JP2014091668A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】剥落の防止と爆裂の防止との両立を図ることのできるセメント組成物を提供する。
【解決手段】有機繊維体を表層部に設けたセメント組成物であって、前記有機繊維体は、繊維径が所定値以上の太径繊維体と、繊維径が前記所定値未満の細径繊維体とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、セメント組成物に関する。

コンクリート構造物（セメント組成物の一種）として、強度などの力学的特性や耐久性以外に、経年劣化などによるコンクリート片の剥離（剥落）を防止する機能（例えば、特許文献１参照）や、火災時の爆裂を防止する機能が要求される場合がある。

特開２００４−１８７１９号公報

上述した剥落の防止と爆裂の防止については、それぞれ個別に対策が取られていた。つまり、従来のセメント組成物では、剥落の防止と爆裂の防止との機能が両立されていなかった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、剥落の防止と爆裂の防止との両立を図ることのできるセメント組成物を提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明のセメント組成物は、
有機繊維体を表層部に設けたセメント組成物であって、
前記有機繊維体は、
繊維径が所定値以上の太径繊維体と、
繊維径が前記所定値未満の細径繊維体と、
を含むことを特徴とする。
このようなセメント組成物によれば、剥落の防止と爆裂の防止との両立を図ることが可能である。

かかるセメント組成物であって、前記所定値は２０μｍであることが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、剥落と爆裂をそれぞれ抑制することが可能である。

かかるセメント組成物であって、前記太径繊維体の繊維長さは、前記細径繊維体の繊維長さよりも長いことが望ましい。
このようなセメント組成物によれば、より確実に剥落を防止することが可能である。

かかるセメント組成物であって、前記太径繊維体の繊維長さは２０ｍｍ以上であり、前記細径繊維体の繊維長さは２０ｍｍ未満であることが望ましい。

本発明によれば、剥落の防止と爆裂の防止との両立を図ることのできるセメント組成物を提供することが可能である。

剥落の防止機能についての概念図である。 図２Ａ、及び、図２Ｂは爆裂の様子を示す概念図である。 本実施形態のコンクリート構造物１０の説明図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

＝＝＝実施形態＝＝＝
＜剥落について＞
剥落は、コンクリート構造物の施工時に発生するひび割れや、初期欠陥、地震や衝突などによるひび割れや剥離、経年劣化などによりコンクリート片が剥がれ落ちる現象である。

剥落については、例えばコンクリート構造物の表層部に比較的太い有機繊維を混入することが有効である。こうすることにより、剥落が発生した際に、コンクリート構造物からコンクリート片が剥落しないように、有機繊維によってコンクリート片をつなぎとめておくことができる。

図１は、剥落の防止機能についての概念図である。
コンクリート構造物１００は、コンクリートを用いて形成された構造物（例えば床）であり、コンクリート構造物１００において図の下側の被り部分には比較的太い（例えば、繊維径が２０μｍよりも大きい）有機繊維１１０が混入されている。剥落が発生した際には、コンクリート構造物１００からコンクリート片１００ａが剥がれる際に、有機繊維１１０がコンクリート片１００ａをつなぎとめる。このように有機繊維１１０によってコンクリート片１００ａがコンクリート構造物１００から剥落するのを防止できる。

＜爆裂について＞
爆裂とは、火災などにより強く加熱されたときにコンクリートが爆発的に破裂（剥離）する現象である。

図２Ａ、及び、図２Ｂは爆裂の様子を示す概念図である。
コンクリート構造物２００は、コンクリート構造物１００と同様にコンクリートを用いて形成された構造物（例えば床）である。ただし、コンクリート構造物２００には有機繊維が混入されていない。
図２Ａに示すように、コンクリート構造物２００の周囲で火災などが発生してコンクリート構造物２００の温度が上昇すると、コンクリート構造物２００内の水分が水蒸気になる。この水が水蒸気になるときの体積膨張によって、図２Ｂに示すようにコンクリート構造物２００が爆裂してコンクリート片２００ａが剥離する。
このような爆裂を防止するには、例えばコンクリート構造物２００の表層部に比較的細い（繊維径が小さい）有機繊維を混入することが有効である。

このように、剥落と爆裂について、それぞれ対策が異なり、両者に適した防止策がなされていなかった。そこで、本実施形態では、剥落の防止と爆裂の防止の両立を図っている。

＜本実施形態のコンクリート構造物について＞
図３は本実施形態のコンクリート構造物１０の説明図である。
本実施形態のコンクリート構造物１０は表層部（図における点線より下の部分）に、２種類の有機繊維体（有機繊維１２a及び有機繊維１２ｂ）が混入されている。なお、本実施形態において表層部とはコンクリート構造物１０の表面から１００ｍｍ程度までの範囲（火災などによる熱によって強度が低下する範囲）の部分である。

有機繊維１２ａ（太径繊維体に相当）は、比較的太い（例えば、繊維径が２０μｍ以上の）有機繊維である。また、有機繊維１２ａの繊維長さは、後述する有機繊維１２ｂの繊維長さよりも長い（例えば２０ｍｍ以上である）。
有機繊維１２ｂ（細径繊維体に相当）は、比較的細い（例えば、繊維径が２０μｍ未満の）有機繊維である。また、有機繊維１２ｂの繊維長さは、有機繊維１２ａの繊維長さよりも短い（例えば２０ｍｍ未満である）。
本実施形態のコンクリート構造物１０では、有機繊維１２ａとしては、繊維径が４９μｍで、繊維長さが２０ｍｍのポリプロピレン繊維を用いている。また、有機繊維１２ｂとしては、繊維径が１８μｍで、繊維長さが１０ｍｍのポリプロピレン繊維を用いている。

このように、本実施形態のコンクリート構造物１０には、表層部に繊維径の異なる２種類の有機繊維（有機繊維１２a及び有機繊維１２ｂ）が混入されている。繊維径の大きい有機繊維１２ａは、剥落を防止するのに効果的であり、繊維径の小さい有機繊維１２ｂは爆裂を防止するのに効果的である。よって、本実施形態のコンクリート構造物１０は、剥落の防止と爆裂の暴威の両立を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態のコンクリート構造物１０は、比較的繊維径の大きい有機繊維１２ａと、比較的繊維径の小さい有機繊維１２ｂの２種類の有機繊維を表層部に設けている。繊維径が大きい有機繊維１２ａは剥落を防止するのに効果的であり、繊維径が小さい有機繊維１２ｂは爆裂を防止するのに効果的である。これにより、剥離の防止と爆裂の防止を両立して実現することが可能である。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜コンクリート構造物ついて＞
前述の実施形態では、コンクリート構造物１０が床の場合を例に挙げていたがこれには限られない。例えば、壁や柱や梁であってもよい。また、コンクリートには限られず、モルタルなどセメント組成物にも適用できる。

＜有機繊維ついて＞
前述の実施形態では、２種類の有機繊維（有機繊維１２ａと有機繊維１２ｂ）は、繊維径と繊維長さがそれぞれ異なっていたが、少なくとも繊維径が異なっていればよい。すなわち、有機繊維１２ａの繊維長さと有機繊維１２ｂの繊維長さが同じであってもよい。なお、本実施形態のように、繊維径の小さい方（有機繊維１２ｂ）の繊維長さよりも、繊維径の大きい方（有機繊維１２ａ）の繊維長さが長くなっていると、剥落をより確実に防止することができる。

また、前述の本実施形態では有機繊維１２ａ及び有機繊維１２ｂとしてポリプロピレン繊維を用いていたがこれには限られない。例えば、ビニロン繊維やポリエチレン繊維を用いてもよい。

１０ コンクリート構造物
１２ａ 有機繊維
１２ｂ 有機繊維
１００ コンクリート構造物
１００ａ コンクリート片
１１０ 有機繊維
２００ コンクリート構造物
２００ａ コンクリート片

Claims (4)

1. 有機繊維体を表層部に設けたセメント組成物であって、
   前記有機繊維体は、
   繊維径が所定値以上の太径繊維体と、
   繊維径が前記所定値未満の細径繊維体と、
   を含むことを特徴とするセメント組成物。
2. 請求項１に記載のセメント組成物であって、
   前記所定値は２０μｍであることを特徴とするセメント組成物。
3. 請求項１又は請求項２に記載のセメント組成物であって、
   前記太径繊維体の繊維長さは、前記細径繊維体の繊維長さよりも長い、
   ことを特徴とするセメント組成物。
4. 請求項３に記載のセメント組成物であって、
   前記太径繊維体の繊維長さは２０ｍｍ以上であり、前記細径繊維体の繊維長さは２０ｍｍ未満である、
   ことを特徴とするセメント組成物。

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