JPS60215559A - セメントモルタル又はコンクリ−ト補強用繊維及び該繊維を使用した成形物 - 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】 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、コンク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。

３− 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、引張シ、曲げ等の応力が加わると容易に破損したり
、クラックが入り、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硬性物質を主とするマト
リックスと繊維及び最少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
れること々くそのままマトリックスの硬化水となる。セ
メントの硬化体の強度は、成形時の水とセメントの比（
以下Ｗ／Ｃと略記する）に犬きく左右され、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（ワーカビリディ）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。

４− 該る乾式成形法は前述の如く使用する水の量が少いので
流動性に乏しく、細くて長い、即ちアスペクト比〔繊維
の直径ｄと長さ１の比（１／ｄ）をアスペクト比と呼称
する〕の犬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って
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、混線ができなくなったシ、混線攪拌が
可能であってもファイバーボールという所謂、繊維塊が
生成したシ、更にはモルタル又は骨材が分離したりして
、そのセメントモルタル又はコンクリートを取扱うこと
が非常に困難になシ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線攪拌することによ
り破損してしまい補強繊維としての性質を失ってしまう
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５− シ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繍は引抜けてしまい、満足な
補強効果は得られない。

繊維がマトリックスから引抜けないようにその局面に凸
凹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。該る繊維の形状は棟々あ
るが、丸断面でほぼ０．５■の相当直径で、長さ２０〜
３０■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ァイバーボー
ルにな多繊維の取扱性並びに施工性も悪化する。例えば
運搬、輸送中にファ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、ディス
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６− 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ッ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（７０〜１００ｋｒ／
＋ｙＪ　）が充分に利用されておらず、補強効果はあま
シ期待できない。更に鋼繊維を用いた吹付は成形では繊
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、手筈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０又繊繊維室の
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シ非常に脆弱で折
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ョ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
合攪拌すると、剪断力によシ折損し粉々になり、補強効
果は期待７− できない。従ってチョ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法しかとれ
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ィン繊維を
太さ１００〜５０００デニール、長さ５〜１００ｍ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
ィンはセメントとの接着性が悪い。従ってこの例では、
繊維の周面に凹凸をつくり物理的にマトリックスへのア
ンカー効果を狙い、そのひっ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。そして高強度の太繊度モノフ
ィラメントを製造する８− ことは大変困難である。例えばポリエチレン繊維である
ボンフィクス■（三井石油化学社製商品名）はカタログ
によれば、換算径０．９論と犬キ＜、その引張り強度は
２６　ｋｙ／−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（Ａ２３］、１９６６　５月号
、２頁）には、森らによって太さ６〜５００デニールｓ
長さ５〜２５　ｍｍ　ＬＤ　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
とによっ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繊維のモノフィ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８０
呻／−、ヤング率は１７ｏｏｈ／−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９− ならず、繊維の分散性、施工性に問題がでてくる。

又＠βト１餡５８−１２４６０８あ・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ｍ、維に用い、チョ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
によってチョツプドストランドがモノフィラメントに解
繊することを特徴とし分散性を改良し、補強効果を得ん
としだものである。

そのＰＶＡ％穢維の繊度は０５〜２５デニールで引張シ
強度が９０にシ／ｉｊ以上で２００〜５０００デニール
、モノフィラメント状のアスペクト比が］００〜２００
０でセメント成形品中では２０％以上が単繊維にｊｌｌ
！！：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
線方法又は混線時間、モルタルの運搬時間又は気淵や風
雨等による環境状態によっても湿度の影餐をうけ、Ｍ経
度合が異なる。特に経時的なフロー値スランプ値の変イ
ヒが起ると、施工時の均１０− −吹付け、打設は得られず、煩雑な管理が必要となシ実
用的でない。更にモノフィ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ッシュモルタ
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
変困難になってくる等の欠点をもっている。

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ッ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ィラメントで
も無理である。従って本発明者等は高強力のマルチフィ
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
用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ビリ
ティを低下させないこと。

（１）　ｆＪ！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線時各混線材間で
も混線性が悪化しないこと（ファ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） （８）モルタルミキサー等フレッシュコンクリートを輸
送中に経時的なスランプの低下が起らないこと。

（４）　フレッシュモルタル又はコンクリ−ト成形品又
はポンプ圧送等に問題がないこと。

（５）　フィニッシャビリティのあること。

２、補強性が確保できること。

上記のワーカビリティー、プラスチシティ、フイニシャ
ビリテイが確保された条件で（１）繊維とマトリックス
との接着力が優れていること０ （２）単繊維と単繊維の接着力が優れていること０ （８）単繊維の引張り強度及びヤング率が優れているこ
と○ （４）集束剤は耐水性、耐アルカリ性で、セメントマト
リックスと接着し易く、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
１１０　ｋｙ／１１Ｉｊ以上、かつヤング率が３０００
ｋｇ／−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メ一トル当シ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剤で均
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１３− ルタル又はコンクリートへ添加してもフレッシュコンク
リートがワーカプ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
マトリックスを用いて、該繊維を０．１〜１０容積チ添
加したものはフレッシュモルタル又はコンクリートのワ
ーカビリティ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、ポリオレフィン系繊
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ョンがよい。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。

１４− 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。ＰＶ
Ａ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等のポリアミド系線維、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ィン系繊維、ポリエス
テルフィラメント、ケプラー、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
成繊維でおればいずれでもよい。

有機合成繊細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シ強度は１］Ｏｋｆ／
−以上でヤング率が２３００ｋｇ／−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デニ一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デニ一
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シ集束効果が
減少するので好ましくない。

各種紡糸方式によって得られた有機合成繊維を適切なり
−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。適切なり−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デニ一ル以上ではヤ
ーンの引き揃へ斑が大きくなシ好ましくない。更に好ま
しくけ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。その撚シ数は１メ
ートル当り５０〜７００回（Ｔ／ｍ）が適当である。又
撚シ係数からその値は１８〜１２５７で、より好ましく
は５４〜７５０である０但し撚シ係数は１インチ当シの
撚シ数とヤーン繊度の平方根の積で示される。５０　Ｔ
／ｍ以下では撚シ数が少く、撚糸の効果が少く、モルタ
ルとの混練時に解繊が起シ、フロー値が低下してきて取
扱上好ましくない。又７００　Ｔ／ｍ以上では集束剤の
均一な含浸性がそこなわれたり、撚シ縮みによる伸度の
増加が起シ、補強性が低下する。更には強撚糸するため
に生産性が劣シ、経済的にも不利である。特に好ましく
は１５０〜４００Ｔ／ｍがよい。このように撚シをかけ
ること、更に疎水性高分子で集束することによシ高強力
繊維の一体化がよシ一層高まる。

このことによシ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ックスからの応力を均一に
負担することができる。更に撚シによシ繊維表面に凹凸
ができ、セメントマトリックスとのひっかかりができ引
き抜叶にくくなるなど、施工性、補強性の相反する性能
を向上す１７− 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と略記すル）、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ョン
を用いることができる。更にはスチレン−ブタジェン系
共重合体（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジェン系共
重合体（ＮＢ　Ｒ）、アクリレート、塩化ビニル等のラ
テックスが使用可能である。これらのエマルジョン及び
ラテッ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、かつタッ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
溶融性のホッ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０ 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
集束剤の入った槽中に浸漬付着させ、絞１８− シロール等で含浸搾成を繰り返し余分の集束剤を脱液す
るのが一般的である。エマルジョン又はラテックスの場
合、その使用濃度を５０〜５０（１／ｌ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係とする理由は、２％以下では撚糸品で
あってもセメントモルタルとの混練時の解繊が起シ施工
性が悪化する。

５０ヂ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シャーン強度が低下すること
に々す、ヤーンの強度が十分に利用されない。又付着斑
によって高分子層が大’ｆＥ＜なシ、セメントとヤーン
、単繊維と単繊維の間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。更に熱処理によっ
て付着し念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ッ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線性、混線時のス
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以下の場合はフレッシュコンクリート中での分散性
、混線性はよく、スランプの低下も少ないが、繊維が短
いためマトリックスからの引抜けが起り、補強効果が少
い。又３０（１以上では繊維長が長くなるため混線性も
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。好ましくけ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ボルトラドセメント、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、フライアッシュ
セメントも利用でき、その他アルミナセメント、膨張セ
メント、超早強セメントも用いることができる。その他
七ッコウースラグ系、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、砕砂、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、バーミキュライト、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、保水
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。

２１− 急結剤としてケイ酸ソーダ、重クロム酸カリウム、ケイ
フッ化ソーダを用いることがです、吹付工法ひび割補修
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ォン酸塩系、オキシカ
ルボン酸系、又は無機系のケイフッ化マグネシウム、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ックスへ添加
する時、その添加率は０．１〜１０容積係が適当である
。添加率０．１容積チ以下では繊維の添加率が小いため
ワーカビリティは良い％（Ｄ（Ｄ補強効果は得られず無
意味である。又］００容積チ上では繊維容積が多過ぎ、
マトリックスとの混線性が悪化し、更には骨材又はモル
タルと繊維の分離を起し、施工に耐えられなくなる。フ
レシュコンクリート又はモルタルでワーカビリティをそ
こなわず、補強性を得ようとする条件は０．１〜】０容
積チである。よシ好ましくは０．５〜５容積チである０ ２２− 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った。

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ェル構造物、カーテンウオ
ール外壁パネル、成型瓦等の屋根材、パラベット、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、はシ、機
械台基礎、原子炉圧力容器、液化石油ガスの容へ建築物
内の間仕切り、階段材料があげられる。第２にコンクリ
−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ック、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シ、その他ソケット付ス
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
の細工水道、及び温潤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。ボール及
び杭では遠心カブレストレストコンクリートボール及び
遠心力鉄筋コンクリートボ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、ボート等フェロセメント用セメント材料
とすべく薄いシェル構造組成物に用いるもの、浮子、浮
棧橋、漁礁、テトラポット等消波ブロック、護岸ブロッ
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、フェ
ンスポット、鉢、フラワーポット、側溝等の矢板等に利
用でさる。その他放射性物質等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シ、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２５− ネ返シも少く、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ニ
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
。又吹付はモルタル及び壁塗シ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。

２６− 実施例】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
１５２　ｋｙ／ｒｘｊ　ｓそのヤング率が３５００ｋｐ
／ｍ７の機械的性質を有し、そのフィラメント数が１０
００本あるＰＶＡ繊維（クラレ社製商品名５５０１）を
１８０Ｔ／ｍの撚シを掛け、高分子集束剤としてＥ／Ｖ
Ａｃ／ＶＣ共重体エマルジ三重体エマルジョン商品名ス
ミカフレックス８３０）を２５０ｆ／ｌ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
例テスト憲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チとした。更に比
較例テスト屋３として１８０Ｔ／ｍの撚りを掛け、高分
子凝集剤にＰＶＡ（クラレ社製商品名ポパール１１７）
を５０　ｆ／ｌの濃度とし浸漬脱液してヤーンに対し付
着率を２０チとした。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シ集束糸を得た。この
繊維をアスペクト比９ｏとなるように全て４４叫に切断
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容積チ添加し、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。

〜２９− 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時間までの混線性を検討したが実
施例のテスト扁１のフロー値の低下は大変少いものであ
った。しかし比較例テストＡ２でも判るように疎水性集
束剤を用いても撚シのないものは混練によシ解繊が起こ
シフロー値の低下が起シ混練ができない状態になった。

テスト崖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
った。、ｒＩｓ　Ａ　１１０３（骨材の洗い試験方法）
で観察したところ、実施例１で１ｄ３０〜６０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。

比較例のファイバーボールは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
で作った集束糸をアスペクト比３０− ９０及び１２０になるよう４４■、５９ＩＩＩＩ＋に切
断した。該る繊維を１．３５，２．７容積チ添加し、Ｊ
ＩＳ　Ｒ５２０１の混合方法によって１０分間混練して
モルタルを作った。

比較のために繊維のみを添加していないブレーンモルタ
ルと、鋼繊維（神戸製鋼所要）シンコーファイバー〇、
５φ×２５ｍを１．３５．２．７容積チ混線しフレッシ
ュモルタルを作った。各々のフロー値も測定した。該る
モルタルを４Ｘ４Ｘ１６の型枠へ流し込み一昼夜２０°
Ｃ湿空中で硬化させ、後２０℃の水中に２週間養生し、
更に２０℃ｘＲＨ６５％気中で２週間養生することによ
っ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１０ｃｍ５中央集中荷重
によシ応カーたわみ線図を得た。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（Ｌ
ＯＰ）と最高破壊強度（ＭＯＲ，）をめた。

実ｍ例２のテストＡ４〜７のモルタルの混線性は比較例
２のテスト煮８．９．１０と同様の流動性があわ、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ックが多数
発生しつつ、たわみも増大した。

しかし比較例２のテスト黒８はプレーンであシ、最高荷
重時（ＬＯＰ）に折損が起った。又Ｊｒａ９．１０も最
高荷重時に見えるクラックが入ると同時に応力は低下し
はじめ鋼繊維の引き抜は抵抗力が残っているにすぎず、
マイクロクラックの発生は観察されなかった。

曲げ強度に関し実施例２はＬＯＰ強度もテスト墓８よシ
増加した。しかしテス）Ａ９．１０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のものよシはるかに大きな値を示している
。

３３一 実施例３及び比較例３ コンクＩＪ　−トでの補強効果をみるために粗骨材寸法
がその最大径２０開の砕石を用い、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分間攪拌混合したＯ Ｗ／Ｃ＝Ｏ１５５、単位水量２］ＯｋＳ＋、単位セメン
ト量３８３呻、細骨材９１６にハ砕石６１１吟、ＡＥ減
水剤として竹本油脂製チューボール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。

かかるフレッシュコンクリートに実施例１で製造したＰ
ＶＡ繊維をアスペクト比２０である５９ＩＩＩＩ＋に切
断し゛たもの、更には繊度７６０デニール、引張如強度
３００ｋｙ／ｍＡ　、ヤング率１．３　Ｘ　１０’ｋｆ
／−のケプラー４９（デュポン社製）を実施例１とまっ
たく同じ方法で処理し、同一アスペクト比である３４圏
に切断したものを各々１容積チ添加した。比較のために
実施例３の配合に鋼繊維（神戸製鋼所要）シンコーファ
イバー０．５φＸ２５ｍを１容積チ添加したものと、繊
維の３４− み添加しないプレーンコンクリートを作った。

このようなフレッシュコンク’）　−１’をｌＯＸ］。

Ｘ４０ｃｎ１の型枠へ流し込み、−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
３０ｔＭに二等分点中央載荷方式とした。

圧縮強度はＪＩＳＡ−１１１４によって測定した。その
結果を表−３に示した。

表　−３ テストム】１のＰＶＡ繊維及びＡ１２のケプラー繊維と
もにＬＯＰ及びＭＯＨの向上がみられ、補強効果の大き
いことが判った。−万比較のために行ッタテス）４１３
．１４では補強効果が少かった。

【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容積チの場合、（ｂ）は繊維添
加率２．７容積係の場合である。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し 代理人　弁理士本字　堅 第１図（曵） だわ昂（ｃ飢） 第１図（′Ｏ） 良や＃（ｃ気）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単繊維デニールが０．５〜２５デニール、引張シ強
   度が１１０　ｋＷ／ＭＪ以上、ヤング率が２３００ｋｆ
   ／−以上を有する有機合成繊維でヤーンデニールが２０
   ０〜５０００デニールのものを１メートル当り５０〜７
   ００回の撚掛けをし、該繊維を、繊維に対し２〜５０重
   量係重量水性高分子集束剤で固着し、アスペクト比が２
   ０〜３００に切断したセメントモルタル又はコンクリー
   ト用補強繊維。 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１系、ポリオレフィン
   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用補強繊維。 ３、疎水性高分子集束剤が、エチレン−酢酸と１− ニルー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
   ート用補強繊維。 ４、水硬性物質と、 単繊維デニールが０．５〜２５デニール、引張シ強度が
   ］ｌ０ｋｆ／−以上、ヤング率が２３００吟／−以上を
   有する有機合成繊維でヤーンデニールが２００〜５００
   ０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重量係重量水
   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、 前記補強繊維が０．１〜１０容稙チ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、ポリオレフィン系
   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
   を特徴とする特許占青求の範囲第２− 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、補強繊維の疎水性高分子集束剤が、エチレン−酢酸
   ヒニルー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、補強繊維の配合量が０．５〜５容積チであることを
   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。