JP2018058757A - Reinforcing fiber for cement-based molded body, method for producing the same, and fiber-reinforced cement-based molded body using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセメント系成形体用の補強繊維に関する。さらに詳しくは土木、建築工事用などのセメント系成形体、特にコンクリートのひび割れ発生防止、及びこれにともなうコンクリート塊片の剥離、剥落の防止、コンクリート二次製品用途等に好適なセメント系成形体用ポリオレフィン系補強繊維に関する。 The present invention relates to a reinforcing fiber for a cement-based molded body. More specifically, for cement-based molded products for civil engineering and construction work, especially for cement-based molded products suitable for prevention of cracking of concrete, peeling of concrete fragments accompanying this, prevention of peeling, and concrete secondary products. The present invention relates to a polyolefin-based reinforcing fiber.
従来、モルタル、コンクリートなどのセメント系成形体用の補強繊維として鋼繊維、ビニロン、ポリプロピレンなどの有機繊維が知られている。近年は特に錆びないことや、耐セメントアルカリ性に優れ、また合成繊維の中で最も比重が小さいため、セメント系成形体への質量比混入率が最も小さくなるというコストメリットを活かしてポリプロピレン等のポリオレフィン繊維が注目され、特にトンネルの覆工コンクリート用として使用実績が進んでいる。 Conventionally, organic fibers such as steel fibers, vinylon, and polypropylene are known as reinforcing fibers for cement-based molded bodies such as mortar and concrete. Polyolefins such as polypropylene taking advantage of cost merit that they do not rust in recent years, are excellent in alkali resistance to cement, and have the lowest specific gravity among synthetic fibers, resulting in the lowest mass ratio in the cement-based molded product. Fiber has attracted attention, and its use has been progressing especially for tunnel lining concrete.
しかしながら、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂製の補強繊維はセメント組成物との付着性が弱く、そのままでは十分な補強効果が得られ難いという問題がある。この様な問題を克服するため、機械的に繊維表面に凹凸を付与し、セメント成形体への定着、及び引抜き時の抵抗性を付与する技術が提案されている(特許文献1参照)。これらの手法は、比較的簡便であり、コスト的に安価に製造できる点では有利であるが、セメント系成形体への付着性においては十分なものではなかった。 However, a reinforcing fiber made of polyolefin resin such as polypropylene has a problem that adhesion to a cement composition is weak and it is difficult to obtain a sufficient reinforcing effect as it is. In order to overcome such problems, a technique has been proposed in which irregularities are mechanically imparted to the fiber surface, fixing to a cement molded body, and resistance during drawing (see Patent Document 1). These methods are advantageous in that they are relatively simple and can be produced at low cost, but are not sufficient in adhesion to cement-based molded bodies.
一方、特定の条件下においてコロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理等を行う事で、セメント組成物との付着性を向上させる技術が、特許文献2、3に提案されている。また、カルボキシル変性ポリオレフィン系低分子量物や、ポリエチレン系エラストマーとマレイン酸変性ポリエチレンワックスを用いて表面処理(コーティング)することで、セメント中での繊維の分散性を改善し、強度を向上させる技術が、特許文献4、5に提案されている。しかしながら、これらの技術も付着性向上という観点からは、十分なものではなかった。 On the other hand, Patent Documents 2 and 3 propose techniques for improving adhesion to a cement composition by performing corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, and the like under specific conditions. In addition, a technology that improves the dispersibility of fibers in cement and improves strength by surface treatment (coating) using carboxyl-modified polyolefin-based low molecular weight materials or polyethylene-based elastomer and maleic acid-modified polyethylene wax. And Patent Documents 4 and 5. However, these techniques are not sufficient from the viewpoint of improving adhesion.
更に、炭酸カルシウムが練り込まれたポリプロピレンを用いて繊維を製造する事で、セメントスラリー中での分散性を改善させる技術が、特許文献6、7に提案されている。これらの手法では、炭酸カルシウム由来のカルシウムイオンが、セメントマトリックスを構成している各成分と化学結合を生じる事が言及されており、結果としてセメント系成形体の曲げ強度が著しく向上するとされている。しかしながら、これらの手法は、繊維全体に炭酸カルシウムが練り込まれている場合は繊維自体の強度低下を引き起こすといった課題があり、また芯−鞘複合繊維の鞘部分のみに炭酸カルシウムが練り込まれたポリプロピレン繊維を製造する場合は複層紡糸という比較的煩雑な手法を用いる必要がある為、製造コスト面に課題が残されていた。 Further, Patent Documents 6 and 7 propose techniques for improving dispersibility in a cement slurry by producing fibers using polypropylene kneaded with calcium carbonate. In these methods, it is mentioned that calcium ions derived from calcium carbonate form chemical bonds with each component constituting the cement matrix, and as a result, the bending strength of the cement-based molded body is remarkably improved. . However, these methods have a problem that when the calcium carbonate is kneaded in the entire fiber, the strength of the fiber itself is reduced, and the calcium carbonate is kneaded only in the sheath portion of the core-sheath composite fiber. When producing polypropylene fibers, it is necessary to use a relatively complicated technique called multi-layer spinning, which leaves a problem in terms of production cost.
本発明の目的は、セメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れたポリオレフィン系補強繊維を製造可能な新しい技術を提供することにある。また、上記繊維を用いた繊維補強セメント系成形体を提供する事にある。 An object of the present invention is to provide a new technology capable of producing a polyolefin-based reinforcing fiber having high affinity with a cement slurry and excellent adhesion to a cement composition. Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced cement-based molded body using the above-mentioned fibers.
本発明者らは、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩によるセメント組成物との付着性向上に着目しつつ、ポリオレフィン繊維自体に練り込むこと無く付着性向上が可能な手法について、鋭意検討を重ねた。その結果、ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、バインダーとを少なくとも含む層をコーティングすることで、繊維とセメント組成物の付着性が大幅に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の事項に関する。
The inventors of the present invention have made extensive studies on a technique capable of improving adhesion without kneading into the polyolefin fiber itself, while paying attention to improving adhesion with a cement composition using a carbonate of an alkaline earth metal such as calcium carbonate. Repeated. As a result, it has been found that the adhesion between the fiber and the cement composition is greatly improved by coating the surface of the polyolefin fiber with a layer containing at least an alkaline earth metal carbonate and a binder. It came to be completed.
That is, the present invention relates to the following matters.
1.ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なる組成からなるバインダーと、を少なくとも含む層がコーティングされていることを特徴とするセメント系成形体用補強繊維。 1. A cement-based molded body characterized in that a layer containing at least a carbonate of an alkaline earth metal and a binder having a composition different from the polymer used for the polyolefin fiber is coated on the surface of the polyolefin fiber. Reinforcing fiber.
2.前記アルカリ土類金属の炭酸塩が、炭酸カルシウム粒子であることを特徴とする前記項1に記載のセメント系成形体用補強繊維。 2. Item 2. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to Item 1, wherein the alkaline earth metal carbonate is calcium carbonate particles.
3.前記バインダーが、ポリマー系バインダーであることを特徴とする前記項1又は2のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。 3. Item 3. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to any one of Items 1 or 2, wherein the binder is a polymer-based binder.
4.前記ポリマー系バインダーが、ポリオレフィン用プライマー樹脂であることを特徴とする前記項3に記載のセメント系成形体用補強繊維。 4). Item 4. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to Item 3, wherein the polymer binder is a primer resin for polyolefin.
5.前記ポリオレフィン用プライマー樹脂が、水系エマルジョン樹脂であることを特徴とする前記項4に記載のセメント系成形体用補強繊維。 5. Item 5. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to item 4, wherein the polyolefin primer resin is an aqueous emulsion resin.
6.前記炭酸カルシウム粒子の粒径が、10nm〜1000μmであることを特徴とする前記項2〜5のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。 6). Item 6. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to any one of Items 2 to 5, wherein the calcium carbonate particles have a particle size of 10 nm to 1000 µm.
7.前記炭酸カルシウム粒子の添加量が、バインダーに対して、10〜300質量%であることを特徴とする前記項2〜6のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。 7). Item 7. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to any one of Items 2 to 6, wherein the addition amount of the calcium carbonate particles is 10 to 300% by mass with respect to the binder.
8.前記ポリオレフィン繊維が、ポリプロピレン及び又はポリエチレンを主成分とすることを特徴とする前記項1〜7のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。 8). Item 8. The reinforcing fiber for a cement-based molded article according to any one of Items 1 to 7, wherein the polyolefin fiber is mainly composed of polypropylene and / or polyethylene.
9.アルカリ土類金属の炭酸塩が少なくとも分散されたバインダー溶液又はエマルジョンを、ポリオレフィン繊維に塗布後、加熱乾燥処理を行うことを特徴とするセメント系成形体用補強繊維の製造方法。 9. A method for producing a reinforcing fiber for a cement-based molded article, wherein a binder solution or emulsion in which at least an alkaline earth metal carbonate is dispersed is applied to a polyolefin fiber, followed by heat drying.
10.前記項1〜8のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維が添加された繊維補強セメント系成形体。 10. A fiber-reinforced cement-based molded body to which the reinforcing fiber for cement-based molded body according to any one of Items 1 to 8 is added.
本発明によって、セメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れたセメント系成形体用補強繊維を得ることが出来る。本発明のセメント系成形体用補強繊維は、セメントスラリーとの親和性が高い為、セメント系フレッシュへの投入時に繊維の開繊を容易にでき、セメント系フレッシュへ繊維を均一分散ができる。また、セメント系成形体用補強繊維はセメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れる為、セメント硬化後のコンクリート成形物において、高い曲げ靭性係数が得られ、極めて優れた補強効果を発現できる。 According to the present invention, it is possible to obtain a reinforcing fiber for a cement-based molded body having high affinity with a cement slurry and excellent adhesion to a cement composition. Since the reinforcing fiber for a cement-based molded article of the present invention has a high affinity with cement slurry, the fiber can be easily opened when it is put into the cement-based fresh, and the fibers can be uniformly dispersed in the cement-based fresh. In addition, since the reinforcing fibers for cement-based molded bodies have high affinity with cement slurry and excellent adhesion to cement compositions, a high bending toughness coefficient can be obtained in concrete molded products after cement hardening, which is extremely excellent. Reinforcing effect can be expressed.
以下本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なるバインダーとを少なくとも含む層がコーティングされている事を特徴とする。 In the reinforcing fiber for cement-based molded article of the present invention, the surface of the polyolefin fiber is coated with a layer containing at least an alkaline earth metal carbonate and a binder different from the polymer used for the polyolefin fiber. It is characterized by.
<ポリオレフィン繊維>
本発明に用いるポリオレフィン系繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン−1などのポリオレフィン重合体もしくは、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系共重合体を使用することができ、耐セメントアルカリ性、繊維物性、低価格性、及び補強効率等から、ポリプロピレンやポリエチレンを主成分とするものが好適に使用できる。中でもセメント補強用繊維の表面はセメント成型時におけるオートクレーブ養生などで高温に晒されるために、できるだけ高融点成分で構成される樹脂を使用した繊維が好ましく、ポリプロピレンが特に好適に使用できる。ポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体、エチレンなどのα−オレフィンとプロピレンとのブロックまたはランダム共重合体等を使用することができる。これらのポリオレフィンは、単独で用いても良いし、混合物として用いてもかまわない。また本発明のポリオレフィン系繊維の繊維形態は、単一型繊維、複合型繊維のいずれでもよい。複合型繊維の場合であれば、芯鞘型、偏心型、並列型、分割型の何れの形態であっても構わない。
<Polyolefin fiber>
The polyolefin fiber used in the present invention is a polyolefin polymer such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene-1, or a polyolefin copolymer such as ethylene-acrylic acid copolymer or ethylene-vinyl acetate copolymer. It can be used, and those mainly composed of polypropylene or polyethylene can be suitably used from the viewpoint of cement alkali resistance, fiber properties, low cost, reinforcement efficiency, and the like. Among them, the surface of the cement reinforcing fiber is exposed to a high temperature by autoclave curing at the time of cement molding, and therefore, a fiber using a resin composed of a component having a high melting point as much as possible is preferable, and polypropylene is particularly preferably used. As the polypropylene resin, a propylene homopolymer, a block or random copolymer of an α-olefin such as ethylene and propylene, or the like can be used. These polyolefins may be used alone or as a mixture. The fiber form of the polyolefin fiber of the present invention may be either a single type fiber or a composite type fiber. In the case of a composite type fiber, any of a core-sheath type, an eccentric type, a parallel type, and a split type may be used.
本発明に用いるポリオレフィン系繊維の単繊維繊度は特に限定されないが、100〜10,000dtexが好ましく、より好ましくは500〜9000dtexである。単繊維繊度が100dtex未満の場合、繊維が細すぎて、セメントスラリー中に短繊維として分散させる場合、分散が不均一となってファイバーボールになり易く、施工性や補強性の点で好ましくない。一方、単繊維繊度が10,000dtexを超えると繊維のセメントスラリーとの接触面積が減少し、補強効果が劣るために好ましくない。 Although the single fiber fineness of the polyolefin-type fiber used for this invention is not specifically limited, 100-10,000 dtex are preferable, More preferably, it is 500-9000 dtex. When the single fiber fineness is less than 100 dtex, the fibers are too thin and dispersed as short fibers in the cement slurry, the dispersion becomes uneven and easily becomes fiber balls, which is not preferable in terms of workability and reinforcement. On the other hand, if the single fiber fineness exceeds 10,000 dtex, the contact area of the fiber with the cement slurry decreases, and the reinforcing effect is inferior.
本発明に用いるポリオレフィン系繊維の形態は、用途に応じて適宜選択され、短繊維であっても、織物や不織布状の繊維であっても構わない。本発明では、特に短繊維状のポリオレフィン系繊維が好適に用いられる。短繊維を用いる場合、繊維長は5〜80mmが好ましく、5〜60mmがより好ましく、5〜50mmがさらに好ましい。繊維長が5mm未満の場合、セメントからの抜けが生じやすく、80mmを越えると分散性が不良となる場合があり好ましくない。 The form of the polyolefin-based fiber used in the present invention is appropriately selected depending on the application, and it may be a short fiber or a woven or non-woven fiber. In the present invention, a short fiber-like polyolefin fiber is particularly preferably used. When short fibers are used, the fiber length is preferably 5 to 80 mm, more preferably 5 to 60 mm, and even more preferably 5 to 50 mm. If the fiber length is less than 5 mm, it is easy for the cement to come off, and if it exceeds 80 mm, the dispersibility may be unfavorable.
本発明に用いるポリオレフィン繊維は、必要に応じて公知の方法を用いて繊維表面に機械的な凹凸を付与したり、繊維断面形状を異形にしたりする等の加工をすることが出来る。これらの加工により、繊維とセメントスラリーの接触面積が増える事でセメントとの親和性や分散性、付着性が向上する効果や、セメントと繊維の引っ掛かりによる引抜き抵抗の向上効果を付与する事が出来る。 If necessary, the polyolefin fiber used in the present invention can be processed by imparting mechanical irregularities to the fiber surface or making the fiber cross-sectional shape irregular using a known method. By these processes, the contact area between the fiber and the cement slurry can be increased, thereby improving the affinity, dispersibility, and adhesion of the cement, and the effect of improving the pulling resistance due to the catching of the cement and the fiber. .
さらに本発明に用いるポリオレフィン繊維には、本願発明の効果を妨げない範囲で、他の合成樹脂や変性樹脂、酸化防止剤、耐光安定剤、造核剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、その他、無機・有機充填剤を適宜添加することができる。 Furthermore, in the polyolefin fiber used in the present invention, other synthetic resins and modified resins, antioxidants, light stabilizers, nucleating agents, antibacterial agents, flame retardants, antistatic agents, as long as the effects of the present invention are not hindered. Pigments, plasticizers, and other inorganic / organic fillers can be appropriately added.
<アルカリ土類金属の炭酸塩>
本発明で用いるアルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム等が挙げられ、コスト面及びセメント組成物との付着性の観点から、炭酸カルシウム粒子が最も好ましい。
<Alkaline earth metal carbonate>
Examples of the alkaline earth metal carbonate used in the present invention include calcium carbonate, magnesium carbonate, strontium carbonate, and the like, and calcium carbonate particles are most preferable from the viewpoint of cost and adhesion to the cement composition.
炭酸カルシウム粒子の粒径は、10nm〜1000μmが好ましく、100nm〜300μmがより好ましい。炭酸カルシウム粒子の粒径が10nm未満の場合、粒子の製造に多大なコストが必要となる為好ましくなく、1000μmを超えると、繊維表面にバインダーと共に固定する場合に固定しづらく、脱離しやすくなるため好ましくない。 The particle size of the calcium carbonate particles is preferably 10 nm to 1000 μm, and more preferably 100 nm to 300 μm. When the particle size of the calcium carbonate particles is less than 10 nm, it is not preferable because a large cost is required for the production of the particles. When the particle size exceeds 1000 μm, it is difficult to fix together with the binder, and it becomes easy to detach. It is not preferable.
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子の添加量は、コーティング液に対して、5〜80質量%である事が好ましく、10〜50質量%である事がより好ましい。5質量%未満の場合、セメント組成物との付着性が十分でない事があるため好ましくなく、80質量%を越えると、バインダーでの繊維表面の付着が十分でなくなり、脱離しやすくなるため好ましくない。 The addition amount of the calcium carbonate particles used in the present invention is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 50% by mass with respect to the coating solution. When the amount is less than 5% by mass, the adhesion to the cement composition may not be sufficient, which is not preferable. When the amount exceeds 80% by mass, the adhesion of the fiber surface with the binder becomes insufficient, and it is not preferable because it tends to be detached. .
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子の添加量は、バインダーに対して、10〜300質量%である事が好ましく、50〜200質量%である事がより好ましい。10質量%未満の場合、セメント組成物との付着性が十分でない事があるため好ましくなく、300質量%を越えると、バインダーでの繊維表面の付着が十分でなくなり、脱離しやすくなるため好ましくない。 The addition amount of the calcium carbonate particles used in the present invention is preferably 10 to 300% by mass and more preferably 50 to 200% by mass with respect to the binder. When the amount is less than 10% by mass, the adhesion to the cement composition may not be sufficient, which is not preferable. When the amount exceeds 300% by mass, the adhesion of the fiber surface with the binder becomes insufficient, and it is not preferable because it tends to be detached. .
<バインダー>
本発明で用いるバインダーは、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは組成の異なるバインダーであって、変性したポリオレフィンも異なる組成である。実質的には、ポリオレフィン繊維と、アルカリ土類金属の炭酸塩と相応の密着性を示す物であれば特に限定されないが、例えば、ポリマー系バインダー、無機系バインダー等が用いられる。本発明では、ポリプロピレンとの密着性の観点から、ポリマー系バインダーがより好ましく、ポリオレフィン用プライマー樹脂であることが特に好ましい。
<Binder>
The binder used in the present invention is a binder having a composition different from that of the polymer used in the polyolefin fiber, and the modified polyolefin also has a different composition. The material is not particularly limited as long as it has a suitable adhesion to the polyolefin fiber and the alkaline earth metal carbonate. For example, a polymer binder, an inorganic binder, and the like are used. In the present invention, from the viewpoint of adhesion to polypropylene, a polymer-based binder is more preferable, and a primer resin for polyolefin is particularly preferable.
ポリオレフィン用プライマー樹脂としては、公知のポリオレフィン用プライマー樹脂を必要に応じて適宜選定できるが、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィンエラストマーや、酸変性ポリオレフィン、塩素変性ポリオレフィン等の変性ポリオレフィンが挙げられる。また、密着性向上の目的で、必要に応じてノボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹脂、その他の密着性向上成分が添加されていても構わない。 As the primer resin for polyolefin, a known primer resin for polyolefin can be appropriately selected as necessary, and examples thereof include ethylene-vinyl acetate copolymer, polyolefin elastomer, and modified polyolefin such as acid-modified polyolefin and chlorine-modified polyolefin. . Further, for the purpose of improving adhesion, a novolac type phenolic resin, an epoxy resin, and other adhesion improving components may be added as necessary.
ポリオレフィン用プライマーの形態は、有機溶剤に溶解した溶液タイプの樹脂でも良いし、水中に分散した水系エマルジョンタイプの樹脂でも構わないが、作業性及びVOC排出抑制の観点から、水系エマルジョン樹脂である事が特に好ましい。これらのバインダーは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上の混合物として用いても構わない。 The polyolefin primer may be a solution type resin dissolved in an organic solvent or an aqueous emulsion type resin dispersed in water, but from the viewpoint of workability and VOC emission suppression, it should be an aqueous emulsion resin. Is particularly preferred. These binders may be used alone or as a mixture of two or more.
<セメント系成形体用補強繊維の製造方法>
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、アルカリ土類金属の炭酸塩が少なくとも分散されたバインダー溶液又はエマルジョンを、ポリオレフィン繊維に塗布後、加熱乾燥処理することで製造する事が出来る。より具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩をバインダー溶液又はエマルジョンと混合し、必要に応じて有機溶剤及び又は水で希釈して塗布液を作製する。この塗布液をポリオレフィン繊維に塗布後、有機溶剤及び又は水の乾燥及びバインダーのポリオレフィン繊維表面への定着を目的に加熱乾燥処理を行う事で、セメント組成物との付着性が良好なセメント系成形体用補強繊維が得られる。
<Method for producing reinforcing fiber for cement-based molded article>
The reinforcing fiber for a cement-based molded article of the present invention can be produced by applying a binder solution or emulsion in which at least an alkaline earth metal carbonate is dispersed to a polyolefin fiber, followed by heat drying. More specifically, an alkaline earth metal carbonate is mixed with a binder solution or emulsion, and diluted with an organic solvent and / or water as necessary to prepare a coating solution. Cement-based molding with good adhesion to the cement composition by applying this coating solution to polyolefin fibers, followed by heat drying to dry the organic solvent and / or water and fix the binder to the polyolefin fiber surface. A body reinforcing fiber is obtained.
上記塗布液をポリオレフィン繊維に塗布する方法は特に限定されず、浸漬法、スプレー法、コーティング法のいずれの方法も採用することができる。また、繊維を紡糸する際に連続で塗布する方法でも良いし、短繊維、織物、不織布等の形状に加工された後に塗布する方法でも構わない。作業面やコスト面を勘案すると、繊維を紡糸する際に連続で塗布する方法がより好ましい。 The method for applying the coating solution to the polyolefin fiber is not particularly limited, and any of dipping, spraying, and coating methods can be employed. Moreover, the method of apply | coating continuously, when spinning a fiber, and the method of apply | coating after processing into shapes, such as a short fiber, a textile fabric, and a nonwoven fabric, may be sufficient. In consideration of work and cost, a method of applying continuously when spinning the fiber is more preferable.
加熱乾燥処理を行う際の温度は、バインダーの種類、溶剤の種類、ポリオレフィン繊維の耐熱性等に応じて適宜決められるが、例えばポリオレフィン繊維としてポリプロピレン繊維を用いる場合、90℃〜150℃程度が好適である。90℃未満の場合、溶剤及び又は水の乾燥が不十分である可能性や、バインダーのポリオレフィン繊維への定着が不十分であったりする可能性がある。一方、150℃を超える場合、ポリオレフィン繊維の強度低下を引き起こす懸念があり、好ましくない。 The temperature at which the heat drying treatment is performed is appropriately determined according to the type of binder, the type of solvent, the heat resistance of the polyolefin fiber, and the like. For example, when polypropylene fiber is used as the polyolefin fiber, about 90 ° C to 150 ° C is preferable. It is. When the temperature is lower than 90 ° C., the solvent and / or water may be insufficiently dried, or the binder may be insufficiently fixed to the polyolefin fiber. On the other hand, when it exceeds 150 ° C., there is a concern that the strength of the polyolefin fiber is lowered, which is not preferable.
<その他の処理>
本発明のセメント系成形体用補強繊維には、必要に応じてその他種々の処理を施すことができる。例えば、繊維表面を界面活性剤、分散剤、カップリング剤等で処理してもよいし、コロナ放電処理、紫外線照射、電子線照射等により表面活性化または架橋化等の処理を行ってもよい。これらの処理は、アルカリ土類金属の炭酸塩とバインダーからなるコーティング層を形成する前であっても後であっても構わない。特に、コーティング層を形成後、更に界面活性剤等で処理する事で、セメントスラリーへの分散性向上させることが出来る場合がある。
<Other processing>
The reinforcing fiber for a cement-based molded body of the present invention can be subjected to various other treatments as necessary. For example, the fiber surface may be treated with a surfactant, a dispersant, a coupling agent, or the like, or may be subjected to surface activation or crosslinking treatment by corona discharge treatment, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or the like. . These treatments may be performed before or after the formation of the coating layer composed of the alkaline earth metal carbonate and the binder. In particular, after forming the coating layer, it may be possible to improve the dispersibility in the cement slurry by further treatment with a surfactant or the like.
界面活性剤としては、セメント水和反応に悪影響しないものであれば、特に限定なく使用することができるが、中でもポリエチレングリコールアルキルエステル系ノニオン界面活性剤、アルキルホスフェート系アニオン界面活性剤、多価アルコール型アマイドノニオン系界面活性剤などを好ましく使用できる。 As the surfactant, any surfactant can be used as long as it does not adversely affect the cement hydration reaction. Among them, polyethylene glycol alkyl ester nonionic surfactants, alkyl phosphate anionic surfactants, polyhydric alcohols can be used. Type amide nonionic surfactants can be preferably used.
ポリエチレングリコールアルキルエステルとしては、水分散液の安定性、繊維付着性の点から、それを構成する長鎖脂肪族アルキル基の炭素数が6〜18、好ましくは8〜16であるものが好ましい。好ましいポリエチレングリコールアルキルエステルの具体例としては、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールオレエート、ポリエチレングリコールステアレートなどが挙げられる。アルキルホスフェートは、平均炭素数18以下、好ましくは6〜16、より好ましくは8〜14のアルキル基を1分子中に1〜2個、好ましくは1個有するホスフェートであり、塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。好ましいアルキルホスフェートの具体例としては、オクチルホスフェート、ラウリルホスフェート、ステアリルホスフェートのような高級アルコールの燐酸エステルのナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどの塩及びアミン塩が挙げられる。その中和は遊離水酸基の50%以上、特に完全中和物が好ましい。多価アルコール型アマイドノニオンは、炭素数4〜18のアルキルアミンと、3〜13個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられ、好ましくは炭素数11〜17のアルキルアミンと、3〜6個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられる。 As the polyethylene glycol alkyl ester, those in which the long-chain aliphatic alkyl group constituting the polyethylene glycol alkyl ester has 6 to 18, preferably 8 to 16 carbon atoms are preferable from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion and the fiber adhesion. Specific examples of preferable polyethylene glycol alkyl esters include polyethylene glycol laurate, polyethylene glycol oleate, and polyethylene glycol stearate. The alkyl phosphate is a phosphate having an average carbon number of 18 or less, preferably 6 to 16, more preferably 8 to 14 alkyl groups in one molecule, preferably 1 and an alkali metal salt as a salt. , Alkaline earth metal salts, ammonium salts, and amine salts. Specific examples of preferable alkyl phosphates include salts of higher alcohol phosphates such as octyl phosphate, lauryl phosphate, stearyl phosphate, such as sodium, potassium, magnesium, calcium, and amine salts. The neutralization is preferably 50% or more of the free hydroxyl group, particularly a completely neutralized product. As the polyhydric alcohol type amido nonion, an addition reaction product of an alkylamine having 4 to 18 carbon atoms and polyglycerin having 3 to 13 hydroxyl groups is used, preferably an alkylamine having 11 to 17 carbon atoms and 3 Addition reactants with polyglycerin having ˜6 hydroxyl groups are used.
その他の好ましい界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルが挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルリン酸エステルなどが挙げられ、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどが挙げられる。これらの界面活性剤は、一種単独又は二種以上を混合して使用することができる。 Other preferable surfactants include polyoxyalkylene alkylphenyl ether phosphate esters and polyoxyalkylene fatty acid esters. Specific examples of the polyoxyalkylene alkyl phenyl ether phosphate ester include polyoxyethylene nonyl phenyl ether phosphate ester, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether phosphate ester, and specific examples of the polyoxyalkylene fatty acid ester include Examples thereof include polyoxyethylene oleate and polyoxyethylene stearate. These surfactants can be used singly or in combination of two or more.
上記界面活性剤の繊維に対する付着量は特に限定されないが、セメント配合時の泡の発生抑制の観点から、総繊維に対して、通常0.05〜2質量%の範囲で用いられる。繊維に対する付着量が、総繊維に対して0.05質量%未満ではポリオレフィン繊維に親水性が十分付与されないおそれがあり、また、2質量%を超えても親水性は頭打ちになり、かえって繊維混練時のフレッシュコンクリートを代表とする各種セメント系成形体中に気泡が発生し、セメント系成形体の圧縮強度、曲げ強度などの物性値を低下させるおそれがあるので好ましくない。0.5質量%以上の付着においてはセメント系のフレッシュ性状(空気量)に影響するため、繊維配合時に公知の空気調整剤で調整することが必要である。 The amount of the surfactant attached to the fiber is not particularly limited, but it is usually used in the range of 0.05 to 2% by mass with respect to the total fiber from the viewpoint of suppressing the generation of bubbles when blending cement. If the adhesion amount to the fiber is less than 0.05% by mass with respect to the total fiber, the polyolefin fiber may not be sufficiently hydrophilic, and if it exceeds 2% by mass, the hydrophilicity will reach its peak, and the fiber kneading will be performed. It is not preferable because bubbles are generated in various cement-based molded bodies represented by fresh concrete at the time, and the physical property values such as compressive strength and bending strength of the cement-based molded bodies may be lowered. The adhesion of 0.5% by mass or more affects the fresh properties (air amount) of the cement system, so it is necessary to adjust with a known air conditioner when blending the fibers.
本発明のセメント成形体用補強繊維は、強化繊維材として、セメント、細骨材、粗骨材、水及び適量のコンクリート混和剤、又はセメント、細骨材、水及び適量のモルタル混和剤に配合して用いられ、コンクリート、モルタル等のセメント系成形体とすることができる。ここで、セメントとしては、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、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント又は石膏、石灰等の気硬性セメント等のセメント類を使用することができる。細骨材としては、川砂、海砂、山砂、珪砂、ガラス砂、鉄砂、灰砂、その他人工砂などが挙げられ、粗骨材としては、礫(レキ)、砂利、砕石、スラグ、各種人工軽量骨材などが挙げられる。混和剤としては、空気連行剤(AE剤)、流動化剤、減水剤、増粘剤、保水剤、撥水剤、膨張剤などを混合使用することができる。 The reinforcing fiber for cement molding of the present invention is blended as a reinforcing fiber material in cement, fine aggregate, coarse aggregate, water and an appropriate amount of concrete admixture, or cement, fine aggregate, water and an appropriate amount of mortar admixture. It can be used as a cement-based molded body such as concrete and mortar. Here, as the cement, it is possible to use ordinary portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, hydraulic cement such as white portland cement, alumina cement, or cement such as plaster, air-cement cement such as lime. it can. Fine aggregates include river sand, sea sand, mountain sand, quartz sand, glass sand, iron sand, ash sand, and other artificial sand. Coarse aggregates include gravel, gravel, crushed stone, slag, Various artificial lightweight aggregates can be mentioned. As the admixture, an air entraining agent (AE agent), a fluidizing agent, a water reducing agent, a thickening agent, a water retention agent, a water repellent, a swelling agent and the like can be mixed and used.
セメントに対する補強繊維の配合量は、セメント系成形体の体積に対して、通常、0.05〜5容積%である。セメント配合時の繊維の均一分散性、配合セメントの流動性、施工性、セメント系成形体の物性向上効果の点から、補強繊維の配合量は、好ましくは0.1〜3容積%、さらに好ましくは0.3〜1容積%の範囲である。 The compounding amount of the reinforcing fiber with respect to the cement is usually 0.05 to 5% by volume with respect to the volume of the cement-based molded body. From the viewpoint of the uniform dispersibility of the fiber when blended with cement, the fluidity of the blended cement, the workability, and the effect of improving the physical properties of the cement-based molded body, the blending amount of the reinforcing fiber is preferably 0.1 to 3% by volume, more preferably Is in the range of 0.3 to 1% by volume.
本発明のセメント成形体用補強繊維は、セメント系成形体の製造に用いる場合、補強繊維をセメント系粉体、セメント系フラッシュ又はスラリー中に分散してセメント系混合物とし、これを湿式抄造成形法、押出成形または注型成形法によって所定形状に成形した後、自然養生、蒸気養生、オートクレーブ養生などによって、各種のセメント系成形体を製造することができる。より具体的には、セメント、細骨材、粗骨材、水等よりなるコンクリート混合物をベースコンクリートとし、このベースコンクリートを混練後に、続けて補強繊維を投入し混練を行なうことが好ましい。混練時間は1回当たりの混合量により異なるが、一般的には、ベースコンクリートの混練は45〜90秒、補強繊維を投入後の混練についても45〜90秒の範囲が適当である。 When the reinforcing fiber for a cement molded body of the present invention is used for the production of a cement-based molded body, the reinforcing fiber is dispersed in a cement-based powder, a cement-based flash or a slurry to obtain a cement-based mixture, which is formed by a wet papermaking molding method. After molding into a predetermined shape by extrusion molding or cast molding, various cement-based molded bodies can be produced by natural curing, steam curing, autoclave curing, or the like. More specifically, it is preferable to use a concrete mixture made of cement, fine aggregate, coarse aggregate, water, and the like as base concrete, and after kneading the base concrete, the reinforcing fibers are subsequently added and kneaded. Although the kneading time varies depending on the amount of mixing per one time, generally, the range of 45 to 90 seconds for kneading the base concrete and the range of 45 to 90 seconds for kneading after the reinforcing fibers are added are appropriate.
このようにして得られたセメント系成形体は、特に、土木、建築工事用のコンクリート成形体として好適である。たとえば、コンクリート道路舗装分野では、繊維補強による曲げ強度向上のため鉄筋量の減少が可能となり、かつコンクリート板の厚さを減少させることができ、工期の短縮、原材料の節減などに有効である。さらにトンネルの内壁の吹き付け工法に採用すると、繊維が柔軟で弾性があること、親水性が高く軽いことから、吹き付け時の骨材や繊維のハネ返りも少なく、コンクリートの落下も少なく、収率安全面で有効である。 The cement-based molded body thus obtained is particularly suitable as a concrete molded body for civil engineering and construction work. For example, in the concrete road pavement field, it is possible to reduce the amount of reinforcing bars to improve the bending strength by fiber reinforcement, and to reduce the thickness of the concrete plate, which is effective for shortening the construction period and saving raw materials. In addition, when used in the tunnel inner wall spraying method, the fibers are flexible and elastic, hydrophilic and light, so there is little flaking of aggregates and fibers during spraying, less falling of concrete, and yield safety. It is effective in terms.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
以下の例で用いた試料は以下のとおりである。
ポリオレフィン繊維A:ポリプロピレン短繊維
繊度:2050dtex 長さ:30mm
表面凹凸加工有り
(宇部エクシモ株式会社製)
ポリオレフィン繊維B:シムロックSX(ポリプロピレン短繊維)
繊度:1000dtex 長さ:20mm
表面凹凸加工有り
(宇部エクシモ株式会社製)
ポリオレフィン繊維C:シムロックMX(ポリプロピレン短繊維)
繊度:2000dtex 長さ:30mm
表面凹凸加工有り
(宇部エクシモ株式会社製)
ポリオレフィン繊維D:シムロックLX(ポリプロピレン短繊維)
繊度:3300dtex 長さ:48mm
表面凹凸加工有り
(宇部エクシモ株式会社製)
ポリオレフィン繊維E:バルチップMK(ポリプロピレン短繊維)
繊度:7100dtex 長さ:40mm
表面凹凸加工有り
(萩原工業株式会社製)
ポリオレフィン繊維F:バルチップJK(ポリプロピレン短繊維)
繊度:3500dtex 長さ:48mm
表面凹凸加工有り
(萩原工業株式会社製)
Uプライマー45:エチレン酢酸ビニル共重合体水性エマルジョン
(宇部興産株式会社製)固形分濃度45%
PP用プライマーGX1073:変性ポリオレフィン水性エマルジョン
(互応化学工業株式会社製)固形分濃度23%
スーパークロン930:酸変性塩素化ポリオレフィン/トルエン溶液
(日本製紙グループ製)固形分濃度20%
ハードレンEH801:塩素化ポリオレフィン/水性エマルジョン
(東洋紡株式会社製)固形分濃度30%
炭酸カルシウム:メディアン径(d50)9.33μm(和光純薬工業株式会社製、試薬特級)メディアン径(d50)は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(マルバーン社製、マスターサイザー3000)を用いて測定した。
Samples used in the following examples are as follows.
Polyolefin fiber A: Polypropylene short fiber
Fineness: 2050 dtex Length: 30 mm
With surface irregularity processing
(Ube Eximo Co., Ltd.)
Polyolefin fiber B: Simlock SX (short polypropylene fiber)
Fineness: 1000 dtex Length: 20 mm
With surface irregularity processing
(Ube Eximo Co., Ltd.)
Polyolefin fiber C: Simlock MX (polypropylene short fiber)
Fineness: 2000 dtex Length: 30 mm
With surface irregularity processing
(Ube Eximo Co., Ltd.)
Polyolefin fiber D: Simlock LX (polypropylene short fiber)
Fineness: 3300dtex Length: 48mm
With surface irregularity processing
(Ube Eximo Co., Ltd.)
Polyolefin fiber E: Valchip MK (polypropylene short fiber)
Fineness: 7100dtex Length: 40mm
With surface irregularity processing
(Made by Ebara Industry Co., Ltd.)
Polyolefin fiber F: Valchip JK (polypropylene short fiber)
Fineness: 3500 dtex Length: 48mm
With surface irregularity processing
(Made by Ebara Industry Co., Ltd.)
U primer 45: ethylene vinyl acetate copolymer aqueous emulsion (manufactured by Ube Industries) Solid content concentration 45%
PP primer GX1073: modified polyolefin aqueous emulsion (manufactured by Kyoyo Chemical Co., Ltd.) solid content concentration 23%
Super Clone 930: Acid-modified chlorinated polyolefin / toluene solution (manufactured by Nippon Paper Group) Solid content 20%
HARDREN EH801: Chlorinated polyolefin / water-based emulsion (Toyobo Co., Ltd.) Solid content concentration 30%
Calcium carbonate: Median diameter (d50) 9.33 μm (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade) The median diameter (d50) is measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (Malvern, Mastersizer 3000). It was measured.
以下の例で用いた特性の測定方法を以下に示す。 A method for measuring the characteristics used in the following examples is shown below.
〔補強繊維のセメント付着性評価〕
市販の速硬セメント(商品名:インスタントセメント 家庭化学工業株式会社製)150gと水30gを120秒混練し、セメントペーストを得た。混練後、5分間放置した後、縦5mm、横10mm、高さ20mmの型へと流し込み、振動を与えて脱泡した。続いて実施例及び比較例で得られたセメント成形体用補強繊維を、差込み深さ15mmとなるように型の中心部分に垂直に差込み、再度振動を与えて繊維とセメントの間に存在する空気を脱泡した。その後、23℃の恒温室で3日間養生し、硬化させて、型枠から外すことでセメント付着性評価用サンプルを得た。得られたセメント付着性評価用サンプルのセメント側を引張試験機(島津製作所製EZtestCE)の台座に固定し、繊維側を把持して2mm/分の速度で引き抜き、変位と試験力を観測した。補強繊維のセメント付着性評価指標には、引抜き時の最大付着力(kgf)と、引抜きエネルギー(mJ)を使用した。引抜きエネルギーは、繊維の引抜き開始時から繊維が完全に抜け切るまでに要したエネルギーの積分値として以下の式で定義した。
(引抜きエネルギー[mJ])=Σ{(変位[mm])×(試験力[kgf])×(標準重力加速度[m/sec2])}
[Evaluation of cement adhesion of reinforcing fibers]
A cement paste was obtained by kneading 150 g of commercially available quick-hardening cement (trade name: Instant Cement, manufactured by Keiji Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 30 g of water for 120 seconds. After kneading, the mixture was allowed to stand for 5 minutes, poured into a mold having a length of 5 mm, a width of 10 mm, and a height of 20 mm, and defoamed by applying vibration. Subsequently, the reinforcing fibers for cement molded bodies obtained in the examples and comparative examples were inserted vertically into the central portion of the mold so that the insertion depth was 15 mm, and vibrations were applied again to cause the air existing between the fibers and the cement. Was degassed. Then, it was cured for 3 days in a thermostatic chamber at 23 ° C., cured, and removed from the mold to obtain a sample for evaluating cement adhesion. The cement side of the obtained sample for evaluating cement adhesion was fixed to a pedestal of a tensile tester (EZtestCE manufactured by Shimadzu Corporation), the fiber side was gripped and pulled out at a speed of 2 mm / min, and displacement and test force were observed. The maximum adhesion force during extraction (kgf) and the extraction energy (mJ) were used for the cement adhesion evaluation index of the reinforcing fiber. The drawing energy was defined by the following formula as an integral value of energy required from the start of drawing of the fiber until the fiber was completely pulled out.
(Extraction energy [mJ]) = Σ {(displacement [mm]) × (test force [kgf]) × (standard gravity acceleration [m / sec 2])}
〔アルカリ土類金属炭酸塩の粒子径〕
アルカリ土類金属炭酸塩の粒子径は、JIS Z8825乾式法に準拠し、マルバーン社製のマスターサイザー3000を用いて、測定を行った。
[Particle size of alkaline earth metal carbonate]
The particle diameter of the alkaline earth metal carbonate was measured using a master sizer 3000 manufactured by Malvern, based on the JIS Z8825 dry method.
〔実施例1〕
Uプライマー45を10gと、炭酸カルシウム4.5gと、イオン交換水8.0gをサンプル瓶中で混合し、バインダーが20質量%、炭酸カルシウムが20質量%からなるコーティング液を作製した。このコーティング液に、ポリオレフィン繊維Aを30秒浸漬した後、1cm/秒で引き上げ、直ちに100℃の熱風オーブンで30分間加熱乾燥させて、セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
[Example 1]
10 g of U primer 45, 4.5 g of calcium carbonate, and 8.0 g of ion-exchanged water were mixed in a sample bottle to prepare a coating solution containing 20% by mass of binder and 20% by mass of calcium carbonate. The polyolefin fiber A was immersed in this coating solution for 30 seconds, then pulled up at 1 cm / second, and immediately heated and dried in a hot air oven at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a reinforcing fiber for a cement-based molded body. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例2〕
炭酸カルシウムを7.5gとした以外は、実施例1と同様の方法でバインダーが18質量%、炭酸カルシウムが30質量%からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
[Example 2]
A coating solution containing 18% by mass of binder and 30% by mass of calcium carbonate was prepared in the same manner as in Example 1 except that 7.5 g of calcium carbonate was used, and then a reinforcing fiber for cement-based molded body was obtained. . Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例3〕
バインダーとしてUプライマー45の代わりにPP用プライマーGX1073を用いた以外は、実施例1と同様の方法でバインダーが18質量%、炭酸カルシウムが20質量%からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 3
A coating solution comprising 18% by mass of binder and 20% by mass of calcium carbonate was prepared in the same manner as in Example 1 except that PP primer GX1073 was used instead of U primer 45 as a binder, and then cement-based molding was performed. Body reinforcing fibers were obtained. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例4〕
バインダーとしてUプライマー45の代わりにスーパークロン930を用いた以外は、実施例1と同様の方法でバインダーが16質量%、炭酸カルシウムが20質量%からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。溶剤系バインダーを用いた場合も、最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 4
A coating solution comprising 16% by mass of binder and 20% by mass of calcium carbonate was prepared in the same manner as in Example 1 except that Super Clone 930 was used instead of U primer 45 as a binder, and then a cement-based molded body Reinforcing fiber was obtained. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. Even when a solvent-based binder was used, the maximum adhesion force and the drawing energy were both high, and good adhesion to the cement molded article was exhibited.
〔実施例5〕
バインダーとしてUプライマー45の代わりにハードレンEH801を用いた以外は実施例1と同様の方法でバインダーが24質量%、炭酸カルシウムが20質量%からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 5
A coating liquid consisting of 24% by mass of binder and 20% by mass of calcium carbonate was prepared in the same manner as in Example 1 except that HARDLEN EH801 was used instead of U primer 45 as the binder, and then reinforcement for cement-based molded bodies Fiber was obtained. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔比較例1〕
コーティング液への浸漬を行っていない未処理のポリオレフィン繊維を用いて、セメント付着性評価を行った。セメント付着性評価の結果を表1に示す。実施例1と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
[Comparative Example 1]
Cement adhesion was evaluated using untreated polyolefin fibers that were not immersed in the coating solution. The results of cement adhesion evaluation are shown in Table 1. Compared with Example 1, both the maximum adhesion force and the drawing energy were low, indicating that the adhesion to the cement molded article was poor.
〔比較例2〕
炭酸カルシウムを加えず、バインダーが20質量%となるようにイオン交換水の量を調整してコーティング液を作製した以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。実施例1と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
[Comparative Example 2]
A reinforcing fiber for a cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was prepared by adjusting the amount of ion-exchanged water so that the binder was 20% by mass without adding calcium carbonate. . Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. Compared with Example 1, both the maximum adhesion force and the drawing energy were low, indicating that the adhesion to the cement molded article was poor.
〔比較例3〕
炭酸カルシウムを加えず、PP用プライマーGX1073をコーティング液として使用した以外は、実施例3と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。実施例3と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
[Comparative Example 3]
Reinforcing fibers for cement-based molded bodies were obtained in the same manner as in Example 3, except that calcium carbonate was not added and PP primer GX1073 was used as the coating liquid. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. Compared to Example 3, both the maximum adhesion force and the drawing energy were low, indicating that the adhesion to the cement molded article was poor.
〔比較例4〕
炭酸カルシウムを加えず、スーパークロン930をコーティング液として使用した以外は、実施例4と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表1に示す。実施例4と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
[Comparative Example 4]
Reinforcing fibers for cement-based molded bodies were obtained in the same manner as in Example 4, except that calcium carbonate was not added and Supercron 930 was used as the coating liquid. Table 1 shows the results of evaluation of cement adhesion of the obtained fibers. Compared to Example 4, both the maximum adhesion force and the drawing energy were low, indicating that the adhesion to the cement molded article was poor.
〔実施例6〕
ポリオレフィン繊維Bを用いた以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 6
A reinforcing fiber for a cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin fiber B was used. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例7〕
ポリオレフィン繊維Cを用いた以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 7
A reinforcing fiber for cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin fiber C was used. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例8〕
ポリオレフィン繊維Dを用いた以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 8
A reinforcing fiber for a cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin fiber D was used. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例9〕
ポリオレフィン繊維Eを用いた以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 9
A reinforcing fiber for a cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin fiber E was used. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
〔実施例10〕
ポリオレフィン繊維Fを用いた以外は、実施例1と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
Example 10
A reinforcing fiber for a cement-based molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin fiber F was used. The maximum adhesion force and extraction energy were both high, indicating good adhesion to the cement molded body.
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、セメント組成物との付着性に優れているため、トンネル覆工、道路床盤、高架橋等の各種土木用途、建築用途、コンクリート二次製品用途のセメント成形体用補強繊維として有効に利用できる。
The reinforcing fiber for cement-based molded article of the present invention has excellent adhesion to the cement composition, so that it is used for various civil engineering applications such as tunnel lining, road flooring, viaducts, construction applications, and concrete secondary products. It can be effectively used as a reinforcing fiber for a molded body.
Claims (10)
A fiber-reinforced cement-based molded body to which the reinforcing fiber for cement-based molded body according to any one of claims 1 to 8 is added.
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2017
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JP2021155296A (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 国立大学法人 岡山大学 | Mortar or concrete composition and molding thereof |
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KR102641352B1 (en) * | 2020-11-09 | 2024-02-27 | 한양대학교 산학협력단 | Method for coating CaCO3 on a surface of steel fiber for cement composites and the steal fiber treated by the method |
WO2023030303A1 (en) * | 2021-09-06 | 2023-03-09 | 青岛理工大学 | Cement-based composite material having negative poisson's ratio, and preparation method therefor |
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