JPH01500263A - compact reinforced composite - Google Patents

compact reinforced composite

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JPH01500263A
JPH01500263A JP62503818A JP50381887A JPH01500263A JP H01500263 A JPH01500263 A JP H01500263A JP 62503818 A JP62503818 A JP 62503818A JP 50381887 A JP50381887 A JP 50381887A JP H01500263 A JPH01500263 A JP H01500263A
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Abstract

PCT No. PCT/DK87/00072 Sec. 371 Date Feb. 9, 1988 Sec. 102(e) Date Feb. 9, 1988 PCT Filed Jun. 9, 1987 PCT Pub. No. WO87/07597 PCT Pub. Date Dec. 17, 1987.A compact reinforced composite comprising a matrix (A) with a reinforcement (B) embedded therein, the matrix (A) being a composite structure comprising a base matrix (C) which is reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. The transverse dimension of (B) being at least 5 times as large as the transverse dimension of (D).

Description

【発明の詳細な説明】 コンパクト強化複合材 発所夏皿要 本発明は、独特な機械的性質を有するＣＲＣ（コンパクト強化複合材）と呼ばれ る全く新し、い種類の複合構造体に関する。[Detailed description of the invention] compact reinforced composite Hatsujo Natsusara Kaname The present invention is a material called CRC (Compact Reinforced Composite) which has unique mechanical properties. It concerns a completely new type of composite structure.

この構造体は、非常に高い内部一体性（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ）を維持したまま、非常に高い強度（どの方向でも）と、非常に大きな剛性（ど の方向でも）及び大きな全容量（引張りにおいても）とを併せ持っている。This structure has very high internal coherence. ), very high strength (in any direction) and very high stiffness (in any direction) (also in the direction of) and a large total capacity (also in tension).

この構造体は、それ自体では通常非常に脆い、強固なベースマトリックスから構 成されている。このベースマトリックスは、細い繊維で高度に強化され、より強 固で且つより延性のある材料を形成している。この繊維により高度に強化された 材料自体は、高濃度の棒鋼等の主補強材で強化された複合体において、マトリッ クスとして機能する。この新規な種類の材料あるいは構造体は、例えば、セメン トを基材としてもよ（、この場合には、鉄筋コンクリートと外見は類似している が、圧縮だけでなく引張りに関しても荷重容量が極めて高く、例えば、引張帯域 においても十分な内部一体性（鉄筋コンクリートのコンクリート材料が亀裂を生 ずる前の引張歪が０．１〜０．２ｍ／ｍでしかないのに対して３　ｘ＊　／　ｍ の引張歪でも亀裂を生じない）を維持したまま、従来の優れた鉄筋コンクリート が２０ＭＰａに相当する曲げ容量を示すのに対して約１５０〜３００ＭＰａに相 当する曲げ容量を示す。This structure is constructed from a strong base matrix that is usually very brittle on its own. has been completed. This base matrix is highly reinforced with thin fibers for stronger It forms a harder and more ductile material. Highly reinforced by this fiber The material itself is a matrix in a composite reinforced with a primary reinforcement such as a highly concentrated steel bar. Functions as a mask. This new class of materials or structures can be used, for example, in cement It is also possible to use concrete as a base material (in this case, it is similar in appearance to reinforced concrete). However, the load capacity is extremely high not only in compression but also in tension. sufficient internal integrity (reinforced concrete concrete material does not form cracks) While the tensile strain before shearing is only 0.1 to 0.2 m/m, it is 3x*/m. Although it maintains the same strength as conventional reinforced concrete (no cracks even under tensile strain), shows a bending capacity equivalent to 20 MPa, whereas Indicates the applicable bending capacity.

本発明の新規な材料の強度は、圧縮力のみならず張力、曲げ及び剪断応力の面で も構造用泪により類似しているが、同時に、崎のような単一材料では得ることの できない可能性、即ち、このような構造体が、強度、硬度、薬品耐性等の特定の くしばしば方向的な）特性を所望のようにするのに利用できる全ての可能性を有 する複合材料であるという利点を有している。The strength of the novel material of the invention is not only in compression but also in tension, bending and shear stress. is also more similar to structural materials, but at the same time it is not possible to obtain with a single material like Saki. There is a possibility that such structures will not have specific properties such as strength, hardness, chemical resistance, etc. has all the possibilities available to make the properties (often directional) as desired. It has the advantage of being a composite material.

複合材料又は構造体として、本発明の材料又は構造体は、ガラス繊維又は炭素繊 維強化プラスチックなどの従来の高品質な繊維強化材料が実際には張力において のみ優れているのに対して、どの方向にも、荷重に対して非常に大きな強度と剛 性を示す点で新規な範囲を開拓するものである。As a composite material or structure, the material or structure of the present invention may be made of glass fiber or carbon fiber. Conventional high-quality fiber-reinforced materials, such as fiber-reinforced plastics, actually Extremely high strength and stiffness against loads in any direction It opens up new scope in terms of showing gender.

本発明の新規な複合材は、今までに実在しない複合材、即ち、全体としては今ま でに実在しない複合材料であり、どの方向にも、荷重に対して非常に高い剛性、 荷重容量及び靭性を示す非常に大きくどっしりとした構造物に用いられる。The novel composite material of the present invention is a composite material that has not yet existed, that is, a composite material that has not yet existed as a whole. It is a composite material that does not exist before, and has extremely high rigidity against loads in any direction. Used for very large, massive structures exhibiting load carrying capacity and toughness.

炭素繊維強化プラスチック等の従来の高品質繊維強化複合材は、剪断応力及び圧 縮に関する大きな荷重に耐えることができず、大きな構造物には全く不適当であ る。Conventional high-quality fiber-reinforced composites, such as carbon fiber-reinforced plastics, are It cannot withstand large loads related to compression and is completely unsuitable for large structures. Ru.

これに対して、構造用鋼は、明らかに、全体の大きさや重量の面で大きい構造物 にも非常に有用な材料であるが、現実には、約２００〜４００　ｍを越える厚さ を有する大きなどっしりした構造物には効果的に使用することができない。この 理由は、鱈を処理するのに利用可能な方法（圧延、溶接、鋳造等）では、現実に は、上記の厚さを越える鋼製構造物を製造することができないことによる。Structural steel, on the other hand, is clearly used for larger structures in terms of overall size and weight. However, in reality, the thickness exceeds approximately 200 to 400 m. cannot be used effectively for large, massive structures with this The reason is that the methods available for processing cod (rolling, welding, casting, etc.) This is due to the inability to manufacture steel structures exceeding the above thickness.

張力をも含む大きな力を吸収することのできる大きくて重い構造物に関しては、 従来の鉄筋コンクリートが今まで唯一可能性のある材料であったが、強度、特に 張力に関する強度が、高強度繊維強化複合材及び構造用鋼の強度より劣っている 。For large, heavy structures that can absorb large forces, including tension, Conventional reinforced concrete has been the only possible material until now, but strength, especially Tensile strength is inferior to that of high-strength fiber-reinforced composites and structural steel. .

本発明による材料であるＣＲＣは、従来鉄筋コンクリートでのみ可能であった大 きさの、大きくて重い構造物に効果的に使用することができるが、機械的性質（ どの方向でも）の面では、高度繊維複合体（張力に関して）及び構造用鋼に−Ｎ 類似している。CRC, which is a material according to the present invention, has a large capacity that was previously possible only with reinforced concrete. It can be effectively used for large and heavy structures, but the mechanical properties ( -N for advanced fiber composites (in terms of tension) and structural steels (in any direction) Similar.

本発明の材料の非常に優れた挙動は、強固な脆性材料は張力により破損する際、 最大応力に達したのち、まだ荷重を担持している狭い帯域で非常に小さな変形を 示した後に破損するという、はとんど無視されてきた知識から恩恵を得るために 、機械的性質についての新規な原理を利用することを基本とするものである。The excellent behavior of the material of the present invention is that when a strong brittle material breaks under tension, After the maximum stress is reached, very small deformations occur in a narrow band that is still carrying the load. In order to benefit from knowledge that has been largely ignored, , which is based on the use of new principles of mechanical properties.

亀裂帯域の変形に対して脆性マトリックスを繊維で強化し、且つ主補強材を利用 して亀裂帯域の変形を本体全体に分配することにより、亀裂前の本体の歪容量及 び構造体全体の一体性がかなり増加する。Strengthening the brittle matrix with fibers and using main reinforcement against deformation in the crack zone By distributing the deformation in the crack zone throughout the body, the strain capacity and strain capacity of the body before the crack are and the integrity of the entire structure is significantly increased.

これにより靭性が高くなることと、繊維強化マトリックスと主補強材との間の固 着が非常に良いこととにより、例えば、１０〜４０容量％といった高濃度の主補 強材を使用して荷重の主要部分を担持することが可能となる。従来の鉄筋コンク リートでは、その脆性のため主補強材を高濃度で使用することができず、このよ うなことは不可能であり、得られる性能には限界がある。この限界は、新規なＣ ＲＣ構造体全体り完全に取り除くことができた。This results in higher toughness and a stronger bond between the fiber-reinforced matrix and the main reinforcement. Due to its very good adhesion, high concentrations of main supplements, e.g. 10-40% by volume, It becomes possible to use reinforcement to carry the main part of the load. Conventional reinforced concrete In REIT, the main reinforcement cannot be used in high concentrations due to its brittleness; This is impossible, and there are limits to the performance that can be achieved. This limit is the new C The entire RC structure could be completely removed.

例えば、例１〜５には、ポルトランドセメントを主成分とし、６容量％の鋼繊維 （長さ６ｆｌ、直径０．１５ｕｉ）及び異形棒鋼で強化したＣＲＣビームに関す る高曲げ荷重下の性能が述べられている。これらの材料は、内部一体性を実質的 に維持した状態で、１３０〜２２０ＭＰａ　（降伏値）の曲げ容量及び約３１／ ｍを越える引張歪を示す、しかしながら、下記の事柄から明らかなように、本発 明のＣＲＣ構造体全体セメントを主成分とするマトリックスには限定されず、例 えば、高温で使用するためのセラミックのような他の適当な剛性マトリックスで 作成し、例えば、太い棒で強化した大きな高耐力セラミンク構造体を形成しても よい。又、ＣＲＣは、ミリメートルサイズの棒で強化した大きな構造体に限定さ れず、本発明により可能となった新しい魅力的な製品は、マトリックスＡを直径 １〜１０−のボイスカーで強化し且つ主補強材Ｂが直径０．２〜１１ｍの糸であ る延性のあるファインセラミックを基材とした製品である。For example, Examples 1-5 include portland cement as the main component and 6% by volume steel fibers. (length 6fl, diameter 0.15ui) and CRC beam reinforced with deformed steel bar The performance under high bending loads is described. These materials have virtually no internal integrity. with a bending capacity of 130 to 220 MPa (yield value) and approximately 31/ However, as is clear from the following, the present invention shows a tensile strain exceeding m. The entire CRC structure of Ming is not limited to a matrix whose main component is cement, but examples include For example, with other suitable rigid matrices such as ceramic for use at high temperatures. Even if you create a large high-strength ceramic structure reinforced with thick rods, for example, good. Additionally, CRC is limited to large structures reinforced with millimeter-sized rods. A new and attractive product made possible by the present invention is that matrix A can be Reinforced with a voice car of 1 to 10- and the main reinforcing material B is a thread with a diameter of 0.2 to 11 m. It is a product based on ductile fine ceramic.

ＣＲＣ′告　の　１ 典型的なＣＲＣ構造体全体１図に示す、この第１図は、重量のある主補強材１が 、マトリックス材料自体は一般には硬く且つ脆性であるにもかかわらず、強固で 非常に硬質であるばかりでなく非常に高い延性を有している繊維強化マトリック ス２に埋め込まれた状態の構造体の主要部を示している。CRC' notification 1 A typical CRC structure is shown in Figure 1, in which the heavy main reinforcement 1 is Although the matrix material itself is generally hard and brittle, it is strong. Fiber-reinforced matrix that is not only extremely hard but also extremely ductile The main part of the structure is shown embedded in the base 2.

荷重がかかった状態で、ＣＲＣは、主補強材とマトリックスが共に荷重に耐え、 且つマトリックスが更に力を補強材成分間に分配する働きをする複合構造体とし て機能する。従って、例えば、本明細書の例１〜４に示されているＣＲＣビーム は、従来の鉄筋コンクリートとほとんど同じようにして荷重に耐える。即ち、圧 力荷重に主に「コンクリート」（繊維強化マトリックス）により担持され、引張 荷重は主に主補強材、つまり補強材成分間の「コンクリート」トランスファー力 により担持される。Under load, the CRC has a structure in which both the main reinforcement and the matrix bear the load; and as a composite structure in which the matrix further serves to distribute forces between the reinforcement components. It works. Thus, for example, the CRC beams shown in Examples 1 to 4 herein It withstands loads in much the same way as conventional reinforced concrete. That is, pressure The force load is mainly carried by “concrete” (fiber reinforced matrix) and tensile The load is mainly the main reinforcement, i.e. the “concrete” transfer force between the reinforcement components. carried by.

しかしながら、ＣＲＣは、例えば第２図に示すように、従来の調弦化コンクリー トよりはるかに大きな荷重に耐えることができる。第２図は、比較ができるよう に標準化曲げ応力対標準化量として表した、ＣＲＣビーム（曲線１）と従来の優 れた鉄筋コンクリート（曲線２）の曲げに対する挙動を示している。この標準化 曲げ応力は、モーメントを断面係数で割って計算する。又、標準化量は、理想的 な一次の弾性挙動を示す類億の均質ビームにおける最大歪に相当する。ＣＲＣビ ームの降伏荷重は、鉄筋コンクリートの降伏荷重よりも約１０倍大きい。ＣＲＣ ビームの高引張容量は、ビームの引張帯域に適当な口補強材を高含量（１２，１ 容量％）で組み込むことにより達成された。However, the CRC is different from conventional tuned concrete, as shown in Figure 2, for example. It can withstand a much larger load than the standard. Figure 2 is for comparison purposes. CRC beam (curve 1) and conventional superiority, expressed as standardized bending stress vs. The figure shows the behavior of reinforced concrete (curve 2) in response to bending. This standardization Bending stress is calculated by dividing the moment by the section modulus. Also, the standardized amount is ideal This corresponds to the maximum strain in a similar homogeneous beam exhibiting first-order elastic behavior. CRC vinyl The yield load of the concrete beam is approximately 10 times greater than that of reinforced concrete. CRC The high tensile capacity of the beam is due to the high content (12,1 % by volume).

このことは、補強材の量が通常の量よりはるかに多いことは別として、主補強材 の全く普通の機能であると思われるであろう、しかしながら、普通のコンクリー トにこのように多量の補強材を組み込もうとすれば、コンクリートにはこのよう な大きな集中した力のも下で主補強材とともに機能するのに必要な強度と靭性と がないために組織が壊れてしまう。This means that, apart from the fact that the amount of reinforcement is much higher than normal, the main reinforcement This would seem to be a perfectly normal feature of, however, ordinary concrete If we try to incorporate such a large amount of reinforcement into concrete, with the strength and toughness necessary to function with the primary reinforcement under large concentrated forces. Organizations break down due to lack of them.

通常の鉄筋コンクリートに関するこれらの問題を第３図に示す、第３図において 、Ａは曲げに対する従来の鉄筋コンクリートの挙動を示している。即ち、引張荷 重は、主補強材２により担持されており、コンクリート１に亀裂が入っているが 、この亀裂は抑制された許容できるものである。補強材の量はほどほどであり、 コンクリートの品質は普通であり、そして荷重容量は相応にほどほどである。Ｂ は、普通の鉄筋コンクリートの荷重容量を増加するために補強材の量を多くし、 圧縮破壊を防止するために圧縮帯域にも補強材を追加し且つ、できる限りは、非 常に強固なコンクリートをも使用する試みを示している。この結果、大きな荷重 がかかったマトリックス材料１に多量の亀裂が生じ、おそらく全体的に破壊が生 ずることとなる。このマトリックス材料は補強材の引張変形に追従することがで きず亀裂が生じ、且つ内力が高度に集中するので、従来の鉄筋コンクリートの場 合のように、亀裂パターンがほどほどで許容できる程度ものではない、これらの 問題は、第３図のＣに示すように、ＣＲＣにより克服された。These problems regarding ordinary reinforced concrete are shown in Figure 3. , A shows the behavior of conventional reinforced concrete in bending. That is, tensile load The weight is carried by the main reinforcement material 2, and although there are cracks in the concrete 1, , this cracking is suppressed and acceptable. The amount of reinforcing material is moderate; The quality of the concrete is fair and the load capacity is moderate. B increases the amount of reinforcement to increase the load capacity of ordinary reinforced concrete, Reinforcement should also be added to the compression zone to prevent compression failure and, whenever possible, non-reinforced It always shows an attempt to use strong concrete. As a result, large loads A large number of cracks appear in the coated matrix material 1, possibly resulting in total destruction. It will be cheating. This matrix material can follow the tensile deformation of the reinforcement. Because flaws and cracks occur and internal forces are highly concentrated, conventional reinforced concrete These cases where the crack pattern is moderate and not acceptable, such as The problem was overcome by CRC, as shown in Figure 3C.

即ち、非常に強固で延性のあるマトリックス３により、強固な補強材４を非常に 高濃度で効果的に利用できる。この補強材は、従来の鉄筋コンクリートにおける 悪影響と異なり、ＣＲＣ構遺体では、高度の内部一体性を確保するのに非常に役 立ち、マトリックスは補強材が降伏するまでの荷重では実質的に亀裂を生じない 。That is, the very strong and ductile matrix 3 makes the strong reinforcement 4 very Can be used effectively at high concentrations. This reinforcement material is used in conventional reinforced concrete. Unlike the negative effects, CRC structures are very helpful in ensuring a high degree of internal integrity. The matrix does not crack substantially under loads up to the point where the reinforcement yields. .

ＣＲＣ構造体の独特な挙動のため、下記において詳述するように、本発明は、非 常に稠密な配置と非常に高濃度の補強材の定着を有する補強系により、特定の要 件に適合した非常に高荷重容量の大きな物体の構築という全く新しい事柄を可能 にする。Due to the unique behavior of CRC structures, the present invention provides a non- A reinforcement system with a consistently dense arrangement and very high concentration of reinforcement Enables entirely new possibilities: the construction of large objects with very high load capacities to meet specific requirements. Make it.

本発明は、埋め込まれた補強材（Ｂ）を有するマトリックス（Ａ）を含んでなり 、このマトリックス（Ａ）が繊維（Ｄ）で強化されているベースマトリックス（ Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形孔として定義することができる。繊維り は、少なくとも２％、一般に少なくとも４％、多くの場合少なくとも６％といっ た高い容積濃度で存在する。又、主補強材Ｂは、少なくとも５％、−ｇに約１０ 〜２０％ある・いはそれ以上の高容積濃度で存在する。本発明の本質的特徴は、 造形孔がどの方向においても大きな剛性を示し、且つ大きな圧縮応力に耐えるこ とができることである。かくして、この造形孔（又はマトリックスＡ又はベース マトリックスＣ）は、少なくとも３０．０００ＭＰａの弾性率及び少なくとも８ ０ＭＰａの圧縮強度を有している。The invention comprises a matrix (A) with embedded reinforcement (B). , a base matrix (A) which is reinforced with fibers (D) C) can be defined as a shaped hole which is a composite structure comprising. fiber is at least 2%, generally at least 4% and often at least 6%. It is present in high volume concentrations. Also, the main reinforcement B has a content of at least 5%, about 10 to -g. Present in high volume concentrations of ~20% or more. The essential features of the present invention are: The molding hole exhibits great rigidity in all directions and can withstand large compressive stress. This is something that can be done. Thus, this modeling hole (or matrix A or base Matrix C) has a modulus of elasticity of at least 30.000 MPa and a modulus of elasticity of at least 8 It has a compressive strength of 0 MPa.

又、本発明は、前記したような大きな剛性及び耐圧縮性を有し、前記したような 高濃度の主補強材を有する、少なくとも２％、一般に少なくとも４％又は６％の 繊維濃度の繊維強化マトリックスから構成されている造形孔であって、当該造形 孔が張力がかかっているときにこの造形孔の一体性を実質的に維持したまま少な くとも０．５ｗ／ｍ、一般に２〜５鶴／ｍといった大きな引張歪容量により定義 される優れた性能、及び／または、実質的に弾性挙動条件下で少な（とも５０Ｍ Ｐａ　、降伏下で少なくとも７０ＭＰａ、そして極限荷重下で少なくとも１２０ ＭＰａの引張荷重容量とに相当する大きな引張荷重容量を示し、且つ前記荷重容 量値が前記した最小値より一般に１．５〜３倍大きいものとして定義することも できる。Further, the present invention has high rigidity and compression resistance as described above, and with a high concentration of primary reinforcement, at least 2%, generally at least 4% or 6% A modeling hole composed of a fiber-reinforced matrix with a fiber concentration, The integrity of this shaped hole is substantially maintained when the hole is under tension. Defined by a large tensile strain capacity of at least 0.5 w/m, generally 2 to 5 w/m excellent performance under substantially elastic behavior conditions (both 50 M Pa, at least 70 MPa under yield and at least 120 under ultimate load It exhibits a large tensile load capacity equivalent to the tensile load capacity of MPa, and the load capacity It can also be defined as a quantity value that is generally 1.5 to 3 times larger than the above-mentioned minimum value. can.

本発明の特定の態様は、上記の成分を含んでなる構造体であって、ベースマトリ ックスが物品のマトリックスＡに存在する時、即ち、繊維と組み合わせた時の当 該ベースマトリックス材料の極限歪が、同様のベースマトリックス材料の別個の 試料について測定した全容量より太き（、一般に少な（とも１．５〜３倍大きい ものとして定義することができる。従来の繊維強化製品では、マトリックスはバ ルクのマトリックス材料とほとんど同じ歪で割れる。A particular embodiment of the invention is a structure comprising the above-described components, wherein the base matrix This is the case when the ox is present in the matrix A of the article, i.e. when combined with the fibers. The ultimate strain of the base matrix material is Larger (and generally smaller (both 1.5 to 3 times larger) than the total volume measured for the sample It can be defined as something. In traditional fiber-reinforced products, the matrix is It cracks at almost the same strain as the matrix material of LUKU.

又、本発明は、大きな荷重容量を維持したままで、降伏点までの大きな剛性及び 少なくとも１０＋ｕ／ｍ、−ｉに少なくとも３０ｍ／ｍの降伏歪を有する造形孔 として定義することもできる。Additionally, the present invention provides high rigidity and strength up to the yield point while maintaining a large load capacity. A shaped hole having a yield strain of at least 10+u/m, -i at least 30m/m It can also be defined as

本発明の特定の態様は、セメントを基材としたＣＲＣ物品である。このような材 料の成分、即ち、主補強材及びマトリックス形成成分の組み合わせは、公知技術 とは異なっている。A particular embodiment of the invention is a cement-based CRC article. This kind of material The combination of the components of the material, i.e., the main reinforcement material and the matrix-forming component, is determined according to known techniques. It is different from

従って、これらの態様は、成分に言及して定義することが出来る。Accordingly, these aspects can be defined with reference to the ingredients.

このＣＲＣ構造体の挙動の物理的背景、例えば、高荷重容量、高剛性及び大きな 内部一体性の独特な組み合わせを複合材料に付与することができる、強固で硬い マトリックス材料がどのようにして作られるかを以下説明する。The physical background of this CRC structure behavior, e.g. high load capacity, high stiffness and large strong and stiff, which can impart a unique combination of internal integrity to composite materials How the matrix material is made is explained below.

木登■皇嬰理朔皿理 セラミックス、ガラス、及び非常に強固なセメントを主成分とする材料のような 、強固であるが脆いマトリックス材料を有する、前記した挙動を示す強化複合材 料を製造することは、従来不可能であった。Minoto ■Kojo Risaku Sarari such as ceramics, glass, and very strong cement-based materials. , a reinforced composite with a strong but brittle matrix material exhibiting the behavior described above. It has hitherto been impossible to produce such materials.

標準的に強固な方向性の化学結合（共有あるいはイオン結合）で結合されている このような強固で跪い固体の化学構造では、金属の場合と同様には降伏しない。Typically bound by strong directional chemical bonds (covalent or ionic) Such strong, knee-solid chemical structures do not yield in the same way as metals.

脆い材料を改善する唯一の方法は、それらを引張強度及び延性を付与することの できる強固な引張部材で強化することであると思われる。The only way to improve brittle materials is to give them tensile strength and ductility. The idea is to strengthen it with a strong tensile member that can be used.

この技術分野において、強固なファインセラミックス及び他の強固な脆性材料を 、直径２〜１０戸の強固なホイスカー等の非常に細い強固な繊維で強化すること が知られている。In this technology field, strong fine ceramics and other strong brittle materials are used. , reinforced with very thin strong fibers such as strong whiskers with a diameter of 2 to 10 units. It has been known.

これにより、改善された引張特性及び改善された延性を有する材料が得られる。This results in a material with improved tensile properties and improved ductility.

しかしながら、このような材料は、これらの改善にもかかわらずなお極めて脆性 な挙動を示すので、より大きな部材には適していない。However, despite these improvements, such materials are still extremely brittle. This behavior makes it unsuitable for larger parts.

より大きな構造物に望まれる延性を達成するためには、直径５〜２５１の棒鋼等 のはるかに太い補強材が必要である。To achieve the desired ductility for larger structures, steel bars with diameters of 5 to 251 mm, etc. much thicker reinforcement is required.

しかしながら、強固なマトリックス材料の低引張歪容量と脆性のため、強固な脆 性マトリックスと大きな（太い）補強材を基材とする高性能構造体の着想は、間 違いなく失敗するものと思われ、今まで実現されなかった。この脆性マトリック スは、（製造時に熱応力により既に破壊されていなかったとしたら）補強材とと もに強く引っ張られたときに簡単に亀裂が入り粉々になってしまうであろう。However, due to the low tensile strain capacity and brittleness of the strong matrix material, the strong brittle The idea for a high-performance structure based on a flexible matrix and large (thick) reinforcements was It was thought that it would definitely fail, and it was never realized until now. This brittle matrix (if it had not already been destroyed by thermal stress during manufacture) It will easily crack and shatter when pulled too hard.

従来の鉄筋コンクリートにおいて、大きな補強材が現実に使用されているが、従 来の鉄筋コンクリートは高性能材料ではない（補強材は低濃度でのみ使用するこ とができ、引張帯域には一般にひどい亀裂等が入る、等々）。Although large reinforcement materials are actually used in conventional reinforced concrete, Traditional reinforced concrete is not a high-performance material (reinforcement should only be used in low concentrations). (the tensile zone is generally severely cracked, etc.).

本発明により、高濃度の太い補強棒を有する補強用の強固な脆性材料を基材とし た高性能構造体が実現した。According to the present invention, a strong brittle reinforcing material having thick reinforcing rods with high concentration is used as a base material. A high-performance structure was realized.

本発明は、脆性材料の破損領域において局部的に何が実際に起こるのかを認識し 、且つこれらの認識した現象をどのように利用するのかに基づいている。The present invention recognizes what actually happens locally in the failure region of brittle materials. , and how to utilize these recognized phenomena.

１裂嘗藍皇変長 例えば、大きな棒の形態のガラスのような脆性材料が張力により破損する時、例 えば、亀裂帯１及び亀裂帯の厚さを測定するための想像上の測定点２−２が示さ れている第４図から明らかなように、このような破損は極限荷重までの実質的に 弾性的な変形が生じたのち非常に突然起こる。1 fissure Aiou Hencho For example, when a brittle material such as glass in the form of a large rod breaks under tension, e.g. For example, an imaginary measurement point 2-2 for measuring the crack zone 1 and the thickness of the crack zone is shown. As is clear from Figure 4, this type of failure occurs substantially up to the ultimate load. It occurs very suddenly after an elastic deformation occurs.

しかしながら、同様の実験において、実際の分離が住する極めて狭い帯域につい てこの変形を測定すると、全く異なった状態が観察される。However, similar experiments have shown that the very narrow band in which the actual separation resides is When measuring the deformation of the lever, a completely different situation is observed.

このことが第５図に示されている。即ち、第５図は、力対力の方向におけるこの 帯域の変位を示す亀裂帯１　（第４図における帯１に相当する）亀裂帯１の挙動 を説明している。この変位は、第４図における測定点２−２に対応する想像上の 測定点２−２により示される帯域の厚さの変位に起因する。This is illustrated in FIG. That is, FIG. Crack zone 1 showing the displacement of the zone (corresponding to zone 1 in Figure 4) Behavior of crack zone 1 is explained. This displacement corresponds to the imaginary measurement point 2-2 in Figure 4. This is due to the displacement of the thickness of the zone indicated by measurement point 2-2.

力は、第４図と同様のスケールで描かれているが、変位のはスケールは拡大され ている（例えば、第４図における１０が１１１１に相当する時には、第５図にお ける１ｃ１１１が１−に相当するように）。The forces are drawn on the same scale as in Figure 4, but the scale of the displacements has been expanded. (For example, when 10 in Fig. 4 corresponds to 1111, it corresponds to 1111 in Fig. 5. 1c111 corresponds to 1-).

小さな帯域１はまず最大荷重まで弾性的に変形する。その後、亀裂帯変形（Ａ） の開始点で、力曲線は直ぐには降下せず、むしろ長い距離にわたって減少し、亀 裂帯がまだ引張荷重ＣＢ）を担持することができることを示している。このスケ ールにおいて大きく見える変形（亀裂帯変形）の後でのみ実際の分離（Ｃ）が起 こる。言い換えれば、最大荷重後で且つ実際の分離が起こるまでのこの変形の間 、亀裂帯は、引張荷重を担持するすることができ且つ一種の塑性加工を行うこと ができる一体性材料から構成されている。The small zone 1 first deforms elastically up to the maximum load. After that, crack zone deformation (A) At the starting point, the force curve does not drop immediately, but rather decreases over a long distance, It shows that the cleft band is still able to carry the tensile load CB). This scale Actual separation (C) occurs only after deformation (crack zone deformation) that appears large in the core. Koru. In other words, during this deformation after the maximum load and until the actual separation occurs , the crack zone can carry tensile load and perform a kind of plastic deformation. Constructed from a monolithic material that can

亀裂帯変形は非常に小さく、コンクリートで約２０〜５０霞、従来のセメントペ ーストで２〜１０趨、強固なセメント／ミクロシリカペーストで０．５〜１−１ そしてガラスでわずか０．００１〜０．０１−である。The crack zone deformation is very small, about 20 to 50 haze in concrete, and in conventional cement paste. 2-10 range for paste, 0.5-1-1 for strong cement/micro silica paste And for glass it is only 0.001-0.01-.

これらの値から明らかなように、非常に強固で脆い材料（これは本発明の構造体 にとっては特に重要である）の亀裂帯変形は、極めて小さく、典形的には１−未 満である。It is clear from these values that the material is very strong and brittle (this is the structure of the present invention). The crack zone deformation (which is particularly important for It is full.

コンクリートにおける亀裂帯変形についてはほぼここ１５年間の間知られていた のに対して、非常に強固で脆性の材料について亀裂帯変形が認識されていたかど うかは、本発明者によるこの変形の大きさの予測及び推定を除いては、全く疑わ しい（１９８５年９月１０〜１３日にフィンランドのニスポー（Ｅｓｐｏｏ）に おいて開かれた、機械工業における材料のノウハウの利用ついての国際会議で発 表された論文であるバフヘエイチ・エイチ（ｂａｃｈｅ　Ｈ，Ｈ，）、「工学に おけるコンクリート（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）　Ｊ 　；　１９Ｂ５年１０月１〜３日にローザンヌで開かれたコンクリートの破壊力 学−基礎と応用についての国際会議で発表された論文であるバフへ、「コンクリ ート及びコンクリート構造体の設計における破損機構（Ｆｒａｃｔｕｒｅ　Ｍｅ ｃｈａｎｉｃｓ　ｉｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　Ｃｏ ｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）　Ｊ　：バフへ、「ブルドメカニク（Ｂｒ ｕｄｍｅｋａｎｉｋ）　Ｊ、ベントンーテクニク（Ｂｅｎｔｏｎ−Ｔｅｋｎｉｋ ）３／１２／１９８４）。Crack zone deformation in concrete has been known for almost the last 15 years. In contrast, crack band deformation was recognized for very strong and brittle materials. However, there is no doubt that the magnitude of this deformation is predicted and estimated by the inventor. (September 10-13, 1985 in Nispoo, Finland) Issued at the International Conference on the Utilization of Materials Know-How in the Mechanical Industry, held at The paper presented by Bache H.H., “In Engineering Concrete in Engineering J ; The Destructive Power of Concrete held in Lausanne on October 1-3, 19B5 To Buff, a paper presented at the International Conference on Science - Fundamentals and Applications. Fracture Mechanism in the Design of Steel and Concrete Structures chanics in Design of Concrete and Co ncreteStructures) J: To the buff, "Brudomechanic (Br udmekanik) J, Benton-Teknik )3/12/1984).

硬くて脆い材料の亀裂帯変形についての科学的な認識がほとんどないと思われる 一つの理由として、これらの極めて小さな変形を直接検出することがほとんど不 可能であることが挙げられる。又、他の理由として、単にこのような情報の利用 が必要とされていなかったことが挙げられる。There seems to be little scientific understanding of crack zone deformation in hard and brittle materials. One reason is that it is almost impossible to directly detect these extremely small deformations. It is possible. Alternatively, there may be other reasons for simply not using such information. was not needed.

前記したように、本発明者は、硬い脆性材料に亀裂帯変形が存在することを予測 し且つそれらの大きさを推測した。この推測は、破壊作用は主に破壊帯域変形に よるものであるという仮定の下に、予測した亀裂帯変形Δ、破壊エネルギーＧ、 及び引張強度σ間の次に示す関係に基づいている。As mentioned above, the inventor predicted the existence of crack band deformation in hard brittle materials. and estimated their size. This assumption suggests that the fracture action is mainly due to fracture zone deformation. Under the assumption that the predicted crack zone deformation Δ, fracture energy G, and tensile strength σ based on the relationship shown below.

Ｇ冨σΔ しかしながら、それは、一部分は亀裂帯を補強することを介してそれらを補強す ることにより、一部分は物体全体にそれらを分配することにより、本発明に従っ て利用されるこれらの小さな変形であり、それによって、破壊を生ずる単一亀裂 が形成する代わりに一種の均一降伏が得られる。G-Fu σΔ However, it strengthens them in part through reinforcing the crack bands. by distributing them throughout the object. It is these small deformations that are used in Instead of forming, a kind of uniform yielding is obtained.

土糧芳Ｍ９１　による８六　の 本発明においては、主補強材を利用し、高荷重下手さな亀裂帯をマトリックス材 料全体に分配することにより、この補強材が埋め込まれているマトリックスの全 容量を増加させ、これにより高引張荷重下においても実質的に一体で且つ実質的 に亀裂のない構造体を保証している。この原理を以下詳述する。86 by Toyoyoshi M91 In the present invention, the main reinforcement is used to remove the high load and careless crack zone from the matrix material. By distributing it throughout the material, the entire matrix in which this reinforcement is embedded is increased capacity, which allows it to remain virtually integral and substantially stable under high tensile loads. guarantees a crack-free structure. This principle will be explained in detail below.

第６図に、それぞれ無荷重状態及び破壊直前の引張られた状態の脆性材料から作 製した物体Ａを示す。引張られた状態では、単一の亀裂帯２本゛生じた。物体の 変形の合計は、極限量ε。に物体の長さしを乗じ、得られる値に単−亀裂帯の亀 裂帯変形Δを加えたものに等しい。Figure 6 shows the structure made from brittle material in the unloaded state and in the tensile state just before fracture, respectively. The manufactured object A is shown. Under tension, two single crack bands developed. of an object The total deformation is the limiting amount ε. is multiplied by the length of the object, and the resulting value is calculated as It is equal to the sum of the fissure zone deformation Δ.

δ÷ε。Ｌ＋Δ 大きな物体では、Ｌε。が支配的であるが、物体が十分に小さくなると（又は亀 裂帯が十分に大きくなると）亀裂帯変形（Δ）が支配的になる。このことは、「 見掛け（ａｐｐａｒｅｎ　ｔ）破壊歪」　（平均破壊歪）ε１−δ／Ｌはバルク 材料のε。に比例して増加し、その結果バルクの材料（ε。）と比較した特定の 小物体に関する真の増加歪容量が得られるが、これは、Δ／Ｌに比例する量ＥＧ ／Ｌσ。′によっても表すことが出来る。延性の尺度であるこの量を、以下「延 性数」と称する。「脆性数」と呼ばれる逆数値Ｌσ。”／ＥＧを延性数の代わり にしばしば使用する。延性数を上記の式に代入すると次のようになる。δ÷ε. L+Δ For large objects, Lε. is dominant, but when the object is small enough (or turtle) When the fissure zone becomes large enough), the fissure zone deformation (Δ) becomes dominant. This means that “ Apparent fracture strain (average fracture strain) ε1-δ/L is the bulk ε of the material. increases proportionally, resulting in a specific compared to the bulk material (ε.) The true incremental strain capacity for small objects is obtained, which is a quantity EG proportional to Δ/L. /Lσ. It can also be expressed by '. This quantity, which is a measure of ductility, is hereinafter referred to as ``ductility''. It is called "sexual number". The reciprocal value Lσ is called the “brittleness number.” ”/EG in place of ductility number often used for Substituting the ductility number into the above equation gives the following:

このことは、脆性材料を、剛性境界に固定され、それにより小さな別個の固定領 域に細分（Ｌが小さい）された構成にすると、この材料の全容量が増加すること を意味している。This allows the brittle material to be fixed to a rigid boundary, thereby creating a small discrete fixed area. The total capacity of this material increases when the configuration is subdivided into regions (lower L). It means.

第６図Ｂに、脆性材料をいくつかの（ｎ）小さな領域に区分する剛性フレーム３ に脆性材料を固定した時の状況を示す。FIG. 6B shows a rigid frame 3 that divides the brittle material into several (n) small areas. Figure 2 shows the situation when a brittle material is fixed.

小さな領域を有するフレームを引張ると、亀裂が開（前にいくつかの小さな亀裂 帯（各領域に一つの亀裂帯）ができる。When you pull the frame with a small area, the crack opens (some small cracks before Bands (one crack zone in each area) form.

このことは、この時点での総変形は次の通りであることを意言い換えれば、細分 により、亀裂帯変形の総変形への寄与率は、ｎ倍増加する。これは、ＣＲＣ構造 体において得られることである。即ち、高密度に配置した主補強材が剛性フレー ムとして作用し、材料が主補強材とともに引張変形を受ける時にマトリックス材 料を小さな領域に区分しその全容量を増加する。明らかに、ここでの「細分する 」とは、材料が物理的に別個の物体に分割されることを示すことを意図している のではなく、むしろ、剛性主補強材への固定により、材料があたかも小さな別個 の物体に細分されたかのようにその材料の性質のあるものが挙動することを示す ことを意図している。要するに、亀裂が開（ことができるほど材料が大きく動く ことができないようにして、材料の各特定の領域が剛性主補強材に固定されてい るというのがこの原理である。この状態を第６図Ｃに示す、即ち、第６図Ｃでは 、補強材５を有するＣＲＣ構造体が示されており、この補強材が補強材に隣接す るマトリックス柱を小さな領域に細分する剛性フレームとして作用し、引張荷重 下で多数の亀裂帯変形を生じさせる。This means that the total deformation at this point is as follows.In other words, the subdivision As a result, the contribution rate of the crack zone deformation to the total deformation increases by a factor of n. This is the CRC structure It is something that can be obtained in the body. In other words, the main reinforcement members placed in high density form a rigid frame. When the material is subjected to tensile deformation along with the main reinforcement, the matrix material Divide the material into smaller areas and increase its total capacity. Obviously, the term "subdivide" here is ” is intended to indicate that the material is physically divided into separate objects. Rather, the fixation to the rigid main stiffener makes the material appear as if it were a small, separate shows that certain properties of the material behave as if it were subdivided into objects of is intended. In short, the more a crack can open (the more material can move) Each specific area of material is fixed to the rigid main reinforcement so that it cannot This principle is that This state is shown in FIG. 6C, that is, in FIG. , a CRC structure is shown having a reinforcement 5 which is adjacent to the reinforcement. Acts as a rigid frame that subdivides the matrix columns into smaller areas, allowing tensile loads to be causing numerous crack zone deformations at the bottom.

以下、補強材の配置及び特性を利用してこのようなマトリックスの小さい別個の 領域を生じさせることにより材料の歪容量を増加させる条件を説明する。Below, we will use the placement and properties of the reinforcement to create small, discrete structures in such a matrix. Conditions for increasing the strain capacity of a material by creating regions will be described.

１）低濃度の平滑な補強材を有する材料では、ヤトリンクス材料の固定は実質的 には起こらない。又、マトリックスの小容量領域への細分化も起こらない。この 理由は、（ａ）補強材に沿って滑動が起こる恐れがあり且つ（ｂ）補強材が低濃 度のときは、亀裂は補強材を通過してしまう場合があるので、（たとえ固定が良 好になされていたとしても）亀裂は停止しないからである。1) For materials with low concentrations of smooth reinforcement, the fixation of Yatlinx materials is virtually It doesn't happen. Also, no subdivision of the matrix into small volume areas occurs. this The reasons are (a) there is a risk of sliding along the reinforcing material and (b) the reinforcing material is low in concentration. cracks may pass through the reinforcing material (even if well fixed). Even if things were done well, the cracks would not stop.

２）補強材が粗いかあるいは異形のもので且つ低濃度の場合には、滑動がより困 難になるので、恐らく状態はいくらか改善されるが、亀裂はまだ補強材を通過し 、そして小さく区別されしっかりと固定された多数領域による所望の効果は得ら れない。2) Sliding is more difficult if the reinforcement is rough or irregularly shaped and has a low concentration. The condition will probably improve somewhat, but the crack will still pass through the reinforcement. , and the desired effect of a large number of small, distinct and firmly fixed regions is not achieved. Not possible.

前記の状態は、高補強材濃度（５％を越える）がまれである公知技術の鉄筋コン クリートにおいて典型的なものである。The above conditions are common in prior art rebar concrete where high reinforcement concentrations (above 5%) are rare. This is typical in cleats.

３）補強材が高濃度で良（分布しているとともにマトリックスの補強材への固定 が良好である場合には、マトリックスは、補強材の径と同様のオーダーの大きさ の小さな固定された多数の領域に「分割」される、補強材を均一に分布し、主補 強棒間の「マトリックス柱」の太さが小さく（典型的にはその棒の径と同様のオ ーダー）なるようにする必要がある。3) High concentration of reinforcing material (distributed and fixation of matrix to reinforcing material) is good, the matrix is of a similar order of magnitude to the diameter of the reinforcement. The reinforcement is uniformly distributed, “split” into a large number of small fixed areas, and the main reinforcement The thickness of the "matrix columns" between the strong bars is small (typically a diameter similar to that of the bars). It is necessary to make sure that the

又、非常に高密度に配置した補強材間にマトリックスが非常によく固定されてい て、歪容量を増加することができることが必須要件である。Also, the matrix is very well fixed between the reinforcements arranged very densely. Therefore, it is essential to be able to increase the strain capacity.

このことを達成するためには、下記の条件を満足するのが望ましい。In order to achieve this, it is desirable to satisfy the following conditions.

１）典型には５％を越える濃度で高密度に配置した補強材。1) Dense reinforcement, typically in concentrations greater than 5%.

従って、本発明によれば、補強材（Ｂ）は容積で５％を越える濃度、好ましくは ７％を越える濃度、より好ましくは１０％を越える濃度、更により好ましくは１ ５％を越える濃度、更により好ましくは２０％を越える濃度、更により好ましく は３０％を越える濃度、最も好ましくは４０容積％の濃度で存在することが好ま しい。According to the invention, therefore, the reinforcing material (B) has a concentration of more than 5% by volume, preferably Concentrations greater than 7%, more preferably greater than 10%, even more preferably 1 Concentrations above 5%, even more preferably above 20%, even more preferably is preferably present in a concentration of greater than 30%, most preferably 40% by volume. Yes.

補強材は、強化されるべき物品の断面に対しては均一に分布しないことがよくあ るが、どちらかと言えば、荷重が物体にかけられるとき引張帯域となる帯域の方 が圧縮を受ける帯域よりも補強材濃度が高くなることがしばしばある。しかしな がら、圧縮を受ける帯域においても、造形品が圧縮帯での破壊により破損しない ように、補強材を組み込まねばならないことがよくある。圧縮帯にも補強材を有 するビーノ、を例１〜５に例示する。Reinforcement materials are often not evenly distributed over the cross section of the article to be reinforced. However, if anything, the band that becomes the tensile band when a load is applied to the object The reinforcement concentration is often higher than in the zone undergoing compression. However However, even in the compression zone, the printed product will not be damaged due to destruction in the compression zone. As such, reinforcement must often be incorporated. The compression band also has reinforcement material. Examples 1 to 5 illustrate examples 1 to 5.

２）例えば粗さ、異形及び優れた化学的親和性によりマトリックス材料を固定で きる補強材、及び例１〜７に使用されているような高濃度で繊維を添加したマト リックス等の補強材を固定するのに特に通したマトリックス。2) Immobilization of matrix materials due to e.g. roughness, irregular shape and good chemical affinity reinforcing materials, and high concentrations of fiber added tomato as used in Examples 1-7. A matrix specifically used to secure reinforcements such as ricks.

椿強せ食刀定 ＣＲＣが強固な延性のある複合構造体として働くためには、マトリックス材料が 非常に強固で剛性があるばかりでなく、延性的に作用し且つ均質に主補強材に固 定されることが必須であり、且つ主補強材が立体的に安定な剛性フレームとして 作用するのを保証することも極めて重要である。Tsubaki Strong Food Sword Set For CRC to work as a strong, ductile composite structure, the matrix material must be It is not only very strong and rigid, but also acts ductile and is homogeneously fixed to the main reinforcement. It is essential that the main reinforcing material is a three-dimensionally stable rigid frame. It is also extremely important to ensure that it works.

このマトリックス材料（それ自体では非常に剛性である）の延性は、繊維補強材 により得られる。The ductility of this matrix material (which is very stiff on its own) makes the fiber reinforcement It is obtained by

主補強材へのマトリックスの固定は、有効な形状の主補強材（例えば、円形断面 で異形で且つ表面の粗い）とともに、高い延性が付与される強固な剛性マトリッ クス材料を使用することにより得られる。The fixation of the matrix to the main stiffeners is based on the effective shape of the main stiffener (e.g. circular cross section). It has an irregular shape and a rough surface) and a strong rigid matrix that provides high ductility. It can be obtained by using

立体的安定性は、マトリックス材料によりしっかりと固定される補強材を幾何学 的に適当に配置することにより得られる。Stereoscopic stability is achieved by geometric reinforcements that are more firmly fixed by the matrix material. can be obtained by appropriately arranging the

類領の従来の鉄筋コンクリート構造体が横方向の補強材を備えているいるにに対 して、本発明では、大きな剪断力は例１〜４で示されているように、強固で剛性 があり且つ延性のある繊維強化マトリックスにより移動することができるので、 多（の場合、剪断荷重下であっても横方向の補強材を全く用いなくともよい。Whereas conventional reinforced concrete structures have lateral reinforcement, Therefore, in the present invention, large shear forces are applied to strong and rigid and can move due to the ductile fiber-reinforced matrix. In the case of polyurethane, it is not necessary to use any lateral reinforcement even under shear loads.

非常に大きな剪断力あるいは主補強材に対して垂直な大きな引張力を移動させる には、横方向の補強材を十分に用いることが好ましい。本発明の特定の態様は横 方向補強材の特定な配置にあり、これは、縦方向の主補強材を横切るようにして 配置した短い真っ直ぐの棒からなる補強材をしっかりと固定することのできるマ トリックス材料の独特の特性によるものであり、これらの棒は、それぞれの端部 で非常に短い長さで効率的に固定される。transfer very large shear forces or large tensile forces perpendicular to the main reinforcement It is preferable to use sufficient lateral reinforcement. Certain aspects of the invention The specific placement of the directional reinforcement, which extends across the main longitudinal reinforcement, A mat that can securely fix reinforcement consisting of short straight rods arranged Due to the unique properties of the Trix material, these rods are can be fixed efficiently in a very short length.

補強材とマトリックスとの優れた相互作用は、・一体性耐荷重材料として補強材 の変形に追従できるマトリックス材料による。The excellent interaction between the reinforcement and the matrix allows the reinforcement to act as an integral load-bearing material. Due to the matrix material that can follow the deformation of

極めて脆性な系の場合、内部一体性には、補強材に近接するマトリックスの歪が 、バルクでのマトリックス材料の極限歪を絶対に越えないことが必要である。す なわち、さくε。For extremely brittle systems, internal integrity depends on the strain in the matrix adjacent to the reinforcement. , it is necessary to never exceed the ultimate strain of the matrix material in the bulk. vinegar In other words, Saku ε.

延性のある系の場合、亀裂帯変形を利用する原理による内部一体性に関する要件 として、マトリックスの局部変形が材料の亀裂帯変形より小さくことが挙げられ る。すなわち、εＤくΔ。For ductile systems, internal integrity requirements based on the principle of crack band deformation As a result, the local deformation of the matrix is smaller than the crack zone deformation of the material. Ru. That is, εD × Δ.

ＣＲＣにおいては、主補強材が通常平行配置で高濃度で使用される。このような 配置では、普通のコンクリートマトリックスでは、特に結合材料が通常きわめて 強固で且つ脆性であるため、補強材に沿ってマトリックスが裂ける恐れが非常に 大きい。これらの傾向は、効果的な繊維強化により高度の延性を付与することに より妨かれる。このことを第７図に示す。In CRC, the primary reinforcements are used in high concentration, usually in a parallel arrangement. like this In placement, especially in a common concrete matrix, the bonding material is usually very Because it is both strong and brittle, there is a high risk of matrix tearing along the reinforcement. big. These trends suggest that effective fiber reinforcement can provide a high degree of ductility. more hindered. This is shown in FIG.

即ち、第７図は、直径りの円柱物（例えば、補強棒）が、引張強度σ。、亀裂直 前の引張歪ε０、弾性率Ｅ及び破壊エネルギーＧを有するマトリックス材料中で 膨張する（又はマトリックスが収縮する）ときの亀裂の挙動を示している０円柱 物の膨張（マトリックスと相対的な）ε、は、亀裂直前の引張歪ε。、と相関的 に示されている。横軸は次式で示される脆性数である。That is, FIG. 7 shows that a cylindrical object (for example, a reinforcing rod) with a diameter has a tensile strength σ. , crack straight In the matrix material with tensile strain ε0, elastic modulus E and fracture energy G before 0 cylinder showing crack behavior as it expands (or the matrix contracts) The expansion of the object (relative to the matrix) ε is the tensile strain ε just before cracking. , correlated with is shown. The horizontal axis is the brittleness number expressed by the following formula.

但し、Δは亀裂帯変形である。However, Δ is the crack zone deformation.

１は、超過荷重により更に大きくなる初期欠陥（亀裂）が存在した系に関する曲 線であり、一方、２は、初期亀裂欠陥がなにもなかった系に関する曲線である。1 is a curve for a system with an initial defect (crack) that becomes larger due to excessive load. 2, while 2 is the curve for the system without any initial crack defects.

領域Ａでは、マトリックスには亀裂は生ぜず、領域Ｂではマトリックスに亀裂が 生じた。領域Ｃは、曲線１におけるよりも小さな初期亀裂を有する系を表わす領 域である。In region A, there are no cracks in the matrix, and in region B, there are cracks in the matrix. occured. Region C represents a system with a smaller initial crack than in curve 1. area.

ＣＲＣでは、非常に効果的な繊維強化による主補強材の固定により、高延性、即 ち小さな脆性数が得られ、その結果、マトリックスの破壊エネルギー（Ｇ）が、 非強化材料に比較して約１００倍増加する。In CRC, the fixation of the main reinforcement by highly effective fiber reinforcement results in high ductility and rapid Therefore, a small brittleness number is obtained, and as a result, the fracture energy (G) of the matrix is This is approximately a 100-fold increase compared to non-reinforced materials.

脆性数の式（σ。Ｄ”／ＥＧ）は、脆性が、より小さな寸法（Ｄ）の補強材を使 用し、剛性（Ｅ）を増加し及び破壊エネルギー（Ｇ）を増加させることにより減 少（延性は増加）できることを示している。ＣＲＣでは、主補強材の固定に関連 する延性は、主に、細い強固な剛性繊維を高濃度で使用してマトリ・ノクス材料 の破壊エネルギーを実質的に増加することにより得られる。これにより、破壊エ ネルギー（Ｇ）はかなり増加し、例えば、例１に基づくグラフを示した第８図に 表されているように１００倍以上増加する。ビームは、矢印１で示した力を受け る。第８図のグラフは、力とビームの撓みとの関係を表している。ビームの寸法 は■単位で示される。又、ビームの幅は５０Ｉｎであった。非強化マトリックス 材料及び例１の繊維（長さ６１及び直径０．１５ｍ１を有する鋼繊維６容積％） 強化マトリックス材料の破壊エネルギーを、なされた仕事（力／荷重曲線より下 の領域）をそれぞれの亀裂面積で割って計算してめた時、それぞれ１３ＯＮ／ｍ 及び１３．０ＯＯＮ／ｍであった。The formula for the brittleness number (σ.D”/EG) is that reduced by increasing stiffness (E) and fracture energy (G). This shows that it is possible to reduce (ductility increases). In CRC, related to the fixation of the main reinforcement The ductility of the Matri-Nox material is primarily achieved by using a high concentration of thin, strong, and rigid fibers. obtained by substantially increasing the fracture energy of This will cause the destruction The energy (G) increases considerably, for example in Figure 8, which shows a graph based on Example 1. As shown, it increases by more than 100 times. The beam receives the force shown by arrow 1. Ru. The graph in Figure 8 represents the relationship between force and beam deflection. Beam dimensions is shown in units of ■. Further, the width of the beam was 50In. unreinforced matrix Materials and fibers of Example 1 (6% by volume of steel fibers with length 61 and diameter 0.15 m1) The fracture energy of the reinforced matrix material can be calculated as the work done (below the force/load curve). area) by the area of each crack, the result is 13ON/m. and 13.0 OON/m.

繊維を使用して破壊エネルギーを増加させるには、大きく太い繊維を用いる従来 の繊維強化の場合そうであったように、例えば同様の破壊エネルギーレベルの靭 性であるがその靭性が低応力で大きな変形下で表れるのではなく、得ようとする 靭性が小さな変形下で表れるようにして増加させなければならない、ということ に注目すべきである。In order to increase the fracture energy using fibers, the traditional method of using large and thick fibers is As was the case with fiber reinforcements, e.g. toughness, but its toughness is not manifested under large deformation at low stress, but is sought to be obtained. that toughness must be increased so that it appears under small deformations; It should be noted that

繊維を取り巻くベースマトリックスのミクロ破壊を防止するためには、ミクロ延 性も確立しなければならない。脆性数の考え方によれば、個々の繊維の周囲の局 部延性は、高破壊エネルギーを有する剛性ベースマトリックスに細く非常に剛性 のある繊維を使用することにより得ることが出来る。繊維の寸法は、しばしば、 前記した局部延性を得る目的のために細い補強材を使用しようとする願望と、マ クロ破壊の間延性の挙動を確実に示すためと製造上の理由により太い繊維を使用 しようとする願望との間の妥協により決定される。To prevent microfracture of the base matrix surrounding the fibers, microspreading is necessary. Gender must also be established. According to the concept of brittleness number, the local surroundings of individual fibers Part ductility is thin and extremely stiff due to the rigid base matrix with high fracture energy This can be obtained by using fibers with a certain The fiber dimensions are often The desire to use thin reinforcements for the purpose of obtaining local ductility mentioned above and the Thick fibers are used to ensure the mesoductile behavior of black fracture and for manufacturing reasons. It is determined by a compromise between the desire to

脆性数の概念を利用することに基づく他の重要で且つ驚くべき態様は、非常に剛 性なベースマトリックスを高延性を得る手段として使用することにある。ベース マトリックスの剛性は、骨材の容積を増加（骨材が結合材より剛性が高い系の場 合）することにより及びより高い弾性率を有する物質の骨材を使用することによ り増加する。強固な骨材の容積を増加することには、剛性を増加することの他に 、結合材の必要量を減少させ、これにより、材料が変形に対して一層敏惑でなく なり且つより高い破壊エネルギーが得られるという有利な効果がある。Another important and surprising aspect based on the use of the concept of brittleness is that very rigid The aim is to use a flexible base matrix as a means of obtaining high ductility. base The stiffness of the matrix increases the volume of the aggregate (in systems where the aggregate is stiffer than the binder). and by using aggregates of materials with higher modulus of elasticity. increase. Increasing the volume of strong aggregates, in addition to increasing stiffness, , reducing the amount of binder required, which makes the material less sensitive to deformation. This has the advantageous effect that a higher fracture energy can be obtained.

前記の事柄にしたがって、例１〜４において、セメントを基材としたＣＲＣビー ムに粗大な石英粒を高濃度で使用したところ、マトリックス材料の弾性率は高＜ 　（Ｅ　＝５０．ＯＯＯＭＮ／Ｍ）且つ破壊エネルギーも比較的高かった（Ｇ＝ １００　Ｎ／Ｍ）。In accordance with the foregoing, in Examples 1 to 4, cement-based CRC beads When using a high concentration of coarse quartz grains in the matrix, the elastic modulus of the matrix material was high < (E = 50.OOOMN/M) and the fracture energy was relatively high (G = 100N/M).

剛性（及び破壊エネルギー）は、耐火性ボーキサイト（Ａｌ□０３含量の高いも の）などのより強固な粒子を使用することにより更にもっと増加することができ る。例えば、約７０、０００ＭＰａの弾性率を有するＡｌ□０．含量の高い砂を 用いたマトリックス材料が例６に使用されており、且つ１９８１年６月１０〜１ ２日にカナダのオタワにおいて開かれた、高性能減水剤（Ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔ ｉｃｉｚｅｒｓ）についての第２回国際会議で発表された論文であるパンへ、緻 密化セメント／超微細粒子に基づく材料（Ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ　Ｃｅｍｅｎｔ／ Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ−ＢａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ）　Ｊ 　（以下「オタワ論文」と称する）において報告されている。The stiffness (and fracture energy) is higher than that of refractory bauxite (high Al□03 content). can be increased even more by using stronger particles such as Ru. For example, Al□0. sand with high content The matrix material used was that used in Example 6, and The Superplast Exhibition was held in Ottawa, Canada on the 2nd. icizers), a paper presented at the 2nd International Conference on Densified Cement/Materials based on ultrafine particles Ultrafine Particle-Based Materials) J (hereinafter referred to as the "Ottawa Paper").

７　１−　ス　゛の８″′　−の」曽」１−Ｇ　様において、本発明は、マトリ ックス材料中に配置した特定の主補強材を有し、歪容量（マトリックスの亀裂の 形成がちょうど始まる時点での歪み）が特定の繊維強化材によって増加した強化 構造体に関する。この構造体を第９図に示す。即ち、第９図には、一般的な強化 脆性材料の引張挙動が示されている。7. In the case of "So" 1-G of 1-S 8'''-, the present invention The strain capacity (of cracks in the matrix) is Reinforcement where the strain at the point when formation is just beginning) is increased by certain fiber reinforcements Concerning structures. This structure is shown in FIG. That is, Figure 9 shows the general reinforcement The tensile behavior of brittle materials is shown.

第９図において、Ａは張力下における非強化試料（棒状）の挙動を示している。In FIG. 9, A shows the behavior of a non-reinforced sample (bar-shaped) under tension.

同一ではあるが引張方向に配列した強化材、例えば、捧又は繊維を有する試料が 引張られると、マトリックスは通常の場合（Ｂ及びＣ）、非強化マトリックスと 同じ歪で破損する。Specimens with reinforcements, e.g. fibers or fibers, that are identical but aligned in the tensile direction are When tensioned, the matrix becomes different from the unreinforced matrix in the normal case (B and C). It will be damaged by the same strain.

破損後、荷重はこの補強材により担持される。After failure, the load is carried by this reinforcement.

従って、これらの系は、歪容量（マトリックスの観点から考えた）に関しては変 わらない。これらの系の差異は、マトリックスが破損する点での平均応力が異な る点（補強材の剛性がマトリックス材料より大きい時には応力が大きく、逆の場 合には応力が小さい）及びマトリックスの破損後でも補強材が荷重を担持するこ とができる点（荷重は亀裂を横断する補強材により担持される）にある。These systems are therefore invariable in terms of strain capacity (considered in terms of the matrix). It doesn't hurt. The difference between these systems is that the average stress at the point of matrix failure is different. (when the stiffness of the reinforcement material is greater than the matrix material, the stress is large; vice versa) (if the stress is small) and the reinforcement can carry the load even after matrix failure. (the load is carried by the reinforcement across the crack).

セメントモルタル及びコンクリート等の材料の場合、マトリックスに亀裂が入る 点での極限引張歪は、約０．１〜０．２　ｍ／ｍである。In the case of materials such as cement mortar and concrete, cracks appear in the matrix. The ultimate tensile strain at a point is about 0.1-0.2 m/m.

以下、繊維配合の効果を、セメント／コンクリ−１・系の挙動により例証して説 明する。The effect of fiber blending will be explained below by illustrating the behavior of the cement/concrete system. I will clarify.

第９図の曲線Ａにより示したように、非強化モルタル又はコンクリートマトリッ クスは、単一亀裂が入ったのち脆性的に割れる。コンクリート（又はモルタル） マトリックスに短繊維を配合することにより、異なった挙動が得られる。即ち、 この材料は、繊維で強化されていない対応するマトリックスの極限引張歪にほぼ 相当する変形時点で亀裂が入るが、亀裂形成後の挙動が異なる。As shown by curve A in Figure 9, unreinforced mortar or concrete matrix The wood cracks brittle after a single crack appears. concrete (or mortar) Different behaviors can be obtained by incorporating short fibers into the matrix. That is, This material approaches the ultimate tensile strain of the corresponding matrix that is not reinforced with fibers. Cracks occur at corresponding deformation points, but the behavior after crack formation is different.

従来の繊維強化コンクリートを代表するそれほど大きくない強化効果の場合、第 ９図のＢで示すように、補強材は亀裂の入らないコンクリートはどの荷重を移動 させることはできないが、材料はまだ一体となっており、亀裂を横断する繊維で 強化された状態にある。この材料は、典型的には単−又は数個の亀裂した生じな い。In the case of a not-so-great reinforcement effect, typical of conventional fiber-reinforced concrete, the As shown by B in Figure 9, how much load does the reinforcement transfer when the concrete does not crack? However, the material is still in one piece and the fibers that cross the crack in a strengthened state. This material typically has one or a few cracks. stomach.

亀裂の入らないコニ／クリートよりも亀裂を横断する繊維に大きな力を確実に移 動させるもっと優れた繊維強化材の場合（繊維の量がもっと多く、繊維とマトリ ックスとの間の接着性がよりよい等）、第９図のＣで示したように多数の亀裂が 生ずる。この挙動は、通常の繊維強化コンクリート及びモルタルではそれほど頻 繁には得られないが、ガラス繊維で強化した薄いシート等の特殊な材料では実際 に見られる。Reliably transfers more force to fibers crossing cracks than non-crack-free Koni/Crete For better fiber reinforcements (with higher amounts of fibers, fibers and matrices) (better adhesion between the arise. This behavior is less frequent in conventional fiber-reinforced concrete and mortar. Although not often obtained, it is actually possible with special materials such as thin sheets reinforced with glass fiber. seen in

上記で説明した挙動は、繊維強化モルタル及びコンクリートに関して「通常の公 知の挙動」であり、その全てにおいて、非強化コンクリートとほぼ同様の歪でマ トリックスに亀裂が入るという共通の特徴がある。この亀裂は、主補強材及び繊 維の両方を通過する。これは、補強材の全容量よりはるかに小さい全容量のマト リックス材料を有する強化脆性材料に関して一般的に受け入れられている挙動で ある。事実、セメント／綱系に関しては、鋼とセメントの全容量の比は２０：１ を越え、多くの場合４０：１をも越える。The behavior described above is consistent with the “normal public In all cases, the material exhibits almost the same strain as non-reinforced concrete. There is a common characteristic that cracks appear in the Trix. This crack is caused by the main reinforcement and fibers. passes through both fibers. This is because the total capacity of the matte is much smaller than the total capacity of the reinforcement. The generally accepted behavior for reinforced brittle materials with be. In fact, for cement/steel systems, the ratio of total steel to cement capacity is 20:1. and in many cases even exceeds 40:1.

しかしながら、繊維とマトリックスの非常に特殊な組み合わせの場合、この「法 則」からはずれ、第９図のＤで示し且つ以下に述べるように、マトリックスに亀 裂が生ずる点での歪を真に増加させることができる。However, for very specific combinations of fibers and matrix, this "method" deviating from the matrix, as shown by D in Figure 9 and described below. It is possible to truly increase the strain at the point where the crack occurs.

この歪の真の増加は、前記で説明した亀裂帯変形の現象に直接関連している。変 形した亀裂帯（後で亀裂となるがまだ割れていない）にがかる引張応力は最大応 力より小さく、即ち、第５図に関連して先に説明したように、最大応力が生じた あとでのみ大きな変形が生ずる。This true increase in strain is directly related to the phenomenon of crack band deformation discussed above. strange The tensile stress on a shaped crack zone (later cracked but not yet broken) is the maximum stress. less than the maximum stress, i.e., as explained above in connection with FIG. Large deformations only occur later.

公知材料で起こることとは反対に、もし大きな変形を最大応力に達する「前」に 起こすことができれば、最大荷重及び破壊の前に物体全体にわたって「降伏」が 広がるので、その挙動は全く異なったものであろう。このことは第１０図に示す 。Contrary to what happens with known materials, if large deformations are applied ``before'' maximum stress is reached, If possible, "yielding" occurs throughout the object before maximum load and failure. As it spreads, its behavior would be quite different. This is shown in Figure 10. .

第１０図において、曲線１は、引張荷重下での脆性材料の通常の挙動を示し７て いる。第５図に関連して説明したことによれば、材料はまず最大荷重６まで弾性 的に変形し、ここで最初の亀裂帯（３）４生ずる。その後、力曲線は、分離が生 ずる迄、変位の増加とともに下がる。In Figure 10, curve 1 shows the normal behavior of brittle materials under tensile loading7. There is. According to what was explained in connection with Figure 5, the material is initially elastic up to a maximum load of 6. deformation, and here the first crack zone (3) 4 occurs. The force curve then shows that separation occurs. It decreases as the displacement increases until it slips.

曲線２は、本発明の原理の一つによる十分な繊維補強材を有する脆性マトリック ス材料に関する、全く異なり且つ非常に好ましい挙動を示し、７ている。マトリ ックス材料は亀裂帯域にわたって十分に強化されているので、非強化マトリック スの最大荷重に相当する引張荷重６での挙動が全く異なっている。即ち、力曲線 が下がるのではなく上昇している。これは、マトリックスの亀裂帯域の引張荷重 支持能力と亀裂帯域を強化している繊維の引張荷重支持能力を組合わせたものが 、無亀裂バルクマトリックス材料の最大荷重支持能力より大きいためである。従 って、新しい亀裂帯域が生じ且つ力／変位曲線の行程が長くなる（曲線２に示す ように）。これは、強化亀裂帯が材料全体に発展し且つ極限荷重に達する状態（ ４及びＢ）まで荷重を支持する多数の亀裂帯域中の繊維の率が増加することを表 している。その後、亀裂帯域の一つにマトリックスの破損が起こるが、このとき 亀裂帯域を強化している繊維は更に変位が起こる間引張荷重をなお支持している （Ｃ）。Curve 2 is a brittle matrix with sufficient fiber reinforcement according to one of the principles of the invention. 7 shows a completely different and very favorable behavior with regard to base materials. Matri The box material is sufficiently reinforced across the crack zone that the unreinforced matrix The behavior at tensile load 6, which corresponds to the maximum load of the steel, is completely different. i.e. the force curve is rising, not falling. This is the tensile load of the crack zone in the matrix. The combination of bearing capacity and tensile load bearing capacity of the fibers reinforcing the crack zone , which is greater than the maximum load-bearing capacity of the crack-free bulk matrix material. subordinate Therefore, a new crack zone is formed and the path of the force/displacement curve becomes longer (as shown in curve 2). like). This is a condition in which a reinforcing crack zone develops throughout the material and reaches an ultimate load ( 4 and B) show that the proportion of fibers in the multiple crack zones that support the load increases. are doing. Matrix failure then occurs in one of the crack zones; The fibers reinforcing the crack zone still support the tensile load while further displacement occurs. (C).

このような好ましい挙動は、破壊前の剪断で望性降伏を示し、構造上の転位でい わゆる「歪硬化（ｓｔｒａｉｎ−ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）　Ｊを生ずる金属から公 知である。This favorable behavior indicates desired yielding in shear before failure and prevents structural dislocations. So-called "strain-hardening" occurs from metals. It is knowledge.

第１０図の曲線２〜４に関する説明から明らかなように、繊維に多くの荷重を支 持させて、亀裂が起きる前の亀裂帯域における応力が軟質亀裂帯域が生じ始める 応力（これは非強化マトリックス材料に関する最大応力にほぼ相当する）を越え るようにして細い「軟質」亀裂帯域を強化することにより、同様の「歪硬化」を 生じさせることが可能である。As is clear from the explanation regarding curves 2 to 4 in Figure 10, the fibers bear a lot of load. If the stress in the crack zone before crack initiation is maintained, the soft crack zone begins to form. exceeding the stress (which approximately corresponds to the maximum stress for unreinforced matrix material) Similar “strain hardening” can be achieved by strengthening narrow “soft” crack bands in a manner similar to It is possible to cause

従って、本発明のこの態様によれば、完全なマトリックス材料〔ベースマトリッ クス（Ｃ）〕が、「亀裂を入れることを窓間する」材料が常に歪硬化強化機構に 従い、その結果新しい帯域が変形し、最終的に均一に分布したより大きな貫通歪 が生ずるように強化される。以下、この機構を「歪硬化」と称する。Therefore, according to this aspect of the invention, the complete matrix material [base matrix (C)], the material that “does not allow cracking” always has a strain-hardening strengthening mechanism. Therefore, a new band is deformed as a result, resulting in a larger uniformly distributed penetrating strain. is strengthened so that it occurs. Hereinafter, this mechanism will be referred to as "strain hardening."

紡糸法により製造した高品質アスベストセメントバイブ等のある特殊な製品にお いては、繊維によりセメント賞材料の全容量を増加することは公知であった。し かしながら、主補強材を特定の配置とするとともに特定のコンクリートとして歪 硬化可能材料を使用して、このような構造体を主補強材と組み合わせることは知 られていなかった。For special products such as high-quality asbestos cement vibes manufactured using the spinning method. It has been known to increase the total capacity of cementitious materials by means of fibers. death However, the main reinforcement is placed in a specific manner and the strain is applied as a specific concrete. It is known to combine such structures with primary reinforcement using hardenable materials. It wasn't.

従って、この態様において、本発明は、埋め込まれた補強材（Ｂ）を有するマト リックス（Ａ）を含んでなる造形品であって、前記マトリックス（Ａ、）が繊維 等の補強用物体（Ｄ）で強化されているベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる 複合構造体であり、これにより前記マトリックス（Ａ）の全容量が前記ベースマ トリックス（Ｃ）の全容量を越えて増加しており、前記マトリックス（Ａ）の全 容量と前記ベースマトリックス（Ｃ）の全容量との比が少なくとも１．２、好ま しくは少なくとも１．５、より好ましくは少な（とも２、更により好ましくは３ 、更により好ましくは５、更により好ましくは１０、更により好ましくは２０、 更により好ましくは５０、そして最も好ましくは少なくとも１００である造形品 に関する。Therefore, in this aspect, the invention provides matrices with embedded reinforcement (B). A shaped article comprising a matrix (A), wherein the matrix (A,) is a fiber. comprising a base matrix (C) reinforced with reinforcing objects (D) such as a composite structure, whereby the entire capacity of said matrix (A) is connected to said base matrix. The total capacity of the matrix (A) has increased beyond the total capacity of the matrix (C). The ratio of the capacitance to the total capacitance of said base matrix (C) is at least 1.2, preferably or at least 1.5, more preferably less than 2, even more preferably 3 , even more preferably 5, even more preferably 10, even more preferably 20, Even more preferably the shaped article is 50, and most preferably at least 100 Regarding.

特定の繊維配置により、マトリックス（Ａ）の歪容量を、同一の、しかしながら 強化したマトリックス材料（Ｃ）の歪容量を越えて増加させることができる（コ ンクリート及び通常のコンクリート材料と組み合わせたモルタルに関連して公知 である従来の「粗大な」補強材では、このような「歪硬化」効果を生じさせるこ とは全くできないであろう）。The specific fiber arrangement allows the strain capacity of the matrix (A) to be reduced to the same, but can be increased beyond the strain capacity of the reinforced matrix material (C) Known in connection with mortar in combination with concrete and ordinary concrete materials Conventional "coarse" reinforcement materials, which are ).

特定の繊維配置についての説明を容易にするために、理論的基準〔未発表の研究 において本発明者が開発し、アベストン（Ａｖｅｓｔｏｎ）　、クーパー（Ｃｏ ｏｐｅｒ）及びケリー（Ｋｅｌｌｙ）により開発された理論モデル（アベストン 、Ｊ、、Ｇ、Ａ、クーパー、及びＡ、ケリー、「単−及び多数破損（Ｓｉｎｇｌ ｅ　ａｎｄ　ＭｕｌｔｉｐｌｅＦｒａｃｔｕｒｅ）　Ｊ　、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ ｇｓ、ｔｈｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ 、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｙｈｓｉｃａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　％　１９７１ 年１１月４日、第１５〜１６頁）と近似するものである〕を使用する。これらの 基準は、引張方向と平行に配置した柱状繊維で強化した材料に関して開発された ものである。To facilitate explanation of specific fiber arrangements, theoretical criteria [unpublished work] Developed by the present inventor, Aveston, Co. oper) and the theoretical model developed by Kelly (Aveston , J., G., A. Cooper, and A., Kelly, “Single and multiple failures (Singl. e and Multiple Fracture) J, Proceedin gs, the Properties of Fibercomposites , National Physical Laboratory % 1971 November 4, 2015, pages 15-16). these The standard was developed for materials reinforced with columnar fibers arranged parallel to the tensile direction. It is something.

簡略化した形態では、所望の「歪硬化」を得るための条件は次の通りである。In simplified form, the conditions to obtain the desired "strain hardening" are as follows.

又は、 但し、ψは繊維の容積濃度であり、Ｇ、はベースマトリックス（Ｃ）の破壊エネ ルギーであり、Ｅ、はベースマトリックス材料（Ｃ）の弾性率であり、τは繊維 とマトリックス（Ｃ）との間の滑動での剪断応力であり、σ、はベースマトリッ クス（Ｃ）の引張強度であり、ｄは繊維径である。Or However, ψ is the volume concentration of fibers, and G is the fracture energy of the base matrix (C). where E is the elastic modulus of the base matrix material (C) and τ is the fiber and the matrix (C), and σ is the shear stress due to sliding between the base matrix and the matrix (C). It is the tensile strength of the camphorax (C), and d is the fiber diameter.

前記の比（１）又は（ＩＩ）が大きいほど、歪硬化効果が顕著となる。この比（ １）又は（Ｉｆ）は、好ましくは０．１より大きく、より好ましくは０．３より 大きく、更により好ましくは１より大きく、更により好ましくは３より大きく、 更により好ましくは１０より大きく、更により好ましくは３０より大きく、更に より好ましくは１００より大きく、更により好ましくは３００より大きく、そし て最も好ましくは１０００より大きい。The larger the ratio (1) or (II) is, the more pronounced the strain hardening effect becomes. This ratio ( 1) or (If) is preferably greater than 0.1, more preferably greater than 0.3. larger, even more preferably larger than 1, even more preferably larger than 3, Even more preferably greater than 10, even more preferably greater than 30, and even more preferably more preferably greater than 100, even more preferably greater than 300, and most preferably greater than 1000.

これらのモデルは、例えば、繊維濃度が低く　（即ち、約１０％未満）、また繊 維は加えられた引張力の方向に配向していると仮定することにより簡略化される 。濃度がもっと高く且つ繊維が他の方向に配向していると、挙動はなお同じ傾向 であるが、式の表現がもっと複雑になる。These models, for example, have low fiber concentrations (i.e., less than about 10%) and This is simplified by assuming that the fibers are oriented in the direction of the applied tensile force. . If the concentration is higher and the fibers are oriented in other directions, the behavior still tends to be the same. However, the expression becomes more complex.

マトリックスの剛性が繊維より大きい時は第１のモデル（１）がより有効であり （繊維の弾性率と繊維濃度の積）、一方、繊維の剛性がより大きい系の場合には 第２のモデルがより有効である。When the stiffness of the matrix is greater than that of the fibers, the first model (1) is more effective. (the product of the elastic modulus of the fiber and the fiber concentration), whereas in the case of a system where the fiber stiffness is greater, The second model is more valid.

例えば、例１〜７の材料場合、たとえ使用される綱繊維の弾性率がＥｒ　＝２． Ｉ　ＸＩＯ”Ｎ／ｒｒｒであり「非常に堅い」と思われるとしても第１のモデル （■）（軟質繊維用）を用いるのが最適である。この理由は、「コンクリート」 の弾性率もまた非常に大きいからである。例えば、繊維濃度０．０６では次の通 りである。For example, in the case of the materials of Examples 1 to 7, even if the elastic modulus of the rope fiber used is Er = 2. I It is best to use (■) (for soft fibers). The reason for this is "concrete" This is because the elastic modulus of is also very large. For example, at a fiber concentration of 0.06, It is.

Ｅ　＠　＝　５　Ｘ　１０’°Ｎ／％ Ｅｔ　＝　２．　Ｉ　ＸＩＯ”Ｎ／　ｒｔｒψ　＝０．０６ Ｅｔ　ｐ　＝　１．３　ＸＩＯ”Ｎ／　ｒｒｒ前記の式は、１）なぜ前記の歪硬 化が強化構造体に使用される公知技術のマトリックス材料（例えば、公知技術に おける鉄筋コンクリートあるいは繊維強化材を有する鉄筋コンクリート）では生 じないのか、２）なぜこの歪硬化を起こすことがそれほど困難であるのか、（特 殊な製品においても）、３）所望の効果を得るのに決定的なパラメータはどれか 、及び４）どのようにその効果を利用して本発明により使用されるマトリックス 材料を構成するのか、に関する重要な情報を提供する。E @ = 5 X 10’°N/% Et = 2. IXIO”N/rtrψ=0.06 Et p = 1.3 The matrix materials used in the reinforcement structure are known in the art, e.g. (reinforced concrete or reinforced concrete with fiber reinforcement) 2) Why is it so difficult to cause this strain hardening? 3) Which parameters are decisive for achieving the desired effect? , and 4) how to take advantage of the effects of the matrix used according to the invention. Provides important information about what constitutes the material.

足−数 マトリックス　び 本明細書では、マトリックス及び補強材という概念が引用され、これらの概念は 種々の状況において用いられている。foot - number matrix In this specification, the concepts of matrix and reinforcement are referred to, and these concepts are Used in a variety of situations.

従来の鉄筋コンクリートビームの場合、このコンクリートを代表的に「系のマト リックス」と呼び、引張荷重を支持するために配合される直径数１１の棒鋼を「 補強材」と呼び、このビームを「強化構造体」と呼ぶ。In the case of conventional reinforced concrete beams, this concrete is typically A steel bar with a diameter of 11 that is compounded to support tensile loads is called ``Rix''. This beam is called a "reinforced structure".

本発明による材料の構造の説明に関しては、マトリックス材料（ポルトランドセ メント−ミクロシリカを主成分とするモルタル等）は短い細い繊維（例えば、長 さ６ｕ、直径０．１５１の繊維）で強化され、且つ更に、重量のある崎補強材（ 例えば、直径８〜２５ｎの棒）を有しており、次の名称が用いられる。Regarding the description of the structure of the material according to the invention, the matrix material (Portland Mortar containing microsilica as the main component) is made of short thin fibers (e.g. long fibers with a diameter of 0.151 mm), and is reinforced with heavy reinforcing materials (fibers with a diameter of 0.151 mm). For example, the rod has a diameter of 8 to 25 nm), and the following names are used.

１、　マトリックス材料を「ベースマトリックス（Ｃ）」と呼ぶ。1. The matrix material is called the "base matrix (C)".

２、　中に細い繊維を有するベースマトリックスを「繊維強化マトリックス」又 は簡略して「マトリックス（Ａ）」と呼ぶ。2. The base matrix with thin fibers inside is called “fiber reinforced matrix” or is simply called "matrix (A)".

３、細い繊維を「物体（Ｄ）」又は「繊維（Ｄ）」又は「マトリックス強化材」 と呼ぶ。3. Thin fibers are “objects (D)” or “fibers (D)” or “matrix reinforcement” It is called.

４、重量のある棒鋼を「主補強材」又は「構造補強材」又は簡略化して「補強材 （補強材（Ｂ））Ｊと呼ぶ。4. Heavy steel bars are referred to as "main reinforcement material" or "structural reinforcement material" or simply "reinforcement material". (Reinforcing material (B)) Called J.

はとんどの場合において、これらの概念は何ら解釈上の問題を生じないであろう 。In most cases these concepts will not pose any problems of interpretation. .

マトリックスを強化している成分が長く、長さと最も大きな横方向の寸法との比 が約１０より大きいものである場合及び成分が真っ直ぐか又は曲がりがわずかで ある場合、これらの成分を「繊維」と呼ぶ。The components reinforcing the matrix are long and the ratio of length to the largest lateral dimension is greater than about 10 and the component is straight or slightly curved. In some cases, these components are referred to as "fibers."

主補強材、即ち補強材（Ｂ）は、通常、典型的には異形表面及び粗さを有する棒 又はワイヤの形態であるが、異形鋼（Ｉ又はＵ形）から公知の他の形状も知られ ている。The main reinforcement, i.e. reinforcement (B), is usually a rod, typically with a contoured surface and roughness. or in the form of a wire, but other shapes known from profiled steel (I or U shape) are also known. ing.

主補強材は、実質的にマトリックス補強材より大きく、典型的には、マトリック ス補強材の横寸法より少なくとも５倍大きく、たいていは１０乃至１００倍大き い横寸法（長い断面を有する補強材の場合、横寸法は最も短い横方向の寸法とす る）を有する。The primary reinforcement is substantially larger than the matrix reinforcement and typically at least 5 times larger, often 10 to 100 times larger than the lateral dimension of the reinforcement. transverse dimension (for reinforcements with a long cross section, the transverse dimension is the shortest transverse dimension ).

マトリックス補強材は、連続していても（ワイヤ、ラップ、ネット等）よいが、 はとんどの場合、短い成分（細断繊維、ホイスカー等）で構成されている。Matrix reinforcement can be continuous (wire, wrap, net, etc.), but are mostly composed of short components (shredded fibers, whiskers, etc.).

マトリックス補強材は、通常１龍未満、しばしば０．２１１未満の横寸法を有し ていて細く、また非常に微細な５０１ｎＤ未満の補強材の利益を利用できる微粒 系又は他の系については、特殊な場合１０−未満及び極端な場合１卿未満である 。The matrix reinforcement usually has a lateral dimension of less than 1, often less than 0.211. Fine particles that are thin and thin and can take advantage of very fine reinforcement less than 501nD. system or other systems, in special cases less than 10 and in extreme cases less than 1 .

マトリックス補強材は、異なった強化用成分の組み合わせからなるものでもよい 。The matrix reinforcement may consist of a combination of different reinforcing components. .

主補強材は、通常、セメントを基材としてベースマトリックスＣを有するＣＲＣ 構造体においては、横寸法が５〜２０ｎ１ある場合においては５０．、あるいは それ以上でさえあるが、特殊な場合、例えば、マトリックスがホイスカーを含有 する超微粉子に基づくベースマトリックスのである、下記の例に示したコンクリ ート様構造体の「スケール縮小版」などのような場合は、横寸法はかなりもっと 小さくてもよい。従って、非常に小さな粒子と繊維を含有するマトリックスに基 づく、直径０．２〜５菖凋の主補強材を有する構造体も本発明による好ましい構 造体である。The main reinforcement is usually cement-based CRC with a base matrix C. In a structure, when the horizontal dimension is 5 to 20n1, it is 50. ,or Even more, but in special cases, e.g. when the matrix contains whiskers The concrete shown in the example below is a base matrix based on ultrafine powder. In some cases, such as a "reduced scale" version of a sheet-like structure, the lateral dimensions may be much larger. It can be small. Therefore, based on matrices containing very small particles and fibers, A structure having a main reinforcement with a diameter of 0.2 to 5 mm is also a preferred structure according to the invention. It is a structure.

リ　゛　のノ 亀裂及び亀裂の形成は、本発明においては決定的な重要性を有しており、これら の概念は本発明の説明において色々なところで使用される。Ri゛　のノ Cracks and crack formation are of critical importance in the present invention; The concept of is used in various places in the description of the invention.

しかしながら、「亀裂」の概念は広いので、本明細書での用い方を定義してお（ 必要がある。However, since the concept of "crack" is broad, we have defined its usage in this specification ( There is a need.

１、物体中における亀裂は、ここでは純粋に機械的に、荷重（張力）を移動する ことのできない領域として定義する。1. A crack in an object transfers load (tension) purely mechanically. Define it as an area where you cannot do anything.

解釈違いを避けるために、本明細書及び請求の範囲に関連して、「亀裂」とは、 それ自体に直角に作用している引張力を伝達することのできない狭い帯域（材料 の分離により形成した）を意味し、それら自身の面における亀裂の程度は基準長 さに関して大きいことに留意しなければならない、従って、ここで、亀裂は、純 粋に機械的に定義され（力の伝達能力の欠如）且つ大きさの基準は、この定義に 付随している。To avoid misinterpretation, in the context of this specification and claims, "crack" means A narrow band (a material ), and the degree of cracking on their own plane is the standard length It must be noted that the crack is large with respect to the It is purely mechanically defined (lack of force transmission ability) and the size criterion is based on this definition. It accompanies.

従って、無亀裂繊維強化マトリックスとは、繊維補強材を通過して伝播するベー スマトリックスの亀裂がなく、且つ存在するどの亀裂も繊維間距離より小さいか あるいは大きくても繊維間距離と同じ大きさである繊維補強材料を意味する。Therefore, a crack-free fiber-reinforced matrix is defined as a base that propagates through the fiber reinforcement. Are there any cracks in the matrix and any cracks that exist are smaller than the interfiber distance? Alternatively, it means a fiber-reinforced material whose size is at most the same as the inter-fiber distance.

「補強材を通過している亀裂」あるいは「補強材を通過していない亀裂」の概念 は、本発明の特徴を表すのに必須の役割を果たす。Concept of “cracks passing through reinforcement” or “cracks not passing through reinforcement” plays an essential role in expressing the characteristics of the present invention.

本発明の物品がたとえ非常に大きな荷重下においても補強材を通過する亀裂を示 すことなく機能することができることは、本発明の重要な面である。Articles of the invention exhibit cracking through the reinforcement even under very high loads. It is an important aspect of the present invention that it can function without any interference.

本定義に関連して、「補強材」とは、主補強材（例１のビームにおいて使用され ている８菖ｌ棒綱等）のことである。In the context of this definition, "reinforcement" means the main reinforcement (used in the beam of Example 1). This refers to the 8 iris stick ropes, etc.

又、本発明による構造体はベースマトリックスを強化する繊維の形態のマトリッ クス補強材〈例１〜７において使用されている長さ６１璽及び直径０．１５■の 釦繊維等）をも含有しているので、主補強材を通過する（又は通過しない）亀裂 には２つの可能な種類があることに留意することが重要である。The structure according to the invention also includes a matrix in the form of fibers reinforcing the base matrix. Reinforcement material <61 mm length and 0.15 cm diameter used in Examples 1 to 7 cracks that pass through (or do not pass through) the main reinforcing material. It is important to note that there are two possible types of.

そのうちの一つは、マトリックスの繊維が切断されたりあるいはひきちぎられた りして、引張力が、繊維強化マトリックスにより亀裂を横切って移動することが 全くできない完全な亀裂である。他の種類の亀裂は、まだ亀裂を横切って荷重を 移動できる繊維を通過しているベースマトリックスの亀裂である。In one case, the fibers of the matrix were cut or torn. tensile force can be transferred across the crack by the fiber-reinforced matrix. It's a complete crack that can't be done at all. Other types of cracks still carry loads across the crack. A crack in the base matrix passing through the mobile fibers.

本明細書において、補強材を通過している（又は通過していない）亀裂に言及す るときは、この「亀裂」は、両方の種類の亀裂、言い換えれば、もはや亀裂を横 切って荷重を移動することのできない亀裂及び繊維を通過するが繊維がひきちぎ られないのでまだ亀裂を横切って荷重を移動させることのできる亀裂の両方を含 む。In this specification, reference is made to cracks passing through (or not passing through) the reinforcement. When the "crack" It passes through cracks and fibers that cannot be cut and the load is transferred, but the fibers are torn. This includes both cracks where the load cannot be transferred across the crack because the nothing.

亀裂が主補強材を通過しているが、マトリックスも繊維で補強されているのでこ れらの亀裂が荷重を移動することができる系があることは、この技術分野におい ては公知である。Although the crack passes through the main reinforcement, this is because the matrix is also reinforced with fibers. It is known in this field that there are systems in which these cracks can transfer loads. are publicly known.

このような系とし７ては、例えば、ｎへ維変性強化コンクリートが挙げられる。An example of such a system is fiber-modified reinforced concrete.

また、これらの公知の系のマトリックスの亀裂がまだいくらかの荷重を担持する ことができるにもかかねらず、これらの系がむしろ不十分な挙動をしばしば示す ことがあるこが知られている。Also, the cracks in the matrix of these known systems still carry some load. Although possible, these systems often behave rather poorly. It is known that this happens.

これは、典型的には、マトリックスの亀裂の厚みがかなり大きい（例えは、０． ５　ｍ最大約２〜５Ｎで、亀裂の二輪がまだ、例えば１０〜５０１ｍの長繊維に より互いに接続している）場合である。このような系は、例えは１それらが主補 強材への物質移動（例えば、水及び酸素が移動し補強材の腐食を生ずる）を行な わせるので、典型的に耐久性が劣っている。This typically means that the matrix crack thickness is quite large (eg 0. 5 m maximum about 2 to 5 N, the two rings of the crack are still in the long fiber of 10 to 501 m, for example. (more connected to each other). For example, such systems are mass transfer to the reinforcement (e.g., water and oxygen transfer resulting in corrosion of the reinforcement). They are typically less durable.

本発明の重要な面は、ベースマトリックス、繊維及び主補強材の特定の組み合わ せにより、ベースマトリックスの亀裂が主補強材を通過する前の歪容量が、バル クの繊維強化ベースマトリックスの歪容量をはるかに趙えるところまで増加し、 １それにより非常に大きな荷重であっても非常に優れた無亀裂挙動が保証される ことにある。An important aspect of the invention is the specific combination of base matrix, fibers and primary reinforcement. This reduces the strain capacity of the base matrix crack before it passes through the main reinforcement. This increases the strain capacity of the fiber-reinforced base matrix to a far greater extent. 1 This ensures very good crack-free behavior even at very high loads. There is a particular thing.

しかしながら、本発明はベースマトリックスの亀裂が主補強材を通過しない系に 限定されるものではない。However, the present invention is applicable to systems in which cracks in the base matrix do not pass through the main reinforcement. It is not limited.

事実、非常に高濃度の典型的に非常に細い剛性のある強固な繊維を有する本発明 に従って使用されるマトリックスの独特の繊維強化材では、主補強材を通過する ベースマトリックスの亀裂（このような亀裂は非常に高荷重下で生じる）は、広 い歪範囲にわたって非常に小さく維持される。主補強材を通過する、例えば厚み ５〜１０廂のベースマトリックス亀裂を生じる荷重を受けた本発明の材料は、多 くの場合良く機能し、極端に高い荷重条件下で大きな内部一体性と剛性とを併せ 持つ魅力的な新しい現象を示す。In fact, the present invention has a very high concentration of typically very thin, stiff, strong fibers. The unique fiber reinforcement of the matrix used according to passes through the main reinforcement Cracks in the base matrix (such cracks occur under very high loads) remains very small over a wide strain range. Through the main reinforcement, e.g. thickness The materials of the present invention subjected to loads that produce base matrix cracks of 5 to 10 feet are It performs well in many cases and combines great internal integrity and stiffness under extremely high load conditions. We demonstrate a fascinating new phenomenon with

補強材を通過する亀裂は、亀裂を通過する補強材及び繊維を除いて亀裂に垂直な 断面に単一の貫通亀裂として観察されるような単一亀裂として伝播することがあ る。A crack passing through the reinforcement is perpendicular to the crack, excluding the reinforcement and fibers passing through the crack. A single crack may propagate as a single through crack observed in a cross section. Ru.

しかしながら、多くの場合、これらの亀裂は細分され、断面における単一貫通亀 裂と同様には観察されなす、むしろ明らかに貫通していないいくつかの別個の亀 裂として観察される。しかしながら、亀裂が、全ての補強材（主補強材及び繊維 ）が除去された仮想上の物体が実質的に引張荷重（亀裂系に垂直な）を移動でき ないような様式で相互に連結している場合には、本明細書では、これは事実上「 補強材を通過している亀裂」を表す。However, these cracks are often subdivided, resulting in a single through crack in the cross section. They are not observed to resemble fissures, but rather several distinct cracks that are not clearly penetrating. Observed as a fissure. However, cracks occur in all reinforcements (primary reinforcement and fibers). ) is removed and the hypothetical object can effectively carry a tensile load (perpendicular to the crack system). If they are interconnected in such a manner that they are not Represents a crack that passes through the reinforcement.

ベースマトリックスの亀裂が、主補強材を通過している当該の帯域のかなりの部 分に流体を実質的に移動させるように相互に連結している場合には、これもしば しば「補強材を通過している亀裂」を表す。これに関連して、これらの流体は、 無論細いベースマトリックスの亀裂中にさえ侵入することができるが、周囲の無 亀裂材料には侵入できない流体である。A crack in the base matrix passes through a significant portion of the zone in question through the main reinforcement. This may also be the case if they are interconnected in such a way as to move the fluid substantially in minutes. Shiba refers to a ``crack passing through reinforcement material.'' In this context, these fluids are Of course it is possible to penetrate even into cracks in the thin base matrix, but the surrounding The fluid cannot penetrate into the cracked material.

ベースマトリックスの亀裂が相互に連結しておらず、材料がむしろ、主補強材及 び繊維を除去した仮想上の系における荷重の移動がまだ可能な状態にある場合（ そして特に亀裂系を通過する流体移動も生じない場合）、本明細書では、これは 補強材を通過しない亀裂とみなす。The cracks in the base matrix are not interconnected and the material is rather If the load is still possible to move in the hypothetical system with fibers and fibers removed ( and especially if fluid movement through the crack system also does not occur), herein this is It is considered a crack that does not pass through the reinforcement.

第１１図に、主補強材を通過する亀裂を有する複合構造体及び主補強材を通過し ない亀裂を有する複合構造体を示す。Figure 11 shows a composite structure with a crack passing through the main reinforcement and a crack passing through the main reinforcement. A composite structure with no cracks is shown.

第１１図において、ｌは主補強材の棒を示し、２はマトリックスを示す。Ａは主 補強材を通過する亀裂３を有する複合構造体を示す。Ｂは主補強材を通過する亀 裂４を有する複合構造体を示すが、この亀裂４は断面においては別個の貫通して いない亀裂として見える。断面における亀裂４間の相互の連結は三次元画像（平 行断面の層）でしか見えないであろう。In FIG. 11, l indicates the main reinforcement bar and 2 indicates the matrix. A is the main Figure 3 shows a composite structure with a crack 3 passing through the reinforcement. B is the turtle passing through the main reinforcement. A composite structure is shown with cracks 4, which in cross section are distinct and penetrating. Not visible as cracks. The mutual connection between the cracks 4 in the cross section is shown in a three-dimensional image (flat It will be visible only in the row cross-section layer).

Ｃ（及びＣの一部分の拡大図であるＤ）は、補強材を通過しない小さな局部亀裂 ５を有する複合構造体を示している。各それぞれの小さな亀裂の位置は、他の亀 裂の位置とは実質的に独立である。C (and D, which is an enlarged view of a portion of C) is a small localized crack that does not pass through the reinforcement. 5 shows a composite structure with 5. The position of each respective small crack is different from that of other turtles. It is virtually independent of the location of the fissure.

１店Ｊα月１造 本明細書及び請求の範囲において、「物品」又は「造形孔」なる用語を本発明の 物品について使用する時、それはｒＣＲＣ構造体」を包含する物品を示す。ｒＣ ＲＣ構造体」とは、補強材Ｂが高濃度に埋め込まれている繊維強化マトリックス Ａであり、そのマトリックス及び補強材並びにそれらの共同作用が、請求の範囲 に記載されている構造上及び／又は機能上の定義を満足するものである。言い換 えれば、物品はＣＲＣ構造体からのみ構成される必要はなく、他の構造体を包含 してもよいが、この時物品自体は熱論請求の範囲に記載されている物品の機能上 の定義に従うものである。1 store Jα 1 month In this specification and claims, the term "article" or "forming hole" is used in the present invention. When used in reference to articles, it refers to articles containing "rCRC structures". rC "RC structure" is a fiber-reinforced matrix in which reinforcing material B is embedded at a high concentration. A, and the matrix and reinforcing material and their cooperation are within the scope of the claim. It satisfies the structural and/or functional definitions set forth in . paraphrase In other words, the article need not consist only of CRC structures, but can also include other structures. However, in this case, the article itself does not meet the functional requirements of the article described in the thermal claim. It follows the definition of

第１２図は、本発明による物品であるビームの断面を示す。FIG. 12 shows a cross section of a beam which is an article according to the invention.

このビームは、その断面全体が繊維強化マトリックスを包含している。マトリッ クスには補強用の棒が埋め込まれている。The beam includes a fiber reinforced matrix over its entire cross section. Matori A reinforcing rod is embedded in the box.

ｌは、補強材３が比較的低濃度で存在する繊維強化マトリックスの上部を示す。1 indicates the upper part of the fiber-reinforced matrix where reinforcement 3 is present in a relatively low concentration.

４は、補強材２が高濃度で存在する繊維強化マトリックスの下部を示す。第１２ 図の物品において、高濃度の補強材２を有する下部マトリックス４はＣＲＣ構造 体、即ち、延性のあるマトリックスと重量のある補強材が共同で請求の範囲に記 載されている構造上及び／又は機能上の定義により定義されるＣＲＣ材料の新規 な挙動特性を生み出している構造体を構成している。このビーム全体が本発明に よる物品であるが、但し、ビームそれ自体が請求の範囲の定義、即ち、マトリッ クス及び補強材並びにそれらの相対的な量及び／又はそれらの共同作用のような 、物品の構造上及び／又は機能上の特性、及び／又は、物品の構造上及び／又は 機能上の成分を定義する定義に一致することはもちろんである。4 shows the lower part of the fiber-reinforced matrix where reinforcement 2 is present in high concentration. 12th In the article shown, the lower matrix 4 with a high concentration of reinforcement 2 has a CRC structure. body, i.e. the ductile matrix and the heavy reinforcement are jointly claimed. Novelty of CRC materials as defined by the listed structural and/or functional definitions It constitutes a structure that produces unique behavioral characteristics. This entire beam is covered by the present invention. provided that the beam itself does not meet the definition of the claim, i.e. the matrix. such as steels and reinforcements and their relative amounts and/or their synergistic effects. , the structural and/or functional properties of the article; and/or the structural and/or functional properties of the article; It goes without saying that it conforms to the definition that defines functional components.

髪基俗は一何重一及び変−形二公８式化−レカフ−（■見び＠、ｌｊ帳＞一応〜 力及版工 異なった大きさ及び形状の他に異なった材料の部材を用いた経験により異なった 材料の機械的挙動を比較するために、部材の形状とは無関係の方法によりこれを 行う必要がある。Hair Motozoku is 1, 2, 1 and 2, 2, 8 formulas, and 8 formulas. force and printing Due to experience with using parts of different sizes and shapes as well as of different materials, In order to compare the mechanical behavior of materials, this is done in a way that is independent of the shape of the part. There is a need to do.

従って、例えば、厚みＨ＝　８．１　ｃｍ及び幅Ｂ＝８ｃｍを有する板について 測定した通常のコンクリートの曲げ挙動とそれより小さなＣＲＣビーム（Ｈ−５ ０及びＢ−５ｃｍ）の曲げ挙動を比較しようとするときには、板とビームそれぞ れの曲げモーメント（、Ｍ）をそれぞれの抵抗モーメント（１／６ＢＨ２）（断 面に関して）で割って「標準化曲げモーメント」を得る。Thus, for example, for a board with thickness H = 8.1 cm and width B = 8 cm The bending behavior of normal concrete and a smaller CRC beam (H-5) were measured. 0 and B-5cm), it is necessary to compare the bending behavior of the plates and beams respectively. The bending moment (, M) of each resistance moment (1/6BH2) (cutting (with respect to the surface) to obtain the "standardized bending moment".

ＢＨ”で割ることにより大きさの影響を排除する。数値１／６を使用することに より、標準化曲げモーメントは同じ大きさ及び形状で、且つ当該物体と同じ荷重 条件下の物体であるが、理想的な一次の弾性挙動を示すもの（下記において「弾 性類似物体」と称する）の最も歪んだ帯域における応力と同一になる。従って、 本明細書において、標準化曲げモーメントを時として「公式化曲げ応力」又は簡 略化して「曲げ応力」と呼ぶ。Eliminate the effect of size by dividing by "BH".In using the number 1/6 Therefore, the standardized bending moment is the same size and shape, and the same load as the object in question. An object that exhibits ideal first-order elastic behavior (hereinafter referred to as "elastic") is the same as the stress in the most distorted zone of the object. Therefore, In this specification, standardized bending moments are sometimes referred to as "formulated bending stresses" or simplified It is abbreviated as "bending stress."

「弾性類似物体」について計算した公式化応力の使用は、部材に対して曲げには 限定されず、どの種類の荷重及びどの種類の応力についても使用される。The use of formulated stresses calculated for "elastic analogue bodies" is It is not limited and may be used for any type of load and any type of stress.

応力に゛ついてのここでの説明は主に張力に関する材料の独特の挙動についてで はあるが、本明細書において曲げ応力についての記載があるときには、特記のな い限り、それらは張力に関する応力あることを理解すべきである。This discussion of stress is mainly about the unique behavior of materials in tension. However, when there is a description of bending stress in this specification, there are no special mentions. It should be understood that these are stresses related to tension.

極めて一般的に、標準化された力又はモーメントは、「弾性類似物体」における 最大引張応力に関する公式化応力として表される。Very generally, the standardized force or moment in an "elastic analogue" is Expressed as a formulated stress in terms of maximum tensile stress.

従って、公式化応力は、「弾性類似物体」に適用される弾性理論を用いて計算す ることができる。Therefore, the formulated stress is calculated using the elastic theory applied to “elastic analogous objects”. can be done.

歪 材料がとのように変形するかを、その材料で作製した物体の変形に基づいて決め るのは、力及びモーメントに関して前記で使用したのと類似の標準化により、繰 言すれば「弾性類似物体」の挙動に基づいて行われる。distorted Determine whether a material deforms as in , based on the deformation of an object made from that material. By standardization similar to that used above for forces and moments, it is possible to In other words, this is done based on the behavior of "elastic-like objects."

材料の変形は、歪（単位長さ当たりの長さの変化）として表される。Deformation of a material is expressed as strain (change in length per unit length).

従って、ビームの撓み等の変形の測定値から、歪（例えば、ビームの最も外部の 引張られた部分での）が、同様の撓みを受けた「弾性類似ビーム」についての歪 として計算される。Therefore, measurements of deformation such as beam deflection can be used to estimate the strain (e.g. ) in the stretched section is the strain for an "elastic-like beam" subjected to a similar deflection. It is calculated as

このため、本明細書においては、標準化変形は「公式化量」又は単に「歪」と称 する。Therefore, in this specification, standardized deformation is referred to as "formulated quantity" or simply "distortion". do.

本明細書において、「曲げ歪Ｊとは、最も引張られている部分、例えば、曲げ荷 重がかかっているビームの真ん中における底面についてのものである。In this specification, "bending strain J" refers to the part that is most tensed, e.g. It is about the bottom surface in the middle of the beam where the weight is on.

又、歪は、歪ゲージにより直接測定することもでき、このように測定された値は 、前記した意味において歪値として直接使用されることもできるが、但し、測定 値は実際には物体の平均変形を表しており、例えば、コンクリート表面における 二つの亀裂間に位置している、多数の亀裂が入ったコンクリートビームの表面の 小さな部分における局部的な「歪」の変動ではないことは無給である。Strain can also be measured directly with a strain gauge, and the value measured in this way is , can also be used directly as a strain value in the above sense, provided that the measurement The value actually represents the average deformation of the object, for example on a concrete surface. The surface of a concrete beam with multiple cracks located between two cracks. What is not a local "distortion" variation in a small part is unpaid.

！血率 本発明がもっばら「剛性」物品及び材料を取扱っているように、ＣＲＣ構造体及 び構造体を形成している成分、即ちマトリックス、ベースマトリックス等、の剛 性は、本発明において重要な役割を果しており、この剛性は「弾性率」として表 される。! blood rate As the present invention deals exclusively with "rigid" articles and materials, CRC structures and and the rigidity of the components forming the structure, i.e. the matrix, base matrix, etc. The stiffness plays an important role in the present invention, and this stiffness is expressed as the "modulus of elasticity". be done.

応力及び歪に関して先に適用したのと同様の原理にしたがって、弾性率は「弾性 類似物体」の挙動に関して定義される。Following the same principles applied earlier for stress and strain, the modulus of elasticity is defined in terms of the behavior of "similar objects".

従って、例えば、例２におけるビームの弾性率（Ｅ−モジュール）は、同様の荷 重下で同様の撓みを有する弾性類似物体のＥ−モジュールとして測定された力と 撓みとの関係から計算した。Thus, for example, the modulus of elasticity (E-module) of the beam in Example 2 is The force measured as an E-module of an elastic analogue body with similar deflection under weight and Calculated from the relationship with deflection.

現実の材料においては、剛性は応力レベル及び負荷時間にヨルノで、剛性（Ｅ− モジュール）は材料定数ではない。従って、Ｅ−モジュールは、例２に示したよ うに荷重の増加とともに減少する。更に、Ｅ−モジュールは、パルス速度測定に 基づく測定結果により示されているように、負荷時間の減少とともに増加する（ 例１参照）、シかしながら、ＣＲＣＯ主機能は、本明細書の例におけるように、 穏やかな速度で加えられる大きな荷重を担持することであることを考慮して、本 明細書及び請求の範囲において使用される弾性率（Ｅ−モジュール）は、降伏値 の少なくとも５％の荷重を１０〜１０００秒の間かける実験に基づいて計算され る。特定の状況において、弾性率が前記した条件外の条件下で測定される場合、 弾性率の測定値を本明細書及び請求の範囲に述べられている値及び範囲と関連づ けるために、音響科学原理（ｓｏｕｎｄ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃｐｒｉｎｃｉｐ ｌｅ）に基づいて、測定した弾性率の補正をすべきである。In real materials, stiffness varies with stress level and loading time, and stiffness (E- module) is not a material constant. Therefore, the E-module is decreases with increasing load. In addition, the E-module can be used for pulse velocity measurements. increases with decreasing load time, as shown by the measurement results based on ( (see Example 1), however, the CRCO main function, as in the examples herein, Considering that it is to carry a large load applied at a moderate speed, this book The elastic modulus (E-module) used in the specification and claims refers to the yield value Calculated based on experiments using a load of at least 5% for 10 to 1000 seconds. Ru. In certain situations, if the modulus is measured under conditions other than those mentioned above, Correlating the measured values of the elastic modulus with the values and ranges stated in this specification and claims. 5 scientific principles of sound le), the measured elastic modulus should be corrected.

荷重に垂直な歪と荷重の方向における歪との間の比（ポアソン比）は、物体の弾 性応答についての役割を果たす。従って、例えば、束縛された物体は、荷重の方 向に対して垂直に自由に膨張する物体よりも荷重の方向における剛性が大きい。The ratio between the strain perpendicular to the load and the strain in the direction of the load (Poisson's ratio) is the elasticity of an object. plays a role in sexual response. Thus, for example, a restrained object is It has greater stiffness in the direction of the load than an object that expands freely perpendicular to the direction.

ここにおける弾性率は、荷重方向に対して垂直に束縛されていない物体について の一軸応力荷重に当てはまる。他の荷重条件下では、ポアソン比の補正値を使用 する必要がある。例１〜７において使用されている種類のマトリックス材料及び ペースマトリックス材料の場合、適当なポアソン比は０．２０である。The elastic modulus here is for an object that is not constrained perpendicular to the load direction. This applies to uniaxial stress loads. Under other loading conditions, use Poisson's ratio correction There is a need to. Matrix materials of the type used in Examples 1 to 7 and For pace matrix materials, a suitable Poisson's ratio is 0.20.

圧ｎ注 本明細書及び請求の範囲では、１）物品、２）マトリックス、及び、３）ベース マトリックスの圧縮耐性について触れている。pressure n injection In this specification and claims, 1) an article, 2) a matrix, and 3) a base. The compression resistance of the matrix is mentioned.

マトリックスＡ又はベースマトリックスＢの圧縮耐性に関しては、これは通常マ トリックスを含んでなる物品の製造に関連してマトリックス材料から調製した試 験片の圧縮強度である。Regarding the compression resistance of matrix A or base matrix B, this is usually Samples prepared from matrix materials in connection with the manufacture of articles comprising Trix This is the compressive strength of the specimen.

又、繊維強化マトリックスの場合、圧縮耐性は、１）当該物品から切り取った試 験片、例えば、あまり高度に強化されていない物品の一部分（例えば通常圧縮状 態にあると考えられる帯域）から切り取られたような試験片について測定するか 、又は、 ２）板又はビームにおける非強化圧縮帯域等あまり高度に強化されていない帯域 で行った物品についての測定値からめてもよい。In addition, in the case of fiber-reinforced matrices, the compression resistance is determined by: 1) a sample cut from the article; specimen, e.g. a portion of an article that is not very highly reinforced (e.g. usually in compressed form) Should the measurement be made on a specimen cut from a band that is considered to be in the same condition? , or 2) Zones that are not highly reinforced, such as unreinforced compression zones in plates or beams. It may be calculated based on the measured value of the article.

物品については、圧縮耐性は、はとんどその物品について行った試験にのみ当て はまるものである。For articles, compression resistance mostly applies only to the tests performed on the article. It fits.

例えば圧縮強度としてめられた圧縮耐性は、試験物体の大きさ及び形状並びに試 験方法によって異なる。Compressive resistance, measured as compressive strength, for example, depends on the size and shape of the test object and the Depends on the test method.

従って、細長い部材（例えば、長さ／直径比が大である大きな円柱物）について 測定した圧縮強度はコンパクトな形状の部材（短い円柱物のような）について測 定した圧縮強度より小さく、大きな試験片について測定した圧縮強度は小さな試 験片について測定した圧縮強度より小さく、またゆっくりと荷重をかけて測定し た圧縮強度は速く荷重をかけて測定した圧縮強度よりも小さい。Therefore, for elongated members (e.g. large cylinders with a large length/diameter ratio) The measured compressive strength is measured on compact shaped members (such as short cylinders). The compressive strength measured on the larger specimen is smaller than the determined compressive strength. It is smaller than the compressive strength measured for the specimen and is measured by applying a load slowly. The measured compressive strength is smaller than the compressive strength measured under rapid loading.

本明細書及び請求の範囲で触れている圧縮強度は、次の条件下で測定した圧縮強 度である。すなわち、１）試験片は直径１００　ｍ−ｍ及び長さ２００１ＭノＦ Ｉ柱物、２）−軸圧縮する、 ３）荷重を一定速度で増加し一層がけ、試験時間を１００＝１０００秒とする。The compressive strength referred to in this specification and claims refers to the compressive strength measured under the following conditions. degree. That is, 1) the test piece has a diameter of 100 mm and a length of 2001 mm I pillar object, 2) - axially compressed, 3) Increase the load at a constant rate and apply it further, and set the test time to 100=1000 seconds.

特定の状況において、もし圧縮強度を前記した条件以外の条件下で測定する場合 には、測定した圧縮強度を、音響和学原理に基づい−ζ補正をし、圧縮強度の測 定値を本明細書及び請求の範囲に記載の値及び範囲と関連づける必要がある。In certain circumstances, if compressive strength is measured under conditions other than those mentioned above, In order to measure the compressive strength, the measured compressive strength is subjected to −ζ correction based on the principle of acoustic summation. Fixed values should be related to the values and ranges set forth in the specification and claims.

全（一般的なことであるが、マトリックス又はベースマトリックスの弾性率又は 圧縮強度の測定は、適当な物品になっている材料について測定しなければならな いことは無給である。total (generally, the modulus of elasticity of the matrix or base matrix or Compressive strength measurements shall be made on materials that have been made into suitable articles. The work is unpaid.

恩１ｊ冶■創（度 これは、マトリ・７クスＡ中の繊維の容積をマトリックスＡの容積で割ったもの 〔＝（マトリックスＡ中の繊維の容積）÷（当該繊維の容積十ベースマトリック スＣの容積）〕として定義される。En 1j cure ■ creation (degree This is the volume of fibers in Matrix 7x A divided by the volume of Matrix A. [=(Volume of fiber in matrix A) ÷ (volume of the fiber + base matrix volume of space C)].

、１ｉｉＬＹ３　（土捕〕ＭＬ赳積撮度補強材Ｂの容積濃度は、通常、ビームの 引張側におけるように、引張応力の方向に実質的に平行に配置し、た補強材に関 するものである。, 1iiLY3 (earth capture) The volumetric concentration of the ML loading reinforcement material B is usually the same as that of the beam. As on the tensile side, with respect to the reinforcement placed substantially parallel to the direction of the tensile stress, It is something to do.

一定の断面を有する単一の引張部材におい”では、補強材Ｂの容積濃度は、単に 、補強材Ｂ（引張応力の方向における補強材）の容積を部材の総容積で割ってえ られるものであり、これは、断面積に関しては、補強材の断面積を部材の総断面 積で割って得られるものに等しい。In a single tensile member of constant cross-section, the volume concentration of reinforcement B is simply , divide the volume of reinforcement B (reinforcement in the direction of tensile stress) by the total volume of the member. This means that the cross-sectional area of the reinforcement is equal to the total cross-sectional area of the member. It is equal to what you get by dividing by the product.

ビーム等の曲げ荷重部材（例λば、−Ｌ部が圧縮され下部が引張られるもの）の 場合、当該の容積（又は断面積）は引張荷重部分のみに関するもの、言い換えれ ば、引張帯域中の補強材Ｂの容積を前記帯域の１．８容積で割ったもの（又は対 応する断面積比）である。Bending load members such as beams (for example, -L part is compressed and the lower part is tensile) If the volume (or cross-sectional area) concerned relates only to the tensile load section, For example, the volume of reinforcement B in the tension zone divided by 1.8 volume of said zone (or corresponding cross-sectional area ratio).

引張帯域は、「類似弾性物体Ｊについての張力下の帯域又は、例えば歪ゲージに より測定した実際の引張歪帯域として定義される。The tensile zone is defined as ``the zone under tension for a similar elastic body J or for example in a strain gauge.'' defined as the actual tensile strain band measured by

補強材Ｂが引張歪の方向に対して実質的に平行に配置されていない場合、補強材 Ｂの容積濃度は、前記したように測定した補強材Ｂの実際の容積に歪方向と補強 材Ｂの方向との間の角度の余弦を乗じることにより計算される。If the reinforcement B is not arranged substantially parallel to the direction of tensile strain, the reinforcement The volume concentration of B is determined by adding the strain direction and reinforcement to the actual volume of reinforcement B measured as described above. It is calculated by multiplying by the cosine of the angle with the direction of material B.

前記の説明から、補強ｉＢの容積濃度は方向に依存した値、即ち「ベクトル」で あることがわかるであろう。ビームの場合には、容積濃度は典型的には一方向性 である。互いに垂直の方向に強化されている板又はパネルの場合、補強材Ｂの容 積濃度に関する要件を板又はパネルの平面内のどの方向においても満たすことが 可能であり、あるいは、その要件を一方向又はある角度の間の方向においてのみ 満たすこともできる。From the above explanation, the volumetric concentration of reinforcement iB is a direction-dependent value, i.e. a “vector”. You'll see something. In the case of beams, the volume concentration is typically unidirectional It is. In the case of boards or panels that are reinforced perpendicular to each other, the capacity of reinforcement B The requirements for volume density can be met in any direction in the plane of the board or panel. possible, or the requirement can only be applied in one direction or between certain angles. It can also be fulfilled.

この条件が一方向において満たされる限り、その構造体は、無給本発明による構 造体である（但し、この場合請求の範囲に定義されている他の条件を満足してい なければならない）。As long as this condition is fulfilled in one direction, the structure according to the invention (However, in this case, it satisfies other conditions defined in the scope of claims.) There must be).

特に重要な本発明の態様は、補強材Ｂの容積濃度に対する要件がどの方向でも満 たされているものである（例えば、横方向の強化の概念に関連して説明したよう な）。A particularly important aspect of the invention is that the requirements for the volume concentration of reinforcement B are met in all directions. (e.g., as discussed in relation to the concept of lateral reinforcement). ).

成ｊ」α７ＣＲＳ１１１体 大きな三次元Ｅｌｌ性をはじめとするＣＲＣ構造体の非常己ご優れた機械的挙動 を確実に得るためには、ＣＲＣ構遺体に高剛性を付与するためマトリックス自体 が大きな強度（特に圧縮における）及び高弾性率を有してい必要がある。更に、 マトリックスが、効率的な繊維強化及び適当なマトリックス／繊維相互作用によ り得られる高い延性を有していなければならない。111 α7CRS Extremely excellent mechanical behavior of CRC structures including large three-dimensional Ellability In order to ensure that the CRC structure has high rigidity, the matrix itself must be must have great strength (especially in compression) and high modulus. Furthermore, The matrix is improved by efficient fiber reinforcement and proper matrix/fiber interaction. It must have high ductility that can be obtained by

以下、マトリックスの成分の選択について説明する。この説明は、成分の適切な 選択及びそれらの相互作用に関する有効な全体的基準としての前記のモデル条件 （１）及び（ＩＩ）に基づくものである。The selection of matrix components will be explained below. This description is based on the appropriate The above model conditions as valid global criteria for selection and their interaction This is based on (1) and (II).

ベースマトリックスの　−（σ６） 高圧縮耐性を得るために、マトリックスは高圧縮強度を有することが必要である 。このためには、ベースマトリックスＣ自体が高圧縮強度を有している必要があ る。有効なベースマトリックス材料の種類の一つとして、超微粒子を含有する０ 、　５　ｔｍ〜１００．ｎの大きさの高密度に充填された粒子に基づく高密マト リックスが挙げられる。上記の超微粒子は５０人〜０．５戸の大きさを有し、そ の大きさは前記高密度で充填されたより大きな粒子の１０分の１　（１ｐｏｗｅ ｒ　ｏｆ　１０）であって、当該高密度で充填されたより大きな粒子の間に均一 に分布している。マトリックスの高密充填及び超微粒子の均一分布は、有効量の 効果的な分散助剤を利用して表面力を克服することにより達成できる。この種の 材料〔いわゆるＤＳＰ材料〕とその製造については、国際特許公開第ＷＯ３０１ ００９５９号、国際特許公開第ＷＯ３１１０３１７０号、及びオタワ論文に記載 され、且つ本明細書においてもより詳細に説明されてており、また本願において も一層詳細に説明され、例えば本明細書の例１〜７では、１５５ＭＰａの強度を 有するセメント／ミクロシリカを主成分とする材料の実施Ｂ様がベースマトリッ クスＣとして使用された〔より強固な砂を用いた、最大約２７０ＭＰａまでの圧 縮強度を有するポルトランドセメント／ミクロシリカを主成分とするＤＳＰ材料 が知られている（オタワ論文参照）〕。Base matrix -(σ6) In order to obtain high compressive resistance, the matrix needs to have high compressive strength . For this purpose, the base matrix C itself needs to have high compressive strength. Ru. One type of effective base matrix material is 0 containing ultrafine particles. , 5tm~100. Dense tomatoes based on densely packed particles of size n Ricks is an example. The above ultrafine particles have a size of 50 people to 0.5 houses, and The size of the particles is one-tenth that of the densely packed larger particles (1 powe r of 10), with uniformity between the densely packed larger particles. It is distributed in The dense packing of the matrix and the uniform distribution of ultrafine particles ensure that an effective amount of This can be achieved by utilizing effective dispersion aids to overcome surface forces. this kind of Regarding materials [so-called DSP materials] and their production, see International Patent Publication No. WO301. No. 00959, International Patent Publication No. WO31103170, and the Ottawa Paper and are explained in more detail herein, and also in this application. are also explained in more detail, for example in Examples 1 to 7 herein, an intensity of 155 MPa is Implementation of materials with cement/microsilica as the main component Mr. B uses base matrix. [Using stronger sand, pressure up to about 270 MPa] DSP material whose main component is Portland cement/micro silica with shrinkage strength is known (see the Ottawa paper)].

〕ベース１４Ｊ−フｉ２ぴ繊維勿弾−性４率−（、一旦−１，よ−」ニーＬ所望 の歪硬化を得るには、成分（マトリックス及び繊維）が高剛性、即ち高弾性率を 有することが重要である。このことは、大きな剛性の全体的要件と一敗する。]Base 14J-fi 2pi fiber elasticity 4%-(, once -1, yo-" knee L desired To obtain strain hardening, the components (matrix and fibers) must have high stiffness, i.e. It is important to have This is at odds with the overall requirement of large stiffness.

歪硬化に関連して、マトリックスと繊維が順次機能を果たす機ネ鮎こよって応力 の増加が生じる。この際、応力の大きさは、結合系の剛性により決まる。In connection with strain hardening, the matrix and fibers sequentially perform their functions. An increase in At this time, the magnitude of stress is determined by the rigidity of the coupling system.

このことは、挙動は主に最も軟質な成分によって決まることを意味している。This means that the behavior is mainly determined by the softest components.

非常に硬質のマトリックス（例えばＥ　＊　＝　５　Ｘ　ｌｏ”　Ｎ　／　ｒｄ 　）を有し繊維含量が５〜１０％である系の場合、繊維成分（Ｅｆ　Ｘψ）は最 も軟質であり、従って、Ｅ、が０．５〜Ｉ　Ｘｌ０１２Ｎ／　ｍ未満であるかぎ り、繊維成分が決定成分である。従来から強固であるとされている繊維の剛性は 上記の値よりかなり低いことに注目すべきである。このことは、繊維の剛性はこ のような系の決定要因であることを意味している。Very hard matrix (e.g. E * = 5 X lo” N / rd ) and the fiber content is 5 to 10%, the fiber component (Ef is also soft, therefore, the key is that E is 0.5 to less than IXl012N/m. The fiber component is the determining component. The rigidity of fibers, which have traditionally been considered strong, is It should be noted that it is considerably lower than the above values. This means that the stiffness of the fiber is This means that it is a determining factor in a system such as .

従って、２．　Ｉ　ＸＩＯ”Ｎ／ｒｒｒの弾性率を有する鋼繊維は、７×１０１ ＯＮ／ｍの弾性率を有するガラス繊維より「歪硬化」を得るうえで３倍好ましい （他の全条件が同一で有ることを条件として）。Therefore, 2. A steel fiber with an elastic modulus of IXIO”N/rrr is 7×101 Three times more preferable for obtaining "strain hardening" than glass fiber with an elastic modulus of ON/m (provided all other conditions remain the same).

また、このことは、多くの他の目的ためには非常に期待され且つ非常にに高い強 度を有するが、弾性率は例えば鯖よりかなり低い高強度プラスチック繊維は、一 般に歪硬化を得ることに関しては、同様には期待されないことも意味している。This is also very promising and very high strength for many other purposes. However, high-strength plastic fibers have a much lower elastic modulus than, for example, mackerel. This also means that the same is not expected with respect to obtaining strain hardening in general.

一方、高弾性率を有する有機繊維〔例えば、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）繊維、芳 香族繊維、高強度ポリエチレン等〕は、マトリックスＡの歪硬化を得る目的のた めには非常に好ましいことは無論である。On the other hand, organic fibers with high elasticity [e.g., Kevlar fibers, aromatic fibers] aromatic fibers, high-strength polyethylene, etc.) for the purpose of obtaining strain hardening of matrix A. Of course, it is very preferable for this purpose.

前記の欠点にもかかわらず、高弾性率を有しない高強度ブスラチソク繊維でさえ 、例えば、かなり軟質のマトリックス材料を有する系の場合論理的には本発明に おいて価値があり且つ亀裂を抑制する上で特に有効でもある。Despite the above-mentioned drawbacks, even high-strength Busurati Sok fibers that do not have a high modulus , for example, for systems with fairly soft matrix materials, it is logical that the present invention It is also particularly valuable in inhibiting cracking.

マトリックス材料自体がそれほど剛性がない場合には、非常に軟質な繊維を有す る系において、マトリックスの剛性が支配的になる（例えば、１０％の鋼繊維（ Ｅｆ＝　２．１　ｘｌＱＩＩＮ　／　ｒｌ　）を含有する系において）。マトリ ックスの弾性率が２　Ｘ１０１ＯＮ／ｎ（未満であるとき、マトリックスの剛性 はこの繊維の剛性よりも一層重要である。If the matrix material itself is not very rigid, it has very soft fibers. In systems where the matrix stiffness dominates (e.g. 10% steel fiber ( In a system containing Ef=2.1xlQIIN/rl). Matri When the elastic modulus of the matrix is less than 2×101ON/n, the rigidity of the matrix is more important than the stiffness of this fiber.

このことは、マトリックスの剛性がしばしば非常に重要でぁることを意味してい る０例えば、セメントシリカ結合材に石英粒を配合したところ、マトリックスの 剛性が著しく向上し、大抵約２　ＸＩＯ′。Ｎ／ｒｄから５Ｘ１０”Ｎ７％とな った。又、鋼繊維（６％）とともに石英粒を配合すれば、歪硬化を得る条件が３ ０〜４０％向上したかもしれない。This means that the stiffness of the matrix is often very important. For example, when quartz grains are added to cement silica binder, the matrix Stiffness is significantly improved, usually around 2XIO'. From N/rd to 5X10”N7% It was. Also, if quartz grains are mixed with steel fiber (6%), the conditions for strain hardening are 3. It may have improved by 0-40%.

３０〜４０％の向上は重要ではあるが、プラスチ・７り材料によりそれよりもは るかに大きな向上が得られる０例えば、有機高分子材料に剛性のある強固な粒子 を高濃度で配合することにより弾性率がＩ　Ｘｌ０９Ｎ／ボがら３　Ｘｌ０１Ｏ Ｎ／ｒｄに増加し、それにより剛性のみに由来する歪硬化への寄与が１０のオー ダーの倍数増加することができる場合がある。Although a 30-40% improvement is important, it is much more than that due to plasti and 7-pole materials. For example, using rigid and strong particles in organic polymer materials By blending at a high concentration, the elastic modulus becomes IXl09N/Bogara3Xl01O N/rd, thereby reducing the strain hardening contribution from stiffness alone to 10 In some cases, it may be possible to increase the number of digits by multiples.

本発明によれば、マトリックスに配合される繊維の弾性率Ｅｆは、好ましくは少 なくとも２　Ｘｌ０１ＯＮ／ｒｒ？、より好ましくは少なくとも５　Ｘ　１０１ ＯＮ　／　ｒｒｒ、更により好ましくは少なくとも１０”　Ｎ　／　ｎ？、更に より好ましくは少なくとも２Ｘ１０”Ｎ／ｒｒｒ、更により好ましくは少なくと も３Ｘ１０”Ｎ７％及び最も好ましくは少なくとも４Ｘ１０目Ｎ／ｒｒＦであり 、マトリックス材料の弾性率Ｅ、は、好ましくは少なくとも１０１ＯＮ／ｒ＋？ 、より好ましくは少なくとも２　ＸＩＯ”Ｎ／ｎ（、更により好ましくは少なく とも３　ＸＩＯ”Ｎ／ｒｒｒ、更により好ましくは少なく。According to the present invention, the elastic modulus Ef of the fibers incorporated into the matrix is preferably small. At least 2 Xl01ON/rr? , more preferably at least 5×101 ON/rrr, even more preferably at least 10”N/n?, and even more preferably at least 10”N/n? More preferably at least 2X10"N/rrr, even more preferably at least is also 3X10"N7% and most preferably at least 4X10"N/rrF. , the modulus of elasticity E of the matrix material is preferably at least 101 ON/r+? , more preferably at least 2XIO”N/n (, even more preferably less than and even more preferably less than 3XIO"N/rrr.

とも５Ｘ１０’°Ｎ／ｎ？、更により好ましくは少なくとも７×１０１ＯＮ／ｎ ｆ及び最も好ましくは少なくとも１０”Ｎ７ｍである。Both 5X10’°N/n? , even more preferably at least 7×10 ON/n f and most preferably at least 10"N7m.

例えば、例１〜７において、使用した鋼繊維は２．ｌＸ１０’ＩＮ／ＩＴｒの弾 性率を有し、且つベースマトリックスの弾性率は５　Ｘ　１０”Ｎ　／　ｇをわ ずかに超える値であった。For example, in Examples 1-7, the steel fibers used were 2. lX10'IN/ITr bullet and the elastic modulus of the base matrix is 5×10”N/g. This was a value that far exceeded that of the previous one.

例においてベースマトリックスＣとして使用された材料は、強固なセメント／ミ クロシリカに基づく結合剤及びケイ砂並びに、一つの例では、更にＡ１□０３に 冨む砂（例６）を主成分としている。これらのベースマトリックスは、１５０〜 ２００ＭＰａの範囲の圧縮強度及び約５０．０００〜約７０．０００ＭＰａの範 囲の弾性率を有していた。The material used as base matrix C in the example is a strong cement/milk binder based on black silica and silica sand and, in one example, further to A1□03. The main component is thick sand (Example 6). These base matrices are 150~ Compressive strength in the range of 200 MPa and in the range of about 50.000 to about 70.000 MPa It had an elastic modulus of

ポルトランドセメント、ミクロシリカ及び強固な砂を主成分とする好ましいベー スマトリックスＣの例が、国際出願公開−０８１１０３１７０号及びオタワ論文 に開示されており、オタワ論文では、Ａｌ２Ｏ３に冨む砂を含有し１０８．００ ０ＭＰａの動的弾性率を示す材料が記載されている。A preferred base is based on portland cement, micro silica and hard sand. Examples of Smatrix C are International Application Publication No. 081103170 and the Ottawa paper. In the Ottawa paper, it is disclosed that the 108.00 Materials are described that exhibit a dynamic modulus of 0 MPa.

ＣＲＣ構造体の重要な実施態様におけるベースマトリックスは、ポルトランドセ メント、アルミナセメント、スラグセメント等のセメントを主成分とするもので はあるが、材料の構成成分間の表面の物理的及び化学的相容性と適合性、並びに 、配合すべき繊維との及びマトリックスと結合すべき主補強材との表面の物理的 及び化学的相容性と適合性を含む必要な機械的要件を満足することのできる他の 材料を主成分とすることもできることは無論である。The base matrix in an important embodiment of the CRC structure is The main component is cement such as cement, alumina cement, and slag cement. However, the physical and chemical compatibility and compatibility of the surfaces between the constituent components of the material, as well as , the surface physical properties of the fibers to be blended and the main reinforcement to be combined with the matrix. and other materials capable of meeting the necessary mechanical requirements, including chemical compatibility and compatibility. Of course, it is also possible to use a material as the main component.

−５二２１−Ｌ！Ｌム久入９改貫毛冬四渾二］ｌ−１１全体的に延性を得るため には、ベースマトリックスが大きな破壊エネルギーを有することが重要である。-5221-L! L Mukuiri 9 Kaikankefufuyu 2] l-11 To obtain overall ductility It is important for the base matrix to have high fracture energy.

従って、繊維補強材による歪硬化も、Ｅｔ（又はＥ、）、τ及びｄと同様に重要 （比較的）なマトリックス材料の破壊エネルギーＧ。Therefore, strain hardening due to fiber reinforcement is also important as well as Et (or E, ), τ and d. (relatively) fracture energy G of the matrix material.

に依存する（破壊エネルギーは１％の亀裂面積を生じさせるのに必要なエネルギ ーである。）。(Fracture energy is the energy required to create a crack area of 1%) - is. ).

はとんど知られていないこの重要な事柄が、本発明において基本的な役割を果た す。This important fact, which is largely unknown to most people, plays a fundamental role in the present invention. vinegar.

従って、本発明において極めて重要な一態様は、硬質の強固なくあまり小さすぎ ない）粒子（非常に好ましい特徴としてＥ、をも増加させる）を配合することに よりマトリックス材料の破壊エネルギーを増加させることである。Therefore, one extremely important aspect of the present invention is that it is not hard and strong and is too small. ) particles (which also increase E as a very favorable feature) The purpose is to increase the fracture energy of the matrix material.

このことは、通常意図的に全く反対のことを行う公知技術の背景からして驚くべ き手段である。事実、剛性の粒子を入れることによりバルクのマトリックス材料 の歪容量が減少する。このため、優れた古典技術では、剛性の緊密粒子によるマ トリックスの強化によりマトリックスの歪容量が低下し、強化構造体中で主補強 材が移動すると結論している。This is surprising given the background of the prior art, which usually intentionally does the exact opposite. It is a means of In fact, by incorporating rigid particles into the bulk matrix material strain capacity decreases. For this reason, good classical techniques rely on rigid, close-knit particles to Reinforcement of the trix reduces the strain capacity of the matrix, making it the main reinforcement in the reinforced structure. It is concluded that the material moves.

これらの古典技術の観点は、基本的には適切であり、一般的には非常に妥当であ る。These classical technical perspectives are fundamentally sound and generally very valid. Ru.

しかしながら、それらは、亀裂帯域の変形の大きさが決定的因子である、歪硬化 されるマトリックス系においては妥当ではない。However, they are strain hardening, where the magnitude of deformation in the crack zone is the determining factor. This is not valid in matrix systems where

例えば、例１〜７に関し、古典技術ではマトリックスとして単一のセメントシリ カ結合剤の使用（４１１以下の石英粒子を含有するコンクリートの代わりに）を 示唆するであろう。For example, with respect to Examples 1-7, classical techniques use a single cement silicone as the matrix. use of quartz binders (instead of concrete containing quartz particles below 411) would suggest.

このような結合剤の歪容量は、石英粒子を含有するマトリックスの歪容量（バル クで測定した）より２倍大きく、且つその結合材は細い繊維を固定するのに非常 に通している。しかしながら、破壊力学の観点から、この結合材を使用するため に高い代償が払われる。即ち、コンクリートから単一結合材に変えると破壊エネ ルギー（Ｇ、）が約１／１０に減少し且つ弾性率が１１５〜１／３に減少する。The strain capacity of such a binder is similar to that of the matrix containing the quartz particles (bulk). ), and its binding material is extremely effective at fixing thin fibers. I am passing through. However, from a fracture mechanics perspective, using this bonding material A high price will be paid. In other words, when changing from concrete to a single bonding material, the fracture energy The elastic modulus (G,) is reduced by about 1/10 and the elastic modulus is reduced by 115-1/3.

このことば、歪硬化の条件（前記Ｉ及び■を参照）がかなり悪化することを意味 している。この驚くべき事実は、セメントに基づく材料にとってだけでなく強化 高分子材料との関連においても大きな重要性を有している。即ち、強化高分子材 料において、延性を生み出すための「反対の方法」　（硬質で強固な緊密粒子の 高濃度での配合）で、高分子に基づく構成とは通常相いれない下記のような「新 規な特性」が同時に生じる。This term means that the conditions for strain hardening (see I and ■ above) will deteriorate considerably. are doing. This amazing fact is important not only for cement-based materials but also for strengthening It also has great importance in relation to polymeric materials. That is, reinforced polymer material The “opposite method” for creating ductility in materials (hard, strong, close-knit particles) formulations at high concentrations), which are usually incompatible with polymer-based compositions, such as the following: "regular characteristics" occur simultaneously.

１）高剛性（容積安定性） ２）高耐摩耗性 ３）高圧縮強度 例えば、モルタル及びコンクリート等のセメント系に関しては、ベースマトリ・ ７クスが少なくとも２ＯＮ／ｍ、好ましくは４ＯＮ／ｍ、より好ましくは８ＯＮ ／ｍ、、更により好ましくは１００　Ｎ　／　ｍ　１更により好ましくは１２０ 　Ｎ　／　ｍ　、更により好ましくは１８０　Ｎ　／　ｍ、更により好ましくは ２５ＯＮ／ｍ、更により好ましくは４０ＯＮ／ｍ、更により好ましくは８００　 Ｎ７ｍの破壊エネルギーを有することが好ましい。1) High rigidity (volume stability) 2) High wear resistance 3) High compressive strength For example, for cement systems such as mortar and concrete, the base matrix 7x is at least 2ON/m, preferably 4ON/m, more preferably 8ON /m, even more preferably 100 N/m1, even more preferably 120 N/m, even more preferably 180 N/m, even more preferably 25ON/m, even more preferably 40ON/m, even more preferably 800 Preferably, it has a fracture energy of N7m.

例えば、例１〜７において、非強化ベースマトリックス（Ｃ）の破壊エネルギー は約１３ＯＮ／ｍであった。For example, in Examples 1-7, the fracture energy of the unreinforced base matrix (C) was about 13 ON/m.

嶽葺強皮ユＬ□ム マトリックスに高延性及び高引張強度を付与するには、繊維強度が大きいことが 必要である。Dakebuki strong leather Yum L□mu High fiber strength is required to impart high ductility and high tensile strength to the matrix. is necessary.

繊維強度は、上記で説明した歪硬化を得るための基準の不可欠部分ではない（上 記式参照）。しかしながら、歪硬化は、もちろん、繊維の引張強度が非常に大き くて繊維単独で引張荷重を担持することができるかぎりにおいて得られるに過ぎ ない。従って、繊維が少なくとも下記の引張強度を有することが必要条件である 。Fiber strength is not an essential part of the criteria for obtaining strain hardening as explained above (see above). (See format). However, strain hardening is, of course, a problem when the tensile strength of the fiber is very large. However, it can only be obtained as long as the fiber alone can support the tensile load. do not have. Therefore, it is a necessary condition that the fibers have at least the following tensile strength: .

σｆ、ｅｌσ、ψ弓 しかしながら、繊維が最小値に対応するよりかなり高い強度を有することも重要 であり、又高度の歪硬化に耐えることができるほど十分強くなければならず且つ マトリックスに亀裂が入った後でも効果を維持しなければならない。σf, elσ, ψ bow However, it is also important that the fibers have a strength significantly higher than that corresponding to the minimum and must be strong enough to withstand a high degree of strain hardening, and It must remain effective even after the matrix is cracked.

従って、繊維の強度は、３００ＭＰａより大きく、好ましくは５００ＭＰａより 大きく、より好ましくは８００ＭＰａより大きく、更により好ましくは１　、０ ００ＭＰａより大きく、更により好ましくは１　、５００！’ｌＰａより大きく 、更により好ましくは２，０００ＭＰａより大きく、更により好ましくは２．５ ００ＭＰａより大きく、最も好ましくは３．０００ＭＰａより大きいことが好ま しい。The strength of the fibers is therefore greater than 300 MPa, preferably greater than 500 MPa. larger, more preferably larger than 800 MPa, even more preferably 1,0 00 MPa, even more preferably 1,500! greater than 'lPa , even more preferably greater than 2,000 MPa, even more preferably 2.5 00 MPa, most preferably greater than 3.000 MPa. Yes.

例えば、例１〜７で使用された繊維は、約５２５ＭＰａの強度を有していた。For example, the fibers used in Examples 1-7 had a strength of approximately 525 MPa.

Ｗ４ＭｊＭ！Ｌ工史と 全体的な延性、歪硬化及び高引張強度を達成するには、繊維濃度が高いことが必 須である。しかしながら、これは、強化構造体の７トリックスに関して当然考え られるコンクリート又はモルタル等通常の繊維強化材料の製造に関連して、実施 することは困難である。例えば、非強化コンクリートあるいは大きな補強材を低 含量でしか含有しないコンクリートでさえ、従来のコンクリートに１〜２％を超 える繊維を配合することは困難である。W4MjM! L engineering history and A high fiber concentration is required to achieve overall ductility, strain hardening and high tensile strength. It is However, this is a natural consideration regarding the 7 Tricks of Reinforced Structures. carried out in connection with the production of ordinary fiber-reinforced materials such as concrete or mortar. It is difficult to do so. For example, reducing unreinforced concrete or large reinforcements. Even concrete that only contains 1-2% more than conventional concrete It is difficult to incorporate fibers that can last a long time.

主補強材Ｂが高濃度の場合、繊維強化材を高濃度で配合することは更にもっと困 難である０例１〜６と同様な主補強材の配置の物品に１％の繊維を配合すること は、おそらくほとんどの当業者が非現実的であると考えるであろうことから、２ ０％の又は５０％もの主補強材を含有する構造体については不可能と考えるであ ろう。しかしながら、本発明によれば、これは本明細書に記載している振動法を 使用することにより解決される。例えば、長さ６１１で直径１５０ｍの鋼繊維６ 容量％が、実施例１〜４における高度に強化されたビーム及びモデル注型品（実 施例７）に、直径１６１１及び直径ＩＱｍｍの棒鋼からなる主補強材２７容量％ を用いて配合された。If the main reinforcement B has a high concentration, it is even more difficult to incorporate the fiber reinforcement at a high concentration. Incorporating 1% fiber into an article with the same main reinforcement arrangement as in Examples 1 to 6, which is difficult. Since most people skilled in the art would probably consider it unrealistic, 2 This may be considered impossible for structures containing 0% or even 50% primary reinforcement. Dew. However, according to the present invention, this Solved by using For example, a steel fiber 6 with a length of 611 and a diameter of 150 m The volume % of the highly strengthened beams and model castings (actual) in Examples 1-4 In Example 7), 27% by volume of the main reinforcing material made of steel bars with a diameter of 1611 mm and a diameter of IQ mm It was formulated using

本発明によれば、マトリックスＡ中の繊維の容積は、マトリックスＡに対して、 少なくとも２％、好ましくは少なくとも３％、より好ましくは少なくとも４％、 更により好ましくは少なくとも５％、更により好ましくは少なくとも７％、更に より好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も 好ましくは少なくとも２０％である。According to the invention, the volume of fibers in matrix A is, relative to matrix A, at least 2%, preferably at least 3%, more preferably at least 4%, Even more preferably at least 5%, even more preferably at least 7%, and even more preferably at least 7%. More preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 15% Preferably it is at least 20%.

又、非常に細い繊維〔小径（ｄ）〕を有することもしばしばきわめて重要である 。直径１０〜２（ｂ＝ｍの繊維の使用は、本発明の非常に重要な態様であり、圧 延、押出し、紡糸等の特定の方法により製造された、微粉末に基づく構造体に特 に適している。しかしながら、例えばコンクリート系及びコンクリート様の系に 、より粗大な繊維を使用することも可能であり且つ重要である。It is also often very important to have very fine fibers [small diameter (d)]. . The use of fibers with a diameter of 10 to 2 (b=m) is a very important aspect of the invention, Particularly for structures based on fine powders produced by specific methods such as rolling, extrusion, spinning etc. suitable for However, in concrete and concrete-like systems, e.g. It is also possible and important to use coarser fibers.

例１〜７に使用される鋼繊維は、１５０ｊｒｍの直径を有している。従って、こ れらの鋼繊維は、前記の非常に細い繊維より径が１０倍大きいが、コンクリート において通常しようされる代表的には直径約０．３〜１ｗの鋼繊維に比較してま だ細い。The steel fibers used in Examples 1 to 7 have a diameter of 150 jrm. Therefore, this These steel fibers are 10 times larger in diameter than the very thin fibers mentioned above, but Compared to typical steel fibers with a diameter of about 0.3 to 1 W, It's thin.

ベースマトリックスＣが最大直径４龍の粗い粒子を含有するセメント／ミクロシ リカモルタルである本明細書の例における実験で、１０〜２０−の繊維よりいく らが粗大な繊維を選択したのには、下記のようないくつかの理由がある。Cement/microsilicone in which the base matrix C contains coarse particles with a maximum diameter of 4. In the experiments in this example, which is a mortar, more than 10 to 20 fibers There are several reasons why they chose coarse fibers, including:

１）製造技術の観点から、配合することがより容易である。1) Easier to formulate from the viewpoint of manufacturing technology.

２）より粗い粒子との幾何学的調和がもっとよい。2) Better geometrical harmony with coarser particles.

３）マトリックス材料における局部的な破壊の発生後の荷重支持容量及びエネル ギー吸収性がもっと優れている場合がしばしばある。3) Load-bearing capacity and energy after occurrence of local fracture in matrix material Ghee absorption is often better.

４）下記に示すように、直径が少し大きいことは、例えば、粗構造ゆえに可能と なるベースマトリックス（Ｃ）の破壊エネルギー　（Ｇ）の増加により相殺され ることがある。4) As shown below, a slightly larger diameter is possible due to the coarse structure, for example. This is offset by the increase in the fracture energy (G) of the base matrix (C). Sometimes.

しかしながら、本発明による他の重要なＣＲＣ構造体においては、例えば、サブ ミクロンの大きさの粉末及び、例えば１〜１０−径のボイスカーに基づくファイ ンセラミック等のミクロＣＲＣ構造体には、非常に細い繊維を使用することが望 ましいかもしれない。However, in other important CRC structures according to the invention, e.g. micron-sized powders and fibres, e.g. based on 1 to 10-diameter voice cars. It is desirable to use very thin fibers for micro CRC structures such as ceramics. It might be nice.

このようなことから、繊維の大きさく直径）は、４〜１ｍｍ。For this reason, the fiber size (diameter) is 4 to 1 mm.

１〜０３．　菖璽、　３００〜１００　μ、１００　〜３（ｈｍ、３０〜１０μ ｍ又は　１　。1-03. Iris, 300-100 μ, 100-3 (hm, 30-10 μ m or 1.

−未満等かなり広い範囲でよい、繊維の大きさは、それぞれの特定の場合におい て、ここに開示された原理に従って系に合わせるべきである。- The size of the fibers may be within a fairly wide range, such as less than or equal to should be tailored to the system according to the principles disclosed herein.

本発明の重要な一態様は、亀裂防止機能とマトリックスに局部的に亀裂が入った 後の荷重支持機能を分割して、非常に細い繊維が前者の機能を果たし、より粗大 な繊維が後者の機能を果たすようにすることである。従って、例えば、３０〜１ ０−の細径範囲内の大きさの繊維と例えば、３００〜１００−の組径範囲内の大 きさの繊維を組み合わせるか、又は一般的にもっと粗大な系では、１００〜２０ ０−の範囲内の大きさの繊維と４〜１１１の範囲内の大きさの繊維とを組み合わ せることが重要であるかもしれない 滑力苅！１１しどへヒυ人久ム番ｑ厨■剪斯第フＬ（Ｔ　）歪硬化及び全体的な 延性の獲得は、繊維とマトリックスとの間の非常に小さく十分に制御された運動 により調節される。An important aspect of the present invention is the anti-crack function and the ability to prevent localized cracks in the matrix. Splitting the latter load-bearing function, very fine fibers perform the former function, while the coarser The aim is to enable the fibers to perform the latter function. Therefore, for example, 30 to 1 For example, fibers with a size within a small diameter range of 0- and large fibers within a set diameter range of 300-100- In combination with coarse fibers or generally in coarser systems, 100 to 20 Combining fibers with a size within the range of 0- and fibers with a size within the range of 4 to 111 It may be important to Smooth cali! 11. Strain hardening and overall The acquisition of ductility is due to very small and well-controlled movements between the fibers and the matrix. Adjusted by.

この小さな運動を制御するためには、剪断抵抗（τ）が大きくなければならない 。To control this small movement, the shear resistance (τ) must be large .

高剪断抵抗は、繊維とマトリックスとの間の接着性を良くし且つ摩擦抵抗を大き くすることにより達成される。接着性は、２相間の原子結合（ロンドンファンデ ルワールス力等の表面力を含む）に関連がある。一方、摩擦抵抗は、摩擦係数と 確立された法線圧力（ｎｏｒｍａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）との組み合わせである 。従って、代表的には凝固収縮によるマトリックス材料の凝固における場合のよ うに、マトリックス材料をしっかりと繊維に固定させる方法により、高摩擦抵抗 が促進される。High shear resistance improves adhesion between fibers and matrix and increases frictional resistance. This is achieved by reducing the Adhesion is determined by the atomic bond between two phases (London Foundation). (including surface forces such as Lewars force). On the other hand, frictional resistance is the friction coefficient In combination with established normal pressure . Therefore, typically as is the case in the solidification of matrix materials by solidification shrinkage. High friction resistance due to the method of firmly fixing the matrix material to the fibers. is promoted.

これに関連して、物体（繊維）が、生じるマトリックスの収縮により所望するし っかりとした固定が強化されるような形状（例えば、円形断面）を有することが 有益である。In this connection, the objects (fibers) can be It may have a shape (e.g. circular cross section) that enhances firm fixation. Beneficial.

本発明によれば、滑動時の繊維とマトリックスの間の剪断応力は、少なくとも５ ＭＰａ、好ましくは少なくとも１０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも２０ＭＰ ａ、更により好ましくは少なくとも４０ＭＰａ、最も好ましくは少な（とも１０ ０ＭＰａであることが好ましい。According to the invention, the shear stress between the fiber and the matrix during sliding is at least 5 MPa, preferably at least 10 MPa, more preferably at least 20 MPa a, even more preferably at least 40 MPa, most preferably less than 10 Preferably it is 0 MPa.

例えば、例１〜７においては、滑動時の繊維とベースマトリックスの間の剪断応 力は、約２０ＭＰａであった。For example, in Examples 1-7, the shear stress between the fibers and the base matrix during sliding The force was approximately 20 MPa.

繊■丑」旦と 多くの場合、繊維は、チョツプドファイバーの形態で使用される。チョツプドフ ァイバーの長さは、前記の基準モデルの一部分ではない。しかしながら、このこ とは、繊維長が下式により決まる臨界長Ｌｃより大きい場合にのみ当てはまる。Sen■ox' Danto Often the fibers are used in the form of chopped fibers. Chopdov Fiber length is not part of the reference model. However, this is applicable only when the fiber length is greater than the critical length Lc determined by the following formula.

もし繊維がもっと短い場合には、それらは歪硬化が確立される前に引き伸ばされ るであろう。If the fibers are shorter, they will be stretched before strain hardening is established. There will be.

一方、臨界長より長い（及び臨界強度より強度が大きい）繊維の場合は、破壊は 繊維がひきちぎられるがあるいは引き伸ばされることに帰着しよう（上記の規準 参照）。On the other hand, for fibers longer than the critical length (and greater than the critical strength), the failure is The result is that the fibers are torn or stretched (according to the above criteria). reference).

繊維の引張りにより破壊が生じることは、エネルギー吸収について蓄積を意味す るので、しばしば好ましいことである。Breaking due to tension in the fibers means storage for energy absorption. This is often desirable because it

一方、もし繊維があまり短すぎると、強度及びエネルギー吸収が低下する。On the other hand, if the fibers are too short, strength and energy absorption will be reduced.

機能上の観点から、引張耐性が繊維を破断するのに必要な力よりもわずかに低い ような繊維長を選択するのが最適である。From a functional point of view, the tensile resistance is slightly lower than the force required to break the fiber It is optimal to select a fiber length such that:

誹ツＬオ 良好な性能（マトリックスの強固な固定、大きな荷重容量等）を得るためには、 補強材が高強度及び高弾性率である必要がある。強度は、好ましくは４００ＭＰ ａを超える値、より好ましくは６００ＭＰａを超える値、更により好ましくは８ ００ＭＰａを超える値、最も好ましくは１　、０００ＭＰａを超える値である。slander L-o In order to obtain good performance (strong matrix fixation, large load capacity, etc.), The reinforcement must have high strength and high modulus. Strength is preferably 400MP a value greater than a, more preferably a value greater than 600 MPa, even more preferably 8 The value is more than 1,000 MPa, most preferably more than 1,000 MPa.

また補強材は、好ましくは５　Ｘ　１０”　Ｎ　／　％を超える値、より好まし くは７　Ｘ　１０”Ｎ　／　ｍを超える値、更により好ましくは１０”Ｎ７％を 超える値、更により好ましくは２　ＸＩＯ”Ｎ　／　ｍを超える値、最も好まし くは３．１０”　Ｎ　／　ｍを超える値の弾性率を有するものでなければならな い。The reinforcing material preferably has a value exceeding 5×10”N/%, more preferably or more than 7 x 10”N/m, even more preferably 10”N7%. even more preferably more than 2XIO”N/m, most preferably or have an elastic modulus exceeding 3.10”N/m. stomach.

ＣＲＣ構造体において引張歪容量を十分に増加させるために、繊維強化マトリッ クスに主補強材を良く固定することが肝要である。In order to sufficiently increase the tensile strain capacity in CRC structures, fiber-reinforced matrices are used. It is important to properly fix the main reinforcement to the box.

多くの場合、このことは、凸凹の表面を有する変形棒口を使用することにより達 成される（本明細書の例参照）。Often this is achieved by using a modified bar with an uneven surface. (see examples herein).

このような補強材は典型的に普通程度であるが、極端に高くはない強度を有する 。極めて高い強度は、例えば、プレストレストコンクリートに従来がら一般的に 使用されている種類の常温引き抜き平滑ワイヤに見られることが知られている。Such reinforcement typically has moderate but not extremely high strength. . Extremely high strength has traditionally been achieved in prestressed concrete, e.g. It is known to be found in cold drawn smooth wires of the type used.

例えば、変形棒鋼は典型的には約５００〜６００ＭＰａの降伏応力を有するのに 対して、予備延伸ワイヤ（ｐｒｅ−ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｗｉｒｅｓ）は最大 約２，０００〜２．５００ＭＰａの降伏応力を有してうる。For example, deformed steel bars typically have a yield stress of about 500-600 MPa; On the other hand, pre-tensioning wires have a maximum It may have a yield stress of about 2,000-2.500 MPa.

問題は、非常に強固な補強材は、使用される製造法（代表的には引抜き）のため 、典型的にはやはり平滑であり、従って、異形補強材と同様な効果的な方法では 通常マトリックスに固定することができない。The problem is that very strong reinforcements are made due to the manufacturing method used (typically pultrusion). , typically also smooth and therefore in an effective manner similar to that of profiled reinforcements. Usually cannot be fixed in a matrix.

しかしながら、ＣＲＣに高強度補強材を利用するための実現性を向上させること ができる、次のようない（つかの方法がある。However, improving the feasibility of utilizing high-strength reinforcement in CRC There are several ways to do this, such as:

１、代表的に特殊鋼合金を使用することにより得られる通常よりは高強度、例え ば、約１　、１００ＭＰａの強度を有する異形補強材を使用する。1. Higher strength than usual, typically obtained by using special steel alloys, e.g. For example, a modified reinforcement material having a strength of approximately 1.100 MPa is used.

２、例えば、水溶性高分子等の有機物質を配合することにより、マトリックスを 改質して、より平滑な補強材をよりよく固定するようにする。2. For example, by incorporating organic substances such as water-soluble polymers, the matrix can be Modified to make smoother reinforcements better anchored.

３、例えば、補強材を予備延伸したりあるいは、例えば、熱約手段により補強材 周囲のマトリックスを収縮させて、半径方向の圧縮についての条件を確立するこ とにより、マトリックスに補強材をよりよく固定する。3. For example, by pre-stretching the reinforcement or by e.g. thermal reduction means. Contracting the surrounding matrix to establish conditions for radial compression and thereby better fixing the reinforcement to the matrix.

４、　コード及びケーブルにおいて公知のような撚りワイヤの形態で、強固で平 滑な補強材を配置する。4. In the form of twisted wire, strong and flat, as is known in cords and cables. Place smooth reinforcement.

−Ｉ’ＩＱ的に、マトリックスの局部脆性数σ。”　Ｄ／ＥＧを減少させる手段 により良好な固定が強化されことに注目すべきである。従って、より細い補強成 分を使用することにより、固定が向上することになる。- In terms of I'IQ, the local brittleness number σ of the matrix. ”　Means for reducing D/EG It should be noted that better fixation was enhanced by Therefore, thinner reinforcement By using minutes, fixation will be improved.

興味ある補強材の配置として、例１〜７において使用されている変形棒等の中強 度異形補強材とプレストレストコンクリートに使用される糸のような超高強度平 滑補強材とを組み合わせ、これらの２種類の補強材を互いに平行に配置すること が挙げられる。Interesting reinforcement arrangements include medium-strength reinforcements such as the deformed rods used in Examples 1 to 7. Ultra-high-strength flat fibers like thread used in deformed reinforcement and prestressed concrete Combining with sliding reinforcement and arranging these two types of reinforcement parallel to each other. can be mentioned.

異形補強材は主にマトリックスの歪容量を増加させる働きをし、一方、これら二 つの補強材の両方が補強材の方向に負荷を移動するのに貢献する。Deformed reinforcement mainly serves to increase the strain capacity of the matrix, while these two Both of the two reinforcements contribute to transferring the load in the direction of the reinforcement.

例えば、５００ＭＰａの降伏応力を有する１０％の異形補強材と１　、５００Ｍ Ｐａの降伏応力を有する５％の高強度ワイヤを組み合わせた補強材は、ＣＲＣ材 料において、１７５ＭＰａの見掛け（ｆｏｒｍａｌ）引張応力に相当する高強度 ワイヤの初期降伏の荷重移動を示す（更にマトリックスからの引張もあることは 無給である）。For example, 10% profile reinforcement with yield stress of 500MPa and 1,500M The reinforcement material combined with 5% high strength wire with yield stress of Pa is CRC material. High strength equivalent to a formal tensile stress of 175 MPa in materials Shows the initial yielding load transfer of the wire (and also the tension from the matrix) (unpaid).

異形補強材のみに基づく系において同様の引張容量を得るには、併用補強材を有 する系での１５％の補強材に対して、３５％もの補強材が必要となろう。To obtain a similar tensile capacity in a system based only on profiled reinforcement, it is possible to obtain a similar tensile capacity with combined reinforcement. As much as 35% reinforcement may be required, as opposed to 15% reinforcement in the system.

この種の併用補強材を有する系では、超強度（しばしば平滑な）補強材をよく固 定することが必要とされるが、この固定の必要性はマトリックスの歪容量を高度 に増加させるための固定の必要性よりはるかに低い。In systems with this type of combined reinforcement, the ultra-strong (often smooth) reinforcement is However, this need for fixation greatly reduces the strain capacity of the matrix. The need for fixing to increase is much lower.

超強度補強材の固定は、局部脆性数σ”Ｄ／ＥＧを減少することにより改善され る。従って、非常に細いワイヤの形態で超微細な補強材を使用するのが有利であ る。The fixation of super-strength reinforcements is improved by reducing the local brittleness number σ”D/EG. Ru. Therefore, it is advantageous to use ultrafine reinforcement in the form of very thin wires. Ru.

通常、非常に細い主補強材を使用すると延性が小さくなる。The use of very thin primary reinforcement typically results in low ductility.

しかしながら、併用補強材を含有する系においては、異形の、典型的にはるかに より粗大な補強材により確実に高延性が得られるので、このことは当てはまらい 。However, in systems containing combined reinforcement, the irregularly shaped, typically much This is not the case since coarser reinforcement ensures higher ductility. .

超強度補強材の固定は、プレストレストコンクリートにおいて知られているよう な、例えば、ＣＲＣの外部に配置したアンカーによる特定の端部固定により達成 してもよい。The fixation of super-strength reinforcement is as known in prestressed concrete. For example, achieved by specific end fixation with anchors placed externally to the CRC. You may.

下記に、ＣＲＣを特徴づける成分及び性質の重要な組み合わせについて述べる。The important combinations of components and properties that characterize CRC are described below.

ｌ１１濱１」」１■トヨ１１と（側斐待２工慮−ｑ構造生ＣＲＣの一態様は、非 常に大きな荷重を受けた後でも、実質的に一体構造体として機能することのでき る物品である。l11 Hama 1'' 1 ■ Toyo 11 and (sideboard wait 2 construction - q structural raw CRC is one aspect of non- Capable of functioning as a virtually monolithic structure even after constant heavy loads It is an article that

本発明の場合、非常に高密度（棒間の空間が非常に小さい）で且つ表面に非常に 近接して（被覆層が小さい）配置した主補強材を効果的に利用して、非常に大き な引張荷重下でさえ実質的に一体性を示す構造体を作り出すことが可能である（ 同時に利点でもある）。従って、本発明の物品は、主補強材の降伏直前までの引 張歪下で、非常に大きな荷重を担持し且つ無亀裂の状態を維持することができる 。In the case of the present invention, the density is very high (the space between the bars is very small) and the surface is very The effective use of closely spaced main reinforcements (with a small coating layer) allows for very large It is possible to create structures that exhibit substantial integrity even under severe tensile loads ( It is also an advantage). Therefore, the article of the present invention can be Capable of supporting extremely large loads and maintaining a crack-free state under tension. .

しかしながら、本発明による構造体は、主補強材を通過する細かな亀裂（通常の 強化コンクリートで起こるのと類似の）が形成された後でも優れた一体性を示し 、従って、構造体が主補強材を通過する亀裂を有してはならない場合に、起こり うる荷重の上限値よりはるかに大きな荷重下でも良好に機能することができる。However, the structure according to the invention does not suffer from fine cracks passing through the main reinforcement (usually exhibits excellent integrity even after formation (similar to what occurs in reinforced concrete) , therefore, occurs when the structure must not have cracks passing through the main reinforcement. It can perform well under loads much higher than the upper limit of the load that can be applied.

実際に、はとんどの場合、本発明の構造体は、下記の事柄を条件として、たとえ ベースマトリックスに主補強材を通過する微細な亀裂が入ったとしても実質的に 一体的な挙動を示す。In fact, in most cases, the structure of the invention may be used, subject to the following: Even if the base matrix has microscopic cracks that pass through the main reinforcement, Shows unified behavior.

１）亀裂が微細に分割され相互に連絡していない。1) The cracks are finely divided and do not communicate with each other.

２）亀裂が小さい（代表的には幅がＱ、　１　ｍｍより小さい）。2) The cracks are small (typically width Q, smaller than 1 mm).

３）亀裂が補強材により十分制御されている。3) Cracks are well controlled by the reinforcement.

４）構造体の剛性が実質的に少しも減少しない。4) The stiffness of the structure is not substantially reduced in any way.

繊維強化マトリックスの高靭性及び主補強材のマトリックスへの固定が極めて強 固なことから、主補強材を通過する微細亀裂の発展は、実際に、従来の鉄筋コン クリートにおけるよりもはるかによく制御されており、且つ公知技術の構造体の 場合よりも機械的挙動への影響（例えば、剛性の減少）がはるかに小さい。The fiber-reinforced matrix has high toughness and the main reinforcement material is extremely firmly fixed to the matrix. Due to its stiffness, the development of microcracks through the main reinforcement is actually much better controlled than in cleats and of prior art structures. The impact on mechanical behavior (e.g. reduction in stiffness) is much smaller than in the case of

１）亀裂は、実質的にまだ繊維により制御されている微細なベースマトリックス 亀裂（繊維を通過している微細な亀裂）として現れる。これらの微細な亀裂は、 典型的には幅約５廁から多分２００ｐａまでであり、且つこれらの亀裂はかなり の荷重を移動（繊維を介して）することができる。1) Cracks are still substantially controlled by the fine base matrix fibers Appears as cracks (microscopic cracks running through the fibers). These minute cracks are They are typically about 5 m² wide to perhaps 200 m² in width, and these cracks are quite wide. load can be transferred (through the fibers).

２）亀裂の発展の程度は小さく　（亀裂の面において）、引張応力が臨界値より 小さくなる時にその亀裂の発展が停止する。この臨界値は非常に高く、例えば、 例１〜６の材料の場合、マトリックス単独の応力約１０〜２０ＭＰａに相当し、 複合体（補強材＋マトリ・ノクス）の全引張応力は１３０〜２２０ＭＰａである 。2) The degree of crack development is small (in the plane of the crack) and the tensile stress is below the critical value. The crack stops growing when it becomes smaller. This critical value is very high, e.g. For the materials of Examples 1 to 6, this corresponds to a stress of about 10 to 20 MPa in the matrix alone; The total tensile stress of the composite (reinforcement + Matri Nox) is 130-220 MPa .

極めて優れた一体性を維持したまま非常に高濃度の主補強材を効果的に利用でき る可能性のため、ＣＲＣ物品は高引張荷重容量（大きな見掛は引張応力）と優れ た内部一体性の保持（亀裂パターンにより定義される）との独特の組み合わせを 示す物品としても特徴づけることができる。Effectively utilizes very high concentrations of primary reinforcement while maintaining excellent integrity. CRC articles have high tensile load capacity (large apparent tensile stress) and excellent The unique combination of retention of internal integrity (as defined by the crack pattern) It can also be characterized as an article that shows.

大きな荷重下での例外的な挙動に関する他の面は、微細な亀裂が非常に大きな荷 重下で形成される条件下でさえ、構造体が非常に硬質の物体として作用できる能 力である。Another aspect of exceptional behavior under large loads is that microscopic cracks can The ability of the structure to act as a very rigid object even under conditions of formation under heavy weight. It is power.

通常の鉄筋コンクリートは、引張帯域に亀裂が形成されると、その剛性のかなり の部分を失い、亀裂が主補強材を通過する。これは、引張荷重の大部分が補強材 によってのみ移動されることによる。類似のＣＲＣ構造体で微細に分割されたな 亀裂があるものでさえ、これらの亀裂がかなりの量の引張荷重を移動することが でき、且つ亀裂の面における亀裂の伝播は従来の、コンクリートにおけるよりは るかに小さい、このことにより、従来の亀裂の入った鉄筋コンクリート構造体よ りはるかにＩｌ？１１い構造体となる。これば、とりわけ次の理由によるもので ある。（１）これらの亀裂は、亀裂を横切るかなりの引張荷重を移動することが できる。（２）亀裂の面における亀裂の大きさがより小さい。（３）マトリック スの初期弾性率が典型的により大きい。（４）補強材がより高濃度で使用されて いるので典型的に補強材の効果がより大きい。Ordinary reinforced concrete loses a significant amount of its stiffness when cracks form in the tensile zone. , and the crack passes through the main reinforcement. This means that most of the tensile load is on the reinforcement. By being moved only by. It was finely divided with a similar CRC structure. Even those that do have cracks, these cracks can transfer significant amounts of tensile loads. and the propagation of cracks in the crack plane is faster than in conventional concrete. much smaller than traditional cracked reinforced concrete structures. Riharuka Il? This results in 11 structures. This is due to, inter alia, the following reasons: be. (1) These cracks are capable of transferring significant tensile loads across the crack. can. (2) The size of the crack in the plane of the crack is smaller. (3) Matric The initial modulus of elasticity of the base is typically larger. (4) Reinforcement materials are used in higher concentrations. The effectiveness of the reinforcement is typically greater because of the

これに基づき、ＣＲＣ物品は、その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれている７トリ フクス（Ａ）を含んでなり、前記マトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体 （Ｄ）で強化されているベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体であ る造形品であって、 主補強材の横断寸法が、前記繊維りの横断寸法より少なくとも５倍大きく、好ま しくは少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、又は 少なくとも１００倍までも大きく、 前記物品及び／又は前記マトリックＡ及び／又は前記ベースマトリックスＣが、 どの方向においても、次のように定義される高い剛性を有し、即ち、 １）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの弾性率が、どの方向においても、少な（とも３０．ＯＯＯ！′ＩＰａ　、好 ましくは少なくとも４０．０００ＭＰａ　、より好ましくは少なくとも５０，０ ００ＦＩＰａ　、更により好ましくは少なくとも７０．０００ＭＰａであり、及 び／又は、 ２）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの圧縮耐性が、どの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好ましくは少な くとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好まし くは少なくとも１５０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最 も好ましくは少なくとも２５０ＭＰａであり、前記繊維りが、前記マトリックス 八を基準として、少な（とも２％、好ましくは少なくとも３％、より好ましくは 少なくとも４％、更により好ましくは少なくとも５％、更により好ましくは少な くとも７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なく とも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％の容積濃度で存在し、前記物品の 引張帯域における補強材Ｂの容積濃度が、少なくとも５％、好ましくは少なくと も７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも １５％、最も好ましくは少なくとも２０％であり、前記物品が下記の特性Ｉ及び ■、即ち、 ■）前記物品が実質的に一体性を維持したまま、前記物品の引張帯域が少なくと も０．５　ｔｍ　／　ｍ、好ましくは少なくとも０．７鶴／ｍ、好ましくは少な くとも１１１１／ｍ１より好ましくは少なくとも１．５　ｆｌ／　ｍ　、より好 ましくは少な（とも２　ｍｍ　／　ｍ、より好ましくは少なくとも３１１１／ｍ 、最も好ましくは少なくともｌ　Ｑ　Ｂ　／　ｍの引張歪容量を有することによ って定義される大きな引張歪容量を有し、前記物品が補強材Ｂを通過する亀裂が ないこと又は、補強材Ｂを通過する微細亀裂の形態をした引張帯域における損傷 の幅が、亀裂幅と補強材Ｂの最小横断径との間の比が０．０２以下、好ましくは ０．０１以下、より好ましくは０．００２以下、更により好ましくは０．００８ 以下、更により好ましくは０．０００２以下であることを条件として、０．２貫 ■以下、好ましくは０．１　ｖｒ以下、より好ましくは５０−以下、更により好 ましくは２０ｎ以下、更により好ましくは５−以下、更により好ましくは２霞以 下、更により好ましくは１角以下であることによって定義されるような歪みの間 は実質的に一体性を保持すること、 ■）次の条件Ａ）　、Ｂ）及びＣ）の少なくとも一つを満足する引張荷重容量に より定義される、大きな引張荷重容量（前記物品の引張帯域における応力に関す る）を有すること： Ａ）実質的に弾性的な挙動の条件下、補強材Ｂを通過する亀裂がないこと又は、 補強材Ｂを通過する微細亀裂の形態をした引張り帯域における損傷の幅が、亀裂 幅と補強材Ｂの最小横断径との間の比が０．０２以下、好ましくは０．０１以下 、より好ましくは０．００２以下、更により好ましくは０．００８以下、更によ り好ましくは０．０００２以下であることを条件として０．２　ｍｎ以下、好ま しくは０．　Ｉ　１ｍ以下、より好ましくは５０ｎ以下、更により好ましくは２ ０声以下、更により好ましくは５−以下、更により好ましくは２卿以下、更によ り好ましくはｌ−以下であることによって定義されるような歪みの間は一体性を 保持して、前記物品の引張荷重容量が少なくとも５０ＭＰａ、好ましくは少なく とも７０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、更により好ましくは 少な（とも１３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１６０ＭＰａ、更によ り好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａ の引張応力に相当すること、 Ｂ）降伏下、補強材Ｂを通過する亀裂がないこと又は、補強材Ｂを通過する微細 亀裂の形態をした引張帯域における損傷の幅が、亀裂幅と補強材Ｂの最小横断径 との間の比が０．１０以下、好ましくは０．０５以下、より好ましくは０．０１ 以下、更により好ましくは０．００４以下、更により好ましくは０．００１以下 であることを条件として１鶴以下、好ましくは０．５ｎ以下、より好ましくは２ ５０−以下、更により好ましくは１００−以下、更により好ましくは２５−以下 、更により好ましくはＩｏｎ以下、更により好ましくは５ｎ以下であることによ って定義されるような歪みの間は一体性を保持して、前記物品の引張荷重容量が 少なくとも７０ＭＰａ、好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少 なくとも１３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１６０門Ｐａ、更により 好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａの 引張応力に相当すること、 Ｃ）極限荷重下で、前記物品が少なくとも１２０ＭＰａ、好ましくは少なくとも １３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１６０ＭＰａ、更により好ましく は少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａに相当する 引張荷重容量を示すこと、 のうちの少なくとも一つを示す造形品として定義することが上述した本発明の基 礎をなす物理的原理の説明から理解されるように、ＣＲＣ物品は、中に補強材（ Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ、）を含んでなり、前記マトリ、クス （Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されているベースマトリックス（ Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって、 主補強材の横断寸法が、前記繊維りの横断寸法より少なくとも５倍大きく、好ま しくは少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、又は 少なくとも１００倍までも大きく、 前記物品及び／又は前記マトリックＡ及び／又は前記ベースマトリックスＣが、 どの方向においても次のように定義される高いトリ性、即ち、 １）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの弾性率が、どの方向においても、少なくとも３０．０００ＭＰａ　、好まし くは少なくとも４０．０００ＭＰａ　、より好ましくは少なくとも５０，０００ ＭＰａ　、更により好ましくは少なくとも７０．０００ＭＰａである、及び／又 は、 ２）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの圧縮耐性が、どの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好ましくは少な くとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好まし くは少なくとも１５０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ　、 最も好ましくは少なくとも２５０ＭＰａである、を有し、 前記繊維りが、前記マトリックスＡを基準として、少なくとも２％、好ましくは 少なくとも３％、より好ましくは少なくとも４％、更により好ましくは少なくと も５％、更により好ましくは少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１ ０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％ の容積濃度で存在し、前記物品の引張帯域における補強材Ｂの容積濃度が、少な くとも５％、好ましくは少なくとも７％、更により好ましくは少な（とも１０％ 、更により好ましくは少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％であ り、前記物品が、次の如く、即ち、 中に補強材が埋め込まれているマトリックス（Ａ）の全容量とバルクのマトリッ クス（Ａ）の全容量との間の比が少なくとも１．２、好ましくは少なくとも１． ５、より好ましくは少なくとも２、更により好ましくは少なくとも３、更により 好ましくは少なくとも５、更により好ましくは少なくとも１０、更により好まし くは少なくとも２０、更により好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少な くとも１００となるように、中に補強材が埋め込まれているマトリックス（Ａ） の全容量がバルクのマトリックス（Ａ）の全容量に関係して増加するよう前記補 強材（Ｂ）の量、形状、配置及び性能が前記マトリックス（Ａ）に適合されてい るもの、 として定義される前記マトリックスの引張歪容量の増加を示す造形品としても定 義することができる。Based on this, the CRC article has 7 tris with reinforcement (B) embedded in it. a reinforcing object comprising Fuchs (A), said matrix (A) being in the form of fibers; A composite structure comprising a base matrix (C) reinforced with (D). It is a shaped article, Preferably, the transverse dimension of the primary reinforcement is at least 5 times greater than the transverse dimension of the fibers. or at least 10 times larger, more preferably at least 20 times larger, or At least 100 times larger The article and/or the matrix A and/or the base matrix C, In any direction, it has a high stiffness defined as: 1) the article and/or the matrix A and/or the base matrix The elastic modulus of C is small in any direction (both 30.OOO!'IPa, preferably Preferably at least 40.000 MPa, more preferably at least 50.0 MPa 00 FIPa, even more preferably at least 70.000 MPa, and and/or 2) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has a compression resistance of at least 80 MPa, preferably less than 80 MPa, in any direction. at least 100 MPa, more preferably at least 130 MPa, even more preferably preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 200 MPa. is also preferably at least 250 MPa, and the fiber strength is preferably at least 250 MPa. 8, less than 2%, preferably at least 3%, more preferably at least 4%, even more preferably at least 5%, even more preferably less at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least both of which are present in a volume concentration of 15%, most preferably at least 20%, of said article. The volume concentration of reinforcement B in the tensile zone is at least 5%, preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 20%, and said article has the following characteristics I and ■, that is, ■) the tensile zone of said article remains substantially intact; 0.5 tm/m, preferably at least 0.7 tm/m, preferably less preferably at least 1.5 fl/m, more preferably at least 1111 fl/m1; preferably at least 2 mm/m, more preferably at least 3111/m , most preferably by having a tensile strain capacity of at least lQB/m. The article has a large tensile strain capacity defined as damage in the tensile zone in the form of microcracks passing through reinforcement B; is such that the ratio between the crack width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B is less than or equal to 0.02, preferably 0.01 or less, more preferably 0.002 or less, even more preferably 0.008 Below, it is still more preferably 0.2 centimeters, provided that it is 0.0002 or less. (2) or less, preferably 0.1 vr or less, more preferably 50-vr or less, even more preferably Preferably 20n or less, even more preferably 5- or less, even more preferably 2- or less between such distortions as defined by below, even more preferably one angle or less retains substantial integrity; ■) A tensile load capacity that satisfies at least one of the following conditions A), B) and C). defined by a large tensile load capacity (with respect to the stress in the tensile zone of said article) have): A) no cracking through reinforcement B under conditions of substantially elastic behavior; or The width of the damage in the tensile zone in the form of microcracks passing through reinforcement B is The ratio between the width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B is less than or equal to 0.02, preferably less than or equal to 0.01 , more preferably 0.002 or less, even more preferably 0.008 or less, even more preferably 0.2 mn or less, preferably 0.0002 or less Or 0. I 1m or less, more preferably 50n or less, even more preferably 2 0 voices or less, even more preferably 5 voices or less, even more preferably 2 voices or less, even more unity between the distortions, preferably defined by less than or equal to l. holding that the tensile load capacity of said article is at least 50 MPa, preferably less than both 70 MPa, more preferably at least 100 MPa, even more preferably less than 130 MPa, even more preferably at least 160 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 230 MPa corresponds to the tensile stress of B) No cracks passing through reinforcement B or fine cracks passing through reinforcement B under yielding. The width of the damage in the tensile zone in the form of a crack is determined by the crack width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B. The ratio between or less, even more preferably 0.004 or less, even more preferably 0.001 or less 1 crane or less, preferably 0.5n or less, more preferably 2 50 or less, even more preferably 100 or less, even more preferably 25 or less , even more preferably Ion or less, even more preferably 5n or less The tensile load capacity of said article remains intact during strain as defined by at least 70 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably less at least 130 MPa, even more preferably at least 160 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 230 MPa correspond to tensile stress, C) Under ultimate load, said article has a pressure of at least 120 MPa, preferably at least 130 MPa, even more preferably at least 160 MPa, even more preferably corresponds to at least 200 MPa, most preferably at least 230 MPa Indicating tensile load capacity; The above-mentioned basis of the present invention is defined as a shaped article showing at least one of the following. As can be seen from the explanation of the underlying physical principles, CRC articles have reinforcements ( B) comprises a matrix (A,) in which the matrix (A,) is embedded; The base matrix (A) is reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers ( A shaped article that is a composite structure comprising C), Preferably, the transverse dimension of the primary reinforcement is at least 5 times greater than the transverse dimension of the fibers. or at least 10 times larger, more preferably at least 20 times larger, or At least 100 times larger The article and/or the matrix A and/or the base matrix C, High triviality in any direction, defined as: 1) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has an elastic modulus of at least 30.000 MPa in any direction, preferably preferably at least 40,000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa MPa, even more preferably at least 70.000 MPa, and/or teeth, 2) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has a compression resistance of at least 80 MPa, preferably less than 80 MPa, in any direction. at least 100 MPa, more preferably at least 130 MPa, even more preferably preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 250 MPa; The fiber content is at least 2%, preferably based on the matrix A. at least 3%, more preferably at least 4%, even more preferably at least 5%, even more preferably at least 7%, even more preferably at least 1 0%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 20% , and the volume concentration of reinforcement B in the tensile zone of said article is less than or equal to at least 5%, preferably at least 7%, even more preferably less (at least 10%) , even more preferably at least 15%, most preferably at least 20%. and the said article is as follows: The total volume of the matrix (A) in which the reinforcement is embedded and the bulk matrix (A) to the total capacity of at least 1.2, preferably at least 1.2. 5, more preferably at least 2, even more preferably at least 3, even more Preferably at least 5, even more preferably at least 10, even more preferably preferably at least 20, even more preferably at least 50, most preferably less than A matrix (A) in which a reinforcing material is embedded so that it is at least 100 said compensation such that the total capacity of the bulk matrix (A) increases in relation to the total capacity of the bulk matrix (A). The amount, shape, arrangement and performance of reinforcement (B) are adapted to said matrix (A). things, It is also defined as a shaped article exhibiting an increase in the tensile strain capacity of said matrix, defined as can be justified.

重重Ｃ１のｐ四工初１旧岨七ｄ（びうｑＬり」卜猷ｌ六Ｊ（υ＝ｒ＋　ｃｖＸ質 。Heavy heavy C1's p 4 engineering first 1 old 娨7 d (BiuqLri) 卜猷l6J (υ=r+cvX quality .

カムＭ　”！λ策逢之牝す 例１〜４に説明されているＣＲＣ構造体は、実質的に亀裂のない状態で約３〜４ 　ｘ＊のような、降伏までの（及び降伏の開始点での）全容量が非常に大きい。Cam M”!λ plan to meet the female The CRC structures described in Examples 1-4 are approximately 3 to 4 The total capacitance up to breakdown (and at the start of breakdown), such as x*, is very large.

例えば、請求の範囲第１項において製造されたビームに関する力／撓み曲線を示 している第２７図から明らかなように、ＣＲＣ構造体は、その物品の降伏歪を大 きく超える歪で、大きな荷重を移動することができる。例えば、３０ｋＮの大き な荷重を担持している５０Ｘ５０Ｘ５００　ｍｍのビームの降伏が約５１１の撓 みで開始した後、その撓みは加えられる荷重の実質的な減少が少しもなしに、３ ５ｍ１を超えるところまで確実に増加した。For example, the force/deflection curves for the beams manufactured in claim 1 are shown. As is clear from Figure 27, the CRC structure greatly increases the yield strain of the article. It is possible to move a large load with a strain that exceeds the limit. For example, a large force of 30kN The yield of a 50x50x500 mm beam carrying a load of approximately 511 After starting with It has steadily increased to over 5m1.

この大きな変形容量は、綱補強材の降伏容量によるものである。This large deformation capacity is due to the yield capacity of the rope reinforcement.

大きなビームについての荷重試験（例２）も行われたが、これは降伏までの挙動 を研究する目的のためだけのものであった。もしこれらの実験が実質的な降伏（ この特定の実験構成では可能でなかった）まで行われていたら、荷重を維持した まま及び多分わずかに増加さえした状態で、同様な大きな降伏が生じていたであ ろう（剪断において破壊するビームを除いて）。A load test (Example 2) was also carried out on a large beam, but this showed the behavior up to yield. It was intended solely for the purpose of research. If these experiments result in substantial yield ( (which was not possible in this particular experimental configuration), the load would have been maintained Similar large yields could have occurred with the same and perhaps even a slight increase. wax (except for beams that break in shear).

降伏後に実質上の全容量を得るには、補強材が十分な降伏を示すことができ、且 つ顕著な歪硬化と共にこれを行なうことができることが必要である。To obtain substantially full capacity after yielding, the reinforcement must be able to exhibit sufficient yield and It is necessary to be able to do this with significant strain hardening.

例１における鋼の試験棒は、５００〜５１０の応力で降伏を開始するとすぐさま 棒全体が一定に増加した荷重下で１４０ｎ／ｍ（１４％）変形し、その後６１０ ＭＰａの応力で破壊した。言い換えれば、綱は増加している荷重下で大きな降伏 を示した。As soon as the steel test bar in Example 1 begins to yield at a stress of 500-510 The whole bar deforms by 140n/m (14%) under a constant increasing load and then deforms by 610n/m (14%). It broke under a stress of MPa. In other words, the rope will yield greater yield under increasing loads. showed that.

歪硬化下における主補強材のこのような大きな降伏は、ＣＲＣ構造体において同 様の引張歪及び降伏を達成するための手段を提供するものである。マトリックス を、ＣＲＣ構造体の特徴であるような高密配置した補強材にしっかりと固定する ことによって、このマトリックスは、主補強材の大きな歪に追従することができ 且つ５０〜１５０ｗ／ｍの歪においてさえ実質的に一体性を維持することができ る。Such large yielding of the main reinforcement under strain hardening is similar in CRC structures. The present invention provides a means for achieving similar tensile strains and yields. matrix is firmly fixed to the highly densely arranged reinforcing materials that are characteristic of CRC structures. This allows this matrix to follow large strains in the main reinforcement. and can maintain substantially integrity even at strains of 50 to 150 w/m. Ru.

この降伏歪の挙動は次のものにより強化される。This yield strain behavior is enhanced by:

１）マトリックスに延性を付与することを含むマトリックスへの主補強材の強固 な固定を生み出す手段、言い換えれば、あまり太くない主補強材を使用すること を含む局部脆性数を減少する手段。1) Strengthening of the main reinforcement to the matrix, including imparting ductility to the matrix In other words, use a main reinforcement that is not very thick. Means to reduce the local brittleness number including.

２）歪が容積の大きな部分にわたって分布するように、顕著な歪硬化を示す鋼を 使用すること〔例１においては、最大応力を加えた容積が負荷の様式のためかな り小さかったので、（単独の集中力のため非常に局部的に最大応力を生じた）こ の効果はそれほど顕著ではなかった〕。2) The steel exhibits significant strain hardening so that the strain is distributed over a large part of the volume. [In Example 1, the volume to which the maximum stress is applied may be due to the mode of loading.] (which produced a very localized maximum stress due to a single concentrated force) The effect was not that significant.

従って、本発明は、中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を 含んでなり、前記マトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化さ れているベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であっ て・ 主補強材の横断寸法が、前記繊維りの横断寸法より少なくとも５倍大きく、好ま しくは少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、又は 少なくとも１００倍までも大きく、 前記物品及び／又は前記マドリンクＡ及び／又は前記ベースマトリックスＣが、 どの方向においても、次のように定義されるように大きい剛性を有し、即ち、１ ）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックスＣ の弾性率が、降伏前のどの方向においても、少なくとも３０，０００ＭＰａ　、 好ましくは少なくとも４０．０００ＭＰａ　、より好ましくは少なくとも５０． ０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも７０．０００ＭＰａであり、及び ／又は、 ２）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの圧縮耐性が、降伏前のどの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好まし くは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更によ り好ましくは少なくとも１５０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２００？ ＩＰａ、最も好ましくは少なくとも２５０ＭＰａであり、 前記繊維りが、前記マトリックスＡを基準として、少なくとも４％、好ましくは 少なくとも５％、より好ましくは少なくとも７％、更により好ましくは少なくと も１０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２ ０％の容積濃度で存在し、 前記物品の引張帯域における補強材Ｂの容積？温度が、少なくとも５％、好まし くは少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましく は少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％であり、当該降伏までの 負荷の過程の間に加えられた最大荷重の少なくとも５０％、好ましくは少なくと も７０％、より好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは少なくとも９０％ の荷重容量を維持した状態での前記物品の降伏歪が、少なくともｌＱｍ／ｍ、好 ましくは少なくとも２０ｍ／ｍ、より好ましくは少なくとも３０ｍｍ／ｍ、更に より好ましくは少なくとも５０ｍ／ｍ、更により好ましくは少なくとも７（ｌｕ ＊／ｍ、更により好ましくは少なくとも１００１１ｍ／ｍ、更により好ましくは 少なくとも１５０ｍｍ／ｍ、最も好ましくは少なくとも２００１１／ｍである造 形品としても定義することができる。Therefore, the present invention provides a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded. said matrix (A) is reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. It is a shaped article that is a composite structure comprising a base matrix (C) that is hand· Preferably, the transverse dimension of the primary reinforcement is at least 5 times greater than the transverse dimension of the fibers. or at least 10 times larger, more preferably at least 20 times larger, or At least 100 times larger The article and/or the Mad Link A and/or the base matrix C, In any direction, it has a large stiffness defined as: 1 ) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C; has an elastic modulus of at least 30,000 MPa in any direction before yielding, Preferably at least 40.000 MPa, more preferably at least 50.00 MPa. 000 MPa, even more preferably at least 70.000 MPa, and / or 2) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has a compressive strength of at least 80 MPa in any direction before yielding, preferably preferably at least 100 MPa, more preferably at least 130 MPa, and even more preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa. IPa, most preferably at least 250 MPa; The fiber content is at least 4%, preferably based on the matrix A. at least 5%, more preferably at least 7%, even more preferably at least even more preferably at least 15%, most preferably at least 2 present at a volume concentration of 0%; The volume of reinforcement B in the tensile zone of said article? temperature is at least 5%, preferably preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably is at least 15%, most preferably at least 20%, and at least 50% of the maximum load applied during the loading process, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, most preferably at least 90% The yield strain of the article while maintaining a load capacity of at least 1Qm/m, preferably preferably at least 20 m/m, more preferably at least 30 mm/m, and even More preferably at least 50 m/m, even more preferably at least 7 (lu */m, even more preferably at least 10011 m/m, even more preferably The structure is at least 150mm/m, most preferably at least 20011/m. It can also be defined as a shaped article.

例えば、第２７図において、加えられた最大荷重は１０１１の撓みで３０ｋＮを ほんの少し超えたところである荷重であるように思われ、またビームは、３５１ １を超える撓みまでの負荷の間（その後、この実験を停止した）、この値の少な くとも９０％の荷重容量を保持した。For example, in Figure 27, the maximum applied load is 30kN with a deflection of 1011. It appears that the load is just a little over, and the beam is 351 During loading up to deflections greater than 1 (after which we stopped this experiment), this value of At least 90% of the load capacity was maintained.

見立よ！」Ｊコじわ匁Ｎ肪ｑ　−庁の、　、　艷轟盗農タＪ鬼１−ｕｈ令力亙 本発明は、剛いベースマトリックス材料Ｃの極めて高度の繊維強化及び極めて高 濃度の主補強材の組合わせに言及することによっても定義することができる。従 って、本発明は、中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含 んでなり、前記マトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体ＣＤ）で強化され ているベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって 、主補強材の横断寸法が、前記繊１１Ｄの横断寸法より少なくとも５倍大きく、 好ましくは少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、 又は少なくとも１００倍までも大きく、 前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックスＣが 、どの方向においても、次のように定義される大きな剛性を有し、即ち、 １）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの弾性率が、どの方向においても、少なくとも３０，０００ＭＰａ　、好まし くは少なくとも４０．０００ＭＰａ　、より好ましくは少なくとも５０．０００ ＭＰａ　、更により好ましくは少なくとも７０．０００ＭＰａであり、及び／又 は、 ２）前記物品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は前記ベースマトリックス Ｃの圧縮耐性が、どの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好ましくは少な くとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ　、更により好ま しくは少なくとも１５０ＭＰａ、更により好ましくは少な（とも２００ＭＰａ　 、最も好ましくは少なくとも２５０ＭＰａであり、前記繊維りが、前記マトリッ クスＡを基準として、少なくとも４％、好ましくは少なくとも５％、より好まし くは少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましく は少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％の容積濃度で存在し、 前記物品の引張帯域における補強材Ｂの容積濃度が、少なくとも５％、好ましく は少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは 少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％である造形品としても定義 することができる。Mitate! "J Kojiwa Momme Nfatq - Agency's... The present invention provides a very high degree of fiber reinforcement and a very high It can also be defined by referring to the combination of primary reinforcements in concentration. subordinate Therefore, the present invention comprises a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded. said matrix (A) is reinforced with reinforcing objects CD) in the form of fibers; A shaped article that is a composite structure comprising a base matrix (C) containing , the transverse dimension of the main reinforcement is at least 5 times larger than the transverse dimension of the fiber 11D; preferably at least 10 times larger, more preferably at least 20 times larger, or at least 100 times larger, The article and/or the matrix A and/or the base matrix C are , has a large stiffness in any direction, defined as: 1) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has an elastic modulus of at least 30,000 MPa in any direction, preferably preferably at least 40,000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa MPa, even more preferably at least 70.000 MPa, and/or teeth, 2) the article and/or the matrix A and/or the base matrix C has a compression resistance of at least 80 MPa, preferably less than 80 MPa, in any direction. at least 100 MPa, more preferably at least 130 MPa, even more preferably preferably at least 150 MPa, even more preferably less (both 200 MPa) , most preferably at least 250 MPa, and the fiber strength is at least 4%, preferably at least 5%, more preferably preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably is present in a volume concentration of at least 15%, most preferably at least 20%; The volume concentration of reinforcement B in the tensile zone of said article is at least 5%, preferably is at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably Also defined as a shaped article that is at least 15%, most preferably at least 20% can do.

」１αｑ合 補強材の形状及びマトリックスの成分の配合に関しては、ＣＲＣは非常に広範囲 に及ぶ。顕著な効果を有するＣＲＣと、大部分同様の構成及び同様の配合を利用 している思われるかもしれない公知技術の現象との差異を明確にするのに欠くこ とのできないのは、成分間の相互作用である。”1αq combination Regarding the shape of the reinforcement and the composition of the matrix components, CRC has a very wide range of possibilities. It extends to. Utilizes largely the same composition and similar formulation as CRC with remarkable effects It is essential to clarify the difference between phenomena in the known art that may seem to be What cannot be done with is the interaction between the components.

−例として、下記の表に、同程度の歪硬化を示す（モデルＩ及びＨによる）繊維 強化材を含有する２種類のマトリックス構造体を示す。- By way of example, the table below lists fibers (according to models I and H) that exhibit a similar degree of strain hardening. Two types of matrix structures containing reinforcement are shown.

組み合わせＩは、４　ｍｍ以下の砂粒と６　ｖｎａ　×０．１５＊ｍＦＪ繊維を 含有するマトリックスに基づ（ことができ、一方、組み合わせ■は、単一セメン ト／ミクロシリカ及びガラスのミクロファイバー（長さ０．４　ｗＩ及び直径１ ０−）に基づくことができ繊維強化マトリックスエは、直径約５〜２５璽ｌ（繊 維の長さに合わせた）の主補強材を含有するＣＲＣにおけるマトリックスとして 特に適しており、一方、マトリックス■は、直径約０．３〜１．５ｍｍの主補強 材を含有するもっときめの細がなＣＲＣ構造体に特に通している。Combination I is sand grains of 4 mm or less and 6 vna x 0.15*mFJ fibers. Based on the containing matrix (can be combined, while a single cement / microsilica and glass microfibers (length 0.4 wI and diameter 1 The fiber-reinforced matrix can be based on a diameter of about 5 to 25 cm (fiber as a matrix in a CRC containing the main reinforcement (according to the fiber length) Particularly suitable, while matrix ■ is a main reinforcement with a diameter of about 0.3-1.5 mm It is particularly suited for finer-grained CRC structures containing materials.

ミクロファイバーを含有するマトリックス■を直径約５〜２５の粗い主補強材を 有する系のマトリックスとして使用するのは、主補強材の固定に関連する延性の 点で、マトリックスＩの使用はどで好ましくないであろう。A matrix containing microfibers is combined with a coarse main reinforcement approximately 5 to 25 mm in diameter. The ductile material associated with the anchoring of the main reinforcement is used as the matrix for the system with In some respects, the use of matrix I would be undesirable.

明らかに、同程度のマトリックス歪硬化及びほぼ同様のマトリックスの引張強度 が得られるであろうが、繊維強化マトリックスの亀裂帯域変形（Δ）及び破壊エ ネルギー（Ｇ）はマトリックスエについての対応する値の約１７１５が期待され るに過ぎないであろう。Apparently, similar matrix strain hardening and approximately similar matrix tensile strength will be obtained, but the crack zone deformation (Δ) and fracture area of the fiber-reinforced matrix will be energy (G) is expected to have a corresponding value of approximately 1715 for the matrix It would be no more than a

しかしながら、これにもかかわらず、粗い補強材との組み合わせにおいて、極め て微細な繊維を非常に効果的に利用することができる場合がある。従って、本発 明の重要な態様として、ミクロファイバーに基づくマトリックス材料を、二形態 （ｂｉ−＋ｗｏｄａｌ）　（又は多形態（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄａｌ）　）　Ｌ” Ａ維系を形成することにより、粗い主補強材を含有する系において非常に効果的 に利用してもよい。However, despite this, in combination with coarse reinforcement In some cases, fine fibers can be used very effectively. Therefore, the original As an important aspect of the invention, the microfiber-based matrix material can be (bi-+wodal) (or multi-modal) L” Very effective in systems containing coarse primary reinforcement by forming an A-fiber system It may be used for

例えば、ミクロガラス繊維強化マトリックス■を、二形態繊維を主成分とするマ トリックス（ＩＩＩ）において直径０．３　ｍｍ及び長さ１２ｍｍを有するチョ ツプドスチールファイバー６％と組み合わせ、その後、直径約１６〜２５ＭＭの 主補強材とともに使用することができよう。For example, microglass fiber-reinforced matrix A choke with a diameter of 0.3 mm and a length of 12 mm in Trix (III) Combined with 6% tufted steel fiber, then about 16-25MM in diameter. It could be used with the main reinforcement.

単一のセメント／シリカ結合材に基づく二形態繊維強化マトリックス■は、粗砂 と唯一種類の繊維成分（６ｍｌ　Ｘ　０．１５ｎ８繊維）を含有するマトリック スＩとは下記の特性を示す点で異なっている。■ Dimorphic fiber-reinforced matrix based on a single cement/silica binder is a coarse sand A matrix containing the only type of fiber component (6ml x 0.15n8 fiber) It differs from SII in that it exhibits the following characteristics.

１、全容量がより大きい。1. The total capacity is larger.

２、　引張強度がより大きい。2. Greater tensile strength.

３、亀裂帯域変形がかなり大きい。3. The crack zone deformation is quite large.

４、破壊エネルギーがかなり大きい。4. The destructive energy is quite large.

従って、これらの点に関して、二形態繊維強化マトリックス■は、マトリックス Ｉより利点がある。しかしながら、他の一定の点においては、マトリックスＩが 、特定の目的のために好ましい場合がある。例えば、マトリックス■は通常高弾 性率を有しており、マトリックスＩに、例えばＡｈＯｉに冨む２〜４１１の砂粒 の形態で、耐摩耗性硬質粒子等の他の機能成分より容易に配合することができる 。Therefore, in these respects, the bimorphic fiber-reinforced matrix ■ It has advantages over I. However, at certain other points, the matrix I , may be preferred for certain purposes. For example, Matrix ■ usually has high bullets. 2 to 411 sand grains enriched in Matrix I, e.g. AhOi. can be more easily blended than other functional ingredients such as wear-resistant hard particles. .

従って、可能な組み合わせが多数であることから、配合のみにより本発明を明確 に定義することは通常可能ではない。Therefore, since there are many possible combinations, the present invention cannot be clearly defined only by the combination. It is usually not possible to define

又、表面の物理特性の必要な相互適合性（例えば、マトリックス中の分散剤、微 粒子、繊維等の間の）及び造形品の製造法がこのような配合の定義からは明らか でないので、別の観点からも、このような配合の定義は十分ではなかろう。Also, the necessary mutual compatibility of the physical properties of the surfaces (e.g. dispersants in the matrix, between particles, fibers, etc.) and the manufacturing method of the shaped article are clear from this definition of the formulation. Therefore, from another point of view, such a definition of a combination may not be sufficient.

しかしながら、下記に、材料に関する配合及び補強材の配置に関する処方を開示 する。これらの配合及び処方は、それ自体及び組み合わせにおいて新規であり、 且つ本明細書において説明されおり及び国際特許公開−０８０／　００９５９号 、国際特許公開−０８１／　０３１７０号及びオタワ論文から公知であるような 、強固なセメント／ミクロシリカマトリックスを製造する適切な方法にしたがっ てこれらの配合を利用して製造した物品は独特の機能特性を有する有益なＣＲＣ 構遺体となるので、それらのみで有益な発明を構成するものと信じられる。However, below we disclose formulations regarding materials and prescriptions regarding placement of reinforcements. do. These formulations and formulations are novel in themselves and in combination; and as described herein and International Patent Publication No. 080/00959 , as known from International Patent Publication No. 081/03170 and the Ottawa paper. , following a suitable method of producing a strong cement/microsilica matrix. Articles made using these formulations have beneficial CRC properties with unique functional properties. Since these are the remains of the structure, it is believed that they alone constitute a useful invention.

１、棒鋼等の４〜２５ｍの横断寸法（直径）を有する棒からなる補強材５〜４０ 容量％を含有するＣＲＣであって、前記棒がケイ砂又はＡ１□０３に冨む砂等の 最大粒径ＩＱｍｍの砂及び石２０〜６０容積％、鋼繊維等の長さ２〜１２ｍｍで 直径（最小横断寸法）５０〜４００μの繊維４〜２０容積％、及び結合材形成材 料２０〜７６容積％を用いて作られた繊維強化マトリックスに埋め込まれており 、そして前記結合材形成材料が下記の材料より作られたものであるＣＲＣ。1. Reinforcement material 5-40 consisting of a bar with a cross-sectional dimension (diameter) of 4-25 m, such as steel bar % by volume, the rod is made of silica sand or sand enriched in A1□03, etc. 20-60% by volume of sand and stones with a maximum particle size of IQmm, and a length of 2-12mm such as steel fibers. 4-20% by volume of fibers with a diameter (minimum transverse dimension) of 50-400μ, and a binder-forming material embedded in a fiber-reinforced matrix made using 20-76% by volume of , and a CRC in which the binder-forming material is made of the following materials.

・水溶性高分子を任意に含有する水　２０〜ｂ・ポルトランドセメント、アルミ ナセメント、スラグセメント等のセメント　２５〜７５容積％・粒子の大きさが ２〜１０８の不活性粉末　Ｏ〜３ｏ容積％ ・約２００，０００〜２３０，０００ｃｒＡ／　ｇの表面積ＣＢＥＴ）を有する 超微粉シリカ等の、粒度が５０人〜０．５−の範囲の超微粉末　５〜ｂ・コンク リート高性能減水剤〔例えば、マイティ（門ｉｇｈｔｙ））　０．５〜４容積％ 上記の配合において、上記の範囲から選択される特定の値は、本明細書において 説明されているＣＲＣの原理にしたがって選択しなければならない。従って、粗 い主補強材（例えば、直径２０〜２５１）を大きな繊維（例えば、８〜１２ｍｍ ）と組み合わせることが好ましく、又、高容積濃度の繊維（例えば、１０〜２０ 容積％）を低繊維長／直径比（例えば、１／２０〜１／１０）と組み合わせるこ とも好ましい。例えば、例１のビームは、直径８１１の強化棒約１２容積％（補 強材の容積濃度はビームの５０ｘ５０ｍｍの総断面のうちの５０　Ｘ　２５　ｍ として定められる引張帯域における３本の棒についてである）を用いて製造され 、その繊維強化マトリックスは石英粗粒砂（最大径４劾”）　４４．６％、微細 な鋼繊維（０，１５菖、ｘ５璽ｍ）５．８％及び結合材４９．６％を用いて製造 され、この結合材は平均粒度１０μのセメン）４７．６％、平均粒度０．１〜０ ．２庫の超微粒シリカ１６．１％、水３３．７％、及びコンクリート高性能減水 剤２．８％から製造されたものである。・Water optionally containing a water-soluble polymer 20~b ・Portland cement, aluminum Cement such as cement, slag cement, etc. 25-75% by volume, particle size 2-108 inert powder O-3o volume% ・Has a surface area CBET of approximately 200,000 to 230,000 crA/g Ultrafine powder, such as ultrafine silica, with a particle size in the range of 50 to 0.5, 5 to B/conc. REET high performance water reducer [e.g. Mighty] 0.5-4% by volume In the above formulations, specific values selected from the above ranges are herein defined as The selection must be made according to the CRC principles described. Therefore, coarse Large fibers (e.g. 8-12 mm) ), and is preferably combined with a high volume concentration of fibers (e.g. 10 to 20 % by volume) in combination with a low fiber length/diameter ratio (e.g. 1/20 to 1/10). Both are preferable. For example, the beam of Example 1 contains approximately 12% by volume reinforcing rods of diameter 811 ( The volume concentration of reinforcement is 50 x 25 m of the total cross section of 50 x 50 mm of the beam. (for three bars in the tensile zone defined as , its fiber-reinforced matrix is 44.6% quartz coarse-grained sand (maximum diameter 4"), fine Manufactured using 5.8% steel fiber (0.15 iris, x 5 m) and 49.6% binding material. This binder is 47.6% cement (with an average particle size of 10μ) and an average particle size of 0.1~0. ．． 2 containers of ultrafine silica 16.1%, water 33.7%, and concrete high performance water reduction It was manufactured from 2.8%.

２、　セメント及び超微細繊維を微細な主補強材とともに主成分とした他の特定 種類のＣＲＣは、次の配合により製造することができる。2.Other specifications that have cement and ultrafine fibers as the main components along with fine main reinforcing materials Types of CRC can be manufactured by the following formulation.

例えば鋼から製造された連続ワイヤ又はチョフブトワイヤ等の横断寸法（直径） ０．２〜５　＋ｎの補強材５〜４０％を含有するＣＲＣであって、前記補強材が 長さ２０７７Ｉ１１から５■まで及び横断寸法が少なくとも０．５角から２００ 源までの繊維４〜２０％、最大粒度１■の微粒砂、及び結合材形成材料３０〜９ ６％から作られた微細繊維強化マトリックスに埋め込まれておリ、前記結合材形 成材料が下記の材料より作られたものであるＣＲＣ。Transverse dimensions (diameter) of continuous or chopped wires, e.g. made from steel CRC containing 5 to 40% of reinforcing material of 0.2 to 5+n, the reinforcing material being Length from 2077I11 to 5cm and transverse dimension from at least 0.5 square to 200 4-20% fiber up to the source, fine-grained sand with a maximum particle size of 1 cm, and binder-forming material 30-9 The bonding material is embedded in a fine fiber reinforced matrix made from 6% CRC whose constituent materials are made from the following materials.

・水溶性高分子を任意に含有する水　２０〜５０容積％・ポルトランドセメント 、アルミナセメント、スラグセメント等のセメント　１０〜７５容積％・微細な マトリックス粒子（２〜１０卿）　Ｏ〜３０容積％・超微粒シリカ等の超微粉末 （５０人〜　５〜４０容積％０．５ｐ）（上記参照） ・コンクリート高性能減少剤等の分散剤（粉末）０．５〜４容積％ コンパクト　ヒ　告　を匍し告する ＣＲＣ構造体がしばしば非常に高密度であるとともにマトリックス（Ａ）（繊維 、大粒子、超微粒子等を含んでなる）の内部構造が複雑であるという事実、及び 補強材がしばしばそれ自体複雑な特性を有する（複雑な幾何学的配置での多量の 補強材）という事実とが組み合わさるため、成分を互いに正確な位置に配置する 工程の一部が極めて重要になる。・Water optionally containing a water-soluble polymer 20-50% by volume ・Portland cement , alumina cement, slag cement, etc. 10-75% by volume/fine Matrix particles (2 to 10 particles) O to 30% by volume, ultrafine powder such as ultrafine silica (50 people ~ 5-40 volume% 0.5p) (see above) ・Dispersant (powder) such as concrete high performance reducer 0.5-4% by volume Announce compact warning CRC structures are often very dense and matrix (A) (fiber , including large particles, ultrafine particles, etc.) has a complex internal structure, and Reinforcements often have complex properties themselves (large quantities in complex geometries) This combined with the fact that the reinforcement Some parts of the process become extremely important.

原則として、成分は、次のような種々の方法により最終的な位置に配置すること ができる。In principle, components may be placed in their final positions by a variety of methods, including: Can be done.

１）主補強材（Ｂ）を固定位置に配置し、その後、マトリックス材料（Ａ）を加 える。1) Place the main reinforcement (B) in a fixed position, then apply the matrix material (A) I can do it.

２）主補強材（Ｂ）とマトリックス材料（Ａ、）とを組み合わせ、組み合わせた 構造体を所望の最終位置に配置する。2) Combining the main reinforcement material (B) and matrix material (A,) Place the structure in the desired final position.

３）マトリックス材料（Ａ）を最終位置に配置し、そして補強材（Ｂ）をマトリ ックス材料に組み込む。3) Place the matrix material (A) in its final position and place the reinforcement (B) in the matrix Incorporate into the box material.

４）固体成分（マトリックス材料（Ａ）の固体部分及び補強材（Ｂ））を所望の 位置に配置し、そして流体又は液体相を、例えば溶融液（例えば、金属又はプラ スチック）の浸透又は現場で重合するモノマーの浸透により配合する。4) The solid components (the solid part of the matrix material (A) and the reinforcing material (B)) are and a fluid or liquid phase, e.g. a molten liquid (e.g. metal or plastic) (stick) or by infiltration of monomers that polymerize in situ.

ソフトキャスティング、押し出し成形、加圧又は真空補助射出成形等この技術分 野において公知の種々の原理をこれらのために使用することができる。しかしな がら、成分の配置が高密なため、従来のものより優れた処理技術（必ずしも新規 な単−法でなく、往々にしてそのような方法の新規な組み合わせ）を使用するこ とがしばしば必要又は望ましい。This technology includes soft casting, extrusion molding, pressure or vacuum assisted injection molding, etc. Various principles known in the art can be used for these purposes. However However, because the arrangement of components is highly dense, processing technology superior to conventional ones (not necessarily new often using novel combinations of such methods rather than a simple single method. is often necessary or desirable.

次に開示するしばしば非常に小さな大きさの粒子や繊維等を所望の構成、しばし ば非常に密で均一な構造、に配置するための処理技術のいくつかは、それ自体新 規であり、それだけで本発明の態様を構成する。Next, disclosing particles, fibers, etc., often of very small size, into the desired configuration, often Some of the processing techniques for arranging very dense and uniform structures are themselves new. and as such constitute an aspect of the invention.

これらの技術は、１）高密充填の原理及び２）任意に機械的振動を組み合わせた 粘性処理の原理に基づいている。これらの原理を次の節に述べる。These techniques are based on 1) the principle of dense packing and 2) optionally combining mechanical vibration. It is based on the principle of viscous processing. These principles are described in the next section.

血１ｉＪ−■遼埋 繊維を配合した粒子系を含めて微粒子系の高密充填の達成は、粒子の形状及び繊 維の適当な選択、その系における粒子及び繊維の配置に関連する運動学、及び粒 子又は繊維の動きをそれらを配置する間に相互に妨害する固定表面力（ｌｏｃｋ ｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ　ｆｏｒｃｅ）の克服にかかっていることは公知であり、 且つ文献によく記載されている。しかしながら、液体分散体から高密充填粒子系 分得ゐことについてのいくつかの重要な原理を下記に述べる。特に、微粒子（本 明細書の例においてはセメント粒子）及びこれらの微粒子間に均一に分布した超 微粒子（本明細書の例においてはミクロシリカ粒子）からなる高密充填結合材に 基づく、本明細書の例で使用されている特定で且つ非常に有効な系について説明 する。Blood 1iJ- ■ Liaobu Achieving high density packing of fine particle systems, including those containing fibers, depends on the shape of the particles and the fibers. the appropriate selection of fibers, the kinematics associated with the arrangement of particles and fibers in the system, and the The movement of the fibers or fibers is affected by locking surface forces that mutually impede the movement of the fibers during their placement. It is well known that it depends on overcoming the ing surface force. And it is well described in the literature. However, from liquid dispersions to highly packed particle systems Some important principles of separation are discussed below. In particular, fine particles ( In the example in the specification, cement particles) and ultraviolet particles uniformly distributed between these fine particles A densely packed binder consisting of fine particles (micro silica particles in the example herein) DESCRIPTION OF THE SPECIFIC AND HIGHLY EFFECTIVE SYSTEM USED IN THE EXAMPLES HEREIN do.

粒度の選択に関しては、例えば、１０〜２０声の緻密な形態の微粒子等の高置充 填粒子フラクションを、系におけるこのフラクションと、より小さい粒子及びよ り大きな粒子との間の粒度のかなりの差を保つことにより、希釈しないように防 がなければならない。従って、例えば、本明細書の例において使用される超強度 セメントに基づく材料においては、一方では比較的粗い砂粒を使用し、他方では セメントの最も微細なフラクションよりもかなり細かい超微細ミクロシリカ粒子 を使用することによって、粒度差（より大きな及びより小さな大きさの両方に関 して）により強度付与セメント粒子の高密充填を守った。Regarding the selection of particle size, for example, fine particles with a dense shape of 10 to 20 tones may be The filler particle fraction is separated from this fraction in the system by smaller and larger particles. Avoid dilution by maintaining a significant difference in particle size between larger and larger particles. There must be. Thus, for example, the super strength used in the examples herein In cement-based materials, on the one hand, relatively coarse sand grains are used, and on the other hand, Ultra-fine microsilica particles considerably finer than the finest fraction of cement By using particle size differences (both larger and smaller sizes) ) to preserve the dense packing of the strength-imparting cement particles.

特定成分と同じ大きさの他の粒子又は繊維、例えば、直径１０〜２０ｎのガラス 繊維を使用する場合、これらの粒子又は繊維の表面で生じるセメントフラクショ ンの比較的大きな希釈は、それに相当するだけの大きな割合でより小さいフラク ション（例えば０．５　ｔｍ未溝の大きさの超微粒子）を添加することにより相 殺することが可能である。Other particles or fibers of the same size as the specified component, e.g. glass with a diameter of 10-20n When fibers are used, cement fractions generated on the surface of these particles or fibers are A relatively large dilution of the fraction will result in a correspondingly large proportion of the smaller fraction. phase (for example, 0.5 tm ultrafine particles with an ungrooved size). It is possible to kill.

これらの原理が例１に示されている。即ち、約１０踊のセメント粒子を、一方の 側ではかなり粗い砂（２００−未満の物質を非常に少量有する）及び他方の側で はミクロシリカ（０，５−を超える物質を非常に少量有する）で「保護」した。These principles are illustrated in Example 1. That is, approximately 10 pieces of cement particles are placed on one side. On one side quite coarse sand (with a very small amount of material less than 200-) and on the other side was "protected" with microsilica (which has very small amounts of material above 0,5-).

繊維強化マトリックス中の大きな物体〔例えば、６１１の繊維及び４１ｍの砂（ 例１〜４及び例６参照）〕も主補強材及び型の境界に干渉し、それにより、壁効 果及び障壁効果を住しる。（ここで、壁効果とは、粒子がバルクにおけるよりも 表面の直ぐ近くでよりゆるく充填されることであり、一方、障壁効果とは、大き な粒子間の狭い帯域において小粒子が入り込む空間がないことを意味する。）主 補強材の大きさと最も大きなマトリックス物体の大きさとの間の比が小さいほど 、また補強材濃度が大きいほど、壁効果及び障壁効果が大きい。Large objects in a fiber-reinforced matrix [e.g. 611 fibers and 41 m sand ( (see Examples 1-4 and Example 6)] also interfere with the main reinforcement and mold boundaries, thereby reducing the wall effect. effects and barrier effects. (Here, the wall effect means that the particles are smaller than they are in the bulk.) a looser packing immediately near the surface, whereas a barrier effect is a This means that there is no space for small particles to enter in the narrow zone between particles. )main The smaller the ratio between the size of the reinforcement and the size of the largest matrix object , and the greater the reinforcement concentration, the greater the wall and barrier effects.

強化マトリックス中の大きな物体と主補強材又は境界との間の壁効果及び障壁効 果は、バルクで製造された場合に存在しうるちのに関して強化マトリックスの粗 い物体の量を減少させることによって相殺することができる。Wall and barrier effects between large objects in the reinforcement matrix and the main reinforcement or boundary The result is a coarsening of the reinforcing matrix with respect to the content that would be present if manufactured in bulk. This can be offset by reducing the amount of ugly objects.

例１〜７において、結果として得られる強化用構造体が非常に緻密となるように 、非常に緻密なマトリックス材料（Ａ）を製造し、多量の強化用ビームと共に高 密最終構造体に配置した。マトリックス（Ａ）は、粗大なケイ砂（４１以下）、 鋼繊維（６ｍｍＸ０．１５１ｍ）　６容量％、及び結合剤であった。この結合剤 はセメント及びミクロシリカ（平均粒度約０．１μ）、そして水及び分散剤から なるものであった。構造体全体は、非常に小さな粒子間の空間が液体で完全に満 たされていることによって特徴づけられ、非常に緻密であった。液体の量は極め て少な（、結合剤（セメント＋シリカ十液体）に対して３６．４容積％に相当す るものであった。これは、通常のコンクリート技術で得られる空隙率の半分から ２／３までの間の値よりも少ない。次に、この高密繊維強化マトリックスを、高 密配置した主補強材物体間に配置し、主補強材間の空間を完全に満たした。次の 手段によって非常に緻密な構造体が得られた。その手段とは、すなわち、１）微 粒系（セメント、ミクロシリカ）においても粒度差をもうけた、充分に範囲を限 定した粒子系とすること、そして、２）効果的な分散剤及び特定の処理技術（振 動下における注型）を用いてこの幾何学的配置を得るのを可能にすること、であ った。これらの手段について以下説明する。In Examples 1-7, the resulting reinforcing structures were very dense. , a very dense matrix material (A) is produced, and a high Densely placed in the final structure. Matrix (A) is coarse silica sand (41 or less), Steel fibers (6 mm x 0.151 m), 6% by volume, and binder. This binder is made from cement and microsilica (average particle size approximately 0.1μ), water and dispersant. It was something like that. The entire structure is completely filled with liquid in the spaces between the very small particles. It was characterized by the fact that it was carried out and was extremely detailed. Extreme amount of liquid (equivalent to 36.4% by volume of the binder (cement + silica + liquid)) It was something that This is half the porosity obtained with conventional concrete technology. Less than the value between 2/3. Next, this dense fiber-reinforced matrix is The main reinforcement materials were placed between closely spaced objects to completely fill the space between the main reinforcement materials. next A very dense structure was obtained by this procedure. The means are: 1) micro Even in particle systems (cement, micro silica), the range is sufficiently limited with particle size differences. 2) effective dispersants and specific processing techniques (shaking); It is possible to obtain this geometry by means of dynamic casting (casting under dynamic conditions). It was. These means will be explained below.

マトリックス材料（Ａ）に小粒子を高密且つ均一に充填して配置する際の最も大 きな困難はしばしば、隣接粒子を連結し、かくして均−及び高密充填を達成する のに欠くことのできない混合及び造形中の相互移動を妨害する表面力にある。The largest size when the matrix material (A) is densely and uniformly filled with small particles. Great difficulties are often encountered in connecting adjacent particles and thus achieving uniform and close packing. This is due to the surface forces that impede mutual movement during mixing and shaping.

上記の状況は、非常に小さな粒子を有する系にとって特に重要である。これは、 隣接粒子間の固定表面力から生じる内部一体性は、一体性が粒度に反比例するの で粒度の減少ともに増加するためである。従って、粒度０．０１−のサブミクロ ン粒子を有する粒子系の混合及び造形に対する一体抵抗（ｃｏｈｅｓｉｖｅ　ｒ ｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は、粒度１０／ｌＷ＋のミクロン粒子から構成した幾何学 的に同様の形状の粒子系の場合より１，０００倍大きく、また対応するミリメー トルの大きさの系（ｄ＝１ｍｍ）の場合よりｉｏｏ、ｏｏｏ倍大きい。The above situation is particularly important for systems with very small particles. this is, Internal integrity arises from fixed surface forces between adjacent particles, as integrity is inversely proportional to particle size. This is because the particle size increases as the particle size decreases. Therefore, submicron particles with a particle size of 0.01- cohesive resistance to mixing and shaping of particle systems with esistance) is a geometric structure composed of micron particles with a particle size of 10/lW+. is 1,000 times larger than that of a similarly shaped particle system, and the corresponding millimeter It is ioo, ooo times larger than the case of the Torr size system (d=1 mm).

表面力が圧縮した粒子系の密度に及ぼす影響を第１３図における「マスターグラ フ」に示す。即ち、第１３図には、粒子状物質の密度を、次式に示す無次元圧縮 圧力の関数として示しである。The effect of surface forces on the density of a compressed particle system is shown in the master graph in Figure 13. It is shown in "F". That is, in FIG. 13, the density of particulate matter is expressed by the dimensionless compression shown by the following formula Shown as a function of pressure.

ｄ 但し、ｐは圧縮圧力、ｄは粒度、そしてＴは粒子間表面張力である。帯域１にお いては、外部圧縮に対して材料を一緒に保つ表面力が支配的である。ここでは、 降伏又は圧縮がない。d However, p is the compression pressure, d is the particle size, and T is the interparticle surface tension. to band 1 Surface forces that hold the material together against external compression dominate. here, No yielding or compression.

帯域２においては、内部降伏が無次元圧力の増加とともにより密な充填に向って 起こるように、外部荷重と内部一体性がバランスしている。帯域３においては、 粒子間の表面角以上に外部荷重が支配的になる。適当な粒子形状が効果的に利用 されうるのは、第１３図において単一曲線ではなく範囲４として示したこの帯域 のみである。In zone 2, the internal breakdown shifts toward tighter packing with increasing dimensionless pressure. As it happens, external loads and internal integrity are balanced. In band 3, The external load becomes more dominant than the surface angle between particles. Effective use of appropriate particle shapes This band, shown as range 4 in Figure 13 rather than a single curve, can be Only.

機械的影響（圧力、剪断等）及び内部抵抗の減少（固定表面力を減少させること や、粒子の直接の接触を妨害する、立体障害、電気拡散二重層等の障壁を作るこ とによる）の組み合わせによって、固定効果（ｌｏｃｋｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ） を克服することができる。Mechanical influences (pressure, shear, etc.) and reduction of internal resistance (reducing anchoring surface forces) or create barriers such as steric hindrance or electrically diffusive double layers that impede direct contact between particles. The fixed effect (locking effect) is determined by the combination of can be overcome.

この節において、どのようにこれらの手段が一緒に評価されるかを、一つの式に まとめた両方の態様を含むモデルを提示することより示す。これにより、任意の 大きさの粒子の系の挙動を、一つの特定の系の挙動に関する知識から予測するこ とができる。In this section, we will show how these measures are evaluated together in one formula. This will be illustrated by presenting a model that includes both aspects summarized. This allows any It is possible to predict the behavior of a system of particles of a certain size from knowledge of the behavior of one particular system. I can do it.

これは、例えば、例１〜７におけるＣＲＣ系に関する経験を、他の超微粒子に基 づ＜　ＣＲＣ構造体、例えば、特にＣＲＣ構遺体を有するファインセラミックス 等に応用するに関しても欠くことができない０表面力により一緒に保持された緊 密で球状の粒子の場合、点接触している２個の粒子を分離しあるいは相互滑動を 行なうのに必要な力は、次式に示すように、粒子の寸法（ｄ）及び表面張力（Ｔ ）に比例する。This is based on the experience with CRC systems in Examples 1-7, for example, with other ultrafine particles. <　CRC structures, e.g., especially fine ceramics with CRC structures The tension held together by zero surface force is indispensable for applications such as For dense, spherical particles, it is possible to separate two particles that are in point contact or to prevent them from sliding against each other. The force required to do so is determined by the particle size (d) and the surface tension (T ) is proportional to

Ｆ＝ｄ　ｒ 表面張力（又はエネルギー）Ｔは、１）メニスカスにより凝集力（ｃｏｈｅｓｉ ｏｎ）が生じる場合、液体のメニスカスと周囲の流体（通常空気）との間の表面 張力、又は、２）平面に平行な面を接触面から無限大の距離に除去することによ り一単位面積の新しい表面を生じさせるのに必要とする仕事として定義される。F=dr Surface tension (or energy) T is 1) cohesive force (cohesi on) occurs, the surface between the liquid meniscus and the surrounding fluid (usually air) 2) by removing a plane parallel to the plane to an infinite distance from the contact surface. is defined as the work required to produce one unit area of new surface.

分離及び滑動抵抗が転勤抵抗より優位である仮定すると、粉末の降伏応力（粒子 に作用している力を粒子の面積で割って得られる値に比例する）は、次式、すな わち、ｐ３γｄ−１ （但し、ｐは加えられた造形応力）として、あるいは無次元として、又は、歪速 度に）及び流体プロセスマトリックス（η１）の観点からは、 として表わすことができ、ここで定数は、粒子系の形状寸法（相対粒度、形状及 び配置）の関数である。Assuming that separation and sliding resistance dominates over rolling resistance, the powder yield stress (particle (proportional to the value obtained by dividing the force acting on the particle by the area of the particle) is expressed by the following formula: That is, p3γd-1 (where p is the applied shaping stress), or as dimensionless, or as the strain rate From the point of view of the degree) and the fluid process matrix (η1), where the constant is the geometrical dimension of the particle system (relative particle size, shape and and placement).

量ｐｄ／γ　（又はηｔ　ｄ　／　７　）は、外部応力（ｐ）が内部凝集力（Ｔ ／ｄ）を克服することができる程度に関する尺度である。The quantity pd/γ (or ηt d/7) is the amount when the external stress (p) is the internal cohesive force (T /d) is a measure of the extent to which it is possible to overcome.

表面力を受けた超微粒子は、穏やかな外部圧力下で造形を行なう場合、典型的に 非常にすき間があり且つ凝集した構造体に充填される。これは、非常に低い無次 元造形応力場ｐｄ／Ｔを有する粒子系の造形の場合であり、対応して低い粒子濃 度と強固な凝集を生じる。Ultrafine particles subjected to surface forces typically Filled into a very interstitial and cohesive structure. This is a very low orderless This is the case for the fabrication of particle systems with an original fabrication stress field pd/T and a correspondingly low particle concentration. It forms a strong agglomeration.

このことが、種々の程度の密度を示している第１３図（上記で説明した）及び種 々の程度の分散を示した第１４図に示されている。This results in Figure 13 (discussed above) showing various degrees of density and species. Figure 14 shows the different degrees of dispersion.

第１４図は、粘土η、を有する粘性流体に埋め込まれた表面力（Ｔ）により相互 に引かれている粒子の系に関する、応力と歪速度；とのグラフ１を示している。Figure 14 shows the mutual interaction caused by the surface force (T) embedded in a viscous fluid containing clay η. 1 shows a graph 1 of stress versus strain rate for a system of particles being attracted to

Ｘ軸は無次元の歪速度であり、Ｙ軸は無次元の応力である。ｐは加えられた応力 （剪断）であり、ｄは粒度である。グラフ２は、ニュートン流れを示す系の理論 的挙動を示している。Ａ−Ｄの順序は、グラフ１の隣接部分に相当し、顕著な固 体の挙動（Ａ）より、塑性から粘性までの挙動（Ｂ−Ｃ）を経て、完全な粘性挙 動（Ｄ）への転移を示している。The X-axis is dimensionless strain rate and the Y-axis is dimensionless stress. p is the applied stress (shear) and d is the particle size. Graph 2 is the theory of the system showing Newtonian flow. It shows a certain behavior. The order of A-D corresponds to the adjacent part of graph 1 and has a remarkable rigidity. From the behavior of the body (A), through the behavior from plasticity to viscosity (B-C), complete viscous behavior is obtained. It shows the transition to motion (D).

第１４図のグラフは、幾何学的に同様の形状の粒子構造を有する系に関するマス ターグラフである。より高密な充填及びより効率的な分散は、１）造形応力（ｐ ＝；η）を高めること、２）例えば、界面活性剤により表面力を減少させること 、又は、３）より大きな粒子を選択ことにより達成できる。The graph in Figure 14 shows the mass for systems with geometrically similar particle structures. It is a tar graph. A denser packing and more efficient dispersion will result in: 1) shaping stress (p =; η); 2) reducing surface forces, e.g. with surfactants; or 3) by selecting larger particles.

ｐｄ／Ｔ値が非常に大きい場合、表面力の影響が実質上克服される。このような 場合としては、例えば、弱い引きつけ表面力の影響下点接触している大きな粒子 から構成されているほとんどの系が挙げられる（例えば、積み重ねられた石）。If the pd/T value is very large, the effects of surface forces are virtually overcome. like this In some cases, for example, large particles that are in point contact under the influence of weak attractive surface forces (e.g., stacked stones).

ここで、粒子の充填は、主に粒子の形状寸法、粒子の摩擦及び造形を行う方法に 関する事柄である。Here, the filling of particles mainly depends on the shape and size of the particles, the friction of particles, and the method of shaping. This is a related matter.

極めて強固で且つ緻密な粒子に基づく材料を製造するには、高密充填して配置し た非常に微細な粒子が必要である。To produce materials based on very strong and dense particles, they are arranged in close packing. very fine particles are required.

従って、非常に低い粒子／粒子界面張力（γ）を確実に得る手段を得ることが不 可欠である。これは、超微粒子の選択、それらの製造、及び更に取扱い方法、並 びに、界面活性剤又はｐＨ調整剤等の添加剤の配合を含む造形流体の選択及び適 合と大いに関連がある。Therefore, it is difficult to have a reliable means of obtaining very low particle/particle interfacial tensions (γ). It is vital. This depends on the selection of ultrafine particles, their production, and even handling methods. and the selection and application of the building fluid, including the formulation of additives such as surfactants or pH adjusters. It is highly related to

上述したように、セメント粒子間に均一に分布した直径０、　Ｉ　ｎの５ｉ０２ 粒子（ミクロシリカ）が高含量で含有され且つ多量の微細繊維を含有する、通常 きわめて困難な非常に微細な粒子下部構造の系が、例１〜７において極めて高密 に配置された。これは、上述したそれぞれの粒度の適当な選択により、またこの 系の固体と液体の組み合わせに効果的な分散剤を効果的な量において使用するこ とによりなされたものである。As mentioned above, 5i02 of diameter 0, In uniformly distributed among cement particles Usually contains a high content of particles (microsilica) and a large amount of fine fibers. A very difficult system of very fine grain substructures can be achieved in Examples 1 to 7 with very high density. was placed in. This can be achieved by appropriate selection of the respective granularity mentioned above and by The use of an effective amount of a dispersant that is effective for the solid/liquid combination of the system. This was done by.

処理 粒子及び繊維の高密且つ均一な配置を達成するには、表面力を克服することだけ では充分でない。即ち、粒子、繊維等の必要な内部移動を保証することも必要で ある。これは、内部及び外部構造が複雑であればあるほどますます困難になる。process The only way to achieve a dense and uniform arrangement of particles and fibers is to overcome surface forces. That's not enough. That is, it is also necessary to ensure the necessary internal movement of particles, fibers, etc. be. This becomes increasingly difficult as the internal and external structures become more complex.

従って、粒子及び繊維を含んでなる液体含有素材の混合及び注型（ｃａｓｔｉｎ ｇ）による適当なマトリックスＡの造成には、しばしば高度のプロセス動力学が 必要である。この系における粒子の良好な内部移動は、注型素材に実質的に粘性 の挙動を付与して（これは適当な粘度を有する粘性流体に粒子を埋め込むことに より達成されよう）、処理（混合又は注型等）の間、注型素材全体にわたって応 力場及び変形基をかなり均一にすることによって促進されよう。これに関連して 、「流体」なる用語は、単に液体そのものだけでなく、液体相に分散した粒子か らなる懸濁液である流体系、例えば、より大きな粒子（セメント、砂等）に関す る水／ミクロシリカ系又は砂粒及び繊維に関する水／セメント／ミクロシリカ系 のようなものにも当てはまる。Therefore, the mixing and casting of liquid-containing materials comprising particles and fibres. The creation of a suitable matrix A by g) often requires a high degree of process kinetics. is necessary. The good internal movement of particles in this system makes the casting material substantially viscous. behavior (this is achieved by embedding particles in a viscous fluid with an appropriate viscosity). (more likely to be achieved), during processing (such as mixing or casting), This may be facilitated by making the force field and deformation group fairly uniform. In connection with this , the term "fluid" refers not only to the liquid itself, but also to particles dispersed in the liquid phase. For example, fluid systems that are suspensions of larger particles (cement, sand, etc.) water/microsilica-based or water/cement/microsilica-based regarding sand grains and fibers This also applies to things like.

レオロジー的見地から、次の用件を満足することが好ましい。From a rheological standpoint, it is preferable to satisfy the following requirements.

ｌ）粘度に支配されている抵抗は、好ましくは一体抵抗（ｃｏｈｅｓｉｖｅ　ｒ ｅｓｉｓｔａｎｃｅ）より優位にあるべきである。これは、変形が局部的な流動 帯域に限定されること及び容積全体に均。l) The viscosity-governed resistance is preferably a cohesive resistance. resistance) should be more dominant. This means that deformation is caused by localized flow. Limited to a band and uniform throughout the volume.

−に分布しないことを避けるためである。This is to avoid not having a negative distribution.

２）粘度に支配されている抵抗は、流れの摩擦ブロッキングを避けるために、好 ましくは摩擦抵抗（即ち、常圧で生じる剪断抵抗）より優位にあるべきである。2) Resistance, which is dominated by viscosity, is preferred to avoid frictional blocking of the flow. Preferably, it should be superior to frictional resistance (ie, shearing resistance occurring under normal pressure).

３）更に、不必要に、高い機械的造形力を生じてはならないので、粘度は不必要 に高くあってはならない。3) Furthermore, unnecessarily high mechanical shaping forces must not be generated, so viscosity is unnecessary. should not be too high.

以下、流体の望ましい性質及び挙動を説明する。Desirable properties and behavior of the fluid will be described below.

五ピに体−系。Five-point system.

微細粒子及び超微粒子を含有する系の場合、粒子間の固定表面力は、総一体抵抗 （ｔｏｔａｌ　ｃｏｈｅｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）に有意に寄与する。For systems containing fine and ultrafine particles, the fixed surface forces between the particles are equal to the total integral resistance (total cohesive resistance).

幾何学的に同様の形状の粒子系（上記説明参照）に関する一体抵抗への表面力の 寄与率は、表面力（表面張力Ｔ）に比例し且つ粒度（ｄ）に反比例する。Surface force on integral resistance for geometrically similar shaped particle systems (see explanation above) The contribution rate is proportional to the surface force (surface tension T) and inversely proportional to the particle size (d).

従って、粘性抵抗が粒子に生じた一体性（ｃｏｈｅｓ　１ｏｎ）より優位である ためには、下記の条件を満足することが必要である。Therefore, viscous drag dominates the cohesiveness of particles. In order to do so, it is necessary to satisfy the following conditions.

このことは、粒子間表面張力（γ）を有する所定の粒子系（特性粒度ｄ）が所定 の歪速度に）で造形されるには、流体マトリックスの粘度に関して次の要件を満 足しなければならないことを意味している。This means that for a given particle system (characteristic particle size d) with interparticle surface tension (γ), The following requirements regarding the viscosity of the fluid matrix must be met in order to print at It means that you have to add.

この式は、造形用マトリックスの粘度は、粒度に反比例して増加しなければなら ないという重要な新規な認、識を示している。This formula states that the viscosity of the building matrix must increase inversely with particle size. This shows an important new recognition that there is no such thing.

第１４図に示すようなマスターグラフにより、とりわけ、より大きな粒子（例え ば、平均粒度５ｒ−ｑｎ）を有する系についての経験を基礎として、サブミクロ ン粒子系（例えば、平均粒度０．０５ｍ）に関する組成（流体の選択）及び造形 条件を設計することが可能になる。粒子の形／大きさ分布と容積１度が実質的に 同一であると仮定すると、同程度の流体挙動を達成するための要件 を満足するには、粘度が１００倍大きい流体、１００倍速い造形速度、表面張力 が１　／１００まで減少すること、又はこれらのパラメータのいくつかの相当す る変化が必要である。A master graph such as the one shown in Figure 14 allows, among other things, larger particles (e.g. For example, based on experience with systems with an average particle size of 5r-qn), Composition (fluid selection) and shaping for particle systems (e.g. average particle size 0.05 m) It becomes possible to design conditions. Particle shape/size distribution and volume 1 degree are substantially Assuming the same, the requirements for achieving comparable fluid behavior In order to satisfy is reduced by 1/100, or the equivalent of some of these parameters Changes are needed.

従って、造形中の粘性抵抗と一体抵抗との間の比を同じにするためには、０゜１ １ｍ１の粒子系の粘度は、幾何学的に同様の形状をした１０ｐの粒子系の場合よ り１００倍大きくなければその結果、造形応力（ｐ　＝　；　ｘη）は、小粒子 系では、それに対応して１００倍大きくなければならない。Therefore, in order to make the ratio between the viscous resistance and the integral resistance during modeling the same, 0°1 The viscosity of a 1 ml particle system is higher than that of a 10 p particle system with a similar geometric shape. As a result, if the forming stress (p = ; xη) is not 100 times larger than the system must be correspondingly 100 times larger.

又、上記の式は、粒子／粒子表面張力（γ）の減少により、粘度に関する要件が （及びその結果造形応力に関する要件も）緩和されることを示す。従って、粒子 ／粒子表面張力を低下することのできるマトリックス（即ち、分散剤として機能 するマトリックス）を使用することは、系のレオロジーを改善するための一つの 重要な方法である。実際に、サブミクロン粒子に基づく系の場合、はとんど全て の場合において、流体も効率的な分散剤として機能することが必要とされる。内 部気液界面から固定表面力を除去するためには、流体が気孔空間を完全に満たす ことが重要である。The above equation also shows that the viscosity requirement is reduced due to the reduction in particle/particle surface tension (γ). (and, as a result, the requirements regarding forming stress) are shown to be relaxed. Therefore, particles /matrix capable of lowering the particle surface tension (i.e., acts as a dispersant) One way to improve the rheology of the system is to use This is an important method. In fact, for systems based on submicron particles, almost all In these cases, the fluid is also required to function as an efficient dispersant. Inside In order to remove fixed surface forces from the air-liquid interface, the fluid must completely fill the pore space. This is very important.

粘土」１」系 ＣＲＣ構造体は、とりわけ、流れを妨げる傾向がある摩擦力を克服しなければな らない中〜高圧下の造形〔押し出し又は加圧注型（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃａｓｔ ｉｎｇ）等〕により製造してもよい。Clay "1" series CRC structures must, among other things, overcome frictional forces that tend to impede flow. Modeling under medium to high pressure (extrusion or pressure casting) ing) etc.].

これは、系を実質的な粘性挙動とすることにより都合よ（達成される。支配的で ある内部抵抗が固体粒子間の摩擦によるものである、即ち、標準圧縮荷重（応力 ｐ）により生じる剪断（τ）に対する抵抗が、次式に従うような系においては、 τ＝μｐ （但し、μは摩擦係数）、粘性を支配的とするために、粘性抵抗に関する次の要 件が適用される。This is conveniently achieved by giving the system essentially viscous behavior. Some internal resistance is due to friction between solid particles, i.e. standard compressive load (stress In a system in which the resistance to shear (τ) caused by p) follows the following equation, τ=μp (However, μ is the coefficient of friction.) In order to make viscosity dominant, the following points regarding viscous resistance are used. applicable.

μ　ｐ このことが第１５図に示されている。即ち、第１５図は、剪断力に対して垂直に 作用している法線応力ｐに相当する圧縮下にある間に剪断を受けた粒子／流体系 の流動挙動（グラフ１）を示している。流れに対する抵抗は、摩擦力及び粘性力 によって支配される。Ａでは、顕著な摩擦挙動がある（乾燥粉末のそれのような ）。剪断速度と流体粘度との積を法線応力ｐで割ることにより得られる値が増加 すると、流れはますます粘性になる（流体のように）（Ｂ）。矢印Ｆ及びＶは、 それぞれ、増加する摩擦挙動及び増加する粘性挙動を示している。グラフ２は、 理想的ニュートン流動を示す流体の挙動を示している。μp This is shown in FIG. That is, FIG. 15 shows Particle/fluid system subjected to shear while under compression corresponding to an acting normal stress p Flow behavior (Graph 1) is shown. Resistance to flow is caused by frictional and viscous forces. ruled by. At A, there is a pronounced frictional behavior (like that of dry powder) ). The value obtained by dividing the product of shear rate and fluid viscosity by the normal stress p increases The flow then becomes increasingly viscous (like a fluid) (B). Arrows F and V are They show increasing frictional behavior and increasing viscous behavior, respectively. Graph 2 is It shows the behavior of a fluid exhibiting ideal Newtonian flow.

このことは、造形マトリックスの粘度は、１）摩擦係数が大きいほど大きくなけ ればならず、２）拘束圧力（ｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ）　ｐが大き いほど大きくなければならず、且つ、３）剪断速度が小さいほど大きくなければ ならないことを意味している。This means that the viscosity of the modeling matrix should be 1) larger as the coefficient of friction is larger. 2) The confining pressure p must be large. and 3) it must be so large that the shear rate is small. It means not to be.

粘度の大きさに関する要件の他に、造形プロセスは摩擦係数を減少することによ っても促進されるということが分るであろう。従って、ある場合には、潤滑添加 剤を使用するか又はそれ自体が潤滑剤として作用する造形マトリックスを使用す ることが望ましい。In addition to the requirements regarding the magnitude of viscosity, the building process is also influenced by reducing the coefficient of friction. You will find that it is even more helpful. Therefore, in some cases, lubricant addition lubricant or a sculpting matrix that itself acts as a lubricant. It is desirable that

本明細書の例においては、粘性抵抗が支配的である系を、高容積のミクロシリカ 粒子を配合し且つ水／（セメント＋ミクロシリカ）重量比が０．１８に相当する 非常に少量の水を使用して調製した。この系においては、表面力を上記した効果 的な量の効果的な界面活性剤を使用してなくし、ミクロシリカも摩擦の減少に寄 与した。この系には、２容積％、４容積％、そして６容積％までの微細繊維さえ も配合された。上記で示したように、この量は、通常のコンクリートで実施した 場合に可能であろう量の２〜４倍以上である。通常のコンクリートで実施する場 合には、流動性を得るために２〜３倍量の水を添加していた。しかしながら、こ のような系では、粘度の低い流体を含有する系となってしまい、従って、上記の ような多量の繊維を配合することの出来ない高摩擦抵抗を有する粉末／流体系と なろう。In our example, a system in which viscous drag is dominant is constructed using a high volume of microsilica. Particles are mixed and the water/(cement + microsilica) weight ratio is equivalent to 0.18. Prepared using very small amounts of water. In this system, the surface force is the effect described above. microsilica also contributes to friction reduction. gave. This system includes fine fibers of 2%, 4%, and even 6% by volume. was also included. As indicated above, this amount was carried out in normal concrete 2 to 4 times more than would otherwise be possible. When using regular concrete In some cases, 2 to 3 times the amount of water was added to obtain fluidity. However, this In a system like this, the system contains a fluid with a low viscosity, and therefore the above Powder/fluid systems with high frictional resistance that cannot be blended with large amounts of fibers such as Become.

例６に、材料の粘性流動挙動が、非常に高密に配置した棒（２７容積％）間への 注型に関連して示されている。In Example 6, the viscous flow behavior of the material is shown to flow between very densely arranged rods (27% by volume). Shown in connection with casting.

振動処理 ＣＲＣは通常粒子系と高密充填により成り立っているので、所望の高密且つ均一 な配置を達成するために、振動処理はしばしば欠くことができない。Vibration treatment CRC is usually made up of a particle system and dense packing, so it is possible to achieve the desired high density and uniformity. Vibration treatment is often indispensable in order to achieve precise alignment.

ＣＲＣの製造に関連して、振動処理は、典型的には主補強材を非常に高密に配置 するとともに、幾何学的に複雑な条件下で粒子及び繊維の非常に高い充填密度の 達成に重要な役割を果たす。In connection with the manufacture of CRC, vibration treatments typically result in very dense placement of the primary reinforcement. as well as very high packing densities of particles and fibers under geometrically complex conditions. play an important role in achievement.

振動は、混合及び注型に関連して粘性流動を促進するのに使用することができ、 このため、通常の製造の実施におけるよりかなり高い粒子濃度でこれらの操作を 行うことが可能となる。Vibrations can be used to promote viscous flow in connection with mixing and casting; For this reason, these operations are carried out at significantly higher particle concentrations than in normal manufacturing practices. It becomes possible to do so.

重量のある主補強材の場合、材料と主補強材との間の滑動による大きな減衰があ ろうため、物体深く振動負荷を伝達するのが困難と思われるかもしれない。しか しながら、例６においてなされるように、振動応力を伝達するために剛い補強材 を使用することによって、重量のある補強材の明らかな欠点を明白な利点に変え ることができる。このことは、補強材にかけられた振動がこれに隣接するコンク リートの分離を生してしまう、鉄筋コンクリートにおける通常の実施とは相反し ている。しかしながら、高粘性系、特に微細繊維を高含量で含有する系において は、実際に何ら分離を生じない。For heavy primary reinforcements, there is a large amount of damping due to sliding between the material and the primary reinforcement. Because of this, it may seem difficult to transmit vibrational loads deep into the object. deer However, stiff reinforcements are used to transmit vibrational stresses, as is done in Example 6. By using can be done. This means that the vibrations applied to the reinforcement will Contrary to normal practice in reinforced concrete, which results in separation of REITs. ing. However, in highly viscous systems, especially those containing a high content of fine fibers, does not actually produce any separation.

補強材を介した振動によって可能となった特定のＢ様は、高周波振動の使用であ る。高周波振動では、粘性素材中において大きな減衰が起きないように、振動源 からの距離が短いことが必要である。このため、例６においては、振動する補強 材からの距離は、厚み１２０ｍｍの試験片の注型中は最大でも約８〜１０１ｍで あった。The specific case B, which was made possible by vibration through the reinforcement, is the use of high frequency vibration. Ru. For high-frequency vibrations, the vibration source must be It is necessary that the distance from Therefore, in Example 6, the vibrating reinforcement The maximum distance from the material is approximately 8 to 101 m during casting of a 120 mm thick test piece. there were.

又、振動によりあるいは、特定態様においては、振動と加圧を組み合わせること により混合を加えてもよい。小粒子と少量の液体の系は、この系が完全に飽和さ れていない場合液体メニスカス表面力によりすき間のある構造体に固定されるの で、この方法は非常に微細な粒子と高濃度の系において特に重要である。Also, by vibration or, in certain embodiments, by a combination of vibration and pressure. Mixing may also be added. A system with small particles and a small amount of liquid will require that the system be completely saturated. If not, the liquid meniscus will be fixed in the open structure by surface forces. This method is particularly important in systems with very fine particles and high concentrations.

朋途 本明細書から明らかなように、ＣＲＣは下記の特徴を有する全（新規な種類の複 合材料である。Friendship As is clear from this specification, the CRC is a complete (new type of multiplex) having the following characteristics: It is a composite material.

１）独特の機械的特性（高強度、高剛性及び高延性を併せ持つ）を有するととも に極端な環境条件下（広い温度範囲にわたる、非常に摩耗し易い条件下、厳しい 化学的条件下等）で機能することができる。1) It has unique mechanical properties (combining high strength, high rigidity, and high ductility). under extreme environmental conditions (over a wide temperature range, highly abrasive conditions, severe chemical conditions).

２）例えば、特定の補強材、保護成分又は機能性成分を適切な位置に配置するこ とによる等、構造体全体の設計及び材料の設計を適当に組み合わせることにより 、特定の要件を満足するように特に設計するための独特の可能性がある。2) For example, placing specific reinforcing materials, protective components or functional components in appropriate locations. By appropriately combining the design of the entire structure and the design of materials, etc. , there are unique possibilities for specifically designing them to meet specific requirements.

３）典型的には、従来の成分（補強棒、繊維、セメント等）から基本的に簡単な 方法でもって（振動下における、補強構造体の構成、混合、注型等）、通常量も 穏やかな物理的又は化学的要件（周囲温度、化学的環境等）により室温で、且つ 、通常健康上の危険を生じないかそれがほんのわずかである材料及び方法（通常 水に基づく液体、健康上の危険の少ない粉末、常温、ゆっくり動く機械部品、コ ンクリート産業において普通であるのと同程度か又はそれより低いレベルの騒音 問題）を用いて製造される。3) Typically, basic components are made from conventional ingredients (reinforcing rods, fibers, cement, etc.) Depending on the method (under vibration, construction of reinforcing structures, mixing, casting, etc.), the usual amount at room temperature and due to mild physical or chemical requirements (ambient temperature, chemical environment, etc.) , materials and methods that normally pose no or only a small health risk (usually water-based liquids, powders with low health risks, room temperature, slow-moving mechanical parts, Noise levels similar to or lower than those common in the concrete industry problem).

従って、ＣＲＣは、鋼、プラスチック及びコンクリートがそうであったように、 それ自体で広範囲の用途があると予想される。Therefore, CRC, like steel, plastic and concrete, As such, it is expected to have a wide range of applications.

ＣＲＣは、いくぶんかは、ＣＲＣ板又はビーム等の単一のＣＲＣ部材又は構造体 として使用してもよいが、多くの場合、ＣＲＣは大きな機械部品（例えば、歯車 箱、重量のある船部品、プラスチックないしはゴムの大きな部材を注型するため の型、又は金属パネル等を造形するためのプレス工具）作製するため等の他の構 造又は機能要素を含有する部材又は構造体の主要部分となるか、又はＣＲＣは非 常に大きな集中した荷重を移動するため重要な位置に配置される構造体全体のう ちの小部分を構成してもよい（鋼又はコンクリートの大きな。CRC is more or less a single CRC member or structure such as a CRC plate or beam. However, CRCs are often used on large mechanical parts (e.g. gears). For casting boxes, heavy ship parts, large parts of plastic or rubber molds, or other structures such as for making press tools for shaping metal panels, etc. CRC is the main part of a component or structure that contains structural or functional elements, or the CRC is Vessels throughout the structure are placed in critical locations to constantly move large concentrated loads. It may also be made up of small parts (large pieces of steel or concrete).

橋における接合部及び支持板、プレストレストコンクリートにおけるプレストレ ス節用固定帯域、大きな曲げモーメントを移動するための綱又はコンクリートの フレームのコーナー等）。Joints and support plates in bridges, prestressing in prestressed concrete Fixed band for joints, rope or concrete for moving large bending moments frame corners, etc.).

皿■匿 典型的なＣＲＣ構造体において、最も歪む表面層が、通常、マトリックスにおい て最も亀裂を形成し易い構造体の部分である。Dish Hidden In a typical CRC structure, the most distorted surface layer is usually the matrix. This is the part of the structure most likely to form cracks.

これは次の理由による。This is due to the following reason.

１）この帯域がしばしば最も歪む。1) This band is often the most distorted.

２）補強材の亀裂停止効果は、ａ）補強材の表面の近く、及び、ｂ）２〜３個の 棒間の空間におけるよりも小さい。2) The crack arresting effect of the reinforcement is limited to a) near the surface of the reinforcement, and b) 2-3 smaller than in the space between the bars.

３）境界では繊維濃度がより低いためマトリックス繊維の強化効果はより小さい （例えば、６１１の繊維を使用した本明細書の例の材料における１ｎの最外帯域 は実際のところ全く補強材を含有していなかった）。3) The reinforcing effect of matrix fibers is smaller at the boundary because the fiber concentration is lower. (e.g. 1n outermost zone in the example material herein using 611 fibers) actually contained no reinforcement at all).

これらの事実は、１）特にどの程度亀裂が物体内に入り込んでいるかについての 推定に間して、目に見える表面亀裂の種類を解明すること（例えば、亀裂が補強 材を通過しているかどうか）、及び、２）保護表面としての表面自体の性能（例 えば、化学的及び機械的攻撃に対しての）に関して重要である。These facts are: 1) Especially regarding the extent to which the crack penetrates into the object. During the estimation, the type of visible surface cracks should be determined (e.g. whether the cracks are reinforced or not). 2) the performance of the surface itself as a protective surface (e.g. For example, against chemical and mechanical attacks).

この表面が木来弱いことと、亀裂の伝播に対するＣＲＣ構造体の独特の耐性が合 わさった結果、ＣＲＣ構造体は表面亀裂及び長い表面亀裂さえも示す場合がある が、これらは主補強材を通過せず、これらの亀裂は主補強材の外側の最外層にの み生じる。This weak surface, combined with the CRC structure's unique resistance to crack propagation, As a result of scratching, CRC structures may exhibit surface cracks and even long surface cracks. However, these cracks do not pass through the main reinforcement, and these cracks extend to the outermost layer of the main reinforcement. occurs.

このことは、補強材が亀裂を停止させることが出来ない従来の鉄筋コンクリート において通常起こることとは、大きく相反している。This is a problem with traditional reinforced concrete, where the reinforcement is unable to stop cracking. This is in stark contrast to what normally happens.

多くの場合、構造体の表面性能が重要であり、ＣＲＣ表面の微細な亀裂でさえ許 容できなかったり、最外層に特殊な化学的構造が必要である場合がある。In many cases, the surface performance of the structure is important, and even minute cracks on the CRC surface can be tolerated. or may require a special chemical structure in the outermost layer.

ＣＲＣの製造方法に関する多数の可能性及びＣＲＣ表面の後処理の可能性ととも に、ＣＲＣ構造体の表面特性を改善することのできる多くの方法がある。With the numerous possibilities for the production method of the CRC and the possibilities for post-treatment of the CRC surface. There are many ways in which the surface properties of CRC structures can be improved.

１）ＣＲＣ部材に、十分な柔軟性及び所望の化学的構造を有する表面フィルム又 は表面層を設けることができる。これは、注型前にこのフィルム又は層を予め配 置するか、又は表面フィルム又は層を固体ＣＲＣ材料表面に、例えば接着、電気 めっき、プラズマ溶射等により固定することによって行うことができる。1) A surface film or a material with sufficient flexibility and desired chemical structure on the CRC member. can be provided with a surface layer. This means that this film or layer is pre-disposed before casting. or apply a surface film or layer to the surface of the solid CRC material, e.g. by adhesive, electrical This can be done by fixing by plating, plasma spraying, etc.

２）微細な繊維メソシュ、例えば、直径１０〜１００卿の糸のメツシュの１〜１ ０層を、注型の前に型に予め配置し、それにより、例えば、２００〜１０００！ ！ｒｎの特殊な保護最外層を設ける。2) Fine fiber mesh, for example, 1 to 1 thread mesh with a diameter of 10 to 100 mm 0 layer is pre-placed in the mold before casting, thereby e.g. 200-1000! ! A special protective outermost layer of rn is provided.

３）一番外側の層により細い主補強斉を使用すること、例えば、直径２０ｍｍの 補強用の棒を含んでいる系に直径２〜６鶴の補強材を系に使用し、それにより、 主補強材を完全に直径２〜５１１１の補強材に変えた場合に得られるであろうも のと同様に最も外側の１０〜２０１ｍのところで確実に亀裂から保護する。3) Using a thinner main reinforcement in the outermost layer, e.g. 20mm diameter A reinforcing material with a diameter of 2 to 6 cranes is used in the system containing the reinforcing rod, thereby What would be obtained if the main reinforcement was completely changed to a reinforcement with a diameter of 2 to 5111 Similarly, the outermost 10 to 201 meters are protected from cracks.

プレストレストＣＲＣ 代表的には、高引張応力を受け、また、コンクリートに固定することによりコン クリートに安定圧縮応力を付与する、強固な糸、ケーブル又は棒を含有するコン クリートをプレストレスし、コンクリート本体の引張力（引張単独又は曲げの際 の荷重）に耐える能力を増加することが知られている。Prestressed CRC Typically subjected to high tensile stress and also reinforced by being fixed in concrete. Contains strong threads, cables or rods that provide stable compressive stress to the cleat. The cleat is prestressed to reduce the tensile force of the concrete body (either in tension alone or during bending). is known to increase the ability to withstand loads).

同様な原理を、全く極端な特性を有するＣＲＣを製造するために利用することが 出来る。即ち、強固な糸を用いて主補強材の方向にＣＲＣ本体をプレ又はポスト ストレスすることにより、ＣＲＣ構造体くマトリックス＋主補強材）は圧縮され た状態にされる。Similar principles can be used to produce CRCs with quite extreme properties. I can do it. That is, pre or post the CRC body in the direction of the main reinforcement using a strong thread. By stressing, the CRC structure (matrix + main reinforcement) is compressed. be left in a state of

それにより、曲げの際、及び純引張荷重下での引張応力を、補強材を通過する亀 裂の形成なしに移動させるＣＲＣ構造体の能力が、ずいぶんと増加する。Thereby, the tensile stress during bending and under pure tensile loads is reduced by the force passing through the reinforcement. The ability of the CRC structure to move without cleft formation is greatly increased.

例えば、約１００ＭＰａの見掛は圧縮応力までプレストレスした、例１に示した 構造体のプレストレスト体（上の部分に余分な補強棒を配して部分変更した）は 、曲げ容量が約１６０ＭＰａから約２１０ＭＰａに増加し、引張容量は約１００ ＭＰａから約２００ＭＰａに増加する。For example, the case shown in Example 1 was prestressed to an apparent compressive stress of approximately 100 MPa. The prestressed body of the structure (partially modified by placing extra reinforcing rods on the upper part) is , the bending capacity increased from about 160 MPa to about 210 MPa, and the tensile capacity increased to about 100 MPa. MPa to approximately 200 MPa.

プレテンショニングは、例えば、１５００ＭＰａまでプレストレスした２５００ ＭＰａの降伏強度を有するプレテンショニングワイヤ６〜７％を使用して達成さ れよう。Pretensioning is, for example, a 2500mm prestressed to 1500MPa. Achieved using pretensioned wire 6-7% with yield strength of MPa Let's go.

例えば約３００ＭＰａの曲げ強度及び約２００ＭＰａの引張強度を有する、強固 なセメント／ミクロシリカに基づ＜　ＣＲＣ構造体の場合、プレストレスにより 、曲げ容量及び引張容量の両方が約４００ＭＰａの物体を製造することが可能で あろう。For example, a strong material having a bending strength of about 300 MPa and a tensile strength of about 200 MPa. In the case of CRC structures based on cement/microsilica, prestressing , it is possible to produce objects with both bending and tensile capacities of approximately 400 MPa. Probably.

プレテンショニング法は、主に引張応力を受ける構造体、例えば、大きな高圧チ ューブ、パイプ又はコンテナー等に特に適していることが理解されるであろう。The pretensioning method is mainly used for structures subject to tensile stress, such as large high-pressure chips. It will be appreciated that it is particularly suitable for tubes, pipes or containers etc.

第１６図に２種類のプレストレス）ＣＲＣ物品の断面を示す。Ａは、プレストレ スト円筒シェル又は球状シェルの一部分を示し、Ｂは、プレストレスト平面板の 断面を示す。１は繊維強化マトリックスであり、２は主補強材であり、３はスト レストワイヤであり、４はワイヤにおける引張力を示し、５はプレストレス力を バランスするためにマトリックス及び主補強材からなる構造体に加わる圧力を示 し、６はＡにおけるプレストレストワイヤを保護する被覆層を示す。FIG. 16 shows cross sections of two types of prestressed CRC articles. A is pre-training B shows a part of a prestressed cylindrical shell or a spherical shell, and B is a part of a prestressed flat plate. A cross section is shown. 1 is the fiber reinforced matrix, 2 is the main reinforcement, and 3 is the strut Rest wire, 4 indicates the tensile force in the wire and 5 indicates the prestress force. Indicates the pressure exerted on the structure consisting of the matrix and main reinforcement to balance it. 6 indicates a coating layer that protects the prestressed wire in A.

Ｂにおいて、引張ワイヤは、注型の前にプレストレスした状態に置かれ、板の外 側で固定される。注型及び凝固の後、固定が解除され、ワイヤの張力は端部にお けるワイヤの端部固定あるいは単にマトリックスにおける剪断固定により保だＣ ＲＣの重要な用途として、板又はシェルの平面に垂直な非常に大きな集中荷重、 例えば、強風又は爆発に関連する大きな衝撃の影響に耐えるべき板又はシェルが 挙げられる。In B, the pull wire is placed in a prestressed state before casting and is placed on the outside of the board. fixed on the side. After casting and solidification, the fixation is released and the tension on the wire is released at the end. The C Important applications of RC include very large concentrated loads perpendicular to the plane of the plate or shell; For example, if a plate or shell is to withstand the effects of strong winds or large shocks associated with an explosion. Can be mentioned.

板の面に垂直な集中した荷重を受ける板の破損又は破壊は、はとんどの場合、曲 げ又は円錐台状物体が押さえつけられる打撃より生じる。Failure or failure of plates subjected to concentrated loads perpendicular to the plane of the plate is most often caused by bending. It is caused by a blow in which a bulge or truncated conical object is pressed down.

例１〜４及び例６におけるのと同様の原理により同様の材料から製造されるＣＲ Ｃ板又はシェルは、１３０〜２３０ＭＰａの曲げ容量（標準化モーメント）を有 するのに対して、鉄筋コンクリートの通常品賢のパネルの曲げ容量は１５〜２５ ？ＩＰａにすぎない。CR manufactured from similar materials according to similar principles as in Examples 1-4 and Example 6 The C plate or shell has a bending capacity (standardized moment) of 130 to 230 MPa. In contrast, the bending capacity of regular reinforced concrete panels is 15 to 25 ? It's just IPa.

従って、このようなＣＲＣ板又はパネルは、高品質の従来の鉄筋コンクリートの 同様な板によりも、５〜１５倍大きな曲げ荷重に耐えることができ、あるいは、 従来の鉄筋コンクリ−１・と同じ曲げ荷重を得るための板又はパネルの厚みの減 少が可能であるから、ＣＲＣ板の厚みは、対応する優れた従来の鉄筋コンクリー トの板又はシェルの厚みのわずか２５〜４５％であろう。Therefore, such CRC boards or panels are made of high quality conventional reinforced concrete. Can withstand bending loads 5 to 15 times greater than similar plates, or Reducing the thickness of the plate or panel to obtain the same bending load as conventional reinforced concrete 1. The thickness of the CRC board can be reduced compared to the corresponding superior conventional reinforced concrete. It may be only 25-45% of the thickness of the plate or shell.

本明細書の例におけるよりも高濃度の及び／又はより強固な補強材を配合するこ とにより、曲げ容量をさらに増加させる（あるいは厚みを更に減少させる）こと ができる。Incorporating higher concentrations and/or stronger reinforcement than in the examples herein. to further increase the bending capacity (or further reduce the thickness) Can be done.

破損又は破壊が打撃により、例えば、しばしば起こるように爆発又は強風負荷時 及び強い集中荷重による衝撃時に生じる場合、荷重容量は、板又はシェルの面に おける補強材の量を増加してもそれに対応しては増加しない。これは、この補強 材がマトリックスの曲げ容量に及ぼすのと同様の影響を、マトリックスに適した 打撃破損の形成に対する抵抗に及ぼさないためである（しかしながら、補強材は 、続いて行われる破壊したコンクリートの除去にはかなり重要であろう）。Damage or destruction often occurs due to blows, e.g. explosions or during high wind loads. and during impacts with strong concentrated loads, the load capacity is There is no corresponding increase in the amount of reinforcement in the material. This is this reinforcement material has a similar effect on the bending capacity of the matrix. This is because the resistance to the formation of impact failures is not affected (however, reinforcement , may be of considerable importance for the subsequent removal of the fractured concrete).

これにもかかわらず、この場合においても、何ら特別の横方向の補強材のないＣ ＲＣ構造体は通常のコンクリートと比較して、マトリックス材料の引張強度が典 型的に３〜５倍高く且つ非常に靭性のあるＣＲＣマトリックスもまたかなりのよ り大きな延性を付与するので、かなり優れた性能を有している。Despite this, in this case too C Compared to regular concrete, RC structures have a typical tensile strength of the matrix material. The CRC matrix, which is 3-5 times higher in type and is very tough, also has significant It has considerably superior performance because it imparts greater ductility.

マトリックスにおける打撃破損の形成に対する耐性の増加に加えて、延性マトリ ックスもまた、マトリックス材料に局部破損が生じた後、主補強材にかなりよく 固定することに帰着する。このため、部分的に破壊されたマトリックス材料は、 非常に高ン温度の主補強材により、従来の鉄筋コンクリート又は繊維改質鉄筋コ ンクリートの場合よりもはるかによく固定されたまま維持されよう。それにより 、より大きな破壊（全体の崩壊）に耐する抵抗がかなり増加する。In addition to increased resistance to the formation of impact failures in the matrix, ductile matrices Also, after local failure occurs in the matrix material, the main reinforcement It comes down to fixing it. For this reason, the partially destroyed matrix material The very high temperature main reinforcement makes it difficult to use conventional reinforced concrete or fiber-modified steel reinforcement. will remain fixed much better than with concrete. Thereby , the resistance to larger fractures (total collapse) increases considerably.

しかしながら、実際には、高打撃破損耐性を達成するには、横方向の補強材が必 要である。荷重がかかる点が分っている板又はシェル、例えば柱／板構造体にお いては、例えば従来の鉄筋コンクリートから公知のように、打撃破損に対して特 定の横方向、補強材を配合することはしばしば比較的筒車なことであろう。However, in practice, lateral reinforcement is required to achieve high impact failure resistance. It is essential. Plates or shells with known loading points, e.g. column/plate structures. For example, as is known from conventional reinforced concrete, Incorporating certain lateral reinforcements will often be relatively time consuming.

しかしながら、荷重がかかる点が不明の場合、公知技術の構造体に効果的な横方 向の補強材を配置することは非常に困難である。これは主に、主補強材の周囲で の固定にはかなりの空間が必要であるので、このような横方向補強材用の余地が ほとんど全くない、主補強材が高濃度で用いられている板又はシェルの場合であ る。However, when the point of loading is unknown, effective lateral It is very difficult to place reinforcement in the opposite direction. This is mainly around the main reinforcement. Since the fixation of the This is the case for plates or shells where the main reinforcement is used in high concentration, with almost no reinforcement. Ru.

このことは、典型的に非常に高濃度の主補強材を用いているＣＲＣ板又はシェル においては、効果的な横方向の補強材を導入することは非常に困難であるか又は 不可能ですらあるだろうことを示している。非常に薄い板又はシェルを使用する ことによりＣＲＣ板又はシェルの高曲げ容量を利用することかしばしば好ましく 、これは打撃破損に耐える特に高濃度の横方向の補強材を必要とするという事実 によって、上記の困難は更に増加するものと思われる。This typically applies to CRC boards or shells that use very high concentrations of primary reinforcement. In some cases, it is very difficult to introduce effective lateral reinforcement or It shows that it may even be impossible. use very thin plates or shells It is often preferable to take advantage of the high bending capacity of CRC plates or shells. , the fact that this requires a particularly high concentration of lateral reinforcement to withstand impact failure. As a result, the above-mentioned difficulties are expected to increase further.

しかしながら、ＣＲＣ構造体の強固な延性繊維強化マトリックスの特徴である補 強材の極めて優れた固定により、ボルト接続に匹敵する効率で、埋め込まれてい るマトリックス材料に端部で効果的に容易に固定される真っ直ぐの棒の形態をし た横方向の補強材を設計するのが可能となる。However, the strong ductile fiber-reinforced matrix of CRC structures Due to the excellent fixation of the reinforced material, it can be recessed with an efficiency comparable to that of bolted connections. It takes the form of a straight rod that is effectively and easily fixed at the end to the matrix material. It becomes possible to design lateral reinforcements with

この設計により、効果的に機能する横方向の補強材を極めて高濃度で、特に、下 記に延べるような極めて高濃度の主補強材を含有している系に配置することが可 能となる。This design provides an extremely high concentration of effectively functioning lateral reinforcement, especially in the lower It can be placed in systems containing extremely high concentrations of primary reinforcement, such as those described below. Becomes Noh.

高い割合の横方向の補強材（約８％）を用いたモデル注型を例６で説明する。対 応の板を第１７図Ｂに示す。A model casting with a high proportion of lateral reinforcement (approximately 8%) is illustrated in Example 6. versus The corresponding plate is shown in Figure 17B.

第１７図Ａは、板の非強化マトリックス材料１が、板に垂直に作用する集中荷重 ２を受け、亀裂５で示されるような板の打撃破損を生じる状況を示している。Ｂ は同種類の荷重を受けるＣＲＣ構造体を示している。このｃＲｃ構造体は、繊維 強化マトリックス１及び互いに垂直に配置した補強棒の上１（３−３）及び下層 （３−３）からなる。更に、この構造体は、上記の層と垂直に配置した横方向の 補強棒４　（各メソシュに一つの横棒）を含有している。６は想像上の破損円錐 体を示し、この形成は横方向の補強材により防止される。例６における数値に関 して、各水平方向における容積濃度は１０．４％であり、横方向の補強材の容積 濃度は７．７％であった。Figure 17A shows that the unreinforced matrix material 1 of the plate is subjected to a concentrated load acting perpendicular to the plate. 2 shows a situation where the plate is damaged by impact as shown by crack 5. B shows a CRC structure subjected to the same type of load. This cRc structure is a fiber Reinforcement matrix 1 and upper 1 (3-3) and lower layers of reinforcement bars arranged perpendicular to each other It consists of (3-3). Furthermore, this structure has lateral Contains reinforcing bars 4 (one horizontal bar for each mesh). 6 is an imaginary failure cone body, this formation is prevented by lateral reinforcements. Regarding the numerical values in Example 6, Therefore, the volume concentration in each horizontal direction is 10.4%, and the volume of the reinforcement in the horizontal direction is The concentration was 7.7%.

横方向の補強材の直径を大きくすると、例えば、ＩＣＩｎがら１２ｎ又は１４ｗ に増加すると、容積濃度は約１２又は１５％に増加させることができよう。Increasing the diameter of the transverse reinforcement, e.g. ICIn 12n or 14w The volume concentration could be increased to about 12 or 15%.

第１７図Ｂに示した構造体は、三次元ＣＲＣ構造を有する物品の実例である。The structure shown in FIG. 17B is an example of an article having a three-dimensional CRC structure.

実際に、ＣＲＣにおいて典型的なものである非常に高濃度の主補強材（例えば、 補強材の横断寸法の０．８〜１．５倍でしかないオーダーのメツシュを有する「 網」の形態の主補強材）は、次のように、非常に効果的な横方向の補強材とよく 調和する。In fact, the very high concentrations of primary reinforcement that are typical in CRC (e.g. "With a mesh of the order of only 0.8 to 1.5 times the transverse dimension of the reinforcement" The main reinforcement in the form of "net") is very effective lateral reinforcement and well harmonize.

】、非常に高濃度の横方向の補強材用に十分の空間がある。], there is sufficient space for a very high concentration of lateral reinforcement.

２、主補強材は、横方向の補強材を配置するための自然のフレーム構造を形成す る。2. The main reinforcement forms a natural frame structure for placing the lateral reinforcement. Ru.

３、主補強材は、マトリックスの割れを妨害することにより、非常に効果的に横 方向の補強材の末端を強固に固定するのに役立つ。3. The primary reinforcement is very effective in lateral reinforcement by interfering with matrix cracking. Helps firmly fix the ends of the directional reinforcement.

このような効果的な横方向の補強材を、例えば直径約１０Ｉｎの棒鋼５〜１５容 量％の形態で、第１７図に示すような種類のＣＲＣ板又はシェルに配合すること により、打撃破損財性がかなり増加する。Such an effective lateral reinforcement can be used, for example, from 5 to 15 volumes of steel bar approximately 10 inches in diameter. % in the form of a CRC plate or shell of the type shown in Figure 17. As a result, the number of damaged goods increases considerably.

板又はシェルの平面におけるマトリックス材料の耐打撃性又は耐裂開性は、典型 的には、約５〜３０ＭＰａがら約７０〜２２０ＭＰａ　（見掛け（ｆｏｒｍａｌ ）引張応力に関して）にがなり増加し、言い換えれば、５〜１０倍増加する。The impact or tear resistance of the matrix material in the plane of the plate or shell is typically Specifically, it is about 5 to 30 MPa to about 70 to 220 MPa (formal ) with respect to the tensile stress) increases, in other words increases by a factor of 5 to 10.

力における５〜１０倍の増加に加えて、この系では、おそら＜２０〜１００倍大 きな変形性（亀裂帯域変形）が得られるので、エネルギー吸収性はさらに一層増 加し、その結果破壊エネルギーは約１０，０００〜２０．００ＯＮ　／　ｍから おそらく約５００，０００〜２，０００，０ＯＯＮ／ｍに増加する。In addition to the 5-10 times increase in force, this system probably provides <20-100 times greater Since a large deformability (crack zone deformation) is obtained, energy absorption is further increased. As a result, the fracture energy is approximately 10,000 to 20.00 ON/m. Probably increases to about 500,000-2,000,000 OON/m.

最後に、横方向の補強材は、マトリックスの破損が生じた後のマトリックス材料 の固定に効果的に貢献し、それにより、ＣＲＣ板又はシェルに特定の横方向の補 強材を組み込むことによりもっと大きな破壊及び全体的な崩壊に対する耐性がさ らに大きく増加する。Finally, the lateral reinforcement is applied to the matrix material after matrix failure occurs. , thereby effectively contributing to the fixation of the CRC plate or shell with specific lateral compensation. Incorporating reinforcement provides greater resistance to fracture and total collapse. It will increase even more.

ＣＲＣ−上ラーまヱｊ入 本発明の重要な態様は、ベースマトリックスＣがセラミックマトリックスである 物品である。本発明を通じて可能となった展開には主に次の二つの方向がある。CRC-upper error input An important aspect of the invention is that the base matrix C is a ceramic matrix. It is an article. The developments made possible through the present invention are mainly in the following two directions.

ｌ）例１〜４及び例６において使用されたものと同様な棒、即ち、直径数１１の 棒で高度に強化されていて、マトリックスＣが、例えば、耐火セメント、Ａｈ０ ３砂、及び高温合金鋼の繊維状補強材等の耐火成分から製造されたものである、 構造体の大きなセラミック部材。l) Rods similar to those used in Examples 1 to 4 and Example 6, i.e. The matrix C is highly reinforced with rods, e.g. refractory cement, Ah0 3 Manufactured from refractory components such as sand and fibrous reinforcement of high temperature alloy steel; A large ceramic member of the structure.

２）直径１〜１０ｐの微細な超強ホイスカー（Ａｌ□０３、炭化ケイ素、窒化ケ イ素）で強化され、鋼合金等の高強度金属合金、Ａｌ２Ｏ２、ＳｉＣ又はＳｉ３ Ｎ、等のセラミック繊維、炭素繊維等の直径０．２〜１　ｍｍの主補強材を含有 した＾１２０１、ＺｒＯ□又はＹ２Ｏ３等直径１　ｔ、ｖ未満の超微わ）末を基 材とし、前記主補強材が「細い単−系又は単−系から紡糸したヤーンもしくはケ ーブル」の形態をしている高品質セラミックスのもっと小さな物体。2) Fine super strong whiskers with a diameter of 1 to 10p (Al□03, silicon carbide, silicon nitride) high strength metal alloys such as steel alloys, Al2O2, SiC or Si3 Contains main reinforcing material with a diameter of 0.2 to 1 mm, such as ceramic fibers such as N, carbon fibers, etc. Based on ^1201, ZrO□ or Y2O3 with an isodiameter of less than 1t, material, and the main reinforcing material is ``thin single-line yarn or yarn spun from single-line yarn or keel.'' A smaller object made of high quality ceramics in the form of a "table".

ＣＲＣセラミック構造体、特に、大きなＣＲＣセラミック物体又は物品は、高温 で機能することのできる新しい領域の大きな剛性のある強固で且つ延性のある構 造体を構成する。CRC ceramic structures, especially large CRC ceramic objects or articles, are A new area of strong and ductile structures with great stiffness that can function in Compose the structure.

これらは、６００℃までの温度又は８００℃以上の温度でさえ、非常に良好に機 能しうると予想される。They operate very well at temperatures up to 600°C or even above 800°C. It is expected that this will be possible.

これらの物品は、キルンにおける通常の構造部材又は摩耗性材料が移送される構 造体に使用される部材となろう。しかしながら、非常に注目すべき新規な態様は 、鋼又は他の公知の材料の大きな機械部品が動作することのできる温度よりはる かに高い上記の温度で安全に動作する、大きな機械部品により組成される。These articles are typical structural members in kilns or structures in which abrasive materials are transferred. It will be a component used in construction. However, a very noteworthy novel aspect is , far above the temperatures at which large mechanical parts of steel or other known materials can operate. It is composed of large mechanical parts that operate safely at extremely high temperatures.

又、ファインセラミックＣＲＣ構造体は、公知の高品質ファインセラミック材料 で製造できるものよりはるかに大きな高性能モータ部材等の、高性能中型物体の 新しい領域の確立の可能性を切り開くものである。In addition, the fine ceramic CRC structure is made of known high quality fine ceramic materials. for high-performance medium-sized objects, such as high-performance motor parts that are much larger than can be manufactured in This opens up the possibility of establishing new areas.

ファインセラミックスのベースマトリックスを有するＣＲＣ構造体は、いままで ファインセラミックスの利用を非常に小さな部材に限定していたファインセラミ ックスの脆性を排除する。Until now, CRC structures with a base matrix of fine ceramics Fine ceramics, where the use of fine ceramics was limited to very small parts eliminate the fragility of the box.

セラミックスの製造における主要な問題は、焼結及び冷却中の収縮である。いま までは、セラミックマトリックスと補強材との間に熱応力が入るため、この収縮 のために強化セラミソ、クスの利用は厳しく限定されていた。しかしながら、セ ラミックス材料をも基材とするＣＲＣマトリックスの高延性のため、マトリック スの収縮の悪影響は大きく減少しよう。A major problem in the manufacture of ceramics is shrinkage during sintering and cooling. now Until now, this shrinkage occurred due to thermal stress between the ceramic matrix and the reinforcement. Therefore, the use of reinforced ceramiso and camphorax was severely limited. However, Due to the high ductility of the CRC matrix, which is also based on ramix materials, The negative effects of gas shrinkage will be greatly reduced.

ところが、セラミックスの製造中の温度範囲は、例えば、６００℃から１０００ ℃以上までと一般的に非常に広いので、マトリックスの収縮を減少させるための 他の有効な手段も使用するすることが推薦できる。従って例えば、耐火性の砂を 基材とする大きなＣＲＣ構造体においては、焼結により結合剤物質を形成する微 細成分の量を最少にするのが賢明である。これは、主要な収縮を生じるものがこ の結合剤成分に含有されているからである。However, the temperature range during the production of ceramics is, for example, from 600°C to 1000°C. °C or higher and generally very wide to reduce matrix shrinkage. It is recommended that other effective means be used as well. Thus, for example, refractory sand In large CRC structures as a base material, fine particles that form a binder material by sintering are used. It is prudent to minimize the amount of minor components. This means that what causes the major contraction is This is because it is contained in the binder component of.

これに反して、高品質のファインセラミックスについては、通常非常に高い焼結 温度が必要なかなり純粋な材料から焼結物を生成することが必要である。このた め、繊維及び主補強材の選択については厳しい制限がある。これらの問題を克服 するための一つの方法は、超微粉末からセラミ・ツクマトリックスを低温焼結に より生成することである。上述したように、直径１〜１０．ｗのボイスカーで強 化されたｍｌマトリックス構造体を製造するためには粒子に基づく構造体が欠く ことができないので、これは道理にかなった合理的な処理を可能にする。On the contrary, for high-quality fine ceramics, the sintering rate is usually very high. It is necessary to produce sinter from fairly pure materials that require temperature. others Therefore, there are severe restrictions on the selection of fibers and primary reinforcement. overcome these problems One method is to create a ceramic matrix from ultrafine powder by low-temperature sintering. The goal is to generate more. As mentioned above, the diameter is 1 to 10. Strong with W's voice car Particle-based structures are needed to produce structured ML matrix structures. Since it is not possible to do so, this allows for reasonable and rational processing.

セラミックマトリックスの混合及び造形は、上記で説明したように、好ましくは 振動で補助した粘性流動法を使用して都合よ（行われる。これについては、セメ ントに関連して説明されているのと同様の物理的原理が使用されるが、無給、マ スターグラフを含む上記の教示に従って、：まるかに微細な粒度に適合するよう に規模を小さくする。The mixing and shaping of the ceramic matrix is preferably carried out as explained above. This is conveniently done using a vibration-assisted viscous flow method. Similar physical principles are used as described in relation to Following the teachings above, including the star graph: to reduce the scale.

億ｊは目葭里厘壮 鋼は低温で脆くなり、従って、低温条件下で高荷重を担持しなければならない構 造体には通していないことは公知である。100,000,000 J is Meyoshiri Rinso Steel becomes brittle at low temperatures and therefore structures that must carry high loads under low temperature conditions It is known that it does not pass through the structure.

一方、例えば、セメント、砂及び綱補強材に基づ＜ＣＲＣ構造体は、たとえ補強 材自体が跪くなっても、常温及び低温の両方で高延性を示す。On the other hand, CRC structures based on cement, sand and rope reinforcement, for example, Even when the material itself is bent, it exhibits high ductility at both room and low temperatures.

これは、脆性材料（例えばガラス）を微細繊維及びプラスチックの形態で補強材 として使用すると、亀裂はバルク材料におけるように広がることができないので 、脆性とは無縁の高性能複合材料となるというよく知られた複合原理（ｃｏｍｐ ｏｓ　ｉ　ｔｅｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ）によるものである。脆性補強材（例えば 、−１００℃〜−２００°Ｃの温度で脆い棒鋼）及び繊維強化セメントに基づく マトリックスを用いて製造したＣＲＣは、実際、ガラス繊維複合材料よりも価値 が高い。低温度で鋼は跪くなるが、マトリックスは変わらず延性のまま機能する 。このことは、この構造体はｎの降伏点までは常温と全く同様に機能するするこ とを意味する。This is used to reinforce brittle materials (e.g. glass) in the form of fine fibers and plastics. When used as a material, cracks cannot propagate as in bulk materials. , the well-known compounding principle (comp OS i tephilosophy). Brittle reinforcement (e.g. , brittle steel bars at temperatures between -100°C and -200°C) and based on fiber-reinforced cement. CRC manufactured using matrix is actually more valuable than glass fiber composites. is high. At low temperatures, the steel collapses, but the matrix remains ductile and functional. . This means that this structure functions exactly as it does at room temperature up to the yield point of n. means.

鉄Ｘ顆しン多〜■ニート六ｐ−上Ｊ交 本発明による構造体を公知技術による同様の材料及び構造体と比較するために、 実施例１に開示されている本発明による強化構造体を、ジョハンセン（Ｊｏｈａ ｎｓｅｎ　）ｆ、Ｖ、）、“Ｂｒｕｄ１ｉｎｉｅｔｅｏｒｉｅｒ″、”Ｐｏ１ｙ ｔｅｋｎｉｓｋ　Ｆｏｒｅｎｉｎｇ”（１９５Ｂ）にｔｉ＝されている通常の鉄 筋コンクリート板についての試験と比較して参照する。iron In order to compare structures according to the invention with similar materials and structures according to the prior art, A reinforced structure according to the invention disclosed in Example 1 was prepared by Johansen nsen　f,V,),“Brud1inieteorier”,”Po1y Ordinary iron with ti = teknisk "Forening" (195B) Please refer to the comparison with the test on reinforced concrete plates.

これは、板の厚みは、例１における５　ｃｍよりジョ／Ｓンセンの実験の方がは るかに大きいにもかかわらず、ジョノ１ンセンの試験結果が比較が可能な形で記 載されているため行うものである。This means that the thickness of the plate in Jo/Sonsen's experiment was greater than the 5 cm in Example 1. Despite being much larger, the results of the Jono 1 Sen test were recorded in a way that made comparisons possible. This is done because it is listed.

ジョハンセンは、寸法３１２　Ｘ　３１２ｃｍの板及び幅８ＣＩ１１の板ストリ ップに「均一に」分布した荷重をかける実験言及する。Johansen made a board with dimensions 312 x 312 cm and a board strip with a width of 8CI11. We refer to an experiment in which a ``uniformly'' distributed load is applied to a cup.

ジョハンセンは、板の破断モーメント（長さ当たりのモーメント）を計算した。Johansen calculated the moment of failure (moment per length) of the plate.

表Ａに、実際の厚みに関する及び厚さ５ｃｍの板に移動した対応するモーメント に関する長さ当たりのモーメントの計算値が記録されている（モーメントは、厚 みの２乗に比例する）。Table A shows the corresponding moments related to the actual thickness and transferred to a 5 cm thick plate. The calculated moment per length for ).

１臥 本発明による強化板の破壊モーメント及び曲げ応力とジョノ＼ンセンによる強化 板の破壊モーメント及び曲げ応力との比較本発明によるビームの破壊モーメント は、安全を見込んで、６％の繊維及び５１０門Ｐａ　（５１００ｋｇ／Ｃ＋ａ） の降伏強度を有する棒鋼を用いて例１において得られた値の５０％としである。1 bed Fracture moment and bending stress of reinforced plate according to the present invention and reinforcement by reinforcement Comparison of breaking moment and bending stress of plate Breaking moment of beam according to the invention In consideration of safety, 6% fiber and 510 gate Pa (5100 kg/C+a) 50% of the value obtained in Example 1 using a steel bar having a yield strength of .

この値は曲げ応力８５ＭＰａに相当する。This value corresponds to a bending stress of 85 MPa.

４０８００，５８８，１１１１，１９０，４５１３５２９２２，０８，１２１２ ，２７０，８６２４この例は、本発明による構造体が通常の鉄筋コンクリートよ り何倍も優れていることを明確に示している。40800,588,1111,190,451352922,08,1212 , 270, 8624 This example shows that the structure according to the present invention is made of ordinary reinforced concrete. This clearly shows that it is many times better.

例えば、本発明による非常に簡単な構造体く単一方向に配置した例１における補 強材の５０％未満の補強材及びこれに垂直に配置した同様な量の補強材を有する ）は、公知技術による高度に強化した板よりも４倍以−１−強固である。更に、 この強度は、何ら亀裂を形成することなく発揮されるのに対して、通常の板は、 破断値のわずか約１１５の荷重でひどい亀裂が入る。For example, a very simple structure according to the invention may be added to Example 1 with a unidirectional arrangement. Having less than 50% reinforcement and a similar amount of reinforcement placed perpendicular to it ) is more than 4 times stronger than highly reinforced boards according to the prior art. Furthermore, This strength is achieved without forming any cracks, whereas ordinary boards Severe cracking occurs at a load of only about 115 of the breaking value.

高品質鋼で高度に強化した場合、本発明によるセメントを基材とした構造体の曲 げ容量は、容易に２倍又は３倍になろう。The bending of cement-based structures according to the invention when highly reinforced with high quality steel The storage capacity could easily be doubled or tripled.

本発明による新規な構造体の非常に特定の用途は、引張亀裂のため通常のコンク リ−）（Ｊｌ−常に強固な種類でも）の使用が不適当である、流体及び、プラス チック−ゴム等の塑性物質を注型するだめの加圧成形型である。１．０〜２．　 Ｑ　＋ｎ　／　ｍ以上又は３．０　ａｎ　／　ｍを超えさえする引張歪客足の本 発明による構造体を用いれば、流体及び塑性物質の注型のための圧力成形型にこ のような構造体を使用できる可能性は非常に高くなる。A very specific application of the novel structure according to the invention is that it Fluid and positive Tick - A pressure mold for casting plastic materials such as rubber. 1.0-2.　 A book with tensile strain that exceeds Q+n/m or even exceeds 3.0an/m With the structure according to the invention, pressure forming molds for casting fluids and plastics can be used. It is very likely that you can use a structure like .

開よ 小旦二左ｘ２±１μ貞ガ試慧 使朋材赳 欠乙廿 ケイ砂は、次の割合（重量部）で使用された３つのフラクションからなっていた 。Open! Kodan 2 left x 2 ± 1μ Sadaga test Kei Envoy materials Missing house The silica sand consisted of three fractions used in the following proportions (parts by weight): .

フラクション　重量部 ０．２５〜１１１１　２ ０〜０．２５ｍｍ　ｌ このケイ砂混合物の密度は、２．６３０ｋｇ／ｍであった。Fraction weight part 0.25-1111 2 0~0.25mm l The density of this silica sand mixture was 2.630 kg/m.

迫海Ｊシに’ｒ−’ｙツー丁盟 密度（推定）　：３１５０ｋｇ／耐 比表面積（推定）：約４００〜４５０　ｇ　／　ｋｇ二左 電気炉におけるケイ素金属の製造での副生成物として得られる気相からの凝縮に より製造された球状粒子を含有する５ｉ０２高含量微粉末。比表面積（ＢＥＴ法 により測定）は平均粒径約０．１−に相当する約２５．０００　ｇ　／　ｋｇで あった。密度は約２２２０ｋｇ／ｎ？であった。'r-'y two-cho alliance in Sakokai Jshi Density (estimated): 3150kg/durability Specific surface area (estimated): Approximately 400 to 450 g/kg For condensation from the gas phase obtained as a by-product in the production of silicon metal in electric furnaces. 5i02 high content fine powder containing spherical particles manufactured by Specific surface area (BET method ) is approximately 25,000 g/kg, corresponding to an average particle size of approximately 0.1- there were. The density is about 2220kg/n? Met.

立敷月ユ粉末Ｙ 高縮合ナフタリンスルホン酸／ホルムアルデヒド縮金物のナトリウム塩である商 品名「フルーベ（Ｆｌｕｂｅ）　Ｊのいわゆるコンクリート高性能減水剤。粉末 の密度は約１６００ｋｇ／ｎ？であった。Tateshiki Tsukiyu Powder Y A sodium salt of highly condensed naphthalene sulfonic acid/formaldehyde condensate. Product name: Flube J's so-called concrete high performance water reducer. Powder The density of is about 1600kg/n? Met.

水 普通の水道水 密度：　１０００ｋｇ／　ｒｒｒ 月且亘 ベルギー国ベカエル）　（Ｂｅｋａｅｒｔ）社製円筒状黄銅被覆鋼繊維「ドラメ ックス（Ｄｒａｍｅｘ）　Ｊ　（直径０．１５ｍ、長さ６鶴）、この材料は５２ ５ＭＰａの引張強度を有すると記されている。water ordinary tap water Density: 1000kg/rrr Monthly journey Cylindrical brass coated steel fiber manufactured by Bekaert, Belgium Dramex J (diameter 0.15m, length 6 cranes), this material is 52 It is described as having a tensile strength of 5 MPa.

弦化里且 直径８鶴の異形棒ｆｉＫｓ４１０−Ｓ　ｒカムスクール（Ｋａｓｓｔ５１）　Ｊ 　ｅ降伏値は４１０ＭＰａ以上と記されている。Genkali and Irregular rod with a diameter of 8 cranes fiKs410-S r Cam School (Kasst51) J The e-yield value is stated to be 410 MPa or more.

直径８Ｂの棒の降伏応力及び破断応力（引張強度）を引張試験により測定した。The yield stress and breaking stress (tensile strength) of a bar with a diameter of 8B were measured by a tensile test.

結果はつぎの通りであった。The results were as follows.

降伏応力　５００〜５１０ＭＰａ 破断応力（引張強度）　６１０ＭＰａ 破断時の歪 （８＋ｎの長さについて測定した 破断帯域における値）２５％ （破断帯域の外での測定値）１４％ 作製 ビーム及び他の試験片を次のように作製した。Yield stress 500-510MPa Breaking stress (tensile strength) 610MPa Strain at break (measured for length 8+n value in the rupture zone) 25% (measured value outside the rupture zone) 14% Fabrication Beams and other specimens were prepared as follows.

１、混合物の組成を表１に示す。1. The composition of the mixture is shown in Table 1.

Ｌユ １バ、チ約１０リットルに関する混合組成白色セメント　７７５０　７７５０　 ７７５０　７７５０ミクロシリカ　１８５０　１８５０　１８５０　１８５０フ ルーベ　２３０　２３０　２３０　２３０水　１７４０　１７４０　１７４０　 １７４０２、遊星形ミキサーにおいて、混合を次のようにして行った。L Yu Mixed composition white cement for about 10 liters 7750 7750 7750 7750 Micro Silica 1850 1850 1850 1850 Roubaix 230 230 230 230 Water 1740 1740 1740 Mixing was carried out in a 17402 planetary mixer as follows.

セメント、ミクロシリカ、フルーへ及び砂を２分間乾式混合した。その後、水を 加え、混合を更に１０分間継続した。The cement, microsilica, flue and sand were dry mixed for 2 minutes. Then water and mixing continued for an additional 10 minutes.

次に繊維を加え、更に５分間混合を行った。The fibers were then added and mixed for an additional 5 minutes.

水を加えた後の混合の最初の数分の間、固まり（ｍａｓｓ）は乾燥しているよう に見えた。その後、かなり突然にドウ状の固まりに変化してから、徐々に柔らか く、光沢のある粘稠な固まりに変化し、系が完全に飽和したことを示した。During the first few minutes of mixing after adding water, the mass will appear dry. It looked like. After that, it changes quite suddenly into a dough-like lump, and then gradually becomes soft. It turned into a thick, shiny, viscous mass, indicating that the system was completely saturated.

繊維添加後、外観は同じであったが、混合中の剪断抵抗ははるかに大きくなった 。After fiber addition, the appearance was the same, but the shear resistance during mixing was much greater .

３、注型の用意のできた最終混合物のコンシスチンシーをスブレンディンクコー ン試験（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｃｏｎｅ　ｔｅｓｔ）（ＡＳＴＭＣ２３０−３６ ８）により′測定した。結果を表２に示す。3. Mix the consistency of the final mixture ready for casting with a blending coat. Spreading cone test (ASTMC230-36 8). The results are shown in Table 2.

４、試験片（直径４．５　ｃｍ及び長さ９ｃｍの円筒物、直径１０（２）及び長 さ２０ｃｍの円筒物、寸法５ｘ５Ｘ５Ｑｏｉの未強化ビーム、並びに同様の寸法 の強化ビーム）を、５０Ｈｚの周波数及び約３０〜５０ｍ、／ｓｅｃ”の加速度 で標準的な振動台上で振動して注型した。各強化ビームは、注型の前に型の固定 位置に配置した５本の異形棒（長さ５００ｍｍ、直径８１■）を含有していた。4. Test piece (cylindrical object with a diameter of 4.5 cm and a length of 9 cm, a diameter of 10 (2) and a length of Cylindrical objects with a length of 20 cm, unreinforced beams with dimensions 5x5x5Qoi, and similar dimensions. beam) at a frequency of 50 Hz and an acceleration of approximately 30-50 m,/sec. It was then vibrated and cast on a standard shaking table. Each reinforcing beam is fixed in the mold before casting. It contained five irregularly shaped rods (length 500 mm, diameter 81 cm) placed in positions.

ビーム中の補強棒の配置を第２３図に示す。即ち、第２３図はビームの断面を示 しており、１は異形棒を示し、２は繊維強化マトリックスを示す。各棒とビーム の最も近い表面の間の距離は６．５鶴であり、底の帯域における隣接棒間の距離 も６．５１肩であった。The arrangement of reinforcing rods in the beam is shown in Figure 23. That is, FIG. 23 shows the cross section of the beam. 1 indicates a deformed rod, and 2 indicates a fiber-reinforced matrix. each bar and beam The distance between the nearest surfaces of is 6.5 cranes, and the distance between adjacent bars in the bottom zone is It was also 6.51 shoulders.

５、注型試験片をプラスチックで被覆し、２０℃、１００％の湿度で２４時間保 った。その後、それらを水中において８０℃で２４時間養生した。5. Cover the cast test piece with plastic and keep it at 20℃ and 100% humidity for 24 hours. It was. Thereafter, they were cured in water at 80° C. for 24 hours.

■ 養生後、試験片全部の密度を、空気中での重量及び水（２０℃）に入れた状態で の重量を測定することによりめた。密度を表３に示す。表３には、測定値が計算 値とともに示されている。この計算は、１００％の高密充填（即ち、空気なし） と仮定して、混合成分を基準としている。■ After curing, the density of all specimens was determined by their weight in air and in water (20°C). It was determined by measuring the weight of. The density is shown in Table 3. In Table 3, the measured values are calculated Shown with values. This calculation is based on 100% dense packing (i.e. no air) Assuming that, the mixed components are used as the standard.

（）内の数は標準偏差を示す。全ての組について、３つの試験片を作製した。Numbers in parentheses indicate standard deviation. Three test pieces were made for every set.

＊＊）密度はコンクリート単独のものである。この値は、棒の重量及び容積を全 体の値から減することによりめた。**) Density is for concrete alone. This value calculates the total weight and volume of the rod. It was determined by subtracting it from the body value.

この結果はコンクリートの充填が非常に高密であることを示し、そして重量のあ る補強材を有する細いビームにおいて極めて高い繊維含量を有する配合物を含む 、全ての配合物に関して空気含量が１％未満であることを指示している。This result shows that the concrete filling is very dense and the weight Contains formulations with extremely high fiber content in narrow beams with reinforcement , indicates an air content of less than 1% for all formulations.

このことは、この処理方法がこの並はずれた構造体を得るのに非常によく適して いることを示している。表４に構造体の容積組成を示す。This means that this processing method is very well suited to obtain this extraordinary structure. It shows that there is. Table 4 shows the volumetric composition of the structure.

糞−生 Ｒ治１所Ｃ巡γＬｆｆｉｉ支−←し４−町、＞３含１寿ゼロで殻擾−上いう　の ちとに言　し大り 表１から明らかなように、配合物の空気含量が非常に小さいので、この表に記さ れている値は圧縮後の最終構造体における濃度をも表わす。Feces - raw Rji 1 place C tour γLffii branch - ← and 4 - town, > 3 including 1 life expectancy zero and shell - the above It's too much to say As it is clear from Table 1, the air content of the formulation is very low, so it is not included in this table. The values shown also represent the concentration in the final structure after compression.

水　１６７　１６７　１６７　１６７ 分散剤　１４　１４　１４　１４ （粉末） ミクロシリカ　８０　８０　８０　８０分散剤が水に溶けるので、結合剤（セメ ント＋シリカ＋液体＋空気）中のセメント＋ミクロシリカの濃度は６３．６％で あり、間隙率は３６．４％である。Wednesday 167 167 167 167 Dispersant 14 14 14 14 (powder) Microsilica 80 80 80 80 Dispersant dissolves in water, so binder (cement) The concentration of cement + microsilica in cement + silica + liquid + air is 63.6%. The porosity is 36.4%.

この値は、セメント結合剤に関して固体が非常に高濃度であることを示しており 、実際に、十分に選別したセメント粉末（直径１１ｍ曹、高さ約１０１の小円筒 物の形態で作製した密度の観点での最適グレード）の高圧振動圧縮により得られ る密度に相当する非常に高いものである（１９８１年６月１０〜１２日にカナダ のオタワにおいて開かれた、高性能減水剤（Ｓｕｐｅｒ−ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅ ｒｓ）についての第２回国際会議で発表された論文であるパノヘの”　Ｄｅｎｓ ｉｆｉｅｄ　Ｃｅｍｅｎｔ／Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｂａｓｅ ｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　”（ｒオタワ論文」）参照〕。This value indicates a very high concentration of solids with respect to the cement binder. In fact, carefully selected cement powder (a small cylinder with a diameter of 11 m and a height of about 10 cm) obtained by high-pressure vibratory compression of the optimal grade in terms of density, produced in the form of (Canada on June 10-12, 1981) Super-plasticize Panohe's "Dens", a paper presented at the 2nd International Conference on ified Cement/Ultrafine Particle-Base d Materials” (r Ottawa paper)].

この参考文献においてグレード分けされたセメント粉末についての圧縮実験は、 振動圧約５ＭＰａ、周波数１００）１ｚで約２分間行われた。Compression experiments on graded cement powders in this reference are The test was carried out for about 2 minutes at a vibration pressure of about 5 MPa and a frequency of 100) 1z.

これらの実験は、加圧圧縮に適した非常に簡単な形状の純セメント粉末試験物に ついて、当時、実験室でのみ可能であった上限がどの程度であると信じられるか を示すために行われたものである。These experiments were carried out on pure cement powder specimens with very simple shapes suitable for pressure compaction. Therefore, what can we believe is the upper limit that was possible only in the laboratory at that time? This was done to show that.

しかしながら、これらの観測が、本発明により、このような結果が得られるとは 信じられなかったっぎのような条件下で現実のものとなった。However, these observations do not mean that such results can be obtained by the present invention. It became a reality under unbelievable conditions.

１、　ソフト注型（ｓｏｆｔ　ｃａｓｔｉｎｇ）を、２、複雑な内部構造（粗粒 、ｌ’Ｈ！１を等）、及び、３、高濃度の主補強材（５本の直径８１１の異形棒 ）を含有する非常に細長いビーム（５０Ｘ　５０ｍｍ　）を有する複雑な外部構 造と組合わせること。1. Soft casting, 2. Complex internal structure (coarse grain) , l’H! 1, etc.), and 3. High concentration main reinforcement (5 irregularly shaped rods with a diameter of 811 ) complex external structure with a very elongated beam (50 x 50 mm) containing Combine with structure.

■説 良好な機械的挙動を達成するには、比較的大きな粒子の含有量が多く且つ繊維含 有量が極めて高°いことが望ましかった。■ Theory To achieve good mechanical behavior, a relatively high content of large particles and a high fiber content are required. It was desirable that the abundance be extremely high.

幾何学的及び運動学的見地から、大きな粒子は、主補強材を妨害し及び微細繊維 を妨害することの両方のため、通常は望ましくない。しかしながら、本明細書の 場合には、繊維が非常に高含量（最大６容積％）で使用され、更に、直径最大４ １飄の石英粒が使用された。このことは、非常に大きな粒子を、補強材の直径（ ８ｍｍ）と比較し且つ補強材棒間の有効空間及びこれらの棒の型の側面との間の 有効空間（６，５＋ｕ）と比較して考えなければならない。この複合配合物の必 要な流動性（粘性造形）を確実に得るために、次の配慮がなされた。From a geometric and kinematic point of view, large particles can interfere with the main reinforcement and cause fine fibers to is usually undesirable because it both interferes with However, herein In some cases, fibers are used in very high contents (up to 6% by volume) and in addition, with diameters up to 4 One drop of quartz grains was used. This allows very large particles to be separated by the diameter of the reinforcement ( 8 mm) and the effective space between the reinforcement bars and the sides of the mold of these bars. It must be considered in comparison with the effective space (6,5+u). This complex formulation requires The following considerations were made to ensure the necessary fluidity (viscous modeling).

１、微粒子部分（セメント＋ミクロシリカ）を、非常に少量の水（重量で０．１ ８）で飽和して、流体系（極めて高密な充填にもかかわらず）に転換した。1. Mix the fine particles (cement + micro silica) with a very small amount of water (0.1% by weight). 8) and converted into a fluid system (despite very dense packing).

２、　この系における固体と液体との組み合わせに効果的である効率的な分散剤 を効果的な量において使用した。2. Efficient dispersant that is effective in combining solids and liquids in this system was used in effective amounts.

３、　ミクロシリカを高濃度で使用することにより、微粒子を主成分とする流体 に、高比粘度、大きな内部一体性（水の分離なし）及び低摩擦抵抗を付与した。3. By using microsilica at high concentration, fluids mainly composed of fine particles can be created. It has a high specific viscosity, great internal integrity (no water separation) and low frictional resistance.

４、純粋な幾何学的見地から必要とされるよりもわずかに多くの微粒子／流体材 料を使用することにより、石英粒及び繊維を含有する固まりの流動を可能にした 。4. Slightly more particulate/fluid material than required from a purely geometrical standpoint The use of a material made it possible to flow the mass containing quartz grains and fibers. .

５、振動下の注型Ｃコより、微粒子／流体材料の必要過剰量を低く保った。5. The required excess amount of particulate/fluid material was kept low compared to the casting C under vibration.

６、繊維の量の増加とともに、同様の容積の粗粒を取り除くことにより調整を行 った。6. As the amount of fiber increases, adjustments are made by removing similar volumes of coarse grains. It was.

７、固まり（砂、セメント、ミクロシリカ、流体）の所望の粘性コンシスチンシ ーを、多量の微細な鋼繊維の配合に利用した。7. Desired viscous consistency of mass (sand, cement, microsilica, fluid) was used to blend a large amount of fine steel fibers.

多くの観点において、この方法は、従来の鉄筋コンクリート技術とは異なり且つ ある程度相反している。混合時間は、通常のコンクリートの施工に用いられるよ りはるかに長時間であった（１〜２分に対して１７分）。In many respects, this method differs from traditional reinforced concrete techniques and It's contradictory to some extent. The mixing time is similar to that used in normal concrete construction. (17 minutes versus 1-2 minutes).

第１の項目に関して：水の必要量を減少するために超微粉末をセメント／水配合 物に添加することは、コンクリート技術についての通常の教科書の教示に反して いる。微粒子は水の必要量を増加させるというのが通常の従来の教示である（水 を微粒子で置換するこの新規なアプローチは上記のオタワ論文に説明されている ）。Regarding the first item: ultrafine powder cement/water blend to reduce water requirements. Contrary to the usual textbook teachings on concrete technology, There is. The usual conventional teaching is that fine particles increase water requirements (water This novel approach to replacing the particles with microparticles is described in the Ottawa paper cited above. ).

水／（セメント＋ミクロシリカ）比が低く　（重量比で約０．１８）　、それに より、高品質の最終製品が得られるとともに、所望の粘性造形が得られる。この 低い比は鉄筋コンクリ−１・においては一般的ではなく、通常の鉄筋コンクリー トにおいては、水／（セメント＋他の微粒子）比が重量比で０．３０であるのは 、通常Ｊ１−常に低いものと尤えられ、このような配合物が高含量の繊維を含有 しなければならないときには極めて低いものと考えられている。The water/(cement + microsilica) ratio is low (approximately 0.18 by weight), and As a result, a high-quality final product and desired viscous modeling can be obtained. this Low ratios are not common in reinforced concrete, but in ordinary reinforced concrete. In this case, the water/(cement + other fine particles) ratio by weight is 0.30. , usually J1 - is always assumed to be low and indicates that such formulations contain a high content of fiber. It is considered extremely low when it is necessary to do so.

第２の項目に関して：分散剤は、量的には従来の鉄筋コンクリートに使用される よりはかなり高く、且つ当該系を分散させるのに非常に効果的な種類の分散剤で あった。Regarding the second point: dispersants are used in conventional reinforced concrete in quantity. This is a type of dispersant that is considerably higher than there were.

第３の項目に関して二粘性を増加させることにより（ここでは、水の含量を低く し且つ多量のミクロシリカを添加して）、繊維等の物体の配合を促進することは 、鉄筋コンクリート技術においては一般に行われていることではない。従来の方 法はこの反対である。即ち、水を添加して配合物をより容易に流動可能にし、繊 維の配合を容易にしている。しかしながら、この方法では、粘度が低くなり、従 って、摩擦抵抗が大きくなって、実際に繊維の混合がうまくいかず、その結果、 分布が不均一となるとともに可能な最大繊維濃度が低くなろう。By increasing the biviscosity with respect to the third item (here lower water content (and adding a large amount of microsilica) to promote the blending of objects such as fibers. , which is not a common practice in reinforced concrete technology. Conventional The law is the opposite. That is, water is added to make the formulation more easily flowable and This makes it easy to blend fibers. However, this method results in lower viscosity and lower As a result, the frictional resistance increases, and the fibers actually do not mix properly. The distribution will be non-uniform and the maximum possible fiber concentration will be low.

第７の項目に関して：試験ビームに配合及び配置された繊維（６ｗＸ０．１５１ １ＩＩ）の量は、非常に多く、最大６容積％（２０重景気）である。Regarding item 7: Fibers blended and placed in the test beam (6wX0.151 The amount of 1II) is very large, up to 6% by volume (20th heavy economy).

通常の鉄筋コンクリート技術においては、１容積％を超え又は最大２容積％まで の微細鋼繊維を、約５０％の荒砂を含有するモルタル中に、充填が緩くなること なしに配合することは不可能であると思われる。また、このような圃まりを、強 化ビームの中の棒と壁との間の狭い空間を完全に満たすように注型することは、 はとんど不可能であると思われるであろう。In normal reinforced concrete technology, it exceeds 1% by volume or up to 2% by volume. of fine steel fibers are loosely packed in mortar containing about 50% coarse sand. It seems impossible to formulate without it. In addition, we will strengthen these fields. Casting to completely fill the narrow space between the rod and the wall in the beam would seem to be almost impossible.

混合は、繊維を添加する前に慎重に固まりを混合して行った。これは、繊維の配 合の前に、固まりの均一性と流動性とを得るために行ったものである。配合物が 乾燥状態にあるときに繊維を添加しては、このような配合物は混合に対して非常 に大きな摩擦抵抗を有しているので、同量の繊維を配合することは不可能であっ たろう。Mixing was done by carefully mixing the mass before adding the fibers. This is the arrangement of the fibers. This was done in order to obtain uniformity and fluidity of the mass before mixing. The compound is Such formulations are very difficult to mix if the fibers are added when in the dry state. It is impossible to mix the same amount of fibers because they have a large frictional resistance. Taro.

例えば、結合剤（セメント＋ミクロシリカ＋水及び分散剤）を予備混合し、流体 コンシスチンシーを有し十分分散した固まりとして、その後、１）粗粒及び２） 繊維を添加し又は１）繊維及びその後２）粗粒を添加する等の、他の混合順序を 使用することも可能であろう。最も重要なことは、繊維を配合する前に、均一で 十分に分散した微粒子に基づく粘稠流動性の固まりを作り出さなくてはならない ことである。For example, the binder (cement + microsilica + water and dispersant) is premixed and the fluid As a well-dispersed mass with consistency, 1) coarse particles and 2) Adding fiber or other mixing sequences such as adding 1) fiber and then 2) grit It would also be possible to use The most important thing is to ensure that the fibers are uniform and A viscous fluid mass must be created based on well-dispersed fine particles. That's true.

ヱ上ユニｊノ、、ｌＬＧ旧組曳昨１１ 補強材を含有し及び含有していないが微細繊維を含有するマトリックス材料の機 械的性質を測定した。即ち、次の機械的試験が行われた。Ejo Unijno,,lLG old group Hiki last 11 Machinery of matrix materials with and without reinforcement but with fine fibers Mechanical properties were measured. That is, the following mechanical test was conducted.

１、直径４．５■及び高さ９．０　ｃｍの円筒物の変形支配圧縮加重負荷の間の 歪を記録する。1. During deformation-dominated compressive loading of a cylindrical object with a diameter of 4.5 cm and a height of 9.0 cm. Record the distortion.

２、音速を測定し、そして測定結果からの動的弾性率を計算する。2. Measure the sound velocity and calculate the dynamic elastic modulus from the measurement results.

３、　ノツチ付ビームについての力と撓みとの関係を記録し、またそれらの結果 から破壊エネルギーを計算する。3. Record the relationship between force and deflection for the notched beam, and record the results. Calculate the fracture energy from.

−（有′冬４．５　ｃｍ　びｔ　９．０−’）−再両立員２ｕてト圧縮試験は、 インストロン試験機により、ゆっくり変位を増加させて行った。-(Winter 4.5 cm and t 9.0-') Slowly increasing displacements were performed using an Instron testing machine.

圧縮の間、力／歪の関係を記録した。第１８図に示すように、円筒の軸の方向に おける歪及びそれに垂直な方向の歪の両方を歪ゲージにより測定した。第１８図 において、１及び２はそれぞれ、荷重の方向における歪及びそれに垂直な方向に おける歪を測定するゲージである。The force/strain relationship was recorded during compression. As shown in Figure 18, in the direction of the axis of the cylinder. Both the strain at and the strain in the direction perpendicular to it were measured using a strain gauge. Figure 18 , 1 and 2 are the strain in the direction of the load and the direction perpendicular to it, respectively. This is a gauge that measures the strain at

最大荷重も記録し力。Also record the maximum load force.

記録されたデータから、次に示すものを計算した。From the recorded data, the following were calculated:

１、歪／応力の関係 ２、弾性率（静的） ３、　ポアソン比 ４、圧縮強度 結果を表５に示す。1. Strain/stress relationship 2. Elastic modulus (static) 3. Poisson's ratio 4. Compressive strength The results are shown in Table 5.

、表−ｊ− 各試験片に関して記録された最も高い圧縮応力が、圧縮強度である。静的弾性率 は、圧縮強度の０．３倍を圧縮の方向における対応する歪により除して得られた 値に相当する応力として計算される。, table −j− The highest compressive stress recorded for each specimen is the compressive strength. Static modulus was obtained by dividing 0.3 times the compressive strength by the corresponding strain in the direction of compression. It is calculated as the stress corresponding to the value.

（続　き） （続　き） （続　き） 甲−ト伊呻閥葬−闇一−−−−り一□□□！岬顎軸開ｉ４□□−曙１−−ｈ−― −−□Ｖ−噌１−叫−−□−一□苧噛□需Ｎ■−匈１−□−|輛１僧１−■−１ −□鴫−幅−鴫□−−１−−−軸−試１１冒【に２セ：ヨＪ棺脱 結果から明らかなように、材料は、非常に高い応力まで実質的にポアソン比を増 加することなく実質的に直線状の挙動を示す。例えば、６容積％の繊維を含有す る試験片は、１６０〜１８０Ｍｐａ　（圧縮強度の約７０〜８０％）まで実質的 に直線的に変形した。このことは、とりわけ、ポアソン比が実質的に変化しない （約０．１９〜０．２３）ことによって示された。(continuation) (continuation) (continuation) A-To-I-A-Funeral-Yami-ichi--Riichi□□□! Cape jaw axis opening i4□□-Akebono1--h-- −−□V−噌1−Shout−−□−1□Mochigami□Demand N■−匈1−□−|輛1 Buddhist monk 1−■−1 −□雫−Width−鴫□−−1−−−axis−Trial 11 As is clear from the results, the material substantially increases Poisson's ratio up to very high stresses. It exhibits essentially linear behavior without addition. For example, a fiber containing 6% by volume The test specimens were tested up to 160-180Mpa (about 70-80% of the compressive strength). deformed linearly. This means, among other things, that Poisson's ratio does not change substantially (approximately 0.19 to 0.23).

。　゛東門　び昏　・　′ 超音波速度は、周波数２００ｋＨｚを有するバンプイソ）　（Ｐｕｎｄｉｔ）超 音波装置を用いて、直径４．５　Ｃ（Ｑ及び長さ９．０　ｃｍの円筒物について 測定した。超音波速度及び試験片の測定密度から、Ｅ　４　ｙ　ｎ　＝ｙ　ｚ　 ｒ　＜但し、■は超音波速度であり、ｒは密度である）に従って、動的弾性率を 計算した。結果を表６に示す。.゛East Gate Bikou　・′ The ultrasonic velocity is higher than Bumpiso (Pundit) with a frequency of 200 kHz. Using a sonic device, for a cylindrical object with a diameter of 4.5 C (Q and a length of 9.0 cm) It was measured. From the ultrasonic velocity and the measured density of the test piece, E4 y n = y z r <where ■ is the ultrasonic velocity and r is the density), calculate the dynamic elastic modulus according to I calculated it. The results are shown in Table 6.

ノＬＪ− 動遣ｌ」仕事 各組ごとに３つの試験片が試験された。弾性率の標準偏差を（）内に示す。No LJ- Mobility work Three specimens were tested for each set. The standard deviation of the elastic modulus is shown in parentheses.

Ａ　４　４８２１　２６３２　６１１９０　（３４０）Ｂ　４　４８２２　２６ ３１　６１３７３　（４１４）破壊エネルギーは、支持材間に２５印の距離を設 けて対称的に支持し、中央に単一の力を負荷した５０　Ｘ　５０　Ｘ　５００ｍ ｍ　”のノツチ付きビームについて測定した。ノツチの深さは中央位置において 約２５ｍｍあった（ノツチ付ビームについてのカと撓みとの関係を示している第 ８図参照）。A 4 4821 2632 61190 (340) B 4 4822 26 31 61373 (414) The fracture energy is determined by setting a distance of 25 marks between the supports. 50 x 50 x 500 m with a single force applied to the center and supported symmetrically. Measurements were made on a notched beam with a diameter of It was about 25 mm (see the section showing the relationship between force and deflection for a notched beam). (See Figure 8).

測定は、変位をゆっくり増加させて行った（変位速度４．８１Ｘ　１０−６ｍ　 ／　５ｅｃ）。実験の間、力の変位の関係値（ｃｏｎｎｅｃ　Ｌｅｄｖａｌｕｅ ）を記録した。結果を第１９〜２２図に示す。第１９図においてはマトリックス の繊維含量は０容積％であり、第２０図においては２容積％、第２１図において は４容積％、第２２図においては６容積％である。第１９図は、第２０〜２２図 より目盛を大きくして示しである。第８図に、第１９図の曲線と第２２図の曲線 とが同じ目盛で示されている。The measurement was performed by slowly increasing the displacement (displacement speed 4.81X 10-6m) / 5ec). During the experiment, the force displacement relation value (connec Ledvalue ) was recorded. The results are shown in Figures 19-22. In Figure 19, the matrix The fiber content is 0% by volume in Figure 20, 2% by volume in Figure 21, and is 4% by volume, and in FIG. 22 it is 6% by volume. Figure 19 shows Figures 20-22. The scale is shown larger. Figure 8 shows the curve in Figure 19 and the curve in Figure 22. are shown on the same scale.

全ての蓄積されたエネルギーが解放され、新しい領＠、（亀裂）を生み出すため に使用されると仮定して、特定の亀裂エネルギー（即ち、破壊エネルギー）は、 外力（カー加重曲線より下の面積）を亀裂面積で割って得られる仕事として計算 することができる。結果を表７に示す。To release all accumulated energy and create a new territory @, (rift) The specific crack energy (i.e., fracture energy) is Calculated as the work obtained by dividing the external force (area below the Kerr weighting curve) by the crack area. can do. The results are shown in Table 7.

各数値は、３つの試験片についての平均値である。（）内に標準偏差を示す。Each value is an average value for three test pieces. Standard deviation is shown in parentheses.

０　０．１２９　（０，０１３） ２　８．２３８　（１，２２９） ４　１２．１６２　（１，３８７） ６　１３．２４０　（１，９２７） ノツチ付ビームについての最大力の値から、繊維が引き抜かれるときの剪断応力 を大まかに推定することが可能である。0 0.129 (0,013) 2 8.238 (1,229) 4 12.162 (1,387) 6 13.240 (1,927) From the maximum force value for the notched beam, the shear stress when the fiber is pulled out It is possible to roughly estimate.

繊維が最大応力で荷重を担持し且つ繊維が張力と平行に配置されていると仮定す ると、次式から剪断応力（τ）（概略値）がめられる− 但し、ｄは直径、ｌは繊維の長さ、σは最大荷重での引張応力、及びψは繊維の 容積濃度である。Assume that the fibers carry the load at maximum stress and that the fibers are oriented parallel to the tension. Then, the shear stress (τ) (approximate value) can be calculated from the following formula − However, d is the diameter, l is the length of the fiber, σ is the tensile stress at the maximum load, and ψ is the fiber length. It is the volume concentration.

簡略化のために、 （但し、Ｆは加えた力及びＬは支持体間の距離）と仮定すると、例えば、ビーム （ＡＧＩ）から、 強化ビームについての曲げ試験をインストロン試験機で行った。スパン４１７ｍ ｍで試験ビームを単純に支持し、ビームの中央に力を加えた（第２図参照）。ビ ームのマトリックスの配合物組成及び性質については既に上述しである。実験は 変位をゆっくりと制御して行った。実験中、力及び変位の関係値を記録し、ある 実験については、ビームの引張側（中央の下）での力及び歪の関係値も記録した 。変位速度は、約０．１９ｍｕ／ｍｉｎであった（かなりの降伏の後変位速度を 速くした実験のある部分を除く）。For simplicity, (However, assuming that F is the applied force and L is the distance between the supports), for example, the beam From (AGI), Bending tests on the reinforced beams were conducted on an Instron testing machine. Span 417m The test beam was simply supported at m and a force was applied to the center of the beam (see Figure 2). B The formulation composition and properties of the matrix of the film have already been described above. The experiment is The displacement was controlled slowly. During the experiment, the force and displacement relationship values are recorded and For the experiments, the force and strain relationship values on the tension side (below the center) of the beam were also recorded. . The displacement rate was approximately 0.19 mu/min (displacement rate after significant yielding). (Excluding some parts of the experiment that were made faster).

代表的結果を第２４〜２７図に示す。第２４図の目盛は第２５〜２７図の目盛と 異なっている。第２４〜２７の曲線から計算した結果を表８に示す。Representative results are shown in Figures 24-27. The scale in Figure 24 is the same as the scale in Figures 25 to 27. It's different. Table 8 shows the results calculated from the 24th to 27th curves.

表−」− 強化ビームに関する最大荷重、最大荷重時の撓み、最大モーメント（Ｍ）及び下 記のように定義される対応の見掛は曲げ応力σ： 〔但し、Ｗ＝１１５ｘ幅×高さ×高さくＷ＝２．０８Ｘ１０−５ｒ＋？）　）実 験中、次のような観察がなされた。Table-”- Maximum load, deflection at maximum load, maximum moment (M) and below for reinforced beams The apparent bending stress σ of the correspondence defined as: [However, W = 115 x width x height x height W = 2.08 x 10-5r +? ) )fruit During the experiment, the following observations were made.

蓋且左支少ｇ二脇、」」■１−．−。Lid and left side and two sides,''■1-. −.

荷重をかける前、ビームには微小亀裂はなかった。力／変位曲線は破損するまで 実質的に直線であった。この過程でも何ら亀裂は生じなかった。１４．８ｋＮの 力で、ビームの引張側に亀裂が現れ、同時に、顕著な縦の亀裂が主補強材に沿っ て突然現れた。破損後の曲線の急な勾配からも分るように、この亀裂は非常に速 く生じた。その後、いくつかの紅の亀裂が急速に生じ、同時に、主補強材の引き 抜けとともに、試験片が大きな破片となって割れ、補強棒が露出した。この引き 抜けは、ビームに引張りこまれている補強棒の端を露出することにより確認され た。There were no microcracks in the beam before loading. force/displacement curve until failure It was essentially a straight line. No cracks were generated during this process. 14.8kN With force, cracks appear on the tension side of the beam, and at the same time, pronounced longitudinal cracks appear along the main reinforcement. suddenly appeared. This crack develops very quickly, as evidenced by the steep slope of the curve after failure. A lot happened. Then some red cracks appeared rapidly and at the same time the main reinforcement As it came off, the test piece broke into large pieces and the reinforcing rod was exposed. This pull Dropouts are confirmed by exposing the ends of reinforcing rods that are pulled into the beam. Ta.

亀裂パターンを第２８図Ａに示す。The crack pattern is shown in Figure 28A.

１妄程Ｘ■且繊塁−奎倉■を剣くニーム（、肛２　、−Ｉ　Ｌ荷重をかける前に 、微小な亀裂は何も観察されなかった。1st degree , no microcracks were observed.

破損までの力／変位曲線は実質的に直線であり、負荷のこの部分では何ら亀裂は 観察されなかった。２６．３ｋＮの力で、ビームの引張側に亀裂が生じ、同時に 、補強棒に沿って縦の亀裂が生じた。これは、荷重が少し減少したことにより明 らかとなった。その後、主補強打棒にはっきりとした降伏があった。The force/displacement curve to failure is essentially a straight line, with no cracking occurring during this portion of the load. Not observed. At a force of 26.3 kN, a crack appeared on the tension side of the beam, and at the same time , longitudinal cracks developed along the reinforcing bars. This is evident due to a slight decrease in the load. It became clear. Thereafter, there was a clear surrender of the main reinforcement batten.

１３ｍｍの撓みで縦の亀裂が生じ、引張こまれている棒の端部で棒の引き抜けが 観察された。同時に、荷重の減少があった。A vertical crack occurred with a deflection of 13 mm, and the rod could be pulled out at the end of the rod under tension. observed. At the same time, there was a reduction in load.

亀裂パターンを第２８図Ｂに示す。The crack pattern is shown in Figure 28B.

１１１１江ｐ工廿１１を倉１ｊ−々−豆一二−み」」、４□リ一荷重をかける前 に、微小な亀裂は何も観察されなかった。1111 Ep Factory 11 to the warehouse 1j-to-bean 12-', 4□Before applying the load No microcracks were observed.

破損までの力／変位曲線は実質的に直線であり、負荷のこの部分では何ら亀裂は 観察されなかった。２９．８ｋＮの力で、引張側に亀裂が生じた。これは、荷重 が少し減少したことにより明らかになった。その後、主補強打棒が降伏した。２ ８．、の撓みで縦の亀裂が生じ、荷重が少し降下したことから明らかなように主 補強打棒が少し引き抜けた。この実験で、二三回の再加重を行った。全体的な挙 動は、４容積％の繊維を含有する方が２容積％の繊維を含有するよりもかなりよ かった。The force/displacement curve to failure is essentially a straight line, with no cracking occurring during this portion of the load. Not observed. A crack occurred on the tension side with a force of 29.8 kN. This is the load It became clear that there was a slight decrease in The main reinforcing batting rod then surrendered. 2 8. As is clear from the fact that a vertical crack occurred due to the deflection of the The reinforced batting stick was pulled out a little. In this experiment, reloading was performed a few times. overall performance The dynamics are significantly higher with 4% fiber by volume than with 2% fiber by volume. won.

亀裂パターンを第２８図Ｃに示す。The crack pattern is shown in Figure 28C.

■１片にσ月−秩Ｉ乞會有ず一本ぎ−−み利Ｂ、、、６．．．．　！汲の４６． 〜．町）、−荷重をかける前に、微小な亀裂は何も観察されなかった。■One piece of σ month - Chichi I praying party, one piece - Miri B,,,6. ．． ．． ．． ! 46. ~． town), - before loading, no microcracks were observed.

部分では何ら亀裂は観察されなかった。約３１ｋＮの荷重で初めて引張側に中央 の亀裂が一つだけ生じた。同時に、荷重が少し減少するのが観察された。その後 、主補強打棒が降伏したが、縮の亀裂は何ら生じず、補強棒の引き抜けも少しも なく、横方向の更なる亀裂の形成（最初の亀裂のすく近くの局部的な亀裂は別と して）もなかった。この実験においても、再加重を行った。６容積％の月繊維を 含有するビームの性能の方が、２容積％又は４容積％の繊維を含有するビームよ りもかなりよかった。特に、これらのビームは、極めて優れた内部一体性を示し 、降伏まで全く亀裂がなく、その後降伏した鋼の周囲にいくつかの亀裂が生じた だけで、ビームの残りの部分は非常に大きな変形の後でさえ実質的に影響されな かった。No cracks were observed in any part. Centered on the tension side for the first time under a load of approximately 31kN. Only one crack appeared. At the same time, a slight decrease in the load was observed. after that , the main reinforcing rod yielded, but no shrinkage cracks occurred and the reinforcing rod did not pull out at all. formation of further lateral cracks (apart from localized cracks in the immediate vicinity of the initial crack) There was no such thing. Reloading was also performed in this experiment. 6 volume% moon fiber The performance of beams containing fibers is better than beams containing 2% or 4% fiber by volume. It was also pretty good. In particular, these beams exhibit exceptional internal integrity. , there were no cracks at all until yielding, and then some cracks appeared around the yielded steel. , the rest of the beam remains virtually unaffected even after very large deformations. won.

亀裂パターンを第２８図りに示す。The crack pattern is shown in Figure 28.

ｌ裂企狐簾ぶｐいて１−潴 繊維補強材を含有する全てのビームの挙動は、極限荷重後でも驚くべきものであ った。l split plan fox blind pete 1-tan The behavior of all beams containing fiber reinforcement is surprising even after extreme loading. It was.

それぞれ、２容積％又は４容積％の繊維を含有するビームの降伏後の亀裂は、試 験ビームで実際に観察されたよりもはるかに期待できる挙動の可能性を示してい る。Post-yielding cracks in beams containing 2% or 4% fibers, respectively, were tested. This suggests a much more promising behavior than was actually observed in the experimental beam. Ru.

この理由は、試験ビームの主補強材は、主補強材に平行な亀裂及び主補強材の引 き抜けに対する保護がなされないように意図的に配置されたからである。例えば 、通常補強ビームに使用される（及び高度番ご強化されたビームに常に使用され る）ような横方向の補強が全くなされなかった。The reason for this is that the main reinforcement of the test beam has cracks parallel to the main reinforcement and tension of the main reinforcement. This is because it was intentionally placed so that there was no protection against penetration. for example , usually used for reinforced beams (and always used for highly reinforced beams) There was no lateral reinforcement at all.

この高度の強化と横方向の強化の欠如との組み合わせは、内部一体性の保持につ いてのム維単独の効果を研究するだめの研究目的に選択された。実際の設計に際 しては、通常のコンクリートの場合のように横方向の補強が行なわれよう。This high degree of reinforcement combined with the lack of lateral reinforcement is important for maintaining internal integrity. It was chosen for the purpose of this research to study the effect of mu-fiber alone on the body. During actual design Lateral reinforcement would then be carried out as in the case of ordinary concrete.

歪Ω２．鑓 強制撓み実験に使用したのと同様の設定において、加重及び無荷重時のビームの 引張側の歪を記録した。歪は、ビームの中央部の下側に接着した歪ゲージにより 測定した。次のようにしてビームに荷重をかけた。即ち、繊維を含有しないビー ムについては、ゼロから、５ｋＳまで１０回、その後、ゼロから１０ｋＮまで１ ０回加重したのに対して、補強用繊維を含有するビームについては、ゼロから１ ０ｋＮまで１０回及びゼロから２０ｋＮまで１０回加重した。Distortion Ω2. Sword Loaded and unloaded beams in similar settings used for forced deflection experiments. The strain on the tensile side was recorded. Strain is measured by a strain gauge glued to the underside of the center of the beam. It was measured. A load was applied to the beam as follows. That is, fiber-free beads From zero to 5kS 10 times, then from zero to 10kN once. 0 loadings, whereas for beams containing reinforcing fibers, loadings ranged from 0 to 1. The load was applied 10 times to 0 kN and 10 times from zero to 20 kN.

同時に、力及び撓みを記録した。At the same time, force and deflection were recorded.

猪果ｐ邂翌 繊維補強材Ｏ％及び２％を含有するビームの場合、高荷重（それぞれ１０ｋＮ及 び２０ｋＮ）（歪ゲージの破断により示される）で亀裂が生じた。Inoka p ni next day For beams containing 0% and 2% fiber reinforcement, high loads (10 kN and 2%, respectively) and 20 kN) (indicated by fracture of the strain gauge).

他の全てのビーム己こついては、何ら亀裂が生しなかった。All other beams stuck together without any cracks.

６％の繊維を含有するビーｌ、の−っを、後で顕微鏡で観察したところ、表面に は全く亀裂がないことがわがった。When beer containing 6% fiber was later observed under a microscope, it was found that on the surface It was found that there were no cracks at all.

４容積％及び６容積％の繊維を含有するビームは、２０ｋＮの荷重で実質的に直 線的な挙動を示とともに、最初の加重号イクルの後のヒステリシスが非常に小さ かった（最初の荷重サイクルの間に、剛性の最初の変化が、この現象が説明され る例４に記載されている動的試験おけるのと非常に類似して生じた）。曲げ応力 が１００ＭＰａを超え且つ歪が約２．５　＊＊　／　ｍであったにもかかわらず 、ビームには目に見える亀裂は少しもなかった。２０ｋＮでの見掛は曲げ応力（ 約１１０ＭＰａ）を対応する見掛は歪で割ってめた見掛は弾性率は、１回目の荷 重サイクル及び１０回目の荷重サイクルに関して、それぞれ３１．０００ＭＰａ 及び３５，０００ＭＰａであった。Beams containing 4 vol.% and 6 vol.% fibers were substantially straight under a load of 20 kN. It exhibits linear behavior with very little hysteresis after the first weight cycle. (during the first loading cycle, the first change in stiffness occurred, which explains this phenomenon) (produced very similarly to that in the dynamic test described in Example 4). bending stress Although it exceeded 100MPa and the strain was about 2.5**/m , there were no visible cracks in the beam. The apparent bending stress at 20kN ( Approximately 110 MPa) is divided by the corresponding apparent strain, and the apparent elastic modulus is the first load. 31.000 MPa for the heavy cycle and the 10th load cycle, respectively. and 35,000 MPa.

この挙動に対して、公知技術による通常のコンクリート及び強力コンクリートは 、典型的には歪約０．１〜０．２　ｍｍ　／　ｍに相当する３　ＭＰａから最大 でも１５ＭＰａまでの曲げ応力で亀裂が入り、２５　（（Ｉれたコンクリート） 〜７５（圧縮強さが１２０〜１５０ＭＰａの高品質スーパーコンクリ−１−）の 曲げ応力で破損する。In contrast to this behavior, ordinary concrete and strong concrete made by known technology , typically up to 3 MPa, corresponding to a strain of about 0.1-0.2 mm/m However, cracks occur under bending stress of up to 15 MPa, resulting in ~75 (high quality super concrete with a compressive strength of 120 to 150 MPa - 1-) Damaged by bending stress.

！２ 大＠ｆＬ’ニーｈＬ：ｖｂｚでＱｊ３＋ｆ八−肢異形棒で強化されたポルトラン ドセメント−ミクロシリカを基材とするＣＲＣの大きなビームについて、曲げ試 験を行った。! 2 Large @ fL' knee hL: Qj3 + f 8-Portolan strengthened with a strange limb stick in vbz Bending tests on large beams of docement-microsilica based CRC Test was carried out.

この実験は、例１における小さなビーム（５０Ｘ　５０　Ｘ　５００＋＋ｃ　） に関する実験の延長であり、より大きな規模での挙動を確認し且つ追加の情報を 得るために行った。This experiment uses the small beam (50X 50X 500++c) in Example 1. This is an extension of the experiment to confirm behavior on a larger scale and to obtain additional information. I went to get it.

この実験の主要目的を下記に示す。The main purpose of this experiment is shown below.

１）初期降伏までの荷重でのビームの曲げ容量を測定すること。1) To measure the bending capacity of the beam at loads up to initial yield.

２）降伏までの加重のあいだの応力と歪との関係を測定すること及び剛性を測定 すること。2) Measuring the relationship between stress and strain during loading up to yield and measuring stiffness to do.

３）ビームの種類うちの一つに関して、剪断に対する抵抗を測定すること。3) Measuring the resistance to shear for one of the beam types.

４）亀裂パターンを研究すること。4) Studying crack patterns.

５）ＣＲＣ構造体の信転性を測定すること。5) Measuring the reliability of the CRC structure.

跋狼旦二寿 ４種類の試験ビームを、各種類ごとに３本づつ試験した。Inferno Danjiju Four types of test beams were tested, three of each type.

長さは約２１００ｍｍ、幅は８０〜１６０　璽＊、そして高さは約９０〜約２０ ０１であった。The length is about 2100 mm, the width is 80 to 160 mm*, and the height is about 90 to 20 mm. It was 01.

ビームの寸法及び補強材の配置を第２９図に示す。第２９図において、試験ビー ム１は２つの同一の力２で加重され、支持体３に支持されている。試験ビームの 横断面をＡ−Ｄに示す。Ａ−Ｄにおいて、ｍｌの単位で寸法を示す。Ｄは他の断 面とは同じ縮尺ではなく、Ｃの寸法はＢと同じである。これらの断面では、補強 棒８及び繊維強化マトリックス９が示されている。The beam dimensions and reinforcement arrangement are shown in FIG. In Figure 29, the test beam The beam 1 is loaded with two identical forces 2 and is supported on a support 3. test beam Cross sections are shown in A-D. In A-D, dimensions are given in ml. D is another cut The dimensions of C are the same as B, which are not to the same scale as the planes. In these cross sections, reinforcement A rod 8 and a fiber reinforced matrix 9 are shown.

ＢＲ２０と呼ばれる断面Ａのビームにおいて、補強棒の直径は２０龍１ｍであっ た。ビ′−ムの底部に、５木の棒を、棒の中心からビームの底までの距離を２３ １にして配置し、且つビームの頂部に、同じ寸法の２本の棒を、これも上部表面 と棒の中心との間の距離を２３１曹にして配置した。ＢＴ１６と呼ばれる断面Ｂ のビームにおいて９、それぞれが３本の直径１５＋１ｍの捧からなる層を２つ底 部に配置した。この際、ビームの底から下の方の補強棒の層の中心線までの距離 は２１ｍ１１であり、ビームの底部帯域における下層と上層と間の距離は、中心 線から中心線までで２６１１であった。ビームの上部に、同じ大きさの２本の棒 を、ビームの上面とこれらの棒の中心線との間の距離が２１ｍｍとなるように配 置した。In a beam with cross section A called BR20, the diameter of the reinforcing rod is 20mm and 1m. Ta. Place 5 wooden sticks at the bottom of the beam, and the distance from the center of the stick to the bottom of the beam is 23. 1 and placed at the top of the beam, two rods of the same size, also on the top surface. The distance between the rod and the center of the rod was set at 231 sq. Cross section B called BT16 In the beam of It was placed in the department. In this case, the distance from the bottom of the beam to the center line of the lower reinforcing bar layer is 21m11, and the distance between the lower and upper layers in the bottom band of the beam is It was 2611 from the line to the center line. At the top of the beam are two bars of the same size. are arranged so that the distance between the top surface of the beam and the center line of these bars is 21 mm. I placed it.

ＢＴ２５と呼ばれる断面Ｃのビームにおいて、それぞれが２木の直径２５龍の棒 からなる層を２つビームの底部に配置し、且つ２本の棒をビームの上部に配置し た。ビームの底と底部帯域における下層の中心線との間の距離は２５１１１であ り、ビームの底部帯域における２層の棒の中心線間の距離は３５＋ｕであった。In a beam of cross section C called BT25, each has a diameter of 25 dragon rods. two layers consisting of are placed at the bottom of the beam, and two rods are placed at the top of the beam. Ta. The distance between the bottom of the beam and the center line of the lower layer in the bottom band is 25111. The distance between the center lines of the two layers of bars in the bottom zone of the beam was 35+u.

又、ビームの上面とビームの上部帯域における２木の棒の中心線との間の距離は ２５ｍ−であった。ＢＤＲ１４と呼ばれる断面りのビームでは、直径１．４＋ｎ の棒３本をビームの底部帯域に配置した。この際、ビームの底と３本の棒の中心 線との間の距離は１９１１であり、又、同じ寸法の棒２本をビームの上部に、ビ ームの上面と２本の棒の中心線との間の距離が１８０となるように配置した。（ 図示している長手方向の主補強材に加えて、これらのビームには、支持体部での 局部破損等に対する特別保護手段としてその端にスターラップを配置して強化し た。この補強材は結果には何ら影響を及ぼさない。）図から明らかなように、ビ ームは長手方向の補強材でのみ強化された（支持部での上記スターラ・７プは別 として）。ビームの上部帯域における圧縮破損に対する保護手段として、上部帯 域も長手方向の主補強材で強化した。Also, the distance between the top surface of the beam and the center line of the two wooden bars in the upper zone of the beam is It was 25m. For a beam with a cross section called BDR14, the diameter is 1.4+n Three rods were placed in the bottom zone of the beam. At this time, the bottom of the beam and the center of the three bars The distance between the lines is 1911, and two rods of the same size are placed on top of the beam. The rods were arranged so that the distance between the top surface of the rod and the center line of the two rods was 180 degrees. ( In addition to the main longitudinal stiffeners shown, these beams include A stirrup is placed at the end to strengthen it as an extra protection against local damage. Ta. This reinforcement has no effect on the results. ) As is clear from the figure, The beam was strengthened only with longitudinal reinforcement (not including the above stirrer 7 at the support). as). As a means of protection against compressive failure in the upper zone of the beam, the upper zone The area was also strengthened with longitudinal reinforcement.

断面Ａ、Ｂ及び′Ｃのビームの試験において、支持体３間のスパンは１８４００ であり、加えた２つの力２の間の距離は４２０ｍｍであった。一方、ビームＤの 試験においては、２つの支持体３間のスパンは１９２０ｍｍであり、２つの力り の間の距離は５００ａｍであった。In testing beams of cross sections A, B and 'C, the span between supports 3 was 18400 , and the distance between the two applied forces 2 was 420 mm. On the other hand, beam D In the test, the span between the two supports 3 was 1920 mm and the two forces were The distance between them was 500 am.

主補強材の種類、寸法及び機械的性質を表２．１に示す。The type, dimensions and mechanical properties of the main reinforcement are shown in Table 2.1.

襞■王力［ Ｘ５５５０Ｓ　２０　５７９．９　７６０．５　２．７　２１６，０００ＫＳ５ ５０Ｓ　１６　５８７．１　７９７．０　２．８　２１１．０００ＫＳ５５０Ｓ 　２５　５９９．２　８０３．９−−ＫＳ４１０Ｓ　１４　４７２．０　７７４ ．０　２．２　２１６．０００マトリツクスの成分（繊維を含む）を表２．２に 示す。Fold ■Royal power [ X5550S 20 579.9 760.5 2.7 216,000KS5 50S 16 587.1 797.0 2.8 211.000KS550S 25 599.2 803.9--KS410S 14 472.0 774 ．． 0 2.2 216.000 Matrix components (including fibers) are shown in Table 2.2 show.

盗−ｆｆｌ マトリックス成分　容積％ ｎ繊維（０，５１×６朋）５．８ 分散剤（粉末）２．８ マトリックス　２　びヱΩ作裂 マトリックスの材料、配合組成及び作製法は、次の点が異なることを除いて、例 １に記載した通りである。steal-ffl Matrix component volume% n fiber (0.51 x 6) 5.8 Dispersant (powder) 2.8 The Matrix 2 and EΩsakuretsu The matrix material, compounding composition, and manufacturing method are the same as in the example, except for the following points. As described in 1.

ｆヱ妙 装入量は異なるが例１と同様のフラクションを使用した。F-mystery The same fractions as in Example 1 were used, but with different charges.

粒度分析の結果を下記に示す。The results of particle size analysis are shown below.

表−」に１ 篩分は試験における数値は、記載されている網目の大きさを有する篩を通過する 全フラクションの重量部を％で示す。Table - 1 The sieve fraction is the value in the test that passes through a sieve with the stated mesh size. Parts by weight of all fractions are given in %.

砂フラクション：　微　細　中程度　粗　い密度（ｋｇ／耐）：　２６２７　２ ６３０　２６０８密度　３１５０ｋｇ／ｌ＋？ 比表面積（ブレーン法）　４３３　ｇ　／　ｋｇｏ、２１重量％は９０−より粗 かった。Sand fraction: Fine, Medium, Coarse Density (kg/proof): 2627 2 630 2608 Density 3150kg/l+? Specific surface area (Blaine method) 433 g/kg, 21% by weight is rougher than 90- won.

化学分析により測定した白色ポルトランドセメントの組成を表２．４に示す。The composition of white Portland cement determined by chemical analysis is shown in Table 2.4.

盗−ヨ翻（ セメントの会　に、′るセメ乙Ｅ暖分ｑ里１皇ＤＳ４２７によるセメントの試験 片の圧縮強度は、次の通りであった。Steal - Yo translation ( Cement testing using DS427 at Cement Association The compressive strength of the pieces was as follows.

２４時間後　２２．８ＭＮ／　ｒｒｒ ７日後　５１　、８ＭＮ　／　ｎ（ ２８日後　５９．９ＭＮ／ｍ 配治」Ｉ灸粗 配合組成物は、■繊維６容積％を含有する例１の配合物と同一であった。組成を 表２．５に示す。24 hours later 22.8MN/rrr 7 days later 51, 8MN/n( 28 days later 59.9MN/m Treatment”I Moxibustion The formulation composition was the same as that of Example 1 containing 6% fiber by volume. composition Shown in Table 2.5.

２表−ユ」− 配合組成物は、総容積約１０リツトルである。バッチの大きさは、試験物体の容 積に合わせた。Table 2-Yu”- The formulated composition has a total volume of approximately 10 liters. The batch size depends on the volume of the test object. Matched to the product.

作製 ５０リツトルの遊星形ミキサーで混合を行った。振動は、振動台上で、周波数７ ７Ｈｚ、加速度２２　ｍ／ｓｅｃ”で行った。Fabrication Mixing was carried out in a 50 liter planetary mixer. The vibration is carried out on a vibration table at a frequency of 7. The test was conducted at a frequency of 7 Hz and an acceleration of 22 m/sec.

注型したビーム及び試験円筒物を湿ったタオルで包み、プラスチックで被覆し、 その後、５０℃で１日及び４５℃で１８日間養生した。Wrap the cast beam and test cylinder in a damp towel and cover with plastic; Thereafter, it was cured at 50°C for 1 day and at 45°C for 18 days.

夫旦久唱滅 ビームを単純に支持し、第２９図に示したようにビームの中央の周辺に対称に配 置した２つの同一の力で加重した。Hudan Kushoumetsu Simply support the beam and place it symmetrically around the center of the beam as shown in Figure 29. It was loaded with two identical forces placed on it.

この配置により、加重点間のビームの中央部分が一定の曲げモーメントで純粋な 曲げを受ける。This arrangement ensures that the central part of the beam between the weight points is pure with a constant bending moment. subject to bending.

加重の間、ビームの撓みを、次の箇所に配置した変位変換器により測定した。During loading, the deflection of the beam was measured by displacement transducers placed at:

１）ビームの中央（Ａ） ２）加重点（Ａ） ３）支持体の所（Ｂ） 変換器（Ａ）はＬＶＤＴ　ＤＳ　１３１６型ベニ−・アンド・ギルズ（Ｐｅｎｎ ｙ　ａｎｄ　Ｇ１１ｅｓ）電位差計であり、一方、変換器（Ｂ）はＬＶＤＴ　Ｄ Ｓ　１３５４型ベニ−・アンド・ギルズ電位差計である。1) Center of beam (A) 2) Weighted point (A) 3) Support location (B) The converter (A) is LVDT DS 1316 type Benny & Gills (Penn y and G11es) potentiometer, while the converter (B) is an LVDT D It is a Bennie & Gills potentiometer model S1354.

更に、長手方向の歪を、ビームの表面に配置した歪ゲージによりビームの中央部 で、そして補強用調について（補強材に設けた幅２．５　＊璽、深さ５１の短い 溝の中で釦に接着して１但し、ＢＤＲ１４型ビームについては歪ゲージを棒の上 部及び下部に接着した）測定した。ビームの表面に配置した歪ゲージは、棒の圧 縮帯域及び引張帯域において、それぞれ）１８Ｍ２０／１２０ＬＹ４１型及び） １８Ｍ５０／１２０ＬＹ４１型であり、補強材について使用した歪ゲージはＨＢ Ｍ６１／１２０ＬＹ５１型であった。亀裂の形成を、ピーク・スタンド・マイク ロスコープ（Ｐｅａｋ　５ｔａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（倍率：Ｘ２５） により調査した。Furthermore, the strain in the longitudinal direction can be measured at the center of the beam using strain gauges placed on the surface of the beam. And regarding the reinforcing material (width 2.5 * mark, depth 51 short set on the reinforcing material) Glue the strain gauge to the button in the groove.1 However, for BDR14 type beams, place the strain gauge on the rod. (attached to the top and bottom) was measured. A strain gauge placed on the surface of the beam measures the pressure of the rod. 18M20/120LY41 type and ) in contraction zone and tensile zone, respectively. 18M50/120LY41 type, and the strain gauge used for the reinforcement is HB. It was M61/120LY51 type. Stand mic peaks, crack formation Rosscope (Peak 5tand Microscope) (Magnification: X25) It was investigated by.

ＢＲ２０、ＢＴ１６及びＢＴ２５ビームに関する荷重実験は１２５５型インスト ロン試験機において行い、一方、ＢＤＲ１４ビームに関する荷重実験はシェンク （ＳＣＨＥＮＣＫ）ハイドロパルス装置（シリンダ：　ＰＬ６３ｋＮ）において 行った。Loading experiments on BR20, BT16 and BT25 beams are performed using the 1255 type instrument. The load experiment on the BDR14 beam was carried out on a Schenck test machine. (SCHENCK) In the hydro pulse device (cylinder: PL63kN) went.

大脹操立 角型は、変形により制御し、段階に分けて行い、各段階に２分の間隔（ＢＤＲ１ ４型及びＢＲ２０型ビームに関して）及び５分の間隔（ＢＴ１６型及びＢＴ２５ Ｔ２５型ビームて）をそれぞれ設けた。great swelling The square shape is controlled by deformation and is performed in stages, with a 2 minute interval (BDR1) at each stage. 4 and BR20 beams) and 5 minute spacing (for BT16 and BT25 beams) A T25 type beam) was installed respectively.

荷重の増加速度は、１ｗｍ／＠ｉｎの変位速度に相当した。The rate of increase in load corresponded to a displacement rate of 1 wm/@in.

加重は、初期降伏が検出されるまで継続した（採用した実験法のため、例１の実 験において行ったような完全降伏中にビームの挙動を調査することは出来なかっ た）。Loading continued until incipient yielding was detected (due to the experimental method employed) It was not possible to investigate the behavior of the beam during complete yielding as was done in the experiments. Ta).

その後、荷重を解除し、上記と同様のやり方で再加重を行った。The load was then removed and reloaded in the same manner as above.

一つの実験の組（ＢＤＲ１４）においては、更に解除／再加重サイクルを、それ ぞれ降伏値の約６０％及び約８０％で行った。In one set of experiments (BDR14), an additional release/reload cycle was applied to it. The yield values were approximately 60% and 80%, respectively.

加重の間、１）加えた力、２）ビーム中央の位置（変位）に対応して、支持体に 関する力の攻撃点とビームの表面及び補強材の種々の場所での歪とを記録した。During the loading, the support is The related force attack points and the strains at different locations on the surface of the beam and the reinforcement were recorded.

益来 試験結果を第３０〜４２図及び表２．６〜２．９に示す。Masuki The test results are shown in Figures 30-42 and Tables 2.6-2.9.

盗−一り旦 記載されている結果は、ＢＲ２０型ビームについての試験から得られた平均値で ある。Theft - once The results listed are average values obtained from tests on BR20 type beams. be.

ＢＲ２０型ビームの力／撓み特性 記載されている結果は、３つのビームについての測定値に基づくものである。Force/deflection characteristics of BR20 beam The results described are based on measurements on three beams.

五−」ＬＬ えた走　（Ｐ）と蟲み便す上ζｑ隆隆 起記載れている結果は、ＢＴ１６型ビームについての試験から得られた平均値で ある。5-”LL Etahashi (P) and Mushimibinsujo ζq Takataka The results listed are average values obtained from tests on BT16 type beams. be.

ＢＴ１６型ビームの力／撓み特性 記載されている結果は、３つのビームについての測定値に基づくものである。Force/deflection characteristics of BT16 beam The results described are based on measurements on three beams.

表−」Ｌ影 忠旧−」呉」ン１シーー山と一六−ｑと庫４Ｊ系記載されている結果は、ＢＴ２ ５Ｔ２５型ビームての試験から得られた平均値である。Table - "L shadow" The results listed for Zhongguan-"Wu"n 1 Sea Mountain and 16-q and Warehouse 4J series are BT2 Average values obtained from tests using a 5T25 beam.

ＢＴ２５Ｔ２５型ビーム撓み特性 記載されている結果は、３つのビームについての測定値に基づくものである。BT25T25 type beam deflection characteristics The results described are based on measurements on three beams.

ｔ　２．９ 記載されている結果は、ＢＤＲ１４型ビームについての試験から得られた平均値 である。t2.9 Results listed are average values obtained from tests on BDR14 type beams. It is.

加えた荷重 記載されている結果は、３つのビームについての測定値に基づくものである。applied load The results described are based on measurements on three beams.

標準化曲げ応力を次の３つの異なった系列の測定値から計算した。Standardized bending stress was calculated from three different series of measurements:

１）全撓み。1) Total deflection.

２）相対撓み、即ち、中央部の変位と力の攻撃点の変位との差。2) Relative deflection, ie the difference between the displacement of the center and the displacement of the point of attack of the force.

３）歪測定値。3) Strain measurements.

ビームの一つに関する一連の測定の結果を第４２図に示す。The results of a series of measurements on one of the beams are shown in FIG.

第４２図において、曲線１．２及び３は、上述した系列１゜２及び３に当てはま るものである。In Figure 42, curves 1.2 and 3 apply to the series 1.2 and 3 mentioned above. It is something that

第４２図に示すように（及び他のビームについての測定によってｆｌｉ認される ように）、３つの異なる系列から計算した標準化モーメント（見掛は曲げ応力） と標準化量との関係を示した曲線は非常によく一致した。従って、結果について の次の説明は、全撓みの測定値から計算された結果に限定される。As shown in Fig. 42 (and as confirmed by measurements on other beams) ), standardized moments calculated from three different series (apparently bending stress) The curves showing the relationship between the standardization amount and the standardization amount were in very good agreement. Therefore, regarding the results The following discussion of is limited to results calculated from total deflection measurements.

第３０〜３３区は、各型のビームに関する力／撓みを表す平均曲線を示す：ＢＴ １６（第３０９）　、ＢＲ２０（第３１図）　、ＢＴ２５く第３２図）及びＢＤ Ｒ１４（第３３図）。Sections 30-33 show average curves representing force/deflection for each type of beam: BT 16 (No. 309), BR20 (Fig. 31), BT25 (Fig. 32) and BD R14 (Figure 33).

平均値及び統計的データを表２．６〜２．９に示す。Average values and statistical data are shown in Tables 2.6-2.9.

第３４〜３７図は、第３０〜３３図におけるデータ及び表２．６〜２．９から計 算した標準化曲げモーメント（見掛は曲げ応力）と標準化量との間の関係を示す 。第３４図ばＢＴ１６型ビーム、第３５図はＢＴ２５Ｔ２５型ビーム６図はＢＤ Ｒ１４型ビー１１、第３７図はＢＲ２０型ビームに当てはまる。第３８〜４１図 は、標準化モーメント／標準化量の関数としての標準化弾性率の対応値を示す。Figures 34-37 are calculated from the data in Figures 30-33 and Tables 2.6-2.9. Shows the relationship between the calculated standardized bending moment (apparent bending stress) and the standardized amount. . Figure 34 shows BT16 type beam, Figure 35 shows BT25T25 type beam, Figure 6 shows BD. The R14 type beam 11 and FIG. 37 apply to the BR20 type beam. Figures 38-41 denotes the corresponding value of the standardized elastic modulus as a function of the standardized moment/standardized quantity.

第３８図はＢＴ２５Ｔ２５型ビーム９図はＢＤＲ１４型ビーム、第４０図はＢＴ １６型ビーム及び第４１図はＢＲ２０型ビームに関するものである。Figure 38 shows the BT25T25 type beam; Figure 9 shows the BDR14 type beam; Figure 40 shows the BT25 type beam. The 16-type beam and FIG. 41 relate to the BR20-type beam.

実験中、亀裂を見つけるためビームの表面を観察した。観察に最も見込みのある 所は、ＢＤＲ１４型ビームに関する以りは、全長に沿ってビームの垂直面であり 、一方、他の試験ビームに関し７では、中央帯域の外の帯域のみ、言い換えれば 、力の攻撃点と支持体との間の帯域のみであった。実、験後、無加重状態におけ るビームの表面を調べた。During the experiment, the surface of the beam was observed to find any cracks. most promising for observation For BDR14 type beams, this is the vertical plane of the beam along its entire length. , while for the other test beams 7 only the bands outside the central band, in other words , was only the zone between the point of force attack and the support. In fact, after the experiment, in the unloaded state The surface of the beam was investigated.

一般的に、ビームを肉眼で調べる時１こは、実質的に亀裂は見られないと述べる ことができる。顕微鏡によって、次のような観察結果が得られた。Generally, when visually inspecting a beam, one states that virtually no cracks are visible. be able to. The following observation results were obtained using a microscope.

降伏荷重の５０〜７０％に相当する（約７０〜１１０ＭＰａの見掛は曲げ応力に 相当する）荷重で、細い微小亀裂（厚み約２０〜６０部）が観察された。亀裂は 、主補強材の上の領域で始まり、その後より大きな荷重で下方向に伸びたが、補 強材のレベルの帯域で停止し７た（非常に少ないが底乙こまでずっと延びた亀裂 があった）。はとんど全ての微小亀裂が補強材を配置している帯域で停止してい るが、この帯域は亀裂が現れる中央帯域よりも大きな歪の下にあることは、注目 に価する。Corresponds to 50 to 70% of the yield load (approx. 70 to 110 MPa is equivalent to bending stress) At corresponding loads, thin microcracks (approximately 20-60 parts thick) were observed. The crack is , started in the area above the main reinforcement and then extended downwards with higher loads, but the reinforcement The crack stopped at the level of the strong material (very few cracks extended all the way to the bottom). was there). Almost all microcracks stop in the zone where the reinforcement is placed. However, it is noteworthy that this band is under greater strain than the central band where cracks appear. worth it.

降伏の時点で、亀裂のいくつかはビームの底にまで進んだ。At the point of yielding, some of the cracks had progressed to the bottom of the beam.

ＢＴ２５Ｔ２５型ビーム、剪断破壊が１′４Ｌ！−；た。降伏時点で、幅５　ｍ ｌの大きな亀裂が、支持点から力の攻撃点まで発展した。BT25T25 type beam, shear failure is 1'4L! -; Width 5m at the time of surrender A large crack in l developed from the point of support to the point of force attack.

破壊時の見掛は剪断応力を、次の式、すなわち、（但し、Ｔは剪断力、ｂはビー ム本体の幅、及びり、は圧縮の中心と張力の中心との間の距離）により計算する と、τ＝１４．３旨Ｐａ　と　な　っ　ノこ　。The apparent shear stress at failure is expressed by the following formula: (where T is the shear force and b is the beam The width and length of the arm body are calculated from the distance between the center of compression and the center of tension. And, τ=14.3 effect Pa.

荷重解除の後、ビームを再加重ｊ−だところ、最初の実験乙二おいて破損を生じ た荷重とほとんど同じ荷重を担持することができた。これは、大きな変形が生ｊ −だ後でさえ、主補強材が繊維強化マトリックスに良好に同定さねているためと 思われる。When the beam was reloaded after the load was released, damage occurred in the first experiment. It was able to support almost the same load as the previous one. This causes a large deformation. − This may be due to the lack of good identification of the primary reinforcement into the fiber-reinforced matrix even after Seem.

上述したように、試験円筒物（寸法は直径１０Ｃ×高さ２０■）を、各ビームの 注型と関連づけて注型した。これらの対照円筒物（１２のビームに対応して、９ 系列は６個の試験片及び３系列は３個の試験片）の圧縮強度の平均値は、１７１ 、ＩＭＰａと１９１．１ＭＰａとの間でいろいろであり、標準偏差は３、５〜１ ０．５ＭＰａであった。As mentioned above, a test cylinder (dimensions: diameter 10C x height 20cm) was placed in each beam. It was cast in conjunction with casting. These control cylinders (corresponding to 12 beams, 9 The average value of the compressive strength of 6 test pieces for series and 3 test pieces for 3 series is 171 , IMPa and 191.1 MPa, with standard deviations of 3.5 to 1 It was 0.5 MPa.

刹果く２公て夏雇説 得られた結果により、小さなビームに関して得られた期待の持てる結果（例１参 照）が充分実証され、同様の極めて優れた挙動を保持したまま大きな物体に規模 を拡大することに関する理論的考察が支持された。Rumor has it that the two princes will be hired as summer workers. The obtained results demonstrate the promising results obtained for small beams (see Example 1). has been well demonstrated and can be scaled up to large objects while retaining the same excellent behavior. Theoretical considerations regarding expanding .

約１００Ｘ２００　ｍの横断面及び約２１００ｍｍの長さを有するビームは、例 えば大きな橋と比較して大きくはないが、実験と理論的考察は、小さなビームに 関して観察された有益な挙動が、非常に大きな構造体にまでも安全にスケール゛ アップできることを裏付ける。A beam with a cross section of about 100 x 200 m and a length of about 2100 mm is e.g. For example, although it is not large compared to a large bridge, experiments and theoretical considerations have shown that small beams The beneficial behavior observed in the It confirms that it can be uploaded.

標準化モーメント（公式化した曲げ応力）として表された降伏値は、１２０ＭＰ ａ〜１６０ＭＰａであった。これは、とりわけ、例１から得られた経験に基づく 理論的評価から推測されることとよく一致している。The yield value expressed as a standardized moment (formulated bending stress) is 120 MP It was a~160MPa. This is based, inter alia, on the experience gained from Example 1. This is in good agreement with what is inferred from theoretical evaluation.

これらの値は、典型的に約２ＱＭＰａの見掛は曲げ応力を有する従来の優良な補 強材と比較して非常に大きい。These values are comparable to conventional good compensation, which typically has an apparent bending stress of about 2QMPa. Very large compared to strong materials.

第３０〜３３図から明らかなように、力／撓み曲線は滑らかであり、ビームは降 伏にいたるまでも加重全過程の間大きな剛性を示した。As is clear from Figures 30-33, the force/deflection curve is smooth and the beam is It exhibited great stiffness during the entire loading process, even down to the prone position.

このことは、標準化曲げ応力の関数として標準化剛性（弾性率）を示している曲 線によっても示されている（第３８〜４１図）。This means that the curve showing the standardized stiffness (modulus of elasticity) as a function of the standardized bending stress Also indicated by lines (Figures 38-41).

例えば、これらの結果は、非常に大きな標準化全荷重（約３．８ｍ／ｍ）までも 、強度と剛性との独特の組み合わせがあることを示している。従来の鉄筋コンク リートを、例えば２ｍｍ　／　ｍの標準化工まで加重すると、顕著な亀裂を生じ 、約１５〜２０）′ｌＰａ、即ち、ＣＲＣビームでは約４０．０００〜５０．０ ００ＭＰａであるのに対して約１０．０００ＭＰａの標準化弾性率に相当する荷 重しか担持しないであろう。For example, these results show that even very large normalized full loads (approximately 3.8 m/m) , indicating a unique combination of strength and stiffness. Conventional reinforced concrete For example, when REIT is loaded to a standard load of 2mm/m, noticeable cracks occur. , about 15-20)'lPa, i.e. about 40.000-50.0 for the CRC beam. 00 MPa, while the load corresponds to a standardized elastic modulus of approximately 10.000 MPa. It will only carry weight.

亀裂の観察により、非常に大きな荷重でさえ（１００ＭＰａを超える曲げ応力及 び３．８ｖｎａ／ｍを超える曲げ歪）、肉眼で見える亀裂を実質的に生じないＣ ＲＣ構造体の一体性挙動が確認された。Observation of cracks shows that even at very high loads (exceeding 100 MPa bending stress and and bending strain exceeding 3.8 vna/m), C The integrity behavior of the RC structure was confirmed.

観察された非常に微細な亀裂の大部分は、ビームの中央、従って、補強材を通過 する亀裂が生じないよう保護されている最も応力が加えられた底部帯域の外にあ った。Most of the very fine cracks observed pass through the center of the beam and therefore through the reinforcement. outside the most stressed bottom zone, which is protected from cracking. It was.

この驚くべき挙動を従来の鉄筋コンクリートにおいて起こることと比較して第４ ３図に示す。即ち、第４３図には、ＣＲＣ及び従来の鉄筋コンクリートの亀裂の 挙動がそれぞれ示されている。つまり、第４３図は、鋼棒１で強化された従来の コンクリート２のビームＡの図及び断面並びに繊維強化７トリフクス３及び高ｉ 温度の補強材１を含有するＣＲＣビームＢの同様な図及び断面を示しており、両 方のビームが曲げ荷重下にある。従来の鉄筋コンクリートビーム、は最も外側の 引張歪表面（ビームの下側）から始まり補強材を通過して内側に進んでいる亀裂 ４を示すが、一方、ＣＲＣビームは下部補強材のレベルより上の非強化帯域に非 常に小さな亀裂を示すだけである。The fourth section compares this surprising behavior with what happens in conventional reinforced concrete. Shown in Figure 3. That is, Fig. 43 shows cracks in CRC and conventional reinforced concrete. The behavior of each is shown. In other words, Fig. 43 shows the conventional structure reinforced with steel rod 1. Diagram and cross section of beam A of concrete 2 and fiber reinforced 7 trifx 3 and high i A similar view and cross-section of a CRC beam B containing temperature reinforcement 1 is shown, with both one beam is under bending load. Traditional reinforced concrete beams, are the outermost A crack that starts at the tensile strain surface (below side of the beam) and progresses inward through the reinforcement. 4, while the CRC beam is unreinforced in the unreinforced zone above the level of the bottom reinforcement. It always shows only small cracks.

１飢立 統計的結果から明らかなことであるが、実験では、同じ種類のビームは実質的に 同一の挙動を示すことが証明された。1 starvation It is clear from the statistical results that in experiments, beams of the same type are virtually It has been proven that they exhibit the same behavior.

この実質的に同一の挙動は、同じ紙の上に同種類のビー１１についての力／撓み のグラフを作ることによっても示すことが出来る（しかしながら、グラフはほと んど完全に一致し、はとんど互いに区別できないので図示されていない）。This virtually identical behavior shows that the force/deflection for the same type of bee 11 on the same paper It can also be shown by creating a graph of (not shown because they are almost completely identical and almost indistinguishable from each other).

変動係数は、通常の鉄筋コンクリートについてのビーム試験において典型的に観 察されるのと比較して非常に小さかった。明らかに、この理由は、全ての構造レ ベルでのＣＲＣ材料の高度の内部一体性によるものである。大きな局部的及び全 体的延性により、大きな亀裂の形成及び進行による鉄筋コンクリートのような半 詭性材料において通常遭遇する裂は目（例えば、代表的には主補強材を通過する 亀裂）なしに、確実に実質的に均一な応力−歪分布がなされる。極めて高い荷重 下においてさえも、ＣＲＣ構造体のこの非常に高い信頼性のため、ＣＲＣ材料は 、非常に大きな荷重が加えられる構造部材についてさえも非常に安全になる。The coefficient of variation is typically observed in beam tests for ordinary reinforced concrete. It was very small compared to what was expected. Obviously, the reason for this is that all structural levels This is due to the high degree of internal integrity of the CRC material in the bell. large local and total Due to its physical ductility, large cracks can form and propagate in semi-finished materials such as reinforced concrete. Cracks commonly encountered in cleavage materials are cracks (e.g., typically passing through the main reinforcement). This ensures a substantially uniform stress-strain distribution without cracking. Extremely high loads Because of this very high reliability of the CRC structure, even under , it becomes very safe even for structural members subjected to very high loads.

豆工二■吏ｉ改泉 試験ビームは、どの点においても、最適な構造体ではなかった。これらの構造体 は、とりわけ、広範囲の構造体にわたってその挙動を調査することを目的として 設計されたものであった。以下、試験ビームの構造特性とその可能性ある改良に ついて述べる。Mameko 2 ■ I Kaisen The test beam was not an optimal construction in any respect. these structures aimed, among other things, to investigate its behavior across a wide range of structures. It was designed. Below we discuss the structural characteristics of the test beam and its possible improvements. I will talk about this.

１）主補強材： 補強棒の直径はそれぞれ１４　、１６　、２０および２５ｍ１であり、これらは 例１において使用した棒の直径（８ｕ）よりそれぞれ１．７５倍、２．０倍、２ ．５倍及び３．１倍大きかった。1) Main reinforcement: The diameters of the reinforcing rods are 14, 16, 20 and 25 m1, respectively; 1.75 times, 2.0 times, and 2 times the diameter of the rod used in Example 1 (8u), respectively. ．． It was 5 times and 3.1 times larger.

より大きな捧（及び対応してより大きい棒間の空間）を、マトリックスを変更せ ずに、言い換えれば、長さ６ｆｌの繊維に基づく同じマトリックスをなお用いて 、使用した。For larger bars (and correspondingly larger spacing between bars), change the matrix. In other words, still using the same matrix based on fibers of length 6 fl. ,used.

マトリックスを変更しないまま棒の大きさを増加すると、局部脆性数σｏ”Ｄ／ ＥＧが直径に正比例するので、局部破壊（棒に沿った割れ等）に対する耐性が低 下する。If we increase the bar size without changing the matrix, the local brittleness number σo”D/ Since EG is directly proportional to the diameter, resistance to local fractures (such as cracks along the rod) is low. down.

同様に、強化帯域における歪容量は、例えば８ｍｍの棒を同し容積濃度で使用し た場合よりも小さい。これは、より大きな棒を使用すると、補強棒間に形成され る小さく分離したマトリックスの容積が１．７〜３．１倍増加するためである。Similarly, the strain capacity in the reinforcement zone is determined by using e.g. 8 mm rods at the same volume concentration. smaller than if This is formed between the reinforcing rods when using larger rods. This is because the volume of the small separated matrix increases by a factor of 1.7 to 3.1.

従って、大きな直径の補強材を含有する系の性能は、強化帯域における亀裂に関 して、棒の容積濃度を一定に保ち且つ同じマトリックスをしながら、例えば、直 径８ｍｌのより小さな棒を使用することにより改善することができよう。このこ とによっては注型性（ｃａｓｔａｂｉｌｉｔｙ）に関して何ら問題を生じないで あろう。Therefore, the performance of systems containing large diameter reinforcement is limited with respect to cracking in the reinforcement zone. For example, while keeping the volumetric concentration of the rods constant and the same matrix, e.g. An improvement could be achieved by using smaller rods of 8 ml diameter. this child There is no problem with castability depending on the Probably.

２）微小亀裂： 補強材より上の帯域における微小亀裂は、典型的には、その帯域の強化の程度を 底部帯域より低めることにより防止することができよう。2) Microcracks: Microcracks in the zone above the reinforcement typically reduce the degree of reinforcement in that zone. This could be prevented by lowering the bottom band.

３）マトリックス： 例えば下記のものを使用して、補強棒間の空間の横方向のより大きな寸法に適合 するようにマトリックスの構造を変更することにより、大きな補強材をそのまま にしても系の挙動を改良することもできよう。3) Matrix: Adapt to larger lateral dimensions of the space between the reinforcing bars using e.g. By changing the structure of the matrix, large reinforcements can be left intact. However, it may be possible to improve the behavior of the system.

１、より長い繊維。1. Longer fibers.

２、　より高濃度の繊維。2. Higher concentration of fiber.

３、二形態（ｂｉｍｏｄａｌ）　繊維系（例えば、１２ｍＩｎ１［と３璽１又は ６１１繊維の組み合わせ）。3. Bimodal fiber-based (e.g. 12mIn1 [and 3 In1 or 611 fiber combinations).

４）超硬質部材： 下記のような手段により、見掛は曲げ応力２５０〜３２０ＭＰａのような極めて 高い荷重レベル下でさえビームを機能できるようにすることができよう。4) Super hard member: By the following means, the apparent bending stress is extremely low, such as 250 to 320 MPa. The beam could be made functional even under high load levels.

１、最大５０％または７０％まで補強材の量を増加する。1. Increase the amount of reinforcement up to 50% or 70%.

２、　５５０ＭＰａの降伏値を有する補強材の代わりに、例えば６００〜１１０ ０ＭＰａの降伏値を有するより強固な補強材を使用する。2. Instead of reinforcement with a yield value of 550 MPa, e.g. 600-110 A stronger reinforcement with a yield value of 0 MPa is used.

３、補強材の大きさを小さいままにして（例えば、８〜１２ｔｍ）、より強固な マトリックス、例えばＡｈ０３砂に基くもの、を使用する。3. Keep the size of the reinforcement small (e.g. 8-12tm) to make it stronger. A matrix is used, for example one based on Ah03 sand.

又、これは、注型の観点からも可能であろう。例えば、棒間の間隔は、この場合 には３〜４ｍ１であり、最も外側の棒と表面との間の間隔も約３〜４１であろう 。This would also be possible from the perspective of casting. For example, the spacing between bars is in this case 3 to 4 m1, and the spacing between the outermost bar and the surface will also be about 3 to 41 m .

粒度を少し低下させるだけで、例えば、最大直径が２１１ｊ（上記で使用した４ 　ｕｍの代りに）であり１〜２＋ｎのものの濃度が高い砂を使用して、マトリッ クスを例１において使用しビームの長手方向を強固な補強材で高度に強化してい るが、横方向の補強材を用いていない１００　ｘｌｏｏ　Ｘ８５０　ｍｍの寸法 を有する強固なＣＲＣビームについての曲げ試験を行った。By only slightly reducing the particle size, e.g. a maximum diameter of 211j (as used above) (instead of um) and with a high concentration of 1 to 2+n, the matrix is In Example 1, the beam is highly reinforced with strong reinforcing material in the longitudinal direction. However, the dimensions of 100 x loo x 850 mm without using lateral reinforcement A bending test was conducted on a strong CRC beam with a

マトリックス材料は、例１．２及び４と同じ種類のもの（ケイ砂、セメント、ミ クロシリカ、及び６容積％の鋼繊維に基づくもの）であった。The matrix material is of the same type as in Examples 1.2 and 4 (silica sand, cement, mineral black silica, and 6% by volume of steel fibers).

補強材（２０１ｍの異形棒ＫＳ６００）は、実施例１．２及び４で使用した補強 材と非常に類似しているが、６００ＭＰａを超える保証降伏値を有し若干強固で あった。The reinforcing material (201 m odd-shaped bar KS600) was the same as that used in Examples 1.2 and 4. material, but is slightly stronger with a guaranteed yield value of over 600 MPa. there were.

尖狂■旦朔 実験の目的は、特別の横方向の補強材を有しないＣＲＣ曲げ部材の大きな剪断力 に対する能力（通常のｎ強化コンクリートでは、剪断力はスターラップ又は傾斜 棒により吸収される）を調べることであった。この事例において、どの程度まで この強固で靭性のある繊維強化マトリックス単独で剪断力に耐えることができる か、従って、曲げ及び剪断の組み合わせにさらされる物体に剪断補強材を有しな いより簡単な配置をどの程度まで使用することができるかを調べた。Senkyo Dansaku The purpose of the experiment was to investigate large shear forces in a CRC bending member without special lateral reinforcement. (in normal n-reinforced concrete, the shear force is The purpose was to investigate the amount absorbed by the rod. In this case, to what extent? This strong and tough fiber-reinforced matrix alone can withstand shear forces or therefore must have shear stiffeners on objects that are exposed to a combination of bending and shear. We investigated to what extent simpler arrangements can be used.

しかしながら、上述したように、ＣＲＣは特別の剪断補強材を有しないこのよう な構造体には決して■定はされないこと、及び上述した本発明の一つの面は、マ トリックスにおける補強材の強固な固定により、極めて大きな剪断容量を生しる 全く新規な横方向の強化を達成することを可能にすることであることは理解され るところであろう。However, as mentioned above, CRC does not have special shear reinforcement. One aspect of the invention described above is that The strong fixation of the reinforcement in Trix produces an extremely large shear capacity. It is understood that this makes it possible to achieve completely novel lateral reinforcement. Probably somewhere.

又、実験のもう一つの目的は、剪断破壊を生じる荷重までの曲げ挙動を調べるこ とであった。Another purpose of the experiment was to investigate the bending behavior up to the load that causes shear failure. It was.

拭腹竺二人 上記したように、ビームの長さは８５０ｍｍであり、横断面は１００　Ｘ１００ 勧であった。Two people wiping their stomachs As mentioned above, the length of the beam is 850 mm, and the cross section is 100 x 100 It was recommended.

曲げ破壊を避けるために（目的が剪断挙動を研究することであったので）、３本 の異形棒（ＫＳ６００　；直径２０ｍｍ）を底部帯域に配置し且つ同種類の捧２ 木を上部帯域に配置してなる強固な補強材で、ビームを高度に強化した。To avoid bending failure (as the purpose was to study shear behavior), three A different shaped rod (KS600; diameter 20mm) is placed in the bottom zone, and two rods of the same type are placed. The beam is highly strengthened with strong reinforcement made of wood placed in the upper band.

従って、底部での引張応力が加えられた帯域における補強材の容積濃度は、引張 帯域を基準として計算すると１８．８％であった。Therefore, the volume concentration of reinforcement in the tensile stressed zone at the bottom is When calculated based on the band, it was 18.8%.

マトリックス材料の密度及び圧縮強度を、試験ビームといっしょに注型（ｃａｓ ｔ）　シそして保存した試験片（１００Ｘ　１００　Ｘ　１００　＊ｔａの立方 体）について測定した。その結果、密度が２６８０ｋｇ／ｍ’であり、圧縮強度 が２０９ＭＰａであることが分かった。これらの値は４つの測定値の平均であり 、又、圧縮強度測定値に関する変動係数は８．５％である。The density and compressive strength of the matrix material were determined by casting along with the test beam. t) Shi and preserved test piece (100 x 100 x 100 *ta cube) body). As a result, the density was 2680 kg/m' and the compressive strength was was found to be 209 MPa. These values are the average of four measurements , and the coefficient of variation for compressive strength measurements is 8.5%.

皿企及び作製 配合及び作製は、例２に記載した通りであるが、但し、ミキサー及び振動台の種 類は、例２に記載したものと非常に類似しているが同じものではなかった。ビー ム及び試験片は、４０〜５０℃で保存した。Plate planning and production The formulation and preparation were as described in Example 2, except that the type of mixer and vibration table were The class was very similar to that described in Example 2, but not the same. Bee The samples and specimens were stored at 40-50°C.

実ゑ９１城 ビームを単純に支持しくスパン７５０ｍｍ）　、２５　）ンの試験機で中央に加 重した。Mie 91 Castle The beam was simply supported and applied to the center using a testing machine with a span of 750 mm) and 25). It was heavy.

試験の間、加えた力及び荷重Ｆのビームの底部側の歪を記録した。又、試験の間 、亀裂を検出するために表面を観察した。During the test, the strain on the bottom side of the beam for the applied force and load F was recorded. Also, during the exam , the surface was observed to detect cracks.

猪果 １９７ｋＮまでの荷重では、ビームは目に見える亀裂を少しも生し２ることなく 変形し、その後、剪断亀裂が発生したが（底部の補強材より上に角度４５”で） 、まだビームの底部に回に見える引張亀裂は少しも生じなかった。１９７ｋＮで 加重されたビームの底部での歪は、３．７５ｍ／ｍであった。boar fruit At loads up to 197 kN, the beam will perform without any visible cracks. deformed and then developed a shear crack (at an angle of 45” above the bottom reinforcement) , still no visible tensile cracks formed at the bottom of the beam. At 197kN The strain at the bottom of the weighted beam was 3.75 m/m.

２０３ｋＮの荷重で、棒に沿って破損が生じた。その後、荷重は約７０ｋＮまで 低下した。Failure occurred along the rod at a load of 203 kN. After that, the load is increased to about 70kN. decreased.

１９７ｋＮの荷重に相当する、亀裂（肉眼で観察された）が生じる前の剪断容量 は、標準化剪断容ＩＴ／２／ａＢＨとして計算して１４．８ＭＰａであった。但 し、剪断力はＴ＝　１／２−１９７ｋＮであり、このビームの輻（Ｂ）及び高さ くＨ）は両方とも０．１ｍであった。Shear capacity before cracking (observed to the naked eye) corresponding to a load of 197 kN was calculated as the standardized shear capacity IT/2/aBH to be 14.8 MPa. However, The shearing force is T = 1/2-197kN, and the beam's radius (B) and height are (H) were both 0.1 m.

１９７　ｋ　Ｎの荷重で剪断亀駁が生しる前の、荷重が加わる点の下の底部表面 帯域における標準化曲げ容量及び歪は、それぞれつぎの通りであった。Bottom surface below the point of load application before shear stress occurs under a load of 197 kN The normalized bending capacity and distortion in the band were as follows.

σｂ　＝　２２２ＭＰａ ε　−３，７５璽１１　／　ｍ ）！τぜ化曲げ容量（ｙＪ掛は曲げ応力）は、Ｍ／　１　／６８Ｈ’　（世し、 曲げモーメントＭは、１／４・１９７　・Ｏ，’７５に＼＋Ｉ＋）とし７７酎１ ２される。σb = 222MPa ε-3,75 11/m )! τ bending capacity (yJ multiplied by bending stress) is M/1/68H' ( The bending moment M is 1/4・197・O, '75\+I+) and 77 1 2 will be given.

これらの値から、ここでＥ−σｂ／ξとして定義される「標準化弾性率」を計算 すると、Ｅ　＝　５９．２００ＭＰａとなる。From these values, calculate the "standardized elastic modulus", defined here as E-σb/ξ Then, E = 59.200 MPa.

２０３ｋＮの極印荷重容量は、見掛は曲げ応力σ、、ｔｔ　−・２２８ＭＰｉｉ 及び見掛は剪断応力τＵい−１５，２ＭＰａに相当する。The apparent load capacity of 203 kN is the apparent bending stress σ,,tt - 228 MPii and the apparent shear stress τ corresponds to -15.2 MPa.

Ａ１艮様２記又ｐ邂且 剪断実験は、マトリックス自体が、太い主補強材を高ン；度で含有するが（１０ ０×１００　ｍｍの横断面を有するビー１．において直径２０龍の棒を引張帯域 にほとんど２０容積％）、横方向の補強材を少しも有しないＣＲＣビームにおい て、大きな剪断荷重を移動することができ、その極限剪断応力が約１５ＭＰａで あることを示す。A1 艮 sama 2 ki and p 邂 and Shear experiments show that the matrix itself contains thick primary reinforcement at high degrees (10 Bea with a cross section of 0x100 mm 1. Pull the rod with diameter 20 in the band (almost 20% by volume) in CRC beams without any lateral reinforcement. can move large shear loads, and its ultimate shear stress is approximately 15 MPa. Show that something is true.

この見掛は剪断容量の稙約１５ＭＰａは、本発明のビ・−ムとは異なり、剪断を 吸収する特別な横方向の補強材を有する従来の優良な鉄筋コンクリ−トと比較し て高い値である。This apparent shear capacity is about 15 MPa, which is different from the beam of the present invention. Compared to conventional high quality reinforced concrete with special lateral reinforcement to absorb This is a high value.

この結果について興味深い点は、多分、特定の靭性のある強化７１〜リウクス自 体が大きな剪断応力を＋７．動てきイ、こｙ（事実、この値はバルクのマトリッ クス材ｊ４．　ｃ＝ついての実験から予測される値とよ＜一致する）ではなく、 このことを非常に多量の主補強材との完全な共同作業により行うことができる点 にある。An interesting point about this result is that perhaps the specific toughness reinforcement 71~Riux's The body experiences large shear stress +7. (In fact, this value is based on the bulk matrix.) Camphor wood j4. rather than the value predicted from experiments for c=, The point is that this can be done in complete collaboration with a very large amount of primary reinforcement. It is in.

このことは、補強材の良好な固定とマトリックスの強固な一体性とともに優れた マトリックス−補強材間の一体相互作用があって、従来のコンクリート材料から 製造されたビームｃｒ同量の多量の補強材を配置した場合には間違いなく生じる （非常に低い荷重において）であろう主補強材に沿っての大きな破壊なしに、構 造体を実質的に亀裂なしに機能させる（非常に高荷重で破壊するまで）ことを示 している。This, together with good fixation of the reinforcement and strong integrity of the matrix, provides excellent There is an integral interaction between the matrix and reinforcement, making it possible to This will definitely occur if the same amount of reinforcement is placed in the manufactured beam cr. construction without significant failure along the main reinforcement (at very low loads). Demonstrates that structures can function virtually without cracking (until they fail at very high loads). are doing.

実際に、施工規定によれば、そのような多量の補強材を含有する通常のコンクリ ートのビームを使用することは認められないであろう。In fact, according to the construction regulations, ordinary concrete containing such a large amount of reinforcement It would not be permitted to use a default beam.

曲げに関して、試験により、ＣＲＣ構造体において得られる潜在的曲げ容量（本 発明前は全く得られることなく非現実的と考えられてきた（Ｉりが示された。例 えば、試験ビームは、少なくとも２２２ＭＰａの曲げ容量（見掛は曲げ応力）を 示した。With respect to bending, the test shows that the potential bending capacity available in the CRC structure (main Before the invention, it was considered unrealistic because it could not be obtained at all (I was shown that For example, the test beam has a bending capacity (apparent bending stress) of at least 222 MPa. Indicated.

実際に、ビームは、剪断破壊が始まる見掛は曲げ応力２２２ＭＰａ（及び対応す る歪３．７５１／　ｍ　）までは、全く曲げ亀裂を生じることなく機能した。こ の見掛は曲げ応力が、剪断破壊を生じなかった場合に到達することができた上限 に近いという証拠は何もなかった。In fact, the beam has an apparent bending stress of 222 MPa (and a corresponding It functioned without any bending cracks occurring up to a strain of 3.751/m). child The apparent bending stress is the upper limit that could be reached if shear failure did not occur. There was no evidence that it was close.

その状態で、全剛性（応力を歪で割ったもの）は５９、２００ＭＰａであった。In that state, the total stiffness (stress divided by strain) was 59.200 MPa.

このトリ性の値は極めて高いとともに、非常に高い曲げ応カレヘル（σ−２２２ ＭＰａ）と組み合わされている。This value of stability is extremely high, and it also has a very high bending stress (σ-222 MPa).

又、試験したビームのような横断面を有しているが、剪断破壊に対して保障され たビーム（剪断補強材又は同様の高剪断を受けてないより長いビームを使用して ）は、恐らく、２６０〜３００ＭＰａの見掛は曲げ応力に相当する曲げ降伏値を 示し、そして恐らく、補強材を通過するマトリックスの亀裂が全くないか又は主 補強材を通過する非常に細い亀裂のみがある、降伏まで内部一体性に関して良く 機能するであろうということが推測される。Also, although it has a cross section like the tested beam, it is not guaranteed against shear failure. (using longer beams not subjected to shear reinforcement or similar high shear) ) probably has a bending yield value corresponding to an apparent bending stress of 260-300 MPa. and perhaps there is no or no matrix cracking through the reinforcement. Good in terms of internal integrity until yielding, with only very thin cracks passing through the reinforcement. It is assumed that it will work.

別ｌ 竺二ム茸−２ｖユｐ劾−的−成狂ユ疲−分χ−３つのＣＲＣ，ビームに、非常に 大きな振動荷重（それぞれ静的降伏限界の４２　、７０及び８６％に相当する、 ゼロから５０　、８３及び１０２ＭＰａまでの見掛は曲げ応力）を加えた。Separate l Jijimu Mushroom - 2v Yup Kai - Target - Seikyu Yu Tired - Minute χ - 3 CRC, Beam, Very Large vibration loads (corresponding to 42, 70 and 86% of the static yield limit, respectively) Apparent bending stresses from zero to 50, 83 and 102 MPa were applied.

これらのビームは、例２の静的加重実験において使用したビーム（ＢＤＲ１４型 ）と同じ種類の、異形棒鋼で強化したポルトランドセメント／ミクロシリカに基 づくビームで、長さ２０８２ｍｎ、幅８４１１及び高さ９Ｑｍｍのものであった 。These beams were the same as those used in the static loading experiment of Example 2 (BDR14 type). ), based on Portland cement/micro silica reinforced with deformed steel bars. It was a beam with a length of 2082 mm, a width of 8411 mm, and a height of 9 Q mm. .

実験の目的は、非常に大きな応力及び歪レベルで振動荷重下のＣＲＣ構造体を調 べることであった。The purpose of the experiment was to investigate a CRC structure under vibration loading at very high stress and strain levels. It was to sleep.

繊維又は棒で強化した従来の脆性材料は、マトリックスが亀裂する引張歪を超え る振動歪荷重での挙動があまり良くないことが知られている。Traditional brittle materials reinforced with fibers or rods cannot exceed tensile strains that cause the matrix to crack. It is known that the behavior under vibration strain loads is not very good.

従って、このような従来の材料のほとんどは、補強された材料がマトリックスよ りはるかに高い引張容量を有しているにもかかわらず、補強材がマトリックスに 亀裂が入った後かなり荷重を担持するため、耐疲労性が悪い（マトリックス材料 自体の引張強度が非常に高くないかぎり）。これは、例えば、従来の鉄筋コンク リート及び強固ｊ二強化ｊ９１．た繊維セメント製品の場合である。Therefore, in most of these conventional materials, the reinforced material is similar to the matrix. Although the reinforcement has a much higher tensile capacity than the matrix, It bears a considerable load after cracking, so its fatigue resistance is poor (matrix material (unless its own tensile strength is very high). This is for example Reit and strong j two reinforcement j91. This is the case for fiber cement products.

例えばゼロからピーク値までの振動荷重（子図又は最大五百万回以上）下のＣＲ Ｃ構造体の曲げ挙動に関する問題は、１）構造体が、静的張力下においてバルク のベースマトリックスの極限歪と同様な歪で破壊するかどうか、即ち、材料が、 ベースマトリックスの破壊の広がりにより破壊するかどうかであり（それは、ベ ースマトリックス材料に関しては、引張応力約１０ＭＰａ及び引張全豹０．２ｔ ｍ／ｍにおいてであろう）、又は、 ２）ＣＲＣ構造体が、バルクの繊維強化マトリックスに亀裂が生じる引張歪と同 様の引張歪を受けるまで、即ち、主補強材なしで（これは、引張全豹０．６〜ｌ 　ｆｌ／ｍに相当する）破壊しないかどうかであり、又は、 ３）ＣＲＣ構造体が、主補強材の疲労を生じるような大きな応力を受けるまで破 壊しないとともに、破壊までマトリックス材料が実質的に一体性のままであるか どうかである。これは、降伏値の７０〜８０％の補強材における荷重導入応力に 相当し、当該試験ビームの場合、約８０〜９０ＭＰａの標準化曲げモーメント（ 公式化曲げ応力）及び全豹３　ｗｈ＊　／　ｍに相当する。For example, CR under vibration load from zero to peak value (child diagram or maximum of 5 million times or more) Problems regarding the bending behavior of C structures are as follows: 1) When the structure is in bulk under static tension, whether the material breaks at a strain similar to the ultimate strain of the base matrix of The problem is whether the base matrix is destroyed by the spread of destruction (that is, the base matrix As for the base matrix material, the tensile stress is about 10 MPa and the tensile strength is about 0.2 t. m/m), or 2) The CRC structure undergoes tensile strain similar to that which causes cracks in the bulk fiber-reinforced matrix. i.e. without main reinforcement (this is a total tensile strain of 0.6 to l (equivalent to fl/m) whether or not it is destroyed, or 3) Failure of the CRC structure until it is subjected to large stresses that cause fatigue of the primary reinforcement. Does the matrix material remain substantially integral until failure? I don't know. This corresponds to the load-introduced stress in the reinforcement that is 70-80% of the yield value. correspondingly, for the test beam in question a standardized bending moment of approximately 80-90 MPa ( (formulated bending stress) and total leopard 3 wh*/m.

可能性３を含めるために、ゼロから降伏荷重のそれぞれ８６　、７０及び４２％ までの振動加重を用いて上端で開始し、何が起きるかを単に観察することにした 。86, 70 and 42% of the yield load from zero to include possibility 3, respectively I decided to start at the top end with an oscillatory weight of up to and simply observe what happens. .

試１団二にβ（すｑ蓋勾β？竺ｑ４二友ｙ、−試験ビームは例２におけるビーム と同じ種類（ＢＤＲ１Ｊ型）であり、実際にこれらと一諸に調装して注型した。The test beam is the beam in Example 2. It is the same type as (BDR1J type), and it was actually prepared and cast together with these.

従って、作製法、配合組成物、マトリックスの構造等に関するデータは、例２の 場合と同じである。Therefore, data regarding the preparation method, formulation composition, structure of the matrix, etc. in Example 2 Same as in case.

同様なビームについての静的試験及びマトリックス材料の試験片についての試験 の主要なデータを、表２．９及び第３３図に示す。Static tests on similar beams and tests on specimens of matrix material The main data are shown in Table 2.9 and Figure 33.

災駿曵構成 ビームには、例２に記載したのと同様の方法により、ＢＤＲ１４型ビームに関す る静的実験において使用したものと同様の装置により、２つの同一な力で加重し た。Disaster composition The beam was prepared for a BDR14 type beam by a method similar to that described in Example 2. With an apparatus similar to that used in the static experiment, two identical forces are applied. Ta.

ビームの中央部には、歪ゲージをビームの表面及び引張帯域における中央の補強 棒の上部表面及び底部表面に接着し、又、変位変換器を、対応の静的実験と同様 の原理によって撓みを測定するために設置した。In the center of the beam, strain gauges are placed on the surface of the beam and in the central reinforcement in the tensile zone. Glue the top and bottom surfaces of the rods and also the displacement transducers as in the corresponding static experiment. It was installed to measure deflection according to the principle of

ビームに、はぼゼロから、静的実験においてそれぞれ５０゜８３及び１０２ＭＰ ａの見掛は曲げ応力に対応する荷重（ＢＤＲ１４型に関して例２において見出さ れた平均値に関する静的降伏値のそれぞれ４２　、７０及び８６％に相当する） まで変形支配振動荷重をかけた。The beams are from zero to 50°83 and 102 MP respectively in static experiments. The appearance of a is the load corresponding to the bending stress (found in Example 2 for type BDR14). corresponding to 42, 70 and 86%, respectively, of the static yield value with respect to the average value given). A deformation-dominated vibration load was applied up to the maximum.

個々の実験は、変位の大きさを一定にして行った。変位の大きさを一定に保つこ とにより、試験の間にピーク力が減少する（不可逆変形のため）。しかしながら 、結果から明らかなように、２．０００．０００以上の加重サイクルでさえ、実 験中のピーク力の減少は非常に小さかったので、実験はほとんど一定ピーク力の 実験として考えることもできる。Each experiment was conducted with a constant displacement magnitude. Keeping the magnitude of displacement constant and the peak force decreases during the test (due to irreversible deformation). however , it is clear from the results that even weighting cycles of more than 2,000,000 The decrease in peak force during the experiment was very small, so the experiment consisted of an almost constant peak force. You can also think of it as an experiment.

ビームのうちの２つ（最も大きい荷重をかけた２つ）が実験中に破壊したが、最 後のビームは、５．３０５．１５０の荷重サイクルの後において損傷していなか った。Two of the beams (the two with the highest loads) failed during the experiment, but the The latter beam remains undamaged after 5.305.150 load cycles. It was.

動的試験の後、及び亀裂の発生を検出するための表面の検査の後、この損傷して いないビームに再び加重した。但し、今回は、降伏するまで静的に加重し、その 後、静的実験と同様の手順を行った。（例２参照）。After dynamic testing and inspection of the surface to detect the occurrence of cracks, this damaged Re-weighted the missing beam. However, this time, the load is applied statically until it yields, and then Afterwards, the same procedure as the static experiment was performed. (See Example 2).

拭襞精来 動的試験の結果を表４．１に示す。同様のビームについての静的試験の結果を表 ２．９に示す。Wipe folds The results of the dynamic tests are shown in Table 4.1. Displays the results of static tests on similar beams. Shown in 2.9.

拭襞桔凍エギニ躯についてのΦ　・　Ｊじεζトυ人／Ｌス旦ついて　・に１　 しな狂、血強度 １７６．３　４．４　１５．８８　５．３０　１４．４９　４．０４　５，３０ ５．１５０１？４．６　１．９　２６．５８　５．００　２３．４８　３．１８ 　４０３．７９０実験は、破壊するまで周波数５Ｈｚで行った。但し、破壊せず に５．３０５．１５０サイクルに耐えたビームは除き、この場合は１０）１ｚで 試験を行なった。Φ・　Jεζとυ人/LS concerning the wiping folds of the body ・に１　 Shinakyou, blood strength 176.3 4.4 15.88 5.30 14.49 4.04 5,30 5.1501?4.6 1.9 26.58 5.00 23.48 3.18 403.790 experiments were conducted at a frequency of 5 Hz until failure. However, it will not be destroyed. except for beams that withstood 5.305.150 cycles, in which case 10) at 1z I conducted a test.

最も大きな荷重をかけた２つのビームは、それぞれ４０３．７９０サイクル及び ５２，４３０サイクルの後破壊した。The two most heavily loaded beams each received 403.790 cycles and It failed after 52,430 cycles.

ピーク荷重は実験中はんの少し、即ち、それぞれ９％、１２％及び０％変化した 。The peak loads varied slightly during the experiment, i.e. 9%, 12% and 0%, respectively. .

従って、この試験は、それぞれ約５０　、８３及び１０２ＭＰａの瞬間ピーク荷 重に相当する一定ピーク荷重実験として考えてほとんどさしつかえない（見掛は 曲げ応カニそれぞれ静的降伏値の４２　、７０及び８６％）。Therefore, this test applied instantaneous peak loads of approximately 50, 83 and 102 MPa, respectively. It is almost safe to think of it as a constant peak load experiment corresponding to the weight (apparently bending stress (42, 70 and 86% of the static yield value, respectively).

１回目の荷重サイクルの後及び破壊後に亀裂を調べた。１回目のサイクルからそ れぞれ５，３０５，１５０．４０３，７９０及び５２．４３０サイクル後の破壊 まで、実質的−に亀裂の発生は認められなかった。Cracks were examined after the first loading cycle and after failure. From the first cycle Failure after 5,305, 150, 403, 790 and 52,430 cycles respectively Until then, virtually no cracking was observed.

破壊した２つのビームから、材料をダイヤモンドソーにより破壊帯域の底部表面 から切り取って、主補強材の表面を露出させた。From the two fractured beams, the material was removed from the bottom surface of the fracture zone using a diamond saw. It was cut away to expose the surface of the main reinforcement.

２つのビ・−ムでは、それぞれ１本の補強用棒（ビーム断面のかど）及び２本の 補強用棒（ビーム断面のかど及び中央部）に疲労破壊が生じていた。破壊は、振 動装置が自動的に停止するピーク力の降下によって判断した。For each of the two beams, one reinforcing rod (at the corner of the beam cross section) and two Fatigue failure had occurred in the reinforcing rods (at the corners and center of the beam cross section). Destruction is shaking The motion device automatically stops as determined by the drop in peak force.

Ｐｍ１ｘ約１５．９ｋＮで加重したビームは、破壊せず、５、３０５．１５０サ イクルの後加重を停止した。The beam loaded with Pm1x approximately 15.9kN does not break and has 5,305.150 sa After cycling, the weight was stopped.

ピーク力は、開始待ち、、　＝１５．９ｋＮから５，３０５，１５０サイクルの 後へ、、　＝１．４．５ｋＮに降下した、即ち、減少はわずか約９％であった。The peak force was 5,305,150 cycles from 15.9 kN before starting. Later, it dropped to . = 1.4.5 kN, ie the reduction was only about 9%.

このビームに関しても、疲労実験は、はとんどゼロと少なくとも１４゜５ｋＮと の間の力の変動（静的降伏値の約３８％である標準化モーメント（公式化曲げ応 力）約４１ＭＰａに相当する）を有する、一定ピーク力実験とみなしてさしつか えない。For this beam as well, fatigue experiments have shown that the stress is between zero and at least 14°5 kN. The variation of force between (normalized moment (formulated bending stress) which is approximately 38% of the static yield value force) corresponding to approximately 41 MPa), which can be considered as a constant peak force experiment. No.

第１回目の加重から５，３０５．１５０の加重サイクルまでに、亀裂の発生はほ とんど観察されなかった。５，３０５．１５０の加重サイクルの後、試験ビーム を静的Ｃコ（ゆっ＜２））降伏するまで加重した。From the first loading to the 5,305.150 loading cycles, almost no cracking occurred. It was rarely observed. After 5,305.150 loading cycles, the test beam The load was applied until static C (Yu<2) yielded.

第４４図に、このビームの静的荷重に関する力／変位曲線６を、２回の再加重サ イクルを行った（５１ｊ　２における静的試験からの同様のビームに関する力／ 変位曲線とともに示す。曲線１は加重、曲線２は１回目の荷重解除、曲線３は１ 回目の再加重、曲線４は２回目の荷重解除、そして曲線５は２回目の再加重を示 す。図から明らかなように、５，３０５．１５０の加重サイクルにかけたビーム の静的荷重に関する力／変位曲線６の勾配が、例２における静的試験からのビー ムの２回目の再加重に関する曲線の勾配と同じである。Figure 44 shows the force/displacement curve 6 for static loading of this beam after two reloading cycles. (forces on similar beams from static tests in 51j 2/ Shown together with the displacement curve. Curve 1 is loading, curve 2 is first unloading, curve 3 is 1 Curve 4 shows the second unloading and curve 5 shows the second reloading. vinegar. As is clear from the figure, the beam was subjected to 5,305.150 weighting cycles. The slope of the force/displacement curve 6 for the static load is the beam from the static test in Example 2. is the same as the slope of the curve for the second reweighting of the system.

このように、ビームは、降伏するまで静的試験におけるビームと実質的に同じ挙 動を示した。振動荷重をかけたこのビームのｐ１性は、わずかに大きい程度であ った。In this way, the beam behaves substantially the same as the beam in a static test until it yields. showed movement. The p1 property of this beam under vibration load is only slightly larger. It was.

益果く２公で少邂−反 この試験の結果により、補強材がマトリックスの歪容量を増加させる代表的なＣ ＲＣの性能が、非常に大きな荷重（おおきな歪）での非常に数多くの加重サイク ルにも当てはまることが明らかになった。マトリックスは実質的に一体であり、 その大きな荷重を移動し且つ大きなＩ！、＋１性を維持する能力を失わなかった 。このことは、５，０００，０００回以上加重してもビームが実質的に影響を受 けないことによって明確に証明された。Shonen - anti in the 2nd prince who is profitable The results of this test show that the reinforcement increases the strain capacity of the matrix at a typical C The performance of RC is limited by a very large number of loading cycles at very large loads (large strains). It turns out that this also applies to Le. The matrix is essentially monolithic; Move that big load and have a big I! , did not lose the ability to maintain +1 character. . This means that even if the beam is loaded more than 5,000,000 times, the beam will be substantially unaffected. This was clearly proven by the fact that

又、これらの実験により、１回目の荷重サイクルの間に生じ且つその後の加重サ イクルで剛性の増加を生じさせるマトリックスの構造のわずかな再配置が生じる ことも説明される。These experiments also revealed that the loading loads occurring during the first loading cycle and subsequent loading cycles were There is a slight rearrangement of the structure of the matrix that causes an increase in stiffness at cycles. This will also be explained.

更に、極限破壊が明らかに主補強材の純疲労破壊であって、破壊前にマトリック ス材料の一体性が何ら変化しない高荷重実験によって、極めて優れた挙動が非常 に明確に示された。Furthermore, the ultimate failure is clearly a pure fatigue failure of the main reinforcement, and the matric failure occurs before failure. High-load experiments without any change in the integrity of the base material demonstrate excellent behavior. was clearly shown.

次の事実により、破壊が主補強材の純疲労破壊であることがも育かめられる。The following facts also support that the failure is a pure fatigue failure of the main reinforcement.

１）補強材における応力（全豹１．８　ｍｍ　／　ｍに相当する）は、補強材に 疲労破壊を生じさせるかもしれない大きさのものである。1) The stress in the reinforcement material (corresponding to 1.8 mm/m for the whole leopard) is It is of a size that may cause fatigue failure.

２）一定変位実験中に発生したピーク力が加重サイクルの間実際上一定のままで あった事実かられかるように、荷重を移動するマトリックスの能力は、実質的に 変化しなかったように思われる。2) The peak force developed during the constant displacement experiment remains virtually constant during the loading cycle. As can be seen from the fact that the matrix's ability to transfer loads is substantially It seems that nothing has changed.

３）１回目の加重サイクルの後から試験の終わりまで、実質的に何ら亀裂の発生 がなかった（但し、主補強材破壊に関連した単一破壊亀裂を除く）。3) Substantially no cracking after the first loading cycle until the end of the test. (Excluding single fracture cracks associated with main reinforcement failure).

このことは、非常に大きな振動荷重に耐える能力を有するＣＲＣ構造部材が現実 のものであること、及びこのような構造体に関する限界は、マトリックスではな く補強材の疲労強度により決まることをはっきりと示している。This is a reality for CRC structural members, which have the ability to withstand extremely large vibration loads. The limitations regarding such structures are that they are not matrices. It clearly shows that the fatigue strength of the reinforcement is determined by the fatigue strength of the reinforcement.

氾 ■下！じζト」二ノークメ材■様２（８）又■軌的避１しμ支分Ｙ例２．３及び ４において使用したセメント−ミクロシリカ−１ＦＩ　Ｉｓ維に基づく材料と同 一のマトリ・ノクス材料の円筒物に、振動圧縮荷重をかけた。flood ■Bottom! 2.3 and Same as the cement-microsilica-1FI Is fiber-based material used in 4. A vibratory compressive load was applied to a cylindrical object made of the first Matri-Nox material.

で変化させて、試験片に荷重をかけ１こ。Apply a load to the test piece.

実装Ω旦伯 ＣＲＣ構造体には、引張力を吸収する主補強材が高ン；度で常に含有されている 。時には、ＣＲＣ構造体に圧縮力を吸収する補強材をも含有させるが、マトリッ クス自体がかなりの圧縮力を吸収することができるので、ＣＲＣ構造体の圧縮帯 域における補強材の必要性ははるかに小さい。圧縮強度は、静的荷重において非 常に高いことが知られている。この疲労実験の目的は、振動荷重の条件下、典型 的なＣＲＣマトリックスの圧縮強度を測定することであった。Implementation Ω Danpaku CRC structures always contain a high degree of primary reinforcement that absorbs tensile forces. . Sometimes CRC structures also contain reinforcement to absorb compressive forces, but the matrix The compression band of the CRC structure is The need for reinforcement in areas is much smaller. Compressive strength is non-static under static loading. known to be consistently high. The purpose of this fatigue experiment was to The objective was to measure the compressive strength of a typical CRC matrix.

拭放片 試験は、直径２９ｍｍ及び高さ５８ｍ−の円筒物２９個について行った。試験片 のマトリックス材料は、例２〜４と同様のものを使用した。試験円筒物（及び対 照円筒物）を、例２に記載されている通りに作製した。試験片を５バッチ分注型 した。Wipe piece The test was conducted on 29 cylindrical objects with a diameter of 29 mm and a height of 58 m. Test pieces The same matrix material as in Examples 2 to 4 was used. Test cylinder (and pair A light cylinder) was made as described in Example 2. Dispense type for 5 batches of test pieces did.

天！！　＋７）Ｊ　ｙ良冴び只溢 動的実験の前に、同じバンチから作った試験円筒物のいくつかと対照試験片（直 径１００＋ｍｘ高さ２００ｕ＋）について、静的実験を行った。小円筒物につい ての静的実験及び動的実験’ｌｒ、２５０ｋＮの脈動装置〔シェンク（Ｓｃｈｅ ｎｃｋ）ハイドロパルス装置ＰｓＢ２５型〕において行った。Heaven! ! +7) J Before the dynamic experiment, some test cylinders made from the same bunch and a control specimen (direct A static experiment was conducted for a diameter of 100 m x a height of 200 u. Regarding small cylindrical objects For static and dynamic experiments, a pulsating device of 250 kN [Sche nck) Hydropulse device PsB25 type].

上述したように、試験片にほぼゼロからピーク値までの荷重をかけた。技術的理 由のため、試験片を実験全体を通して圧縮下に置いた。最小圧力は約３　ＭＰａ であった。As described above, the specimens were loaded from approximately zero to the peak value. technical theory For this reason, the specimens were kept under compression throughout the experiment. Minimum pressure is approximately 3 MPa Met.

ピーク力値は、圧縮強度が２０８ＭＰａ（１３７，４ｋＮの力に相当する）であ った静的実験の結果に基づいて選択した。The peak force value is a compressive strength of 208 MPa (corresponding to a force of 137,4 kN). The selection was made based on the results of static experiments.

即ち、ピーク力値は、約１３５ＭＰａと１９１ＭＰａとの間の応力に相当する８ ９．２ｋＮと１２６．４ｋＮとの間、言い換えれば、静的実験において測定した 圧縮強度の約６５％と約９２％との間で選択した。That is, the peak force value is 8 between 9.2 kN and 126.4 kN, in other words, as measured in static experiments. The compressive strength was chosen between about 65% and about 92%.

加重は、破壊が生じるまでｍ続し、加重サイクル数を記録した。試験片のうちの ３つは、約１，０００，０００〜２．０００．０００のサイクルの後に試験を停 止した時に破壊していなかった。Loading continued for m until failure occurred and the number of loading cycles was recorded. of the test piece 3. Stop the test after approximately 1,000,000 to 2,000,000 cycles. It wasn't destroyed when I stopped it.

静的実験及び対照実験の結果を表５．１に示し、また動的実験の結果を表５．２ に示す。The results of the static and control experiments are shown in Table 5.1, and the results of the dynamic experiment are shown in Table 5.2. Shown below.

ｔ５．ｌ− 試験片（２９ｍｍｘ５８ｍｍ）及び対照試験片（１００ｍｍＸ２００　ｍｍ）に ついての静的実験の結果（５回の実験の平均）試験片　対照試験片 圧縮強度（ＭＰａ）　２０８．０　１８５．０標準偏差（ＭＰａ）　４．５　４ ．７ 孟」ｄＬ 旦二久九上有１ｊ乙ス酉数ｐ聚保 周波数１０Ｈｚで、２．７　ｋＮと４．２ｋＮとの間の最小力からピーク力まで 荷重を変化させて実験を行った。但し、本本で示したものはＩ　Ｈｚで行った。t5. l- Test piece (29 mm x 58 mm) and control test piece (100 mm x 200 mm) Results of static experiments (average of 5 experiments) Test piece Control test piece Compressive strength (MPa) 208.0 185.0 Standard deviation (MPa) 4.5 4 ．． 7 Meng”dL Danjiku Kugami Yu 1j Otsu Torisu P Juho Minimum force to peak force between 2.7 kN and 4.2 kN at frequency 10 Hz Experiments were conducted by varying the load. However, the measurements shown in this book were performed at IHz.

＊で示した試験片は破壊しなかった。The test pieces marked with * were not destroyed.

９６．３　９４，５６０ ８９．２　２，５９９．５７０　＊ ９５．７　５９，９００ ９２．８　１，２８５，０１０ １０２．０　１０．３７０ ９５．６　１，４７９，０００　＊ ９８．２　６２５．０６０　Ｘ １０４．８　８．６００ １１２．７　２，８４０ １１８、．３　Ｌ１４３　本＊ １１８．６　３９０　＊＊ 第４５図は、表５．２の実験結果を表す点を通って適当に引いた最良曲線を示す 片対数グラフ（ＩｏｇＮ、Ｐ　ｐ　／　Ｐ　−）である。Ｐ２及びＰ５は、動的 荷重に関するピーク力及び静的荷重に関する破壊時の荷重を示す。96.3 94,560 89.2 2,599.570 * 95.7 59,900 92.8 1,285,010 102.0 10.370 95.6 1,479,000 * 98.2 625.060X 104.8 8.600 112.7 2,840 118,. 3 L143 books* 118.6 390 ** Figure 45 shows the best curve drawn at random through the points representing the experimental results in Table 5.2. It is a semi-logarithmic graph (IogN, Pp/P-). P2 and P5 are dynamic Shows the peak force for loads and the load at failure for static loads.

藤爪ス］づ１反 実験結果から明らかなように、約１００，０００回の加重後、圧縮強度が、静的 実験において測定した圧縮強度の約７０％まで減少し、又、１，０００，０００ 回以上の加重サイクルに相当する極限疲労強度は、静的実験において測定された 圧縮強度の３り６０〜７０％であった。Fujitsumesu] Zu1tan As is clear from the experimental results, after approximately 100,000 loadings, the compressive strength The compressive strength was reduced to about 70% of the experimentally measured compressive strength, and The ultimate fatigue strength corresponding to more than one loading cycle was measured in a static experiment. The compressive strength was 60 to 70%.

実験結果は、マトリックスが数百ガロの加重サイクルの間でさえ、マトリックス の圧縮強度の最大６０％までの脈動荷重下で圧縮に効果的２こ利用することがで きることを示す。Experimental results show that even during loading cycles of several hundred gal, the matrix Can be used effectively for compression under pulsating loads up to 60% of the compressive strength of Show that you can do it.

別」− 箱五〇ｔを」」どζ伝ｒ１に句５１１を創月−１３ニー高度ぶＪ１化ルーな一逅 ３Ｊ餐ン１製 ＣＲＣは、高濃度の微細繊維を含有する緻密マトリックス材料に埋め込んだ高濃 度の主補強材、及びしばしば高濃度の第２の横方向補強材を用いて作られる。は とんどの場合、このような構造体を得るには特別の注意が必要である。Another”- 50 tons of boxes.'' An encounter with 511 verses in Dozeden R1. Made by 3J restaurant 1 CRC is a highly concentrated material embedded in a dense matrix material containing a high concentration of fine fibers. It is made with a high concentration of primary reinforcement and often a high concentration of secondary lateral reinforcement. teeth In most cases, special care is required to obtain such structures.

即ち、下記の事項が必要となる。That is, the following items are required.

１）７トリックス材料が、より粗大な補強材間の空隙を完全に満たすこと。1) The 7 trix material completely fills the voids between the coarser reinforcements.

２）マトリックス材料を形成する成分を、非常に低い空隙率を有する構成で充填 すること。2) Filling the components forming the matrix material in a configuration with very low porosity to do.

３）マトリックス材料を、実質的に内部分離を少しも生じることなく均一に配置 すること。3) Arrangement of the matrix material uniformly without any substantial internal segregation to do.

適当な製造法を本例で説明する。この製造法は、通常押し抜き破壊（ｐｕｎｃｈ ｉｎｇ　ｆａｉｌｕｒｅ）（第１７図参照）を生じるであろう非常に大きな集中 荷重に耐えることについての極めて高い荷重容量にするようにした厚み１２１１ の高度に強化した大きなＣＲＣ板を作製するの関連して、試験注型としても役立 った。A suitable manufacturing method is illustrated in this example. This manufacturing method usually involves punching ing failure) (see Figure 17). Thickness 1211 for extremely high load capacity for withstanding loads It is also useful as a test casting in connection with the production of large, highly reinforced CRC plates. It was.

注型の原理を、概略的に第４６図己こ示す。６により表した振動台上に配置した 、後部壁ｌ及び底５を有する型に、互いに垂直な主補強材の捧２及び３の水平な ２層からなる８ｆｌ　？ｉを、型の側面に強力に固定して箱の上部と底部に配置 する。主補強材棒間の各開口部に、横方向の補強材４を配置し、水平な棒に溶接 する。溶接部の一つを８で示°す。繊維強化マトリックス材料７の注型素材（ｍ ａｓｓ）を、上部補強材層の上に置き、振動により助熱して型の中に流下させた 。The principle of casting is schematically shown in Figure 46. 6 placed on the shaking table represented by , a mold with a rear wall l and a bottom 5, with horizontal supports 2 and 3 of the main reinforcement perpendicular to each other. 8fl consisting of 2 layers? i is strongly fixed to the side of the mold and placed at the top and bottom of the box. do. At each opening between the main reinforcement bars, place a transverse reinforcement 4 and weld it to the horizontal bars. do. One of the welds is indicated by 8. Casting material of fiber reinforced matrix material 7 (m ass) was placed on top of the upper reinforcement layer, heated by vibration, and allowed to flow down into the mold. .

刹１１月３「有す一薊型 板の「モデル４Ｉの注型を、より大きな側面（１６０Ｘ１６０　ｕｍ）を有する 水平に配置した透明材料（プレキシグラス）の開放形角柱状の箱（１６０Ｘ　１ ６０　Ｘ　１２０　＊ｏ＊）で行った。このモデルは、第４６回に示す型に相当 するが、もっと小さかった。補強材を次のように配置した。November 3 ``One-piece type with Plate model 4I casting with larger sides (160X160 um) Open prismatic box (160 x 1) made of transparent material (plexiglass) placed horizontally 60×120*o*). This model corresponds to the type shown in Part 46 But it was smaller. The reinforcements were arranged as follows.

多量の主補強材（直径１６ｍの異形棒）二箱の、Ｊ一部と底部に、互いに垂直な ２つの水平な層（各層５本の棒からなる）からなる組織を配置した。各組織にお いて互いに垂直に配置した２つの層の距離は４龍であり、一方、最外層と箱の内 部の上部表面及び底部表面との間の距離は、それぞれ３１１１１であった。Two boxes of large amounts of main reinforcing material (irregular rods with a diameter of 16 m) were placed on the J part and the bottom, perpendicular to each other. The tissue was arranged in two horizontal layers (consisting of 5 rods in each layer). Each organization The distance between two layers arranged perpendicularly to each other is 4 lengths, while the distance between the outermost layer and the inside of the box is The distance between the top and bottom surfaces of the parts was 31111, respectively.

各個々の層における棒間の距離は、１６ｍｍであり、棒と箱の側面境界との間の 距離は、８ｍｌであった（第４６図参照）。The distance between the bars in each individual layer is 16 mm, with the distance between the bars and the side boundaries of the box The distance was 8 ml (see Figure 46).

これに加えて、異形棒の形態の横方向の補強材（直径１０１ｍ、長さ１００　ｍ ｌ）を、主補強材棒間の１６Ｘ１６ｃｍの各開口部に配置した。。In addition to this, transverse reinforcement in the form of deformed bars (diameter 101 m, length 100 m l) was placed in each 16X16 cm opening between the main reinforcement bars. .

補強用の棒の総容積濃度は約２７％であった。The total volume concentration of reinforcing bars was approximately 27%.

主補強材と箱の側面との固定は、主補強打棒を、それらが箱の外に約ＩＱｎｍ突 き出ずように配置して達成し、そして箱の孔をシリコーンでシールした。横方向 の補強材は、補強棒の上層に固定しく溶接で）、箱の中央に、１００　ｍｍの棒 の末端が箱の上部及び底部からそれぞれ１０＋ａｍの距離にくるようにおいた。To fix the main reinforcement to the side of the box, use the main reinforcing rods so that they protrude about IQnm outside the box. This was accomplished by positioning it so that it would not leak out, and the holes in the box were sealed with silicone. Lateral direction The reinforcing material is fixed to the upper layer of reinforcing rods by welding), and a 100 mm rod is placed in the center of the box. The ends of the box were placed at a distance of 10+ am from the top and bottom of the box, respectively.

ヱ上−Ｌｚ久ス材料 ２種類のマトリックス材料を使用した。一つの種類は、例１〜５で使用した材料 と同一であり、約６容積％の鋼繊維（６ｓｓ　Ｘ　０．１５ｍ）　、４５容積％ の粗砂（最大粒径４１１）及び約５０容積％の結合剤形成材料を含んでなるもの であった。ヱ上-Lzkusu material Two types of matrix materials were used. One type is the material used in Examples 1-5 Same as, approximately 6 volume% steel fiber (6ss x 0.15m), 45 volume% of coarse sand (maximum grain size 411) and about 50% by volume of binder-forming material. Met.

この結合剤形成材料は、約４８容積％のセメント、約１６容積％の超微細シリカ 、約３４容積％の水、及び約３容積％の分散剤を含有していた。他の種類のマト リックス材料は、同様の組成を有していたが、但し、粗砂は、最大粒度４＋ｕの 強固なＡｌ　２０３に富む砂であった。The binder-forming material includes approximately 48% cement by volume and approximately 16% ultrafine silica by volume. , about 34% water by volume, and about 3% dispersant by volume. Other types of tomatoes The lix materials had similar compositions except that the coarse sand had a maximum grain size of 4+u. The sand was strong and rich in Al 203.

在姿 例２に記載したようにして混合を行った。Existence Mixing was performed as described in Example 2.

庄星 注型は、振動下で行い、型にマトリックス材料を連続して満たす間は補強材の入 った型を振動台に固定し７ておいた（第４６図参照）、振動周波数は約１００　 Ｈｚであり、加速度は５０〜７０ｍ／ｓｅｃ”であった。Shoboshi The casting is carried out under vibration and the reinforcing material is not inserted during successive fillings of the mold with matrix material. The mold was fixed on a vibration table (see Figure 46), and the vibration frequency was approximately 100. Hz, and the acceleration was 50 to 70 m/sec.

肉眼で型が完全に一杯になったなった七判断されるまで振動を継続した。これに は、ケイ砂を含有するマトリックス材料の場合約１０分及びＡｌ２Ｏ３を含有す るマトリックス材料の場合約７分かかった。Vibration was continued until the mold was judged to be completely full with the naked eye. to this approximately 10 minutes for matrix materials containing silica sand and for those containing Al2O3. It took about 7 minutes for the matrix material.

これと同時に、３つの対照円筒物（直径ＩＱｃｍ、高さ２０ｃｍ）を同じ振動台 上でマトリックス材料から注型した。At the same time, three control cylinders (diameter IQ cm, height 20 cm) were placed on the same shaking table. Cast from the matrix material above.

１０良 ベースマトリックス材料（繊維を含有しない）は、少し靭性があった（しかし、 厚み２〜４ｃｍの固まりで評価した時、自重で流動することができた）。６容積 ％の鋼繊維をベースマトリックス材料に配合すると、この材料の靭性がずっと増 加し、振動を加えないと自重では流動することができなかった。10 good The base matrix material (containing no fibers) was slightly tougher (but When evaluated in a lump with a thickness of 2 to 4 cm, it was able to flow under its own weight). 6 volume Incorporation of % steel fibers into the base matrix material greatly increases the toughness of this material. It was not possible to flow under its own weight unless vibration was applied.

振動台の運動に従って振動する上部補強棒の上に３〜５ａｌの厚い圃まりにして 配置すると、補強材に直ぐ隣接する材料は容易に流動可能になったが、一方、振 動している棒からもっと離れた帯域における材料は、振動しないよりも流動性が わずかによいだけである靭性材料として挙動した。A thick field of 3 to 5 al is placed on top of the upper reinforcing rod that vibrates according to the movement of the shaking table. Once in place, the material immediately adjacent to the reinforcement was able to flow easily, while the The material in the zone further away from the moving bar will be more fluid than if it were not vibrating. It behaved as a material with only slightly better toughness.

下方帯域からの容易に流動可能な材料は、粘着性の固まりとして、横方向の補強 材に沿って流下するか又は長い糸（典型的には太さ２〜５龍）として箱の底の下 部補強材へ降下し、開口底部空間上全体にわたって完全に広がり、少しずつ上方 に上昇し、最後に完全に箱を一杯にする（第４６図参照）。Easily flowable material from the lower zone provides lateral reinforcement as a sticky mass Flow down along the wood or under the bottom of the box as a long thread (typically 2-5 mm thick) It descends to the reinforcing material, spreads completely over the entire opening bottom space, and gradually moves upward. and finally fills the box completely (see Figure 46).

７トリンクス材料は、高濃度の補強材を有する箱の充填においてばかりか直径１ ００　＊−で高さ２００龍の対照円筒物の充填においてもなかなか流動しなかっ た。注型の後、試験片の重量を計り、それぞれ箱に注型した材料及び円筒物に注 型した材料のマトリックス密度をめた（箱の中の自由空間の容積を予め、箱に水 を満たしその系を計量してめておいた）。7 Trinks material is suitable for filling boxes with high concentration of reinforcement as well as for diameter 1 Even when filling a control cylinder with a height of 200 dragons at 00 *-, it did not flow easily. Ta. After casting, weigh the test piece and pour it into the box and the cylinder. Calculate the matrix density of the molded material (preliminarily calculate the volume of free space inside the box, and fill the box with water) (I measured and stored the system).

密度の測定値は下記の通りであった。The measured values of density were as follows.

箱への注型の場合： ケイ砂を含有するマトリックス材料　２７５６ｋｇ／ｒｔＡｈ０３砂を含有する マトリックス材料　２９４５ｋｇ／ｍ？試験円筒物への注型の場合： Ａｈ０３砂を含有するマトリックス材料　２９２２ｃｇ／ｎ？ケイ砂マトリック スに関する結果は、２７３３ｋｇ／ｒｌ？であるケイ砂マトリックスの１００％ 高密充填に相当する理論値に匹敵しうるものである。結果から明らかなように、 箱における材料について測定した密度は、理論密度よりわずかに高かったが、こ れは実験による誤差である。しかしながら、精度を考慮に入れると、複雑な系の 充填は、おそらく空気含量２％未満、最も可能性あるものとしては１％未満でき わめて良好である、と結論しなければならない。又、この結果から、箱における 材料の密度は、円筒物における材料の密度よりも高く、且つ円筒物における材料 の流動性が劣ることから、箱における系では圧縮がより良好であることもわかる 。For casting into boxes: Matrix material containing silica sand Contains 2756 kg/rtAh03 sand Matrix material 2945kg/m? For casting into test cylinders: Matrix material containing Ah03 sand 2922cg/n? silica sand matric The result regarding gas is 2733kg/rl? 100% of silica sand matrix This can be compared to the theoretical value corresponding to dense packing. As is clear from the results, The density measured for the material in the box was slightly higher than the theoretical density; This is an experimental error. However, when accuracy is taken into account, complex systems The filling will probably have an air content of less than 2%, most likely less than 1%. I have to conclude that it is very good. Also, from this result, in the box The density of the material is higher than the density of the material in the cylinder, and It can also be seen that the system in the box compresses better due to the poorer fluidity of .

このことは、従来の「良好な」コンクリート施工とは異なり、振動が補強材から マトリックス材料に伝わる本発明の態様の効率のよさを示している。箱の場合、 振動源（補強材）から材料までの最大距離は約５１であり、一方、円筒物の底か ら頂部までの距離は５０〜１５０ｍｍであった。This is different from traditional "good" concrete construction, where vibrations are removed from the reinforcement. Figure 3 illustrates the efficiency of embodiments of the present invention transferred to matrix materials. In the case of a box, The maximum distance from the vibration source (reinforcement material) to the material is approximately 51, while the bottom of the cylinder The distance from the top to the top was 50 to 150 mm.

４１．０．砂を含有するマトリックスで注型した３つの対照円筒物の機械的特性 を測定した。圧縮強度は２１８．７ＭＰａ、音速は４９、２６０ｍ　／　ｓｅｃ 及び弾性率は７１，０００ＭＰａであった。この圧縮強度は３つの試験片の平均 であり、楼準偏差は４．７　ＭＰａであった。音速の測定方法及び動的弾性率の 計算方法は、例１において記載した通りである。41.0. Mechanical properties of three control cylinders cast in a sand-containing matrix was measured. Compressive strength is 218.7MPa, sound speed is 49, 260m/sec And the elastic modulus was 71,000 MPa. This compressive strength is the average of three test pieces. The standard deviation of the tower was 4.7 MPa. Method of measuring sound velocity and dynamic modulus of elasticity The calculation method is as described in Example 1.

■１ 団１韮直試襞 非常に大きな力がＣＲＣ構造体における主補強材とマトリックスとの間で移動し うろこと、及び、補強材がＣＲＣ構造体の表面のごく近くに配置されるとき補強 材に又は補強材から大きな力を移動させることも可能でなければならないことが 、ＣＲＣの特徴である。ＣＲＣ構造体においては、主補強材を構造体の表面に近 接して配置し、主補強材上の層又は繊維強化マトリックスの厚みが従来の鉄筋コ ンクリートにおけるよりもはるかに薄くすることがよい設計であることがしばし ばである。■１ Group 1 straight test fold Very large forces are transferred between the main reinforcement and the matrix in a CRC structure. Reinforcement when the scales and reinforcement are placed in close proximity to the surface of the CRC structure It must also be possible to transfer large forces to or from the reinforcement. , which is a characteristic of CRC. In CRC structures, the main reinforcement is placed close to the surface of the structure. The thickness of the layer or fiber reinforced matrix on the main reinforcement is It is often a good design to be much thinner than in concrete. That's it.

例えば、異形棒で強化された従来のコンクリートの場合、被覆の厚みは棒の直径 の少なくとも１．５倍である〔デンマーク国実施規定ＤＳ４１１（Ｄａｎｉｓｈ 　ｃｏｄｅ　ｏｆ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ＤＳ４１１）参照〕。For example, in the case of conventional concrete reinforced with profiled bars, the coating thickness is the diameter of the bars. [Danish Code of Practice DS411 (Danish See code of practice DS411).

ＣＲＣの場合、被覆の厚みは、典型的には補強用棒の直径の０．３〜０．８倍の オーダーにすぎず、即ち、通常の鉄筋コンクリートにおけるよりも２〜５倍薄い 。For CRC, the coating thickness is typically 0.3 to 0.8 times the reinforcing bar diameter. of the order of magnitude, i.e. 2 to 5 times thinner than in normal reinforced concrete. .

強化構造体の表面に近接する補強材に又はこの補強材から大きな力が移動する間 に、主補強材に沿ってマトリックスが破損する危険がある。ＣＲＣ構造体におい てこの現象を調べるために、２種類の試験片について引き抜き試験を行った。During the transfer of large forces to or from the reinforcement adjacent to the surface of the reinforced structure There is a risk of matrix failure along the main reinforcement. CRC structure In order to investigate the lever phenomenon, pull-out tests were conducted on two types of specimens.

一つの種類は、■補強棒を繊維強化マトリックスの非常に薄い（１８Ｎの厚さ） 試験片に注型したもので（例２〜５において使用したものとほとんど同じ）、補 強材の２つの側での繊維強化マトリックス層の厚みは補強材の直径の約０．６倍 にすぎない（下記の試験片ＦＡ参照）。もう一つの種類は、中央に８１１の棒を 有する、横断面５０　Ｘ　５０　ｍの角柱状試験片である（この種類の試験片を ＦＡＫと称し下記に説明する）。One type is ■ a very thin (18N thickness) reinforcing rod of fiber reinforced matrix. It was cast into a test piece (almost the same as that used in Examples 2 to 5), and The thickness of the fiber reinforced matrix layer on the two sides of the reinforcement is approximately 0.6 times the diameter of the reinforcement (See test piece FA below). Another type has an 811 bar in the center. It is a prismatic test piece with a cross section of 50 x 50 m (this type of test piece (referred to as FAK and described below).

この２種類の試験片を第４７図に示す。繊維強化マトリックス材料１の本体にお いて、２本の捧２が３により示すように固定長さくａｎｃｈｏｒｉｎｇｌｅｎｇ ｔｈ）まで埋め込まれている。第４７図は、非常に薄い長方形横断面試験片を示 している。この長方形断面試験片において、補強材の２つの側での繊維強化マト リックス層は、補強材の直径及びその中央に棒を配置した正方形の横断面を有す る角柱状試験片の０．６倍以上にすぎない。These two types of test pieces are shown in FIG. In the main body of fiber reinforced matrix material 1 The two anchors 2 have a fixed length as shown by 3. th) is embedded. Figure 47 shows a very thin rectangular cross section specimen. are doing. In this rectangular cross-section specimen, fiber-reinforced matte on two sides of the reinforcement The lix layer has a square cross section with the diameter of the reinforcement and a rod in its center. It is only 0.6 times larger than that of the prismatic test piece.

固定長さくマトリックスに埋め込まれている捧釦の部分の長さ）を１５ｍｍと１ １５１との間で変化させた。第４７図に示。The length of the button embedded in the fixed length matrix is 15 mm and 1 151. Shown in Figure 47.

すように、各試験片には、各端部に１本づつ、固定長さが同一である２本の突き 出した棒を含有せしめた。両種類の試験片を、引張破壊を避けるために、直径３ 　ｌｓの縦長棒で強化した。Each specimen was fitted with two protrusions of the same fixed length, one at each end. The stick that was taken out was contained. Both types of specimens were tested with a diameter of 3 to avoid tensile failure. Reinforced with ls vertical bars.

繊維の効果を解明するために、同じマトリックス組成であるが繊維を有しない２ つの試験片（ＦＡ型）も作製しそして試験した。To elucidate the effect of fibers, we used 2 with the same matrix composition but without fibers. Two specimens (Type FA) were also prepared and tested.

これらの試験片においては、強化マトリックスの割れの危険性は、マトリックス 層が補強材の１つの側のみで薄い、同様なＣＲＣ構造体（このＣＲＣ構造体の内 部においては、補強材の他の側の材料が割れから保護する）におけるよりもはる かに大きい。In these specimens, the risk of cracking in the reinforced matrix is A similar CRC structure in which the layers are thinner on only one side of the reinforcement (within this CRC structure) The material on the other side of the reinforcement protects it from cracking). The crab is big.

試襞片ｐ背立 引き抜かれるべき棒の降伏及び破壊応力は、それぞれ６１６ＭＰａ及び７７４Ｍ Ｐａであった。Trial fold piece p stand up The yield and breaking stresses of the bar to be pulled out are 616 MPa and 774 MPa, respectively. It was Pa.

マトリックス材料は、例１〜５に用いた種類とほとんど同じであり、即ち、ポル トランドセメント、ミクロシリカ、ケイ砂及び６容積％鋼繊維（６ｗ　ｘ　Ｏ， １５ｍ）に基づくものであったが、他の例より強度及び密度を低下させることが わかっている他の装入材料からの成分をいくらか含有しでいた。このことにもか かわらず、試験結果から、耐引き抜き性に関する重要な情報が得られた。The matrix material is almost the same type as used in Examples 1-5, i.e. Toland cement, micro silica, silica sand and 6 volume% steel fiber (6w x O, 15m), but the strength and density may be lower than in other examples. It did contain some components from other known charges. Is this also true? Nevertheless, the test results provided important information regarding pull-out resistance.

配合組成物及び配合物の調製は、例２で説明した通りであった。混合は例１のよ うに行った。注型は、振動台上で、周波数５０Ｈｚ及び加速度３０〜５０ｒｎ／ ｓｅｃ”で振動を加えながら行っ　ノこ。The formulation composition and formulation preparation were as described in Example 2. The mixture is as in Example 1. I went to sea urchin. Casting was performed on a shaking table at a frequency of 50 Hz and an acceleration of 30 to 50 rn/ sec" while adding vibration.

試験片は、湿ったタオル及びプラスチックで包み２０℃で１日、４０〜４５℃で １１日、そして２０℃で１〜３日保管した。The specimens were wrapped in damp towels and plastic at 20°C for 1 day and then at 40-45°C. 11 days, and stored at 20° C. for 1 to 3 days.

跋験王凰 試験は、１２５５型インストロン試験機を用いて、注型により中に埋め込まれた 棒の突き出ている端部を変位０．１　ｍｍ＋／ｍｉｎの一定速度で引張ることに より行った。引張の間、引張力を記録した。実験の終わりには、降伏が生じ始め た時に変位の速度が増加した。Invasion of the King The test was carried out using a model 1255 Instron testing machine, with the molded in The protruding end of the rod is pulled at a constant speed with a displacement of 0.1 mm +/min. I went further. The pull force was recorded during the pull. At the end of the experiment, yield begins to occur The speed of displacement increased when

結果を表７．１に示す。The results are shown in Table 7.1.

２表−五」− 引１目に−ぎ試旦９−拮果及一びヱ２トＩＪ、スクー冬〜材−料の一特性表に記 載の数値は３つの試験片についての平均値である。Table 2-5”- Reference 1 - Trial test 9 - Ant fruit and 1 and 2 To IJ, Suku winter - listed in the table of properties of the material. The listed values are average values for three test pieces.

二重線より−Ｆの８つの試験（ＦＡ型）は、横断面１８Ｘ６６１ｍの薄い試験片 についてのものであり、一方、二重線より下の４つの試験（ＦＡＫ型）は、より 大きな横断面５ＱＸ５Ｑｎ＋の試験片についてのものである。Eight tests (FA type) from the double line -F are thin specimens with a cross section of 18 x 661 m. on the other hand, the four tests below the double line (FAK type) are more This is for a test piece with a large cross section of 5QX5Qn+.

１ｍ　ｋＮ　ｋＮ　％　ＭＰａ　ＭＰａ　ｋｇ　／　ｒＩ？１５　１１．４　０ ．２　１．３　３０．２　１６８．７　２７２５３５　２４．９　２．２　８． ８　２８．３　１７３．４　２７１８６０　３１．０　−一−−ｍ−−＝　１７ ２．８　２７１９　３）８５　３１．０−一−−−１６８，９２６７８３）備考 ：１）補強用の棒は、極限荷重に達する前に降伏した。1m kN kN% MPa MPa kg / rI? 15 11.4 0 ．． 2 1.3 30.2 168.7 272535 24.9 2.2 8. 8 28.3 173.4 271860 31.0 -1--m--=17 2.8 2719 3) 85 31.0-1---168,926783) Notes :1) The reinforcing bar yielded before reaching the ultimate load.

荷重の増加に伴い、棒が引き抜かれるまで亀裂が発生した。As the load increased, cracks developed until the rod was pulled out.

２）このマトリックスは繊維を少しも含有し、ていない。2) This matrix does not contain any fibers.

３）棒が試験片のマトリックス部分の外側で引きらぎれた。従って、引き抜きは 起こらなかった。3) The rod was torn off outside the matrix portion of the specimen. Therefore, the withdrawal It didn't happen.

４）τ−Ｐ／（π・ｄ　−１り（但し、Ｐは引張力であり、ｄは補強材の直径で あり、ｌは固定長さである。）薄い角柱（横断面１８Ｘ６６ｍｍ）についでの実 験におい°ζは、破損は引き抜けの形で、と同時に角柱の両側で補強材に沿って マトリックスの割れの形で起こった。4) τ-P/(π・d-1) (where P is the tensile force and d is the diameter of the reinforcing material. , and l is a fixed length. ) fruit next to a thin prism (cross section 18x66mm) In the experiment °ζ the failure was in the form of pull-out and at the same time along the reinforcement on both sides of the prism. This occurred in the form of matrix cracking.

固定長さが最も長い試料においては、補強材におりる顕著な降伏が引き抜けの前 に生した。このことは、亀裂の形成が角柱の端部を起点として補強材に沿って内 側に進行していることから分かった。For the specimens with the longest fixation length, significant yielding in the reinforcement occurs before pull-out. was born in This means that the crack formation starts at the end of the prism and moves internally along the reinforcement. I found out because it was progressing to the side.

固定長さが非常に短い（１５Ｎ）試験片においては、割れが起きるとともに、マ トリックス材料が小さなくさび状に本体から引き抜は破損した。For specimens with a very short fixation length (15N), cracking occurs and The Trix material was pulled out of the body in small wedges and was damaged.

固定長さが長い試験片では、破損が生じなかった試験片の他端の棒の所でやはり 角柱の実質的な降伏及び亀裂の形成が見られた。For specimens with a long fixed length, the rod at the other end of the specimen where no damage occurred Substantial yielding of the prisms and crack formation was observed.

固定長さが短い試験片に関する実験においては、破損が住じた端部においてのみ 実質的な破壊が起こったが、相対する端部のマトリックス材料はほとんど変わら ず且つ実質的に亀裂はなかった。In experiments involving specimens with short fixed lengths, only at the end where the failure occurred Although substantial fracture has occurred, the matrix material at the opposing ends remains largely unchanged. There were virtually no cracks.

より厚い角柱（５０Ｘ　５（ｈｍ　）に関する実験においては、固定長さが短い （６０１未満）試験片に場合についてのみ引き抜けが生じたのに対し、固定長さ のもっと長い（６０龍及びそれ以上）試験片では、突き出ている補強材が簡単に 破断して破損した。In experiments with thicker prisms (50×5 (hm)), the fixed length was shorter. (Less than 601) Pull-out occurred only in the case of the test piece, whereas the fixed length For longer specimens (60 dragons and longer), the protruding reinforcement is easily removed. Broken and damaged.

鈷未豆コー公Ｘ（υ珀え 実験は、ＣＲＣマトリックスが、引き抜けに関連する補強材に沿った破壊に耐え る能力を示す。例えば、補強材のそれぞれの横倒について強化マトリックスがわ ずか５Ｒに過ぎない薄い試験片における見掛は引き抜き剪断応力は、約１７〜約 １０ＭＰａである。これらの値は、多量の標準的なコンクリートで取り囲まれた 同様の補強材を用いて得られる剪断応力と比較しても高いため、異例のものであ る。横断面５Ｑ　Ｘ　５Ｑｗの試験片においては、剪断応力は約３０ＭＰａであ った。これは極めて高い値であり、割れの危険があるような形状及び寸法の試験 片においてさえも、固定長さが棒の直径のわずか約５〜６倍で補強用棒崎の利点 が充分発揮されることを示している。Lord Ko Mizuko X (υ珀え Experiments showed that the CRC matrix withstood failure along the reinforcement associated with pull-out. demonstrate the ability to For example, the reinforcement matrix is determined for each sideways reinforcement. The apparent pull-out shear stress in thin specimens of only 5R ranges from about 17 to about It is 10MPa. These values are surrounded by a large amount of standard concrete This is unusual because it is higher than the shear stress obtained using similar reinforcement materials. Ru. In a test piece with a cross section of 5Q x 5Qw, the shear stress is approximately 30 MPa. It was. This is an extremely high value, and tests of shapes and dimensions that pose a risk of cracking. Even in pieces, the advantage of reinforcing bars is that the fixed length is only about 5-6 times the diameter of the bar. This shows that it is fully demonstrated.

割れが防止されるもっと緻密な形態では、補強用鋼の利点を充分発揮するのに必 要な固定長さはずっと短くなる。In more dense forms, where cracking is prevented, reinforcing steels are required to take full advantage of their advantages. The required fixed length is much shorter.

この独特の引き抜き耐性は、特に、長手方向の主補強材を横切って配置した短い 真っ直ぐの棒からなる本発明による新規な種類の横方向強化材において利用され る。This unique pull-out resistance is particularly important for short strips placed across the main longitudinal reinforcement. Utilized in a novel type of transverse reinforcement according to the invention consisting of straight bars Ru.

変位 変位 脆性数 撓み Ｆｉｇ、　９ 歪 Ｆｉｇ、　１２ Ｆｉｇ。１３ 撓み 撓み Ｆｉｇ、　２３ 撓み 歪 歪 歪 Ｆｉｇ、　３８ Ｆｉｇ、　３９ 曲げ応力 Ｆｉｇ、　４０ 曲げ応力 曲げ応力 Ｆｉｇ、　４３ 撓　み 加重サイクル数 手続補正書（方式） 昭和６３年１１月）　日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＤＫ８７１０　ＯＯ７２ ２、発明の名称 コンパクト強化複合材 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　アクティーゼルスカベト　アルボルクポートランドーセメントーファブリ ク ４、代理人 住所　〒１０５東京都港１区虎ノ門−丁目８番１０号５、　補正命令の日付 ６、補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文 ７、補正の内容 明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書 （内容に変更なし） ８、　添付書類の目録 明細書及び請求の範囲の翻訳文　各１通国際調査報告。displacement displacement Brittle number Deflection Fig, 9 distorted Fig, 12 Fig. 13 Deflection Deflection Fig, 23 Deflection distorted distorted distorted Fig, 38 Fig, 39 bending stress Fig, 40 bending stress bending stress Fig, 43 Deflection Number of weighted cycles Procedural amendment (formality) November 1988) Yoshi, Commissioner of the Patent Office 1) Takeshi Moon 1.Display of the incident PCT/DK8710 OO72 2. Name of the invention compact reinforced composite 3. Person who makes corrections Relationship to the incident: Patent applicant Name: Actiselsukabeto Albork Portland Cement Fabbri nine 4. Agent Address: 8-10-5, Toranomon-chome, Minato 1-ku, Tokyo 105, Date of amendment order 6. Subject of correction Translation of the description and claims 7. Contents of correction Translation of the specification and claims (No change in content) 8. List of attached documents Translation of the description and claims, one copy each of the international search report.

Ｌｎｌｅ＋ｍＨ＠＋１＾”””””　”　ＰＣＴ１０Ｋ８７１０Ｃ０７２１−− １−−ｍ″”　ＰＣＴ／ＤＫ８７１０００７２Lnle+mH@+1^”””””　” PCT10K8710C0721-- 1--m''” PCT/DK87100072

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでなり 、このマトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されているベ ースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品（ｓｈａｐｅｄａ ｒｔｉｃｌｅ）であって、主補強材の横断寸法が、上記の繊維Ｄの横断寸法より 少なくとも５倍大きく、好ましくは少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少 なくとも２０倍大きく、又は少なくとも１００倍も大きく、 上記の造形品及び／又は上記のマトリックスＡ、及び／又は上記のベースマトリ ックスＣが、どの方向においても、次のように定義される大きな剛性を有し、即 ち、１）上記の造形品及び／又は上記のマトリックスＡ及び又は上記のベースマ トリックスＣの弾性率が、どの方向においても、少なくとも３０，０００ＭＰａ 、好ましくは少なくとも４０，０００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも５０， ０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも７０，０００ＭＰａであり、及び ／又は、 ２）上記の造形品及び／又は上記のマトリックスＡ及び／又は上記のベースマト リックスＣの圧縮耐性が、どの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好まし くは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好 ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１５０ＭＰａ 、更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２５ ０ＭＰａであり、上記の繊維Ｄが、上記のマトリックスＡをもとに計算して、少 なくとも４％、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくとも７％、更 により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最 も好ましくは少なくとも２０％の容積濃度で存在し、 当該造形品の引張帯域における補強材Ｂの容積濃度が、少なくとも５％、好まし くは少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましく は少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％である、上記の造形品。 ２．その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでなり 、このマトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されているベ ースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって、主補強 材の横断寸法が、上記の繊維Ｄの横断寸法より少なくとも５倍大きく、好ましく は少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、又は少な くとも１００倍も大きく、 上記の物品及び／又は上記のマトリックスＡ、及び／又は上記のベースマトリッ クスＣが、どの方向においても、次のように定義される大きな剛性を有し、即ち 、１）上記の造形品及び／又は上記のマトリックスＡ及び／又は上記のベースマ トリックスＣの弾性率が、どの方向においても、少なくとも３０，０００ＭＰａ 、好ましくは少なくとも４０，０００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも５０， ０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも７０，０００ＭＰａであり、及び ／又は、 ２）上記の造形品及び／又は前記マトリックスＡ及び／又は上記のベースマトリ ックスＣの圧縮耐性が、どの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、好ましく は少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ま しくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１５０ＭＰａ、 更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２５０ ＭＰａであり、上記の繊維Ｄが、上記のマトリックスＡを基準として計算して、 少なくとも２％、好ましくは少なくとも３％、より好ましくは少なくとも４％、 更により好ましくは少なくとも５％、更により好ましくは少なくとも７％、更に より好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も 好ましくは少なくとも２０％の容積濃度で存在し、当該造形品の引張帯域におけ る補強材Ｂの容積濃度が、少なくとも５％、好ましくは少なくとも７％、更によ り好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も好 ましくは少なくとも２０％であり、この造形品が下記の特性Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩ 、即ち、Ｉ）当該造形品が実質的に一体性を維持したまま、当該造形品の引張帯 域が少なくとも０．５ｍｍ／ｍ、好ましくは少なくとも０．７ｍｍ／ｍ、好まし くは少なくとも１ｍｍ／ｍ、より好ましくは少なくとも１．５ｍｍ／ｍ、より好 ましくは少なくとも２ｍｍ／ｍ、より好ましくは少なくとも３ｍｍ／ｍ、最も好 ましくは少なくとも１０ｍｍ／ｍの引張歪容量を有することによって定義される 大きな引張歪容量を有し、当該造形品が歪んでいる間は、補強材Ｂを通過する亀 裂が少しもないことによって、又は、引張帯域における損傷がいずれも、亀裂幅 と補強材Ｂの最小横断径との間の比が０．０２以下、好ましくは０．０１以下、 より好ましくは０．００２以下、更により好ましくは０．００８以下、更により 好ましくは０．０００２以下であることを条件として、幅が０．２ｍｍ以下、好 ましくは０．１ｍｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、更により好ましくは２ ０μｍ以下、更により好ましくは５μｍ以下、更により好ましくは２μｍ以下、 更により好ましくは１μｍ以下である補強材Ｂを通過する微細亀裂の形態をして いることによって定義される実質的一体性を保持すること、ＩＩ）次の条件Ａ） 、Ｂ）及びＣ）の少なくとも一つを満足する引張荷重容量により定義される大き な引張荷重容量（当該造形品の引張帯域における応力に関する）を有すること： Ａ）実質的に弾性的な挙動の条件下において、補強材Ｂを通過する亀裂が少しも ないことによって、又は、引張帯域における損傷がいずれも、亀裂幅と補強材Ｂ の最小横断径との間の比が０．０２以下、好ましくは０．０１以下、より好まし くは０．００２以下、更により好ましくは０．００８以下、更により好ましくは ０．０００２以下であることを条件として、幅が０．２ｍｍ以下、好ましくは０ ．１ｍｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、更により好ましくは２０μｍ以下 、更により好ましくは５μｍ以下、更により好ましくは２μｍ以下、更により好 ましくは１μｍ以下である補強材Ｂを通過する微細亀裂の形態をしていることに よって定義される一体性を歪んでいる間保持して、当該造形品の引張荷重容量が 少なくとも５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも７０ＭＰａ、より好ましくは少な くとも１００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好 ましくは少なくとも１６０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ 、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａの引張応力に相当すること、 Ｂ）降伏下において、補強材Ｂを通過する亀裂が少しもないことによって、又は 、引張帯域における損傷がいずれも、電裂幅と補強材Ｂの最小横断径との間の比 が０．１０以下、好ましくは０．０５以下、より好ましくは０．０１以下、更に より好ましくは０．００４以下、更により好ましくは０．００１以下であること を条件として、幅が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは２ ５０μｍ以下、更により好ましくは１００μｍ以下、更により好ましくは２５μ ｍ以下、更により好ましくは１０μｍ以下、更により好ましくは５μｍ以下であ る補強材Ｂを通過する微細亀裂の形態をしていることによって定義される一体性 を歪んでいる間保持して、当該造形品の引張荷重容量が少なくとも７０ＭＰａ、 好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、 更により好ましくは少なくとも１６０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２ ００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａの引張応力に相当すること 、Ｃ）極限荷重下で、当該造形品が少なくとも１２０ＭＰａ、好ましくは少なく とも１３０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１６０ＭＰａ、更により好ましく は少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２３０ＭＰａに相当する 引張荷重容量を示すこと、 ＩＩＩ）次のように定義されるマトリックスの引張歪容量の増加を示すこと、す なわち、 その中に補強材が埋め込まれているマトリックス（Ａ）の歪容量がバルクのマト リックス（Ａ）の歪容量に関して増加するよう上記の補強材（Ｂ）の量、形状、 配置及び性能が上記のマトリックス（Ａ）に適合されていて、そのためその中に 補強材が埋め込まれているマドサックス（Ａ）の歪容量とバルクのマトリックス （Ａ）の歪容量との間の比が少なくとも１．２、好ましくは少なくとも１．５、 より好ましくは少なくとも２、更により好ましくは少なくとも３、更により好ま しくは少なくとも５、更により好ましくは少なくとも１０、更により好ましくは 少なくとも２０、更により好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくと も１００となること、のうちの少なくとも一つを示す、上記の造形品。 ３．その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでなり 、このマトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されているベ ースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって、主補強 材の横断寸法が、上記の繊維Ｄの横断寸法より少なくとも５倍大きく、好ましく は少なくとも１０倍大きく、より好ましくは少なくとも２０倍大きく、又は少な くとも１００倍も大きく、 上記の造形品及び／又は上記のマトリックスＡ、及び／又は上記のベースマトリ ックスＣが、降伏前にどの方向においても、次のように定義される大きな剛性を 有し、即ち、１）当該造形品及び／又は上記のマトリックスＡ及び／又は上記の ベースマトリックスＣの弾性率が、降伏前にどの方向においても、少なくとも３ ０，０００ＭＰａ、好ましくは少なくとも４０，０００ＭＰａ、より好ましくは 少なくとも５０，０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも７０，０００Ｍ Ｐａであり、 及び／又は ２）当該造形品及び／又は上記のマトリックスＡ及び／又は上記のベースマトリ ックスＣの圧縮耐性が、降伏前にどの方向においても、少なくとも８０ＭＰａ、 好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、 より好ましくは少なくとも１３０ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１５０ ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２００ＭＰａ、最も好ましくは少なくと も２５０ＭＰａであり、上記の繊維Ｄが、、上記のマトリックスＡに基づいて計 算して、少なくとも４％、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくと も７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも １５％、最も好ましくは少なくとも２０％の容積濃度で存在し、当該造形品の引 張帯域における補強材Ｂの容積濃度が、少なくとも５％、好ましくは少なくとも ７％、更により好ましくは少なくとも１０％、更により好ましくは少なくとも１ ５％、最も好ましくは少なくとも２０％であり、当該造形品の降伏歪が、当該降 伏までの荷重をかける過程の間に加えられた最大荷重の少なくとも５０％、好ま しくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは少 なくとも９０％の荷重容量を維持して、少なくとも１０ｍｍ／ｍ、好ましくは少 なくとも２０ｍｍ／ｍ、より好ましくは少なくとも３０ｍｍ／ｍ、更により好ま しくは少なくとも５０ｍｍ／ｍ、更により好ましくは少なくとも７０ｍｍ／ｍ、 更により好ましくは少なくとも１００ｍｍ／ｍ、更により好ましくは少なくとも １５０ｍｍ／ｍ、最も好ましくは少なくとも２００ｍｍ／ｍである、上記の造形 品。 ４．請求の範囲第２項に定義されている少なくともＩ及びＩＩの両方の特性を示 す、請求の範囲第２項に記載の造形品。 ５．請求の範囲第２項に定義されている少なくともＩ及びＩＩＩの両方の特性を 示す、請求の範囲第２項に記載の造形品。 ６．請求の範囲第２項に定義されている少なくともＩＩ及びＩＩＩの両方の特性 を示す、請求の範囲第２項に記載の造形品。 ７．請求の範囲第２項に定義されている特性Ｉ，ＩＩ及びＩＩＩの全てを示す、 請求の範囲第２項に記載の造形品。 ８．請求の範囲第３項に定義されている降伏歪挙動を更に示す、請求の範囲第１ ，２及び４〜７項のいずれかに記載の造形品。 ９．その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでなり 、このマトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されているベ ースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって、当該造 形品が棒鋼のような５〜２５ｍｍの横断寸法（直径）を有する棒、例えば異形棒 鋼のような補強材５〜４０％を含有し、この補強材が、ケイ砂、Ａｌ２Ｏ３砂又 は金属紛来のような最大粒度１０ｍｍの砂及び石のような大きな緻密に形づくら れた物体２０〜６０容積％、長さが２〜２５ｍｍのような、少なくとも２ｍｍの もの、例えば２〜１２ｍｍのものであり、且つ直径（最小横断寸法）が５０〜４ ００μｍ、例えば５０〜４００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍである繊維 ４〜２０容積％、及び結合剤形成材料２０〜５６容積％を用いて作られた繊維強 化マトリックスに埋め込まれており、この結合剤形成材料が、 水溶性高分子を任意に含有する水２０〜５０％、ボルトランドセメント、アルミ ン酸塩セメント、スラグセメントのようなセメント２５〜７５容積％、好ましく は結合剤材料での構造形成に関して反応性があるが好ましくはセメントよりも反 応性が低い、約２００，０００〜２５０，０００ｃｍ２／ｇの表面積（ＢＥＴ法 ）を有する超微粒シリカ、又は超微粒Ａｌ２Ｏ３のような、５０Å（５ｎｍ）〜 ０．μｍの大きさの超微粉末５〜４０容積％、効果的な量の効果的な分散剤、例 えば、０．５〜４％のコンクリート高性能減水剤（ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉ ｚｅｒ）のようなもの、そして任意に３０容積％までの、結合剤形成材料での構 造形成に関して実質的に反応性がなく粒度が２〜１０μｍである、Ａｌ２Ｏ３粉 末のような粉末、 から作られたものである、上記の造形品。 １０．その中に補強材（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでな り、このマトリックス（Ａ）が繊維の形態の補強用物体（Ｄ）で強化されている ベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体である造形品であって、当該 造成品が、例えば鋼から製造された連続ワイヤ又はチョップドワイヤのような０ ．２〜５ｍｍの横断寸法（直径）を有する補強材５〜４０％を含有し、 この補強材が、Ａｌ２Ｏ３砂のような最大粒径１ｍｍの微細な砂、又は金属粒０ 〜５０容積％、長さが２０μｍ〜５ｍｍで直径（最小横断寸法）０．５〜２００ μｍの繊維４〜２０容積％、及び結合剤形成材料３０〜９６容積％を用いて作ら れた微細繊維強化マトリックスに埋め込まれており、この結合剤形成材料が、水 溶性高分子を任意に含有する水２０〜５０％、ボルトラントセメント、アルミン 酸塩セメント、スラグセメントのようなセメント１０〜７５容積％、好ましくは 結合剤材料での構造形成に関して反応性があるが好ましくはセメントよりも反応 性が低い、約２００，０００〜２５０，０００ｃｍ２／ｇの表面積（ＢＥＴ法） を有する超微粒シリカ、又は層Ａｌ２Ｏ３のような５０Å（５ｎｍ）〜０．５μ ｍの大きさの超微粉末５〜４０容積％、効果的な量の効果的な分散剤、例えば、 ０．５〜４％のコンクリート高性能減水剤、そして任意に３０容積％までの、結 合剤形成材料での構造形成に関して実質的に反応性がなく粒度が２〜１０μｍで あるＡｌ２Ｏ３粉末のような粉末、から作られたものである、上記の造形品。 １１．その中に補強剤（Ｂ）が埋め込まれているマトリックス（Ａ）を含んでな り、このマトリックス（Ａ）が繊維のような補強用物体（Ｄ）で強化されている ベースマトリックス（Ｃ）を含んでなる複合構造体であり、それにより、マトリ ックス（Ａ）の歪容量がベータマトリックス（Ｃ）の歪容量を超えて、マトリッ クス（Ａ）の歪容量とベースマトリックス（Ｃ）の歪容量との間の比が少なくと も１．２、好ましくは少なくとも１．５、より好ましくは少なくとも２、更によ り好ましくは少なくとも３、更により好ましくは少なくとも５、更により好まし くは少なくとも１０、更により好ましくは少なくとも２０、更により好ましくは 少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも１００となるように増加する、前記 請求の範囲のいずれかに記載の造形品。 １２．その中に補強材が埋め込まれているマトリックス（Ａ）の歪容量がバルク のマトリックス（Ａ）の歪容量に関して、その中に補強材が埋め込まれているマ トリックス（Ａ）の歪容量とバルクのマトリックス（Ａ）の歪容量との間の比が 少なくとも１．２、好ましくは少なくとも１．５、より好ましくは少なくとも２ 、更により好ましくは少なくとも３、更により好ましくは少なくとも５、更によ り好ましくは少なくとも１０、更により好ましくは少なくとも２０、更により好 ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも１００となるよう増加する ように、前記補強材（Ｂ）の量、形状、配置及び性能を前記マトリックス（Ａ） に適合させている、請求の範囲第１１項に記載の造形品。 １３．前記ベースマトリックス（Ｃ）が、焼結セラミック材料、もしくは、ボル トランドセメントもしくは耐火セメントのようなセメントに基づくセメントペー ストもしくはモルタルもしくはコンクリートのような、粒子に基づく材料、高分 子モルタルあるいは高分子コンクリートのような高分子粒子材料、又は、ガラス 、金属あるいはプラスチックのような均一な一体相に基づく材料である、前記請 求の範囲のいずれかに記載の造形品。 １４．前記ベースマトリックス（Ｃ）が、ボルトランドセメント又は耐火セメン ト等のセメントから作られたセメントペースト、モルタル又はコンクリートのよ うなセメントに基づくマトリックスであり、任意に、ミクロシリカのような、セ メント粒子より少なくとも１０１倍（ｏｎｅｐｐｗｅｒｏｆ１０）小さい別の微 粒子を含有し、前記マトリックス材料が好ましくは、水／粉末（セメント＋微粒 子）重量比０．３０以下、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以 下、更により好ましくは０．１５以下、最も好ましくは０．１０に相当するよう 高密充填されており、任意にこの水の一部分又は全量に代って水溶性高分子のよ うな高分子粒子が用いられ、上記のペースト、モルタル又はコンクリートが任意 に、石英、Ａｌ２Ｏ３及び／又は鋼及び／又はガラスのような強固な材料の物体 を含有しており、この固体粒子のあるものが任意に板状又はウォラストナイトの ような繊維形状をしている、請求の範囲第１３項記載の造形品。 １５．前記物体（Ｄ）が、ガラス繊維、ポリプロピレン繊維、ケプラー（Ｋｅｖ ｌａｒ）繊維、炭素繊維、あるいは酸化アルミニウム繊維、窒化ケイ素繊維もし くは炭化ケイ素繊維のようなセラミック繊維、又は鋼繊維のような繊維でり、繊 維の直径が４００μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満、より好ましくは１００ μｍ未満、更により好ましくは５０μｍ未満、更により好ましくは２０μｍ未満 、最も好ましくは１０μｍ未満であり、当該繊維がマトリックス（Ａ）に基づい て計算して少なくとも１％、好ましくは少なくとも２％、より好ましくは少なく とも３％、更により好ましくは少なくとも４％、更により好ましくは少なくとも ５％、更により好ましくは少なくとも７％、更により好ましくは少なくとも１０ ％、更により好ましくは少なくとも１５％、最も好ましくは少なくとも２０％の 容積濃度で存在する、前記請求の範囲のいずれかに記載の造形品。 １６．前記物体（Ｄ）が、４〜１ｍｍ、１〜０．３ｍｍ、３００〜１００μｍ、 １００〜３０μｍ、３０〜１０μｍあるいは１０μｍ未満の範囲のうちの一つの 繊維直径を有する繊維又は、例えば、３０〜１０μｍの微細直径範囲の繊維と３ ００〜１００μｍのようなもっと粗大な直径範囲の繊維との組み合わせもしくは １００〜２００μｍのような中程度の粗大さの直径範囲の繊維と４〜１ｍｍの範 囲の繊維のような非常に粗大な範囲の繊維との組み合わせの如く、２以上の範囲 を組み合わせた繊維を含んでなる前記請求の範囲のいずれかに記載の造形品。 １７．前記物体（Ｄ）が、３００ＭＰａより大きい、好ましくは少なくとも５０ ０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも８００ＭＰａ、更により好ましくは少なく とも１０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも１５００ＭＰａ、更により 好ましくは少なくとも２０００ＭＰａ、更により好ましくは少なくとも２５００ ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも３０００ＭＰａの強度を有する繊維である、 請求の範囲第１５項又は第１６項記載の造形品。 １８．前記マトリックスに配合される繊維の弾性率Ｅｆが少なくとも２×１０１ ０Ｎ／ｍ２、より好ましくは少なくとも５×１０１０Ｎ／ｍ２、更により好まし くは少なくとも１０１１Ｎ／ｍ２、更により好ましくは少なくとも２×１０１１ Ｎ／ｍ２、更により好ましくは３×１０１１Ｎ／ｍ２、最も好ましくは少なくと も４×１０１１Ｎ／ｍ２であり、また前記マトリックス材料の弾性率Ｅｍが好ま しくは少なくとも１０１０Ｎ／ｍ２、より好ましくは少なくとも２×１０１０Ｎ ／ｍ２、更により好ましくは少なくとも３×１０１０Ｎ／ｍ２、更により好まし くは５×１０１０Ｎ／ｍ２、更により好ましくは７×１０１０Ｎ／ｍ２、最も好 ましくは少なくとも１０１１Ｎ／ｍ２である、前記請求の範囲のいずれかに記載 の造形品。 １９．前記補強材（Ｂ）が、異形棒〔「カムスタール（ｋａｍｓｔａｌ）〕〔「 テントースチール（Ｔｅｎｔｏｒｓｔｅｅｌ）」〕、プレストレスワイヤもしく はケーブルのような通常のコンクリートにおいて使用される種類の補強材を包含 する鋼補強材の如き棒、ロッド又は糸又は、「ポリスタール（Ｐｏｌｙｓｔａｌ ）」のようなガラスーポリマー複合材料のような複合補強材を含んでなり、前記 補強用物体（Ｂ）の一部又は全部が任意に別々の小さなロッド又は繊維のような 短い成分の形態をしている前記請求の範囲のいずれかに記載の造形品。 ２０．前記主補強材（Ｂ）に対して横方向の補強材を含んでなり、この横方向の 補強材が実質的に真っ直ぐであり且つ前記主補強材に対して大きな角度、例えば 、主補強材に対して実質的に垂直に配置されており、そして好ましくは、例えば 異形棒構造又はネジ山構造等、当該横方向の補強材の長手方向に対して実質上垂 直な輪郭を有するような、表面組織が異形であり及び／又は粗い、前記請求の範 囲のいずれかに記載の造形品。 ２１．前記補強材（Ｂ）の強度が、少なくとも４００ＭＰａ、より好ましく少な くとも６００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである、前記請 求の範囲のいずれかに記載の造形品。 ２２．前記補強材（Ｂ）の弾性率が少なくとも５×１０１０Ｎ／ｍ２、好ましく は少なくとも７×１０１０Ｎ／ｍ２、更により好ましくは少なくとも１０１１Ｎ ／ｍ２、更により好ましくは少なくとも２×１０１１Ｎ／ｍ２、最も好ましくは 少なくとも３×１０１１Ｎ／ｍ２である、前記請求の範囲のいずれかに記載の造 形品。 ２３．前記補強材に対して垂直な面から評価して、引張帯域における前記補強用 物体Ｂの数が、少なくとも２、好ましくは少なくとも３、又は少なくとも５、又 は少なくとも１０、又は少なくとも２０、又は少なくとも５０である、前記請求 の範囲のいずれかに記載の造形品。 ２４．前記補強材Ｂが、板又はシェルのような当該造形品が前記請求の範囲のい ずれかに定義されている要件を満足するように、互いに垂直な少なくとも２方向 、好ましくは互いに垂直な３方向に配置されている、前記請求の範囲のいずれか に記載の造形品。 [Claims] 1. A base comprising a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded, said matrix (A) being reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. shaped article, a composite structure comprising a base matrix (C), in which the transverse dimension of the main reinforcement is at least 5 times greater than the transverse dimension of the fibers D, preferably at least 10 twice as large, more preferably less at least 20 times larger, or at least 100 times larger, said shaped article and/or said matrix A, and/or said base matrix box C has a large stiffness in any direction defined as 1) The above-mentioned shaped article and/or the above-mentioned matrix A and/or the above-mentioned base matrix 2) the modulus of elasticity of Trix C is at least 30,000 MPa, preferably at least 40,000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa, even more preferably at least 70,000 MPa in any direction; and/or 2) the above and/or the above matrix A and/or the above base matrix Rix C has a compression resistance of at least 80 MPa in any direction, preferably preferably at least 100 MPa, more preferably at least 100 MPa, more preferably Preferably at least 130 MPa, even more preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 250 MPa, and the fiber D has a at least 4%, preferably at least 5%, more preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 15%. is also preferably present in a volume concentration of at least 20%, and the volume concentration of reinforcement B in the tensile zone of the shaped article is at least 5%, preferably a shaped article as described above, wherein the proportion is at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15% and most preferably at least 20%. 2. A base comprising a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded, said matrix (A) being reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. shaped article which is a composite structure comprising a base matrix (C), wherein the transverse dimension of the main reinforcement is at least 5 times larger than the transverse dimension of the fibers D, preferably at least 10 times larger and more Preferably at least 20 times greater or less at least 100 times larger than the above article and/or the above matrix A and/or the above base matrix. 1) the shaped article and/or the matrix A and/or the base matrix 2) the modulus of elasticity of Trix C is at least 30,000 MPa, preferably at least 40,000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa, even more preferably at least 70,000 MPa in any direction; and/or 2) the above The shaped article and/or the matrix A and/or the base matrix The compression resistance of the box C in any direction is at least 80 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably at least 100 MPa, more preferably or at least 130 MPa, even more preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 250 MPa, and said fibers D account for at least 2%, preferably at least 2%, calculated with respect to said matrix A. is at least 3%, more preferably at least 4%, even more preferably at least 5%, even more preferably at least 7%, and even more preferably at least 7%. More preferably, it is present in a volume concentration of at least 10%, even more preferably at least 15%, and most preferably at least 20% in the tensile zone of the shaped article. The volume concentration of reinforcing material B is at least 5%, preferably at least 7%, and even more. preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, and most preferably at least 15%. preferably at least 20%, such that the shaped article exhibits the following properties I, II and III: area of at least 0.5 mm/m, preferably at least 0.7 mm/m, preferably preferably at least 1 mm/m, more preferably at least 1.5 mm/m, more preferably preferably at least 2 mm/m, more preferably at least 3 mm/m, most preferably preferably defined by having a tensile strain capacity of at least 10 mm/m. The absence of any cracks or any damage in the tensile zone ensures that the ratio between the crack width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B is less than or equal to 0.02, preferably less than or equal to 0.01, and more preferably 0. The width is preferably 0.2 mm or less, provided that it is 0.002 or less, even more preferably 0.008 or less, even more preferably 0.0002 or less. The reinforcing material B preferably has a thickness of 0.1 mm or less, more preferably 50 μm or less, even more preferably 20 μm or less, even more preferably 5 μm or less, even more preferably 2 μm or less, and even more preferably 1 μm or less. II) maintain substantial integrity as defined by micro-crack morphology; II) maintain substantial integrity as defined by a tensile load capacity that satisfies at least one of the following conditions have a tensile load capacity (with respect to the stresses in the tensile band of the shaped article): A) by the absence of any cracks passing through the reinforcement B under conditions of substantially elastic behavior; Damage in the zone is such that the ratio between the crack width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B is less than or equal to 0.02, preferably less than or equal to 0.01, more preferably The width is preferably 0.2 mm or less, preferably 0.002 mm or less, even more preferably 0.008 or less, even more preferably 0.0002 or less. 1 mm or less, more preferably 50 μm or less, even more preferably 20 μm or less, even more preferably 5 μm or less, even more preferably 2 μm or less, even more preferably Preferably, it is in the form of a microscopic crack that passes through the reinforcing material B, which is 1 μm or less. the tensile load capacity of the shaped article is at least 50 MPa, preferably at least 70 MPa, more preferably less. at least 100 MPa, even more preferably at least 130 MPa, even more preferably preferably corresponds to a tensile stress of at least 160 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 230 MPa, B) by the absence of any cracks passing through the reinforcement B under yield, or by the tensile zone The ratio between the electrical tear width and the minimum cross-sectional diameter of reinforcement B is 0.10 or less, preferably 0.05 or less, more preferably 0.01 or less, and The width is more preferably 0.004 or less, even more preferably 0.001 or less, and the width is 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, more preferably 250 μm or less, even more preferably 100 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. More preferably 25 μm or less, even more preferably 10 μm or less, even more preferably 5 μm or less. retaining during distortion the integrity defined by the formation of microcracks passing through the reinforcement B, such that the tensile load capacity of the shaped article is at least 70 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably C) corresponds to a tensile stress of at least 130 MPa, even more preferably at least 160 MPa, even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 230 MPa; III) exhibiting an increase in the tensile strain capacity of the matrix, defined as: ,vinegar In other words, the strain capacity of the matrix (A) in which the reinforcement is embedded is equal to that of the bulk matrix. the amount, shape, arrangement and performance of said reinforcement (B) are adapted to said matrix (A) so as to increase with respect to the strain capacity of said matrix (A), in which said reinforcement is embedded; The ratio between the strain capacity of the Madsax (A) and the strain capacity of the bulk matrix (A) is at least 1.2, preferably at least 1.5, more preferably at least 2, even more preferably at least 3, and even more preferably at least 1.5. more preferred or at least 5, even more preferably at least 10, even more preferably at least 20, even more preferably at least 50, most preferably at least The above-mentioned shaped article exhibits at least one of the following: 100. 3. A base comprising a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded, said matrix (A) being reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. shaped article which is a composite structure comprising a base matrix (C), wherein the transverse dimension of the main reinforcement is at least 5 times larger than the transverse dimension of the fibers D, preferably at least 10 times larger and more Preferably at least 20 times greater or less at least 100 times larger, the above-mentioned shaped article and/or the above-mentioned matrix A, and/or the above-mentioned base matrix box C has a large stiffness in any direction before yielding, defined as: 1) the modulus of elasticity of the shaped article and/or said matrix A and/or said base matrix C; is at least 30,000 MPa, preferably at least 40,000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa, even more preferably at least 70,000 MPa in any direction before yielding, and/or 2) said feature and/or the above matrix A and/or the above base matrix the compressive strength of the box C in any direction before yielding is at least 80 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably at least 100 MPa, more preferably at least 130 MPa, even more preferably at least 150 MPa, even more preferably at least 200 MPa; most preferably at least is also 250 MPa, and the above fiber D is measured based on the above matrix A. totaling at least 4%, preferably at least 5%, more preferably at least is also present at a volume concentration of 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 20%, and The volume concentration of reinforcing material B in the tension zone is at least 5%, preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, most preferably at least 20%, and the shaped article The yield strain of at least 50% of the maximum load applied during the process of loading to collapse, preferably or at least 70%, more preferably at least 80%, most preferably less. at least 10 mm/m, preferably less, maintaining at least 90% load capacity. at least 20 mm/m, more preferably at least 30 mm/m, even more preferably or at least 50 mm/m, even more preferably at least 70 mm/m, even more preferably at least 100 mm/m, even more preferably at least 150 mm/m, most preferably at least 200 mm/m. 4. exhibiting at least both characteristics I and II as defined in claim 2; A shaped article according to claim 2. 5. A shaped article according to claim 2, exhibiting at least both characteristics I and III as defined in claim 2. 6. The shaped article according to claim 2, exhibiting at least both characteristics II and III as defined in claim 2. 7. A shaped article according to claim 2, exhibiting all of the characteristics I, II and III defined in claim 2. 8. A shaped article according to any one of claims 1, 2 and 4 to 7, further exhibiting a yield strain behavior as defined in claim 3. 9. A base comprising a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded, said matrix (A) being reinforced with reinforcing bodies (D) in the form of fibers. A shaped article that is a composite structure comprising a base matrix (C), A bar with a transverse dimension (diameter) of 5 to 25 mm such as a steel bar, such as a deformed bar Contains 5-40% of reinforcing material such as steel, and this reinforcing material is silica sand, Al2O3 sand or 20-60% by volume of large, finely-shaped objects such as sand and stones with a maximum particle size of 10 mm, such as metals, with a length of at least 2 mm, such as 2-25 mm, e.g. 2-12 mm. and having a diameter (minimum transverse dimension) of 50 to 400 μm, such as 50 to 400 μm, preferably 100 to 200 μm, and 20 to 56 volume % of binder-forming material. fiber strength The binder-forming material is mixed with 20-50% water, Bortland cement, aluminum, optionally containing a water-soluble polymer. 25 to 75% by volume of cement, such as salt cement, slag cement, preferably reactive with respect to structure formation with binder materials, but preferably less reactive than cement. 50 Å (5 nm) to 0.5 nm, such as ultrafine silica with a surface area of about 200,000 to 250,000 cm2/g (BET method), or ultrafine Al2O3, with low reactivity. 5-40% by volume of micron-sized ultrafine powder, an effective amount of an effective dispersant, e.g. construction with binder-forming materials, such as 0.5-4% concrete superplasticizer, and optionally up to 30% by volume. Al2O3 powder that is substantially non-reactive with respect to formation and has a particle size of 2 to 10 μm The above-mentioned modeled object is made from powder-like powder. 10. comprising a matrix (A) in which a reinforcing material (B) is embedded; A shaped article is a composite structure comprising a base matrix (C), this matrix (A) being reinforced with reinforcing objects (D) in the form of fibers, the shaped article being made of, for example, steel. 0.0, such as continuous wire or chopped wire made from . Contains 5-40% reinforcement with a transverse dimension (diameter) of 2-5 mm, and this reinforcement is composed of fine sand with a maximum grain size of 1 mm, such as Al2O3 sand, or metal grains 0-50% by volume, long Made with 4-20% by volume of fibers with a length of 20 μm-5 mm and a diameter (minimum transverse dimension) of 0.5-200 μm, and 30-96% by volume of binder-forming material. The binder-forming material is embedded in a microfiber-reinforced matrix that 20-50% water optionally containing soluble polymers, 10-75% by volume of cements such as bolt cements, aluminate cements, slag cements, preferably reactive with respect to structure formation with binder materials. Preferably less reactive than cement, ultrafine silica with a surface area of about 200,000-250,000 cm2/g (BET method), or layered Al2O3 with dimensions of 50 Å (5 nm) to 0.5 μm. an effective amount of an effective dispersant, e.g. 0.5 to 4% concrete superplasticizer, and optionally up to 30% by volume of coagulation. The above-mentioned shaped article is made from a powder, such as Al2O3 powder, which is substantially non-reactive with respect to structure formation in the mixture-forming material and has a particle size of 2 to 10 μm. 11. comprising a matrix (A) in which a reinforcing agent (B) is embedded; This matrix (A) is a composite structure comprising a base matrix (C) reinforced with reinforcing objects (D) such as fibers, thereby making the matrix When the strain capacity of the matrix (A) exceeds that of the beta matrix (C), The ratio between the strain capacity of the matrix (A) and that of the base matrix (C) is at least 1.2, preferably at least 1.5, more preferably at least 2, even more preferably at least 3, even more preferably at least 5, even more preferably The shaped article according to any of the preceding claims, wherein the shape increases to at least 10, even more preferably at least 20, even more preferably at least 50 and most preferably at least 100. 12. The strain capacity of the matrix (A) in which the reinforcement is embedded is the strain capacity of the matrix (A) in which the reinforcement is embedded. The ratio between the strain capacity of the trix (A) and the strain capacity of the bulk matrix (A) is at least 1.2, preferably at least 1.5, more preferably at least 2, even more preferably at least 3, even more Preferably at least 5, even more preferably at least 10, even more preferably at least 20, even more preferably 11, wherein the amount, shape, arrangement and performance of said reinforcing material (B) is adapted to said matrix (A) so that said reinforcing material (B) increases preferably to at least 50, most preferably to at least 100. Modeled items listed in section. 13. The base matrix (C) is a sintered ceramic material or a voluminous material. Cement paste based on cement such as trando cement or refractory cement. Particle-based materials, polymers, such as concrete or mortar The above-mentioned materials may be polymeric particulate materials such as mortar or polymeric concrete, or materials based on a homogeneous monolithic phase such as glass, metal or plastic. A shaped article that falls within the scope of the request. 14. The base matrix (C) is Boltland cement or refractory cement. Cement paste, mortar or concrete made from cement such as a cement-based matrix, optionally containing cement, such as microsilica. Another particle that is at least 101 times smaller than the ment particle The matrix material preferably contains water/powder (cement + granules). child) weight ratio of 0.30 or less, preferably 0.25 or less, more preferably 0.20 or less 0.15 or less, most preferably 0.10, and optionally a part or all of this water is replaced by a water-soluble polymer, etc. Where polymeric particles such as 14. The shaped article according to claim 13, wherein the shaped article is optionally in the form of a plate or a fiber such as wollastonite. 15. The object (D) may be glass fiber, polypropylene fiber, Kevlar fiber, carbon fiber, aluminum oxide fiber, silicon nitride fiber, etc. or ceramic fibers such as silicon carbide fibers, or fibers such as steel fibers. The diameter of the fibers is less than 400 μm, preferably less than 200 μm, more preferably less than 100 μm, even more preferably less than 50 μm, even more preferably less than 20 μm, most preferably less than 10 μm, and the fibers are based on matrix (A). at least 1%, preferably at least 2%, more preferably less than still more preferably at least 4%, even more preferably at least 5%, even more preferably at least 7%, even more preferably at least 10%, even more preferably at least 15%, and most preferably at least 20%. A shaped article according to any of the preceding claims, wherein the shaped article is present at a volume concentration of . 16. The object (D) is a fiber having a fiber diameter in the range of 4 to 1 mm, 1 to 0.3 mm, 300 to 100 μm, 100 to 30 μm, 30 to 10 μm or less than 10 μm, or e.g. A combination of fibers in the fine diameter range of 300 to 100 μm with fibers in the coarser diameter range, such as 100 to 200 μm, or fibers in the medium coarse diameter range, such as 100 to 200 μm, and fibers in the 4 to 1 mm diameter range. A shaped article according to any of the preceding claims, comprising fibers in combination of two or more ranges, such as in combination with very coarse ranges of fibers such as surrounding fibers. 17. The object (D) is above 300 MPa, preferably at least 500 MPa, more preferably at least 800 MPa, even more preferably less than 17. The fiber according to claim 15 or 16, wherein the fiber has a strength of at least 1000 MPa, even more preferably at least 1500 MPa, even more preferably at least 2000 MPa, even more preferably at least 2500 MPa and most preferably at least 3000 MPa. Modeled item. 18. The elastic modulus Ef of the fibers incorporated in the matrix is at least 2 x 1010 N/m2, more preferably at least 5 x 1010 N/m2, even more preferably preferably at least 1011 N/m2, even more preferably at least 2x1011 N/m2, even more preferably at least 3x1011 N/m2, most preferably at least is also 4×10 N/m2, and the elastic modulus Em of the matrix material is preferably or at least 10 N/m2, more preferably at least 2 x 10 N/m2, even more preferably at least 3 x 10 N/m2, even more preferably preferably 5×10 N/m2, even more preferably 7×10 N/m2, most preferably A shaped article according to any of the preceding claims, preferably at least 1011 N/m2. 19. The reinforcing material (B) may be a deformed rod ["Kamstal"] ["Tentorsteel"], a prestressed wire or includes reinforcements of the kind used in conventional concrete such as cables, rods or threads such as steel reinforcements, or composites such as glass-polymer composites such as ``Polystal''. A structure according to any of the preceding claims, comprising a reinforcing material, wherein part or all of said reinforcing object (B) is optionally in the form of short components such as separate small rods or fibres. Goods. 20. comprising a reinforcement transverse to said main reinforcement (B), said transverse reinforcement being substantially straight and at a large angle to said main reinforcement, e.g. and preferably substantially perpendicular to the longitudinal direction of the transverse reinforcement, such as a profiled rod structure or a threaded structure. The claimed invention has an irregular and/or rough surface texture, such as having straight contours. Modeled products listed in any of the boxes below. 21. The strength of the reinforcing material (B) is at least 400 MPa, more preferably at least 400 MPa. at least 600 MPa, most preferably at least 1000 MPa. A shaped article that falls within the scope of the request. 22. The modulus of elasticity of said reinforcement (B) is at least 5 x 10 N/m2, preferably at least 7 x 10 N/m2, even more preferably at least 10 N/m2, even more preferably at least 2 x 10 N/m2, most preferably at least 3 x 10 N/m2. Shape. 23. The number of reinforcing bodies B in the tensile zone, evaluated in a plane perpendicular to the reinforcement, is at least 2, preferably at least 3, or at least 5, or The shaped article according to any of the preceding claims, wherein is at least 10, or at least 20, or at least 50. 24. The reinforcing material B is a shaped article such as a plate or a shell that is not within the scope of the claims. The shaped article according to any one of the preceding claims, arranged in at least two mutually perpendicular directions, preferably in mutually perpendicular three directions, so as to satisfy any of the defined requirements.
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