JP2004256317A

JP2004256317A - Reinforced concrete

Info

Publication number: JP2004256317A
Application number: JP2003045609A
Authority: JP
Inventors: Minori Ikemoto; みのり池本; Masahiro Otsuka; 正洋大塚; Fumio Ikemura; 文雄池村
Original assignee: MURAKAMI KOGYO KK; Murakami Kogyo Co Ltd
Current assignee: MURAKAMI KOGYO KK; Murakami Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide reinforced concrete wherein a reinforcement material which shows good degrees of dispersion and orientation in a concrete matrix at kneading and improves mechanical properties of the concrete is mixed. <P>SOLUTION: The reinforced concrete is prepared by mixing the reinforcement material comprising a natural material, particularly bamboo, into the concrete containing at least cement, water and aggregate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートマトリックス内での分散度及び配向度が良好な天然素材からなる補強用材料を混入した補強コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コンクリートの機械的特性、特に、曲げ強度、引張強度、圧縮強度等を向上させ、ひび割れ、剥離崩壊等を防止する目的として、コンクリート中に補強用繊維を混入して補強することが行われている。コンクリート補強用繊維としては、金属繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維や、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維等の有機繊維等が使用されている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。
【０００３】
また、補強用繊維は、コンクリート中で所定方向に整列していることが好ましく、補強用繊維の配向度を向上する方法として、図５に示すように、型枠１６に繊維補強モルタル１８を打設後、未硬化状態の繊維補強モルタル１８内部に間隔を空けて整列された複数の配向棒２０を有する繊維配向治具１４を挿入し、把持部２２をガイド板２４に設けられた案内路２６に挿通して、ガイド板２４を型枠１６の上側に固定する。その後、把持部２２を把持して、繊維配向治具１４を補強用繊維２８の配向させたい方向へ移動させることにより、補強用繊維２８を繊維配向治具１４の移動方向に沿って配向させる繊維配向方法及びそれに用いる繊維配向治具１４が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３５６３５３号公報
【特許文献２】
特開２００２−６８８１０号公報
【特許文献３】
特開２００１−３０２２９７号公報
【特許文献４】
特開２００２−３４７０１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、補強用繊維をコンクリート中に混練する際に、従来から補強用繊維のコンクリート中における分散度が問題となっている。特に、金属繊維は、混練中にファイバーボールと呼ばれる繊維の塊が発生する場合があり、混練時に段階的に補強用繊維を混入する、或いは補強用繊維を特殊形状に加工する等といった余分の労力を必要とする。また、金属繊維に特有の問題として発錆によるひび割れの発生、強度低下等があり、これらを防止するためには補強用繊維に防錆加工を施す必要もある。更に、混練した補強用繊維の配向度を向上するためには繊維配向治具を使用した繊維配向方法等を使用しなければならず、打設時においても余分の労力を必要とする。
【０００６】
そこで、本発明は、混練時にコンクリートマトリックス内での分散度、配向度が良好で、且つコンクリートの機械的特性を向上することが可能な補強用材料を混入した補強コンクリートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、上記の問題を解決するために鋭意検討し、コンクリートの補強用材料として天然素材、特に竹材がコンクリートマトリックス内での分散度及び配向度に優れていることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明の要旨とするところは、コンクリートに天然素材から成る補強用材料が混入されて成る補強コンクリートである。
【０００９】
また、本発明の要旨とするところは、前記天然素材を竹材とした補強コンクリートである。
【００１０】
更に、本発明の要旨とするところは、前記竹材の輪切り断面形状を四角形とし、該四角形における一辺の長さを０．５〜２．５ｍｍ、前記竹材の全長を２０〜６０ｍｍとしてコンクリートに混入した補強コンクリートである。
【００１１】
また、本発明の要旨とするところは、前記竹材の混入率を１．０〜２．５容積％とした補強コンクリートである。
【００１２】
更にまた、本発明の要旨とするところは、前記竹材の表面に粗化加工を施してコンクリートに混入した補強コンクリートである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、補強用材料に竹材を適用した態様について詳しく説明するが、本発明の態様は以下に示したものに限定されない。
【００１４】
図１に本発明の補強コンクリート、図２に補強用材料として使用した竹材の斜視図を示す。補強コンクリート１は、少なくともセメント、水、骨材を含むコンクリートに補強用材料である竹材２を混入して成る。竹材２は、輪切り断面形状が四角形の棒状体に成形加工されている。輪切り断面形状を四角形とすることにより、コンクリートとの付着面をより多く確保できる点で好ましいが、例えば、円形、三角形等、種々の形状に成形加工されても良い。
【００１５】
また、竹材２における四角形断面の一辺の長さは０．５〜２．５ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。０．５ｍｍ未満では竹材２自体の強度が不足し、２．５ｍｍを超えると同一混入率での竹材２の混入量が少なくなり、補強コンクリート１の曲げ強度の低下に繋がる。
【００１６】
更に、竹材２の全長は２０〜６０ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは２５〜５０ｍｍである。２０ｍｍ未満ではコンクリートと竹材２の付着力が低下し、十分な補強効果が得られず、６０ｍｍを超えるとフレッシュコンクリートの流動性が低下し、ワーカビリティーが悪化する。
【００１７】
更にまた、竹材２の混入率は、コンクリート全容積に対して１．０〜２．５容積％とするのが好ましく、より好ましくは１．５〜２．０容積％である。竹材２の混入率は、フレッシュコンクリートの流動性、及びコンクリート曲げ強度の観点から定められる。
【００１８】
以上、本発明に使用する竹材２の寸法、及び混入率について詳述したが、竹材２の形状は上述のものに限定されない。
【００１９】
例えば、竹材２の表面に粗化加工を施しても良い（図３参照）。粗化加工とは、竹材２の表面に、その長手方向に沿って溝４を設けたり（図３（ａ））、切欠き加工により切欠き部６を設けたり（同図（ｂ））、圧縮加工を部分的に施して凹部８を設けたりすること（同図（ｃ））を意味する。補強コンクリート１の曲げ強度及び引張強度を向上するためには、コンクリートと竹材２との付着性が重要となるが、通常、竹材２を成形加工した場合には、竹材２の表面は粗面を形成しているため、特に粗化加工を施さなくともコンクリートとの付着性を確保することは可能である。しかし、例えば、図３に示したように、竹材２の表面に粗化加工を施すことによって、竹材２とコンクリートとの付着面積は増大し、その結果、補強コンクリート１の曲げ強度及び引張強度を更に向上することが可能となる。
【００２０】
以上、竹材２の表面に施される粗化加工の態様について説明したが、粗化加工の態様は上記のものに限定されるものではない。
【００２１】
例えば、竹材２の表面に設けられる溝４の断面形状は、図３（ａ）に示したＵ字状に限定されず、Ｖ字状、角状等であっても良く、溝４が設けられる位置及び溝数についても限定されない。また、切欠き加工における切欠き部６の位置、形状等、圧縮加工における凹部の位置、形状等も特に限定されるものではない。
【００２２】
更に、上記の加工態様の中から２つ以上を組み合わせた粗化加工が竹材２に施されても良く、或いはその他の加工方法であっても良い。例えば、図３（ｄ）に示すように、竹材２の長手方向に螺旋状の溝１０が設けられても良い。また、竹材２の端部に予め切込み１２を設け（図４（ａ））、竹材２を乾燥収縮させることにより、切込み１２が設けられた端部が二股となるように加工されても良い（同図（ｂ））。これらの加工が施された竹材２は、コンクリートマトリックス内での付着性、及びひび割れ抵抗性が向上し、曲げ強度及び引張強度の更なる向上を図ることができる。
【００２３】
以上、本発明に使用する竹材２の形状について種々の実施態様を説明したが、本発明に使用される補強用材料は竹材に限定されるものではなく、例えば、ツタ柳、籐、葦、かずら等であっても良い。
【００２４】
本発明の補強コンクリートには、上述のとおり、竹材２を始めとする天然素材が補強用材料として混入されるが、これらの天然素材を混入することによって、コンクリート内にケミカルプレストレスを導入する効果が得られる。通常、ケミカルプレストレスは、セメントの一部を膨張材で置換した膨張コンクリートを使用し、コンクリートの膨張を鉄筋で拘束することによって、鉄筋に作用する引張力の反力としてコンクリートに導入される。
【００２５】
しかし、本発明における天然素材は予め水分を含んでおり、コンクリート硬化後、コンクリート内に混練された天然素材が乾燥収縮することによって、天然素材に付着したコンクリートに圧縮力、つまりケミカルプレストレスが導入されることとなる。更に、天然素材はコンクリートマトリックス内に分散しているため、コンクリート全体にケミカルプレストレスが導入され、ひび割れ抵抗性を向上する効果が得られる。また、天然素材の配向も完全な一方向ではないため、せん断補強効果も期待でき、斜めひび割れ耐力の向上に繋がる。なお、天然素材には予め水分が含まれているが、より高い効果を得るため、コンクリートへの混練前に天然素材に含水処理を施しておいても良い。
【００２６】
本発明に使用されるセメントの種類については、特に限定されるものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用することができる。
【００２７】
また、本発明には細骨材及び粗骨材が使用されるが、これらの骨材についても特に限定されるものではなく、砂、砂利、海砂、砕砂、砕石、スラグ骨材、人工軽量骨材、その他これに類似する材料等を使用することができる。
【００２８】
更に、本発明に使用した混和剤は高性能減水剤であるが、混和剤についても特に限定されるものではなく、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を使用することができる。
【００２９】
以上、本発明のコンクリートに使用される各種材料について説明したが、これらの混練方法については特に限定されるものではなく、また、混練に用いる装置も特に限定されず、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、オムニミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。
【００３０】
更に、上記の混練したコンクリートの成形方法、及び養生方法についても特に限定されるものではなく、慣用の成形方法、及び養生方法を適用することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の補強コンクリートを実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
表１にモルタル調合を示す。実施例１乃至４及び比較例Ｍのモルタル調合は、水セメント比を３１．６％とし、セメントには普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株））、細骨材には川砂（野洲川流域産）、混和剤には高性能減水剤（チューポールＮＶ−Ｇ５、竹本油脂（株））を使用した。また、実施例１乃至４における竹材２の混入率は、モルタル全容積に対して１．５容積％の割合とした。なお、実施例１乃至４において使用した竹材２の形状及び寸法は表３に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表２にコンクリート配合を示す。実施例５乃至８及び比較例Ｃのコンクリート配合は、水セメント比を２７．３％とし、セメントには普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株））、細骨材には川砂（野洲川流域産）、粗骨材には川砂利（野洲川流域産）、混和剤には高性能減水剤（チューポールＮＶ−Ｇ５、竹本油脂（株））を使用した。また、実施例１乃至４における竹材２の混入率は、コンクリート全容積に対して２．０容積％の割合とした。なお、実施例５乃至８において使用した竹材２の形状及び寸法は表４に示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
補強用材料として竹材２を使用した補強モルタル及び補強コンクリートは、上記の調合又は配合条件に従い、上記の材料をパン型ミキサで強制攪拌により混練して作成した。混練後、ＪＩＳＡ１１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて、スランプ値を測定した。
【００３７】
また、補強モルタル及び補強コンクリートを１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの型枠に流し込み、打設から２４時間経過後に脱型し、水温２０±３℃の状態で試験日当日まで水中養生することによって、曲げ強度試験用供試体を得た。曲げ強度試験は、ＪＩＳＡ１１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準じて行い、材令１４日及び２８日の曲げ強度を測定した。
【００３８】
表３に、補強モルタルの材令１４日及び材令２８日における曲げ強度試験結果（平均値）を、各実施例における竹材２の断面形状及び寸法、混練時のスランプ値と共に示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
表３に示したとおり、竹材２を混入していない比較例Ｍに対して、実施例３を除けば、何れの実施例においても曲げ強度が向上している。特に、材令２８日において、竹材２の長さが４５ｍｍの場合（実施例２及び実施例４）には、曲げ強度が比較例Ｍに対して１．２倍以上となっている。また、材令１４日における曲げ強度を比較すると、少なくとも１．５倍以上の曲げ強度が得られており、実施例２においては約２倍の曲げ強度が得られている。
【００４１】
更に、曲げ強度試験における供試体破断面を観察したところ、竹材２の分散度及び配向度が非常に優れていることが分かった。また、竹材２を混入したことによるスランプ値の低下もなく、ワーカビリティーは良好であった。
【００４２】
つまり、竹材２を混入した補強モルタルは、モルタル打設後の早い段階から曲げに対する補強効果が十分に得られ、また、竹材２のモルタル中における分散度及び配向度が非常に優れていることが判明した。更に、竹材２を混入した場合であっても、流動性は良好であった。
【００４３】
表４に、補強コンクリートの材令１４日及び２８日における曲げ強度試験結果（平均値）を、各実施例における竹材２の断面形状及び寸法、混練時のスランプ値と共に示す。
【００４４】
【表４】

【００４５】
表４に示したとおり、竹材２を混入していない比較例Ｃに対して、何れの実施例においても曲げ強度が向上している。特に、材令２８日において、実施例６は曲げ強度が比較例Ｃに対して１．４倍となっている。また、材令１４日における曲げ強度を比較しても、少なくとも１．２５倍以上の曲げ強度が得られている。
【００４６】
更に、曲げ強度試験における供試体破断面を観察したところ、補強モルタルの場合と同様、竹材２の分散度及び配向度は非常に優れており、粗骨材が竹材２へ影響を及ぼすことは殆ど無いということが分かった。また、竹材２を混入したことによるスランプ値の低下も殆どなく、ワーカビリティーは良好であった。
【００４７】
つまり、竹材２を混入した補強コンクリートは、コンクリート打設後の早い段階から曲げに対する補強効果が十分に得られ、また、竹材２のコンクリート中における分散度及び配向度も非常に優れていることが判明した。更に、竹材２を混入した補強コンクリートの流動性は良好であった。
【００４８】
なお、本明細書において、各図にわたって記される同じ符号は、同一又は同様の部材やものを示す。
【００４９】
以上、本発明の補強モルタル及び補強コンクリートの実施例について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。
【００５０】
例えば、本発明に用いるコンクリートには、混和材としてフライアッシュ、コンクリート用膨張材、高炉スラグ微粉末、シリカフューム等が混入されても良い。
【００５１】
また、本発明に使用される竹材２には、モウソウダケ、マダケ、黒竹等を用いることができ、更に、自然乾燥された竹材の他、燻煙処理等が施された竹材が使用されても良い。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、コンクリート中にコンクリートマトリックス内での分散度及び配向度に優れた天然素材を混入することによって、曲げ強度及び引張強度を向上することが可能である。特に、補強用材料に竹材を適用した場合には、通常のミキサで強制攪拌により混練した場合であってもコンクリートマトリックス内での分散性に優れており、繊維配向治具等を用いなくとも、配向度に優れた補強コンクリートを得ることができる。
【００５３】
また、補強用材料に予め水分を含んだ天然素材を適用することにより、コンクリート中に混練された天然素材が、コンクリートの硬化後、乾燥収縮することによって、コンクリートにケミカルプレストレスを導入した場合と同様の効果が得られ、ひび割れ抵抗性の向上を図ることができる。
【００５４】
また、曲げ強度が向上された本発明は、耐ひび割れ性が良好であるため、土木分野においては、トンネル吹き付け工事、舗装工事、法面被覆等に適用でき、また建築分野においては、土間、車庫の床面、壁等の各種用途に適用することが可能である。
【００５５】
更に、本発明は、従来の補強コンクリートにおいて、金属繊維やガラス繊維等が用いられていた分野に適用されるものであり、これらの補強用繊維に替えて竹材を始めとする天然素材を使用することによって、コンクリート製品及びコンクリート構造物の軽量化を図ることができる。
【００５６】
更にまた、本発明に係る竹材は、竹材自体に防錆処理等の特殊加工を施さなくともコンクリート中における耐久性を十分に有しており、一方、竹製品の加工現場等における廃材を利用することによって、製造コストは従来の補強用繊維に比べて２／５〜３／５程度に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補強コンクリートの斜視図である。
【図２】本発明に使用した竹材の斜視図である。
【図３】竹材に施される粗化加工の態様を示した斜視図である。
【図４】竹材に施される他の加工態様を示した斜視図である。
【図５】従来の繊維配向治具の全体構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
１：補強コンクリート
２：竹材
４、１０：溝
６：切欠き部
８：凹部
１２：切込み
１４：繊維配向治具
１６：型枠
１８：繊維補強モルタル
２０：配向棒
２２：把持部
２４：ガイド板
２６：案内路
２８：補強用繊維[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforced concrete mixed with a reinforcing material made of a natural material having a good degree of dispersion and orientation in a concrete matrix.
[0002]
[Prior art]
Generally, reinforcing fibers are mixed with concrete for the purpose of improving the mechanical properties of concrete, in particular, bending strength, tensile strength, compressive strength, etc., and preventing cracking, peeling and collapsing. ing. As the concrete reinforcing fibers, inorganic fibers such as metal fibers, glass fibers, and carbon fibers, and organic fibers such as aramid fibers, polyester fibers, and vinylon fibers are used (for example, see Patent Documents 1 to 3). .
[0003]
Further, the reinforcing fibers are preferably arranged in a predetermined direction in the concrete. As a method for improving the orientation of the reinforcing fibers, as shown in FIG. After the installation, the fiber orientation jig 14 having the plurality of orientation rods 20 arranged at intervals is inserted into the fiber-reinforced mortar 18 in the uncured state, and the grip portion 22 is guided by the guide path 26 provided on the guide plate 24. To fix the guide plate 24 above the formwork 16. Then, the fiber 22 for orienting the reinforcing fibers 28 along the moving direction of the fiber orientation jig 14 by gripping the grip portion 22 and moving the fiber orientation jig 14 in the direction in which the reinforcing fibers 28 are desired to be oriented. An orientation method and a fiber orientation jig 14 used therein are disclosed (for example, see Patent Document 4).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-356353 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-68810 [Patent Document 3]
JP 2001-302297 A [Patent Document 4]
JP-A-2002-347013
[Problems to be solved by the invention]
However, when kneading the reinforcing fibers into the concrete, the degree of dispersion of the reinforcing fibers in the concrete has conventionally been a problem. In particular, metal fibers may generate fiber masses called fiber balls during kneading, and extra labor such as mixing reinforcing fibers stepwise during kneading or processing the reinforcing fibers into a special shape. Need. In addition, problems specific to metal fibers include generation of cracks due to rust and reduction in strength. In order to prevent such problems, it is necessary to apply a rust-proof treatment to reinforcing fibers. Further, in order to improve the degree of orientation of the kneaded reinforcing fibers, a fiber orientation method using a fiber orientation jig or the like must be used, and extra labor is required at the time of driving.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a reinforced concrete mixed with a reinforcing material that has a good degree of dispersion and orientation in a concrete matrix during kneading and can improve the mechanical properties of concrete. I do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention has diligently studied to solve the above problems, and found that natural materials, particularly bamboo materials, are excellent in the degree of dispersion and orientation in a concrete matrix as a material for reinforcing concrete, and Completed the invention.
[0008]
That is, the gist of the present invention is a reinforced concrete obtained by mixing a reinforcing material made of a natural material into concrete.
[0009]
The gist of the present invention is a reinforced concrete using the natural material as a bamboo material.
[0010]
Further, the gist of the present invention is that the bamboo material is mixed into the concrete by setting the cross-sectional shape of the bamboo material to a square, the length of one side of the square to 0.5 to 2.5 mm, and the total length of the bamboo material to 20 to 60 mm. It is reinforced concrete.
[0011]
The gist of the present invention is a reinforced concrete in which the mixing ratio of the bamboo material is 1.0 to 2.5% by volume.
[0012]
Further, the gist of the present invention is a reinforced concrete in which the surface of the bamboo material is roughened and mixed with concrete.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to an embodiment in which a bamboo material is applied to a reinforcing material, but the embodiment of the present invention is not limited to the following.
[0014]
FIG. 1 is a perspective view of the reinforced concrete of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of bamboo used as a reinforcing material. The reinforced concrete 1 is obtained by mixing a bamboo material 2 as a reinforcing material into concrete containing at least cement, water and aggregate. The bamboo material 2 is formed into a rod-shaped body having a square cross section. It is preferable that the cross-sectional shape of the cross section be a quadrangle in order to secure more surfaces for adhering to the concrete, but it may be formed into various shapes such as a circle and a triangle.
[0015]
Further, the length of one side of the rectangular cross section of the bamboo material 2 is preferably 0.5 to 2.5 mm, more preferably 1.0 to 2.0 mm. If it is less than 0.5 mm, the strength of the bamboo material 2 itself is insufficient, and if it exceeds 2.5 mm, the amount of the bamboo material 2 mixed at the same mixing rate decreases, leading to a decrease in the bending strength of the reinforced concrete 1.
[0016]
Further, the overall length of the bamboo material 2 is preferably 20 to 60 mm, more preferably 25 to 50 mm. If it is less than 20 mm, the adhesive force between the concrete and the bamboo material 2 will decrease, and a sufficient reinforcing effect cannot be obtained. If it exceeds 60 mm, the fluidity of the fresh concrete will decrease, and workability will deteriorate.
[0017]
Furthermore, the mixing ratio of the bamboo material 2 is preferably set to 1.0 to 2.5% by volume, more preferably 1.5 to 2.0% by volume, based on the total volume of the concrete. The mixing ratio of the bamboo material 2 is determined from the viewpoint of fluidity of fresh concrete and concrete bending strength.
[0018]
Although the dimensions and the mixing ratio of the bamboo material 2 used in the present invention have been described above, the shape of the bamboo material 2 is not limited to the above.
[0019]
For example, the surface of the bamboo material 2 may be roughened (see FIG. 3). The roughening means that a groove 4 is provided on the surface of the bamboo material 2 along the longitudinal direction (FIG. 3A), a notch 6 is provided by notch processing (FIG. 3B), This means that the concave portion 8 is provided by partially performing the compression processing (FIG. 3C). In order to improve the bending strength and the tensile strength of the reinforced concrete 1, the adhesion between the concrete and the bamboo material 2 is important. However, when the bamboo material 2 is formed, the surface of the bamboo material 2 usually has a rough surface. Since it is formed, it is possible to secure adhesion to concrete without particularly performing roughening. However, for example, as shown in FIG. 3, roughening the surface of the bamboo material 2 increases the adhesion area between the bamboo material 2 and the concrete. As a result, the bending strength and the tensile strength of the reinforced concrete 1 are reduced. It is possible to further improve.
[0020]
As described above, the mode of the roughening process performed on the surface of the bamboo material 2 has been described, but the mode of the roughening process is not limited to the above.
[0021]
For example, the cross-sectional shape of the groove 4 provided on the surface of the bamboo material 2 is not limited to the U-shape shown in FIG. 3A, and may be a V-shape, a square shape, or the like. The position and the number of grooves are not limited. Further, the position and shape of the notch 6 in the notch processing, and the position and shape of the recess in the compression processing are not particularly limited.
[0022]
Furthermore, roughening processing combining two or more of the above processing modes may be performed on the bamboo material 2, or another processing method may be used. For example, as shown in FIG. 3D, a spiral groove 10 may be provided in the longitudinal direction of the bamboo material 2. Further, a cut 12 may be provided in advance at the end of the bamboo material 2 (FIG. 4A), and the bamboo material 2 may be dried and shrunk so that the end provided with the cut 12 is processed into a fork. FIG. (B). The bamboo material 2 that has been subjected to these processes improves the adhesiveness in the concrete matrix and the crack resistance, and can further improve the bending strength and the tensile strength.
[0023]
The various embodiments of the shape of the bamboo material 2 used in the present invention have been described above. However, the reinforcing material used in the present invention is not limited to the bamboo material. For example, ivy willow, rattan, reed, kazura And so on.
[0024]
As described above, in the reinforced concrete of the present invention, natural materials such as bamboo material 2 are mixed as reinforcing materials. By mixing these natural materials, the effect of introducing a chemical prestress into concrete is obtained. Is obtained. Normally, chemical prestress is introduced into concrete as a reaction force of tensile force acting on a reinforcing bar by using expanded concrete in which a part of cement is replaced with an expanding material and restraining the expansion of the concrete with a reinforcing bar.
[0025]
However, the natural material in the present invention contains moisture in advance, and after the concrete hardens, the natural material mixed in the concrete dries and shrinks, so that compressive force, that is, chemical prestress is introduced into the concrete attached to the natural material. Will be done. Furthermore, since the natural material is dispersed in the concrete matrix, chemical prestress is introduced into the entire concrete, and an effect of improving crack resistance can be obtained. In addition, since the orientation of the natural material is not completely one-way, a shear reinforcement effect can be expected, which leads to an improvement in diagonal crack resistance. Although the natural material contains moisture in advance, the natural material may be subjected to a water-containing treatment before kneading to concrete in order to obtain a higher effect.
[0026]
The type of cement used in the present invention is not particularly limited, and various portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, moderately heated portland cement, and mixed cements such as blast furnace cement and fly ash cement. Can be used.
[0027]
In the present invention, fine aggregates and coarse aggregates are used, but these aggregates are not particularly limited, and sand, gravel, sea sand, crushed sand, crushed stone, slag aggregate, artificial lightweight Aggregates and other similar materials can be used.
[0028]
Furthermore, although the admixture used in the present invention is a high-performance water reducing agent, the admixture is not particularly limited, and an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance AE water reducing agent, or the like may be used. Can be.
[0029]
As described above, various materials used for the concrete of the present invention have been described. However, the method for kneading these is not particularly limited, and the apparatus used for kneading is not particularly limited. Conventional mixers such as mixers, omni mixers and the like can be used.
[0030]
Further, the molding method and the curing method of the above-mixed concrete are not particularly limited, and a conventional molding method and a curing method can be applied.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the reinforced concrete of the present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0032]
Table 1 shows the mortar composition. In the mortar formulations of Examples 1 to 4 and Comparative Example M, the water cement ratio was 31.6%, ordinary Portland cement (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) was used for cement, and river sand (Yasugawa basin product) was used for fine aggregate. ) And a high-performance water reducing agent (Tupole NV-G5, Takemoto Yushi Co., Ltd.) as an admixture. The mixing ratio of the bamboo material 2 in Examples 1 to 4 was 1.5% by volume with respect to the total volume of the mortar. Table 3 shows the shape and dimensions of the bamboo material 2 used in Examples 1 to 4.
[0033]
[Table 1]

[0034]
Table 2 shows the concrete composition. In the concrete formulations of Examples 5 to 8 and Comparative Example C, the water cement ratio was 27.3%, ordinary Portland cement (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) was used for cement, and river sand (produced from Yasu River basin) was used for fine aggregate. ), Coarse aggregate (river gravel (produced from the Yasu River basin)), and a high-performance water reducing agent (Tupole NV-G5, Takemoto Yushi Co., Ltd.) as an admixture. The mixing ratio of bamboo material 2 in Examples 1 to 4 was 2.0% by volume based on the total volume of concrete. Table 4 shows the shape and dimensions of the bamboo material 2 used in Examples 5 to 8.
[0035]
[Table 2]

[0036]
The reinforced mortar and the reinforced concrete using the bamboo material 2 as the reinforcing material were prepared by kneading the above materials by forced stirring with a pan mixer in accordance with the above mixing or blending conditions. After kneading, the slump value was measured in accordance with JIS A 1101 “Method for testing slump of concrete”.
[0037]
The mortar and reinforced concrete were poured into a 10 cm × 10 cm × 40 cm formwork, removed from the mold 24 hours after casting, and cured in water at a water temperature of 20 ± 3 ° C. until the day of the test. A test specimen was obtained. The bending strength test was performed in accordance with JIS A 1106 "Method of Testing Bending Strength of Concrete", and the bending strengths of 14th and 28th ages were measured.
[0038]
Table 3 shows the bending strength test results (average value) of the reinforcing mortar at a material age of 14 days and a material age of 28 days, along with the cross-sectional shape and dimensions of the bamboo material 2 in each example, and the slump value during kneading.
[0039]
[Table 3]

[0040]
As shown in Table 3, the bending strength is improved in Comparative Example M in which the bamboo material 2 is not mixed, except for Example 3. In particular, when the length of the bamboo material 2 is 45 mm (Examples 2 and 4) on the 28th day, the bending strength is 1.2 times or more that of the comparative example M. Further, comparing the bending strength on the 14th day, the bending strength is at least 1.5 times or more, and in Example 2, the bending strength is about 2 times.
[0041]
Furthermore, the observation of the fracture surface of the specimen in the bending strength test showed that the bamboo material 2 was very excellent in the degree of dispersion and orientation. In addition, there was no decrease in the slump value due to the incorporation of the bamboo material 2, and the workability was good.
[0042]
In other words, the reinforcing mortar into which the bamboo material 2 is mixed has a sufficient reinforcing effect against bending from an early stage after the mortar is cast, and the degree of dispersion and orientation of the bamboo material 2 in the mortar is extremely excellent. found. Furthermore, even when the bamboo material 2 was mixed, the fluidity was good.
[0043]
Table 4 shows the bending strength test results (average value) of the reinforced concrete at the age of 14 days and 28 days, together with the cross-sectional shape and dimensions of the bamboo material 2 in each example, and the slump value during kneading.
[0044]
[Table 4]

[0045]
As shown in Table 4, the bending strength is improved in each of Examples in comparison with Comparative Example C in which the bamboo material 2 was not mixed. In particular, the bending strength of Example 6 was 1.4 times that of Comparative Example C on the 28th day of material age. In addition, a comparison of the bending strength on the 14th of the material age shows that the bending strength is at least 1.25 times or more.
[0046]
Further, when the fracture surface of the specimen in the bending strength test was observed, the degree of dispersion and orientation of the bamboo material 2 was very excellent, as in the case of the reinforcing mortar, and the coarse aggregate hardly affected the bamboo material 2. It turned out there wasn't. In addition, there was almost no decrease in the slump value due to the incorporation of the bamboo material 2, and the workability was good.
[0047]
In other words, the reinforced concrete mixed with the bamboo material 2 has a sufficient reinforcing effect against bending from the early stage after the concrete casting, and also has a very excellent degree of dispersion and orientation of the bamboo material 2 in the concrete. found. Furthermore, the fluidity of the reinforced concrete mixed with the bamboo material 2 was good.
[0048]
In this specification, the same reference numerals throughout the drawings indicate the same or similar members and components.
[0049]
Although the embodiments of the reinforced mortar and the reinforced concrete of the present invention have been described above, the present invention can be carried out in various modified, modified, and modified modes based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. And all of these aspects are included in the scope of the present invention.
[0050]
For example, in the concrete used in the present invention, fly ash, an expanding material for concrete, blast furnace slag fine powder, silica fume, or the like may be mixed as an admixture.
[0051]
Also, as the bamboo material 2 used in the present invention, moss mushroom, madatake, black bamboo, etc. can be used, and further, besides bamboo material which is naturally dried, bamboo material which has been subjected to smoke treatment or the like may be used. .
[0052]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention can improve a bending strength and a tensile strength by mixing a natural material excellent in the degree of dispersion and orientation in a concrete matrix in concrete. In particular, when bamboo is used as a reinforcing material, even if it is kneaded by forced stirring with a normal mixer, it is excellent in dispersibility in a concrete matrix, without using a fiber orientation jig or the like. Reinforced concrete having a high degree of orientation can be obtained.
[0053]
Also, by applying a natural material containing water in advance to the reinforcing material, the natural material kneaded in the concrete, after hardening of the concrete, by drying and shrinking, the case where a chemical prestress is introduced into the concrete The same effect can be obtained, and the crack resistance can be improved.
[0054]
In addition, the present invention having improved bending strength has good crack resistance, so it can be applied to tunnel spraying work, pavement work, slope covering, and the like in the civil engineering field, and in the construction field, in the dirt and garage areas. It can be applied to various uses such as floors and walls.
[0055]
Further, the present invention is applied to the field in which metal fibers, glass fibers, and the like are used in conventional reinforced concrete, and uses natural materials such as bamboo materials instead of these reinforcing fibers. Thereby, the weight of the concrete product and the concrete structure can be reduced.
[0056]
Furthermore, the bamboo material according to the present invention has sufficient durability in concrete without performing special processing such as rust prevention treatment on the bamboo material itself, while using waste material at the processing site of the bamboo product. Thereby, the production cost can be suppressed to about 2/5 to 3/5 as compared with the conventional reinforcing fiber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a reinforced concrete according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a bamboo material used in the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an aspect of a roughening process performed on a bamboo material.
FIG. 4 is a perspective view showing another processing mode applied to a bamboo material.
FIG. 5 is a perspective view showing the entire configuration of a conventional fiber orientation jig.
[Explanation of symbols]
1: Reinforced concrete 2: Bamboo material 4, 10: Groove 6: Notch 8: Concave portion 12: Notch 14: Fiber orientation jig 16: Formwork 18: Fiber reinforced mortar 20: Orientation rod 22: Gripping portion 24: Guide plate 26: Guideway 28: Reinforcing fiber

Claims

A reinforced concrete comprising a concrete mixed with a reinforcing material made of a natural material.

The reinforced concrete according to claim 1, wherein the natural material is a bamboo material.

3. The reinforcement according to claim 2, wherein the cross-sectional shape of the bamboo material is quadrangular, and the length of one side of the square is 0.5 to 2.5 mm, and the total length of the bamboo material is 20 to 60 mm. 4. concrete.

The reinforced concrete according to claim 2 or 3, wherein the mixing ratio of the bamboo material is 1.0 to 2.5% by volume.

The reinforced concrete according to claim 2, wherein the surface of the bamboo is roughened.