JPS63197751A - 炭素繊維強化無機質板 - Google Patents

炭素繊維強化無機質板

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JPS63197751A
JPS63197751A JP2966887A JP2966887A JPS63197751A JP S63197751 A JPS63197751 A JP S63197751A JP 2966887 A JP2966887 A JP 2966887A JP 2966887 A JP2966887 A JP 2966887A JP S63197751 A JPS63197751 A JP S63197751A
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JP
Japan
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fiber
carbon fiber
strength
fiber bundles
fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP2966887A
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English (en)
Inventor
隆介 林
中沢 好夫
隆 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
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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、土木建築分野で屋根、壁、床、ピット等の板
状構造物に使用する11維強化無機質板に係わり、補強
材である連続状態で、かつ織成を施した繊維束の交点、
または、全体を樹脂で固定することにより、無m質材料
と補強材の付着強度の向上を計ったものである6詳しく
は、連続状の繊維束を織成した後、樹脂で固定し繊維の
物性を充分に発揮できるようにしたものを補強材としだ
炭素繊維強化無機質板に関するものである。
従来の技術 従来、繊維強化無機質板については1種々提案されてお
り、補強材を短繊維にしてランダムに配向した無機質板
、あるいは、連続繊維を−・方向または二方向に配向し
てia層した無m質板がある(鹿島建設技術研究所年報
第23号(P81〜88)。
第30号(257〜6日)、特開昭59−138847
号)。
繊維強化無機質板は、補強材である繊維と結合材である
無機質材料の付着強度が充分でないために、特に、高い
強度の補強材の場合、あるいは。
繊維を束にして使用する場合、補強材の強度に見合った
補強硬化が得られないという欠点があった。すなわち、
 80kgf/mrn’程度の低強度の炭素繊維をモノ
フィラメントで短ta#nにして使用する場合には、繊
維の表面積が繊維の断面積に比べて大きいために、付着
が充分に効いてm維が破断する。しかし、高強度の繊維
やm維を束にして使用する場合には、短iamでも!a
維が抜けて破壊し、炭素繊維の強度に見合った補強効果
が得られない。また、連続繊維の場合は東にして使用す
る場合がほとんどであり、繊維長さが長くても、繊維と
無機質材料の間で剥離して破壊し、やはり、繊維の強度
を充分に生かしていない。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、補強材と無機質材料の付着強度を向上
させた炭素繊維強化無機質板を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明は、無機質硬化材料をマトリックスとし、連続状
の炭素繊維束の縦方向の糸を横方向の糸にからませて格
子状に織り、Fa維束の交点がたがいにずれないように
、繊維束の交点もしくは繊維束全体を樹脂で固定したネ
ットを補強材として1枚もしくは複数枚積層した炭素繊
維強化無機質板を提供するものである。
詳しくは、無機質材料の補強を連続状の炭素繊維束によ
り行うに当たって、第1図、第2図に示すように、連続
状の繊維束の縦方向の糸を横方向の糸にからませながら
、使用する骨材の粒径(2〜25+am)が通過するこ
ととマトリックスとの結合を良好にすることを考慮し、
開口を3〜50mm間隔好ましくは3〜10mm間隔(
セメントモルタルの場合には、最大骨材粒径が5■以下
)程度の間隔で格子状に並べながら織成した織物、すな
わち、からみ織り、模沙織りなどを施し網目状の織物の
繊維束の交点が互いにずれないように、かつ前記間隔の
網目を維持するように、繊維束の交点、または、交点を
含む繊維束全体をエポキシ樹脂等の樹脂で塗布または含
浸して、硬化させることにより繊維の交点を固定する、
めどめ処理を施してなるネット状の補強材を用い型枠中
に配筋した後、無a賀硬化マトリックス材料を流し込み
、成形を行なうことによって、炭素繊維強化無機質板を
製造する。ネットの位置は、無機質板の表面に近ければ
近い程、すなわち、か、弧りがOmmに近い程補強効果
が大きい、目標とする強度形状等に応じて、使用するネ
ットの枚数はかげんすればよい。
また、上述の補強材として使用する炭素繊維は、PAN
系、ピッチ系にこだわらず用いることができる。炭素繊
維束は、これら炭素ta維のフィラメントを互いに離れ
ない程度かつ格子状に並べられる程度に樹脂または無機
質材で集束したものであればよい。
ざらに、これら炭素繊維束の交点および全体を固定する
樹脂としては、エポキシ樹脂が一般的であるが、交差す
る繊維束が互いにずれない程度の接着力をもった樹脂で
あればなんでも良い。
ここでいうからみ織りとは、第1図に示すような方法で
織った編み物をいう、詳しくは、第1図のα、βの2種
の経糸があって、そのうちαは汗通の#am束の様に、
直線上に位置して緯糸と直角に交錯するが、βはその位
置を規則的にαの左右に転じながら緯糸と交錯する。(
a)は織るときのα、βの関係を示したもので、織り上
げのとき、α、βの張力を平均すれば、(b)の様な外
観になる。
また、第2図には模沙織りの例を示す、詳しくは、イ、
口、ハの3種の経糸と二、ホ、への緯糸があり、イ、へ
の2種の経糸に対し二、への2種の緯糸を第2図の(、
a )の様に織ったものに、口の経糸、ホの緯糸を第2
図の(b)の様に織りあげた形状のものである。
さらに、第2図の(c)には(8L)のMN方向の断面
における、また、(d)には(b)のPQ力方向断面に
於けるイ、口、への経糸、二、ホ、への緯糸の位置関係
を示す。
また1本発明でマトリックスを構成するために用いる無
機質硬化材料としては、ポルトランドセメント、アルミ
ナセメント、高炉セメント等の通常のセメント類、石灰
質と珪酸質よりなる珪酸カルシウム系化合物の粉砕物、
石膏(半水石膏、無水石膏等)、高炉スラグ及び水砕ス
ラグ粉砕物と石膏の混合物等の水砕スラグ系水硬性材料
等の各種バインダーと水に、必要に応じて天然または、
人工の細骨材(粒径:5mm以下)もしくは、粗骨材(
粒径:5〜25mm)および混和剤等を添加し混練して
得られるものをいう。
本発明は、繊維束の交点を固定することにより、一方向
の繊維束に引張り力が作用した場合、縦、横の繊維束が
互いに拘束され、単純に繊維束の交点を樹脂で工程した
ものよりマトリックスに対する付着性が向上する。すな
わち、交差する繊維束が定着の役割を果たし、見かけ上
の付着強度が向上して、繊維強化無機質板の耐力を向上
させるものである。従って、この方法は連続m維の繊維
束に適用できる。すなわち、前述の様なからみ織り等を
施したffl、を束の交点を樹脂により固着させること
により、一方向の繊維束に引張り力が作用した場合、交
差する繊維束が定着の役割を果たし、見かけ一ヒの付着
強度が向上して、連続繊維強化無機質板の耐力を向上さ
せるものである。
本発明によれば、繊維強化無機質板の曲げ強度が向にし
、ひいては、補強材として用いる繊維添加量を軽減する
ことが可能になる。
さらに、からみ織りを行った繊維束をめどめ処理を施す
ことによって、ハンドリングが容易になり施工効率を向
上させることでき、しかも、縦、横のHh維雄型ずれる
ことなく繊維強度が充分に発現できることが判かる。
さらに、無機質板表面から繊維束までの距離、すなわち
、かぶりが0011に近い場合でも補強材の効果を発揮
することが可能なことが判かり、亀裂幅の制御及び亀裂
防止が可能となり、材料の耐久性を向上するものにつな
がることから経済的メリットが大きいものである。
実施例 実施例1 引張り強度が300kgf/mm’の炭素繊維束(3,
000fil)を用いて第1図に示す様に7縦の繊維束
2木、横のm雄型1本でからみ織りをしたネット(開口
: 7.5mm間隔)を準備し、織成した繊維束の交点
をエポキシ樹脂で含浸してめどめ処理を施したものと、
施さないものとを作製した。第3図に示すように、前記
のla維雄型ネット1を試験体の最下面に位置する様に
、しかも、試験体の幅当り5本の線束が並ぶように配筋
し、普通ポルトランドセメント、最大径が2.5ffi
■の天然の細骨材をそれぞれ100重量部秤量して、水
、混和剤をセメントに対して36重量部(混和剤はセメ
ントに対して4重量部)添加し混練を行ったマトリック
スペースト2を、型枠中に流し込み成形を行った。得ら
れた成形体を20℃の水中で7日間養生を行い強度試験
を行った。
強度試験は、0.5a+*/winの載荷速度、支点f
JI隔距gl = 100mmで3点曲げ試験を行った
(成形体の寸法;幅:40■、長さ:  18hm、厚
さ:6m■)。
得られた結果を第1表に示す。これより、めどめ処理を
施さない炭素繊維を用いて補強を行った成形体よりもか
らみ織りした交点を樹脂で固着した供試体の方が高い曲
げ強度値を示していることが分かる。即ち、からみ織り
と樹脂による固着の効果により、横の繊維束のずれが拘
束され、縦の繊維束が結果として大きな定着効果を得る
ことによって、繊維強度が充分に発現できることが判か
る。
実施例2 実施例1と同様に、引張り強度が150kgf/mrn
’の炭素繊維(1,0OQfil)を実施例1と同様に
、縦の繊維束2木、横の繊維束1本でからみ織りをした
ネット(開口: 7.5m+s間隔)をエポキシ樹脂で
繊維のめどめ処理を施したものと、施さないものとを作
製し、試験体の最下面に位置する様に、しかも試験体の
幅当り5本の繊維束が並ぶように配筋し、普通ポルトラ
ンドセメント、実施例1と同様な細骨材をそれぞれ10
0重量部秤縫して、水、混和剤をセメントに対して38
重LfB (混和剤はセメントに対して4 重fj(部
)添加し混練を行ったマトリックスペーストを、型枠中
に疏し込み成形を行った。得られた成形体は、実施例1
と同様にして、20℃の水中で7日間養生を行い強度試
験を行い1強度試験を行った。
得られた結果を第2表に示す。これより、実施例1と同
様に、めどめ処理の効果があることが言える。即ち、め
どめを施さない炭素繊維だけで補強を行った成形体ある
いは、樹脂で繊維のめどめを行った成形体よりもからみ
織りした交点を樹脂で固着した供試体の方が高い曲げ強
度値を示していることが判かる。即ち、からみ織りと樹
脂による固着の効果により、横のta維雄型ずれが拘束
され、縦の繊維束が結果として大きな定着効果を得るこ
とによって、繊維強度が充分に発現できることが判かる
(以下余白) 第1表 第2表 発明の効果 本発明によって、F11雄強化無機質板の曲げ強度が向
にし、ひいては、補強材として用いる繊維添加登を軽減
することが可能になる。
ざらに、からみ織りを行ったm雄型をめどめ処理を施す
ことによって、ハンドリングが容易になり施工効率を向
ヒさせることができ、しかも、縦、横糸がずれることな
くla維強度が充分に発現できることが判かる。
さらに、かぶりが0ffiIlに近い位置も可能なこと
が分かり、亀裂幅の制御及び亀裂防1ヒが可能となり、
材料の耐久性を向ヒするものにつながることから経済的
メリットが大きいものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は、からみ織りの説明図、第2図は、模沙織りの
説明図、第3図は、開口を設けた格子状の繊維束のネッ
トの配筋状態を示す概略図である。 l・・・繊維束ネット、2・・・無機質硬化マトリック
ス材料、α、β・・・縦糸、γ、δ、ε、ζ・・・横糸
。 41口、ハ・・・縦糸、二、ホ、へ・・・横糸。 代理人 弁理士 井 上 雅 生 千 1 区 (シ9 築Z菌 (b) イ 筆乙同 (仄)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 無機質硬化材料をマトリックスとし、連続状の炭素繊維
    束の縦方向の糸を横方向の糸にからませて格子状に織っ
    た繊維束が交点で互いにずれないように交点もしくは繊
    維束全体を樹脂で固定したネットを補強材として1枚も
    しくは複数枚積層した炭素繊維強化無機質板。
JP2966887A 1987-02-13 1987-02-13 炭素繊維強化無機質板 Pending JPS63197751A (ja)

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JP2966887A JPS63197751A (ja) 1987-02-13 1987-02-13 炭素繊維強化無機質板

Applications Claiming Priority (1)

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JP2966887A JPS63197751A (ja) 1987-02-13 1987-02-13 炭素繊維強化無機質板

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JPS63197751A true JPS63197751A (ja) 1988-08-16

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ID=12282492

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JP2966887A Pending JPS63197751A (ja) 1987-02-13 1987-02-13 炭素繊維強化無機質板

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