JP2000506237A - Hybrid plate and method of making such a hybrid plate - Google Patents

Hybrid plate and method of making such a hybrid plate

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JP2000506237A JP9531367A JP53136797A JP2000506237A JP 2000506237 A JP2000506237 A JP 2000506237A JP 9531367 A JP9531367 A JP 9531367A JP 53136797 A JP53136797 A JP 53136797A JP 2000506237 A JP2000506237 A JP 2000506237A
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ルンド エリクセン，クヌード
ルンド，ニエル―ベメル
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セムシステムズ インテレセントスカブ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は複合材料と板の組合せからなる混成製品に関する。混成製品は複合材料と板部材の間を密に接触させて複合材料と異形板要素の技術的物理的利点を組合せることを意図する。複合材料は要素に基づき、板要素は材料に依存するが、セラミックスまたはプラスチックに基づくことができる。複合材料は、複合材料の硬度を増加させるために岩石または金属の粒子を含むことが好ましく、複合材料の補強をするために棒材、糸状物、網状物、繊維の形状の要素を含むことが好ましい。板要素は板要素の剛性を増加させるために、また複合材料と板要素の間の改良された接触を実現するために、異形、好ましくは台形状断面にする。 (57) Abstract The present invention relates to a hybrid product comprising a combination of a composite material and a board. The hybrid product is intended to bring the intimate contact between the composite and the plate member and combine the technical and physical advantages of the composite and the profiled plate element. Composite materials are based on elements and plate elements are material dependent, but can be based on ceramics or plastics. The composite material preferably includes rock or metal particles to increase the hardness of the composite material, and may include elements in the form of bars, threads, meshes, fibers to reinforce the composite material preferable. The plate elements are of irregular, preferably trapezoidal cross section, to increase the rigidity of the plate elements and to achieve improved contact between the composite material and the plate elements.

Description

【発明の詳細な説明】 混成プレートおよびそのような混成プレートの製造方法発明の背景および図面の説明 本発明は、好ましくは複合材料からなる物体の外側に配置された、異形板(pro filed sheet)と密に接触した粒子基複合材料からなる混成製品、並びにそのよう な混成製品から構成された物に関する。 複合材料はセメント基であることができ（コンクリートとある程度類似する） 、異形板は金属、例えば、鋼であることができる。公知技術によると、製品、代 表的にスラブは、異形鋼板と接触する慣用コンクリートからなるので、本発明の 混成製品と外見的に類似する。 本発明の混成製品は、上記の製品とは、複合材料と異形板の間の完全に異なり より優れた密な協働(intimate co-operation)によって区別される。 これは、例えば本明細書の実施例１に示されるように、対応する慣用製品より 強く、また、極めて強靱で非常に集中した負荷(concentrated loadings)を吸収 可能である、混成スラブを提供する。それは、慣用の金属板／コンクリート／混 成製品は亀裂感受性／脆性でありより集中した負荷を吸収するには不適当である ことが知られているので、当業者には驚くべきことである。 この新規で当業者に極めて驚くべき挙動は、複合材料に付加される独立のそれ 自体外的な性質の独特の組合せ、即ち、下記によって得られる。 ａ）普通コンクリートより２〜１０倍高い圧縮強度一慣用の２０〜５０ＭＰａ に対して典型的には８０〜３０Ｏ０ＭＰａ。 ｂ）普通コンクリートより１．５〜３倍高い剛性／弾性率。 ｃ）普通コンクリートより５〜２００倍以上高い靱性／破断エネルギー。 また、板に関して、 ｄ）異形板（典型的には鋼のような高強度材料製）の使用。 以下において混成製品の機械的作用を検討し、これと関連して、本発明の製品 と類似する、慣用のコンクリートと接触する異形鋼板を有する従来技術の製品と 比較を行う。 コンクリートは引張強度が低い。コンクリートを構造材料、例えば、スラブお よびビームとして使用するためには、コンクリートは、慣用的にはコンクリート に充分埋設された鋼棒材によって、引張補強される。通常鋼棒材は丸い異形表面 を持つ。それは十分にコンクリート中に配置され、典型的にはコンクリートの表 面から直径の少なくとも１．５倍の位置に配置され、かつ相互に充分に間隔を設 けられるので、各々の補強鋼は閉鎖されたコンクリート体中に独立に維持される 。 曲げの影響を受けた製品（ビーム、スラブ等）を考えると、コンクリート内に 配置された棒状補強材よりも、製品の外側表面の薄い板状の補強鋼材の局在が、 補強材とコンクリートの間の剪断協働を無視した、純粋な力バランスの観点から 、好適である。２０〜３０％長いモーメントアームで、純粋な曲げの支持能力は ２０〜３０％高い。 しかしながら、有効に作用するためには、補強材は、合理的な大きさの剪断力 がコンクリートと補強材の間に伝達されるような仕方でコンクリート中に配置さ れるべきである。これが、相互に充分に離間してコンクリート中に深く埋設され た異形棒材を有するコンクリートがその形状を有し、また外部の板を有する製品 が板が異形で ある場合にも滅多に使用されない理由である。 剪断耐久力自体を考える前に、２つの単一の力が負荷された補強ビーム／スラ ブの挙動によって例示される、補強コンクリートの挙動において、剪断耐久力の 作用及びその欠如について簡単に考察する。すなわち、図１は配置を示し、２お よび３はビーム／スラブの部分、即ち、それぞれ中央部分および外側部分を示し 、それぞれの物体に作用する力は矢印で示されている。 中央部分はモーメントが影響するだけである。力の伝播（コンクリートの上側 に圧縮力および長軸補強材に牽引力）それ自体は補強材およびコンクリートの間 に剪断の繋がりを必要としない。しかしながら、破損／不十分な剪断耐久力は、 例えば隙間（亀裂）の制御に関して、重要な二次的作用を持つ（図２参照）。 図２は、純粋なモーメント作用を受けた慣用的に補強されたコンクリートスラ ブで、補強材とコンクリートの間に良好な剪断抵抗を有するものを１に、貧弱な 剪断抵抗を有するものを２に示す。異形棒材の形の良好な補強材３は、多くの非 常に細かい亀裂の形成を確実にする。異形板４の形の補強材では、従来技術に従 う構造物では剪断抵抗が貧弱であって、少数の非常に広く深い亀裂が発達する。 モーメント作用の他に、外側部分では剪断作用も受ける。こうして、力は圧縮 帯域から補強材へ伝播されて、その引張応力が減少されるべきである。剪断力を 伝播する能力がなければ、剪断欠損(shear failure)が起きて、損壊(collapse) する（非補強コンクリートと薄い板とが複合作用なしで単独で耐久できる負荷− これは通常複合材料として機能する場合に耐久できる負荷の僅かにすぎない―よ り大きい負荷によって）。 図３は底部で補強されたスラブまたはビームの部分を示し、これはコンクリー トと補強材の間の剪断欠損のために破壊される。 図３は、外側部分の挙動を１，２，３の３つの段階として示す。端部４で支承 されたスラブは、力５により応力を受ける。段階１では、引張応力割れ６がコン クリートに起きるだけである。段階２では、力伝播帯域Ｃが最大寸法まで大きく なるので割れが段々と大きく開く。この帯域は支承体に向かって移動し、最終的 に段階３に示すように破損する。 コンクリートと補強鋼材の間の良好な剪断抵抗は下記を要求することが知られ 、認められている。 １）コンクリートが剪断の際に補強材の周りを機械的に絞る、表面からまた相 互に充分に離間した補強鋼材の良好な埋設。 ２）例えば上記の絞り作用に関して最適である、円筒状補強棒材が好ましい。 ３）慣用のカム鋼およびテンター鋼と比べて、長軸方向に垂直な、短い相互距 離で配置された山頂を設けた補強棒材が好ましい。 上記のことから、板では、特にコンクリート製品の外側表面に配置した板でな い場合には、円筒形状補強棒材と同じ程度の協働は通常得られないことが明らか に認められる。 従来技術において異形薄板／コンクリート複合材料製品を用いて相当する平面 板複合材料と比べて改良が得られることが知られている。例えば、そのような異 形板／コンクリート複合材料を、カバー部材として、また板の補強作用をフェロ コンクリートにおける補強鋼材と同じように利用可能にするために、用いること が知られている。 しかしながら、板とコンクリートの間では、慣用のフェロコンクリートにおけ る補強棒材とコンクリートの間に対応する有効な協働を得ることは全く不可能で あることが明らかに認められる。異形板の補強材料としての合理的に有効な利用 は、中位負荷を受ける構造 物および高々中位剪断応力を受ける実質的に純粋な曲げ作用下の構造物に限られ る。 従って、英国規格「建造物における鋼部材の構造的使用ＢＳ５９５０−Port４ （１９８２）」は、コンクリートと共に複合材料として作用する「異形鋼板」の 使用についての規則の段落に下記を記載している。 4.5複合材料作用についての要件 4.5.1一般的。複合材料作用に関して異形鋼板は板とコンクリートの間の界面 の水平剪断力を伝播可能であるべきである。これは4.5.3〜4.5.7に記載された方 法の１または２以上によって達成できる。 4.5.2平面状開放異形板。図２（ａ）および（ｂ）に示したような平面状開放 異形板は、剪断結合手段を伴わないならば、複合材料作用を必要とする場合に許 容される。 図２（ａ）は台形の形状（本明細書の実施例１の板の形状とかなり類似してい る）を有するスラブである。図２（ｂ）の形状は、その台形(trapeziums)間の板 部分が平面でなくさらに「小さい」台形の形状である以外は図２（ｂ）と同じで ある。 実施例１に示す本発明による混成スラブ（上記の混成スラブ（ａ）と外見上か なり似ている）を参照すると、これは、このような態様では、特に高い剪断応力 を持つ集中負荷の下では、非常に貧弱な挙動をすると予想されることを意味する 。これはまた、ＢＳ５９５０の4.5.2の上記要件によれば構造物を「複合材料作 用を必要とする場合」に使用することは許容されないことを意味する。 従って、実施例１のスラブが高い剪断抵抗を含む高い耐久性(carrying capaci ty)と集中剪断応力を含む極めて高い負荷の下の非常に高い靱性を示したことは 、当業者にとって非常に驚くべきことで あると考えられる。 しかしながら、本発明を説明する前に粒子基材料における材料破損の機構を検 討することが理解のために必要である。 破断−境界付近での破壊 鋼のような強い材料の表面付近でのコンクリートのような材料における破断は 、引っ張り分離及び剪断による分離の形で起こる。 通常、張力下での金属板とコンクリートとの間の分離破断に対する抵抗力は、 特にその分離破断が割れの開始後拡大(careening)によって起こるときは、小さ い。この抵抗力は純粋な剪断に対しては本質的により高い。これが、平坦な板と は異なって、異形板の形の本発明の実施態様にとける主たる原因である。ここで 望ましくない拡大破壊は強力に反作用を受けるので、剪断による接触破壊かより 主要な破断の形態となる。この点に関して、本発明は先行技術の構造、例えば従 来のコンクリートおよび鋼の台形状の異形板と異なることはない。 それ故、上記の背景の下で、剪断により引き起こされる破壊時に何が起こるか を考えること、及び、これに照らして、その後で、本発明によって提供される、 先行技術に較べて剪断破壊に対する抵抗を改良する手段と、それによって得られ るものを考えることが最も重要である。 粒子基複合材料と「補強」棒材又は異形板の間の剪断破壊は非常に複雑である 。マクロな尺度では、前記破壊は主として金属表面（図４．１）又は主として複 合材料の中（図４．２）で起こり得る。 表面３におけるコンクリートは、異形板４に関して矢印の方向に変位される。 ２において、破断表面６で示されているように、破壊はコンクリート製品中で起 こっているので、コンクリートの最下部５は異形板に関して元の位置に保持され ている。局所界面破壊 界面付近での破壊は、金属表面の原子と複合材料の原子との間の原子の分離に よって起こり得るか、従来の系では、界面付近の複合材料中での破壊を原因とし ても−そして非常にあり得ることであるが主としてそれを原因として−起こり、 界面それ自体では起こらない。 表面、例えば鋼板の表面に近い従来のコンクリートの構造を考えてみよう（図 ５）。コンクリート１、モルタル２及びセメントペースト３に関する界面がここ に示されている。４は金属板であり、１は石５及びモルタル２を有するコンクリ ートであり、このモルタルは今度は砂粒子６及びセメントペースト３からなる。 このセメントペーストは部分的に水和したセメント粒子７からなり、このセメン ト粒子は多孔質水和物生成物８を形成する。 表面付近では、前記粒子はこの表面からはるかに離れた所よりも充填密度が低 く、このことは、今度は前記表面から十分に離れた材料中の性質から逸れた性質 を有する境界帯域に反映される。このことは曲線で示されており、ここに、横座 標は前記板の表面からの距離を示しており、縦座標（ｙ）は性質（例えば、強度 、硬度又は密度）を示す。 従って、前記鋼表面に非常に近接して、厚さ約１０μmのセメントペーストの 境界帯域（ＧＺｃ）があり、ここに前記材料は、この材料の内部よりもセメント 粒子の濃度の低い粒子構造でできている。この帯域はより多孔質であり、この材 料の内部のセメントペーストよりも多孔質であり、はるかに弱い。 前記例示したコンクリートにおいて、対応して厚さ約１mmのモルタルの多孔質 帯域（ＧＺｍ）があり、この帯域はセメントペーストの含量が実質的に高く、対 応して砂粒子の含量が低い。砂粒子は強 く、剛性であるから、前記粒子含量の低い境界帯域は、表面から遥かに離れた材 料内のモルタルよりも弱いであろう。対応して、厚さ約１０mmの、石の濃度の低 いモルタルに富んだ帯域がある。このことは、もし前記石が前記モルタルよりも 強いときは、表面から遥かに離れた材料よりも弱いことを意味している。 前記剪断抵抗は、異なった方策によって異なった方法で改善することができる ： １）特に境界層の構造を含んで、コンクリートの構造を改善することによって 、強度付与性が改善される、 ２）前記境界帯域に近接する金属表面の断面形状を適合／賦形することにより 、弱い境界帯域の効果は減少する。 従来の鉄筋コンクリートにおいて、約１mmの波頂(crests)を設けられた鋼補強 に関連して方策２が用いられる。これは、補強に沿った剪断破断はセメントペー ストと鋼表面との間の１０μmの薄くて弱い境界層では専ら起こらず、外側のモ ルタル／コンクリート中に広範囲に起こるよう強制することを確保する。 その上に特別なアンカー手段の設けられていない異形板に関しては、補強棒の 設けられたものよりも遥かに表面が平滑であり、対応して、微細な／弱い境界帯 域に関するより大きな問題がある。 本発明によるアプローチにより、前記複合材料は非常に顕著に改善され、その ため通常は平坦であると言われる従来の異形薄鋼板を利用して、「コンクリート 」と共に混成構造をもたらし、また「コンクリート」と密な接触をもたらし、非 常に高い支持能力、高い靱性及び非常に高い剪断応力を吸収する能力を示す。 上記の問題の複雑さ(complex)を参照しそして例として、セメントをベースと する結合剤を有する複合材料を、部分的には慣用のコンクリートを、部分的には しばしば本発明による製品における好ま しい複合材料、を考察する（図６）。この図は、境界１に近接した結合剤の、部 分的にはセメントペースト（図６ｂ）を、部分的には図６ａに示された結合剤（ これは、従来よりも本質的に緻密に充填されたセメント粒子２、及び前記セメン ト粒子の間の間隙に堆積された超微細なＳｉＯ3粒子を用いて、一般に本発明に よって用いられる）。 ここで得られるのは次のことである： １）一般的な材料の改善、例えば典型的には強度の５倍の向上； ２）当初は、多孔質で弱い約１０μmの厚さの境界帯域の特別な改善；具体例 においては、強度の２５倍の増加。これは典型的には実際において目立つ； ３）多分マイクロシリカ粒子（１００ｎｍ＝０．１μm）のような厚さの超微 細な帯域は別として、従来の弱い境界帯域の殆ど１００％の除去。 これは、セメントベースの複合材料の引っ張り強度が少なくとも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であることの要請に、そしてまた、そのようなセメント−ベースの結合剤 の組成に対する要請に反映される。 複合材料の結合剤によって特徴付けられる製品は、セメント様ポルトランドセ メント及び／又はアルミネートセメント並びに好ましくは更に、容量部にして１ 〜４０％の、好ましくは５〜２５％のマイクロシリカのような超微細粒子に基づ き、これは前記結合剤の全体積の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも５５ ％、より好ましくは少なくとも６０％、更により好ましくは少なくとも６５％、 最も好ましくは少なくとも７０％という微細粒子（例えば、セメン ト＋マイクロシリカ）の高い全含量によって特徴付けられる。 これらの手段は、本発明の性能により、実際には、従来の「平滑な」板を用い て１０μm〜５又は１μmの平面からのずれを持ったミクロな粗さの利益を得るこ とができる。そのような粗さは、板と従来のセメントペースト／コンクリートと の間の弱い境界帯域（厚さ約１０μm）を通しての破断を防ぐには全く不十分で ある。 この記述から明らかなように、このアプローチは、本発明の複合材料の特徴で ある全体の構造に関するパッケージ／性質に関するパッケージの一部に過ぎない 。以下に、靱性／脆性に関する問題を考察する。剪断破断（一般） 図７は、接着剤接合部で相互に保持された対象物−ブロック１及び基層２−を 剪断にさらしこの接合部が破壊するまでを示している。接着剤接合部は、最大応 力まで実質的に線状の弾性挙動を有する材料から構成されている。この挙動はコ ンクリート及び本発明と組み合わせて使用される多数の複合材料に典型的なもの である。 もし、例えば全破壊までに１mm引き伸ばせる接着剤接合部によって相互に保持 された極めて剛性の大きい物体が相互に動かされるならば、前記最大張力（Ｔo ）は、破壊の状態における全接触表面で有効である。もし、他方で上記と同じ接 合剤を用いて同じ基層に接着された弾性のゴムカーペット／コンベヤーベルトが ５ｍ引っ張られるならば、この力は恐らく１０〜２０mmの伸び（前記ゴムベルト の厚さ及び剛性９に依存して）に過ぎない小さな作用帯域に伝達されるのみであ ろう。更に動かすことにより、前記接触帯域は前記力が作用する端部で破壊され る。亀裂は伝播して、小さな作用接触帯域は内側へ変位する。 伝達される力は全領域に対応するのでなく、作動帯域のサイズの 範囲／領域に対応する小さな部分のみに対応する。もし作動帯域が、例えば２０ mmであり、前記「板」が５ｍであれば、この５ｍの大きさの板が極めて剛性の高 いものであるとして、最大剪断力は対応する力の約４０／００に過ぎない。 接触破断／降伏でのこの機構の認識は、先行技術による異形板／コンクリート 複合製品の作用モード及び弱さの理解のために、また、先行技術に較べて大きく 、顕著で、当業者にとって非常に驚くべき改善を提供する本発明によって作り出 された手段／方策の理解のために、非常に重要である。 それは特に、本発明による製品のための複合材料の組成に関連して必須の非常 に極限された力の伝達と関連した上記の脆い挙動に対して安全にするための方策 である。 図８は、典型的な、従来のコンクリート１、強いコンクリート２、及び３（繊 維で破断−靱性を付与された２と同じ強い材料）を示す。引っ張り強度と割れ帯 域変形との関係が示されている。単位面積の割れを形成する仕事を表すこれら曲 線の下の領域は、破断Ｇ（単位Ｎ／ｍ又はＮ／mm）の各エネルギーを示す。非常 に強く、非常に強靱な材料は、本発明による典型的な複合材料を表す。 材料強度及び剛性を与える他になされることは、それらに非常に高い破断靱性 ／割れ靱性を与えて、これらの力が大きな接触面積に亘って同時に作用するよう にすることである。この概念は図８に示されている。 普通の引っ張り強度（例えば、３Ｎ／mm2）の従来のコンクリートは、普通の 割れ帯域変形（３０〜５０μm）を有する一方で、従来の非常に強いコンクリー ト（引っ張り強度は例えば１０Ｎ／mm2）は実質的により小さい割れ帯域変形− 典型的には約１０μm−を有する。これは本質的に、より高い脆性となって現れ る。数字的に はこれはまた、破断のエネルギーＧ（曲線の下の面積）のエネルギーは強度に対 応して増大せず、粗く見積もって変化しないままである。従来のコンクリートの 破断エネルギーは、１００Ｎ／ｍのオーダーである。 本発明に関して使用される複合材料は、非常に高い破断靱性を与えられ、それ らが、少なくとも５００Ｎ／ｍ、好ましくは少なくとも１０００Ｎ／ｍ、より好 ましくは少なくとも２５００Ｎ／ｍ、更に好ましくは少なくとも５０００Ｎ／ｍ 、もっと更に好ましくは少なくとも１０，０００Ｎ／ｍ、最も好ましくは少なく とも２０，０００Ｎ／ｍという高い破断エネルギーを付与されるという事項で表 される。 従って、従来の非常に強いコンクリートを包含する従来のコンクリートよりも 約５倍超ないし２００倍超高い破断エネルギーに対応する破断エネルギーで表さ れる破断靱性の増加が存在する。 破断のエネルギーが非常に顕著であるという事実は、また、前記材料が大きな 割れ帯域変形を行う能力か、対応して増大するということも意味する（図８参照 ）。先に引用／要求された破断のエネルギー（少なくとも０．５Ｎ／mmないし少 なくとも２０Ｎ／mm）に関しては、割れ帯域変形の増大は典型的には、非常に強 い従来のコンクリートについての１０μmから、本発明の（より強い）強靱な複 合材料についての１０００μm超への増大である。 高い靱性を付与することは、第１に、微細で、強くて、剛性の繊維を、好まし くは高い体積濃度で添加することによって達成され、この場合、前記粒子ベース の複合材料は、容量濃度にして０．１〜１％、及び／又は１〜２％、及び／又は ５〜１０％、及び／又は１０〜２０％、及び／又は２０〜６０％で、ばらばらの 繊維としての長い粒子を含む。 例えば、従来の、多数の繊維を含む比較的弱い多孔質のコンクリート又はモル タル混合物で得られる高い靱性単独は、本発明による製品の特徴である異形板と の密な共同作業にとって十分でない。従って、コンクリートと異形板との間の剪 断破壊は、一般には弱い多孔質の境界帯域で起こり（図５及び“ｂｏｒｄｅｒ ｚｏｎｅ ｆａｉｌｕｒｅ”の記述を参照のこと）、繊維が作用する材料の内部 では起こらない。 本発明に従って、境界帯域をより強く、より緻密に、そしてより剛性にするこ とにより、破れは繊維が作用する材料の内部へ（材料の表面から離れて）大いに 伝播させられることになり、これによって繊維で得られる本質的な破断靱性の利 用を確保する。 このことは複合材料に関する本発明の必須の組み合わせであるａ）高い強度、 ｂ）高い剛性、及びｃ）高い破断靱性、を再び強調する。 強く、剛性で、強靱な複合材料に基づく構造を有する本発明の比較 密に充填されたセメント及びマイクロシリカと共に結合剤を含有する複合材料 を包含する高濃度の粒子を有する緻密な粒子ベースの複合材料を製造することは 知られている。Ｂａｃｈｅ Ｈ．Ｈ．のヨーロッパ特許明細書Ｎｏ.００１０７ ７７“Ｓｈｅｐｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅ ｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｓａｍｅ”を 参照のこと。 Ａｌ2Ｏ3含有部の砂及び石のような非常に剛性で、強い粒子を用いて得られる 特に高い強度及び剛性を有する材料を製造することも知られている。Ｂａｃｈｅ Ｈ．Ｈ．，“Ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ Ｃｅｍｅｎｔ／Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｂａｓｅｄ Ｍａｔｅ ｒｉａｌ， ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅ ｒ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，Ｊｕｎｅ １９８１，Ｏｔｔａｗａ，Ｃａｎａｄａ，Ｃ ＢＬ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．４０，Ａａｌｂｏｒｇ Ｐｏｒ ３３ｐｐ．を参照 のこと。 従来の鉄筋コンクリート中のコンクリートに埋め込まれた鋼の補強材と関連し て使用されるのと同じ原理に従って、「コンクリート」に埋め込まれこれによっ て完全に取り囲まれた棒、針金又は網で補強された補強製品中にそのような材料 を使用することは公知であることも、同じ刊行物から明らかである。 しかしながら、強く、剛性で、強靱な複合材料を伴う技術（上記刊行物参照） に照らして、そのような強く、剛性で、破断に対して強靱な複合材料と密に接触 した板を用いる本発明に従って製品を製造することは新規であり驚くべきことで ある。 従って、ＰＣＴ／ＤＫ８７／０００７２公報から引き出すことのできる教えは 、非常に明らかに「コンクリート」内に埋め込むことによってしっかりと楔止め された丸い棒及び針金による補強を確保することである。全ての補強部材は、実 質的に円形の断面である棒、針金である。この公報は、「補強材」はみぞ形鋼及 びＩ形鋼も包含することを言及している。ここでは問題は明らかに棒についてで あり、板についてではない。問題はまた、非常に明らかにコンクリートによって 十分に取り囲まれ、埋め込まれた補強棒についてであって、本発明に従って複合 材料によって形成された物体の、好ましくは外側に配置された異形板についてで はない。 先行技術においても上記の文献においても、いずれにせよ当業者 を外側に配置された異形板に関する本発明に導くようなものは何もない。反対に 、前記ＰＣＴ／ＤＫ８７／０００７２公報に含まれる補強機能に関する全ての教 えは全体的埋め込みの重要性を支持している。 それ故、これらは明らかに当業者を本発明に導くような思想／アイデアから方 向をそらし、本発明に全く導くものではないであろうから、本発明は新規であり 、上記の文献を背景としても当業者にとって非常に驚くべきものである。剪断挙動の定量（概要） 「計算例」のもとで、複合材料の大きな製品／物体に固定された鋼板の変位の 挙動の分析が示される。極めて単純化されているが実際に何が起きているかに関 し良好な定性的、部分的には定量的な鑑定を与える系を検討した。 最初の二つの計算例では、鋼設計者便覧(Steel Designers Man-ual)で計算例 として用いられる材料及び構造と同様である通常のコンクリートと接した鋼板を 有する従来技術の混成構造に対応する入力データが使用される。 最後の二つの計算例（３及び４）では、この文書の例１で使用される材料と同 様である本発明のために使用される複合材料に対応する入力データが使用される 。 これらの計算例でもって、なぜ従来技術による異形板／コンクリート製品が明 白な脆性挙動で純粋に変位して機能するのかが証明・説明される（「複合作用」 が必要とされるような構造を使用しない英国標準規格の指針による）。 実際の経験によれば、ａ）より高い強度のコンクリート、ｂ）より高い強度の 鋼で、どうして利益が得られないのかも証明・説明される。そのような手段の明 確な否定的効果、支持能力（耐久性；ｃ arrying capacity）が小さいこと、脆性が高いこと等、がなぜ生じるのかも証明 及び説明される。 次に、以下の例は本発明を表す。本発明の範囲内で構成される、異形鋼板と複 合材料の間の完全に異なる密な協働作用(intimate co-operation)がどうして得 られるのかが証明・説明される（計算例３及び４参照）。 例えば、当業者にとって驚くべきことに、剪断容量が通常のコンクリートにつ いての挙動と比べて約30倍増加し、そしてまた通常の非常に強固なコンクリート （本発明による材料と同じ強度を有するが本発明による高い破断靱性を本質的に 取り込んでいない）と比ベて同じ率（30倍）だけ増加することが示される。 これらの計算例で説明される結果は、「鋼設計者便覧」に示された計算例によ り従来技術の製品について、また例１で説明される物理的試験された製品により 本発明の製品について説明される事実とよく一致する。 粒子を基にした複合材料（コンクリート）の破断靱性を増大させることにより 異形鋼板と複合材料との間の剪断容量を向上させることは、当業者にとって目新 しく且つ驚くべきことである。 当業者にとっては、既知の認められた技術による実質的に同じ又はより小さい 剪断容量とより高い脆性を有する非常に強固なコンクリートを使用することによ り、系にそのような向上をもたらすことは、更に驚くべきことである。 当業者にとって、本発明による材料の対策により、極めて高品質（強度）のプ レート要素を効果的に利用することが可能であることは、なお更に驚くべきこと である。従来技術では、強度が通常よりはるかに高いが厚さは半分の異形鋼板を 使用すると、例えば、剪断容量(shear capacity)が著しく低下し、またもともと の高い脆性が 増大することになり、すなわち認知されていてそのような複合材料について受け 入れられた設計上の規定の一部である現象が起きる（「鋼設計者便覧」参照）。それほど硬質でない結合剤、例えばプラスチック、を基にした本発明による複合 製品 本発明の特定の側面は、複合材料か、それほど硬質でなくしばしば非常に変形 しやすい材料、例えばプラスチック材料の結合剤の如きもの、を基にしている製 品に関する。 薄い「接着接合部」のように、そのような材料は非常にしばしば、硬質の構成 要素を一緒に強く保持しそしてそれらの間に力を伝えるのに非常に適している。 同様の原理に従って作用すれば、これらの材料は、細い繊維の複合材料において 細くて強い硬質の繊維を保持しそしてこれらの間に力を伝えるためのマトリック ス材料としてやはり非常に適している。ここでは特に、接着材料の接着性と高い 変形性能を利用する。ところが、大抵の種類のプラスチックのような軟質材料は 、強固且つ硬質の混成構造体において例えば鋼板と一緒に一体にされる構成要素 として取り入れなくてはならない大きな構成要素のための材料としては不適当で ある。ここでは、通常のプラスチック材料は大変に降伏しやすい。 例えば、異形鋼板との仮想の混成構造体は、例１（ここでは複合材料が通常の プラスチック材料と置き換えられてはいるが）でもって示されるように、この明 細書の例１の混成構造体で証明される強度及び剛性などは決して示さないであろ う。 本発明による製品／構造体におけるプラスチック粒子基複合材料では、複合材 料を、強く、硬質で、剛性で、且つ同時に靱性の物体であって、強固な板、例え ば強固な鋼板と機械的に緊密に共働する物体を作製するのに適したものにする、 同じ特性や特性の組み合わ せが提供される。これは、下記で説明する構造構成で得られる。構造構成−粒子−繊維−混成製品 １．構造材料を、適切に非常に高い容量濃度の結合剤、例として強固で硬質の 粒子を取り入れるプラスチック材料の結合剤から構成する。 本発明による製品のためのそのような粒子を基にした複合材料の興味深い一つ の群では、例えば50μｍから最小0.１μｍまで、そして0.01μmまでさえの、非 常に細かい粒子を使用する。ここでは、「セメント粉末度」という表示（一般に 平均粒度か５μｍと15μｍの間で、適切には５〜10％が50μｍより大きいセメン ト粒子に当てはまる）と、「セメントより細かい」という表示（例えば、平均粒 度が約0.1〜0.2μｍである通常のマイクロシリカに当てはまる）をしばしば使用 する。そのような物質は、複合材料の結合剤がセメントサイズの「細かい」粒子 を基にし、そして好ましくは、１〜40％、好ましくは５〜25％の容量部でマイク ロシリカのような超微細粒子をも基にしていることを特徴とする製品であり、結 合剤の全容量を基にして少なくとも50容量％、好ましくは少なくとも55％、より 好ましくは60％、更に好ましくは少なくとも65％、最も好ましくは少なくとも70 ％という細かい粒子（例えばセメント＋マイクロシリカ）の高い総含有量を特徴 とする製品で使用される。 本発明による製品のための粒子を基にした複合材料の興味深いもう一つの群は 、より大きな粒子を高い容量濃度で含み、そして細かい粒子を少しも含まずある いは少量だけ含有する。「より大きな」とは、セメント粒子より大きいこと、典 型的には100μｍより大きい粒度を意味するが、まれには粒子は10mmより実質的 に大きい。 そのような興味深い複合材料は、アルミナ、炭化ケイ素そして窒化ケイ素材料 又はそれらに富んだ材料のようなより強固な材料より も好ましい天然の強固な岩石、例えば石英、輝緑岩及び花崗岩といったものの粒 子のような、及び／又は、鋼もしくは鋼の合金のような強固な金属の粒子のよう な、硬質の強固な粒子を、全複合材料を基にして少なくとも30容量％、好ましく は少なくとも40％、より好ましくは少なくとも50％、更に好ましくは少なくも60 ％、最も好ましくは少なくとも65％の容量濃度で含有することを特徴とする。 最後に、細かい粒子と大きな粒子の両方を有する、本発明による製品のための 粒子を基にした興味深い複合材料であって、 ａ）高濃度の「細かい」粒子と中程度から高濃度までの「より大きな」粒子、 又は ｂ）中程度の濃度の「細かい粒子」と高濃度のより大きな粒子、又は ｃ）比較的高濃度の「細かい」粒子とより大きな粒子の両方、を有する複合材 料がある。 そのような複合材料は一般に、「細かい」粒子とより大きな粒子の合計を指す 強固な硬質粒子を非常に高い容量濃度で有することを特徴とする。 ２．複合材料はまた、強固な硬質粒子を含有するほかに、細長く、強固な硬質 成分を、一般には分離した繊維、糸、布帛又はウェブの形態で、そして常にとい うわけではないが適切には高い容量濃度で含有し、粒子を基にした複合材料が細 長い粒子を分離した繊維として、0.1〜１％及び／又は１〜２％及び／又は２〜 ５％及び／又は５〜10％及び／又は10〜20％及び／又は20〜60％の容量濃度で含 有することを特徴とする。 本発明による製品のための複合材料の多くにおいて、繊維は靱性を付与すると いう主目的を満たすだけである。繊維の容量割合はしばしば非常に小さい（例え ば２％以下）ので、それはもともとの粒 子強化材料の剛性に最低限の効果のみを及ぼし、そしたまた複合材料に実際に取 り入れることができる粒子の量と大きさに最低限の影響のみを及ぼす。 高い繊維濃度、例えば10〜20容量％、特に20〜60容量％、そして特定的に約60 容量％の繊維濃度では、繊維は剛性への寄与に関しても粒子との相互作用に関し ても、顕著な効果を及ぼす。例として、ａ）繊維の非常に高い含有量と、ｂ）そ れに対応して「粒子」の低い含有量、任意的には「粒子」が全くないこと、を特 徴とする、高い剛性と破断靱性とを有する本発明による製品のための非常に興味 深い複合材料がある。 ３．本発明による複合製品について言うと、上記の複合材料は、異形形状を与 えられたスラブの形態の、例えば鋼の、強固な硬質構成要素と組み合わされる。 複合材料においてプラスチックの又は相当するそれほど硬質でない結合剤を基 にした本発明による複合製品については、１〜３から説明されるルートを特徴と することができる。 １．非常に高濃度の粒子を用いれば、プラスチック材料（関係する純粋なプラ スチック材料に関連して検討される）には、非常に高い剛性と非常に高い圧縮強 さ、そして実質的に「変化のない」引っ張り強さ、及び最大限の応力に至るまで の変形に関して非常に小さい降伏値が与えられる。 ２．繊維を用いれば、上記の硬質であるが脆いプラスチック複合材料には、非 常に高い破断靱性、すなわち最大応力後の挙動に関連しての亀裂帯域の変形と亀 裂の開口に関係する高い変形性能とエネルギー容量が与えられる。 ３．剛性、圧縮強さ及び破断靱性に関し完全に変更される材料挙動の場合には 、我々は当然、通常のプラスチック−金属混成構造（ 接着等を参照）から縁を切らなくてはならない。１及び２で述べたように変更さ れた平板−プラスチック複合材料は、混成構造体について一般に言及されるのと 同じ弱点（傾斜破断（careening ruptu-re）等）に悩まされる。本発明によるプ ラスチックを基にした製品の独特な混成挙動は、強固な異形硬質板を使って混成 構造体(hybrid constructions)を作製することにより確実にされる。 本発明は、複合材料についての特性や特性の組み合わせに対する要件に、いか にしてそのような特性を得るかに関する要件を付加して規定される。 本発明を表現する別の方法は、異形板(profiled sheet)を緊密に接触させるこ とにより本発明の製品／構造体又はその部品を形成する混成製品(hybrid articl es)の複合材料についての特性や特性の組み合わせを得るためになされるアプロ ーチに主として焦点を合わせることによる。 複合材料から構成された物体の完全に又は少なくとも本質的に外部に好ましく 配置された異形板と緊密に接触するプラスチックを基にした複合材料から構成さ れ、混成製品を形成する対象物は、ａ）複合材料の結合剤が、セメントと同程度 の大きさの細かい粒子を含有し、そして随意により細かい粒子も含有していて、 セメントの粉末度又はそれより細かな、例えばマイクロシリカのような細かい粒 子を含めて、凝固前のセメントの容量割合が少なくとも50％、好ましくは少なく とも55％、より好ましくは少なくとも60％、更に好ましくは少なくとも65％、最 も好ましくは少なくとも70％であることを特徴とする、強固で密度の高いセメン トペースト及び／又はプラスチックを基にした結合剤と同様のその他の結合剤を 基にしていること、及び ｂ）複合材料が分離した繊維の如き細長い粒子を、0.1〜１容量 ％、及び／又は１〜２容量％、及び／又は２〜５容量％、及び／又は10〜20容量 ％、及び／又は20〜60容量％の濃度、あるいは60％より高い濃度で含有している こと、そして好ましくは ｃ）複合材料が、アルミナ、炭化ケイ素そして窒化ケイ素材料又はそれらに富 んだ材料のようなより強固な材料よりも好ましい天然の強固な岩石、例えば石英 、輝緑岩及び花崗岩といったものの粒子のような、及び／又は、鋼もしくは鋼の 合金のような強固な金属の粒子のような、より大きく、硬質の強固な粒子を、全 複合材料を基にして少なくとも30容量％、好ましくは少なくとも40％、より好ま しくは少なくとも40％、更に好ましくは少なくも50％、なお更に好ましくは少な くも60％、最も好ましくは少なくとも65％の容量濃度で含有していること、及び ｄ）プレート構成要素が強固であって、引張強さが少なくとも100MPa、好まし くは少なくとも200MPa、より好ましくは少なくとも350MPa、更に好ましくは少な くとも500MPa、なお更に好ましくは少なくとも700MPa、最も好ましくは少なくと も1000MPaであることを特徴としていること、 を特徴とする。 特定の側面において、本発明は、より大きな粒子がなくあるいは低濃度のより 大きな粒子を含むに過ぎない複合材料を組み入れた製品に関する。 単なる粒子に関しては、そのような複合材料は、ａ）もっぱらセメント粒子と セメントの粉末度あるいはそれより細かな粒子のみ、及び／又はｂ）わずかによ り大きな粒子、例えば100μｍから、250μｍ又は最大で１mmまでの大きさの粒子 も含有しているもの、から構成することができる。 このカテゴリーの複合材料は、ａ）厚さか例えば10mm未満又は５ mm未満又は２mm未満である非常に薄い製品／部品、及び／又はｂ）非常に制限さ れた内部構造を持つ製品、例えば、繊維濃度が高く、例として２〜５％、及び／ 又は５〜10％、及び／又は10％と20％の間、及び／又は20％と60％の間の、及び ／又は60％より高い濃度を持つ製品、にとって特に重要である。製造 １）セメントを基にした強固な材料、もっと一般的に言えば粒子を基にした強 固な複合材料が２）異形板と緊密に接触したものから構成された構成要素の製造 は、 １．複合材料、例えばデンサイト(Densite)タイプのセメントを基にした強固 な材料の製造、 ２．異形板、例えば異形鋼板の製造、 ３．項目１と２に記載された構成要素間の緊密な接触を確実にすること、 を含む。 複合材料、例えばセメントで結合された材料の製造は、それぞれの複合材料を 製造するための既知の技術に従って行うことができる。 同様に、異形板の製造は、そのような板を製造するための既知の技術に従って 行うことができる。 本発明は、緊密な接触を得るために、また、例えば異形板が複合材料の製造に 関して型（form）又は工具（tool）として機能する、あるいは逆に複合材料が異 形板の製造において型又は工具として機能する一体製造のために、構成要素を一 緒に接合するプロセスと方法に関する。 一つの側面において、本発明は、複合材料の構成要素にそれらの最終形状を与 えそして異形板と緊密に接触する最終位置を与える工 程において異形板が成形型側として働く方法に関する。 成形は、異形板に対して流し込み又はプレスされる素材を、好ましくは機械式 の振動で補助して、流し込むことで行うことができる。 これらの方法は、凝固前の生の状態では容易に流動する素材をプラスチックや 硬質プラスチックに流し込むことを含む。これらの方法は、薄い層の自身の重量 に相当する10又は100 Paから高圧圧縮の場合の10又は100MPaまでの圧力をかける ことを含む。 成形の特定の側面は、流し込み用の素材を板へ塗りつけ又は吹きつけることで 行うことができる。 本発明の特定の側面は、上記の方法を、例えば塗りつけ又は吹きつけに続いて 、加圧圧縮（圧力を振動させるのがしばしば好ましい（振動圧縮））と組み合わ せる方法に関する。 本発明の他の側面では、複合材料の構成成分のうちの一部又は全部一より大き な粒子、繊維等−を、異形板と接触させて予め配置し、それからこれらの成分間 の空隙（キャビティ）に、浸透により液体結合剤を、例えば真空及び／又は外部 からの加圧で補助して満たす。 本発明のもう一つの側面では、板と複合材料の流し込み用素材の細かい粒子＋ 液とを最初に緊密に接触させ、次により粗い分を細かい粒子＋液と接触させる。 本発明の一つの側面では、これを、生の状態で、上記の細かい粒子＋液をより粗 い粒子と構成要素との間に同時に移して行う。この方法は、遠心力により、ある いは内側の空気の蓄積を免れるためことによっては内部の減圧により補助される 外部加圧により、行うことができる。 本発明のもう一つの側面では、より細かい粒子と限られた空隙に、例えば間隔 を開け密に配置された補強材の間に、あるいは板のざ らざらしているところに浸透する液とから構成される物質を、上記のように最初 に適用し、続いて、粗い粒子系が浸透していくことができる領域からより細かい 粒子＋液の系を追い出し、且つ同時に、細かい粒子−液体の材料が詰った粗い粒 子が浸透できない限られた狭い間隙を残す、細かい粒子と粗い粒子の両方＋液を 含有している流し込み用の素材を適用する。 流し込み用の素材を板と緊密に接触して成形してから、流し込み用の素材は、 例えばセメントで結合される材料の場合には水和により、熱可塑性材料の場合に は固化により、そして熱硬化性プラスチック材料の場合には重合により、凝固す る。 本発明による多数の方法については、板要素と板との最終的な接触がこのよう にしてやはり得られた。 本発明の興味深い側面は、複合材料間の界面での特定の手段、例えば接着とい ったもの、に関する。本発明の一つの側面では、凝固した材料を板から切り離し 、その後接着剤を片面又は両面に適用し、それからそれらを再び緊密に接触させ 、次いで接着剤を固化させる。 本発明のもう一つの側面では、接着剤を板の表面へ適用してから、流し込みそ して例えば固体フィルムの形に硬化させる。複合材料を板と接触させそしてまた 適用された固体フィルムとも接触させてから、後者を加熱により溶融させ、次い で固化させて所望の接着接合部を形成する。 本発明の別の側面では、複合材料と板を別々に作製し、次に緊密に接触させて 、例えば接着により保持して、集成する。 本発明の特定の側面では、最初に複合材料製品を製造し、次いで板要素をこの 複合材料製品の表面と緊密に接触させる方法により板部品を作製する。このカテ ゴリーの方法は、複合製品の外形になら うよう、加圧、随意には減圧、そして加熱により補助されて成形される平面板を 基礎材料とすることかできる。例として、それはプラスチック板の減圧成形ある いは超可塑性金属の板の加圧成形でよく、両方の方法とも一般に高温で行われる 。 もう一つのしばしば好まれる技術は、亜鉛めっき浴で複合製品の表面に金属の 外皮を付着させる亜鉛めっき法である。本発明の範囲内のそのほかの技術は、例 えばプラズマ溶射技術や化学気相成長といったその他の周知のコーティング技術 を基にする。まさに板を最初に製造する方法におけるように、完成した複合製品 上での板又は外皮の成形においては最終の接触を同時に行うことも可能であり、 あるいは方法は、最初に、成形した板又は外皮を複合製品から切り離し、その後 それらを次の工程で、例えば接着により、再び一緒に接合することを基にする。 従来技術による混成構造−例 次に、従来技術によるコンクリートと異形鋼板の典型的な複合構造を考える。 この例は、英国規格にしたがってこのような複合スラブが設計される仕方を説 明する、基本要領として使用される「鋼設計者便覧」から採用した。 試料は、均等に分配された荷重を吸収するように設計され、２つのエッジにそ って簡単に支持された３ｍのスパンを有するプレートの形態のカバー構造である 。カバープレートは、（下部の）異形鋼板と（上部の）コンクリートからなる。 異形：Ｚ形、高さ ５０ｍｍ 上と下のフランジ １２５ｍｍ 物体傾斜（水平／垂直） ２５／５０ （垂直からの偏差） 板の厚さ １，２ｍｍ 鋼の品質、降伏点 ２８０Ｎ／ｍｍ カバー厚さ ７５／１２５ｍｍ （コンクリート＋鋼板） 平均 １００ｍｍ コンクリートの圧縮強度 ３０Ｎ／ｍｍ2（立方体） 「鋼設計者便覧」において、複合製品として有効に機能するならば、即ち、コ ンクリートと異形板の間に剪断破壊がなければ（例えば、特定の機械的手段によ って固定される）、板によって吸収され得る最大モーメントの計算がなされる。 抵抗の塑性モーメントＭ１：３１，８００Ｎ（モーメント／メートル） このような板を用いた実験に基づき、破断の実条件が「鋼設計者便覧」に示さ れている。破壊は実質的により低い荷重で生じ、曲げではなくて剪断破壊による ものであり、最大剪断力Ｖｕ＝２１，８００Ｎ／ｍｍである。 上記の出発データに基づき、類似の均一な弾性プレート（即ち、複合プレート と同じ外側寸法を有するが、線形弾性挙動を有する均一で等方的材料からなる） における対応する最大応力の計算結果が下記に示されている。この計算は、単純 な角材についての理論に基づく。 結果を下記にまとめて示す。 スキーム：類似の弾性プレートにおける最大応力は、１）実挙動、２）有効な 複合作用が形成される条件での挙動に対応し、均等分布荷重は２つの破断条件に 対応する。 この結果は、通常の構造／製品における異形板とコンクリートの間の不十分な 協働を強調している。 即ち、破壊時の実荷重は、剪断破壊が回避されるならば板が耐えることができ るであろう荷重の約５０％に過ぎない。このように、複合挙動に対応する支持能 力は、全く利用することができない。 また、この結果は、本発明で採用される手段によって何か得られるかの推定に 応用され、例２に示される本発明の板を用い、何が純粋に物理的に得られるかに ついて比較される。 このように、例１の本発明による製品において、破壊時に、１９Ｎ／ｍｍ2の 剪断応力が発生し、これは、上記の従来の複合板におけるよりも１９／０．４２ ＝４５倍高い。 本発明による製品には、剪断破壊は全く発生しないため、実際の剪断能力はさ らに高い。即ち、剪断能力は、従来技術による複合製品のそれよりも少なくとも ４５倍高い。 このことは、１）コンクリート強度が、約１０倍(factor)以上に相当して高め られたに過ぎないこと、２）コンクリートと鋼板の間の破壊時の剪断抵抗は、一 般に、コンクリートの強度を高めることでは全く増加しないこと（計算例を参照 されたい）に照らして、非常に驚くべきである。計算例 次に、ａ）従来技術による製品、及びｂ）本発明による製品、におけるプレー ト複合材料の相互作用を例証するため、特に剪断破壊についていくつかの計算例 を示す。ここでは、図９に示すように、薄い金属板がコンクリート体に対して引 っ張られる単純化した系を 考察する。図は、厚さｔと弾性率Ｅａの薄い金属板１を横断面で示し、この金属 薄板１は、板の方向に作用する力３（Ｆ）による影響を受ける複合材料からなる 物体の外側に固定される。 純粋な剪断を説明するにおいて、板が平板か形材かは重要ではない。したがっ て、議論するために選択される（示した簡単なプレートと板混成構造について物 理的に例証する）。 変位を大きくすると、その中に力が伝わるゾーン（以下、変位ゾーンと表す） か伝搬する。力の作用点での変位が、伝わる作用力の最大値に達すると、変位ゾ ーンはその最大伸び（Ｌｃ）に達し、伝わる力はその最大の大きさ（Ｆ＝Ｆｃ） に達する。 さらなる応力の付加は（力の作用点の除去）は、エッジから変位ゾーンを除去 するが、力Ｆ＝Ｆｃを維持する。材料をさらに使用することによって得られるも のは、作用ゾーンの上に力を伝達できないことによって失われる。図は、製品と 前方クラック５の中のある距離にある力伝達ゾーン５が存在するこの状態を示す 。 この挙動は、理想化された場合を考えると下記に示すように表され、即ち、作 用ゾーン（Ｌｃ）の全体にわたって線形弾性挙動と一定剪断応力（Ｔｏ）を有す る場合である。 モデル複合体(complex)１ 板内の引張力 Ｆｃ＝２1/2ＥａＧｔ （Ｎ／ｍｍ） 板内の引張強度 σ＝ ２1/2ＥａＧ／ｔ（Ｎ／ｍｍ2） 作用ゾーン Ｌｃ＝２1/2ＥａＧｔ／（ｍｍ） Ｅａ：板エレメントの弾性率 Ｇ：剪断破壊時の破断エネルギー τｏ：剪断強度 ｔ：板厚さ モデルから分かるように、板エレメントの弾性率は、支持能力を表す式の一部 をなす。出来るだけ明確性／概観を得るように選択した説明の例は、板の剛性の みが関与する。実際の系において、コン クリートの剛性もまた重要である。結果は同じ傾向があり、即ち、コンクリート のより高い弾性率が、より大きい作用ゾーンとより大きい支持能力をもたらす。 変位に関係する破断エネルギーは、関連の技術文献によってそのような量が明 確に規定されていないにもかかわらず、また、張力下の破断エネルギーに対する 破断靱性についての要件に関してこの明細書の説明で選択しているが、この単純 化したモデルの一部をなす。張力に関する破断エネルギーを用いる理由は、本明 細書の「定義と説明」についての節に見られる。１．従来技術による既存の複合スラブを説明する挙動 コンクリート、板エレメント、板厚について実際のプレートと高い類似性を有 する複合材料スラブを、「鋼設計者便覧」の「複合スラブ」の設計例（コンクリ ートと、台形の異形を有する厚さ１．２ｍｍの板である異形鋼板からなる）とし て使用した。 出発データ： 最大の局部的剪断応力 τｏ＝５Ｎ／ｍｍ2 板厚さ ｔ＝１ｍｍ 破断エネルギー Ｇ＝０．１Ｎ／ｍｍ 鋼板の弾性率 Ｅａ＝２×１０5Ｎ／ｍｍ2 剪断破壊時の破断状態はモデルに見られる。 板の最大引張力 Ｆｃ＝２００Ｎ／ｍｍ 板の最大引張応力 σ＝２００Ｎ／ｍｍ2 作用ゾーンの伸び Ｌｃ＝４０ｍｍ これは、接触領域の非常に小さい部分を横切って集中した力の伝達の（多くは 不都合な）脆い挙動を例証する。 Ｌ＝３．０ｍのスパンを有する簡易支持スラブに関する「鋼設計者便覧」によ る例に照らして見ると、このことは、例えば、約Ｌｃ ＝７５０ｍｍの距離を横切って剪断力が伝達されることを意味する。作用ゾーン の伸びＬｃについての値から分かるように、力の伝達は、わずかＬｃ＝４０ｍｍ の距離、即ち、剪断領域のわずか５％のみで生じる。このことは、言い換えれば 、平均の剪断応力が最大の約５％に過ぎないことを意味する。 τ＝５×（４０／７５０）＝０．２７Ｎ／ｍｍ2 このことに照らして見ると、従来技術の範鴫の多数の実験や実際の経験により 、使用が「複合作用」（該当頁参照）を必要とするこうした混成構造を使用する オーダーに関する上記の引用を参照し、「英国規格」に見られるように、剪断破 壊についての通常の複合スラブの弱さについて認識が得られたことは、驚くこと ではない。２．従来技術による既存の複合スラブについての改良されたコンクリート品質／ 鋼品質の作用の評価 計算例１の数値における出発点を用い、次に、比較的強い材料（コンクリート ／鋼）を用いた従来技術による薄いスラブのコンクリート混成構造で適度な利点 さえも得られず、構造の一般的教示から期待されるのに反し、比較的強い材料で 明確に劣った挙動が多いことの理由を示す。 コンクリート品質−強度 得られるコンクリートの強度を高めると（例えば、水とコンクリートの割合を 減らす）、剪断強度もまた高められるであろう。即ち、従来技術による設計原理 から、剪断強度を２倍にすると、複合スラブの２倍の剪断支持能力が得られるこ とが期待される。しかしながら、このことは正しくない。水／セメントの比を減 らすことによるコンクリート強度の増加は、より脆いコンクリートをもたらす。 即ち、強度を２倍にすることは、一般に、弾性率と破断エネルギーにあまり重要 でない効果を与えるに過ぎないであろう。多くの場合 、破断エネルギーは、破断などが複雑な経路ではなくて、弱いコンクリートで生 じるように簡単に進むことにより、一層低下するであろう。 上記の概略の推定の他に、本発明者は、コンクリートの強度としたかってτｏ もまた変化したときに破断エネルギーが変化しないと仮定すると（Ｇ＝０．１Ｎ ／ｍｍ）、下記の表１に示したように、τｏのそれぞれ２倍と３倍の増加が得ら れる。 表 １ τｏ Fc σ Lc Lc／0.25L τav ／mm2 Ｎ／mm Ｎ／mm2 mm ％ Ｎ／mm2 5 200 200 40 5 0.27 例１による計算値 10 200 200 20 2.5 0.27 より強いコンク 25 200 200 8 1 0.27 リートを用いた 実際の値 例として、力が伝達される領域のサイズは、最後から２番目の列に示されてお り、Ｌ＝３メートルの長さを有する上記スラブの全接触面積の％で表示されてい る。最後の列に平均剪断応力が記してある。 理解されるように、剪断能力（Ｆｃ）と鋼の利用（σ）について全く改良が得 られていない。唯一生じたことは、小さい力の伝達ゾーンがさらに集中したこと である（４０ｍｍの程度からそれぞれわずか２０ｍｍと８ｍｍに低下し、剪断力 の吸収に利用できる領域のそれぞれわずか２．５％と１％に相当する）。 この数値の例に照らして見ると、改良が全くなくて同じ剪断能力と結論せざる を得ない。実際には、表に示したよりも条件は悪くなった。その製品はさらに一 層脆く、局所的な応力と亀裂に敏感である。鋼の品質−強度 モデル複合体１から分かるように、例えば、２倍又は５倍の強度を有するかな り強い鋼を用いて一定の板厚にしても何も得られていない。一定の板厚さにおい て（例ではｔ＝１ｍｍ）、表に示したデータが全ての場合に得られ、その挙動は 鋼の剛性（弾性率）のみによって決まり、これはより強い鋼を用いても不変であ り、降伏応力や強度によらない（例に関して、２００Ｎ／ｍｍ2を上回る限り） 。 即ち、このことは、従来技術のノウハウによると、複合スラブの支持能力は、 主たる構成部分（コンクリートと鋼板）の強度を２倍／５倍にしても、２倍／５ 倍にされ得ないことを意味する。試してみても、その効果は、良くても不変の挙 動になる。板エレメントの有効な利用 材料を節約するために、例えば８００〜１０００Ｎ／ｍｍ2の降伏応力を有す るかなり強い鋼を使用することを考えても、状態はさらに悪くなる。 板の厚さを半分に、即ち、ｔ＝１ｍｍからｔ＝０．５ｍｍに下げたときに起き ることを考察する。（原理を例示するこの想定の例においては、別の理由により ０．５ｍｍの板厚さが弱くすることは無視する。例として、同様な系において１ ０ｍｍの板を５ｍｍの板に下げたとき、下記に示す同じ結果を得ることができた 。）モデル複合体１より、表２に示す値が得られる。 表 ２ τo Fc σ Lc Ｎ／mm2 Ｎ／mm Ｎ／mm2 mm 5 141 282 28 10 141 282 14 25 141 282 6 表１と表２の値を比較して分かるように、より薄いより強い表２の板は、劣っ た支持能力、即ち、先の非常に小さい剪断支持能力の３０％の低下をもたらす。 また、作用ゾーンは３０％低下した。鋼の品質は、所望のようには利用されず、 従来は板厚さを半分にすることが２倍の応力をもたらすと予測されていたが、４ ０％の増加に相当するに過ぎない。 例えば、２倍の強度の鋼（例えば、３００Ｎ／ｍｍ2に代えて６００Ｎ／ｍｍ2 の降伏応力を有する）を使用したい場合、板厚さは１／４に低下されるべきであ る。このことは、剪断能力の半分化と先の非常に小さい変位ゾーンの半分化に帰 結するであろう。いずれにせよ、板厚さを低下させるために従来技術のノウハウ によって高い鋼品質を使用することは、剪断の劣った支持能力とより大きい脆さ をもたらすであろう。 ３．例１に記載したのと同様な複合スラブ（複合材料の板厚さと特性について） を有する本発明による複合スラブを例証する挙動出発データ 最大の局所的剪断応力 τｏ＝25N／mm2 薄板厚さ ｔ＝１mm 破断エネルギー Ｇ＝3.6N／mm（3600Ｎ／ｍ） 弾性率（薄鋼板） Ea=２×105Ｎ／mm2 剪断破壊時の破断状態において、モデルから分る。 最大の引張力 Fc＝1200N／mm 薄板の最大引張応力 σ＝1200N／mm2 作用ゾーンの大きさ Lc＝48mm 例１に示した本発明の複合スラブにおいて（中心線の荷重に負荷のあるフリー スパン２８７ｍｍ）、わずか１４４ｍｍ（計算例１に ついて記載の公知のスラブ構造の７５０ｍｍに比較して）の範囲を有する領域で ある負荷と支持の間に剪断力が伝達される。このことは、全変位領域の４８／１ ４４＝３３％に実際の伝達が生じることを意味する（わずか５％の計算例１とは 異なる）。このことは、対応して、平均の剪断応力がτav＝２５×０．３３＝８ Ｎ／ｍｍ2となることを意味する。 即ち、例１の数値（Ｆ＝０．２７Ｎ／ｍｍ2）に比較して、剪断抵抗は約３０ 倍に増加した。 このような、高い数値だけでなく、わずか５倍（５Ｎ／ｍｍ2から２５Ｎ／ｍ ｍ2に）増加した剪断強度の６倍も高く剪断抵抗が増加ことはことは、当業者に とって非常に驚くべきである。 このように、従来技術の技術的ノウハウによって期待されるのに比較して、増 加した剪断強度にともなって６倍も高い「非常に驚くべき」効果が得られる。 計算例２に示した比較的強いコンクリート（及び鋼）の負の効果に関する従来 技術の経験からの結果に比較し、公知技術の範鴫にある当業者にとって、この結 果はさらに驚くべきである。 表１より、本発明によって、例えば、顕著な破断エネルギーの同時の増加なし にコンクリート強度を改良することのみによって得られる非常に高い剪断強度（ τｏ＝２５Ｎ／ｍｍ2）にともない、剪断応力の平均値は増加しないように見え る。 このことは、驚くべきことに、本例の数値に基づき、同じ剪断強度τｏ＝２５ Ｎ／ｍｍ2を有する材料で、本発明の複合材料に特徴的な極めて基本的な破断靱 性の導入なしに同様に極めて強いコンクリートを備えた類似系に比較し、剪断能 力の３０倍の改良が本発明によって得られることを意味する。４．本発明の複合体スラブの見積−より広範な見解 出発点としての計算例３から考えられるように、道具としてモデル複合体１を さらに用いて、本発明の異なる局面を考察／評価する。大型製品 本発明の範囲内の多数の製品の設計のための基礎である設計戦略の本質的特徴 は、脆性／靱性の程度が材料だけでなく製品のサイズに依っているという事実に 見られる。例証として、我々はここで、計算例３に記載し、実施例１に示したも ののような、しかしそれより１０倍大きい製品を考える。実施例１に関して、こ れは、例えば約３ｍのスパン、８０／３００ｍｍの高さを有するスラブ構築物、 及び１０ｍｍの厚みを有する異形鋼板を意味する。 我々は、以下の： ａ）計算例３の場合と全く同一の複合材料から調製された； ｂ）大型製品の挙動が計算例３に示したスラブの挙動と同様になるように適合 される材料の 製品を考察する。ａ）同一材料のもの 最大局部剪断応力 τｏ＝２５Ｎ／ｍｍ2 板厚 ｔ＝１０ｍｍ 破断エネルギー Ｇ＝３．６Ｎ／ｍｍ（３６００Ｎ／ｍ） 剪断破損時の破断の状態は、モデル複合体１から分かる： 板の最大引張力 Ｆｃ＝３８００Ｎ／ｍｍ 板の最大引張応力 σ＝３８０Ｎ／ｍｍ2 作用ゾーンの範囲 Ｌｃ＝１５２ｍｍ それは興味深い本発明の複合体スラブであることは明確であるが 、しかし計算例３のシステムに比して、板厚を１０倍にしても鋼板の破断の引張 力は１０倍には増大せず、鋼はそれほど有効には利用されない。 伝播ゾーンは小板より相対的に小さくなり、即ち３３％であるのに比して１５ ２／１４４０＝１０．７％であり、そして剪断応力の平均値は対応的に小さくな り、即ち小板では８Ｎ／ｍｍ2であるのに比して２．５Ｎ／ｍｍ2となった、とい うことも観察される。 その値は、従来技術の場合の値（計算例２：τａｖ＝０．２７Ｎ／ｍｍ2）に 比して非常に高い。τａｖ＝２．５Ｎ／ｍｍ2であれば、剪断力／面積は約１０ 倍大きい。 ｂ）程度及び靱性に関して改良／調整された材料のもの 本発明の製品を設計する場合に用いられる設計原則により、幾何学的に同様の 製品、例えば因子１０による破断エネルギーの同時増強により同一強度及び剛性 を有する材料のものの１０倍の大きさの製品に関して、同様の挙動が得られる。 これは、実際の場合に、我々が３．６Ｎ／ｍｍから３６Ｎ／ｍｍ（３６００Ｎ／ ｍ）に破断エネルギーを増大しなければならないことを意味する。これは技術的 に実行可能である。 典型的には、それは繊維含量を増大し（例えば、実施例１〜６に示した製品に 用いられる１．１％の実際のものから、又は９％のもの）、そして大型製品に適 応される繊維幾何学及び粒子幾何学的要件を修正することにより実行される。開始データ 最大局部剪断強度 τｏ＝２５Ｎ／ｍｍ2 板厚 ｔ＝１０ｍｍ 破断エネルギー Ｇ＝３６Ｎ／ｍｍ（３６０００Ｎ／ｍ） 弾性率（鋼板） Ｅ＝２×１０2Ｎ／ｍｍ2 モデル複合体１から判明すること： 板の最大引張力 Ｆｃ＝１２０００Ｎ／ｍｍ 板の最大引張強さ σ＝１２００Ｎ／ｍｍ2 作用ゾーンの範囲 Ｌｃ＝４８０ｍｍ さらに、我々は小型靱性スラブに関して前記したのと同一／同様の挙動を大型 製品に関して得た。 即ち： 変位領域の３３％までの伝播；平均応力τａｖ＝８Ｎ／ｍｍ2（慣用的技法（ 実施例１及び２を比較）を比較した場合の剪断抵抗の３０倍増）。５．従来技術及び本発明の３ｍ複合体スラ ブの支持能力 ａ）「鋼設計者便覧」に記載された従来技術の複合体スラブ（「従来技術によ るハイブリッド構築物」参照）及びｂ）本発明の被験複合体スラブ（実施例１を 比較）を基礎にして、支持能力の比較を実行した。 ３ｍのスパンを有し、反対縁に沿って支持され、等分布加重で荷重された単純 スラブを考える。従来技術（鋼設計者便覧による）のスラブは、記載された通り である。 本発明のスラブ構築物は、横断面に関しては、被験物（実施例１を比較）と幾 何学的に同様である。同時に、挙動が同様になるように、破断−靱性が調整され る（４におけると同様に）。実施例１において実験的に見出されたモーメント容 量（破断モーメント）を基礎にして、同様の大型スラブ構築物に関する古典的ビ ーム理論から、そして破断の対応する荷重を順次算出したものから、破断モーメ ントを算出した。 スラブ構築物 高さ 平均スラブ厚 破断時の荷重 厚み 圧力 水ｍ ｍｍ ｍｍ ｍｍ ｋＮ／ｍ2 ｍ 従来技術 125 100 1.2 14.5 1.45 本発明 125 53 4.2 204 20.0 236 100 7.9 728 73.0 316 135 10.5 1.306 131.0「コンクリート」と接触する異形鋼板を有する複合製品の支持能力 破断時の荷重は、等分布荷重の圧力に換算して、一部はｋＮ／ｍ2で、一部は 水柱のメートルとして表される。従来技術のスラブの支持能力は、それらが引用 される「鋼設計者便覧」に記述されている。 従来技術のスラブは、５／ＫＮ ｍ2の等分布荷重に耐えるように設計される 。破断の荷重は、１０ＫＮ／ｍ2である。２ＫＮ／ｍ2の自重は、そこに含まれる 。破損は、鋼板及びコンクリートに沿った剪断破断により起こる（剪断破損が防 止され、代わりに曲げ時の塑性降伏によりスラブ破損が起きた場合、支持能力は ほぼ２倍の２８．３ｋＮ／ｍ2となった）。 見たところでは、本発明は以下を提供する： ａ）同一高さ（１２５ｍｍ）で、材料の５３容量％だけのスラブ：従来技術の 参照に関する１．４５ｍに比して、２０ｍの水柱の荷重に対応する１４倍高い支 持能力； ｂ）同一容量の材料の、そしてわずかに２倍の高さのスラブ；支持能力は、７ ３ｍの高さの水柱の荷重に対応して５０倍以上高い ｃ）本特許明細書の実施例１で扱われる小型スラブとまさに幾何 学的に同様のやや強いスラブ。従来技術の参照に比して、支持能力は９０倍高く 、破断の荷重は１．４５ｍに比して１３０ｍの水柱に相当する。 スラブの材料容積は、見たところでは、参照スラブに関する値の３５％以上だ け多くなる。 ａ）及びｂ）に関しては、当業者には最大の驚きであったが、約８の因子によ りコンクリートの強度を増大（３０〜２５０Ｎ／ｍｍ2）し、そして必ずしも異 質でない鋼の約３．５〜７倍（それぞれ１．５ｍｍから４．２及び７．９ｍｍに ）に同時に板厚を増大することにより、それぞれ１４及び５０倍高い支持能力が 得られる。 したがって、異形板／コンクリート複合材料ではより強いコンクリートの予想 される正の効果はおよそ得られないという周知の事実が見当違いを無視しても、 （複合体作用により）支持能力は、前記の材料強度及び鋼板厚の増大に伴って、 慣用的技術で予期されるものより約２〜６倍高くなる。上記の事実に考慮が払わ れるならば、この特徴（数字）は、公知の技術に関して、当業者はさらに驚くこ とになる。 さらに、本発明（実施例１）のスラブ構築物に関連した値は、従来技術の構築 物の場合と同様に、鋼板での降伏のために、そして剪断破損によらずに、曲げ時 の破断により破損したスラブ構築物に関する実験を基礎にした、と強調さるべき である。 これは、例えば、破損が剪断のために起こる限界に達する前に、高品質の鋼板 を用いるとさらに高い支持能力が得られることを示す。製品−構築の実施態様 所望の挙動は、異形形状を有する板と組合された強く、硬質で、同時に非常に 強靱な複合材料で保証される。 本発明は、広範囲の異形実施態様、並びにスラブ要素及びスラブ厚を包含する。 本発明の特に興味深い一群の構築物は、輪郭が不等辺四辺形の、したがって丸 くない、そしてここではさらに、側壁が急勾配の（即ち、ウェブとフランジの間 の角度が大きく、例えば４４°、任意に６０°、任意に７０°あるいは任意に８ ０°又は９０°である）構築物である。このような実施態様は、板異形と複合材 料との間の密接な機械的協働を増大して、例えば縦変位を無効にする。 本発明の特定の局面は、異形板、及び典型的には棒、糸及びワイヤの形態で、 複合材料中に埋め込まれた強化材でさらに強化された複合材料から成る構築物に 関する。 主に、強化材はあらゆる物質のものであり、任意の強度及び剛性を有する。 本発明の好ましい構築物では、強化材は強力で、少なくとも５００ＭＰａ、好 ましくは少なくとも７００ＭＰａ、さらに好ましくは少なくとも１０００ＭＰａ 、さらに好ましくは少なくとも２０００ＭＰａの引張強さを有する。 好ましい強化材の例は、１８００ＭＰａ、２０００ＭＰａ又は２０００〜２５ ００ＭＰａの引張強さを有する鋼の常温延伸糸である。強化材は、別々の糸、又 は例えばケーブルを形成する組合せ糸の形態である。 本発明の特定の局面は、局部的又は全体的に強化された本発明の異形板及び複 合材料に関する。本発明の特定の局面は、１つ以上の方向に異形処理された製品 に関する。 本発明の特定の局面は、エキストラの板を備えた本発明の構築物に関する。 エキストラ板は、特定の目的に役立つ。板は、例えば他の板要素 に対して化学的に侵略的な材料、物質を含有する部屋（容器、サイロ等）の内面 であり得る。エキストラ板は、即ちそれらの形態に関連した目的に役立つ。例え ば平滑面は清浄を促し、物質運動（管中での液体運動、管及びサイロ等の中での 粉末運動）の内側での摩擦抵抗（分別抵抗）を低減する。 エキストラ板は、曲げ応力に対する縦及び横方向の両方の強化のための、そし て剛性を増大するための支持構築物の一部であり得る。 異形板及びエキストラ板の接合は、リベット締め、ボルト締め、溶接、例えば 点溶接、接着及びはんだ付け等により、実行し得る。 板はさらに、複合材料と接触して配置され得る。複合材料と接触して配置され るエキストラ板は、前記と同一の目的に、そして複合材料の成形中の恒久的型枠 ／成形側板として役立ち得る。 エキストラ板は、平坦な又は均等湾曲形状から得られる形態を有する。本発明 の特定の局面は、エキストラ板が異形処理される構築物である。 前記のように、本発明は板成形成分に関する。それは、例えば成分が、例えば 箱形構築物、例えば容器等の床、天井又は壁のような平面限界を構成する場合の ように、平面である板成形成分である。 成分はさらに、湾曲面及びシャッター構築物を有するタンク、管の場合のよう に湾曲された限界を形成する場合のように、湾曲され、典型的にはわずかに湾曲 され得る。 本発明の製品は、典型的には板形態の成分を含有する。本発明の成分は、ビー ム又はカラムのような構築物要素であり得る。本発明の製品は、前述の成分およ び／または構築物要素、例えば管 、容器、ドア、門、壁、キャビン、天井構築物、サーモボックス、冷蔵室、加熱 室、セキュリティー室、ボイラー、冷却塔、煙突、端、道路の上部層等から成る 対象物である。 本発明の特定の局面は、本発明により構成される異形板複合材料で強化された 製品で補修される製品に関する。それは、例えば前段落に記載されたような製品 である。本発明の成分で強化される製品は、任意の固体材料、例えば金属、木材 、プラスト、タイル、コンクリート、石膏、天然石、ガラス及びセラミックであ り得る。 本発明の特定の製品は、機械領域内で使用可能な製品、例えばモーター、ポン プ外被、ポンプ、成形用具、成形機、特に低重量／強度比が非常に重要である領 域内で、例えば迅速な運動／回転成分と関連した、そして輸送領域（飛行機、船 舶、自動車等）内で用いるための製品である。 本発明の特定の製品は、板要素又は複合材料の特別の摩擦及び摩耗特性が典型 的には利用される摩耗耐性および／または平滑対象物である。実施例１ 本発明のスラブ構築物−製造及び機械的試験 構築：スラブ構築物は、強力な、靱性の、繊維強化セメントベースの複合材料と 密接に接触する異形鋼板から成る。スラブ横断面の断片を図１０に示す。鋼板１ （１ｍｍ厚）は、スラブ構築物の総量積の約１３％を構成する。 異形板の他に、構築物は、上部側面２、３に配置される縦及び横強化材で強化 される。横強化材棒（直径３ｍｍ）は、中心から１５０ｍｍの距離で配置される 。 強化材は、構築物を硬化させるためにのみ貢献し、曲げ荷重中の 底部での高引張応力を吸収するために働かない（底部に変位された縦強化材をも 有するその他の好ましい製品があり、これはより強力である。しかしながら、目 的は、ここでは、純粋異形強化ハイブリッド構築物の作用様式を試験／実証する ことであった。）。 複合材料４を密に且つ均質に（１％未満の空気を「混入」させて）配置した。 含まれる成分の密度の処方及びおよその知識から、「粒子」の容積比率を算出し た（セメントと水との反応による化学的構造生成前の状態を示す）。 セメント＋マイクロシリカ＋分散剤 ３５．７％ 砂（焼成ボーキサイト） ４６．１％ 鋼ファイバー １．１％ 水 １７．１％スキーム 複合材料中に含まれる成分は、容量％で示した。 混合した空気及び分散剤（全体で２％以下）からの総容積への無意味な貢献を 無視したならば、これは以下の容積比率を意味する：結合剤単独 粒子（セメント＋マイクロシリカ） ６８．０％ 液体 ３２．０％複合材料 大型粒子（砂−ボーキサイト） ４６．０％ 鋼繊維 １．１％ 結合剤（粒子＋液体） ５３．０％スキーム 結合剤（一番上）及び全複合材料（一番下）の容積比率。圧縮強度 ２５０ Ｎ／ｍｍ2 破断エネルギー 非常に緊密に関連した物質による経験から、複合材料の破断エネルギーを３０ ００〜４０００Ｎ／ｍ（３．０〜４．０Ｎ／ｍｍ）と概算した。材料： 鋼板：１ｍｍ常温圧延ファイン板ＳＴ１２ 機械的特性：降伏点（極限応力）＝２７０（４１０）Ｎ／ｍｍ2 降伏限界最大値＝２８０Ｎ／ｍｍ2 破断点伸び最小値（Ｌ≒８０ｍｍ）＝２８％ ＨＲＢ硬度５最大値＝６５ 曲げにより影響されるプロファイリング（供給元からの情報）強化材： ４ピースφ６ｍｍカム鋼。引張強さ＝４２００ｋｇ／ｃｍ2（縦） ３ピースφ６ｍｍカム鋼。引張強さ＝４２００ｋｇ／ｃｍ2（横）セメントベースの複合材料： Densit A/Sから供給されたＤｅｎｓｉｔ結合剤。Ｄｅｎｓｉｔ結合剤は、約８ ０％のポートランドセメント（白色セメント）及び約２０％のマイクロシリカ（ ポートランドセメントより５０〜１００倍微細）並びに粉末形態の微量の分散剤 を含有する。 強砂：０〜１ｍｍ及び１〜２ｍｍのベークトボーキサイト （Ａｌ2Ｏ3リッチの物質） 鋼ファイバー：φ０．４ｘ１２ｍｍ、強度４２００ｋｇ／ ｃｍ2。供給元： DensitA/S。 水：水道水。処方： Ｄｅｎｓｉｔ結合剤： ８０００ｇ ボーキサイト ０〜１ｍｍ： ８０００ｇ ボーキサイト １〜２ｍｍ： ３４００ｇ 鋼ファイバー０．４ｘ１２： ６００ｇ 水 １２８０ｇ調製： 混合装置： 強制混合機 混合時間： 乾燥混合５分、湿潤混合８分。 ファイバーを用いた湿潤混合５分。 成形： 振動による柔軟成形。 硬化： １５〜２０℃で一昼夜。５０℃で４昼夜。品質： 同一方法で硬化させた参照検体（９０ｘ４５ｍｍシリンダー）は、約２５０Ｍ Ｐａの圧縮強さを示した。破断エネルギー概算値：約３０００〜４０００Ｎ／ｍ 。機械的試験 配置を図１１に示す。据付けは、末端と中央部で支持された単純支持スラブ１ で、したがって鉛直線荷重Ｐを吸収するために合計３つの支持体（Ｒ１、Ｒ２及 びＲ３）が示された。スラブ構築物は、一断面上に中央に配置された線状荷重Ｐ で荷重された。別の断面の外側支持体は、下方に保持された。したがって、スラ ブの荷重の半分は遊離端で単純支持スラブとして作用し、中央支持体で固定／部 分固定される。固定の程度は、関連した力（外側荷重Ｐ及び３つの支持体Ｒ１、 Ｒ２及びＲ３のすべてでの反応の力）が測定されたときに確定される。 荷重実験中の力及び変位を記録した。 １．弾性領域。 加えた力及び変位並びに実質的可逆変位間のおよその比例関係を特徴とする。 弾性領域は、荷重Ｐ＝０から約３０ＫＮまで延びる。 上限では： 加えた力 Ｐ＝３０ＫＮ 反応の力 Ｒ１＝１３ＫＮ Ｒ２＝２０ＫＮ Ｒ３＝−３ＫＮ 転移領域の後には、明確な塑性降伏を示す大きな領域が存在した。 ２．塑性領域。 実質的に一定作用の力及び大変位（実質的に非可逆性）を用いる。例として、 加えた力は、ここでは、４〜１２ｍｍの約８ｍｍの変位に対して５０〜６４ＫＮ 間でのみ変化するが、これに比して、弾性領域では０〜わずかに２ｍｍ以下の変 位に対して０から３０ＫＮまで変化した。最大適用力Ｐ＝６４ＫＮで示される最 大荷重を用いた条件では、対応する反応力は：Ｒ１＝３０ＫＮ、Ｒ２＝３７ＫＮ 、Ｒ３＝−７ＫＮであった。結果の評価 本発明の製品の支持能力を、しばしば別のサイズ、形態及び幅の他の板製品と 、そして異なる荷重と対照／比較し得る用にするために、それは以下のものの挙 動を考慮するよう選択された： 外側は幾何学的に同一であるが、全荷重領域で線状弾性挙動を示す等方性物質か ら成る類似製品。 実施した第一の比較は、本発明の実施例１の複合体製品の挙動と同一幾何学を 有するが均質物質から成る対応する板製品（例えば均質鋼）との比較であった。 実際の荷重によりどのような応力が類似の、強い、弾性製品に生じたかを我々 は考えた。 荷重（Ｐ）下での横断面の状態を、我々は考えた。 ビームの理論にしたがって、応力を算出した（荷重からの局部力を無視する） 。公知の端反応（Ｒ１）から、対応する最大モーメントを算出した。横断面の抵 抗のモーメントを用いてわり算をして、対応する最大引張応力（スラブの底側面 ）を得た。そして、小特別計算により、最大圧縮応力（スラブの上部側面）及び 最大剪断応力も得た。 最大値 弾性領域 加えた力（Ｐ），ｋＮ ６４ ３０ 反応Ｒ１，ｋＮ ３０ １３ 最大結合−引張応力 ３１９ １３８ （底側面）（Ｎ／ｍｍ2） 最大圧縮応力 １４７ ６４ （上部側面）（Ｎ／ｍｍ2） 最大剪断応力（Ｎ／ｍｍ2） １９ ８ 類似の弾性スラブ構築物の最大応力は、ビームの理論にしたがって算出した。 したがって、外側力作用からの、そして支持体での局部／高応力は関連しない。 力及び反応は、３２０ｍｍの実際のスラブ幅を示す。 類似弾性スラブから算出したスラブ／ビームに関する最大結合−引張応力−実 際には３１９Ｎ／ｍｍ2−は、しばしば曲げ強さ（英語ではflexural strength） を示す。剪断応力は、荷重及び遊離支持体Ｒ１間の距離に作用する剪断応力を示 す（それらは、剪断応力が荷重及び中央支持体間に作用する剪断応力が１０〜２ ０％高い、即ちそれぞれ〜２２及び１０Ｎ／ｍｍ2であるので、絶対最大値では ない）。応力の数値を図１２に示す。 スラブの断面は、１）幅（８０ｍｍ）の４分の１そして、２）縦 方向では、荷重（Ｐ）及び遊離支持体（Ｒ１）間に存在するスラブの一部を表す ことが示されている。Ｐ点での横断面の線荷重による荷重中、最大引張応力は底 部で上昇し、上部での最大圧縮応力はフランジ付近のウェブの最大剪断応力と一 緒に上がる。 最大引張及び圧縮応力は支持体（Ｒ１）に向かって低減する一方、最大剪断応 力は断面Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ全体で一定である。実例に関しては、これは、最大荷重 下で、２０ｘ１４３．５ｘ１９＝５４．５３０Ｎ＝５．５トンの総剪断力が横断 面（２０ｘ１４３．５ｍｍ）に吸収されることを意味する。したがって、水平セ クションに関しては、局部応力だけでなく、その全幅及び荷重ゾーンから遊離支 持体までの全長および全幅の範囲の断面積の平均値を示す剪断応力も示されてい る。実施例１の考察 実験は、本発明の製品に関して、異形板及び強、硬質セメントベースの複合材 料間の密接な協働が高破断−靱性を付与することを示す。 降伏挙動は、剪断応力が非常に高いにもかかわらず、板素子及び複合材料間の いかなる形態の滑りも伴わずに、引張側面（中央荷重中）で鋼板の顕著な降伏を 示す製品に起きた。算出剪断応力（１９Ｎ／ｍｍ2）は、対応する従来技術のも の（平均応力＝０．４２Ｎ／ｍｍ2）より４５倍高かった。これは剪断破損時の 破断を示す（「従来技術の混成構築物」の段落と比較）。これは、異形板と複合 材料間の非常に有効な協働を実証する。さらに、複合スラブの実際の剪断能力は 、破損が曲げにより起きて、剪断によるのではないので、１９Ｎ／ｍｍ2の平均 応力に対応するものより高いに違いない、と強調すべきである。 セメント複合材料の高圧縮強さ（約２５０ＭＰａ）により、非常 に薄い層の複合材料（８ｍｍ）が使用可能になり、それゆえ、対応する材料消費 が適度になり、重量が低減された。 このガイド実験はさらに、本発明の異なるその他の局面の考察のための基礎と して用い得る。 １．スラブと非常に強い強化材棒の組合せ。 異形スラブの底部に隣接して配置される強化材糸／棒は、曲げ時の支持能力を 増大する。したがって、常温圧延鋼棒材を配置した製品に関しては、直径５ｍｍ 、極限応力１８５０Ｎ／ｍｍ2の各々の異形の１つは、製品の支持能力を約７５ ％増大する。 ２．高強度一例えば圧縮強さが少なくとも３００ＭＰａである−複合材料を用 いた好ましい製品。 上記のような高強度引張強化材の使用により、成分に圧力ゾーンが要求される 。幾何学的要件（８ｍｍの薄層のセメント複合材料）を変えない場合、張力の破 断が起きると、最大圧縮荷重（応力）は約２７５〜３１０ＭＰａになる。圧縮ゾ ーンに生じる破断（張力の降下時の破断が普通は好ましい）の防止は、厚みを増 大する（例えば８ｍｍの代わりに１０〜１２ｍｍ）か、および／または特別の圧 縮強化材を用いることにより実行し得る。本発明の特に好ましい局面は、例えば 少なくとも３００ＭＰａの圧縮強さを有する特定の強い複合材料の使用である。 上記の実例に関しては、これは非常に薄い製品（８ｍｍ）の保持を可能にする。概念−定義−説明 本明細書では、本発明を特徴づける多数の概念が生じる。最も重要なものを、 以下で定義し／説明し、そして動機付けをおこなう。密接な接触。 この用語は、複合材料と異形板との間の接触を特徴づけるために用いられる。 密接接触とは、例えば一緒に沸騰させたり、又はその 他の機械的接合の場合ではなく、一緒に成形し、一緒に融解し、一緒に接着する 場合の接触面全体での実質的に完全な原子接触を意味する。特定の粒子ベースの 物質と異形処理板との間の密接な接触はさらに、本特許明細書中に含まれる。圧縮強さ。 複合材料の強度は、高さ／直径比が２ｍｍで、直径が１００ｍｍ、高さが２０ ０ｍｍの円筒形製品を圧潰することにより測定される強度に関して圧縮強さを主 張することにより特徴づけられる。複合材料の強さは、複合材料で調製された特 定の製品に関して確定され得る。混成製品（異形処理板と一緒に）で判明してい るように、複合材料の強さは、鋸で引いた／くりぬいた検体に関して測定するこ とにより、あるいは異形板と一緒に判明しているように、複合材料上に機械的圧 縮荷重を直接加重することにより、確定し得る。圧縮強さの種々の測定の比較／ 評価により、上記の円筒形検体に関して確定された圧縮強さとの関係を確立し／ 立証することが必要である。強さに対する要件が圧縮強さに関連するということ は、ａ）曲げ及び圧縮に際して、複合材料の破断時の挙動（異形板との有効な協 働を提示する）が高度に、圧縮時の材料の強度により確定されるという事実、ｂ ）圧縮強さがしばしばその他の強さ特性の代用として作用する許容可能な特性で あり、そしてｃ）圧縮強さが相対的に測定が簡単であるということによる。弾性率。 複合材料の剛性は、小荷重での応力／歪み曲線の傾きを示す弾性率により特徴 づけられる。弾性率は、複合材料の特定の検体、例えば圧縮強さに関する段落に 記載したようなシリンダーに関して確定し得る。複合材料の弾性率は、混成製品 −即ち複合材料が板素子と密接に接触した製品に関する測定値からも確定し得る 。 このような確定は、例えば、力と荷重製品の変形の相互依存的値の測定から、 又は自由振動下での製品の共鳴振動数の測定から実行し得る。その場合、確定は 、複合体製品に適用される弾性理論を基礎にして実行される。確定は、異形板の 挙動が申し分なく公知であることを再仮定する。破断エネルギー。 複合材料の破断−靱性は、引張り時の挙動に関連した破断エネルギーＧにより 特徴づけられる。破断エネルギーは、単位領域の新規の亀裂を形成するのに必要 な仕事量（単位Ｊ／ｍ2＝Ｎ／ｍ又はＪ／ｍｍ2＝Ｎ／ｍｍ）と定義される。複合 材料の破断エネルギーは、複合材料の特定の検体−例えば曲げ時に試験される切 込みを提示するビーム、又は引張り時に試験されるノッチ濾提示する引張検体に 関して確定し得る。複合材料の破断エネルギーは、切込みを提示する切断検体を 基礎にした混成製品の測定値からも確定し得る。 複合材料の破断−靱性を特徴づけるために引張り関連して破断エネルギーを用 いる理由は、ａ）引張り時の挙動が破断及び圧潰形成時の硬質粒子ベースの複合 材料にとって重要であり、したがって、剪断時の破断は、例えば本質的には引張 り時の破損により起こり、ｂ）引張りに関連した破断エネルギーは硬質粒子ベー スの複合材料に関して合理的な十分明記された量であり、そしてｃ）引張りに関 連した破断エネルギーは実験により測定するのが腰囲であることである。外部（外側）配置。 本発明は、複合材料から形成される本体に関連して、好ましくは完全に又は本 質的に外部に配置される異形板と密接に接触する複合材料を有する製品に関する 。 好ましい外部配置に関する処方は、ａ）異形板が、それらが複合 材料と一緒に構成する本体の外側（外側面に近接して）におけるそれらの配置に より有効にさようする本発明の好ましい製品と、ｂ）しかしより中心部に包埋さ れる板を有する本発明の複合材料の製品との間の識別に際して動機づけられる。 したがって、複合材料から構成される本体の外側に配置される、複合材料と組 合せた異形板を有する実施例１の板素子が、典型的には本発明には好ましい。同 様に、本発明の製品は、複合材料が内部殻をそして異形板が外部殻を構成する場 合、逆に異形板が内部に配置され、複合材料が外部殻を構成する場合に、例えば 実施例１に示したような、本発明の板製品の湾曲実施態様として作製される管及 び容器として得られる。異形板が完全に又は部分的に包埋される場合はない。 複合材料の「ブロック」、例えば異形板の一端が全部包埋される基礎を有する 製品に関しては、それは別様である。このような製品は、例えば特定の複合材料 及び異形板の組合せによる非常に有効な固定により、その製品が、合理的程度に 、本発明の特徴的作用様式を使用させる条件で、このような製品は本発明の範囲 内でのみ好ましい。 異形板が完全に又は部分的に複合材料に包含されるという事実により、単に幾 何学的に説明され得る本発明の複合体製品の大部門がある。 実例として、それは、その一側面でその支持構造が強い複合材料と密接に接触 する異形鋼板であるセキュリティーボックスに関する限界は、「本発明の好まし い」要件を完全に満たす、と記載得る。この構築物は、高度の機械的応力から保 護するために設計される。しかしながら、限界（ドア／壁／底又は天井）は、典 型的には、混成製品の金属面上に、即ち異形板の外側面に付加的に配置される物 質に提示される多数のその他の機能を満たさねばならない。実例として、それは 防火性、局部攻撃（例えばドリル、のみ等による）に対する防護、構築物による 隠蔽、審美的考慮等である。 これはしばしば、本発明の明確に確認可能な好ましい製品としての上記のよう な本発明の混成構築物を離れた他の物質を用いて確立される。しかしながら、実 際的理由のために、同一タイプの複合材料が、しばしば支持混成構築物のために 選択される物質として非主要構成機能を取り扱うために用いられる；頻繁に、異 形板が完全に又は部分的に複合材料中に包埋される／包囲されるようになる手段 による成形で、このような構築物は調製される。 このような製品は、もちろん、非主要支持機能のためにその他の物質を用いる 対応製品と同様に好ましいし、しばしばそれより好ましいことさえある。 異形鋼板を用いた、中等度に異形処理下、剪断破損を防止するためのいかなる 特別測定もおこなわない本発明の複合体製品の剪断能力の試験／立証 複合スラブの構築物を、図１３に示す。組成物及び成分の特性は、「材料」の 段落に示す。図１３は、複合スラブの断面を示す。スラブの長さは６００ｍｍで ある。１は、複合材料、２は異形鋼板、３は横強化材、即ち、各々５０ｍｍで配 置された６ｍｍ直径カム鋼、そして４は縦上部強化材、即ち、直径１０ｍｍの３ ピースのカム鋼である。鋼強化材は、振動時にゆるまないように固定される。横 棒材は、末端５で板に溶接されるタックスであり、縦棒材は、縁６で横強化材に 溶接されるタックスである。 複合スラブに、図１４に示したような配置で横荷重をかけた。図１４は、外径 ６００ｘ２３０ｘ４０ｍｍで、支持体２上に置かれた、垂直線荷重３の影響を受 ける複合スラブの試験配置を示す。各 支持体上の、そして各荷重線上の力は、Ｐ／２（ここで、Ｐは総力である）であ る。配置は対称的である。支持体間の距離は、５００ｍｍ；支持体と加力の最も 近い点との間の距離は１５０ｍｍである。実験中は、遊離縦縁４を、拡大鏡で観 察した。 実験中、０〜２５ｋＮから７〜９１ｋＮに変化する種々の荷重レベルで、スラ ブに種々の荷重をかけたり、加重しなかったりした。 歪み、変形及び加えた力の対応する値を、実験中に記録した。その上、スラブ の２つの遊離縁について、視覚的観察（拡大鏡による）をおこなった。材料 マトリックス（「コンクリート」）はDensitＡ／Ｓから得た材料より調整した 。組成をスキーム１に示す。硬化したマトリックス材料の特性をスキーム２に示 した。 異形板は、品質Ｆｅ５１０Ｂ（ＥＵ２５−７２規格）の鋼製であり、しばしば Ｓｔ．５２−３と記される。 板厚：２ｍｍ 引張強度：５８０Ｎ／ｍｍ2 降状点：４３０Ｎ／ｍｍ2 実施例で使用した材料と同じ供給者からの板についての測定。この板はモール ディングする３日前にサンドブラストした。 上側の縦通材：直径１０ｍｍのカム鋼、ＫＳ５２０。横通材：直径６ｍｍ、Ｋ Ｓ５２０。 Ｉｎｄｕｃａｓｔ６０００ ２６．３３ｋｇ 生ボーキサイト(Ro-bayxute)２×４ｍｍ ８．４７ｋｇ 鋼繊維 ０．１５×６ｍｍ ３．５０ｋｇ 水 ２．６８ｋｇスキーム１．「コンクリート」とも呼ばれる「マトリックス」であるＩｎｄｕ ｃａｓｔの組成は、Ａｌ2Ｏ3に富む砂と、セメントをベースにした結合剤、マイ クロシリカおよび分散剤（乾燥粉末）との細砂コンクリートである。 調整品 比重量（ρ） ２９５０ｋｇ／ｍ3 音速度（ｖ） ５７０５ｍ／秒 動Ｅモジュール（Ｅｄｙｎ） ９６．０ＧＰａ 引張強度（ＭＰａ） ２２５〜２６０（概算） 破壊エネルギー（Ｎｍ） １０，０００〜１５，０００ スキーム２．硬化マトリックス材料の特性は、複合体スラブに使用したものと 同一の混合物から調整され、同様に保管されていたものについて測定した。圧縮 強さと破壊ネエルギーと値を概算した。弾性の動モジュールは比重と音速度の測 定値より計算した：Ｅｄｙｎ＝ρ×ｖ2 マトリックス材料は強制混合装置を利用して調整した。 １．乾燥粉末（鋼繊維を除く）をおよそ１分間混合する。 ２．水をくわえて、およそ５分間混合する。 ３．鋼繊維を加え、さらにおよそ５分間混合する。 次いでこのスラブを成型し、振動机の上に水平に於いて振幅５０ＨＺの振動を 加えた。該スラブの上面をプラスチックで覆い、２０℃でおよそ２４時間置いた 。それから湿った布および密にフィットするプラスチックで覆って７０℃で４昼 夜置いた。 同時に当該材料の試験シリンダー３本（直径４５ｍｍ、高さ９０ｍｍ）をスラ ブの調整と実質的に同一の条件にて作製した。概略３に選別した結果を示す。測 定された値：加えた力と中央断面のひずみ（図１４参照）との間には関連性がな いことが示されてい る。さらに応力の計算値も示されている。 *降状開始 スキーム３．異形鋼（板の中央部）におけるそれぞれ頂部と底部の加えた力と 歪みと、コンクリートと鋼の予想される圧縮応力および引張応力のそれぞれとの 相互依存値。さらに、加えた力と支持体の間に縦方向に働く平均剪断応力を示す 。 それぞれ９１ＭＰａと２８０ＭＰａの「コンクリート」と鋼の最大応力に対応 する６１ｋＮの負荷を加えまた鋼とコンクリートの間の３．４ＭＰａの平均剪断 応力までは、コンクリート内には亀裂もなく、また異形鋼とコンクリート間の分 離を示すいかなる徴候も認められなかった。 ９１ｋＮまでの負荷を５回繰り返す間、「コンクリート」内に１ヶ所小さな亀 裂が認められだけで、またコンクリートと異形鋼の間の中央部分に分離があった 。負荷を加えた後９１ｋＮより僅かに高い負荷をさらに加えると、図１５に示す ように異形鋼とコンクリートの間の剪断の形で破断が起きた。 図１５は、剪断破損（ならびに引き続いて起きる攻撃ライン間の曲げ破損）後 の支持体３と攻撃ライン４の間の複合体製品の部分をスケッチとして示る。剪断 破損部分で「コンクリート部分」１は異 形鋼に対して外方向に押し出されている。 評価 本複合体製品は、本発明の製品の剪断能を実験的に明確にすることを目的に設 計されたものであるが、 １．型と取り度は極めて低く、また ２．剪断破損を保証する特別な処置は一切おこなっておらず、また ３．異形高に比べて板厚が大きく、さらに ４．比較的高い鋼強度を有している。 本実施例の試験サンプルの異形板と実施例１の異形板の比較をスキーム４に示 す。 スキーム４．適度に型どりした異形板を用いた実験に使用した異形板と、実施 例１に参照される組立に用いた異形板との比較。説明については図１６を参照。 図１６は、実施例２で使用した異形鋼板の断面と、実施例１に記載の複合体製 品の断面をそれぞれ示す。スキーム４に参照される幾何学寸法表示を図中に示し た。 複合体スラブは、剪断破損を起こすまでは亀裂を発生することなく強い内部凝 集を示し、例えば同様の重量アルミニウム製品に比ベて７０％以上の高い剛性を 示した。 剪断損傷は異形鋼と「コンクリート」の間の平均剪断応力５ＭＰ ａで起きた。この値は、加わった部分と絞り作用がないために剪断抵抗が実質的 に低い部分である２個の半外側異形部を含む支持体の間の総面積を基に計算した 。複合体スラブが関与していない外側部分について対象から外した場合、破損が おきる時の平均応力はおよそ７ＭＰａである。 これらの値は公知の技術に照らしたとき当業者にとって驚嘆すべき高い値であ る。即ち、”Ｓｔｅｅｌ Ｄｅｓｉｎｇｅｒｓ Ｍａｎｕａｌ”には次の様に記 されている：設計を弾性原理に基づいて行った場合、デッキ異形とコンクリート の間に可能な結合力は通常の型で０．０５Ｎ／ｍｍ2（０．０５ＭＰａ）程度で あり、特定の型の場合で０．２Ｎ／ｍｍ2（０．０５ＭＰａ）程度までしか増加 しない。 本実施例２の型は明らかに前者−”通常型”であり、特別に剪断に対応した配 置を施していないものである。従って、実施例２の剪断応力５ＭＰａは、公知技 術により得られる剪断応力に比べておよそ１００倍も高い値であることを意味し ている。 当該実施例は、異形板に高強度、高剛性、高破断抵抗性を有するマトリックス を加えるという本発明の原理、即ち極めて高い剪断耐性の獲得が、極めて軽度の 型どり鋼板を利用した場合でも可能であることを明確に示している。 供試体の目的は、非常に軽度に異形化した鋼板を用いて本発明の複合体製品の 限界を調べるだげであったことが強調される。この高い剪断抵抗性を示す製品は 、そのような製品が本発明の好適な製品ではないこと示している。反対に、本発 明はより好適な異形化に関するものであり、即ちウェブとフランジのなす角度が ６０°以上、好ましくは７０°以上、さらに好ましくは８０°以上、好適には８ ５°以上である異形（形状）に関するものである。 本発明の別の観点は、特別な取り付け配置を取ることで、異形板と複合材料間 の剪断破損、ならびにその他の破損に対する防御を高めた本発明の複合体製品で ある。この特別な取り付け配置に関する観点は普遍的であり、本発明の中度の異 形板を用いた複合体製品と高度な異形板を用いた製品の両方に適用される。 同一外寸を持ち、単一材料からなるプレート要素の比較 以下（スキーム５）に単一材料からなる同類弾性プレート製品について計算値 の変化を示す。弾性率の値は、製品が正確に複合体スラブ同様に変形される（最 初の負荷／脱負荷サイクルの後に複合体スラブの変化を参照して）単一プレート 要素について求められた。 剪断応力はリブ上面の水平面内の応力と見なせる。力伝達体から支持体（１５ ０ｍｍ）に延びる全領域を横切る剪断応力の平均値を対照とした。測定値をスキ ーム５に示す。 負荷力 応力（Ｎ／ｍｍ2） 同類材料の弾性 （ｋＮ） 底 上部 水平断面 モジュール （張力） （圧縮 （剪断） （Ｎ／ｍｍ2） 力） ３１．０ ６６ ４７ １２４０００ ３６．０ ７６ ５５ １０８０００ ６０．２ １２７ ９２ ９６０００ ９０．８ １９２ １３９ ９１０００ スキーム５．直線的な弾性変化を示す同類単一材料製品の変化。最後の縦列に は、実施例の複合体製品と同一の変形を正確に得るのに必要な同類単一材料につ いての弾性率値が示されている。 重量がほぼ同じ（約９０％）アルミニウム製の同類製品との比較は興味深い。 ６０Ｎ／ｍｍ2の応力レベルまでは剛性（弾性モジュール）はアルミニウム製の ものに比べて７７％高く、応力が１９２ Ｎ／ｍｍ2まで上昇しても複合体製品の剛性ははアルミニウム製に比べて明らか に高かった。この場合のＥモジュールは負荷が小さい場合のアルミニウムのＥモ ジュールに比べて約３０％高い。 アルミニウムとの比較では、低負荷／低応力レベル時のアルミニウムの典型的 なＥモジュール値である７０，０００Ｎ／ｍｍ2を用いた。 実施例３ 本発明の薄型複合体スラブにスレッジハンマーで繰り返し衝撃を与え実験。 安全箱の改良度試験のための国際規約に従い、４０ｎｍの本発明の複合体スラ ブに繰り返し衝撃を加えた。 スラブは厚さ２ｍｍの異形鋼板に密に接した高強度高靱性粒子をベースにした 複合材料−全体厚４０ｍｍから構成されていた。複合体スラブの製造は、次の点 を除き実施例２に示した複合体スラブ、即ち図１３の方法と同じにして行った。 実施例２では１本であった縦軸方向の補強鋼材を、本実施例では各異形断面につ いて２本にし、また実施例２のスラブの外寸が６００×２４０ｍｍであったのに 対して本実施例では少し大きめの６００×５４０ｍｍである。 異形断面の略図を図１７に示す。図１７は本実施例で使用した複合体スラブの 断面図の一部である。１は複合材料であり、２は異形鋼板であり、その大きさは 図１３に示した実施例２のスラブのものと同じである。３は５０ｍｍ当たりの直 径６ｍｍのカム鋼材製の横補強材であり、４は直径８ｍｍのカム鋼材製の縦頂部 補強材であり、５は直径１２ｍｍのカム鋼材製の縦底部補強材である。スラブの 主な大きさは：長さ６００ｍｍ、幅５４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍと２４ｍｍ（それ ぞれ異形上面と底面）。複合材料、調整品、ならびに 焼き入れについては実施例２に同じである。 スラブを金庫向けに定められた、金庫／パネル用標準試験にかけ、スレッジハ ンマーとトーチで衝撃を加えた。 この種の試験は金庫用の箱−パネルの試験で利用される。高強度セメントを基 にした同型の複合材料で、品質的には本実施例で使用した材料と同程度のものと 比較した。比較のために選択した通常のパネルの厚さは、本異形スラブの持つ最 大の厚さと同である（４０ｍｍ）が、板鋼量は本実施例のものに比べ４倍である 。上下２ヶ所のスラブの厚さはそれぞれ３〜５ｍｍであることが多いが、本実施 例の板の厚さは２ｍｍである。（本発明の板の異形を考えると、この厚さより鋼 板量はｍｍ２当たり２．６ｍｍ3に相当する）。通常のスラブにもよく利用され ている補強棒材を用いた場合、使用される鋼製補強材の全体量は変わらず、通常 利用される量のおよそ２５〜５０％である。 既に述べたように、比較対象の市販のスラブの厚さは４０ｍｍである。本実施 例のスラブの厚さは平均すると３２ｍｍに過ぎず（異形上面と異形底面について 、それぞれ４０ｍｍと２４ｍｍ）、比較対象のものの厚さに比べて平均で８０％ でしかない。 試験中、スラブは端部に沿って支持されている。このスラブをスラッジハンマ ーで衝撃を加えやすい様に、床上に垂直１．５ｍの位置に置いた。コンクリート 側のスラブ面（１２０×１２０ｍｍ）に印を付けて、重量３ｋｇのスレッジハン マーで何度も大きな応力／衝撃を加えた。試験は経験豊かな、強力の試験人によ り実施された。加える衝撃は、試験人が「力強く」と称する程度で実施された。 （鋼製）スラッジハンマーの頭部の重さは３ｋｇである。取っ手の長さはおよ そ７５ｃｍである。 上記試験では、次の形が単独あるいは複数重なった形の破壊が起こる：１）局 部の破砕、２）押し抜き（切頭錐体型に試験体の一部が押し出される）と３）複 合体スラブの曲がりである。 通常のパネルに用いられている様な板のかわりに異形鋼板を用いた本発明品に ついて実施した測定結果では、上記の２）および３）の形の破壊に対する効果− 押し出しと曲がりに対する抵抗性が認められたが一局部破砕に対する効果は認め られなかった。 一方、押し出しが始まったり、あるいはスラブの曲がりが起きると衝撃を加え る領域に応力が集中するようになり、例えばスラブ面の表面に高い圧縮がかかり 、局部破砕に対する抵抗性は大きく低下する。 当該製品は、８０回のハンマー衝撃と鋼製補強材を取り除く各種のトーチ作業 に抗し、凹みは底部異形板まで及ばず、これを切断するには至らなかった。 前面と袋部分に通常の鋼板を使った箱に利用されている複合材料を有する通常 のパネルについて、まず前面の板の一部（１２０ｍｍ×１２０ｍｍ）をトーチに よってカッティングし手道具を用いて取り外した。当該非被覆域にスレッジハン マーを用いて、背面の鋼板がトーチカッティングで取り除くことができるまで叩 いた。 ４０ｍｍの厚さの通常のパネルは、補強材がない場合には１０−３０回のハン マーによる衝撃に耐えることができるが、これに補強材を加えるとこの回数は１ ．５から２倍となり、即ち２０回から最大６０回の衝撃に耐えるようになる。 従って、より薄い鋼板と薄い構造体にもかかわらず８０回のハンマー衝撃に耐え たことは、本発明による大きな改善の一つである。 初期（３０〜４５回の衝撃）には、局部の破砕も小さく、破砕に対する抵抗性 に優れた同一材料を用いた厚みのある製品の初期変化 と同じであった。 この時点で凹みは５〜１０ｍｍであった。 その後は破砕が進み、後期においては強い局所的な異形板の外向きの曲がりが おき、衝撃が加わった領域はマトリックス材料による保護を実質受けなくなった 。初期の変化は、本複合体製品が曲がりと剪断力を十分に吸収する能力を有し、 鋼板とコンクリートの間に破損が起きないことを示している。破砕に対する抵抗 性が同一材料の厚みなる製品と同様である（押し代ならびに曲がりに対して良好 な抵抗性を有することを示す）だけでなく、衝撃を加えた領域外であるスラブの 前面にも破損は見られなかった。このことは、押し出し又は剪断によるいずれの 型の破損も起きないこと、そして鋼性板とコンクリートの間に良好な接触がある ことを示している。 スラブ前面がやぶれた後でさえ、本質的に破砕とは無関係の縦方向の亀裂が数 本あるのみであった。 厚さ４０ｍｍで両側に２〜５ｍｍの鋼板を有し、同種の複合材料から成る通常 パネルと比較すると、この変化は極めて興味深く、また当業者にとって驚嘆すべ きものである。 １．本発明の鋼製複合体スラブは明らかに薄く、スラブ量も少ないが、対照の パネルに比べて明らかに多くのハンマー衝撃に耐える−２０〜６０回に対して８ ０回。 ２．ハンマー衝撃に共した通常パネルの前面には、衝撃を加えた領域からスラ ブ全体に亀裂が広がっていた（鋼板を取り除いた後）。本発明のパネルスラブに はこの様なことは無かった。 ３．このことは、本発明により補強されたパネルのコンクリートと鋼板間の剪 断破損に対する驚嘆すべき、また特異的な抵抗性を示すものである。 ４．本発明のパネルでは、鋼板は１枚であるが通常のスラブでは ２枚であり、そして ５．従来技術の曲がり破損と押し出しに対する抵抗性は、より薄い本発明のパ ネル、例えばリムを横切る曲がりに対して極めて適切な抵抗性に比べて大きく劣 ると考えられる。 本実験の目的は最終製品の試験ではないが、金庫産業への応用性を有する本発 明の実施態様について、繰り返し衝撃に対する複合体製品の耐性に関する情報を 得ることができた点を強調したい。 実施例による様に、本発明による好適な安全パネルの異形板の数は１枚と限ら ず、２枚以上でもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hybrid plate and method of making such a hybrid plateBackground of the Invention and Description of the Drawings   The present invention relates to a prosthesis, preferably arranged outside a composite material body. hybrid products consisting of particle matrix composites in close contact with Related to products composed of various hybrid products.   Composites can be cement based (somewhat similar to concrete) The profiled plate can be metal, for example, steel. According to known technology, products, Since the slab is made of conventional concrete that comes into contact with the deformed steel sheet, Similar in appearance to hybrid products.   The hybrid product of the present invention is completely different from the above products between the composite material and the profiled plate. Distinguished by better intimate co-operation.   This is better than the corresponding conventional product, for example, as shown in Example 1 herein. Strong and absorbs very tough and very concentrated loadings Provide a hybrid slab, where possible. It is a conventional metal plate / concrete / mixed Products are crack sensitive / brittle and unsuitable for absorbing more concentrated loads It is surprising to those skilled in the art that it is known.   This new and extremely surprising behavior to those skilled in the art is the independent It is obtained by a unique combination of properties external to itself, namely:   a) Compressive strength 2 to 10 times higher than ordinary concrete. Typically 80 to 300 MPa.   b) Stiffness / modulus 1.5 to 3 times higher than ordinary concrete.   c) 5 to 200 times higher toughness / breaking energy than ordinary concrete. Also, regarding the board,   d) Use of deformed plates (typically made of high strength material such as steel).   In the following, the mechanical action of the hybrid product will be considered and in connection with this the product of the invention Prior art products with deformed steel plates in contact with conventional concrete, similar to Make a comparison.   Concrete has low tensile strength. Concrete is used as a structural material such as slabs For use as beams and concrete, concrete is customarily Tensile reinforcement is provided by a steel bar material sufficiently buried. Normally steel bars are round shaped surfaces have. It is placed well in concrete, typically on a concrete surface Are placed at least 1.5 times the diameter from the plane and are sufficiently spaced from each other. So that each reinforced steel is maintained independently in a closed concrete body .   Considering products affected by bending (beams, slabs, etc.) Localization of thin plate-like reinforcing steel on the outer surface of the product, compared to the placed bar-like reinforcing material, From a pure force balance point of view, ignoring the shear cooperation between reinforcement and concrete Is preferred. 20-30% longer moment arm, pure bending support capacity 20-30% higher.   However, to work effectively, the stiffener must have a reasonable amount of shear. Is placed in the concrete in such a way that it is transmitted between the concrete and the reinforcement. Should be. This is buried deep in the concrete, well separated from each other -Concrete with deformed bars having the same shape and having external plates But the board is irregular That is why it is rarely used in some cases.   Before considering the shear endurance itself, two single force loaded reinforcement beams / slurries In the behavior of reinforced concrete, exemplified by the behavior of The effect and lack thereof will be briefly discussed. That is, FIG. 1 shows the arrangement, and FIG. And 3 denote the beam / slab sections, ie the central and outer sections, respectively. The forces acting on each object are indicated by arrows.   The central part is only affected by the moment. Propagation of force (above concrete Compression force and traction force on the long axis reinforcement) between itself and the concrete It does not require a shear connection. However, the break / insufficient shear endurance For example, it has an important secondary effect on the control of a gap (crack) (see FIG. 2).   FIG. 2 shows a conventional reinforced concrete slurry subjected to pure moment action. To 1 with good shear resistance between reinforcement and concrete, Those having shear resistance are shown in 2. A good reinforcement 3 in the form of a deformed bar, Always ensure the formation of fine cracks. In the case of reinforcements in the form of profiles 4, according to the prior art In structures with low shear resistance, a few very wide and deep cracks develop.   In addition to the moment effect, the outer part also experiences a shearing effect. Thus, the force is compressed Propagation from the zone to the stiffener should reduce its tensile stress. Shear force Without the ability to propagate, a shear failure occurs, causing a collapse (The load that unreinforced concrete and thin plate can withstand independently without combined action- This is just a fraction of the load that can withstand normal functioning as a composite material Greater load).   FIG. 3 shows a section of a slab or beam reinforced at the bottom, Destroyed due to shear failure between the steel and reinforcement.   FIG. 3 shows the behavior of the outer part as three stages 1, 2 and 3. Bearing at end 4 The slab is subjected to stress by the force 5. In stage 1, tensile stress cracks 6 It only wakes up to cleats. In stage 2, the force propagation zone C is increased to the maximum dimension. So cracks open gradually. This zone moves towards the bearing and ultimately At step 3   Good shear resistance between concrete and reinforced steel is known to require: ,It recognized.   1) Concrete is mechanically squeezed around the reinforcement when sheared, from the surface Good embedding of reinforced steel material well separated from each other.   2) For example, a cylindrical reinforcing bar which is optimal with respect to the above-described drawing action is preferable.   3) Short mutual distance perpendicular to the long axis direction compared to conventional cam steel and tenter steel. Reinforcing bars with peaks spaced apart are preferred.   In view of the above, for boards, especially those placed on the outer surface of concrete products In some cases, the same degree of cooperation as a cylindrical reinforcing bar is not usually obtained. Is recognized.   Corresponding planes using profiled sheet / concrete composite products in the prior art It is known that improvements can be obtained compared to plate composites. For example, such a difference Form plate / concrete composite material as cover member Used to make it available as well as reinforced steel in concrete It has been known.   However, between the plate and concrete, conventional ferro-concrete It is not possible to obtain a correspondingly effective cooperation between the reinforcing bar and concrete It is clearly recognized that there is. Reasonably effective use of deformed plates as reinforcement Has a medium load structure Limited to structures and structures under substantially pure bending action subjected to at most moderate shear stress You.   Accordingly, the British standard “Structural use of steel members in buildings BS5950-Port4 (1982) ”is a“ deformed steel plate ”that acts as a composite material with concrete. The paragraphs on rules of use state that:   4.5 Requirements for composite material action   4.5.1 General. Deformed steel plates are the interface between plate and concrete for composite action Should be able to propagate the horizontal shear force of This is the one described in 4.5.3 to 4.5.7 This can be achieved by one or more of the methods.   4.5.2 Planar open profiled plates. Planar opening as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) Profiled plates are permitted where composite material action is required without shearing means. Is accepted.   FIG. 2A shows a trapezoidal shape (which is quite similar to the shape of the plate of Example 1 of the present specification). Slab). Figure 2 (b) shows the shape of the plate between the trapeziums. Same as FIG. 2 (b) except that the part is not a plane but a more “small” trapezoidal shape. is there.   The hybrid slab according to the present invention shown in Example 1 (the hybrid slab (a) described above and This is particularly true in such embodiments, especially for high shear stresses. Means that under very concentrated loads with very poor behavior is expected . This also means that the structure is "composite made" according to the above requirements of BS 5950 4.5.2. Use when "requires use" means not acceptable.   Therefore, the slab of Example 1 had a high carrying capacity including high shear resistance. ty) and very high toughness under very high loads, including concentrated shear stress Very surprising for those skilled in the art It is believed that there is.   However, before describing the present invention, the mechanism of material failure in the particle-based material was examined. Discussing is necessary for understanding. Fracture-fracture near the boundary   Breaking in materials like concrete near the surface of strong materials like steel , In the form of tension separation and separation by shearing.   Usually, the resistance to separation break between metal plate and concrete under tension is In particular, when the separation rupture occurs due to careening after crack initiation, No. This resistance is essentially higher for pure shear. This is a flat plate Is different and is a major cause for embodiments of the invention in the form of profiled plates. here Undesired extended fractures are strongly counteracted, so contact It is the main form of fracture. In this regard, the present invention relates to prior art structures such as There is no difference from the conventional concrete and steel trapezoidal shaped plates.   Therefore, what happens at the time of failure caused by shearing under the above background And, in light of this, thereafter provided by the present invention, Means for improving resistance to shear failure as compared to the prior art and the resulting It is most important to think about things.   Shear failure between a particle matrix composite and a "reinforced" bar or profile is very complex . On a macro scale, the fracture is mainly at the metal surface (Fig. It can occur in the composite (Figure 4.2).   The concrete on the surface 3 is displaced in the direction of the arrow with respect to the profiled plate 4. 2, the fracture occurs in the concrete product, as indicated by the fracture surface 6. So that the bottom 5 of the concrete is kept in its original position with respect to the profile ing.Local interface failure   Breakdown near the interface results in the separation of atoms between atoms on the metal surface and atoms in the composite. It is possible, or in conventional systems, to cause failure in the composite near the interface. But-and very possibly but mainly due to it- It does not happen on the interface itself.   Consider the structure of a conventional concrete near the surface, for example the surface of a steel plate (Fig. 5). Interfaces for concrete 1, mortar 2 and cement paste 3 are here Is shown in 4 is a metal plate, 1 is a concrete having stone 5 and mortar 2 This mortar is now composed of sand particles 6 and cement paste 3. The cement paste consists of partially hydrated cement particles 7, The particles form the porous hydrate product 8.   Near the surface, the particles have a lower packing density than far away from this surface. This, in turn, deviates from properties in the material well away from the surface. Is reflected in the boundary band having This is illustrated by the curve, where The mark indicates the distance from the surface of the plate, and the ordinate (y) indicates the property (eg, intensity) , Hardness or density).   Therefore, very close to the steel surface, a cement paste of about 10 μm thickness There is a boundary zone (GZc) where the material is more cemented than inside this material It has a particle structure with a low particle concentration. This zone is more porous, It is more porous and much weaker than the cement paste inside the material.   In the concrete exemplified above, the corresponding porosity of mortar with a thickness of about 1 mm There is a zone (GZm) in which the cement paste content is substantially higher and Correspondingly, the content of sand particles is low. Sand particles are strong And low rigidity, the lower boundary zone of the particle Will be weaker than the mortar in the mix. Correspondingly, low stone density of about 10mm There is a zone rich in mortar. This means that if the stone is Strong means weaker than a material far away from the surface.   Said shear resistance can be improved in different ways by different strategies :   1) By improving the concrete structure, especially including the boundary layer structure The strength imparting property is improved,   2) By adapting / shaping the cross-sectional shape of the metal surface close to the boundary zone , The effect of the weak border zone is reduced.   Steel reinforcement with crests of about 1 mm in conventional reinforced concrete Policy 2 is used in connection with This is because the shear fracture along the reinforcement is It does not occur exclusively in the 10 μm thin and weak boundary layer between the Ensure that it occurs extensively in rutal / concrete.   For deformed plates without special anchoring means on them, Surface much smoother than provided, and correspondingly fine / weak border zone There is a bigger problem with the area.   With the approach according to the invention, said composite material is very significantly improved, Therefore, using conventional deformed thin steel sheet which is usually said to be flat, ) And a close contact with "concrete", Demonstrates always high bearing capacity, high toughness and the ability to absorb very high shear stresses.   See the complexity of the problem above and, as an example, Composites with binders, partially conventional concrete, partially Often the preference in products according to the invention Consider a new composite material (FIG. 6). This figure shows the part of the binder close to boundary 1 Partially the cement paste (FIG. 6b) is partially replaced by the binder (FIG. 6a) This is due to the fact that the cement particles 2 which are substantially more densely packed than before, and the cement Ultrafine SiO deposited in the gaps between the particlesThreeParticles are generally used in the present invention. Therefore used).   What you get here is:   1) General material improvements, for example, typically 5 times the strength;   2) Initially a special improvement of the porous and weak boundary zone of about 10 μm thickness; , A 25-fold increase in intensity. This is typically noticeable in practice;   3) Ultra-thin, possibly like micro-silica particles (100 nm = 0.1 μm) Apart from the narrow bands, almost 100% rejection of the conventional weak boundary bands.   This means that the tensile strength of the cement-based composite material is at least 80 MPa, Preferably at least 100 MPa, more preferably at least 150 MPa, Even more preferably at least 200 MPa, most preferably at least 250 MPa To the requirement of MPa, and also such cement-based binders Is reflected in the requirements for the composition of   Products characterized by composite binders are cement-like Portland And / or aluminate cement and preferably furthermore, 1 part by volume. Based on 微細 40%, preferably 5-25% of ultrafine particles such as microsilica This is at least 50% of the total volume of the binder, preferably at least 55% %, More preferably at least 60%, even more preferably at least 65%, Most preferably at least 70% of fine particles (eg, cement G + microsilica).   These means, due to the performance of the present invention, actually use conventional "smooth" plates. To benefit from micro-roughness with a deviation from the plane of 10 μm to 5 or 1 μm. Can be. Such roughness can be achieved with the board and conventional cement paste / concrete. Completely inadequate to prevent rupture through the weak boundary zone (about 10 μm thick) between is there.   As is apparent from this description, this approach is characteristic of the composite material of the present invention. It is only part of a package for a whole structure / package for properties . In the following, the issues regarding toughness / brittleness are considered.Shear break (general)   FIG. 7 shows an object-block 1 and a base layer 2 held together by an adhesive joint. Exposure to shear is shown until the joint breaks. Adhesive joints are It consists of a material that has a substantially linear elastic behavior up to the force. This behavior is Typical for many composite materials used in conjunction with concrete and the present invention It is.   If they are held together, for example by an adhesive joint that can be stretched 1mm before total failure If the very rigid objects are moved relative to each other, the maximum tension (To ) Is valid for all contact surfaces in the state of failure. If, on the other hand, the same connection An elastic rubber carpet / conveyor belt adhered to the same base layer using a mixture If pulled 5m, this force will probably extend 10-20mm (the rubber belt Depending on the thickness and stiffness 9 of the Would. By further movement, the contact zone is broken at the end where the force acts You. The crack propagates and the small working contact zone displaces inward.   The transmitted force does not correspond to the whole area, but rather the size of the working zone. Only the small part corresponding to the range / area is supported. If the working zone is for example 20 mm, and if the “plate” is 5 m, the plate having a size of 5 m has extremely high rigidity. If at all, the maximum shear force is only about 40/00 of the corresponding force.   Recognition of this mechanism in contact breaking / yielding has been addressed by prior art profiled plates / concrete For a better understanding of the mode of action and weaknesses of the composite product, and also compared to the prior art Produced by the present invention, which provides a noticeable and very surprising improvement for those skilled in the art It is very important for understanding the measures / measures taken.   It is particularly essential in connection with the composition of the composite material for the product according to the invention. To safeguard against the above-mentioned brittle behavior associated with limited force transmission It is.   FIG. 8 shows typical, conventional concrete 1, strong concrete 2, and 3 (fiber). The same strong material as 2 which was given fracture-toughness by fiber). Tensile strength and crack zone The relationship with the region deformation is shown. These songs represent the work of forming cracks per unit area The area below the line shows the energy of the break G (unit N / m or N / mm). Very Strong and very tough materials represent typical composites according to the invention.   The other thing that gives the material strength and stiffness is that they have very high fracture toughness / Crack toughness so that these forces act simultaneously over a large contact area It is to be. This concept is illustrated in FIG.   Normal tensile strength (for example, 3N / mmTwo) Conventional concrete is ordinary While having a crack zone deformation (30-50 μm), it has a very strong concrete G (tensile strength is, for example, 10 N / mmTwo) Is substantially smaller crack zone deformation- Typically it has about 10 μm. This is inherently more brittle You. Numerically This also implies that the energy of the break energy G (the area under the curve) It does not increase accordingly and remains roughly estimated. Traditional concrete The breaking energy is of the order of 100 N / m.   The composite materials used in connection with the present invention are given very high fracture toughness, Are at least 500 N / m, preferably at least 1000 N / m, more preferably Preferably at least 2500 N / m, more preferably at least 5000 N / m , Even more preferably at least 10,000 N / m, most preferably less In both cases, a high breaking energy of 20,000 N / m is given. Is done.   Therefore, compared to conventional concrete, which includes conventional very strong concrete, Represented by rupture energies corresponding to rupture energies greater than about 5 to 200 times There is an increase in fracture toughness.   The fact that the energy of rupture is very pronounced also indicates that the material It also means that the ability to perform crack zone deformation is correspondingly increased (see FIG. 8). ). The energy of fracture previously quoted / required (at least 0.5 N / mm to less For at least 20 N / mm), the increase in crack zone deformation is typically very strong. From 10 μm for conventional concrete, the (stronger) tough composite An increase to over 1000 μm for the composite.   Providing high toughness is primarily due to the preference for fine, strong, rigid fibers. Or high volume concentration, in which case the particle-based The composite material of 0.1 to 1% and / or 1 to 2% by volume concentration, and / or 5-10%, and / or 10-20%, and / or 20-60%, Contains long particles as fibers.   For example, conventional relatively weak porous concrete or mole containing many fibers The high toughness alone obtained with the tall mixture is due to the fact that the profile according to the invention Is not enough for close collaboration. Therefore, the shear between concrete and deformed plate Fracture typically occurs at a weak porous boundary zone (FIG. 5 and “border”). zone failure)), inside the material on which the fiber acts Does not happen.   According to the present invention, the boundary zone can be made stronger, more dense and more rigid. Due to the tearing is greatly into the interior of the material on which the fibers act (off the surface of the material) And thereby benefit from the inherent fracture toughness obtained with the fiber. To secure   This is an essential combination of the invention for composite materials a) high strength, Again emphasize b) high stiffness and c) high fracture toughness.   Strong, rigid and tough composite-based structureComparison of the present invention   Composites containing binders with densely packed cement and microsilica Producing a dense particle-based composite having a high concentration of particles including Are known. Bache H .; H. European Patent Specification No. 00007 77 "Shaped Article and Composite Material real and Method for Producing Same ” See also.   AlTwoOThreeObtained with very rigid and strong particles such as sand and stone in the containing part It is also known to produce materials having particularly high strength and rigidity. Bache   H. H. , “Denified Cement / Ultrafine Particle-Based Mate real, presented at the Second Intern national Conference Superplasticize r Concrete, June 1981, Ottawa, Canada, C BL Report No. 40, Aalborg Por 33pp. See That.   In connection with steel reinforcement embedded in concrete in conventional reinforced concrete It is embedded in “concrete” according to the same principles as Such materials in reinforced products reinforced with rods, wires or nets completely and completely enclosed It is also clear from the same publication that the use of is known.   However, techniques involving strong, rigid, and tough composites (see above publication) In close contact with such a strong, rigid, fracture-tolerant composite material in light of Manufacturing a product according to the present invention using a wrought board is novel and surprising. is there.   Therefore, the teachings that can be drawn from PCT / DK87 / 00072 , Very obviously wedged securely by embedding in "concrete" The purpose is to secure the reinforcement with round bars and wires. All reinforcements must be Bars and wires that are qualitatively circular in cross section. This publication states that “reinforcing material” is not And I-beams. The problem here is obviously about sticks Yes, not about boards. The problem is also very obvious with concrete For a well-enclosed and embedded reinforcement bar, according to the invention a composite On a profiled plate, preferably located on the outside of the object formed by the material There is no.   In both the prior art and the above-mentioned documents, those skilled in the art There is nothing leading to the present invention with respect to the profiled plate located outside. Conversely , All the teachings on the reinforcement function contained in the PCT / DK87 / 00072 publication え support the importance of global implantation.   Therefore, they are clearly deduced from ideas / ideas that would obviously lead one skilled in the art to the invention. The present invention is novel because it would not turn away and lead to the present invention at all. It is very surprising for those skilled in the art even in the background of the above-mentioned documents.Quantification of shear behavior (outline)   Under the “Calculation Example”, the displacement of a steel plate fixed to a large product / object of composite material An analysis of the behavior is shown. Very simplistic, but not really A system that gives good qualitative and partially quantitative appraisal was studied.   In the first two calculation examples, the calculation examples are described in the Steel Designers Manual. Steel plate in contact with ordinary concrete, which is similar to the material and structure used as Input data corresponding to the hybrid structure of the prior art is used.   In the last two calculation examples (3 and 4), the same materials used in example 1 of this document are used. The input data corresponding to the composite material used for the present invention is used .   With these calculation examples, it is clear why the profiled plate / concrete products according to the prior art are clear. It is proved and explained whether it functions by purely displacing with white brittle behavior ("Composite action") According to the guidelines of the British Standard, which does not use structures as required).   According to actual experience, a) higher strength concrete, b) higher strength concrete It is also proven and explained why steel does not make a profit. Clarification of such means Certain negative effects, support capacity (durability; c Proving why small arrying capacity, high brittleness, etc. occur And explained.   Next, the following examples illustrate the invention. The deformed steel sheet and the composite formed within the scope of the present invention How can a completely different dense co-operation between the This is proved and explained (see Calculation Examples 3 and 4).   For example, it is surprising to those skilled in the art that the shear capacity is less than that of ordinary concrete. About 30 times increase in behavior compared to normal and also very strong concrete (Has the same strength as the material according to the invention but essentially the high fracture toughness according to the invention It is shown to increase by the same rate (30 times) as compared to (not imported).   The results explained in these calculation examples are based on the calculation examples shown in the “Steel Designer's Manual”. For the prior art products and also for the physically tested products described in Example 1 This is in good agreement with the facts described for the product of the present invention.   By increasing the fracture toughness of composite materials (concrete) based on particles Improving the shear capacity between deformed steel sheets and composites is a novelty for those skilled in the art. It is surprising and surprising.   For those skilled in the art, substantially the same or smaller according to known and recognized techniques. By using very strong concrete with shear capacity and higher brittleness It is even more surprising that such improvements are brought to the system.   For those skilled in the art, the measures for materials according to the present invention will enable extremely high quality It is even more surprising that the rate component can be used effectively. It is. In the prior art, deformed steel sheets with strength much higher than normal but half the thickness are used. When used, for example, the shear capacity is significantly reduced and High brittleness Augmented, that is, perceived and A phenomenon occurs that is part of the design rules entered (see Steel Designer's Manual).Composites according to the invention based on less rigid binders, for example plastics Product   A particular aspect of the invention is that the composite material is not very rigid and often very deformed Based on materials that are easy to handle, such as binders in plastic materials About goods.   Such materials, like thin "glue joints", are very often rigid Very well suited to holding the elements together and transmitting forces between them. Working according to similar principles, these materials can be used in thin fiber composites. Matrix for holding thin and strong rigid fibers and transmitting force between them It is also very suitable as a source material. Here, especially, the adhesiveness of the adhesive material and high Use the deformation performance. However, soft materials, such as most types of plastic, Components integrated in a rigid and rigid hybrid structure, for example together with a steel plate Unsuitable as a material for large components that must be incorporated as is there. Here, ordinary plastic materials are very easy to yield.   For example, a virtual hybrid structure with a deformed steel sheet is described in Example 1 (where the composite material is a normal (Although it has been replaced by plastic material) Never show the strength, stiffness, etc. proven in the hybrid structure of Example 1 of the detailed description U.   In the plastic particle matrix composite in the product / structure according to the invention, the composite The material is a strong, hard, rigid, and at the same time a tough body, a rigid plate, such as Suitable for making objects that cooperate closely with strong steel plates mechanically, Same characteristics or combination of characteristics Provided. This is obtained with the structure described below.Structural composition-particle-fiber-hybrid product   1. Structural materials must be suitably bonded to a very high volumetric concentration of binder, e.g. Consists of a binder of plastic material that takes up the particles.   An interesting one of such particle-based composites for products according to the invention Group, for example, from 50 μm down to 0.1 μm and even down to 0.01 μm, Always use fine particles. Here, the designation "cement fineness" (generally Average particle size between 5 and 15 μm, suitably 5 to 10% of cement larger than 50 μm And the label "finer than cement" (for example, average grain) (Applies to ordinary micro-silica with a degree of about 0.1-0.2μm) I do. Such substances are those in which the binder of the composite material is cement-sized "fine" particles. Microphone, and preferably with a volume of 1-40%, preferably 5-25% This product is also based on ultra-fine particles such as silica. At least 50% by volume, preferably at least 55%, based on the total volume of the mixture, and more Preferably 60%, more preferably at least 65%, most preferably at least 70% High total content of fine particles (eg cement + micro silica) And used in products.   Another interesting group of particle-based composites for products according to the invention is Contains larger particles in high volume concentration and does not contain any fine particles Or only a small amount. "Larger" means larger than cement particles, In terms of type, it means a particle size larger than 100 μm, but in rare cases, particles are substantially larger than 10 mm. Big.   Such interesting composite materials are alumina, silicon carbide and silicon nitride materials Or stronger materials such as those rich in them Also preferred are natural solid rocks such as grains of quartz, diabase and granite Like particles and / or solid metal particles such as steel or steel alloys At least 30% by volume, based on the total composite material, preferably Is at least 40%, more preferably at least 50%, even more preferably at least 60% %, Most preferably at least 65% by volume.   Finally, for a product according to the invention, having both fine and large particles, An interesting composite material based on particles,   a) high concentration of "fine" particles and medium to high concentration of "larger" particles, Or   b) medium concentration of "fine particles" and high concentration of larger particles, or   c) Composites having relatively high concentrations of both "fine" and larger particles There is a fee.   Such composites generally refer to the sum of "fine" particles and larger particles It is characterized by having strong hard particles in a very high volume concentration.   2. Composite materials also contain elongated hard solid particles, in addition to containing strong hard particles. The components are generally separated, in the form of fibers, yarns, fabrics or webs, and always However, it is not appropriate but contains a suitably high volume concentration and particle-based composite 0.1-1% and / or 1-2% and / or 2- At a volume concentration of 5% and / or 5-10% and / or 10-20% and / or 20-60%. It is characterized by having.   In many of the composites for the products according to the invention, the fibers impart toughness It only fulfills the main purpose of that. Fiber volume fractions are often very small (eg, If less than 2%) It has only a minimal effect on the stiffness of the reinforcing material and is It has only a minimal effect on the amount and size of particles that can be incorporated.   High fiber concentrations, e.g. 10-20% by volume, especially 20-60% by volume, and especially about 60% At the fiber concentration of volume%, the fiber has a significant contribution to stiffness as well as interaction with the particles. Even so, it has a noticeable effect. By way of example, a) very high fiber content and b) Correspondingly, a low content of "particles", optionally no "particles", is noted. Very interesting for the products according to the invention having high stiffness and fracture toughness, There are deep composites.   3. With regard to the composite product according to the invention, the above-mentioned composite material gives an irregular shape. Combined with strong rigid components, for example of steel, in the form of the obtained slab.   Based on plastic or equivalent less rigid binders in composites The composite product according to the present invention is characterized by the routes described from 1 to 3. can do.   1. With very high concentrations of particles, plastic materials (pure pure plastics involved) Very high stiffness and very high compressive strength are considered in relation to stick materials) And to virtually “unchanged” tensile strength and maximum stress A very small yield value is given for the deformation of   2. If fibers are used, the hard but brittle plastic composite material described above has Always high fracture toughness, i.e. deformation and cracking of the crack zone in relation to the behavior after maximum stress High deformation performance and energy capacity related to crack opening are provided.   3. For material behaviors that are completely altered in terms of stiffness, compressive strength and fracture toughness , We, of course, have ordinary plastic-metal hybrid structures ( (See gluing, etc.). Changed as described in 1 and 2 Plate-plastic composites are commonly referred to as hybrid structures. Both suffer from the same weaknesses (careening ruptu-re, etc.). The present invention The unique hybrid behavior of plastic-based products is based on the use of rigid deformed hard plates This is ensured by making hybrid constructions.   The present invention addresses the requirements for properties and combinations of properties for composite materials. The requirement is defined as to whether such characteristics are obtained.   Another way to express the invention is to bring a profiled sheet into close contact. And the hybrid articl which forms the product / structure or part thereof according to the invention es) to obtain properties or combinations of properties for composite materials By focusing primarily on   Preferably completely or at least essentially external to the object composed of the composite material Consists of a plastic-based composite material in intimate contact with the profiled plate placed The objects that form the hybrid product are: a) the binder of the composite material is comparable to that of cement; Containing fine particles of the size of, and optionally also containing fine particles, Fine particles of cement fineness or finer, for example micro silica At least 50%, preferably less, of the volume of cement before solidification, including 55%, more preferably at least 60%, even more preferably at least 65%, most preferably Strong and dense cement, preferably characterized by at least 70% Paste and / or other binders similar to plastic-based binders Based on, and   b) 0.1 to 1 volume of elongated particles, such as fibers, from which the composite material has separated. % And / or 1-2% by volume, and / or 2-5% by volume, and / or 10-20% by volume % And / or 20-60% by volume, or higher than 60% That, and preferably   c) the composite material is an alumina, silicon carbide and silicon nitride material or a rich material thereof; Natural solid rock, such as quartz, which is preferred over stronger materials such as Like particles of, for example, diopside and granite, and / or steel or steel Larger, harder, harder particles, such as hard metal particles such as alloys, At least 30% by volume, preferably at least 40%, more preferably Or at least 40%, more preferably at least 50%, even more preferably less At a volume concentration of at least 60%, most preferably at least 65%, and   d) The plate components are strong and have a tensile strength of at least 100 MPa, preferably At least 200 MPa, more preferably at least 350 MPa, even more preferably at least At least 500 MPa, even more preferably at least 700 MPa, most preferably at least Is also 1000MPa, It is characterized by.   In certain aspects, the invention relates to the absence of larger particles or lower concentrations of higher concentrations. A product incorporating a composite material that only contains large particles.   With respect to mere particles, such composites can be a) exclusively with cement particles Only particles or finer particles of cement and / or b) slightly Larger particles, for example particles from 100 μm to 250 μm or up to 1 mm in size Can also be comprised.   Composites in this category include: a) thickness or less than 10 mm or 5 very thin products / parts less than 2 mm or less than 2 mm, and / or b) very restricted Products with a modified internal structure, such as high fiber concentrations, for example 2-5%, and / or Or 5-10%, and / or between 10% and 20%, and / or between 20% and 60%, and Of particular importance for products with a concentration higher than 60%.Manufacture   1) Strong cement-based materials, more generally particle-based 2) Manufacture of components composed of solid composite material in intimate contact with profiled plates Is   1. Robustness based on composite materials, for example Densite type cement Production of various materials,   2. Production of deformed plates, for example deformed steel plates,   3. Ensuring intimate contact between the components described in items 1 and 2; including.   The production of composite materials, for example cemented materials, involves the It can be performed according to known techniques for manufacturing.   Similarly, the manufacture of profiled boards is in accordance with known techniques for manufacturing such boards. It can be carried out.   The present invention is intended to obtain intimate contact and, for example, the Function as a form or tool in relation to the material, or vice versa. The components are integrated for an integrated production functioning as a mold or tool in the manufacture of the template. It relates to the joining process and method.   In one aspect, the invention provides components of a composite material with their final shape. To provide a final position for close contact with the profiled plate The method relates to a method in which a deformed plate acts as a mold side in the process.   Forming is performed by casting the material to be cast or pressed against the deformed plate, preferably by mechanical It can be done by pouring with the help of vibration.   These methods use materials that flow easily in the raw state before solidification, such as plastic and Including pouring into hard plastic. These methods rely on the weight of the thin layer Apply pressure from 10 or 100 Pa corresponding to the pressure to 10 or 100 MPa for high pressure compression Including.   A particular aspect of molding is to apply or spray a casting material onto the board. It can be carried out.   Certain aspects of the invention relate to the method as described above, for example following painting or spraying. Combined with pressurized compression (preferably vibrating pressure (vibration compression)) On how to make it.   In another aspect of the invention, some or all of the components of the composite material are larger than one. Particles, fibers, etc. are pre-arranged in contact with the profiled plate and then Liquid binder by infiltration, for example vacuum and / or external Fill with help from pressure.   In another aspect of the invention, the fine particles of the plate and the composite casting material + The liquid is first brought into intimate contact, then the coarser part is brought into contact with the finer particles + liquid. In one aspect of the present invention, this is performed, in a raw state, by coarsening the fine particles + liquid described above. And transferred simultaneously between the particles and components. This method is based on centrifugal force. Or assisted by internal decompression by avoiding the accumulation of air inside It can be performed by external pressure.   In another aspect of the invention, finer particles and limited voids, such as spacing Between the tightly placed reinforcements or First, as described above, a substance consisting of a liquid that penetrates into And then finer from the area where the coarse particle system can penetrate Displace the particle + liquid system, and at the same time, fine particles-coarse particles packed with liquid material Both fine and coarse particles + liquid leaving a narrow space where the particles cannot penetrate Apply the contained casting material.   After the material for pouring is formed in close contact with the plate, the material for pouring is For example, in the case of materials bonded with cement, by hydration, in the case of thermoplastic materials, Solidifies by solidification and, in the case of thermosetting plastics materials, by polymerization. You.   For many methods according to the invention, the final contact between the plate element and the plate is such that It was also obtained.   An interesting aspect of the present invention is that certain measures at the interface between the composite materials, such as adhesion, Related to In one aspect of the invention, the solidified material is separated from the plate. Then apply the adhesive on one or both sides and then bring them into close contact again Then, the adhesive is solidified.   In another aspect of the invention, the adhesive is applied to the surface of the plate and then poured. And cured, for example, in the form of a solid film. Bringing the composite material into contact with the plate and also After contacting with the applied solid film, the latter is melted by heating and then To form the desired adhesive joint.   In another aspect of the invention, the composite and plate are made separately and then brought into intimate contact. , For example, by gluing.   In a particular aspect of the invention, a composite product is first manufactured and then the plate elements are A plate part is produced by a method of making intimate contact with the surface of a composite material product. This category Gollie's method is for the outline of a composite product As described above, the flat plate to be formed is assisted by pressure, optionally reduced pressure, and heating. It can be the base material. As an example, it is vacuum forming of plastic plate Or press forming of a sheet of superplastic metal, both methods are generally performed at elevated temperatures .   Another often preferred technique is the use of a galvanizing bath to coat metal on the surface of composite products. This is a galvanizing method for attaching the outer skin. Other techniques within the scope of the invention are Other well-known coating techniques such as plasma spraying and chemical vapor deposition Based on The finished composite product, exactly as in the first method of manufacturing the board It is also possible to make the final contact at the same time in the molding of the plate or skin above, Alternatively, the method is to first separate the molded plate or skin from the composite product and then They are based on joining them together again in the next step, for example by gluing. Hybrid structure according to the prior art-example   Next, a typical composite structure of the concrete and the deformed steel plate according to the related art will be considered.   This example illustrates how such composite slabs are designed according to British standards. It was adopted from the "Steel Designer's Handbook" used as a basic guideline.   The sample is designed to absorb an evenly distributed load and is Is a cover structure in the form of a plate with a 3 m span that is easily supported . The cover plate consists of (lower) deformed steel plate and (upper) concrete.     Irregular shape: Z shape, height 50mm     Upper and lower flange 125mm     Object tilt (horizontal / vertical) 25/50     (Deviation from vertical)     Plate thickness 1,2mm     Steel quality, yield point 280N / mm     Cover thickness 75 / 125mm     (Concrete + steel plate)   Average 100mm     Compressive strength of concrete 30N / mmTwo(cube)   In the “Steel Designer's Manual”, if it functions effectively as a composite product, If there is no shear failure between the concrete and the profile (eg by certain mechanical means) Calculation of the maximum moment that can be absorbed by the plate.   Plastic moment of resistance M1: 31,800 N (moment / meter)   Based on experiments using such a plate, the actual conditions for fracture were shown in the “Steel Designer's Manual”. Have been. Failure occurs at substantially lower loads and is due to shear failure rather than bending And the maximum shearing force Vu = 21,800 N / mm.   Based on the above starting data, a similar uniform elastic plate (ie, composite plate (Has a uniform, isotropic material with the same outer dimensions as, but with linear elastic behavior) Are shown below. This calculation is simple Based on the theory of simple timber.   The results are summarized below.   Scheme: The maximum stress in similar elastic plates is 1) actual behavior, 2) effective Corresponding to the behavior under the condition where the compound action is formed, the evenly distributed load is Corresponding.   This result can be attributed to the inadequate Emphasis on collaboration.   In other words, the actual load at the time of failure can withstand the plate if shear failure is avoided. This is only about 50% of the load that would be applied. Thus, the supporting capacity corresponding to the composite behavior Power is not available at all.   This result is also used to estimate what can be achieved by the means employed in the present invention. What can be obtained purely physically using the inventive plate as applied and shown in Example 2 Are compared.   Thus, in the product according to the invention of Example 1, at break, 19 N / mmTwoof Shear stress occurs, which is 19 / 0.42 more than in the conventional composite plate described above. = 45 times higher.   The products according to the invention have no actual shearing capacity, since no shear failure occurs. More expensive. That is, the shear capacity is at least as high as that of the composite products according to the prior art. 45 times higher.   This means that 1) concrete strength is increased by about 10 times (factor) or more. 2) Shear resistance between concrete and steel plate at the time of fracture Generally, increasing concrete strength does not increase it at all (see calculation examples). It is very surprising in light of that).Calculation example   Next, play in a) a product according to the prior art and b) a product according to the invention. Some calculations, especially for shear fracture, to illustrate the interaction of composites Is shown. Here, as shown in FIG. 9, a thin metal plate is pulled against the concrete body. A simplified system that can be stretched Consider. FIG. 1 shows a thin metal plate 1 having a thickness t and an elastic modulus Ea in a cross section. The thin plate 1 is made of a composite material affected by a force 3 (F) acting in the direction of the plate. Fixed outside the object.   In describing pure shear, it does not matter whether the plate is a flat plate or a profile. Accordingly Selected for discussion (for simple plate and plate hybrid structures shown) Logically illustrated).   When the displacement is increased, the zone in which force is transmitted (hereinafter referred to as the displacement zone) Or propagate. When the displacement at the point of action of the force reaches the maximum value of the transmitted acting force, the displacement Attains its maximum elongation (Lc) and the transmitted force is at its maximum magnitude (F = Fc) Reach   Adding more stress (removal of the point of action of the force) removes the displacement zone from the edge However, force F = Fc is maintained. Also obtained by further use of the material The loss is due to the inability to transmit forces over the working zone. The figure shows the product and This condition is shown with the presence of a force transmission zone 5 at a distance within the front crack 5 .   This behavior is expressed as shown below when considering the idealized case. With linear elastic behavior and constant shear stress (To) throughout the working zone (Lc) Is the case. Model complex 1   In-plate tensile force Fc = 21/2EaGt (N / mm)   Tensile strength in plate σ = 21/2EaG / t (N / mmTwo) Working zone Lc = 21/2EaGt / (mm)   Ea: Elastic modulus of plate element G: Breaking energy at shear failure   τo: shear strength t: plate thickness   As can be seen from the model, the elastic modulus of the plate element is Make An example of the description chosen to be as clear / observable as possible is the rigidity of the plate. Only involve. In an actual system, Cleat stiffness is also important. The result has the same tendency, namely concrete A higher modulus of elasticity results in a larger working zone and a greater bearing capacity.   The rupture energies associated with the displacements can be determined by the relevant technical literature. Despite being not explicitly specified, it also The choice of fracture toughness requirements in the description of this specification Form part of the generalized model. The reason for using the breaking energy for tension is It can be found in the section on "Definitions and Explanations" in the handbook.1. Behavior explaining the existing composite slab according to the prior art   High similarity of concrete, plate elements and plate thickness to actual plates The composite material slab to be used is referred to in the “Composite Slab” design example (Concrete And a deformed steel plate that is a 1.2 mm thick plate with a trapezoidal deformed shape) Used.   Departure data:     Maximum local shear stress τo = 5N / mmTwo     Plate thickness t = 1mm     Breaking energy G = 0.1N / mm     Elastic modulus of steel sheet Ea = 2 × 10FiveN / mmTwo   The state of rupture during shear failure is seen in the model.     Maximum tensile force of plate Fc = 200N / mm     Maximum tensile stress of plate σ = 200N / mmTwo     Elongation of action zone Lc = 40 mm   This is the result of concentrated force transmission across a very small part of the contact area (often Figure 8 illustrates the (unfavorable) brittle behavior.   According to the “Steel Designer's Manual” for simple supporting slabs having a span of L = 3.0 m In light of the example, this is, for example, about Lc = Means shear force is transmitted across a distance of 750 mm. Working zone As can be seen from the values for elongation Lc, the force transmission is only Lc = 40 mm , Ie, only 5% of the shear area. This means, in other words, Means that the average shear stress is only about 5% of the maximum.         τ = 5 × (40/750) = 0.27 N / mmTwo   In light of this, a number of experiments and practical experiences of the prior art Use these hybrid structures, whose use requires a "complex effect" (see relevant page) Refer to the above quote for the order and, as seen in the British Standard, It is surprising that awareness has been gained about the weakness of ordinary composite slabs for breaking is not.2. Improved concrete quality for existing composite slabs according to the prior art / Evaluation of the effect of steel quality   Using the starting point in the numerical values of Calculation Example 1, a relatively strong material (concrete Moderate advantage in thin concrete composite structure with thin slab by conventional technology using (steel) Even with relatively strong materials, contrary to what is expected from the general teaching of construction. The reason for the much poor behavior is clearly shown. Concrete quality-strength   Increasing the strength of the resulting concrete (for example, Reduce), the shear strength will also be increased. That is, the design principle according to the prior art Therefore, if the shear strength is doubled, it is possible to obtain twice the shear supporting capacity of the composite slab. Is expected. However, this is not true. Reduced water / cement ratio Increasing the concrete strength by ripping leads to more brittle concrete. That is, doubling the strength is generally less important for the elastic modulus and the breaking energy. Would have no effect. In many cases The rupture energy is generated by weak concrete, instead of complicated paths. It will be further reduced by going as easy as kinking.   In addition to the above rough estimation, the present inventor considered that τo Also assume that the breaking energy does not change when G changes (G = 0.1 N / Mm), as shown in Table 1 below, two- and three-fold increases in τo were obtained, respectively. It is.                           Table 1   τo Fc σ Lc Lc / 0.25L τav / MmTwo    N / mm N / mmTwo   mm% N / mmTwo   5 200 200 40 5 0.27 Calculated value from Example 1  10 200 200 20 2.5 0.27 Stronger conch  25 200 200 8 1 0.27 Using REIT                                                         Actual value   As an example, the size of the area where the force is transmitted is shown in the penultimate column. Where L =% of the total contact area of the slab having a length of 3 meters. You. The last column gives the average shear stress.   As can be seen, there is no improvement in shear capacity (Fc) and steel utilization (σ). Not been. The only thing that happened was the more concentrated transmission zone for small forces (Reduced from about 40 mm to only 20 mm and 8 mm, respectively, (Corresponding to only 2.5% and 1% of the area available for absorption of), respectively.   In light of this numerical example, one cannot conclude the same shear capacity without any improvement Not get. In fact, the conditions were worse than shown in the table. One more product The layer is brittle and sensitive to local stresses and cracks.Steel quality-strength   As can be seen from the model complex 1, for example, whether it has twice or five times the strength Nothing is obtained even with a certain thickness using a stronger steel. Odor of certain thickness (In the example, t = 1 mm), the data shown in the table are obtained in all cases, and the behavior is It depends only on the stiffness (elastic modulus) of the steel, which does not change even with stronger steel. Independent of yield stress and strength (for example, 200 N / mmTwoAs long as it exceeds) .   That is, according to the know-how of the prior art, the supporting capacity of the composite slab is: Even if the strength of the main components (concrete and steel plate) is doubled / 5 times, doubled / 5 Means that it cannot be doubled. Even if you try it, the effect is good Move.Effective use of plate elements   To save material, for example, 800-1000 N / mmTwoHas a yield stress of Even worse, the situation is even worse when considering the use of fairly strong steel.   It occurs when the thickness of the plate is reduced by half, that is, from t = 1 mm to t = 0.5 mm. Consider that (In this hypothetical example illustrating the principle, The weakening of the 0.5 mm plate thickness is ignored. As an example, in a similar system 1 When the 0 mm plate was lowered to a 5 mm plate, the same results shown below could be obtained. . ) The values shown in Table 2 are obtained from the model complex 1.                               Table 2                  τo Fc σ Lc               N / mmTwo        N / mm N / mmTwo       mm                   5 141 282 28                  10 141 282 14                  25 141 282 6   As can be seen by comparing the values in Tables 1 and 2, the thinner and stronger Table 2 boards are inferior. Resulting in a 30% reduction in the supported capacity, i.e., the very small shear support capacity above. Also, the working zone was reduced by 30%. The quality of the steel is not utilized as desired, Conventionally, it was predicted that halving the plate thickness would result in doubling the stress. It only corresponds to a 0% increase.   For example, double strength steel (for example, 300 N / mmTwo600N / mm instead ofTwo Sheet thickness should be reduced to 1/4 You. This results in halving the shear capacity and halving the very small displacement zone. Will tie. In any case, know-how of the prior art to reduce the thickness of the plate Using high steel quality by means of poor shear capacity and greater brittleness Will bring. 3. Composite slab similar to that described in Example 1 (with regard to thickness and properties of composite material) Behavior starting data illustrating a composite slab according to the invention with a   Maximum local shear stress τo = 25N / mmTwo   Thin plate thickness t = 1mm   Breaking energy G = 3.6N / mm (3600N / m)   Elastic modulus (thin steel sheet) Ea = 2 × 10FiveN / mmTwo In the fracture state at the time of shear failure, it can be seen from the model.   Maximum tensile force Fc = 1200N / mm   Maximum tensile stress of thin plate σ = 1200N / mmTwo   Working zone size Lc = 48mm   In the composite slab of the present invention shown in Example 1, (free with load on the center line load) Span 287 mm), only 144 mm (calculation example 1 (Compared to the known slab structure of 750 mm). Shear force is transmitted between a load and a support. This means that 48/1 of the total displacement area 44 = 33% means that actual transmission occurs (only 5% of calculation example 1 different). This corresponds to an average shear stress of τav = 25 × 0.33 = 8 N / mmTwoMeans that   That is, the numerical value of Example 1 (F = 0.27 N / mmTwo), The shear resistance is about 30 Increased by a factor of two.   Not only such a high numerical value, but only 5 times (5 N / mmTwoFrom 25N / m mTwoIt is known to those skilled in the art that the shear resistance is increased by as much as six times the increased shear strength. It is very surprising.   Thus, compared to what is expected by the technical know-how of the prior art, A "very surprising" effect is obtained which is six times higher with the applied shear strength.   Conventional example regarding the negative effect of relatively strong concrete (and steel) shown in calculation example 2 Compared to the results from technical experience, this conclusion is for those skilled in the The fruits are even more surprising.   From Table 1 it can be seen that according to the invention, for example, there is no significant increase in the breaking energy Very high shear strength obtained only by improving concrete strength ( τo = 25N / mmTwo), The average value of the shear stress does not seem to increase You.   This is surprisingly based on the numerical values of this example, the same shear strength τo = 25 N / mmTwoA very basic fracture toughness characteristic of the composite material of the present invention. Shear capacity compared to similar systems with similarly strong concrete without the introduction of This means that a 30-fold improvement in force is obtained by the present invention.4. Estimation of composite slabs of the present invention-a broader view   As can be considered from calculation example 3 as a starting point, model complex 1 is used as a tool. It will be further used to discuss / evaluate different aspects of the invention.Large product   The essential features of the design strategy that are the basis for the design of multiple products within the scope of the present invention Is due to the fact that the degree of brittleness / toughness depends not only on the material but also on the size of the product. Can be seen. By way of illustration, we now describe in calculation example 3 and in example 1 Think of a product like, but ten times larger. Regarding Example 1, this This is for example a slab construction having a span of about 3 m, a height of 80/300 mm, And a deformed steel plate having a thickness of 10 mm.   We have the following:   a) prepared from exactly the same composite material as in calculation example 3;   b) adapted so that the behavior of the large product is similar to the behavior of the slab shown in calculation example 3 Of material Consider the product.a) Of the same material   Maximum local shear stress τo = 25N / mmTwo   Plate thickness t = 10mm   Breaking energy G = 3.6 N / mm (3600 N / m)   The state of fracture at shear failure can be seen from Model Complex 1:   Maximum tensile force of plate Fc = 3800N / mm   Maximum tensile stress of plate σ = 380N / mmTwo   Range of action zone Lc = 152 mm   It is clear that it is an interesting composite slab of the present invention, However, compared to the system of Calculation Example 3, even when the sheet thickness is increased by 10 times, the tensile strength of the steel sheet breaks. The force does not increase by a factor of 10 and the steel is not used as effectively.   The propagation zone is relatively smaller than the platelets, ie, 15% compared to 33%. 2/1440 = 10.7%, and the average value of the shear stress is correspondingly smaller. 8N / mm for plateletsTwo2.5 N / mm compared toTwoBecame Is also observed.   The value is the value of the prior art (calculation example 2: τav = 0.27 N / mm)Two) Very high compared to. τav = 2.5 N / mmTwoThen, the shear force / area is about 10 Twice as large.   b) Of materials with improved / adjusted degree and toughness   Due to the design principles used when designing the products of the present invention, geometrically similar Same strength and stiffness due to simultaneous enhancement of breaking energy by product, eg factor 10 Similar behavior is obtained for a product ten times larger than that of a material having This means that, in practice, we have 3.6 to 36 N / mm (3600 N / mm). m) means that the breaking energy must be increased. This is technical It is executable.   Typically, it increases fiber content (e.g., in the products shown in Examples 1-6). 1.1% of actual used or 9%) and suitable for large products This is done by modifying the fiber and particle geometry requirements that are met.Start data   Maximum local shear strength τo = 25N / mmTwo   Plate thickness t = 10mm   Breaking energy G = 36N / mm (36000N / m)   Elastic modulus (steel plate) E = 2 × 10TwoN / mmTwo   Findings from model complex 1:   Maximum tensile force of the plate Fc = 12000N / mm   Maximum tensile strength of plate σ = 1200 N / mmTwo   Range of action zone Lc = 480 mm   In addition, we applied the same / similar behavior as described above for small tough slabs to large Got about the product.   That is:   Propagation of up to 33% of the displacement area; average stress τav = 8 N / mmTwo(Idiomatic techniques ( 30 times increase in shear resistance when comparing Examples 1 and 2).5. Conventional and 3m composite slurry of the present invention BSupport capacity   a) The composite slab of the prior art described in the “Handbook of Steel Designers” (“ Hybrid construct ") and b) a test complex slab of the present invention (see Example 1). Based on the comparison), a comparison of support capacity was performed.   Simple with 3m span, supported along opposite edges and loaded with equal distribution weight Consider a slab. The slab of the prior art (according to the steel designer's handbook) is as described It is.   The cross section of the slab construction of the present invention is different from that of the test object (compare Example 1). It is geometrically similar. At the same time, the fracture-toughness is adjusted so that the behavior is similar. (As in 4). Moment volume experimentally found in Example 1. Classical video for similar large slab constructions on the basis of From the theoretical theory and from the sequential calculation of the corresponding load for fracture, Was calculated. Slab structure Height Average slab thickness Load at break                                   Thickness pressure water m                  mm mm mm kN / mTwo          m Conventional technology 125 100 1.2 14.5 1.45 Invention 125 53 4.2 204 20.0                     236 100 7.9 728 73.0                     316 135 10.5 1.306 131.0Bearing capacity of composite products with deformed steel plates in contact with "concrete"   The load at the time of breaking was converted into the pressure of a uniformly distributed load, and a part of the load was kN / m.TwoAnd some are Expressed as a meter of water column. Support capacity of prior art slabs It is described in the “Steel Designer Handbook”.   The prior art slab is 5 / KN mTwoDesigned to withstand evenly distributed loads . The breaking load is 10KN / mTwoIt is. 2KN / mTwoIts own weight is included in it . Failure occurs due to shear rupture along steel and concrete (shear failure is prevented). If the slab breaks due to plastic yielding during bending Almost double 28.3 kN / mTwoIt became.)   Apparently, the present invention provides:   a) A slab of the same height (125 mm) and only 53% by volume of the material: 14 times higher support corresponding to a load of 20 m water column compared to 1.45 m for reference Ability;   b) a slab of the same volume of material and only twice as high; More than 50 times higher corresponding to the load of a 3m high water column   c) The miniature slabs and the exact geometry addressed in Example 1 of this patent specification A slightly stronger slab that is similar in nature. 90 times higher supporting capacity than prior art reference The breaking load corresponds to a water column of 130 m compared to 1.45 m.   The slab material volume is apparently more than 35% of the value for the reference slab Increase.   With regard to a) and b), the greatest surprise to the person skilled in the art, but with a factor of about 8 Concrete strength (30-250N / mmTwo), And not necessarily different 3.5 to 7 times that of non-quality steel (from 1.5 mm to 4.2 and 7.9 mm respectively) ) At the same time increases the bearing capacity by 14 and 50 times, respectively. can get.   Thus, stronger concrete is expected for profiled / concrete composites Even if the well-known fact that the positive effect of With the increase of the above-mentioned material strength and steel plate thickness, the supporting capacity (by the composite action) About 2-6 times higher than expected with conventional techniques. Take into account the above facts This feature (number), if known, will make the And   Further, the values associated with the slab construction of the present invention (Example 1) are As in the case of objects, when bending, for yielding on steel sheets and without shear failure It should be emphasized that it was based on experiments on slab structures damaged by fracture It is.   This means, for example, that high-quality steel Indicates that higher supporting capacity can be obtained by using.Product-construction embodiment   The desired behavior is strong, rigid and at the same time very strong, combined with plates with irregular shapes. Guaranteed by tough composite materials. The invention encompasses a wide variety of variant embodiments, as well as slab elements and slab thicknesses.   A particularly interesting group of constructs of the invention is that the contours are trapezoidal and thus round. Not, and here also, the side walls are steep (ie between the web and the flange) Is large, for example 44 °, optionally 60 °, optionally 70 ° or optionally 8 ° 0 ° or 90 °) construct. Such embodiments include plate variants and composites To increase the close mechanical cooperation between the material and, for example, nullify longitudinal displacement.   Certain aspects of the invention are in the form of profiles, and typically in the form of rods, threads and wires. To constructs composed of composite materials further reinforced with reinforcement embedded in the composite material Related.   Primarily, the reinforcement is of any substance and has any strength and rigidity.   In a preferred construction of the invention, the reinforcement is strong, at least 500 MPa, preferably Preferably at least 700 MPa, more preferably at least 1000 MPa And more preferably has a tensile strength of at least 2000 MPa.   Examples of preferred reinforcements are 1800 MPa, 2000 MPa or 2000-25. It is a cold drawn yarn of steel having a tensile strength of 00 MPa. The reinforcement is a separate thread, or Is, for example, in the form of a combination yarn forming a cable.   Certain aspects of the present invention relate to locally or totally reinforced profiles and composites of the present invention. Regarding composite materials. Certain aspects of the invention relate to articles shaped in one or more directions. About.   Certain aspects of the invention relate to the constructs of the invention comprising extra plates.   Extra boards serve a specific purpose. The plate is, for example, another plate element Interior of rooms (containers, silos, etc.) containing materials and substances that are chemically invasive to Can be Extra plates serve a purpose related to their morphology. example Smooth surfaces promote cleanliness and material movements (liquid movement in tubes, in tubes and silos, etc.). Reduce the frictional resistance (separation resistance) inside the powder movement).   Extra plates are provided for both longitudinal and transverse reinforcement against bending stress. And may be part of a support structure to increase rigidity.   For joining deformed plates and extra plates, riveting, bolting, welding, for example It can be performed by spot welding, bonding, soldering, and the like.   The plate may further be placed in contact with the composite material. Placed in contact with the composite material Extra plates can be used for the same purpose as above and for permanent formwork during the molding of the composite material. / Can serve as molded side plates.   The extra plate has a form obtained from a flat or even curved shape. The present invention A particular aspect of is a construct in which the extra plate is profiled.   As mentioned above, the present invention relates to plate forming components. That is, for example, the ingredients Box-structures, for example when constructing plane limits such as floors, ceilings or walls of containers etc. Thus, it is a plate forming component that is planar.   Ingredients further include tanks with curved surfaces and shutter construction, as in pipes Curved, typically slightly curved, as if forming a curved boundary to Can be done.   The products of the present invention typically contain components in plate form. The ingredient of the present invention is Or a construct element such as a column. The product of the present invention comprises the aforementioned components and And / or construction elements, such as tubes , Containers, doors, gates, walls, cabins, ceiling structures, thermoboxes, cold rooms, heating Room, security room, boiler, cooling tower, chimney, edge, upper layer of road, etc. It is an object.   Certain aspects of the invention have been reinforced with a profile composite constructed according to the invention. For products that are repaired by the product. It is, for example, a product as described in the previous paragraph It is. Products enriched with the components of the present invention can be any solid material, such as metal, wood , Plasts, tiles, concrete, plaster, natural stone, glass and ceramic. Can get.   Certain products of the present invention are products that can be used in the machinery area, such as motors, pumps, etc. Envelopes, pumps, molding tools, molding machines, especially where low weight / strength ratios are very important Within the area, for example associated with rapid motion / rotational components, and transport areas (airplanes, ships This is a product for use in ships, automobiles, etc.).   Certain products of the present invention are typically characterized by the special friction and wear characteristics of plate elements or composites. Typically, it is a wear resistant and / or smooth object to be used.Example 1 Slab Construction of the Invention-Manufacturing and Mechanical Testing Construction: Slab construction is a strong, tough, fiber-reinforced cement-based composite and It consists of a deformed steel plate that is in close contact. A fragment of the slab cross section is shown in FIG. Steel plate 1 (1 mm thick) make up about 13% of the total volume of the slab construction.   In addition to the profiled plates, the structure is reinforced with longitudinal and transverse reinforcements located on the upper sides 2,3 Is done. Lateral reinforcement rods (3 mm diameter) are placed at a distance of 150 mm from the center .   Reinforcement only contributes to the hardening of the structure, Does not work to absorb high tensile stresses at the bottom (even with displaced longitudinal reinforcement at the bottom) There are other preferred products that have, which are more powerful. However, eyes Here, the mode of action of the pure variant-enhanced hybrid construct is tested / demonstrated. Was that. ).   Composite 4 was placed densely and homogeneously (with "entrained" in less than 1% air). Calculate the volume ratio of “particles” from the formula and approximate knowledge of the density of the contained components. (Showing the state before the chemical structure was formed by the reaction between cement and water).   Cement + micro silica + dispersant 35.7%   Sand (fired bauxite) 46.1%   Steel fiber 1.1%   17.1% of waterscheme   The components contained in the composite material are indicated by volume%.   Meaningless contribution to total volume from mixed air and dispersant (less than 2% total) If neglected, this means the following volume ratio:Binder alone   Particles (cement + micro silica) 68.0%   Liquid 32.0%Composite material   Large particles (sand-bauxite) 46.0%   Steel fiber 1.1%   Binder (particle + liquid) 53.0%scheme   Volume ratio of binder (top) and total composite (bottom).Compressive strength 250 N / mmTwo Breaking energy   Experience with very closely related materials has shown that the energy to break It was roughly estimated to be 00 to 4000 N / m (3.0 to 4.0 N / mm).material:   Steel plate: 1mm cold rolled fine plate ST12   Mechanical properties: yield point (extreme stress) = 270 (410) N / mmTwo             Maximum yield limit = 280 N / mmTwo             Minimum elongation at break (L ≒ 80 mm) = 28%             HRB hardness 5 maximum value = 65   Profiling affected by bending (information from supplier)Reinforcement:   4 piece φ6mm cam steel. Tensile strength = 4200 kg / cmTwo(Vertical)   3 piece φ6mm cam steel. Tensile strength = 4200 kg / cmTwo(side)Cement-based composites:   Densit binder supplied by Densit A / S. Densit binder is about 8 0% Portland cement (white cement) and about 20% micro silica ( 50-100 times finer than Portland cement) and a trace amount of dispersant in powder form It contains.   Strong sand: 0-1 mm and 1-2 mm bake bauxite         (AlTwoOThreeRich substance)   Steel fiber: φ0.4x12mm, strength 4200kg /   cmTwo. Source: DensitA / S.   Water: tap water.Prescription:   Densit binder: 8000 g   Bauxite 0-1mm: 8000g   Bauxite 1-2mm: 3400g   Steel fiber 0.4x12: 600g   1280 g of waterPreparation:   Mixing device: Forced mixer   Mixing time: dry mixing 5 minutes, wet mixing 8 minutes.                         5 minutes wet mixing with fiber.   Molding: Flexible molding by vibration.   Curing: Day and night at 15-20 ° C. 4 days and nights at 50 ° C.quality:   A reference specimen (90 × 45 mm cylinder) cured by the same method is approximately 250 M It showed a compressive strength of Pa. Estimated value of breaking energy: about 3000 to 4000 N / m .Mechanical test   The arrangement is shown in FIG. The installation consists of a simple support slab 1 supported at the end and center. Therefore, in order to absorb the vertical load P, a total of three supports (R1, R2 and And R3). The slab structure has a linear load P located in the center on one cross section. Was loaded. The outer support of another cross section was held down. Therefore, Half of the load of the bearing acts as a simple support slab at the free end, and is fixed / Minutes are fixed. The degree of fixation depends on the relevant forces (outer load P and three supports R1, The force of the reaction at all of R2 and R3) is determined.   The forces and displacements during the loading experiment were recorded.   1. Elastic area.   It is characterized by an approximate proportional relationship between the applied force and displacement and the substantial reversible displacement. The elastic region extends from a load P = 0 to about 30 KN.   At the upper limit:   Applied force P = 30KN   Reaction force R1 = 13KN                       R2 = 20KN                       R3 = -3KN   After the transition region, there was a large region showing a clear plastic yield.   2. Plastic area.   A substantially constant force and large displacement (substantially irreversible) is used. As an example, The applied force is here 50-64 KN for a displacement of about 8 mm of 4-12 mm. In contrast, in the elastic region, the change is from 0 to slightly less than 2 mm. The position varied from 0 to 30 KN. Maximum applied force P = 64KN Under conditions using large loads, the corresponding reactive forces are: R1 = 30 KN, R2 = 37 KN , R3 = −7 KN.Evaluation of results   The support capacity of the product of the invention is often compared to other board products of different size, form and width. In order to be able to control / comparison with different loads, Selected to take into account the behavior: Is it an isotropic material that is geometrically identical on the outside but exhibits linear elastic behavior in all load regions? Consisting of similar products.   The first comparison performed was the same geometry as the behavior of the composite product of Example 1 of the present invention. A comparison with a corresponding plate product having a homogeneous material (for example, homogeneous steel).   We will look at what stresses caused by actual loads on similar, strong, elastic products. Thought.   We considered the state of the cross section under load (P).   Calculated stress according to beam theory (ignoring local force from load) . From the known end reaction (R1), the corresponding maximum moment was calculated. Cross section Divide using the moment of drag to find the corresponding maximum tensile stress (the bottom side of the slab ) Got. Then, by a small special calculation, the maximum compressive stress (upper side of the slab) and The maximum shear stress was also obtained.                                               Maximum value Elastic region   Applied force (P), kN 64 30   Reaction R1, kN 30 13   Maximum bond-tensile stress 319 138   (Bottom side) (N / mmTwo)   Maximum compressive stress 147 64   (Top side) (N / mmTwo)   Maximum shear stress (N / mmTwo) 198   The maximum stress of a similar elastic slab construction was calculated according to beam theory. Therefore, local / high stresses from external force effects and at the support are not relevant. Force and response indicate an actual slab width of 320 mm.   Maximum bond-tensile stress-actual for slab / beam calculated from similar elastic slab Sometimes 319 N / mmTwo− Often indicates flexural strength Is shown. The shear stress indicates the shear stress acting on the load and the distance between the free supports R1. (They show that the shear stress acting between the load and the central support is between 10 and 2 0% higher, ie ~ 22 and 10 N / mm respectivelyTwoTherefore, at the absolute maximum value Absent). FIG. 12 shows the numerical values of the stress.   The cross section of the slab is 1) one quarter of the width (80mm) and 2) vertical Direction represents part of the slab that exists between the load (P) and the loose support (R1) It has been shown. During the load due to the linear load of the cross section at point P, the maximum tensile stress And the maximum compressive stress at the top is equal to the maximum shear stress of the web near the flange. Get up.   The maximum tensile and compressive stresses decrease towards the support (R1) while the maximum shear The force is constant throughout section ABCD. For the example, this is the maximum load Below, a total shear force of 20 x 143.5 x 19 = 54.530 N = 5.5 tons traverses Means absorbed by the surface (20 x 143.5 mm). Therefore, the horizontal cell For the action, not only the local stress but also the free support from its full width and load zone Shear stress is also shown, which indicates the average cross-sectional area over the entire length and width to the support. You.Discussion of Example 1   Experiments have been performed on the products of the present invention with profiles and strong, hard cement based composites. It shows that close cooperation between the materials provides high break-toughness.   Yield behavior, despite the very high shear stress, between the plate element and the composite Significant yielding of the steel sheet on the tensile side (under central load) without any form of slip Get up on the product shown. Calculated shear stress (19 N / mmTwo) Is the corresponding prior art (Average stress = 0.42 N / mmTwo) Was 45 times higher. This is when shear failure Indicate breaks (compare paragraph of "Prior art hybrid construction"). This is composite with deformed plate Demonstrate very effective cooperation between materials. In addition, the actual shear capacity of the composite slab is 19N / mm, since the failure is caused by bending and not by shearingTwoThe average of It must be emphasized that this must be higher than the one corresponding to the stress.   Due to the high compressive strength (about 250 MPa) of the cement composite material, A thin layer of composite material (8 mm) can be used, and therefore a corresponding material consumption Was moderate and the weight was reduced.   This guided experiment further provides a basis for consideration of other other aspects of the invention. Can be used.   1. A combination of slabs and very strong reinforcement bars.   Reinforcement yarns / rods located adjacent to the bottom of the profiled slab provide support in bending. Increase. Therefore, for a product on which a cold-rolled steel bar is arranged, the diameter is 5 mm. , Ultimate stress 1850N / mmTwoOne of each variant of the product has a bearing capacity of about 75 % Increase.   2. High strength-for example, a compressive strength of at least 300 MPa-using a composite material Had a preferred product.   Use of high-strength tensile reinforcement as described above requires pressure zones for components . Failure to change the geometric requirements (8 mm thin layer cement composite) will result in a break in tension. If a break occurs, the maximum compressive load (stress) will be about 275-310 MPa. Compression The prevention of breaks that occur in the web (which is usually preferable when the tension drops) increases the thickness. Greater (eg, 10-12 mm instead of 8 mm) and / or special pressure This can be done by using a crimp reinforcement. Particularly preferred aspects of the invention include, for example, The use of certain strong composite materials having a compressive strength of at least 300 MPa. For the example above, this allows for the holding of very thin products (8 mm).Concept-Definition-Explanation   In this specification, a number of concepts arise that characterize the invention. The most important ones Defined / explained below and motivated.Close contact.   This term is used to characterize the contact between the composite and the profiled plate. Close contact refers to, for example, boiling together or Molded together, melted together, glued together, not in the case of other mechanical joints Means substantially complete atomic contact over the entire contact surface. Specific particle-based Intimate contact between the material and the profiled plate is further included in this patent specification.Compression strength.   The composite has a strength / height / diameter ratio of 2 mm, a diameter of 100 mm and a height of 20 mm. Compressive strength is mainly measured in terms of strength measured by crushing 0 mm cylindrical products. It is characterized by stretching. The strength of the composite material depends on the characteristics of the composite material. It can be determined for certain products. Known for hybrid products (along with deformed plates) As such, the strength of the composite material should be measured on a sawed / opened specimen. Mechanical pressure on the composite, as is known by It can be determined by directly applying the compression load. Comparison of various measurements of compressive strength / The assessment establishes a relationship with the determined compressive strength for the above cylindrical specimens / It is necessary to prove. That strength requirements are related to compressive strength Are: a) the behavior of the composite material at break during bending and compression (effective cooperation with deformed plates); B) is highly determined by the strength of the material under compression, b ) Compressive strength is an acceptable property that often acts as a proxy for other strength properties And c) because the compressive strength is relatively easy to measure.Elastic modulus.   The stiffness of composites is characterized by a modulus that shows the slope of the stress / strain curve at low loads. Attached. The modulus is specified in the paragraph for the specific specimen of the composite, for example, the compressive strength. It can be determined for the cylinder as described. The modulus of the composite material is It can also be determined from measurements on products where the composite material is in close contact with the plate element .   Such a determination can be made, for example, by measuring the interdependent values of the force and the deformation of the load product. Or it can be performed from measuring the resonance frequency of the product under free vibration. In that case, the confirmation is , Based on the theory of elasticity applied to composite products. Confirmation of the deformed plate Reassume that the behavior is well known.Breaking energy.   The fracture-toughness of the composite is determined by the breaking energy G associated with the behavior during tension. Characterized. Breaking energy required to form new cracks in unit area Work (unit J / mTwo= N / m or J / mmTwo= N / mm). composite The energy to break of a material is measured for a specific specimen of the composite material-e.g. Beam or a notch filter to be tested during pulling. Can be determined. The breaking energy of the composite material is determined by the cutting specimen that presents the cut. It can also be determined from measurements of the underlying hybrid product.   The fracture energy of the composite is used to characterize the fracture toughness The reasons are: a) The behavior under tension is hard particle-based composites during fracture and crush formation It is important for the material, and therefore the break on shear is, for example, essentially tensile B) The breaking energy associated with the tensile A reasonably well-specified amount for the composite material of the It is the waist circumference that the continuous breaking energy is measured by the experiment.External (outer) placement.   The present invention relates to a body formed from a composite material, preferably completely or completely. Products having a composite material in close contact with a qualitatively arranged profiled plate .   Formulations for preferred external arrangements include: a) when the profiles are Their arrangement on the outside (close to the outer surface) of the body that constitutes with the material Preferred products of the invention to make them more effective, b) but more centrally embedded Motivated in distinguishing between a composite product of the present invention having a plate to be made.   Therefore, the composite material and the pair are arranged outside the body composed of the composite material. The plate element of Example 1 having a mated profile plate is typically preferred for the present invention. same Thus, the product of the present invention may be used where the composite material comprises the inner shell and the profiled plate comprises the outer shell. If, on the contrary, the profiled plate is placed inside and the composite material constitutes the outer shell, for example As shown in Example 1, a tube made as a curved embodiment of the plate product of the present invention. And obtained as containers. There is no case where the profiled plate is completely or partially embedded.   A "block" of composite material, e.g. having a foundation in which one end of the profiled board is entirely embedded As for the product, it is different. Such products are, for example, certain composite materials And the very effective fixing of the combination of profiled plates makes the product reasonably Such a product is within the scope of the present invention, provided that it uses the characteristic mode of action of the present invention. Only preferred within.   Due to the fact that the profiled plates are completely or partially included in the composite material, There is a large division of the composite products of the present invention that can be explained geometrically.   Illustratively, it is in one side that its support structure is in intimate contact with a strong composite material The limitations with respect to security boxes, which are The requirement is completely satisfied. This construction protects against high mechanical stress. Designed to protect. However, the limits (door / wall / bottom or ceiling) are Formally, objects additionally arranged on the metal surface of the hybrid product, ie on the outer surface of the profiled plate It must fulfill a number of other functions presented in quality. As an example, it is Fire protection, protection against local attacks (eg by drill, chisel, etc.), by construction Concealment, aesthetic considerations, etc.   This is often described above as a clearly identifiable preferred product of the present invention. Established using other materials apart from the hybrid construct of the present invention. However, For empiric reasons, the same type of composite material is often used for supporting hybrid constructions. Used to address non-primary constituent functions as the substance of choice; frequently, Means by which the template is completely or partially embedded / enclosed in the composite material Such a construct is prepared by molding according to   Such products, of course, use other substances for non-primary support functions Like, and often even better than, the corresponding product.   Using a deformed steel sheet, under moderate deformation processing, to prevent any shear damage Testing / verification of the shear capacity of the composite products of the invention without special measurements   The construction of the composite slab is shown in FIG. The properties of the composition and components are Shown in paragraph. FIG. 13 shows a cross section of the composite slab. The length of the slab is 600mm is there. 1 is a composite material, 2 is a deformed steel plate, 3 is a lateral reinforcing material, that is, each is 50 mm. 6 mm diameter cam steel placed, and 4 is the longitudinal upper reinforcement, ie 3 mm of 10 mm diameter. Piece of cam steel. The steel reinforcement is fixed so as not to loosen during vibration. side The bar is a tax welded to the plate at the end 5 and the vertical bar is a transverse reinforcement at the rim 6. Tax to be welded.   A lateral load was applied to the composite slab in an arrangement as shown in FIG. FIG. 14 shows the outer diameter. 600x230x40mm, affected by vertical load 3 placed on the support 2. 3 shows the test arrangement of the composite slab in the test. each The force on the support and on each load line is P / 2 (where P is the total force) You. The arrangement is symmetric. The distance between the supports is 500 mm; The distance between the nearest points is 150 mm. During the experiment, observe the free vertical edge 4 with a magnifying glass. I thought.   During the experiment, at various load levels varying from 0-25 kN to 7-91 kN, Various loads were applied to the valve, and no load was applied.   The corresponding values of strain, deformation and applied force were recorded during the experiment. Besides, slab A visual observation (with a magnifying glass) was performed on the two free edges ofmaterial   Matrix ("concrete") prepared from material obtained from Densit A / S . The composition is shown in Scheme 1. The properties of the cured matrix material are shown in Scheme 2. did.   The deformed plate is made of steel of quality Fe510B (EU25-72 standard) and is often St. 52-3.   Board thickness: 2mm   Tensile strength: 580 N / mmTwo   Yield point: 430 N / mmTwo   Measurements on boards from the same supplier as the materials used in the examples. This board is a mall Sandblasted 3 days before loading.   Upper stringer: KS520, 10 mm diameter cam steel. Crossing material: diameter 6mm, K S520.   Inducast 6000 26.33 kg   Raw bauxite (Ro-bayxute) 2 x 4mm 8.47kg   Steel fiber 0.15 × 6mm 3.50kg   2.68 kg of waterScheme 1. Indu, a "matrix" also called "concrete" The composition of the cast is AlTwoOThreeSand and cement-based binder, Fine sand concrete with crosilica and dispersant (dry powder).   Adjusted product   Specific weight (ρ) 2950 kg / mThree   Sound velocity (v) 5705m / sec   Dynamic E module (Edyn) 96.0 GPa   Tensile strength (MPa) 225-260 (approximate)   Breaking energy (Nm) 10,000-15,000   Scheme 2. The properties of the cured matrix material are the same as those used for the composite slab. It was prepared from the same mixture and measured for what had been stored as well. compression The strength and fracture energy and values were estimated. Elastic dynamic modules measure specific gravity and sound velocity. Calculated from fixed value: Edyn = ρ × vTwo The matrix material was adjusted using a forced mixing device.   1. Mix the dry powder (excluding steel fibers) for approximately 1 minute.   2. Add water and mix for approximately 5 minutes.   3. Add the steel fibers and mix for an additional approximately 5 minutes.   Next, this slab is molded, and a vibration having an amplitude of 50 Hz is horizontally placed on a vibrating desk. added. The top of the slab was covered with plastic and placed at 20 ° C. for approximately 24 hours . 4 days at 70 ° C covered with a damp cloth and tight-fitting plastic I left it at night.   At the same time, slide three test cylinders (diameter 45 mm, height 90 mm) of the material. It was manufactured under substantially the same conditions as the adjustment of the blade. Outline 3 shows the results of the selection. Measurement Specified value: There is no relationship between the applied force and the strain in the midsection (see Figure 14). Is shown You. In addition, calculated stress values are also shown. *Start yielding   Scheme 3. The force applied to the top and bottom of the deformed steel (the center of the plate) Of strain and the expected compressive and tensile stresses of concrete and steel, respectively Interdependent values. In addition, it shows the average shear stress acting longitudinally between the applied force and the support .   Compatible with 91MPa and 280MPa "concrete" and steel maximum stress respectively A load of 61 kN and an average shear between steel and concrete of 3.4 MPa Up to the stress, there is no crack in the concrete and there is no space between the deformed steel and the concrete. No signs of separation were observed.   While repeating the load up to 91 kN five times, one small turtle Only cracks were found and there was a separation in the center between the concrete and the profiled steel . When a load slightly higher than 91 kN is further applied after the load is applied, it is shown in FIG. The rupture occurred in the form of shear between the deformed steel and the concrete.   FIG. 15 shows after shear failure (as well as subsequent bending failure between attack lines). The part of the composite product between the support 3 and the attack line 4 is shown as a sketch. shear "Concrete part 1" is different from damaged part It is extruded outward from the section steel.   Evaluation   The composite product is designed for the purpose of experimentally clarifying the shearing ability of the product of the present invention. Although it was measured,   1. The mold and take-up are extremely low,   2. No special measures have been taken to guarantee shear failure and   3. The plate thickness is larger than the irregular height, and   4. Has relatively high steel strength.   A comparison between the deformed plate of the test sample of this example and the deformed plate of Example 1 is shown in Scheme 4. You. Scheme 4. Deformed plates used in experiments using moderately shaped deformed plates Comparison with the profile plate used in the assembly referred to in Example 1. See FIG. 16 for an explanation.   FIG. 16 is a cross-sectional view of the deformed steel sheet used in Example 2 and a composite product described in Example 1. The cross section of each product is shown. The geometric dimensions referred to in Scheme 4 are shown in the figure. Was.   The composite slab has a strong internal setting without cracking until shear failure occurs. Stiffness of 70% or more compared to similar heavy aluminum products. Indicated.   Shear damage is 5MP average shear stress between deformed steel and "concrete" got up at a. This value has a substantial shear resistance due to the added part and no squeezing action. Calculated based on the total area between the supports, including the two lower semi-outer profiles . If the outer part where the composite slab is not involved is removed from the target, damage will occur. The average stress when it rises is about 7 MPa.   These values are surprisingly high for those skilled in the art in light of known technology. You. That is, “Steel Desingers Manual” is described as follows. Has been: If the design is based on the principle of elasticity, deck deformed and concrete Is 0.05 N / mm for normal typeTwo(0.05MPa) Yes, 0.2N / mm for specific typesTwo(0.05MPa) increase only do not do.   The type of the present Example 2 is obviously the former- "normal type" and has a configuration specially adapted to shearing. Is not placed. Therefore, the shear stress of 5 MPa in Example 2 was obtained by the known technique. About 100 times higher than the shear stress obtained by surgery. ing.   This example shows that a matrix having high strength, high rigidity, and high fracture resistance The principle of the present invention, that is, the acquisition of extremely high shear resistance, It clearly shows that it is possible to use a molded steel plate.   The purpose of the test specimen was to use the very slightly deformed steel sheet to produce the composite product of the present invention. It is emphasized that the limits were merely examined. Products that exhibit this high shear resistance , Indicating that such a product is not a preferred product of the present invention. On the contrary, The light relates to a better deformation, i.e. the angle between the web and the flange is 60 ° or more, preferably 70 ° or more, more preferably 80 ° or more, suitably 8 It is related to an irregular shape (shape) of 5 ° or more.   Another aspect of the present invention is that a special mounting arrangement allows for the The composite product of the present invention has enhanced protection against shear breakage, as well as other breakage. is there. The perspective of this particular mounting arrangement is universal and of the modest nature of the present invention. Applies to both composite products using shaped plates and products using advanced deformed plates.   Comparison of plate elements of the same outer dimensions and made of a single material   The following (Scheme 5) shows calculated values for similar elastic plate products consisting of a single material. Shows the change in The modulus value indicates that the product is deformed exactly like a composite slab (maximum). Single plate (see change of composite slab after first loading / unloading cycle) Asked about the element.   The shear stress can be regarded as the stress in the horizontal plane on the upper surface of the rib. From the force transmitter to the support (15 The average value of the shear stress across the entire area extending to 0 mm) was used as a control. Skip measurement As shown in FIG. Load force Stress (N / mmTwo) Elasticity of similar materials (KN) Bottom Top Horizontal cross section Module             (Tension) (Compression (Shear) (N / mmTwo)                           Power) 31.0 66 47 124000 36.0 76 55 108000 60.2 127 92 96000 90.8 192 139 91000   Scheme 5. Changes in similar single-material products showing linear elastic changes. In the last column Describes the same single material required to obtain exactly the same deformation as the composite product of the example. Elastic modulus values are shown.   An interesting comparison with similar products made of aluminum of about the same weight (about 90%). 60N / mmTwoUp to the stress level, the rigidity (elastic module) is made of aluminum 77% higher and 192 stress N / mmTwoEven if it rises, the rigidity of the composite product is clear compared to aluminum Was expensive. The E module in this case is the aluminum E module when the load is small. About 30% higher than Joule.   Typical of aluminum at low load / low stress levels compared to aluminum 70,000 N / mmTwoWas used.   Example 3   An experiment in which a thin composite slab of the present invention was repeatedly impacted with a sledge hammer.   In accordance with international regulations for testing the degree of improvement of safety boxes, 40 nm of the composite slurry of the present invention is used. Was repeatedly shocked.   The slab is based on high strength, high toughness particles in close contact with a deformed steel plate with a thickness of 2 mm Composite material-comprised 40 mm overall thickness. The production of composite slabs involves: The procedure was the same as that of the composite slab shown in Example 2, ie, the method of FIG. The reinforcing steel material in the vertical axis direction, which was one in Example 2, is replaced with each deformed section in this example. And the outer dimensions of the slab of Example 2 were 600 × 240 mm. On the other hand, in this embodiment, it is slightly larger, that is, 600 × 540 mm.   A schematic diagram of the irregular cross section is shown in FIG. FIG. 17 shows the composite slab used in this example. It is a part of sectional drawing. 1 is a composite material, 2 is a deformed steel plate, and its size is This is the same as that of the slab of the second embodiment shown in FIG. 3 is straight per 50mm A lateral reinforcing member made of a cam steel material having a diameter of 6 mm. Reference numeral 5 denotes a vertical bottom reinforcement made of cam steel having a diameter of 12 mm. Slavic The main dimensions are: length 600mm, width 540mm, thickness 40mm and 24mm (it Top and bottom, respectively). Composites, preparations, and The quenching is the same as in the second embodiment.   The slab is subjected to the standard safe / panel test specified for the safe, Shocked with hammer and torch.   This type of test is used in safe box-panel tests. Based on high strength cement The same type of composite material, which is similar in quality to the material used in this example Compared. The normal panel thickness selected for comparison is the maximum thickness of the profiled slab. Same as the large thickness (40 mm), but the amount of sheet steel is 4 times that of this example . The thickness of the upper and lower two slabs is often 3 to 5 mm, respectively. The thickness of the example plate is 2 mm. (Considering the irregular shape of the plate of the present invention, the steel 2.6mm per mm2ThreeEquivalent). Often used for regular slabs When using reinforcing bars, the total amount of steel reinforcing materials used does not change, It is approximately 25-50% of the amount used.   As already mentioned, the thickness of the commercial slab to be compared is 40 mm. This implementation The average thickness of the slab in the example is only 32mm (for the irregular top and irregular bottom) , 40 mm and 24 mm respectively), 80% on average compared to the thickness of the comparison object It is only.   During the test, the slab is supported along the edges. Sludge hammer this slab It was placed on the floor at a position of 1.5 m vertically so as to easily apply an impact. concrete Mark the side slab surface (120x120mm) and weigh 3kg sledge han. Many stresses / shocks were applied by the maker. Exams should be performed by experienced, strong examiners Was implemented. The applied impact was performed to the extent that the tester referred to as "strong".   The head of the (steel) sludge hammer weighs 3 kg. Handle length is approx. It is 75cm.   In the above test, one or more of the following forms are destroyed: 1) Station 2) Punching (part of the specimen is extruded into a truncated cone) and 3) multiple It is a bending of the united slab.   This invention uses a deformed steel plate instead of a plate used for normal panels. According to the measurement results, the effect on the destruction of the above-mentioned forms 2) and 3) was obtained. Extrusion and bending resistance was observed, but effect on local crushing was recognized I couldn't.   On the other hand, when the extrusion starts or the slab bends, Stress is concentrated in the area where the slab surface is However, the resistance to local crushing is greatly reduced.   The product is used for 80 hammer impacts and various torch operations to remove steel reinforcement The dent did not extend to the bottom profile and did not cut it.   Ordinary with composite material used for boxes with ordinary steel plate on front and bag part First, a part of the front panel (120 mm x 120 mm) is used as a torch. Therefore, it was cut and removed using a hand tool. Sledge han in the uncovered area Tap the steel plate on the back until it can be removed by torch cutting. Was.   A normal panel with a thickness of 40 mm can be handled 10-30 times without reinforcement. Can withstand the impact of the . It becomes 5 to 2 times, that is, 20 to a maximum of 60 shocks. Therefore, it can withstand 80 hammer impacts despite thinner steel plate and thin structure This is one of the great improvements according to the present invention.   In the initial stage (30-45 shocks), local crushing is small, and resistance to crushing Change of thick product using the same material with excellent resistance Was the same as   At this point the dent was 5-10 mm.   After that, the crushing progressed, and in the late stage, a strong local outward bending of the deformed plate was observed. The impacted area is virtually unprotected by the matrix material . The initial change is that the composite product has the ability to absorb bending and shear forces well, This indicates that no breakage occurs between the steel plate and the concrete. Resistance to crushing Similar to products with the same material thickness (good for pushing margin and bending) Slab outside of the impacted area) No damage was seen on the front. This can be due to either extrusion or shearing. No mold breakage and good contact between steel plate and concrete It is shown that.   Even after the front of the slab has been broken, there are a number of longitudinal cracks that are essentially unrelated to fracture. There were only books.   Normally made of the same kind of composite material, having a thickness of 40 mm and a steel plate of 2 to 5 mm on both sides Compared with the panel, this change is very interesting and should be amazing for those skilled in the art. It is a kimono.   1. The steel composite slab of the present invention is clearly thinner and has a smaller slab amount, but the control 8 more for -20 to 60 times withstand more hammer impact than panel 0 times.   2. The front of the normal panel, which is subject to the hammer impact, slides from the impacted area. Cracks were spreading throughout the steel plate (after removing the steel plate). For panel slab of the present invention There was no such thing.   3. This is due to the shear between the concrete and the steel plate of the panel reinforced according to the invention. It is a marvelous and specific resistance to breakage.   4. In the panel of the present invention, the number of steel plates is one, but in a normal slab, Two, and   5. The resistance to bending breakage and extrusion of the prior art is thinner for the present invention. Significantly less than adequately resistant to bending across the rim, e.g., rim It is thought that.   Although the purpose of this experiment is not to test the final product, the present invention has application to the safe industry. Information on the resistance of the composite product to repeated impacts I want to emphasize the points that I have gained.   As shown in the embodiment, the number of the modified safety panels according to the present invention is limited to one. Alternatively, two or more sheets may be used.

【手続補正書】 【提出日】１９９８年１０月１日（１９９８．１０．１） 【補正内容】 請求の範囲 1. バインダーによって一体化された粒子基複合材料部材と、該粒子基複合材 料部材の完全に又は実質的に外側に配置された累形板とにより構成された混成体 であって、前記複合材料がａ）少なくとも８０MPaの圧縮強度と、ｂ）少なくと も４０，０００MPaの弾性率と、ｃ）少なくとも５００Ｎ／ｍの剪断エネルギー を有し、前記累形板の素材がｄ）少なくとも１００MPaの引張強度を有し、且つ 、前記複合材料部材と前記累形板の間の界面において密な原子的接触（明細書に 定義した）が存在し、かつ、該複合材料部材と累形板との間の前記の密な接触が ０．２Ｎ／mm2〜５Ｎ／mm2の結合力を有することを特徴とする混成体。 2. 壁、床および天井構造物などの静的負荷を吸収するため、または空港およ び公共道路の交通レーンの表面および金庫などの動的負荷を吸収するための混成 体 構築用混成スラブであって、前記スラブは異形板要素と密に接触した粒子基複 合材料からなり、前記複合材料は粒子状の基礎材料と該基礎材料を相互に所定の 位置に保持するバインダーとを少なくとも含み、前記板要素は異形板要素として 平面的に伸長され得る材料を含み、前記複合材料の容積が前記混成スラブの容積 の少なくとも５０％をなし、前記複合材料の前記バインダーが微細粒子と細粒子 を含み、前記微細粒子の容積がバインダーの最大で４０容積％で、好ましくはバ インダーの５〜２５容積％をなし、前記微細粒子と細粒子の合計がバインダーの 少なくとも５０容積％、好ましくはバインダーの５５容積％、より好ましくはバ インダーの少なくとも６０容積％、さらにより好ましくはバインダーの少なくと も６５容積％、最も好ましくはバインダーの少なくとも７０容積％をなす ことを 特徴とする混成スラブ。 3. 前記複合材料の容積が前記混成スラブの容積の５５％、好ましくは前記混 成スラブの容積の６０％、より好ましくは前記混成スラブの容積の６５％、最も 好ましくは前記混成スラブの容積の７０％をなす請求項１に記載の混成スラブ。 4．前記複合材料は繊維を含み、前記繊維の容積は複合材料の容積の０．１〜 １％、好ましくは複合材料の容積の１〜２％、より好ましくは複合材料の容積の ２〜５％、最もより好ましくは複合材料の容積の１０〜２０％をなす請求項２ま たは３に記載の混成スラブ。5. 前記複合材料が複合材料の硬度を増加させる粒子、好ましくは石英、輝緑 岩、花崗岩などの鉱物の粒子、より好ましくはアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ 素などの結晶の粒子、最も好ましくは鋼、鋼合金などの金属の粒子を含み、硬度 を増加させる前記粒子が複合材料の容積の少なくとも３０％、好ましくは複合材 料の容積の少なくとも４０％、より好ましくは複合材料の容積の少なくとも５０ ％、さらに好ましくは複合材料の容積の少なくとも６０％、最も好ましくは複合 材料の容積の少なくとも６５％をなす請求項２〜４のいずれかに記載の混成スラ ブ。 6. 前記複合材料は該複合材料の補強要素を含み、前記要素は多くの棒状物、 多くの糸状物、多くの網状物、多くの繊維を含む請求項２〜５のいずれかに記載 の混成スラブ。 7. 前記バインダーは微細粒子としてマイクロシリカを含み、細粒子としてセ メントを含み、好ましくはポルトランドセメント、あるいはアルミナセメントを 含む、 請求項２〜６のいずれかに記載の混成スラブ。 8. 前記板要素は金属製であり、前記金属は鋼、銅、ニッケル、チタン、アル ミニウムおよびこれらの合金からなる群から選ばれる請求項２〜７のいずれかに 記載の混成スラブ。 9. 前記板要素は非金属製であり、前記非金属はセラミックスおよびプラスチ ックからなる群から選ばれる請求項２〜８のいずれかに記載の混成スラブ。 １０．前記板要素の前記異形は台形の断面を含み、前記台形断面は板の平面に 対して１０°、好ましくは２０°、より好ましくは３０°、さらにより好ましく は４５°、最も好ましくは６０°の角度で延びる辺を有する請求項２〜９のいず れかに記載の混成スラブ。 １１．前記複合材料は形状として板要素を用いて製造されるか、あるいは前記 板要素は形状として複合材料を用いて製造される請求項１〜１０のいずれかに記 載の混成体を製造する方法。 [Procedures amendments] [filing date] 10 January 1998 (1998.10.1) [Correction contents] and particle-based composite material member which is integrated by the claims 1. binders, particle-based composite materials a completely or substantially hybrid constituted by a cumulative-shaped plates arranged outside member, the composite material a) and compressive strength of at least 80 MPa, b) least 40,000MPa of elasticity C) having a shear energy of at least 500 N / m, the blank of said shaped plate having d) a tensile strength of at least 100 MPa, and having a high density at the interface between said composite member and said shaped plate. there are atomic contact (as defined herein), and has a tight contact bonding force 0.2N / mm 2 ~5N / mm 2 of the between the composite member and the formations shaped leaf A hybrid, characterized in that: 2. Walls, for absorbing static loads, such as floor and ceiling structure, or a hybrid construct for hybrid slab for absorbing dynamic loads such as airports and surface and safe public road transport lane The slab comprises a particle-based composite material in intimate contact with a profiled plate element, the composite material comprising at least a particulate base material and a binder for holding the base material in place relative to each other; Comprises a material which can be extended planarly as a profiled plate element, wherein the volume of the composite material comprises at least 50% of the volume of the hybrid slab, and wherein the binder of the composite material comprises fine particles and fine particles ; in 40 volume% volume of the particles have a maximum of the binder, preferably without the 5-25 volume% Bas Indah, at least 50 volume percent of the total binder of the fine particles and fine particles Preferably 55 volume% of a binder, at least 60 volume% of the more preferred bar Indah, even more preferably less and 65 volume percent of the binder, most preferably hybrid slab characterized by forming at least 70 volume% of the binder . 3. The volume of the composite material is 55% of the volume of the hybrid slab, preferably 60% of the volume of the hybrid slab, more preferably 65% of the volume of the hybrid slab, and most preferably 70% of the volume of the hybrid slab. % Of the hybrid slab of claim 1. 4 ． The composite material comprises fibers, wherein the volume of the fibers is 0.1-1% of the volume of the composite material, preferably 1-2% of the volume of the composite material, more preferably 2-5% of the volume of the composite material; 4. A hybrid slab according to claim 2 or 3 which most preferably comprises 10 to 20% of the volume of the composite material. 5.Particles wherein the composite material increases the hardness of the composite material, preferably particles of minerals such as quartz, diabase, granite, more preferably particles of crystals such as alumina, silicon carbide, silicon nitride, most preferably steel Comprising particles of a metal, such as a steel alloy, wherein said particles increasing hardness are at least 30% of the volume of the composite, preferably at least 40% of the volume of the composite, more preferably at least 50% of the volume of the composite, A hybrid slab according to any of claims 2 to 4 , which more preferably makes up at least 60% of the volume of the composite material, most preferably at least 65% of the volume of the composite material. 6. The hybrid of any of claims 2 to 5 , wherein the composite material comprises a reinforcing element of the composite material, the element comprising a number of rods, a number of threads, a number of meshes, a number of fibers. Slab. 7. The binder comprises microsilica as fine particles comprises cement as fine particles, preferably Portland cement or alumina cement, a hybrid slab according to any one of claims 2-6. 8. The hybrid slab according to any one of claims 2 to 7 , wherein the plate element is made of a metal, and the metal is selected from the group consisting of steel, copper, nickel, titanium, aluminum, and alloys thereof. 9. The hybrid slab according to any one of claims 2 to 8 , wherein the plate element is made of a nonmetal, and the nonmetal is selected from the group consisting of ceramics and plastics. 10 ． Said variant of said plate element comprises a trapezoidal cross-section, said trapezoidal cross-section being 10 °, preferably 20 °, more preferably 30 °, even more preferably 45 °, most preferably 60 ° with respect to the plane of the plate. The hybrid slab according to any of claims 2 to 9 , having sides extending at an angle. 11 . The method for manufacturing a hybrid according to any one of claims 1 to 10 , wherein the composite material is manufactured using a plate element as a shape, or the plate element is manufactured using a composite material as a shape .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ , MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AT , AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, CZ, DE, DE, DK, D K, EE, EE, ES, FI, FI, GB, GE, GH , HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, M D, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL , PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, U Z, VN, YU

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 壁、床および天井構造物などの静的負荷を吸収するため、または空港およ び公共道路の交通レーンの表面および金庫などの動的負荷を吸収するための対象 物構築用混成スラブであって、前記スラブは異形板要素と密に接触した粒子基複 合材料からなり、前記複合材料は少なくとも粒子状の基礎材料と該基礎材料を相 互に所定の位置に保持するバインダーとを含み、前記板要素は異形板要素として 平面的に伸長され得る材料を含み、前記複合材料の容積が前記混成スラブの容積 の少なくとも５０％をなすことを特徴とする混成スラブ。 2. 前記複合材料の容積が前記混成スラブの容積の５５％、好ましくは前記混 成スラブの容積の６０％、より好ましくは前記混成スラブの容積の６５％、最も 好ましくは前記混成スラブの容積の７０％をなす請求項１に記載の混成スラブ。 3. 前記複合材料は繊維を含み、前記繊維の容積は複合材料の容積の０．１〜 １％、好ましくは複合材料の容積の１〜２％、より好ましくは複合材料の容積の ２〜５％、最もより好ましくは複合材料の容積の１０〜２０％をなす請求項１ま たは２に記載の混成スラブ。 4. 前記複合材料が複合材料の硬度を増加させる粒子、好ましくは石英、輝緑 岩、花崗岩などの鉱物の粒子、より好ましくはアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ 素などの結晶の粒子、最も好ましくは鋼、鋼合金などの金属の粒子を含み、硬度 を増加させる前記粒子が複合材料の容積の少なくとも３０％、好ましくは複合材 料の容積の少なくとも４０％、より好ましくは複合材料の容積の少なくとも５０ ％、さらに好ましくは複合材料の容積の少なくとも６０％、最も好 ましくは複合材料の容積の少なくとも６５％をなす請求項１〜３のいずれかに記 載の混成スラブ。 5. 前記複合材料は該複合材料の補強要素を含み、前記要素は多くの棒状物、 多くの糸状物、多くの網状物、多くの繊維を含む請求項１〜４のいずれかに記載 の混成スラブ。 6. 前記バインダーはセメントを含み、前記バインダーはマイクロシリカなど の微粒子を含み、前記微粒子の容積はバインダーの容積の高々４０％、より好ま しくはバインダーの要請の５〜２５％をなし、前記バインダーはセメント、好ま しくはポルトランドセメント、あるいはアルミナセメントなどの細粒子を含み、 前記微粒子および前記細粒子の容積はバインダーの少なくとも５０％、好ましく はバインダーの少なくとも５５％、より好ましくはバインダーの少なくとも６０ ％、さらによりより好ましくはバインダーの少なくとも６５％、最も好ましくは バインダーの少なくとも７０％をなす請求項１〜５のいずれかに記載の混成スラ ブ。 7 .前記板要素は金属製であり、前記金属は鋼、銅、ニッケル、チタン、アル ミニウムおよびこれらの合金からなる群から選ばれる請求項１〜６のいずれかに 記載の混成スラブ。 8. 前記板要素は非金属製であり、前記非金属はセラミックスおよびプラスチ ックからなる群から選ばれる請求項１〜６のいずれかに記載の混成スラブ。 9．前記板要素の前記異形は台形の断面を含み、前記台形断面は板の平面に対 して１０°、好ましくは２０°、より好ましくは３０゜、さらにより好ましくは ４５°、最も好ましくは６０°の角度で延びる辺を有する請求項１〜８のいずれ かに記載の混成スラブ。 １０．前記複合材料は形状として板要素を用いて製造されるか、あるいは前記 板要素は形状として複合材料を用いて製造される請求 項１〜９のいずれかに記載の混成スラブ。[Claims]   1. To absorb static loads such as wall, floor and ceiling structures, or at airports and For absorbing dynamic loads, such as traffic lane surfaces and safes on public roads A hybrid slab for building objects, said slab comprising a particle matrix in close contact with a profiled plate element. A composite material, said composite material comprising at least a particulate base material and said base material A binder holding each other in a predetermined position, wherein the plate element is a deformed plate element. A material that can be stretched in a plane, wherein the volume of the composite material is the volume of the hybrid slab A hybrid slab comprising at least 50% of the composite slab.   2. The volume of the composite material is 55% of the volume of the hybrid slab, preferably 60% of the volume of the composite slab, more preferably 65% of the volume of the composite slab, most 2. A hybrid slab according to claim 1, which preferably comprises 70% of the volume of said hybrid slab.   3. The composite material includes fibers, and the volume of the fibers is 0.1 to the volume of the composite material. 1%, preferably 1-2% of the volume of the composite material, more preferably the volume of the composite material Claim 2 comprising 2-5%, most preferably 10-20% of the volume of the composite material. Or the hybrid slab according to 2.   4. Particles in which the composite material increases the hardness of the composite material, preferably quartz, bright green Mineral particles such as rocks and granites, more preferably alumina, silicon carbide, silicon nitride Particles of crystals such as silicon, most preferably steel, particles of metals such as steel alloys, hardness The particles increasing at least 30% of the volume of the composite, preferably the composite At least 40% of the volume of the composite, more preferably at least 50% of the volume of the composite. %, More preferably at least 60% of the volume of the composite material, most preferably 4. A method as claimed in claim 1, comprising at least 65% of the volume of the composite material. The hybrid slab of the above.   5. The composite comprises a reinforcing element of the composite, the element comprising a number of rods, 5. A method according to any of the preceding claims, comprising many filaments, many nets, many fibers. Hybrid slab.   6. The binder contains cement, and the binder is micro silica, etc. Of fine particles, wherein the volume of the fine particles is at most 40% of the volume of the binder, more preferably Or 5-25% of the binder requirements, the binder being cement, preferably Or fine particles such as Portland cement or alumina cement, The volume of said fine particles and said fine particles is at least 50% of the binder, preferably Is at least 55% of the binder, more preferably at least 60% of the binder. %, Even more preferably at least 65% of the binder, most preferably A hybrid slurry according to any of the preceding claims, comprising at least 70% of the binder. Bu.   7.The plate element is made of metal, and the metal is steel, copper, nickel, titanium, aluminum 7. The method according to claim 1, which is selected from the group consisting of minium and alloys thereof. The described hybrid slab.   8. The plate element is made of non-metal, and the non-metal is made of ceramic and plastic. The hybrid slab according to any one of claims 1 to 6, which is selected from the group consisting of:   9． The variant of the plate element includes a trapezoidal cross-section, the trapezoidal cross-section corresponding to the plane of the plate. 10 °, preferably 20 °, more preferably 30 °, even more preferably 9. A method as claimed in claim 1, having sides extending at an angle of 45 DEG, most preferably 60 DEG. A hybrid slab according to Crab.   10. The composite material is manufactured using plate elements as the shape, or Plate element is manufactured using composite material as shape Item 10. The hybrid slab according to any one of Items 1 to 9.
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