JP2000086310A - コンクリ−ト補強用補強部材及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】コンクリ−トに混入し均一分散させることによ
りコンクリ−トの補強を目的としたコンクリ−ト補強部
材に関し、更に詳しくは、水と接触して結合機能を喪失
する樹脂により金属の補強要素を結合してなるコンクリ
−ト補強部材を提供する。 【解決手段】酢酸ビニル共重合体を主成分とし、水溶性
樹脂の保護コロイドを用いた水溶性エマルジョン３によ
る水と接触して結合機能を喪失する結合材であり、更に
この共重合体に対し可塑剤を１５重量％以下添加した結
合材により金属補強部材の複数個を互いに平行に結合し
たコンクリ−ト補強部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリ−トに混
入し均一分散させることによりコンクリ−トの補強を目
的としたコンクリ−ト補強部材に関し、更に詳しくは、
水と接触して結合機能を喪失する樹脂により金属の補強
要素を結合してなるコンクリ−ト補強部材の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンクリ−ト混練時にコンク
リ−ト補強部材を混入させ、コンクリ−ト中に補強要素
を均一に分散させることにより、コンクリ−トの曲げ強
度、曲げタフネス、ひび割れ等の機械的性質を改善させ
ることは広く実施されている。

【０００３】しかるに、コンクリ−トの補強要素をその
ままコンクリ−トに混入する場合と、複数の補強要素を
水溶性樹脂により集束した補強部材をコンクリ−トに混
入する場合とがあり、例えば、鋼線を或るアスペクト比
となるように切断した補強要素をコンクリ−トに混入す
る前者の場合は、混入中に補強要素が絡まり合って球状
となり、コンクリ−トに均一に分散されないため所期の
目的を達成できないという欠点があった。このため、か
かる欠点を改良する方法として、コンクリ−トへの混入
時に補強要素を散布するような投入装置が開発され実用
に供されているが、新たな装置を必要とすることや投入
時間が長くなること等の問題があった。

【０００４】一方、後者の場合、即ち、補強要素をコン
クリ−トに投入する前述の方法の問題点を解決する方法
として、特公昭６０−９９７６号公報にて開示された技
術にあっては、水と接触して結合機能を喪失する結合材
により補強要素を複数個互いに平行に引揃え、これを平
面状に結合してなる補強部材が開示されており、コンク
リ−ト混練時の補強部材の投入における補強要素の絡ま
り合いを防止するために、複数本の補強要素を結合させ
て補強部材とすること、及びコンクリ−ト混練中に補強
部材が所定時間経過後に補強要素に分離分散させること
により、補強要素相互の絡まり合いを防止しているの
で、混練作業性を低下させずにコンクリ−ト中の補強要
素の均一分散性を向上することができる。

【０００５】本発明は、前記従来技術のうち、その優位
性のある後者の技術の更なる改良にかかるものである。
さて、特公昭６０−９９７６号公報に開示されている技
術中、その実施例として、引張強さ１４０ｋｇ／ｍｍ２
、直径０．３ｍｍの鋼線を１０本長手方向に平行に一
直線状に引揃えながら、２０％のポリビニルアセテ−ト
を含有するポリビニルアルコ−ルの結合材水溶液中に浸
漬し、ワイパ−により過剰の結合材を除去し乾燥するこ
とにより結合材を固化するものであって、次いでかかる
結合材により固化された複数の鋼線からなる帯状の連続
体は、カッタ−により長手方向と交差する方向に切断さ
れ、長さ３０ｍｍ（長さ／直径＝８５）の補強要素が製
造されコンクリ−トへの投入に供されるものである。

【０００６】しかしながら、上述の技術において更に改
良を必要としていたことも事実である。即ち、補強部材
のコンクリ−トへの投入は、従来は袋詰めされた製品を
人の作業によって袋から定量取り出して行われていた
が、近年作業自動化が行われるようになり、補強部材の
コンクリ−トへの投入の自動化は次のような装置を用い
て行われる。かかる自動装置にあって、補強部材投入口
から投入される補強部材はホッパ−を介して分離した状
態で連続的にベルトコンベアに移され、続いて計量機に
よって所定の量を取り分けコンクリ−トに投入して混練
りされる。しかるに、ここでコンクリ−トに投入される
補強部材（鋼繊維）の量は所定の許容値の範囲内でなけ
ればならず、そのためにベルトコンベアから計量機に移
送される複数の補強部材はばらけた状態である必要があ
る。即ち、補強部材同士がくっついた塊の状態では、そ
の塊の重量が上述の許容値範囲でなければ、コンクリ−
トに所定の量の結合体を入れることができないこととな
る。

【０００７】又、このコンクリ−トへの補強部材の自動
投入装置を用いた場合、投入口からコンクリ−トへの補
強部材の移送は常に連続して行われるわけではなく通常
は断続して行われ、場合により工事の進捗状況等で２〜
３日停止した状態に置かれることとなるところ、上述の
ホッパ−部では多数の補強部材が折り重なった状態にな
り、ホッパ−の下部に位置する補強部材は荷重を受けな
がら互いに接した状態で長時間滞在することになる。

【０００８】しかるに、金属の補強要素を結合してなる
補強部材に用いられる結合材は従来酢酸ビニル共重合体
を主成分とし保護コロイドとしてポリビニルアルコ−
ル、それに２５％前後の可塑剤を添加したものが用いら
れていた。かかる結合材は可塑剤を添加することで結合
材に靭性を持たせることができるという利点があるが、
べたつきが大きいため補強部材同士で塊を作りやすく、
ことに夏場の高温多湿期のべたつきは大きくなり、補強
部材同士が貼り付いて塊を更に作りやすくなる。このよ
うに、従来の結合材では上述のような高温多湿で一定時
間高い圧力という激しい環境でのべたつきによる貼り付
き防止はできず、依然改良されなければならなかった。

【０００９】このような補強部材同士のべたつきによる
貼り付きを防止する方法として、発明者等は先に特開平
０４−３１０５５３において平行に束ねた補強要素を結
合材溶液を塗布した後、溝付きワイパ−で結合材をふき
取り、補強部材の外接曲線を越えない部分にのみ結合材
を配置した補強部材を提案した。

【００１０】しかしながら、従来の結合材では前述の夏
場高温多湿期に、例えば前記のホッパ−内でしかも長時
間大きな圧力で互いに押し付けられるという過酷な環境
下では十分に貼り付きを防止することができず、又、補
強部材同士がその補強要素が同一方向で接触した場合、
補強部材の外接曲線を越えない部分にのみ結合材を配置
するのみでは貼り付きを防止することができないという
問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、夏場の高温多湿期や、補強部材のコンク
リ−トへの自動供給装置ホッパ−下部での高い圧力下に
長時間置かれるような過酷な条件においても補強部材同
士互いに貼り付かない補強鋼繊維部材及びその製法を提
供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の第１が採用し
た手段は次の通りである。即ち、酢酸ビニル共重合体を
主成分とし、水溶性樹脂の保護コロイドを用いた水溶性
エマルジョンによると水と接触して結合機能を喪失する
結合材であり、更にこの共重合体に対し可塑剤を１５重
量％以下、好ましくは５〜１５重量％、更に好ましくは
７．５〜１１重量％添加した結合材により金属の複数個
を互いに平行に結合したことを特徴とするコンクリ−ト
補強部材にかかるものである。

【００１３】更に補強部材の外接曲線を越えない部分に
のみ結合材を配置したコンクリ−ト補強部材にかかるも
のである。

【００１４】そして、発明の第２が採用した手段は次の
通りである。即ち、複数の鋼線を長さ方向に一直線状に
引き揃え、結合材溶液を塗布した後ワイパ−で前記結合
材を拭き取り、しかる後乾燥固化し、その後、カッタ−
で裁断してなる請求項１〜４のいずれか１項記載の補強
部材の製法であって、裁断工程での結合部材の温度を４
０〜６０℃としたことを特徴とするコンクリ−ト補強部
材の製法にかかるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明にかかる金属補強部材即
ち鋼繊維部材は、複数の鋼線を長さ方向に一直線状に引
き揃えながら結合材水溶液中に浸漬し、ワイパ−により
過剰の結合材を除去し乾燥することにより結合材を固化
し、次いでカッタ−により長手方向と交差する方向に切
断して製造される。この発明の補強部材の製造におい
て、可塑剤の添加を少なくすることで夏場のべたつきに
よる貼り付きを防止することができるが、可塑剤の靭性
の低下により裁断時でのバラケを、裁断時の補強剤の温
度を特定したことによって、即ち靭性を高めた状態で裁
断することとなり、バラケの防止をすることができる。
この特定の温度を４０〜６０℃とした理由は４０℃では
可塑剤の靭性を高めることができず、又６０℃以上では
べたつきが大きく製造時に補強部材が貼り付いてしまう
からである。

【００１６】この補強部材に用いられる結合材の特性と
しては複数の鋼線を結合させることができる酢酸ビニル
共重合体、水溶性樹脂の保護コロイドとしてのポリビニ
ルアルコ−ル及び靭性を向上させるための可塑剤からな
るが、上述の過酷な条件でのべた付による貼り付けを防
止するための可塑剤の添加量を所定の値にすることを特
徴とするものである。

【００１７】コンクリ−トを補強する補強要素を結合す
る結合材において、酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とす
る理由は、乾燥状態において十分な結合強度と、コンク
リ−トとの混練時において所定時間の間補強要素が分離
しないための結合強度と、所定の時間経過後には結合機
能を喪失し、個々の補強要素に分離してコンクリ−ト中
に分散し、かつ低温において補強要素が分離を起こさせ
ないだけの結合強度を確保するためである。

【００１８】ここで、酢酸ビニル共重合体に使用させる
共重合単量体として、酢酸ビニルにスチレン、メチルメ
タクリレ−ト、バ−サテイックアシツドビニルエステ
ル、ジブチルマレ−ト、ジオクチルマレ−ト、ブチルア
クリレ−ト、２エチルヘキシルアクリレ−ト、エチルア
クリレ−ト、エチレン等から１つ又は２つ以上が用いら
れる。

【００１９】特に、本発明に適している共重合体は、酢
酸ビニルとバ−サテイックアシドビニルエステルとから
なるもので、該共重合体は乾燥時での強い結合強度、水
との接触時から適切な時間経過後の結合力の喪失による
コンクリ−トへの均一な分散性、低温時の靭性向上によ
り耐衝撃結合力の改良、耐吸湿性に優れているので高温
多湿下でのべた付きによる補強部材の塊状生育が防止で
きる。かかる酢酸ビニル共重合体を得るには、上記の共
重合単量体を水溶性樹脂の保護コロイドによる乳化重合
により、水に分散した水性エマルジョンとして製造され
る。

【００２０】この発明にかかる補強部材の結合材を酢酸
ビニル共重合体を主成分とし、水溶性樹脂の保護コロイ
ドを用いた水溶性エマルジョンによる水と接触して結合
機能を喪失する結合材であり、更にこの共重合体に対し
可塑剤を１５重量％以下、好ましくは５〜１５重量％、
更に好ましくは７．５〜１１重量％添加したしたもので
ある。これによって、べたつきによる貼り付きの防止
と、靭性の付与という両方の特性を満足する補強部材を
得ることができたものである。

【００２１】尚、可塑剤としては一般にジブチルフタレ
−トが主であり、トリクレシルフォスフェ−ト、安息香
酸エステル等が一部用いられる。可塑剤を添加しない場
合若しくはその添加量が小さい場合、結合材の靭性が低
下するため、その製造工程において結合材の塗布、ふき
取り、乾燥後での裁断する工程での衝撃で補強部材がば
らけてしまう。このことは製造工程では連続して上述の
裁断加工が行われるが、その処理速度を大きくすると裁
断による衝撃が大きくなり補強部材がばらけてしまうた
め、処理速度を大きくすることができないことになる。
一方、可塑剤の添加を多くするとべた付きが大きくな
り、補強部材の貼り付きが発生してしまう。

【００２２】この発明にかかる結合材は夏場の高温多湿
期（具体的には２５℃以上で７０％ＲＨ以上の環境下）
に効果を奏し、冬場の低温時にあっては可塑剤の添加量
を１５％以上にすることで結合材の靭性を高めることで
製造時における割れ防止を計ることができる。

【００２３】

【実施例】本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
図１は補強部材１に使用される補強要素２の一例を示す
側面図であり、図２は補強部材１の断面図である。さて
補強要素２である直径が０．８ｍｍの金属線２Ａを３０
本帯状に引き揃え、結合材３の水溶性エマルジョンを塗
布し、加熱乾燥により金属線（補強要素）２Ａを結合さ
せる。次いで所定の形状に加工裁断してコンクリ−ト補
強部材１とするものである。

【００２４】結合材３として、酢酸ビニルとバ−サテイ
ックアシドビニルエステルとを主成分単量体とし、ポリ
ビニルアルコ−ルを保護コロイドとし、可塑剤を添加剤
として乳化重合して製造した共重合体を主成分とするエ
マルジョンを採用した。尚、用いた可塑剤はジブチルフ
タレ−トである。可塑剤の添加量を０から２５％まで水
準をとって複数のエマルジョンを作成して比較した。

【００２５】（べた付による貼り付き評価）水準毎に補
強部材を４０℃−８５％ＲＨの環境下で２枚の補強部材
をその補強要素が同一方向になるようにまた補強要素の
溝と他の部材の補強要素が嵌合するように重ね合わせ、
１０ｋｇ／ｃｍ２ の力で１０秒加圧し貼り付かせた補
強部材の塊を、５０個作成し、続いてその貼り付いた補
強部材の塊を鉄製で１５ｃｍ×１５ｃｍ×１０ｃｍの大
きさの容器に入れた後、振動数が２０００ｒｐｍで１０
秒間振動を与え、その後貼り付いたままの製品の割合を
測定して評価した。

【００２６】図３は可塑剤の添加量とべた付きによる貼
り付きの関係を示したグラフであり、可塑剤を添加しな
い場合は貼り付きは発生しないが、添加量を増やしてい
くと貼り付き度が増加する。自動投入機においてべた付
きによる貼り付きが問題となるレベルはこの評価法にお
いての貼り付き度合いが４０％以上であるため、この課
題を解決するために結合材の添加量は１５重量％以下と
すればよいことが分かる。

【００２７】（結合材の靭性評価）水準毎に、補強部材
を製造するに処理速度を０から所定の速度まで上げて行
い、部材の裁断処理時に部材の割れが発生する速度を測
定して評価した。割れ発生処理速度が高い程結合材の靭
性に優れることとなる。

【００２８】図４は可塑剤の添加量と裁断処理時に部材
の割れ発生の関係を示したものである。可塑剤を添加し
ない場合は処理速度が所定の速度１／２以上では割れが
発生するが、添加量を増加させると処理速度は向上す
る。添加量が１１％では所定の速度で処理を行っても割
れは発生しないが、実用的なレベルは所定の速度の２／
３以上であり、可塑剤の量は７．５重量％以上とすれば
よいことが分かる。即ち、可塑剤の量が７．５重量％の
結合材を用いて裁断処理を行う場合、補強部材の温度を
常温（２５℃）で行う場合、処理速度を１００とする
と、補強部材の温度を５０℃に設定して行うと処理速度
を約１．７倍に高めることができた。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば貼り付きの
防止と靭性特性の付与をもたらしたコンクリ−ト補強用
補強部材を提供できることとなったものであり、その実
用性は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコンクリ−ト補強部材に使用
される補強要素の一例を示す側面図である。

【図２】図２は、本発明のコンクリ−ト補強部材の断面
図である。

【図３】図３は可塑剤の添加量と貼り付きの関係を示す
グラフである。

【図４】図４は可塑剤の添加量と裁断時に起こる割れの
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１‥‥補強部材、 ２‥‥補強要素、 ３‥‥結合材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酢酸ビニル共重合体を主成分とし、水溶
   性樹脂の保護コロイドを用いた水溶性エマルジョンによ
   る水と接触して結合機能を喪失する結合材であり、更に
   この共重合体に対し可塑剤を１５重量％以下添加した結
   合材により金属補強部材の複数個を互いに平行に結合し
   たことを特徴とするコンクリ−ト補強部材。
2. 【請求項２】 可塑剤が５〜１５重量％である請求項第
   １項記載のコンクリ−ト補強部材。
3. 【請求項３】 可塑剤が７．５〜１１重量％である請求
   項第１項記載のコンクリ−ト補強部材。
4. 【請求項４】 補強部材の外接曲線を越えない部分にの
   み結合材を配置した請求項第１項乃至第３項記載のコン
   クリ−ト補強部材。
5. 【請求項５】 複数の鋼線を長さ方向に一直線状に引き
   揃え、結合材溶液を塗布した後ワイパ−で前記結合材を
   拭き取り、しかる後乾燥固化し、その後、カッタ−で裁
   断してなる請求項１〜４のいずれか１項記載の補強部材
   の製法であって、裁断工程での結合部材の温度を４０〜
   ６０℃としたことを特徴とするコンクリ−ト補強部材の
   製法。