JP2001192249A - コンクリート補強用金属繊維およびそれを用いた金属繊維補強コンクリート製品 - Google Patents

コンクリート補強用金属繊維およびそれを用いた金属繊維補強コンクリート製品

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JP2001192249A
JP2001192249A JP2000001474A JP2000001474A JP2001192249A JP 2001192249 A JP2001192249 A JP 2001192249A JP 2000001474 A JP2000001474 A JP 2000001474A JP 2000001474 A JP2000001474 A JP 2000001474A JP 2001192249 A JP2001192249 A JP 2001192249A
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JP
Japan
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concrete
fiber
reinforcing
steel
metal fiber
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JP2000001474A
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English (en)
Inventor
Nobuhito Araki
信仁 荒木
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Yasuda Kogyo KK
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Yasuda Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート混練時に金属繊維分散用の装置
が不要で作業性を高めるとともにスチールボールの発生
も防ぎ、しかもコンクリート内でのアンカー効果を増大
させ、補強効果を高めるコンクリート補強用金属繊維お
よびそれを用いた金属繊維補強コンクリート製品を提供
する。 【解決手段】 コンクリート補強用鋼繊維10をリング
状としたので、リングを含む面方向からの外力に対して
引っ張り応力の方向性がなくなる。結果、アンカー効果
が増大し、補強効果が高まる。しかもこの鋼繊維10が
リング状であるのでコンクリート混練時に繊維同士の絡
まりが発生しにくく、スチールボールの発生が抑えられ
る。よって、コンクリート混練時に鋼繊維拡散用の装置
が不要になり、結果、設備コストが抑えられ、コンクリ
ート混練の作業性も高まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はコンクリート補強
用金属繊維およびそれを用いた金属繊維補強コンクリー
ト製品、詳しくはコンクリートに混入されて、このコン
クリートを補強するためのコンクリート補強用金属繊
維、および、このコンクリート補強用金属繊維が混入さ
れて補強された金属繊維補強コンクリート製品に関す
る。
【0002】
【従来の技術】コンクリートのひび割れまたは剥離崩壊
などを防止するために、コンクリート中にコンクリート
補強用鋼繊維(スチールファイバー:SF)を混入して
補強することが行われている。一般的なコンクリート補
強用鋼繊維は、長さ20〜60mm,太さ0.5〜0.
8mm,引っ張り強度900N/mm 以上の鋼鉄材
料からなる補強繊維である。その素材には、通常、普通
鋼が用いられる。コンクリート補強用鋼繊維はコンクリ
ート中に封入されている。このため、空気および水との
接触がほとんどなく、鉄の大敵である錆が発生しにく
い。
【0003】従来のコンクリート補強用鋼繊維として、
例えば特開平9−195128号公報に記載されたもの
が知られている。この従来品は、突条の節を所定間隔ご
とに有するインデント型の補強用金属短繊維材である。
また、特開平5−26544号公報に記載されたものも
知られている。これは、折れ曲がったフックが両端部に
設けられた両端フック型のコンクリート補強用鋼繊維で
ある。さらに、特開平7−53247号公報の別の従来
品のように、略全長にわたって波形状に屈曲した波型の
コンクリート補強用鋼繊維も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
に係るこれらのコンクリート補強用鋼繊維にあっては、
線材または細板材の一部分に形状変更を加えたり、その
全長にわたって幅方向に波うたせたりして、コンクリー
ト内に埋め込まれたときのコンクリート補強用鋼繊維の
アンカー効果を高めている。しかしながら、これらの鋼
繊維は、単なる棒状の金属繊維である。したがって、コ
ンクリートミキサ内でコンクリートと混練させた際、鋼
繊維同士が絡み合い、スチールボールと呼ばれる鋼繊維
のかたまりが発生しやすかった。これにより、コンクリ
ート製品全体にわたる均一な補強強度が得られにくかっ
た。そこで、これを解消する従来技術として、鋼繊維分
散投入装置が開発された。この装置は、ミキサにコンク
リート補強用鋼繊維を投入する際、これらの鋼繊維を強
制的に分散させて投入するものである。しかしながら、
設備コストの高騰や作業効率の低下を招くことから、汎
用されていない。
【0005】しかも、このように従来品が一軸応力が生
じる棒状の鋼繊維であったため、コンクリートに外部か
ら引っ張り力が加わった場合、そのコンクリート内部の
鋼繊維に生じる引っ張り応力には方向性があった。この
ため、コンクリートの補強効果が低いことが従来の鋼繊
維の共通した欠点であった。そこで、これを解決するた
めに、多量の鋼繊維を投入している。しかしながら、こ
のように投入量を増やすと、スチールボールがさらに発
生しやすくなるという問題点があった。
【0006】そこで、この発明者らは、鋭意研究の結
果、このコンクリート補強用金属繊維をリング状にすれ
ば、リングを含む面方向からの外力に対する引っ張り応
力には方向性がないことを知見した。すなわち、この面
方向であれば、どの特定方向からの外力に対しても均等
な引っ張り応力が生じる。よって、アンカー効果が増大
し、補強効果が高まると同時にスチールボールの発生も
抑えられるという事実を突き止め、この発明を完成させ
るに至った。
【0007】
【発明の目的】この発明は、コンクリート混練時に金属
繊維分散用の装置が不要で作業性が高まるとともにスチ
ールボールの発生も防ぐことができ、しかもコンクリー
ト内でのアンカー効果を増大させて補強効果を高めるこ
とができるコンクリート補強用金属繊維およびそれを用
いた金属繊維補強コンクリート製品を提供することを、
その目的としている。また、この発明は、低コストで簡
単に製造することができるコンクリート補強用金属繊維
を提供することを、その目的としている。さらに、この
発明は、良好な引っ張り強度を有するコンクリート補強
用金属繊維を提供することを、その目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、金属材料からなり、コンクリートに混入されてこれ
を補強するコンクリート補強用金属繊維において、外観
形状をリング状としたコンクリート補強用金属繊維であ
る。コンクリート補強用金属繊維の原料である金属材料
としては、例えば純鉄,鋼鉄,ステンレス,軟鋼,特殊
鋼,電気用鋼,鋳鋼,鋳鉄などが挙げられる。これ以外
にも、例えば比較的安価で高強度を有する非鉄金属やア
ルミニウム合金なども採用することができる。
【0009】コンクリート中に混入されるコンクリート
補強用金属繊維の混入量は、コンクリートの用途により
異なる。例えばトンネル用で40〜80kg/m
盛り土などの法面用で60〜80kg/m ,舗装用
で40〜100kg/m ,建築土間用で30〜40
kg/m ,コンクリート2次製品用で80〜100
kg/m である。なお、耐火炉材用のコンクリート
の場合、炉材重量の1〜5重量%である。コンクリート
補強用金属繊維の断面形状は限定されない。例えば、断
面円形、断面楕円形、断面三角形、断面長方形、断面正
方形などでもよい。要は、平面視してリング状であれば
よい。例えば、請求項2の線材でもよいし、帯状の部材
でもよい。また、このほかリング状には、楕円形状のも
の、リングの一部に若干切り欠き部分を有するもの、コ
イル状に巻き重ねられたものを含む。
【0010】このコンクリート補強用金属繊維は、請求
項2のように線材製で、かつ両端部同士が重ね合わされ
たものでなく、無端リング状のものでもよい。コンクリ
ート補強用金属繊維の太さ、直径などの寸法も限定され
ない。例えば請求項3に記載されたそれぞれの寸法でも
よい。このコンクリート補強用金属繊維の製造方法は限
定されない。また、コンクリート補強用金属繊維の表面
を防錆膜により被覆してもよい。膜厚は3〜20μm程
度である。防錆膜の種類は限定されない。例えば、各種
の塗料でもよいし、各種のコーティング材でもよい。さ
らにはコンクリート補強用金属繊維の表面を厚肉に覆う
各種のライニング材でもよい。防錆効果を有する塗料と
しては、油性塗料,繊維素塗料,樹脂塗料(天然樹脂,
例えばアルキド樹脂などの合成樹脂を含む),ゴム弾性
塗料などが挙げられる。これらの事項は、請求項4にも
該当する。
【0011】請求項2に記載の発明は、前記金属材料が
線材で、その両端部同士が重ね合わされた請求項1に記
載のコンクリート補強用金属繊維である。線材の両端部
同士の重なり角度は限定されない。ここでいう重なり角
度とは、リング状をしたコンクリート補強用金属繊維の
中心点を中心とした中心角である。
【0012】請求項3に記載の発明は、繊維寸法が、太
さ0.6〜0.8mm、リング直径30〜60mmで、
両端部同士の重なり角度が5度以上である請求項2に記
載のコンクリート補強用金属繊維である。好ましい太さ
は0.6〜0.8mmである。0.6mm未満ではコン
クリートミキサ内でコンクリートと混練中にリング形状
が変形するという不都合が生じる。また、0.8mmを
超えると経済的に不利になるという不都合が生じる。
【0013】次いで、好ましい直径は30〜60mmで
ある。30mm未満ではコンクリート補強効果が低下す
るという不都合が生じる。また、60mmを超えるとコ
ンクリート施工時にコンクリート表面から突出しやすく
なるという不都合が生じる。好ましい重なり角度は5〜
90度である。5度未満では例えば外部からの力などに
よってコンクリート補強用金属繊維の端部が外へ広げら
れ、このリングの一部に切り欠き部分ができやすいとい
う不都合が生じる。なお、この重なり角度は5度以上で
あればよい。
【0014】請求項4に記載の発明は、コンクリート内
に、リング状に付形されたコンクリート補強用金属繊維
が散在している金属繊維補強コンクリート製品である。
このコンクリート補強用金属繊維が混入されるコンクリ
ートの種類は限定されない。例えば普通ポルトランドセ
メントなどが挙げられる。また、このコンクリート製品
の品種も限定されない。例えばコンクリート2次製品で
あるヒューム管,溝蓋,U字溝,耐火炉材などが挙げら
れる。
【0015】
【作用】この発明によれば、コンクリート補強用金属繊
維をリング状としたので、リングを含む平面方向からの
外力に対して、引っ張り応力の方向性がなくなる。すな
わち、リングを含む面方向であれば、どの方向から特定
の外力が加わっても、均等な大きさの引っ張り応力が生
じる。これにより、アンカー効果が増大して補強効果が
高まる。しかも、コンクリート補強用金属繊維の形状が
リング状であるため、コンクリート混練時にこの繊維同
士が絡みにくい。よって、スチールボールの発生を防止
することができる。しかも、コンクリート混練時には、
金属繊維拡散用の装置が不要となる。その結果、設備コ
ストが抑えられてコンクリート混練の作業性を高めるこ
とができる。
【0016】特に、請求項2に記載の発明によれば、線
材であるコンクリート補強用金属繊維の両端部同士が重
ね合わされているので、低コストで簡単にコンクリート
補強用金属繊維を製造することができる。
【0017】また、請求項3に記載の発明によれば、コ
ンクリート補強用金属繊維を、太さ0.6〜0.8m
m、リング直径30〜60mm、両端部同士の重なり角
度が5度以上の繊維として製造したので、良好な引っ張
り強度を有するコンクリート補強用金属繊維を得ること
ができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、この発明
の実施例に係るコンクリート補強用金属繊維およびそれ
を用いた金属繊維補強コンクリート製品を説明する。図
1は、この発明の一実施例に係るコンクリート補強用金
属繊維の正面図である。図2は、この発明の一実施例に
係るコンクリート補強用金属繊維の側面図である。図3
は、この発明の一実施例に係る金属繊維補強コンクリー
ト製品の正面図である。
【0019】図1および図2において、10はコンクリ
ートに混入されてこれを補強するコンクリート補強用鋼
繊維であり、このコンクリート補強用鋼繊維10は、コ
ンクリート2次製品であるヒューム管11(図3参照)
用のものである。このコンクリート補強用鋼繊維10は
太さd0.7mm、リング直径D30mmで、両端部1
0a同士の重なり角度Aが60度の軟鉄からなるリング
状の線状部材である。コンクリートへの混入割合は40
kg/m である。このリング状のコンクリート補強
用鋼繊維10の、リングを含む面方向の引っ張り強度は
1050N/mm である。このコンクリート補強用
鋼繊維10は、それぞれ所定量のコンクリート、水おび
骨材とともにコンクリートミキサに投入され、均一に混
練された後、ヒューム管11用の型枠(図示せず)に流
し込まれて固化される。それから、所定日数だけ養生さ
れることでヒューム管11が作製される。
【0020】このように、コンクリート補強用鋼繊維1
0をリング状としたので、リングを含む面方向からの外
力に対して引っ張り応力の方向性がなくなる。すなわ
ち、この面方向であれば、どの方向から特定の外力が加
わっても、均等な大きさの引っ張り応力が生じることに
なる。その結果、アンカー効果が増大して補強効果を高
めることができる。また、コンクリート補強用鋼繊維1
0がリング状であるので、コンクリートミキサ内でコン
クリートと混練させた際、従来の棒状の鋼繊維に比べて
鋼繊維同士が絡み合いにくく、スチールボールの発生が
抑えられる。これにより、ヒューム管11全体にわたっ
て均一な補強強度が得やすいとともに、コンクリート混
練時に鋼繊維分散用の装置(図示せず)が不要となり、
この鋼繊維10のミキサへの投入の作業性が高まるとと
もに、設備コストを低減させることができる。
【0021】さらに、コンクリート補強用鋼繊維10の
両端部10a同士を重ね合わせたので、低コストで簡単
にコンクリート補強用鋼繊維10を製造することができ
る。さらにまた、コンクリート補強用鋼繊維10を、太
さ0.6〜0.8mm、リング直径30〜60mm、両
端部10a同士の重なり角度5度以上の繊維としたの
で、良好な引っ張り強度を有するコンクリート補強用鋼
繊維10を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、コンクリート補強用
金属繊維をリング状としたので、リングを含む面方向か
らの外力に対する引っ張り応力に方向性がなくなり、ア
ンカー効果が増大して補強効果が高まるとともに、スチ
ールボールの発生を防止することができる。しかも、コ
ンクリート混練時には金属繊維拡散用の装置が不要とな
るので、設備コストが抑えられて、コンクリート混練の
作業性を高めることができる。
【0023】特に、請求項2に記載の発明によれば、線
材であるコンクリート補強用金属繊維の両端部同士を重
ね合わせたので、低コストで簡単にコンクリート補強用
金属繊維を製造することができる。
【0024】また、請求項3に記載の発明によれば、コ
ンクリート補強用金属繊維を、太さ0.6〜0.8m
m、リング直径30〜60mm、両端部同士の重なり角
度5度以上の繊維としたので、良好な引っ張り強度を有
するコンクリート補強用金属繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るコンクリート補強用
金属繊維の正面図である。
【図2】この発明の一実施例に係るコンクリート補強用
金属繊維の側面図である。
【図3】この発明の一実施例に係る金属繊維補強コンク
リート製品の正面図である。
【符号の説明】
10 コンクリート補強用鋼繊維(コンクリート補強用
金属繊維)、10a 端部、11 ヒューム管(金属繊
維補強コンクリート製品)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料からなり、コンクリートに混入
    されてこれを補強するコンクリート補強用金属繊維にお
    いて、 外観形状をリング状としたコンクリート補強用金属繊
    維。
  2. 【請求項2】 前記金属材料が線材で、その両端部同士
    が重ね合わされた請求項1に記載のコンクリート補強用
    金属繊維。
  3. 【請求項3】 繊維寸法が、太さ0.6〜0.8mm、
    リング直径30〜60mmで、両端部同士の重なり角度
    が5度以上である請求項2に記載のコンクリート補強用
    金属繊維。
  4. 【請求項4】 コンクリート内に、リング状に付形され
    たコンクリート補強用金属繊維が散在している金属繊維
    補強コンクリート製品。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101403659B1 (ko) * 2013-02-13 2014-06-11 한국도로공사 숏크리트용 원형 강섬유
JP2016132579A (ja) * 2015-01-16 2016-07-25 戸田建設株式会社 繊維補強コンクリート
US10357897B2 (en) 2015-04-01 2019-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Concrete-reinforcing shaped body, method of manufacturing the same, structure of packaging concrete-reinforcing shaped body, and method of mixing fiber-reinforced concrete
CN110981336A (zh) * 2019-11-29 2020-04-10 上海建工集团股份有限公司 一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101403659B1 (ko) * 2013-02-13 2014-06-11 한국도로공사 숏크리트용 원형 강섬유
JP2016132579A (ja) * 2015-01-16 2016-07-25 戸田建設株式会社 繊維補強コンクリート
US10357897B2 (en) 2015-04-01 2019-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Concrete-reinforcing shaped body, method of manufacturing the same, structure of packaging concrete-reinforcing shaped body, and method of mixing fiber-reinforced concrete
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