JPH02248559A

JPH02248559A - コンクリート補強部材およびその製造方法

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Publication number: JPH02248559A
Application number: JP6587289A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kitsuta; 橘田　敏之; Genji Abe; 阿部　源次; Hironobu Nishiyama; 西山　啓伸; Kentaro Fujii; 健太郎藤井; Yuichi Tanaka; 裕一田中
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Nippon Concrete Industries Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd; NIPPON PRESSED CONCRETE CO Ltd
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Nippon Concrete Industries Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd; NIPPON PRESSED CONCRETE CO Ltd
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0814173B2

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）本発明は、コンクリートを補強するためにその内部に埋
設して使用される補強部材に関する。

（従来の技術）従来、一方向に伸びる複数の繊維の束で熱硬化性樹脂を
補強して成る繊維強化熱硬化性樹脂製の棒材をコンクリ
ート補強部材として利用することが提案されている。

例えば、特開昭６１−２７４０３６号公報は、前記繊維
強化熱硬化性樹脂製の芯部と、該芯部の周囲に形成され
た係止部とから成る棒状の補強部材を開示する。

前記係止部は、前記芯部に螺線状に巻き付けられかつ該
芯部の周面に固着されたフィラメントまたはロービング
から成る。前記フィラメントは、前記芯部の形成後すな
わち該芯部の熱硬化性樹脂の完全な硬化後、該芯部の周
面に熱硬化性樹脂液を塗布したうえで巻かれ、該熱硬化
性樹脂液を加熱、固化させることにより前記芯部に接着
される。また、前記ロービングには予め熱硬化性樹脂液
が付着されており、前記ロービングは前記熱硬化性樹脂
液を加熱、固化させることにより前記芯部に接着される
。

（発明が解決しようとする課題）前記従来の補強部材がコンクリート中に埋設されるとき
、前記係止部は前記コンクリートに係止する。前記係止
部は、前記補強部材が補強筋として用いられるとき、前
記コンクリートが固化して成るコンクリート体に負荷さ
れる引張力を前記芯部に伝達する。また、前記補強部材
が例えばプレテンション方式における緊張材として用い
られるとき、前記係止部は前記コンクリート体にプレス
トレスを導入すべく、該コンクリート体に前記芯部から
の圧縮応力を伝達する。

いずわの場合も、前記補強部材の芯部がもつ構造的に大
きい引張抵抗力を利用するものであるが、前記したこと
から明らかなように、前記芯部と前記コンクリート体と
の間における力の伝達は前記係止部を介して行なわれる
。したがって、前記芯部と前記係止部との結合強度がで
きる限り大きいことが望ましい。しかし、前記芯部と前
記係止部との接着強度は前記芯部の引張抵抗力に比べて
著しく小さく、このため、前記従来の補強部材にあって
は前記芯部が有する引張抵抗力を十分に活用することが
できなかった。

また、コンクリート補強部材の用途上、前記係止部を必
ずしも必要としない場合がある。このような場合、およ
び、前記巻き付はロービングが規定する係止部を有する
補強部材の場合、補強部材の取扱いの際における芯部の
引張強度に悪影響を及ぼす補強用繊維の折損を防止しま
た該補強用繊維がガラス繊維であるときのコンクリート
によるアルカリアタックを回避するために、前記芯部に
熱硬化性樹脂液を塗布し、硬化させて成る膜または層で
覆うことが考えられる。しかし、前記したと同様、首記
芯部と、前記膜または層との間に大きい結合強度を得る
ことができず、このために、前記芯部と、前記膜または
層との間での大きい力の伝達を期待できない。

本発明の目的は、繊維強化熱硬化性樹脂製の芯部が有す
る大きい引張抵抗力を十分に活用することができるコン
クリート補強部材およびその製造方法を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段、発明の作用および効果）本発明に係るコンクリート補強部材は、一方向に伸びる
複数の強化用繊維の束で熱硬化性樹脂を補強して成る芯
部と、該芯部を取り巻く、凹凸状の表面を有する熱硬化
性樹脂製の被覆部とを含み、前記芯部の熱硬化性樹脂と
前記被覆部の熱硬化性樹脂とが架橋反応によって互いに
結合していることを特徴とする。

本発明によれば、大きい引張抵抗を有する芯部とコンク
リートに対する係止作用を担う被覆部とがこれらの構成
樹脂の架橋反応によって一体に結合されていることから
、前記芯部および前記被覆部間に大きい結合強度が付与
され、前記芯部が負担する引張抵抗の大きさは前記被覆
部の破壊強度に依存する。被覆部の破壊強度は、前記架
橋反応によらないで接着される場合の芯部と前記被覆部
との結合強度を大きく上回り、従来の補強部材に比べて
、コンクリート体に対してより高い引張抵抗を付与し、
また、より大きいプレストレスを導入することが可能で
ある。

前記被覆部の凹凸状の表面は、前記被覆部に設けられた
突起または窪みをもって規定し、あるいは、前記芯部に
巻き付けられたロービングによる前記被覆の隆起をもっ
て規定することができる。

また、前記被覆部を、凹凸状の表面を有するものとする
ことに代えて、平滑な表面を有するものとすることがで
きる。このような補強部材は、例えば、ボストテンショ
ン方式における緊張材として用いることができ、その被
覆部は、前記凹凸状の表面を有する被覆部と同様、前記
芯部の補強用１ａ維の保護作用およびコンクリートによ
るアルカリアタックの遮断効果を有する。

前記被覆部の熱硬化性樹脂は多数のチョップトファイバ
ーを含むものとし、あるいは、前記被覆部がその周方向
に間隔をおいて配置され前記芯部の長手方向に伸びる複
数のロービングを含むものとすることかできる。これに
より、また、前記芯部に巻かれたロービングにより、前
記被覆部、特にその凹凸状の表面の剪断強度または圧縮
強度を高めることができる。

前記突起または窪みをもって規定される凹凸表面を有す
る被覆部を含む補強部材は、熱硬化性樹脂液が付着され
た複数の強化用繊維から成る繊維束を加熱されたダイに
通し、これにより、前記熱硬化性樹脂液を半硬化の状態
にし、次いで前記繊維束の周面に熱硬化性樹脂液を付着
させ、次に、凹凸状の内面を有する複数の分割片から成
るダイで前記熱硬化性樹脂液が付着された繊維束を締め
付けかつ加熱することにより形成することができる。前
記熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維から成
るＭｌ維束を非加熱のダイに通した後に加熱することに
よっても該繊維束を半硬化の状態にすることができる。

本発明において、半硬化の状態にある熱硬化性樹脂液と
は該樹脂液自体の架橋反応が進行中でありかつ該樹脂液
と架橋反応可能の性質を有する他の熱硬化性樹脂液と互
いに架橋反応しこれと分子結合することができる能力状
態にある熱硬化性樹脂液ないう。

前記補強部材は、また、熱硬化性樹脂液が付着された複
数の強化用ｍ維から成る繊維束をダイに通し、次いで前
記繊維束の周面に熱硬化性樹脂液を付着させた後、凹凸
状の内面を有する複数の分割片から成るダイで航記熱硬
化性樹脂液が付着された繊維束を締め付けかつ加熱する
ことにより形成することができる。

さらに、ロービングによる隆起をもって規定される凹凸
表面を有する被覆部を含む補強部材は、熱硬化性樹脂液
が付着された複数の強化用繊維から成る繊維束をダイに
通し、前記繊維束にロービングを巻き付け、次いで、前
記繊維束の周面に熱硬化性樹脂液を付着させた後、該熱
硬化性樹脂液が付着された前記繊維束を加熱炉に通すこ
とにより形成することができる。前記加熱炉に通すこと
に代えて、前記繊維束を加熱されたダイに通すことによ
り、平滑な表面を有する被覆部を含む補強部材を形成す
ることができる。

（実施例）第１図に示すように、本発明に係るコンクリート補強部
材１０は、芯部１２と、該芯部を取り巻く、凹凸状の表
面を有する被覆部１４とを含む。

本発明はまた前記被覆部の表面が凹凸状を呈しないもの
すなわち平滑であるもの（図示せず）を含む。

補強部材ｌＯは、補強筋または緊張材としてコンクリー
トに埋設される。コンクリート中において、被覆部１４
の前記凹凸状の表面が前記コンクリートに係止し、芯部
１２と前記コンクリートとの間の力の伝達は被覆部１４
を介して行なわれる。

芯部１２は、一方向に伸びる複数の強化用繊維１６の束
で熱硬化性樹脂１８を補強して成る。

強化用繊維１６として例えばガラス繊維、カーホンＩａ
ｌｌｌＩ、アラミド繊維またはビニロン繊維を用いるこ
とができ、また、熱硬化性樹脂１８として例えばエポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂
、フェノール樹脂等を用いることができる。

被覆部１４は芯部１２の構成樹脂と同系列の他の熱硬化
性樹脂２０、多数のチョップトファイバー（図示せず）
が混入された熱硬化性樹脂２０、または芯部１２の周方
向に間隔をおいて配置され芯部１２の長手方向に伸びる
複数のロービング２２が埋め込まれた熱硬化性樹脂２０
から成り、芯部１２の構成樹脂１Ｂと被覆部１４の構成
樹脂２０とは双方の架橋反応によって互いに分子結合し
ている。これらの構成樹脂の分子結合が、芯部１２と被
覆部１４との間に大きい結合強度を付与する。したがっ
て、コンクリートが成形されてなるコンクリート体から
芯部１２に、または、芯部１２から前記コンクリート体
に被覆部１４を介して大きい力を伝達することができる
。被覆部１４は、アルカリ性の雰囲気下で腐食しやすい
性質を有するガラス繊維を補強用繊維として用いる場合
、°アルカリ性を有するコンクリートに対して前記ガラ
ス繊維のための前記アルカリ性雰囲気に対する遮断層を
構成する。

前記チョップトファイバー　ロービング２２および芯部
１２への後記巻き付はロービングのそれぞれの構成繊維
は、芯部１２の補強繊維と同種のものであっても、また
、異種のものであってもよい。いずれの場合も、被覆部
１４の構成樹脂２０中に配置される前記チョップトファ
イバーまたは前記ロービングは、被覆部１４の剪断強度
、引へ強度等の機械的強度を高め、これが、被覆部１４
の機械的強度に依存する前記力の伝達能力をより高める
。

被覆部１４の前記凹凸状の表面は、図示の例では、被覆
部１４に形成された複数の突起２４および複数の窪み２
６により規定されている。突起２４および窪み２６の平
面形状は任意に選定することかできる。この例に代えて
、芯部１２にロービング（図示せず）を巻き付け、この
巻き付はロービングによる被覆部１４の隆起をもって規
定することができる。このロービングについては後に詳
述する。

次に、第２図を参照して、本発明の補強部材１０の製造
方法について説明する。

まず、熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維か
ら成る繊維束３６を、加熱されたダイ３８に通す。ダイ
３８の加熱は該ダイに埋め込まれたヒータ（図示せず）
によって行なうことができる。繊維束３６は、前記熱硬
化性樹脂液が満たされた樹脂液槽（図示せず）に、一方
向に引き揃えられた複数の繊維を通すことによって得る
ことができる。

繊維束３６がダイ３８の通り孔３８ａを通過すると、繊
維束３６の横断面形状がほぼ円形に整えられかつ前記強
化用繊維が前記横断面に一様に分布するように調整され
る。また、繊維束３６は、ダイ３８の熱で加熱され、半
硬化の状態にされる。半硬化の状態にある前記熱硬化性
樹脂液はその架橋（硬化）反応が進行中であって、しか
も、前記他の熱硬化性樹脂液と互いに架橋反応可能であ
る。繊維束３６は後に芯部１２となる。

前記熱硬化性樹脂液および前記強化用繊維の一例として
、エポキシ樹脂液およびカーボン繊維をそれぞれ用いる
ことができる。この場合、前記エポキシ樹脂液が約１２
０℃で硬化を開始することを考慮して、ダイ３８の加熱
温度を約１３０℃に、また、繊維束３６が通り孔３８ａ
を通過するに要する時間を７〜３０秒に設定する。前記
熱硬化性樹脂液における前記半硬化状態の程度は、ダイ
３８の加熱温度および前記繊維束３６が通り孔３８ａを
通過するに要する時間を変えることにより調整すること
ができる。前記繊維束の直径は例えば約８ｍｍに設定す
ることができる。

前記熱硬化性樹脂液の前記半硬化の状態は、この例に代
えて、繊維束３６を非加熱のダイ３８に通して該繊維束
の断面形状を整えた後、加熱炉（図示せず）に通すこと
によって得ることができる。前記エポキシ樹脂液の場合
には、例えば１２５℃で加熱する。

次に、ダイ３８から出て、前記熱硬化性樹脂液が半硬化
状態にある繊維束（これを、便宜上、符号３６１で示す
。）の周面に前記他の熱硬化性樹脂液４０を付着させる
。これは、室温下で、熱硬化性樹脂液４０のための供給
口４２を有するダイ４４の通り孔４４ａに繊維束３６１
を通す間に供給口４２から熱硬化性樹脂液４０を加圧供
給することにより行なうことができる。通り孔４４ａは
前記加熱ダイの通り孔３８ａより大きい直径を有し、こ
れにより、適当な厚さ寸法（例えば、０．２〜５ｍｍ　
）を有する熱硬化性樹脂液４０の層が繊維束３６１の周
面に形成される。熱硬化性樹脂液４０が付着された繊維
束な、便宜上、符号３６２で示す。熱硬化性樹脂液４ｏ
は、繊維束３６の構成樹脂と同系列の樹脂、好ましくは
同種のエポキシ樹脂液とする。この熱硬化性樹脂液４０
の前記層は後に被覆部１４となる。

熱硬化性樹脂液４０には、好ましくは、予めチョップト
ファイバー（図示せず）を混入しておく。例えば、前記
チョップトファイバーは１　ｍｍの長さに裁断されたカ
ーボン繊維片としがっ熱硬化性樹脂液４０に対する前記
カーボン繊維片の重量比率を２０〜３０％に設定するこ
とができる。また、前記チョップトファイバーを混入す
ることに代えてまたは該チョップトファイバーを混入す
るとともに、繊維束３６．の周面にその周方向に間隔を
おいて該繊維束の長手方向に伸びる複数のロービング２
２を配置する。図示の例では、ロービング２２はダイ４
４の通り孔４４ａの人口近傍で供給される。前記通り孔
４４ａの人口近傍には、ロービング２２が巻かれた回転
可能の複数のロール４６が繊維束３６．の周りに間隔を
おいて配置され、各ロール４６から伸びる各ロービング
２２が繊維束３６．とともに通り孔４４ａ内を進行する
。繊維束３６．に沿ってその長手方向へ伸びる複数のロ
ービング２２は、通り孔４４ａを通過する直前に熱硬化
性樹脂液４０の前記層中に埋設される。前記チョップト
ファイバーおよび前記ロービング２２は、前記被覆部１
４の構成樹脂２０を補強する。

な喝、繊維束３６をダイ４４に通すことに代えて、繊維
束３６を熱硬化性樹脂液４０から成る樹脂浴（図示せず
）に通してもよい。

その後、繊維束３６２を、その周りから、凹凸状の内面
（図示せず）を有する複数の分割片４８から成る加熱さ
れたダイ５０で締め付ける。これにより、各分割片４８
の内面の凹凸と対称の凹凸を繊維束３６２の表面に形成
し、かつ、繊維束３６２の前記半硬化状態にあった熱硬
化性樹脂液および未硬化の熱硬化性樹脂液４０に熱を与
えてこれらをほぼ完全に硬化させる。この間、前記半硬
化状態にあった熱硬化性樹脂液および未硬化の熱硬化性
樹脂液４０は互いに強固に結合する。

前記したエポキシ樹脂液、カーボン繊維等から成る繊維
束３６２の場合では、ダイ５０の加熱温度およびダイ５
０による締め付は時間を１５０℃および４〜５分間に設
定することができる。

前記繊維束の長手方向へ移動可能の二組のダイ５０を交
互に用いることができる。これによれば、所定の締め付
は時間の経過後、後方（第２図でみて右方）のダイの各
分割片４８は放射方向へ移動され、この状態を維持する
間に、締め付は中の前方のダイ５０の直前まで平行移動
され、再び、繊維束３６２を締め付けるべく、該繊維束
に向けて移動される。各分割片４８には加熱のためのヒ
ータ（図示せず）が内蔵されている。

ここで、前記ダイ５０に代えて、前記凹凸を有しない平
滑な内面を有する非分割の加熱ダイ（図示せず）を使用
し、該ダイに繊維束３６２を通せば、平滑な表面の被覆
部を有する補強部材を得ることができる。

前記繊維束は、ダイ５０による成形処理を受けた製品１
０を一対の送りローラ５２で移動させることができる。

前記した例に代えて、ダイ３８を非加熱とすることがで
きる。したがって、この場合、繊維束３６の一部を成す
前記熱硬化性樹脂は、ダイ４４の通過時に供給される熱
硬化性樹脂４０と同様に未硬化状態にあり、また、熱硬
化性樹脂液４０の供給時に該樹脂液と混合する。

さらに、前記した例に代えて、繊維束３６１が、加熱さ
れたまたは非加熱のダイ３８から出た後、ダイ４４に入
る前に、繊維束３６．にロービング（図示せず）を例え
ば螺線状にすなわち連続的に巻き付け、また、例えば多
数のロービングを互いに間隔をおいて不連続に巻き付け
る。

前記ロービングが巻き付けられた部分は、後に繊維束３
６．に付着される熱硬化性樹脂液４０で覆われる。この
とき、はぼ等厚の樹脂液４０の層は前記ロービングが巻
き付けられた個所で隆起し、他の個所では隆起しない。

隆起部分と非隆起部分とが、得られる補強部材の被覆部
の前記凹凸表面を規定する。但し、この場合には、繊維
束３６．をダイ５０で締め付けかつ加熱することに代え
て、繊維束３６．を加熱炉（図示せず）に通す。また、
繊維束３６重を前記加熱炉に代えて、凹凸状の内面を有
しない円筒面から成る内面を有する加熱ダイ（図示せず
）に通せば、平滑な表面を有する被覆部を備える補強部
材が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る補強部材の横断面図、第２図は本
発明の方法を概略的に示す工程図である。１０：補強部材、１２：芯部、１４：被覆部、１６：補強繊維、１８．２０：熱硬化性樹脂、２２：ロービング、２４．２６：突起および窪み、３６．３６．．３６２　：繊維束、３８．４４：ダイ、４０：熱硬化性樹脂液、４Ｂ、５０：分割片およびダイ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方向に伸びる複数の強化用繊維の束で熱硬化性
樹脂を補強して成る芯部と、該芯部を取り巻く、凹凸状
の表面を有する熱硬化性樹脂製の被覆部とから成り、前
記芯部の熱硬化性樹脂と前記被覆部の熱硬化性樹脂とは
架橋反応によって互いに結合していることを特徴とする
、コンクリート補強部材。
（２）前記被覆部の凹凸状の表面は、前記被覆部に設け
られた複数の突起および複数の窪みで規定されている、
請求項（１）に記載のコンクリート補強部材。
（３）前記被覆部の凹凸状の表面は、前記芯部に巻き付
けられかつ前記被覆部に覆われたロービングによる前記
被覆部の隆起をもって規定されている、請求項（１）に
記載のコンクリート補強部材。
（４）一方向に伸びる複数の強化用繊維の束で熱硬化性
樹脂を補強して成る芯部と、該芯部を取り巻く、平滑な
表面を有する熱硬化性樹脂製の被覆部とから成り、前記
芯部の熱硬化性樹脂と前記被覆部の熱硬化性樹脂とは架
橋反応によって互いに結合していることを特徴とする、
コンクリート補強部材。
（５）前記被覆部の熱硬化性樹脂に多数のチョップトファイバーが混入されている、請求項（１）
または（４）に記載のコンクリート補強部材。
（６）前記被覆部中にその周方向に間隔をおいて前記芯
部の長手方向に伸びる複数のロービングが配置されてい
る、請求項（１）または（４）に記載のコンクリート補
強部材。
（７）前記芯部に巻き付けられかつ前記被覆部に覆われ
たロービングを含む、請求項（４）に記載のコンクリー
ト補強部材。
（８）熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維か
ら成る繊維束を加熱されたダイに通し、これにより、前
記熱硬化性樹脂液を半硬化状態にし、次いで前記繊維束
の周面に熱硬化性樹脂液を付着させ、次に、凹凸状の内
面を有する複数の分割片から成るダイで前記熱硬化性樹
脂が周面に付着された繊維束を締め付けかつ加熱する、
コンクリート補強部材の製造方法。
（９）熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維か
ら成る繊維束をダイに通し、次いで、前記繊維束を加熱
し、これにより前記熱硬化性樹脂液を半硬化の状態にし
、前記繊維束の周面に熱硬化性樹脂液を付着させた後、
凹凸状の内面を有する複数の分割片から成るダイで前記
熱硬化性樹脂が周面に付着された繊維束を締め付けかつ
加熱する、コンクリート補強部材の製造方法。
（１０）熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維
から成る繊維束をダイに通し、次いで前記繊維束の周面
に熱硬化性樹脂液を付着させた後、凹凸状の内面を有す
る複数の分割片から成るダイで前記熱硬化性樹脂が周面
に付着された繊維束を締め付けかつ加熱する、コンクリ
ート補強部材の製造方法。
（１１）熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維
から成る繊維束をダイに通し、前記繊維束にロービング
を巻き付け、次いで、前記繊維束の周面に熱硬化性樹脂
液を付着させた後、前記熱硬化性樹脂が周面に付着され
た繊維束を、加熱炉に通す、コンクリート補強部材の製
造方法。
（１２）熱硬化性樹脂液が付着された複数の強化用繊維
から成る繊維束をダイに通し、前記繊維束にロービング
を巻き付け、次いで、前記繊維束の周面に熱硬化性樹脂
液を付着させた後、前記熱硬化性樹脂が周面に付着され
た繊維束を、加熱されたダイに通す、コンクリート補強
部材の製造方法。