JP2007070204A - コンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材、その製造方法およびコンクリートもしくはモルタル構造物 - Google Patents
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【解決手段】マトリックス樹脂が含浸された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの線材であるコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材であり、また、炭素繊維束からなる撚糸に樹脂を含浸させ、前記撚糸に張力を付与しながら、加熱炉内で連続的に樹脂を加熱、硬化させた後、5〜50mmの長さに切断する製造方法、さらに、マトリックス樹脂が含浸された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル中に使用してなるコンクリートもしくはモルタルに添加し構造物とする。
【選択図】図3
Description
(1)マトリックス樹脂が含浸、硬化された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの線材であることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(2)撚糸状の炭素繊維束が、複数本の炭素繊維束の合撚糸であることを特徴とする上記(1)記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(3)撚糸状の炭素繊維束が、1メートル当たり50〜120回の撚りをかけられていることを特徴とする上記(1)または(2)記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(4)炭素繊維束表面に凸凹を有し、その間隔が3〜25mmであることを特徴とする上記(1)、(2)または(3)記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(5)線材を構成する撚糸が、多数本のフィラメントを集束した、幅/厚みの比が20以上の扁平状の炭素繊維束を撚り加工した撚糸であることを特徴とする上記(1)、(2)、(3)または(4) 記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(6)線材の断面積が、0.15〜3平方ミリメートルの範囲であることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4)または(5) 記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(7)マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)または(6) 記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
(8)炭素繊維束からなる撚糸に樹脂を含浸させ、前記撚糸に張力を付与しながら、加熱炉内で連続的に樹脂を加熱、硬化させた後、5〜50mmの長さに切断することを特徴とするコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材の製造方法。
(9)マトリックス樹脂が含浸された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル中に使用してなることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル構造物。
(10)上記(2)、(3)、(4)、(5)、(6)または(7)記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル中に使用してなることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル構造物。
(11)コンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル混練物中に、体積割合で0.2〜5%の混入率で使用してなることを特徴とする上記(9)または(10)記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
(12)放射性廃棄物の処分施設を構成する材料として用いられることを特徴とする上記(9)、(10)または(11)記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
(13)海洋構造物を構成する材料として用いられることを特徴とする上記(9)、(10)または(11)記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
(1)繊維束表面の凹凸の間隔:
読み取り顕微鏡を使用し、図3および図4に示す線材の隣り合う凸部頂点間の距離Lを測定する。100個の間隔(該距離L)を測定して平均値を用いた。
(2)表面同一線上での線材の凹部と凸部の各直径とその差:
凹凸差の測定は、読みとり顕微鏡を使用して凹部と凸部の頂点に基準線を合わせて、その差を読みとりその2倍を直径差とする。
(3)炭素繊維束の幅/厚みの比:
厚みは、JCFS003に規定されたマイクロメーターによる方法に準じて測定し、幅はノギスを用いて測定した。測定は各5回行い、その平均値を使用した。
(4)スランプ
JISA1101に準じて、円錐台の容器にコンクリートを入れ、上下を逆にした後、容器を垂直方向に取り除き、コンクリート塊の直径を測定する。
(5)曲げ強度、圧縮強度、曲げ靭性係数
JIS R5201(1997)に準じて評価した。
表1の材料を用いて表2の配合の繊維補強コンクリートを練り混ぜた。使用した繊維は、(1)〜(3)下記の3種であり、配合量はいずれも1.5体積%である。繊維は練り始めから90秒後に投入し、繊維投入後更に90秒練混ぜた。表2の配合においてSPは高性能AE減水剤(エヌ・エムビー株式会社製の商品名SP8HUのポリカルボン酸系高性能AE減水剤)である。
(2) ステンレス鋼繊維1:SUS430製の径0.5mm、長さ25mmのステンレス鋼短繊維である。
(3) ステンレス鋼繊維2:SUS430製の径0.6mm、長さ40mmのステンレス鋼短繊維である。
スランプ:JIS A1101
空気量:JIS A1128
圧縮強度:JIS A1108
ヤング係数:JSCE G502
曲げ強度:JIS A1106
曲げ靱性係数:JSCE−G 552
実施例1において、使用繊維を、径が0.017mmで長さが18mmの市販のカーボン短繊維(三菱化学産資株式会社製)に代えて、1.5体積%配合した以外は、実施例1と同様にしてコンクリートを練り混ぜた。その硬化品について曲げ強度試験を行った。得られた荷重−たわみ曲線を図2に示した。すなわち、図2は、このカーボンFRP線材配合のコンクリートの荷重−たわみ曲線を示したものであり、比較例3として、n数=2で行った各サンプルの個別の該荷重−たわみ曲線データを表したものであり、実線がサンプルNo.1、破線がサンプルNo.2のものである。
実施例1の炭素繊維強化複合繊維の製造と同様の方法で、樹脂含浸量を調整することで長さ30mmに切断した繊維体積含有率60%、断面積が0.8平方ミリメートル、凹凸差が0.2mmの炭素繊維強化複合線材を製作した。
1束12,000本のフィラメントからなる炭素繊維束(引張強度;4,900MPa、引張弾性率;230GPa)に、1メートル当たり100回の撚りをかけた撚糸に張力をかけ、実施例1の炭素繊維強化複合繊維の製造と同様の方法で繊維体積含有率60%、断面積が0.8平方ミリメートルの炭素繊維強化複合線材を製作した。該線材を長さを各3mm、10mm、40mm、70mmに切断した。
2:炭素繊維フィラメント
3:マトリックス樹脂
Claims (13)
- マトリックス樹脂が含浸、硬化された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの線材であることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 撚糸状の炭素繊維束が、複数本の炭素繊維束の合撚糸状であることを特徴とする請求項1記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 撚糸状の炭素繊維束が、1メートル当たり50〜120回の撚りをかけられていることを特徴とする請求項1または2記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 炭素繊維束表面に凸凹を有し、その間隔が3〜25mmであることを特徴とする請求項1、2または3記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 線材を構成する撚糸が、多数本のフィラメントを集束した、幅/厚みの比が20以上の扁平状の炭素繊維束を撚り加工した撚糸であることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 線材の断面積が、0.15〜3平方ミリメートルの範囲であることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材。
- 炭素繊維束からなる撚糸に樹脂を含浸させ、前記撚糸に張力を付与しながら、加熱炉内で連続的に樹脂を加熱、硬化させた後、5〜50mmの長さに切断することを特徴とするコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材の製造方法。
- マトリックス樹脂が含浸、硬化された撚糸状の炭素繊維束からなり、該束長さが5〜50mmの炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル中に使用してなることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル構造物。
- 請求項2、3、4、5、6または7記載のコンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル中に使用してなることを特徴とするコンクリートもしくはモルタル構造物。
- コンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材を補強材料として、コンクリートもしくはモルタル混練物中に、体積割合で0.2〜5%の混入率で使用してなることを特徴とする請求項9または10記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
- 放射性廃棄物の処分施設を構成する材料として用いられることを特徴とする請求項9、10または11記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
- 海洋構造物を構成する材料として用いられることを特徴とする請求項9、10または11記載のコンクリートもしくはモルタル構造物。
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