JPS6256342A - ガラス繊維補強コンクリ−トの製造方法 - 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） この発明は、建築用資材、土木用資材として有用なガラ
ス繊維補強コンクリートの製造方法に関する。

（従来の技術） ガラス繊維を補強材としたコンクリートは、ガラス繊維
補強コンクリート（以下、ＧＲＣという）として知られ
ているが、これは従来からポルトランドセメント、混合
セメント、アルミナセメント等と、耐アルカリガラス繊
維、砂、水の混合物で成形物をつくり、その後これ全養
生して製造されている。

しかし、こうした硬化体は、ポルトランドセメントある
いは混合セメントが水利反ろの過程でＣａ　（Ｏｆ（）
２を生成する丸めそのアルカリ濃度は高く、−値は約１
３となっていｆｃｍこの几めに、補強材として使用した
ガラス繊維は、耐用中にアルカリ成分によシ化学的に侵
蝕され、その結果繊維の強度は経時的に著しく低下して
い九。

こうしｔことから、安価なＥガラス繊維では、強度の劣
化が太き（ＧＲＣの補強原料用としては使用することが
出来ず、またＧＲＣの原料として特に開発された耐アル
カリガラス繊維でもアルカリ成分によシかなり激しく侵
蝕されて、いささか数年の耐用中にその強度は半減し、
ＧＲＣの構造材料としての用途はごく制限されたものと
なってい友。

アルミナセメントを使用するときは、水利反応の過程で
Ｃａ　（０■）２を生成しないため、硬化体のμ値はポ
ルトランドセメントのそれよりも低く、約１２であるが
、しかしアルミナセメントの水利生成鉱物は耐用中罠他
の鉱物に転化するため、硬化体の強度が耐用中に半減す
るという欠点を有している。

こうし九ことから現在、耐アルカリ性ガラス繊維を使用
し友長期耐久性ＧＲＣの出現が望まれておシ、この几め
にガラス繊維の耐アルカリ性改曳や、ポルトランドセメ
ントの水利によって生成するＣａ（ＯＨ）２　ｔ’除去
するため、易反応性シリカを添加することが行われてい
るが、必ずしも満足すべき状態ではない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、長期耐久性が改善されたＧＲＣを製造する
ことを目的とする。さらにいえば、耐アルカリ性ガラス
繊維を使用し九場合は勿論のこと、安価な通常のＥガラ
ス繊維を補強材として使用した場合でも、長期耐久性が
改善され九ＧＲＣｆｆｉ製造する方法を得ようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、バインダーとしてγ聖徒隈二石灰粉末と、
補強材としてのガラス繊維、および水を含む混合物を成
形し、その後これを炭酸化養生することを特徴とするガ
ラス繊維補強コンクリートの製造方法である。ま九、こ
の発明の実施の態様を例示すれば、成形物中の水分含有
ｉｉｔ以下に定義する水分飽和度で０．２５〜０．９５
とすることである。

以下にこの発明をさらに説明する。

本発明は、ｒ型珪酸二石灰粉末（以下、γ−Ｃ２Ｓとい
う）をバインダーとして使用して成形体を得てその後こ
れを炭酸ガス養生し、ｒ−Ｃ２Ｓ粉末の炭酸化反応によ
シ強度を発現させてＧＲＣｆ、製造するものである。

本発明者等は、バインダーとして水硬性物質ではなく、
炭酸化硬化するｒ　−Ｃ２Ｓ　ｆ使用すると、硬化体中
のアルカリ濃度を低減することが出来、そうすることに
よって補強材として用いたガラス繊維が長期耐用中に劣
化せず、その結果ＧＲＣの強度が低下しないという知見
にもとづきこの発明を完成し九ものである。本発明にお
いて使用するγ−Ｃ２Ｓは、水との混線時にも水和せず
、ま−７ｔ　ｅａ（ＯＲ）２　ｆｔ生成しない几メ、硬
化体中のアルカリ濃度を著しく低減出来る九め。

こうした用途には最適である。ｒ　−Ｃ２Ｓは、水と混
練し炭酸ガス雰囲気下で養生すると、次の反応が進行し
強度が速かに発現する。

ｒ　−２ＣａＯ・８　ｉ　０２　＋　２ＣＯ２＋　２Ｈ
２０→２ＣａＯ−８１０２＋２Ｈ２Ｃｏ。

→２ＣａＣＯ＋　５ｉＯｚ　＋ Ｈ２０ こうした硬化体中のアルカリ濃度は、−値で１０．５以
下である。

本発明にあっては、まづγ−０２Ｓ粉末、ガラス繊維お
よび水、あるいはｒ　−Ｃ２８粉末、砂。

ガラス繊維および水の混合物で成形物をつくる。

これらの原料の混合、成形には、公知のプレミックス法
、スプレーサクシ、ン法、ダイレクトスプレー法あるい
はドライミックス法がいづれも採用できる。成形物中の
水分含有量は、次、に示す式で表される水分飽和度で０
．２５〜０．９５に調製し九後、炭酸ガス養生するのが
好ましい。

水分飽和度が０．２５未満のときは、炭酸ガス養生によ
る強度発現の効果が小さい、ま九、水分飽和度が０．９
５　’ｉ超えるようになると、養生時に炭酸ガスが成形
体の内部まで浸透せず、炭酸化反応が表層部のみしか起
こらないため好ましくない。後記実験例が示すように、
水分飽和度は、０．２５〜０．９５の範囲が最も好まし
い。

成形物の水分調製は、成形物をつくる場合の添加水Ｒを
調製してもよく、また予め過剰含水量の成形物を得、そ
の後これを乾燥してその水分１を調製してもよい、乾燥
は、加熱乾燥、減圧乾燥のいづれでもよい。以下に、実
験例ｋｌげてこの発明をさらに説明する。

実験例−１ 第１表に示すγ−０２８粉末１！ｌ量部および豊浦標準
砂２重量部、Ｅガラス繊維（２０ｖｍ　？　ｗツブトス
トランド）０．１５重量部の混合物に水１２３ｗｔ％添
加混練し、その後厚さ１３−２巾４５箇、長さ９０ｍの
直方板を、成形圧１００に９／１ｙｐｅ”で圧縮成形し
て得九、成形時に一部の混合水は系外に滲み出たので、
その水は除去した。

成形物はその後減圧乾燥し水分含有量が異なる成形物を
調製した。成形物をその後２０℃でＣｏ２Ｗ囲気下で２
時間養生した。その後、これを３点曲げ試験（スパンニ
アα）に供し九。また、調製した各々の減圧乾燥した成
形物について、水分含有量、見掛気孔率及び見掛比重を
測定し、これより水分飽和度を算出し添付した図の結果
を得た。

図から明かなように、γ−Ｃ２Ｓ粉末、ガラス繊維、砂
及び水金混合して成形しその後炭酸ガス養生すると高強
度なガラス繊維補強コンクリートが製造出来る。また、
炭酸ｆス養生する成形物は、含水量を水分飽和度で０．
２５〜０．９５の範囲に調製した後炭酸ガス養生すると
高強度が得られることが明かである。

図に示した水分飽和度１．０の成形体は、長期間（７日
以上）炭酸ガスを流入させながら養生すると強度が発現
する。これは成形体が徐々に乾燥され成形体の水分飽和
度が小さくなる几めと考えられる。

実験例−２ 実験例−１で使用したγ−Ｃ２Ｓ粉末及び市販の早強ポ
ルトランドセメントに、第２表ニ示ス割合で実験例−１
で使用した豊浦標準砂、Ｅがラス繊維を混合し、その後
実験例−１と同様にして水金添加し混練して成形し九〇
成形体は実験例−１と同様にして水分飽和度を調製して
炭酸ガス養生を行なっ几。その後、これについて３点曲
げ試験を行なっ几。早強セメントに関しては従来例用と
して乾燥しない成形体１ｆｃ２０℃。

相対湿度８０チ以上の湿空中で７日養生し、その後３点
曲げ試験を行なった。曲げ試験を行なった各々の試料ｆ
　Ｏ，５ｖｍ全通に粉砕し、この中５０．９を蒸留水７
〇−中に入れかき混ぜ、２４時間後の上ずみ液のμ値を
測定し第２表の結果を得た。

第２表から、本発明によれば短時間の養生で高強度が得
られること、及び硬化体中のアルカリ濃度は比較例及び
従来技術より著しく低いことがわかる。

μ値から換算すると、本発明の硬化体中のアルカリ分は
、比較例の約１／３００以下、従来技術の約１／６００
以下である。本発明者等は、比較例の硬化体のアルカリ
濃度が高い原因について検討する几め、硬化体の微構造
を観察した。その結果、比較例の硬化体中には炭酸化し
ない未反応のニーライト及びビーライトが多量に存在し
、その未反応のニーライト及びビーライトは水と接触す
ると水利反厄ヲ起こし、その結果Ｃａ　（ｐｌＺを生成
しμ値が高くなることが確認された。なお未反応のニー
ライトあるいはビーライトは炭酸ガス養生時間を７日と
長く延はしても未反応の粒子として残存する。

一方本発明の硬化体中にも炭酸化しない未反応のγ−Ｃ
２Ｓは観察されるがこれは少鼠で′ｊｐ）υ、且つこれ
は水と接触してもＣ＆（０■）２を生成しな、いため−
値は比較例よりも著しく低くなる。

実験例−３ 実験例−２で使用した、γ−Ｃ２Ｓ粉末、早強セメント
、豊浦標準砂、Ｅガラス繊維及び耐アルカリ性ガラス繊
維（Ｃａｍ−ＦＩＬ　２０頷チヨツプドストランド）を
第３表に示す混合割合で混合し、その後実験例−１と同
様にして水を添加して実験例−１と同様に成形体金得几
。この成形体を、その後乾燥機中に入れた鉄製の容器中
に入れ炭酸ガスを容器中に流入させながら８０℃で５時
間養生した。養生し友成形体について、１）水中に１０
分間浸漬しその後水中から取り出し表面水全除去し几後
曲げ強さｔ測定し比。

２）６０℃の温水中に３０日間浸漬しその後温水中から
取り出し表面水全除去し曲げ強さを測定し几。

第３表に測定結果を示す。比較例として早強セメントの
成形体について２（Ｉｃ相対湿度８゜チ以上の湿空中で
７日養生した成形体についても同様な曲げ強さ全迎１定
し几。

第３表の結果から明らかなように、本発明によるガラス
繊維補強コンクリートは耐用中に生ずる強度の劣化が非
常に小さいことがわかる。

そのため、本発明によれば従来技術では使用出来なかっ
たＥガラス繊維も使用出来る。

実験例−４ 第４表に示すγ−Ｃ２Ｓ粉末に、実験例−３で使用し７
′ｃＥガラス繊維及び耐アルカリ性ガラス繊維’１８ｖ
ｔ％混合し、その後水’１２４ｖｔ％添加混合し、その
後５０　ｋｌｌ／ｃｍ”の成形圧で成形し実験例−１と
同様な直方板を成形した。成形体音その後実験例−３と
同様にして６０℃で１２時間炭酸ガス養生を行ない、曲
げ強さ試鋏及びμ値の測定を行ない次の結果を得几。

Ｅガラス繊維硬化体；曲げ強さ・・・２０７に９／ｃｍ
”　。

−・・・１０．３、耐アルカリ性ガラス繊維硬化体；曲
げ強さ・・・２１１に９／ｍ”　、　ｐＨ・・・１０．
３これによっても判るとおシ、γ−Ｃ２Ｓとガラス繊維
だけの混合物からも良好なガラス繊維補強コンクリート
が製造出来る。

実験例−５ 実験例−４で使用したγ−Ｃ２Ｓ粉末２重量部及び２■
以下の川砂１重量部を混合し、その後ポリアルキルアリ
ルスルフォン酸系減水剤（花王石鹸社、商品名マイティ
ー１５０）０．０２重里部及び水１重量部添加混合して
モルタルを調製した。耐アルカリ性ガラス繊維（Ｃａｍ
−ＦＩＬ　）のロービングを２５清のチョッグドストラ
ンドに切断しながら、モルタルとガラス繊ｍをダイレク
トスプレー法により型枠上に吹きつけ１５■厚さに成形
した。その後成形体中の水分飽和度が０．７５に達する
まで減圧乾燥し、その後炭酸ガス中で４時間養生しｔ後
面げ強さを測定し次の結果を得た。なお、ガラス繊維の
混入量は５ｗｔ％であっ九。

曲げ強さ、３２５ｋｇ／譚震 （発明の効果） 以上の本発明の効果は次の通りである。

１）　耐用中の強度の劣化が著しく小さいガラス繊維補
強コンクリートが安価に製造出来る。

■　ガラス繊維補強コンクリートの補強材原料として、
安価なＥ、ガラスが使用出来る。

３）養生時間を短縮出来る。

といつ九ことである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に適用さる成形物中の水分飽和度（％）と
成形体の曲げ強さの関係を示す線図である。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１頁の続き 発明者　春　名　　　淳　介　東海市東海町５丁目３内 発　明　者　　鈴　木　　　章　平　　川崎市中原区井
田１６１８所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バインダーとしてのγ型珪酸二石灰粉末と、補強
   材としてのガラス繊維、および水を含む混合物を成形し
   、その後これを炭酸化養生することを特徴とするガラス
   繊維補強コンクリートの製造方法。
2. （２）成形物中の水分含有１を以下に定義する水分飽和
   度で０．２５〜０．９５とした特許請求の範囲第１項記
   載のガラス繊維補強コンクリートの製造方法。 水分飽和度＝［成形物水分（％）／（１００−成形物水
   分（％））］×［１００−成形物の見掛気孔率（％）／
   成形物の見掛気孔率（％）］×成形物の見掛比重