JPS6225625B2 - - Google Patents

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JPS6225625B2
JPS6225625B2 JP54000759A JP75979A JPS6225625B2 JP S6225625 B2 JPS6225625 B2 JP S6225625B2 JP 54000759 A JP54000759 A JP 54000759A JP 75979 A JP75979 A JP 75979A JP S6225625 B2 JPS6225625 B2 JP S6225625B2
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JP
Japan
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steel
concrete
steel fiber
fibers
aggregate
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JP54000759A
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JPS5580768A (en
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Gurudeiman Hansu
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ARIBA AG
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ARIBA AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/40Mixing specially adapted for preparing mixtures containing fibres
    • B28C5/402Methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/48Metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/012Discrete reinforcing elements, e.g. fibres

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼繊維コンクリート及びこれの製法に
関する。
コンクリートの強度・特性値を繊維等の混入に
よつて改善する試みはほぼ20年以前から行なわれ
ている。初期には考えられる限りの材料、例えば
紡績繊維、人工樹脂繊維、鉱物繊維、ガラス繊
維、鋼繊維等によつて実験が行なわれている。鋼
繊維による試みを除けば、すべての試みは時間の
長短こそあれ中断されている。一面においては実
験結果が期待にそぐわず、他面においては繊維の
配合並びに混合物の処理が著しく困難であつたが
ためである。
ほぼ10年前から、この実験は鋼繊維の混合に焦
点が絞られている。この時期に最初の使用実験
(例えば路面ライニング、橋、飛行機滑走路、地
上構築物及び地下構築物の薄壁のプレハブコンク
リート部材、セメント管等)が行なわれている。
この実験は直径0.3乃至0.6mm、長さ20乃至40mm程
度の鋼繊維によつて行なわれた。この同じ種類の
繊維で吹付け法によつてコンクリート及びモルタ
ルによる土手の防護、トンネル被覆等が行なわれ
ている。この使用実験での品質改善性、経済性、
加工性等についての報告は知られていない。報告
されていないということは恐らく、この実験にお
いてもさしたる効果が得られなかつたことを臆測
せしめる。
この時期にまた解きほぐし配合装置がはじめて
出現したという事実はこの実験が広範囲な基礎へ
拡がつていつたことを物語つている。繊維コンク
リートの引続く発展のための努力はこの時期以
降、線材製造業者において着々と進められてきて
いる。時の経過につれ線材製造業者によつて混入
繊維に加えられた変更から、今日でも未だに解決
のつかない困難が導入される。この困難はコンク
リート内での繊維の不十分な付着の問題である。
すべての公知の曲げ引張り試験では、鋼繊維が破
壊個所で引きちぎれずに引抜かれる。このことか
ら、鋼繊維が充分に利用されていないことによる
不経済性が結論づけられる。同時に、コンクリー
ト内での繊維の明らかな申し分のない付着性の解
決なしには専門家団体による繊維コンクリートの
承認はほとんど期待できない。
繊維は滑らかなまつすぐな「棒状」のものか
ら、表面成形部(φ0.3乃至0.5mmでは極めて疑わ
しい)を備えた「棒状」のもの並びに一平面内で
曲がつた曲がり部を備えた「棒状」のもの(波
状、ジグザグ状又は角15゜乃至20゜の1つ又は2
つの曲げ部)を経て、三方向の曲げ部を備えた
「棒状」のものへ変遷している。この種の繊維は
なめらかなまつすぐな繊維ですでに困難であつた
繊維の解きほぐしをさらに困難たらしめ、かつ混
合物内での相互のからみ合いの惧れを増大せしめ
る。このからみ合いの問題は、例えば貯蔵及び運
搬のために繊維を一平面内で互いに配置接着して
「竿状」のものを形成しておくことによつて、少
なくとも部分的には解決されているが、しかし、
コンクリート内への混入のために、この「竿状」
のものを個々の繊維に再び分割する相応の装置
(デイスペンサ)が必要である。
この成果は期待に応えていない。
吹付けコンクリートを鋼繊維で補強する試みは
市販されている繊維に限定される。しかし、この
努力から、鋼繊維の解きほぐし、配合及び混入の
ための今日入手することのできる補助装置が発展
して来た。しかし、この装置によつてすべての問
題が解決されるわけではない。吹付けコンクリー
トの跳ね返り内の鋼繊維の成分が多い理由及び硬
化した吹付けコンクリート内の大体において不十
分な付着の原因は、鋼繊維を混入したコンクリー
ト混合物を塗布面へ付着せしめるさいの作業に帰
せられる。塗布面上での運動経過の分析が示すと
ころによれば、φ0.2乃至0.6mm、長さ>20mmの鋼
繊維はまつたく不適当である。この鋼繊維は2mm
以下の粒度の骨材を有する仕上げモルタルへの混
合材としては振動効果及び部分的には「吹付け陰
影」の影響のために不十分な付着性しか有してい
ない。例えば20mmまでの最大粒度の骨材を有する
コンクリートへの配合材として前記鋼繊維を使用
した場合には、先の影響は一層顕著となり、コン
クリート内での付着性がさらに悪化する。付着性
の改善はさらに繊維表面の異形化並びに鋼繊維の
特別な形状によつても得ることができない。
本発明の課題は、鋼繊維補強のないコンクリー
トに対比してほぼ2倍の引張り強さが得られるよ
うな鋼繊維コンクリートを提供することにある。
このためには、一般コンクリートのみならず吹付
けコンクリート内にも混入することができ、しか
もこのコンクリートの吹付けがコンクリートの品
質並びに装置に悪影響を与えることのないような
鋼繊維が製作されなければならない。
この課題を解決した本発明の鋼繊維コンクリー
トの要旨はポルトランドセメント300Kgに対して
1960Kgの割合いで骨材を含む混合物又はポルトラ
ンドセメント400Kgに対して1960Kgの割合いで骨
材を含む混合物に、長さ2mm以上5mm未満の楕円
形横断面を有する鋼繊維を少なくとも4重量パー
セント乾式混合し、この混合物を適当な水/セメ
ント比の水で混練して成る点にある。
鋼繊維コンクリートを製作する本発明方法の要
旨は、骨材と、セメントと、横断面積30乃至40μ
×100μ、長さ2mm以上5mm未満の鋼繊維とを計
量の後にコンクリートミキサ内へ供給して少なく
とも30秒間乾式混合する点にある。
次に例を引いて本発明を具体的に説明する。
例1は圧縮強さ、曲げ強さ及び引張り強さのた
めの出発値を固定するために鋼繊維を混入しない
コンクリートを示す。すべての例は吹付けコンク
リートのための実験的な混合であり、骨材として
はすべて、砂と砂利との混合物を使用した。この
骨材は12mm以下程度の直径を有し、その組成は、
次に示す通りである。
砂 1mm以下、 22重量パーセント 砂 1乃至4mm、 22重量パーセント 砂利 4乃至8mm、 24重量パーセント 砂利 8乃至12mm、 32重量パーセント 上記の値には±4パーセントのばらつきがあ
る。この種の混合物の比表面積はほぼ9.5m2/Kg
である。
コンクリートとしては一般のポルトランドセメ
ントを使用した。
他の添加物は一切使用しない。
鋼繊維としては、長さ2mm以上5mm未満、横断
面3mmのものを使用した。横断面形状は楕円であ
り、短軸と長軸の比は1:2乃至4、有利には
1:2.5乃至3.3であつた。鋼繊維の横断面が30乃
至40μ×100μであるのが極めて適していること
が判明した。鋼の破壊強さは100乃至110Kg/mm2
あつた。
骨材、セメント及び鋼繊維は各例ごとに計量さ
れ、自由落下ミキサー内で乾式混合された。混合
時間は平均60秒であつた。しかし、30秒の混合時
間でも可能である。
水/セメント比はほぼ0.45であつた。
次に示す各例の混合物の吹付けコンクリートの
試験片が中空型内へ注入された。以下に示す強さ
のデータはスイス国のコンクリート試験機関
EMPA(Eidgeno¨ssiche Materialpru¨fungs−
und Versuchsanstalt fu¨r Industrie,
Bauwesen und Gewerbe)によつて、実験報告
第139106号に登録された。
例 1: 0−混合物−鋼繊維含まず 試験表示.0 骨材 2mm以下: 1960Kg セメント 300Kg 圧縮強さ 484 Kg/cm2平均 曲げ強さ 77 Kg/cm2平均 引張り強さ 29.75Kg/cm2平均 例 2: 混合物−鋼繊維を5%混入 試験の表示1.5 骨材 2mm以下: 1960Kg セメント 300Kg 鋼繊維 113Kg 圧縮強さ 677 Kg/cm2平均 曲げ強さ 87 Kg/cm2平均 引張強さ 46.6 Kg/cm2平均 例 3: 混合物−鋼繊維を10%混入 試験の表示.10 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 300Kg 鋼繊維 226Kg 圧縮強さ 550 Kg/cm2平均 曲げ強さ 104 Kg/cm2平均 引張り強さ 49.75 Kg/cm2平均 例 4: 混合物−鋼繊維を12.5%混入 試験の表示.12.5 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 300Kg 鋼繊維 282Kg 圧縮強さ 255 Kg/cm2平均(多孔) 曲げ強さ 86.5Kg/cm2平均 引張り強さ 33.6Kg/cm2平均 例 5: 混合物−鋼繊維15%混入 試験の表示.15 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 300Kg 鋼繊維 339Kg 圧縮強さ 551 Kg/cm2平均 曲げ強さ 138.5Kg/cm2平均 引張り強さ 54.6Kg/cm2平均 例 6: 混合物−鋼繊維の混入なし 試験の表示.0 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 400Kg 圧縮強さ 573 Kg/cm2平均 曲げ強さ 88 Kg/cm2平均 引張り強さ 19.5Kg/cm2平均 例 7: 混合物−鋼繊維5%混入 試験の表示.5 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 400Kg 鋼繊維 113Kg 圧縮強さ 634 Kg/cm2平均 曲げ強さ 90.5Kg/cm2平均 引張り強さ 40.7Kg/cm2平均 例 8: 混合物−鋼繊維10%混入 試験の表示.0 骨材 12mm以下: 1960Kg セメント 400Kg 鋼繊維 226Kg 圧縮強さ 644 Kg/cm2平均 曲げ強さ 112 Kg/cm2平均 引張り強さ 44.05Kg/cm2平均 30秒間の混合で、乾燥状態での鋼繊維の分配が
申し分なく得られた。からまりは観察されなかつ
た。鋼繊維を含んだ混合物の吹付けと鋼繊維を含
まない混合物の吹付けとの間に何らの相違も認め
られなかつた。吹付け装置のシール部材に関連し
て機械の高い摩耗は生じなかつた。
上記実験によつて、EMPAの実験報告第139103
号(1978年10月11日付け)に基づき作製したの
が、第1図、第2図及び第3図である。これらの
図面から判るように、上記鋼繊維による補強によ
つて、コンクリートの種種異なる強さが得られ
る。
本発明によつて、まつたく新しい鋼繊維が開発
された。この鋼繊維の特性を以下の通り要約する
ことができる。
*問題のない配合 *問題のない処理−特に吹付けコンクリートに
関連した処理 *コンクリート強度の効果的改善 本発明に基づく鋼繊維コンクリートの利点は否
定され得ない。この強化コンクリートの使用は地
上構築物及び地下構築物の分野での使用範囲を拡
張せしめる。本発明によれば吹付けコンクリート
に鋼繊維を混入しても、配合及び処理に関して従
来のコンクリートの処理に比して大きな難点は生
じない。
本発明によつて開発される使用分野は次の通り
である。
*工業用地盤 飛行機滑走路、道路(収縮ひびわれの阻止、
耐摩耗性の改善) *プレハブセメント製品 静荷重のない薄壁の部材、コンクリートブロ
ツク、セメント管、通路部材、ケーブル被覆
フード等 *地下構築物及び抗内構築物 土手の防護、通路ライニング、水路ライニン
グ、水褥のライニング、排水楼の衝撃水路の
ライニング、コルク質防護等 鉱山及びあらゆる種類のトンネルの差矢囲
い、支保内での安全作業 差矢囲い内では、鋼アーチ、ネツト等の従来の
内部構造の代りに本発明の鋼繊維コンクリートを
使用すれば経済的な利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づく鋼繊維コンクリートの
圧縮強さを示す表図、第2図は本発明に基づく鋼
繊維コンクリートの曲げ強さを示す表図及び第3
図は本発明に基づく鋼繊維コンクリートの引張り
強さを示す表図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポルトランドセメント300Kgに対して1960Kg
    の割合いで骨材を含む混合物又はポルトランドセ
    メント400Kgに対して1960Kgの割合いで骨材を含
    む混合物に、長さ2mm以上5mm未満の楕円形横断
    面を有する鋼繊維を少なくとも4重量パーセント
    乾式混合し、この混合物を適当な水/セメント比
    の水で混練して成ることを特徴とする鋼繊維コン
    クリート。 2 鋼繊維の楕円形横断面の短軸対長軸の比が
    1:2乃至4であり、有利には1:2.5乃至3.3で
    ある特許請求の範囲第1項記載の鋼繊維コンクリ
    ート。 3 前記鋼繊維の楕円短軸が30乃至40μ、長軸が
    100μである特許請求の範囲第2項記載の鋼繊維
    コンクリート。 4 骨材の粒度が12mm以下である特許請求の範囲
    第1項記載の鋼繊維コンクリート。 5 骨材が、 砂 1mm以下、 22重量% 砂 1乃至4mm、 22重量% 砂利 4乃至8mm、 24重量% 砂利 8乃至12mm、 32重量% の組成を有している特許請求の範囲第1項記載の
    鋼繊維コンクリート。 6 骨材、セメント並びに30乃至40μ×100μの
    横断面と2mm以上5mm未満の長さを有する鋼繊維
    を計量の後にコンクリートミキサー内へ供給して
    少なくとも30秒間乾式混合することを特徴とする
    鋼繊維コンクリートの製法。 7 ほぼ9.5m2/Kgの比表面積を有する砂利/砂
    混合物を使用する特許請求の範囲第6項記載の方
    法。 8 水/セメント比を少なくとも0.45に選択する
    特許請求の範囲第6項記載の方法。
JP75979A 1978-12-11 1979-01-10 Steel fiber concrete Granted JPS5580768A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782853378 DE2853378C2 (de) 1978-12-11 1978-12-11 Stahlfasern zur Bewehrung von Beton

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Publication Number Publication Date
JPS5580768A JPS5580768A (en) 1980-06-18
JPS6225625B2 true JPS6225625B2 (ja) 1987-06-04

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ID=6056819

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JP75979A Granted JPS5580768A (en) 1978-12-11 1979-01-10 Steel fiber concrete

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