JPH0671801A - 補強材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な操作で、縦糸と横糸とが直交せず、メ
ッシュ間隔及び繊維束の角度が任意に調整された補強材
を効率よく製造する。 【構成】 １ｍ当り５〜３０回の撚りをかけた繊維束１
に熱硬化性樹脂を含浸させ、樹脂含浸繊維束５を、回転
ドラム７に巻回する。その際、回転ドラム７の軸方向に
沿って往復動するトラバースローラ６により、樹脂含浸
繊維束５を移動させながら、回転ドラム７にメッシュ状
に巻回する。前記ローラ６の往復速度及び回転ドラム７
の回転速度を相対的に調整することにより、補強材にお
けるメッシュ間隔および繊維の角度をコントロールでき
る。回転ドラム７に対する巻き付け角度θを４５゜＜θ
≦８５゜とすると、複数の縦糸と複数の横糸とが、位置
を異にして、９０゜＜θ≦１７０゜の交差角度θで交差
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のコンクリート部
材に埋設して使用できる補強材およびその製造方法、前
記補強材を用いたコンクリート構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、壁材、床材などのコンクリート構
造物用補強材として、鉄筋や金網などが使用されてい
る。しかし、鉄筋などは、錆が生じ耐久性が十分でない
ばかりか、施工性も十分でなく、軽量化することが困難
である。

【０００３】コンクリート構造物の補強材として、繊維
束に樹脂を含浸させた補強材も知られている。例えば、
特開昭６２−１５３４４９号公報には、ガラス繊維、炭
素繊維などの繊維束を格子状とし、樹脂材料で結束し、
かつ繊維束の交差部を一方向に延在する繊維群と他方向
に延在する繊維群とを３層以上に積層した断面形状を有
するコンクリート補強部材と、ピンワインディング法に
よる補強繊維の製造方法が開示されている。

【０００４】しかし、ピンワインディング法では、一筆
書きの要領で、縦方向及び横方向に繊維をピンに順次引
っ掛けて格子状に積層し、全面をプレスし、厚みを揃え
た後、硬化させ、形枠から補強材を外すという多くの工
程が必要となる。そのため、作業が煩雑化し、短時間内
に効率よく補強繊維を得ることが困難である。

【０００５】また、特開昭６３−１１１０４５号公報に
は、補強用繊維で絡み織りの網状体とし、該網状体を合
成樹脂及び反応性共重合体ラテックスで被覆処理したセ
メントモルタル成形体が開示されている。

【０００６】しかし、成形体を製造するには、網状体を
作製した後、樹脂含浸する必要があるので、樹脂を均一
に含浸させるのが困難であると共に、樹脂含浸に際して
目ずれが生じ易い。

【０００７】さらに、前記の方法では、格子状又は網状
の補強繊維のメッシュ間隔や繊維の角度を簡単に変更で
きない。そのため、補強材の用途に応じたメッシュ間隔
及び角度を有する補強繊維を個別に製造する必要があ
り、生産性が低い。

【０００８】コンクリート製壁高欄に関する特開平１−
１２５４０５号公報、および永久型枠に関する特開昭６
３−２８４３８１号公報には、繊維を３次元方向に所定
のピッチで格子状に立体的に編成した立体編物をコンク
リートの補強材として使用することが提案されている。

【０００９】しかし、繊維をジャングルジムなどのよう
に３次元方向に格子状に編成することは、極めて煩雑で
あるため、コスト高となるだけでなく、補強材の大きさ
も制限される。

【００１０】特開昭６２−２０２１５７号公報には、立
体的に配設される少なくとも３本の軸筋と、これらの軸
筋の周囲に右周り及び左周りに交差する第１および第２
の螺旋筋とで構成され、かつ交差部が三層以上に積層さ
れた断面構造を有するコンクリート補強材が開示されて
いる。

【００１１】しかし、この補強材は、一筆書きの要領
で、軸筋の周囲に螺旋筋を巻く必要があるので、製造作
業が煩雑である。特に構造が複雑な立体形状の補強材を
得る場合には、さらに生産性が低下するだけでなく、大
きさが制限される。また、サイズや構造が異なる補強材
毎に製造装置を必要とするので、複数種の補強材の製造
に対処するのが困難である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、施工性、補強性などに優れる補強材を提供すること
にある。

【００１３】本発明の他の目的は、簡単な操作で効率よ
く補強材を製造できる方法を提供することにある。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、メッシュ間隔
及び繊維束の角度を容易かつ任意に調整できる補強材の
製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、大きな立体形状の補
強材であっても、簡便かつ効率よく製造できる補強材の
製造方法を提供することにある。

【００１６】本発明のさらに他の目的は、前記補強材で
補強されたコンクリート構造物を提供することにある。

【００１７】

【発明の構成】本発明者らは、前記目的を達成するため
鋭意検討の結果、樹脂を含浸させた繊維束を、回転ドラ
ムに巻回すると、繊維束をメッシュ状に交互に積層でき
ること、回転ドラムに対する繊維束の角度および回転ド
ラムの回転速度などを調整することにより、メッシュ間
隔及び繊維束の角度を任意にコントロールできることを
見いだし、本発明を完成した。

【００１８】すなわち、本発明は、樹脂を含浸した繊維
束からなる縦糸と横糸とが互いに交差して接合したメッ
シュ状補強材であって、一方の方向に間隔を置いて延出
する縦糸群を構成する複数の縦糸と、前記方向と交差す
る方向に間隔を置いて延出する横糸群を構成する複数の
横糸とが、位置を異にして、９０゜＜θ≦１７０゜の交
差角度θで交差している補強材を提供する。

【００１９】この補強材において、複数の縦糸群と複数
の横糸群とが、互いに位置を異にして、順次積層して交
差しているのが好ましい。前記補強材は、シート状であ
ってもよく、立体形状であってもよい。

【００２０】本発明は、樹脂を含浸した繊維束を、回転
体の回転軸方向に沿って往復動させながら、前記回転体
に対する巻き付け角度θが４５゜＜θ≦８５゜の範囲内
で前記回転体にメッシュ状に巻回し、巻回した繊維束を
シート状又は立体形状に加工する補強材の製造方法を提
供する。この方法において、１ｍ当り、５〜３０回の撚
りをかけた繊維束を用いてもよい。なお、シート状の補
強材は、回転体に巻回した繊維束を切断加工することに
より作製でき、立体形状の補強材は、回転体から、巻回
した繊維束を抜取る抜取り加工や、前記シートの成形加
工により作製してもよい。また、樹脂として熱硬化性樹
脂を用い、シート状又は立体形状のプリプレグを硬化工
程に供し、補強材を得てもよい。

【００２１】さらに本発明は、前記補強材がコンクリー
トに埋設されているコンクリート構造物を提供する。

【００２２】以下、必要に応じて添付図面を参照しつつ
本発明をより詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明の方法の一例を示す概略斜視
図である。この方法では、繊維束１を、ガイドローラ４
ａ，４ｂ，４ｃにより含浸槽２内の樹脂溶液３に案内し
ながら浸漬して樹脂を含浸させ、樹脂含浸繊維束５をト
ラバースローラ６により往復動させながら、回転ドラム
７に巻回している。このような方法では、円筒状の回転
ドラム７の前方に位置するトラバースローラ６を前記回
転ドラム７の軸方向に沿って往復動させながら、回転ド
ラム７に巻回させることができる。

【００２４】回転ドラム７に対する樹脂含浸繊維束５の
巻き付け角度θ1 は、所望する補強繊維の組織に応じて
縦糸と横糸とが直交しない範囲、例えば、４５゜＜θ1
≦８５゜、好ましくは５０゜≦θ1 ≦７０゜程度であ
る。

【００２５】繊維束１を構成する繊維としては、例え
ば、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、レーヨン
などの高分子繊維、石油又は石炭系ピッチなどを素材と
する炭素繊維；耐アルカリガラス繊維；芳香族ポリアミ
ド繊維（アラミド繊維など）；ポリビニルアルコール系
合成繊維（高強度ビニロン繊維など）；ポリエーテルス
ルホン繊維などが例示される。これらの繊維は少なくと
も一種使用できる。これらの繊維の中で炭素繊維が好ま
しい。

【００２６】なお、炭素繊維とは炭化又は黒鉛化された
繊維を言い、１５００℃程度以上の高温で焼成したもの
は結晶構造が黒鉛化していないときでも黒鉛化の概念に
含める。補強繊維として炭素繊維を用いると、電磁波に
対するシールド性をコンクリート部材に付与できる。

【００２７】繊維の素線径は、例えば、５〜３０μｍ程
度である。繊維束は、適当な数の素線、例えば、５００
〜４８００００本程度の素線で構成できる。

【００２８】繊維は、コンクリート部材に対する補強効
果を高めるため、引張弾性率５×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ²
以上の繊維が好ましい。

【００２９】繊維束は、撚りをかけることなく、回転ド
ラムに巻回してもよいが、撚りをかけると、ドラムに巻
き付けたとき繊維束が偏平になるのを防止できるととも
に、コンクリートとの接着性を高めることができる。ま
た、断面が円形状となるため、補強材自体の曲げ剛性が
大きくなり、運搬時、施工時の作業性が向上する。繊維
束の撚り数は、適当に選択できるが、１ｍ当り、５〜３
０回、好ましくは１０〜１５回程度である。

【００３０】なお、繊維束の撚りは、樹脂を含浸する前
に行なってもよく、樹脂含浸中や樹脂含浸後に行なって
もよい。

【００３１】前記繊維束１としては、樹脂を含浸した繊
維束５を用いる。樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂；ポ
リアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリアリレート、芳香族ポリアミドなどの熱可塑性
樹脂が例示される。上記樹脂は一種または二種以上使用
される。これらの樹脂のうち熱硬化性樹脂、特にセメン
トのアルカリ成分による特性の劣化が小さなエポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などが好まし
い。熱硬化性樹脂を使用する場合、樹脂の種類に応じた
硬化剤が使用できる。

【００３２】なお、樹脂は、前記繊維束に含浸可能な粘
度を有していればよく、必要に応じて、炭化水素類、ア
ルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類などの
有機溶媒に溶解した溶液又は分散した分散液として使用
することができる。

【００３３】樹脂の含浸量は、繊維束の一体性などを損
わない範囲で選択でき、例えば体積含有率１０〜８０
％、好ましくは２０〜６０％程度である。また、必要に
応じて、樹脂含浸工程で繊維束に過剰に付着した樹脂を
絞り手段などで除去してもよく、樹脂含浸後に有機溶媒
を乾燥手段により除去してもよい。

【００３４】そして、本発明の方法では、前記のよう
に、樹脂含浸繊維束５を回転ドラム７にメッシュ状に巻
回する。繊維束５の往復動は、前記トラバースローラ６
に限らず、例えば、前記樹脂含浸繊維束５と掛止する掛
止片と、この掛止片を、前記回転ドラム７の軸方向に沿
って往復動させる往復動機構とで構成された往復動手段
の往復速度を調整することによりコントロールしてもよ
い。

【００３５】このような方法では、前記往復動手段の往
復速度と、回転ドラム７の回転速度とを相対的に調整す
ることにより、補強繊維におけるメッシュ間隔及び繊維
束５の角度を任意にコントロールできる。また、メッシ
ュ間隔及び繊維束の角度が異なる補強材を、樹脂含浸繊
維束５の往復動と回転ドラム７への巻回という簡単な操
作で効率よく製造できる。

【００３６】さらに、本発明の方法では、一本の樹脂含
浸繊維束５を少なくとも一回往復動させることにより、
一方の方向に間隔を置いて延びる複数の縦糸で構成され
た縦糸群と、前記方向と交差する方向に間隔を置いて延
びる複数の横糸で構成された横糸群とを、交差させるこ
ともでき、回転ドラム７に対する巻き付け位置を異にし
て複数回往復動させることにより、縦糸と横糸との位置
をずらして交差させることもできる。後者の場合には、
複数の縦糸群と、複数の横糸群とを、互いに位置を異に
して、順次積層状態で交差させることができる。

【００３７】好ましい方法には、一本の樹脂含浸繊維束
５を、一方の方向に所定のピッチで巻回して縦糸を形成
し、形成された縦糸と交差する方向に所定のピッチで巻
回して横糸を形成した後、前記一方の方向及び交差方向
に少なくとも１回以上、位置をずらして、好ましくは略
等間隔毎に位置をずらして往復動させて巻回する方法が
含まれる。

【００３８】また、回転体に樹脂含浸繊維束を巻回する
ので、樹脂含浸繊維束の張力を調整することにより、樹
脂含浸繊維束をプレスした場合と同様に、繊維束同士の
密着力を高めることができる。さらに、ピンワインデン
グ法においては、ピン周辺の繊維を補強材として利用す
ることができず、材料の無駄となる。これに対して、本
発明の方法では、全ての樹脂含浸繊維束を交差させるこ
とができるので、材料を有効に利用できる。

【００３９】また、回転ドラム７に巻回された補強繊維
のメッシュ間隔は、補強性能に応じて適宜設定でき、例
えば、２ｍｍ以上、好ましくは５〜３００ｍｍ、さらに
好ましくは１０〜２００ｍｍ程度である。メッシュ間隔
が２ｍｍ未満であるとメッシュ間に充填されるセメント
モルタルの量が少なく補強性が十分でない。

【００４０】シート状の補強材は、前記樹脂が熱可塑性
樹脂である場合、巻回された補強繊維を切断して回転ド
ラムから取外すことにより、メッシュ状の補強材として
そのまま使用できる。また、前記樹脂が熱硬化性樹脂で
ある場合には、巻回された補強繊維を切断して回転ドラ
ムから取外してシート状とし、硬化させることにより、
メッシュ状の補強材を得ることができる。回転ドラムか
らの繊維束の取外しは、巻回された繊維束を、カッター
などにより切断し剥離することにより行なうことができ
る。巻回された繊維束の切断方向は回転体から取外し可
能である限り特に制限されないが、回転体の軸方向に切
断するのが好ましい。熱硬化性樹脂を用いる場合、剥離
しシート状とした後、硬化工程に供する場合が多い。熱
硬化性樹脂の硬化は、通常、室温〜２００℃程度の温度
で行なうことができる。

【００４１】なお、巻回された繊維束の剥離を容易にす
るため、回転ドラムは、フッ素系コーティング剤などに
より予めコーティングされていてもよく、剥離可能なフ
ィルムで予め被覆されていてもよい。

【００４２】また、立体形状の補強材は、前記回転ドラ
ムからメッシュ状のプリプレグを抜取ることにより得て
もよいが、シート状のプリプレグを用いると、成形加工
により種々の立体形状の補強材を得ることができるとい
う利点がある。

【００４３】補強材の立体形状は、特に制限されず、円
筒状、楕円筒状、断面三角形、断面四角形、断面六角形
などの断面多角形状、断面Ｈ型などの断面異形状などで
あってもよい。

【００４４】シート状のプリプレグであるメッシュ体
を、立体形状の補強材に成形加工する方法は、慣用の方
法、例えば、断面円筒状や断面多角形状である場合に
は、断面円形や多角形の型にシート状プリプレグを巻回
したり、所定の金型を用い、加圧成形、オートクレーブ
成形などの成形法に準じて行なうことができる。また、
断面異形状である場合には、前記と同様に、所定の金型
を用い、加圧成形、オートクレーブ成形などの成形法に
準じて行なうことができる。

【００４５】前記成形工程で加圧成形法やオートクレー
ブ成形法などを採用すると、立体形状の補強材の交差部
における段差の生成を抑制できるとともに、接合強度が
大きく、一体性の高い補強材を得ることができる。な
お、断面方形状やＨ型などの補強材は、小梁、ボードな
どの補強材とすることができる。成形に際しては、シー
ト状の複数枚のプリプレグを積層して成形してもよい。

【００４６】また、熱硬化性樹脂を用いる場合、成形さ
れたプリプレグを硬化工程に供することにより３次元補
強材を得ることができる。

【００４７】本発明の補強材の特徴は、前記より明らか
なように、縦糸と横糸とが直交しない点にある。この補
強材は、樹脂含浸繊維束で形成され、一方の方向に間隔
を置いて延出する縦糸群を構成する複数の縦糸と、前記
方向と交差する方向に間隔を置いて延出する横糸群を構
成する複数の横糸とが、位置を異にして、かつ９０゜＜
θ2 ≦１７０゜、好ましくは１００゜≦θ2 ≦１４０゜
の交差角度θ2 で互いに交差し、交差部で接合してい
る。

【００４８】図２は本発明の補強材の一例を示す組織図
である。この例では、一方の方向に所定間隔で延びる縦
糸１１からなる１つの縦糸群と、前記縦糸１１と交差す
る方向に所定間隔で延びる横糸１２からなる１つの横糸
群とが交差し、交差部において積層状態で接合してい
る。

【００４９】このような補強材は、前記樹脂含浸繊維束
を、回転体に、一方の方向に所定ピッチで巻回して縦糸
１１を構成し、巻回した前記縦糸１１と交差させなが
ら、前記縦糸１１上に所定ピッチで巻回することにより
横糸１２を構成することにより製造できる。

【００５０】補強材は、一方の方向に間隔を置いて延出
する複数の縦糸群と、前記方向と交差する方向に間隔を
置いて延出する複数の横糸群とが互いに位置を異にし
て、順次、積層状態で交差しているのが好ましい。

【００５１】図３は本発明の他の補強材を示す組織図で
ある。この例では、一方の方向に所定間隔で延びる縦糸
２１ａからなる第１の縦糸群と、前記縦糸２１ａと交差
する方向に所定間隔で延びる横糸２２ａからなる第１の
横糸群と、前記一方の方向に所定間隔で延びる縦糸２１
ｂからなる第２の縦糸群と、前記第２の縦糸群の縦糸２
１ｂと交差する方向に所定間隔で延びる横糸２２ｂから
なる第２の横糸群とが、互いに位置を異にして順次交差
し、交差部において積層状態で接合している。

【００５２】このような組織の補強材は、樹脂含浸繊維
束を、一方の方向に所定ピッチで巻回して第１の縦糸２
１ａを構成し、巻回した前記縦糸２１ａと交差させなが
ら、前記縦糸２１ａ上に所定ピッチで巻回して第１の横
糸２２ａを構成する。次いで、前記樹脂含浸繊維束を、
前記第１の縦糸２１ａ間に位置するピッチで、しかも前
記第１横糸２２ａと交差させながら、前記一方の方向に
巻回して第２の縦糸２１ｂを構成した後、前記第１の横
糸２２ａ間に位置するピッチで、しかも前記第１の縦糸
２１ａと交差させながら、前記第１及び第２の縦糸２１
ａ，２１ｂ上に巻回して第２の横糸２２ｂを構成するこ
とにより製造できる。

【００５３】図４は本発明のさらに他の補強材を示す組
織図である。この例では、一方の方向に所定間隔で延び
る縦糸３１ａからなる第１の縦糸群と、前記縦糸３１ａ
と交差する方向に所定間隔で延びる横糸３２ａからなる
第１の横糸群と、前記と同様の縦糸３１ｂからなる第２
の縦糸群と、前記と同様の横糸３２ｂからなる第２の横
糸群と、縦糸３１ｃからなる第３の縦糸群と、横糸３２
ｃからなる第３の横糸群とが、互いに位置を異にして順
次交差し、交差部において積層状態で接合している。

【００５４】このような補強材では、第１の縦糸３１ａ
間に第２及び第３の縦糸３１ｂ，３１ｃを略等間隔毎に
位置させ、第１の横糸３２ａ間に第２及び第３の横糸３
２ｂ，３２ｃを略等間隔毎に位置させ、しかも、第１の
縦糸３１ａと第３の横糸３２ｃとの間の複数の縦糸３１
ｂ，３１ｃ及び横糸３２ａ，３２ｂとを交互に交差させ
ることができる。

【００５５】なお、樹脂含浸繊維束で形成される縦糸と
横糸のピッチは同一であってもよく異なっていてもよ
い。また、縦糸と横糸の素線数や径も同一であってもよ
く異なっていてもよい。

【００５６】補強材の縦糸を構成する縦糸群、及び横糸
を構成する横糸群の数は、縦糸又は横糸の上に横糸又は
縦糸が交差する限り、同一であってもよく、異なってい
てもよい。

【００５７】このような補強材は、縦糸と横糸とが直交
することなく金網状に交差しているので、メッシュ筋自
体の長手方向、すなわち交差部において鋭角部が向く方
向の剛性が高くなるという異方性を有するので、直交型
のメッシュが等方性を示すのと異なり、型枠に配筋する
際の作業性を向上させることができる。また、交差部に
おいて鈍角部が向く方向に対する補強性よりも、鋭角部
が向く方向に対する補強性を特に高めることができる。
そのため、パネル、カーテンウォール、床板、壁板、型
枠など長方形状のコンクリート構造物において、シート
状の補強材を、交差部における鋭角部を長手方向に向け
て埋設することにより、長手方向の補強性を高めること
ができる。なお、上記のような長方形状のコンクリート
構造物においては、短辺方向よりも長手方向に荷重が作
用する場合が多いので、短辺方向に対しても十分な強度
が確保できる。特に、通常、補強材には、分力の和で表
される主荷重方向の応力が、前記長手方向に作用するの
で、応用力が斜交メッシュにより分力され、補強性が高
い。

【００５８】また、立体形状の補強材、例えば、円筒状
や断面四角形などの補強材を、梁部材などのように円柱
や角柱状コンクリート構造物の補強材として用いると、
応力の作用方向に対して面方向の補強材により、長手方
向の曲げ補強と、側面側の補強材により厚み方向の剪断
補強とを同時に行なうことができる。また、コンクリー
ト構造物の形状に応じて、縦糸と横糸との交差角度を調
整することにより、曲げ強度と剪断強度との割合を調整
することもできる。

【００５９】特に、１つの縦糸群と１つの横糸群とで構
成された図２に示されるような補強材に比べて、複数の
縦糸群の縦糸と複数の横糸群の横糸とが位置を異にして
交差する補強材では、大きな面積のパネルや立体形状の
コンクリート構造物を作製する際、曲げ撓みも小さく、
作業性が向上すると共に、補強効果も大きい。

【００６０】また、補強材の縦糸と横糸とが所定の角度
で交差して二方向に配向しているので、コンクリート中
に埋設した場合、二方向の繊維に応力を作用させること
ができる。そのため、コンクリートからの引抜き抵抗を
大きくでき、補強効果が大きい。

【００６１】なお、補強材は、コンクリートとの親和性
を高めるため、シランカップリング剤、チタンカップリ
ング剤などで表面処理してもよく、さらには、その表面
に砂を付着したり研磨したりすることにより凹凸部を形
成してもよい。シランカップリング剤や砂などは、前記
樹脂とともに繊維束に含浸させてもよい。

【００６２】本発明のコンクリート構造物は、前記補強
材がコンクリートに埋設されている。このような構造物
では、補強材の縦糸と横糸とが直交していないので、補
強材の縦糸と横糸との交差部において鋭角部が向く方向
の補強性が高い。

【００６３】そのため、長方形状などの板状、円柱、角
柱などの立体形状のコンクリート構造物に適用するのが
有用である。すなわち、長方形状、円柱、角柱などのコ
ンクリート構造物において、縦糸と横糸との交差部にお
いて鋭角部を長手方向に向けて埋設すると、長手方向に
対する補強性を高めることができる。また、縦糸と横糸
とが交差しているので、交差部において鈍角部が向く短
辺方向に対しても十分な強度が確保できる。

【００６４】コンクリート構造物を形成するセメントと
しては、例えばポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、急硬高強度セメント、
焼きセッコウなどの自硬性セメント；石灰スラグセメン
ト、高炉セメントなどの水硬性セメント；混合セメント
などが上げられる。上記セメントは骨材、凝結遅延剤、
効果促進剤、減水剤、凝固剤、増粘剤、発泡剤、防水剤
などを含有していてもよい。

【００６５】なお、補強材のコンクリートへの埋設は、
従来慣用の方法で行なうことができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明の補強材は、縦糸と横糸とが直交
しないので、異方性を有し、交差部における鋭角部の方
向に対する剛性などが大きいとともに、繊維と樹脂から
なるため、軽量で、運搬性、施工性、補強性などに優れ
る。また、立体形状の補強材は、コンクリート構造物に
おいて、曲げ補強および剪断補強を同時に行なうことが
できる。

【００６７】本発明の方法によれば、樹脂含浸繊維束を
回転体にメッシュ状に巻回するので、簡単な操作で効率
よく補強材を製造できる。

【００６８】また、樹脂含浸繊維束の往復速度および回
転体の回転速度を相対的に調整することにより、補強材
のメッシュ間隔及び繊維束の角度を容易かつ任意に調整
でき、コンクリート構造物において、曲げ強度と剪断強
度との割合を調整できる。さらに、大きな立体形状の補
強材であっても簡便かつ効率よく製造できる。

【００６９】本発明のコンクリート構造物は、前記補強
材が埋設されているので、コンクリートからの引き抜け
抵抗が大きく、補強材の交差部において鋭角部が向く方
向に対する補強性が高い。

【００７０】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。

【００７１】実施例１ 素線数１２０００（１２Ｋ）のポリアクリロニトリル系
炭素繊維（引張強度３００ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性率
２４×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² ）を３本集めて３６Ｋと
し、１ｍ当り１２回の撚りをかけた。この繊維束にビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名
エピコート８２７）１００重量部、酸無水物系硬化剤
（ペトロケミカル社製、ＭＮＡ）９０重量部および硬化
促進剤（油化シェル社製、ＥＭＩ−２４）１重量部の溶
液に含浸させながら、２０ｍ／分の糸速度で、回転ドラ
ム（６００ｍｍφ）に、綾角６５゜、繊維間隔５ｃｍと
なるように幅１ｍに亘って巻き取った。巻き終った後、
装置の作動を停止し、巻回した樹脂含浸繊維束の一辺を
切開き、シート状とした後、１５０℃で４時間樹脂を硬
化させることにより、樹脂含有量５０重量％の補強材を
得た。

【００７２】得られた補強材を、幅２００ｍｍ、長さ７
００ｍｍの大きさに切断し、セメントモルタル［水／早
強ポルトランドセメント＝４７％、細骨材／早強ポルト
ランドセメント＝０．２５］中に、１プライ、かぶり５
ｍｍの条件で配置し、水中養生後、材冷７日間で、厚み
２０ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ７００ｍｍのパネルを作
製した。パネルの３点曲げ強度は２５０ｋｇｆ／ｃｍ²
であった。

【００７３】実施例２ 綾角を５０゜とする以外、炭素繊維の目付け量を実施例
１と同じくして補強材を得た。得られた補強材を、実施
例１と同様にモルタル中に埋設してパネルを作製したと
ころ、パネルの３点曲げ強度は１９０ｋｇｆ／ｃｍ² で
あった。

【００７４】実施例３ 綾角を７０゜とする以外、炭素繊維の目付け量を実施例
１と同じくして補強材を得た。得られた補強材を、実施
例１と同様にモルタル中に埋設してパネルを作製したと
ころ、パネルの３点曲げ強度は２８０ｋｇｆ／ｃｍ² で
あった。

【００７５】比較例１ 実施例１と同様の繊維を用い、エポキシ樹脂を含浸させ
ながら、板の周囲に打ったピンに、一筆書きの要領で縦
方向及び横方向に順次掛けて、１ｍ² 当りの炭素繊維使
用量が実施例１と同様になるように２軸直交型のメッシ
ュを作製し、１５０℃で４時間樹脂を硬化させることに
より、樹脂含有量５０重量％の補強材を得た。

【００７６】得られた補強材を実施例１と同様にモルタ
ル中に埋設してパネルを作製したところ、パネルの３点
曲げ強度は１６５ｋｇｆ／ｃｍ² であった。

【００７７】実施例４ 実施例１で用いた１２Ｋのポリアクリロニトリル系炭素
繊維を２本合わせて２４Ｋとし、１ｍ当たり１２回の撚
りをかけた。

【００７８】この繊維に、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（油化シェル社製、エピコート８２７）１００重量
部および硬化促進剤としてのジシアンジアミド（油化シ
ェル社製、ＤＩＣＹ−７）５重量部の溶液を含浸させ、
実施例１と同様にして、交差角（綾角）６５°、メッシ
ュ間隔３ｃｍのシート体を得た。Ｂステージ（半硬化）
の前記メッシュ状のシート体を、円筒型に巻き付け、１
５０℃で２時間硬化させて、型から取り外し、円筒状メ
ッシュ（３０ｃｍφ×長さ１ｍ）を作製した。

【００７９】実施例５ 実施例４と同様にして、メッシユ状シート体を得た後、
断面正四角形の金型に巻き付け、硬化させることによ
り、断面正四角形のメッシュ状補強材（１０ｃｍ×１０
ｃｍ×５０ｃｍ）を作製した。

【００８０】得られた断面正四角形のメッシュ状補強筋
を、実施例１と同様のセメントモルタルを用い、実施例
１と同様の条件でコンクリート中に埋設してコンクリー
ト体を作製し、４点曲げ試験を行ったところ、曲げ破壊
し、曲げ応力は２５０ｋｇｆ／ｃｍ² であった。

【００８１】比較例２ 実施例１の２４Ｋの樹脂含浸繊維を、炭素繊維の目付け
（１ｍ² 当たりの使用量）を実施例１の斜向メッシュと
同じくして、直交させてメッシュ状プリプレグを作製
し、実施例５と同様にして、断面正四角形のメッシュ状
補強材（１０ｃｍ×１０ｃｍ×５０ｃｍ）を作製した。
この補強材を、実施例５と同様にして、コンクリート体
に埋設して曲げ試験を行ったところ、剪断破壊が先行
し、曲げ強度は１７５ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の方法の一例を示す概略斜視図で
ある。

【図２】図２は本発明の補強材の一例を示す組織図であ
る。

【図３】図３は本発明の補強材の他の例を示す組織図で
ある。

【図４】図４は本発明の補強材のさらに他の例を示す組
織図である。

【符号の説明】

１…繊維束 ２…樹脂溶液 ５…樹脂含浸繊維束 ６…トラバースローラ ７…回転ドラム ９…補強材 １１，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…縦糸 １２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…横糸

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂を含浸した繊維束からなる縦糸と横
   糸とが互いに交差して接合したメッシュ状補強材であっ
   て、一方の方向に間隔を置いて延出する縦糸群を構成す
   る複数の縦糸と、前記方向と交差する方向に間隔を置い
   て延出する横糸群を構成する複数の横糸とが、位置を異
   にして、９０゜＜θ≦１７０゜の交差角度θで交差して
   いる補強材。
2. 【請求項２】 複数の縦糸群と複数の横糸群とが、互い
   に位置を異にして、順次積層して交差している請求項１
   記載の補強材。
3. 【請求項３】 シート状又は立体形状である請求項１記
   載の補強材。
4. 【請求項４】 樹脂を含浸した繊維束を、回転体の回転
   軸方向に沿って往復動させながら、前記回転体に対する
   巻き付け角度θが４５゜＜θ≦８５゜の範囲内で、前記
   回転体にメッシュ状に巻回し、巻回した繊維束をシート
   状又は立体形状に加工する補強材の製造方法。
5. 【請求項５】 １ｍ当り、５〜３０回の撚りをかけた繊
   維束を用いる請求項４記載の補強材の製造方法。
6. 【請求項６】 樹脂として熱硬化性樹脂を用いるととも
   に、シート状又は立体形状のプリプレグを硬化工程に供
   し、補強材を得る請求項４記載の補強材の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１記載の補強材がコンクリートに
   埋設されているコンクリート構造物。