JPS62178644A - 繊維補強コンクリ−ト構造物 - 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、軽量で高強度の繊Ｒイｔ、ｈｌｉ強コンクリ
ート＋１カ造物に関するものである。

「従来の技術」 近年、Ｐ！！ｍで強度の高い構造用コンクリート材料の
要求が高まっている。このうち、軽量化の手段としては
、通常の普通コンクリートに代えて、ｆｋｍコンクリー
トの適用などが実施されているが、軽量コンクリートの
場合、部材断面内の湿度分布に起因する収縮応力が普通
コンクリートより大きく、さらに引張り強度が普通コン
クリートよりも小さいために、版の表面にひび割れが発
生しやすく、耐久性が普通コンクリートよりも劣るとい
った問題点がある。

そこで、本出願人等は、このような問題点を解決すべく
鋭意研究した結采、軽量コンクリート中に、炭素繊椎や
羽織ｒ＜を等からなる一方向に連続した良識Ｋ（Ｉｉを
埋設すれば、曲げ強度を向上し得て、軽量で強靭なコン
クリート材料を提供し得るとの考えに至った。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来のコンクリートの繊Ｋ（Ａ補強は、長さ
が２０〜４０ｍｍ程度の短いｈ１７強繊維を、コンクリ
−ト中にう、ンダム配向状態で一様に分散させた構成で
あるため、特定方向に対する引張力に対して繊維の有効
率が低く、表面の収縮ひび割れを完全に抑止することが
できないといった問題点がある。

また、曲げ材の場合、コンクリート中の全断面に補強繊
維（短繊維）を均一に混入することは無駄が多く、コス
ト高になるといった問題点がある。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記の問題点を有効に解決するものであって
、曲げモーメントを受ける構造物本体が軽量コンクリー
トにより形成されたコンクリート構造物の版ｊ７方向の
上下両表面近傍に、炭素繊椎、ガラス繊維、アラミド繊
維、合成繊維等の補強繊維からなる一方向に連続した長
繊維を、ｉ、ｌ、￥造物本体の引張り力の加わる方向に
沿わせた状態で、埋設したことを特徴としている。

「作用　」 本発明によれば、応力方向に配置した長繊維によって、
軽量コンクリートの補強をしているので゛、引張力に対
して、繊維を有効に活用することができ、また、０り記
良識）イ１．を（１゛η造物の表面近傍に埋設したから
、！！Ｉ　ａ物表面の収縮ひび割れを抑制して、その耐
久性を増大し得、’ｒ％　ｉＩ化に対する適用性を向上
することができる。

「実施例」 以下、本発明を版１７方向に２方向の曲げモーメントを
受ける床版に適用した場合の実施例について図面を参照
して説明する。

まず、第１図および第２図を参照して、第１実施例の繊
維補強コンクリート床版（以下単に床版という　）八に
ついて説明する。この床版Δは、平板状の軽量コンクリ
ート造の床版本体ｌの版厚方向の上下両表面近傍に、こ
の床版本体ｌの幅方向（第１図左右方向）に延出し長手
方向（第１図上下方向）に間隔をおいて並列する第１の
長繊維２と、床版本体１の長手方向に延出し幅方向に間
隔をおいて並列する第２の長繊維３とをそれぞれメツシ
ュ状に埋設した基本構造となっている。そして、前記床
版本体ｌの主体をなす軽量コンクリート中には、第２図
に示すように、床版本体１の版厚方向の中立軸Ｘ−Ｙ近
傍に位置して所定の長さに切断された短繊維４が、充分
密な状態で３次元ランダムに混入されている。

前記第１および第２の長繊維２．３は、それぞれの長さ
が床版本体ｌの幅方向の長さおよび長手方向の長さに等
しい直線状の連続繊維に形成されたもので、その素材と
しては、例えば、高い引張り強度を要求される場合には
、炭素繊椎、ガラス繊維、アラミド繊維等の引張り強度
ならびに弾性率が極めて高い高強度補強繊維などが適用
され、それ程高い引張り強度を要求されない場合には、
ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成繊維
などが適用される。そして、前記長繊維２゜３を、種類
の異なるもので、例えば、主筋方向（第１図上下方向）
には引張り強度の大きいもの（例えば炭素繊椎、アラミ
ド繊維等）を、配力筋方向には小さいもの（ビニロン、
ポリ１エチレン、ポリプロピレン等）を使用した場合に
は、さらに繊維の有効利用、ひいてはコストダウンを図
ることができるので好ましい。なお、これら長繊維２゜
３の格子の目の大きさは各種使用目的に応じて適宜変更
されることは勿論である。

前記短繊維４は、床版Ａの剪断力の向上ならびに衝撃耐
力の向上を図るものであって、その素材としては、前記
長繊維で説明したＭｌ？強繊維を切断したもの等を使用
することができる。

この床版Ａを形成するには、まず、床版Ａの型枠内に、
長繊維２．３をメツシュ状に配置し、短繊維を混入しな
い軽量コンクリートと、短繊維４を混入した軽量コンク
リートとを別けて打設すれば良い。

この構成の床版Ａにおいては、床版Ａの応力方向（すな
わち幅方向および長手方向）に配設された長［（ｔ２．
３が、床版Ａに作用する曲げ応力に１００％有効に対抗
し、床版Ａの曲げ耐力を向上させるとともに、効率良く
床版本体１表面のひび割れを抑制し、また軽量コンクリ
ート中に混入された短繊維４か床版Ａの剪断力を向上さ
せるので、衝撃耐力を増大させることができる。

またこのように、本実施例では、床版Ａが曲げモーメン
ト等を受けた場合に、床版本体１内に埋設された長繊維
２．３と短繊維４とが、それぞれ引張り力および剪断力
等に対して効率良く有効に作用するので、全断面に短繊
維を混入した従来のコンクリート構造物に比べ、全体と
してコストの低下を図ることができ、さらに軽量化に対
する適用性を向上することができる。

次ぎに、第３図を参照して本発明の第２実施例の床版Ｂ
について説明すると、この床版Ｂも、基本的には、前記
実施例の床版Ａと同様であるが、本実施例では、床版本
体ｌの主体をなす軽量コンクリート中の短繊維４を省略
したものである。

なお、この例にあっても、長繊維２．３は、応力方向に
引張り力に対して１００％有効に作用し、また短繊維４
を軽量コンクリート中に混入しない分、その製造が簡単
で、コストを低減することができる。

また、この例にあっては、さらに軽量化するために、床
版本体ｌの版厚方向の中立軸Ｘ−Ｙ近傍に発泡スヂロー
ル、ハニカムコア等を配置する構造とすることができる
。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、
前記に限定されるものではない。例えば、前記各実施例
では高強度補強繊維として、炭素繊椎、ガラス繊維、ア
ラミド繊９イｔを例示したが、それらと同等の他の繊維
（例えばセラミック繊維、金属繊維等）を用いても良い
。また、前記各実施例では、繊維補強コンクリート構造
物として、床版Ａ、ｒ３を例にとって説明したが、本発
明は床版に限らず、他の建築用構造部材ならびに非溝造
部材に適用することもできることは勿論である。

以下、本発明のコンクリート構造物の曲げ強度を、長繊
維を含まない従来のコンクリート構造物と比較した実験
結果について説明する。

「実験例１」 次ぎに示した調合によって、本発明のコンクリート構造
物を作成した。このコンクリート構造物について材令２
８日の曲げ強度を測定した。

早強ポルトランドセメント　　４０８ｋｇ／ｍ’水道水
　　　　　　　　　　　４６０ｋｇ／ｍ’シラスバルー
ン　　　　　　　２８９ｋｇ／ｍ’ピッヂ系炭素繊椎　
　　　　　２．５％ＶＯＷ。

増粘剤、消泡剤　　　　　　　若干量 材令２８日曲げ強度はビニロンメツシュを補強しない場
合、８４．８ｋｇ／ａｍ”（比重１．１３　）、ビニロ
ンメツシュを補強した本発明のものでは、９７．３ｋｇ
／ａｍ’（比重１．１３　）であり、曲げ強度が増加し
たことが確認された。

「実験例２　」 実験例２では、下記に示した調合によって、本発明のコ
ンクリート構造物を作成した。このコンクリート構造物
について材令１４日の曲げ強度を測定した。

早強ポルトランドセメント　　６９６ｋｇ／ｍ’水道水
　　　　　　　　　　　４８７ｋｇ／ｍ’珪砂　　　　
　　　　　　　　２０３ｋｇ／ｍ″シラスバルーン　　
　　　　　１４９ｋｇ／ｍ’ピッチ系炭素繊椎　　　　
　　２．０％ｖｏｌ。

増粘剤、消泡剤　　　　　　　若干量 材令１４日曲げ強度はガラス繊維ネットが無い場合、１
５４ｋｇ／　ａｍ”（比重１．６０　）、ガラス繊維ネ
ットが有る場合１６０ｋｇ／ａｍ’（比重１．６１　）
であった。

「実験例３　」 実験例３では、下記に示した調合によって、本発明ノコ
ンクリート＋１が進物を作成した。このコンクリート構
造物について材令１４日の曲げ強度を測定した。

早強ポルトランドセメント　　　７１５ｋｇ／ｍ’水ｉ
ｎ　水５００ｋｇ／　ｍ’ 特殊軽量骨材　　　　　　　　　　５４ｋｇ／ｍ’ンラ
スバルーン　　　　　　　　１７２ｋｇ／ｍ’アラミド
繊維　　　　　　　　　０．５％ｖｏｌ。

シリカフニーム　　　　　　　　５０ｋｇ７１１’増帖
剤、消泡剤、高性能減水剤、　若干量材令１４日曲げ強
度はビニロン＋フェロメツシュが無い場合、３７．９ｋ
ｇ／（！ｍ’（比重１．３２　）、ビニロン＋フェロメ
ツシュが有る場合、８７．５ｋｇ／　ａｍ’（比重１．
３２　）であった。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、曲げモーメントを受ける
構造物本体が軽量コンクリ−１・により形成されたコン
クリート構造物の版厚方向の上下両表面近傍に、炭素繊
椎、ガラス繊ｉイ［、アラミド繊維、合成繊維等の補強
繊維からなる一方向に連続した良識に（仁を、構造物本
体の引張り力の加わる方向に沿わせた状態で、埋設した
ので、次ぎのような優れた効果を奏することができる。

（ａ）長繊維が構造物本体の表面の収縮ひび割れを抑制
する作用と引張り強度を向上させる作用の両方を合わせ
持ち、特定の引張り力に対して１００％有効に働くので
、繊ｔ（Ｌの使用量を低減することができ、軽量コンク
リートの全断面中に短繊維を混入したものに比べ、コス
トを低減することができる。

（ｂ）＠記により、軽量コンクリートの表面のひび割れ
を完全に防止することができるとともに、強度を向上さ
せることができ、軽量化に対する適用性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は平面図、第２図は第１図■−■線のｉｆ）う
矢視断面図、第３図は本発明の第２実施例を示す断面図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、曲げモーメントを受ける構造物本体が軽量コンクリ
   ートにより形成されたコンクリート構造物の版厚方向の
   上下両表面近傍に、炭素繊椎、ガラス繊維、アラミド繊
   維、合成繊維等の補強繊維からなる一方向に連続した長
   繊維を、構造物本体の引張り力の加わる方向に沿わせた
   状態で、埋設したことを特徴とする繊維補強コンクリー
   ト構造物。 ２、前記構造物本体の版厚方向の中立軸近傍の軽量コン
   クリート中に短繊維を混入したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の繊維補強コンクリート構造物。