JPH01153563A - コンクリート補強材 - Google Patents
コンクリート補強材Info
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- JPH01153563A JPH01153563A JP31097287A JP31097287A JPH01153563A JP H01153563 A JPH01153563 A JP H01153563A JP 31097287 A JP31097287 A JP 31097287A JP 31097287 A JP31097287 A JP 31097287A JP H01153563 A JPH01153563 A JP H01153563A
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 77
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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
- E04C5/073—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
- E04C5/012—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分！）
この発明は鉄筋等の補強材を用いることができない薄肉
のコンクリート製品や、土木、建築におけるコンクリー
ト構造物に適用するのに好適な鋼繊維等による補強材に
関する。
のコンクリート製品や、土木、建築におけるコンクリー
ト構造物に適用するのに好適な鋼繊維等による補強材に
関する。
（従来の技術）
従来のコンクリ−１〜補強材料である鋼繊維は第７図に
示すような短繊維となっていて、その直径が０．３〜０
．６＋＋＋ｍと細く、長さは２０〜４０１１Ｉ１１程度
の短いものである。これら鋼繊維１１をコンクリート中
に理想的平行配向で分散させた場合には鋼繊維を使用し
ないコンクリートより各種の品質性状を向上させる利点
を有している。しかしながら、これらの鋼繊維をミキサ
ー中に投入しセメントや骨材と一緒に混線を行い、コン
クリート型枠中に打設し製品とする過程のなかで鋼繊維
を十分均等にコンクリート中に分散させることが現状で
は技術的に困難であり、これに加えてミキサー中でコン
クリートの混練り時に第８図に示すようにファイバーボ
ールが多数発生する欠点を有している。ファイバーボー
ルとは一般に小量のセメントペーストや砂粒又はモルタ
ルに多量のｅｘａ維がからみ合うと形成される「玉」の
ことであり、このファイバーボールは一旦生じるとこれ
を再び分解することは不可能である。因みに直径が５０
ｍａ＋程度のファイバーボールには約１０００本もの鋼
繊維が集合していることがある。
示すような短繊維となっていて、その直径が０．３〜０
．６＋＋＋ｍと細く、長さは２０〜４０１１Ｉ１１程度
の短いものである。これら鋼繊維１１をコンクリート中
に理想的平行配向で分散させた場合には鋼繊維を使用し
ないコンクリートより各種の品質性状を向上させる利点
を有している。しかしながら、これらの鋼繊維をミキサ
ー中に投入しセメントや骨材と一緒に混線を行い、コン
クリート型枠中に打設し製品とする過程のなかで鋼繊維
を十分均等にコンクリート中に分散させることが現状で
は技術的に困難であり、これに加えてミキサー中でコン
クリートの混練り時に第８図に示すようにファイバーボ
ールが多数発生する欠点を有している。ファイバーボー
ルとは一般に小量のセメントペーストや砂粒又はモルタ
ルに多量のｅｘａ維がからみ合うと形成される「玉」の
ことであり、このファイバーボールは一旦生じるとこれ
を再び分解することは不可能である。因みに直径が５０
ｍａ＋程度のファイバーボールには約１０００本もの鋼
繊維が集合していることがある。
ファイバーボールの発生原因を材料面から考えると鋼繊
維が細いとき、鋼繊維が長いとき、粗骨材が大きいとき
多量に発生する。また、鋼繊維のミキサー中への投入方
法によってもその発生量は大きく左右されている。この
ファイバーボールによりコンクリート中の鋼繊維は分散
されずに偏るため、コンクリ−１への強度は設計よりは
るかに低いものとなり、鋼繊維を混入した効果が著しく
失われる。このファイバーボールの発生を防止するため
、鋼繊維を太くすることが考えられるが、この場合コン
クリートを型枠の中で締固める際に鋼繊維がコンクリー
トより分離して下方に沈降するという現象を発生する。
維が細いとき、鋼繊維が長いとき、粗骨材が大きいとき
多量に発生する。また、鋼繊維のミキサー中への投入方
法によってもその発生量は大きく左右されている。この
ファイバーボールによりコンクリート中の鋼繊維は分散
されずに偏るため、コンクリ−１への強度は設計よりは
るかに低いものとなり、鋼繊維を混入した効果が著しく
失われる。このファイバーボールの発生を防止するため
、鋼繊維を太くすることが考えられるが、この場合コン
クリートを型枠の中で締固める際に鋼繊維がコンクリー
トより分離して下方に沈降するという現象を発生する。
このように従来のｇＲ織繊維、細い場合でも太い場合で
もコンクリート中に一様分布を示さず、固まったコンク
リートの強度に場所により強弱の差が生じる欠点を有し
ている。
もコンクリート中に一様分布を示さず、固まったコンク
リートの強度に場所により強弱の差が生じる欠点を有し
ている。
また、鋼繊維を太くすることはコンクリート中に分散し
ている鋼繊維の数とその全表面積を減少させることにな
り、鋼繊維コンクリートの強化機構理論にも反するので
、一般には前述の如く細く短いものが使用されている。
ている鋼繊維の数とその全表面積を減少させることにな
り、鋼繊維コンクリートの強化機構理論にも反するので
、一般には前述の如く細く短いものが使用されている。
その他の欠点としては、Ｒｍ維が理想的な平行配向がな
された場合を想定している設計上の強度より、現場にお
いてランダムに配向されたまま固まったコンクリートの
強度の方が低いことがあげられる。これはコンクリート
中における鋼繊維の間隔が大きな要因とされている。−
般゛にコンクリートの強度はひび割れに支配されるが、
実験によれば短い鋼繊維を混入したコンクリートのひび
割れは繊維間隔によって支配されていることが第９図の
グラフに示されるように確かめられている。このグラフ
によればコンクリートのひび割れ改善に省効な繊維間隔
は７．５〜１２．７ｍｍであることが明らかである。し
かしながら従来のコンクリート補強材であるＳ繊維をコ
ンクリートの強度改善に最適である前記間隔に理想的に
平行配列することは、その材料の有する特性から技術的
に不可能である。
された場合を想定している設計上の強度より、現場にお
いてランダムに配向されたまま固まったコンクリートの
強度の方が低いことがあげられる。これはコンクリート
中における鋼繊維の間隔が大きな要因とされている。−
般゛にコンクリートの強度はひび割れに支配されるが、
実験によれば短い鋼繊維を混入したコンクリートのひび
割れは繊維間隔によって支配されていることが第９図の
グラフに示されるように確かめられている。このグラフ
によればコンクリートのひび割れ改善に省効な繊維間隔
は７．５〜１２．７ｍｍであることが明らかである。し
かしながら従来のコンクリート補強材であるＳ繊維をコ
ンクリートの強度改善に最適である前記間隔に理想的に
平行配列することは、その材料の有する特性から技術的
に不可能である。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のごと〈従来のコンクリート補強材を用いたｆＲ繊
維コンクリートは各種の欠点を有しているため、その最
も顕著な特性であるひび割れに対する抵抗性を十分に発
揮させることができていなかった。
維コンクリートは各種の欠点を有しているため、その最
も顕著な特性であるひび割れに対する抵抗性を十分に発
揮させることができていなかった。
この発明は、従来のコンクリート補強材である鋼繊維材
料の形状から生ずるファイバーボールの発生や、鋼繊維
がランダムに配向されることにより生ずるコンクリート
の強度（υ・び割れ）低下を解消することを目的とする
。
料の形状から生ずるファイバーボールの発生や、鋼繊維
がランダムに配向されることにより生ずるコンクリート
の強度（υ・び割れ）低下を解消することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するためになされたこの発明によるコン
クリート補強材は、複数の環状繊維を鎖状に連結してな
ることを特徴とするものである。ここで使用する繊維は
従来の鋼繊維等の金属繊維はもちろん、ガラス繊維、プ
ラスチック繊維等の種々の補強繊維が考えられる。
クリート補強材は、複数の環状繊維を鎖状に連結してな
ることを特徴とするものである。ここで使用する繊維は
従来の鋼繊維等の金属繊維はもちろん、ガラス繊維、プ
ラスチック繊維等の種々の補強繊維が考えられる。
（作 用）
第１，２図または第３，４図に示す連鎖形補強材１．Ｉ
Ａは水を除く他のコンクリート材料と同時にコンクリー
トミキサー中に投入され。
Ａは水を除く他のコンクリート材料と同時にコンクリー
トミキサー中に投入され。
ミキサーにより空練りすることで均一にコンクリート材
料中に混合される。空練り終了後、コンクリート混練り
のため加えられた多量の水によりコンクリート材料は混
練り状態となり、骨材５等は連鎖形補強材１．ＩＡの各
リング中に捕捉されて第５，６図のようになる。この連
鎖形補強材は環状繊維を連結してなるため互いに絡み合
うことはなく、したがってコンクリートには空練りや混
練りの過程でファイバーボールが発生することはない。
料中に混合される。空練り終了後、コンクリート混練り
のため加えられた多量の水によりコンクリート材料は混
練り状態となり、骨材５等は連鎖形補強材１．ＩＡの各
リング中に捕捉されて第５，６図のようになる。この連
鎖形補強材は環状繊維を連結してなるため互いに絡み合
うことはなく、したがってコンクリートには空練りや混
練りの過程でファイバーボールが発生することはない。
続いてミキサー中で均一に混合を終了した連鎖形補強材
を含むコンクリートは型枠内に打設され製品とされるが
、−度各リングの中に捕捉されたコンクリート材料は打
設終了まで継続的にそこに拘留されているため、コンク
リート打設の過程でもファイバーボールを発生すること
はない。
を含むコンクリートは型枠内に打設され製品とされるが
、−度各リングの中に捕捉されたコンクリート材料は打
設終了まで継続的にそこに拘留されているため、コンク
リート打設の過程でもファイバーボールを発生すること
はない。
この発明のコンクリート補強材は前述のごとくセメント
、骨材と全く同様に混練りして生コンとなされ、型枠内
へ打設されてコンクリートの成形がなされる。そしてコ
ンクリート内部にファイバーボールを生じることなく分
散配向されることになるが、その個々の連鎖形繊維はそ
れ自体が複数のリング状繊維を連結してなる長繊維であ
り、かつ各リングは個々に三次元的な平行性を有してい
る等の材料特性がある。このことを例えば第１，２図な
いし第３，４図の連鎖形繊維と従来のコンクリート補強
材である長ざ２５ｍｍの鋼繊維について比較した場合、
この発明は従来のものより繊維長で７．５倍、平行性で
４倍以上の材料特性を有していることになる。
、骨材と全く同様に混練りして生コンとなされ、型枠内
へ打設されてコンクリートの成形がなされる。そしてコ
ンクリート内部にファイバーボールを生じることなく分
散配向されることになるが、その個々の連鎖形繊維はそ
れ自体が複数のリング状繊維を連結してなる長繊維であ
り、かつ各リングは個々に三次元的な平行性を有してい
る等の材料特性がある。このことを例えば第１，２図な
いし第３，４図の連鎖形繊維と従来のコンクリート補強
材である長ざ２５ｍｍの鋼繊維について比較した場合、
この発明は従来のものより繊維長で７．５倍、平行性で
４倍以上の材料特性を有していることになる。
また、空練りや混練り時に於いて各リングの中に完全に
捕捉された骨材を含むコンクリート材料は第５，６図の
ように打設終了まで拘留される。かくして成形された連
鎖形補強材によるコンクリ−１−は上記の如く各リング
の中に骨材が連続的に結合することになる。以上のよう
にこの発明によるコンクリートは、繊維の平行性が良く
しかも連鎖形繊維と骨材が連続的に結合した極めて均質
で強度特性上も優れたコンクリートとして完成される。
捕捉された骨材を含むコンクリート材料は第５，６図の
ように打設終了まで拘留される。かくして成形された連
鎖形補強材によるコンクリ−１−は上記の如く各リング
の中に骨材が連続的に結合することになる。以上のよう
にこの発明によるコンクリートは、繊維の平行性が良く
しかも連鎖形繊維と骨材が連続的に結合した極めて均質
で強度特性上も優れたコンクリートとして完成される。
（実施例）
以下、この発明の実施例について説明する。
第１，２図はこの発明の一実施例を示し、連鎖形補強材
１は生還２とそれよりも小径の開環３とを連結してなり
、両環２，３とも円形となっている。
１は生還２とそれよりも小径の開環３とを連結してなり
、両環２，３とも円形となっている。
第３．４図は別の実施例を示し、補強材ＩＡは円環を＊
（たすき）状に捻ることによって形成された生還４を具
えている。
（たすき）状に捻ることによって形成された生還４を具
えている。
この発明による連鎖形補強材において、各生還２，４の
直径はコンクリートに使用される最大骨材を各生還の中
に捕捉拘留する直径とすべきである。例えば最大骨材の
直径が１２ｎ＋ｍの場合、生還直径（Ｒ，およびＲ，）
を１５ｍｍとする。又、第９図に従えば繊維の間隔は０
．３〜０．５インチ（７゜５〜１２ 、５ ａ＋）以下
が理想的であるとされているのでこの場合、各生還を連
結する開環３の直径（ｒ工およびｒｚ）を８ｍとするこ
とにより理想的な繊維間隔とすることができよう。また
生還および開環を構成する繊維は従来と同程度のものが
使用される。
直径はコンクリートに使用される最大骨材を各生還の中
に捕捉拘留する直径とすべきである。例えば最大骨材の
直径が１２ｎ＋ｍの場合、生還直径（Ｒ，およびＲ，）
を１５ｍｍとする。又、第９図に従えば繊維の間隔は０
．３〜０．５インチ（７゜５〜１２ 、５ ａ＋）以下
が理想的であるとされているのでこの場合、各生還を連
結する開環３の直径（ｒ工およびｒｚ）を８ｍとするこ
とにより理想的な繊維間隔とすることができよう。また
生還および開環を構成する繊維は従来と同程度のものが
使用される。
連鎖形繊維１．ＩＡの各リングは弾性変形可能なものと
することが好ましく、それにより骨材等のコンクリート
材料が各リング内に捕捉拘留され易くなる。
することが好ましく、それにより骨材等のコンクリート
材料が各リング内に捕捉拘留され易くなる。
この発明による連鎖形補強材によれば、前述のようなフ
ァイバーボールの発生がないだけでなく、固まったコン
クリートの強度が増加し、その値は従来のものより圧縮
強度において３０％、引張り強度において７０％、曲げ
荷重で２０％の向上を示すことが実験により明らかにさ
れた。
ァイバーボールの発生がないだけでなく、固まったコン
クリートの強度が増加し、その値は従来のものより圧縮
強度において３０％、引張り強度において７０％、曲げ
荷重で２０％の向上を示すことが実験により明らかにさ
れた。
この発明に用いる連鎖形繊維の材料は、ばね用炭素鋼と
することが最も有効であるが、ばね用炭素鋼に限ること
なく他の発条性を有する材料を代替使用することも出来
る。また連鎖形繊維の主環形状は第１．３図に示した主
環形状に限ることなく楕円形や多角形の形状とすること
もできる。
することが最も有効であるが、ばね用炭素鋼に限ること
なく他の発条性を有する材料を代替使用することも出来
る。また連鎖形繊維の主環形状は第１．３図に示した主
環形状に限ることなく楕円形や多角形の形状とすること
もできる。
（発明の効果）
以上詳述したようにこの発明によれば、三次元的な平行
性を有する連鎖形繊維をコンクリート補強材として用い
ることにより、補強材がセメントペーストや骨材を機械
的に捕捉拘留した構成を立体的に連続させることになり
、固まったコンクリートに加わる引張り強度や曲げ強度
は従来のものよりはるかに大きくなるという効果を有す
る。
性を有する連鎖形繊維をコンクリート補強材として用い
ることにより、補強材がセメントペーストや骨材を機械
的に捕捉拘留した構成を立体的に連続させることになり
、固まったコンクリートに加わる引張り強度や曲げ強度
は従来のものよりはるかに大きくなるという効果を有す
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す平面図、第２図は同
上のものの正面図１、第３図は別の実施例を示す平面図
、第４図は同上のものの正面図、第５，６図はコンクリ
ート材料中における第１，３図に示した連鎖形補強材と
骨材との関係をモデル化して示す図、第７図は従来の鋼
製短繊維を示す図、第８図は同上のものを用いた場合に
発生するファイバーボールをモデル化して示す図、第９
図は繊維の間隔と強度比との関係を示すグラフ。 １・・・連鎖形補強材 ２，４・・・生還３・・
・開環 ５・・・骨材第１図
第２図 第５図 第６図
上のものの正面図１、第３図は別の実施例を示す平面図
、第４図は同上のものの正面図、第５，６図はコンクリ
ート材料中における第１，３図に示した連鎖形補強材と
骨材との関係をモデル化して示す図、第７図は従来の鋼
製短繊維を示す図、第８図は同上のものを用いた場合に
発生するファイバーボールをモデル化して示す図、第９
図は繊維の間隔と強度比との関係を示すグラフ。 １・・・連鎖形補強材 ２，４・・・生還３・・
・開環 ５・・・骨材第１図
第２図 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の環状繊維を鎖状に連結してなるコンクリート
補強材。 ２、前記環状繊維は弾性変形可能である特許請求の範囲
第１項に記載のコンクリート補強材。 ３、前記環状繊維は襷状に捻りを与えられている特許請
求の範囲第１項に記載のコンクリート補強材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31097287A JPH01153563A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | コンクリート補強材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31097287A JPH01153563A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | コンクリート補強材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01153563A true JPH01153563A (ja) | 1989-06-15 |
Family
ID=18011612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31097287A Pending JPH01153563A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | コンクリート補強材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01153563A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056112A1 (en) | 2001-12-24 | 2003-07-10 | University Of Sheffield | Fibre reinforced concrete |
| US20170183871A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-29 | Hattar Tanin LLC | Fiber ring reinforcement structures |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5452132A (en) * | 1977-10-01 | 1979-04-24 | Riyouichi Sakahara | Aggregate formed by chain |
| JPS6158847A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-26 | 岩田 藤夫 | 繊維強化複合材 |
| JPS6294641A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-01 | 山口 清美 | コンクリ−ト構造物の開口部補強材 |
-
1987
- 1987-12-10 JP JP31097287A patent/JPH01153563A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5452132A (en) * | 1977-10-01 | 1979-04-24 | Riyouichi Sakahara | Aggregate formed by chain |
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|---|---|---|---|---|
| WO2003056112A1 (en) | 2001-12-24 | 2003-07-10 | University Of Sheffield | Fibre reinforced concrete |
| US7267873B2 (en) * | 2001-12-24 | 2007-09-11 | Kypros Pilakoutas | Fiber reinforced concrete |
| US20170183871A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-29 | Hattar Tanin LLC | Fiber ring reinforcement structures |
| US10030391B2 (en) * | 2015-12-07 | 2018-07-24 | Hattar Tanin, LLC | Fiber ring reinforcement structures |
| US20190017272A1 (en) * | 2015-12-07 | 2019-01-17 | Hattar Tanin LLC | Fiber ring reinforcement structures |
| US10458118B2 (en) * | 2015-12-07 | 2019-10-29 | Hattar Tanin, LLC | Fiber ring reinforcement structures |
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