JPH0296044A - 繊維強化樹脂製補強用線・棒体の継手構造 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、土木、建築分野で使用される鉄筋、ｐｃ鋼線
、ｐｃ鋼棒あるいは吊橋用鋼線等の代用品として或はそ
の他各種マトリックス中に補強材料として使用される、
繊維強化樹脂製補強用線・棒体の継手構造に関し、特に
強固且つコンパクトで経済性に優れた継手構造に関する
ものである。

［従来の技術］ 最近、炭素繊維やガラス繊維等の繊維を強化材とする繊
維強化樹脂よりなる複合材料を鉄筋、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼
棒あるいは吊橋用鋼線の代用品として利用しようとする
研究が盛んに進めうれている（特開昭６３−５５１．同
６３−４１５８等）。即ちこれらの複合材料は、鉄筋等
に見られる欠点（例えば高比重で錆が発生し易いといっ
た欠陥）を克服するものであり、特に厳しい腐食環境が
形成される海浜地域における土木建築構造物や海洋構造
物等の補強材あるいは吊橋用線材等として徐々にその用
途を拡大してきている。中でも炭素繊維強化樹脂材は、
炭素繊維の有する優れた強度と弾性及び耐食性が効果的
に発揮されるほか、鉄筋に比べて非常に軽量であるとこ
ろから、鉄筋に代わる軽量・高耐食性の補強材として注
目されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで繊維強化樹脂製補強用線・棒体を実用化してい
くうえで大きな問題となるのは、これら線・棒体同士の
接合である。即ち通常の繊維強化樹脂製線・棒体は、直
径数μｍ程度の長繊維を長手方向に多本数束ねこれに樹
脂を含浸させたもので、長繊維集合体の作用によって優
れた引張強度や弾性を発揮するものである。

ところでこの様な繊維強化樹脂性補強用線・棒体を継ぎ
合わせて使用しなければならない場合が発生することも
ある。この場合の接合部の引張り強さは線・棒体自身の
持つ引張り強さに対応できるものでなければならず、色
々工夫されているが満足できるものは知られていない。

例えば線・棒体を重ね合わせて樹脂中に埋め込む方法が
検討されたが、樹脂は剪断強度が低いので重ね長さ、即
ち接合部長さを大きくとらなければならず不経済である
。また線・棒体を突き合わせて熱硬化性樹脂で固めると
いう方法が検討されたが、熱硬化性樹脂自体の引張り強
さが低いため継手断面を大きくしなければならず、接合
部が異常に大径となってしまう。

尚鉄筋同士を接合する方法として、突き合わせ溶接法や
ねじ付きカプラーを用いる方法等が知られているが、前
者は繊維強化樹脂製線・棒体の接合には利用できず、ま
た強化繊維を含む線・棒体ではねじ切り加工により強化
繊維の一部が切断されて強度低下を来たすばかりでなく
、ねじ谷部のノツチ部に応力が集中して異常破断を起こ
す原因となるので、後者の方法も採用し難い。

本発明はこの様な状況に鑑みてなされたものであって、
その目的は、繊維強化樹脂よりなる線・棒体を、コンパ
クトな構成で強固に接合し得る様な継手構造を提供しよ
うとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係る継手構造
は、繊維強化樹脂製補強用線・棒体を、突き合わせ或は
重ね合わせのいずれの方式にも適用できる継手構造であ
って、前記線・棒体の接合部を、鎖線・棒体の軸心方向
に沿って引き揃えた強化繊維を含む繊維強化樹脂製接合
材によって巻装した上でこれを硬化もしくは固化せしめ
、接合部が一体化されてなるところに要旨を有するもの
である。

［作用及び実施例］ 以下実施例図面に沿って本発明の構成及び作用効果を詳
細に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される
訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で設計を
変更して実施することも勿論可能であり、それらはいず
れも本発明の技術的範囲に包含される。

第１〜４図は本発明の継手構造を例示するもので、第１
．３図は要部縦断面図、第２．４図は第１．３図におけ
るＩＩ　−ＩＩ線及びＩＶ　−ＩＶ線断面相当図である
。これらの図において１．２は繊維強化樹脂製補強用線
・棒体（以下、補強筋という）、３は繊維強化樹脂によ
って構成される継手部材であり、第１，２図は補強筋１
，２の先端面を突き合わせ、その外周側に継手部材３を
巻装して一体的に接合した例を示し、また第３，４図は
補強筋１．２の先端部を適当な長さで重ね合わせ、その
外周側に継手部材３を巻装して一体的に接合した例を夫
々示している。即ち本発明の継手構造は、補強筋１．２
の先端面を突き合わせ或は適当な長さで重ね合わせたそ
の外周側に、当該補強筋１゜２の長手方向に沿って引き
揃えた強化繊維３ａを含む繊維強化樹脂製の継手部材３
を巻装し、補強筋１．２と一体に硬化もしくは固化させ
ることによって構成されるものであり、引張り力に対す
る該継手部材３の強度は、長手方向に配材された繊維を
含む強化樹脂によって確保される。従って補強筋１，２
の引張り強さに応じて、これと同等もしくは上回る強度
を持った継手部材３を使用することによって、継手部の
強度欠陥を解消することができる。またこの継手部材３
は繊維強化樹脂によって構成されており、樹脂単独の接
合部に比べると優れた引張り強さを有しているので、接
合部の横断面積を極端に大きくする必要がなく、比較的
コンパクトな構成で十分な接合強度を得ることができる
のである。

ところで継手部材３を構成する強化繊維としては、無機
繊維や有機繊維を含めて種々の繊維が使用されるが、強
度や耐久性等を加味すると、最も好ましいのは炭素繊維
（グラファイト繊維を含む）とガラス繊維であり、これ
らは夫々単独で使用し得るばか適当な比率で組合せて使
用することもでき、必要によっては更に他の繊維と複合
して使用することもできる。これら強化繊維を使用する
に当たっては、単繊維を夫々長手方向に引き揃えて使用
し得るほか、図示する様に複数本を束ねた状態で引き揃
えて含浸することもできる。

またこれらの強化繊維が含浸される樹脂としては、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化製樹脂や、ポリア
ミド樹脂（ナイロン等）、飽和ポリエステル樹脂、ポリ
オレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂が非限定的に例示され
る。これらの強化繊維及び樹脂の中でも特に好ましいの
は、補強筋１．２を構成するのと同じ強化繊維と樹脂の
組合せであり、それにより補強筋１．２と継手部の一体
性を高めることができる。

また継手部材３の形成に当たっては、次の様な考慮を払
うことによフて継手部の存在に起因する強度欠陥を確実
に無くすことができる。

■継手部材３を構成する補強用繊維群の引張強さは、補
強筋１．２を構成する強化繊維群の引張強さと同等以上
にする。

■継手部材３の横断面積は、補強筋１．２の横断面積と
同等以上にする。

■継手部材３を構成する樹脂と補強筋１．２の接着強度
は、補強筋１．２及び継手部材３を構成する強化繊維群
の引張強さに対して同等以上とする。

このほかたとえば第５図に第１図の鎖線Ａ部分を拡大し
て示す如く、補強筋１，２の外周に突起４を形成してお
けば、これらが硬化もしくは固化した継手部材３の接合
界面で噛合し、当該接合部における引張り方向の剪断強
度を高める作用を発揮するので好ましい。

また継手部材３についても、第５図に示す如く強化繊維
を束ねた後樹脂を含浸して突起付き副筋５を予め作製し
、これを更に複数本長手方向に引き揃えて樹脂で固める
様にすれば、継手部材３自身の引張り強度を更に高める
ことができる。

更にたとえば第６図（斜視図）に示す如く、継手部材３
における長手方向に引き揃えられた強化繊維群３ａをそ
の外周側から締付ける様に横筋３ｂで強化しておけば、
接合部に引張り力がかかって継手部材３に縦割れ方向の
外力が作用したときの抗力を高めることができ、同様の
趣旨で、強化繊維群３ａの外周側に単繊維や強化繊維帯
を螺旋状に巻回して耐割れ性を高めることも有効である
。この場合、継手部材３を構成する含浸樹脂が硬化もし
くは固化する前に外周側から締付け、その後樹脂を硬化
もしくは固化させれば、補強筋１．２に対して継手部材
３の抱締め力が加わることになり、両者の接合力を一段
と高めることができるので好ましい。

上記の様な継手構造を得るための方法は一切制限されな
いが、作業性等を考慮して好ましい方法を例示すると次
の通りである。

まず第７図に示す方法は、強化繊維が一定方向に埋設さ
れた非固化もしくは半硬化状態のシート状物６を作製し
、これを補強筋１．２の継手部外周側に巻付ける。この
場合、シート状物６が粘着性を有しているときは直接巻
付ければよく、粘着性が不十分であるときは適当な接着
材を使用する。そして該巻付は体を紐材７により締付け
た状態で固化もしくは硬化させれば、強固な継手部が形
成される。尚シート状物６を構成する含浸樹脂が熱硬化
性樹脂である場合は、半硬化状態で巻付けた後加熱して
硬化させればよく、一方熱可塑性樹脂である場合は、加
熱軟化した状態で巻付けた後冷却固化させればよい。ま
たシート状物６が薄肉であるときは、これを適当な肉厚
となる様何重にも巻付けてから硬化もしくは固化させれ
ばよい。

次に第８図に示す方法は、補強筋１．２の接合部をとり
囲む様に強化繊維３ａを配材してからその外周側を横筋
３ｂにより締め付けて固定し、これを型枠８内に装入し
た後、樹脂注入口８ａから樹脂を注入して含浸し、次い
で硬化もしくは固化させることによって継手部を形成す
るものであり る。この場合は含浸樹脂自体が補強筋１．２との接着材
としての機能を果たすので、接着剤は不要である。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、その効果を要約す
ると次の通りである。

■補強筋の継手部を当該補強筋自体の有する３張強度以
上に高めることができ、継手部で破断することがなくな
るので、補強筋の性能を最大限有効に活用できる。

■継手部も強化繊維によって補強されており、優れた引
張強度が与えられているので、継手部の長さや断面積を
過度に大きくする必果がなく、コンパクトな継手構造で
十分な接合強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示すもので、第１．３図
は要部縦断面図、第２．４図は第１．３図におけるＩＩ
　−ＩＩ線及びＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図は補強筋
と継手部材の好ましい接合例を示す拡大断面図、第６図
は継手部材に用いられる強化繊維の組付は例を示す見取
り図、第７．８図は本発明の継手構造を得るための方法
を例示する工程説明図である。 １．２；繊維強化樹脂製線・棒体（補強筋）３：繊維強
化樹脂製継手部材 ３ａ：強化繊維　　　３ｂ：横筋 ４：突起　　　　　　５：副筋 ６：シート状物　　　７：紐材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維強化樹脂製補強用線・棒体を、突き合わせ或は重ね
   合わせた状態で接合する継手構造であって、前記線・棒
   体の接合部を、該線・棒体の軸心方向に沿って引き揃え
   た強化繊維を含む繊維強化樹脂製接合材によって巻装し
   た上でこれを硬化もしくは固化せしめ、接合部が一体化
   されてなることを特徴とする繊維強化樹脂製補強用線・
   棒体の継手構造。