(57)【要約】本発明は、補強繊維材料を使用する鉱物基礎材料を補強するための方法に関する。より詳細には、本発明は、セメントペーストのような鉱物基礎材料に繊維材料をより均一に分散させるための方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の鉱物基礎材料を少なくとも１種の補強繊維材料に接触させることを含む鉱物基礎材料の補強方法。
【請求項２】
前記補強繊維材料は、少なくとも１種の調整材料および少なくとも１種の繊維材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調整材料は、フライアッシュおよびシリカヒュームのようなシリカ富化材料、スラグ、熱処理粘土、メタカオリン、粘土のようなアルミノ珪酸塩、砕岩からの微粉末、細砂、シリカゲル、タルク、沈降炭酸カルシウムおよび粉化炭酸カルシウムのような炭酸カルシウム、ミョウバンとして知られる硫酸アルミニウム、木灰、ジャガイモデンプンおよびトウモロコシデンプンのような陰イオン性ポリマーおよび陽イオン性ポリマーのような繊維材料に吸着または結合可能なポリマー、界面活性物質、水およびおがくずのうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリカ富化材料は、シリカヒュームおよびフライアッシュのうちの少なくともいずれか一方から選択されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シリカ富化材料は、シリカヒュームであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シリカ富化材料は、フライアッシュであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記陽イオン性ポリマーは、デンプンおよび界面活性物質のうちの少なくともいずれか一方から選択されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記陽イオン性デンプンは、ジャガイモデンプンおよびトウモロコシデンプンのうちの少なくともいずれか一方から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記繊維材料は、セルロース系繊維、再生繊維、砕木パルプおよび合成繊維のうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記セルロース系繊維は、オーク、ポプラ、カバノキおよびブナノキのような広葉樹にある繊維のような硬質木材繊維、および、テーダマツ、バンクスマツ、白エゾマツ、ロージポールマツ、セコイアスギまたはベイマツのような針葉樹からの繊維のような軟質木材繊維といった木質繊維、および、麻アマ、バガス、マイラ、ワタ、カラムシ、ジュートマニラ麻、バナナ、ケナフ、シサル麻、コムギ、イネ、竹およびパイナップルのような非木質繊維のうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記セルロース系繊維は、軟質木材繊維であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記セルロース系繊維は、硬質木材繊維であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記セルロース系繊維は、再生繊維であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記セルロース系繊維は、非木質繊維であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記再生繊維は、紙製品から選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記合成繊維は、ガラス繊維、硼素繊維およびアルミニウム繊維を含む鋼繊維のような金属繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリスチレン繊維、セルロースアセテート繊維、アセテート茎幹繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリルアミド繊維、ポリエチレン繊維、炭素繊維およびアラミド繊維のうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記鉱物基礎材料は、セメント基礎材料、粘土基礎材料、アスファルト基礎材料、モルタル、コンクリート、セラミックタイル、グラウトおよびテラゾのうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記鉱物基礎材料は、セメント基礎材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記鉱物基礎材料は、モルタルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
鉱物基礎材料の早期割れおよび収縮割れを減少させるために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
鉱物基礎材料の延性を改善するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
鉱物基礎材料の靭性を改善するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
補強された前記鉱物基礎材料は、繊維セメントパネルにされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
損傷した鉱物基礎材料を修繕および修復するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも１種の鉱物基礎材料および少なくとも１種の補強繊維材料を含む配合物。
【請求項２６】
前記鉱物基礎材料は、セメント基礎材料、粘土基礎材料、アスファルト基礎材料、モルタル、コンクリート、セラミックタイル、グラウトおよびテラゾのうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項２７】
前記補強繊維材料は、繊維材料および調整材料を含むことを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項２８】
前記繊維材料は、セルロース系繊維、再生繊維、砕木パルプおよび合成繊維のうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２６に記載の配合物。
【請求項２９】
前記セルロース系繊維は、オーク、ポプラ、カバノキおよびブナノキのような広葉樹にある繊維のような硬質木材繊維、および、テーダマツ、バンクスマツ、白エゾマツ、ロージポールマツ、セコイアスギまたはベイマツのような針葉樹からの繊維のような軟質木材繊維といった木質繊維、および、麻アマ、バガス、マイラ、ワタ、カラムシ、ジュートマニラ麻、バナナ、ケナフ、シサル麻、コムギ、イネ、竹およびパイナップルのような非木質繊維のうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２７に記載の配合物。
【請求項３０】
前記調整材料は、フライアッシュおよびシリカヒュームのようなシリカ富化材料、スラグ、熱処理粘土、メタカオリン、粘土のようなアルミノ珪酸塩、砕岩からの微粉末、細砂、シリカゲル、タルク、沈降炭酸カルシウムおよび粉化炭酸カルシウムのような炭酸カルシウム、ミョウバンとして知られる硫酸アルミニウム、木灰、ジャガイモデンプンおよびトウモロコシデンプンのような陰イオン性ポリマーおよび陽イオン性ポリマーのような繊維材料に吸着または結合可能なポリマー、界面活性物質、水およびおがくずのうちの少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２６に記載の配合物。
【請求項３１】
鉱物基礎材料の早期割れまたは収縮割れを減少させるために使用されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項３２】
鉱物基礎材料の延性を改善するために使用されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項３３】
鉱物基礎材料の靭性を改善するために使用されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項３４】
繊維セメントパネルに使用されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【請求項３５】
損傷した鉱物基礎材料を修繕および修復するために使用されることを特徴とする請求項２４に記載の配合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、補強された繊維材料を用いる鉱物基礎材料（ｍｉｎｅｒａｌ−ｂａｓｅｄ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を補強するための方法に関する。より詳細には、本発明は、セメントペーストのような鉱物基礎材料中にある繊維材料をより均一に分散させるための方法に関する。
【０００２】
発明の背景
１２０億トンの年産高を有するコンクリートは、現代の建造物の基礎構造のための材料の選択肢として出現した。ポルトランドセメントコンクリート、これは鉱物基礎材料であるが、水、ポルトランドセメント、細骨材および粗骨材、ある場合には、鉱物混合剤、化学物質混合剤および繊維の調合された混合物から製造される複合材料である。セメントの水和作用の生成物は、骨材粒子とともに結合する。コンクリートの微細構造に内在するものは、ボイドおよびクラックであり、これらは、ミクロスケールからマクロスケールまでの大きさにわたる。これらのボイドおよびクラックは、前記生成物の機械的挙動に影響を与え得る。コンクリートの一般的に脆い性質と対になっているきずのようなものの存在は、コンクリートの引張り強さが圧縮強さの１／８から１／１２までしかないことの原因となる。
【０００３】
この性質を高めるために、繊維はモルタル、コンクリートおよび繊維セメント生成物を含む種々のセメント基礎材料に使用されている。通常、コンクリート建造物に使用される繊維は、一般的に長さが３０〜６０ｍｍの範囲にある。このサイズのランダムに分布された繊維は、コンクリートのある機械的特性を改善し得るが、繊維のいわゆる「球状化（ｂａｌｌｉｎｇ）」または凝集（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ）および均一ではない分散の可能性のために、混合および分散は、典型的により大変な労力を要する。コンクリートの表面上で繊維のいわゆる「毛羽立ち」が起こり得るために、表面仕上もまた困難なことである。繊維の混合および分散におけるこれらの困難は、実際にはコンクリートに組み込まれ得る繊維体積を体積で２％以下に制限する。加えて、不均一な分散のために、鋼、ガラスおよび合成ポリマー繊維は、コンクリートのコストを１０〜５０％増加させる可能性があり、それらの使用をより低いコスト効率にする。
【０００４】
鉱物基礎材料を補強するために使用される繊維のもう一つの原料は、アスベスト繊維である。しかしながら、これらの繊維の使用は危険であり、安全処置の用意が必要である。加えて、これらの性質のために、アスベスト繊維は、クラスタおよびバンドルを形成する傾向を有する。これらの理由から、アスベストは、一般的に、その他の木材基礎繊維（ｗｏｏｄ−ｂａｓｅｄ  ｆｉｂｅｒ）に代替されてきた。
【０００５】
木材基礎繊維、これは長さが１ｍｍから４ｍｍまでの範囲にあり、直径が数十ミクロンであるが、コンクリート補強のために従来から研究されていた他のタイプのミクロ繊維に類似している。また、ミクロ繊維の引張り強さおよび弾性率は、材料タイプによって様々に変わる。木材パルプ繊維は、その他のタイプの繊維に匹敵することが判明した。セルロース繊維の親水性の表面は、これらの分散およびセメントペーストへの結合を促進し得る。繊維は、幅に対する長さの非常に大きなアスペクト比を有し、また、これらは非常に柔軟であるために、繊維は、もつれてフロックを形成する傾向があり、フロックは個々の繊維に解きほぐすことが非常に難しい。乾燥パルプ中の繊維は、水素結合により強固に結合されている。乾燥パルプが濡れると、水は水素結合の大部分を切り離すが、機械的なもつれはそのまま残り、繊維の分散を非常に難しくする。強い剪断力がもつれた繊維を分散させるために必要である。このため、よく分散されたならば、パルプ繊維の比較的高い表面領域および近接したスペーシングは、これらの所望の機械的性質と結び付くときに、これらをコンクリート基質中の微小割れの抑制および安定化に対して効果的なものとする。
【０００６】
パルプ繊維の分散は、少量または０．１％未満のような体積分率で使用されるとき有効であるが、より高い繊維量は、球状化およびセメントペースト基質中にすみずみまで分散しない原因となり得る。セメントペースト基質の中でよく分散されていない繊維は、鉱物基礎材料の特性を改善すると言うよりもむしろ、代わりに欠陥として作用し、複合体に弱点を生じさせる。不十分に分布された繊維の球状化または凝集化（ｃｌｕｍｐｉｎｇ）は、バルク複合材料の機械的性質および耐久性の低下の原因となる。
【０００７】
セメント基礎基質へのパルプ繊維の導入に対する主な課題は、基質のすみずみまで繊維を均一に分散させることである。手を加えない生来の形態にあるパルプ繊維は、セメントペースト基質のような無機バインダ中に分散させることは非常に困難である。
【０００８】
本発明者らは、効果的に補強された鉱物基礎材料のための方法を開発した。本発明者らは、鉱物基礎材料への補強繊維の分散を改善する方法を開発した。本発明者らはさらに、鉱物基礎材料中の繊維の分散および結合を改善する低コストの方法を開発した。これは、結果的に早期割れ（ｅａｒｌｙ  ａｇｅ  ｃｒａｃｋｉｎｇ）の減少および収縮割れ（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ  ｃｒａｃｋｉｎｇ）の減少のような種々の用途に高性能の複合材料をもたらす。
【０００９】
発明の概要
本発明に従えば、少なくとも１種の鉱物基礎材料を少なくとも１種の補強繊維材料に接触させることを含む鉱物基礎材料を補強するための方法が開示されている。本発明は、少なくとも１種の鉱物基礎材料および少なくとも１種の補強繊維材料を含む組成を開示する。
【００１０】
本発明は、以下に示す特性のうちの１つまたはそれ以上における改善を提供することができる。すなわち、圧縮強さ、体積安定性、亀裂抵抗、靭性、延性、耐久性、縮みの復元（ｒｅｄｕｃｅ）、耐火性、ポストピーク負荷挙動（ｐｏｓｔ  ｐｅａｋ  ｌｏａｄｉｎｇ  ｂｅｈａｖｉｏｒ）、改善された引張り強さ、塗装性、加工性、流動性および仕上やすさ（ｆｉｎｉｓｈａｂｉｌｉｔｙ）。
【００１１】
発明の詳細な説明
鉱物基礎材料の補強は、鉱物基礎材料に補強繊維材料を取り込むことにより達成され得ることが分かった。このため、本発明の一実施形態では、我々は、補強繊維材料を用いる鉱物基礎材料の補強方法を提供する。
【００１２】
本発明に従えば、鉱物基礎材料は、例えば、建築物、橋、舗装、歩道、プレキャストコンクリート品、床、道路、排水路、石材、煉瓦、羽目板、屋根ふき材を含むがこれらに限定されるものではなく、特に強度が重視される環境で使用するための固体鉱物基礎材料のためのいかなる材料でもある。鉱物基礎材料の例には、セメント基礎材料、粘土基礎材料、アスファルト基礎材料、モルタル、コンクリート、セラミックタイル、グラウトおよびテラゾがあるが、これらに限定されるものではない。一般的にセメント基礎材料は、石灰、アルミナ、シリカ、ケイ酸カルシウム、カルシウム、シリコン、アルミニウム、鉄、酸化鉄、硫酸塩、石膏、硫酸カルシウム、アルミン酸カルシウムおよびカルシウムスルホアルミネートのうちの少なくとも１種を含む。セメント基礎材料の例には、アルミナセメント、高炉セメント、タイプＩポルトランドセメント、タイプＩＡポルトランドセメント、タイプＩＩポルトランドセメント、タイプＩＩＡポルトランドセメント、タイプＩＩＩポルトランドセメント、タイプＩＩＩＡ、タイプＩＶポルトランドセメント、タイプＶポルトランドセメント、白色セメントのような水硬性セメント、グレイセメント、水硬性混合セメント、タイプＩＳ−ポルトランド高炉スラグセメント、タイプＩＰおよびタイプＰ−ポルトランド−ポゾランセメント、タイプＳ−スラグセメント、タイプＩ（ＰＭ）−ポゾラン改質ポルトランドセメント、および、タイプＩ（ＳＭ）−スラグ改質ポルトランドセメント、タイプＧＵ−水硬性混合セメント、タイプＨＥ−早強セメント、タイプＭＳ−中級耐硫酸塩セメント、タイプＨＳ−高級耐硫酸塩セメント、タイプＭＨ−中級水和熱セメント、タイプＬＨ−低級水和熱セメント、タイプＫ膨張セメント、タイプＯ膨張セメント、タイプＭ膨張セメント、タイプＳ膨張セメント、ジェットセメント、超早強セメント、高級鉄セメント、および、油井用セメント、さらにコンクリート繊維セメント堆積物があり、また上に列挙したセメントのいずれかを含むいかなる複合材料でもある。
【００１３】
異なるタイプのセメントは、アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｃ−１５０で特徴づけることができる。例えば、タイプＩポルトランドセメントは、あらゆる使用に対して好適な標準的な汎用のセメントである。これは建築物、橋、床、舗装およびその他のプレキャストコンクリート品のような一式請負プロジェクトで使用される。タイプＩＡポルトランドセメントは、気泡混入（ａｉｒ−ｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ）特性を付加したタイプＩに類似するものである。タイプＩＩポルトランドセメントは、低速で低い熱を発生し、硫酸塩の化学作用に対して中程度の耐性を有する。タイプＩＩＡポルトランドセメントは、タイプＩＩと同一であり、気泡混入コンクリート（ＡＥコンクリート）を生成する。タイプＩＩＩポルトランドセメントは、早強セメントであり、コンクリートをすばやく固化して強度を増強させる。タイプＩＩＩは、その粒子がすりつぶされた微粒子（ｆｉｎｅｒ）である以外には、化学的にも物理的にもタイプＩと類似するものである。タイプＩＩＩＡは、気泡混入した高級早強セメントである。タイプＩＶポルトランドセメントは、低い水和熱を有し、他のタイプのセメントよりもゆっくりと強度を発揮し、この特性は、熱が逃げる見込みがほとんどないダムおよびその他の大規模なコンクリート建造物での使用に対してこのセメントを理想的なものにする。タイプＶポルトランドセメントは、硫酸塩の苛酷な作用に曝される可能性のあるコンクリート構造物でのみ使用され、主にここでは、コンクリートは高い硫酸塩量を有する土壌および地下水に曝される。
【００１４】
鉱物基礎材料は、当業者に周知のいかなる方法でも製造することができる。例えば、ポルトランドセメント、これはコンクリート中の基本成分であるが、カルシウム、シリコン、アルミニウムおよび鉄の組み合せで作られるケイ酸カルシウムセメントである。ポルトランドセメントは、一般的に、石灰石、殻またはチョーク、および、頁岩、粘土、砂、および／または、鉄鉱石の組み合せを含む。未処理の原材料は、その後、例えば粉砕機によりサイズを減少される。材料は、特定の化学組成を有するセメントを生成するように調合される。２つの異なる方法、乾式および湿式をポルトランドセメントを製造するために使用することができる。乾式法では、乾燥した未処理の材料が調合され、粉末になるまですりつぶされ、ともに混合され、乾燥状態にあるキルンに送られる。湿式法では、適当に調合された未処理の材料に水を加えることによりスラリーが形成される。粉砕操作および調合操作は、その後、スラリーの形態にある材料で完了する。調合後に、原材料の混合物は、傾斜して回転する円筒型キルンの上端部に送給される。混合物は、キルンの勾配および回転速度により制御された速度でキルンの中を通る。微粉炭または天然ガスからなる燃焼燃料は、キルンの下端部に押し込められる。キルンの内側では、原材料が２６００゜Ｆから３０００゜Ｆまで（１４３０℃から１６５０℃まで）の温度に達する。２７００゜Ｆ（１４８０℃）において、一連の化学反応は、材料を融解させ、セメントクリンカー灰黒色パレットを生成する。このパレットは、多くの場合、ビー玉の大きさである。クリンカーは、キルンの下端部から赤熱が放出され、クリンカーを運用温度まで下げるために種々のタイプの冷却器に導入される。冷却されたクリンカーは、石膏に混合され、微細な灰色粉末になるまで粉砕される。クリンカーは、そのほとんどすべてがＮｏ．２００メッシュ（７５ミクロン）ふるいを通過することができるようになるまで微細に粉砕される。この微細な灰色粉末がポルトランドセメントである。
【００１５】
鉱物基礎材料を得るためのその他の方法もまた、本発明に使用することができる。鉱物基礎材料は、当業者あるいは当分野の一般技術者に周知であるいかなる形態にもすることができる。例えば、鉱物基礎材料は、あらかじめ混合された形態にすることもでき、この場合、ローカルプラントでバッチ処理される。鉱物基礎材料の形態のもう一つの例には、コンクリート煉瓦、敷石、橋桁、構造物の部品、および、クラッド用パネルのようなプレキャスト鉱物基礎製品がある。鉱物基礎材料形態のさらなる他の例には、かわら、割れこけら板（ｓｈａｋｅ  ｓｈｉｎｇｌｅｓ）、巻き羽目板（ｌａｐ  ｓｉｄｉｎｇ）およびカウンタートップのような鉱物石造建築（ｍｉｎｅｒａｌ  ｍａｓｏｎｒｙ）がある。
【００１６】
本明細書で使用される凝集塊（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）とは、特に言及しない限り、砂、砂利または砕石のような粒状の材料を示す。凝集塊は、微細なおよび粗大なといった２つの異なる分類に分けることができる。微細な凝集塊の例には、多くの粒子が３／８インチ（９．５ｍｍ）ふるいを通り抜ける天然の砂または砕石が含まれる。粗大な凝集塊の例には、直径で０．１９インチ（４．７５ｍｍ）を超える粒子、一般的には、３／８から１．５インチまで（９．５ｍｍから３７．５ｍｍまで）の範囲にある粒子、すなわち砂利が含まれる。天然の砂利および砂のような凝集塊は、採石場、川、湖または海底から掘り起こすか、あるいは、さらうことができる。粉砕された凝集塊は、石切場の岩、巨礫、大礫または大きなサイズの砂利を粉砕することにより製造することができる。凝集塊のもう一つの例には、コンクリートのような再利用された鉱物基礎材料がある。
【００１７】
本明細書中で使用される化学物質混合剤とは、特に言及しない限り、鉱物基礎材料に対して気泡混入させる、水分を減少させる、遅延させる、加速させる、可塑化させる、腐食を抑制させる、収縮を減少させる、アルカリ−シリカ反応性を減少させる、加工性を向上させる、結合させる、防水させる、あるいは、染色させるために使用するいかなる組成物にも該当するものとする。
【００１８】
本発明に従えば繊維材料は、セルロース系繊維、再生繊維、熱加工パルプのような砕木パルプ、および、合成繊維のうちの少なくとも１種から選択される。セルロース系繊維は、植物に由来する。セルロース系繊維の例には、オーク、ポプラ、カバノキおよびブナノキのような広葉樹にある繊維のような硬質木材繊維、および、テーダマツ、バンクスマツ、白エゾマツ、ロージポールマツ（ｌｏｇｅｐｏｌｅ  ｐｉｎｅ）、セコイアスギまたはベイマツのような針葉樹からの繊維のような軟質木材繊維といった木質繊維、および、麻アマ（ｈｅｍｐ  ｆｌａｘ）、バガス、マイラ（ｍａｉｌｌａ）、ワタ、カラムシ、ジュートマニラ麻（ｊｕｔｅ  ａｂａｃａ）、バナナ、ケナフ、シサル麻、コムギ、イネ、竹およびパイナップルのような非木質繊維（ｎｏｎ−ｗｏｏｄｙ  ｆｉｂｅｒ）がある。再生繊維は、例えば、古い段ボール容器、古い雑誌類、古い新聞用紙、混合されたオフィス廃棄物、ティッシューまたはナプキンのような紙製品に由来する。本発明に従う合成繊維は、自然にではなく生じるいかなる繊維であってもよい。合成繊維の例には、ガラス繊維、硼素繊維およびアルミニウム繊維を含む鋼繊維のような金属繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリスチレン繊維、セルロースアセテート繊維、アセテート茎幹繊維（ａｃｅｔａｔｅ  ｂａｓｅ  ｆｉｂｅｒ）、ポリプロピレン繊維、ポリアクリルアミド繊維、ポリエチレン繊維、炭素繊維およびアラミド繊維が含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明の一実施形態に従えば、本発明に従う繊維材料は、約０．０１ｍｍから約８０ｍｍまでの長さにすることができる。さらに、繊維は、約３０ｍｍから約６０ｍｍまでの長さの範囲にすることができる。さらにまた、繊維の範囲は、約１ｍｍから約４ｍｍまでの長さにすることができる。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、補強繊維材料の製造方法を提供する。本発明に従う補強繊維材料は、鉱物基礎材料中に分散されたときに改善された製品特性を提供する。本発明に従う繊維材料は濡れているか、乾燥しているかのいずれかとすることができる。この混合物は、当技術分野で周知のいずれの方法に従っても乾燥することができる。例えば、この混合物は、ろ過、真空吸引またはフラッシュ乾燥に供することができる。
【００２０】
補強繊維材料は、少なくとも１種の前述の繊維材料、および、少なくとも１種の調整材料または鉱物基礎材料中での分散または結合が可能である処理された繊維材料のいずれか一方を含む。調整材料（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）とは、１）鉱物基礎材料と混合されたときに改善された分散へと繋がる繊維材料に分離または分散を可能とする材料、あるいは、２）繊維と鉱物基礎材料との間の結合を改善する材料である。調整材料の例には、フライアッシュおよびシリカヒュームのようなシリカ富化材料、スラグ、熱処理粘土、メタカオリン（ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ）、粘土のようなアルミノ珪酸塩、砕岩（ｃｒｕｓｈｅｄ  ｒｏｃｋ）からの微粉末、細砂、シリカゲル、タルク、沈降炭酸カルシウムおよび粉びきされた炭酸カルシウムのような炭酸カルシウム、ミョウバンとして知られる硫酸アルミニウム、木灰、ジャガイモデンプンおよびトウモロコシデンプンのような陰イオン性ポリマーおよび陽イオン性ポリマーのような繊維材料に吸着または結合可能なポリマー、界面活性物質、水およびおがくずが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
鉱物基礎材料への繊維基礎材料（ｆｉｂｅｒ  ｂａｓｅｄ  ｍａｔｅｒｉａｌ）の改善された分散および／または改善された結合は、種々の用途に高性能の複合材料をもたらす。例えば、分散および／または結合を改善することにより、繊維材料は、確認された体積分率で鉱物基礎材料に取り込ませることができるばかりでなく、改善された加工性とともに、改善された強度およびより効果的な構造物や製品を提供することができる。加えて、押し出し成形機または特殊な混合用道具のようないかなる付加的な機械類または技術をも必要とすることなく、より高い繊維体積分率を鉱物基礎材料に取り込ませることができる。より高い体積分率を有する製品は、改善された加工性および強度を維持することができる。また、繊維とその周囲の基質との間の結合を補強することは、引張り強さのより効率的な伝達を繊維に与えることができる。
【００２２】
セメントのような鉱物基礎材料基質との繊維基礎材料の分散および／または結合を改善するために、植物繊維のような繊維を、機械的処理または化学的処理または両処理の組み合せを含む方法と認められるいかなる技術を用いても処理することができる。理論に縛られることなく、植物繊維の増強された化学的性質は、それらの水への分散に影響を与え、このため、セメント基礎材料への分散にも影響を与える。第一に、植物繊維は親水性であるために、この結果として、植物繊維の水を吸着する能力は高い。これは、セメント複合体の加工性、配置および圧密化に不利な影響を与える可能性があるため、結果的に、高い空隙量と低い強度をもたらす。第二に、植物繊維は主にセルロース（加工法に依存して６０〜８０％）で構成されているため、繊維の乾燥は、セルロースにおける水素結合の数および強さを増加させる原因となり得る。繊維が水に導入されたときに、典型的な化学的挙動には、互いに対しての、および、セルロース表面にわたる水酸基に対しての水分子の極性の誘引力が含まれる。水が蒸発すると、セルロース表面の水酸基は、最終的には水素結合により互いに連結する。機械的作用は、繊維の分離を助長する。植物繊維がともに凝集されるか、あるいは、いわゆる「球状に固められる（ｂａｌｌ）」と、補強された鉱物基礎材料の特性は、悪影響を及ぼすことがある。鉱物基礎材料の機械的な特性を改善させるように働く代わりに、十分に分散していない植物繊維または凝集した植物繊維は、複合体の内側の欠点として働くようになる可能性がある。セメント材料は、凝集した繊維にほとんど浸透することができない。加えて、水分ゆらぎに応じて、繊維の集塊（ｃｌｕｍｐ）の膨張は、よく分散した繊維の膨張よりも基質をより分裂させ得る。
【００２３】
繊維と鉱物基礎材料との間の機械的な結合は、植物繊維を叩き解すことにより改善することができる。繊維叩解（ｆｉｂｅｒ  ｂｅａｔｉｎｇ）、繊維精製（ｆｉｂｅｒ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ）またはフィブリル化は、製紙工場における通常の機械的工程である。本発明の一実施形態に従えば、２つの操作がこの機械的な処理に含まれる。１つめは、パルプ化または分散と呼ばれている。この段階で、乾燥パルプは水に分散され、スラリーを形成する。２つめの操作は叩解である。叩解工程の主な効果は、繊維の一次膜の除去、繊維細胞壁への水の浸透、繊維内水素結合のいくつかの破壊、および、水−繊維水素結合へのこれの置換であり、繊維のＳ１層中のミクロフィブリルのいくつかの剥離による外部のフィブリル化、および、繊維ショートニングである。本発明の一実施形態に従えば、叩解は繊維表面のフィブリル化の機械的な作用を指し示し、本質的には、繊維表面からの多くのいわゆる「枝分かれ」または伸張を生じさせ、繊維と鉱物基礎材料基質との間の結合効果を改善させる。
【００２４】
フィブリル化または繊維精製は、例えば、ディスクリファイナー、コニカルリファイナーおよびバレー叩解機（ｖａｌｌｅｙ  ｂｅａｔｅｒ）のような方法と認められるいかなる技術によっても達成させることができる。精製度は、カナダ標準形ろ水度試験（ＣＳＦ）により測定される。ＣＳＦは、「０．３０％粘稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）および２０℃において、パルプドレインが穿孔処理されたプレートを通るときに標準形試験機の側面オリフィスから採取される水のミリリットル数」と定義される（Ｇ．Ａ．スモック（Ｓｍｏｏｋ）１９８２年）。精製は、好ましくは、繊維の外表面をフィブリル化して、鉱物基礎材料および／または調整材料との結合をよりよくするために表面領域を増加させるために選択される。フィブリル化された表面はまた、鉱物基礎材料および／または調整材料を捕らえるために有効である。叩解は、より優れた可撓性を与え得る。
【００２５】
繊維材料の化学的処理もまた、繊維分散を改善することができる。繊維は、繊維と鉱物基礎材料基質との間の分散および／または結合を改善するために調整材料へと導入することができる。調整材料は、繊維材料を互いから分離させ、および／または、周囲の鉱物基礎材料ペーストとの結合を改善することが分かった。加えて、繊維材料の表面上の調整材料は、ミクロフィブリルがつぶれて繊維表面へと戻るのを困難にさせることができる。
【００２６】
プロセス中に調整材料を繊維に導入することにより、調整材料は、繊維上の負の電荷をもつ部位に強く引きつけられる正の電荷をもつ側鎖を含むことができる。これらの調整材料は、陽イオン性の部位または複数の部位を含むことができるため、これらは、負の電荷をもつ繊維と結合することができ、これにより、繊維の表面を、中性あるいは負の電荷をもつ調整材料を捕捉するために有効な正の電荷をもつ繊維表面にすることができる。
【００２７】
鉱物基礎材料および補強繊維材料の混合は、当技術で周知のいずれの方法でも行うことができる。例えば、繊維材料は、調整材料と導入することができ、その後、結合された混合物は、鉱物基礎材料へと導入することができる。混合方法のもう一つの例では、繊維材料、調整材料および鉱物基礎材料を同時に導入することができる。さらなる例では、鉱物基礎材料を調整材料に接触させ、その後、繊維材料に混合物を組み合せることができる。また混合方法のさらなる例では、繊維材料を鉱物基礎材料に接触させ、その後、この混合物を調整材料に組み合せることができる。加えて、繊維材料および鉱物基礎材料は、調整材料を添加することなく混合することもでき、これは結果的に、繊維への鉱物の結合をいくらか減少させることになる。さらにまた、補強繊維を鉱物基礎材料に加えることもできる。繊維材料は、補強繊維および調整材料（以下、複合物と称する）の全体積の約０．００１％から約５０％までの範囲にすることができる。さらに繊維材料は、複合物の全体積の約０．１％から約８％までに範囲にすることができる。さらにまた、繊維材料は、複合物の全体積の約０．６％から約３％までの範囲にすることができる。調整材料は、複合物の全体積の約０．０１％から約７０％までの範囲にすることができる。さらにまた、調整材料は、複合物の全体積の約１％から約５０％までの範囲にすることができる。
【００２８】
鉱物基礎材料と補強性繊維混合物との組み合せは、機械ミキサー、手動ミキサー、または、ハットシェック法（ｈａｔｓｃｈｅｋ  ｐｒｏｃｅｓｓ）のような特殊な方法といった当分野の技術者に周知のいずれの器具を用いても混合することができる。
【００２９】
鉱物基礎材料は、当分野の技術者に周知のいずれの方法に従っても養生硬化することができる。養生硬化方法は、耐久性、強度、水密性、耐火性、耐摩耗性、体積安定性、および、凍結および解凍および除氷塩（ｄｅｉｃｅｒ  ｓａｌｔｓ）に対する耐性といった硬化した鉱物基礎材料の所望の特性を提供するように選択することができる。養生硬化のために選択される方法もまた、鉱物基礎材料中の表面強度の発達を提供することができる。養生硬化方法は、水和作用と呼ばれる化学反応の助力となることができる。温度範囲の例は、４０゜Ｆから７５゜Ｆまでにすることができる。所望であるならば、蒸気養生硬化またはオートクレーブ処理といったその他の養生硬化方法を使用することができる。蒸気養生硬化は、大気圧で行うことができ、ここでは、温度をこの方法の種々の期間において約４０゜Ｆから約２００゜Ｆまでにすることができる。オートクレーブ処理の間、養生硬化は、当技術分野で周知の圧力下で行うことができ、一般的には、当技術分野で周知の高温で行うことができる。
【００３０】
補強された鉱物基礎材料は、当技術分野で周知のいずれの方法に従っても試験することができる。鉱物基礎材料は、硬化した状態または新たに混合された状態で試験することができる。例えば、鉱物基礎材料は、スランプ試験、フロー試験、気泡率試験、基本重量試験、圧縮強さ試験、引張り強さ試験、寸法安定度試験および曲げ試験に供することができる。
【００３１】
スランプ試験およびフロー試験は、ともに粘稠度、あるいは、流れるおよび圧縮するための鉱物基礎材料の相対能力の測定である。粘稠度またはスランプが低すぎるために、鉱物基礎材料が流動することができない場合には、適切な圧密に問題が潜在する。スランプが高すぎるために鉱物基礎材料の流動が止まらない場合には、型枠中でのモルタルの損失、過剰な型枠圧（ｆｏｒｍｗｏｒｋ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、仕上の遅延および偏析（ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）の問題を生じる可能性がある。気泡率試験は、フレッシュ状態の鉱物基礎材料混合の試料中の全気泡率を測定するが、しかし、最終的な現場での気泡率がどのようになるかを指し示すものではない。これは、ある程度の気泡が、輸送、圧密化、配置および仕上において損失されるからである。３つの現地テストが広く規定されている。すなわち、圧力計器および容積法はＡＳＴＭ規格であり、チェースインジケータ（Ｃｈａｃｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）はＡＡＳＨＴＯ法である。基本重量試験は、フレッシュ状態にある鉱物基礎材料の既知の体積の重量を測定する。圧縮強さ試験は、フレッシュ状態の鉱物基礎材料のシリンダーまたはキューブに注入し（ｐｏｕｒｉｎｇ）、それらが硬化する際の排斥間隔（ｐｒｏｓｃｒｉｂｅｄ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）で鉱物基礎材料シリンダーを破壊するために必要とされる力を測定することにより試験される。引張り強さ試験は、引張り応力を引き起こし、鉱物基礎材料の円柱形試料の長さに沿って圧縮負荷を加えることにより間接的に測定することができる。寸法安定度試験は、強固なゲージスタッドで固定された鉱物基礎材料の長さにおける変化をモニタリングすることにより測定することができる。
【００３２】
試験データは、図４，５，６および図７に示されている。図４は、非補強モルタルおよび（全試料体積に対して）０．６％および１．２％の体積分率にある処理済軟質木材パルプ繊維で補強されたモルタルの負荷に対するたわみ曲線を示している。繊維補強された試料は、補強されていない試料と比較したときに、有意に改善された靭性を示している。加えて、曲げ強さは保持され、繊維が複合物の特性を強め、かつ介在物（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）または応力集中部として働かないことを示している。
【００３３】
図５は、非補強モルタルおよびともに０．６％繊維体積分率にある処理済硬質木材繊維および処理済軟質木材繊維で補強されたモルタルの負荷に対するたわみデータを示している。硬質木材繊維で補強された試料もまた、曲げ強さを保持したまま、改善された靭性を示している。しかしながら、軟質木材繊維は、硬質木材繊維よりもより改善された靭性を示す傾向にある。理論に縛られることなく、これは、硬質木材繊維は一般的に１ｍｍまでの長さにあるのに対して、一般的に４〜６ｍｍの長さにある軟質木材繊維がより長いことが原因であると考えられる。
【００３４】
図６は、本発明に従い７日間の期間での鉱物基礎材料の圧縮強さの比較データを説明している。データは、補強繊維材料が、鉱物基礎材料の圧縮強さを増加させることを示している。
【００３５】
図７は、本発明に従い２８日間の鉱物基礎材料の圧縮強さの比較データを説明している。これについても、データは、補強繊維材料が、鉱物基礎材料の圧縮強さを増加させることを示している。
【００３６】
本発明は、実施例により詳述されるが、この実施例は主張されるように本発明を制限するものでない。
【００３７】
実施例
（実施例１）
７日間の繊維体積分率２．０％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表１】
2004525845.tif 000002
表１は、３日間および７日間の繊維体積分率なしでの鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００３８】
【表２】
2004525845.tif 000003
表２は、いずれの繊維処理も行うことなく、７日間の養生硬化期間の後の２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００３９】
【表３】
2004525845.tif 000004
表３は、７日間の養生硬化期間の後の２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４０】
【表４】
2004525845.tif 000005
表４は、７日間の養生硬化期間の後の２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、重量での百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４１】
【表５】
2004525845.tif 000006
表５は、７日間の養生硬化期間の後の鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００４２】
（実施例２）
７日間の繊維体積分率１．２％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表６】
2004525845.tif 000007
表６は、３日間および７日間のいずれかの期間だけ養生硬化された繊維体積分率なしでの鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４３】
【表７】
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表７は、７日間の養生硬化期間の後にいずれの繊維処理も行わない１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４４】
【表８】
2004525845.tif 000009
表８は、７日間養生硬化を行った後の１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４５】
【表９】
2004525845.tif 000010
表９は、７日間養生硬化を行った後の１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４６】
【表１０】
2004525845.tif 000011
表１０は、７日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００４７】
（実施例３）
７日間の繊維体積分率０．６％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表１１】
2004525845.tif 000012
表１１は、３日間または７日間のいずれかの期間だけ養生硬化された繊維体積分率なしでの鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４８】
【表１２】
2004525845.tif 000013
表１２は、いずれの繊維処理も行うことなく、７日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００４９】
【表１３】
2004525845.tif 000014
表１３は、７日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５０】
【表１４】
2004525845.tif 000015
表１４は、７日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。繊維は、百分率で表されたフライアッシュで処理されている。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５１】
【表１５】
2004525845.tif 000016
表１５は、試験を行う前に７日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００５２】
（実施例４）
２８日間の繊維体積分率２％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表１６】
2004525845.tif 000017
表１６は、いずれの繊維処理も行うことなく、２８日間養生硬化された２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５３】
【表１７】
2004525845.tif 000018
表１７は、２８日間養生硬化された２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５４】
【表１８】
2004525845.tif 000019
表１８は、２８日間養生硬化された２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５５】
【表１９】
2004525845.tif 000020
表１９は、２８日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００５６】
（実施例５）
２８日間の繊維体積分率１．２％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表２０】
2004525845.tif 000021
表２０は、いずれの繊維処理も行うことなく、２８日間養生硬化された１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５７】
【表２１】
2004525845.tif 000022
表２１は、２８日間養生硬化された１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５８】
【表２２】
2004525845.tif 000023
表２２は、２８日間養生硬化された１．２％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００５９】
【表２３】
2004525845.tif 000024
表２３は、２８日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００６０】
（実施例６）
２８日間の繊維体積分率０．６％での圧縮強さに対する繊維処理の効果
【表２４】
2004525845.tif 000025
表２４は、いずれの繊維処理も行うことなく、２８日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００６１】
【表２５】
2004525845.tif 000026
表２５は、２８日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００６２】
【表２６】
2004525845.tif 000027
表２６は、２８日間養生硬化された０．６％繊維体積分率を有する鉱物基礎材料の圧縮強さを示している。Ｖｆは、百分率での繊維体積分率を表している。期間は、試験を行う前に養生硬化を行った日数を表している。鉱物基礎材料の寸法は、幅２インチ、高さ２インチ、奥行き２インチである。負荷は、ポンド（ｌｂ）で測定している。強度は、１平方インチ当りのポンド（ｐｓｉ）で測定している。
【００６３】
【表２７】
2004525845.tif 000028
表２７は、２８日間の養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較を示している。表は、フライアッシュで処理された鉱物基礎材料は、フライアッシュで処理されていない繊維と比較したときに、改善された強度を有することを示している。
【００６４】
本発明のその他の実施形態は、本明細書の考察および本明細書中に開示された発明の実行により当業者に明白となるであろう。本明細書および実施例は、例示的なものとしてのみ考慮され、本発明の真の範囲および真意は別記の請求項で示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ポルトランドセメントモルタル中の未処理軟質木材パルプ繊維の凝集および分布を説明する図。
【図２】図２は、陽イオン性デンプンとフライアッシュまたはシリカヒュームとの関連性および繊維表面上の吸収を説明する図。
【図３】図３は、本発明に従うポルトランドセメントモルタル中の処理済軟質木材繊維の分散を説明する図。
【図４】図４は、非補強モルタルおよび本発明に従う処理済軟質木材パルプ繊維で補強されたモルタルの負荷に対するたわみを比較する図。
【図５】図５は、非補強モルタルおよび本発明に従う処理済硬質木材繊維および処理済軟質木材繊維で補強されたモルタルの負荷に対するたわみを説明する図。
【図６】図６は、本発明に従い７日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較データを説明する図。
【図７】図７は、本発明に従い２８日間養生硬化された鉱物基礎材料の圧縮強さの比較データを説明する図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004525845.tif 000081
【国際調査報告】
2004525845.tif 000082
2004525845.tif 000083
2004525845.tif 000084