JP5939567B2 - Cement reinforcement - Google Patents
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本発明はコンクリート構造物又はモルタル構造物を補強するために使用するセメント補強材に関する。 The present invention relates to a cement reinforcement used to reinforce a concrete structure or a mortar structure.
コンクリートやモルタルは土木分野及び建築分野の堅固な構造物の材料として幅広く利用されている。しかしながら、地震による振動又は人為的な振動が加わると、このような構造物にはひび割れが発生しこのひび割れは構造物全体に広がって構造物の耐久性を急激に低下させる。こういったひび割れに対処するためには、構造物の表面に塗装を施したり、シートを貼り付けたりすればよいが、このような対処方法では労力と経費がかかりすぎる。 Concrete and mortar are widely used as materials for solid structures in the civil engineering and construction fields. However, when a vibration caused by an earthquake or an artificial vibration is applied, a crack is generated in such a structure, and the crack spreads over the entire structure, and the durability of the structure is rapidly reduced. In order to cope with such cracks, the surface of the structure may be painted or a sheet may be attached. However, such a countermeasure requires too much labor and cost.
そこで、例えば覆工用の未硬化のコンクリートやモルタルに長さ数十mmの補強用短繊維であるセメント補強材を混入する方法が採用されている(例えば特許文献1及び特許文献2参照)。
Therefore, for example, a method of mixing a cement reinforcing material, which is a short fiber for reinforcement having a length of several tens mm, into uncured concrete or mortar for lining (see, for example,
特許文献1では、エンボス加工が施されているポリオレフィン延伸テープを適宜の長さに切断したセメント補強材を用い、エンボス加工によりコンクリート又はモルタルへのセメント補強材の物理的結合を増加させている。また、特許文献2では、セメント状材料に短く切断したポリビニルアルコール繊維を混入してセメント材料の曲げ強さや衝撃強さを向上させている。
In
ところで、短繊維状のセメント補強材をコンクリート又はモルタル中に混入すると、補強材が例えば樹脂製であり密度の低いものである場合には、この補強材はコンクリート又はモルタル中で浮上する。反対に補強材が例えば鋼製であり密度の高いものである場合には、この補強材はコンクリート又はモルタル中で沈降する。補強材が浮上したり沈降したりして均一に分散していないコンクリート又はモルタルを例えば打設してコンクリート等構造物を製造すると補強材が構造物全体に行き渡らないので、上側及び下側の一方側だけが補強され、他方側では十分な補強効果を確保できない。また、全体的な補強効果の向上を目的として補強材を多量にコンクリート等に混入すれば、構造物がコスト高となってしまうし、密度の低い補強材の場合には、構造物の表面側に多量の補強材が浮き上がって見栄えが悪くなるおそれもある。また、補強材の密度が大きければ打設時の跳返りが問題となるし、密度の低い補強材を用いて天井を覆工すると、天井表面のひび割れ抑制効果は期待できなくなる。 By the way, when a short fiber cement reinforcing material is mixed in concrete or mortar, when the reinforcing material is made of resin and has a low density, the reinforcing material floats in the concrete or mortar. On the other hand, when the reinforcing material is made of, for example, steel and has a high density, the reinforcing material settles in concrete or mortar. If a concrete or mortar that is not evenly dispersed due to the rise or sink of the reinforcing material is cast, for example, to produce a structure such as concrete, the reinforcing material does not reach the entire structure. Only the side is reinforced, and the other side cannot secure a sufficient reinforcing effect. In addition, if a large amount of reinforcing material is mixed into concrete or the like for the purpose of improving the overall reinforcing effect, the structure becomes expensive. In the case of a reinforcing material with low density, the surface side of the structure In addition, a large amount of the reinforcing material may be lifted and the appearance may be deteriorated. In addition, if the density of the reinforcing material is large, rebounding at the time of placement becomes a problem, and if the ceiling is covered with a reinforcing material having a low density, the effect of suppressing cracks on the ceiling surface cannot be expected.
したがって、特許文献1や特許文献2の技術のように補強材とコンクリート又はモルタルとの結合強度だけを高めても構造物の補強には限界がある。
Therefore, there is a limit to the reinforcement of the structure even if only the bonding strength between the reinforcing material and concrete or mortar is increased as in the techniques of
そこで本発明は、コンクリートやモルタルに混入した場合に、コンクリート等に均一に分散し、構造物を全体的に安価に補強できるセメント補強材の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cement reinforcing material that can be uniformly dispersed in concrete or the like when mixed in concrete or mortar and can reinforce the structure as a whole at low cost.
この目的を達成するための本発明のセメント補強材は、未硬化のコンクリート又はモルタルへの混入により硬化後のコンクリート又はモルタルを補強するセメント補強材であって、長さ方向に延びる中空部が形成された短繊維と、前記中空部に充填又は収容された、前記短繊維又は前記短繊維の材料の密度と異なる密度の密度調整材と、を備えているものである。ここでは、密度が例えば7.9〜8.9g/cm3である金属製の短繊維を用いる場合には、密度が例えば0.9g/cm3程度の溶融ワックス又は溶融樹脂といった低密度の密度調整材を用い、補強材の平均密度を金属製短繊維の密度よりも低下させ、コンクリートやモルタル材料の密度に一致させ又は近づける。あるいは、密度が例えば0.9g/cm3程度である樹脂製の短繊維を用いる場合には、密度が例えば7.9〜8.9g/cm3の金属製繊維といった高密度の密度調整材を用い、補強材の平均密度を樹脂製短繊維の密度よりも増加させ、やはりコンクリートやモルタル材料の密度に一致させ又は近づける。中空部は長さ方向両端で開口していても長さ方向一端でのみ開口していてもよい。場合によっては中空部の両端が閉塞される。 In order to achieve this object, the cement reinforcing material of the present invention is a cement reinforcing material that reinforces hardened concrete or mortar by mixing with uncured concrete or mortar, and a hollow portion extending in the length direction is formed. And a density adjusting material having a density different from the density of the short fiber or the material of the short fiber, which is filled or accommodated in the hollow portion. Here, if the density is used a metallic short fibers, for example 7.9~8.9g / cm 3, the density of the low density such density for example 0.9 g / cm 3 order of molten wax or molten resin Using an adjusting material, the average density of the reinforcing material is made lower than the density of the short metal fibers, and is made to match or approach the density of the concrete or mortar material. Alternatively, when resin short fibers having a density of, for example, about 0.9 g / cm 3 are used, a high density density adjusting material such as metal fibers having a density of, for example, 7.9 to 8.9 g / cm 3 is used. Used, the average density of the reinforcing material is increased more than the density of the resin short fibers, and also matches or approaches the density of the concrete or mortar material. The hollow portion may be opened at both ends in the length direction or may be opened only at one end in the length direction. In some cases, both ends of the hollow portion are closed.
ところで、セメント補強材は、コンクリート又はモルタル中での均一な分散性とともに、硬化したコンクリート又はモルタルとの強固な結合性を有することが好ましい。ここで、密度調整材としてセメント材料を用いれば、セメント補強材の中空部に充填されたセメント材料の硬化時期と、セメント補強材を混入したコンクリート又はモルタルの硬化時期を容易に一致させることができる。そうすると、コンクリート又はモルタルと中空部内のセメント材料とが同時に硬化して一体化されるので、セメント補強材はコンクリート又はモルタルと強固に結合することとなる。 By the way, it is preferable that the cement reinforcing material has strong bondability with hardened concrete or mortar as well as uniform dispersibility in concrete or mortar. Here, if a cement material is used as the density adjusting material, the setting time of the cement material filled in the hollow portion of the cement reinforcing material and the setting time of the concrete or mortar mixed with the cement reinforcing material can be easily matched. . If it does so, since concrete or mortar and the cement material in a hollow part will be hardened | cured and integrated simultaneously, a cement reinforcement will be firmly combined with concrete or mortar.
コンクリートやモルタルのひび割れ抑制効果はセメント補強材の短繊維の引張強度を大きくすることにより向上し、短繊維の引張強度は断面積を大きくすることにより増加する。しかしながら、短繊維の引張強度の増加率は、断面積がある程度の大きさになるとそれ以上断面積を大きくしても低下する。また、短繊維によるひび割れ抑制効果は、コンクリート又はモルタルの単位体積当りのセメント補強材又は短繊維の数量が減少すると低下する傾向にあるので、短繊維の大きさをあまり大きくするのは得策ではない。したがって、「鋼繊維補強コンクリート設計施工マニュアル」((社)鋼材倶楽部SFRC構造設計施工研究会1995年発行)では、補強用短繊維として長さが25mm〜60mmで、直径0.3mm〜0.8mmのものが指定されている。「鋼繊維補強コンクリート設計施工マニュアル」は補強用鋼製短繊維についてのものであるが、その他の金属製、樹脂製又はセラミックス製短繊維でも同様の寸法のものを用いるのが好ましいと思われる。そして、このような大きさの短繊維の中空部には、液状又はペースト状のセメント材料であって、構造物の覆工用のコンクリートやモルタルのような骨材が混入しているもの、ではないものを用いるのが好ましい。したがって、短繊維の中空部に充填するセメント材料としてはセメントペースト(セメント+水、セメント+水+混和剤)が適している。また、セメント材料として細骨材(砂)を含んだセメントペースト(モルタル)を用いる場合にも、使用する細骨材は、構造物の覆工用のモルタルに使用されているものと比較して小径とするのが好ましい。そして、このような小径の短繊維の中空部にセメントペーストを充填するには、毛細管現象を利用したり、短繊維を減圧室内に収容して減圧室内を真空引きし、真空引きした減圧室内にセメントペーストを引き込んで中空部に充填するといった強制充填方法などを採用することが効果的である。 The crack suppression effect of concrete and mortar is improved by increasing the tensile strength of the short fibers of the cement reinforcement, and the tensile strength of the short fibers is increased by increasing the cross-sectional area. However, the rate of increase in the tensile strength of short fibers decreases when the cross-sectional area is increased to some extent, even if the cross-sectional area is further increased. In addition, the effect of suppressing cracking by short fibers tends to decrease as the number of cement reinforcements or short fibers per unit volume of concrete or mortar decreases, so it is not a good idea to increase the size of the short fibers too much. . Therefore, in the “steel fiber reinforced concrete design and construction manual” (issued in 1995 by the Steel Club SFRC Structural Design and Construction Study Group), the length of the reinforcing short fiber is 25 mm to 60 mm and the diameter is 0.3 mm to 0.8 mm. Is specified. The “steel fiber reinforced concrete design and construction manual” is about reinforcing steel short fibers, but it is preferable to use other metal, resin or ceramic short fibers having the same dimensions. And in the hollow part of the short fiber of such a size, it is a liquid or paste-like cement material mixed with aggregates such as concrete and mortar for lining the structure. It is preferable to use those not present. Therefore, cement paste (cement + water, cement + water + admixture) is suitable as a cement material to be filled in the hollow portion of the short fiber. Also, when cement paste (mortar) containing fine aggregate (sand) is used as cement material, the fine aggregate used is compared with that used in mortar for structural lining. A small diameter is preferred. And, in order to fill the cement paste into the hollow portion of such a short fiber having a small diameter, the capillary phenomenon is used, or the short fiber is accommodated in the decompression chamber and the decompression chamber is evacuated, and the evacuated decompression chamber is filled. It is effective to employ a forced filling method such as drawing in the cement paste and filling the hollow part.
本発明では、密度調整材としてセメントペースト以外の材料を用いることもできる。例えば、大きい密度の金属製又はセラミックス製短繊維の中空部に、密度調整材として小さい密度の樹脂製繊維を挿入して充填又は収容してもよい。あるいは、すでに述べたように、大きい密度の金属製又はセラミックス製短繊維の中空部に、密度調整材として小さい密度の溶融樹脂又は溶融ワックスを充填又は収容してもよい。反対に、小さい密度の樹脂製短繊維の中空部に、密度調整材として大きい密度の金属製又はセラミックス製繊維を挿入して充填又は収容することもできる。溶融樹脂や溶融ワックスを用いる場合にも、毛細管現象や強制充填方法を利用して溶融樹脂や溶融ワックスを充填又は収容することができる。 In the present invention, materials other than cement paste can be used as the density adjusting material. For example, a resin fiber having a low density may be inserted or filled into a hollow portion of a high-density metal or ceramic short fiber as a density adjusting material. Alternatively, as already described, a hollow portion of a high-density metal or ceramic short fiber may be filled or accommodated with a low-density molten resin or wax as a density adjusting material. On the contrary, a high density metal or ceramic fiber may be inserted into the hollow portion of the low density resin short fiber as a density adjusting material to be filled or accommodated. Even when a molten resin or a molten wax is used, the molten resin or the molten wax can be filled or accommodated using a capillary phenomenon or a forced filling method.
構造物の製造材料であるコンクリートやモルタルは、セメントに水を加え、骨材を混入したものであり、製造する構造物の種類や用途に応じてセメント、水及び骨材の配合比は変化するが、(2.6±0.3)g/cm3の密度に調整されるのが一般的である。したがって、セメント補強材のコンクリート又はモルタル中での良好な分散性を確保するためには、セメント補強材の平均密度をコンクリート又はモルタルの密度である(2.6±0.3)g/cm3内に収めておくことが効果的である。したがって、短繊維の密度をR1(g/cm3)、内径をD1(cm)、外径をD2(cm)とし、密度調整材の密度をR2(g/cm3)、直径をD3(cm)としたとき、次の条件を満足するようにセメント補強材を構成するのが好ましい。
2.3≦(R1・D2 2+R2・D3 2−R1・D1 2)/D2 2≦2.9
Concrete and mortar, which are materials for manufacturing structures, are made by adding water to cement and mixing aggregates, and the mixing ratio of cement, water, and aggregates changes depending on the type and use of the structure to be manufactured. Is typically adjusted to a density of (2.6 ± 0.3) g / cm 3 . Therefore, in order to ensure good dispersibility of the cement reinforcing material in the concrete or mortar, the average density of the cement reinforcing material is the density of the concrete or mortar (2.6 ± 0.3) g / cm 3. It is effective to keep it inside. Accordingly, the density of the short fibers is R 1 (g / cm 3 ), the inner diameter is D 1 (cm), the outer diameter is D 2 (cm), the density of the density adjusting material is R 2 (g / cm 3 ), and the diameter It is preferable that the cement reinforcing material is configured so as to satisfy the following condition when D 3 (cm).
2.3 ≦ (R 1 · D 2 2 + R 2 · D 3 2 −R 1 · D 1 2 ) / D 2 2 ≦ 2.9
なお、大きい密度の金属製又はセラミックス製短繊維を用いる場合には、中空部を、短繊維の長さ方向両端部で閉塞するように形成し、この中空部に空気又は不活性ガスを封入しておくこともできる。そして、この場合のセメント補強材は、短繊維の密度をR1(g/cm3)、内径をD1(cm)、外径をD2(cm)としたとき、次の条件を満足することが好ましい。
2.3≦(R1・D2 2−R1・D1 2)/D2 2≦2.9
When using high-density metal or ceramic short fibers, the hollow part is formed so as to be closed at both ends in the length direction of the short fiber, and air or inert gas is enclosed in the hollow part. You can also keep it. The cement reinforcing material in this case satisfies the following conditions when the density of short fibers is R 1 (g / cm 3 ), the inner diameter is D 1 (cm), and the outer diameter is D 2 (cm). It is preferable.
2.3 ≦ (R 1 · D 2 2 −R 1 · D 1 2 ) / D 2 2 ≦ 2.9
また、本発明のコンクリート又はモルタルの補強方法は、コンクリート又はモルタルの補強方法であって、少なくとも長さ方向一端が開口している長さ方向に延びる中空部が形成された短繊維を準備する繊維準備工程と、前記短繊維の前記中空部に前記短繊維の密度と異なる密度の液状又はペースト状の密度調整材を充填又は収容してセメント補強材を構成する構成工程と、構成したセメント補強材を未硬化の構造物用材料であるコンクリート又はモルタル中に混入し、硬化したこのコンクリート又はモルタルを補強する補強工程と、を備えるものである。 The method for reinforcing concrete or mortar according to the present invention is a method for reinforcing concrete or mortar, and is a fiber for preparing short fibers in which at least one end in the length direction is open and a hollow portion extending in the length direction is formed. A preparation step, a constitution step of filling or containing a liquid or paste density adjusting material having a density different from the density of the short fibers in the hollow portion of the short fibers to constitute a cement reinforcing material, and the constituted cement reinforcing material In a concrete or mortar, which is an uncured structural material, and a reinforcing step for reinforcing the hardened concrete or mortar.
本発明では、短繊維製セメント補強材の密度をコンクリート又はモルタルの密度に対応させるようにしているので、優れた補強強度を発揮できるセメント補強材及びコンクリート又はモルタルの補強方法が提供できる。 In the present invention, since the density of the short fiber cement reinforcing material is made to correspond to the density of concrete or mortar, it is possible to provide a cement reinforcing material and a concrete or mortar reinforcing method capable of exhibiting excellent reinforcing strength.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明に係る第1のセメント補強材を示す図、図2は第1のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 1 is a view showing a first cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing a manufacturing method of the first cement reinforcing material.
第1のセメント補強材1は、ポリエチレン製短繊維3の長さ方向一端で開口し、長さ方向他端で閉塞(符号4参照)している長さ方向に延びた中空部5にセメントペースト7を充填して構成されている。このような第1のセメント補強材1を製造するには、例えば3cmに切断された片側開口のポリエチレン製短繊維3を減圧室9内に収容し、この減圧室9内を真空引きして減圧してから(図2a)、減圧状態を保持した減圧室9内にセメントペース7を引き込み、ポリエチレン製短繊維3の中空部5に充填する(図2b)。なお、第1のセメント補強材1(ポリエチレン製短繊維3)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート又はモルタルとの結合強度を向上させてもよい。ポリエチレン製短繊維3としては、内径0.075cm、外径0.08cm、密度0.9g/cm3のものを使用し、セメントペースト7としては密度2.6g/cm3のものを使用する。この第1のセメント補強材1の平均密度は、他端側の閉塞部の質量は無視できるので、(0.9×0.082+2.6×0.0752−0.9×0.0752)/0.082=2.3g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。
The first
図3は本発明に係る第2のセメント補強材を示す図、図4は第2のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a second cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a method for producing the second cement reinforcing material.
第2のセメント補強材11は、ポリエチレン製短繊維13の長さ方向に貫通した中空部15にセメントペースト7を充填して構成されている。このような第2のセメント補強材11を製造するには、例えば3cmに切断されたポリエチレン製短繊維13をセメントペースト7が入れられた容器17内に投入する。そうすると、毛細管現象によりこのセメントペースト7が中空部15内に入り込み充填される(図4)。なお、第2のセメント補強材11(ポリエチレン製短繊維13)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート又はモルタルとの結合強度を向上させてもよい。ポリエチレン製短繊維13としては、内径0.01cm、外径0.011cm、密度0.9g/cm3のものを使用し、セメントペースト7としては密度2.6g/cm3のものを使用する。この第2のセメント補強材11の平均密度は、(0.9×0.0112+2.6×0.012−0.9×0.012)/0.0112=2.3g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。
The second
第1のセメント補強材1、第2のセメント補強材11は、粗骨材、細骨材、早強ポルトランドセメント及び水を順次コンクリートミキサーに投入し混練することにより密度2.3g/cm3乃至2.9g/cm3に調整した建造物コンクリート材料中に混入すると均一に分散し、また、充填されたセメントペースト7とコンクリート材料の硬化時期を一致させることにより、第1のセメント補強材1、第2のセメント補強材11と硬化したコンクリート材料との結合強度が増加する。
The first
ここでは、第1のセメント補強材1の短繊維3、第2のセメント補強材11の短繊維13の材料としてポリエチレンを用いたが、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ビニロン、PET、アラミド、アクリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのその他の樹脂材料を使用することもできる。
Here, polyethylene was used as the material of the
図5は本発明に係る第3のセメント補強材を示す図、図6は第3のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 5 is a view showing a third cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 6 is a view showing a manufacturing method of the third cement reinforcing material.
第3のセメント補強材19は、鋼製短繊維21の長さ方向一端で開口し、長さ方向他端で閉塞(符号22参照)している長さ方向に延びた中空部23に溶融ワックス25を充填して構成されている。このような第3のセメント補強材19を製造するには、例えば3cmに切断された片側開口の鋼製短繊維21を減圧室9内に収容し、この減圧室9内を真空引きして減圧してから(図6a)、減圧状態を保持した減圧室9内に溶融ワックス25を引き込み、鋼製短繊維21の中空部23に充填する(図6b)。なお、第3のセメント補強材19(鋼製短繊維21)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート又はモルタルとの結合強度を向上させてもよい。鋼製短繊維21としては、内径0.07cm、外径0.08cm、密度7.9g/cm3のものを使用し、溶融ワックス25としては密度0.9g/cm3のものを使用する。この第3のセメント補強材19の平均密度は、他端側の閉塞部の質量は無視できるので、(7.9×0.082+0.9×0.072−7.9×0.072)/0.082=2.5g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。
The third
図7は本発明に係る第4のセメント補強材を示す図、図8は第4のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 7 is a view showing a fourth cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 8 is a view showing a manufacturing method of the fourth cement reinforcing material.
第4のセメント補強材27は鋼製短繊維29の長さ方向に貫通した中空部31に溶融ワックス25を充填して構成されている。このような第4のセメント補強材27を製造するには、例えば3cmに切断された鋼製短繊維29を溶融ワックス25が入れられた容器33内に投入する。そうすると、毛細管現象によりこの溶融ワックス25が中空部31内に入り込み充填される(図8)。なお、第4のセメント補強材27(鋼製短繊維29)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート又はモルタルとの結合強度を向上させてもよい。鋼製短繊維29としては、内径0.012cm、外径0.014cm、密度7.9g/cm3のものを使用し、溶融ワックス25としては密度0.9g/cm3のものを使用する。この第4のセメント補強材27の平均密度は、(7.9×0.0142+0.9×0.0122−7.9×0.0122)/0.0142=2.7g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。
The fourth
ここでは、第3のセメント補強材19、第4のセメント補強材27に鋼製の短繊維21、29を用いたが、ステンレス、銅、しんちゅうなどのその他の金属材料やジルコニア、アルミナなどのセラミックス材料を用いることもできる。また、密度調整材として溶融ワックス25を用いたが、溶融樹脂を用いることもできる。溶融樹脂としては、ポリエチレンを用いることができる。
Here, although the steel
なお、片側開口の中空部の形成は、短繊維を長い繊維から切断するときに、例えば加熱カッタと非加熱カッタを交互に用いることにより行うことができる。加熱カッタは短繊維の長さ方向他端側の切断口を溶融して閉塞する。 In addition, formation of the hollow part of one side opening can be performed by using a heating cutter and a non-heating cutter alternately, for example, when cut | disconnecting a short fiber from a long fiber. The heating cutter melts and closes the cut end on the other end side in the length direction of the short fiber.
図9は本発明に係る第5のセメント補強材を示す図、図10は第5のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a fifth cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing a fifth method for producing a cement reinforcing material.
第5のセメント補強材35はポリエチレン製短繊維37の長さ方向に貫通した中空部39に鋼製繊維41を挿入し充填して構成されている。このような第5のセメント補強材35を製造するには、まず、大きな内径のポリエチレン製繊維管43内に小径の鋼製繊維45を挿入しながらポリエチレン製繊維管43及び鋼製繊維45を繰り出し、このポリエチレン製繊維管43を高温槽47(例えば250度の加熱層)内に通してポリエチレン製繊維管43を熱収縮させ鋼製繊維45に密着させる。このようにして鋼製繊維45と一体化されたポリエチレン製繊維管43を適当な長さ(例えば3cm)にカッタ49で切断して図9に示す第5のセメント補強材35を構成する。なお、第5のセメント補強材35(ポリエチレン製短繊維37)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート材料との結合強度を向上させてもよい。ポリエチレン製繊維管43としては、内径0.05cm、外径0.08cm、密度0.9g/cm3のものを使用し、鋼製繊維45としては直径0.04cm、密度7.9g/cm3のものを使用する。この第5のセメント補強材35の平均密度は、熱収縮によるポリエチレン製繊維管43の外径の変化は無視できるので、(0.9×0.082+7.9×0.042−0.9×0.042)/0.082=2.6g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。ここでは、第5のセメント補強材35の短繊維37の材料としてポリエチレンを用いたが、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ビニロン、PET、アラミド、アクリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのその他の樹脂材料を使用することもできる。また、第5のセメント補強材35の密度調整材として鋼製のものを用いているが、ステンレス、銅、しんちゅうなどのその他の金属材料やジルコニア、アルミナなどのセラミックス材料を用いることもできる。
The fifth
図11は本発明に係る第6のセメント補強材を示す図、図12は第6のセメント補強材の製造方法を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a sixth cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a sixth method for producing a cement reinforcing material.
第6のセメント補強材51は鋼製短繊維53の長さ方向に貫通した中空部55にポリエチレン製繊維57を挿入し充填して構成されている。このような第6のセメント補強材51を製造するには、鋼製繊維管59内にポリエチレン製繊維61を挿入しながら鋼製繊維管59及びポリエチレン製繊維61を繰り出し、適当な長さ(例えば3cm)にカッタ63で切断して図11に示す第6のセメント補強材51を構成する。なお、第6のセメント補強材51(鋼製短繊維53)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート材料との結合強度を向上させてもよい。鋼製繊維管59としては、内径0.07cm、外径0.08cm、密度7.9g/cm3のものを使用し、ポリエチレン製繊維61としては外径0.065cm、密度0.9g/cm3のものを使用する。この第6のセメント補強材51の平均密度は、(7.9×0.082+0.9×0.0652−7.9×0.072)/0.082=2.4g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。ここでは、鋼製の短繊維53を用いているが、第6のセメント補強材51の短繊維53の材料としてステンレス、銅、しんちゅうなどのその他の金属材料やジルコニア、アルミナなどのセラミックス材料を用いることもできる。また、密度調整材としてポリエチレンを用いたが、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ビニロン、PET、アラミド、アクリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのその他の樹脂材料を使用することもできる。
The sixth
図13は本発明に係る第7のセメント補強材を示す図、図14は第7のセメント補強材の製造方法を説明する概念図である。 FIG. 13 is a diagram showing a seventh cement reinforcing material according to the present invention, and FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining a manufacturing method of the seventh cement reinforcing material.
第7のセメント補強材65は鋼製短繊維67の長さ方向に延びる中空部69が両端部で閉塞され(符号71参照)、この中空部69内に空気又は不活性ガスが封入されているものである。第7のセメント補強材65を製造するには、長さ方向に貫通している中空部73を有する鋼製繊維管75を、空気又は不活性ガス雰囲気内で繰り出し、適当な長さ(例えば3cm)に切断して図13に示す第7のセメント補強材65を構成する(切断個所77参照)。切断を加熱カッタ79で行い、両端の切断口を切断時に溶融して閉塞することにより、鋼製短繊維67の中空部69の両端が閉塞された第7のセメント補強材65を得ることができる。なお、第7のセメント補強材65(鋼製短繊維67)の表面に凹凸加工を施し、コンクリート材料との結合強度を向上させてもよい。鋼製繊維管75としては、内径0.065cm、外径0.08cm、密度7.9g/cm3のものを使用する。この第7のセメント補強材65の平均密度は、両端側の閉塞部の質量は無視できるので、(7.9×0.082−7.9×0.0652)/0.082=2.6g/cm3(小数点第2位以下切り捨て)となる。
In the seventh
第1乃至第7のセメント補強材1、11、19、27、35、51、65は、より具体的には、例えば、粗骨材(表乾比重2.66)389部 細骨材(表乾比重2.66)389部、早強ポルトランドセメント(密度3.05g/cm3)15部、水7.5部を順次コンクリートミキサーに投入し、3分間混錬した、密度2.3g/cm3乃至2.9g/cm3のものに投入して、優れた補強効果を発揮するものである。
More specifically, the first to seventh
本発明は、コンクリート又はモルタル建造物の補強材として使用できる。 The present invention can be used as a reinforcement for concrete or mortar buildings.
1 第1のセメント補強材
3、13、21、29、37、53、67 短繊維
5、15、23、31、39、55、69 中空部
7 セメントペースト(密度調整材)
11 第2のセメント補強材
19 第3のセメント補強材
25 溶融ワックス(密度調整材)
27 第4のセメント補強材
35 第5のセメント補強材
41 鋼製繊維(密度調整材)
51 第6のセメント補強材
57 ポリエチレン製繊維(密度調整材)
65 第7のセメント補強材
DESCRIPTION OF
11 Second
27 4th
51 6th
65 Seventh cement reinforcement
Claims (2)
長さ方向に延びる中空部が形成された短繊維と、前記中空部に充填又は収容された、前記短繊維の材料の密度と異なる密度の密度調整材と、を備え、
前記短繊維は金属製、セラミックス製又は樹脂製、前記密度調整材はセメントペーストであり、
前記短繊維の密度をR 1 (g/cm 3 )、内径をD 1 (cm)、外径をD 2 (cm)とし、前記密度調整材の密度をR 2 (g/cm 3 )、直径をD 3 (cm)としたとき、次の条件を満足することを特徴とするセメント補強材。
2.3≦(R 1 ・D 2 2 +R 2 ・D 3 2 −R 1 ・D 1 2 )/D 2 2 ≦2.9 Cement reinforcement that reinforces concrete or mortar after hardening by mixing into uncured concrete or mortar,
A short fiber in which a hollow portion extending in the length direction is formed, and a density adjusting material having a density different from the density of the material of the short fiber filled or contained in the hollow portion,
The short fibers are metal, ceramics or resin, wherein the density adjusting material Ri der cement paste,
The density of the short fiber is R 1 (g / cm 3 ), the inner diameter is D 1 (cm), the outer diameter is D 2 (cm), the density of the density adjusting material is R 2 (g / cm 3 ), and the diameter A cement reinforcing material characterized by satisfying the following conditions when D 3 (cm).
2.3 ≦ (R 1 · D 2 2 + R 2 · D 3 2 −R 1 · D 1 2 ) / D 2 2 ≦ 2.9
長さ方向に延びる中空部が形成された短繊維と、前記中空部に充填又は収容された、前記短繊維の材料の密度と異なる密度の密度調整材と、を備え、
前記短繊維は金属製又はセラミックス製、前記密度調整材は溶融ワックスであり、
前記短繊維の密度をR 1 (g/cm 3 )、内径をD 1 (cm)、外径をD 2 (cm)とし、前記密度調整材の密度をR 2 (g/cm 3 )、直径をD 3 (cm)としたとき、次の条件を満足することを特徴とするセメント補強材。
2.3≦(R 1 ・D 2 2 +R 2 ・D 3 2 −R 1 ・D 1 2 )/D 2 2 ≦2.9 Cement reinforcement that reinforces concrete or mortar after hardening by mixing into uncured concrete or mortar,
A short fiber in which a hollow portion extending in the length direction is formed, and a density adjusting material having a density different from the density of the material of the short fiber filled or contained in the hollow portion,
The short fibers are metal or ceramic, the density adjusting material is Ri molten wax der,
The density of the short fiber is R 1 (g / cm 3 ), the inner diameter is D 1 (cm), the outer diameter is D 2 (cm), the density of the density adjusting material is R 2 (g / cm 3 ), and the diameter A cement reinforcing material characterized by satisfying the following conditions when D 3 (cm).
2.3 ≦ (R 1 · D 2 2 + R 2 · D 3 2 −R 1 · D 1 2 ) / D 2 2 ≦ 2.9
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