(57)【要約】      （修正有）【課題】水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを良好に抑制でき、かつ水硬性組成物の良好な施工性ももたらす硬化体ひび割れ抑制用繊維、およびそれを含む硬化体を提供。【解決手段】０．５〜５０ｄｔｅｘの繊度および１００〜１０００のアスペクト比を有し、吸水率は０．１〜２０％であり、少なくとも一部は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための繊維。好ましくは、１〜５０ｍｍの平均繊維長を有する繊維。好ましくは中空構造を有し、少なくとも２種の熱可塑性樹脂が繊維方向に芯鞘構造を形成し、芯成分は中空構造を有する繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５〜５０ｄｔｅｘの繊度および１００〜１０００のアスペクト比を有し、吸水率は０．１〜２０％であり、少なくとも一部は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための繊維。
【請求項２】
１〜５０ｍｍの平均繊維長を有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項３】
中空構造を有する、請求項１または２に記載の繊維。
【請求項４】
少なくとも２種の熱可塑性樹脂が繊維軸方向に芯鞘構造を形成している請求項１または２に記載の繊維であって、鞘成分は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなり、芯成分は１００〜１７０℃の融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂からなる、繊維。
【請求項５】
前記芯成分は中空構造を有する、請求項４に記載の繊維。
【請求項６】
中空率は０．１〜５０％である、請求項３または５に記載の繊維。
【請求項７】
セメント成分、骨材、および請求項１〜６のいずれかに記載の繊維を含む、水硬性組成物。
【請求項８】
請求項７に記載の水硬性組成物に基づく硬化体。
【請求項９】
前記硬化体の単位体積あたりの前記繊維の総表面積が１５０〜１０００ｍｍ２／ｃｍ３となるように前記繊維を含む、請求項８に記載の硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための繊維、およびそれを含む硬化体に関する。
【背景技術】
【０００２】
打設後、まだモルタルコンクリートが十分に硬化していないプラスチックな状態でモルタルコンクリートの表面が乾燥すると、セメント分が収縮して表面に不規則なひび割れが発生することがある。このひび割れはプラスチック収縮ひび割れと称され、一般に夏期に施工した場合に発生しやすい。一方、硬化後も、乾燥過程で、表面からの水の蒸発に内部からの水の拡散が追随できないために生じる乾燥収縮により、ひび割れが生じることがある。このひび割れは乾燥収縮ひび割れと称されている。
【０００３】
これらの対策として、特許文献１では、セメント成形体の単位体積あたりの有機短繊維の総表面積が１５０〜１０００ｍｍ２／ｃｍ３となるように、前記セメント成形体に前記繊維を配合することが提案されている。同文献には、前記総表面積が大きいと、セメント成形体におけるひび割れ抑制効果が高いことが記載されている。しかしながら、前記総表面積が大きいとセメントスラリーの流動性（施工性）は悪化するため、ひび割れ抑制効果と流動性の両方をより良好に満たすことが求められる場合があった。
【０００４】
特許文献２には、エチレン含有量が２５〜７０モル％のエチレンビニルアルコール（以下、ＥＶＯＨと称することもある）系共重合体を成分とする繊維が含有されてなる耐爆裂性硬化体が記載されている。同文献は耐爆裂性に優れた硬化体に関するものであって、火災等によって加熱された場合にＥＶＯＨ系繊維が溶融・分解し、水蒸気の逃げ道となる微細トンネルを作ることを耐爆裂性の機序としており、硬化体のひび割れ抑制にフォーカスしたものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３９３６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを良好に抑制でき、かつ水硬性組成物の良好な施工性ももたらす硬化体ひび割れ抑制用繊維、およびそれを含む硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために、硬化体ひび割れ抑制用繊維およびそれを含む硬化体について詳細に検討を重ねた結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
［１］０．５〜５０ｄｔｅｘの繊度および１００〜１０００のアスペクト比を有し、吸水率は０．１〜２０％であり、少なくとも一部は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための繊維。
［２］１〜５０ｍｍの平均繊維長を有する、前記［１］に記載の繊維。
［３］中空構造を有する、前記［１］または［２］に記載の繊維。
［４］少なくとも２種の熱可塑性樹脂が繊維軸方向に芯鞘構造を形成している前記［１］または［２］に記載の繊維であって、鞘成分は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなり、芯成分は１００〜１７０℃の融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂からなる、繊維。
［５］前記芯成分は中空構造を有する、前記［４］に記載の繊維。
［６］中空率は０．１〜５０％である、前記［３］または［５］に記載の繊維。
［７］セメント成分、骨材、および前記［１］〜［６］のいずれかに記載の繊維を含む、水硬性組成物。
［８］前記［７］に記載の水硬性組成物に基づく硬化体。
［９］前記硬化体の単位体積あたりの前記繊維の総表面積が１５０〜１０００ｍｍ２／ｃｍ３となるように前記繊維を含む、前記［８］に記載の硬化体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを良好に抑制でき、かつ水硬性組成物の良好な施工性ももたらす硬化体ひび割れ抑制用繊維、およびそれを含む硬化体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】総ひび割れ面積の測定に用いられる型枠の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための繊維＞
水硬性組成物に基づく硬化体のひび割れを抑制するための本発明の繊維は、その少なくとも一部が２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる。
【００１２】
エチレンビニルアルコール系（ＥＶＯＨ系）共重合体は、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体を加水分解することにより得ることができる。本発明の繊維は、その少なくとも一部が２５〜７０ｍｏｌ％、好ましくは３０〜５０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる。このエチレン含有量が上記範囲内であると、本発明の繊維を水硬性組成物に配合した場合に、水硬性組成物の硬化前に水硬性組成物中の水により繊維が溶解したり、水硬性組成物の硬化中に生じる水和熱により繊維が溶融したりすることを防ぐことができる。
【００１３】
本発明において、「少なくとも一部が２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなる」とは、本発明の繊維が、前記エチレンビニルアルコール系共重合体からなるか、または前記エチレンビニルアルコール系共重合体を含むことを意味する。
【００１４】
前記エチレンビニルアルコール系共重合体を含む繊維は、例えば、他のポリマーとの芯鞘型複合繊維または海島型複合繊維であってよい。芯鞘型複合繊維の例としては、後に記載するように、鞘成分としての前記エチレンビニルアルコール系共重合体および芯成分としての１００〜１７０℃の融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂を有する芯鞘型複合繊維を挙げることができる。繊維における前記エチレンビニルアルコール系共重合体の含有量は、繊維の質量に基づいて、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、特に好ましくは４０質量％以上である。繊維における前記エチレンビニルアルコール系共重合体の含有量が上記下限値以上であると、所望の吸水率を得ることができる。
【００１５】
本発明の繊維は、０．５〜５０ｄｔｅｘ、好ましくは０．６〜４５ｄｔｅｘ、より好ましくは０．７〜４０ｄｔｅｘの繊度を有する。また、１００〜１０００、好ましくは１１０〜９５０、より好ましくは１２０〜９００のアスペクト比を有する。繊度およびアスペクト比が上記範囲内であると、水硬性組成物において均一に分散でき、良好な施工性およびひび割れ抑制効果を得ることができる。繊度およびアスペクト比は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００１６】
本発明の繊維はまた、０．１〜２０％、好ましくは０．５〜１８％、より好ましくは１〜１６％の吸水率を有する。吸水率が上記範囲内であると、水硬性組成物の硬化時に水を良好に供給することができ、その結果、良好なプラスチック収縮ひび割れ抑制効果がもたらされる。また、吸水により繊維が柔軟になることによって水硬性組成物の流動時の抵抗が小さくなるため、良好な施工性をもたらすことができる。吸水率は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００１７】
本発明の繊維は上記した特徴を有することにより、ひび割れ抑制に好適である大きな比表面積を有するにもかかわらず、水硬性組成物の施工性をあまり低下させない。即ち、本発明の繊維は、良好な硬化体ひび割れ抑制効果および良好な水硬性組成物の施工性の両方をもたらし、特に、プラスチック収縮ひび割れを良好に抑制する。そのような本発明の効果は、本発明の繊維が以下のように作用することにより達成されると考えられる。
【００１８】
本発明の繊維が配合されたプラスチック状態のモルタルコンクリートの表面が乾燥する際、繊維の吸水率が比較的低いために繊維が水を保持しようとする能力が低く、モルタルコンクリートの表面に水が供給されやすく、その結果、セメントのプラスチック収縮ひび割れが抑制される。後に記載するように繊維が中空構造を有する場合は、その中空部に入り込んでいた水がモルタルコンクリート表面の乾燥時に供給されるので、プラスチック収縮ひび割れ抑制効果はより高くなる。
【００１９】
吸水率が低い点ではポリプロピレン（ＰＰ）等も同等であるが、ＰＰは、セメントとの接着性が悪いだけでなく、施工性を低下させる点でも好ましくない。これは、ＰＰのように完全に疎水性であると、親水性であるセメントとの親和性が不良となることに起因していると考えられる。
【００２０】
逆に、繊維の吸水率が高いと、水を保持しようとする能力が高くなるために、モルタルコンクリートの表面に水を良好に供給することができない。また、そのような繊維を水硬性組成物に配合すると、本発明の繊維を配合した場合より低い施工性しか得ることができない。
【００２１】
即ち、本発明の繊維は、比較的低い吸水性と比較的低い親水性という極めて特異なバランスのとれた特性を有しており、その結果、高いひび割れ抑制効果および良好な施工性の両方をもたらすことができる。
【００２２】
本発明の繊維の製造方法は特に限定されず、例えば、溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸等の公知の製造方法を挙げることができる。
【００２３】
本発明の繊維は、好ましくは１〜５０ｍｍ、より好ましくは２〜４５ｍｍ、特に好ましくは３〜４０ｍｍの平均繊維長を有する。一般的に、繊維が長くなると施工性が悪化することが知られているが、本発明の繊維は、平均繊維長が上記範囲内であると、水硬性組成物において均一に分散でき、良好な施工性およびひび割れ抑制効果をもたらすことができる。これは、本発明の繊維が０．１〜２０％の吸水率を有すること、即ち吸水することで柔軟になるため、水硬性組成物の流動時の抵抗が小さくなるためと考えられる。平均繊維長が上記範囲よりも短いと、良好なひび割れ抑制効果を得ることができない。一方、平均繊維長が上記範囲よりも長いと、施工性が悪化するため、好ましくない。平均繊維長は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００２４】
より良好な水の供給を確保するために、本発明の繊維は、平滑ではない表面や断面を有してもよい。平滑ではない表面や断面は、例えば、繊維表面の不規則化、亀裂の形成および多孔質化、並びに繊維断面の異形化等によって得ることができる。
【００２５】
本発明の繊維は、中空構造を有してもよい。繊維が中空構造を有することにより、繊維を水硬性組成物に配合した際に中空部に水が保持される。保持された水は、水硬性組成物の硬化時に供給され、その結果、より良好なひび割れ抑制効果を得ることができる。
【００２６】
中空部の数は、繊維の組成および繊度等によって異なるが、通常は１〜１０個、好ましくは１〜８個、より好ましくは１〜６個である。中空部の数が上記範囲内であると、中空部が潰れることなく、水が良好に保持される。
【００２７】
中空構造を有する本発明の繊維は、好ましくは０．１〜５０％、より好ましくは０．５〜４５％、特に好ましくは１〜４０％の中空率を有する。中空率が上記範囲内であると、中空部が潰れることなく、水が良好に保持される。中空率は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００２８】
本発明の中空繊維の紡糸時の温度や引取り速度、延伸温度、延伸倍率、熱処理温度等の諸条件は、目標とする繊度、中空率、収縮率等、その他原綿物性に応じて適宜選択設定することができる。例えば、ＥＶＯＨ樹脂を押出機で溶融して、該溶融体を、中空断面形成用の口金を備え付けた紡糸パックを用いて紡糸装置で紡糸することにより製造することができる。その際の紡糸温度としては２００〜３００℃の範囲内の温度が採用される。紡糸後の工程については、紡糸捲取り後、必要に応じて延伸してもよく、目標とする繊度や強度、伸度特性等に応じて、延伸温度、延伸倍率、熱処理温度等の諸条件を適宜設定することが望ましい。
【００２９】
本発明はまた、少なくとも２種の熱可塑性樹脂が繊維軸方向に芯鞘構造を形成している繊維であって、鞘成分は２５〜７０ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール系共重合体からなり、芯成分は１００〜１７０℃の融点または軟化点を有する熱可塑性樹脂からなる、繊維にも関する。
【００３０】
エチレン含有量は好ましくは３０〜５０ｍｏｌ％である。エチレン含有量が上記範囲内であると、上記繊維を水硬性組成物に配合した場合に、水硬性組成物の硬化前に水硬性組成物中の水により繊維が溶解したり、水硬性組成物の硬化中に生じる水和熱により繊維が溶融したりすることを防ぐことができる。
【００３１】
芯成分を構成する熱可塑性樹脂は、１００〜１７０℃、好ましくは１１０〜１７０℃、より好ましくは１２０〜１７０℃の融点または軟化点を有する。融点または軟化点が上記範囲内であると、溶融紡糸時に中空形状を得やすい点で好ましい。融点及び軟化点は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００３２】
熱可塑性樹脂としては、例えば、変性ポリエステル（共重合ポリエステル等）、変性ポリアミド（共重合ポリアミド等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体に代表されるポリオレフィン等を挙げることができる。汎用性および耐薬品性、特にコンクリートのアルカリに対する耐久性の観点からは、ポリエチレンおよびポリプロピレンが好ましい。水を保持しやすいという観点からは、変性ポリアミドが好ましい。
【００３３】
芯鞘構造を形成している本発明の繊維において、芯成分の断面は中空構造を有してもよい。繊維が中空構造を有することにより、繊維を水硬性組成物に配合した際に中空部に水が保持される。保持された水は、水硬性組成物の硬化時に供給され、その結果、より良好なひび割れ抑制効果を得ることができる。
【００３４】
中空部の数は、繊維の組成および繊度等によって異なるが、通常は１〜１０個、好ましくは１〜８個、より好ましくは１〜６個である。中空部の数が上記範囲内であると、中空部が潰れることなく、水が良好に保持される。
【００３５】
中空構造を有する本発明の繊維は、好ましくは０．１〜５０％、より好ましくは０．５〜４５％、特に好ましくは１〜４０％の中空率を有する。中空率が上記範囲内であると、中空部が潰れることなく、水が良好に保持される。中空率は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【００３６】
本発明の繊維において、一定繊維直径あたりの熱可塑性樹脂（Ｘ）とエチレンビニルアルコール系共重合体（Ｙ）との面積比（Ｘ）／（Ｙ）は、好ましくは８０／２０〜２０／８０、より好ましくは７０／３０〜３０／７０である。面積比（Ｘ）／（Ｙ）が上記範囲内であると、鞘部が破れたり芯部が消失したりする等の繊維断面の形状不良を伴わずに、良好なひび割れ抑制効果がもたらされる。
【００３７】
【数１】
2017119604.tif 000002
【００３８】
鞘部に対する芯部の位置は同芯または偏芯のどちらでもよく、また芯部の数は、通常は１〜１０個、好ましくは１〜８個、より好ましくは１〜６個である。芯部の数が上記範囲内であると、上記したような繊維断面の形状不良を伴わず、水が良好に保持される。
【００３９】
芯鞘構造を形成している本発明の繊維は、上記熱可塑性樹脂とエチレンビニルアルコール系共重合体を芯鞘構造となるように溶融紡糸することで製造することができる。紡糸時の温度や引取り速度、延伸温度、延伸倍率、熱処理温度等の諸条件は、目標とする繊度、中空率、収縮率等、その他原綿物性に応じて適宜選択設定することができる。紡糸後の工程については、紡糸捲取り後、必要に応じて延伸してもよく、目標とする繊度や中空率、伸度特性等に応じて、延伸温度、延伸倍率、熱処理温度等の諸条件を適宜設定することができる。
【００４０】
より良好な水の供給を確保するために、芯鞘構造を形成している本発明の繊維は、平滑ではない表面や断面を有してもよい。平滑ではない表面や断面は、例えば、繊維表面の不規則化、亀裂の形成および多孔質化、並びに繊維断面の異形化等によって得ることができる。
【００４１】
＜水硬性組成物＞
本発明はまた、セメント成分、骨材および上記繊維を含む水硬性組成物に関する。
【００４２】
本発明におけるセメント成分としては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントおよび中庸熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、シリカセメント、並びにフライアッシュセメントが挙げられる。これらのセメントは、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４３】
本発明における骨材としては、必要に応じてさまざまな骨材を使用することができる。そのような骨材として、例えば、細骨材、軽量骨材および粗骨材等が挙げられる。これらの骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４４】
細骨材は、粒径が５ｍｍ以下の細骨材であってもよく、例えば、粒径が５ｍｍ以下の砂類；珪石、フライアッシュ、高炉スラグ、火山灰系シラス、各種汚泥、および岩石鉱物等の無機質材を粉末化または顆粒状化した細骨材等が挙げられる。これらの細骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。砂類としては、例えば、川砂、山砂、海砂、砕砂、珪砂、鉱滓、ガラス砂、鉄砂、灰砂、炭酸カルシウム、および人工砂等の砂類が挙げられる。これらの細骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
粗骨材は、粒径５ｍｍ以上の粒子が８５質量％以上含まれる骨材である。粗骨材は、粒径５ｍｍ超の粒子からなるものであってもよい。粗骨材としては、例えば、各種砂利類、人工骨材（高炉スラグ等）および再生骨材（建築廃材の再生骨材等）等が挙げられる。これらの粗骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
軽量骨材としては、例えば、火山砂利、膨張スラグおよび炭殻等の天然軽量骨材、並びに発泡真珠岩、発泡パーライト、発泡黒よう石、バーミキュライト、シラスバルーンおよびフライアッシュマイクロバルーン等の人工軽量骨材が挙げられる。これらの軽量骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４７】
また、本発明の水硬性組成物は、上記骨材に加え、機能性骨材を含んでもよい。ここで、機能性骨材とは、有色の骨材、硬質の骨材、弾性を有する骨材、および特定の形状を有する骨材等が挙げられ、具体的には、層状ケイ酸塩（例えば、マイカ、タルク、カオリン）、アルミナ、シリカ等が挙げられる。骨材に対する機能性骨材の割合は、それぞれの種類に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば、骨材と機能性骨材との質量比（骨材／機能性骨材）は、９９／１〜７０／３０であってもよく、好ましくは９８／２〜７５／２５であってもよく、より好ましくは９７／３〜８０／２０であってもよい。これらの機能性骨材は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４８】
骨材の総量（Ｓ）とセメント成分（Ｃ）の質量比（骨材（Ｓ）／セメント成分（Ｃ））は、好ましくは１／１０〜５／１、より好ましくは１／８〜４／１、特に好ましくは１／６〜３／１であってもよい。
【００４９】
本発明の水硬性組成物における繊維の含有量は、繊維の種類、繊維長およびアスペクト比等に応じて適宜設定することができる。好ましくは、後に記載するように、硬化体の単位体積あたりの繊維の総表面積が１５０〜１０００ｍｍ２／ｃｍ３となるよう設定され、水硬性組成物全体の体積に対して、好ましくは０．０１〜０．６体積％、より好ましくは０．０２〜０．５体積％、特に好ましくは０．０５〜０．４体積％である。繊維の含有量が上記範囲内であると、水硬性組成物に繊維を均一に分散させることができ、繊維によるひび割れ防止効果を十分に引き出すことができる。
【００５０】
本発明の水硬性組成物は、セメント硬化促進剤を更に含んでもよい。セメント硬化促進剤は特に限定されず、既知のセメント硬化促進剤のいずれのものでも使用することができる。その例として、塩化物（塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等）、亜硝酸塩（亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸カルシウム等）、硝酸塩（硝酸カルシウム、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等）、硫酸塩（硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム等）、チオシアン酸塩（チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カルシウム等）、アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）、炭酸塩（炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）、ケイ酸塩（ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等）、アルミン酸塩（アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等）、有機酸塩（ギ酸リチウム、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、アクリル酸カルシウム等）、アミン類（ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等）および無水マレイン酸を挙げることができる。セメント硬化促進剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。環境保護の観点から、ケイ酸ナトリウム等のケイ酸塩、トリエタノールアミン等のアミン類、および硫酸カルシウム等の硫酸塩を使用することが好ましい。
【００５１】
本発明の水硬性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて各種混和剤を含んでよい。混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、流動化剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、増粘剤、保水剤、撥水剤、膨張剤、硬化促進剤および凝結遅延剤等が挙げられる。混和剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて含まれていてもよい。
【００５２】
本発明の水硬性組成物は、また、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、水溶性高分子物質を含んでいてもよい。水溶性高分子物質としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸およびリグニンスルホン酸塩等が挙げられる。水溶性高分子物質は、単独でまたは２種以上組み合わせて使用されていてもよい。
【００５３】
＜水硬性組成物の製造＞
本発明の水硬性組成物は、セメント成分、骨材、上記繊維、水、および必要に応じて本発明の効果を損なわない範囲の各種混和剤等を、公知または慣用のミキサー等（例えば、可傾式ミキサー、トラックミキサー、２軸式ミキサー、オムニミキサー、パンミキサー、プラネタリーミキサー、アイリッヒミキサー等）により混合することによって製造することができる。各成分の混合順序は特に制限されない。好ましくは、まずセメント成分、骨材、水、および必要に応じて各種混和剤を含む混合物を調製し、その後、繊維を添加し分散させて、水硬性組成物を製造する。混合物には、セメント成分、骨材および水の、使用予定である全量がそれぞれ初めから含まれていてもよいし、一部が含まれていてもよい。例えば、混合物が一部のセメント成分、骨材および水をそれぞれ含む場合、残りは、繊維の分散中および／または分散後に添加してもよい。混合方法は、特に限定されないが、コンクリートミキサー、スクリュー型混練機またはペラー型混練装置等を用いて行ってよい。
【００５４】
本発明の水硬性組成物における水／セメント成分比（Ｗ／Ｃ）は、水硬性組成物の構成等に応じて適宜調整されるが、好ましくは２０〜８０質量％、より好ましくは２５〜７０質量％、特に好ましくは３０〜６０質量％である。
【００５５】
＜硬化体＞
本発明はまた、本発明の水硬性組成物に基づく硬化体に関する。
【００５６】
本発明の硬化体は、本発明の水硬性組成物を硬化させることにより製造することができる。
水硬性組成物の用途は特に限定されるものではなく、あらゆる成形体を製造することができる。成形体の例としては、ブロック、床パネル、壁パネル、間仕切り、屋根材、瓦等を挙げることができる。また、これらの製造は、振動成形、遠心力成形、押出成形（真空押出成形、ローラースリッパ法による押出成形）、プレス成形、抄造法等のあらゆる成形法により、容易に行うことができる。
成形後、脱型や移送等の製造工程に耐えられるようにすべく、一次養生を行う。このために、水硬性組成物を、通常は、２０℃〜９０℃の温度および４０〜９９％の相対湿度で４〜２４時間保持する。この一次養生で、脱型や移送等の製造工程におけるひび割れや破壊等の発生は著しく抑制される。その後、セメントの硬化反応を進め、製品として必要な強度を得るために二次養生を行う。二次養生の環境は特に制限されず、気中または水中で行うことができるが、乾燥が進むとセメントの硬化反応が抑制されるため、乾燥しないようにシートで覆う等のケアは必要である。また、セメントの硬化反応を進めるために、少なくとも３日以上は二次養生の期間を設ける必要がある。
【００５７】
本発明の硬化体は、好ましくは、硬化体の単位体積あたりの上記繊維の総表面積が１５０〜１０００ｍｍ２／ｃｍ３となるように上記繊維を含む。この総表面積は、より好ましくは２００〜９５０ｍｍ２／ｃｍ３、特に好ましくは２５０〜９００ｍｍ２／ｃｍ３である。上記総表面積が上記範囲内であると、良好な施工性、および良好なプラスチック収縮ひび割れ効果を得ることができる。この総表面積は、後に記載する実施例に記載されている方法により求めることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００５９】
＜繊度＞
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準じて求めた（単位：ｄｔｅｘ）。
【００６０】
＜平均繊維長およびアスペクト比＞
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準じて平均繊維長を算出し、平均繊維径との比により繊維のアスペクト比を求めた。なお、平均繊維径については、無作為に繊維を１００本取り出し、それぞれの繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡により測定し、その平均値を平均繊維径とした。
【００６１】
＜吸水率＞
１ｇのカット繊維を、２０℃の水に１時間浸漬した後、３０００ｒｐｍで３分間遠心脱水し、その重量ａを測定した。次いで、脱水後の繊維を１００℃で３時間乾燥し、乾燥後の重量ｂを測定した。下記式を用いて、吸水率を算出した。
【数２】
2017119604.tif 000003
【００６２】
＜中空率＞
中空繊維の糸の横断面をＳＥＭ写真撮影し、その横断面における多孔状の中空部面積および中空繊維全体部面積から中空率を算出した。
【数３】
2017119604.tif 000004
【００６３】
＜融点または軟化点＞
融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）（メトラー社製、TC-2000型）を用い、昇温速度１０℃／分にて測定し、吸熱ピ−クの発現温度を融点とした。軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６−１９８２に準拠して測定した。
【００６４】
＜硬化体の単位体積あたりの繊維の総表面積＞
硬化体１ｃｍ３あたりの繊維の表面積の総和を算出することにより求めた。この値は、硬化体１ｃｍ３あたりの、繊維と硬化体の界面の総面積に相当する。
【００６５】
＜施工性および総ひび割れ面積＞
混練して得られた水硬性組成物を、図１に示す拘束機能を有する鋼製の型枠に打設した。同型枠は、内寸が幅１００ｍｍ×長さ１０００ｍｍ×深さ３５ｍｍのもので、水硬性組成物が硬化するまでの収縮を拘束するため、型枠内部に８ｍｍ径の鋼棒を８０ｍｍピッチおよび４０ｍｍピッチで溶接したものとした。
この時の水硬性組成物の型枠への充填性を、施工性として評価した。評価基準として、◎は表面の鏝ならし性が非常に良好である場合、○は表面の鏝ならし性が良好である場合、△は表面を何度か鏝ならしを繰り返して良好な表面が得られる場合、×は鏝ならしをしてもきれいな表面が得られなかった場合とした。
次いで、５０℃で２４時間扇風機の風を当てて水の蒸発を促進させ、打設後２４時間経過後のセメント成形体のひび割れを目視により観察した。幅０．１ｍｍ以上のひび割れの最大幅及び最大長を測定し、最大ひび割れ幅に最大ひび割れ長を乗じて各ひび割れのひび割れ面積を算出し、１ｃｍ３あたりの総ひび割れ面積［ｍｍ２］をプラスチック収縮ひび割れ面積として求めた。
【００６６】
実施例１
＜繊維の製造＞
紡糸ヘッドに丸断面用の紡糸口金を用いた溶融紡糸装置の押出機に、４４ｍｏｌ％のエチレン含有量を有するエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）系共重合体を投入し、紡糸温度２４０℃で紡出した。紡出した糸条を冷却固化した後、引取ローラーを介してボビンに捲き取った。
次いで、この捲取糸を目標とする繊度に応じて熱延伸し（延伸温度８０℃）、油剤浴にて油剤を付与後、所定の繊維長にカットすることにより、表１に示す特性を有する繊維を製造した。
＜水硬性組成物の製造＞
最大容量５Ｌのオムニミキサーに、普通セメント（太平洋セメント（株）製）５７８質量部、細骨材（佐賀県唐津市産海砂）５７８質量部、粗骨材（岡山県御津産砕石：最大径２０ｍｍ）５７８質量部、水３１８質量部を入れ、２分間混練した。その後、前記繊維を０．１体積％添加し、４分間の追加混練を行い、水硬性組成物を製造した。この組成物を、図１の型枠に打設した。先に記載した方法により、施工性を評価し、総ひび割れ面積を求めた。これらの特性を表１に示す。
【００６７】
実施例２
実施例１で製造した繊維を、０．１９体積％の含有量となるよう配合したこと以外は、実施例１と同様にして、水硬性組成物および硬化体を製造した。繊維、水硬性組成物および硬化体の特性を表１に示す。
【００６８】
実施例３
紡糸口金に中空断面用口金を用いた以外は、実施例１と同様にして、中空繊維、水硬性組成物および硬化体を製造した。
また、繊維、水硬性組成物および硬化体の特性評価も、実施例１と同様に行った。それらの特性を表１に示す。
【００６９】
実施例４
中空率が４０％となるよう繊維を製造したこと以外は、実施例３と同様にして、繊維、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。
【００７０】
実施例５
０．７ｄｔｅｘの繊度となるように繊維を製造したこと以外は、実施例１と同様にして、繊維、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。アスペクト比は３５９であった。
【００７１】
実施例６
２５ｄｔｅｘの繊度および６ｍｍの平均繊維長となるように繊維を製造したこと以外は、実施例１と同様にして、繊維、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。アスペクト比は１２０であった。
【００７２】
実施例７
実施例５で製造した繊維を、０．２体積％の含有量となるよう配合したこと以外は、実施例５と同様にして、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。
【００７３】
比較例１
繊維を配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。
【００７４】
比較例２
１０ｍｍの平均繊維長となるように繊維を製造したこと以外は、実施例７と同様にして、繊維、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。アスペクト比は１１１１であった。
【００７５】
比較例３
１００ｄｔｅｘの繊度となるように繊維を製造したこと以外は、実施例１と同様にして、繊維、水硬性組成物および硬化体を製造し、特性評価した。それらの特性を表１に示す。アスペクト比は２９であった。
【００７６】
比較例４
繊維として、２ｄｔｅｘの繊度および６ｍｍの平均繊維長を有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維を、０．２体積％の含有量となるよう配合した。繊維、水硬性組成物および硬化体の特性評価は、実施例１と同様に行った。それらの特性を表１に示す。なお、ＰＶＡ繊維は下記方法により製造した。
ポリマー重合度１７５０、ケン化度９９．９ｍｏｌ％のＰＶＡを用い、ＰＶＡ濃度が１５．８質量％となるよう水に溶解して水溶液を調製し、飽和芒硝水溶液を固化浴として用い、湿式紡糸により紡糸し、乾燥後、乾熱延伸（延伸温度２３０℃、総延伸倍率８倍）を実施した後、切断してＰＶＡ繊維を得た。
【００７７】
比較例５
繊維として、２ｄｔｅｘの繊度および６ｍｍの平均繊維長を有するポリプロピレン（ＰＰ）繊維を、０．２体積％の含有量となるよう配合した。繊維、水硬性組成物および硬化体の特性評価は、実施例１と同様に行った。それらの特性を表１に示す。なお、ＰＰ繊維は下記方法により製造した。
ＰＰ樹脂（プライムポリマー社製「Ｙ２０００ＧＶ」）を溶融紡糸装置の押出機に投入して溶融混練し、紡糸ヘッドに取り付けた紡糸口金から吐出させた後、延伸（延伸温度１６０℃、総延伸倍率８倍）してＰＰ繊維を製造し、切断した。
【００７８】
【表１】
2017119604.tif 000005
【００７９】
表１に示された結果から、実施例１〜７に従って得られた水硬性組成物はいずれも、良好な施工性および小さい総ひび割れ面積を有することが分かる。即ち、本発明の繊維が、良好なひび割れ抑制効果と良好な施工性との両方をもたらしたことが分かる。これは、本発明の繊維が、比較的低い吸水性と比較的低い親水性というバランスのとれた特性を有したために、施工性をあまり低下させず、水硬性組成物の硬化時に水を良好に供給したことによるものと考えられる。
【００８０】
一方、比較例１〜５では、施工性および総ひび割れ面積の両方に優れた水硬性組成物は得られなかった。比較例１では、繊維を配合しなかったために、施工性は良好であったが、硬化体においてひび割れは抑制されなかった。比較例２では、本発明におけるアスペクト比を有さない繊維を配合したために、低い施工性を示した。比較例３では、本発明における繊度およびアスペクト比を有さない繊維を配合したために、施工性は良好であったが、硬化体においてひび割れは抑制されなかった。比較例４および５ではそれぞれ、吸水率の高いポリビニルアルコール繊維および完全に疎水性であるポリプロピレン繊維を配合したために、良好な施工性は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の繊維は、施工性の良好な水硬性組成物をもたらし、その硬化体のひび割れを良好に抑制することができる。硬化体は、特に限定されるものではなくいが、例えば、ブロック、床パネル、壁パネル、間仕切り、屋根材、瓦等の、各種の土木・建築材料として有用に用いることができる。
【図１】
2017119604.tif 000006