JP7017736B2 - Fiber reinforced resin sheet for spall prevention - Google Patents
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本発明は、鉄筋コンクリート版に積層してスポールを防止するために用いられる繊維強化樹脂シートに関する。本発明はまた、そのような繊維強化樹脂シートが鉄筋コンクリート版に積層された積層体に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced resin sheet used for laminating on a reinforced concrete slab to prevent spalls. The present invention also relates to a laminate in which such a fiber reinforced resin sheet is laminated on a reinforced concrete slab.
爆発による鉄筋コンクリート版（以下において「ＲＣ版」と称することもある）の破壊を考えるとき、爆発荷重を受けたＲＣ版面だけでなく、その裏面も部分的に破損され得る。裏面の破損、特にコンクリートの裏面剥離（スポール）に伴って、破砕した破片（スポール片）が飛散し、その周囲に存在する物や人等に甚大な被害が生じ得る。そのような二次被害を防ぐため、スポール片の飛散を防止または抑制することは、安全上、重要である。 When considering the destruction of a reinforced concrete slab (hereinafter also referred to as "RC slab") due to an explosion, not only the RC slab surface under the explosion load but also the back surface thereof can be partially damaged. When the back surface is damaged, especially when the back surface of concrete is peeled off (spor), the crushed fragments (spor pieces) are scattered, which may cause great damage to objects and people around them. In order to prevent such secondary damage, it is important for safety to prevent or suppress the scattering of spall pieces.
文献１には、コンクリート等の構造材表面に接着することで、構造材に対して補強効果を発揮できる、高強度・高弾性率繊維からなる布帛の少なくとも片面に、熱可塑性樹脂からなる弾性層を積層一体化してなる、建築土木資材補強用複合シートが記載されている。高強度・高弾性率繊維の例としては、アラミド繊維、ＬＣＰ（液晶ポリマー）繊維および炭素繊維等が挙げられている。スポール片の飛散防止については記載されていない。
文献２には、コンクリートの表面に強固に結合されて、物理的な外力に対し高い強度を発揮することのできるコンクリート用補強パネルであって、熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたＦＲＰ層と、前記ＦＲＰ層の片側全面に積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層とを具備する補強パネルが記載されている。強化繊維の例としては、ガラス繊維、アラミド繊維および炭素繊維等が挙げられている。スポール片の飛散防止については記載されていない。
文献３には、耐衝撃性に優れ、強い衝撃を受けた場合であっても、材料の飛散を抑制する効果の高い積層成形体であって、熱硬化性樹脂および硬質補強繊維で少なくとも構成された硬質複合体と、樹脂および軟質補強繊維で少なくとも構成された軟質複合体とを積層一体化した積層成形体が記載されている。硬質補強繊維の例としては、炭素繊維およびガラス繊維が挙げられ、軟質補強繊維としては、サーモトロピック液晶ポリマー繊維を含む繊維が使用されている。
ＲＣ版のスポール防止方法としては、衝撃エネルギー吸収性に優れた材料による裏面補強が有効であると考えられるが、補強作業の迅速化等の観点から、重機等を用いない簡単な施工が可能な補強技術が望まれる。
従って、本発明の課題は、簡単な施工が可能なスポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートを提供することである。
As a spall prevention method for the RC version, it is considered effective to reinforce the back surface with a material with excellent impact energy absorption, but from the viewpoint of speeding up the reinforcement work, simple construction without using heavy machinery is possible. Reinforcement technology is desired.
Therefore, an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention property, which can be easily constructed.
本発明者らは、前記課題を解決するために、ＲＣ版に積層してスポールを防止するために用いられる繊維強化樹脂シートについて詳細に検討を重ね、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
〔１〕液晶性ポリエステル繊維とマトリックス樹脂とを含み、鉄筋コンクリート版に積層してスポールを防止するために用いられる繊維強化樹脂シートであって、ＪＩＳ Ａ １１９１：２００４に準拠して測定した引張強度が１，６００Ｎ／ｍｍ２以上である、繊維強化樹脂シート。
〔２〕前記繊維強化樹脂シートを裏面に積層した厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリート版の表面中央部に、２００ｇのＳＥＰ爆薬〔密度：１．３０ｇ／ｃｍ３、爆速：６９００ｍ／秒、ベンスリット：パラフィン＝６５：３５（質量比）〕を設置して接触爆発させた際の、２ｍｓ後の繊維強化樹脂シートのたわみは、裏面中央部において８０ｍｍ以下である、前記〔１〕に記載の繊維強化樹脂シート。
〔３〕前記繊維強化樹脂シートを裏面に積層した厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリート版の表面中央部に、２００ｇのＳＥＰ爆薬〔密度：１．３０ｇ／ｃｍ３、爆速：６９００ｍ／秒、ベンスリット：パラフィン＝６５：３５（質量比）〕を設置して接触爆発させた際の、繊維強化樹脂シートの剥離面積は、繊維強化樹脂シート全体の面積の５０～９９％である、前記〔１〕または〔２〕に記載の繊維強化樹脂シート。
〔４〕前記液晶性ポリエステル繊維は、織物、編物、不織布およびチョップドストランドマットからなる群から選択される１以上の形態で含まれる、前記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
〔５〕前記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートが鉄筋コンクリート版に積層された積層体。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have repeatedly studied in detail a fiber-reinforced resin sheet used for laminating on an RC plate to prevent spalls, and have completed the present invention.
That is, the present invention includes the following preferred embodiments.
[1] A fiber-reinforced resin sheet containing a liquid crystal polyester fiber and a matrix resin, which is laminated on a reinforced concrete plate to prevent spalls, and has a tensile strength measured in accordance with JIS A 1191: 2004. A fiber reinforced resin sheet having a speed of 1,600 N / mm 2 or more.
[2] 200 g of SEP explosive [Density: 1.30 g / cm 3 , Detonation velocity: 6900 m / sec, Benslit: Paraffin = The fiber-reinforced resin sheet according to the above [1], wherein the deflection of the fiber-reinforced resin sheet after 2 ms when the 65:35 (mass ratio)] is installed and the contact explodes is 80 mm or less at the center of the back surface. ..
[3] 200 g of SEP explosive [Density: 1.30 g / cm 3 , Explosion speed: 6900 m / sec, Benslit: Paraffin = 65:35 (mass ratio)] is installed and the contact explosion occurs, the peeling area of the fiber-reinforced resin sheet is 50 to 99% of the total area of the fiber-reinforced resin sheet. ] The fiber reinforced resin sheet described in.
[4] The fiber reinforced according to any one of [1] to [3] above, wherein the liquid crystal polyester fiber is contained in one or more forms selected from the group consisting of a woven fabric, a knitted fabric, a non-woven fabric and a chopped strand mat. Resin sheet.
[5] A laminate in which the fiber reinforced resin sheet according to any one of [1] to [4] above is laminated on a reinforced concrete slab.
本発明の繊維強化樹脂シートは、簡単に施工でき、スポール片飛散防止性に優れる。 The fiber-reinforced resin sheet of the present invention can be easily applied and has excellent spall piece scattering prevention properties.
本発明の一実施形態である、鉄筋コンクリート版に積層してスポールを防止するために用いられる繊維強化樹脂シートは、液晶性ポリエステル繊維とマトリックス樹脂とを含んでなる。この繊維強化樹脂シートの、ＪＩＳ Ａ １１９１：２００４に準拠して測定した引張強度は、１，６００Ｎ／ｍｍ２以上である。 The fiber-reinforced resin sheet used for laminating on a reinforced concrete slab to prevent spalls, which is an embodiment of the present invention, comprises liquid crystal polyester fibers and a matrix resin. The tensile strength of this fiber-reinforced resin sheet measured in accordance with JIS A 1191: 2004 is 1,600 N / mm 2 or more.
［液晶性ポリエステル繊維］
本発明における「液晶性ポリエステル繊維」は、液晶性ポリエステルを溶融紡糸することにより製造できる。液晶性ポリエステルは、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸または芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明が目的とするスポール防止用繊維強化樹脂シートが得られる限り、前記反復構成単位は、その化学的構成について特に限定されない。また、本発明が目的とするスポール防止用繊維強化樹脂シートが得られる限り、液晶性ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでもよい。
[Liquid crystal polyester fiber]
The "liquid crystal polyester fiber" in the present invention can be produced by melt-spinning a liquid crystal polyester. The liquidaceous polyester is composed of a repeating structural unit derived from, for example, an aromatic diol, an aromatic dicarboxylic acid, an aromatic hydroxycarboxylic acid, etc. The structural unit is not particularly limited with respect to its chemical composition. Further, as long as the fiber-reinforced resin sheet for preventing spalls, which is the object of the present invention, can be obtained, the liquid crystal polyester may contain a structural unit derived from an aromatic diamine, an aromatic hydroxyamine or an aromatic aminocarboxylic acid.
例えば、好ましい構成単位としては、表１に示す例が挙げられる。
ここで、Ｙは、１～芳香族環において置換可能な最大数の範囲の個数存在し、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基等の炭素数１～４のアルキル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）等］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基等）およびアラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基等）からなる群から選択される。 Here, Y exists in a number in the range of the maximum number that can be substituted in 1 to the aromatic ring, and each of them independently has a hydrogen atom and a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.). , Alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group and other alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, n-butoxy). Groups, etc.), aryl groups (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), aralkyl groups [benzyl group (phenylmethyl group), phenethyl group (phenylethyl group), etc.], aryloxy groups (eg, phenoxy group, etc.) and aralkyl. It is selected from the group consisting of oxy groups (eg, benzyloxy groups, etc.).
より好ましい構成単位としては、下記表２、表３および表４に示す例（１）～（１８）に記載される構成単位が挙げられる。なお、式中の構成単位が、複数の構造を示し得る構成単位である場合、そのような構成単位を二種以上組み合わせて、ポリマーを構成する構成単位として使用してもよい。 More preferable structural units include the structural units shown in Examples (1) to (18) shown in Tables 2, 3 and 4 below. When the structural unit in the formula is a structural unit capable of exhibiting a plurality of structures, two or more such structural units may be combined and used as the structural unit constituting the polymer.
表２、３および４の構成単位において、ｎは１または２の整数で、それぞれの構成単位ｎ＝１、ｎ＝２は、単独でまたは組み合わせて存在してもよく、；Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基等の炭素数１～４のアルキル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）等］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基等）、アラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基等）等であってよい。これらのうち、好ましいＹとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子またはメチル基が挙げられる。
In the structural units of Tables 2, 3 and 4, n is an integer of 1 or 2, and the respective structural units n = 1, n = 2 may exist alone or in combination; Y 1 and Y 2 Are independently carbons such as hydrogen atom, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.) and alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, etc.). Alkyl group of
また、Ｚとしては、下記式で表される置換基が挙げられる。
好ましい液晶性ポリエステルは、好ましくは、二種以上のナフタレン骨格を構成単位として有する。特に好ましくは、液晶性ポリエステルは、ヒドロキシ安息香酸由来の構成単位（Ａ）およびヒドロキシナフトエ酸由来の構成単位（Ｂ）の両方を含む。例えば、構成単位（Ａ）としては下記式（Ａ）が挙げられ、構成単位（Ｂ）としては下記式（Ｂ）が挙げられ、溶融成形性を向上しやすい観点から、構成単位（Ａ）と構成単位（Ｂ）の比率は、好ましくは９／１～１／１、より好ましくは７／１～１／１、さらに好ましくは５／１～１／１の範囲であってよい。 The preferred liquid crystalline polyester preferably has two or more kinds of naphthalene skeletons as a constituent unit. Particularly preferably, the liquid crystal polyester contains both a structural unit (A) derived from hydroxybenzoic acid and a structural unit (B) derived from hydroxynaphthoic acid. For example, the following formula (A) can be mentioned as the constituent unit (A), and the following formula (B) can be mentioned as the constituent unit (B). The ratio of the structural unit (B) may be preferably in the range of 9/1 to 1/1, more preferably 7/1 to 1/1, and even more preferably 5/1 to 1/1.
また、（Ａ）の構成単位と（Ｂ）の構成単位の合計は、例えば、全構成単位に対して６５モル％以上であってよく、より好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上であってよい。ポリマー中、特に（Ｂ）の構成単位が４～４５モル％である液晶性ポリエステルが好ましい。 Further, the total of the constituent units of (A) and (B) may be, for example, 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 80 mol% with respect to all the constituent units. That may be the above. Among the polymers, liquid crystal polyester having the constituent unit (B) of 4 to 45 mol% is particularly preferable.
本発明で好適に用いられる液晶性ポリエステルの融点は、好ましくは２５０～３６０℃、より好ましくは２６０～３２０℃である。ここで、融点とは、ＪＩＳ Ｋ７１２１試験法に準拠し、示差走差熱量計（ＤＳＣ；メトラー社製「ＴＡ３０００」）で測定し、観察される主吸収ピーク温度である。具体的には、前記ＤＳＣ装置に、サンプルを１０～２０ｍｇとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとしての窒素を１００ｃｃ／分で流通させ、２０℃／分で昇温したときの吸熱ピークを測定する。ポリマーの種類によってＤＳＣ測定において１ｓｔ ｒｕｎで明確なピークが現れない場合は、５０℃／分の昇温速度で予想される流れ温度よりも５０℃高い温度まで昇温し、その温度で３分間完全に溶融した後、－８０℃／分の降温速度で５０℃まで冷却し、しかる後に２０℃／分の昇温速度で吸熱ピークを測定するとよい。 The melting point of the liquid crystal polyester preferably used in the present invention is preferably 250 to 360 ° C, more preferably 260 to 320 ° C. Here, the melting point is the main absorption peak temperature measured and observed by a differential scanning calorimeter (DSC; “TA3000” manufactured by METTLER CORPORATION) in accordance with the JIS K7121 test method. Specifically, after taking 10 to 20 mg of a sample in the DSC device and enclosing it in an aluminum pan, nitrogen as a carrier gas is circulated at 100 cc / min, and the endothermic peak when the temperature is raised at 20 ° C./min is obtained. Measure. If the DSC measurement does not show a clear peak at 1st run depending on the type of polymer, the temperature is raised to a temperature 50 ° C higher than the expected flow temperature at a heating rate of 50 ° C / min, and the temperature is completely increased for 3 minutes. After melting to 50 ° C., the temperature may be cooled to 50 ° C. at a temperature decrease rate of −80 ° C./min, and then the endothermic peak may be measured at a temperature increase rate of 20 ° C./min.
なお、上記液晶性ポリエステルには、本発明が目的とするスポール防止用繊維強化樹脂シートが得られる限り、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、およびフッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。また、酸化チタン、カオリン、シリカ、酸化バリウム等の無機物、カーボンブラック、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の各種添加剤を添加してもよい。 As long as the fiber-reinforced resin sheet for preventing spalls, which is the object of the present invention, can be obtained for the liquid crystal polyester, polyethylene terephthalate, modified polyethylene terephthalate, polyolefin, polycarbonate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, and fluorine. A thermoplastic polymer such as a resin may be added. Further, various additives such as titanium oxide, kaolin, silica, barium oxide and other inorganic substances, carbon black, colorants such as dyes and pigments, antioxidants, ultraviolet absorbers and light stabilizers may be added.
本発明のスポール防止用繊維強化樹脂シートに含まれる液晶性ポリエステル繊維は、常法により上記液晶性ポリエステルを溶融紡糸して製造できる。液晶性ポリエステルの融点よりさらに１０℃以上高い紡糸温度（かつ溶融液晶を形成している温度範囲内）で、剪断速度１０３ｓｅｃ－１以上、紡糸ドラフト２０以上の条件で紡糸することが好ましい。かかる剪断速度および紡糸ドラフトで紡糸することにより、分子の配向化が進行し、優れた強度等の性能を得ることができる。剪断速度（γ）は、ノズル半径をｒ（ｃｍ）、単孔当たりのポリマーの吐出量をＱ（ｃｍ３／ｓｅｃ）とするときｒ＝４Ｑ／πｒ３で計算される。ノズル横断面が円でない場合には、横断面積と同値の面積を有する円の半径をｒとする。 The liquid crystal polyester fiber contained in the fiber reinforced resin sheet for preventing spalls of the present invention can be produced by melt-spinning the liquid crystal polyester by a conventional method. It is preferable to spin at a spinning temperature (and within the temperature range in which the molten liquid crystal is formed) higher than the melting point of the liquid crystal polyester by 10 ° C. or higher, under conditions of a shear rate of 103 sec -1 or higher and a spinning draft of 20 or higher. By spinning at such a shear rate and a spinning draft, the orientation of the molecules progresses, and performance such as excellent strength can be obtained. The shear rate (γ) is calculated by r = 4Q / πr 3 when the nozzle radius is r (cm) and the amount of polymer discharged per single hole is Q (cm 3 / sec). When the cross section of the nozzle is not a circle, the radius of a circle having an area equivalent to the cross-sectional area is r.
液晶性ポリエステル繊維の単繊維繊度は０．１～５０ｄｔｅｘであることが好ましく、１～２０ｄｔｅｘであることがより好ましい。単繊維繊度が上記範囲内であると、製造中に繊維の切断が起こり難く、樹脂との十分な接着性（即ち、スポール片飛散防止性）が得られやすい。 The single fiber fineness of the liquid crystal polyester fiber is preferably 0.1 to 50 dtex, and more preferably 1 to 20 dtex. When the single fiber fineness is within the above range, cutting of the fiber is unlikely to occur during production, and sufficient adhesiveness to the resin (that is, spall piece scattering prevention property) is likely to be obtained.
「液晶性ポリエステル繊維」として、市販品を使用することができる。そのような市販品として、例えば、クラレ社製ベクトラン HT黒（商品名）、クラレ社製ベクトラン HT（商品名）、東レ社製シベラス（商品名）、およびKBセーレン社製ゼクシオン（商品名）等を例示することができる。 Commercially available products can be used as the "liquid crystal polyester fiber". Such commercially available products include, for example, Kuraray Vectran HT Black (trade name), Kuraray Vectran HT (trade name), Toray Siberus (trade name), KB Seiren Zexion (trade name), and the like. Can be exemplified.
液晶性ポリエステル繊維は、単独でまたは組み合わせて使用することができる。 The liquid crystalline polyester fiber can be used alone or in combination.
液晶性ポリエステル繊維は、スポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートが得られやすい観点から、織物、編物、不織布およびチョップドストランドマットからなる群から選択される１以上の形態で含まれることが好ましく、中でも、繊維強化樹脂シートの耐久性および機械的強度の観点から液晶性ポリエステル繊維を含んでなる織物の形態で含まれることがより好ましく、液晶性ポリエステル繊維からなる織物の形態で含まれることが特に好ましい。織物、編物、不織布またはチョップドストランドマットは１枚で使用してよいが、２枚以上（例えば、２枚、３枚、４枚または５枚）を重ねて使用してもよい。２枚以上使用する場合、それらの形態は互いに同じでも異なっていてもよい。枚数が多い程、スポール片飛散防止性は向上する一方で、製造コストは上昇し、生産性および設計自由度は低下する。上記枚数は、これらの影響を考慮しつつ、積層するＲＣ版の厚さに応じて選択される。 The liquid crystal polyester fiber is preferably contained in one or more forms selected from the group consisting of woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics and chopped strand mats from the viewpoint that a fiber-reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention property can be easily obtained. Above all, from the viewpoint of durability and mechanical strength of the fiber-reinforced resin sheet, it is more preferably contained in the form of a woven fabric containing a liquid crystal polyester fiber, and it may be contained in the form of a woven fabric made of a liquid crystal polyester fiber. Especially preferable. The woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric or chopped strand mat may be used as one sheet, but two or more sheets (for example, two sheets, three sheets, four sheets or five sheets) may be used in layers. When two or more sheets are used, their forms may be the same or different from each other. As the number of sheets increases, the spall piece scattering prevention property improves, but the manufacturing cost increases, and the productivity and the degree of freedom in design decrease. The number of sheets is selected according to the thickness of the RC plates to be laminated while considering these influences.
織物は、一方向性織物、二方向性織物、三軸織物、多軸織物およびノンクリンプドファブリックからなる群から選択される少なくとも一種であってよい。これらのうち、軽量化とスポール片飛散防止性とを両立させやすい観点から、一方向性織物、二方向性織物およびノンクリンプドファブリック（一方向シート、ユニダイレクショナルも含む）が好ましい。一方向性織物または一方向シートを用いる場合には、繊維方向が互いに一致しないように２枚以上のシートを重ねて使用することが好ましい。また、織物は、液晶性ポリエステル繊維のみを織糸として形成してもよいし、液晶性ポリエステル繊維とその他の繊維（例えば、金属繊維、無機繊維および有機繊維等）とをそれぞれ織糸として形成してもよい。前記有機繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエステルケトン、ポリウレタンまたはフッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーから形成された繊維等が挙げられ、これらの繊維は、単独でまたは組み合わせて用いてよい。織物は、公知または慣用の方法で製造することができる。 The woven fabric may be at least one selected from the group consisting of unidirectional woven fabrics, bidirectional woven fabrics, triaxial woven fabrics, multiaxial woven fabrics and non-crimped fabrics. Of these, unidirectional woven fabrics, bidirectional woven fabrics and non-crimped fabrics (including unidirectional sheets and unidirectional) are preferable from the viewpoint of easily achieving both weight reduction and spall piece scattering prevention. When a unidirectional woven fabric or a unidirectional sheet is used, it is preferable to stack two or more sheets so that the fiber directions do not match each other. In addition, the woven fabric may be formed of only liquid crystal polyester fibers as weaving threads, or liquid crystal polyester fibers and other fibers (for example, metal fibers, inorganic fibers, organic fibers, etc.) are formed as weaving threads, respectively. You may. Examples of the organic fiber include fibers formed from a thermoplastic polymer such as polyethylene terephthalate, polyolefin, polycarbonate, polyesteramide, polyamide, polyphenylene sulfide, polyether ester ketone, polyurethane or fluororesin, and the like. May be used alone or in combination. The woven fabric can be produced by known or conventional methods.
織物の目付は、例えば５０～５００ｇ／ｍ２程度であってよく、１００～４００ｇ／ｍ２程度が好ましい。目付が上記範囲内であると、樹脂との十分な接着性（即ち、スポール片飛散防止性）が得られやすい。また、織物の厚さは、例えば０．０５～２ｍｍ程度であってよく、０．０７～１．５ｍｍ程度が好ましい。厚さが上記範囲内であると、スポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートが得られやすい。 The basis weight of the woven fabric may be, for example, about 50 to 500 g / m 2 , preferably about 100 to 400 g / m 2 . When the basis weight is within the above range, sufficient adhesiveness with the resin (that is, spall piece scattering prevention property) can be easily obtained. The thickness of the woven fabric may be, for example, about 0.05 to 2 mm, preferably about 0.07 to 1.5 mm. When the thickness is within the above range, it is easy to obtain a fiber-reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention property.
［マトリックス樹脂］
本発明のスポール防止用繊維強化樹脂シートは、液晶性ポリエステル繊維に加えて、マトリックス樹脂も含む。マトリックス樹脂は、スポール防止用繊維強化樹脂シートにおいて繊維強化材（例えば、液晶性ポリエステル繊維からなる織物）を結合している母材樹脂である。マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってよい。マトリックス樹脂は、本発明の目的を損なわない程度で、各種添加剤、例えば、相溶化剤、フィラー、染料または顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤および光安定剤等を含有してよい。
[Matrix resin]
The fiber-reinforced resin sheet for preventing spalls of the present invention contains a matrix resin in addition to the liquid crystal polyester fiber. The matrix resin is a base material resin to which a fiber reinforced material (for example, a woven fabric made of liquid crystal polyester fiber) is bonded in a fiber reinforced resin sheet for preventing spalls. The matrix resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The matrix resin contains various additives such as compatibilizers, fillers, colorants such as dyes or pigments, antioxidants, ultraviolet absorbers and light stabilizers to the extent that the object of the present invention is not impaired. good.
耐久性、機械的強度および施工性の観点から、マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂であることが好ましい。熱硬化性樹脂の例としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂およびメラミン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの熱硬化性樹脂のうち、強化繊維との接着性（即ち、樹脂補強性またはスポール片飛散防止性）等の観点から、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびビニルエステル樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がより好ましい。
マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、対応する硬化剤も用いられ、場合により硬化促進剤を用いてもよい。
From the viewpoint of durability, mechanical strength and workability, the matrix resin is preferably a thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resin, epoxy resin, vinyl ester resin, phenol resin, melamine resin and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these thermosetting resins, unsaturated polyester resin, epoxy resin and vinyl ester resin are preferable, and epoxy resin is preferable from the viewpoint of adhesiveness with reinforcing fibers (that is, resin reinforcing property or spall piece scattering prevention property). More preferred.
When a thermosetting resin is used as the matrix resin, a corresponding curing agent is also used, and a curing accelerator may be used as the case may be.
エポキシ樹脂、対応する硬化剤、および場合により使用される硬化促進剤としては、繊維強化樹脂シートに通常使用されるエポキシ樹脂、対応する硬化剤および硬化促進剤を使用できる。市販品を使用することもでき、市販のエポキシ樹脂としては、例えばＦＦダインＤ－９０（前田工繊株式会社）等が挙げられる。 As the epoxy resin, the corresponding curing agent, and optionally the curing accelerator, the epoxy resin usually used for the fiber reinforced resin sheet, the corresponding curing agent and the curing accelerator can be used. Commercially available products can also be used, and examples of the commercially available epoxy resin include FF Dyne D-90 (Maeda Kosen Co., Ltd.) and the like.
本発明の繊維強化樹脂シートにおいて、マトリックス樹脂１００質量部に対する液晶性ポリエステル繊維の割合は、含まれる液晶性ポリエステル繊維の形態に応じて３０～３００質量部程度の幅広い範囲から選択でき、５０質量部～２００質量部であることが好ましい。上記割合が上記範囲内であると、スポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートが得られやすい。 In the fiber-reinforced resin sheet of the present invention, the ratio of the liquid crystal polyester fiber to 100 parts by mass of the matrix resin can be selected from a wide range of about 30 to 300 parts by mass depending on the form of the contained liquid crystal polyester fiber, and is 50 parts by mass. It is preferably about 200 parts by mass. When the above ratio is within the above range, it is easy to obtain a fiber-reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention property.
［繊維強化樹脂シート］
本発明の繊維強化樹脂シートの、ＪＩＳ Ａ １１９１：２００４に準拠して測定した引張強度は、１，６００Ｎ／ｍｍ２以上である。特に明記されていない限り本明細書全体において、上記引張強度は、測定に用いる試験片に含まれる連続繊維シートを１枚としたときの値である。上記引張強度が１，６００Ｎ／ｍｍ２未満であると、スポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートを得ることはできない。上記引張強度は、好ましくは１，８００Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは２，０００Ｎ／ｍｍ２以上である。上記引張強度が上記下限値以上であると、スポール片飛散防止性に優れる繊維強化樹脂シートが得られやすい。上記引張強度の上記下限値以上への調整は、例えば、先に記載した液晶性ポリエステル繊維およびマトリックス樹脂を用いて繊維強化樹脂シートを製造することにより達成できる。上記引張強度の上限値は特に限定されないが、通常は３，０００Ｎ／ｍｍ２である。
[Fiber reinforced plastic sheet]
The tensile strength of the fiber-reinforced resin sheet of the present invention measured in accordance with JIS A 1191: 2004 is 1,600 N / mm 2 or more. Unless otherwise specified, in the entire specification, the tensile strength is a value when one continuous fiber sheet is included in the test piece used for the measurement. If the tensile strength is less than 1,600 N / mm 2 , it is not possible to obtain a fiber-reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention properties. The tensile strength is preferably 1,800 N / mm 2 or more, and more preferably 2,000 N / mm 2 or more. When the tensile strength is at least the above lower limit value, it is easy to obtain a fiber reinforced resin sheet having excellent spall piece scattering prevention property. The adjustment of the tensile strength to the above lower limit value or more can be achieved, for example, by manufacturing a fiber reinforced resin sheet using the liquid crystal polyester fiber and the matrix resin described above. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but is usually 3,000 N / mm 2 .
先に記載したように、繊維強化樹脂シートは、液晶性ポリエステル繊維を含む織物、編物、不織布またはチョップドストランドマットを２枚以上含んでよい。 As described above, the fiber reinforced resin sheet may contain two or more woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics or chopped strand mats containing liquid crystal polyester fibers.
繊維強化樹脂シートが、液晶性ポリエステル繊維を含む織物、編物、不織布またはチョップドストランドマットを２枚以上含む場合の総目付は、好ましくは１００～１，０００ｇ／ｍ２、より好ましくは２００～８００ｇ／ｍ２である。総目付が上記範囲内であると、スポール片飛散防止性と、製造コスト、生産性および設計自由度とが両立した繊維強化樹脂シートが得られやすい。 When the fiber reinforced resin sheet contains two or more woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics or chopped strand mats containing liquid crystal polyester fibers, the total grain size is preferably 100 to 1,000 g / m 2 , more preferably 200 to 800 g /. It is m 2 . When the total basis weight is within the above range, it is easy to obtain a fiber-reinforced resin sheet having both spall piece scattering prevention property, manufacturing cost, productivity and design freedom.
本発明の好ましい一実施形態において、本発明の繊維強化樹脂シートを裏面に積層した厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリート版の表面中央部に、２００ｇのＳＥＰ爆薬を設置して接触爆発させた際の、２ｍｓ後の繊維強化樹脂シートのたわみは、裏面中央部において、好ましくは８０ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｍ以下、特に好ましくは４０ｍｍ以下である。爆発による衝撃エネルギーは、繊維強化樹脂シートがたわむことにより吸収される。上記たわみが小さい程、繊維強化樹脂シートの破断が起こり難く、その結果、スポール片の飛散が防止されやすいため、好ましい。しかし、上記たわみが上記上限値より僅かしか小さくない場合であっても、たわみに加えて、例えば繊維強化樹脂シートのＲＣ版からの剥離等によって衝撃エネルギーが吸収される場合等は、繊維強化樹脂シートの破断が起こり難くなり、その結果、スポール片の飛散が防止されやすいため、好ましい。上記たわみは、後述の実施例に記載の方法により測定される。上記たわみの上記上限値以下への調整は、例えば、先に記載した液晶性ポリエステル繊維およびマトリックス樹脂を用いて繊維強化樹脂シートを製造することにより達成できる。 In a preferred embodiment of the present invention, after 2 ms when a 200 g SEP explosive is placed in the center of the surface of a 100 mm thick reinforced concrete slab in which the fiber reinforced resin sheet of the present invention is laminated on the back surface and explodes in contact with the explosive. The deflection of the fiber-reinforced resin sheet is preferably 80 mm or less, more preferably 60 mm or less, and particularly preferably 40 mm or less in the central portion of the back surface. The impact energy due to the explosion is absorbed by the bending of the fiber reinforced resin sheet. The smaller the deflection, the less likely it is that the fiber-reinforced resin sheet will break, and as a result, the scattering of spall pieces is likely to be prevented, which is preferable. However, even if the deflection is only slightly smaller than the upper limit, if the impact energy is absorbed by, for example, peeling of the fiber reinforced resin sheet from the RC plate, in addition to the deflection, the fiber reinforced resin is used. It is preferable because the sheet is less likely to break and, as a result, the spall pieces are easily prevented from scattering. The deflection is measured by the method described in Examples below. The adjustment of the deflection to the above upper limit value or less can be achieved, for example, by producing a fiber reinforced resin sheet using the liquid crystal polyester fiber and the matrix resin described above.
本発明の好ましい一実施形態において、本発明の繊維強化樹脂シートを裏面に積層した厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリート版の表面中央部に、２００ｇのＳＥＰ爆薬を設置して接触爆発させた際の、繊維強化樹脂シートの剥離面積は、繊維強化樹脂シート全体の面積の、好ましくは５０～９９％、より好ましくは５５～９８％、特に好ましくは６０～９７％である。爆発による衝撃エネルギーは、繊維強化樹脂シートがＲＣ版から剥離することにより吸収される。その結果、繊維強化樹脂シートの破断が抑制され、スポール片飛散防止性が発揮される。繊維強化樹脂シートの剥離面積が５０％より小さい場合、衝撃エネルギーが繊維強化樹脂シートの剥離により充分吸収されず、スポール片の飛散を招く繊維強化樹脂シートの破断が起こり得る。一方、繊維強化樹脂シートの剥離面積が９９％より大きい場合、例えば繊維強化樹脂シートが全て剥離した場合（繊維強化樹脂シートの剥離面積が１００％の場合）、スポール片飛散は防止されない。繊維強化樹脂シートの剥離面積が上記範囲内であると、スポール片の飛散が防止されやすいため、好ましい。上記繊維強化樹脂シートの剥離面積は、後述の実施例に記載の方法により測定される。上記繊維強化樹脂シートの剥離面積の上記範囲内への調整は、例えば、先に記載した液晶性ポリエステル繊維およびマトリックス樹脂を用いて繊維強化樹脂シートを製造することにより達成できる。 In a preferred embodiment of the present invention, fiber reinforcement is performed when a 200 g SEP explosive is placed in the center of the surface of a 100 mm thick reinforced concrete slab in which the fiber reinforced resin sheet of the present invention is laminated on the back surface and explodes in contact. The peeling area of the resin sheet is preferably 50 to 99%, more preferably 55 to 98%, and particularly preferably 60 to 97% of the total area of the fiber-reinforced resin sheet. The impact energy due to the explosion is absorbed by the fiber reinforced resin sheet peeling off from the RC plate. As a result, the breakage of the fiber-reinforced resin sheet is suppressed, and the spall piece scattering prevention property is exhibited. When the peeling area of the fiber reinforced resin sheet is smaller than 50%, the impact energy is not sufficiently absorbed by the peeling of the fiber reinforced resin sheet, and the fiber reinforced resin sheet may break, which causes the spall pieces to scatter. On the other hand, when the peeling area of the fiber reinforced resin sheet is larger than 99%, for example, when all the fiber reinforced resin sheets are peeled off (when the peeling area of the fiber reinforced resin sheet is 100%), spall piece scattering is not prevented. When the peeling area of the fiber reinforced resin sheet is within the above range, it is preferable that the spall pieces are easily prevented from scattering. The peeled area of the fiber-reinforced resin sheet is measured by the method described in Examples described later. The adjustment of the peeling area of the fiber-reinforced resin sheet within the above range can be achieved, for example, by producing the fiber-reinforced resin sheet using the liquid crystal polyester fiber and the matrix resin described above.
本発明の繊維強化樹脂シートの厚さは、例えば０．８～３．０ｍｍ程度であってよく、１．０～２．５ｍｍ程度が好ましい。厚さが上記範囲内であると、スポール片飛散防止性と、製造コスト、生産性および設計自由度とが両立した繊維強化樹脂シートが得られやすい。 The thickness of the fiber-reinforced resin sheet of the present invention may be, for example, about 0.8 to 3.0 mm, preferably about 1.0 to 2.5 mm. When the thickness is within the above range, it is easy to obtain a fiber-reinforced resin sheet having both spall piece scattering prevention property, manufacturing cost, productivity and design freedom.
［繊維強化樹脂シートの製造方法］
本発明の繊維強化樹脂シートの製造方法としては、例えば、ハンドレイアップ法、スプレイアップ法、ＳＭＣ法、ＢＭＣ法、ＲＴＭ法またはプレス法等が挙げられる。これらのうち、現場での施工性の観点からは、ハンドレイアップ法またはＲＴＭ法が好ましく用いられる。また、後述するように、マトリックス樹脂を用いて繊維強化材（例えば、液晶性ポリエステル繊維からなる織物）をＲＣ版に積層することにより、積層体の一部として繊維強化樹脂シートを製造することもできる。
[Manufacturing method of fiber reinforced resin sheet]
Examples of the method for producing the fiber reinforced resin sheet of the present invention include a hand lay-up method, a spray-up method, an SMC method, a BMC method, an RTM method, a press method and the like. Of these, the hand lay-up method or the RTM method is preferably used from the viewpoint of on-site workability. Further, as described later, it is also possible to manufacture a fiber reinforced resin sheet as a part of the laminated body by laminating a fiber reinforcing material (for example, a woven fabric made of liquid crystal polyester fiber) on an RC plate using a matrix resin. can.
これらの製造方法において、先に記載した液晶性ポリエステル繊維およびマトリックス樹脂を用い、公知または慣用の手順で、本発明の繊維強化樹脂シートを製造できる。 In these production methods, the fiber-reinforced resin sheet of the present invention can be produced by a known or conventional procedure using the liquid crystal polyester fiber and the matrix resin described above.
［積層体］
本発明の繊維強化樹脂シートは、建造中または建造後の構造物におけるＲＣ版に積層することで、ＲＣ版にスポール片飛散防止性を付与することができる。或いは、本発明の繊維強化樹脂シートをＲＣ版に積層した積層体を建築土木資材とすることもでき、このような建築土木資材はスポール片飛散防止性を有する。
従って、本発明の一実施形態は、本発明の繊維強化樹脂シートが鉄筋コンクリート版に積層された積層体である。上記繊維強化樹脂シートのスポール片飛散防止性を最大限に発揮する観点から、繊維強化樹脂シートは鉄筋コンクリート版に直接接するように積層することが好ましい。
[Laminate]
By laminating the fiber-reinforced resin sheet of the present invention on the RC plate in the structure during or after construction, it is possible to impart the spall piece scattering prevention property to the RC plate. Alternatively, a laminate obtained by laminating the fiber-reinforced resin sheet of the present invention on an RC plate can be used as a building civil engineering material, and such a building civil engineering material has a spall piece scattering prevention property.
Therefore, one embodiment of the present invention is a laminated body in which the fiber reinforced resin sheet of the present invention is laminated on a reinforced concrete slab. From the viewpoint of maximizing the spall piece scattering prevention property of the fiber reinforced resin sheet, it is preferable to laminate the fiber reinforced resin sheet so as to be in direct contact with the reinforced concrete slab.
［積層体の製造方法］
本発明の積層体は、重機等を用いない簡単な方法により、例えば、ハンドレイアップ法、スプレイアップ法、ＳＭＣ法、ＢＭＣ法、ＲＴＭ法またはプレス法等で製造した本発明の繊維強化樹脂シートを接着剤でＲＣ版と接着する方法により製造できる。具体的には、接着剤を繊維強化樹脂シートおよび／またはＲＣ版に塗布した後、或いは繊維強化樹脂シートとＲＣ版との間に接着剤を注入した後に、繊維強化樹脂シートをＲＣ版と接着させることにより製造できる。接着剤としては、汎用のコンクリート用接着剤を使用できる。
[Manufacturing method of laminated body]
The laminate of the present invention is a fiber reinforced resin sheet of the present invention manufactured by, for example, a hand lay-up method, a spray-up method, an SMC method, a BMC method, an RTM method, a press method, or the like by a simple method that does not use a heavy machine or the like. Can be manufactured by a method of adhering to an RC plate with an adhesive. Specifically, after applying the adhesive to the fiber-reinforced resin sheet and / or the RC plate, or after injecting the adhesive between the fiber-reinforced resin sheet and the RC plate, the fiber-reinforced resin sheet is adhered to the RC plate. It can be manufactured by letting it. As the adhesive, a general-purpose adhesive for concrete can be used.
本発明の積層体はまた、例えば、液晶性ポリエステル繊維を含む１枚または２枚以上の繊維強化材（例えば、液晶性ポリエステル繊維からなる織物）を、ハンドレイアップ法またはスプレイアップ法等により、接着剤およびマトリックス樹脂を用いてＲＣ版に積層することにより、製造することもできる。上記接着剤としても、汎用のコンクリート用接着剤を使用できる。この場合は、積層体の一部として繊維強化樹脂シートが製造される。 The laminate of the present invention also comprises, for example, one or more fiber reinforcing materials containing liquid crystal polyester fibers (for example, a woven fabric made of liquid crystal polyester fibers) by a hand lay-up method, a spray-up method, or the like. It can also be manufactured by laminating it on an RC plate using an adhesive and a matrix resin. As the above-mentioned adhesive, a general-purpose adhesive for concrete can be used. In this case, the fiber reinforced resin sheet is manufactured as a part of the laminated body.
以下、本発明を実施例および比較例により具体的かつ詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の一実施形態にすぎず、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but these Examples are merely one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these Examples.
［液晶性ポリエステル繊維シートおよび繊維強化樹脂シート］
ＪＩＳ Ａ １１９１：２００４に準拠して作製したＡ形試験片の引張強度が１６００Ｎ／ｍｍ２以上である繊維強化樹脂シートを得るために、まず、液晶性ポリエステルのマルチフィラメント（総繊度１６７０ｄｔｅｘ、単繊維繊度５．６ｄｔｅｘ）を用いて、縦横２方向に編みこんだ平織の液晶性ポリエステル繊維シートを作製した（目付：１８５．３ｇ／ｍ２、公称厚さ：０．１３１ｍｍ）。次いで、上記液晶性ポリエステル繊維シートに、マトリックス樹脂としてのエポキシ樹脂を含浸・硬化させ、繊維強化樹脂シートを作製した。該繊維強化樹脂シートの、ＪＩＳ Ａ １１９１：２００４に準拠して作製したＡ形試験片の引張強度は、２１９０Ｎ／ｍｍ２であった。
[Liquid crystal polyester fiber sheet and fiber reinforced resin sheet]
In order to obtain a fiber-reinforced resin sheet having a tensile strength of 1600 N / mm 2 or more of the A-type test piece produced in accordance with JIS A 1191: 2004, first, a multifilament of a liquid crystal polyester (total fineness 1670 dtex, single fiber) is obtained. Using a fineness of 5.6 dtex), a plain-woven liquid crystal polyester fiber sheet woven in two vertical and horizontal directions was produced (grain: 185.3 g / m 2 , nominal thickness: 0.131 mm). Next, the liquid crystal polyester fiber sheet was impregnated and cured with an epoxy resin as a matrix resin to prepare a fiber reinforced resin sheet. The tensile strength of the A-type test piece prepared in accordance with JIS A 1191: 2004 of the fiber-reinforced resin sheet was 2190 N / mm 2 .
実施例１
図１に示すような内部断面を有する異形鉄筋コンクリート版〔縦：６００ｍｍ、横：６００ｍｍ、厚さ：１００ｍｍ、レディーミクストコンクリート（普通－３０－１８－２０－Ｎ）、スランプ値：１６．０ｃｍ、気乾単位体積重量：２１．６ｋＮ／ｍ３、圧縮強度：３８．９ＭＰａ、ヤング係数：２７．３ＧＰａ、異形鉄筋：ＳＤ２９５ＡＤ１０、格子状異形鉄筋の縦横のピッチ：１２０ｍｍ〕の裏面をディスクグラインダにより研磨し、市販のエポキシ樹脂系プライマーおよびエポキシ樹脂系パテを塗布して不陸調整をした後、上記液晶性ポリエステル繊維シート２枚および市販のエポキシ樹脂を用いて、ＲＣ版に繊維強化樹脂シート（厚さ：１．１９ｍｍ）を積層した。
Example 1
Deformed reinforced concrete slab having an internal cross section as shown in FIG. 1 [length: 600 mm, width: 600 mm, thickness: 100 mm, ready mixed concrete (normal-30-18-20-N), slump value: 16.0 cm, qi Dry unit volume weight: 21.6 kN / m 3 , compressive strength: 38.9 MPa, Young coefficient: 27.3 GPa, deformed reinforcing bar: SD295AD10, vertical and horizontal pitch of lattice-shaped deformed reinforcing bar: 120 mm] is polished with a disc grinder. After applying a commercially available epoxy resin primer and an epoxy resin putty to adjust the non-landing condition, a fiber reinforced resin sheet (thickness) is applied to the RC plate using the above two liquid crystal polyester fiber sheets and the commercially available epoxy resin. : 1.19 mm) was laminated.
実施例２
液晶性ポリエステル繊維シートの枚数を２枚から３枚に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ＲＣ版に繊維強化樹脂シート（厚さ：１．７８ｍｍ）を積層した。
Example 2
A fiber-reinforced resin sheet (thickness: 1.78 mm) was laminated on the RC plate in the same manner as in Example 1 except that the number of liquid crystal polyester fiber sheets was changed from two to three.
比較例１
液晶性ポリエステル繊維シートを積層しなかったこと以外は実施例１と同様に実施した。
Comparative Example 1
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal polyester fiber sheet was not laminated.
［接触爆発試験］
各実施例で製造した積層体を、図２に示す通り繊維強化樹脂シート面（裏面）を下にして配置し、鉄筋コンクリート版面（表面）の中央部に、表５に記載の量のＳＥＰ爆薬〔密度：１．３０ｇ／ｃｍ３、爆速：６９００ｍ／秒、ベンスリット：パラフィン＝６５：３５（質量比）〕をポリエチレンフィルムで作製した円筒容器に充填して設置し、その上面から６号電気***を挿入して、接触爆発させた。比較例の異形鉄筋コンクリート版についても同様に設置し、接触爆発させた。各実施例および比較例について、以下に従って評価した。
[Contact explosion test]
As shown in FIG. 2, the laminates produced in each example were arranged with the fiber reinforced resin sheet surface (back surface) facing down, and the amount of SEP explosive shown in Table 5 was placed in the center of the reinforced concrete slab surface (front surface). Density: 1.30 g / cm 3 , detonation velocity: 6900 m / sec, bentlit: paraffin = 65: 35 (mass ratio)] was filled in a cylindrical container made of polyethylene film and installed, and a No. 6 electric lightning tube was installed from the top surface. Was inserted and the contact exploded. The modified reinforced concrete slab of the comparative example was also installed in the same manner and exploded by contact. Each Example and Comparative Example were evaluated according to the following.
［接触爆発試験体の破壊性状］
接触爆発試験体の表面および裏面を撮影し、破壊性状を観察した。図３～８に、２００ｇのＳＥＰ爆薬を用いた場合の実施例１の積層体（図３：表面、図４：裏面）、実施例２の積層体（図５：表面、図６：裏面）および比較例１の異形鉄筋コンクリート版（図７：表面、図８：裏面）の画像を示す。なお、これらの画像における支承位置は左右両端である。
[Destructive properties of contact explosion test piece]
The front and back surfaces of the contact explosion test piece were photographed and the fracture properties were observed. 3 to 8 show the laminate of Example 1 (FIG. 3: front surface, FIG. 4: back surface) and the laminate of Example 2 (FIG. 5: front surface, FIG. 6: back surface) when 200 g of SEP explosive was used. And the image of the deformed reinforced concrete slab of Comparative Example 1 (FIG. 7: front surface, FIG. 8: back surface) is shown. The bearing positions in these images are the left and right ends.
［たわみの評価方法］
上記接触爆発試験の際、高速度カメラを用いて積層体側面を図２の手前から撮影し、２ｍｓ後の裏面中央部における繊維強化樹脂シートのたわみを測定した。結果を表５にまとめる。なお、比較例については、接触爆発により裏面から飛翔したスポール片の飛翔距離を測定した。
[Deflection evaluation method]
During the contact explosion test, the side surface of the laminate was photographed from the front of FIG. 2 using a high-speed camera, and the deflection of the fiber reinforced resin sheet in the center of the back surface after 2 ms was measured. The results are summarized in Table 5. In the comparative example, the flight distance of the spall piece that flew from the back surface due to the contact explosion was measured.
［繊維強化樹脂シートの剥離面積の評価方法］
上記の通り接触爆発させた各積層体の裏面の測定点（間隔５０ｍｍのグリッドの交点）における繊維強化樹脂シート剥離を、剥離診断器を用いて非破壊的に診断した。具体的には、剥離診断器のハンマーで測定点に打撃を加えた際の振動音を検出・解析し、剥離状況を青（健全）、黄（剥離の虞あり）、赤（剥離）の三色ランプで確認した。なお、この剥離診断器は、本来モルタルまたはタイルの剥離を診断するための機器であるが、繊維強化樹脂シートの付着剥離も精度よく検出可能であることが確認されている。
繊維強化樹脂シートの剥離面積は、測定点における診断結果を、測定点を中心とする５０ｍｍ四方の範囲の診断結果の代表値と見做して算出した。積層体の裏面と接している２本の角材の距離は５１０ｍｍに設定したため、繊維強化樹脂シート全体の面積は３０６，０００ｍｍ２（＝５１０ｍｍ×６００ｍｍ）であり、これに対する繊維強化樹脂シートの剥離面積を算出した。結果を表５にまとめる。
[Evaluation method of peeling area of fiber reinforced resin sheet]
As described above, the fiber-reinforced resin sheet peeling at the measurement points (intersections of the grids having a spacing of 50 mm) on the back surface of each laminated body that had been contact-exploded was non-destructively diagnosed using a peeling diagnostic device. Specifically, the vibration sound when the measurement point is hit with the hammer of the peeling diagnostic device is detected and analyzed, and the peeling status is blue (healthy), yellow (possible peeling), and red (peeling). I confirmed it with a color lamp. Although this peeling diagnostic device is originally a device for diagnosing peeling of mortar or tile, it has been confirmed that adhesion peeling of a fiber reinforced resin sheet can be detected with high accuracy.
The peeled area of the fiber-reinforced resin sheet was calculated by regarding the diagnostic result at the measurement point as a representative value of the diagnostic result in the range of 50 mm square centered on the measurement point. Since the distance between the two square lumbers in contact with the back surface of the laminate was set to 510 mm, the total area of the fiber reinforced resin sheet was 306,000 mm 2 (= 510 mm × 600 mm), and the peeling area of the fiber reinforced resin sheet was set to 510 mm. Was calculated. The results are summarized in Table 5.
図３および図４から分かるように、実施例１では、鉄筋コンクリート版面（表面）には爆発によるクレータ状破壊および放射状ひび割れが観察されたものの、繊維強化樹脂シート面（裏面）には僅かな表面***しか観察されず、スポール片は飛散しなかった。また、図５および図６から分かるように、実施例２では、鉄筋コンクリート版面（表面）には爆発によるクレータ状破壊および放射状ひび割れが観察されたものの、繊維強化樹脂シート面（裏面）には爆発による影響は観察されず、スポール片は飛散しなかった。
一方、図７および図８から分かるように、比較例１では、鉄筋コンクリート版面の表面にも裏面にも爆発によるクレータ状破壊および放射状ひび割れが観察され、スポール片の飛散が確認された。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, in Example 1, crater-like fracture and radial cracks due to explosion were observed on the reinforced concrete slab surface (front surface), but a slight surface ridge was observed on the fiber reinforced resin sheet surface (back surface). Only observed, the spall pieces did not scatter. Further, as can be seen from FIGS. 5 and 6, in Example 2, crater-like fracture and radial cracks due to the explosion were observed on the reinforced concrete slab surface (front surface), but the fiber reinforced resin sheet surface (back surface) was caused by the explosion. No effect was observed and the spall pieces did not scatter.
On the other hand, as can be seen from FIGS. 7 and 8, in Comparative Example 1, crater-like fracture and radial cracks due to the explosion were observed on both the front surface and the back surface of the reinforced concrete slab, and scattering of spall pieces was confirmed.
表５から分かるように、実施例１および２におけるたわみは８０ｍｍより顕著に小さく、繊維強化樹脂シートの剥離面積は５０～９９％の範囲内である一方で、比較例１ではスポール片の飛翔が確認された。従って、本発明の繊維強化樹脂シートがスポール片飛散防止性に優れ、また、簡単に施工できることが確認された。 As can be seen from Table 5, the deflection in Examples 1 and 2 is significantly smaller than 80 mm, and the peeling area of the fiber reinforced resin sheet is in the range of 50 to 99%, while in Comparative Example 1, the flight of the spall piece is confirmed. Therefore, it was confirmed that the fiber-reinforced resin sheet of the present invention has excellent spall piece scattering prevention property and can be easily applied.
さらに、液晶性ポリエステル繊維シート枚数が３枚の実施例２では、液晶性ポリエステル繊維シート枚数が２枚の実施例１より、たわみは小さく、繊維強化樹脂シートの剥離面積はやや大きかった。このことから、液晶性ポリエステル繊維シートの枚数が多いと、繊維強化樹脂シートの曲げ剛性がより高くなるため、たわみがより小さくなる一方で、爆発による押圧の反力がより大きくなるためコンクリートにより大きい引張破壊が生じ、その結果、繊維強化樹脂シートの剥離面積がより大きくなったと考えられる。 Further, in Example 2 in which the number of liquid crystal polyester fiber sheets was 3, the deflection was smaller and the peeling area of the fiber reinforced resin sheet was slightly larger than in Example 1 in which the number of liquid crystal polyester fiber sheets was 2. From this, when the number of liquid crystal polyester fiber sheets is large, the bending rigidity of the fiber reinforced resin sheet is higher, so that the deflection is smaller, while the reaction force of the pressing force due to the explosion is larger, which is larger than that of concrete. It is considered that tensile fracture occurred, and as a result, the peeled area of the fiber reinforced resin sheet became larger.
本発明の繊維強化樹脂シートは、ＲＣ版に簡単に施工することが可能であり、スポール防止用補強材として好適に利用することができる。 The fiber-reinforced resin sheet of the present invention can be easily applied to an RC plate and can be suitably used as a reinforcing material for preventing spalls.
１ 積層体
２ 繊維強化樹脂シート
３ 鉄筋コンクリート版
４ 異形鉄筋
５ 角材
６ 合板
７ ６号電気***を挿入したＳＥＰ爆薬
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