JPH0550460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐熱性、耐火性、耐ひび割れ性、耐
衝撃性等の改善された耐熱コンクリート及びその
製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、強度、耐熱性、耐火性、耐衝撃性が大き
い繊維材料として、シリカアルミナフアイバー、
炭素繊維、石綿等の無機繊維が知られている。

このうち、シリカアルミナフアイバーは、同量
のシリカとアルミナ及び少量の硼素、ジルコニア
等から製造される繊維で、1200〜1300℃の範囲の
高温に耐え、かさ高く大きく、熱伝導率が小さ
く、繊維径も３〜4μで断熱性も良好なことから、
各種断熱、耐火用コンクリート補強材として用い
られている。また炭素繊維はポリアクリロニトリ
ル繊維、石油系あるいは石炭系ピツチを高温焼成
して得られたもので、引張強度５×10³〜２×10⁶
Kg／cm²程度と極めて高い繊維であり、耐熱、断
熱、強度の高いコンクリート補強材として用いら
れている。さらに石綿は古くから知られた天然無
機繊維であり、耐衝撃性、断熱性、吸音性等を有
する非構造用コンクリートの製造に用いられてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、繊維質補強材としてシリカアル
ミナフアイバー、炭素繊維等を用いることは、そ
れらの繊維の製造過程において、材料の溶融、炭
素化等の高温処理工程を必要とし、よつてコスト
が割り高となり、その経済性において一定の限界
があることは避けられないという問題がある。ま
た炭素繊維については、その混合量が増加するに
つれ熱伝導率も増加するため、断熱性が低下する
という問題がある。さらに石綿については、公害
問題があり使用が困難である。

したがつて本発明の目的は、耐熱性、耐火性、
断熱性、強度、軽量性等に優れ、かつ経済性を有
する耐熱コンクリート及びその製造方法を提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、種々の無機質繊維について研究
の結果、耐熱性、耐火性、断熱性、破壊靱性等に
優れ、コンクリートとの付着強度が大きい水硬性
高温耐熱セメントの水和硬化物と無機系ゲル材と
の混合物よりなる長繊維状高温耐熱セメントフア
イバーを製造することに成功した。

本発明は、この新規に製造された長繊維状高温
耐熱セメントフアイバー、すなわち押出機のダイ
ス細孔より押出されて得られた、水硬性高温耐熱
セメントの水和物と無機系ゲル材との混合物から
なる、長繊維状高温耐熱セメントフアイバーをコ
ンクリートに配合するものである。

すなわち本発明は、(1)耐熱セメントをセメント
成分とするコンクリート中に、押出機のダイス細
孔から押出されて得られた、水硬性高温耐熱セメ
ントの水和硬化物と無機系ゲル材との混合物より
なる、長繊維状高温耐熱セメントフアイバーが配
合されてなることを特徴とする耐熱コンクリー
ト、及び(2)押出機のダイス細孔から押出されて得
られた、水硬性高温耐熱セメントの水和硬化物と
無機系ゲル材との混合物よりなる長繊維状高温耐
熱セメントフアイバーを耐熱セメント及び骨材と
混合した後、これに水を35〜55重量％加えて混練
し、これを打設した後、養生することを特徴とす
る耐熱コンクリートの製造法である。

なお、上記においては、水硬性高温耐熱セメン
トがアルミナセメントであることは好ましく、ま
た無機系ゲル材がアルミナゲルであることも好ま
しい。

また、骨材が軽量骨材であることも好ましく、
骨材の混入率が60重量％以下であることも好まし
い。

次に、本発明に係る長繊維状高温耐熱セメント
フアイバーについて説明する。

該セメントフアイバーは、水硬性高温耐熱セメ
ントの水和硬化物と無機系ゲル材との混合物から
なるものであり、その製造は次のようにして行な
われる。

すなわち、水硬性高温耐熱セメント／水の配合
比が35〜55％重量比になるように両者を混練し、
これに更にアルミン酸ソーダ水溶液（20〜60重量
％水溶液）等の無機系ゲル生成原料を外割りで５
〜20重量％添加して、充分に撹拌混合し、得られ
たスラリーを押出機のダイス細孔より連続的にア
ンモニア水溶液（５〜10重量％水溶液）等の入つ
たゲル化槽中に押出してゲル化し、次いで得られ
た押出品を常温で、空気もしくは水中養生するこ
とにより製造される。

本発明におけるコンクリート原料の耐熱セメン
トとしては、アルミナセメント、リン酸カルシウ
ム塩セメントなどの耐熱セメントが用いられる
が、また、ポルトランドセメントに超微粒高活性
混和材（SiO₂）を加配し、水酸化カルシウムを
捕捉固定化することによつて、特に400〜800℃の
中間領域における圧縮・曲げ強度の低下を防止す
るようにした耐熱セメントを使用することも好ま
しい。

また、骨材としては、築炉用シヤモツト、安山
岩質骨材、火山れき等の天然骨材、水砕スラグ、
膨張けつ岩等の人工骨材が用いられる。

その他、常用の混和剤である、AE剤、減水剤、
硬化促進剤、遅延剤、気泡剤、膨張性混和剤、ポ
ラゾン、着色剤等を必要量配合できる。

本発明においては、長繊維高温耐熱セメントフ
アイバーと耐熱セメントをセメント成分とするコ
ンクリート材とは成分組成がセメントからなるも
のであつて類似しているものであるため、両者間
の付着力は非常に強く、該コンクリートの引張強
度、破断強度が増大し、かつ耐熱性も高いものと
なる。こうしたことは、炭素繊維等コンクリート
に対する付着力の弱い繊維補強材を使用した場合
とは大きく異なる。

セメントフアイバー成分の水硬性高温耐熱セメ
ントとして、特にアパタイト全躯体である融点が
1600℃以上にも達するリン酸カルシウム塩を用
い、さらにコンクリートのセメント成分として耐
熱セメントを用いると、超高温断熱型の耐熱コン
クリートを製造することができる。

また、火山れき、火山岩粗砕物、膨張けつ岩等
の軽量骨材を用いると、軽量で強度の高い軽量耐
熱コンクリートを低コストで提供できる有利性が
ある。

そしてまた、耐熱セメントに、シヤモツト、火
山岩、ケイ石、パーライト等を加配混練し、さら
に発泡剤（A1等）を添加混合した後、上記養生
することによつて、プレハブ工法に使用される組
み立て用耐熱PC板を製造してもよい。

（実施例） 本発明耐熱コンクリートの製造法を以下実施例
に従つて説明する。

ポルトランドセメントに超微粒高活性混和剤
（SiO₂）を加配し、水酸化カルシウムを補足固定
化することによつて、特に400〜800℃の中間領域
における圧縮・曲げ強度の低下を防止するように
した高温耐熱セメントに、骨材としての築炉用シ
ヤモツトを65〜80重量％、直径５〜200μm、引張
強度5000〜10000Kg／cm²の長繊維状リン酸カルシ
ウムセメントフアイバーを５〜10重量％混合し、
均一分散し、さらに気泡剤を0.03重量％添加した
後、これに水を40〜60重量％加えて混練して、充
分に撹拌混合する。

次いで、これを型枠に打ち込み、空中もしくは
水中養生することにより超高温断熱型耐熱コンク
リートが得られる。

長繊維状高温耐熱セメントフアイバーの配合量
が５〜10重量％で、引張強度100〜300Kg／cm²の耐
熱コンクリートが得られる。これはまた耐火度が
800℃で、強度、耐火断熱性等に優れた耐熱コン
クリートである。

なお、上記セメントフアイバーは単に耐熱セメ
ントをセメント成分とするコンクリート内に均一
散在させるだけでなく、網状、縄状の形態とした
ものをコンクリート内に所定方向に配置したり、
織布したものを耐熱コンクリートを介して積層し
た構造とすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によつ
て提供される、耐熱セメントをセメント成分とす
るコンクリート中に、押出機のダイス細孔から押
出されて得られた、水硬性高温耐熱セメントの水
和硬化物と無機系ゲル材との混合物よりなる長繊
維状高温耐熱セメントフアイバーが配合された耐
熱コンクリートは、力学的強度、耐熱性、耐火
性、断熱性等に優れた良質なものとなり、製造コ
ストも低い有利性がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱セメントをセメント成分とするコンクリ
   ート中に、押出機のダイス細孔から押出されて得
   られた、水硬性高温耐熱セメントの水和硬化物と
   無機系ゲル材との混合物よりなる、長繊維状高温
   耐熱セメントフアイバーが配合されてなることを
   特徴とする耐熱コンクリート。 ２ 水硬性高温耐熱セメントがアルミナセメント
   である特許請求の範囲第１項記載の耐熱コンクリ
   ート。 ３ 無機系ゲル材がアルミナゲルである特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の耐熱コンクリー
   ト。 ４ 押出機のダイス細孔から押出されて得られ
   た、水硬性高温耐熱セメントの水和硬化物と無機
   系ゲル材との混合物よりなる長繊維状高温耐熱セ
   メントフアイバーを耐熱セメント及び骨材と混合
   した後、これに水を35〜55重量％加えて混練し、
   これを打設した後、養生することを特徴とする耐
   熱コンクリートの製造法。 ５ 骨材が軽量骨材であることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の耐熱コンクリートの製
   造法。 ６ 骨材の混入率が60重量％以下である特許請求
   の範囲第４項又は第５項に記載の耐熱コンクリー
   トの製造法。