JPS63114828A - 補強用金属短繊維材 - 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、コンクリートあるいは耐火物等の物性を改善
するためそれに分散混合させる鋼繊維等の金属短繊維材
とその製造方法に関する。

（従来の技術） コンクリートの強度および靭性を改善する目的で、コン
クリートに対し容積比で１〜２％程度の金属短繊維材を
混入することが従来から実施されている。金属としては
安価高強度の鋼が多く使用される。

先願の特開昭６０−２２１２２４はその最近の従来技術
を開示した１例である。

（発明が解決しようとする問題点） 短繊維補強コンクリートにおいては、コンクリート材料
の混線時に作業時間の短縮を図るため短時間に大量の金
属短繊維材を投入すると、金属短繊維材がからまりあっ
てボール状となったファイバーボールが発生しやすく、
コンクリ−Ｉトの中で金属短繊維材が偏在することがあ
る。

この場合はコンクリートの補強効果は不充分となり強度
、靭性が低下し所定の特性改善が得ら九がい。第１図の
特性線（ｃｌはこの結果を示す。

この問題はコンクリートの混線打設の現場に分散機（１
台１００＃程度の設備）を設置して金属短繊維材を分散
させながら投入することによって一応解決はされるけれ
ども、その代り分散機のための設置スペースおよび保守
等の負担がかかり、その上コンクリート混線の手数、時
間がかかシ作業性が悪くなるという問題が新に生ずる。

本発明は、従来技術の上記問題点を解決し、分散機を使
用しないでも分散性がよくかつコンクリートの補強効果
のすぐれた金属繊維材を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用、実施例）前記目
的は、本発明により、コンクリート等を補強するため集
合体として投入し均等に混合させる金属短繊維材として
、各個の短繊維がその一張手方向に延びる強度部を有し
これと一体に両側に延びる翼部を列設形成して換等扁平
度２．５〜６の形状を有するようにすることにより、達
成される。

金属短繊維材は補強コンクリート部材に曲げが作用した
場合の金属短繊維材の引張強度とその形状に関係するコ
ンクリートへの付着結合強度とのバランスが保たれるこ
とが補強効果の点で最も有利と考えられ、主に金属短繊
維材の長さくｒ）と断面積を円換算した直径（ｄ）との
比、すなわちアスペクト比に関し改善の努力が払われて
きた。この際、金属短繊維の断面形状については、素材
との関係から、基本的には丸あるいは正方形となってお
り、また一定長さのもとに付着結合強度の向上が必要な
際には表面に多少のインランド（凸凹）を設けることが
行われている。しかし分散性に関しては金属短繊維材の
改善では限界があ）、分散機を使用しているのが実情で
ある。

そこで金属短繊維材の分散性に関し断面形状との関係を
種々検討した結果、扁平度を適当に設定することにより
、分散性が飛躍的に向上するという知見が得られた。

第２図（イ）はアスペクト比ｅ７ａを一般に実用されて
いる４０〜８０の範囲に設定して第２図（ロ）（ハ）゛
に示すように金属短繊維材の断面の厚さｔを一定のもと
に、長さｅ、断面の幅Ｗを変えて、扁平度Ｗ／ｌを種々
変更した金属短繊維材を試作し、洗い試験でコンクリー
ト中の分散性を調査した結果を示す。全般的にアスペク
ト比ｒ／ｄが大きいものは小さいものに比較して分散性
が低いが、扁平度Ｗ／ｌが２．５〜６の範囲でいずれの
アスペクト比のものでも分散性のすぐれた金属短繊維材
が得られた。これは扁平度が大きいと浮遊作用が生じ、
金属短繊維材が分散しやすくなるためと思われる。しか
じあま）扁平度が大きいと、金属短繊維材の折れ曲りが
発生しやすくなるため分散性が低下し、まだコンクリー
ト補強効果も低下すると考えられる。

第３図は金属短繊維材の扁平度に関する上記事実に基き
、コンクリート補強性の強度的要件を加味して構成した
本発明の補強用金属短繊維材の代表例の１本を示す。こ
の単位の短繊維材は、基本的にその長手方向に延びる強
度部（１）を有し、これと一体に両側に延びる翼部り２
）が列設状に形成され、その平面にみた面積と断面積と
で換算した扁平度が２．５〜６となるような扁平形状と
されている。中央の強度部（１）はその比較的大きい断
面積により主として引張強度を受持つとともにその側面
がコンクリートと付着し合う定着部（３）となり、翼部
（２）は特に端面が引抜きに抵抗して定着の役割の一部
を受持つ。

第１図の点線の特性線（５）は第３図に示す本発明の金
属短繊維材を用いた場合のコンクリート補強効果を示し
、これは特性線（Ｉ３１で示す従来技術の金属短繊維材
を分散機を用いて均一に混入した場合のコンクリート補
強効果と同等以上であり、勿論前記特性線（０に示す分
散機を使用せずファイバーボールが発生した場合をはる
かに上廻る。

イ 次に本発明の金属短繊維材の製造方法を説明する。第４
図は本発明の金属短繊維を製造する設備の概略構成を示
し、その装置の配置は先願の特開昭６０−２２１２２４
に開示のものと概ね均等である。

すなわち、線引加工した円断面の金属素線ＱＯがガイド
ダイスＱυを通してテンションローラ（２）により牽引
され１対の異形成形ローラＯ：ｌ　ａ＜にかけられ、成
形ローラ０α→を通過する間に異形加工を終えた連続線
材はカッターガイド＠を通りカッターダイス０・を通過
したところで回転カッタｑηにより所定の短寸に切断さ
れて各個の短繊維材となる。

第５図に示す本発明の金属短繊維材は、異形成形ローラ
Ｃｌ５Ｇ→のローラ孔型を金属短繊維材の広幅部では金
属素線α口の両端部に強い圧下を与えて両側に拡がらせ
て翼部（５）を形成し、狭幅部では金属素線を長手方向
に若干延伸して強度部（１）の断面を一様に維持する変
形加工を行うキャリバー設計とすることにより得ること
ができる。

第７図（イ）は本発明の変形した金属短繊維材を示す。

これは異形成形ローラ（至）に第５図（イ）、（ハ）に
示すように周面に金属素線αＱの断面の１／２〜１／４
を収容する形状、深さの凹溝（１３ａ）を設け、この部
に主として金属短繊維材の強度部（１）を形成する役割
を受持たせ、他方の異形成形ローラＱ４に第５図（ロ）
に）に示すように幅方向に延びる凸部（１４ａ）および
凹部（１４ｂ）を周方向に交互に一定のピッチで設けて
、第６図に示すように凸部（ｔ４ａ）は対のローラσ１
との間で金属素線Ｑｌｊに大きい圧下の挟圧を与えて広
幅に拡がらせて金属短繊維材の翼部（２）を主として形
成し、その間の凹部（１４ｂ）は弱い圧下を与えて金属
短繊維材の狭幅の部分を形成することにより得ることが
できる０ 異形成形ローラ（至）α荀の周面の形状は形成する金属
短繊維材の形状に応じてそれに適合する異形加工を行い
得るように周方向だけでなく幅方向にも変化させて自由
にキャリバー設計を行うことができる。また異形成形ロ
ーラの対数を複数として段階成形とすることができる０
例えば第１段階で第７図（ロ）に示すような突稜（４）
を定ピツチで形成し、第２段階でこれを正転して翼部と
することができる。通常凸部（１４ａ）と凹部（１４ｂ
）　ｉとの寸法差は０．０８〜０．１６ｆｆ程度でよい
。

また図示例は金属素線の１本通しを例示して了解しやす
いようにしているが、多本通しとして生産性を上げる場
合は、異形成形ローラのキャリバー数はこれに対応する
本数とすればよい０（発明の効果） 以上のようにして、本発明による金属短繊維材を使用す
ると、次の諸効果が得られる。

（ｉ）　　コンクリート材料への分散性が良好なため、
ファイバーボールの防止を目的とする分散機を設置する
必要がなくなる０ （１Ｂ　　従来技術における金属短繊維材の分散度の悪
さを考慮して、所要の補強コンクリート強度を与えるた
めに金属短繊維材の混入率を余分に上げるという不経済
性は本発明により解消される。

（面　コンクリート補強効果がすぐれている０（し）　
コンクリート混線作業効率が向上し、コンクリート打設
コストが低減される０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明と従来技術とを比較して金属短繊維材補
強コンクリート材の特性を縦軸の曲げ荷重と横軸のたわ
みとの関係により示す図、第２図（イ）は横軸の金属短
繊維材の扁平度と縦軸の分散度との関係を示す図、第２
図（ロ）はその供試扁平金属短繊維材の寸法を示す斜視
図、第２図（／］はその断面寸法を示す断面図、第６図
は本発明の補強用金属短繊維材の代表例の１本を示す斜
視図、第４図は金属短繊維材を製造する設備の概略構成
を示す図、第５図（イ）はその一方の異形成形ローラの
中心線上半を示す湖面図、第５図（ロ）はその他方の異
形成形ローラの中心線上半を示す端面図、第５図（・）
はその１方の異形成形ローラの凹溝を示す拡大断面図、
第５図（−１はその他方の異形成形ローラの凸部、凹部
を示す拡大断面図、第６図はその異形成形ローラによる
異形成形状況を示す局部拡大断面図、第７図（イ）は金
属短繊維材の他側を示す斜視図、第７図（ロ）は金属短
繊維材のさらに他側を示す斜視図である。 （１）・・強度部、（２）・・翼部、（３）φ・定着部
、（４）・・突稜、α４・・金属素線、αη・・ガイド
ダイス、＠ｅ・テンションローラ、口ａ→・・異形成形
コーラ、ａ［有］・骨カッターガイド、ＱｆｌΦ・カッ
ターダイス、ｑ″７）昏嗜回転カッター、（２）■１ｆ
（Ｅ）・・特性線、（１）・・長さ、（ｄ）・・断面積
円換算直径、ｆｔ）・・厚さ、醐・・幅。 纂１・ｚ Ｆ？幻み　（鈎−ン ］ｇ賛科 受　盲で〈（トぐ） 韻７図 手続補正書働側 １．事件の表示　昭和６１　年　特　許　願第１６３１
５２　号２、発明の名称　　補強用金属短繊維材とその
製造方法３、補正をする者事件との関係　　特　許　出
願人Ｘａ神戸（０７８）３２１−８８２２大代表、−ノ
′ ５、補正命令の日付昭和６２年１１月４日（発送日：昭
和６２年１１月２４日） ６、補正の対象図面（第２図の分図番号（ハ））７・　
補正（７）　内容　　上記を別紙の通り補正します。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリート等を補強するため集合体として投入
   し均等に混合する金属短繊維材として、各個の短繊維が
   その長手方向に延びる強度部を有し、これと一体に両側
   に延びる翼部を列設形成して換等扁平度２．５〜６の形
   状を有するようにしたことを特徴とする補強用金属短繊
   維材。
2. （２）円形断面の金属素線を通過させる１対の異形成形
   ローラの一方のローラでその周面凹溝により金属短繊維
   の中心強度部を形成するとともに、他方のローラの周面
   に列設した幅方向の凸凹部により金属短繊維に異形部を
   列設形成して翼部とするようにしたことを特徴とする補
   強用金属短繊維材の製造方法。