JPH06264560A - コンクリート構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補強繊維の利用効率および引抜き抵抗が大き
な補強材により、コンクリート構造体を補強する。 【構成】 補強繊維からなる縦糸１１と横糸１２とが、
位置を異にして、９０゜＜θ≦１７０゜の交差角度θで
互いに交差し、かつ樹脂で接合した斜交メッシュ状補強
材を型枠内に配し、補強繊維の短繊維０．１〜５体積％
を含むモルタルを型枠内に打設し、コンクリート構造体
を得る。斜交メッシュ状補強材はシート状又は立体形状
であってもよい。斜交メッシュ状補強材は、構造体に作
用する応力の方向に対して、交差部の鋭角部を向けて型
枠内に配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のコンクリートに
補強材が埋設されたコンクリート構造体およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート構造物として、コン
クリート中に補強繊維の短繊維を混入させた構造体が知
られている。しかし、前記短繊維を混入させると、短繊
維がランダムに配向するので、応力が主に作用する方向
に対して繊維の補強効果を有効に利用できず、収縮やひ
び割れが生じ易い。しかも、短繊維だけでは補強性が小
さい。そのため、多量の短繊維を混入させる必要があ
る。

【０００３】そこで、特開昭６２−１７８６４４号公報
には、コンクリート構造物の引張り力が作用する方向
に、一方向に連続した長繊維を沿わせて埋設するととも
に、コンクリート中に補強繊維の短繊維を混入した繊維
補強コンクリート構造体が開示されている。

【０００４】この構造体は、連続した長繊維を特定の方
向に埋設するので、引張り力が作用する方向に対する補
強性が高いものの、長繊維の配向方向（引張り方向）と
直交する方向に対して補強性を高めることが困難であ
る。また、長繊維が一方向に配設されているので、補強
材としての長繊維がコンクリートから引抜け易い。

【０００５】また、特開昭６３−２８６７号公報には、
コンクリート構造物の内部に、補強繊維の短繊維１〜
０．２容積％を混入させるとともに、メッシュ状繊維
０．１〜０．２容積％を、コンクリート構造体の引張り
力が作用する方向に埋設した繊維補強コンクリート構造
物が開示されている。

【０００６】この構造体は、格子状の直交メッシュ状繊
維を用いるため、前記長繊維を一方向に埋設した構造体
よりも補強性が高い。しかし、コンクリート構造体にお
いては、一般に、特定の方向に荷重が作用する。そのた
め、引張り力が作用する主筋方向には、メッシュ状繊維
の強度を有効に利用できるものの、主筋方向と直交する
配力筋方向に過剰配筋となり、繊維の有効な利用効率が
小さい。また、格子状の直交メッシュ繊維の縦糸又は横
糸を主筋方向に埋設するので、繊維の引抜けも生じ易
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、補強繊維の利用効率および引抜き抵抗が大きく、補
強性などに優れるコンクリート構造体を提供することに
ある。

【０００８】本発明の他の目的は、施工性が高く、高度
に補強されたコンクリート構造体を効率よく製造できる
方法を提供することにある。

【０００９】

【発明の構成】本発明者らは、一般に、コンクリート構
造体には特定の方向の応力が作用することに着目し、前
記目的を達成するため鋭意検討の結果、補強繊維の短繊
維を含むコンクリートにおいて、補強繊維が互いに斜め
方向に交差した斜交メッシュ状補強材を埋設すると、繊
維の引抜き抵抗が大きいだけでなく、繊維の利用効率が
高く、少量であっても高い補強性を付与できることを見
いだし、本発明を完成した。

【００１０】すなわち、本発明のコンクリート構造体
は、コンクリート内に、補強繊維からなる縦糸と横糸と
が、位置を異にして、９０゜＜θ≦１７０゜の交差角度
θで互いに交差し、かつ接合している斜交メッシュ状の
補強材が埋設されていると共に、前記補強繊維の短繊維
が混入している。

【００１１】また、本発明の方法では、前記斜交メッシ
ュ状の補強材を型枠内に配し、補強繊維の短繊維を含む
モルタルを型枠内に打設することにより、コンクリート
構造体を製造する。

【００１２】以下、必要に応じて添付図面を参照しつつ
本発明をより詳細に説明する。

【００１３】前記斜交メッシュ状の補強材は、補強繊維
からなる縦糸と横糸とが前記の交差角度θで、位置を異
にして互いに交差し、かつ接合していればよい。前記補
強材は、通常、樹脂を含浸した繊維束の縦糸と横糸とで
構成され、一方の方向に間隔を置いて延出する縦糸群を
構成する複数の縦糸と、前記方向と交差する方向に間隔
を置いて延出する横糸群を構成する複数の横糸とが、位
置を異にして、順次積層して交差し、含浸樹脂により接
合している。

【００１４】このような斜交メッシュ状の補強材は、種
々の方法、例えば、樹脂を含浸した繊維束を前記の角度
でメッシュ状に交差させて接合したり、メッシュ状に交
差させ繊維束に樹脂を含浸させて接合してもよい。ま
た、交差部において、縦糸と横糸は、互いに絡み合って
いてもよい。斜交メッシュ状の補強材は、周囲に配置し
たピンに順次一筆書きの要領で繊維束を引っかけて、交
差角度θが４５゜＜θ≦８５゜の範囲内で斜交させるピ
ンワインディング法により得ることもできる。

【００１５】斜交メッシュ状の補強材は、樹脂を含浸し
た繊維束を、回転体の回転軸方向に沿って往復動させな
がら、前記回転体に対する巻き付け角度θが４５゜＜θ
≦８５゜の範囲内で、前記回転体にメッシュ状に巻回
し、巻回した繊維束をシート状又は立体形状に加工する
ことにより効率よく得ることができる。

【００１６】図１は本発明で用いる斜交メッシュ状補強
材の製造方法を説明するための概略斜視図である。この
方法では、繊維束１を、ガイドローラ４ａ，４ｂ，４ｃ
により含浸槽２内の樹脂溶液３に案内しながら浸漬して
樹脂を含浸させ、樹脂含浸繊維束５をトラバースローラ
６により往復動させながら、回転ドラム７に巻回してい
る。このような方法では、トラバースローラ６を前記回
転ドラム７の軸方向に沿って往復動させながら、回転ド
ラム７に巻回させることができる。

【００１７】回転ドラム７に対する樹脂含浸繊維束５の
巻き付け角度θ1 は、所望する補強繊維の組織に応じて
縦糸と横糸とが直交しない範囲、例えば、４５゜＜θ1
≦８５゜、好ましくは５０゜≦θ1 ≦７０゜程度であ
る。

【００１８】繊維束１を構成する補強繊維としては、例
えば、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、レーヨ
ンなどの高分子繊維、石油又は石炭系ピッチなどを素材
とする炭素繊維；ポリプロピレン繊維；耐アルカリガラ
ス繊維；芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維など）；
ポリビニルアルコール系合成繊維（高強度ビニロン繊
維）；ポリエーテルスルホン繊維などが例示される。こ
れらの繊維は少なくとも一種使用できる。

【００１９】これらの繊維の中で、コンクリートに対す
る補強効果を高めるため、引張弾性率５×１０³ ｋｇｆ
／ｍｍ² 以上の繊維、例えば炭素繊維やアラミド繊維な
どが好ましい。

【００２０】なお、炭素繊維とは炭化又は黒鉛化された
繊維を言い、１５００℃程度以上の高温で焼成したもの
は結晶構造が黒鉛化していないときでも黒鉛化の概念に
含める。補強繊維として炭素繊維を用いると、電磁波に
対するシールド性をコンクリート部材に付与できる。

【００２１】繊維の素線径は、例えば、５〜３０μｍ程
度である。繊維束は、適当な数の素線、例えば、５００
〜４８００００本程度の素線で構成できる。

【００２２】繊維束は、撚りをかけることなく、回転ド
ラムに巻回してもよいが、撚りをかけると、ドラムに巻
き付けたとき繊維束が偏平になるのを防止できるととも
に、コンクリートとの接着性を高めることができる。ま
た、断面が円形状となるため、補強材自体の曲げ剛性が
大きくなり、運搬時、施工時の作業性が向上する。繊維
束の撚り数は、適当に選択できるが、１ｍ当り、５〜３
０回、好ましくは１０〜１５回程度である。なお、繊維
束の撚りは、樹脂を含浸する前に行なってもよく、樹脂
含浸中や樹脂含浸後に行なってもよい。

【００２３】前記繊維束に含浸する樹脂としては、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化
性アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミドなどの
熱硬化性樹脂；ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリアリレート、芳香族ポリアミド
などの熱可塑性樹脂が例示される。上記樹脂は一種また
は二種以上使用される。これらの樹脂のうち熱硬化性樹
脂、特にセメントのアルカリ成分による特性の劣化が小
さなエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹
脂などが好ましい。熱硬化性樹脂を使用する場合、樹脂
の種類に応じた硬化剤が使用できる。

【００２４】なお、樹脂は、前記繊維束に含浸可能な粘
度を有していればよく、必要に応じて、炭化水素類、ア
ルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類などの
有機溶媒に溶解した溶液又は分散した分散液として使用
することができる。

【００２５】樹脂の含浸量は、繊維束の一体性などを損
わない範囲で選択でき、例えば体積含有率１０〜８０
％、好ましくは２０〜６０％程度である。なお、必要に
応じて、樹脂含浸工程で繊維束に過剰に付着した樹脂を
絞り手段などで除去してもよく、樹脂含浸後に有機溶媒
を乾燥手段により除去してもよい。

【００２６】樹脂含浸繊維束５を往復動させることによ
り、回転ドラム７にメッシュ状に巻回できる。繊維束５
の往復動は、前記トラバースローラ６に限らず、例え
ば、前記樹脂含浸繊維束５と掛止する掛止片と、この掛
止片を、前記回転ドラム７の軸方向に沿って往復動させ
る往復動機構とで構成された往復動手段の往復速度を調
整することによりコントロールしてもよい。

【００２７】このような方法では、前記往復動手段の往
復速度と、回転ドラム７の回転速度とを相対的に調整す
ることにより、補強繊維におけるメッシュ間隔及び繊維
束５の角度を任意にコントロールできる。また、メッシ
ュ間隔及び繊維束の角度が異なる補強材を、樹脂含浸繊
維束５の往復動と回転ドラム７への巻回という簡単な操
作で効率よく製造できる。

【００２８】さらに、一本の樹脂含浸繊維束５を少なく
とも一回往復動させることにより、一方の方向に間隔を
置いて延びる複数の縦糸で構成された縦糸群と、前記方
向と交差する方向に間隔を置いて延びる複数の横糸で構
成された横糸群とを、交差させることもでき、回転ドラ
ム７に対する巻き付け位置を異にして複数回往復動させ
ることにより、縦糸と横糸との位置をずらして交差させ
ることもできる。後者の場合には、複数の縦糸群と、複
数の横糸群とを、互いに位置を異にして、順次積層状態
で交差させることができる。

【００２９】好ましい方法には、一本の樹脂含浸繊維束
５を、一方の方向に所定のピッチで巻回して縦糸を形成
し、形成された縦糸と交差する方向に所定のピッチで巻
回して横糸を形成した後、前記一方の方向及び交差方向
に少なくとも１回以上、位置をずらして、好ましくは略
等間隔毎に位置をずらして往復動させて巻回する方法が
含まれる。

【００３０】また、回転体に樹脂含浸繊維束を巻回する
ので、樹脂含浸繊維束の張力を調整することにより、樹
脂含浸繊維束をプレスした場合と同様に、繊維束同士の
密着力を高めることができる。さらに、全ての樹脂含浸
繊維束を交差させることができるので、材料を有効に利
用できる。

【００３１】また、回転ドラム７に巻回された補強繊維
のメッシュ間隔は、補強性能に応じて適宜設定でき、例
えば、２ｍｍ以上、好ましくは５〜３００ｍｍ、さらに
好ましくは１０〜２００ｍｍ程度である。メッシュ間隔
が２ｍｍ未満であるとメッシュ間に充填されるセメント
モルタルの量が少なく補強性が十分でない。

【００３２】このようにしてメッシュ状に巻回された繊
維束から、シート状又は立体形状の斜交メッシュ状補強
材を得ることができる。

【００３３】シート状の補強材は、前記樹脂が熱可塑性
樹脂である場合、巻回された補強繊維を切断して回転ド
ラムから取外すことにより、メッシュ状の補強材として
そのまま使用できる。また、前記樹脂が熱硬化性樹脂で
ある場合には、巻回された補強繊維を切断して回転ドラ
ムから取外してシート状とし、硬化させることにより、
メッシュ状の補強材を得ることができる。回転ドラムか
らの繊維束の取外しは、巻回された繊維束を、カッター
などにより切断し剥離することにより行なうことができ
る。巻回された繊維束の切断方向は回転体から取外し可
能である限り特に制限されないが、回転体の軸方向に切
断するのが好ましい。熱硬化性樹脂を用いる場合、剥離
されシート状とした後、硬化工程に供する場合が多い。
熱硬化性樹脂の硬化は、通常、室温〜２００℃程度の温
度で行なうことができる。

【００３４】なお、巻回された繊維束の剥離を容易にす
るため、回転ドラムは、フッ素系コーティング剤などに
より予めコーティングされていてもよく、剥離可能なフ
ィルムで予め被覆されていてもよい。

【００３５】また、立体形状の補強材は、前記回転ドラ
ムからメッシュ状のプリプレグを抜取ることにより得て
もよいが、シート状のプリプレグを用いると、成形加工
により種々の立体形状の補強材を得ることができるとい
う利点がある。

【００３６】補強材の立体形状は、特に制限されず、円
筒状、楕円筒状、断面三角形、断面四角形、断面六角形
などの断面多角形状、断面Ｈ型などの断面異形状などで
あってもよい。

【００３７】シート状のプリプレグであるメッシュ体
を、立体形状の補強材に成形加工する方法は、慣用の方
法、例えば、断面円筒状や断面多角形状である場合に
は、断面円形や多角形の型にシート状プリプレグを巻回
したり、所定の金型を用い、加圧成形、オートクレーブ
成形などの成形法に準じて行なうことができる。また、
断面異形状である場合には、前記と同様に、所定の金型
を用い、加圧成形、オートクレーブ成形などの成形法に
準じて行なうことができる。

【００３８】前記成形工程で加圧成形法やオートクレー
ブ成形法などを採用すると、立体形状の補強材の交差部
における段差の生成を抑制できるとともに、接合強度が
大きく、一体性の高い補強材を得ることができる。な
お、断面方形状やＨ型などの補強材は、小梁、ボードな
どの補強材とすることができる。成形に際しては、シー
ト状の複数枚のプリプレグを積層して成形してもよい。

【００３９】また、熱硬化性樹脂を用いる場合、成形さ
れたプリプレグを硬化工程に供することにより３次元補
強材を得ることができる。

【００４０】本発明の主たる特徴は、前記より明らかな
ように、縦糸と横糸とが直交しない斜交メッシュ状補強
材を用いる点にある。この補強材において、縦糸と横糸
との交差角度θ2 は、コンクリート構造体の形状、コン
クリート構造体に作用する主たる荷重方向などに応じ
て、前記の範囲内出適当に選択できるが、好ましくは１
００゜≦θ2 ≦１４０゜程度である。

【００４１】図２は本発明のコンクリート構造体の一例
を示す概略断面図である。この例において、コンクリー
ト内に埋設された斜交メッシュ状補強材は、一方の方向
に所定間隔で延びる縦糸１１からなる１つの縦糸群と、
前記縦糸１１と交差する方向に所定間隔で延びる横糸１
２からなる１つの横糸群とで構成され、縦糸１１と横糸
１２は交差し、交差部において積層状態で接合してい
る。また、前記斜交メッシュ状補強材の縦糸１１と横糸
１２との間のコンクリートには、補強繊維の短繊維１３
が分散して混入している。

【００４２】このような斜交メッシュ状補強材を埋設し
たコンクリート構造体においては、主たる荷重方向の応
力Ｆが作用すると、応力Ｆが斜め方向に交差する縦糸１
１及び横糸１２により分力される。そのため、構造体に
対して応力Ｆが作用する方向に、交差部の鋭角部を向け
て斜交メッシュ状補強材を埋設することにより、補強性
を高めることができる。また、荷重方向に対して縦糸１
１と横糸１２が斜め方向に配筋しているため、コンクリ
ートからの引抜き抵抗が大きい。従って、曲げ荷重など
の応力に対して、前記メッシュ状補強材による補強効率
が高く、繊維の有効率を向上させることができる。さら
に、前記短繊維１３により、コンクリート構造体のひび
割れを分散し、剪断補強及び靭性を向上できる。従っ
て、前記斜交メッシュ状補強材と短繊維１３により、コ
ンクリート構造体の高い補強性を確保できる。

【００４３】前記短繊維は、前記例示の補強繊維から適
当に選択することができ、前記斜交メッシュ状補強材の
補強繊維とはその種類が異なっていてもよい。

【００４４】短繊維の長さは、例えば、０．１〜１０ｍ
ｍ程度であり、０．５〜７．５ｍｍ程度の短繊維が繁用
される。短繊維のアスペクト比は、補強性を高めるた
め、５０〜５０００程度が好ましい。

【００４５】短繊維の混入率は、コンクリート構造体の
所望する強度などに応じて選択でき、例えば、０．１〜
５体積％、好ましくは０．５〜５体積％程度である。

【００４６】なお、図２に示す前記補強材は、前記樹脂
含浸繊維束を、回転体に、一方の方向に所定ピッチで巻
回して縦糸１１を構成し、巻回した前記縦糸１１と交差
させながら、前記縦糸１１上に所定ピッチで巻回するこ
とにより横糸１２を構成することにより製造できる。

【００４７】図３は本発明のコンクリート構造体の他の
例を示す概略断面図である。この例の斜交メッシュ状補
強材においては、一方の方向に所定間隔で延びる縦糸２
１ａからなる第１の縦糸群と、前記縦糸２１ａと交差す
る方向に所定間隔で延びる横糸２２ａからなる第１の横
糸群と、前記一方の方向に所定間隔で延びる縦糸２１ｂ
からなる第２の縦糸群と、前記第２の縦糸群の縦糸２１
ｂと交差する方向に所定間隔で延びる横糸２２ｂからな
る第２の横糸群とが、互いに位置を異にして順次交差
し、交差部において積層状態で接合している。また、前
記斜交メッシュ状補強材の縦糸２１ａ，２１ｂと横糸２
２ａ，２２ｂとの間のコンクリートには、補強繊維の短
繊維２３が混入している。

【００４８】なお、図３に示す組織の補強材は、樹脂含
浸繊維束を、一方の方向に所定ピッチで巻回して第１の
縦糸２１ａを構成し、巻回した前記縦糸２１ａと交差さ
せながら、前記縦糸２１ａ上に所定ピッチで巻回して第
１の横糸２２ａを構成する。次いで、前記樹脂含浸繊維
束を、前記第１の縦糸２１ａ間に位置するピッチで、し
かも前記第１横糸２２ａと交差させながら、前記一方の
方向に巻回して第２の縦糸２１ｂを構成した後、前記第
１の横糸２２ａ間に位置するピッチで、しかも前記第１
の縦糸２１ａと交差させながら、前記第１及び第２の縦
糸２１ａ，２１ｂ上に巻回して第２の横糸２２ｂを構成
することにより製造できる。

【００４９】図４は本発明のコンクリート構造体のさら
に他の他の例を示す概略断面図である。この例におい
て、コンクリート内に埋設された斜交メッシュ状補強材
は、一方の方向に所定間隔で延びる縦糸３１ａからなる
第１の縦糸群と、前記縦糸３１ａと交差する方向に所定
間隔で延びる横糸３２ａからなる第１の横糸群と、前記
と同様の縦糸３１ｂからなる第２の縦糸群と、前記と同
様の横糸３２ｂからなる第２の横糸群と、縦糸３１ｃか
らなる第３の縦糸群と、横糸３２ｃからなる第３の横糸
群とが、互いに位置を異にして順次交差し、交差部にお
いて積層状態で接合している。また、前記縦糸３１ａ，
３１ｂ，３１ｃと横糸３２ａ，３２ｂ，３２ｃの間に
は、補強繊維の短繊維３３が混入している。

【００５０】図４に示す補強材は、第１の縦糸３１ａ間
に第２及び第３の縦糸３１ｂ，３１ｃを略等間隔毎に位
置させ、第１の横糸３２ａ間に第２及び第３の横糸３２
ｂ，３２ｃを略等間隔毎に位置させ、しかも、第１の縦
糸３１ａと第３の横糸３２ｃとの間の複数の縦糸３１
ｂ，３１ｃ及び横糸３２ａ，３２ｂとを交互に交差させ
ることにより製造できる。

【００５１】なお、縦糸と横糸のピッチは同一であって
もよく異なっていてもよい。また、縦糸と横糸の素線数
や径も同一であってもよく異なっていてもよい。補強材
の縦糸を構成する縦糸群、及び横糸を構成する横糸群の
数は、縦糸又は横糸の上に横糸又は縦糸が交差する限
り、同一であってもよく、異なっていてもよい。

【００５２】斜交メッシュ状補強材の埋設位置（かぶ
り）は、コンクリート構造体の形状、厚みや大きさなど
に応じて適当に選択できる。また、斜交メッシュ状補強
材のプライ数は、複数であってもよい。さらに、コンク
リート構造体に占める斜交メッシュ状補強材の割合も、
コンクリート構造体の大きさなどに応じて選択でき、通
常、０．０５〜５体積％、好ましくは０．１〜３体積％
程度である。

【００５３】なお、補強材は、コンクリートとの親和性
を高めるため、シランカップリング剤、チタンカップリ
ング剤などで表面処理してもよく、さらには、その表面
に砂を付着したり研磨したりすることにより凹凸部を形
成してもよい。シランカップリング剤や砂などは、前記
樹脂とともに繊維束に含浸させてもよい。

【００５４】本発明のコンクリート構造体は、前記斜交
メッシュ状補強材を型枠内に配し、補強繊維の短繊維を
含むモルタルを型枠内に打設することにより製造でき
る。斜交メッシュ状補強材の配設方向は、特に制限され
ないが、補強材の交差部において鈍角部が向く方向に対
する補強性よりも、鋭角部が向く方向に対する補強性を
高めることができる。そのため、前記図２に示されるよ
うに、斜交メッシュ状補強材は、コンクリート構造体に
作用する応力Ｆの方向に、交差部の鋭角部を向けて型枠
内に配し、コンクリート内に埋設するのが好ましい。

【００５５】前記のような方向にシート状の補強材を配
設すると、パネル、カーテンウォール、床板、壁板、型
枠など長方形状のコンクリート構造体においては、前記
のように、斜交メッシュ状補強材により、主荷重方向の
応力が分力されるので、長手方向の補強性を高めること
ができる。また、前記のように、コンクリートからの引
抜き抵抗が大きいので、補強効果をさらに高めることが
できる。なお、上記のような長方形状のコンクリート構
造物においては、短辺方向よりも長手方向に荷重が作用
する場合が多いので、短辺方向に対しても十分な強度が
確保できる。

【００５６】また、補強材は、縦糸と横糸とが斜交して
いるので、メッシュ筋自体の長手方向、すなわち交差部
において鋭角部が向く方向の剛性が高くなるという異方
性を有する。従って、直交型のメッシュが等方性を示す
のと異なり、型枠に配筋する際の施工性を向上させるこ
とができる。

【００５７】また、立体形状の補強材、例えば、円筒状
や断面四角形などの補強材を、梁部材などのように円柱
や角柱状コンクリート構造体の補強材として用いると、
長手方向における曲げ補強と、厚み方向における剪断補
強とを同時に行なうことができる。また、コンクリート
構造体の形状に応じて、縦糸と横糸との交差角度を調整
することにより、曲げ強度と剪断強度との割合を調整す
ることもできる。

【００５８】特に、１つの縦糸群と１つの横糸群とで構
成された図２に示されるような補強材に比べて、複数の
縦糸群の縦糸と複数の横糸群の横糸とが位置を異にして
交差する斜交メッシュ状補強材では、大きな面積のパネ
ルや立体形状のコンクリート構造物を作製する際、曲げ
撓みも小さく、作業性が向上すると共に、補強効果も大
きい。

【００５９】型枠内に打設するモルタルは、セメントと
水と補強繊維の短繊維とを混和する慣用の方法により調
製できる。セメントの種類は特に制限されず、例えば、
ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、急硬高強度セメント、焼きセッコウな
どの自硬性セメント；石灰スラグセメント、高炉セメン
トなどの水硬性セメント；混合セメントなどが挙げられ
る。

【００６０】上記モルタルは骨材、凝結遅延剤、効果促
進剤、減水剤、凝固剤、増粘剤、発泡剤、防水剤などを
含有していてもよい。

【００６１】所定の型枠内に打設されたセメントは、慣
用の方法、例えば、蒸気養生、オートクレーブ養生など
の養生方法により養生してもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明のコンクリート構造体は、斜交メ
ッシュ状補強材と補強繊維の短繊維を含むので、少量で
あっても、補強繊維の利用効率および引抜き抵抗が大き
く、高い補強性を示す。

【００６３】また、本発明の方法では、異方性を有し、
繊維と樹脂からなる軽量で、運搬性、施工性が高い斜交
メッシュ状補強材を用いて、補強繊維の短繊維を含むモ
ルタルを打設する。従って、施工性が高く、高度に補強
されたコンクリート構造体を効率よく製造できる。

【００６４】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。

【００６５】実施例１ 素線数１２０００（１２Ｋ）のポリアクリロニトリル系
炭素繊維（引張強度３００ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性率
２４×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² ）を３本集めて３６Ｋと
し、１ｍ当り１２回の撚りをかけた。

【００６６】この繊維束にビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（油化シェル社製、商品名エピコート８２７）１０
０重量部、酸無水物系硬化剤（ペトロケミカル社製、Ｍ
ＮＡ）９０重量部および硬化促進剤（油化シェル社製、
ＥＭＩ−２４）１重量部の溶液に含浸させながら、２０
ｍ／分の糸速度で、回転ドラムに、交差角度１３０゜、
繊維間隔（メッシュ間隔）５ｃｍとなるように巻き取っ
た。

【００６７】巻き終った後、装置の作動を停止し、巻回
した樹脂含浸繊維束の一辺を切開き、シート状とした
後、１５０℃で４時間樹脂を硬化させることにより、樹
脂含有量５０重量％の補強材を得た。得られた補強材
を、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの大きさに切断し
た。

【００６８】また、補強繊維の短繊維として、ピッチ系
炭素繊維（引張強度６０ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性率４
×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² 、繊維径＝１８μｍ、繊維長＝
３ｍｍ）を用い、２．０体積％の上記短繊維を含むセメ
ントモルタル［水／早強ポルトランドセメント＝５０
％、硅砂／早強ポルトランドセメント＝０．２５］を調
製した。

【００６９】そして、型枠内にメッシュ状補強材（０．
３体積％）一枚をかぶり５ｍｍの位置に配し、前記短繊
維を含むセメントモルタルを打設し、養生後、材冷７日
間で、パネル状コンクリート構造体（厚み３０ｍｍ、幅
５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ）を作製し、３点曲げ試
験を行った。

【００７０】なお、前記メッシュ状補強材は、交差部の
鋭角部を、パネル状コンクリート構造体の長手方向に向
けて型枠内に配置した。

【００７１】実施例２ 実施例１の炭素繊維の短繊維に代えて、短繊維としてビ
ニロン繊維（引張強度１５０ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性
率３．７×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² 、繊維径＝２０μｍ、
繊維長＝３ｍｍ）を用いる以外、実施例１と同様にして
コンクリート構造体を作製し、３点曲げ試験を行った。

【００７２】実施例３ ポリアクリロニトリル系炭素繊維に代えて、アラミド繊
維（引張強度２８０ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性率１４×
１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² ）を用い、実施例１と同様にし
て、斜交メッシュ状補強材を作製すると共に、短繊維と
して炭素繊維に代えて、実施例２で用いたビニロン短繊
維を用いる以外、実施例１と同様にして、コンクリート
構造体（斜交メッシュ状補強材０．３体積％、短繊維の
混入率２．０体積％）を作製し、３点曲げ試験を行っ
た。

【００７３】比較例１ １ｍ当り１２回の撚りをかけた実施例１の３６Ｋのポリ
アクリロニトリル系炭素繊維束に、実施例１で用いたエ
ポキシ樹脂組成物を含浸させ、板の周囲に打ったピン
に、一筆書きの要領で縦方向及び横方向に順次掛けるピ
ンワインディング法により、交差角度９０゜、繊維間隔
（メッシュ間隔）５ｃｍの直交メッシュ補強材を作製し
た。

【００７４】実施例１の斜交メッシュ状補強材に代え
て、得られた直交メッシュ補強材を用いる以外、実施例
１と同様にして、パネル状コンクリート構造体（直交メ
ッシュ状補強材０．３体積％、かぶり５ｍｍ、炭素繊維
の短繊維の混入率２．０体積％）を作製し、３点曲げ試
験を行った。

【００７５】比較例２ セメントモルタルに炭素繊維の短繊維を混入させること
なく、実施例１と同様にして、実施例１の斜交メッシュ
状補強材１枚をかぶり５ｍｍで埋設したパネル状コンク
リート構造体（斜交メッシュ状補強材０．３体積％）を
作製し、３点曲げ試験を行った。

【００７６】比較例３ 斜交メッシュ状補強材を用いることなく、実施例１と同
様にしてパネル状コンクリート構造体（炭素繊維の短繊
維の混入率２．０体積％）を作製し、３点曲げ試験を行
った。

【００７７】曲げ強度の測定結果を表に示す。なお、３
点曲げ試験に際して、靭性及び剪断補強性の尺度となる
ひび割れの発生状況を、比較例１の構造体の結果（中程
度）に基づいて、下記の基準で評価したので、その結果
も併せて表に示す。

【００７８】優：ひび割れ数が多く、靭性が高い 良：ひび割れ数がやや多い 可：ひび割れ数が中程度（比較例１） 不可：ひび割れ数が少なく、靭性が小さい

【００７９】

【表１】 表から明らかなように、斜交メッシュ状補強材と補強繊
維の短繊維とを用いた実施例１〜３のコンクリート構造
体は、比較例１〜３のコンクリート構造体に比べて、大
きな強度を示し、しかも靭性及び剪断補強性が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明で用いる斜交メッシュ状補強材の
製造方法を説明するための概略斜視図である。

【図２】図２は本発明のコンクリート構造体の一例を示
す概略断面図である。

【図３】図３は本発明のコンクリート構造体の他の例を
示す概略断面図である。

【図４】図４は本発明のコンクリート構造体のさらに他
の他の例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…繊維束 ５…樹脂含浸繊維束 １１，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…縦糸 １２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…横糸 １３，２３，３３…短繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 祥司 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 中根 淳 東京都清瀬市下浦戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 一瀬 賢一 東京都清瀬市下浦戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 國原 安彦 東京都清瀬市下浦戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート内に、補強繊維からなる縦
   糸と横糸とが、位置を異にして、９０゜＜θ≦１７０゜
   の交差角度θで互いに交差し、かつ接合している斜交メ
   ッシュ状の補強材が埋設されていると共に、補強繊維の
   短繊維が混入しているコンクリート構造体。
2. 【請求項２】 一方の方向に間隔を置いて延出する縦糸
   群を構成する複数の縦糸と、前記方向と交差する方向に
   間隔を置いて延出する横糸群を構成する複数の横糸と
   が、互いに位置を異にして、順次積層して交差している
   請求項１記載のコンクリート構造体。
3. 【請求項３】 シート状又は立体形状である請求項１記
   載のコンクリート構造体。
4. 【請求項４】 ０．１〜５体積％の短繊維を含む請求項
   １記載のコンクリート構造体。
5. 【請求項５】 請求項１記載の斜交メッシュ状の補強材
   を型枠内に配し、補強繊維の短繊維を含むモルタルを型
   枠内に打設するコンクリート構造体の製造方法。
6. 【請求項６】 構造体に作用する応力の方向に、交差部
   の鋭角部を向けて斜交メッシュ状の補強材を、コンクリ
   ート内に埋設する請求項５記載のコンクリート構造体の
   製造方法。