JP6727486B2 - 水硬性材料補強用ナイロン繊維、水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法、及びこれを用いた水硬性材料 - Google Patents
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Description
本発明の水硬性材料は、上記の方法で得られた水硬性材料補強用ナイロン繊維を一定の割合で含むように水硬性組成物に添加し、適量の水を加えて十分に混練した後硬化させたり、既に水硬性組成物と水とを混ぜ合わせた水硬性材料スラリー中に添加し、十分に混練した後硬化させたりすることで得ることができる。本発明の水硬性材料に含まれる水硬性組成物には、各種セメント、細骨材、必要に応じて粗骨材、混和材や混和剤などが含まれる。前記水硬性組成物を構成するセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、低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など、各種セメントを使用することができる。前記水硬性組成物を構成する細骨材や粗骨材としては珪砂、川砂、海砂、浜砂、砕石が挙げられるほか、高炉スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、電気炉酸化スラグといった各種スラグなどを使用することができ、この中から水硬性材料の用途に応じて骨材の粒子径を選択して細骨材、粗骨材として使用することができる。前記水硬性組成物に含まれる混和材としては、フライアッシュ、珪石粉、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、エトリンガイトや公知の各種膨張材を使用することができる。前記水硬性組成物に含まれる混和剤としてはAE剤、AE減水剤、高機能AE減水剤、流動化剤、硬化促進剤、防錆剤、凝結遅延剤、急結剤、収縮低減剤を始めとする各種混和剤を目的や用途よって適宜選択して使用することができる。
(1)メルトフローレート(MFR)
ナイロン66のメルトフローレートは、JIS K 7210に準じて、270℃、荷重21.2Nで測定した。具体的には、メルトフローレートを測定するナイロン66の試料(樹脂ペレットもしくは製造した繊維)を100℃に設定した恒温乾燥機の中で5時間保持し、十分に乾燥させる。次に、JIS K 7210に準じた押出し式プラストメーターを270℃まで昇温し、270℃になってから20分保持して温度を安定させた後、乾燥させた試料を3〜8g充填する。そして、試料の充填から360秒後にメルトフローレートの測定を開始する。同じ測定を2回繰り返し、その平均値を270℃におけるナイロン66のメルトフローレートとした。
(2)単繊維強度および破断伸度
JIS L 1015に準じて、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとしたときの繊維切断時の荷重値及び伸度を測定し、それぞれ単繊維強度及び破断伸度とした。
(3)水硬性組成物の成形物の引張試験
図1に示す全長330mm、つかみ幅60mm、厚さ30mm、くびれ部分の幅30mm、同長さ80mmのダンベル型試験体1を用いて一軸引張試験により引張応力とひずみを測定した。この引張試験はJIS K 6301に準拠したものである。この試験装置10は試験体1をチャック2a,2bで固定した後、上下方向に引っ張り、引張応力を測定するとともに、変位計3a,3bによりひずみを測定する。図1の右図において数値はダンベル試験体の寸法(単位:mm)である。
原料ポリマーとしてナイロン66(Ny66)を使用し、溶融紡糸し、延伸し、熱セットして繊維とした。条件及び結果を表1にまとめて示す。
実施例4で作成したナイロン66からなる繊維を使用してセメントモルタル打設試験を行った。実施例5〜7は前記実施例4のナイロン66からなる繊維(以下において、「ナイロン66繊維」とも記す。)を使用し、比較例6は市販品のポリプロピレン(PP)補強繊維(繊維長:6mm)、比較例7は市販されている低単繊維強度のナイロン66補強繊維(単繊維強度:3.25cN/dtex、破断伸度:86%、繊維長:12mm、以下において、「低強度ナイロン66繊維」とも記す。)を使用した。表3に使用材料を示す。
実施例5及び6と同様にセメントモルタル打設試験を行った。実施例8は実施例5で用いたナイロン66からなる繊維(繊維長10mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験、実施例9は実施例5で用いたナイロン66からなる繊維(繊維長20mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験、比較例8は比較例6で用いたポリプロピレン繊維(繊維長6mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験とした。実施例8の結果は図3に示し、実施例9の結果は図4に示し、比較例8の結果は図5に示す。また、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)とひずみ4%のときの引張応力値(B)の関係は、実施例8は表5、実施例9は表6、比較例8は表7に示すとおりであり、実施例8、9のB/Aの値が高いことが分かる。
2a,2b チャック
3a,3b 変位計
10 試験装置
Claims (9)
- 短繊維からなる水硬性材料補強用ナイロン繊維であって、
前記ナイロン繊維は、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維であり、
単繊維強度が5.25〜9.0cN/dtexであり、破断伸度が15〜80%であることを特徴とする水硬性材料補強用ナイロン繊維。 - 前記ナイロン繊維は、繊度が0.3〜30dtexであり、繊維長が1〜50mmである請求項1に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維。
- 前記ナイロン繊維は、中実でかつ丸断面である請求項1又は2に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維。
- 水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法であって、
270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を溶融紡糸し、10〜80℃の温度の水存在下で湿式延伸し、その後、前記延伸温度より高い乾熱温度で熱セットすることにより、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維を得ることを特徴とする水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。 - 前記湿式延伸における延伸倍率が2〜6倍である請求項4に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。
- 前記熱セットは定長セットである求項4又は5に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。
- 前記熱セットの乾熱温度は100〜200℃である請求項4〜6のいずれかに記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のナイロン繊維を含む水硬性材料であって、
水硬性材料を100Vol%としたとき、前記ナイロン繊維を0.01〜5Vol%含むことを特徴とする水硬性材料。 - 前記水硬性材料の引張応力試験において、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)と、ひずみ4%のときの引張応力値(B)を比較すると、BはAの30%以上である請求項8に記載の水硬性材料。
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