JPH01290545A - セメント系補強硬化体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は熱硬化性樹脂付着繊維束により補強されたコ
ンクリートあるいはモルタル等のセメント系補強硬化体
の製造方法に関するものである。

（従来の技術〕 従来、セメント系補強硬化体の製造方法としては、特公
昭５４−３９８４８号公報により公表されているように
、セメントペースト層と、ガラス繊維の繊維束およびセ
メントスラリーからなる補強層と、コンクリート層と前
述のような補強層と、セメントペースト層とを順次一体
に積層する方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の製造方法により製造されたセメント系補強硬
化体の場合、硬化体に作用した力による硬化体の引張ひ
すみ（引張力）は、硬化体と繊維束との界面を通して繊
維束に伝達されるので、繊維束により硬化体を補強する
ことができる。

しかしながら、前記従来の製造方法により製造されたセ
メント系補強硬化体の場合は、繊維束を構成する各繊維
が強固に結合されておらず、しかも繊維束とセメントペ
ースト層およびコンクリート層からなるセメント系硬化
体との結合強度が比較的小さいので、繊維束における各
繊維の引張強度を十分に利用することができず、そのた
めセメント系補強硬化体の強度が比較的小さいという問
題がある。

この発明は、繊維束により補強された大きな強度のセメ
ント系硬化体を容易に製造する方法を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明のセメント系補強
硬化体の製造方法の場合は、繊維束ｌにおける各繊維２
の間に繊維結合用合成樹脂３を介在させると共に前記繊
維束１の表面に熱硬化性樹脂Ｎ４を付着させて構成した
熱硬化性樹脂付着繊維束５を、セメント系硬化性材料６
内に埋設し、次に前記熱硬化性樹脂層４およびセメント
系硬化性材料６を熱硬化させる。

またセメント系補強硬化体の強度をさらに大きくするた
めに、熱硬化性樹脂付着繊維束５における熱硬化性樹脂
層４の表面に予め無機質粒子７を付着させる。さらに繊
維束およびフレームの双方によりセメント系硬化体を補
強するために、熱硬化性樹脂付着繊維束５を補強用フレ
ーム８に架設した状態でセメント系硬化性材料６内に埋
設する。

〔作　用〕

セメント系硬化性材料６内に埋設される繊維束１におけ
る各繊維２は繊維結合用合成樹脂３により相互に強力に
結合され、セメント系硬化性材料６内に埋設された繊維
束１の表面の熱硬化性樹脂層４とセメント系硬化性材料
６とは熱硬化により強力に結合される。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第２図ないし第５図はこの発明において用いられる熱硬
化性樹脂付着繊維束５の第１例を示すものであって、ガ
ラス繊維、カー゛ボン繊維、アラミド繊維またはビニロ
ン繊維等の多数の極細繊維（例えば直径１０〜１５ミク
ロン）からなる繊維束ｌにおける各繊維２の間に、セメ
ント系硬化性材料の養生温度（８０〜１８０℃）で硬化
する熱硬化性樹脂例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂またはビニルエステル樹脂からなる繊維結合用
合成樹脂３が介在され、かつ前記繊維束１の表面には前
述のような材質の熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層
４が付着されている。

第６図はこの発明において用いられる熱硬化性樹脂付着
繊維束５の第２例を示すものであって、前述のような材
質の多数の極細繊維からなる繊維束ｌにおける各繊維２
が、予めポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂からなる繊維結合用合成樹脂３を介
して一体に結合され、次いでその一体に結合された多数
の繊維２からなる繊維束１の表面に前述のような材質の
熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層４が付着される。

第７図はこの発明において用いられる熱硬化性樹脂付着
繊維束５の第３例を示すものであって、前述のような材
質の多数の極細繊維からなる繊維束ｌにおける各繊維２
の間に、前述のような熱硬化性樹脂からなる繊維結合用
合成樹脂３が介在され、かつ前記繊維束１の表面に、粗
目の布または粗な布織布からなる繊維テープ９が螺旋状
に巻付けられ、その繊維テープ９に前述のような材質の
熱硬化性樹脂が塗布されて、熱硬化性樹脂層４が形成さ
れている。

第８図はこの発明において用いられる無機質粒子および
熱硬化性樹脂付着繊維束を示すものであって、熱硬化性
樹脂付着繊維束５における熱硬化性樹脂層４の表面に、
セメント粒子または硅酸アルミニウム粒子等の無機質粒
子７が付着されているが、その他の構成は第１例の熱硬
化性樹脂付着繊維束５と同様である。

第９図および第１０図はこの発明において使用できる複
合型の熱硬化性樹脂付着繊維束５を示すものであって、
第９図の場合は、多数の繊維束ｌが円形の線状または棒
状に集合され、かつ各繊維束１における各繊維の間に前
述のような熱硬化性樹脂からなる繊維結合用合成樹脂が
介在され、さらに各繊維束１の表面に前述のような材質
の熱硬化性樹脂層４が付着され、複合型の熱硬化性樹脂
付着繊維束５の外周は円形になっている。

また第１Ｏ図の場合は、多数の繊維束１が扁平帯状に集
合され、かつ各繊維束ｌにおける各繊維の間に前述のよ
うな熱硬化性樹脂からなる繊維結合用合成樹脂が介在さ
れ、さらに各繊維束ｌの表面に前述のような材質の熱硬
化性樹脂層４が付着され、複合型の熱硬化性樹脂付着繊
維束５の外周は扁平になっている。

繊維束１における各繊維２の間に熱硬化性樹脂からなる
繊維結合用合成樹脂３を介在させると共に、繊維束１の
表面に熱硬化性樹脂Ｎ４を付着させた熱硬化性樹脂付着
繊維束５を製造する場合、例えば繊維束ｌを粘性液状の
熱硬化性樹脂に浸漬したのち、ダイスに通して成形する
。

第１１図ないし第１３図は鋼棒からなる杆体を使用して
製作した円弧状の鋼製補強用フレーム８に熱硬化性樹脂
付着繊維束５を巻付架設した状態を示すものであって、
間隔をおいて平行に配置された一対の外側円弧状杆体１
０にわたって多数の外側連結杆１１が架設されて溶接に
より固着され、前記各外側円弧状杆体１０に端部連結杆
１２および内側円弧状杆体１３が屈折連設され、各内側
円弧状杆体１３にわたって多数の内側連結杆１４が架設
されて溶接により固着され、かつ外側円弧状杆体ｌＯと
内側円弧状杆体１３とにわたって連結杆１５が配置され
て溶接により固着され、前記外側円弧状杆体１０．外側
連結杆１１．端部連結杆１２、内側円弧状杆体１３．内
側連結杆１４および連結杆１５により円弧状の補強用フ
レーム８が構成され、熱硬化性樹脂付着繊維束５は前記
補強用フレーム８における各外側連結杆１１および各内
側連結杆１４にわたって多数回巻付けられ、熱硬化性樹
脂付着繊維束５と各内側連結杆Ｉ４とは結束線材により
結束され、また熱硬化性樹脂付着繊維束５の両端部は、
外側連結杆１１または内側連結杆１４に対し結束線材に
より結束されるがあるいはその他の手段により連結され
る。

第１４図は鋼製アングル材と鋼棒からなる連結杆とを使
用して製作した平版状の鋼製補強用フレーム８に熱硬化
性樹脂付着繊維束５を巻付架設した状態を示すものであ
って、４本の鋼製アングル材１６が上下および左右方向
に間隔をおいて平行に配置され、各アングル材１６にわ
たって端部連結杆１２およびＸ字状に配置された傾斜連
結杆１７が介在されて溶接により固着され、前記各アン
グル材１６とそれらを連結する端部連結杆１２および端
部連結杆１２とにより平版状の補強用フレーム８が構成
され、熱硬化製樹脂付着繊維束５は補強用フレーム８に
おける各アングル材１６にワタって多数回巻付けられ、
かつ熱硬化性樹脂付着繊維束５の両端部は、アングル材
１６に対し結束線材により結束されるかあるいはその他
の手段により連結される。

第１５図は鋼製帯板と鋼棒からなる連結杆とを使用して
製作した平版状の鋼製補強用フレーム８に熱硬化性樹脂
付着繊維束５を巻付架設した状態を示すものであって、
２枚の鋼製帯板１８が間隔をおいて平行に配置され、各
帯Ｆｉ１８の間にＸ字状に配置された傾斜連結杆１７が
介在され、各帯板１８と各傾斜連結杆１７の端部とは溶
接により固着され、各帯板１８とこれを連結する傾斜連
結杆１７とにより平版状の補強用フレーム８が構成され
、熱硬化性樹脂付着繊維束５は補強用フレーム８におけ
る各帯板１８にわたって多数回巻付けられ、かつ熱硬化
性樹脂付着繊維束５の両端部は、帯板１８に対し結束線
材により結束されるがあるいはその他の手段により連結
される。

第１１図ないし第１３図に示す繊維束巻付補強用フレー
ムを使用してトンネル覆工用コンクリートセグメントを
製造する場合は、第１図に示すように、型枠１９内の所
定位置に前記繊維束巻付補強用フレームを配置し、かつ
その型枠１９内にコンクリートからなるセメント系硬化
性材料６を打設して、そのセメント系硬化性材料６の中
に前記熱硬化性樹脂付着繊維束５および補強用フレーム
８を埋設する。

前記セメント系硬化性材料６が硬化するとき熱を発生す
るので、その硬化時の発熱が、繊維束ｌの表面に付着し
ている熱硬化性樹脂層４の熱硬化温度以上および繊維束
ｌにおける各繊維２の間に介在されている熱硬化性樹脂
からなる繊維結合用合成樹脂３の熱硬化温度以上である
ときは、前記発熱により、繊維束ｌの表面の熱硬化性樹
脂層４が熱硬化されて、その熱硬化性樹脂層４により繊
維束１の表面とセメント系硬化性材料６とが強固に結合
され、かつ前記発熱により、！Ｍｉ！ＩＩ束１における
各繊維２の間の！ｌｉ維結合用合成樹脂３が熱硬化され
て、その繊維結合用合成樹脂３により各繊維２が強固に
結合される。

セメント系硬化性材料６の硬化時の発熱が熱硬化性樹脂
の熱硬化温度よりも低い場合は、例えばセメント系硬化
性材料６を、オートクレーブに収容し、熱硬化性樹脂の
熱硬化に必要な温度例えば８０〜１８０℃で３〜８時間
加熱して、繊維束１に付着している熱硬化性樹脂を熱硬
化させると共にセメント系硬化性材料６を加熱養生によ
り硬化させたのち脱型する。

この硬化のための加熱所要時間は、セメント系部材の生
産サイクルである１２〜２４時間以内に納まるので、生
産サイクル内で加熱硬化処理を行なうことができる。

第１４図および第１５図に示す繊維束巻付補強フレーム
を使用して平版状のセメント系補強硬化体を製造する場
合は、平坦な底版を有する箱状型枠を使用し、前記コン
クリートセグメントの場合と同様にして製造する。

この発明を実施して円筒体を製造する場合は、駆動装置
により回転されている横型の円筒状型枠内に、セメント
ペーストまたはモルタルを供給して円筒状のセメント系
外層を形成し、次いでその外層の内側に前記熱硬化性樹
脂付着繊維束５を連続供給して、螺旋状の外側補強層を
形成したのち、その外側補強層の内側にコンクリートを
供給して円筒状のセメント系中間層を形成し、次にその
セメント系中間層の内側に前記熱硬化性樹脂付着繊維束
５を連続供給して、螺旋状の内側（１強層を形成したの
ち、その内側補強層の内側にセメントペーストまたはモ
ルタルを供給して円筒状のセメント系内層を形成する。

このようにして熱硬化性樹脂付着繊維束を内蔵したセメ
ント系硬化性材料の円筒体を製造したのち、その円筒体
の硬化時の発熱または加２Ａ　Ｂ生時の熱により、前記
繊維束１に付着している熱硬化性樹脂を熱硬化させる。

この発明を実施する場合、前記繊維束ｌの表面に未硬化
の粉粒状熱硬化性樹脂を付着させて熱硬化性樹脂層を形
成してもよい。また熱硬化性樹脂としては、接着強度が
著しく大きいエポキシ樹脂を使用するのが好ましい。さ
らにまた、エポキシ樹脂に含有させる硬化剤としてはコ
ンクリートのアルカリ性を考慮してアミン硬化剤例えば
イミダゾールを使用するのが好ましい。

〔発明の効果〕

この発明は、前述のように構成されているので、以下に
記載するような効果を奏する。

セメント系硬化性材料６の養生温度を利用して、繊維束
１の表面の熱硬化性樹脂層４を熱硬化させて、その熱硬
化性樹脂層４により繊維束１の全表とセメント系硬化性
材料６とを強固に結合することができ、かつ繊維束１の
各繊維２は繊維結合用合成樹脂３により強固に結合され
ているので、養生後のセメント系硬化性材料６に作用し
た力によるセメント系硬化性材料６の引張ひすみ（引張
力）を、繊維束１における各繊維２に十分に伝達するこ
とができ、そのためセメント系補強硬化体の引張強度を
著しく大きくすることができると共に、繊維束ｌの太さ
に比例した大きい引張強度を得ることができる。さらに
繊維束１における各繊維２の間に熱硬化性樹脂からなる
繊維結合用合成樹脂３が介在されている場合は、セメン
ト系硬化性材料６の養生温度を世して、前記繊維結合用
合成樹脂３を熱硬化させて、その繊維結合用合成樹脂３
により各繊維２を強固に結合することができ、しかもセ
メント系硬化性材料６の硬化と繊維束１の内外の熱硬化
性樹脂の硬化とがほぼ同時期に進行するので、良好な接
着強度が得られると共に、セメント系硬化性材料６のひ
び割れを分散させてひび割れ巾を著しく小さくすること
ができる。

また熱硬化性樹脂付着繊維束５における熱硬化性樹脂Ｎ
４の表面に無機質粒子７を付着させておくことにより、
繊維束ｌとセメント系硬化性材料６との結合強度をさら
に向上させることができる。

さらにまた、熱硬化性樹脂付着繊維束５を補強用フレー
ム８に架設しておくことにより、セメント系硬化性材料
６を打設する際に熱硬化性樹脂付着繊維束５を所定の位
置に安定状態で保持しておくことができ、かつ熱硬化性
樹脂付着繊維束５による補強効果および補強用フレーム
８の補強効果によりセメント系補強硬化体の強度を著し
く向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであって、第１図は
セメント系補強硬化体を製造している一例を示す縦断正
面図、第２図はこの発明において用いられる熱硬化性樹
脂付着繊維束の第１例を示す一部切欠側面図、第３図は
第２図の一部を拡大して示す側面図、第４図は第２図の
Ａ−Ａ！拡大断面図、第５図は第２図のＢ−Ｂ線拡大断
面図である。第６図はこの発明において用いられる熱硬
化性樹脂付着繊維束の第２例を示す縦断正面図、第７図
はこの発明において用いられる熱硬化性樹脂付着繊維束
の第３例を示す一部切欠側面図、第８図はこの発明にお
いて用いられる無機質粒子および熱硬化性樹脂付着繊維
束を示す縦断正面図、第９図および第１０図はこの発明
において使用できる複合型の熱硬化性樹脂付着繊維束を
示す縦断正面図である。 第１１図ないし第１３図は円弧状の補強用フレームに熱
硬化性樹脂付着繊維束を巻付架設した状態を示すもので
あって、第１１図は一部切欠斜視図、第１２図は第１１
図のＣ−Ｃ線断面図、第１３図は第１２図のＤ−Ｉｎ！
！拡大断面図である。第１４図および第１５図は平版状
の補強用フレームに熱硬化性樹脂付着繊維束を巻付架設
した状態を示す一部切欠斜視図である。 図において、１は繊維束、２は繊維、３は繊維結合用合
成樹脂、４は熱硬化性樹脂層、５は熱硬化性樹脂付着繊
維束、６はセメント系硬化性材料、７は無機質粒子、８
は補強用フレーム、９は繊維テープ、１９は型枠である
。 ＼ノ 第２図 Ａ　　　　　　　　　　８ ノ′） Ａ　　　　　　　　　Ｂ 第４図 第５図 ／　　　　　　１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維束１における各繊維２の間に繊維結合用合成
   樹脂３を介在させると共に前記繊維束１の表面に熱硬化
   性樹脂層４を付着させて構成した熱硬化性樹脂付着繊維
   束５を、セメント系硬化性材料６内に埋設し、次に前記
   熱硬化性樹脂層４およびセメント系硬化性材料６を熱硬
   化させるセメント系補強硬化体の製造方法。
2. （２）繊維束１における各繊維２間に熱硬化性樹脂から
   なる繊維結合用合成樹脂３を介在させる請求項１記載の
   セメント系補強硬化体の製造方法。
3. （３）熱硬化性樹脂付着繊維束５における熱硬化性樹脂
   層４の表面に無機質粒子７を付着させる請求項１または
   ２記載のセメント系補強硬化体の製造方法。
4. （４）熱硬化性樹脂付着繊維束５を補強用フレーム８に
   架設した状態でセメント系硬化性材料６内に埋設する請
   求項１、２または３記載のセメント系補強硬化体の製造
   方法。