JP2005262713A - コンクリート成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量かつ強靱といったＧＲＣの長所を生かしつつ、曲げ強度が向上されてなるコンクリート成形体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のコンクリート成形体は、ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体であって、曲げ荷重により引張応力が発生する側にメッシュ状補強部材２０が配設されてなることを特徴とする。本発明のコンクリート成形体の製造方法は、ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体の製造方法であって、所定厚さの１／２を超える厚さで型枠内にガラス繊維補強コンクリートを打設する手順を含んでいることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート成形体およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、曲げ耐力が向上されてなるＧＲＣ（Glass fiber Reinforced Cement：ガラス繊維補強セメント）からなるコンクリートパネルなどのコンクリート成形体およびその製造方法に関する。

従来より、高層ビルの内外層や大面積の天井には、ＧＲＣからなるパネル(以下、ＧＲＣパネルという)が用いられている。このＧＲＣパネルは、軽量かつ強靱で、耐久性、耐火性および耐候性が高く、非常に優れた建材であるということができる。

そして、このＧＲＣパネルは、一般的には、ダイレクトスプレイ法やプレミックス法により製造されている。図５にその一例であるプレミックス法を示す。

このプレミックス法は、図５に示すように、定盤１０１に型枠１０２をセットし（同図（ａ）参照）、セメントあるいはセメントモルタルと、予め所定の長さに切断したガラス繊維のチョップドストランドをミキサー中で混練してなる混合物１０３を型枠１０２の中に流し込み（同図（ｂ）参照）、表面を例えばコテ押え（同図（ｃ）参照）して平滑化した後、養生・脱型する方法である。

しかしながら、前記製造方法によれば、混練されたガラス繊維の方向がランダムで３次元的に配列されたものになることから、得られたＧＲＣパネルは曲げ強度、特に材料を高層ビル外壁に用いた場合における風荷重等に対しる曲げ強度が、充分でないというおそれがあるという問題がある。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、軽量かつ強靱といったＧＲＣの長所を生かしつつ、曲げ強度が向上されてなるコンクリート成形体およびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明のコンクリート成形体は、ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体であって、曲げ荷重により引張応力が発生する側にメッシュ状補強部材が配設されてなることを特徴とする。

本発明のコンクリート成形体においては、例えば、コンクリート成形体が外壁パネルとされ、該外壁パネルの打設面側にメッシュ状補強部材が配設されてなるものとされる。

また、本発明のコンクリート成形体においては、メッシュ状補強部材が、例えば、ガラス繊維の長繊維からなるものとされる。

本発明のコンクリート成形体の製造方法は、ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体の製造方法であって、所定厚さの１／２を超える厚さで型枠内にガラス繊維補強コンクリートを打設する手順と、型枠上端にメッシュ状補強部材を張設する手順と、前記メッシュ状補強部材の上から所定厚さとなるよう型枠内にガラス繊維補強コンクリートを追加して打設する手順とを含んでいることを特徴とする。

本発明のコンクリート成形体の製造方法においては、コンクリート成形体が例えば外壁パネルとされる。

また、本発明のコンクリート成形体の製造方法においては、メッシュ状補強部材が、例えばガラス繊維の長繊維からなるものとされる。

本発明のコンクリート成形体によれば、ＧＲＣコンクリート成形体の曲げに弱いという弱点を克服できるという優れた効果が得られる。

また、本発明のコンクリート成形体の製造方法によれば、ＧＲＣコンクリート成形体の曲げに弱いという弱点が克服されたコンクリート成形体を製造できるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

図１に、本発明の一実施形態に係るコンクリート成形体の製造方法の一例を示す。なお、本実施形態では、コンクリート成形体はコンクリートパネルとされている。

コンクリートパネルは、ＧＲＣパネルをメッシュ状とされたグラスファィバー長繊維により補強してなるものとされる。

以下、図１を参照しながら、コンクリートパネルの製造方法について説明する。

手順１：定盤１の上に型枠２をセットし、セットされた型枠２に製造されるコンクリートパネルの厚さＨの２分の１の厚さ以上の所定厚さＤとなるようＧＲＣ（Glass fiber Reinforced Cement：ガラス繊維補強セメント。）を打設する（図１（ａ）参照）。

ここで、型枠２に打設されるＧＲＣ３は、図２に示すように、セメント１１、骨材（例えば砂）１２、混和剤（減水剤、気泡剤等）１３および水１４の混合物と、ガラス繊維のチョップドストランド１５とを、骨材−セメント比が０〜１、ガラス繊維含有率が２体積％〜８体積％となるように混入し、混合物をミキサー１６により攪拌してなるものとされる。

また、チョップドストランド１５は、ジルコニアを１６％以上含有する耐アルカリ性ガラスから径１３．５μｍ〜１８μｍの単繊維を生成し、それを１００〜２００本集束してストランドを生成し、それを例えば長さ約１９ｍｍに切断したものを用いる。

手順２：型枠２の周囲に設けられたフック４に引っ掛けるなどして、打設されたＧＲＣを覆うように型枠２にメッシュ状長繊維２０を取り付ける（図１（ｂ）参照）。

ここで、長繊維２０は、チョップドストランド１５の材料となる前記ストランドをメッシュ状に加工したものを用い、これに若干の張力を与えながら型枠２を覆うように張設するものとされる。

手順３：型枠２に張設されたメッシュ状長繊維２０の上から、前記手順１と同様にしてＧＲＣ３をさらに厚さＨとなるよう所定量だけ積み増すように打設する（図１（ｃ）参照）。これにより、積み増されたＧＲＣ３の重みで、引張応力を有した状態の長繊維２０を所定位置、ここでは打設面から深さＤに、つまりビル外壁材等に用いられるコンクリートパネルの裏面に近い方から深さＨ／２以内に埋設することが可能となる。これにより、例えば風荷重（特に正圧の風荷重）に対する曲げ強度特性が顕著に改善される。

図３に、従来のＧＲＣパネル(以下、従来パネルという)と、本実施形態のコンクリートパネル(以下、本パネルという)の曲げ強度特性の相違を模式化して示す。

従来パネルは、図３（ａ）に示すように、荷重が最大荷重Ｐ_ＭＡＸに達した後急激に低下するのに対し、本パネルは、同図（ｂ）に示すように、最大荷重Ｐ_ＭＡＸ自体が従来パネルよりも大きくなるとともに、最大荷重Ｐ_ＭＡＸに達した後の荷重低下の程度も小さくなる。すなわち、本パネルにおいては、材料の粘り強さの指標であるタフネス（図３（ａ）、（ｂ）においては、面積Ｓ１，Ｓ２で表される）が従来パネルよりも格段に大きくなる。

このように、この実施形態によれば、コンクリートパネルの曲げ荷重による伸びが大きくなる側、つまり引張荷重が作用する側にメッシュ状長繊維２０に配設しているので、従来の曲げに弱いというＧＲＣパネルの欠点を解消できる。

また、本パネルの製造方法は、従来パネルの製造方法と比較して、その工程数も、メッシュ状長繊維２０を所定のタイミングで型枠２の上に張り渡すという１工程が増加するだけであり、簡易な方法でありながら、前述したように曲げ荷重に対する特性を著しく改善できる。さらに、長繊維２０は軽量なガラス繊維とされるため、本パネルの重量の増大を招くこともない。

図４に、現状で入手可能なメッシュ状長繊維の各種製品（製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃ）を用いて前述した本発明の製造方法によりコンクリートパネルを製造し、これに対して曲げ試験を行った結果を示す(実施例１〜実施例３)。また、比較例として、長繊維を用いないＧＲＣパネルの試験結果を併せて示す。

曲げ試験は、図４に示すように、パネル幅は１２００ｍｍに設定し、その両端を架台にローラ支承して両端から各１／４に位置に載荷梁の荷重点を設定し、その載荷梁の中央に荷重をかけることにより行った。

図４に示すように、全ての実施例１，２，３において最大荷重Ｐ_ＭＡＸが比較例よりも大きくなり、曲げ荷重に対する特性の改善が見られた。

また、特に実施例２および実施例３においては、最大荷重に達した後の荷重の低下が緩慢であり、材料破断の際の挙動が穏やかであった。また、実施例１を含む全ての実施例においてタフネスは大幅に増大しており、曲げ荷重に対する顕著な特性の改善が見られた。

以上、本発明を実施形態および実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態および実施例では、コンクリートパネルを例に取り説明されているが、本発明の適用はコンクリートパネルに限定されるものではなく、曲げ強度の向上を必要とする各種コンクリート成形体に適用でき、例えばコンクリートスラブに適用できる。また、メッシュ状長繊維２０に替えてステンレスメッシュとすることもできる。

本発明は、曲げ強度の向上が要求される各種コンクリート成形体に適用できる。

本発明の一実施形態に係るコンクリートパネルの製造方法の模式図である。 ＧＲＣの製造方法を模式的に示すブロック図である。 本パネルおよび従来パネルの曲げ荷重に対する特性の相違を模式的に示すグラフ図である。 実施例１〜３および比較例における曲げ試験結果のグラフ図である。 従来の補強コンクリートの製造方法の模式図である。

符号の説明

１ 定盤
２ 型枠
３ ＧＲＣ（コンクリート基材）
１１ セメント
１５ チョップドストランド（短繊維）
２０ 長繊維

Claims (6)

1. ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体であって、
   曲げ荷重により引張応力が発生する側にメッシュ状補強部材が配設されてなることを特徴とするコンクリート成形体。
2. コンクリート成形体が外壁パネルとされ、該外壁パネルの打設面側にメッシュ状補強部材が配設されてなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート成形体。
3. メッシュ状補強部材が、ガラス繊維の長繊維からなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート成形体。
4. ガラス繊維補強コンクリートからなるコンクリート成形体の製造方法であって、
   所定厚さの１／２を超える厚さで型枠内にガラス繊維補強コンクリートを打設する手順と、
   型枠上端にメッシュ状補強部材を張設する手順と、
   前記メッシュ状補強部材の上から所定厚さとなるよう型枠内にガラス繊維補強コンクリートを追加して打設する手順
   とを含んでいることを特徴とするコンクリート成形体の製造方法。
5. コンクリート成形体が外壁パネルであることを特徴とする請求項４記載のコンクリート成形体の製造方法。
6. メッシュ状補強部材が、ガラス繊維の長繊維からなることを特徴とする請求項４記載のコンクリート成形体の製造方法。
   

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