウ
ム、ケイフツ化ソーダを用いることができ、吹付
工法及び割補修等に炭酸ソーダ、アルミン酸ソー
ダ、のような粉末急結剤を主成分とする混和剤を
用いることも可能である。凝結遅延剤であるリグニンスルフオン酸塩系、
オキシカルボン酸系、又は無機系のケイフツ化マ
グネシウム、リタール等を用いることができる。該る繊維を前述のセメント等水硬性マトリツク
スへ添加する時、その添加率は0.1〜10容積％が
適当である。添加率0.1容積％以下では繊維の添
加率が小いためワーカビリテイは良いものの補強
効果は得られず無意味である。又10容積％以上で
は繊維容積が多過ぎ、マトリツクスとの混練性が
悪化し、更には骨剤又はモルタルとの繊維の分離
を起し、施工に耐えられなくなる。フレシユコン
クリート又はモルタルでワーカビリテイをそこな
わず、補強性を得ようとする条件は0.1〜10容積
％である。より好ましくは0.5〜５容積％である。本発明による繊維をセメントモルタル中に投入
し、施工時の経時的なフロ値の変化及びスランプ
の低下はほとんどなく、施工面での利点があるこ
と、更に曲げ強度の発現性をみると繊維の少量添
加でプレーンの２〜３倍と向上し、そのタフネス
は応力−たるみ曲線からも数十倍の靭性を有する
ことが判つた。この性能は土木分野及び建築分野へ広く応用す
ることがでる。第１に建築関係部材としては外装
材料があり、それらは屋根材のシングル等シエル
構造物、カーテンウオール外壁パネル、成型瓦等
の屋根材、パラペツト、スパンドレル、外装レリ
ーフに用いることができる。又内装材料としては
壁材、レリーフ、床材、天井材に利用することが
できる。その他型枠、捨て型枠、床板、はり、機
械台基礎、原子炉圧力容器、液化石油ガスの容
器、建築物内の間仕切り、階段材料があげられ
る。第２にコンクリート製品としては型枠成型に
よる矢板、中空円筒形製品のパイプ、パイル、ボ
ール等にも用いることができる。道路用コンクリ
ート製品としては歩道用コンクリート平板、鉄筋
コンクリートＵ形、コンクリート及び鉄筋コンク
リートＬ形、コンクリート境界ブロツク、鉄筋ガ
ードレールに用いることができる、管類には遠心
成型による遠心力鉄筋コンクリート管があり、そ
の他ソケツト付スパンパイプ、鉄筋コンクリート
管、ロール転圧鉄筋コンクリート管、無筋コンク
リート管、コア一式プレストレストコンクリート
管、水道用石綿セメント管があり、その他下水
道、及び灌漑排水用製品にも用いることができ
る。土止め製品としては鉄筋コンクリート矢板、プ
レストレストコンクリート矢板に用いることがで
きる。成形型枠として用いる型枠又は捨型枠にも
利用できる。パイプ類としては下水管、電らん
管、ケーブルダクト等がある。又道路部材として
は防音材、道路標識、舗装補強材、側溝、トンネ
ル内装物、パイル等に利用できる。ポール及び杭
では遠心力プレストレストコンクリートポール及
び遠心力鉄筋コンクリートポール及び遠心力鉄筋
コンクリート杭に用いることもできる。海洋又は
漁業部材としては船舶用機材、ボート等フエロセ
メント用セメント材料とすべく薄いシエル構造組
成物に用いるもの、浮子、浮桟橋、漁礁、テトラ
ポツト等消波ブロツク、護岸ブロツクに利用でき
る。農業畜産関係部材としてはタンク、サイロ、
苗床、フエンスポツト、鉢、フラワーポツト、側
溝等の矢板等に利用できる。その他放射性物質廃
棄物処理用の容器等の材料に使用することができ
る。第３に土木分野への応用面では一般道路及び
飛行場滑走路を含めコンクリート道路舗装であ
る。この分野は繊維補強による曲げ、衝撃強度向
上更には耐マモ性を向上を目的とし、鉄筋量の減
少が可能となり、かつコンクリート版の厚さも減
少することができ、工期の短縮、原材料費の節減
等に有効である。更に、吹付工法としては法面保
護が有効で、薄く吹きつけるだけでその曲げ強度
の効果を示し、繊維が親水性であるからリバウン
ドも少い。同様にトンネル内の吹付け（例えば
NATM工法）での施工も可能で繊維が柔軟なこ
と、弾性があること、親水性、軽い等から骨材及
び繊維のハネ返りも少く、コンクリートの落下も
少く収率安全面で有効である。又橋梁へ施工する
時のコンクリート部材としても耐震部材として利
用することができる。スラブおよび桁用製品にも
用いることができ、スラブ橋用プレストレストコ
ンクリート橋げた、桁橋用プレストレストコンク
リート橋げた、軽荷重スラブ橋用プレストレスト
コンクリート橋桁、プレストレストコンクリート
ダブルＴスラブにと広範囲に応用することができ
る。その他オーバレイ、歩道橋の舗装、橋床の舗
装、それらの補修材又は歩道用板等に利用でき
る。第４に特殊成型としてはセメントモルタルの
押出し成型材料に添加して利用することもでき、
曲げ強度、衝撃強度を向上することができる。又
吹付けモルタル及び壁塗りモルタルとして該る繊
維を添加することによりひび割防止は当然のこと
ながら耐衝撃性、耐折強度の向上に用いることが
できる。その他材料の使用に関しては限定される
ものではない。次に実施例及び比較例で説明する。実施例１及び比較例１単繊維デニールが1.8デニールで、その引張り
強度が152Kg／mm²、そのヤング率が3500Kg／mm²の
機械的性質を有し、そのフイラメント数が1000本
あるPVA繊維（クラレ社製商品名5501）を
180T／ｍの粘りを掛け、高分子集束剤として
Ｅ／VAc／VC共重体エマルジヨン（住友化学社
製商品名スミカフレツクス830）を250ｇ／の濃
度とし、浸漬脱液してヤーンに対し付着率20％と
した。一方比較例テストNo.２として撚掛けのみ行
なわないヤーンを同一の集束剤処理を行いその付
着率を20％とした。更に比較例テストNo.３として
180T／ｍの撚りを掛け、高分子凝集剤にPVA
（クラレ製商品名ポバール117）を50ｇ／の濃度
とし浸漬脱液してヤーンに対し付着率を20％とし
た。乾燥条件は実施例及び比較例とも180℃で熱
風乾燥することにより集束糸を得た。この繊維を
アスペクト比90となるように全て44mmに切断し
た。この繊維を砂／セメント＝１、Ｗ／Ｃ＝0.4と
したモルタル中へ１容積％添加し、JIS R5201
（セメント試験法）の練り混ぜ機のホバートミキ
サーを用い一定時間毎のフロー値の変化を測定し
た。その結果を表−１に示す。

【表】セメントは小野田社製普通ポルトランドセメン
トを用い、砂は豊浦産の標準砂を用いた。表−１に示すように１機関までの混練性を検討
したが実施例のテストNo.１のフロー値の低下は大
変少いものであつた。しかし比較例テストNo.２で
も判るように疎水性集束剤を用いても撚りのない
ものは混練により解繊が起こりフロー値の低下が
起り混練ができない状態になつた。テストNo.３の
水溶性集束剤を用いたものは解繊がはげしく急激
なフロー値の低下が起り混練ができない状態にな
つた。JIS Ａ 1103（骨材の洗い試験方法）で観
察したところ、実施例１では30〜60分経過後集束
糸の一部が屈曲したのがみられたのみである。比
較例のフアイバーボールは60〜80％以上が解繊し
ていた。実施例２及び比較例２セメントは小野田社製の普通ポルトランドセメ
ントを用い砂は豊浦産標準砂を１：１に混合し、
ｗ／ｃ比を0.37となるように水を添加し、このモ
ルタルに実施例１で作つた集束糸をアスペクト比
90及び120になるように44mm、59mmに切断した。
該る繊維を1.35、2.7容積％添加し、JIS Ｒ
5201の混合方法によつて10分間混練してモルタル
を作つた。比較のために繊維のみを添加していないプレー
ンモルタルと、鋼繊維（神戸製鋼所製）シンコー
フアイバー0.5φ×25mmを1.35、2.7容積％混練しフ
レツシユモルタルを作つた。各々のフロー値も測
定した。該るモルタルを４×４×16の型枠へ流し
込み一昼夜20℃湿空中で硬化させ、後20℃の水中
に２週間養生し、更に20℃×RH65％気中で２週
間養生することによつてその曲げ強度を測定し
た。曲げ強度の測定はインストロンTT−CMを
用いスパン10cm、中央集中荷重により応力−たわ
み線図を得た。この曲線を第１図のａ，ｂに示し
た。その曲線から比例限界強度（LOP）と最高
破壊強度（MOR）を求めた。

【表】実施例２のテストNo.４〜７のモルタルの混練性
は比較例２のテストNo.８、９、10と同様の流動性
があり、取扱い性も変らない。曲げ強度測定時のひび割状況観察から実施例２
は中央載荷部より荷重の増大にともないマイクロ
クラツクが多数発生しつつ、たわみも増大した。
しかし比較例２のテストNo.８はプレーンであり、
最高荷重時（LOP）に折損が起つた。又No.９、
10も最高荷重時に見えるクラツクが入ると同時に
応力は低下しはじめ鋼繊維の引き抜け抵抗力が残
つているにすぎず、マイクロクラツクの発生は観
察されなかつた。曲げ強度に関し実施例２はLOP強度もテスト
No.８より増加した。しかしテストNo.９、10は
LOPは増大しているものの、MORでは実施例の
方が大きく補強性のあることを示している。第１図のａ，ｂからタフネスをみると実施例２
は比較例２のものよりはるかに大きな値を示して
いる。実施例３及び比較例３コンクリートでの補強効果をみるために粗骨材
寸法がその最大径20mmの砕石を用い、細骨材は石
見硅砂５号を用い、細骨材率0.6とし次のような
配合で傾胴式ミキサーにて10分間撹拌混合した。ｗ／ｃ＝0.55、単位水量210Kg、単位セメント
量383Kg、細骨材916Kg、砕石611Kg、AE減水材と
して竹本油脂製チユーポールＣをセメントに対し
0.04％添加し、目標空気量５％となるようにし
た。かかるフレツシユコンクリートに実施例１で
製造したPVA繊維をアスペクト比20である59mm
に切断したもの、更には繊度760デニール、引張
り強度300Kg／mm²、ヤング率1.3×10⁴Kg／mm²のケ
ブラー49（デユポン社製）を実施例１とまつたく
同じ方法で処理し、同一アスペクト比である34mm
に切断したものを各々１容積％添加した。比較の
ため実施例３の配合に鋼繊維（神戸製鋼所製）シ
ンコーフアイバー0.5φ×25mmを１容積％添加した
ものと、繊維のみ添加しないプレーンコンクリー
トを作つた。このようなフレツシユコンクリートを10×10×
40cmの型枠へ流し込み、一昼夜20℃の湿空中で硬
化させ、20℃の水中に28日間養生後、島津社製の
万能試験機RH−200型を用い、曲げ強度はスパ
ン30cmに二等分点中央荷方式とした。圧縮強度は
JIS Ａ−1114によつて測定した。その結果を表−
３に示した。

【表】テストNo.11のPVA繊維及びNo.12のケプラー繊
維ともにLOP及びMORの向上がみられ、補強効
果の大きいことが判つた。一方比較のために行つ
たテストNo.13、14では補強効果が少かつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは実施例並びに比較例における各
テストの成形品の曲げ応力−たわみ曲線を示し、
ａは繊維添加率1.35容積％の場合、ｂは繊維添加
率2.7容積％の場合である。

Claims

【特許請求の範囲】１単繊維デニールが0.5〜25デニール、引張り
強度が110Kg／mm²以上、ヤング率が2300Kg／mm²以
上を有する有機合成繊維でヤーンデニールが200
〜5000デニールのものを１メートル当り50〜700
回の撚掛けをし、該繊維を、繊維に対し２〜50重
量％の疎水性高分子集束剤で固着し、アスペクト
比が20〜300に切断したセメントモルタル又はコ
ンクリート補強用繊維。２補強繊維の素材が、ポリビニルアルコール
系、ポリアクリロニトリル系、ポリアミド系、ポ
リオレフイン系或いはアラミド系から選ばれた有
機合成繊維であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のセメントモルタル又はコンクリー
ト補強用繊維。３疎水性高分子集束剤が、エチレン−酢酸ビニ
ル−塩化ビニル共重合体であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のセメントモルタル又
はコンクリート補強用繊維。４水硬性物質と、単繊維デニールが0.5〜25デニール、引張り強
度が110Kg／mm²以上、ヤング率が2300Kg／mm²以上
を有する有機合成繊維でヤーンデニールが200〜
5000デニールのものを１メートル当り50〜700回
の撚掛けをし、該繊維を、繊維に対し２〜50重量
％の疎水性高分子集束剤で固着し、アスペクト比
が20〜300に切断した補強用繊維と、必要に応じ細骨材、粗骨材及び／或いは添加材
とからなり、前記補強用繊維が0.1〜10容積％配合されてな
る繊維補強セメントモルタル又はコンクリート成
形物。５補強用繊維の素材が、ポリビニルアルコール
系、ポリアクリロニトリル系、ポリアミド系、ポ
リオレフイン系或いはアラミド系から選ばれた有
機合成繊維であることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の繊維補強セメントモルタル又はコ
ンクリート成形物。６補強用繊維の疎水性高分子集束剤が、エチレ
ン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体であること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の繊維補
強セメントモルタル又はコンクリート成形物。７補強用繊維の配合量が0.5〜５容量％である
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の繊
維補強セメントモルタル又はコンクリート成形
物。