JP2009280465A - 均一の金属繊維を有するコンクリート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の金属繊維、水、セメント、集成粒子及び凝集反応粒子からなる、均一の金属繊維を有するコンクリートに関する。
【解決手段】前記金属繊維上には、密度が１より小さい付着物が付着している。このコンクリートは均一の金属繊維を有し、断面を減少させ、対抗応力の硬度を増加させる。この均一の金属繊維コンクリートの製造方法は、密度が１より小さい付着物を複数の金属繊維上に付着させ前記金属繊維にそれぞれ異なる密度を備えさせるという工程、水、セメントと異なる密度を備えた前記金属繊維を混ぜ合わせる工程、集成粒子を加える工程、及び凝集反応粒子を加え混ぜ合わせて前記均一の金属繊維を有するコンクリートにする工程を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築構造の強度と粘り強さを向上させることができる、均一の金属繊維を有するコンクリートに関する。

図１ａの従来の技術が示すように、伝統的な金属繊維コンクリートは、金属繊維・セメント・集成粒子及び凝集反応粒子を混合し、グラウティングすることで形成される。金属繊維は、コンクリートの中で、主にコンクリート構造の粘り強さの向上、コンクリートの壁面における耐荷力の増加、断面の縮小といった性質を提供することができる。しかしながら、上述の金属コンクリートの特性は、金属繊維が均等に分布されているという条件の下でしか得ることができない。

図１ｂの従来の技術が示すように、グラウティングの過程で、コンクリートの凝固には通常一定時間が必要である。さらには、金属繊維の密度は、通常コンクリートより大きいため、金属繊維はコンクリートの底部に沈んでしまう。図１ｂが示すように、金属繊維のコンクリートにおける上述の効能は期待したほどの効果を発揮できないため、建築構造の強度が弱くなってしまう。

現在、金属繊維コンクリートは、実務上、一定の抗応力強度を備えさせるために、通常は逐一層を分けてクラウティングし、金属繊維の分布ができるだけ均一になるようにする。言い換えると、一つの金属繊維コンクリートは数回に分けたクラウティングが必要であり、クラウティングは、毎回、凝固するのを待ってから次のクラウティングをしなければならない。しかしながら、このような作業は非常に時間や労力及びコストがかかる。このような経済的でない施工方式は、建築のコストを大幅に増大させてしまう。

本発明者は、上述の欠点を改善及び解決するために、度重なる研究と学術理論の運用の配合により、上述の欠点を改善するのに合理的で有効な設計である本発明を提出する。

本発明は、本発明の設計によってコンクリートがセメント、集成粒子及び凝集反応粒子を備えるだけでなく、均一化した金属繊維及び金属繊維が密度を変化させるのに役立つ浮遊粒子も備えさせることができる、均一の金属繊維を有するコンクリートを提供することを主な目的とする。

本発明は、均等に分布した金属繊維によってコンクリートの断面を縮小することができる、均一の金属繊維を有するコンクリートを提供することをもう一つの目的とする。

本発明は、密度が１より小さい付着物が浮遊粒子になるのを利用して、金属繊維がコンクリートの中で均等に分布するようになる、均一の金属繊維を有するコンクリートを提供することをもう一つの目的とする。

少なくとも一つ以上の密度が１より小さい付着物が付着している複数の金属繊維と、水と、セメントと、集成粒子と、凝集反応粒子という成分を含むことを特徴とする均一の金属繊維を有するコンクリート。

この均一の金属繊維を有するコンクリートによれば、コンクリートがセメント、集成粒子及び凝集反応粒子を備えるだけでなく、均一化した金属繊維及び金属繊維が密度を変化させるのに役立つ浮遊粒子も備えさせることができ、また均等に分布した金属繊維によってコンクリートの断面を縮小することができ、さらに、密度が１より小さい付着物が浮遊粒子になるのを利用して、金属繊維がコンクリートの中で均等に分布させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図２に示すように、本発明における均一の金属繊維を有するコンクリート１００は、密度が１より小さい付着物２００を利用して、金属繊維３００がコンクリート１００の中で均等に分散する方法を提供する。付着物２００により金属繊維３００と固定し、コンクリートの構造の粘り強さを向上させ、コンクリートの壁面の耐荷力を増加し、断面を縮小する。金属繊維を有するコンクリート１００は以下の成分を含む：複数の金属繊維３００、水、セメント、集成粒子及び凝集反応粒子。金属繊維３００上には、密度が１より小さい付着物２００が付着している。密度が１より小さい付着物２００は、金属繊維３００が均等に分布するのに役立つ。したがって、本発明により建築全体が優れた粘り強さを有すことで、外からかかる応力に対抗することができ、建築構造の強度を維持することが可能になる。

上述した金属繊維３００で好ましいのは鋼繊維であるが、異なる実施例において、金属繊維３００は、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、スズ、白金、銀、亜鉛、金、上述の金属の合金或いは上述の金属の化合物から構成されたものでもよい。密度が１より小さい付着物２００はポリスチレンであるが、異なる実施例において、前記付着物２００は、ポリエチレン、ビニール化合物、フェニル化合物、おがくず或いは同様の効能を提供できて金属繊維３００の全体の密度を軽量化することが可能な付着物２００でもよい。ポリスチレンの好ましい形状は、円球状であるが、前記ポリスチレンの形状は、立方体・柱体・円柱体・四面体・十二面体・多面体等、各種形状でもよく、金属繊維コンクリート１００の異なる設計強度と需要に応じて、異なる大きさサイズ、異なる形状或いは異なる数量の付着物２００を使用することで、金属繊維３００がコンクリート１００の中で均等に分布し、コンクリートの構造の粘り強さを向上させることができる。

また、金属繊維の末端３１０は折り曲げることができる。好ましいのは半円形であるが、金属繊維の末端３１０は、Ｖ型・Ｓ型・Ｌ型・Ｊ型・Ｗ型或いはＺ型等の形状に折り曲げることもできる。上述の形状は、設計やコンクリート全体の強度の需要に応じて調整・変化させることができる。ポリスチレンなど密度が１より小さい付着物２００の付着方式は、貼り付け・コーティング・突き刺し及び引っ掛け等であるが、最も好ましいのは、突き刺し方式によってポリスチレン等の付着物２００を固定することである。同時に、ポリスチレンを固定する位置は、金属繊維の末端３１０・金属繊維の重心位置・或いは末端と重心の間の位置のいずれでもよい。これらの位置は、コンクリート設計或いは強度によって調整・変化させることができる。

図３に示すように、金属繊維３００は、コーティング或いは貼り付け等の方式で、ポリスチレン等の円柱状の付着物２００を固定する。この時、設計或いは全体が必要とする構造強度に応じて、ポリスチレン等の円柱状の付着物２００の半径を調整することができる。これにより、金属繊維３００の密度及び浮力を簡単に調整することができ、金属繊維を均一化するという目的を達成することが可能になる。また、金属繊維３００を取り囲むポリスチレン等の付着物２００は、正方柱体、長方柱体、三角柱体、多角形柱体など、同様の効能を提供できる柱状ポリスチレン等の付着物２００でもよく、異なる設計・施工要求に応じて柔軟に調整することができる。また、金属繊維３００は、ポリスチレン等の付着物２００に完全に覆うことができ、ポリスチレン等の付着物２００の直径距離は、強度の設計や加工の要求に応じて柔軟に調整することができる。本実施例においては、全ての金属繊維３００がポリスチレン等の付着物２００に完全に覆われていなければいけないわけではなく、露出させることもできるし、ポリスチレン等の付着物２００に付着させることもできる。また、金属繊維の末端３１０は折れ曲がった形状になっていて、異なる設計の需要に対応することができる。

図４に示すように、金属繊維３００は、中空の金属繊維３３０及び両端が中空で中間がソリッドである金属繊維３５０を含む。中空の金属繊維３３０の中間は、何段もの両端が中空で中間がソリッドの金属繊維３５０を含み、異なる需要及び実務操作に応じて柔軟に調整することができる。また、ポリスチレン等の付着物２００が付着する位置は、全体の浮力の重心の位置に影響するだけでなく、セメントのクラウティングが中空の金属繊維３３０に進入するかどうかでも重要な役割を演じている。一般的に、ポリスチレンなどの付着物２００が金属繊維の末端３１０に位置するとき、セメントのクラウティングは、もう一端から進入させることができる。また、中空金属繊維３３０或いは中間がソリッドの中空金属繊維３３０の両端が、ポリスチレン等の付着物２００に接しているときは、空気の隙間３７０が生じる。この空気の隙間３７０は、金属繊維３００の浮力を向上させたり密度を減少させたりし、金属繊維３００がコンクリートの中で均等に分布するのに役立つ。

図５に示すように、金属繊維３００は、複数個の通し穴３９０を含む。これらの通し穴３９０は主に二種類の効能を有する。一つ目は、金属繊維３００を軽量化させる効能であり、二つ目は、ポリスチレン等の付着物２００を金属繊維３００の通し穴３９０に貼りあわせる効能である。金属繊維３００の末端３１０は、つま先状の突起物を含み、このつま先状の突起物は、ポリスチレン等の付着物２００を固定するのに役立つだけでなく、つま先状の突起物を有する金属繊維を複数個相互に重ね合わさせることや、多数のポリスチレン等の付着物２００を重ね合わさせることもでき、金属繊維３００全体の密度を小さくし、浮力を増加させ、金属繊維３００がコンクリート中で均一化するという目標を達成することができる。

図６に示すのは、本発明の実施フローチャートである。本発明における均一の金属繊維を有するコンクリートの製造方法は、密度が１より小さい付着物を付着する工程４００１、水、セメントと異なる密度の金属繊維を混ぜ合わせる工程４００３、集成粒子を加える工程４００５及び凝集反応粒子を混ぜ合わせる手順４００７を含み、その全ての工程を経ることで、均一の金属繊維を有するコンクリートになる。密度が１より小さい付着物を付着させる工程４００１では、密度が１より小さい付着物を、前述した異なる付着方式（貼り付け、コーティング、突き刺し及び引っ掛け、或いは同様の効能をもつ方式を含む）によって、金属繊維上に固定或いは貼りあわせ、本発明が期待するコンクリート金属繊維を均一化するという目標を達成することができる。本実施例において、密度が１より小さい付着物は、前述したように、ポリスチレン、ポリエチレン、ビニール化合物、フェニル化合物、おがくず或いは同様の効能をもつ物質を含む。なお、本実施例で述べた金属繊維及び密度が１より小さい付着物との間の相互関係は前述したとおりである。

従来の技術の概略図である。 従来の技術の断面図である。 本発明における好ましい実施例の概略図である。 本発明におけるもう一つの好ましい実施例の断面図である。 本発明におけるもう一つの好ましい実施例の概略図である。 本発明におけるもう一つの好ましい実施例の概略断面図である。 本発明におけるもう一つの好ましい実施例の概略図である。 本発明における好ましい実施例のフローチャートである。

符号の説明

１００ 均一の金属繊維のコンクリート
２００ 付着物
３００ 金属繊維
３１０ 金属繊維の末端
３３０ 中空金属繊維
３５０ 中間がソリッドの中空金属繊維
３７０ 空気の隙間
３９０ 通し穴

Claims (3)

1. 、
   少なくとも一つ以上の密度が１より小さい付着物が付着している複数の金属繊維と、
   水と、
   セメントと、
   集成粒子と、
   凝集反応粒子という成分を含むことを特徴とする均一の金属繊維を有するコンクリート。
2. 、
   前記密度が１より小さい付着物は、ポリスチレン、ポリエチレン、ビニール化合物、フェニル化合物、おがくず及び発泡スチロールを含むことを特徴とする、請求項１に記載した均一の金属繊維を有するコンクリート。
3. 、
   前記の金属繊維が中空金属繊維或いは両端が中空で中間がソリッドの金属繊維であることを特徴とする、請求項１に記載した均一の金属繊維を有するコンクリート。