JPH0520214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンクリートあるいは耐火物等の物
性を改善するためそれに分散混合させる鋼繊維等
の金属短繊維材に関する。

（従来の技術） コンクリートの強度および靭性を改善する目的
で、コンクリートに対し容積比で１〜２％程度の
金属短繊維材を混入するこが従来から実施く使用
される。

先願の特開昭60−221224号はその最近の従来技
術を開示した１例である。

（発明が解決しようとする問題点） 短繊維補強コンクリートにおいては、コンクリ
ート材料の混練時に作業時間の短縮を図るため短
時間に大量の金属短繊維材を投入すると、金属短
繊維材がからまりあつてボール状となつたフアイ
バーボールが発生しやすく、コンクリートの中で
金属短繊維材が偏在することがある。この場合は
コンクリートの補強効果は不充分となり強度、靭
性が低下し所定の特性改善が得られない。第１図
の特性線ｃはこの結果を示す。

この問題はコンクリートの混練打設の現場に分
散機（１台100Kg程度の設備）を設置して金属短
繊維材を分散させながら投入することによつて一
応解決はされるけれども、その代り分散機のため
の設置スペースおよび保守等の負担がかかり、そ
の上コンクリート混練の手数、時間がかかり作業
性が悪くなるという問題が新に生ずる。

本発明は、従来技術の上記問題点を解決し、分
散機を使用しないでも分散性がよくかつコンクリ
ートの補強効果のすぐれた金属繊維材を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用、実施例） 前記目的は、本発明により、コンクリート等を
補強するため集合体として投入し均等に混合させ
る金属短繊維材として、各個の短繊維がその長手
方向に延びる強度部を有しこれと一体に両側に延
びる翼部を列設形成してその扁平度が2.5〜６の
形状を有するようにすることにより、達成され
る。

金属短繊維材は補強コンクリート部材に曲げが
作用した場合の金属短繊維材の引張強度とその形
状に関係するコンクリートへの付着結合強度との
バランスが保たれることが補強効果の点で最も有
利と考えられ、主に金属短繊維材の長さｌと断面
積を円換算した直径ｄとの比、すなわちアスペク
ト比に関し改善の努力が払われてきた。この際、
金属短繊維の断面形状については、素材との関係
から、基本的には丸あるいは正方形となつてお
り、また一定長さのもとに付着結合強度の向上が
必要な際には表面に多少のインデント（凹凸）を
設けることが行われている。しかし分散性に関し
ては金属短繊維材の改善では限界があり、分散機
を使用しているのが実情である。

そこで金属短繊維材の分散性に関し断面形状と
の関係を種々検討した結果、扁平度を適当に設定
することにより、分散性が飛躍的に向上するとい
う知見が得られた。

第２図イはアスペクト比ｌ／ｄを一般に実用さ
れている40〜80の範囲に設定して第２図ロ，ハに
示すように金属短繊維材の断面の厚さｔを一定の
もとに、長さ、ｌ、断面の幅Ｗを変えて、扁平度
Ｗ／ｔを種々変更した金属短繊維材を試作し、洗
い試験でコンクリート中の分散性を調査した結果
を示す。全般的にアスペクト比ｌ／ｄが大きいも
のは小さいものに比較して分散性が低いが、扁平
度Ｗ／ｔが2.5〜６の範囲でいずれのアスペクト
比のものでも分散性のすぐれた金属短繊維材が得
られた。これは扁平度が大きいと浮遊作用が生
じ、金属短繊維材が分散しやすくなるためと思わ
れる。しかしあまり扁平度が大きいと、金属短繊
維材の折れ曲りが発生しやすくなるため分散性が
低下し、またコンクリート補強効果も低下すると
考えられる。

第３図は金属短繊維材の扁平度に関する上記事
実に基き、コンクリート補強性の強度的要件を加
味して構成した本発明の補強用金属短繊維材の代
表例の１本を示す。この単位の短繊維材は、基本
的にその長手方向に延びる強度部１を有し、これ
と一体に両側に延びる翼部２が列設状に形成さ
れ、その扁平度Ｗ／ｔが2.5〜６となるような扁
平形状とされている。なお、ここでいう扁平度は
ロの側面図に示すように短繊維材の最大幅Ｗと最
大厚さｔとの比で表されるものである。中央の強
度部１はその比較的大きい断面積により主として
引張強度を受持つとともにその側面がコンクリー
トと付着し合う定着部３となり、翼部２は時に端
面が引抜きに抵抗して定着の役割の一部を受持
つ。

第１図の点線の特性線Ａは第３図に示す本発明
の金属短繊維材を用いた場合のコンクリート補強
効果を示し、これは特性線Ｂで示す従来技術の金
属短繊維材を分散機を用いて均一に混入した場合
のコンクリート補強効果と同等以上であり、勿論
前記特性線Ｃに示す分散機を使用せずフアイバー
ボールが発生した場合をはるかに上廻る。

次に本発明に係る金属短繊維材の製造方法を説
明する。第４図は本発明の金属短繊維を製造する
設備の概略構成を示し、その装置の配置は先願の
特願昭60−221224号に開示のものと概ね似たもの
である。

すなわち、線引加工した円断面の金属素線１０
がガイドダイス１１、テンシヨンローラ１２を通
じて１対の異形成形ローラ１３，１４にかけら
れ、成形ローラ１３，１４により牽引され通過す
る間に異形加工を終えた連続線材はカツターガイ
ド１５を通りカツターダイス１６を通過したとこ
ろで回転カツタ１７により所定の短寸に切断され
て各個の短繊維材となる。

第３図に示す本発明の基本形金属短繊維材は、
異形成形ローラ１３，１４のローラ孔型を金属短
繊維材の広幅部では金属素線１０の両端部に強い
圧下を与えて両側に拡がらせて翼部５を形成し、
狭幅部では金属素線を長手方向に若干延伸して強
度部１の断面を一様に維持する変形加工を行うキ
ヤリバー設計とすることにより得ることができ
る。

第７図イは本発明の他の実施例である金属短繊
維材を示す。これは異形成形ローラ１３に第５図
イ，ハに示すように周面に金属素線１０の断面の
１／２〜1/4を収容する形状、深さの凹溝１３ａを設
け、この部に主として金属短繊維材の強度部１を
形成する役割を受持たせ、他方の異形ローラ１４
に第５図ロ，ニに示すように幅方向に延びる凸部
１４ａおよび凹部１４ｂを周方向に交互に一定の
ピツチで設けて、第６図に示すように凸部１４ａ
は対のローラ１３との間で金属素線１０に大きい
圧下の狭圧を与えて広幅に拡がらせて金属短繊維
材の翼部２を主として形成し、その間の凹部１４
ｂは弱い圧下を与えて金属短繊維材の狭幅の部分
を形成することにより得ることができる。

異形成形ローラ１３，１４の周面の形状は形成
する金属短繊維材の形状に応じてそれに適合する
異形加工を行い得るように周方向だけでなく幅方
向にも変化させて自由にキヤリバー設計を行うこ
とができる。また異形成形ローラの対数を複数と
して段階成形することができる。例えば第１段階
で第７図ロに示すような突稜４を定ピツチで形成
し、第２段階でこれを圧転して翼部とすることが
できる。通常凸部１４ａと凹部１４ｂとの寸法差
は0.08〜0.16mm程度でよい。

また図示例は金属素線の１本通しを例示して了
解しやすいようにしているが、多本通しとして生
産性を上げる場合は、異形成形ローラのキて生産
性を上げる場合は、異形成形ローラのキヤリバー
数はこれに対する本数とすればよい。

（発明の効果） 以上のようにして、本発明による金属短繊維材
を使用すると、次の諸効果が得られる。

(i) コンクリート材料への分散性が良好なため、
フアイバーボールの防止を目的とする分散機を
設置する必要がなくなる。

(ii) 従来技術における金属短繊維材の分散度の悪
さを考慮して、所要の補強コンクリート強度を
与えるために金属短繊維材の混入率を余分に上
げるという不経済性は本発明により解消され
る。

(iii) コンクリート補強効果がすぐれている。

(iv) コンクリート混練作業効率が向上し、コンク
リート打設コストが低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明と従来技術とを比較して金属短
繊維材補強コンクリート材の特性を縦軸の曲げ荷
重と横軸のたわみとの関係により示す図、第２図
イは横軸の金属短繊維材の扁平度と縦軸の分散度
との関係を示す図、第２図ロはその供試扁平度金
属短繊維材の寸法を示す斜視図、第２図ハはその
断面寸法を示す断面図、第３図イおよびロは本発
明の補強用金属短繊維材の代表例の１本を示す斜
視図および側面図、第４図は金属短繊維材を製造
する設備の概略構成を示す図、第５図イはその一
方の異形成形ローラの中心線上半を示す端面図、
第５図ロはその他方の異形成形ローラの中心線上
半を示す端面図、第５図ハはその１方の異形成形
ローラの凹溝を示す拡大断面図、第５図ニはその
他方の異形成形ローラの凸部、凹部を示す拡大断
面図、第６図はその異形成形ローラによる異形成
形状況を示す局部拡大断面図、第７図イは金属短
繊維材の他例を示す斜視図、第７図ロは金属短繊
維材のさらに他例を示す斜視図である。 １……強度部、２……翼部、３……定着部、４
……突稜、１０……金属素線、１１……ガイドダ
イス、１２……テンシヨンローラ、１３，１４…
…異形成形ローラ、１５……カツターガイド、１
６……カツターダイス、１７……回転カツター、
Ａ，Ｂ，Ｃ……特性線、ｌ……長さ、ｄ……断面
積円換算直径、ｔ……厚さ、ｗ……幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンクリート等を補強するため集合体として
   投入し均等に混合する金属短繊維材であつて、各
   個の短繊維がその長手方向に延びる強度部を有
   し、これと一体に両側に延びる翼部が列設形成さ
   れ、かつその扁平度が2.5〜６の形状を有するよ
   うにしたことを特徴とする補強用金属短繊維材。