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発明の名称 繊維補強コンクリートの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−286821
公開日 平成10年(1998)10月27日
出願番号 特願平9−113439
出願日 平成9年(1997)4月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】久寶 聡博
発明者 一瀬 賢一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入して撹拌し、該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入することを特徴とする繊維補強コンクリートの製造方法。
【請求項2】 炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌し、該セメントペーストに細骨材を投入撹拌してモルタルとし、該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入することを特徴とする繊維補強コンクリートの製造方法。
【請求項3】 炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入して撹拌し、次いで、該モルタルに粗骨材を投入撹拌することを特徴とする繊維補強コンクリートの製造方法。
【請求項4】 炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌し、該セメントペーストに細骨材及び粗骨材を投入撹拌することを特徴とする繊維補強コンクリートの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、短繊維が混入された繊維補強コンクリートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コンクリートは、その圧縮強度と比べれば引張強度がきわめて小さく、伸び能力についても鋼材等に比べれば非常に劣ることはよく知られているところであるが、かかる欠点を解消すべく、チョップドストランドとも呼ばれる、長さ数mm〜数十mmのフィラメント状の短繊維をコンクリート内に混入して繊維補強コンクリートとする研究がなされており、引張強度や伸び能力に優れた炭素繊維やアラミド繊維をマトリックスであるコンクリートに複合することによってコンクリート全体の引張強度や伸び能力を改善できると期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短繊維をコンクリート内に投入してミキサーで撹拌しただけでは、比重や粒径の相違等によって短繊維同士が絡み合って毛玉状となり、現実問題として短繊維をフレッシュコンクリート内に均一に分散させることはきわめて困難であるという問題を生じていた。
【0004】かかる問題を解決すべく、混練時に薬剤を添加したり繊維を硬化剤で被膜したりといった方法も提案されているが、いずれの方法も手間やコストがかかる。
【0005】本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、短繊維をコンクリート内に均一に分散させることが可能な繊維補強コンクリートの製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法は請求項1に記載したように、炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入して撹拌し、該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入するものである。
【0007】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法は請求項2に記載したように、炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌し、該セメントペーストに細骨材を投入撹拌してモルタルとし、該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入するものである。
【0008】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法は請求項3に記載したように、炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入して撹拌し、次いで、該モルタルに粗骨材を投入撹拌するものである。
【0009】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法は請求項4に記載したように、炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌し、該セメントペーストに細骨材及び粗骨材を投入撹拌するものである。
【0010】本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入して撹拌する。
【0011】短繊維は、その径が数μm〜数十μm程度であるので、それと同等の粒径を持つセメント粒子と絡みやすく、モルタル内に含まれているセメント粒子が多ければ多いほど、たくさんの短繊維がセメント粒子に絡むことになる。
【0012】そのため、短繊維をコンクリートではなく、単位セメント量が多いモルタルに混入すると、微視的に見れば短繊維とセメント粒子とが互いに絡まり合ってモルタル内に均一に分散し、従来のように短繊維同士が絡まって毛玉状になるおそれがなくなる。
【0013】短繊維をモルタル内に分散させたならば、かかるモルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入し、所定期間養生して繊維補強コンクリートとする。
【0014】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌する。
【0015】短繊維は、上述したと同様、それと同等の粒径を持つセメント粒子と絡みやすく、セメントペースト内に含まれているセメント粒子が多ければ多いほど、たくさんの短繊維がセメント粒子に絡むことになる。
【0016】そのため、短繊維をコンクリートではなく、単位セメント量が多いセメントペーストに混入すると、微視的に見れば短繊維とセメント粒子とが互いに絡まり合ってセメントペースト内に均一に分散し、従来のように短繊維同士が絡まって毛玉状になるおそれがなくなる。
【0017】短繊維をセメントペースト内に分散させたならば、かかるセメントペーストに細骨材を投入撹拌してモルタルとし、さらに該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入する。そして、所定期間養生して繊維補強コンクリートとする。
【0018】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、炭素繊維等の短繊維をモルタルに混入撹拌する。
【0019】すると、上述したように、短繊維がセメント粒子に絡まってモルタル内に均一に分散するので、その後でモルタル内に粗骨材を投入撹拌し、繊維補強フレッシュコンクリートとする。
【0020】また、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、炭素繊維等の短繊維をセメントペーストに混入して撹拌する。
【0021】すると、上述したように、短繊維がセメント粒子に絡まってセメントペースト内に均一に分散するので、その後でセメントペースト内に細骨材及び粗骨材を投入撹拌し、繊維補強フレッシュコンクリートとする。
【0022】ここで、短繊維としては、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド等で形成された合成繊維などが含まれる。なお、繊維補強コンクリートがプレキャストコンクリートであるか、現場打ちコンクリートであるかは問わない。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る繊維補強コンクリートの製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0024】(第1実施形態)図1は、本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法を示した施工手順図である。本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、同図(a)に示すように、短繊維である炭素繊維1をモルタル2に混入して撹拌する。
【0025】炭素繊維1は、その径が数μm〜数十μm程度であるので、それと同等の粒径を持つセメント粒子と絡みやすく、モルタル2内に含まれているセメント粒子が多ければ多いほど、たくさんの炭素繊維1がセメント粒子に絡むことになる。
【0026】そのため、炭素繊維1をコンクリートではなく、単位セメント量が多いモルタル2に混入すると、炭素繊維1とモルタル2内のセメント粒子とが互いに絡まり合ってモルタル2内に均一に分散し、従来のように炭素繊維1同士が絡まって毛玉状になるおそれがなくなる。
【0027】一方、同図(b)に示すように、粗骨材3をいわゆるプレパックドコンクリートと同様、型枠4内に予め装填しておく。なお、図示していないが、必要に応じて適宜配筋を施しておくのがよい。
【0028】次に、炭素繊維1を混入分散させたモルタル2を同図(c)に示すように型枠4内に注入する。そして、所定期間養生して繊維補強コンクリートとする。
【0029】以上説明したように、本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法によれば、炭素繊維1をコンクリートではなく、単位セメント量が多いモルタル2に混入するようにしたので、多量の炭素繊維1をモルタル2内に均一に分散させることが可能となる。また、該モルタルを粗骨材3が予め装填された型枠4内に注入するようにしたので、従来のように炭素繊維1同士が絡まって毛玉状になるおそれもない。
【0030】かくして、繊維補強コンクリートに混入される炭素繊維1の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数が飛躍的に向上する。
【0031】また、従来においては、コンクリートの単位水量を増やすことによって炭素繊維1の分散性や混入率を高めざるを得ないことがあったが、このような方法では、コンクリートの乾燥収縮が大きくなるという不具合を生じる。しかし、本実施形態によれば、コンクリートの単位水量を大きくせずとも炭素繊維の分散性や混入率を高めることができるので、乾燥収縮を未然に防止しつつ、十分な引張強度を持った繊維補強コンクリートを製造することが可能となる。
【0032】また、本実施形態によれば、薬剤使用等によって分散性や混入率を高める従来方法に比べ、高価な薬剤を使用しない分だけ、あるいは炭素繊維に被膜を施す工程がない分だけ手間やコストを低減することができる。
【0033】本実施形態では、短繊維として炭素繊維を使用したが、かかる材料に限定されるものではなく、炭素繊維に代えて、鋼繊維、ガラス繊維、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド等で形成された合成繊維などを使用してもよい。
【0034】また、上述の説明では特に言及しなかったが、本発明の製造方法を工場で適用するか現場で適用するかは任意であることは言うまでもない。また、気中であるか水中であるかについても限定されるものではなく、例えばトレミー管を介した水中打設に本発明を適用してもよい。
【0035】また、本実施形態では、プレパックドコンクリートへの適用を想定し、炭素繊維を均一に分散させたモルタルを、粗骨材が予め装填された型枠内に注入するものとしたが、これに代えて炭素繊維が均一に分散されたモルタルに粗骨材を投入撹拌して繊維補強フレッシュコンクリートをつくり、該フレッシュコンクリートを任意の位置に打設するようにしてもかまわない。
【0036】(第2実施形態)図2は、本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法を示した施工手順図である。本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法においては、まず、同図(a)に示すように、短繊維である炭素繊維1をセメントペースト12に混入して撹拌する。
【0037】炭素繊維1は、上述したと同様、その径が数μm〜数十μm程度であるので、それと同等の粒径を持つセメント粒子と絡みやすく、セメントペースト12内に含まれているセメント粒子が多ければ多いほど、たくさんの炭素繊維1がセメント粒子に絡むことになる。
【0038】そのため、炭素繊維1をコンクリートではなく、単位セメント量が多いセメントペースト12に混入すると、炭素繊維1とセメントペースト12内のセメント粒子とが互いに絡まり合ってセメントペースト12内に均一に分散し、従来のように炭素繊維1同士が絡まって毛玉状になるおそれがなくなる。
【0039】次に、上述のセメントペースト12内に同図(b)に示すように細骨材13を投入撹拌してモルタル14とするとともに、第1実施形態と同様、図2(c)に示すように、粗骨材3を予め型枠4内に装填しておく。
【0040】次に、炭素繊維1が混入分散されたモルタル14を同図(d)に示すように型枠4内に注入する。そして、所定期間養生して繊維補強コンクリートとする。
【0041】以上説明したように、本実施形態に係る繊維補強コンクリートの製造方法によれば、炭素繊維1をコンクリートではなく、単位セメント量が多いセメントペースト12に混入するようにしたので、多量の炭素繊維1をセメントペースト12内に均一に分散させることが可能となる。また、該セメントペーストに細骨材13を投入撹拌してモルタルとした後、該モルタルを粗骨材3が予め装填された型枠4内に注入するようにしたので、従来のように炭素繊維1同士が絡まって毛玉状になるおそれもない。
【0042】かくして、上述の実施形態と同様、繊維補強コンクリートに混入される炭素繊維1の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数が飛躍的に向上する。
【0043】また、上述の実施形態と同様、乾燥収縮のことを気にせずとも、十分な引張強度を持った繊維補強コンクリートを製造することが可能となるとともに、薬剤使用等によって分散性や混入率を高める従来方法に比べ、手間やコストを削減することができる。
【0044】本実施形態では、プレパックドコンクリートへの適用を想定し、炭素繊維を均一に分散させたセメントペーストに細骨材を投入撹拌させてモルタルとし、該モルタルを粗骨材が予め装填された型枠内に注入するものとしたが、これに代えて炭素繊維が均一に分散されたセメントペーストに細骨材及び粗骨材を投入撹拌して繊維補強フレッシュコンクリートをつくり、該フレッシュコンクリートを任意の位置に打設するようにしてもかまわない。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1に係る本発明の繊維補強コンクリートの製造方法によれば、多量の短繊維を毛玉状に片寄らせることなくコンクリート内に均一に分散させることができるので、短繊維の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数も向上する。
【0046】また、請求項2に係る本発明の繊維補強コンクリートの製造方法によれば、請求項1と同様、短繊維の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数も向上する。
【0047】また、請求項3に係る本発明の繊維補強コンクリートの製造方法によれば、請求項1と同様、短繊維の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数も向上する。
【0048】また、請求項4に係る本発明の繊維補強コンクリートの製造方法によれば、請求項1と同様、短繊維の分散性及び混入率が従来よりも大幅に改善され、それに伴って繊維補強コンクリートの引張強度や伸び能力あるいはヤング係数も向上する。
【0049】




 

 


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