JP2007514077A - 構成要素 - Google Patents
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Abstract
構造体要素は長さ方向全体を通して一定断面積を備えたプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材と、同プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材を囲む重合体コンクリート部材とを有し、繊維強化プラスチック強化部材と重合体コンクリートとの間の力伝達が重合体接着による。
Description
本発明は構成要素に関する。より詳細には、本発明は、重合体コンクリートで構成される構成要素に関する。
土木工学や建設産業の発展により、新たな、改善された性能属性を備えた建築材料に対する継続的な要望がもたらされてきた。重合体コンクリートは、このような新たな要求に見合う可能性をもたらす。
重合体コンクリートは、標準的なセメントコンクリートで用いられるセメントバインダの代わりに樹脂バインダで接着される骨材で構成される。重合体コンクリートは、一般に、良好な耐久性や化学的耐性を有するため、導管、トンネルサポート、船橋甲板、電解質容器といったさまざまな用途で使われている。重合体コンクリートのさらなる利点として、透過性が非常に低く硬化時間が非常に短いということがある。重合体コンクリートの圧縮、引張力は、一般に、標準コンクリートよりも際立って大きい。
その結果、重合体コンクリート構造物は、標準コンクリートでできた等価構造物よりも一般に小さく、際立って軽い。しかしながら、標準コンクリートと比較して重合体コンクリートの弾性率が比較的低いため、重合体コンクリート構造体は、等価な標準コンクリート構造体より際立って大きくたわむ傾向がある。
標準コンクリートと同様、重合体コンクリート構造体は、一般に、引張負荷に耐えるための強化が必要である。引張力に耐えるための強化が効果的であっても、多くの状況で、重合体コンクリート部材の引張域で発生するクラックを阻止することはできない。従来型鋼鉄筋を重合体コンクリート構造体で用いることも可能であるが、重合体コンクリートは腐食的環境で使われることが多いため、これらのクラックが鋼強化材の腐食につながりうる。
鋼強化材の腐食問題に対処するため、複合強化材も同様に重合体コンクリートで用いられてきた。使用される複合強化材は、鋼鉄筋と同様の形状、すなわち筋入りもしくは円状棒である。しかしながら、一般に、クラックにより、クラック位置における大きな応力集中をもたらすが、複合強化材がもろい特性を有することから、これにより複合強化材が早期に損傷する可能性が生じる。後者については、特に、動的負荷環境で懸念されるものである。
さらに、クラックは、重合体コンクリート部材の外観に悪影響を与え、一般大衆に対して安全上の不安をもたらすことがある。
従来式コンクリート構造体において、コンクリート構造材内でのクラック発生防止を助けるため、強化材のプレストレスが用いられてきた。2つの異なる方法は、この目的、すなわちポストテンショニングとプレテンショニングのために広く用いられている。
従来式コンクリート構造体において、コンクリート構造材内でのクラック発生防止を助けるため、強化材のプレストレスが用いられてきた。2つの異なる方法は、この目的、すなわちポストテンショニングとプレテンショニングのために広く用いられている。
ポストテンショニングにおいて、コンクリート硬化後、強化材がテンショニングされる。強化材はプレストレス時には周囲コンクリートに結合されないが、この部材を通過する特別な管路内に設置される。1つの端部において、強化材は局所アンカーを用いて硬化コンクリートに固着され、他の端部において、必要なレベルのプレストレスが得られるまでコンクリートに対して引き上げられ、その後ロックオフされる。完成時、管路は圧力グラウトされる場合も、されない場合もある。
コンクリートが流し込まれる前にプレストレス強化材がテンショニングされる場合、部材がプレテンションされる。強化材は2つの合端部間でテンショニングされ、その後コンクリートが流し込まれる。コンクリートが十分な強度になると、プレストレス力は合端部から解放される。強化材が弾性収縮しようとすると、コンクリートは強制的に圧縮される。コンクリート内における強化材の滑りは、強化材上の筋、あるいは一般に個別ワイヤでできたプレストレスケーブル内での螺旋撚れで防がれる。
これらのワイヤは、結合特性を高めるため、波型にする、もしくは圧痕が付けられる。
上述のテンショニングの方法は両方ともうまく作用する。しかしながら、コンクリートクラックがプレストレスにより防止されるとしても、コンクリートは多孔性であり、水や化学物質が鋼プレストレス強化材に到達し、特に塩水環境下では腐食を発生させうる。
上述のテンショニングの方法は両方ともうまく作用する。しかしながら、コンクリートクラックがプレストレスにより防止されるとしても、コンクリートは多孔性であり、水や化学物質が鋼プレストレス強化材に到達し、特に塩水環境下では腐食を発生させうる。
鋼プレストレス強化材で発生しうる腐食を軽減するため、同様に、複合強化材がコンクリート構造体のプレストレスに対して用いられている。ポストテンショニングとプレテンショニングの両方法は複合強化材で使われている。しかしながら、繊維方向と垂直方向での繊維複合強化材の強度が限定的であることから、ポストテンショニング法を用いる場合、アンカーにおける縦方向割裂や横方向圧壊が起こることが多い。
世界的に、繊維複合物ポストテンション強化材に対する特別アンカー開発のため、研究が継続されている。プレテンショニングプロセスにおいて、滑り防止のための適切な筋を用いて複合強化材を提供する際の困難さから、繊維複合強化材と標準コンクリートとの間で適切な固着/結合を得ることは困難である。
標準コンクリートのプレテンショニングのために繊維複合物を用いる例の一部が、特許文献1および特許文献2に開示されている。特許文献1においては、プレストレス法でさまざまなアンカーを用いており、プレストレスを行うため、コンクリートを保持するようにリングが用いられる。特許文献2においては、不均一形状の複合繊維鉄筋を生成するため、発泡性樹脂が用いられている。不均一形状があることから、プレストレスを行うため、複合鉄筋を用いてコンクリートを保持する。しかしながら、現在まで、プレテンショニングプロセスに対して、繊維複合強化材の利用は限定的であった。
米国特許出願公開第2004/0130063号明細書
特開平5−239885号公報
本発明の目的は、上述の不利な点を克服、または軽減する、もしくは有用な、または商業上の選択肢を消費者に提供することである。
本発明の好ましい目的は、際立って改善されたクラック耐性のある重合体コンクリートでできた構成要素を作製することである。
本発明の好ましい目的は、際立って改善されたクラック耐性のある重合体コンクリートでできた構成要素を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、改善されたたわみ挙動を備えた重合体コンクリート構造体を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、過負荷後の回復性が改善された重合体コンクリート構造体を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、過負荷後の回復性が改善された重合体コンクリート構造体を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、せん断およびねじりにおける強度が改善された重合体コンクリート構造体を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、改善された耐疲労性を備えた重合体コンクリート構
造体を作製することである。
本発明のさらなる好ましい目的は、改善された耐疲労性を備えた重合体コンクリート構
造体を作製することである。
本発明のさらに好ましい目的は、重合体コンクリートでできた構成要素を費用効果高く作製可能にすることである。
(第1実施形態)
唯一の、あるいは最も広範な形態では必ずしもないが、1つの形態において、本発明は構成要素に関するものであり、この構成要素が、
少なくとも1つのプラスチック強化部材であって、このプラスチック強化部材が長さ方向全体を通して一定断面積を備えたものと、
前記プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材を囲む重合体コンクリート部材と
を備えるものであって、
繊維強化プラスチック強化部材とキャスタブル材との間の力伝達が重合体接着によるものである。
唯一の、あるいは最も広範な形態では必ずしもないが、1つの形態において、本発明は構成要素に関するものであり、この構成要素が、
少なくとも1つのプラスチック強化部材であって、このプラスチック強化部材が長さ方向全体を通して一定断面積を備えたものと、
前記プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材を囲む重合体コンクリート部材と
を備えるものであって、
繊維強化プラスチック強化部材とキャスタブル材との間の力伝達が重合体接着によるものである。
好ましくは、プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の横断面積に対するプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率より顕著に大きいものである。これは、強化材と重合体コンクリートとの間の接触エリアにおけるせん断応力を小さくするためである。
好ましくは、プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の横断面積に対するプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率より少なくとも3分の1大きいものである。
さらに好ましくは、プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の横断面積に対するプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率より少なくとも半分大きいものである。
さらにまた好ましくは、プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の横断面積に対するプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率の少なくとも2倍であるものである。
さらにまた好ましくは、プレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の横断面積に対するプレテンション方式繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率の少なくとも4倍であるものである。
好ましくは、適切な周/面積比率が、薄い肉厚断面の繊維強化プラスチック強化部材を用いることで得られる。繊維強化プラスチック強化部材は固体、もしくは中空である。
好ましくは、プレテンション繊維強化プラスチック強化部材の肉厚が1乃至5ミリメートルである。
好ましくは、プレテンション繊維強化プラスチック強化部材の肉厚が1乃至5ミリメートルである。
構成要素は、少なくとも1つのプレテンション繊維強化プラスチック強化部材を含む。
繊維複合強化材のプレテンションレベルは、強化材の最大抗張力の0乃至ほぼ80乃至100%まで変動可能である。
繊維複合強化材のプレテンションレベルは、強化材の最大抗張力の0乃至ほぼ80乃至100%まで変動可能である。
好ましくは、強化材のプレテンションレベルは、強化部材の最大抗張力の20乃至50%である。
繊維強化プラスチック強化部材は、構成要素の望ましい特性に応じて、適切なガラス、
炭素あるいはアラミド繊維および/またはプラスチック材料から作製される。
繊維強化プラスチック強化部材は、構成要素の望ましい特性に応じて、適切なガラス、
炭素あるいはアラミド繊維および/またはプラスチック材料から作製される。
好ましくは、キャスタブル材料と接触する繊維強化プラスチック強化部材の表面エリアは、キャスタブル材料と繊維強化プラスチック強化部材との間の接着度を高めるため、研磨される。代替法として、繊維強化プラスチック強化部材は、接着度を高めるため、砂および/または砂利インターフェイスでコーティングされる。
プレテンション繊維強化プラスチック強化部材は引抜繊維強化プラスチックである。好ましくは、繊維強化プラスチック強化部材は、紙やすりがけ、もしくは研磨プロセスを簡単にするため、平坦面を備えた。強化部材は最大重量を下げるため、中空である。
1つの実施例において、引抜プレテンション繊維強化プラスチック強化部材は、負荷容量および剛性を向上させるため、標準コンクリート、重合体コンクリート、あるいは充填樹脂系および金属もしくは繊維複合鉄筋で充填される。
他の実施例において、中空引抜プレテンション繊維強化プラスチック強化部材は、管状強化要素の望ましい特性に応じて他材料で充填される。
中空引抜プレテンション繊維強化プラスチック強化部材は、部材のプレテンションの前あるいは後に充填される。好ましくは、繊維強化プラスチック強化部材のプレテンション後に部材が充填される。
中空引抜プレテンション繊維強化プラスチック強化部材は、部材のプレテンションの前あるいは後に充填される。好ましくは、繊維強化プラスチック強化部材のプレテンション後に部材が充填される。
繊維強化プラスチック部材は、構成要素を通して縦方向および横方向に延伸する。1つ以上の縦方向および/または横方向繊維強化プラスチック部材がプレテンションされる。
横方向繊維強化プラスチック部材は縦方向繊維強化プラスチック部材を通過してもよい。
横方向繊維強化プラスチック部材は縦方向繊維強化プラスチック部材を通過してもよい。
横方向および縦方向繊維強化プラスチック強化部材の交差が可能になるよう、両部材のいずれか、あるいは両方にスロットが設けられる。縦方向繊維強化プラスチック部材および横方向繊維強化プラスチック部材は、交差後にお互いロックされる。
縦方向繊維強化プラスチック強化部材と横方向繊維強化プラスチック強化部材とをロックするため、他の部材のスロットと嵌合するよう、縦方向繊維強化プラスチック強化部材および/または横方向繊維強化プラスチック強化部材に切欠が設けられる。
重合体コンクリートの配合物は、多量の重合体樹脂と、樹脂の比重よりも小さな比重の多量の軽量骨材と、樹脂の比重よりも大きな比重の多量の重量骨材とを含む。
樹脂は、重合体コンクリートの望ましい構成および腐食耐性に応じて、適切なポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノールもしくはポリウレタン樹脂、樹脂を組み合わせたものである。
樹脂は、重合体コンクリートの望ましい構成および腐食耐性に応じて、適切なポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノールもしくはポリウレタン樹脂、樹脂を組み合わせたものである。
好ましくは、樹脂含有量は容積比で25乃至30%である。
樹脂の比重よりも小さい比重の軽量骨材は、重合体コンクリートの望ましい構成および腐食耐性に応じて、あるタイプの軽量骨材、あるいは軽量骨材を組み合わせたものである。通常の場合、軽量骨材は0.5乃至0.9の比重を備えた。通常の場合、軽量骨材は重
合体コンクリートの体積比で20乃至25%になる。好ましくは、軽量骨材は中心球である。中心球は、通常の場合、約0.7の比重を備えた。その他の場合、同様の比重や体積
の中空ガラス小球体が用いられる。
樹脂の比重よりも小さい比重の軽量骨材は、重合体コンクリートの望ましい構成および腐食耐性に応じて、あるタイプの軽量骨材、あるいは軽量骨材を組み合わせたものである。通常の場合、軽量骨材は0.5乃至0.9の比重を備えた。通常の場合、軽量骨材は重
合体コンクリートの体積比で20乃至25%になる。好ましくは、軽量骨材は中心球である。中心球は、通常の場合、約0.7の比重を備えた。その他の場合、同様の比重や体積
の中空ガラス小球体が用いられる。
樹脂の比重よりも大きい比重の重量骨材は、重合体コンクリートの望ましい構成および腐食耐性に応じて、あるタイプの重量骨材、あるいは重量骨材を組み合わせたものである
。通常の場合、重量骨材は重合体コンクリートの体積比で40乃至60%になる。重量骨材は2乃至3.5の比重を備えた。
。通常の場合、重量骨材は重合体コンクリートの体積比で40乃至60%になる。重量骨材は2乃至3.5の比重を備えた。
好ましくは、重量骨材は玄武岩である。通常の場合、玄武岩は破砕される。破砕された玄武岩は、1乃至7ミリメートルの粒径を備えた。好ましくは、玄武岩は重合体コンクリートの体積比で40乃至50%になる。玄武岩は、通常の場合、約2.8の比重を備えた。その他の場合、玄武岩と同様の比重を備えた天然、あるいは人工の砂が用いられる。好ましくは、砂は重合体コンクリートの体積比で50乃至60%になる。
その他の場合、重量骨材は、着色された石、砂利、石灰岩、貝殻、ガラス、あるいは同様の材料の内の1つ以上で構成される。
好ましくは、樹脂は、軽量骨材を浮遊させておくためのチキソトロピーを含有する。
好ましくは、樹脂は、軽量骨材を浮遊させておくためのチキソトロピーを含有する。
本発明の重合体コンクリートは、さらに、重合体コンクリート混合物の構造特性を向上させるため、繊維性強化材料を含む。強化材料は、ガラス、アラミド、炭素、材木および/また熱可塑性繊維である。
他の形態において、本発明は、重合体コンクリートで構成される構成要素を作製する方法に関するものであり、前記方法が、
作製される構成要素の外形の一部の型を作製する工程と、
型内に繊維強化プラスチック部材を設け、繊維強化プラスチック部材の内の少なくとも1つのテンショニングを行う工程と、
前記繊維強化プラスチック部材上に重合体コンクリートを配置する工程と、
前記構成要素を形成するよう前記キャスタブル材を硬化可能にする工程と、
前記構成要素を形成するようキャスタブル材が硬化した後に前記プレテンション方式部材を解放する工程とを含む。
作製される構成要素の外形の一部の型を作製する工程と、
型内に繊維強化プラスチック部材を設け、繊維強化プラスチック部材の内の少なくとも1つのテンショニングを行う工程と、
前記繊維強化プラスチック部材上に重合体コンクリートを配置する工程と、
前記構成要素を形成するよう前記キャスタブル材を硬化可能にする工程と、
前記構成要素を形成するようキャスタブル材が硬化した後に前記プレテンション方式部材を解放する工程とを含む。
繊維強化プラスチック部材が型内に導入される前に繊維強化プラスチック部材が研磨される。代替法として、繊維強化プラスチック部材は、接着度を高めるため、砂および/または砂利インターフェイスでコーティングされる。
1つの実施例において、繊維強化プラスチック部材が型内に配置され、テンショニングされ、重合体コンクリートが繊維強化プラスチック部材上に流し込まれる。
他の実施例において、構成要素を完成させる上で十分なキャスタブル材が型内に送られた後に繊維強化プラスチック部材が型内に配置される。重合体コンクリートが硬化する前に繊維強化プラスチック部材のうちの少なくとも1つがテンショニングされる。
他の実施例において、構成要素を完成させる上で十分なキャスタブル材が型内に送られた後に繊維強化プラスチック部材が型内に配置される。重合体コンクリートが硬化する前に繊維強化プラスチック部材のうちの少なくとも1つがテンショニングされる。
さらに他の実施例において、重合体コンクリートの一部が型内に導入され、繊維強化プラスチック部材の一部が型内に導入されてプレテンショニングされる。その後、さらに多くの重合体コンクリートが型内に導入され、さらに多くの繊維強化プラスチック部材が型内に導入されてプレテンショニングされる。このプロセスは構成要素が完成するまで継続される。
繊維強化プラスチック部材が中空である場合、中空繊維強化プラスチック部材は、コンクリート、重合体コンクリート、あるいは充填樹脂系および/または金属もしくは強化プラスチック棒材で充填される。中空繊維強化プラスチック部材のテンショニング後、中空繊維強化プラスチック部材は充填される。通常、テンショニングが除去され、重合体コンクリートが硬化した後に中空繊維強化プラスチック部材が充填される。
図1A乃至1Dおよび図2A乃至2Cは、繊維強化プラスチック強化部材20の横断面
図を示す。図示のとおり、さまざまな形態の繊維強化プラスチック強化部材が用いられる。
図を示す。図示のとおり、さまざまな形態の繊維強化プラスチック強化部材が用いられる。
図1A乃至1Dは、プレストレス構成要素を作製するための利用に適した繊維強化プラスチック強化部材を示す。示された繊維強化プラスチック強化部材のおのおのを用いることができる理由は、構成要素内におかれた場合に部材内を通した応力が小さいためである。他方、プレテンショニング時に図2A乃至2Cで示される繊維強化プラスチック強化部材で発生するせん断応力がかなり大きいため、小さな負荷で損傷が起こる可能性が高く、対応する構成要素の損傷を引き起こす。さらに、図2A乃至2Cで示される繊維強化部材は、ボルト、ねじ、および/またはくぎが貫通すると大きな損傷を受ける可能性が非常に高い。
図1A乃至1Dの繊維強化プラスチック強化部材は、繊維強化プラスチック強化部材のおのおのの周囲長さ21が断面積22と比べて比較的大きい場合には効果的に作動する。図2A乃至2Bで示される繊維強化プラスチック強化部材は、断面積22と比べると周囲長さ21が比較的小さい。図1A乃至1Dで示される繊維強化プラスチック強化部材の周囲長さが大きいことから、重合体コンクリートが繊維強化プラスチック強化部材20に接着可能な接着面積、あるいは接触面積が大きくなる。繊維強化プラスチック強化部材の接触面を摩滅することで、この接着を強化できる。
周囲/エリア比率を、図1A,1B,2Bで示される繊維強化プラスチック強化部材の
おのおのに対して計算した。繊維強化プラスチック強化部材のおのおのは同一断面積であるため、同一の理論引張強度を備えた。
おのおのに対して計算した。繊維強化プラスチック強化部材のおのおのは同一断面積であるため、同一の理論引張強度を備えた。
図3はプレストレスコンクリートビーム300形状の構成要素を示す。コンクリートビームは、ビーム長さに沿って延伸する四角管状繊維強化プラスチック強化部材20を囲む重合体コンクリート30から形成される。追加の重合体コンクリート40は繊維強化プラスチック強化部材20内に配置され、鋼鉄筋50は重合体コンクリート40内に埋め込まれ、繊維強化プラスチック強化部材20の長さ方向に延伸する。
図4A乃至4Fは、図3のプレストレスビーム300を構成するために用いられるプロセスを示す。プレストレスビーム300を作製するため、型60が作製される。この繊維強化プラスチック強化部材20が次にテンショニングされる。繊維強化プラスチック強化部材20のテンショニングは任意の数の方法で実施できるが、一般に、繊維強化プラスチック強化部材20のいずれかの端部上にクランプを設け、矢印で示されているとおり、繊維強化プラスチック強化部材20に対して反対向きの力をかける工程が含まれる。
繊維強化プラスチック強化部材20がテンショニングされると、図4Aで示されているとおり、型内に設けられる。重合体コンクリート30は次に、図4Cで示されるように全繊維強化プラスチック強化部材が覆われるまで、図4Bで示されるよう型内に流し込まれる。
この時点で、重合体コンクリート30が固化可能にされる。重合体コンクリート30が固化すると、繊維強化プラスチック強化部材20のテンショニングは、プレストレスされるビーム300を作製するために解放される。この時点で、繊維強化プラスチック強化部材20がビーム端部を超えて延伸する場合、繊維強化プラスチック強化部材20の端部がビーム300端部と同一平面になるよう切断することが可能である。
ビーム300に対して強度を追加するため、図4Dおよび4Eの追加工程が完了できる。図4Eにおいて、重合体コンクリート40が繊維強化プラスチック強化部材20内に追加される。図4Fは、鋼鉄筋50の付加を同様に加えることが可能であることを示す。重合体コンクリート40と鉄筋50とを加えることにより、ビームの剛性、強度および延性特性が際立って向上する。
図5は、公園ベンチで用いることの可能なプレストレス重合体コンクリートスラット400形状の構成要素である。本実施例において、繊維強化プラスチック強化部材20は、スラット長さ方向に沿って延伸し、重合体コンクリート30に囲まれる平坦面部材である。
図6はプレストレスコンクリート電信柱500形状の構成要素を示す。本実施例では、電信柱を形成するため、複数の四角管状繊維強化プラスチック強化部材20が利用されている。繊維強化プラスチック強化部材は電信柱500を形成するため、重合体コンクリート30で囲まれる。
図7は他のプレストレスコンクリートビーム700形状の構成要素を示す。
本実施例において、異なる繊維強化プラスチック強化部材が用いられる。ビーム形成のため、1つの平坦繊維強化プラスチック強化部材24および4つの四角管状繊維強化プラスチック強化部材25が用いられる。前に説明したとおり、繊維強化プラスチック強化部材全てはプレテンショニングされる。繊維強化プラスチック強化部材のつなぎを助け、ビーム700に対して横方向封じ込めをもたらすため、繊維強化プラスチック強化部材の周りに一連のリガチャー26が設けられる。
本実施例において、異なる繊維強化プラスチック強化部材が用いられる。ビーム形成のため、1つの平坦繊維強化プラスチック強化部材24および4つの四角管状繊維強化プラスチック強化部材25が用いられる。前に説明したとおり、繊維強化プラスチック強化部材全てはプレテンショニングされる。繊維強化プラスチック強化部材のつなぎを助け、ビーム700に対して横方向封じ込めをもたらすため、繊維強化プラスチック強化部材の周りに一連のリガチャー26が設けられる。
図8において、さらにプレストレス強化ビーム800を示す。本実施例において、ビーム800は標準コンクリート最上部70と重合体コンクリート基部30とを備えた。一連の四角管状繊維強化プラスチック強化部材20が重合体コンクリート内に設けられる。2つのリガチャー26が従来式コンクリート70と重合体コンクリート30とを通して延伸し、従来式コンクリート70、重合体コンクリート30、繊維強化プラスチック強化部材20を結合するため、繊維強化プラスチック強化部材20周りで延伸する。ビーム800はまた、ビーム800をより軽くするため、中空部80がビーム800通って延伸するよう作製される。この中空部は犠牲泡ボイド形成器を用いて作製される。
当然のことながら、上記の構成部材のいずれかの設置中、ボルト、ねじ、および/またはくぎを収容するため、部材に穴が形成されることが多い。断面形状が細長いことから、薄い肉厚の固体および中空繊維複合強化部材が、構成部材断面の大きなエリア上に強化繊維を広げるため、ボルトの穴、ねじ、および/またはくぎで生じる損傷は、一般に少数の個々の繊維だけに限られる。厚い肉厚の固体強化部材の場合、全ての繊維が小さなエリア
内で束ねられるため、このエリアを貫通するボルトあるいはねじが多数の強化繊維に損傷を与え、強化部材に対して大きな損傷をもたらし、欠陥となる可能性がある。
内で束ねられるため、このエリアを貫通するボルトあるいはねじが多数の強化繊維に損傷を与え、強化部材に対して大きな損傷をもたらし、欠陥となる可能性がある。
上記の例のおのおのにおいて、重合体コンクリートが大きなせん断応力をなく繊維強化プラスチック強化部材表面に接着することが可能になるよう、繊維強化プラスチック強化部材の外表面でもたらされる接触エリアは十分に大きい。繊維強化プラスチック強化部材の厚さが同様に比較的小さいため、繊維強化プラスチック強化部材内のせん断応力も比較的小さい。これにより、プレストレス構成要素を作製するため、繊維強化プラスチック強化部材にプレテンショニングを行うことが可能になる。
当然のことながら、重合体コンクリートと繊維強化プラスチック強化部材との間で形成される重合体接着度は高い、すなわちおよそ50MPAである。これにより、以前は達成できなかった、繊維強化プラスチック強化部材をプレストレス重合体コンクリートで用いることが可能になる。さらに、重合体コンクリートと接触する繊維強化プラスチック強化部材面を増やすことで、重合体コンクリートと繊維強化プラスチック強化部材との間で形成された重合体接着度が向上する。
本発明の精神、あるいは適用範囲から逸脱することなく、上記した実施例の別例が含まれることは言うまでもない。
Claims (31)
- 少なくとも1つの、予め張力が付与されたプレテンションファイバーにて強化されたプラスチック強化部材と、同プラスチック強化部材が、長さ方向全体に一定断面積を有することと、
前記プラスチック強化部材を囲む重合体コンクリート部材とを備え、
プラスチック強化部材と重合体コンクリートとの間の力伝達が重合体接着を介して行なわれる構成要素。 - 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材の横断面積に対するプ強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率より少なくとも3分の1大きい構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材の横断面積に対する強化プラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率の少なくとも半分だけ大きい構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材の横断面積に対するプラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率の少なくとも2倍である構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材の横断面積に対するプラスチック強化部材の周囲長さ比率が、同一横断面積の円形棒の横断面積に対する周囲長さの比率の少なくとも4倍である構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材が固体である構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材が中空である構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材の肉厚が1乃至5ミリメートルである構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、少なくとも1つの、予め張力が付与されたプレテンションファイバーにて強化された非プラスチック強化部材を含む構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材と重合体コンクリートとの間の力伝達が強化部材の最大抗張力の20乃至50%である構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材が引抜繊維強化プラスチックである構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材が少なくとも1つの平坦部を有する構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、プラスチック強化部材が、標準コンクリート、重合体コンクリート、あるいは充填樹脂系および金属もしくは繊維複合鉄筋で充填される構成要素。
- 請求項13の構成要素であって、中空の引抜プラスチック強化部材が、繊維強化プラスチック強化部材のテンショニング後に充填される構成要素。
- 請求項1の構成要素であって、重合体コンクリートが多量の重合体樹脂と、樹脂の比重よりも小さな比重の多量の軽量骨材と、樹脂の比重よりも大きな比重の多量の重量骨材とを含む構成要素。
- 請求項16の構成要素であって、重合体コンクリートで用いられる重合体樹脂が、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノールもしくはポリウレタン樹脂、あるいはこれら樹脂を組み合わせたものである構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、樹脂含有率が重合体コンクリートの体積比で25乃至30%である構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、軽量骨材が0.5乃至0.9の比重を備えた構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、軽量骨材含有率が重合体コンクリートの体積比で20乃至25%である構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、軽量骨材が中心球である構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、重量骨材含有率が重合体コンクリートの体積比で40乃至60%である構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、重量骨材が2乃至3.5の比重を備えた構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、重量骨材が玄武岩である構成要素。
- 請求項15の構成要素であって、樹脂が、軽量骨材を浮遊させておくためのチキソトロピーを含有する構成要素。
- 重合体コンクリートで構成される構成要素を作製する方法であって、
作製される構成要素の外形の一部の型を作製する工程と、
型内に繊維強化プラスチック部材を設け、繊維強化プラスチック部材の内の少なくとも1つのテンショニングを行う工程と、
前記繊維強化プラスチック部材上に重合体コンクリートを配置する工程と、
前記構成要素を形成するよう前記キャスタブル材を硬化可能にする工程と;
前記構成要素を形成するようキャスタブル材が硬化した後に前記プレテンション方式部材を解放する工程と
を含む方法。 - 請求項25の方法であって、繊維強化プラスチック部材が型内に導入される前に繊維強化プラスチック部材が研磨される方法。
- 請求項25の方法であって、繊維強化プラスチック部材が型内に導入される前に繊維強化プラスチック部材が砂および/または砂利インターフェイスでコーティングされる方法。
- 請求項25の方法であって、繊維強化プラスチック部材が型内に配置され、その後にテンショニングされ、重合体コンクリートが繊維強化プラスチック部材上に流し込まれる方法。
- 請求項25の方法であって、構成要素を完成させる上で十分な重合体コンクリートが型内に送られた後に繊維強化プラスチック部材が型内に配置され、重合体コンクリートが硬化
する前に繊維強化プラスチック部材のうちの少なくとも1つがテンショニングされる方法。 - 請求項25の方法であって、繊維強化プラスチック部材が中空の場合、中空繊維強化プラスチック部材が、コンクリート、重合体コンクリート、あるいは充填樹脂系および/または金属もしくは強化プラスチック棒材で充填される方法。
- 請求項30の方法であって、テンショニングが除去され、重合体コンクリートが硬化した後に中空繊維強化プラスチック部材が充填される方法。
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