JPS63277350A - プレストレスコンクリ−ト用繊維強化プラスチック緊張材 - 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］ この発明は、コンクリート部材の製造に際し、ポストテ
ンショニング方式でコンクリートに圧縮応力を導入し、
プレストレストコンクリート部材を製造するための緊張
材に関するものである。

［従来の技術］ コンクリートの強度を充分に発現させめるため、コンク
リートが有する弱点（圧縮には強いが、引張りに弱い）
を補うべく、使用時に引張応力のかかる部位に、あらか
じめ、圧縮応力を導入しておくプレストレストコンクリ
ートが広く使われている。圧縮応力の導入には高張力鋼
の線材・棒材（以下ＰＣ鋼材と称す）を緊張材として用
い、これに引張応力を与え、コンクリートに埋め込む方
法がおこなわれている。この方法では緊張材は縮まろう
として、コンクリートを圧縮し続け、引張応力のかかっ
た時にも、コンクリートの負担はこの分だけ差引かれた
量となる。この応力導入の方式には、大別して、プレテ
ンショニング方式とポストテンショニング方式との二通
りがある。前者では、緊張材に引張応力をかけた状態で
コンクリートを打設し固化する。したがって、この方式
ではコンクリート使用中、長年にわたって、緊張材とコ
ンクリートとは確実に密着して要る必要がある。後者で
は、コンクリート打設時には、シース管のみを埋め込ん
でおき、コンクリート固化後、にこのシース管の中に緊
張材を通し、所定の応力が導入されるよう引っ張って両
端をコンクリート部材端に固定する。シース管を使用す
るのは、緊張材に応力を導入する際に、コンクリートを
−緒に引っ張らないよう、即ちコンクリートに引張応力
のかからぬよう、両者の間に空間を設けるためである。

この空間には、緊張材が固定された後に、モルタルやセ
メントミルク等を充填し、コンクリート部材の強度低下
を防止すると共に、ｐｃｗ４材の防食を行う。

現在実際に用いられている緊張材は、ＰＣ鋼線やＰＣＭ
棒等の高張力鋼材であるが、これらには、腐食や、水素
脆性による遅れ破壊の問題がつきまとっている。即ち、
コンクリート原料の砂に残っている塩素や、コンクリー
トの亀裂から浸入する海水や酸性雨による鋼箔の腐食が
コンクリートに短命化をもたらし、又水素脆化感受性は
、鋼材強度が高い程増加し、強度に限界をもたらしてい
る。

このような状況から、近年、繊維強化プラスチック材（
以下ＦＲＰと称す）の使用が検討されて居り、例えば特
開昭５０−３４１６では、ガラス繊維強化プラスチック
（以下ＧＦＲＰと称す）や、炭素繊維強化プラスチック
（（以下ＣＦＲＰと称す）等のロッドを補強材として用
いるブレストレストコンクリート工法が提案されている
。

［発明が解決しようとする問題点コ 以上述べて来たように、現在実用されているＰＣＣ鋼張
張材存する欠点を除くべく、ＦＲＰ緊張材の使用を試み
る時、次の問題がある。

先づ、ＦＲＰのうち最も価格の安いＧＦＲＰは、塩水や
酸には強いが、アルカリに弱いことである。

ＧＦＲＰはガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂とから
構成されるが、何れも耐アルカリ性に劣る。

ジルコニヤを含有させた耐アルカリガラスの開発や、ア
ルカリに強いエポキシ樹脂を用いるなどの検討も行われ
ているが、何れも価格が上り、後者では、ロッドに成形
する際、引抜性が悪ろくなる等の問題を抱えている。又
ＦＲＰのうちＣＦＲＰやアラミド繊維強化プラスチック
（以下ＡＦＲＰと称す）は耐アルカリ性を存するが、価
格がＧＦＲＰの１０倍以上になるという経済的問題があ
る。

次に、シース管を用いることによる作業の困難さと複雑
さの問題である。シース管には、主として、鉄製の管が
用いられているが、前記したシース管の埋込みに際して
は、設計図に指定された位置に正確にシース管を配置し
、且つコンクリート打設時に動かぬように、しっかり固
定しなければならない。しかるに、シース管を曲線状に
配置するような場合、シース管の剛性のため、困難な作
業となる。又シース管を使用した場合、前記したグラウ
ト作業が避けられず、シース管内を真空にしたり、定着
チャックに設けられた小さな孔から充填剤を注入する等
厄介な作業を行わなければならない。これに加え、アル
カリに弱いＧＦＲＰロッドでは、従来使われているモル
タルやセメントミルク等の充填剤を用いることが出来な
い。前記特開昭５０−３４１６では、ロッドの表面に塗
膜を形成し、ＦＲＰロッドのアルカリに弱い欠点を補う
と共に、グラウト作業を簡易化或は不要にすることを提
案している。この場合、充填剤として従来のモルタル等
を使用することは出来ても、グラウト作業を不要にすれ
ば、シース管と緊張材との間の空間がそのまま残ること
になり、コンクリート部材の強度低下を来たすという問
題を残す。

この発明では、ＦＲＰロッドの有する耐アルカリ性の弱
点を補うと共に、ポストテンショニング方式で応力を導
入する際、引張応力がコンクリートに伝わらないＦＲＰ
緊張材を提供することによって、シース管を用いず必然
的にグラウト作業も不要にし、上記した問題点の解決を
図ろうとするものである。

［問題点を解決するための手段と作用］即ち、この発明
は、ＦＲＰロッドの表面に塑性流動性物質を塗布し、更
にその上に耐アルカリ性プラスチック皮膜を形成したプ
レストレストコンクリート用緊張材である。

緊張材の芯となるＦＲＰロッドは、ＣＦＲＰやＡＦＲＰ
、ＧＦＲＰロッドなどであり、導入される応力を担う。

塑性流動性物質は、主として、ＦＲＰロッドに応力を導
入する際、この引張応力が、外側のプラスチック被膜を
介して、周囲のコンクリートに伝わることを阻止するも
のである。

塑性流動性物質としては、シリコンオイルや、グリース
、ワックス、パラフィン、パーム油、油性ペイント、グ
リセリン、アスファルト等流動性を有しながらも、ロッ
ドと外側皮膜の間にとどまって、流れ出してしまわない
物質を用いる。その上、これらの物質は、ＦＲＰロッド
をアルカリから護る役割の一端をも果している。

外側のプラスチック被膜には、エポキシ、ポリエチレン
、ポリプロピレン、塩化ビニル、ナイロン、アクリル、
等の加水分解を受けない樹脂を用いる。これによって、
ロッドをアルカリから保護すると共に、応力導入の際に
は、ＦＲＰロッドのガイドをも兼ねている。このプラス
チック皮膜とＦＲＰロッドとの間には、粘弾性挙動を示
す塑性流動性物質が存在しているので、ロッドに緊張力
を与える時のような比較的遅い変位に対しては粘性が卓
越する。従ってロッドに導入される引張応力は、プラス
チック皮膜に伝わらず、このためプラスチック被膜がロ
ッドのガイドとして機能することが出来る。このように
、プラスチック皮膜が従来のシース管と同様の役目を果
すので、シース管を使う必要は全くない。

以下にこの発明の詳細な説明する。

実施例１ 制作した緊張材の縦断面を第１図ａに、横断面を第１図
すに示す。ＦＲＰロッド１は不飽和ポリエステル樹脂を
ガラス繊維で強化したＧＦＲｆ’で、径は２３關φ、繊
維含有率７０％のロッドである。

このＦＲＰロッド１の表面に、塑性流動物質２として、
シリコンオイル（粘度２０００ｐｏｆｓｅ　）を塗布し
た。この塑性流動物質２の上に厚さＩＢのポリエチレン
樹脂チューブを被せて、耐アルカリ性プラスチック被膜
３を形成した。次にこの°ようにして作った長さ１０ｍ
の緊張材を用いて、第２図に示すように、応力導入を行
った。先づ所定の位置に緊張材１１を配置し、コンクリ
ート１２を打設する。コンクリート１２が固化した後、
緊張材１１の両端部１３の皮膜を剥ぎ取り、シリコンオ
イルを洗い落し、チャック（図示せず）で掴んだ。

盛替用チャック付の軸力導入用ジヤツキを用いて、３２
０Ｂ引張し、１００Ｋｇ／Ｍ２の応力をロッドに導入し
た。

以上の手順で、シース管を用いた場合と変わらず、順調
に応力導入を行うことが出来た。

実施例２ 前記実施例１と同じＧＦＲＰを用い、この表面に、軟化
点４１’Ｃ１針入度１５１（２５℃、０．１Ｍ）アスフ
ァルトを１朋の厚さに塗布し、更にその上に、０．５８
の厚さにエポキシ樹脂を塗布した。

エポキシ樹脂が硬化した後、第３図に示すように緊張材
１１をアーチ形に配装置し、コンクリート１２を打設し
た。固化後、実施例１と同じ方法で応力を導入し、緊張
材１１の両端を定着具１４で固定した。緊張材１１の配
置では、正確な位置に固定することが要求されたが、シ
ース管に比べ可撓性があり、曲線配置であったが、作業
はより容易であった。又緊張材の引張作業は５分の時間
をかけて行い、途中、盛替え時に、誤操作により、軸力
導入用ジヤツキのチャックから、緊張材が外れてしまっ
た（緊張力解放）が、緊張材はゆっくりと縮んで行き、
数秒間では元の長さに戻ってしまわず、作業を最初から
やり直す必要はなかった。

塑性流動物質として、実施例２のように、粘弾性を顕著
に有するアスファルトのような物質を撰ぶと、応力の伝
達に時間を要し、ロッドを引張っている最中に、これが
引張用チャックから外れ緊張力が解放されても、短時間
に、ロッドが元の無張力状態の長さに戻ってしまうこと
は避けられる。

塑性流動物質に替えて、この部分を空間にしておくこと
も考えられるが、この場合ロッドと外側のプラスチック
皮膜との接触を避けることが難かしく、この間に摩擦力
が作用し、コンクリートに引張応力を与えて了うおそれ
がある。また誤操作により緊張材が外れると緊張材が瞬
時に元の長さに戻ってしまい、作業を最初からやり直す
必要がある。

［発明の効果］ 本発明による緊張材の効果は以下のようにまとめられる
。

ＦＲＰロッドと外側の耐アルカリ性プラスチック被膜と
の間に塑性流動性物質の層が存在するので、先づ応力導
入の際に、外側のプラスチック皮膜に引張応力がかかる
ことがなく、したがって、この皮膜が破壊されることも
なく、長年月にわたって、ＦＲＰロッドを保護すること
が出来る。同時に、コンクリートにも引張応力の伝わる
おそれはなく、効率のよい応力導入が出来る。このよう
な性能を有しているので、シース管の使用を必要とせず
、曲線配管が容易になり、配置上の制限が緩和されるの
でコンクリートの強化効率が向上する。必然、厄介なグ
ラウト作業は不要となり、応力導入作業が極めて簡素化
されると共に、定着チャックにもグラウト注入口が不要
となり、その設計と製作が容易になる。更に、塑性流動
物質の有する粘弾性によって、応力導入時に起りがちな
緊張力解放の失敗も、作業のやり直しには至らず余裕の
ある作業が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一具体例を示す断面図、第２図はこ
の発明の一利用例を説明するための断面図、第３図はこ
の発明の他の利用例を説明するための断面図である。 １はＦＲＰロッド、２は塑性流動物質、３は耐アルカリ
性プラスチック被膜、１１は緊張材、１２はコンクリー
ト、１３は緊張材の両端部、１４は定着チャックである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維強化プラスチックロッド表面を、塑性流動性物質を
   介して、耐アルカリ性プラスチックで被膜を形成したプ
   レストレストコンクリート用繊維強化プラスチック緊張
   材。