JP7312947B2 - Concrete composition and method for producing concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、多葉状の繊維断面を有する補強繊維を含むコンクリート組成物及びコンクリート構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a concrete composition and a method for producing a concrete structure containing reinforcing fibers having a multilobed fiber cross-section.
普通ポルトランドセメントなどの各種セメントに細骨材（砂）、粗骨材（砂利）、混和剤を加えたコンクリート組成物は容易に高強度の構造体が得られるため、高層ビルといった各種高層建築物、橋脚の土台やダム構造物、トンネル内壁といった大型コンクリート構造物、コンクリート製枕木や消波ブロックといった小型コンクリート構造物まで幅広い分野で使用されている。これらの各種コンクリート構造物では、構造物の靱性向上、ひび割れの伝播抑制を目的として各種合成繊維や金属繊維で補強された繊維強化コンクリート（ＦＲＣ：Fiber Reinforced Concrete）にして使用されていることが多くなっている。 Concrete compositions made by adding fine aggregate (sand), coarse aggregate (gravel), and admixture to various types of cement such as ordinary Portland cement can easily produce high-strength structures, so they are used in a wide range of fields, from high-rise buildings to large concrete structures such as bridge pier foundations, dam structures, and inner walls of tunnels, to small concrete structures such as concrete sleepers and wave-dissipating blocks. In these various concrete structures, fiber reinforced concrete (FRC) reinforced with various synthetic fibers and metal fibers is often used for the purpose of improving the toughness of the structure and suppressing the propagation of cracks.
例えば、特許文献１には、繊維径が４～１５デニール、長さが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の合成繊維を０．５～３ｖｏｌ％含む繊維補強セメント組成物が提案されている。特許文献２には、繊維径１０００～９０００デニールと、繊維長さ５～６０ｍｍをもつ波形ポリプロピレン短繊維を配合した繊維混入高流動性コンクリートが提案されている。特許文献３には、断面略四角形の対向する２面に繊維の長手方向に沿って付形した凹部と、該略四角形の突起部の先端側に繊維の長手方向に沿って付形した凹部とを備えており、繊度が３０００～３５００ｄｔｅｘの補強繊維を含む中流動コンクリートが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a fiber-reinforced cement composition containing 0.5 to 3 vol % of synthetic fibers having a fiber diameter of 4 to 15 denier and a length of 3 mm to 10 mm. Patent Document 2 proposes a fiber-mixed high fluidity concrete blended with corrugated polypropylene short fibers having a fiber diameter of 1000 to 9000 denier and a fiber length of 5 to 60 mm. Patent Literature 3 proposes a medium-fluid concrete that is provided with recesses shaped along the longitudinal direction of the fibers on two opposing surfaces of a substantially square cross section and recesses shaped along the longitudinal direction of the fibers on the tip side of the protrusions of the approximately square shape, and containing reinforcing fibers with a fineness of 3000 to 3500 dtex.
一方、コンクリートの剥落やひび割れを防止するため、異形断面を有する繊維が好適に使用されている（特許文献４、特許文献５を参照）。これらの文献に記載されている異形断面繊維は、その断面形状に起因して、同じ繊度の丸断面繊維と比較して繊維表面の表面積が大きくなる。コンクリート組成物に添加する補強繊維の表面積が増加すると、水を添加した未硬化のコンクリート組成物（すなわち流動性を有するコンクリート組成物）において、補強繊維の表面と接触しているセメント粒子や各種骨材が増えるため、コンクリート組成物全体が拘束されるようになり、コンクリート組成物の流動性が低下しやすくなる。
特に、コンクリートの補強繊維として、異形断面を有する繊維であって、より単繊維繊度が小さい繊維（例えば４ｄｅ未満）を用いた場合、補強繊維の表面積の増加が著しく、それに伴ってコンクリート組成物の流動性が低下し、作業性（ワーカビリティ）や型枠への充填性が低下しやすくなる。そして、この傾向は補強繊維の単繊維繊度が小さくなるほど顕著であった。
On the other hand, in order to prevent spalling and cracking of concrete, fibers having irregular cross-sections are preferably used (see Patent Documents 4 and 5). Due to the cross-sectional shape of the modified cross-section fibers described in these documents, the surface area of the fiber surface is larger than that of the round cross-section fibers of the same fineness. When the surface area of the reinforcing fibers added to the concrete composition increases, the amount of cement particles and various aggregates in contact with the surface of the reinforcing fibers increases in the unhardened concrete composition to which water is added (that is, the concrete composition having fluidity), so that the entire concrete composition becomes constrained and the fluidity of the concrete composition tends to decrease.
In particular, when a fiber having a modified cross section and a smaller single fiber fineness (for example, less than 4 de) is used as a reinforcing fiber for concrete, the surface area of the reinforcing fiber is significantly increased, and accordingly the fluidity of the concrete composition is decreased, and workability and fillability of the formwork are likely to be decreased. This tendency was more pronounced as the monofilament fineness of the reinforcing fibers decreased.
本発明は、上記問題を解決するため、単繊維繊度が小さく、多葉状の繊維断面を有する補強繊維を含み、かつ一定の流動性を有するコンクリート組成物及びコンクリート構造体の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a concrete composition having a small single fiber fineness, containing reinforcing fibers having a multilobed fiber cross section, and having a certain fluidity, and a method for producing a concrete structure.
本発明は、セメント、水、細骨材、粗骨材、補強繊維、フライアッシュ、増粘剤、及び減水剤を含み、スランプ値が１２ｃｍ以上３０ｃｍ以下であり、前記補強繊維は、３つ以上の凸部を有する多葉状の断面形状を有し、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上４．２ｄｔｅｘ以下であり、かつ繊維長が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記補強繊維を０．３体積％以上２．０体積％以下含むコンクリート組成物に関する。 The present invention includes cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, reinforcing fiber, fly ash, thickener, and water reducing agent, and has a slump value of 12 cm or more and 30 cm or less, the reinforcing fiber has a multilobed cross-sectional shape having three or more protrusions, a single fiber fineness of 0.5 dtex or more and 4.2 dtex or less, a fiber length of 2 mm or more and 20 mm or less, and the content of the reinforcing fiber is 0.3 vol% or more and 2.0 vol%. Concrete compositions comprising:
本発明は、また、前記のコンクリート組成物を硬化してコンクリート構造体を得るコンクリート構造体の製造方法に関する。 The present invention also relates to a method for producing a concrete structure by curing the concrete composition to obtain a concrete structure.
本発明によれば、単繊維繊度が小さく、多葉状の繊維断面を有する補強繊維を含み、かつ一定の流動性を有するコンクリート組成物を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、良好な初期圧縮強度を有するコンクリート構造体を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a concrete composition having a small single fiber fineness, containing reinforcing fibers having a multilobed fiber cross section, and having constant fluidity. Moreover, according to the production method of the present invention, a concrete structure having good initial compressive strength can be obtained.
本発明者らは、前記課題を解決するため、鋭意検討した。その結果、単繊維繊度が小さく、多葉状の繊維断面を有する補強繊維を含むコンクリート組成物に、フライアッシュ、増粘剤及び減水剤を含ませることで、流動性を改善し得ることを見出した。具体的には、補強繊維として、３つ以上の凸部を有する多葉状の断面形状を有し、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上４．２ｄｔｅｘ以下であり、かつ繊維長が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である繊維を用いるとともに、コンクリート組成物にセメント、水、細骨材、粗骨材、補強繊維、フライアッシュ、増粘剤、及び減水剤を含ませ、補強繊維の含有量を０．３体積％以上２．０体積％以下にすることで、スランプ値が１２ｃｍ以上３０ｃｍ以下の中程度の流動性を有するコンクリート組成物が得られることを見出した。 In order to solve the above problems, the present inventors conducted extensive studies. As a result, the present inventors have found that fluidity can be improved by adding fly ash, a thickener and a water reducing agent to a concrete composition containing reinforcing fibers having a small single fiber fineness and a multilobed fiber cross section. Specifically, as the reinforcing fibers, fibers having a multilobal cross-sectional shape with three or more convex portions, a single fiber fineness of 0.5 dtex or more and 4.2 dtex or less, and a fiber length of 2 mm or more and 20 mm or less are used. It was found that a concrete composition having moderate fluidity with a slump value of 12 cm or more and 30 cm or less was obtained.
セメントは、特に限定されず、例えば、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。 Cement is not particularly limited, and various cements such as ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate-heat Portland cement, low-heat Portland cement, and sulfate-resistant Portland cement can be used.
フライアッシュは、特に限定されず、セメントの混和材として用いられるものを適宜用いることができる。コンクリート組成物の混和材として使用するフライアッシュについては、ＪＩＳ Ａ ６２０１に規格が定められている。この規格では、強熱減量の値、４５μｍふるい残分などの違いから、コンクリート組成物の混和材として使用するのに好ましいフライアッシュが、フライアッシュI種からフライアッシIV種まで分類されている。ＪＩＳ Ａ ６２０１に定められているフライアッシュI種からフライアッシIV種であれば、コンクリートの流動性を改善するのに好ましく使用できる。より好ましいフライアッシュは、ＪＩＳ Ａ ６２０１に定められているフライアッシュI種やフライアッシII種である。 The fly ash is not particularly limited, and any fly ash that is used as an admixture for cement can be used as appropriate. JIS A 6201 defines standards for fly ash used as an admixture for concrete compositions. In this standard, fly ash suitable for use as an admixture for concrete compositions is classified into fly ash type I to fly ash type IV based on differences in ignition loss value, 45 μm sieve residue, and the like. Fly ash types I to IV defined in JIS A 6201 can be preferably used to improve the fluidity of concrete. More preferable fly ash is fly ash type I or fly ash type II defined in JIS A 6201.
コンクリート組成物におけるフライアッシュの含有量は、特に限定されないが、コンクリート組成物の流動性を高める観点から、セメント１００質量部に対して１０質量部以上であることが好ましく、１３質量部以上であることがより好ましい。また、前記フライアッシュの含有量は、特に限定されないが、コンクリート構造体の初期圧縮強度を高める観点から、セメント１００質量部に対して４０質量部以下であることが好ましく、３５質量部以下であることがより好ましく、３０質量部以下であることがさらに好ましい。 The content of fly ash in the concrete composition is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the fluidity of the concrete composition, it is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 13 parts by mass or more based on 100 parts by mass of cement. In addition, the content of the fly ash is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the initial compressive strength of the concrete structure, it is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement.
増粘剤は、特に限定されず、セメント向けの増粘剤を適宜用いることができる。具体的には、セルロース誘導体系増粘剤、アクリル系増粘剤、多糖類系増粘剤等を好適に用いることができる。コンクリート組成物の流動性を向上させる観点から、多糖類系増粘剤であることが好ましく、天然多糖類系増粘剤であることがより好ましく、天然高分子多糖類系増粘剤であることがさらに好ましい。増粘剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 The thickener is not particularly limited, and a thickener for cement can be used as appropriate. Specifically, cellulose derivative-based thickeners, acrylic thickeners, polysaccharide-based thickeners, and the like can be suitably used. From the viewpoint of improving the fluidity of the concrete composition, it is preferably a polysaccharide-based thickener, more preferably a natural polysaccharide-based thickener, and even more preferably a natural polymer polysaccharide-based thickener. A thickener may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
コンクリート組成物における増粘剤の含有量は、特に限定されないが、コンクリート組成物の流動性及びコンクリート構造体の初期圧縮強度を良好にする観点から、セメント１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１０質量部以下であることが好ましく、０．０２質量部以上０．０８質量部以下であることがより好ましい。 The content of the thickener in the concrete composition is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the fluidity of the concrete composition and the initial compressive strength of the concrete structure, it is preferably 0.01 parts by mass or more and 0.10 parts by mass or less, more preferably 0.02 parts by mass or more and 0.08 parts by mass or less based on 100 parts by mass of cement.
減水剤は、特に限定されず、例えば、高性能ＡＥ減水剤を用いることができる。高性能ＡＥ減水剤としては、例えば、ナフタリンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸系、メラミンスルホン酸系、アミノスルホン酸系などが挙げられ、ポリカルボン酸系減水剤が好ましい。減水剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 The water reducing agent is not particularly limited, and for example, a high performance AE water reducing agent can be used. Examples of high-performance AE water reducing agents include naphthalenesulfonate-based, polycarboxylic acid-based, melaminesulfonic acid-based, and aminosulfonic acid-based water-reducing agents, with polycarboxylic acid-based water-reducing agents being preferred. One type of water reducing agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
コンクリート組成物における減水剤の含有量は、特に限定されないが、コンクリート組成物の流動性及びコンクリート構造体の初期圧縮強度を良好にする観点から、セメント１００質量部に対して０．５質量部以上５質量部以下であることが好ましく、１．０質量部以上４．５質量部以下であることがより好ましく、１．５質量部以上４質量部以下であることがさらに好ましい。 The content of the water reducing agent in the concrete composition is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the fluidity of the concrete composition and the initial compressive strength of the concrete structure, it is preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 1.0 parts by mass or more and 4.5 parts by mass or less, and further preferably 1.5 parts by mass or more and 4 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of cement.
骨材は、特に限定されず、例えば、珪砂、川砂、海砂、浜砂、砕石などが挙げられるほか、高炉スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ及び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る。骨材の中からコンクリート組成物の用途に応じて骨材の粒子径を選択して、適宜細骨材又は粗骨材として使用することができる。細骨材又は粗骨材は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 The aggregate is not particularly limited, and examples thereof include silica sand, river sand, sea sand, beach sand, crushed stone, and various slags such as blast furnace slag, ferronickel slag, copper slag, and electric furnace oxidation slag. The particle size of the aggregate can be selected from the aggregate according to the application of the concrete composition, and the aggregate can be used as a fine aggregate or a coarse aggregate as appropriate. Fine aggregates or coarse aggregates may be used singly or in combination of two or more.
コンクリート組成物における水の含有量は、施工性の観点から、コンクリート組成物１ｍ３あたりの水量である単位水量として２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、２６０ｋｇ／ｍ３以上３８０ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of workability, the water content in the concrete composition is preferably 250 kg/m 3 or more and 400 kg/m 3 or less, more preferably 260 kg/m 3 or more and 380 kg/m 3 or less, as a unit water amount per 1 m 3 of the concrete composition.
補強繊維は、３つ以上の凸部を有する多葉状の断面形状を有する。凸部の数は、３個以上１６個以下であることが好ましく、より好ましくは３個以上８個以下であり、さらに好ましくは３個以上５個以下である。具体的には、多葉状としては、例えば、３個の凸部を有する三葉状、４個の凸部を有する四葉状、８個の凸部を有する八葉状などが挙げられる。補強繊維の断面形状が３つ以上の凸部を有する多葉状であることで、セメント材料と接触する表面積を増加できるとともに、セメント材料が入り込むスペースを確保できる。また、多葉状の断面形状は、凸部が繊維の中心付近から放射状に形成されていることが好ましい。凸部が放射状に形成されることで、セメント材料が隣り合う凸部間に入り込み易くなる。凸部が放射状に形成されている多葉状の断面形状としては、例えば、図１に示されている四葉状、図２に示されている八葉状などが挙げられる。なお、繊維断面には、繊維の長手方向に垂直な面となるように切断した繊維断面と、繊維の長手方向に平行な面になるように切断した繊維断面の二種類がある。本発明においては、特に記載がなければ繊維断面とは、当該繊維の長手方向に対し、垂直な面となるように切断した切断面（横断面）を指し、断面形状とは当該繊維の長手方向に対し、垂直な面となるように切断した切断面の形状を指す。 The reinforcing fibers have a multilobal cross-sectional shape with three or more protrusions. The number of protrusions is preferably 3 or more and 16 or less, more preferably 3 or more and 8 or less, and still more preferably 3 or more and 5 or less. Specifically, the multi-leaf shape includes, for example, a three-leaf shape having three convex portions, a four-leaf shape having four convex portions, an eight-leaf shape having eight convex portions, and the like. Since the cross-sectional shape of the reinforcing fiber is a multilobed shape having three or more protrusions, it is possible to increase the surface area in contact with the cement material and secure a space for the cement material to enter. Moreover, it is preferable that the convex part is formed radially from the vicinity of the center of the fiber in the multi-lobed cross-sectional shape. The radial formation of the projections makes it easier for the cement material to enter between the adjacent projections. Examples of the multi-lobed cross-sectional shape in which the protrusions are formed radially include the four-lobed shape shown in FIG. 1 and the eight-lobed shape shown in FIG. There are two types of fiber cross sections: a fiber cross section cut perpendicular to the longitudinal direction of the fiber and a fiber cross section cut parallel to the longitudinal direction of the fiber. In the present invention, unless otherwise specified, the cross section of a fiber refers to a cut surface (cross section) cut perpendicular to the longitudinal direction of the fiber, and the cross-sectional shape refers to the shape of a cut surface cut perpendicular to the longitudinal direction of the fiber.
補強繊維は、繊維断面に存在する少なくとも一つの凸部において、先端部分が略曲線状であり、繊維の中心に向かう根元部分の幅が先端部分の最大幅に比べて小さくなっていることが好ましい。より好ましくは、繊維断面に存在する全ての凸部において、先端部分が略曲線状であり、繊維の中心に向かう根元部分の幅が先端部分の最大幅に比べて小さくなっている。かかる形状を有することにより、根元から変形し易く、セメント材料が隣り合う凸部間の凹部に入り込み易くなる。凸部の先端部分の最大幅は、図３に示しているように、凸部の２つの根元を結ぶ線の中点ｕから凸部の先端（頂点ｔ）までを結ぶ線を引き、その線から凸部の外形に向けて垂線を引いたときの最大長さＷｔをいい、繊維断面における凸部の根元部分の幅は、図３に示しているように、凸部の２つの根元を結ぶ線の長さＷｂをいう。凸部において、先端部分の最大幅Ｗｔと、根元部分の幅Ｗｂとの比（Ｗｔ／Ｗｂ）は、好ましくは１．０以上５．０以下であり、より好ましくは１．１以上４．０以下であり、さらに好ましくは１．２以上３．０以下であり、特に好ましくは以上２．４以下であり、最も好ましくは１．４以上２．０以下である。Ｗｔ／Ｗｂが上記範囲を満たすと、補強効果が高い傾向にある。凸部の先端部分の最大幅Ｗｔ及び凸部の根元部分の幅Ｗｂは、繊維束の繊維断面を電子顕微鏡などで拡大して、任意の繊維１０本の値を平均して求めることができる。 It is preferable that the reinforcing fiber has a substantially curved tip portion in at least one convex portion present in the cross section of the fiber, and the width of the root portion toward the center of the fiber is smaller than the maximum width of the tip portion. More preferably, all protrusions present in the cross section of the fiber have tip portions that are substantially curved, and the width of the root portion toward the center of the fiber is smaller than the maximum width of the tip portion. By having such a shape, it is easy to deform from the root, and the cement material can easily enter the recesses between the adjacent protrusions. As shown in FIG. 3, the maximum width of the tip portion of the protrusion refers to the maximum length Wt when a line connecting the midpoint u of the line connecting the two roots of the protrusion to the tip (apex t) of the protrusion is drawn, and a perpendicular line is drawn from that line toward the outer shape of the protrusion. In the convex portion, the ratio (Wt/Wb) of the maximum width Wt of the tip portion to the width Wb of the root portion is preferably 1.0 or more and 5.0 or less, more preferably 1.1 or more and 4.0 or less, still more preferably 1.2 or more and 3.0 or less, particularly preferably 1.4 or more and 2.4 or less, and most preferably 1.4 or more and 2.0 or less. When Wt/Wb satisfies the above range, the reinforcing effect tends to be high. The maximum width Wt of the tip portion of the projection and the width Wb of the root portion of the projection can be obtained by enlarging the fiber cross section of the fiber bundle with an electron microscope or the like and averaging the values of ten arbitrary fibers.
凸部における先端部分の最大幅Ｗｔは、３μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下であり、さらに好ましくは６μｍ以上１２μｍ以下である。上記範囲内にあると、隣り合う凸部間に形成される凹部にセメント粒子や粒子径の小さな骨材が入り込みやく、補強効果が高まる。 The maximum width Wt of the tip portion of the projection is preferably 3 μm or more and 20 μm or less, more preferably 5 μm or more and 15 μm or less, and still more preferably 6 μm or more and 12 μm or less. Within the above range, cement particles or aggregate having a small particle size can easily enter recesses formed between adjacent protrusions, enhancing the reinforcing effect.
凸部における根元部分の幅Ｗｂは、２μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３.５μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに好ましくは４μｍ以上７．５μｍ以下である。凸部の根元部分の幅Ｗｂが前記範囲内にあると、隣り合う凸部間に形成される凹部にセメント粒子や粒子径の小さい骨材が入り込みやすくなり、補強効果が高まる。また、根元部分の幅Ｗｂが前記範囲内にあると、セメント、粗骨材、細骨材、補強繊維、水等を混合する際、混合により発生する剪断力によって、補強繊維の凸部のうち一部の凸部が、根元付近から剥離、フィブリル化、又は分離し易くなる傾向にある。 The width Wb of the root portion of the projection is preferably 2 μm or more and 15 μm or less, more preferably 3.5 μm or more and 10 μm or less, and still more preferably 4 μm or more and 7.5 μm or less. When the width Wb of the root portion of the projections is within the above range, cement particles or aggregates with small particle diameters can easily enter the recesses formed between the adjacent projections, enhancing the reinforcing effect. Further, when the width Wb of the root portion is within the above range, when cement, coarse aggregate, fine aggregate, reinforcing fibers, water, etc. are mixed, shear force generated by mixing causes some of the convex portions of the reinforcing fibers to tend to peel off, fibrillate, or separate from the vicinity of the root.
凸部の長さは、図３に示されているように、凸部の２つの根元を結ぶ線の中点ｕから凸部の先端（頂点ｔ）までを結ぶ線の長さＬをいう。凸部の長さＬは、３μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４μｍ以上２０μｍ以下であり、さらにより好ましくは５μｍ以上１８μｍ以下である。凸部の長さＬが３μｍ以上であると、凸部が根元から変形しやすくなる。凸部の長さＬが３０μｍ以下であると、凸部間に形成された凹部でのセメント材料の結合ないし係止が良好になる。凸部の長さＬは、繊維束の繊維断面を電子顕微鏡等で拡大して、任意の繊維１０本の値を平均して求めることができる。 As shown in FIG. 3, the length of the protrusion refers to the length L of the line connecting the midpoint u of the line connecting the two roots of the protrusion to the tip (apex t) of the protrusion. The length L of the projection is preferably 3 μm or more and 30 μm or less, more preferably 4 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably 5 μm or more and 18 μm or less. When the length L of the protrusion is 3 μm or more, the protrusion is likely to be deformed from its base. When the length L of the protrusions is 30 μm or less, the cement material can be well bonded or locked in the recesses formed between the protrusions. The length L of the convex portion can be obtained by enlarging the fiber cross section of the fiber bundle with an electron microscope or the like and averaging the values of 10 arbitrary fibers.
凸部の長さＬと、凸部の根元部分の幅Ｗｂとの比（Ｌ／Ｗｂ）は１．０以上４．０以下であることが好ましく、より好ましくは１．１以上３．０以下であり、さらに好ましくは１．２以上２．８以下であり、特に好ましくは１．２以上２．６以下である。Ｌ／Ｗｂが前記範囲を満たすと、凸部が根元から変形しやすく、補強効果が高い傾向にある。 The ratio (L/Wb) of the length L of the protrusion to the width Wb of the base portion of the protrusion (L/Wb) is preferably 1.0 or more and 4.0 or less, more preferably 1.1 or more and 3.0 or less, still more preferably 1.2 or more and 2.8 or less, and particularly preferably 1.2 or more and 2.6 or less. When L/Wb satisfies the above range, the convex portion tends to be easily deformed from the root, and the reinforcing effect tends to be high.
凸部は、繊維の長さ方向（繊維側面）に対して、連続、不連続のいずれであってもよいが、製造工程性を考慮すると、凸部は繊維側面において連続して存在していることが好ましい。 The projections may be continuous or discontinuous in the longitudinal direction of the fiber (side surface of the fiber), but it is preferable that the projections are present continuously on the side surface of the fiber in consideration of the manufacturing process.
補強繊維の繊維断面において、凸部は、根元部分の一部が剥離するか、又は根元部分からフィブリル化していることが好ましい。このように根元部分が剥離又はフィブリル化すると、セメント材料との接触面積が増加し、セメント材料との結合性ないし係止性が高くなる傾向にある。 In the fiber cross section of the reinforcing fiber, it is preferable that the convex part is partly separated from the root part or fibrillated from the root part. When the root portion is exfoliated or fibrillated in this manner, the contact area with the cement material increases, and there is a tendency for the bondability or locking property with the cement material to increase.
補強繊維は、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上４．２ｄｔｅｘ以下であり、かつ繊維長が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。補強繊維は、単繊維繊度が０．８ｄｔｅｘ以上４．０ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、１．０ｄｔｅｘ以上３．９ｄｔｅｘ以下であることがより好ましい。補強繊維は、繊維長が２ｍｍ以上１８ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが特に好ましい。単繊維繊度及び繊維長が前記範囲であると、セメント材料などのコンクリート組成物に含まれる材料とのなじみが良好になり、ひび割れ防止効果などの補強効果が向上する。 The reinforcing fibers have a single fiber fineness of 0.5 dtex or more and 4.2 dtex or less and a fiber length of 2 mm or more and 20 mm or less. The reinforcing fibers preferably have a single fiber fineness of 0.8 dtex or more and 4.0 dtex or less, more preferably 1.0 dtex or more and 3.9 dtex or less. The reinforcing fiber preferably has a fiber length of 2 mm or more and 18 mm or less, more preferably 3 mm or more and 15 mm or less, and particularly preferably 3 mm or more and 10 mm or less. When the single fiber fineness and fiber length are within the above ranges, compatibility with materials contained in concrete compositions such as cement materials is improved, and reinforcing effects such as crack prevention effects are improved.
補強繊維を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されず、繊維の製造において通常用いられている熱可塑性樹脂から、任意に選択してよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン－１、ポリメチルペンテン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸メチル共重合体及びエチレン－アクリル酸メチル共重合体等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂；ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂；ナイロン６及びナイロン６６等のポリアミド系樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール）樹脂；ポリケトン樹脂；ポリスチレン樹脂；ビニロン樹脂；ならびにアクリル系樹脂からなる群から、１又は複数の樹脂を選択して使用してよい。 The thermoplastic resin constituting the reinforcing fiber is not particularly limited, and may be arbitrarily selected from thermoplastic resins commonly used in fiber production. Specifically, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutene-1, polymethylpentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer and ethylene-methyl acrylate copolymer; Aliphatic polyester resins such as succinate and polybutylene succinate; polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66; polycarbonate resins; polyoxymethylene (polyacetal) resins; polyketone resins;
耐熱性及び汎用性の観点から、補強繊維は、ポリオレフィン系樹脂を５０質量％以上含む合成繊維であることが好ましく、ポリオレフィン系樹脂を６０質量％以上含む合成繊維であることがより好ましく、ポリオレフィン系樹脂を７５質量％以上含む合成繊維であることがさらに好ましく、ポリオレフィン系樹脂を８５質量％以上含む合成繊維であることがさらにより好ましく、実質的にポリオレフィン系樹脂からなることが特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂は、耐アルカリ性の観点から、ポリプロピレン及びポリメチルペンテンからなる群から選ばれる一つ以上であることが好ましい。 From the viewpoint of heat resistance and versatility, the reinforcing fiber is preferably a synthetic fiber containing 50% by mass or more of a polyolefin resin, more preferably a synthetic fiber containing 60% by mass or more of a polyolefin resin, more preferably a synthetic fiber containing 75% by mass or more of a polyolefin resin, even more preferably a synthetic fiber containing 85% by mass or more of a polyolefin resin, and particularly preferably consisting essentially of a polyolefin resin. From the viewpoint of alkali resistance, the polyolefin resin is preferably one or more selected from the group consisting of polypropylene and polymethylpentene.
補強繊維は、前記熱可塑性樹脂の２以上の成分からなる複合繊維であってよい。具体的には、同心芯鞘型複合繊維、偏心芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維、分割型複合繊維及び海島型複合繊維のいずれであってもよい。例えば、芯鞘型複合繊維の場合、外形が多葉状であり、芯成分は円形又は異形のいずれであってもよい。芯成分が異形の場合、外形と略相似形であることが好ましい。２以上の成分としては、前述した熱可塑性樹脂を複数選択するとよいが、いずれの成分も、例えば鞘成分と芯成分のいずれも、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン及びポリメチルペンテンからなる群から選ばれる一つ以上であることがより好ましい。 The reinforcing fibers may be bicomponent fibers consisting of two or more components of said thermoplastic resin. Specifically, any of concentric sheath-core conjugate fibers, eccentric sheath-core conjugate fibers, side-by-side conjugate fibers, splittable conjugate fibers and sea-island conjugate fibers may be used. For example, in the case of a core-sheath type conjugate fiber, the outer shape may be multi-lobed, and the core component may be circular or irregular. When the core component has an irregular shape, it is preferably substantially similar in shape to the outer shape. As the two or more components, it is preferable to select a plurality of the thermoplastic resins described above, but all components, for example, both the sheath component and the core component, are preferably polyolefin resins, and more preferably one or more selected from the group consisting of polypropylene and polymethylpentene.
ポリプロピレンとしては、特に限定されないが、立体規則性の点で高強度繊維が得られるということから、アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ：モル％）が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９３％以上、さらに好ましくは９４％以上のポリプロピレン樹脂を用いることができる。なおＩＰＦは、ｎ－ヘプタン不溶分成分について「マクロモレキュラーズ」（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．６，９２５（１９７３）及びＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．８，６８７（１９７５））に準じて測定するとよい。 The polypropylene is not particularly limited, but a polypropylene resin having an isotactic pentad fraction (IPF: mol %) of preferably 90% or more, more preferably 93% or more, and still more preferably 94% or more can be used because high-strength fibers can be obtained in terms of stereoregularity. The IPF may be measured for n-heptane-insoluble components according to "Macromolecules" (Macromoleculer, Vol. 6, 925 (1973) and Macromoleculer, Vol. 8, 687 (1975)).
ポリプロピレンとしては、特に限定されないが、Ｑ値（重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量の比、すなわちＭｗ／Ｍｎ）が６未満であることが、高い延伸性を有するので、高強度の繊維が得られ、好ましい。より好ましいＱ値は、５未満であり、さらに好ましくは４以下である。Ｑ値の下限は特に限定されないが、Ｑ値は２以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましく、３以上であることが特に好ましい。なお、Ｑ値は補強繊維を測定用の試料として、クロス分別装置（ＣＦＣ）とフーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析（ＦＴ－ＩＲ）を用い、測定溶媒としてオルトジクロルベンゼン（ＯＤＣＢ）を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）から数平均分子量Ｍｎ、重量平均分子量Ｍｗと併せて重量平均分子量／数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ：Ｑ値）として測定できる。 The polypropylene is not particularly limited, but it is preferable that the Q value (the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight, i.e., Mw/Mn) is less than 6 because it has high stretchability and high strength fibers can be obtained. A more preferable Q value is less than 5, more preferably 4 or less. Although the lower limit of the Q value is not particularly limited, the Q value is preferably 2 or more, more preferably 2.5 or more, and particularly preferably 3 or more. In addition, the Q value can be measured as a weight average molecular weight / number average molecular weight ratio (Mw / Mn: Q value) together with the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw from gel permeation chromatography (GPC) using ortho-dichlorobenzene (ODCB) as a measurement solvent, using a reinforcing fiber as a sample for measurement, using a cross fractionator (CFC) and Fourier transform infrared absorption spectrometry (FT-IR).
補強繊維は、繊維表面が親水化されていてもよい。これにより、セメント材料との親和性が良好になる。親水化処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、フッ素ガス処理（例えば、フッ素ガスと酸素ガスを含む混合ガスや、フッ素ガスと亜硫酸ガスを含む混合ガスを用いた処理が挙げられる。）、オゾン処理（例えば、オゾン水溶液による処理や、オゾンガス処理などが挙げられる。）、スルホン化処理（無水硫酸ガスを用いたスルホン化処理の他、発煙硫酸を用いたスルホン化処理、亜硫酸ガスを用いたスルホン化処理、熱濃硫酸を用いたスルホン化処理などが挙げられる。）などが挙げられるが、コロナ放電処理やプラズマ処理が好ましい。補強繊維表面への極性基の導入をコロナ放電処理にて実施する場合、処理の条件は特に限定されないが、コロナ放電処理における１回当たりの放電量を１０Ｗ／ｍ２／分以上にすることが好ましく、総放電量を１０Ｗ／ｍ２／分以上５０００Ｗ／ｍ２／分以下とすることが好ましく、総放電量を１２Ｗ／ｍ２／分以上４０００Ｗ／ｍ２／分以下にすることがより好ましい。補強繊維表面への極性基の導入をプラズマ処理にて実施する場合、その処理条件は特に限定されないが、常圧プラズマ処理であることが好ましく、常圧プラズマ処理を、電圧２０ｋＶ以上２５０ｋＶ以下、周波数５００ｐｐｓ以上３０００ｐｐｓ以下で処理すればよい。常圧プラズマ処理であると、低電圧で処理できるので、繊維の劣化が少なく都合がよい。 The reinforcing fiber may have a hydrophilic surface. This improves the compatibility with the cement material. Examples of the hydrophilization treatment include corona discharge treatment, plasma treatment, fluorine gas treatment (for example, treatment using a mixed gas containing fluorine gas and oxygen gas and treatment using a mixed gas containing fluorine gas and sulfurous acid gas), ozone treatment (for example, treatment with an aqueous ozone solution and ozone gas treatment), sulfonation treatment (sulfonation treatment using anhydrous sulfuric acid gas, sulfonation treatment using fuming sulfuric acid, sulfonation treatment using sulfurous acid gas, sulfonation treatment using hot concentrated sulfuric acid, etc.). etc., but corona discharge treatment and plasma treatment are preferred. When the polar groups are introduced onto the surface of the reinforcing fiber by corona discharge treatment, the treatment conditions are not particularly limited, but the amount of discharge per corona discharge treatment is preferably 10 W/m 2 /min or more, the total discharge amount is preferably 10 W/m 2 /min or more and 5000 W/m 2 /min or less, and the total discharge amount is more preferably 12 W/m 2 /min or more and 4000 W/m 2 /min or less. When the polar group is introduced into the surface of the reinforcing fiber by plasma treatment, the treatment conditions are not particularly limited, but atmospheric pressure plasma treatment is preferable, and the atmospheric pressure plasma treatment may be performed at a voltage of 20 kV or more and 250 kV or less and a frequency of 500 pps or more and 3000 pps or less. The normal-pressure plasma treatment is advantageous because the treatment can be performed at a low voltage, so that the fibers are less deteriorated.
補強繊維は、熱可塑性樹脂に無機物粒子を混合する方法、熱可塑性樹脂に親水化剤等を混合する方法、熱可塑性樹脂に極性基を有する変性ポリオレフィンを混合する方法、繊維表面に界面活性剤等を付着する方法等により、セメント材料との親和性を向上させてもよい。 Reinforcing fibers may be improved in affinity with cement materials by a method of mixing inorganic particles with a thermoplastic resin, a method of mixing a hydrophilic agent or the like with a thermoplastic resin, a method of mixing a modified polyolefin having a polar group with a thermoplastic resin, a method of attaching a surfactant or the like to the fiber surface, or the like.
熱可塑性樹脂に混合される無機物としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、及びカリウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素の酸化物、炭酸塩又は硫酸塩等が挙げられる。これらの無機物は、セメント材料との親和性を考慮すると、繊維表面に露出していることが好ましく、芯鞘型複合繊維の場合は、鞘成分を構成する熱可塑性樹脂に混合するとよい。無機物粒子の配合量は、鞘成分１００質量％に対し、０．１質量％以上４０質量％以下の範囲が好ましく、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下の範囲である。無機物粒子は、平均粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．２μｍ以上５μｍ以下であり、さらに好ましくは、０．３μｍ以上２μｍ以下である。無機物粒子の平均粒子径が０．１μｍ以上であると、繊維表面に凸部が形成されて、硬化体から繊維が抜けにくくなる効果をより顕著に得ることができる。無機物粒子の平均粒子径が１０μｍ以下であると、繊維の紡糸工程で糸切れが発生することを抑制することができ、また、得られた繊維は、無機物粒子が繊維表面から脱落しにくい。無機物粒子の平均粒子径は、粒度分布測定装置（商品名：ＳＡＬＤ－２０００、島津製作所社製）で測定することができる。 Examples of the inorganic material mixed with the thermoplastic resin include oxides, carbonates or sulfates of at least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum, calcium, magnesium, sodium, and potassium. Considering the affinity with the cement material, these inorganic substances are preferably exposed on the fiber surface, and in the case of core-sheath type composite fibers, they are preferably mixed with the thermoplastic resin constituting the sheath component. The blending amount of the inorganic particles is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably in the range of 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the sheath component. The inorganic particles preferably have an average particle size of 0.1 μm or more and 10 μm or less. It is more preferably 0.2 μm or more and 5 μm or less, and still more preferably 0.3 μm or more and 2 μm or less. When the average particle size of the inorganic particles is 0.1 μm or more, convex portions are formed on the surface of the fibers, and the effect of making it difficult for the fibers to come off from the cured product can be obtained more remarkably. When the average particle diameter of the inorganic particles is 10 μm or less, it is possible to suppress the occurrence of thread breakage in the spinning process of the fibers, and the inorganic particles are less likely to fall off from the fiber surfaces of the obtained fibers. The average particle size of the inorganic particles can be measured with a particle size distribution analyzer (trade name: SALD-2000, manufactured by Shimadzu Corporation).
親水化剤としては、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、スルホン基などの親水基を有する化合物であればよく特に限定されないが、例えば、脂肪酸グリセライド（モノグリセリン脂肪酸エステル）、ポリグリセリン脂肪酸エステル、アルコキシ化アルキルフェノール、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、及び脂肪酸ジエタノールアミド等が挙げられる。親水化剤や極性基を有する変性ポリオレフィン等は、繊維強度を大きく阻害しない範囲で混合することができる。 The hydrophilizing agent is not particularly limited as long as it is a compound having a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a sulfone group. A hydrophilizing agent, a modified polyolefin having a polar group, or the like can be mixed as long as the fiber strength is not significantly impaired.
上述した熱可塑性樹脂に無機物粒子、親水化剤、極性基を有する変性ポリオレフィン等を混合して複合繊維とする場合、複合繊維の鞘成分の熱可塑性樹脂に混合することが好ましく、芯成分／鞘成分の複合比は、２／８～９／１であることが好ましい。より好ましい複合比は、７／３～９／１である。この場合、芯成分の樹脂は、鞘成分と同じ種類の樹脂を用いると、繊維強度の低下が少なく、セメント材料との親和性が向上し、好ましい。 When inorganic particles, a hydrophilizing agent, a modified polyolefin having a polar group, etc. are mixed with the thermoplastic resin described above to form a composite fiber, it is preferable to mix it with the thermoplastic resin of the sheath component of the composite fiber, and the composite ratio of the core component/sheath component is preferably 2/8 to 9/1. A more preferred composite ratio is 7/3 to 9/1. In this case, it is preferable to use the same kind of resin as the resin for the core component as for the sheath component, since the decrease in fiber strength is small and the affinity with the cement material is improved.
界面活性剤としては、親水性を向上させる目的で使用される通常のもので差し支えなく、例えば、オクチルアルキルホスフェート、デシルアルキルホスフェート、ラウリルアルキルホスフェート、トリデシルアルキルホスフェート、ミリスチルアルキルホスフェート、セチルアルキルホスフェート、ステアリルアルキルホスフェートなどのアルキルホスフェート及びこれらのナトリウム又はカリウム等の金属塩等のリン酸エステル系界面活性剤等が挙げられる。界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩を用いてもよい。 The surfactant may be a conventional one used for the purpose of improving hydrophilicity, and examples thereof include alkyl phosphates such as octyl alkyl phosphate, decyl alkyl phosphate, lauryl alkyl phosphate, tridecyl alkyl phosphate, myristyl alkyl phosphate, cetyl alkyl phosphate, and stearyl alkyl phosphate, and phosphate ester surfactants such as metal salts such as sodium or potassium of these. A polyoxyethylene alkyl phosphate salt may be used as the surfactant.
補強繊維は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に従って測定される単繊維強度が、３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましい。かかる範囲であると、コンクリート構造体の曲げ強度が向上する。また、セメント材料との攪拌時にファイバーボール（繊維塊）が形成されにくい。単繊維強度の上限は特に限定されないが、製造コストを低減する観点から、単繊維強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。 The reinforcing fiber preferably has a single fiber strength of 3.3 cN/dtex or more, more preferably 4.0 cN/dtex or more, as measured according to JIS L 1015. Within this range, the bending strength of the concrete structure is improved. In addition, fiber balls (fiber clumps) are less likely to be formed during agitation with the cement material. The upper limit of the single fiber strength is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing manufacturing costs, the single fiber strength is preferably 10 cN/dtex or less.
補強繊維は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に従って測定される単繊維伸度が１０％以上６０％以下であることが好ましく、１５％以上５０％以下であることがより好ましく、２０％以上４０％以下であることがさらに好ましい。かかる範囲であると、コンクリート構造体の衝撃強度が向上する。また、コンクリート構造体にクラックが発生しにくい。 The reinforcing fiber preferably has a single fiber elongation of 10% or more and 60% or less, more preferably 15% or more and 50% or less, and even more preferably 20% or more and 40% or less, measured according to JIS L 1015. Within this range, the impact strength of the concrete structure is improved. In addition, cracks are less likely to occur in the concrete structure.
補強繊維は、例えば、以下の手順で製造することができる。まず、前記熱可塑性樹脂を１種又は２種以上用いて、所定の形状になるような単一型又は複合型ノズルを用いて、樹脂が溶融する温度、例えば、ポリプロピレンであれば紡糸温度２００℃以上３５０℃以下で溶融紡糸し、引取速度１００ｍ／ｍｉｎ以上１５００ｍ／ｍｉｎ以下で引き取り、紡糸フィラメントを得ることができる。また、上記において、必要に応じ、前記熱可塑性樹脂、好ましくは鞘成分となる熱可塑性樹脂に無機物粒子等を混合する。 Reinforcing fibers can be produced, for example, by the following procedure. First, using one or more of the thermoplastic resins, using a single-type or composite-type nozzle capable of forming a predetermined shape, melt spinning is performed at a temperature at which the resin melts, for example, a spinning temperature of 200° C. or higher and 350° C. or lower in the case of polypropylene. In addition, in the above, inorganic particles and the like are mixed with the thermoplastic resin, preferably the thermoplastic resin serving as the sheath component, if necessary.
次いで、紡糸フィラメントは、必要に応じて延伸される。延伸温度は熱可塑性樹脂の種類によって適宜設定される。例えば、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合、延伸温度は８０℃以上１６０℃以下、延伸倍率１．５倍以上８倍以下の条件で延伸することが好ましい。より好ましい延伸温度は、１１０℃以上１５５℃以下である。より好ましい延伸倍率は、３倍以上６倍以下である。延伸方法は、特に限定されず、高温の熱水などの高温の液体で加熱しながら延伸を行う湿式延伸、高温の気体中又は高温の金属ロールなどで加熱しながら延伸を行う乾式延伸、１００℃以上の水蒸気を常圧若しくは加圧状態にして繊維を加熱しながら延伸を行う水蒸気延伸などの公知の方法で延伸処理を行うことができる。延伸工程は、１段階延伸、又は複数の段階に分けて行う、いわゆる多段延伸処理のいずれで行ってもよい。 The spun filaments are then stretched as needed. The stretching temperature is appropriately set according to the type of thermoplastic resin. For example, when the thermoplastic resin is polypropylene, the stretching temperature is preferably 80° C. or higher and 160° C. or lower, and the stretching ratio is preferably 1.5 times or more and 8 times or less. A more preferable stretching temperature is 110° C. or higher and 155° C. or lower. A more preferable draw ratio is 3 times or more and 6 times or less. The drawing method is not particularly limited, and drawing can be performed by a known method such as wet drawing in which drawing is performed while heating with a high-temperature liquid such as hot water, dry drawing in which drawing is performed while heating in a high-temperature gas or with a high-temperature metal roll, or steam drawing in which the fiber is heated while heating the fiber at 100 ° C. or higher under normal pressure or under pressure. The stretching process may be performed by either one-stage stretching or a so-called multi-stage stretching process that is divided into a plurality of stages.
得られた延伸フィラメントには、必要に応じて界面活性剤等の繊維処理剤を付与する。繊維処理剤の付与方法は、浸漬法、スプレー法、コーティング法のいずれでもよい。延伸後のフィラメントは、繊維処理剤を付与する前に、セメント材料との親和性をさらに高めるために、フッ素ガス処理、プラズマ放電処理及びコロナ放電処理から選ばれる少なくとも一つの親水化処理により親水化されていてもよい。繊維処理剤を付与した後、必要に応じて捲縮付与処理が施され、所定の繊維長に切断する。 A fiber treatment agent such as a surfactant is applied to the obtained drawn filaments, if necessary. The method of applying the fiber treatment agent may be any of dipping method, spray method and coating method. The drawn filaments may be hydrophilized by at least one hydrophilization treatment selected from fluorine gas treatment, plasma discharge treatment and corona discharge treatment in order to further increase the affinity with the cement material before applying the fiber treatment agent. After application of the fiber treatment agent, crimping treatment is applied as necessary, and the fiber is cut into a predetermined fiber length.
補強繊維としては、例えば、ダイワボウポリテック株式会社製の「マーキュリー（登録商標）Ｃ」等のポリプロピレン単一繊維等を用いてもよい。 As the reinforcing fiber, for example, polypropylene single fiber such as "Mercury (registered trademark) C" manufactured by Daiwabo Polytech Co., Ltd. may be used.
コンクリート組成物は、補強繊維を０．３体積％以上２．０体積％以下含み、０．４体積％以上１．５体積％以下含むことが好ましい。ここで、補強繊維の含有量は、コンクリート組成物において、補強繊維を除くその他の成分の合計体積を１００体積％とした場合の体積％（ｖｏｌ％）である。補強繊維によるコンクリート構造体の微細ひび割れの促進しつつ、施工性も良好になる。 The concrete composition contains reinforcing fibers in an amount of 0.3% by volume or more and 2.0% by volume or less, preferably 0.4% by volume or more and 1.5% by volume or less. Here, the content of the reinforcing fiber is the volume % (vol%) when the total volume of the other components excluding the reinforcing fiber in the concrete composition is 100% by volume. The reinforcing fiber promotes fine cracks in the concrete structure and improves workability.
コンクリート組成物は、スランプ値が１２ｃｍ以上３０ｃｍ以下であり、好ましくは１５ｃｍ以上２８ｃｍ以下であり、より好ましくは１７ｃｍ以上２６ｃｍ以下であり、さらに好ましくは１８．５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。スランプ値が上述した範囲であると、中程度の流動性有することで、施工性が良好であるとともに、材料分離の発生も抑制される。コンクリート組成物のスランプ値は、ＪＩＳ Ａ １１０１（２００５）「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて測定する。 The concrete composition has a slump value of 12 cm or more and 30 cm or less, preferably 15 cm or more and 28 cm or less, more preferably 17 cm or more and 26 cm or less, and still more preferably 18.5 cm or more and 25 cm or less. When the slump value is within the above-described range, medium fluidity is obtained, and workability is good, and the occurrence of material separation is also suppressed. The slump value of a concrete composition is measured according to JIS A 1101 (2005) "Concrete Slump Test Method".
コンクリート組成物は、特に限定されないが、スランプフロー値が２５ｃｍ以上５０ｃｍ以下であり、好ましくは２６ｃｍ以上４８ｃｍ以下であり、より好ましくは２７ｃｍ以上４５ｃｍ以下である。施工性が良好であるとともに、材料分離の発生も抑制される。コンクリート組成物のスランプフロー値は、ＪＩＳ Ａ １１５０（２００７）「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて測定する。 The concrete composition is not particularly limited, but has a slump flow value of 25 cm or more and 50 cm or less, preferably 26 cm or more and 48 cm or less, more preferably 27 cm or more and 45 cm or less. Workability is good, and the occurrence of material separation is also suppressed. The slump flow value of the concrete composition is measured according to JIS A 1150 (2007) "Concrete slump flow test method".
コンクリート組成物の空気量は、特に限定されないが、コンクリート組成物が十分に水和反応することで得られるコンクリート構造体の耐荷重および美観の観点から、６．５％以下であることが好ましく、６％以下であることがより好ましく、５．５％以下であることがさらに好ましい。コンクリート組成物の空気量の下限も特に限定されないが、コンクリート組成物の作業性（ワーカビリティ）の向上、氷点下以下の低温で発生しうる凍結融解に対する抵抗性を高めるという観点から、空気量が２％以上であることが好ましく、２．５％以上であることがより好ましい。コンクリート組成物の空気量は、ＪＩＳ Ａ １１２８（２００５）「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法―空気室圧力方法」に準じて測定する。 Although the amount of air in the concrete composition is not particularly limited, it is preferably 6.5% or less, more preferably 6% or less, and even more preferably 5.5% or less from the viewpoint of the load capacity and appearance of the concrete structure obtained by sufficient hydration of the concrete composition. The lower limit of the air content of the concrete composition is also not particularly limited, but from the viewpoint of improving the workability of the concrete composition and increasing the resistance to freezing and thawing that can occur at low temperatures below freezing, the air content is preferably 2% or more, more preferably 2.5% or more. The air content of the concrete composition is measured according to JIS A 1128 (2005) "Testing method for air content of fresh concrete by pressure - Air chamber pressure method".
コンクリート組成物において、水とセメントの質量比、いわゆる水セメント比（水／セメント（Ｗ／Ｃ）とも記す。）は、特に限定されないが、コンクリート組成物のワーカビリティや流動性、また、得られるコンクリート構造体の圧縮強度といった機械的強度の維持といった観点から、０．２５以上０．６５以下であってもよく、０．３以上０．５以下であってもよい。 In the concrete composition, the mass ratio of water to cement, the so-called water-cement ratio (also referred to as water/cement (W/C)), is not particularly limited, but may be 0.25 or more and 0.65 or less, or 0.3 or more and 0.5 or less from the viewpoint of maintaining the mechanical strength such as the workability and fluidity of the concrete composition and the compressive strength of the obtained concrete structure.
コンクリート組成物において、水と結合材（セメント及びフライアッシュ。なお、フライアッシュと併用してシリカフュームを加える場合はシリカフュームも含む。）の質量比、いわゆる水／結合材比は特に限定されないが、コンクリート組成物のワーカビリティや流動性、また、得られるコンクリート構造体の材齢２８日の圧縮強度及び長期材齢の圧縮強度の観点から、０．２５以上０．６以下であってもよく、０．３以上０．５５以下であってもよい。 In the concrete composition, the mass ratio of water to binders (cement and fly ash. When adding silica fume in combination with fly ash, silica fume is also included.), the so-called water/binder ratio is not particularly limited, but may be 0.25 or more and 0.6 or less, or 0.3 or more and 0.55 or less, from the viewpoint of the workability and fluidity of the concrete composition, and the compressive strength of the obtained concrete structure at 28 days of age and the compressive strength of long-term age.
コンクリート組成物は、セメント、水、細骨材、粗骨材、補強繊維、フライアッシュ、増粘剤、及び減水剤を撹拌することで得ることができる。撹拌は、例えば、パン型ミキサー、オムニミキサー等の撹拌機を用いて行うことができる。材料間の混和性を高めるとともに、補強繊維の分散性を高める観点から、まず、セメント、細骨材、フライアッシュ及び増粘剤を撹拌混合し、次いで、水及び減水剤を添加して撹拌混合し、次いで、粗骨材を添加して撹拌混合し、最後に補強繊維を添加して撹拌混合してもよい。 A concrete composition can be obtained by stirring cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, reinforcing fiber, fly ash, thickener and water reducing agent. Stirring can be performed using, for example, a stirrer such as a pan-type mixer or an omnimixer. From the viewpoint of improving miscibility between materials and dispersibility of reinforcing fibers, cement, fine aggregate, fly ash and thickener are first stirred and mixed, then water and a water reducing agent are added and mixed with stirring, then coarse aggregate is added and mixed with stirring, and finally reinforcing fibers are added and mixed with stirring.
コンクリート組成物を硬化することでコンクリート構造体を得ることができる。具体的には、所定形状の型枠にコンクリート組成物を充填し、コンクリート組成物を打設した後は、コンクリート表面が乾燥しないよう十分に水分を与える。水分を与える方法としては公知の方法、例えば湛水養生、散水養生、湿布養生、湿砂養生、噴霧養生といった方法で水分を補給し、コンクリート表面に給水しながら養生することができる他、型枠から脱型した後、水中で養生する水中養生といった方法で養生できる。また、養生を行う環境は気温が５℃以上３５℃以下の空気中で行うこともできるし、水中養生の場合は、水温を５℃以上３５℃以下に調整した水中で養生することもできる。空気中で養生を行う場合、コンクリート組成物表面の乾燥を防ぐためできるだけ相対湿度が高い雰囲気下で養生する。養生期間は養生方法によって変化するが、前記養生方法で、コンクリートの表面が乾燥しないよう十分に水分を与え、コンクリートの表面を湿潤状態に保った状態で養生したのであれば、気温２０～３０℃、湿度９５％以上の状態で２８日以上養生すれば、十分に水和反応が進んだコンクリート構造体を得ることができる。 A concrete structure can be obtained by curing the concrete composition. Specifically, after the concrete composition is filled in a formwork of a predetermined shape and the concrete composition is cast, the concrete surface is sufficiently moistened so that the concrete surface does not dry out. As a method for imparting moisture, water can be supplied by a known method such as flooding curing, spraying curing, wet cloth curing, wet sand curing, spray curing, and curing can be performed while supplying water to the concrete surface. After removing the mold from the mold, it can be cured by a method such as underwater curing in which it is cured in water. The curing environment can be carried out in the air at a temperature of 5°C or higher and 35°C or lower, or in the case of underwater curing, the water temperature can be adjusted to 5°C or higher and 35°C or lower. When curing in the air, it should be cured in an atmosphere with as high a relative humidity as possible in order to prevent drying of the surface of the concrete composition. The curing period varies depending on the curing method, but if the above-mentioned curing method is used to keep the surface of the concrete moist so that the surface of the concrete is kept moist, a concrete structure in which the hydration reaction has sufficiently progressed can be obtained by curing for 28 days or more at a temperature of 20 to 30° C. and a humidity of 95% or more.
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below using examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples.
（材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、宇部三菱セメント株式会社製
フライアッシュ：株式会社関電パワーテック製（ＪＩＳ Ａ ６２０１に準じたフライアッシュII種）
シリカフューム：宇部三菱セメント株式会社製
細骨材：川砂、大阪府淀川産、ＪＩＳ Ａ １１０２（２０１４）「骨材のふるい分け試験方法」 ６．４に準じた粗粒率２．８５
粗骨材：砕石（東京都青梅産、ＪＩＳ Ａ １１０２（２０１４）「骨材のふるい分け試験方法」 ６．４に準じた粗粒率８．２１）
減水剤：ポリカルボン酸系減水剤、フローリック株式会社製「ＶＰ９００Ｍ」
増粘剤：天然高分子多糖類系増粘剤、ＣＰ Ｋｅｌｃｏ社製「ＫＥＬＣＯ－ＶＩＳ ＤＧ」
補強繊維１：ダイワボウポリテック株式会社製、マーキュリー（登録商標）Ｃ、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）からなる単一繊維、繊維断面は４つの凸部を有する４葉状、凸部の先端部分における最大幅Ｗｔは７．０μｍ、根元部分の幅Ｗｂは４．０μｍ、Ｗｔ／Ｗｂは１．７５、凸部の長さＬは９．２μｍ、Ｌ／Ｗｂは２．３、単繊維繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長６ｍｍ、ポリオキシエチレンアルキルホスフェート油剤約２．０質量％付着
補強繊維２：ダイワボウポリテック株式会社製、マーキュリー（登録商標）Ｃ、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）からなる単一繊維、繊維断面は４つの凸部を有する４葉状、凸部の先端部分における最大幅Ｗｔは７．０μｍ、根元部分の幅Ｗｂは４．０μｍ、Ｗｔ／Ｗｂは１．７５、凸部の長さＬは９．２μｍ、Ｌ／Ｗｂは２．３、単繊維繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ、ポリオキシエチレンアルキルホスフェート油剤約２．０質量％付着
補強繊維３：ダイワボウポリテック株式会社製、マーキュリー（登録商標）Ｃ、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）からなる単一繊維、繊維断面は４つの凸部を有する４葉状、凸部の先端部分における最大幅Ｗｔは１２．２μｍ、根元部分の幅Ｗｂは６．９μｍ、Ｗｔ／Ｗｂは１．７７、凸部の長さＬは１５．８μｍ、Ｌ／Ｗｂは２．２９、単繊維繊度３．８ｄｔｅｘ、繊維長６ｍｍ、ポリオキシエチレンアルキルホスフェート油剤約２．０質量％付着
補強繊維４：ダイワボウポリテック株式会社製、マーキュリー（登録商標）Ｃ、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）からなる単一繊維、繊維断面は４つの凸部を有する４葉状、凸部の先端部分における最大幅Ｗｔは２４．３μｍ、根元部分の幅Ｗｂは１３．６μｍ、Ｗｔ／Ｗｂは１．７９、凸部の長さＬは３１．３μｍ、Ｌ／Ｗｂは２．３０、単繊維繊度１５ｄｔｅｘ、繊維長６ｍｍ、ポリオキシエチレンアルキルホスフェート油剤約２．０質量％付着
補強繊維５：ダイワボウポリテック株式会社製、ＰＺ、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）からなる単一繊維、繊維断面は円形、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ、ポリオキシエチレンアルキルホスフェート油剤約２．０質量％付着
(material)
Cement: Ordinary Portland cement, manufactured by Ube-Mitsubishi Cement Co., Ltd. Fly ash: manufactured by Kanden Powertech Co., Ltd. (Fly ash type II according to JIS A 6201)
Silica fume: manufactured by Ube-Mitsubishi Cement Co., Ltd. Fine aggregate: River sand, produced in Yodogawa, Osaka Prefecture, JIS A 1102 (2014) "Aggregate sieving test method" Coarse particle rate 2.85 according to 6.4
Coarse aggregate: crushed stone (produced in Ome, Tokyo, coarse particle rate 8.21 according to JIS A 1102 (2014) "Aggregate screening test method" 6.4)
Water-reducing agent: Polycarboxylic acid-based water-reducing agent, "VP900M" manufactured by Flolic Co., Ltd.
Thickener: Natural polymer polysaccharide-based thickener, CP Kelco "KELCO-VIS DG"
Reinforcement fiber 1: Mercury (registered trademark) C manufactured by Daiwabo Polytech Co., Ltd., single fiber made of polypropylene (propylene homopolymer), fiber cross section is tetralobate with four projections, maximum width Wt at tip of projection is 7.0 μm, width Wb at base is 4.0 μm, Wt/Wb is 1.75, length L of projection is 9.2 μm, L/Wb is 2.3, single fiber fineness 1.3 dtex, fiber Length 6 mm, about 2.0% by mass of polyoxyethylene alkyl phosphate oil attached Reinforcement fiber 2: Mercury (registered trademark) C manufactured by Daiwabo Polytech Co., Ltd., a single fiber made of polypropylene (propylene homopolymer), fiber cross section is tetralobate with four protrusions, maximum width Wt at the tip of the protrusion is 7.0 μm, width Wb at the base is 4.0 μm, Wt/Wb is 1.75, length L of the protrusion is 9.2 μm, L/ Wb is 2.3, single fiber fineness is 1.3 dtex, fiber length is 3 mm, polyoxyethylene alkylphosphate oil agent is attached at about 2.0% by mass. Reinforcing fiber 3: Mercury (registered trademark) C manufactured by Daiwabo Polytech Co., Ltd., single fiber made of polypropylene (propylene homopolymer), fiber cross section is tetralobate with four projections, maximum width Wt at tip of projection is 12.2 μm, width Wb at base is 6.9 μm, Wt/Wb is 1.77, the length of the convex portion is 15.8 μm, L/Wb is 2.29, the single fiber fineness is 3.8 dtex, the fiber length is 6 mm, and about 2.0% by mass of polyoxyethylene alkylphosphate oil is attached. μm, the width Wb of the root portion is 13.6 μm, Wt/Wb is 1.79, the length L of the convex portion is 31.3 μm, L/Wb is 2.30, the single fiber fineness is 15 dtex, the fiber length is 6 mm, and about 2.0% by mass of polyoxyethylene alkylphosphate oil is adhered. dtex, fiber length 5 mm, polyoxyethylene alkyl phosphate oil agent about 2.0% by mass adhered
（補強繊維の単繊維繊度）
ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定した。
(Single fiber fineness of reinforcing fiber)
Measured according to JIS L 1015.
（コンクリート組成物のスランプ値、スランプフロー値及び空気量）
コンクリート組成物を所定の組成になるよう練り混ぜた後、空気量をＪＩＳ Ａ １１２８（２００５）「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法―空気室圧力方法」に準じて測定した。測定には、株式会社マルイ製ワシントン型エアメータを使用した。また、所定の組成になるよう練り混ぜたコンクリート組成物について、スランプ値をＪＩＳ Ａ １１０１（２００５）「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて測定した。また、コンクリート組成物のスランプフロー値はＪＩＳ Ａ １１５０（２００７）「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて測定した。
(Slump value, slump flow value and air content of concrete composition)
After kneading the concrete composition to a predetermined composition, the air content was measured according to JIS A 1128 (2005) "Testing method for air content in fresh concrete by pressure - air chamber pressure method". A Washington-type air meter manufactured by Marui Co., Ltd. was used for the measurement. Moreover, the slump value was measured according to JIS A 1101 (2005) "Concrete slump test method" for the concrete composition kneaded to have a predetermined composition. Moreover, the slump flow value of the concrete composition was measured according to JIS A 1150 (2007) "Concrete Slump Flow Test Method".
（コンクリート組成物における材料分離）
コンクリート組成物における材料分離の発生（ブリーディング）の有無を目視で観察して判断した。
(Material separation in concrete composition)
The occurrence of material separation (bleeding) in the concrete composition was determined by visual observation.
（コンクリート構造体の圧縮強度）
コンクリート組成物を円柱状の型枠（直径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍ）に充填し、振動を与えて脱気した後、温度２０℃、相対湿度５０％にて１日養生した。その後、供試体
を脱型し、温度２０℃の水中で２７日間養生した後、ＪＩＳ Ａ １１０８に準じて圧縮強度を測定した。
(Compressive strength of concrete structure)
The concrete composition was filled in a cylindrical mold (diameter 100 mm, height 200 mm), degassed by applying vibration, and cured for one day at a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%. After that, the specimen was removed from the mold, cured in water at a temperature of 20° C. for 27 days, and then the compressive strength was measured according to JIS A 1108.
（実施例１～７）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表１に示す配合量の細骨材（Ｓ）、セメント（Ｃ）、フライアッシュ（ＦＡ）及び増粘剤を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表１に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表１に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表１に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
なお、減水剤は予め水に添加した状態で用いた。補強繊維の配合量は、補強繊維を添加する前の混合物の体積を１００ｖｏｌ％としたときの繊維の体積％（ｖｏｌ％）である。以下同様である。
(Examples 1 to 7)
First, fine aggregate (S), cement (C), fly ash (FA) and thickener in the blending amounts shown in Table 1 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds using a 10 L volume omnimixer. Next, water and a water reducing agent were added in the blending amounts shown in Table 1, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 1, and the mixture was stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
The water reducing agent was added to water in advance before use. The blending amount of the reinforcing fiber is the volume % (vol%) of the fiber when the volume of the mixture before adding the reinforcing fiber is 100 vol%. The same applies hereinafter.
（比較例１）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）及びセメント（Ｃ）を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Comparative example 1)
Using an omnimixer with a capacity of 10 L, first, fine aggregate (S) and cement (C) in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds. Next, after adding water in the amount shown in Table 2 and stirring at 250 rpm for 60 seconds, coarse aggregate (G) in the amount shown in Table 2 was added and stirred at 250 rpm for 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in the amount shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
（比較例２）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）及びセメント（Ｃ）を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Comparative example 2)
Using an omnimixer with a capacity of 10 L, first, fine aggregate (S) and cement (C) in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds. Next, water and a water reducing agent were added in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 2 and stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
（比較例３）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）、セメント（Ｃ）及び増粘剤を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Comparative Example 3)
Using an omnimixer with a capacity of 10 L, first, fine aggregate (S), cement (C) and thickener in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds. Next, water and a water reducing agent were added in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 2 and stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
（比較例４）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）、セメント（Ｃ）、シリカフューム（ＳＦ）及び増粘剤を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Comparative Example 4)
First, fine aggregate (S), cement (C), silica fume (SF) and thickener in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds using an omnimixer with a capacity of 10 L. Next, water and a water reducing agent were added in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 2 and stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
（比較例５）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）、セメント（Ｃ）、フライアッシュ（ＦＡ）及び増粘剤を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Comparative Example 5)
First, fine aggregate (S), cement (C), fly ash (FA) and thickener in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds using a 10 L volume omnimixer. Next, water and a water reducing agent were added in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 2 and stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
（参考例１～２）
容量１０Ｌのオムニミキサーを用いて、まず、表２に示す配合量の細骨材（Ｓ）、セメント（Ｃ）及び増粘剤を約２５０ｒｐｍで４５秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量の水及び減水剤を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した後、表２に示す配合量の粗骨材（Ｇ）を添加し２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌した。次いで、表２に示す配合量（体積％）の補強繊維を添加して２５０ｒｐｍでさらに６０秒間撹拌し、コンクリート組成物を得た。
(Reference examples 1 and 2)
Using an omnimixer with a capacity of 10 L, first, fine aggregate (S), cement (C) and thickener in the blending amounts shown in Table 2 were stirred at about 250 rpm for 45 seconds. Next, water and a water reducing agent were added in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred at 250 rpm for an additional 60 seconds. Next, reinforcing fibers were added in a blending amount (% by volume) shown in Table 2 and stirred at 250 rpm for 60 seconds to obtain a concrete composition.
表１から分かるように、実施例のコンクリート組成物は、一定の流動性を有し、材料分離も発生せず、作業性が良好であるとともに、該コンクリート組成物を硬化した構造体の初期圧縮強度も良好であった。 As can be seen from Table 1, the concrete compositions of Examples had a certain fluidity, did not cause material separation, and had good workability, and the initial compressive strength of the structure obtained by hardening the concrete composition was also good.
一方、表２から分かるように、フライアッシュ、減水剤及び増粘剤を含まない比較例１、フライアッシュ及び増粘剤を含まない比較例２、フライアッシュを含まない比較例３、及びフライアッシュを含まず、シリカヒュームを含む比較例４のコンクリート組成物は、スランプ値が１２ｃｍ未満であり、流動性が悪いため、作業性が悪かった。また、比較例１及び２のコンクリート組成物では、材料分離も発生していたため、供試体が粗になり圧縮強度が低下した。フライアッシュ、減水剤及び増粘剤を含んでいるが、スランプ値が１２ｃｍ未満である比較例５のコンクリート組成物は、流動性が悪いため、作業性が悪かった。 On the other hand, as can be seen from Table 2, the concrete compositions of Comparative Example 1 containing no fly ash, water reducing agent and thickener, Comparative Example 2 containing no fly ash and thickening agent, Comparative Example 3 containing no fly ash, and Comparative Example 4 containing no fly ash and silica fume had a slump value of less than 12 cm and poor fluidity, resulting in poor workability. In addition, in the concrete compositions of Comparative Examples 1 and 2, since material separation also occurred, the specimens became rough and the compressive strength decreased. The concrete composition of Comparative Example 5, which contained fly ash, a water reducing agent and a thickener but had a slump value of less than 12 cm, exhibited poor workability due to poor fluidity.
参考例２から分かるように、円形の繊維断面を有する繊維の場合、単繊維繊度が小さくても、コンクリート組成物の流動性が格段に低下することはなかった。これに対し、比較例３～４及び参考例１から分かるように、多葉状の繊維断面を有する繊維の場合、繊度が細いとコンクリート組成物の流動性が格段に低下する。単繊維繊度が小さい多葉状の繊維断面を有する繊維は、表面積が大きく、凹凸があることから、セメント材料が流れるのを阻害することや、凹凸部分に水を保持することで混錬水が見かけ上減少すること等に起因して流動性が格段に低下すると推測される。そこで、実施例では、混和剤としてフライアッシュを選択して用い、かつ減水剤及び増粘剤と併用することで、スランプ値を１２ｃｍ以上になるように調整して、流動性を向上させた。 As can be seen from Reference Example 2, in the case of fibers having a circular fiber cross section, the fluidity of the concrete composition did not significantly decrease even when the single fiber fineness was small. On the other hand, as can be seen from Comparative Examples 3 and 4 and Reference Example 1, in the case of fibers having a multilobed fiber cross section, if the fineness is small, the fluidity of the concrete composition is significantly reduced. A fiber having a multilobal fiber cross section with a small single fiber fineness has a large surface area and unevenness, so it is presumed that the fluidity is significantly reduced due to the fact that the flow of the cement material is hindered, and the water is retained in the uneven part, and the kneading water is apparently reduced. Therefore, in the examples, fly ash was selected as an admixture and used in combination with a water reducing agent and a thickening agent to adjust the slump value to 12 cm or more, thereby improving fluidity.
本発明のコンクリート組成物は、鉄道高架橋や道路橋における橋梁床版、トンネル内部を構成するトンネル覆工コンクリート等に好適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The concrete composition of the present invention can be suitably used for bridge floor slabs in railway viaducts and road bridges, tunnel lining concrete for constructing the inside of tunnels, and the like.
Claims (8)
スランプ値が１２ｃｍ以上３０ｃｍ以下であり、
前記補強繊維は、３つ以上の凸部を有する多葉状の断面形状を有し、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上４．２ｄｔｅｘ以下であり、かつ繊維長が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
前記補強繊維を０．３体積％以上２．０体積％以下含む、コンクリート組成物。 including cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, reinforcing fibers, fly ash, thickeners, and water reducing agents;
The slump value is 12 cm or more and 30 cm or less,
The reinforcing fiber has a multilobal cross-sectional shape with three or more convex portions, a single fiber fineness of 0.5 dtex or more and 4.2 dtex or less, and a fiber length of 2 mm or more and 20 mm or less,
A concrete composition containing 0.3% by volume or more and 2.0% by volume or less of the reinforcing fiber.
前記合成繊維の繊維断面において、凸部の根元部分の一部が剥離するか、又は根元部分からフィブリル化している、請求項１～３のいずれか１項に記載のコンクリート組成物。 The reinforcing fiber is a synthetic fiber containing 50% by mass or more of polyolefin resin,
4. The concrete composition according to any one of claims 1 to 3, wherein in the fiber cross section of said synthetic fiber, a part of the root portion of the convex portion is exfoliated or fibrillated from the root portion.
凸部の先端部分における最大幅Ｗｔと、根元部分の幅Ｗｂとの比（Ｗｔ／Ｗｂ）が１．０以上５．０以下であり、
凸部が、繊維の長さ方向に連続して存在している、請求項１～４のいずれか１項に記載のコンクリート組成物。 The length L of the convex portion of the reinforcing fiber is 3 μm or more and 50 μm or less,
A ratio (Wt/Wb) of the maximum width Wt at the tip portion of the projection to the width Wb at the root portion is 1.0 or more and 5.0 or less;
The concrete composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the projections are present continuously in the fiber length direction.
前記増粘剤の含有量は、セメント１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１０質量部以下であり、
空気量が６．０％以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のコンクリート組成物。 The content of the water reducing agent is 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement,
The content of the thickener is 0.01 parts by mass or more and 0.10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement,
The concrete composition according to any one of claims 1 to 5, which has an air content of 6.0% or less.
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2020
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