JPS60251163A - セメント製品の補強構造 - 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） 本発明は、セメント製品の補強構造、特に繊維枠を用い
た補強技術に関する。

（従来の技術） 従来の鉄筋コンクリート製品の曲げ特性につぃて、単純
支持された鉄筋コンクリート製品に荷重を加えていくと
、最初の段階は、どの断面においても直応力の分布が直
線的であり、製品上面で最大の圧縮応力、下面で最大の
引張り応力となる。

軸方向鉄筋のひずみは、その位置のコンクリートのひず
みと一致し、どの断面でも、ひずみはその位置での外力
モーメントにほぼ比例して増加する。

この段階では、製品のたわみおよび回転角は外力に直接
比例して増加し、製品の性状は主として断面形状とコン
クリートの性質とによって支配される。鉄筋に作用する
応力はトわめて小さく、鉄筋の影響力は小さい。

最大モーメントが作用しているスパン中央で、製品下面
のコンクリートにその引張り抵抗以上の応力が作用する
と、そこにひびわれが発生し、上方に向かって伸びてい
く。ひびわれはこの点から支点にかけて、荷重の増加に
伴ってつぎつぎと発生するとともに、最初に発生したひ
びわれの幅が広がっていく。一度ひびわれが生じた断面
では、コンクリートは引張り力に対してほとんど抵抗せ
ず、その引張り力は主鉄筋に伝えられ、その結果鉄筋の
ひずみが着しく増加する。荷重が増加するに従って、鉄
筋およびコンクリートのひずみ、製品のたわみおよび回
転角はひびわれの入ってｌｖ）鱈）状態よりも速い速度
で増加する。ひずみとして、ひびわれの局部的な影響を
平均化するにたるだけ充分に長い区間の平均ひずみをと
れば、断面内におけるひずみ分布の直線性は保たれてい
る。この第２段階は、通常の使用状態である。圧縮側の
コンクリートのひずみは、その応力ひずみ曲線における
曲がった範囲に入るが、製品の変形、製品における鉄筋
およびコンクリートのひずみの増加の直線からのずれは
小さい。

又、鉄筋コンクリート製品には、鉄筋から製品の表面主
での間隔、即ちかぶり部が設けられてし・る。

このかぶり部は、鉄筋が十分な付着強さを発揮するため
と、鉄筋が錆るのを防ぐために必要なものである。

又、従来、セメント製品の補強技術として、第１４図に
示すように、枠体５０に長繊維線５１による繊維張設面
５２を荷重Ｐ方向に立面状に形成した繊維枠５３を内蔵
した繊維補強セメント製品Ｍが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなが呟従来の鉄筋コンクリート製品にあっては、
前述したように、製品に荷重が加わると、製品下面、即
ち、引張り側かぶり部の表面にまずひび割れが生し、こ
のひび割れの幅がすぐに大ぎくなるとともに製品の厚み
方向にひび割れか伸びて、製品の破壊へと進行していく
という問題があった。　又、従来の繊維補強セメント製
品では、長繊維線か直線配向で内蔵されるとともに、繊
維張設面が立面状に形成されているため確かに補強効果
は得られるものの、該繊維張設面が直線的に並列して内
蔵されているだけの構造であるため、セメント混合物の
歪を拘束する作用は弱く、補強効果が粂−歩もの足りな
いものであった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる従来の問題点を解決するために発明さ
れたもので、その目的とするところは、製品のうち、ひ
び割れが最初に発生する部位、即ち引張り側か、Ｒ＋）
部を補強してひび割れ発生荷重を高め、又、ひび割れが
生じた場合でもひび割れ幅を抑えることができ、又、立
面状のｗＬｍ張設面でセメント混合物を囲み込むことに
よって、該セメント混合物の歪みを拘束し、効果的な補
強が行なえるようにしたセメント製品を提供することに
あり、この目的を達成のための技術的手段として、本発
明では、鉄筋枠を内蔵したセメント製品において、枠材
間に長繊維線か張設された繊維枠が前記鉄筋枠に一体に
形成され、かつ該繊維枠には、長繊維線を連続的に張設
して形成された繊維囲繞張設面か形成されるとともに、
該繊維囲繞張設面は荷重方向に立面状に形成され、かつ
該繊維囲繞張設面が製品の引張り側かぷ゛り部のか、Ｒ
１）厚全体に亘って内蔵されるとともに、製品の引張り
側から中立軸を越えて圧縮側に至る範囲にも内蔵された
構成を採用することとした。

ここで、本発明における長繊維線とは、所要の間隔を張
設するに足りる最低限の長さ、１回又は複数回捲回する
に足りる最低限の長さ、その池とにかく張設することか
でとる長さを有する繊維をいう。例えば、ガラス繊維で
はストランド、ロービングのようなものをいう。

張設とは、長繊維線を枠体に捲張したり、ひっかけたり
、結んだり、接着したり、その池の方法にて枠体に長繊
維線を張った状態、とにかく少なくとも２本の枠材間に
長繊維線が渡された状態をいう。

長繊維線の張設方法としては一本の線、あるいは束ねて
複数線にして用いてもよい。

（作用） 従って、本発明の補強構造によって補強されたセメント
製品では、ひび割れが最初に発生する引張り側かぶり部
に長繊維線による繊維囲繞張設面が内蔵され、しかもこ
の繊維囲繞張設面かかぶり厚全体に亘って荷重方向に立
面状に形成されているため、製品の表面から鉄筋枠まで
の間のかぷ゛り厚全体か補強され、特に繊維囲繞張設面
によって歪が拘束されるため、ひび割れに対して天外な
抵抗を持つことになる。

又、繊維囲繞張設面が製品の引張り側から圧縮側に至る
範囲、即ち、製品の本体部分にも内蔵されているため、
引張り部分の歪だけでなく圧縮部分の歪も拘束でき、製
品全体の補強が達成でとる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に示して説明する尚、各実
施例において同一構成部分については便宜上図面の符号
を同一にする。

まず、第一実施例の側溝蓋製品Ａを第１図〜第３図によ
り説明する。

図において、１は鉄筋枠で、主筋２と配力筋３とで枠組
みされ、製品Ａの中立軸Ｃよりも引張り側（下側）に内
蔵されている。

４は繊維枠で、配力筋３に補助筋５，５．Ｓ、５　を立
設し、該補助筋５，５，５．５　間に耐アルカリ性ガラ
ス繊維による長繊維線６を張設することで形成され、こ
の場合、長繊維線６を４本の補助筋５に連続的に捲回し
ていくことで形成される繊維囲繞張設面７が荷重方向Ｐ
に立面状に形成されている。尚、該繊維囲繞張設面７は
、鉄筋枠１の中央部分において長辺側が主筋方向となる
長方形状で、配力筋方向に３列に立設されている。

そして、前記繊維囲繞張設面における鉄筋枠１から下側
の下側繊維囲繞張設面７ａは、製品Ａの引張り側かぶり
部のかフリ厚Ｈの全体、即ち製品Ａの下面８から鉄筋枠
１までの間に全体的に内蔵され、又、繊維囲繞張設面７
における鉄筋枠１がら上側の上側繊維囲繞張設面７ｂは
、製品Ａの引張り側から中立軸Ｃを越えて圧縮側に至る
範囲に内蔵されている。

尚、前記鉄筋枠１は、主筋２の上面に配力筋３を溶接し
て形成されているため主筋２と配力筋３との間には主筋
２の直径に相当する段差が生じ、かつ前記補助筋５は配
力筋３に対して溶接されているため、該補助筋５に長繊
維線６を張設する場合、主筋２の上級ぎりぎりまで長繊
維線６を張設することが可能になり、それだけ下側繊維
囲繞張設面７ａの高さを幅広くすることがで外る。

次に、前記製品Ａの製造方法の一例について説明すると
、まず、繊維枠４を一体に形成した鉄筋枠１を型枠内に
セットする。この場合、下側繊維囲繞張設面７ａをかぶ
り厚全体に亘って形成することに対応して、下側繊維囲
繞張設面７ａの下辺が型枠の内底面上に直接に接触する
ように鉄筋枠１をセラＹする。尚、補助筋５，５の先端
には防錆手段として合成樹脂製のキャップを嵌めておく
とよい。

そして、前述のようにして鉄筋枠１を型枠内にセットし
た後、セメント混合物としてのコンクリ−Ｙ９を打設す
るとともに振動を加え、以後は必要に応じて二次振動を
加えたのち所定期間養生して脱型するものである。

従って、本実施例の製品Ａは、長繊維線が単に内蔵され
るだけでなく、直線配向の長繊維線６で繊維囲繞張設面
７が形成され、かつ該繊維囲繞張設面７が立面状に形成
されているため、該繊維囲繞張設面７によってコンクリ
ート９を囲み込むことになり、その囲み込みによってコ
ンクリート９の歪が拘束され、特にひび割れが最初に発
生する製品Ａの引張り側かぷ゛りにかぶり厚Ｈの全体に
亘って下側繊維囲繞張設面７ａが内蔵されているため、
該下側繊維囲繞張設面７ａによる歪拘束力でひび割れ発
生荷重を高めることができ、又、製品Ａの引張り側から
圧縮側にかけて上側繊維囲繞張設面７ｂが内蔵されてい
るため該上側繊維囲繞張設面７ｂにより引張り部分およ
び圧縮部分の歪が拘束され、その歪拘束力で製品Ａの本
体部分を補強して、製品Ａの全体的な補強が達成できる
ものである。

次に、本発明の第二実施例の側溝蓋製品Ｂを第４図およ
び第５図により説明する。

本第二実施例では、前記第一実施例の繊維囲繞張設面７
と同様にして形成した繊維囲繞張設面７を内部繊維囲繞
張設面７ｃとし、かつ鉄筋枠１の外縁部に立設した補助
筋５に長繊維線６を連続的に捲回して形成される繊維囲
繞張設面７を外部繊維囲繞張設面７ｄとし、この内外側
張設面７ｃ、７ｄでコンクリート９を二重に囲み込む構
造となっており、製品Ｂの中央部分を内部繊維囲繞張設
面７Ｃで囲み込むと同時に、製品Ｂの全体的部分を外部
繊維囲繞張設面７ｄで更に囲み込み、この両張設面７ｃ
、７ｄの囲み込み効果により製品Ｂの中央部分に加えて
全体的部分にも歪拘束力を働らかせるようにしている。

次に、本発明の第三実施例の側溝蓋りを第６図および第
７図により説明する。

本第三実施例では、鉄筋枠１の中央部分に長辺側を配力
筋方向とした長方形状の繊維囲繞張設面７が形成され、
かつ該繊維囲繞張設面７の上側繊維囲繞張設面７ｂが製
品りの引張り側から圧縮側の表面１０（製品の上面）ま
で形成されるとともに、該上側繊維囲繞張設面７ｂの途
中に空間部１１を形成した構造となっており、これは特
に、製品の中央部分を繊維囲繞張設面７による囲み込み
効果で補強するとともに、上側繊維囲繞張設面７ｂを圧
縮側の表面１０まで形成することで圧縮側を全体的に補
強し、かつ空間部１１を形成することで繊維囲繞張設面
７で囲まれたコンクリート部分が繊維囲繞張設面７の外
側のコンクリート部分から該ｉ維囲繞張設面７を壁とし
て区画されてしまうのを防止し、両コンクリート部分の
一体化を確実に維持するようにしている。

次に、本発明の第四実施例の側溝蓋製品Ｅを第８図およ
び第９図で説明する。

本第四実施例では、鉄筋枠１を立筋１２によって立体的
に形成し、かつ該鉄筋枠１の中央部分に繊維囲繞張設面
７を形成し、加えて立体的に形成した鉄筋枠１の外周に
長繊維線２（）を捲回さぜで繊維囲繞張設面２１を形成
した構造となっており、この場合、外周の繊維囲繞張設
面２１は主筋２の方向からみてコンクリート９を囲み込
むように形成されるとともに、該繊維囲繞張設面２１は
空間部２２を介して形成されている。

次に、本発明の第五実施例のボックスカルバート製品Ｆ
を第１０図により説明する。

この第五実施例では、製品Ｆの上壁部１３と底部］４と
にそれぞれ繊維囲繞張設面７，７　を内蔵させた構造と
なっている。

次に、本発明の第六実施例の側溝蓋製品Ｇを第１１図に
より説明する。

本第六実施例では、繊維囲繞張設面７ｅ、７ｆ、７ｇを
三重に設けた点に特徴があり、内部に八角形状の繊維囲
繞張設面７ｅを設け、中間部に八角形状の繊維囲繞張設
面７ｆを設け、外部に長方形状の繊維囲繞張設面７ｇを
設けて、三重の囲み込みによる歪拘束力を発揮している
。

次に第１２図および第１３図は繊維囲繞張設面７の他側
を示すもので、この場合、まず第１２図では、長繊維線
６の一端を補助筋５ａに結び付け、次に、補助筋５ａ　
−＋Ｓｂ　→５ｃ　−５ｅ　→５ｈ　−５ａ→５ｄ→５
ｆ→５ｇ→５ａという順序で張設し、これを繰り返しな
がら張設していくことで一度に３つの繊維囲繞張設面７
，７．７を形成するようにしており、又、第１３図では
、補助筋５ｉ、５１問および補助筋５．＋＋５ｊ開にま
ず長繊維線３１．３１　を張設して繊維張設面３２．３
２　を形成し、次に補助筋５＋＋１→５ｎ→５ｐ→５ｑ
に長繊維線６を捲回して４＆維囲繞張設面７を形成する
ことで°、該繊維囲繞張設面７の内部を繊維張設面３２
゜３２で三つに区画するように形成したもので、このよ
うに繊維囲繞張設面７を小さく区画形成してコンクリー
トの囲み込み範囲を小さく、かつ数多くに分けることに
より繊維囲繞張設面７による歪拘束力を強力に発揮させ
ることができる。

以上、本発明の実施例について図面により説明したが、
本発明の具体的な構成は前記した実施例に限定されるも
のではない。

例えば、製品例として、本実施例であげたものの他にＵ
字溝ブロック、カーテンウオール、はしげた、Ｌ型ブロ
ック、ルーバー、梁、等その池セメント製品については
全て本発明の補強構造を適用でとる。

又、長繊維線についても、実施例で示した耐アルカリ性
ガラス繊維線に限らず、炭素繊維線、パラ系・メタ系ア
ラミド繊維線、ポリビニールアルコール系繊維線（ビニ
ロン：クラレ（株）商標）、或いはこれら繊維線を混ぜ
たもの等を用いることができる。

特に、ガラス繊維線とビニロンを混ぜ合って使用した場
合、ガラス繊維線は、弾性係数７００　＋　０００ｋｇ
／ｃＩ１１２、引張り強度２００ｋｇ／ｍｍ２と高い値
を有するが、ガラス繊維線はアルカリによＩ）侵されて
劣化し、劣化後は弾性係数は維持できるが引張り強度が
極端に低下するといった難点があり、他方ビニロンは弾
性係数は３００，０００ｋｇ／ｃｍ２と低いが、引張り
強度はガラス繊維線とほぼ同様の１８０ｋｇ／ｍ＋ｎ２
　を有し、かつアルカリに侵されて劣化するといったこ
とはない。従って、製品のひび割れに対しては、ガラス
繊維線のもつ高弾性率によって劣化前も劣化後も高ひび
側荷重を維持でと、又、製品の破壊に対しても、劣化に
よりガラス繊維線の引張り強度が低下しても、ビニロン
の引張り強度はガラス繊維の劣化に関係なく保持できる
ため、このビニロンの引張り強度で製品の破壊荷重をほ
ぼ劣化前と同様に維持でトるものである。尚、このよう
にガラス繊維線とビニロン、或いは池の繊維線を混合し
て用いる技術は、本発明の補強構造以外に、枠体に長ｍ
維線を張設した繊維枠を内蔵するａｍ補強セメント製品
については全てに適用することが可能である。

又、セメント混合物としては、実施例ではコンクリート
を用いたが、モルタル、ポリマーコンクリート等を用い
てもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、製品の引張り側か
、にり部のかぶり厚全体、および製品の引張り側から圧
縮側にかけて直線配向の長繊維線による繊維囲繞張設面
が内蔵されるため、ひび割れの発生個所となる引張ｌ）
側かぶ１）部の歪が繊維囲繞張設面の囲み込みによって
拘束され、これがひび割れ発生荷重を高めるとともに、
ひび割れが生じた場合でも、このひび割れの開きを抑え
てひび割れの進行を防止し、かつ製品の本体部分につい
ても同様に繊維囲繞張設面によって歪を拘束するため、
製品の全体的強度を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の補強構造を示す切欠斜視
図、第２図は同断面図、第３図は同繊維枠を示す斜視図
、第４図は第二実施例の補強構造を示す断面図、第５図
は同繊維枠の斜視図、第６図は第三実施例の補強構造を
示す断面図、第７図は同繊維枠の斜視図、第８図は第四
実施例の補強構造を示す断面図、第９図は同繊維枠の斜
視図、第１０図は第五実施例の補強構造を示す断面図、
第１１図は第六実施例の補強構造を示す平面説明図、第
１２図および第１３図は繊維囲繞張設面の他側を示す説
明図、第１４図は従来構造を示す切欠斜視図である。 Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｇ：溝蓋コンクリート製品Ｆ：ボック
スカルバート製品 Ｃ：中立軸 Ｈ：かぶり厚 １：鉄筋枠 ４：繊維枠 ６；長繊維線 ７：繊維囲繞張設面 第１図 １ 第８図 第１ｏ図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）鉄筋枠を内蔵したセメント製品において、枠材間に
   長繊維線が張設された繊維枠が前記鉄筋枠に一体に形成
   され、かつ該繊維枠には、長繊維線を連続的に張設して
   形成された繊維囲繞張設面が形成されるとともに、該繊
   維囲繞張設面は荷重方向に立面状に形成され、かつ該繊
   維囲繞張設面が製品の引張り側かぶり部のがフリ厚全体
   に亘って内蔵されるとともに、製品の引張り側から中立
   軸を越えて圧縮側に至る範囲にも内蔵されていることを
   特徴とするセメント製品の補強構造。