JP2024001017A - セメントおよび鋼ベースの構造の補強 - Google Patents

セメントおよび鋼ベースの構造の補強 Download PDF

Info

Publication number
JP2024001017A
JP2024001017A JP2023146844A JP2023146844A JP2024001017A JP 2024001017 A JP2024001017 A JP 2024001017A JP 2023146844 A JP2023146844 A JP 2023146844A JP 2023146844 A JP2023146844 A JP 2023146844A JP 2024001017 A JP2024001017 A JP 2024001017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concrete
stone
steel
cement
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023146844A
Other languages
English (en)
Inventor
クーゼ，コルヤ
Kuse Kolja
サヴァレス，ステファン
Savarese Stephan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JP2024001017A publication Critical patent/JP2024001017A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • E04C5/073—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/02—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material with fibres or particles being present as additives in the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/04—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/14—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/002—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising natural stone or artificial stone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/047—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material made of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/05—5 or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/06—Vegetal fibres
    • B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
    • B32B2262/065—Lignocellulosic fibres, e.g. jute, sisal, hemp, flax, bamboo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/14—Mixture of at least two fibres made of different materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/538—Roughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/71—Resistive to light or to UV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/712—Weather resistant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2419/00—Buildings or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2607/00—Walls, panels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

【課題】コンクリート構造内の鋼材を代替し、それにより、同時に、あまりに多くの産業にCO2問題を解決するように求めることのない、より環境にやさしい方法を備える材料を提供する。【解決手段】繊維材料を使用して安定化され、コンクリート、セメントベースの鉱物または鋼と繊維材料との中間層として、その熱膨張係数が、各場合のコンクリートまたは鋼の熱膨張係数と、各場合の繊維の熱膨張係数の中間にある石材が使用されることを特徴とする、プレートまたはブロックの配置、またはコンクリート、セメントベースのミネラルまたは鋼の形状。【選択図】図２

Description

本発明は、セメントおよび鋼ベースの構造の補強に関する。
鉄筋コンクリートは、鉱物成分に引張安定性を与えるための、セメントベースの鉱物混合物と鋼補強の組み合わせである。
これにより、静的または動的な負荷が原因で鉱物成分が壊れたり、崩れたりすることなく、圧力を吸収できる。そのようして初めて、鉱物は、建築物、橋梁、および他の構造物、ならびに既成の梁、壁、天井、床、または枕木などの、それらのコンポーネントを建設するための、建設部門で使用できる材料になる。
したがって、鋼とコンクリートの熱膨張係数は約10-12 x 10-6/Kと事実上同じであるため、接続場所は、通常、建物が操業中にさらされる、変化する温度条件の下で優れて機能する。
さまざまな理由により、スチールインサートには限界がある。一方では、鋼材に寿命があるからであり、他方では、粗鋼の大量生産でのCO2排出量が多く、今日生産される全鋼材の50％は、コンクリートの補強材として建設部門で使用されるため、気候研究で批判にさらされているからである。
鋼とは対照的に、補強材として、エネルギー消費とCO2発生量が少ない他の引張安定材料を使用できるものの、鋼とコンクリートの特性の優れた適合性は、他の材料では達成することが困難である。
このため、本発明は、ここでさらに一歩踏み込んで、コンクリート構造内の鋼材を代替し、それにより、同時に、あまりに多くの産業にCO2問題を解決するように求めることのない、より環境にやさしい方法を備える材料を提供する。
上記目的を達成するための本発明は、繊維材料を使用して安定化され、コンクリート、セメントベースの鉱物または鋼と繊維材料との中間層として、その熱膨張係数が、各場合のコンクリートまたは鋼の熱膨張係数と、各場合の繊維の熱膨張係数の中間にある石材が使用されることを特徴とする、プレートまたはブロックの配置、またはコンクリート、セメントベースのミネラルまたは鋼の形状。
本発明によれば、コンクリート構造内の鋼材を代替し、それにより、同時に、あまりに多くの産業にCO2問題を解決するように求めることのない、より環境にやさしい方法を備える材料を提供することができる。
ファイバーコーティングされた花崗岩（２）の帯板で安定化されたコンクリートモジュール（１）を示している。 ファイバーコーティングされた花崗岩（２）の帯板で安定化されたコンクリートモジュール（１）を示している。 壁などの平面配置の断面を示しており、コンクリート構造物（１ａ）がカーボン（２ａ）でコーティングされた2つの石板（３ａ）に囲まれている。 図３と同じ構造を示していますが、天候や紫外線からカーボン層を保護する石でできた追加の層（４ａ）がある。 鋼製の梁（１ｂ）の下に石材層（２ｂ）が接着されており、接着によって炭素繊維の層（３ｂ）も下に接着されていることを示す図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
まずは、コンクリートの補強材として、鋼材だけを代替する必要がある。
本発明は、あらゆる種類の石材を安定させるために、繊維材料を使用する先行特許取得発明に基づいている。これはすなわちEP 106 20 92であり、それは、天然石などの石材を、炭素繊維を使用して補強することで、より柔軟にする方法を説明している。石とカーボンは、広い温度範囲で、分離することなく、安定を保つのに最適な特性を備えている。さらなる発明であるEP 08 850 003.8は、なぜこれが機能するかを説明している。石は、多孔性であるため、石が圧力下にある間、体積圧縮率によって異なる膨張係数を補償する。このことは柔軟性という形で現れる。
ここで説明する新しい発明は、さらに一歩進めて、例えば、天然石はセメントやコンクリートよりもはるかに高い引張強度を持っているため、圧力下にある場合だけでなく、引張応力下にある場合でも、様々な材料の弾性率を考慮に入れる。例えば、天然石は比重がアルミニウムと等しいだけでなく、驚くべきことに、アルミニウムとほぼ同じ剛性と弾性係数を有する。弾性係数は、花崗岩の種類に応じて40～90 GPaである。純アルミニウムの弾性係数は70GPaである。
この比較的高い柔軟性は、圧力の範囲が石の圧力負荷限界を超えない限り、また、引張負荷が石の引張負荷限界内にある限り、破砕することなく使用できる。ここで使用される知識には、EP 08 850 003.8に記載されているように、石が体積圧縮性を有するばかりでなく、降伏限界内では、破砕することなく体積を膨張可能であることも含まれる。
石は、この固有の柔軟性を備えていて、例えば、カーボンの膨張係数とコンクリートのそれの中間の膨張係数を持っているため、膨張係数が異なる複数の材料の媒介物になる。同じことが鋼にも当てはまる。したがって、石はコンクリートと炭素繊維の媒介物としてだけでなく、炭素繊維と鋼の媒介物としても機能し得る。この特性は、例えば、橋梁の改修に関して、コンクリート製の橋梁ばかりでなく、鋼鉄製の橋梁でも、興味をそそる。これにより、石はさまざまな熱膨張係数を持つさまざまな材料の接続の媒介物となり、圧力下での体積圧縮性と、繊維によって制御される張力の下での比較的高い弾性とにより、ヘアライン亀裂を形成せずに動力伝達を制御する。ただし、特に大きな温度変化が力学的に接続にストレスを加える場合はそうではない。これにより、大きな温度変化が発生した場合に、長炭素繊維をコンクリートや鋼構造物に組み込むことが可能になり、コンポジット全体がそれぞれのコンポジットパートナーから分離することがなくなる。長炭素繊維の膨張係数は、約1 x 10-6 / Kであり、コンクリートの膨張係数は、コンクリートの種類によって異なるものの、10～12 x 10-6 / Kである。
大部分の天然石の場合のように、膨張係数が5～6 x 10-6 / Kの石材媒介物を選択した場合、-40°C～80°Cの温度範囲で、コンクリートを安定させることが可能であり、長さの変化が異なるために、境界層で過負荷が発生して、材料間の接着結合が破壊されるということがない。これにより、長炭素繊維とコンクリートまたは鋼との間に永続的な接続が生成される。
提案された接続は、コンクリートまたは鋼で作られた橋梁の改修にも使用できる。これは、石・カーボン製の接着されたボトムベルトで再び耐久性を持たせることができる。
図1および2は、ファイバーコーティングされた花崗岩（2）の帯板で安定化されたコンクリートモジュール（1）を示している。これにより、2つの石の層の間に配置された炭素繊維層（3）はコンクリートに直接ほとんどまたは全く接触しない。石層の厚さにより、材料による膨張量の違いが剥離応力を超えない温度範囲が決定される。許容温度範囲が広いほど、カーボン層の厚さに対する石層の厚さの比率も大きくなる。カーボン層は、必要に応じて、溝（5）内の弾性スペーサー（4）によって端面で分離されている。これにより、カーボンとコンクリートの材料がこの点でも剥離するのを防止する。このような剥離は、進行性の損傷の開始点になる可能性がある。カーボン・石構造の対応する波形と、結果として生じるカーボン構造の伸張は、非臨界温度範囲を大幅に増大させ、さまざまな応力条件での石とコンクリート間の摩擦接着を最適化する。
図3は、壁などの平面配置の断面を示しており、コンクリート構造物（1a）がカーボン（2a）でコーティングされた2つの石板（3a）に囲まれている。ここでも、コンクリートと長炭素繊維の直接接触は、適切な厚さの石の層によって力学的に分離されている。
図4は、図3と同じ構造を示していますが、天候や紫外線からカーボン層を保護する石でできた追加の層（4a）があります。
図5は、鋼製の梁（1b）の下に石材層（2b）が接着されており、接着によって炭素繊維の層（3b）も下に接着されている。鋼桁（1b）は、温度が変化したとき、たとえば、自重により両端が支持されている場合は、鋼桁は反対方向への曲げ力を被ることになるのだが、適切な石材の高い弾性により、膨張することができ、カーボン層が石から剥離したり、鋼製の梁が曲がったりしない。鋼部品の膨張を補う石材層のおかげで、鋼梁は、安定化カーボン層から剥がれることなく、真っ直ぐのままでいられる。
すべての場合において、EP 08 850 003.8に記載されているように、マトリックス結合長繊維層は、炭素繊維、ガラス繊維、石材繊維、またはこれらの繊維の混合物で構成されていて、理想的にはプレストレス下の石材を保持する。セメントと石材との理想的な摩擦接着は、石材の表面が粗く、理想的には完全に直線的な形状ではない場合に、すなわち、石材は、その両端または表面に一定の間隔で溝があること、また、必要に応じて、石とコンクリートの摩擦を増加させ、繊維の伸びを許容する、波形をしている場合に確立される。繊維と石材の接続を作り出すマトリックスは、合成樹脂または水ガラスベースのバインダーのいずれかで構成される。ここにおいて、石の粗面も役立つ。すべての高張力長繊維は有用であり役、鋼の代替としてコンクリートの補強のために使用することができる。これらには特に炭素繊維が含まれるが、それだけでなく、高剛性のガラス繊維および石繊維もしくは天然繊維、またはこれらの繊維の混合物を含む。
炭素繊維や麻繊維がバイオマスから作られ、CO2バランスが負であるならば、CO2バランスが正である鋼を代替することで環境保護を支援できる。理想的には、CO2排出量が少ない、またはライフサイクル全体でCO2マイナスになる仕方で生産される、セメントベースの材料も使用する。
〔まとめ〕
本発明は、コンクリートおよびセメントベースの材料および鋼の新しいタイプの安定化に関する。安定化は、繊維で安定化された石棒または石板による補強によって行われる。
石は天然石または人工石であることができ、その熱膨張係数は、結合される材料の熱膨張係数の中間にある。つまり、当該繊維の係数と、コンクリートや鋼など、当該セメントベース建設材料の係数の中間にある。石は、熱膨張挙動が異なる繊維とコンクリートまたは鋼の中間にある補償接続要素になる。天然繊維およびCO2から製造される炭素繊維に関してと同様に、繊維が生産中に炭素を固定するならば、とりわけ、CO2を大量に発生させる鋼を代替し、建設材料のCO2排出量を少なくするために、長繊維で安定化されたコンクリート構造物を使用することが、上記により可能になる。
石とコンクリートまたはセメントと摩擦接続を最適化する必要がある場合、石は非線形の形状および/または表面を有するのが好ましい。鋼の安定化の場合、石・炭素の板または帯板を鋼に接着するのが好ましい。これは、好ましくはエポキシ樹脂を用いて達成することができる。
スタビライザーが波形の棒状である場合、膨張時に長繊維を伸ばすことができ、炭素繊維とコンクリートまたは鋼の非常に異なる膨張係数の調整が大幅に改善される。
本発明は、以下のように構成することもできる。
〔１〕繊維材料を使用して安定化され、コンクリート、セメントベースの鉱物または鋼と繊維材料との中間層として、その熱膨張係数が、各場合のコンクリートまたは鋼の熱膨張係数と、各場合の繊維の熱膨張係数の中間にある石材が使用されることを特徴とする、プレートまたはブロックの配置、またはコンクリート、セメントベースのミネラルまたは鋼の形状。
〔２〕石が天然石、人工石またはセラミックであることを特徴とする、〔１〕に記載の配置。
〔３〕石安定化繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、石繊維もしくは天然繊維またはこれらの繊維の混合物のいずれかであることを特徴とする、〔１〕および〔２〕に記載の配置。
〔４〕石層が繊維によってプレストレスされることを特徴とする、〔１〕～〔３〕に記載の配置。
〔５〕繊維が樹脂または水ガラスで結合され、石に接続されていることを特徴とする、〔１〕～〔４〕に記載の配置。
〔６〕繊維・石構造がコンクリートに鋳造されることを特徴とする、〔１〕～〔５〕に記載の配置。
〔７〕繊維・石構造がコンクリートまたは鋼構造の表面に取り付けられていることを特徴とする、〔１〕～〔６〕に記載の配置。
〔８〕石板または石棒が粗い表面を有することを特徴とする、〔１〕～〔７〕に記載の配置。
〔９〕石棒が非線形形状を有することを特徴とする、〔１〕～〔８〕に記載の配置。
〔１０〕石棒が波形を有することを特徴とする〔９〕に記載の配置。
〔１１〕石棒または石板に、特定の間隔で溝、ノッチ、またはくぼみがあり、石材とコンクリートまたはセメントとの接着を改善することを特徴とする〔１〕～〔１０〕に記載の配置。
〔１２〕繊維材料を使用して安定化され、コンクリート、セメントまたは鋼と繊維材料との中間層として、その熱膨張係数が、各場合のコンクリートまたは鋼の熱膨張係数と、各場合の繊維の熱膨張係数の中間にある石材が使用され、繊維材料は、繊維が樹脂または水ガラスで結合されたものであって、石材に接続されており、石材の熱膨張係数が、１×１０－６／Ｋと、１０×１０－６／Ｋとの間であることを特徴とする、プレートまたはブロックの配置、またはコンクリート、セメントまたは鋼の形状。
〔１３〕石材が天然石、人工石またはセラミックであることを特徴とする、〔１２〕に記載の配置。
〔１４〕繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、石繊維もしくは天然繊維またはこれらの繊維の混合物のいずれかであることを特徴とする、〔１２〕または〔１３〕に記載の配置。
〔１５〕石材が繊維によってプレストレスされることを特徴とする、〔１２〕～〔１４〕の何れか１項に記載の配置。
〔１６〕繊維・石材がコンクリートに鋳造されることを特徴とする、〔１２〕～〔１５〕の何れか１つに記載の配置。
〔１７〕繊維・石材がコンクリートまたは鋼の表面に取り付けられていることを特徴とする、〔１２〕～〔１６〕の何れか１つに記載の配置。
〔１８〕石材が、粗い表面を有する石板または石棒であることを特徴とする、〔１２〕～〔１７〕の何れか１つに記載の配置。
〔１９〕石棒が非線形形状を有することを特徴とする、〔１２〕～〔１８〕の何れか１つに記載の配置。
〔２０〕石棒が波形を有することを特徴とする〔１９〕に記載の配置。
〔２１〕石棒または石板に、特定の間隔で溝、ノッチ、またはくぼみがあり、石材とコンクリートまたはセメントとの接着を改善することを特徴とする〔１８〕～〔２０〕の何れか１つに記載の配置。

Claims (9)

  1. 繊維材料を使用して安定化され、コンクリートまたはセメントベースの鉱物と繊維材料との中間層として、その熱膨張係数が、各場合のコンクリートの熱膨張係数と、各場合の繊維材料の熱膨張係数の中間にある天然石が使用されることを特徴とし、
    繊維材料および天然石材料が、コンクリートまたはセメントベースの鉱物に鋳造される、プレートまたはブロックの配置、または、コンクリートまたはセメントベースの鉱物の形状。
  2. 繊維材料が、炭素繊維、ガラス繊維、石繊維もしくは天然繊維またはこれらの繊維の混合物のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の配置。
  3. 天然石が繊維材料によってプレストレスされることを特徴とする、請求項１または２に記載の配置。
  4. 繊維材料が樹脂または水ガラスで結合され、天然石に接続されていることを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の配置。
  5. 繊維材料および天然石材料がコンクリートまたはセメントベースの鉱物製のコンポーネントの表面に取り付けられていることを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載の配置。
  6. 天然石材料が粗い表面を有することを特徴とする、請求項１～５の何れか１項に記載の配置。
  7. 天然石材料が非線形形状を有することを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載の配置。
  8. 天然石材料が波形を有することを特徴とする請求項７に記載の配置。
  9. 天然石材料に、特定の間隔で溝、ノッチ、またはくぼみがあり、天然石材料とコンクリートまたはセメントベースの鉱物製のコンポーネントとの接着を改善することを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の配置。
JP2023146844A 2017-12-17 2023-09-11 セメントおよび鋼ベースの構造の補強 Pending JP2024001017A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202017006477.4 2017-12-17
DE202017006477.4U DE202017006477U1 (de) 2017-12-17 2017-12-17 Armierung für zementbasierte Strukturen
PCT/EP2018/000563 WO2019115013A1 (de) 2017-12-17 2018-12-17 Armierung für zement- und stahl-basierte strukturen
JP2020554366A JP2021508627A (ja) 2017-12-17 2018-12-17 セメントおよび鋼ベースの構造の補強

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020554366A Division JP2021508627A (ja) 2017-12-17 2018-12-17 セメントおよび鋼ベースの構造の補強

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024001017A true JP2024001017A (ja) 2024-01-09

Family

ID=63112313

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020554366A Pending JP2021508627A (ja) 2017-12-17 2018-12-17 セメントおよび鋼ベースの構造の補強
JP2023146844A Pending JP2024001017A (ja) 2017-12-17 2023-09-11 セメントおよび鋼ベースの構造の補強

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020554366A Pending JP2021508627A (ja) 2017-12-17 2018-12-17 セメントおよび鋼ベースの構造の補強

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11773594B2 (ja)
EP (1) EP3723976B1 (ja)
JP (2) JP2021508627A (ja)
KR (1) KR20200100092A (ja)
CN (1) CN111683808B (ja)
AU (1) AU2018383875A1 (ja)
CA (1) CA3085873A1 (ja)
DE (1) DE202017006477U1 (ja)
IL (1) IL275417A (ja)
PT (1) PT3723976T (ja)
WO (1) WO2019115013A1 (ja)
ZA (1) ZA202004179B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018113587B8 (de) 2018-06-07 2024-02-29 Reinhard Koch Faserprofile zum Einsatz als Bewehrung in Betonbauten für hohe brandschutztechnische Anforderungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
FR3107279B1 (fr) * 2020-02-16 2023-09-29 Technocarbon Tech France composite de pierre et fibre de carbone ininflammable et résistant au feu
DE202021002494U1 (de) 2021-07-24 2022-07-14 Jörg Freiherr von und zu Weiler Träger aus verwittertem Steinmehl und zugstabilem Material

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63197765A (ja) * 1987-02-10 1988-08-16 野添　博司 時日経過タイル施工壁面の補強、落下防止、美化の方法
JPH0380230A (ja) * 1989-08-24 1991-04-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光受信装置
JPH07324435A (ja) * 1994-05-30 1995-12-12 Toray Chiokoole Kk 繊維補強石材及び石材の加工方法
JP2934396B2 (ja) * 1995-04-24 1999-08-16 シュウコ−エンジニアリング株式会社 天然石を使用した積層材とこの積層材を使用する家具，建具，壁面等の外形の形成方法
JPH10140732A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Mitsubishi Chem Corp コンクリートパネル及びその製造方法
JPH10331394A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Deisuton:Kk Ｐｃ工法用天然石材タイル及びコンクリートパネル
DE29818660U1 (de) 1998-10-20 1999-03-04 Brauner Siegfried Steingutträger
BR9917438A (pt) * 1999-07-28 2002-04-09 Uralita Productos Y Servicios Composlcão adequada para fabricar placas de silicato e procedimento para fabricação de uma placa de silicato
WO2001051727A1 (en) * 2000-01-14 2001-07-19 Dow Global Technologies Inc. Composite backerboard articles for construction
US6897123B2 (en) * 2001-03-05 2005-05-24 Agityne Corporation Bonding of parts with dissimilar thermal expansion coefficients
JP3829642B2 (ja) * 2001-04-19 2006-10-04 Ｔｄｋ株式会社 スクリーン印刷機
JP3868397B2 (ja) * 2002-05-14 2007-01-17 株式会社日立国際電気 高精度寸法測定装置
JP2005221305A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Mitsubishi Materials Corp スロットダイ測定装置
JP2007078065A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Okamoto Machine Tool Works Ltd 静圧水軸受直動スライドシステム
DE202008005770U1 (de) * 2008-04-25 2008-12-24 Ernst Basler + Partner Ag Wandkonstruktion
JP5638841B2 (ja) * 2010-06-01 2014-12-10 株式会社ダイフレックス コンクリート片及びタイルの剥落防止用一成分型ポリウレタン樹脂組成物及びこれを用いたコンクリート片及びタイルの剥落を防止する方法
DE202011104783U1 (de) * 2011-08-19 2011-11-30 Kolja Kuse Konstruktionsteile und Bauteile aus faserverstärktem Basaltgestein
DE202012011524U1 (de) * 2012-12-03 2013-03-08 Kolja Kuse Bahnschweller aus fasserverstärkem Steingut
US20140349084A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Mohawk Carpet Corporation Composite tile systems and methods
CN104050387A (zh) * 2014-06-27 2014-09-17 南京工程学院 一种混凝土热膨胀系数预测模型的构建方法
JP2017522208A (ja) * 2014-07-02 2017-08-10 エスティーオー コープ． 構造強化システムおよび方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE202017006477U1 (de) 2018-07-20
WO2019115013A1 (de) 2019-06-20
AU2018383875A1 (en) 2020-08-06
BR112020012226A2 (pt) 2020-11-24
US11773594B2 (en) 2023-10-03
PT3723976T (pt) 2024-02-19
RU2020121041A (ru) 2021-12-27
CA3085873A1 (en) 2019-06-20
RU2020121041A3 (ja) 2022-03-31
EP3723976A1 (de) 2020-10-21
IL275417A (en) 2020-07-30
KR20200100092A (ko) 2020-08-25
CN111683808B (zh) 2023-10-31
EP3723976B1 (de) 2023-11-15
CN111683808A (zh) 2020-09-18
US20210079653A1 (en) 2021-03-18
JP2021508627A (ja) 2021-03-11
ZA202004179B (en) 2021-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2024001017A (ja) セメントおよび鋼ベースの構造の補強
Mostofinejad et al. Experimental study on effect of EBR and EBROG methods on debonding of FRP sheets used for shear strengthening of RC beams
ATE294063T1 (de) Steingutträger
Hosen et al. Flexural strengthening of RC beams with NSM steel bars
WO2006020261A2 (en) Confinement reinforcement for masonry and concrete structures
KR101104613B1 (ko) 콘크리트 보강용 섬유보강재를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법
KR100537407B1 (ko) 보강재 수직 삽입식 구조물의 보강방법
Al-Bazoon et al. Shear strengthening of reinforced concrete beam using wire mesh–epoxy composite
Shaheen et al. Characteristics of ferrocement lightweight wall
Alshannag et al. Enhancing the flexural performance of lightweight reinforced concrete beams exposed to elevated temperatures
RU2784615C2 (ru) Арматура для конструкций на основе цемента и стали
BR112020012226B1 (pt) Configuração com uma placa ou bloco ou qualquer geometria de um componente feito de concreto, mineral à base de cimento ou aço, estabilizado com a ajuda de materiais fibrosos
CN110397188B (zh) 一种抗裂砌体墙及施工方法
Lanivschi State of the art for strengthening masonry with fibre reinforced polymers
Rai et al. Fiber Reinforced Polymer Composites, A novel way for strengthening structures
JP2019007203A (ja) 伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法
CN219100387U (zh) 一种轻钢龙骨钢板制造板
Абдулов et al. Strengthening of concrete structures with composite based on carbon fiber
IT201900003257U1 (it) Piastrella rinforzata per pavimentazione e rivestimento
CN114658249A (zh) 一种水泥基复合材料加固混凝土柱结构及施工方法
CA3182578A1 (en) Thermal break product and solution
KR101711843B1 (ko) 콘크리트용 보강재를 혼입한 트러스데크 슬래브
KR20210009579A (ko) 슬래브
KR100383314B1 (ko) 교량의 상부 구조 및 그 시공방법
Hollaway et al. 11 Further applications of polymers and polymer composites

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231006