JPH079529A - 押出成形プレキャスト部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れたひび割れ抵抗性と耐食性を有する押出
成形プレキャスト部材を製造する。 【構成】 押出成形により成形体１１の底部１１ａの外
側表面に沿って補強材を配置する。この補強材は、熱硬
化性樹脂を繊維に含浸させて該熱硬化性樹脂を硬化した
繊維強化樹脂材１２からなり、成形体１１と共に成形体
１１の底部１１ａの外側表面に繊維強化樹脂材１２のプ
リプレグシートを押出成形して、硬化させることにより
密着状態で配置される。このことにより優れたひび割れ
抵抗性と耐食性を有する押出成形プレキャスト部材１０
が製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床や壁等の建築材料や
橋桁等に使用される押出成形プレキャスト部材及びその
製造方法に関し、特に炭素繊維等の繊維と熱硬化性樹脂
からなる繊維強化樹脂材により補強したセメント系押出
成形プレキャスト部材及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設工事の省力化のため、予め工
場等で製造されるプレキャスト部材の需要が高まってお
り、特に鉄筋や金網等の補強材を入れた鉄筋入り、金網
入りのプレキャスト部材が建築材料として積極的に採用
されている。このプレキャスト部材の製造方法として
は、工場での大量生産に適し、寸法安定性や造形性に優
れている押出成形法があり、鉄筋入り、金網入りのプレ
キャスト部材は押出成形に際して鉄筋や金網を同時に押
し出すことにより製造されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、押出成形法
により成形された鉄筋入り、金網入りの押出成形プレキ
ャスト部材には以下のような種々の問題点があった。ま
ず、鉄筋や金網等の補強材が押出成形プレキャスト部材
の表面に配置されず、内部に挿入されるため、押出成形
プレキャスト部材の変形に対して補強材が有効に働くの
は、押出成形プレキャスト部材の表面にひび割れが発生
した後に限っていた。つまり、押出成形プレキャスト部
材の表面のひび割れを防止することができなかった。

【０００４】また押出成形プレキャスト部材内の補強材
のかぶりが、例えば現場で鉄筋にコンクリートを打ち込
んで形成した従来の鉄筋コンクリート部材に比べて小さ
いので、外壁部材等の外気に晒される部材に使用する場
合は、補強材に何らかの防錆処理が必要であった。さら
に、押出成形プレキャスト部材は小口面に補強材が露出
するので、押出成形後に小口面を被覆する等の防錆処理
も必要であった。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、優れたひび割れ抵抗性と耐食性を有する押出成形
プレキャスト部材及びその製造方法を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、押出成形された成形体の表面に沿って補強
材が配置されてなる押出成形プレキャスト部材であっ
て、前記補強材は、熱硬化性樹脂を繊維に含浸させて該
熱硬化性樹脂を硬化した繊維強化樹脂材からなるように
したものである。

【０００７】また本発明方法は、熱硬化性樹脂を繊維に
含浸させて該熱硬化性樹脂を硬化した繊維強化樹脂材
を、押出成形により成形体の表面に沿って配置してなる
押出成形プレキャスト部材の製造方法であって、前記熱
硬化性樹脂を半硬化状態に保った繊維強化樹脂材のプリ
プレグシートを、前記成形体の成形材料と共に押し出し
成形して、押し出された成形体の表面に沿って前記プリ
プレグシートを配置し、この後、表面に前記プリプレグ
シートが配置された成形体を加圧状態で加熱して、前記
プリプレグシートと前記成形体とを硬化させ、前記成形
体の表面に沿って前記繊維強化樹脂材が密着状態で配置
された押出成形プレキャスト部材を得るようにしたもの
である。

【０００８】さらに前記押出成形プレキャスト部材の製
造方法において、前記プリプレグシートは、前記成形体
に接触する面が凹凸状に形成されているようにしたもの
である。

【０００９】

【作用】本発明の押出成形プレキャスト部材によれば、
補強材として、繊維で熱硬化性樹脂を強化した高強度、
高弾性率の繊維強化樹脂材を成形体の表面に沿って配置
しているので、耐力及び剛性が非常に高いものとなる。
また前記成形体の表面に沿って前記繊維強化樹脂材を配
置するので、前記成形体の表面のひび割れの発生が防止
される。また前記繊維は耐食性に優れているため、前記
繊維強化樹脂材及び押出成形プレキャスト部材の小口面
に防錆処理を施す必要がない。

【００１０】また本発明の押出成形プレキャスト部材の
製造方法によれば、成形体の押出成形と同時に該成形体
の表面にプリプレグシートを配置し、該成形体の硬化と
同時に前記プリプレグシートも硬化させるので、前記繊
維強化樹脂材が前記表面に極めて良く密着し、高耐力、
高剛性及び優れたひび割れ抵抗性を示す押出成形プレキ
ャスト部材が製造される。しかも前記繊維強化樹脂材の
繊維等は耐食性に優れているので、該繊維強化樹脂材自
体及び押出成形プレキャスト部材の小口面に防錆処理を
施す必要がなく、錆に強い押出成形プレキャスト部材が
製造される。

【００１１】また本発明方法において、前記プリプレグ
シートとして、その成形体と接触する面を凹凸状に形成
した場合には、前記繊維強化樹脂材と前記成形体との密
着力が高くなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る押出成形プレキャスト部
材及びその製造方法の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の押出成形プレキャスト部材の一例を
示した概略斜視図であり、梁部材として用いられるもの
を示したものである。

【００１３】図例の如くこの押出成形プレキャスト部材
１０は、底部１１ａの両端にそれぞれ略直角に側部１１
ｂが立設されると共に、側部１１ｂの上端から外向きに
フランジ部１１ｃが延出されてなる長尺状の成形体１１
からなり、例えばセメント系の押出成形材料を用いて押
出成形される。また底部１１ａの外側表面には、底部１
１ｂの長さ方向に沿って補強材としてのシート状の繊維
強化樹脂材１２が密着状態で配置されている。

【００１４】このシート状の繊維強化樹脂材１２は、例
えば一方向に配向させた繊維のシートに熱硬化性樹脂を
含浸させ、その熱硬化性樹脂を硬化させることにより形
成され、後述する如く押し出された成形体１１を加圧条
件下で加熱処理する際に、同時に加熱処理されて底部１
１ｂの外側表面に密着される。繊維強化樹脂材１２に用
いられる繊維としては例えば炭素繊維、アラミド繊維、
ガラス繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン
繊維等があり、また熱硬化性樹脂としては、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、フェノール樹脂等がある。

【００１５】炭素繊維等の繊維は航空機部品等にも使用
されているように鉄筋等に比較して高強度であり、繊維
強化樹脂材１２はこのような炭素繊維等の繊維でエポキ
シ樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した極めて強度の高いも
のとなっている。従って、上記の如く構成された押出成
形プレキャスト部材１０は、このような高強度の繊維強
化樹脂材１２を使用して補強しているので高耐力とな
る。また従来のセメント系のプレキャスト部材ではひび
割れ発生前の部材剛性は、セメント系の成形体の弾性率
が支配的であったのに対し、この押出成形プレキャスト
部材１０では弾性率の高い炭素繊維等の繊維が寄与する
ため、より剛性が高いものとなる。

【００１６】さらに押出成形プレキャスト部材１０で
は、成形体１１の底部１１ｂの外側表面に長さ方向に沿
って補強材としての繊維強化樹脂材１２を配置するの
で、押出成形プレキャスト部材１０が優れたひび割れ抵
抗性を示すこととなり、成形体１１の表面のひび割れの
発生を防止することができる。また炭素繊維等は鉄筋等
に比べて耐食性に優れているので、繊維強化樹脂材１２
自体及び押出成形プレキャスト部材１０の小口面に防錆
処理を施す必要がない。

【００１７】図２は本発明の押出成形プレキャスト部材
の他の例を示した概略斜視図であり、床部材あるいは外
壁部材として用いられるものを示したものである。図例
の如くこの押出成形プレキャスト部材２０は、内部に中
空部２１ａが形成されたパネル状の成形体２１からな
り、例えばセメント系の押出成形材料を用いて押し出し
成形される。また成形体２１の両面全面には、繊維を例
えば二方向に配向させたシート状の繊維強化樹脂材２２
が補強材として密着状態で配置されている。

【００１８】この押出成形プレキャスト部材２０におい
ても上記の押出成形プレキャスト部材１０と同様に、高
耐力と高弾性率が得られ、優れたひび割れ抵抗性を示す
こととなる。また錆にも大変強く、風雨に晒される外壁
部材等に非常に適している。なお、図１の押出成形プレ
キャスト部材１０では底部１１ａに繊維強化樹脂材１２
を配置した場合について述べたが、部材の応力状態を考
慮して側部１１ｂに繊維強化樹脂材１２を配置すること
もでき、この場合にも上記と同様の効果を得ることがで
きる。同様に、図２の押出成形プレキャスト部材２０で
は両面に繊維強化樹脂材２２を配置したが、片面だけに
繊維強化樹脂材２２を配置することも可能である。

【００１９】また繊維強化樹脂材１２、２２として、例
えば梁部材として用いられる長尺な成形体１１に対して
は長さ方向の一方向に繊維を配向させ、外壁部材等とし
て用いられる幅が広い成形体２１に対しては二方向に繊
維を配向させたものを用いたように、補強する成形体１
１、２１の用途に応じて繊維を一方向、二方向に配向さ
せることにより、繊維が配向した方向がより強く補強さ
れた押出成形プレキャスト部材１０、２０を製造するこ
とができる。

【００２０】次に、上記した押出成形プレキャスト部材
１０、２０の製造方法について説明する。押出成形プレ
キャスト部材１０、２０を製造する場合には、まず押出
成形機で成形材料を押し出すと同時に、繊維強化樹脂材
１２、２２のプリプレグシートも押し出し、押し出され
た成形体１１の底部１１ａの外側表面、又は成形体２１
の両面に沿ってプリプレグシートを配置する。

【００２１】このプリプレグシートは、一方向又は二方
向に配向させた炭素繊維等の繊維に、溶融した又は溶媒
に溶かした熱硬化性樹脂を含浸させて、その熱硬化性樹
脂を半硬化状態に保ったものであり、成形体１１の押し
出しにおいては例えば長さ方向に繊維を配向した一方向
プリプレグシートを用い、成形体２１の押し出しにおい
ては例えば二方向に繊維を配向した二方向プリプレグシ
ートを用いる。

【００２２】次いで、押出成形によりプリプレグシート
が配置された成形体１１、２１をオートクレーブ装置を
用いて加圧条件下、例えば１４０℃〜１８０℃程度の温
度で加熱して、プリプレグシートと成形体１１、２１と
を硬化させる。この硬化によって、プリプレグシートが
硬化してなる繊維強化樹脂材１２、２２が、成形体１１
の底部１１ａの外側表面、あるいは成形体２１の両面に
沿って密着状態で配置された押出成形プレキャスト部材
１０、２０が得られる。

【００２３】なおプリプレグシートとして、その成形体
１１、２１と接触する面を凹凸状に形成したものを用い
ると、成形体１１、２１との密着力を向上させることが
できる。すなわち、例えば図３に示したように両面が平
滑に形成されたプリプレグシート３１の場合に比べて、
図４に示したような成形体１１、２１と接触する面が凹
凸状に形成されたプリプレグシート３２を用いた場合、
成形体１１、２１との接触面積が大きくなる。従って、
成形体１１、２１と接触する面が凹凸状に形成されたプ
リプレグシート３２を用いれば、成形体１１、２１との
一体性をより高めることができる。

【００２４】このように本実施例のプレキャスト部材の
製造方法によれば、成形体１１、２１の押出成形と同時
に成形体１１の底部１１ａの外側表面、成形体２１の両
面にプリプレグシート３１、３２を配置することがで
き、成形体１１、２１の硬化と同時にプリプレグシート
３１、３２も硬化させて密着させることができる。従っ
て、従来の生産性を維持しつつ、繊維強化樹脂材１２、
２２が密着状態で配置された高耐力、高剛性の押出成形
プレキャスト部材１０、２０を製造することができ、か
つ優れたひび割れ抵抗性を示す押出成形プレキャスト部
材１０、２０を製造することができる。

【００２５】しかも、プリプレグシート３１、３２は成
形体１１、２１と共に、押出成形機により圧力をかけら
れながら押し出され、オートクレーブ養生により同時に
硬化するため、プリプレグシート３１、３２と成形体１
１、２１との密着力は極めて高いものとなる。このとき
成形体１１、２１と接触する面を凹凸状に形成したプリ
プレグシート３２を用いれば、繊維強化樹脂材１２、２
２と成形体１１、２１とがさらに強く密着した押出成形
プレキャスト部材１０、２０を得ることができる。

【００２６】またプリプレグシート３１、３２は、熱硬
化性樹脂を半硬化状態にしてあり柔軟性があるので、押
出成形機にロール状に巻いて設置でき、あるいはロール
状に保管することができ、場所を取らない。さらにプリ
プレグシート３１、３２は柔軟性があるので、押出成形
機への挿入及び成形も鉄筋等や完全に硬化したものより
優れており、扱い易くかつ成形体１１、２１の表面形状
に沿って配置することができる。

【００２７】さらに、炭素繊維等は鉄筋等に比べて耐食
性に優れているので、繊維強化樹脂材１２、２２自体及
び押出成形プレキャスト部材１０、２０の小口面に防錆
処理を施す必要がなく、錆に強い押出成形プレキャスト
部材１０、２０を手間がかかることなく製造することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の押出成形プ
レキャスト部材においては、補強材として、繊維で熱硬
化性樹脂を強化した高強度、高弾性率の繊維強化樹脂材
を成形体の表面に沿って配置しているので、耐力及び剛
性が非常に高いものとなる。また前記成形体の表面に沿
って前記繊維強化樹脂材を配置するので、得られた押出
成形プレキャスト部材は優れたひび割れ抵抗性を示すこ
ととなり、前記成形体の表面のひび割れの発生を防ぐこ
とができる。さらに前記繊維は耐食性に優れているので
錆に強い。

【００２９】また本発明の押出成形プレキャスト部材の
製造方法によれば、前記成形体の押出成形と同時に該成
形体の表面にプリプレグシートを配置し、該成形体の硬
化と同時に前記プリプレグシートも硬化させて密着させ
るので、従来の生産性を維持しつつ、前記繊維強化樹脂
材が前記表面に極めて良く密着した高耐力、高剛性及び
優れたひび割れ抵抗性を示す押出成形プレキャスト部材
を製造することができる。

【００３０】また前記プリプレグシートは、押出成形機
にロール状に巻いて設置でき、あるいはロール状に保管
することができ、場所を取らない。さらに前記プリプレ
グシートは柔軟性があり、扱い易くかつあらゆる成形体
の表面形状に沿って配置することができるので押出成形
に用いるのに適している。さらに、前記繊維強化樹脂材
の繊維等は耐食性に優れているので、該繊維強化樹脂材
自体及び押出成形プレキャスト部材の小口面に防錆処理
を施す必要がなく、錆に強い押出成形プレキャスト部材
を手間がかかることなく製造することができる。

【００３１】また本発明方法において、前記プリプレグ
シートとして、その成形体と接触する面を凹凸状に形成
したものを用いた場合には、前記繊維強化樹脂材と前記
成形体とがより強く密着した押出成形プレキャスト部材
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出成形プレキャスト部材の一例を示
した概略斜視図である。

【図２】本発明の押出成形プレキャスト部材の他の例を
示した概略斜視図である。

【図３】両面が平滑に形成されたプリプレグシートと成
形体との界面を示した断面模式図である。

【図４】成形体と接触する面が凹凸状に形成されたプリ
プレグシートとの界面を示した断面模式図である。

【符号の説明】

１０、２０ 押出成形プレキャスト部材 １１、２１ 成形体 １２、２２ 繊維強化樹脂材 ３１、３２ プリプレグシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 美亀雄 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出成形された成形体の表面に沿って補
   強材が配置されてなる押出成形プレキャスト部材であっ
   て、 前記補強材は、熱硬化性樹脂を繊維に含浸させて該熱硬
   化性樹脂を硬化した繊維強化樹脂材からなることを特徴
   とする押出成形プレキャスト部材。
2. 【請求項２】 熱硬化性樹脂を繊維に含浸させて該熱硬
   化性樹脂を硬化した繊維強化樹脂材を、押出成形により
   成形体の表面に沿って配置してなる押出成形プレキャス
   ト部材の製造方法であって、 前記熱硬化性樹脂を半硬化状態に保った繊維強化樹脂材
   のプリプレグシートを、前記成形体の成形材料と共に押
   し出し成形して、押し出された成形体の表面に沿って前
   記プリプレグシートを配置する工程と、 該工程の後、表面に前記プリプレグシートが配置された
   成形体を加圧状態で加熱して、前記プリプレグシートと
   前記成形体とを硬化させ、前記成形体の表面に沿って前
   記繊維強化樹脂材が密着状態で配置された押出成形プレ
   キャスト部材を得る工程とからなることを特徴とする押
   出成形プレキャスト部材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記プリプレグシートは、前記成形体に
   接触する面が凹凸状に形成されていることを特徴とする
   請求項２記載の押出成形プレキャスト部材の製造方法。