JPH06157108A - Ｆｒｐ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタル - Google Patents
Ｆｒｐ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタルInfo
- Publication number
- JPH06157108A JPH06157108A JP18023192A JP18023192A JPH06157108A JP H06157108 A JPH06157108 A JP H06157108A JP 18023192 A JP18023192 A JP 18023192A JP 18023192 A JP18023192 A JP 18023192A JP H06157108 A JPH06157108 A JP H06157108A
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- JP
- Japan
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- carbon fiber
- frp
- lightweight mortar
- powder
- mortar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0048—Fibrous materials
- C04B20/0052—Mixtures of fibres of different physical characteristics, e.g. different lengths
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）廃材を
細骨材の一部に利用し、かつ、炭素繊維で補強をして軽
量で、機械的強度に優れ、耐凍結融解性にも強い軽量モ
ルタルを提供することである。 【構成】 ＦＲＰ廃材の粉末を細骨材の一部として
混入した軽量モルタル中に、短い炭素繊維をランダムに
分散させたＦＲＰ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モル
タルである。
細骨材の一部に利用し、かつ、炭素繊維で補強をして軽
量で、機械的強度に優れ、耐凍結融解性にも強い軽量モ
ルタルを提供することである。 【構成】 ＦＲＰ廃材の粉末を細骨材の一部として
混入した軽量モルタル中に、短い炭素繊維をランダムに
分散させたＦＲＰ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モル
タルである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、建築物の外装
材料、あるいは建築物の外壁材の原材料などに利用され
る軽量モルタルに関する。
材料、あるいは建築物の外壁材の原材料などに利用され
る軽量モルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モルタルには用途に応じて、シラ
スバルーンやパーライトなどの軽量細骨材を用いたり、
モルタル中に多数の気泡を導入したりした軽量モルタ
ル、あるいはモルタル中に耐アルカリガラス繊維などを
混入した繊維補強モルタルなどが存在した。しかし、そ
れらのモルタルは、軽量化は実現しても機械的強度が低
かったり、強度は得られても軽量化が難しかったり、あ
るいは凍結融解に対して極めて弱体であったりなど、い
ずれも多くの欠点を有していた。一方、ガラス繊維など
の強化材で補強したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）
は、成形素材として優れた性質を有しており、多くの分
野で利用されているが、その高強度と高耐久性のため不
要となったＦＲＰの廃棄物の処理は破砕や分解に困難を
伴い、放置された場合には環境破壊を引き起こし、社会
問題となっている。これに対して、本出願の発明者の一
入は、鋭意研究の結果、ＦＲＰ廃棄物を微粉砕すること
に成功し、最近は平均粒径数μｍ程度のＦＲＰ微粉末を
１時間当たり１００ｋｇも製造できる粉砕装置の開発に
成功した。（特願平３−１２６９５７号） また、その
ＦＲＰ微粉末をセメント系材料の骨材として利用するこ
とを検討した結果、コンクリートやモルタルの細骨材と
して極めて有用なこともわかった。
スバルーンやパーライトなどの軽量細骨材を用いたり、
モルタル中に多数の気泡を導入したりした軽量モルタ
ル、あるいはモルタル中に耐アルカリガラス繊維などを
混入した繊維補強モルタルなどが存在した。しかし、そ
れらのモルタルは、軽量化は実現しても機械的強度が低
かったり、強度は得られても軽量化が難しかったり、あ
るいは凍結融解に対して極めて弱体であったりなど、い
ずれも多くの欠点を有していた。一方、ガラス繊維など
の強化材で補強したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）
は、成形素材として優れた性質を有しており、多くの分
野で利用されているが、その高強度と高耐久性のため不
要となったＦＲＰの廃棄物の処理は破砕や分解に困難を
伴い、放置された場合には環境破壊を引き起こし、社会
問題となっている。これに対して、本出願の発明者の一
入は、鋭意研究の結果、ＦＲＰ廃棄物を微粉砕すること
に成功し、最近は平均粒径数μｍ程度のＦＲＰ微粉末を
１時間当たり１００ｋｇも製造できる粉砕装置の開発に
成功した。（特願平３−１２６９５７号） また、その
ＦＲＰ微粉末をセメント系材料の骨材として利用するこ
とを検討した結果、コンクリートやモルタルの細骨材と
して極めて有用なこともわかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この出願の発明は、機
械的強度、乾燥によるひび割れ、及び耐凍結融解法に優
れた軽量モルタルを提供すると共に、そのモルタルの細
骨材としてＦＲＰ微粉末を利用し、産業廃棄物として多
量に発生するＦＲＰ廃材のリサイクルをも図ろうとする
ものである。
械的強度、乾燥によるひび割れ、及び耐凍結融解法に優
れた軽量モルタルを提供すると共に、そのモルタルの細
骨材としてＦＲＰ微粉末を利用し、産業廃棄物として多
量に発生するＦＲＰ廃材のリサイクルをも図ろうとする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願のＦＲＰ粉末を
混入した炭素繊維補強軽量モルタルは、ＦＲＰ廃材の粉
末を細骨材の一部として混入した軽量モルタル中に、短
い炭素繊維をランダムに分散させたものである。
混入した炭素繊維補強軽量モルタルは、ＦＲＰ廃材の粉
末を細骨材の一部として混入した軽量モルタル中に、短
い炭素繊維をランダムに分散させたものである。
【０００５】
【作用】細骨材の一部として混入したＦＲＰ廃材の粉末
は、それ自体の粒径が小さいため、モルタル中の空隙を
減少させ、モルタルの乾燥時のひび割れの発生を抑制す
ると共に、凍結融解に対しても空隙の減少とＦＲＰ廃材
の粉末自体の撥水性とによってモルタル内部への水の侵
入を防止し、凍結現象を防ぎ、耐凍結融解性を向上させ
る。また、モルタル全体にわたってランダムに分散され
た短い炭素繊維は、モルタルの単位容積重量を変化させ
ることなく、炭素繊維自体の機械的性質により、モルタ
ル硬化後の曲げ強度及び圧縮強度を格段に向上させる。
は、それ自体の粒径が小さいため、モルタル中の空隙を
減少させ、モルタルの乾燥時のひび割れの発生を抑制す
ると共に、凍結融解に対しても空隙の減少とＦＲＰ廃材
の粉末自体の撥水性とによってモルタル内部への水の侵
入を防止し、凍結現象を防ぎ、耐凍結融解性を向上させ
る。また、モルタル全体にわたってランダムに分散され
た短い炭素繊維は、モルタルの単位容積重量を変化させ
ることなく、炭素繊維自体の機械的性質により、モルタ
ル硬化後の曲げ強度及び圧縮強度を格段に向上させる。
【０００６】
【実施例】この出願の発明の実施例について説明する。
軽量モルタルの性状改善を目的として、ＦＲＰ廃材粉末
を細骨材の一部として混入した軽量モルタルの中に、比
較的少量の短い炭素繊維をランダムに分散させた炭素繊
維補強軽量モルタルを作成した。炭素繊維は長さ６ｍｍ
のピッチ系の汎用品、セメントは普通ポルトランドセメ
ント、軽量細骨材はシラスバルーン、ＦＲＰ廃材粉末は
数μｍ程度の粒径のものを７５％以上含むものをそれぞ
れ用いた。また、混和材料として高性能減水剤（マイテ
ィーＦＤ）、メチルセルロースおよびシリカフュームを
用いた。軽量モルタルとしての諸特性を調べるために、
供試体を作って試験を行った。供試体（軽量モルタル）
は、水セメント比が０．９、細骨材（シラスバルーンと
ＦＲＰ廃材粉末）セメント比が０．６７、ＦＲＰ廃材粉
末細骨材比が０．４３で、高性能減水剤をセメント重量
の１．５％添加して作成した。その時、供試体Ａの場合
は水の重量の０．５％のメチルセルロースを添加した。
また、供試体Ｂの場合には、セメント重量の２０％をシ
リカフュームで置き換えて用いた。炭素繊維の容積混入
率（Ｖｆ）は、供試体Ａ，Ｂとも１．５％とした。ま
た、特性の比較のために、供試体Ａ，Ｂのそれぞれに炭
素繊維を全く含まない（Ｖｆ＝０％）供試体も作製し
た。練り混ぜは、通常のモルタルミキサを用いて行なっ
た。供試体の寸法は、幅と高さが４０ｍｍで長さが１６
０ｍｍとし、ＪＩＳＲ５２０１に準拠して作製し、これ
を水中で７日間養生を行った。作られた各供試体につい
て、フロー値，単位容積重量，曲げ強度及び圧縮強度を
求めた。それらの結果を表１に示す。
軽量モルタルの性状改善を目的として、ＦＲＰ廃材粉末
を細骨材の一部として混入した軽量モルタルの中に、比
較的少量の短い炭素繊維をランダムに分散させた炭素繊
維補強軽量モルタルを作成した。炭素繊維は長さ６ｍｍ
のピッチ系の汎用品、セメントは普通ポルトランドセメ
ント、軽量細骨材はシラスバルーン、ＦＲＰ廃材粉末は
数μｍ程度の粒径のものを７５％以上含むものをそれぞ
れ用いた。また、混和材料として高性能減水剤（マイテ
ィーＦＤ）、メチルセルロースおよびシリカフュームを
用いた。軽量モルタルとしての諸特性を調べるために、
供試体を作って試験を行った。供試体（軽量モルタル）
は、水セメント比が０．９、細骨材（シラスバルーンと
ＦＲＰ廃材粉末）セメント比が０．６７、ＦＲＰ廃材粉
末細骨材比が０．４３で、高性能減水剤をセメント重量
の１．５％添加して作成した。その時、供試体Ａの場合
は水の重量の０．５％のメチルセルロースを添加した。
また、供試体Ｂの場合には、セメント重量の２０％をシ
リカフュームで置き換えて用いた。炭素繊維の容積混入
率（Ｖｆ）は、供試体Ａ，Ｂとも１．５％とした。ま
た、特性の比較のために、供試体Ａ，Ｂのそれぞれに炭
素繊維を全く含まない（Ｖｆ＝０％）供試体も作製し
た。練り混ぜは、通常のモルタルミキサを用いて行なっ
た。供試体の寸法は、幅と高さが４０ｍｍで長さが１６
０ｍｍとし、ＪＩＳＲ５２０１に準拠して作製し、これ
を水中で７日間養生を行った。作られた各供試体につい
て、フロー値，単位容積重量，曲げ強度及び圧縮強度を
求めた。それらの結果を表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】炭素繊維の分散性は、供試体Ａ，Ｂともに
良好であった。また、単位容積重量は繊維を混入しても
繊維を混入しない場合とほぼ同じ値が得られた。ただ
し、複合材の流動性は、炭素繊維で補強しないものに比
べて当然ながら低下した。メチルセルロースを用いた供
試体Ａの場合、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲
げ強度は２倍，また圧縮強度でも１．８倍の値が得られ
た。また、シリカフュームを用いた供試体Ｂの場合で
も、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲げ強度は
２．４倍，圧縮強度は１．２倍の値が得られた。これら
の荷重−たわみ曲線を図１に示す。図１において、１は
Ｖｆ＝１．５％の炭素繊維補強の供試体Ａ、２はＶｆ＝
１．５％の炭素繊維補強の供試体Ｂで、３は炭素繊維で
補強していないＶｆ＝０％の供試体Ａ，Ｂのそれぞれの
荷重−たわみ曲線を示している。図示のように、最大荷
重時までのたわみ量は、炭素繊維で補強しないものに比
べ、いずれの供試体の場合も４倍程度が得られた。この
ように、比較的少ない繊維量でも、軽量を維持しなが
ら、強度や変形性能を向上させることができた。
良好であった。また、単位容積重量は繊維を混入しても
繊維を混入しない場合とほぼ同じ値が得られた。ただ
し、複合材の流動性は、炭素繊維で補強しないものに比
べて当然ながら低下した。メチルセルロースを用いた供
試体Ａの場合、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲
げ強度は２倍，また圧縮強度でも１．８倍の値が得られ
た。また、シリカフュームを用いた供試体Ｂの場合で
も、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲げ強度は
２．４倍，圧縮強度は１．２倍の値が得られた。これら
の荷重−たわみ曲線を図１に示す。図１において、１は
Ｖｆ＝１．５％の炭素繊維補強の供試体Ａ、２はＶｆ＝
１．５％の炭素繊維補強の供試体Ｂで、３は炭素繊維で
補強していないＶｆ＝０％の供試体Ａ，Ｂのそれぞれの
荷重−たわみ曲線を示している。図示のように、最大荷
重時までのたわみ量は、炭素繊維で補強しないものに比
べ、いずれの供試体の場合も４倍程度が得られた。この
ように、比較的少ない繊維量でも、軽量を維持しなが
ら、強度や変形性能を向上させることができた。
【０００９】
【発明の効果】この発明の炭素繊維補強軽量モルタル
は、軽量性，曲げ強度や圧縮強度などの機械的強度，乾
燥時の耐ひびわれ性及び耐凍結融解性の点で、従来の軽
量モルタルに比べて格段に優れた特性を示すと共に、廃
棄物となるＦＲＰ廃材を資源として再利用するという面
からも、極めて有用なものである。
は、軽量性，曲げ強度や圧縮強度などの機械的強度，乾
燥時の耐ひびわれ性及び耐凍結融解性の点で、従来の軽
量モルタルに比べて格段に優れた特性を示すと共に、廃
棄物となるＦＲＰ廃材を資源として再利用するという面
からも、極めて有用なものである。
【図１】実施例における供試体の曲げ強度測定時の荷重
−たわみ曲線図である。
−たわみ曲線図である。
１ 炭素繊維で補強した供試体Ａ（Ｖｆ＝１．５％）の
荷重−たわみ曲線 ２ 炭素繊維で補強した供試体Ｂ（Ｖｆ＝１．５％）の
荷重−たわみ曲線 ３ 炭素繊維で補強しない供試体Ａ，Ｂ（Ｖｆ＝０％）
の荷重−たわみ曲線
荷重−たわみ曲線 ２ 炭素繊維で補強した供試体Ｂ（Ｖｆ＝１．５％）の
荷重−たわみ曲線 ３ 炭素繊維で補強しない供試体Ａ，Ｂ（Ｖｆ＝０％）
の荷重−たわみ曲線
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 14:38 Ａ 2102−4Ｇ 14:16 2102−4Ｇ 24:22 Ｂ 2102−4Ｇ 24:38 Ｄ 2102−4Ｇ 22:06） Ａ 2102−4Ｇ (72)発明者 浅田 俊彦 東京都狛江市東和泉一丁目34番19号
Claims (1)
- 【請求項１】 ＦＲＰ廃材の粉末を細骨材の一部と
して混入した軽量モルタル中に、短い炭素繊維をランダ
ムに分散させたことを特徴とするＦＲＰ粉末を混入した
炭素繊維補強軽量モルタル
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18023192A JPH06157108A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｆｒｐ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18023192A JPH06157108A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｆｒｐ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06157108A true JPH06157108A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=16079674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18023192A Pending JPH06157108A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｆｒｐ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06157108A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107056098A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-18 | 济南大学 | 一种废旧玻璃钢制备的碱激发胶凝材料 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433037A (en) * | 1987-04-13 | 1989-02-02 | Onoda Cement Co Ltd | Method for dispersing fiber for reinforcement |
| JPH03275548A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-12-06 | Asaoka Kk | 繊維強化熱硬化性プラスチック粉末を骨材として含むセメント系硬化体 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP18023192A patent/JPH06157108A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433037A (en) * | 1987-04-13 | 1989-02-02 | Onoda Cement Co Ltd | Method for dispersing fiber for reinforcement |
| JPH03275548A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-12-06 | Asaoka Kk | 繊維強化熱硬化性プラスチック粉末を骨材として含むセメント系硬化体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107056098A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-18 | 济南大学 | 一种废旧玻璃钢制备的碱激发胶凝材料 |
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