JPWO2014192073A1 - Carbon fiber rebar, manufacturing method thereof, continuous manufacturing apparatus and concrete structure - Google Patents
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Abstract
要約炭素繊維(1c)の表面に、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子をコーティングし、前記微粒子でコーティングされた炭素繊維の表面に、セメントペーストを被覆して、全体を固化された炭素繊維筋(1)とすることによって、鉄筋の代わりに、この炭素繊維筋をコンクリート構造体に埋設した場合に、高い力の伝達効率や大きな補強効果が得られる。選択図 図1Summary The carbon fiber (1c) is coated with fine particles mainly composed of silicon dioxide, and the surface of the carbon fiber coated with the fine particles is coated with a cement paste to solidify the entire carbon fiber reinforcement ( By adopting 1), when this carbon fiber rebar is embedded in a concrete structure instead of a rebar, a high power transmission efficiency and a large reinforcing effect can be obtained. Figure 1
Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造体(RC造、SRC造を含む)の強度補強に使用される炭素繊維筋とその製造方法、および連続製造装置とコンクリート構造体に関するものである。 The present invention relates to a carbon fiber reinforcement used for reinforcing the strength of reinforced concrete structures (including RC structures and SRC structures), a manufacturing method thereof, a continuous manufacturing apparatus, and a concrete structure.
従来、鉄筋コンクリート構造体は、圧縮には強いが引張には弱いので、引張荷重のかかる部分に鉄筋を入れることで補強している。コンクリートと鉄筋の相性は良く、熱膨張率はほとんど等しく、コンクリート中がアルカリ性であるため鉄筋が錆びることもない。 Conventionally, a reinforced concrete structure is strong against compression but weak against tension, and thus is reinforced by inserting a reinforcing bar into a portion where a tensile load is applied. The compatibility between concrete and rebar is good, the coefficients of thermal expansion are almost equal, and the rebar does not rust because the concrete is alkaline.
しかしながら、コンクリートにひび割れなどが発生してコンクリートが中性化すると、表面がむき出しになった鉄筋が腐蝕して劣化することが知られている。そこで、近年では、引張強度が鉄の10倍と高く、比重が鉄の1/4と軽く、化学的にも安定している炭素繊維が使用されるようになっている。例えば、特開2000−129861号(特許文献1)に記載された補強用炭素繊維が知られている。 However, it is known that when concrete is cracked or the like and the concrete is neutralized, the steel bars whose surface is exposed are corroded and deteriorated. Therefore, in recent years, carbon fibers that have a tensile strength as high as 10 times that of iron, a specific gravity as low as 1/4 of iron, and are chemically stable have come to be used. For example, a reinforcing carbon fiber described in JP-A-2000-129861 (Patent Document 1) is known.
従来の炭素繊維による補強においては、コンクリートとの付着性に劣ることが課題であって、直接コンクリートに炭素繊維を接触させることは試みられたものの、補強効果は得られずにいる。そこで、上記特許文献1においても記載されているように、炭素繊維の収束剤(サイジング剤)に、親水性のない合成樹脂系接着材(例えば、エポキシ系樹脂)を用いて炭素繊維と合成樹脂との付着力を高めて、コンクリート自体に樹脂系材料を用いて、炭素繊維を付着させる方法が行われている。しかしながら、コンクリートの堅さに比較してエポキシ系樹脂の堅さが劣っている(ヤング率がコンクリートのヤング率の1/6程度)。 In the conventional reinforcement with carbon fiber, it is a problem that the adhesion with concrete is inferior, and although it has been attempted to bring the carbon fiber into direct contact with concrete, the reinforcement effect cannot be obtained. Therefore, as described in Patent Document 1 described above, carbon fiber and synthetic resin using a non-hydrophilic synthetic resin adhesive (for example, epoxy resin) as a carbon fiber converging agent (sizing agent). A method of adhering carbon fibers using a resin-based material on the concrete itself is being performed. However, the hardness of the epoxy resin is inferior to that of concrete (Young's modulus is about 1/6 of the Young's modulus of concrete).
炭素繊維のヤング率はコンクリートのヤング率の5〜6倍もあって堅いのであるが、コンクリートに外力が加わると、その力がコンクリート→合成樹脂系接着材→炭素繊維へと伝わる過程において、前記柔らかい合成樹脂系接着材が間に挟まっているので、多くのひずみが発生して効率よく力の伝達が行われず、補強効果があまり上がらず実用的ではないという課題がある。また、合成樹脂系接着材は、親水性に劣るため、コンクリートとの付着力が小さいという課題もある。本発明に係る炭素繊維筋とその製造方法、および連続製造装置とコンクリート構造体は、このような課題を解決するために提案されたものである。 The Young's modulus of carbon fiber is 5-6 times the Young's modulus of concrete and is hard, but when an external force is applied to the concrete, in the process that the force is transmitted to concrete → synthetic resin adhesive → carbon fiber, Since the soft synthetic resin adhesive is sandwiched between them, there is a problem that many strains are generated and force is not efficiently transmitted, and the reinforcing effect is not so high and is not practical. Moreover, since the synthetic resin adhesive is inferior in hydrophilicity, there is also a problem that the adhesive force with concrete is small. The carbon fiber rebar, the manufacturing method thereof, the continuous manufacturing apparatus, and the concrete structure according to the present invention have been proposed in order to solve such problems.
上記課題を解決して目的を達成するために、本発明に係る炭素繊維筋は、炭素繊維の表面に、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子がコーティングされ、前記微粒子でコーティングされた炭素繊維の表面に、セメントペーストが被覆されて、全体が固化された構成とした。 In order to solve the above problems and achieve the object, the carbon fiber streak according to the present invention has a carbon fiber surface coated with fine particles mainly composed of silicon dioxide, and the surface of the carbon fiber coated with the fine particles. Further, the entire structure was solidified by being coated with cement paste.
前記微粒子は、天然ポゾラン、ワラスナイト、高炉スラグ、シリカヒューム若しくはフライアッシュの微粒子であることが好ましい。
更に、前記セメントペーストは、水と減水剤とをセメントに混ぜて形成したものであることが好ましい。
前記繊維筋は、所望長さの棒状体であることが好ましい。The fine particles are preferably natural pozzolana, wollastonite, blast furnace slag, silica fume or fly ash fine particles.
Further, the cement paste is preferably formed by mixing water and a water reducing agent into cement.
The fiber muscle is preferably a rod-shaped body having a desired length.
本発明に係る炭素繊維筋の製造方法は、炭素繊維のトウの束を撚り合わせて1本の炭素繊維束とし、前記炭素繊維束を、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を水に溶解してなるコーティング溶液中に浸し、前記コーティング溶液から取り出した炭素繊維束を水分除去手段で当該炭素繊維束から水分を除去し、前記炭素繊維束をセメントペーストの溶液中に浸し、その後、前記炭素繊維束を養生して固化させて棒状体に形成する各工程を、その順に含むものである。 In the method for producing carbon fiber reinforcement according to the present invention, a tow bundle of carbon fibers is twisted into one carbon fiber bundle, and the carbon fiber bundle is prepared by dissolving fine particles mainly composed of silicon dioxide in water. The carbon fiber bundle taken out from the coating solution is removed from the carbon fiber bundle by moisture removal means, and the carbon fiber bundle is immersed in a cement paste solution, and then the carbon fiber bundle. Each step of curing and solidifying to form a rod-like body is included in that order.
前記炭素繊維束は、コーティング溶液中に浸す工程において、若しくは、セメントペーストの溶液中に浸す工程において、または、これらの含浸工程の後の工程において、含浸効率を高めるために、加振装置を用いて当該炭素繊維束に振動を加えること、あるいは、真空装置で真空引きすることが好ましい。 In order to increase the impregnation efficiency, the carbon fiber bundle is used in the step of immersing in the coating solution, in the step of immersing in the solution of cement paste, or in the step after these impregnation steps. Thus, it is preferable to apply vibration to the carbon fiber bundle or evacuate it with a vacuum device.
さらに、本発明に係る炭素繊維筋の製造方法は、真空ポンプと、該真空ポンプが接続された真空用容器と、該真空用容器内に回転自在に備えられて巻き取られた炭素繊維束を繰り出すドラムと、前記真空用容器に接続され垂設されたパイプと、該パイプの下端が液中に埋没されるようにセメントペーストを蓄えるセメント容器と、からなる炭素繊維筋の連続製造装置を形成し、炭素繊維束を、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を水に溶解してなるコーティング溶液中に浸してコーティングした後、この炭素繊維束を前記ドラムに巻き付けて該ドラムを前記真空用容器内に設置し、前記炭素繊維束の一端を、前記ドラムから引き出してパイプに挿通させて、そのパイプ下端の開口から前記セメント容器に挿通させて外部に取り出し、前記真空ポンプを駆動させて真空引きしながら前記炭素繊維束を外部に引き出して養生し固化させて、連続して棒状体の炭素繊維筋を製造する、各工程を含むものである。 Furthermore, the carbon fiber reinforcing method according to the present invention includes a vacuum pump, a vacuum container connected to the vacuum pump, and a carbon fiber bundle that is rotatably provided in the vacuum container and wound up. Forming a continuous production device for carbon fiber reinforcement comprising a drum to be fed, a pipe connected to the vacuum container and suspended, and a cement container for storing cement paste so that the lower end of the pipe is buried in the liquid And coating the carbon fiber bundle by immersing the carbon fiber bundle in a coating solution in which fine particles mainly composed of silicon dioxide are dissolved in water, and then winding the carbon fiber bundle around the drum to place the drum in the vacuum container. The one end of the carbon fiber bundle is pulled out from the drum and inserted into a pipe, and is inserted into the cement container through an opening at the lower end of the pipe and taken out to the outside. Dumps is driven by aged pull the carbon fiber bundle while vacuuming the external solidified to produce a carbon fiber muscle of the rod-like body continuous, it is intended to include the steps.
前記パイプの一部には、加振装置が取り付けられ、該加振装置によって、炭素繊維束に連行される空気や余分な泡を抜き取ることが好ましい。 A vibration device is attached to a part of the pipe, and it is preferable that air or excess bubbles entrained in the carbon fiber bundle is extracted by the vibration device.
本発明に係る炭素繊維筋の連続製造装置は、真空ポンプと、該真空ポンプが接続された真空用容器と、該真空容器内に回転自在に備えられて巻き取られた炭素繊維束を繰り出すドラムと、前記真空用容器に接続され垂設されたパイプと、該パイプの下端が液中に埋没されるようにセメントペーストを蓄えるセメント容器とからなるものである。 A continuous production apparatus for carbon fiber reinforcement according to the present invention includes a vacuum pump, a vacuum container to which the vacuum pump is connected, and a drum that feeds a wound carbon fiber bundle that is rotatably provided in the vacuum container. And a pipe connected to the vacuum container and suspended, and a cement container for storing the cement paste so that the lower end of the pipe is buried in the liquid.
前記連続製造装置の前記パイプの一部には、炭素繊維束に連行される空気や余分な泡を抜き取るために、加振装置が取り付けられていることが好ましい。 It is preferable that a vibration exciter is attached to a part of the pipe of the continuous production apparatus in order to extract air and excess bubbles entrained in the carbon fiber bundle.
本発明に係るコンクリート構造体は、上記記載の炭素繊維筋を、コンクリート中に適宜な配列で配筋して、埋設させてなるものである。 In the concrete structure according to the present invention, the above-described carbon fiber rebars are laid and embedded in concrete in an appropriate arrangement.
本発明の炭素繊維筋とその製造方法および連続製造装置によれば、合成樹脂製の接着材を介することなく、炭素繊維の表面に、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子をコーティングすることによって親水性が維持されるので、炭素繊維にセメントペーストが強く付着し、これをコンクリート構造体に鉄筋の代わりに埋設することで、コンクリートと炭素繊維筋との付着性が向上して、引張に強くなる。 According to the carbon fiber streak of the present invention, its production method and continuous production apparatus, hydrophilicity is achieved by coating the surface of carbon fiber with fine particles mainly composed of silicon dioxide without using a synthetic resin adhesive. Therefore, the cement paste strongly adheres to the carbon fiber, and by embedding it in the concrete structure instead of the reinforcing bar, the adhesion between the concrete and the carbon fiber reinforcement is improved, and the tensile strength is enhanced.
従来のようなヤング率の低い合成樹脂系接着材を使用しないので、コンクリート構造体に加わる力が直接的に炭素繊維筋に作用するようになる。よって、炭素繊維筋による大きな補強効果が得られる。 Since a conventional synthetic resin adhesive having a low Young's modulus is not used, the force applied to the concrete structure directly acts on the carbon fiber reinforcement. Therefore, the big reinforcement effect by carbon fiber reinforcement is acquired.
また、炭素繊維筋により腐蝕するおそれがないので、コンクリート構造体の耐用年数を大幅に伸ばすことができる。
更に、補強筋が炭素繊維で構成されているので、塩素イオンによる材料の劣化がなく、コンクリート材料として海砂の使用も可能となり、コンクリートに必要な骨材として、安価にて入手が容易になるという効果がある。Moreover, since there is no possibility of being corroded by carbon fiber reinforcement, the service life of the concrete structure can be greatly extended.
Furthermore, since the reinforcing bars are made of carbon fiber, there is no deterioration of the material due to chlorine ions, it is possible to use sea sand as a concrete material, and it is easy to obtain as an aggregate necessary for concrete at a low cost. There is an effect.
炭素繊維筋の製造方法により、セメントペーストで被覆した棒状体の炭素繊維筋が形成され、これをコンクリートに埋設すると、コンクリート構造体と一体となった補強筋となる。
加振装置により、炭素繊維筋の表面や炭素繊維のトウの束の間に存在する空気や泡が効率よく除去されて、微粒子のコーティングやセメントペーストの含浸の作用が良好になる。By the carbon fiber reinforcement manufacturing method, a rod-like carbon fiber reinforcement covered with cement paste is formed, and when this is embedded in concrete, it becomes a reinforcing reinforcement integrated with the concrete structure.
The vibration device efficiently removes air and bubbles existing between the surface of the carbon fiber streaks and the bundle of carbon fiber tows, so that the effect of fine particle coating and cement paste impregnation is improved.
また、炭素繊維筋の連続製造する方法および連続製造装置により、本発明に係る炭素繊維筋を効率的に連続して製造できるようになるという優れた効果を奏するものである。 In addition, the carbon fiber reinforcement according to the present invention can be efficiently and continuously produced by the continuous production method and continuous production apparatus of the carbon fiber reinforcement.
本発明に係る炭素繊維筋1は、図1乃至図3に示すように、炭素繊維の親水性を維持するために、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子のコーティングをしてから、セメントペーストを含浸させて被覆するものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the carbon fiber reinforcement 1 according to the present invention is coated with fine particles mainly composed of silicon dioxide and then impregnated with cement paste in order to maintain the hydrophilicity of the carbon fiber. It is made to coat.
本発明に係る炭素繊維筋1は、図1に示すように、まず、炭素繊維束1aを形成する。
これには、図1の工程(A),(B)に示すように、炭素繊維(径が5〜15μm)1cを複数本(一例として12000本)束ねて、1本のトウ1bに形成する。As shown in FIG. 1, the carbon fiber reinforcement 1 according to the present invention first forms a
For this purpose, as shown in steps (A) and (B) of FIG. 1, a plurality of carbon fibers (diameter: 5 to 15 μm) 1c (12000 as an example) are bundled to form one
更に、図1の工程(B),(C)に示すように、前記トウ1bを複数本(一例として21本)束ねてトウの束1dとし、これを図示する撚り装置2でトウの束1dを7本撚って、これをドラム2aに巻き取り、炭素繊維束1aとする。
Further, as shown in steps (B) and (C) of FIG. 1, a plurality of
そして、図2の工程(A)に示すように、前記炭素繊維束1aの炭素繊維の表面に、二酸化ケイ素を主成分とする、マイクロメータ以下の径の微粒子をコーティングする。前記微粒子は、天然ポゾラン、ワラスナイト、高炉スラグ、シリカヒューム若しくはフライアッシュなどの微粒子である。前記天然ポゾランは、火山灰、けいそう土、ケイ酸白土などであり、フライアッシュと同様にポゾラン反応を生じるものである。この微粒子を水に溶かして分散させたコーティング溶液3をコーティング容器4に貯留させて、そこに前記炭素繊維束1aを浸漬する。
Then, as shown in step (A) of FIG. 2, the surface of the carbon fiber of the
前記コーティング溶液3の一例として、水1000gに、シリカヒューム1gを溶解させる。 As an example of the coating solution 3, 1 g of silica fume is dissolved in 1000 g of water.
上記コーティングの際に、炭素繊維の表面や内部、あるいは炭素繊維間に空気が巻き込まれているので、図2の工程(B)に示すように、真空ポンプ等の真空装置に連結された真空引き用の真空容器5の中に、前記コーティング容器4を載置して、コーティングを行うようにすることが好ましい。 During the coating, air is entrained on the surface or inside of the carbon fiber or between the carbon fibers, so as shown in step (B) of FIG. 2, the vacuum suction connected to a vacuum device such as a vacuum pump. Preferably, the coating container 4 is placed in a vacuum container 5 for coating.
なお、図2の工程(A)にして示すコーティングの際に、一般に建築分野で使用されることのある加振装置によって、コーティング容器4を介して炭素繊維束1aに、例えば、数Hz〜25KHz程度の振動を加えることによってエアー抜きを行っても良い。このようにして、エアー抜きを行うが、コーティング作業と同時にエアー抜きを行うことが困難であれば、コーティング工程の後に、エアー抜きを行っても良い。
In the coating shown in step (A) of FIG. 2, the
次に、前記炭素繊維束1aには、大量の水分が含まれているので、図2の工程(C)に示すように、前記炭素繊維束1aから余分な水分を除去する。水分を除去するためには、例えば、炭素繊維束1aを絞ること、または、乾いた材料で炭素繊維束1aを巻いて水分を吸い取ること、あるいは、炭素繊維束1aに遠心力を加えて水分を飛ばすこと、が水分除去手段として挙げられる。このようにしてコーティング工程が施工される。
Next, since the
次に、前記微粒子でコーティングされた炭素繊維束1aにおける炭素繊維の表面に、セメントペーストを被覆して、全体を固化する。
Next, the surface of the carbon fiber in the
図3の工程(A)に示すように、セメントペースト6をセメント容器7に貯留しておき、そこに、前記炭素繊維束1aを大気中で直線状にした状態で、セメント容器7に貯留されたセメントペースト6に浸漬させて、含浸させる。
As shown in step (A) of FIG. 3, the
前記セメントペースト6は、水と減水剤とをセメントに混ぜて形成したものである。この配合例は、例えば、ポルトランドセメントが100重量部として、シリカヒュームが5〜20重量部、水が16〜40重量部、減水剤(ポリカルボン酸系、ナフタリン系、アミノスルホン酸系などの市販の公知の物)が0.5〜5重量部である。なお、シリカヒュームは粘性力や粘着力を増す効果があるが、その量を増やしすぎると固化しなくなるので、水酸化カルシュームや水酸化アルミニウムを適宜に若干加え、ポゾラン反応を起こすのが好ましい。
The
前記炭素繊維束1aにセメントペースト6を含浸させる際に、エアー抜きを行うことが好ましい。それには、例えば、加振装置により振動をセメント容器7を介して炭素繊維束1aに加えることや、炭素繊維束1aを上下左右に揺らすことや、図3の工程(B)に示すように、真空容器5の内部に載置して真空中(真空脱泡)で含浸を行うことによって、エアー抜きが為される。なお、真空中で行うことが困難であれば、セメントペースト6を含浸させた炭素繊維束1aを、後工程で真空引きにするとこともできる。
When the
そして、前記炭素繊維束1aを型枠に入れたり、ホース状の枠体の中に入れたりして、この炭素繊維1aをぶら下げ若しくは水平保持して蒸気養生し、前記炭素繊維束1aを固化させて、その後、全体を所要長さに切断することによって、図3の工程(C)に示すように、棒状体の炭素繊維筋1を形成するものである。
Then, the
以上のように、炭素繊維のトウの束を撚り合わせて1本の炭素繊維束1aとし、前記炭素繊維束1aを、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を水に溶解してなるコーティング溶液3の中に浸し、前記コーティング溶液3から取り出した炭素繊維束1aを水分除去手段で当該炭素繊維束1aから水分を除去し、前記炭素繊維束1aをセメントペーストの溶液中に浸し、その後、前記炭素繊維束1aを型枠などに入れて、養生して固化させて棒状体に形成する。
As described above, the carbon fiber tow bundle is twisted into one
また、前記炭素繊維束1aを、コーティング溶液中に浸す時に、若しくは、セメントペーストの溶液中に浸す時に、または、これらの含浸工程の後の工程において、含浸効率を高めるために、加振装置を用いて、当該炭素繊維束1aに振動を加えることや、真空装置で真空引きすることが好ましい。これでエアー抜きが行われて含浸効果が高まるものである。
In addition, when the
本発明に係る炭素繊維筋の連続製造装置8の構成について説明する。この炭素繊維筋の連続製造装置8は、図4に示すように、真空ポンプ10と、該真空ポンプ10が接続された真空用容器9と、該真空用容器9内に回転自在に備えられて巻き取られた炭素繊維束1aを繰り出すドラムと、前記真空用容器9に接続され垂設されたパイプ11と、該パイプ11の下端が液中に埋没されるようにセメントペーストを蓄えるセメント容器7と、からなる。
The structure of the continuous production apparatus 8 of the carbon fiber reinforcement which concerns on this invention is demonstrated. As shown in FIG. 4, the continuous production apparatus 8 for carbon fiber rebar is provided with a
前記パイプ11の一部に、加振装置12が取り付けられて、炭素繊維束1aに連行される空気や余分な泡を抜き取る構成とする。
A
上記炭素繊維筋の連続製造装置8の使用方法は、図4に示すように、この連続製造装置8を形成して、炭素繊維束1aを、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を溶解してなる溶液中に浸してコーティングした後、この炭素繊維束1aをドラム2aに巻き付けて前記真空用容器9内に設置し、前記炭素繊維束1aの一端を前記パイプ11から前記セメント容器7に挿通させて外部に取り出す。
As shown in FIG. 4, the carbon fiber streak continuous production apparatus 8 is formed by forming the continuous production apparatus 8 and dissolving the
図4の連続製造装置8は、前記真空ポンプ10を駆動させて真空ホース10aで真空引き(真空脱泡)しエアー抜きしながら、前記炭素繊維束1aを外部に引き出して連続して製造するものである。
The continuous production apparatus 8 in FIG. 4 continuously produces the
前記真空用容器9が真空ポンプ10で真空引きされることで、セメント容器7のセメントペースト6がパイプ11の中を約5m程度、大気圧によって引き上げられる。このセメントペースト6を直線状に炭素繊維束1aが上から下へと挿通して、セメントペースト6が炭素繊維束1aの外周面や繊維間に含浸される。
When the vacuum container 9 is evacuated by the
また、加振装置12により、炭素繊維束1aにセメントペースト6が含浸する際に、エアー抜きが行われて、空気や泡が除去されてセメントペースト6の含浸作用を効率よくする。
Further, when the
前記セメント容器7に挿通させて外部に取り出された炭素繊維筋束1aは、その後、型枠などに入れられて蒸気養生され、固化されて所要長さに切断されて炭素繊維筋1aとなる。
The bundle of
以上のようにして形成された炭素繊維筋1は、型枠の中に配筋してコンクリートを打設することで、鉄筋に代わってコンクリート構造体の補強筋となり、引張に強く耐久性に富んだコンクリート構造体にするものである。 The carbon fiber rebar 1 formed as described above is placed in a formwork and placed in concrete to become a reinforcing bar for a concrete structure instead of a rebar, and is strong against tension and rich in durability. It is a concrete structure.
本発明に係る炭素繊維筋とその製造方法および連続製造装置とコンクリート構造体は、コンクリート構造物の鉄筋に代わる補強筋としてコンクリート躯体ばかりでなく、各種の構造体にも広く使用することができる。 The carbon fiber reinforcement, the manufacturing method thereof, the continuous production apparatus, and the concrete structure according to the present invention can be widely used not only for a concrete frame but also for various structures as a reinforcing bar in place of a reinforcing bar of a concrete structure.
1 炭素繊維筋、 1a 炭素繊維束、
1b トウ、 1c 炭素繊維、
1d トウの束、
2 撚り装置、 2a ドラム、
3 コーティング溶液、
4 コーティング容器、
5 真空容器、
6 セメントペースト、
7 セメント容器、
8 連続製造装置、
9 真空用容器、
10 真空ポンプ、 10a 真空ホース、
11 パイプ、
12 加振装置。1 carbon fiber reinforcement, 1a carbon fiber bundle,
1b tow, 1c carbon fiber,
1d tow bundle,
2 twisting device, 2a drum,
3 coating solution,
4 coating containers,
5 vacuum container,
6 cement paste,
7 Cement container,
8 continuous production equipment,
9 Vacuum container,
10 vacuum pump, 10a vacuum hose,
11 pipes,
12 Exciter.
Claims (11)
前記微粒子でコーティングされた炭素繊維の表面に、セメントペーストが被覆されて、全体が固化されたものであること、
を特徴とする炭素繊維筋。The surface of the carbon fiber is coated with fine particles mainly composed of silicon dioxide,
The surface of the carbon fiber coated with the fine particles is coated with cement paste and solidified as a whole.
Carbon fiber reinforcement characterized by
を特徴とする請求項1に記載の炭素繊維筋。The fine particles are natural pozzolans, wollastonite, blast furnace slag, silica fume or fly ash fine particles,
The carbon fiber reinforcement according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項1に記載の炭素繊維筋。Cement paste is a mixture of water and water reducing agent mixed with cement.
The carbon fiber reinforcement according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項1に記載の炭素繊維筋。The carbon fiber reinforcement is a rod-shaped body having a desired length,
The carbon fiber reinforcement according to claim 1, wherein:
前記炭素繊維束を、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を水に溶解してなるコーティング溶液中に浸し、
前記コーティング溶液から取り出した炭素繊維束を水分除去手段で当該炭素繊維束から水分を除去し、
前記炭素繊維束をセメントペーストの溶液中に浸し、
その後、前記炭素繊維束を養生して固化させて棒状体に形成すること、
の各工程を上記記載の順に含むことを特徴とする炭素繊維筋の製造方法。Twist a bundle of carbon fiber tows into one carbon fiber bundle,
The carbon fiber bundle is immersed in a coating solution obtained by dissolving fine particles mainly composed of silicon dioxide in water,
The carbon fiber bundle taken out from the coating solution is removed from the carbon fiber bundle by moisture removing means,
Immerse the carbon fiber bundle in a cement paste solution,
Thereafter, the carbon fiber bundle is cured and solidified to form a rod-shaped body,
Each process of these is included in the order of the said description, The manufacturing method of the carbon fiber reinforcement characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項5に記載の炭素繊維筋の製造方法。In order to increase the impregnation efficiency in the step of immersing the carbon fiber bundle in the coating solution, in the step of immersing in the solution of the cement paste, or in the step after these impregnation steps, a vibration device is used. Applying vibration to the carbon fiber bundle, or evacuating with a vacuum device,
The method for producing carbon fiber reinforcement according to claim 5.
該真空ポンプが接続された真空用容器と、
該真空容器内に回転自在に備えられて巻き取られた炭素繊維束を繰り出すドラムと、
前記真空用容器に接続され垂設されたパイプと、
該パイプの下端が液中に埋没されるようにセメントペーストを蓄えるセメント容器と、からなる炭素繊維筋の連続製造装置を形成し、
炭素繊維束を、二酸化ケイ素を主成分とする微粒子を水に溶解してなるコーティング溶液中に浸してコーティングした後、
この炭素繊維束を前記ドラムに巻き付けて該ドラムを前記真空用容器内に設置し、
前記炭素繊維束の一端を、前記ドラムから引き出してパイプに挿通させて、そのパイプ下端の開口から前記セメント容器に挿通させて外部に取り出し、
前記真空ポンプを駆動させて真空引きしながら前記炭素繊維束を外部に引き出して養生し固化させて、連続して棒状体の炭素繊維筋を製造すること、
を特徴とする炭素繊維筋の製造方法。A vacuum pump,
A vacuum container to which the vacuum pump is connected;
A drum that is rotatably provided in the vacuum vessel and feeds the wound carbon fiber bundle;
A pipe vertically connected to the vacuum vessel;
Forming a continuous production device for carbon fiber reinforcement, comprising a cement container for storing cement paste so that the lower end of the pipe is buried in the liquid,
After coating the carbon fiber bundle by immersing it in a coating solution in which fine particles mainly composed of silicon dioxide are dissolved in water,
The carbon fiber bundle is wound around the drum and the drum is installed in the vacuum container.
One end of the carbon fiber bundle is drawn out from the drum and inserted into a pipe, and is inserted into the cement container from the opening at the lower end of the pipe and taken out to the outside.
Driving the vacuum pump and pulling the carbon fiber bundle to the outside while evacuating it, curing and solidifying, continuously producing rod-shaped carbon fiber streaks,
A method for producing carbon fiber reinforcement characterized by the above.
を特徴とする請求項7に記載の炭素繊維筋の製造方法。A vibration device is attached to a part of the pipe, and the vibration device removes air and excess bubbles entrained in the carbon fiber bundle,
The manufacturing method of the carbon fiber reinforcement of Claim 7 characterized by these.
該真空ポンプが接続された真空用容器と、
該真空用容器内に回転自在に備えられて巻き取られた炭素繊維束を繰り出すドラムと、
前記真空用容器に接続され垂設されたパイプと、
該パイプの下端が液中に埋没されるようにセメントペーストを蓄えるセメント容器とからなること、
を特徴とする炭素繊維筋の連続製造装置。A vacuum pump,
A vacuum container to which the vacuum pump is connected;
A drum that is rotatably provided in the vacuum container and feeds the wound carbon fiber bundle;
A pipe vertically connected to the vacuum vessel;
A cement container for storing cement paste so that the lower end of the pipe is buried in the liquid;
An apparatus for continuous production of carbon fiber reinforcement characterized by the above.
を特徴とする請求項9に記載の炭素繊維筋の連続製造装置。In order to extract air and excess bubbles entrained in the carbon fiber bundle, a vibration device is attached to a part of the pipe,
The continuous production apparatus for carbon fiber reinforcement according to claim 9.
を特徴とするコンクリート構造体。The carbon fiber reinforcement according to claims 1 to 4 is laid and embedded in concrete;
A concrete structure characterized by
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