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公開番号2025160047
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024063021
出願日2024-04-09
発明の名称セメント硬化体補強用鋼繊維及びセメント組成物
出願人日本製鉄株式会社,株式会社竹中工務店
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C04B 14/48 20060101AFI20251015BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】ファイバーボールが形成される可能性がある形状を用いずに、セメント硬化体との付着力を向上した、セメント硬化体補強用鋼繊維及びセメント組成物を提供する。
【解決手段】本発明のセメント硬化体補強用鋼繊維は、鋼繊維と、鋼繊維の外周面に設けられた複数の凹部を備え、鋼繊維の断面積が0.0100～0.5000mm²であり、複数の凹部の各凹部の長さが100～700μm、幅が100～400μm、深さが5.0～70.0μmであり、複数の凹部の鋼繊維の外周表面における面積の総和が、鋼繊維の外周表面全体の面積に対して、3.0～50.0%を占めることを特徴とする。ここで、凹部の長さとは、前記鋼繊維の長手方向の径のうち最も長い径の長さ、凹部の幅とは、前記鋼繊維の長手方向に垂直な方向の径のうち最も長い径の長さ、凹部の深さとは、前記鋼繊維の表面と前記凹部の境界から前記鋼繊維の長手方向に引いた線から前記凹部の深さ方向に垂直な前記凹部の底面までの最も長い長さを意味する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鋼繊維と、
前記鋼繊維の外周面に設けられた複数の凹部
を備えるセメント硬化体補強用鋼繊維であって、
前記鋼繊維の断面積が０．０１００～０．５０００ｍｍ
2
であり、
前記複数の凹部の各凹部の長さが１００～７００μｍ、幅が１００～４００μｍ、深さが５．０～７０．０μｍであり、
前記複数の凹部の前記鋼繊維の外周表面における面積の総和が、前記鋼繊維の外周表面全体の面積に対して、３．０～５０．０％を占める
ことを特徴とするセメント硬化体補強用鋼繊維。
ここで、凹部の長さとは、前記鋼繊維の伸線方向の最も長い径の長さ、凹部の幅とは、前記伸線方向に垂直な方向の最も長い径の長さ、凹部の深さとは、前記伸線方向の最も長い径に沿って、前記鋼繊維の表面と前記凹部の両端の境界とを結ぶ線から前記凹部の深さ方向に垂直な前記凹部の底面までの最も長い長さ、鋼繊維の伸線方向とは、前記鋼繊維の表面に形成された伸線溝の延在方向を意味する。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記凹部を前記伸線方向の最も長い径に沿って切断した切断面で、前記凹部の両端の、前記鋼繊維の表面との境界部から、前記凹部に沿って前記凹部の深さ側に引いた直線と、前記鋼繊維の表面に沿って引いた直線のなす角であるエッジ角が９０～１６０°であることを特徴とする請求項１に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維。
【請求項３】
前記複数の凹部は、前記伸線方向に並進対称性をもって１列又は２列以上形成され、各列において隣り合う凹部の間隔が、凹部の長さの１．２倍以上、かつ１．５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維。
【請求項４】
前記伸線溝と前記鋼繊維の長手方向がなす角が１５°以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維。
【請求項５】
前記凹部の硬さが１５０～１０００ＨＶであり、かつ、鋼繊維中心の硬さよりも１０～１００ＨＶ大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維。
【請求項６】
前記鋼繊維の外周面に、１列又は２列以上の粗面部が前記鋼繊維の長手方向に設けられ、前記粗面部は、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に規定のＲａが０．１０～０．５０μｍであり、並進対称性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のセメント硬化体補強用鋼繊維を含有するセメント組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント硬化体補強用鋼繊維及びセメント組成物に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
セメント、砂、砂利、水等を練り混ぜて、水和反応によって硬化させたコンクリートなど、いわゆるセメント硬化体は、工事現場で任意の形状に形成できる自由度の高さと経済性から、種々の土木建築構造物の強度部材として使用されている。
【０００３】
セメント硬化体単独では引張荷重、あるいは曲げ荷重を担保する能力が低いため、実際のビルの梁や柱、橋梁の桁などには、引張荷重を担う部位に配筋して、鉄筋コンクリートとして使用されるのが一般的である。配筋が困難な場所では、セメント硬化体自体の強度を向上させる目的で、打設前の生コンに鋼繊維が練り混ぜられることがある。セメントと水は水和反応によって硬化するとともに砂、砂利などの骨材を締め固めて収縮するため、鋼繊維とセメント硬化体は強固に密着して引き抜き抵抗を発現し、セメント硬化体自体がある程度の曲げや引張の荷重も担保することが可能になる。
【０００４】
古くから、鋼繊維とセメント硬化体の付着を担保するために、例えば鋼繊維の両端にフックや折れ曲がりを付与したり、鋼線にクリンプなどの形状を付与することが行われていた。
【０００５】
特許文献１は、短冊状あるいは短線状の鋼片よりなるコンクリート補強用鋼繊維であって、その外面に鋼片の長手方向を横切る方向にのび且つこの方向に対して垂直あるいは法線方向に突出する互いに間隔をおいた多数の突起を有し、この突起の両端に接した部分では凹部を且つこの突起の両端に接していない部分では外方に伸展する凸部を有する鋼繊維を開示している。特許文献１においては、コンクリート中にこの鋼繊維を埋め短時日の養生期間をおいて、長手方向に力を加えて鋼繊維をコンクリートから引抜くための力を計ったところ、今迄に知られる鋼繊維に比較して数倍の力を要したとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開昭５７－９４４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
形状効果で鋼繊維とセメント硬化体の付着力を向上させる場合、鋼繊維の供給時に、鋼繊維同志が相互に絡まり、「ファイバーボール」とよばれる繊維の塊が形成されて作業性が低下する場合がある。ファイバーボールが形成されると、手作業で繊維をほぐしながら供給する必要が生じるため、作業員の増員など、施工のコスト高を招くという課題がある。また、コンクリート組成物の流動性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、鋼繊維にフックや折れ曲がりを付与せずにファイバーボールの形成を抑制し、その上でセメント硬化体との付着力を向上した、セメント硬化体補強用鋼繊維及びセメント組成物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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した。その結果、鋼繊維の表面に、適切な形状、適切な面積率の凹部を形成することにより、セメント硬化体との付着力を向上できることを見出した。本発明は、さらに検討を進めなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。
【００１０】
（１）鋼繊維と、前記鋼繊維の外周面に設けられた複数の凹部を備えるセメント硬化体補強用鋼繊維であって、前記鋼繊維の断面積が０．０１００～０．５０００ｍｍ
2
であり、前記複数の凹部の各凹部の長さが１００～７００μｍ、幅が１００～４００μｍ、深さが５．０～７０．０μｍであり、前記複数の凹部の前記鋼繊維の外周表面における面積の総和が、前記鋼繊維の外周表面全体の面積に対して、３．０～５０．０％を占めることを特徴とするセメント硬化体補強用鋼繊維。ここで、凹部の長さとは、前記鋼繊維の伸線方向の最も長い径の長さ、凹部の幅とは、前記伸線方向に垂直な方向の最も長い径の長さ、凹部の深さとは、前記鋼繊維の表面と前記凹部の両端の境界とを結ぶ線から前記凹部の深さ方向に垂直な前記凹部の底面までの最も長い長さ、鋼繊維の伸線方向とは、前記鋼繊維の表面に形成された伸線溝の延在方向を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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