(57)【要約】【課題】熱による伸縮のために生じる亀裂等を抑制することができる硬化体、硬化体用混和材、及び硬化体の製造方法を提供する。【解決手段】硬化体１００に混合される硬化体用混和材１０は、硬化体１００よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。典型的には硬化体１００はセメント硬化体であり、硬化体用混和材１０は繊維状の金属部材又はカーボン素材である。硬化体用混和材１０は、硬化体１００よりも引張強度又は剪断強度が弱くても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化体に混合される硬化体用混和材であって、
前記硬化体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする
硬化体用混和材。
【請求項２】
前記硬化体はセメント硬化体であることを特徴とする
請求項１記載の硬化体用混和材。
【請求項３】
前記硬化体用混和材は、繊維状部材であることを特徴とする
請求項１又は２記載の硬化体用混和材。
【請求項４】
前記繊維状部材は、金属又はカーボン製であることを特徴とする
請求項３記載の硬化体用混和材。
【請求項５】
前記硬化体用混和材は、前記硬化体よりも引張強度又は剪断強度が弱いことを特徴とする
請求項１乃至４いずれか１項記載の硬化体用混和材。
【請求項６】
組成物を硬化させてなる硬化体であって、
前記硬化体よりも熱伝導率が高い硬化体用混合材が前記組成物に混合されていることを特徴とする
硬化体。
【請求項７】
組成物を硬化させてなる硬化体の製造方法であって、
前記組成物に硬化体用混合材を混合するステップと、
前記組成物を硬化させるステップと、を有し、
前記硬化体用混合材は前記硬化体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする
硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬化体、硬化体用混和材、及び硬化体の製造方法に関し、特に熱による伸縮のために生じる亀裂等を抑制することができる硬化体、硬化体用混和材、及び硬化体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬化体の組成物、例えばモルタルやコンクリート等のセメント硬化体に用いられるセメント組成物に、種々の材料を混和することで、硬化体の強度や耐久性等を向上させる手法が提案されている。例えば、特許文献１には、砂粒を担持した繊維状の樹脂部品をセメントコンクリートと混合することで、当該樹脂部品が担持する砂粒がセメントコンクリートと相互に強く接着結合し、コンクリートの圧縮強度、曲げ強度、弾性率が高まり、破壊された時でも分離し難い性状を備え得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０３１５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
硬化体の破壊が進行する原因の一つに、熱による硬化体の伸縮がある。典型的な硬化体は、硬化の過程で熱を発生する。例えばセメントと水を混和すると、水和反応によりセメントは硬化してゆくが、その過程で水和熱を発生する。水和熱による温度上昇量は、硬化体が厚いほど大きくなる。また、硬化体の中心部と表面部との温度差は、硬化体が厚いほど大きくなる。
【０００５】
硬化体の中心部と表面部との温度差があると、表面部は早期に冷却されて収縮するが、中心部は膨張したままの状態となる。この場合、表面部には中心部の膨張により引張力が働き、亀裂が発生することがある。換言すれば、硬化体内部に不均一な温度分布が生じると、硬化体内部に引張応力が発生する。
【０００６】
また、冷却過程の硬化体が岩盤や躯体等に固定されていると、硬化体は拘束されて自由に収縮することができず、引張力が生じて亀裂が生じることがある。
【０００７】
さらに、硬化体中に残留した水分が凍結融解を繰り返したり、上述のようにして生じた亀裂に浸透した水分が凍結融解を繰り返したりすると、硬化体内部で局所的に応力が集中することがある。応力集中が生じると、応力の集中箇所に亀裂が発生する。繰り返し応力により亀裂が進展すると、疲労破壊に至ることがある。
【０００８】
特許文献１記載の構成によれば、外力に対する強度を増すことができるが、このような熱膨張及び収縮による応力集中を抑制することはできない。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、熱による伸縮のために生じる亀裂等を抑制することができる硬化体、硬化体用混和材、及び硬化体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施の形態にかかる硬化体用混和材は、硬化体に混合される硬化体用混和材であって、前記硬化体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。
【００１１】
他の実施の形態にかかる硬化体用混和材は、前記硬化体はセメント硬化体であることを特徴とする。
【００１２】
他の実施の形態にかかる硬化体用混和材は、繊維状部材であることを特徴とする。
【００１３】
他の実施の形態にかかる硬化体用混和材は、繊維状部材は金属又はカーボン製であることを特徴とする繊維状のカーボン部材であることを特徴とする。
【００１４】
他の実施の形態にかかる硬化体用混和材は、前記硬化体よりも引張強度又は剪断強度が弱いことを特徴とする。
【００１５】
他の実施の形態にかかる硬化体は、組成物を硬化させてなる硬化体であって、前記硬化体よりも熱伝導率が高い硬化体用混合材が前記組成物に混合されていることを特徴とする。
【００１６】
他の実施の形態にかかる硬化体の製造方法は、前記組成物に硬化体用混合材を混合するステップと、前記組成物を硬化させるステップと、を有し、前記硬化体用混合材は前記硬化体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱による伸縮のために生じる亀裂等を抑制することができる硬化体、硬化体用混和材、及び硬化体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】硬化体用混和材１０の構造を示す図である。
【図２】硬化体１００の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１を用いて、本発明の実施の形態にかかる硬化体用混和材１０について説明する。硬化体用混和材１０は、所定の熱伝導特性を備えた物質で形成され、好ましくは繊維状の部材である。
【００２０】
硬化体用混和材１０は、硬化体、すなわち硬化体の組成物が硬化したものよりも高い熱伝導率を有する材料で形成される。例えば、硬化体が、熱伝導率１ｋ／Ｗｍ−１Ｋ−１のセメントコンクリートであるとする。この場合、硬化体用混和材１０には、熱伝導率が１ｋ／Ｗｍ−１Ｋ−１より高い材料を用いることができる。好ましくは、硬化体用混和材１０は、銅、鉄などの金属、カーボンファイバ等を原材料とする繊維状の部材である。硬化体用混和材１０は、硬化体よりも強い引張強度又は剪断強度を有しているならば、その力学的特性により硬化体の強度の向上に資することが可能であるが、かかる特性は本発明では必ずしも必要とされない。すなわち、硬化体用混和材１０は、硬化体よりも弱い引張強度又は剪断強度しか有しないものであっても構わない。
【００２１】
なお、硬化体用混和材１０の材料は、必ずしも１種類である必要はなく、２種類以上の材料を組み合わせることにより、様々な価格、加工性、耐久性、弾性等を実現することが可能である。
【００２２】
硬化体用混和材１０を混入した硬化体１００の製造方法について説明する。図２に示すように、硬化体１００の組成物に硬化体用混和材１０を混ぜ合わせる。硬化体の組成物とは、典型的にはモルタルやコンクリート等のセメント組成物であるが、樹脂や金属など硬化により固形材料を形成可能な物質であれば良い。
【００２３】
例えば、モルタルやコンクリート等のセメント組成物に、カーボンファイバで形成された繊維状の硬化体用混和材１０を混合する。この混合物を硬化させることにより硬化体１００を得る。
【００２４】
硬化体１００において硬化体用混和材１０が奏する作用について説明する。一般に、硬化体１００内部で局所的に熱が発生すると、硬化体１００は固有の熱伝導率に従ってその熱を硬化体１００の他の場所に伝播し、最終的には外気温と同じ温度になるまで熱を放散する。例えば、コンクリートの水和熱は、数日から数十日かけて外部に発散される。
【００２５】
一方、硬化体用混和材１０を混入した硬化体１００では、硬化体１００の内部で局所的に熱が発生すると、硬化体用混和材１０を介して硬化体１００の他の場所に熱が拡散される。硬化体用混和材１０は硬化体１００よりも熱伝導率が大きいため、硬化体用混和材１０を含まない硬化体１００に比べ、局所的な熱集中が抑制される。これにより、局所的な熱膨張により硬化体１００に生じる引張力を抑制することができる。
【００２６】
同様に、硬化体１００内部で局所的に凍結が発生した場合にも、硬化体用混和材１０を混入した硬化体１００では、硬化体用混和材１０を介して硬化体１００内部で効率的に熱が分散する。これにより、ある特定の箇所でのみ凍結・誘拐が発生し、局所的に亀裂が発生、進展することを抑制することができる。
【００２７】
本実施の形態によれば、硬化体用混和材１０を硬化体１００に混入すると、硬化体１００に熱が加わるとき、硬化体用混和材１０が効率よく熱を分散させる。これにより、熱膨張及び収縮により亀裂等が発生することを抑制できる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  硬化体用混合材
１００  硬化体
【図１】
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【図２】
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