JP2014502319A - 補強筋およびこれを製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
より具体的に、本発明は、一緒に作用するようにわずかにピンと張った、好ましくは玄武岩、炭素、ガラス繊維などで作製された、硬化したマトリクス内に埋め込まれた多数の連続した平行繊維を含み、好ましくは20mm乃至200mmの平均長、および0.3mm乃至3mmの平均直径を有し、円柱状または楕円形の断面を有する、いくつかの平行した、好ましくは直線状の繊維を含む少なくとも1本の繊維束でそれぞれが作製され、結合特性のための表面形状および/または組織を備えた、コンクリート構造体のための補強筋ならびにこのような筋を製造するための方法に関する。
末端は平坦化され、それによって広げられた先端がもたらされる。該スチール繊維による補強の目的は、生コンクリートの硬化ステージ中の亀裂発生を阻止することである。
用して、コンクリートにより長いスチール繊維を導入するための方法および装置を開示しており、繊維は切断され、直接コンクリートミキサーにつながる導管を介してコンクリート流へ射出される。
従来のスチール補強で補強された、亀裂の入った従来のコンクリート構造体を簡単な方法で修復するのに適切な、改善されたタイプの補強であって、露出したスチール補強を封じ込め、さらに回復させることができ、場合によっては亀裂の入ったコンクリート構造体に構造上の完全性を加えるような補強が必要とされている。
さらに、コンクリートの硬化を完了した後に続くステージでもコンクリート強度に寄与する短筋補強が必要とされている。
るメンテナンスフリーの補強に対する必要性が存在することも理解されたい。
によって有するものである。本明細書中においては以後これをMiniBar(登録商標)と称する。
本発明の別の目的は、コンクリートへの使用時に増強された結合品質および特性を有するこのような筋補強を生成するための方法を提供することである。
tension)の改善により軽量または中間のスチールまたは他のタイプの補強の必要性が排除されるであろう、護岸などのコンクリート構造体にも使用し得る補強システムを提供することである。
本発明の別の目的は、その密度のために生コンクリートが振動する場合にその位置が影響されないMiniBar(登録商標)補強を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、本発明に従い補強要素で補強したコンクリート構造体が荷重および力に曝露された場合、破壊が、補強要素間の結合の損失によるものであって、MiniBar(登録商標)の破壊によるものではなく、これによって、MiniBar(登録商標)それ自体ではなく、コンクリートが破壊されるかまたは亀裂が発生し、したがって、良好な結合強度に関連する亀裂後強度をコンクリート構造体に与えるように設計された補強要素を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、必要とされる曲げ引っ張り強さおよび残留引っ張り強さが15MPaを上回るように、直径および結合強度(強度を得るために重要な特質である)が組み合わされたMiniBbar(登録商標)補強を提供することである。
a)弾性または非弾性ではあるが、ピンと張った材料の1本または複数本の糸を、繊維が埋め込まれたマトリクスの硬化前に、該少なくとも1本の平行した直線状の繊維束の周りに螺旋状に捲回し、硬化中は繊維を平行状態に維持し、補強筋のマトリクス状に並んだ繊維束(複数可)の表面上を縦方向に向かって、縦方向に配置された螺旋状のへこみを有する不均一な外部表面を得ること、及び
b)該筋が、コンクリートとの良好な結合に寄与する表面形状および/または組織を備えることのうち、少なくともいずれか一方によって変形させ、それによって粗面を生成することができる。
さらに、小型筋は、好ましくはバサルト繊維、炭素、ガラスなどで作製することができる。
前または硬化工程中にコンクリートとの良好な結合に寄与する表面組織を提供する少なくとも1本の繊維束で作製することができ、該表面組織は、該少なくとも1束の平行繊維の周りに1本または複数本の弾性材料の糸を螺旋状に捲回することによって得られ、該繊維もまた直線状である。
このような繊維は、生コンクリートとランダムに混合することができ、亀裂の入ったコンクリートの修復作業のため、さらに硬化したコンクリート構造体の平均残留強度および曲げ強度を得ることによって、コンクリート構造体の構造上の完全性を修復または改善するために使用することができる。
a)糸(string)材料の1本または複数本の糸を、繊維が埋め込まれたマトリクスの硬化前に、該少なくとも1本の平行した、直線状の繊維束の周りに螺旋状に捲回し、硬化中は繊維を平行状態に維持し、補強筋の縦方向に不均一な外部表面を得ること、及び
b)少なくとも1つの変形した断面および/または場合により各補強筋の少なくとも1つの末端を得ることのうちの少なくともいずれか一方によって変形させ、それによって粗面を生成することができ、かつ/またはこのような変形は、プルアウトを阻止するまたは少なくとも実質的に制限する任意の変形またはくぼみまたは形状であり得る。
さらなる実施形態によると、1、2本以上の糸が反対方向に螺旋状に捲回され、該1本または複数本の糸が、本発明により必要となるくぼみを作り出す。
上でさらに定義された補強筋を製造するための好ましい方法において、前記表面組織は、弾性または非弾性の材料の1本または複数本の糸を、平行した、前記少なくとも1本の繊維束の周りに螺旋状に捲回することによって得られ、該繊維もまた直線状である。少なくとも1本の螺旋状の糸は、好ましくは、マトリクスの硬化前に繊維およびマトリクスの周りに捲回し、硬化中は繊維を平行状態に保持し、補強筋の縦方向に螺旋状に伸びるへこみの形態で不均一な外部表面を得ることができる。あるいは、2本以上の糸を反対方向に繊維およびマトリクスの周りに螺旋状に捲回してもよく、このような糸(複数可)の張力は、硬化および固めるステージの方へ束を生産ラインに沿って引っ張るために使用される張力より高い。
ンクリート中で浮いたり沈んだりせず、コンクリートの振動に影響を受けることはない、すなわち、コンクリートが振動した場合、生コンクリートの最上部まで移動することも、または底部に向かって下方に移動することもない。
−マクロスケールでは、制御されたピッチのバサルト繊維および螺旋の糸条が、10
mm乃至22mmの範囲でよじられている。この結合は、コンクリートの骨材の間に存在し、このような骨材は、小型筋の表面のへこみ、およびコンクリート中の他の周辺骨材を引っ掛けたり、これらとの摩擦および/または機械的な結合を作り出したりし、適切な結合効果を確保する不規則な形状を有する。より大きな骨材の間にある砂微粒子およびセメント粒子もまたこの結合効果に寄与する。本発明による小型筋のピッチ長、すなわち細目の螺旋状の糸を1回転させた距離または長さが大きすぎる、および/または過度に直線状をなす、すなわち極めて大きなピッチである場合、MiniBars(登録商標)は引き出されるが、該距離または長さが小さすぎる場合、本発明による小型筋は、周辺の、隣接するセメントの微粒子(筋の長さに対するへこみの量が低減することから、このような粒子は主に微粒子である)を破壊および/または粉砕するであろう。
(登録商標)の間に強くかみ合ったミクロレベルの結合効果が可能となり、これが提供される。
上記結合は、マトリクスで閉じ込められ、マトリクスに結合した小さいよじりを有する直線状のバサルト繊維と直接結合している。結合は、ビニルエステルでコーティングされた筋を削ぎ取ることが示されている砂粒子の添加に依拠しない。さらに、この結合は、従来の技術で提案されているような、外部から添加し、「接着された」二次的材料の環との結合に依拠しない。MiniBar(登録商標)結合は、繊維の方向を向き、繊維と、螺旋状によじられた細目の糸条により作られたへこみの両方により、MiniBar(登録商標)の全長にわたり、補強筋と周辺のコンクリートとの間の良好な機械的連結が可能となる。
従来の技術の解決策は、マトリクスとして使用されるエポキシの剪断強度に依拠するのに対して、本発明による繊維筋は、一方ではコンクリート中の砂と骨材の間の剪断強度、および小型筋表面との得られた結合に依拠する。
ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
1に示された実施形態において、周辺コンクリートとの結合を強化するための主要な手段は、ピンと張った螺旋12により形成されるMiniBar(登録商標)の不均一な形状である。マトリクスが十分に硬化されて固まるまで、張力の差は筋の中に維持される。副次的な手段は、光顕レベルでのコンクリートへの結合であり、繊維により作り出される粗面がマトリクスから部分的に突出している。
が取り扱われ、設置され、固められ、仕上げられたことを証明している。したがって、このことは、MiniBars(登録商標)の密度により、良好な作業性が達成され得ることを実証している。
MiniBars(登録商標)と、MiniBars(登録商標)が埋め込まれたコンクリートとの間の結合を改善するために、MiniBars(登録商標)の表面に、ランダムに配置された微粒子材料、例えば砂などを備えることができる。MiniBar(登録商標)は、MiniBar(登録商標)全体にわたり軸方向に伸びる縦方向の開口を備えることによって、管状MiniBars(登録商標)が結合領域を確実に増加させることができることも理解されたい。MiniBar(登録商標)は、使用された従来のスチールまたはプラスチック材料繊維より厚く、コンクリート収縮によるより大きな直径に対するより高い圧縮力を受けるのに適していることも理解されたい。
。MiniBar(登録商標)補強の比重は、1.9の範囲内である。その結果、バサルト繊維の比重がコンクリートに使用される骨材とほぼ一致することから、キャスティング中またはコンクリート打ちを行っている間に、MiniBar(登録商標)は沈むこともなく、またはコンクリートミックスの表面に向かって浮くこともない。
−いくつかの連続したバサルト繊維を、平行して束ね、ビニルエステルのマトリクス内に埋め込む。この段階で繊維束を前方に引き、引っ張り張力を加え、直線状の物体を形成するが、マトリクスは依然として未硬化および軟質のままである。繊維をリールから湿潤室に送る。
繊維束、したがってMiniBars(登録商標)に与えられるピッチは、捲回中の該1本または複数本の細目の糸の張力と、捲回工程中に繊維束を前方に引くために加えられる張力との間の張力の差に依存することを理解されたい。繊維束の張力と比較して、該1本または複数本の細目の糸の張力が高いほど、ピッチは短く、螺旋状のへこみはより深くなる。
Claims (10)
- 若干の緊張をもって張設され、好ましくはバサルト繊維、炭素繊維、ガラス繊維等にて作製された、硬化したマトリクス内に埋め込まれた多数の連続した平行繊維からなり、好ましくは、20mm乃至200mmの範囲の平均長、および0.3mm乃至3mmの範囲の平均直径を有し、円柱状の断面を有する、いくつかの平行した、好ましくは直線状の繊維からなる少なくとも1本の繊維束でそれぞれが作製され、該断面が好ましくはほぼ円形または楕円形である、コンクリート構造体のための補強筋で、
各筋の表面の少なくとも一部が、該マトリクスの硬化ステージ前または硬化ステージ中にa)弾性または非弾性ではあるがピンと張った材料の1本または複数本の糸を、該繊維が埋め込まれた該マトリクスの硬化前に、該少なくとも1本の平行した直線状の繊維束の周りに螺旋状に捲回し、硬化中は該繊維を平行状態に維持し、該補強筋の該マトリクス化した繊維束(複数可)の表面上を縦方向に向かって、縦方向に配置された螺旋状のへこみを有する不均一な外部表面を得ること、及び
b)該筋が、該コンクリートとの良好な結合に貢献する表面形状および/または組織を備えること
の少なくともいずれか一方によって変形されて粗面を生成することを特徴とする、コンクリート構造体のための補強筋。 - 前記2本以上の糸が、前記マトリクス埋め込み繊維束を中心として反対方向に向かって螺旋状に捲回される請求項1に記載の補強筋。
- 前記小型筋が、バサルト繊維、炭素、ガラスで作製される請求項1または2に記載の補強筋。
- 前記螺旋のピッチ長が、10mm乃至22mmの範囲であり、好ましくはコンクリートのグレードおよび骨材のサイズに適合するように約17mmである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の補強筋。
- 前記小型繊維の中心線に対する前記螺旋の角度αが4度乃至8度の間の範囲であることができ、その一方で前記小型繊維の中心線に対する前記平行繊維の角度βが約2乃至5度でなるべきである、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の補強筋。
- 各筋が、好ましくはバサルト繊維、炭素繊維、ガラス繊維などで作製された、硬化したマトリクス内に埋め込まれた多数の連続した平行繊維からなり、該筋が好ましくは20mm乃至200mmの範囲の長さ、および0.3mm乃至3mmの範囲の直径を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の補強筋を製造するための方法で、該筋が硬化工程前または硬化工程中のコンクリートとの良好な結合に寄与する表面組織を備えた少なくとも1本の繊維束で作製され、該表面組織が、該少なくとも1束の平行した繊維を中心として1本または複数本の弾性材料の糸を螺旋状に捲回することによって得られ、該繊維もまた直線状であることを特徴とする方法。
- 前記少なくとも1本の螺旋状の糸が、前記マトリクスの硬化前に捲回され、硬化中は前記繊維が平行状態に保持され、前記補強筋の縦方向に不均一な外部表面が得られる請求項6に記載の方法。
- 2本以上の糸が反対方向に螺旋状に捲回される請求項7に記載の方法。
- 前記螺旋状の捲回が、前記細長い小型筋の中心線に対して4度乃至8度の間の範囲である角度αで捲回される請求項7または8に記載の方法。
- 繊維が、生コンクリートとランダムに混合されて、亀裂の入ったコンクリートの修復作業のためにおよびまた該硬化したコンクリート構造体において平均残留強度および曲げ強度を得るために使用され、それによって該コンクリート構造体の構造上の完全性を修復または改善する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の短繊維の使用。
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