JP2009126175A - 長繊維による三次元的繊維補強構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量気泡コンクリートパネルの内部全体に、緊張力を持った長繊維の三次元的繊維補強構造体を組込み、軽量気泡コンクリートパネルの耐久性と強度面での欠点を解消する長繊維による三次元的繊維補強構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】セメントペーストを充填する空間を造る型枠の組立て過程で、型枠の内側に緊張力を持った長繊維の網型枠を重積して保持し、充填空間内に緊張力を持った長繊維の三次元的繊維補強構造体を構成させ、軽量気泡コンクリートパネル内部全体に緊張力を持った長繊維の三次元的繊維補強構造体を組込む。
【選択図】図６

Description

本発明は、セメント・生石灰・珪石とアルミニュウム粉等の発泡剤との混合物を高温・高圧の蒸気下で養生して製作する軽量気泡コンクリートパネルの内部に、三次元的繊維補強構造体を組込む製造方法に関するものである。

軽量気泡コンクリートパネルは、十分な強度を有していないので、内部に鉄材のネットまたは鉄筋等が補強材として組込まれている。補強材としての鉄材は、セメントペーストを充填する型枠で構成される空間内に置かれ、型枠を取外して得られる軽量気泡コンクリートパネル内に補強材として組込まれる。

鉄材は重い、錆びる、磁気化する等で、補強材としての混入量には、単位重量の関係と、磁気化等による電波障害の面で混入量には限界が有る。

補強材としての鉄材には錆び止め用の特殊レジン等のコーティングが施されているが、内部の鉄材には錆が発生する。このため、補強材として鉄材が組込まれている軽量気泡コンクリートパネルは、鉄材の錆に起因するクラックが発生するので、耐久性に対する課題がある。

軽量気泡コンクリートパネルに鉄材の補強材を組入れて強度不足を補強する従来技術では、混入量の制限で補強鉄材がパネル内全体に行きわたらないため、角欠けや小口の破損等の欠点が解消できず、衝撃強度不足の課題がある。

この、軽量気泡コンクリートパネル材の強度不足から、施工過程で角欠けや小口の破損等が発生して、補修作業等の施工負荷が大きい欠点がある。

また、鉄材を補強材とした軽量気泡コンクリートパネルは、経年後、鉄材の錆が原因で表面にクラックが発生し、汚れや脆性破壊の原因となるので、表面補修等のメインテナンスが欠かせない欠点がある。

そこで本発明は、軽量気泡コンクリートパネルの補強方法として、鉄材に代わる天然繊維又は化学繊維を長繊維で用いて、且つ、長繊維に緊張力を保持させた三次元的繊維補強構造体を軽量気泡コンクリートパネル内全体に組み入れ、補強材としての鉄材に起因する軽量気泡コンクリートパネルの衝撃強度不足等の諸問題を解消することを目的とするものである。
特開昭５９−１０４９１０号公報

然るに、軽量気泡コンクリートパネルの補強材に鉄材を用いる従来の技術では、鉄材の混入量に制限が有り、鉄材がパネル内全体に行きわたらないため、耐強度的な補強効果は充分ではない。

このため、軽量気泡コンクリートパネルの施工過程で、角欠けや小口の破損等が発生して、補修作業等の施工負荷が大きい欠点がある。

また、補強材に鉄材を用いることで、経年後、鉄材の錆が原因で表面にクラックが発生し、汚れや脆性破壊の原因となるので、表面補修等のメインテナンスが欠かせない。

さらに、軽量気泡コンクリートパネル造りの建物では、軽量気泡コンクリートパネル補強鉄材による電波遮蔽のため、携帯電話等の電波が届きにくい等電波障害の課題がある。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、軽量気泡コンクリートパネルの補強材と補強方法において、従来では得られなかった軽量気泡コンクリートパネルの強度と耐久性を付与する技術の採用により、軽量気泡コンクリートパネルをより信頼性の高い建築資材とするための、軽量気泡コンクリートパネルの補強材と補強方法を提供することを目的とする。

このため、請求項１に係わる発明は、軽量気泡コンクリートパネルの内部全体に、天然繊維又は化学繊維の長繊維に緊張力を保持させ、長繊維の三次元的繊維補強構造体を組入れる製造方法に関し、セメントペーストを充填する空間を構成する型枠の内側に、三次元的繊維補強構造体となる緊張力を保持した網目状長繊維の網型枠を複数段保持させ、セメントペースト充填後、型枠を取外して、軽量気泡コンクリートパネル内に緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体を構成させることを特徴とする。

請求項２に係わる発明は、請求項１のセメントペーストを充填する空間を造る型枠は、分割型枠を重積する方法又は一体型枠による方法で構成され、型枠の内側に網型枠を保持する溝が複数段設けられることを特徴とする。

請求項３に係わる発明は、請求項１の長繊維の三次元的繊維補強構造体となる網型枠は、複数本の長繊維を一定間隔を持った状態で引っ張って保持し、同様の状態で保持された長繊維を交差させて、緊張力を保持した長繊維の網目状シート面を造り、この網目状シート面の両面から網型枠の枠で長繊維の網目状シート面を挟み網型枠の枠に熱溶着させる方法、又は、一方から網目状シート面を網型枠の枠で基板上に圧して熱溶着させる方法で、枠内に緊張力を保持した長繊維の網型枠を造ることを特徴とする。

請求項４に係わる発明は、化学繊維の網型枠において、金型に化学繊維樹脂を流し込んで枠と網目を一体製造し、化学繊維樹脂の冷却により緊張力を保持した網型枠を造ることを特徴とする。

請求項５に係わる発明は、網型枠は一体型又は分割型で請求項３及び請求項４の方法で造られ、請求項２の方法で造られた型枠内側の網型枠を保持する溝に嵌め込んで固定することを特徴とする。

以下、添付された図面を参照して本発明に係わる長繊維による三次元的繊維補強構造体の製造方法の一実施形態を説明する。

図１と図２は、本発明の、緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体を構成する一体網型枠５又は分割網型枠５ａ・５ｂ・５ｃが、分割型枠１ａ・１ｂ、２ａ・２ｂ、３ａ・３ｂと一体型枠４ａ・４ｂで保持された、軽量気泡コンクリート用セメントペーストを充填する空間Ｓの全体斜傾図である。この方法で、緊張力を保持した長繊維による三次元的繊維補強構造体が、軽量気泡コンクリート用セメントペーストを充填する空間Ｓ内に構成されている。

図３は網型枠５の全体図である。図４は、長繊維網目状シート面を構成する長繊維７ａ・７ｂを、網型枠の枠６ａ・６ｂで両面より挟んで圧着して熱溶着し、緊張力を保持した長繊維の網型枠５を構成する方法である。図５は、長繊維網目状シート面の長繊維７ａ・７ｂを、網型枠の枠６ｃで一方から基板上に圧着して熱溶着させ網型枠５を構成する方法である。図４と図５の７ｃは長繊維７ａ熱溶着部である。

網型枠の網目状シート面の製造方法についての一実施形態を説明する。長繊維７ａは、所定の間隔を持った２本の並行棒に等間隔で巻回され、巻回された並行棒２本を広げ固定して、緊張力を保持した状態の長繊維７ａのシート状面が得られる。同様に、長繊維７ｂで緊張力を保持した状態のシート状面を造る。この緊張力を保持させた状態の長繊維７ａと長繊維７ｂの並行棒を交差させて重ね、長繊維７ａと７ｂの緊張力を保持した網目状シート面を造る。

次に、電気ヒーター等で適度に温めた網型枠の一体枠部６ａと６ｂを、長繊維７ａと７ｂの網目状シート面の両面から挟み込んで圧着し、長繊維７ａと７ｂを枠部６ａと６ｂに熱溶着させ網型枠５が完成する。

これらの網型枠５は、図１に示す分割型枠上部材１ａ・１ｂ、分割型枠中間部材３ａ・３ｂ、分割型枠下部材２ａ・２ｂを重積しながら組立てる過程でできる図６溝８ａに嵌め込んで保持固定する方法と、図２の一体型枠４ａ・４ｂの図７溝８ｂに網型枠５を嵌め込んで保持固定する方法で、軽量気泡コンクリート用セメントペーストを充填する図１・２空間Ｓ内に三次元的繊維補強構造体を構成する。図３は、完成した一体型網型枠５の全体斜傾図である。

図４は、一体型網型枠５と分割型網型枠５ａ・５ｂ・５ｃの枠部６ａ・６ｂで、長繊維７ａと７ｂの網目状シート面を両面から挟み圧着し熱溶着させた、網形枠５の角部分拡大斜視図である。図５は、枠部６ｃの下部で、長繊維７ａと７ｂの網目状シート面を基板面に圧着し熱溶着させた、網形枠５の角部分拡大斜視図である。

図６は、本発明の一体網型枠５又は分割網型枠５ａ・５ｂ・５ｃを、分割型枠１ａ・１ｂ、２ａ・２ｂ、３ａ・３ｂの溝８ａで保持していく方法で、網型枠を４段重積した角部拡大斜傾図である。図７は、本発明の一体網型枠５又は分割網型枠５ａ・５ｂ・５ｃを一体型枠４ａ・４ｂの溝８ｂに差込んで保持していく方法で、網型枠を４段重積した角部拡大斜傾図である。

本発明の実施例について説明する。長繊維７ａを、所定の間隔を持った２本の並行棒に等間隔で巻回し、長繊維７ａに緊張力持たせるため、巻回した並行棒２本を広げ固定し、緊張力を保持した状態の長繊維７ａのシート状面を造る。同様に、長繊維７ｂの緊張力を保持した状態のシート状面を造る。この緊張力を保持させた状態の長繊維７ａと７ｂの並行棒を交差させて重ね、長繊維７ａと７ｂの緊張力を保持した網目状シート面を造る。

次に、合成樹脂製の枠６ａ・６ｂを電気ヒーター等で適度に温め、合成樹脂製の枠６ａ・６ｂで両面より網目状シート面を挟んで圧着し、長繊維７ａ・７ｂを枠６ａ・６ｂに溶着させ網型枠５を作成する。型枠体図１の軽量気泡コンクリート用セメントペーストを充填する空間Ｓには、この網型枠５を分割型枠図１の部材１ａ・１ｂ、２ａ・２ｂ、３ａ・３ｂに重積しながら保持し組付けボルトナットＢｎで締め付けて、緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体が構成された。

この型枠体図１の空間Ｓに軽量気泡コンクリート用セメントペーストを充填し、養生後、型枠１ａ・１ｂ、２ａ・２ｂ、３ａ・３ｂを取外して軽量気泡コンクリートパネルを作成した。完成した軽量気泡コンクリートパネルは、従来の軽量気泡コンクリートパネルより強度と耐久性が優れていることを確認した。

発明の効果

本発明による緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体が内部全体に組込まれた軽量気泡コンクリートパネルは、地震等の揺れによる外部応力、風等の繰返し応力等に対応でき、軽量気泡コンクリートパネルの強度的な弱点が解消できる。

且つ、従来技術の鉄材の補強材に比べて、天然繊維又は化学繊維の長繊維補強材は錆びることなく、且つ、太陽熱による熱膨張収縮も小さいのでクラックが発生しにくい。よって、クラックが原因の表面補修が軽減できる。且つ、耐脆性破壊強度面の落下事故が防げる。

同時に、施工時の角欠け・小口の破損等による補修作業が減り、作業負荷が軽減できる。

本発明により、軽量気泡コンクリートパネルの内部に組込む繊維補強構造体によるひび割れ発生防止強度の向上は、配列された網目の間隔が狭いほど大きく、構造体は緊張力を保持した状態で配列されることが補強体としての効果は大きいことを実現して提供することを目的としている。

軽量気泡コンクリートパネルは、建築材料として建物に多用されている。軽量気泡コンクリートパネルの最大の欠点は、強度が弱いことである。現状技術によるこの強度不足の解決は、内部に鉄材の補強材を組入れることで図られてきた。この鉄材は、重い・錆びる・磁気化等で混入量に限界があった。このため、軽量気泡コンクリートパネルの強度不足が解消されず耐久性の問題が解消されていない。

そこで、本発明は、軽量気泡コンクリートパネル内全体に、緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体を組込み、従来の軽量気泡コンクリートパネルの欠点を解消し、より耐久性のある建築資材としての軽量気泡コンクリートパネルを提供できる。

分割型枠により、緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体が構成された軽量気泡コンクリート用セメントペースト充填空間の全体斜視図。 一体型枠により、緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体が構成された軽量気泡コンクリート用セメントペースト充填空間の全体斜視図。 三次元的繊維補強構造体となる網型枠の斜視図。 網型枠の網目縦繊維・横繊維が、両面から枠部材で挟まれて溶着された網型枠角部斜視図。 網型枠の網目縦繊維・横繊維が、枠部材下部に溶着された網型枠角部斜視図。 網型枠保持用分割型枠で、網型枠を４段重積した角部斜視図と網型枠保持用型枠溝部。 網型枠保持用一体型枠で、網型枠を４段重積した角部斜視図と網型枠保持用型枠溝部。

符号の説明

１ａ・・・網型枠保持用分割型枠上部縦枠材
１ｂ・・・網型枠保持用分割型枠上部横枠材
２ａ・・・網型枠保持用分割型枠下部縦枠材
２ｂ・・・網型枠保持用分割型枠下部横枠材
３ａ・・・網型枠保持用分割型枠中間部縦枠材
３ｂ・・・網型枠保持用分割型枠中間部横枠材
４ａ・・・網型枠保持用一体型枠縦材
４ｂ・・・網型枠保持用一体型枠横材
５・・・・一体網型枠
５ａ・・・分割網型枠端部
５ｂ・・・分割網型枠中間部
５ｃ・・・分割網型枠端部
６・・・・網型枠枠部
６ａ・・・網型枠上部
６ｂ・・・網型枠下部
７ａ・・・縦繊維
７ｂ・・・横繊維
７ｃ・・・繊維端部
８ａ・・・分割型枠網型枠保持用溝部
８ｂ・・・一体型枠網型枠保持用溝部
Ｂ・・・・型枠組立用ボルト穴
Ｂｎ・・・型枠組立用ボルトナット
Ｓ・・・・セメントペースト充填用空間

Claims (5)

1. 軽量気泡コンクリートパネルの内部全体に、天然繊維又は化学繊維の長繊維に緊張力を保持させ、長繊維の三次元的繊維補強構造体を組入れる製造方法に関し、セメントペーストを充填する空間を構成する型枠の内側に、三次元的繊維補強構造体となる緊張力を保持した網目状長繊維の網型枠を複数段保持させ、セメントペースト充填後、型枠を取外して、軽量気泡コンクリートパネル内に緊張力を保持した長繊維の三次元的繊維補強構造体を構成させることを特徴とする三次元的繊維補強構造体の製造方法。
2. 請求項１のセメントペーストを充填する空間を造る型枠は、分割型枠を重積する方法又は一体型枠による方法で構成され、型枠の内側に網型枠を保持する溝が複数段設けられることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 請求項１の長繊維の三次元的繊維補強構造体となる網型枠は、複数本の長繊維を一定間隔を持った状態で引っ張って保持し、同様の状態で保持された長繊維を交差させて、緊張力を保持した長繊維の網目状シート面を造り、この網目状シート面の両面から網型枠の枠で長繊維の網目状シート面を挟み網型枠の枠に熱溶着させる方法、又は、一方から網目状シート面を網型枠の枠で基板上に圧着して熱溶着させる方法で、枠内に緊張力を保持した長繊維の網型枠を造ることを特徴とする。
4. 又は、化学繊維の網型枠において、金型に化学繊維樹脂を流し込んで枠と網目を一体製造し、化学繊維樹脂の冷却により緊張力を保持した網型枠を造ることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
5. 網型枠は一体型又は分割型で請求項３及び請求項４の方法で造られ、請求項２の方法で造られた型枠内側の網型枠を保持する溝に嵌め込んで固定することを特徴とする請求項１記載の製造方法。

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