【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この出願の発明は、建築物の外装材料、あるいは建築物の外壁材の原材料などに利用される軽量モルタルに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、モルタルには用途に応じて、シラスバルーンやパーライトなどの軽量細骨材を用いたり、
モルタル中に多数の気泡を導入したりした軽量モルタル、あるいはモルタル中に耐アルカリガラス繊維などを混入した繊維補強モルタルなどが存在した。 しかし、それらのモルタルは、軽量化は実現しても機械的強度が低かったり、強度は得られても軽量化が難しかったり、あるいは凍結融解に対して極めて弱体であったりなど、いずれも多くの欠点を有していた。 一方、ガラス繊維などの強化材で補強したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）
は、成形素材として優れた性質を有しており、多くの分野で利用されているが、その高強度と高耐久性のため不要となったＦＲＰの廃棄物の処理は破砕や分解に困難を伴い、放置された場合には環境破壊を引き起こし、社会問題となっている。 これに対して、本出願の発明者の一入は、鋭意研究の結果、ＦＲＰ廃棄物を微粉砕することに成功し、最近は平均粒径数μｍ程度のＦＲＰ微粉末を１時間当たり１００ｋｇも製造できる粉砕装置の開発に成功した。 （特願平３−１２６９５７号） また、そのＦＲＰ微粉末をセメント系材料の骨材として利用することを検討した結果、コンクリートやモルタルの細骨材として極めて有用なこともわかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この出願の発明は、機械的強度、乾燥によるひび割れ、及び耐凍結融解法に優れた軽量モルタルを提供すると共に、そのモルタルの細骨材としてＦＲＰ微粉末を利用し、産業廃棄物として多量に発生するＦＲＰ廃材のリサイクルをも図ろうとするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】この出願のＦＲＰ粉末を混入した炭素繊維補強軽量モルタルは、ＦＲＰ廃材の粉末を細骨材の一部として混入した軽量モルタル中に、短い炭素繊維をランダムに分散させたものである。 【０００５】 【作用】細骨材の一部として混入したＦＲＰ廃材の粉末は、それ自体の粒径が小さいため、モルタル中の空隙を減少させ、モルタルの乾燥時のひび割れの発生を抑制すると共に、凍結融解に対しても空隙の減少とＦＲＰ廃材の粉末自体の撥水性とによってモルタル内部への水の侵入を防止し、凍結現象を防ぎ、耐凍結融解性を向上させる。 また、モルタル全体にわたってランダムに分散された短い炭素繊維は、モルタルの単位容積重量を変化させることなく、炭素繊維自体の機械的性質により、モルタル硬化後の曲げ強度及び圧縮強度を格段に向上させる。 【０００６】 【実施例】この出願の発明の実施例について説明する。
軽量モルタルの性状改善を目的として、ＦＲＰ廃材粉末を細骨材の一部として混入した軽量モルタルの中に、比較的少量の短い炭素繊維をランダムに分散させた炭素繊維補強軽量モルタルを作成した。 炭素繊維は長さ６ｍｍ
のピッチ系の汎用品、セメントは普通ポルトランドセメント、軽量細骨材はシラスバルーン、ＦＲＰ廃材粉末は数μｍ程度の粒径のものを７５％以上含むものをそれぞれ用いた。 また、混和材料として高性能減水剤（マイティーＦＤ）、メチルセルロースおよびシリカフュームを用いた。 軽量モルタルとしての諸特性を調べるために、
供試体を作って試験を行った。 供試体（軽量モルタル）
は、水セメント比が０．９、細骨材（シラスバルーンとＦＲＰ廃材粉末）セメント比が０．６７、ＦＲＰ廃材粉末細骨材比が０．４３で、高性能減水剤をセメント重量の１．５％添加して作成した。 その時、供試体Ａの場合は水の重量の０．５％のメチルセルロースを添加した。
また、供試体Ｂの場合には、セメント重量の２０％をシリカフュームで置き換えて用いた。 炭素繊維の容積混入率（Ｖｆ）は、供試体Ａ，Ｂとも１．５％とした。 また、特性の比較のために、供試体Ａ，Ｂのそれぞれに炭素繊維を全く含まない（Ｖｆ＝０％）供試体も作製した。 練り混ぜは、通常のモルタルミキサを用いて行なった。 供試体の寸法は、幅と高さが４０ｍｍで長さが１６
０ｍｍとし、ＪＩＳＲ５２０１に準拠して作製し、これを水中で７日間養生を行った。 作られた各供試体について、フロー値，単位容積重量，曲げ強度及び圧縮強度を求めた。 それらの結果を表１に示す。 【０００７】 【表１】 【０００８】炭素繊維の分散性は、供試体Ａ，Ｂともに良好であった。 また、単位容積重量は繊維を混入しても繊維を混入しない場合とほぼ同じ値が得られた。 ただし、複合材の流動性は、炭素繊維で補強しないものに比べて当然ながら低下した。 メチルセルロースを用いた供試体Ａの場合、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲げ強度は２倍，また圧縮強度でも１．８倍の値が得られた。 また、シリカフュームを用いた供試体Ｂの場合でも、炭素繊維で補強しないものに比べて、曲げ強度は２．４倍，圧縮強度は１．２倍の値が得られた。 これらの荷重−たわみ曲線を図１に示す。 図１において、１はＶｆ＝１．５％の炭素繊維補強の供試体Ａ、２はＶｆ＝
１．５％の炭素繊維補強の供試体Ｂで、３は炭素繊維で補強していないＶｆ＝０％の供試体Ａ，Ｂのそれぞれの荷重−たわみ曲線を示している。 図示のように、最大荷重時までのたわみ量は、炭素繊維で補強しないものに比べ、いずれの供試体の場合も４倍程度が得られた。 このように、比較的少ない繊維量でも、軽量を維持しながら、強度や変形性能を向上させることができた。 【０００９】 【発明の効果】この発明の炭素繊維補強軽量モルタルは、軽量性，曲げ強度や圧縮強度などの機械的強度，乾燥時の耐ひびわれ性及び耐凍結融解性の点で、従来の軽量モルタルに比べて格段に優れた特性を示すと共に、廃棄物となるＦＲＰ廃材を資源として再利用するという面からも、極めて有用なものである。 【図面の簡単な説明】 【図１】実施例における供試体の曲げ強度測定時の荷重−たわみ曲線図である。 【符号の説明】 １ 炭素繊維で補強した供試体Ａ（Ｖｆ＝１．５％）の荷重−たわみ曲線 ２ 炭素繊維で補強した供試体Ｂ（Ｖｆ＝１．５％）の荷重−たわみ曲線 ３ 炭素繊維で補強しない供試体Ａ，Ｂ（Ｖｆ＝０％）
の荷重−たわみ曲線 フロントページの続き (51)Int.Cl. 5識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 14:38 Ａ 2102−4Ｇ 14:16 2102−4Ｇ 24:22 Ｂ 2102−4Ｇ 24:38 Ｄ 2102−4Ｇ 22:06） Ａ 2102−4Ｇ (72)発明者 浅田 俊彦 東京都狛江市東和泉一丁目34番19号 |
