JP3190178B2 - コンクリート補強用鋼繊維 - Google Patents
コンクリート補強用鋼繊維Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/48—Metal
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- Materials Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築分野のコン
クリートの強度、靭性を補強する目的で混入する鋼繊維
に関する。
クリートの強度、靭性を補強する目的で混入する鋼繊維
に関する。
【０００２】
【従来の技術】土木、建築材料として一般的に用いられ
ているコンクリートの中にコンクリート補強用鋼繊維を
均一に分散させることにより、コンクリートのひび割れ
抵抗や引張り強度を増すと共に靭性を高めた鋼繊維補強
コンクリート（以下ＳＦＲＣと略記）は本格的実用化の
段階に入ってきており、鋼繊維の製造技術、施工技術並
びに用途開発等で多くの研究開発が行われている。
ているコンクリートの中にコンクリート補強用鋼繊維を
均一に分散させることにより、コンクリートのひび割れ
抵抗や引張り強度を増すと共に靭性を高めた鋼繊維補強
コンクリート（以下ＳＦＲＣと略記）は本格的実用化の
段階に入ってきており、鋼繊維の製造技術、施工技術並
びに用途開発等で多くの研究開発が行われている。
【０００３】この種の鋼繊維の具備すべき条件として
は、補強効果を高めるために引張強度が高いこと、コン
クリート中に混入して練り混ぜる時に曲がったり折損し
ないように適度の硬さがあること、コンクリートへの付
着がよいこと、更にはコンクリートと練り混ぜる際には
ファイバーボールと称する塊ができにくく分散性の良い
ことなどが要求される。
は、補強効果を高めるために引張強度が高いこと、コン
クリート中に混入して練り混ぜる時に曲がったり折損し
ないように適度の硬さがあること、コンクリートへの付
着がよいこと、更にはコンクリートと練り混ぜる際には
ファイバーボールと称する塊ができにくく分散性の良い
ことなどが要求される。
【０００４】ＳＦＲＣの用途としては、従来土木分野で
トンネル巻立用、道路の法面吹き付けコンクリートなど
に直径０．４〜０．６mm、長さ２０〜４０mmと短い鋼繊
維が用いられ、コンクリート1m3 当たり容積百分率で１
〜２％程度（重量で８０〜１６０kg）と大量に使用され
てきた。
トンネル巻立用、道路の法面吹き付けコンクリートなど
に直径０．４〜０．６mm、長さ２０〜４０mmと短い鋼繊
維が用いられ、コンクリート1m3 当たり容積百分率で１
〜２％程度（重量で８０〜１６０kg）と大量に使用され
てきた。
【０００５】このように、鋼繊維は土木分野で用いられ
ることが多かったが、近年建築分野、特に工場、倉庫等
の重量物を運搬する車両が走行する建築物のコンクリー
ト土間床等、薄層施工される部位に鋼繊維を用いる例が
増えてつつある。この場合は、ＳＦＲＣの人力による敷
き均しが可能なように繊維長さが５０mm程度と、従来用
いられてきた３０mm程度の短い繊維より長いものが用い
られ、コンクリートに混入する量も施工性を容易とする
ためにコンクリート1m3 当たり３０kg程度と少なくなっ
ている。
ることが多かったが、近年建築分野、特に工場、倉庫等
の重量物を運搬する車両が走行する建築物のコンクリー
ト土間床等、薄層施工される部位に鋼繊維を用いる例が
増えてつつある。この場合は、ＳＦＲＣの人力による敷
き均しが可能なように繊維長さが５０mm程度と、従来用
いられてきた３０mm程度の短い繊維より長いものが用い
られ、コンクリートに混入する量も施工性を容易とする
ためにコンクリート1m3 当たり３０kg程度と少なくなっ
ている。
【０００６】現在、鋼繊維を製造する方法として種々の
ものが提案されており、代表的には次のようなものがあ
る。 （１）板厚０．５mm程度の冷延鋼板を回転刃を使用して
細くせん断加工する薄板せん断法（特開昭５２−２９６
８９、特開昭５７−１５６３６２）。 （２）冷延、引抜きされた丸鋼線を所定の長さに切断す
る伸線切断法（特開昭６０−１９５０４３、特開昭６０
−２３５７５１、特開平４−３１０５５３）。 （３）溶鋼の表面でディスクを回転させ、これに接した
溶鋼を引き出して瞬間的に凝固させ、回転するディスク
の遠心力でこれを前方に飛ばして製造する溶湯法。
ものが提案されており、代表的には次のようなものがあ
る。 （１）板厚０．５mm程度の冷延鋼板を回転刃を使用して
細くせん断加工する薄板せん断法（特開昭５２−２９６
８９、特開昭５７−１５６３６２）。 （２）冷延、引抜きされた丸鋼線を所定の長さに切断す
る伸線切断法（特開昭６０−１９５０４３、特開昭６０
−２３５７５１、特開平４−３１０５５３）。 （３）溶鋼の表面でディスクを回転させ、これに接した
溶鋼を引き出して瞬間的に凝固させ、回転するディスク
の遠心力でこれを前方に飛ばして製造する溶湯法。
【０００７】上記の鋼繊維は、それぞれに製法、繊維長
さなどの相違による特有の性質を有しており、ＳＦＲＣ
とした場合、その強度特性がかなり異なることが判明し
ている。
さなどの相違による特有の性質を有しており、ＳＦＲＣ
とした場合、その強度特性がかなり異なることが判明し
ている。
【０００８】ＳＦＲＣの強度特性の差は、鋼繊維とコン
クリートとの付着特性が直接の支配的要因となり、この
鋼繊維とコンクリートとの付着強度を高めるために種々
の提案がなされている。この方法として、 （ａ）伸線等を用いて鋼繊維の軸線を変えずに断面を異
形形状に加工したもの （ｂ）高張力鋼板をせん断加工する際に、凹凸の付いた
ダイスを用いて軸線を波形の異形部に加工したもの （ｃ）端部を折り曲げ加工したもの などがある。
クリートとの付着特性が直接の支配的要因となり、この
鋼繊維とコンクリートとの付着強度を高めるために種々
の提案がなされている。この方法として、 （ａ）伸線等を用いて鋼繊維の軸線を変えずに断面を異
形形状に加工したもの （ｂ）高張力鋼板をせん断加工する際に、凹凸の付いた
ダイスを用いて軸線を波形の異形部に加工したもの （ｃ）端部を折り曲げ加工したもの などがある。
【０００９】ここで（ａ）タイプの鋼繊維は引張強度が
１００kgf/mm2 以上の伸線等を用いており材料費が高価
であること、かつ伸線表面に加工した異形部とコンクリ
ートとの付着強度に対して伸線の引張強度が過大すぎ材
料性能面から不経済な構成となりがちであり、また
（ｃ）タイプの鋼繊維は加工が困難である難点がある。
１００kgf/mm2 以上の伸線等を用いており材料費が高価
であること、かつ伸線表面に加工した異形部とコンクリ
ートとの付着強度に対して伸線の引張強度が過大すぎ材
料性能面から不経済な構成となりがちであり、また
（ｃ）タイプの鋼繊維は加工が困難である難点がある。
【００１０】結局、（ｂ）タイプの鋼繊維は引張強度が
６０〜１００kgf/mm2 と、伸線と比較すると安価な薄鋼
板を用いていることより材料面で経済的であり、かつ鋼
繊維の加工も容易であることから、品質が一定で安価な
鋼繊維を大量に製造できる特長がある。
６０〜１００kgf/mm2 と、伸線と比較すると安価な薄鋼
板を用いていることより材料面で経済的であり、かつ鋼
繊維の加工も容易であることから、品質が一定で安価な
鋼繊維を大量に製造できる特長がある。
【００１１】ところで、薄板せん断法により鋼繊維を加
工する際に留意すべき点は、ＳＦＲＣに外力が作用した
場合、鋼繊維の引張強度とコンクリートとの付着強度の
バランスがとれており、鋼繊維が破断することなく、高
い付着強度を維持することにより、コンクリートに作用
する外力を分担し、コンクリートが破壊しにくくなるよ
うな鋼繊維の形状を、鋼繊維の長さに応じて定めること
にある。
工する際に留意すべき点は、ＳＦＲＣに外力が作用した
場合、鋼繊維の引張強度とコンクリートとの付着強度の
バランスがとれており、鋼繊維が破断することなく、高
い付着強度を維持することにより、コンクリートに作用
する外力を分担し、コンクリートが破壊しにくくなるよ
うな鋼繊維の形状を、鋼繊維の長さに応じて定めること
にある。
【００１２】従来は、鋼繊維長さが３０mm前後の短い鋼
繊維については豊富な実施工例などを通して最適な形状
が経験的に定められてきたが、繊維長さが５０mm程度と
長い薄板せん断法による鋼繊維の最適形状については殆
ど検討がなされていなかった。
繊維については豊富な実施工例などを通して最適な形状
が経験的に定められてきたが、繊維長さが５０mm程度と
長い薄板せん断法による鋼繊維の最適形状については殆
ど検討がなされていなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】鋼繊維の引張強度が６
０〜１００kgf/mm2 、長さが３０mm前後の薄板せん断法
による鋼繊維では、次に示す支圧面積係数を０．００５
〜０．０１５の範囲に設定した波形の異形部を鋼繊維軸
線全面に渡って配すればＳＦＲＣに外力が作用した場
合、鋼繊維が破断することなく高い付着強度を維持しつ
つ外力に抵抗することが判明している。
０〜１００kgf/mm2 、長さが３０mm前後の薄板せん断法
による鋼繊維では、次に示す支圧面積係数を０．００５
〜０．０１５の範囲に設定した波形の異形部を鋼繊維軸
線全面に渡って配すればＳＦＲＣに外力が作用した場
合、鋼繊維が破断することなく高い付着強度を維持しつ
つ外力に抵抗することが判明している。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、支圧面積係数とは、波形の異形部
と未加工の軸線部からなる１ピッチ長さの鋼繊維表面積
当りの支圧面積（鋼繊維の幅×波形の異形部の山の高
さ）の比率を表すものである。
と未加工の軸線部からなる１ピッチ長さの鋼繊維表面積
当りの支圧面積（鋼繊維の幅×波形の異形部の山の高
さ）の比率を表すものである。
【００１６】ところが鋼繊維長さが５０mm程度と長い薄
板せん断法による鋼繊維に上記の支圧面積係数の範囲で
鋼繊維の軸線部全面にわたって波形の異形部の加工を行
うと、ＳＦＲＣが外力を受けたときコンクリートとの付
着強度が鋼繊維の引張強度より過大となり、鋼繊維が破
断することによるＳＦＲＣの強度、靭性が低下する現象
が生じてきた。
板せん断法による鋼繊維に上記の支圧面積係数の範囲で
鋼繊維の軸線部全面にわたって波形の異形部の加工を行
うと、ＳＦＲＣが外力を受けたときコンクリートとの付
着強度が鋼繊維の引張強度より過大となり、鋼繊維が破
断することによるＳＦＲＣの強度、靭性が低下する現象
が生じてきた。
【００１７】ＳＦＲＣが外力を受けたとき、薄板せん断
法により製造される繊維長さが５０mm程度の長い繊維が
破断すること無く、高い付着強度をもって抜け出してく
ることにより外力に抵抗するための解決法として、鋼繊
維の引張強度を１００kgf/mm2 以上の高いものとする方
法と、鋼繊維の原材料である高張力薄板鋼板の材質を変
えることなく、鋼繊維の軸線部に加工する波形の異形部
を配する位置並びに異形部の個数で制御する方法が考え
られる。
法により製造される繊維長さが５０mm程度の長い繊維が
破断すること無く、高い付着強度をもって抜け出してく
ることにより外力に抵抗するための解決法として、鋼繊
維の引張強度を１００kgf/mm2 以上の高いものとする方
法と、鋼繊維の原材料である高張力薄板鋼板の材質を変
えることなく、鋼繊維の軸線部に加工する波形の異形部
を配する位置並びに異形部の個数で制御する方法が考え
られる。
【００１８】ところで、鋼繊維の引張強度を高くする方
法は、原材料である高張力薄板鋼板のコストアップの要
因となることから、課題の解決は結局、鋼繊維の軸線部
に加工する波形の異形部の最適位置と個数を定める方法
の方が、鋼繊維を安価に大量に製造できる方法となる。
法は、原材料である高張力薄板鋼板のコストアップの要
因となることから、課題の解決は結局、鋼繊維の軸線部
に加工する波形の異形部の最適位置と個数を定める方法
の方が、鋼繊維を安価に大量に製造できる方法となる。
【００１９】鋼繊維とコンクリートとの付着強度は、鋼
繊維に加工する異形部の個数と支圧面積係数によって規
定されるが、図１に示すように、ひび割れ断面における
鋼繊維の埋め込み長さが、最大はｌ／２（ｌ：鋼繊維の
長さ）、最小は０、よってひび割れ断面が鋼繊維のどの
位置に出現するかは確率的にはｌ／４を平均値とする次
に示す正規分布に従うことになる。
繊維に加工する異形部の個数と支圧面積係数によって規
定されるが、図１に示すように、ひび割れ断面における
鋼繊維の埋め込み長さが、最大はｌ／２（ｌ：鋼繊維の
長さ）、最小は０、よってひび割れ断面が鋼繊維のどの
位置に出現するかは確率的にはｌ／４を平均値とする次
に示す正規分布に従うことになる。
【００２０】
【数２】
【００２１】この正規分布より図１に示す鋼繊維のｌ／
２の位置から鋼繊維端部の方向に０．１ｌ並びに０．２
ｌ入った位置までの長さの範囲にひび割れ面が出現する
確率をそれぞれ算定すると７％および１４％と小さいこ
とから、異形部の位置は、鋼繊維中央部は異形部の数を
少なくするか、あるいは全く異形部を設けず、鋼繊維の
両端部分に異形部を配する方がＳＦＲＣとしての強度、
靭性を高める上でより合理的となる。
２の位置から鋼繊維端部の方向に０．１ｌ並びに０．２
ｌ入った位置までの長さの範囲にひび割れ面が出現する
確率をそれぞれ算定すると７％および１４％と小さいこ
とから、異形部の位置は、鋼繊維中央部は異形部の数を
少なくするか、あるいは全く異形部を設けず、鋼繊維の
両端部分に異形部を配する方がＳＦＲＣとしての強度、
靭性を高める上でより合理的となる。
【００２２】本発明の目的は、上記の点に着目してなさ
れたものであって、薄板せん断法により製造しされる鋼
繊維において、鋼繊維の中央部に異形部を設けず鋼繊維
両端に波形に加工した異形部を配した鋼繊維に対して、
両端に配する異形部の個数および異形部を設けない中央
部の長さと鋼繊維長さの比率について、特にコンクリー
トの付着強度を向上させ鋼繊維に求められる特性をより
高める好適な範囲を求めることにより、高性能な鋼繊維
を提供しよぅとするものである。
れたものであって、薄板せん断法により製造しされる鋼
繊維において、鋼繊維の中央部に異形部を設けず鋼繊維
両端に波形に加工した異形部を配した鋼繊維に対して、
両端に配する異形部の個数および異形部を設けない中央
部の長さと鋼繊維長さの比率について、特にコンクリー
トの付着強度を向上させ鋼繊維に求められる特性をより
高める好適な範囲を求めることにより、高性能な鋼繊維
を提供しよぅとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明のコンクリート補
強用鋼繊維は、高張力鋼板を細くせん断加工して製造さ
れる長さ４０〜６０mm、幅０．８〜１．２mmのコンクリ
ート補強用鋼繊維において、鋼繊維中央部の異形部を設
けない軸線部の両端に波形に加工した異形部を対称に配
してなることを特徴とするものである。
強用鋼繊維は、高張力鋼板を細くせん断加工して製造さ
れる長さ４０〜６０mm、幅０．８〜１．２mmのコンクリ
ート補強用鋼繊維において、鋼繊維中央部の異形部を設
けない軸線部の両端に波形に加工した異形部を対称に配
してなることを特徴とするものである。
【００２４】また、鋼繊維長さと異形部を設けない軸線
部の長さとの比が、０．２〜０．６の範囲内にあること
を特徴とするものである。そして、鋼繊維の引張強度が
６０〜１００kgf/mm2 の範囲内にあることを特徴とする
ものである。
部の長さとの比が、０．２〜０．６の範囲内にあること
を特徴とするものである。そして、鋼繊維の引張強度が
６０〜１００kgf/mm2 の範囲内にあることを特徴とする
ものである。
【００２５】
【作用】例えば長さ５０mm、幅１mmの鋼繊維を用い、鋼
繊維両端に配する異形部の個数ならびに異形部を設けな
い中央部の長さと繊維長さとの比率に対する最適組合せ
を選定するに当たり、多数の鋼繊維供試品を作り鋼繊維
とコンクリートとの付着強度試験ならびに日本コンクリ
ート工学協会「鋼繊維補強コンクリート研究小委員会」
による「繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフ
ネス試験方法（案）」に基づくＳＦＲＣの曲げ試験を多
数実施したところ、支圧面積係数が０．００５〜０．０
１５望ましくは０．０１前後の範囲で鋼繊維の両端にそ
れぞれ２〜４個望ましくは３ないし４個の波形に加工し
た異形部を対称に配し、異形部を設けない鋼繊維中央部
長さと鋼繊維長さとの比率を０．２〜０．６とした形状
とすればＳＦＲＣとした場合、鋼繊維の引張強度とコン
クリートとの付着強度が程良くバランスする特性が得ら
れた。
繊維両端に配する異形部の個数ならびに異形部を設けな
い中央部の長さと繊維長さとの比率に対する最適組合せ
を選定するに当たり、多数の鋼繊維供試品を作り鋼繊維
とコンクリートとの付着強度試験ならびに日本コンクリ
ート工学協会「鋼繊維補強コンクリート研究小委員会」
による「繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフ
ネス試験方法（案）」に基づくＳＦＲＣの曲げ試験を多
数実施したところ、支圧面積係数が０．００５〜０．０
１５望ましくは０．０１前後の範囲で鋼繊維の両端にそ
れぞれ２〜４個望ましくは３ないし４個の波形に加工し
た異形部を対称に配し、異形部を設けない鋼繊維中央部
長さと鋼繊維長さとの比率を０．２〜０．６とした形状
とすればＳＦＲＣとした場合、鋼繊維の引張強度とコン
クリートとの付着強度が程良くバランスする特性が得ら
れた。
【００２６】この結果、ＳＦＲＣの曲げ強度及び曲げひ
びわれ発生後の曲げ靭性係数（タフネス）も大きくな
り、上記範囲の鋼繊維とすることにより鋼繊維の補強効
果を最も大ならしめる補強コンクリートが得られること
を見出だしたものである。
びわれ発生後の曲げ靭性係数（タフネス）も大きくな
り、上記範囲の鋼繊維とすることにより鋼繊維の補強効
果を最も大ならしめる補強コンクリートが得られること
を見出だしたものである。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を図面を参照し
ながら説明する。図２は、薄板せん断法によって得られ
た鋼繊維の軸方向の断面図、図３は鋼繊維の材軸と直角
方向の断面図である。
ながら説明する。図２は、薄板せん断法によって得られ
た鋼繊維の軸方向の断面図、図３は鋼繊維の材軸と直角
方向の断面図である。
【００２８】図において、１は基体部、２は異形部を示
す。基体部１と異形部２は交互にピッチｐで現れる。鋼
繊維の全長がｌで示されている。鋼繊維のコンクリート
からの引き抜けに対する抵抗性は、鋼繊維とコンクリー
トとの付着性能によって決まるが、この付着特性は、図
３で符号Ａでと示した鋼繊維の異形部の張り出し面積や
異形部が鋼繊維上に何個出現するかによって影響され
る。
す。基体部１と異形部２は交互にピッチｐで現れる。鋼
繊維の全長がｌで示されている。鋼繊維のコンクリート
からの引き抜けに対する抵抗性は、鋼繊維とコンクリー
トとの付着性能によって決まるが、この付着特性は、図
３で符号Ａでと示した鋼繊維の異形部の張り出し面積や
異形部が鋼繊維上に何個出現するかによって影響され
る。
【００２９】図４は、端部に異形部を有する鋼繊維３を
モルタル４中に埋め込んだ、引き抜き試験の供試体の説
明図である。試験に供した鋼繊維の引張強度は７６．９
kgf/mm2 、支圧面積係数は０．０１１、鋼繊維の厚さ×
幅×長さは、０．５×１．０×５０mmのものを使用し、
基体部と異形部の一組からなるピッチ長さは５mm、異形
部の張り出し面積は０．１５mm2 とした。
モルタル４中に埋め込んだ、引き抜き試験の供試体の説
明図である。試験に供した鋼繊維の引張強度は７６．９
kgf/mm2 、支圧面積係数は０．０１１、鋼繊維の厚さ×
幅×長さは、０．５×１．０×５０mmのものを使用し、
基体部と異形部の一組からなるピッチ長さは５mm、異形
部の張り出し面積は０．１５mm2 とした。
【００３０】モルタル供試体は４×４×４cmで、材令２
８日の圧縮強度が４００kgf/cm2 である。引き抜き試験
の結果を表１に示す。異形部の数は、本発明による２〜
４個のものと、比較品としての５個のものを示す。
８日の圧縮強度が４００kgf/cm2 である。引き抜き試験
の結果を表１に示す。異形部の数は、本発明による２〜
４個のものと、比較品としての５個のものを示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】モルタル中に埋め込んだ異形部の個数が増
すにしたがって引き抜き力が増加し、かつ鋼繊維が破断
すること無く抜け出している。ただし、異形部の数を５
個としたものは、付着強度が鋼繊維の引張強度より過大
となり、鋼繊維が抜け出す前に全て破断した。
すにしたがって引き抜き力が増加し、かつ鋼繊維が破断
すること無く抜け出している。ただし、異形部の数を５
個としたものは、付着強度が鋼繊維の引張強度より過大
となり、鋼繊維が抜け出す前に全て破断した。
【００３３】次に、表２に横断面が１５×１５cm、長さ
が５３cmの鋼繊維で補強されたコンクリートはり供試験
体について、支点間隔４５cmで日本コンクリート工学協
会で提案されている方法で２点載荷曲げ試験したときの
材令２８日の曲げ靭性係数（タフネス）の値を、本発明
品によるものと鋼繊維全面に異形部を１０個加工した鋼
繊維を用いたものについてそれぞれ示す。
が５３cmの鋼繊維で補強されたコンクリートはり供試験
体について、支点間隔４５cmで日本コンクリート工学協
会で提案されている方法で２点載荷曲げ試験したときの
材令２８日の曲げ靭性係数（タフネス）の値を、本発明
品によるものと鋼繊維全面に異形部を１０個加工した鋼
繊維を用いたものについてそれぞれ示す。
【００３４】鋼繊維補強コンクリートの配合は、粗骨材
の最大寸法２０mm、セメント使用量３５０kg/m3 、水セ
メント比５５％、鋼繊維混入料３０kg/m3 とし、２８日
間の標準水中養生後の供試体（圧縮強度４００kgf/cm
2 ）について試験を行った。また、コンクリート試験に
用いた鋼繊維の引張強度、寸法、支圧面積係数は表１に
示した試験に用いたものと同一のものを使用した。
の最大寸法２０mm、セメント使用量３５０kg/m3 、水セ
メント比５５％、鋼繊維混入料３０kg/m3 とし、２８日
間の標準水中養生後の供試体（圧縮強度４００kgf/cm
2 ）について試験を行った。また、コンクリート試験に
用いた鋼繊維の引張強度、寸法、支圧面積係数は表１に
示した試験に用いたものと同一のものを使用した。
【００３５】
【表２】
【００３６】本発明品の曲げ靭性係数は鋼繊維両端に加
工した異形部の個数が増すに従い曲げ靭性係数の値が大
きくなり、曲げひびわれ発生後は鋼繊維が破断すること
無く高い付着強度を維持しているため、耐力の落込みの
少ない高いひび割れ抵抗性を示し、異形部を鋼繊維全面
に加工したものに比べて最大２倍と高い性能を示した。
工した異形部の個数が増すに従い曲げ靭性係数の値が大
きくなり、曲げひびわれ発生後は鋼繊維が破断すること
無く高い付着強度を維持しているため、耐力の落込みの
少ない高いひび割れ抵抗性を示し、異形部を鋼繊維全面
に加工したものに比べて最大２倍と高い性能を示した。
【００３７】一方、異形部を鋼繊維全面に付けたもの
は、曲げひび割れ発生後、曲げ変形が進行するにつれて
鋼繊維が次々に破断し、耐力の落込みが大きく曲げ靭性
係数の値も低かった。
は、曲げひび割れ発生後、曲げ変形が進行するにつれて
鋼繊維が次々に破断し、耐力の落込みが大きく曲げ靭性
係数の値も低かった。
【００３８】また、鋼繊維の分散性は、異形部を鋼繊維
全面に付けたものは、鋼繊維間のからみが大きく、コン
クリート中でところどころ鋼繊維が偏在しているのが見
受けられたが、本発明品は、からみの原因となる異形部
の個数が少ないため、鋼繊維のからみがなくコンクリー
トの中に均一に分散しており、分散性は良好であった。
本発明品の分散性の良さは鋼繊維の持つ優れた性能を更
に高めるものであり、ＳＦＲＣの靭性を著しく向上させ
ることになる。
全面に付けたものは、鋼繊維間のからみが大きく、コン
クリート中でところどころ鋼繊維が偏在しているのが見
受けられたが、本発明品は、からみの原因となる異形部
の個数が少ないため、鋼繊維のからみがなくコンクリー
トの中に均一に分散しており、分散性は良好であった。
本発明品の分散性の良さは鋼繊維の持つ優れた性能を更
に高めるものであり、ＳＦＲＣの靭性を著しく向上させ
ることになる。
【００３９】本発明による鋼繊維の好適な形状は以上述
べたように、鋼繊維両端にそれぞれ加工する異形部の個
数は３ないし４個を対称に配し、異形部を設けない中央
部の長さと鋼繊維の長さの比率は０．２〜０．６の範囲
が望ましく、また、鋼繊維の幅は０．８mmより小さいと
鋼繊維が破断する確率が高くなり好ましくなく、一方
１．２mmより大きいと鋼繊維自体の強度は高くなるがコ
ンクリート中に混入される鋼繊維の本数が少なくなるた
めコンクリート全面を補強できずに結局鋼繊維の補強効
果が充分に発揮できないことになる。
べたように、鋼繊維両端にそれぞれ加工する異形部の個
数は３ないし４個を対称に配し、異形部を設けない中央
部の長さと鋼繊維の長さの比率は０．２〜０．６の範囲
が望ましく、また、鋼繊維の幅は０．８mmより小さいと
鋼繊維が破断する確率が高くなり好ましくなく、一方
１．２mmより大きいと鋼繊維自体の強度は高くなるがコ
ンクリート中に混入される鋼繊維の本数が少なくなるた
めコンクリート全面を補強できずに結局鋼繊維の補強効
果が充分に発揮できないことになる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は、引張強度が６０〜１００kgf/
mm2 と伸線等に比べて安価な冷延薄鋼板を用いて薄板せ
ん断法により製造される繊維長さ４０〜６０mmのコンク
リート補強用鋼繊維において、鋼繊維の引張強度とコン
クリートとの付着強度がバランスする鋼繊維の好適な形
状として、鋼繊維の両端に対称にそれぞれ配する波形に
加工した異形部の個数ならびに異形部を設けない中央部
の長さと鋼繊維の長さの比率の好適範囲を設定したもの
である。
mm2 と伸線等に比べて安価な冷延薄鋼板を用いて薄板せ
ん断法により製造される繊維長さ４０〜６０mmのコンク
リート補強用鋼繊維において、鋼繊維の引張強度とコン
クリートとの付着強度がバランスする鋼繊維の好適な形
状として、鋼繊維の両端に対称にそれぞれ配する波形に
加工した異形部の個数ならびに異形部を設けない中央部
の長さと鋼繊維の長さの比率の好適範囲を設定したもの
である。
【００４１】本発明による鋼繊維をコンクリートに混入
することにより、コンクリートとの付着性能が良く、コ
ンクリートに外力が作用した場合、鋼繊維が高い付着性
能を維持しつつコンクリートに働く応力を最大限に分担
し、かつひび割れの発生を最小限にとどめ、ひび割れ発
生後はコンクリートの靭性を大幅に向上させるなど鋼繊
維に求められる要求を最大に発揮する作用効果を示し、
また生産性が高く極めて実用性の高い鋼繊維を提供し得
る。
することにより、コンクリートとの付着性能が良く、コ
ンクリートに外力が作用した場合、鋼繊維が高い付着性
能を維持しつつコンクリートに働く応力を最大限に分担
し、かつひび割れの発生を最小限にとどめ、ひび割れ発
生後はコンクリートの靭性を大幅に向上させるなど鋼繊
維に求められる要求を最大に発揮する作用効果を示し、
また生産性が高く極めて実用性の高い鋼繊維を提供し得
る。
【図１】鋼繊維の付着強度説明図。
【図２】本発明の鋼繊維の一実施例を示す材軸方向の横
断面図。
断面図。
【図３】図２のIII −III 矢視断面図。
【図４】モルタル中に埋め込んだ鋼繊維の引き抜き試験
の概念図。
の概念図。
１…基体部，２…異形部，３…鋼繊維、ｐ…基体部と異
形部が交互に現れるピッチ長さ、ｌ…鋼繊維長さ、Ａ…
異形部の張り出し面積、Ｐ…引き抜き力
形部が交互に現れるピッチ長さ、ｌ…鋼繊維長さ、Ａ…
異形部の張り出し面積、Ｐ…引き抜き力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 信行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 沢村 一巳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 庄司 弘 神奈川県横浜市港北区岸根町35番地１ 株式会社サンゴ内 (72)発明者 金子 富安 神奈川県横浜市港北区岸根町35番地１ 株式会社サンゴ内 (56)参考文献 特開 昭63−130846（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 14/48 B28B 23/02
Claims (2)
- 【請求項１】高張力鋼板を細くせん断加工して製造され
る長さ４０〜６０ｍｍ、幅０．８〜１．２ｍｍのコンク
リート補強用鋼繊維において、鋼繊維中央部の異形部を
設けない軸線部の両端に波形に加工した異形部を対称に
配し、鋼繊維長さと異形部を設けない軸線部の長さとの
比が、０．２〜０．６の範囲内にあることを特徴とする
コンクリート補強用鋼繊維。 - 【請求項２】鋼繊維の引張強度が６０〜１００ｋｇｆ／
ｍｍ２の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載
のコンクリート補強用鋼繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15565393A JP3190178B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | コンクリート補強用鋼繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15565393A JP3190178B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | コンクリート補強用鋼繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0710619A JPH0710619A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3190178B2 true JP3190178B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=15610672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15565393A Expired - Fee Related JP3190178B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | コンクリート補強用鋼繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190178B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15565393A patent/JP3190178B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0710619A (ja) | 1995-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |