(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬化性粉体、および断面径200μm以下且つアスペクト比30以上の補強用短繊維を含む混練物を乾燥させてその含有水分を水硬化性粉体の重量比7%以下とし、これを予め定量した後、目開きが該補強用短繊維の断面径の70倍以上で且つ補強用短繊維の長さ以下の篩に載せて振動を30秒から3分間与え、該篩上に残った塊状物を抽出して、該塊状物に含まれる補強用短繊維量を計量することにより、該混練物に含まれる補強用短繊維のうち補強に寄与できる短繊維量を定量することを特徴とする混練物中における短繊維の分散性評価方法。
【請求項２】
振動の振幅が1〜5mmで且つ周波数60Hz以下の縦揺れである請求項１記載の混練物中における短繊維の分散性評価方法。
【請求項３】
補強用短繊維がポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維、セルロース繊維、セラミヅク繊維、動物繊維、植物繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種の繊維から構成されている請求項１または２記載の混練物中における短繊維の分散性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練・撹枠・揺動などで得られた粉体混合物中の短繊維の分散性を確実に定量的に把握する評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントなどの水性硬化粉体や反応基を含んだフェノール樹脂またはそのプレポリマーなどの熱硬化性粉体を含み、砂や石などの骨材や木粉やパルプなどの増量材または軽量化材などを一種または複数種含んだ混練物は、コンクリートしゅう動材を作成する工程中で得られる。
【０００３】
最終的に水添やプレス、加熱、場合によっては養生工程を経て、得られる硬化物の引張りや曲げ、捻れに対する抵抗強度は、圧縮に対する抵抗強度に比較して一般的に低い。そのため、硬化物の引張りや曲げ、捻れに対する強度を向上、更にひび割れを抑制させるべく、混練時に短繊維を添加・分散させて硬化物に内包させる方法は多方面で既になされている。
【０００４】
硬化物の短繊維添加効果は添加量が多いほど高いが、添加した繊維が全て有効に働くとは限らない。添加した短繊維の一部は混練中に、他の粉体や短繊維同士などが絡まって、塊となったり、短繊維が添加状態のまま数百本が離解せずに貝柱のような状態のまま残ったりする。これらを「分散不良物」と呼ぶ。この分散不良物に含まれる短繊維は目的とする硬化物の引張りや曲げ、捻れに対する強度を向上、更にひび割れを抑制に貢献しない。
この対策としては添加量を多めにすることがと考えられるが、分散不良物は有効な短繊維量を減らすだけでなく硬化物の欠陥点になるため、分散不良物自体を減らす必要がある。
【０００５】
このためには混練条件を様々に検討することが必要であり、この検討のためには、先ず混練後の分散不良物を補足、採取して定量する必要がある。これを実現する方法として、特開平１０−３１１８０２号公報には、粉体の撹枠物の断面映像を抽出して定量的に評価する方法が示されている。しかし、この方法では、現れた断面映像からの推定になるため分散不良物の存在が部位によってバラついている場合は誤差が大きく、正確な測定方法としては不充分である。
【０００６】
また近年、特にコンクリートやモルタルの場合、環境保護などの観点からその耐久性向上が重視されるようになっている。この動きを受け、短繊維の添加量は、曲げ強度向上を目的とする場合は1%未満、場合によっては０．１％未満と少量添加となっている。このような場合、より正確な分散不良物の補足と定量が求められている。
【特許文献１】特開平１０−３１１８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の従来技術の有する問題点を解決し、混練物に含まれる補強用短繊維のうち補強に寄与できる短繊維量を定量する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、水硬化性粉体、および断面径200μm以下且つアスペクト比30以上の補強用短繊維を含む混練物を乾燥させてその含有水分を水硬化性粉体の重量比7%以下とし、これを予め定量した後、目開きが該補強用短繊維の断面径の70倍以上で且つ補強用短繊維の長さ以下の篩に載せて振動を30秒から3分間与え、該篩上に残った塊状物を抽出して、該塊状物に含まれる補強用短繊維量を計量することにより、該混練物に含まれる補強用短繊維のうち補強に寄与できる短繊維量を定量することを特徴とする混練物中における短繊維の分散性評価方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水硬化性粉体、および補強用短繊維を含む混練物に含まれる補強用短繊維のうち補強に寄与できる短繊維量を正確に定量することができるので、混練条件を様々に検討することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における水硬化性粉体とは水分、湿気などにより硬化が起こる粉体であり、具体的にはセメント、石膏などを指す。
【００１１】
本発明における補強用短繊維は、断面径200μm以下且つアスペクト比30以上のものを指す。材質は特に限定しないが、工業的に生産されており入手が容易なポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維、セルロース繊維、セラミヅク繊維、動物繊維、植物繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種の繊維などが例示される。
【００１２】
本発明における、混練物の混練方法は特に限定されない。羽根による掻き混ぜや揺動、強風などによる撹枠方法が任意に用いられる。
【００１３】
本発明では、まず、補強用短繊維を含む混練物を乾燥させて、水分を水硬化性粉体の重量比7%以下とし、これを予め定量する。該水分が7%を超えると作業中に水性硬化物が硬化する場合があるので後の作業に支障がある。また、その後、目開きが補強用短繊維の断面径の70倍以上で補強用短繊維の長さ以下の篩に載せて振動を30秒から3分間与え、篩上に残った塊状物を抽出し、該塊状物に含まれる補強用短繊維を計量することにより、該塊状物に取り込まれているために補強に寄与できない補強用短繊維の量を算出する。
【００１４】
篩の目開きが補強用短繊維の断面径の70倍以下では分散の良好な短繊維だけでなく、分散不良物も通過してしまって捕捉できず目的を達せられない。また、振動を与える時間は30秒以下では粉体の除去が不充分で分散不良物の目視選別が正確にできない場合がある。一方、振動を与える時間が3分以上では分散の良好な短繊維が分散不良物と化してしまう場合が生じる。
【００１５】
また、振動の与え方は、特に限定しないが振幅1から5mmで且つ周波数60Hz以下の縦揺れで行うことが、より振動中に分散不良物が生じたり成長したりすることが少ない点で好ましい。
【００１６】
かくして補強に寄与できない補強用短繊維の量を算出すれば、これを差し引くことにより、混練物全体に含まれる補強用短繊維中の補強に寄与できるものの比率を定量することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明する。ただし本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１８】
［実施例１］
粉体として、無機質粉体のフライアッシュ(平均粒子径100μm、JISA6201に準じた測定による真比重2.3、嵩比重0.6)を用い、補強繊維としてアラミド繊維であるコポリパラフェニレン・3,4’-オキシジフェニレンテレフタラミド繊維(帝人株式会杜製「テクノーラ」、1.67dtex、断面径12.4μm、長さ3mm、アスペクト比242、水分率20%)を用いた（真比重1.39、嵩比重は0.79、真比重に対する嵩比重の比は0.57）。
【００１９】
フライアッシュとアラミド繊維の重量をそれぞれ1000g、30gとし、マツボー社製レーディゲミキサー(容量5リットル)で1分間混合した。得られた混練物全てを直径45cm、目開き1.0mmの篩にかけた。振動の与え方は、振幅2〜3mmの範囲で且つ周波数30〜50Hzの範囲で縦揺れで1分間行った。
【００２０】
このようにして篩上に残った混練物の塊は分散不良物のみとなり、ここから短繊維をより分けて計量した。該分散不良物中に含まれる短繊維は1.9gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.1gであり、これは補強用短繊維全量の93.7%であると計算評価できた。
【００２１】
［比較例１］
実施例１において、篩の目開きを0.8mmとした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。篩上に残った混練物の塊は分散不良物だけでなく、分散不良物のみを抽出することは不可能であった。
【００２２】
［比較例２］
実施例１において、篩をかける時間を25秒とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。篩上に残った混練物の塊は分散不良物だけでなく、分散不良物のみを抽出することは不可能であった。
【００２３】
［実施例２］
実施例１において、篩をかける時間を2.5分とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。篩上に残った混練物の塊は分散不良物のみとなり、ここから短繊維をより分けて計量した。該分散不良物中に含まれる短繊維は1.9gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.1gであり、これは補強用短繊維全量の93.7%であると実施例１と同様に計算評価できた。
【００２４】
［実施例３］
実施例１において、篩をかける時間を45秒とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。該分散不良物中に含まれる短繊維は1.9gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.1gであり、これは補強用短繊維全量の93.7%であると実施例１と同様に計算評価できた。
【００２５】
［比較例３］
実施例１において、篩をかける時間を4分とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。該分散不良物中に含まれる短繊維は3.5gと篩かけ中に増加していることが確認された。よって、目的とする計算評価は実施不可能であった。
【００２６】
［実施例４］
実施例１において、篩をかける振幅を6〜8mmの範囲とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。該分散不良物中に含まれる短繊維は2.0gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.0gであり、これは補強用短繊維全量の93.3%であると実施例１と同様に計算評価できた。
【００２７】
［実施例５］
実施例１において、篩をかける振幅を0.3〜1mmの範囲とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。該分散不良物中に含まれる短繊維は2.0gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.0gであり、これは補強用短繊維全量の93.3%であると実施例１と同様に計算評価できた。
【００２８】
［実施例６］
実施例１において、篩をかける振幅を横とした以外は実施例１と同じ操作をおこなった。該分散不良物中に含まれる短繊維は2.0gであった。即ち、補強に寄与できる短繊維量は28.0gであり、これは補強用短繊維全量の93.3%であると実施例１と同様に計算評価できた。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、水硬化性粉体、および補強用短繊維を含む混練物に含まれる補強用短繊維のうち補強に寄与できる短繊維量を正確に定量することができるので、コンクリート補強などの混練条件を様々に検討することが可能となる。