JPH09105207A

JPH09105207A - 緊張材の定着具

Info

Publication number: JPH09105207A
Application number: JP28816195A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Enomoto; 剛榎本; Tetsuo Harada; 哲夫原田
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スリーブの固着性能及び耐力を高める。【解決手段】繊維複合ケーブル等の緊張材ａの端部に
嵌装して、内部に充填材ｇを注入し固化して固着する定
着具１，１０において、骨材を混入した熱硬化性系又は
セメント系の流動性モルタル２ａで筒状の非金属スリー
ブ２を形成するとともに、非金属スリーブの孔２ｂ面側
及び中層部に高強力・低伸度繊維系のリング状筋３，４
を埋め込み補強し、非金属スリーブの中層部に同様な繊
維系の軸方向筋５の複数本を周方向間隔を置き軸方向筋
群にして埋め込み補強する。また、非金属スリーブの孔
２ｂ面側に埋設したリング状筋３で主として充填材との
増摩補強内層３ａを形成し、非金属スリーブの中層部に
埋設したリング状筋４で膨脹耐力・剛性補強中層４ａを
形成し、非金属スリーブの中層部に埋設した軸方向筋群
５で軸方向剛性・耐力補強層５ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレストレストコ
ンクリート等の構造物において、緊張材として適用され
る各種の高強力・低伸度繊維系ケーブルやワイヤロー
プ、鋼棒等の端末定着に好適な緊張材の定着具に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プレストレストコンクリート等の構造物
に、各種の高強力・低伸度繊維系ケーブルやワイヤロー
プ（緊張材）を埋設して補強する場合、これらの緊張材
の端末に鋼製スリーブを嵌装して、鋼製スリーブ内に充
填材を注入して固着する定着具が一般的になつている
が、鋼製スリーブは防錆処理が必要になる。また、耐食
性や強度及び耐疲労性等に優れたステンレス製スリーブ
にすると、加工性が悪くコスト高になるなどの問題点が
ある。

【０００３】近年、高強力・低伸度で軽量、高耐食性及
び非磁性材の繊維系ケーブルが緊張材として適用される
ようになつており、これに伴いこの定着具にも同様な材
質が求められて繊維補強樹脂製の非金属スリーブの開発
が検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の緊張材の定着具
において、繊維補強樹脂製の非金属スリーブは、高耐食
性や非磁性等の特性を備えているが、充填材との摩擦力
つまり緊張材に対応させて固着力を確保することが難し
く、強度のバラツキや剛性の不足等で変形し易いなど、
緊張材に対応した固着性能や剛性、耐久性等に課題があ
る。

【０００５】本発明は、前記のような課題を解決するた
めに開発されたものであり、その目的とする処は、骨材
混入の熱硬化性樹脂系モルタルやセメント系モルタル製
の非金属スリーブに高強力・低伸度繊維系のリング状筋
を複層としかつ同様な繊維系の軸方向筋群を埋め込み補
強し、膨脹耐圧、緊張材との固着力や軸方向の剛性、耐
久性等を高め、高耐食性、非磁性等とともに定着性能、
信頼性を向上した緊張材の定着具を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維複合ケー
ブル等の緊張材の端部に嵌装して、内部に充填材を注入
し固化して固着する定着具において、骨材混入の熱硬化
性樹脂系（エポキシ系樹脂に珪石粉及び珪砂等を混入し
た熱硬化性樹脂系）又はセメント系の流動性モルタルで
形成した非金属スリーブとし、基本的に非金属スリーブ
の耐力、靭性を高め、孔面側に埋設した高強力・低伸度
繊維系のリング状筋で形成した増摩補強内層により、主
として充填材との摩擦力、即ちスリーブ固着力を高め、
中層部に埋設した同様なリング状筋で形成した膨脹耐力
・剛性補強中層により、非金属スリーブの膨脹耐力、剛
性を高め、さらに、中層部に埋設した同様な軸方向筋群
で形成した軸方向剛性・耐力補強層により、非金属スリ
ーブの軸方向の剛性、耐力を高め、また、前記のリング
状筋や軸方向筋の増減により、緊張材に対応した特性調
節を可能にするなど、総合的に高耐食性、非磁性等とと
もに膨脹耐圧、緊張材との固定力や軸方向の剛性、耐久
性等を効果的に高め、優れた定着性能、信頼性を得てい
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第１実施例、図２
に第２実施例、図３Ａ〜Ｆに各変形例、図４に定着態様
を示している。図１及び図２において、１及び１０は第
１実施例と第２実施例の定着具、２は骨材混入の熱硬化
性樹脂系モルタル又はセメント系モルタルの流動性モル
タル２ａで形成した非金属スリーブ、２ｂは非金属スリ
ーブの孔、３は非金属スリーブの孔面側に埋設したリン
グ状筋、３ａはリング状筋３で形成した増摩補強内層、
４は非金属スリーブの中層部に埋設したリング状筋、４
ａはリング状筋４で形成した膨脹耐力・剛性補強中層、
５は非金属スリーブの中層部に埋設した軸方向筋（軸方
向筋群）、５ａは軸方向筋群５で形成した軸方向剛性・
耐力補強中層、６は非金属スリーブの外周部に埋設した
リング状筋、６ａはリング状筋６で形成した耐力・靭性
補強外層、ａは繊維複合ケーブルやワイヤロープ、鋼棒
等の緊張材、ｇは非金属スリーブの孔に注入した充填材
である。

【０００８】図１に示す第１実施例は、繊維複合ケーブ
ル等の緊張材ａの端部に嵌装して、内部に充填材ｇを注
入し固化して固着する定着具において、骨材混入の熱硬
化性樹脂系又はセメント系の流動性モルタル２ａで非金
属スリーブ２を形成するとともに、非金属スリーブ２の
孔２ｂ面側及び中層部に高強力・低伸度繊維系のリング
状筋３と４を複層に埋め込み補強し、非金属スリーブ２
の中層部に同様な繊維系の軸方向筋５の複数本を周方向
間隔を置き軸方向筋群５にして埋め込み補強した緊張材
の定着具１になつている。

【０００９】また、前記の緊張材の定着具において、前
記の非金属スリーブ２の孔２ｂ面側に埋設したリング状
筋３で充填材ｇとの増摩補強内層３ａを形成し、非金属
スリーブ２の中層部に埋設したリング状筋４で膨脹耐力
・剛性補強中層４ａを形成するとともに、非金属スリー
ブ２の中層部に埋設した軸方向筋群５で軸方向剛性・耐
力補強層５ａを形成したことを特徴とする緊張材の定着
具になつている。

【００１０】また、前記の緊張材の定着具において、前
記の非金属スリーブ２は、エポキシ系樹脂に珪石粉及び
珪砂等の骨材を混入した熱硬化性樹脂系モルタル２ａで
形成したことを特徴とする緊張材の定着具になつてい
る。

【００１１】さらに、図２に示す第２実施例は、繊維複
合ケーブル等の緊張材ａの端部に嵌装して、内部に充填
材ｇを注入し固化して固着する定着具において、骨材を
混入した熱硬化性樹脂モルタル２ａで非金属スリーブ２
を形成するとともに、非金属スリーブ２の孔２ｂ面側と
中層部及び外周部に高強力・低伸度繊維系のリング状筋
３と４及び６を埋め込み補強し、非金属スリーブ２の中
層部に同様な繊維系の軸の定着具１０になつている。ま
た、この定着具１０において、リング状筋６は耐力・靭
性補強外層６ａを形成している。

【００１２】さらに詳述すると、非金属スリーブ２は、
各種の熱硬化性樹脂に非金属の骨材を適度に混入して補
強した熱硬化性樹脂系モルタル、又は同様に非金属の骨
材を適度に混入した各種のセメント系モルタルの流動性
モルタル２ａで筒状に形成され、この孔２ａの内径は、
緊張材ａの直径に対応させてその周囲に適度の充填材ｇ
の充填域を形成するように設定する。また、流動性モル
タル２ａにおいて、熱硬化性樹脂系モルタル２ａは、エ
ポキシ系樹脂に珪石粉及び珪砂を骨材として混入したモ
ルタルが好適であり、好ましくは、エポキシ系樹脂：珪
石：珪砂＝１：１．８：１の配合（重量比）にして適用
され、また、同様な各種の熱硬化性樹脂に骨材を配合し
た構成にすることもできる。さらに、セメント系モルタ
ルには、公知の各種のセメント系材及び骨材によつて構
成される（具体例は省略）。

【００１３】また、リング状筋３，４，６及び軸方向筋
５は、炭素繊維等の各種の高強力・低伸度繊維（長繊維
や短繊維）で製造したストランドや複数本のストランド
を撚り合わせた繊維複合ケーブル等からなり、リング状
筋３，４，６には、リング機能を有する螺旋筋や多数の
リング筋又は縦横に織成した筒状シート等を適用し、リ
ング状筋３は、非金属スリーブ２の成型に際し、この孔
２ｂの壁面の全周及び全長にわたる均等な配置とし、そ
の孔壁面部の流動性モルタル２ａに程良く埋設し一体化
して補強し、非金属スリーブ２の内面と充填材ｇとの摩
擦力、即ち緊張材ａとの固着力を効果的に強化する増摩
補強内層３ａとして全周及び全長にわたり均等に構成す
る。

【００１４】また、リング状筋４は、リング状筋３に対
して比較的な高強力材とし、非金属スリーブ２の成型に
際し、この中層部において全周及び全長にわたる均等な
配置とし、流動性モルタル２ａ内に埋設し一体化して補
強し、非金属スリーブ２の膨脹耐力・剛性補強中層４ａ
として全周、全長にわたり均等に構成する。

【００１５】また、リング状筋６は、非金属スリーブ２
の成型に際し、この外周部において全周に沿う均等な配
置とし、必要に応じ非金属スリーブ２の中央部分では適
度の軸方向間隔を置き配置（図２参照）して、流動性モ
ルタル２ａ内に埋設し一体化して補強し、耐力・靭性補
強外層６ａとして形成する。

【００１６】さらに、軸方向筋５は、非金属スリーブ２
の成型に際し、中層部において複数本を周方向間隔を置
き全周及び全長にわたる均等な配置とし、軸方向筋群５
にして流動性モルタル２ａに埋設し一体化して補強し、
非金属スリーブ２の軸方向の剛性及び耐力を効果的に高
める軸方向剛性・耐力補強層５ａを構成する。

【００１７】充填材ｇは、好ましくは石灰及び珪酸塩等
を主成分とするセメント等の膨脹材を適用し、エポキシ
系樹脂等の接着剤も適用可能であり、緊張材ａの端部に
嵌装した非金属スリーブ２の孔２ｂに注入すると、この
膨脹材が孔内で膨脹して充満し緊張材ａにも浸透して固
化し、緊張材の端末部に非金属スリーブ２を強力に固着
する。また、エポキシ系樹脂等の接着剤は孔内に圧入す
ることにより同様な固着性能が得られる。

【００１８】図３に示す各断面図において、図３Ａは図
１の第１実施例に相当する定着具１であり、定着具１を
基本構造とし、軸方向筋５の本数を２倍増（１２本）に
した定着具１ａ（図３Ｂ参照）、軸方向筋５の合計断面
積を２倍増（直径を５．０から７．５ｍｍφ）した定着
具１ｂ（図３Ｃ参照）、軸方向筋５の合計断面積を５倍
増（直径を５．０から１２．５ｍｍφ）した定着具１ｃ
（図３Ｄ参照）、軸方向筋５をリング状筋３と４の間に
配置変えした定着具１ｄ（図３Ｅ参照）を示す変更例で
あり、また、複数の軸方向筋群５をリング状筋４の内外
側に配設した複層の軸方向筋群５を備えた変更例（図示
省略）に形成される。また、図３Ｆは図２の第２実施例
に対応した定着具１０である。さらに、緊張材ａに対応
させて多様な構造にして実施される。

【００１９】前記の各実施例及びその変更例の定着具
は、図１又は図２のようにこれらの非金属スリーブ２を
緊張材ａの端末部に嵌装して、非金属スリーブ内に膨脹
材等の充填材ｇを注入して孔２ｂ内に充満せしめ緊張材
にも浸透させて固化し、非金属スリーブを緊張材ａの端
末部に充填材を介し一体的に強力に固着させて、図４の
ように緊張材ａをプレストレストコンクリート等の構造
物内に挿入し、適宜の手段で牽引し緊張材に所定の緊張
力を負荷して、非金属スリーブ２を支圧板２０に押し当
て定着する口元定着方式により緊張材を張設する。

【００２０】第１実施例の定着具１は基本的な構造にな
つており、前記のような配合比でエポキシ系樹脂に珪石
粉及び珪砂を骨材として混入したモルタル（圧縮強度１
１６４ｋｇｆ／ｃｍ²、弾性係数９．４４×１０⁴ｋｇ
ｆ／ｃｍ²）により非金属スリーブ２を形成するととも
に、この成形に際し、非金属スリーブ内に炭素繊維製の
リング状筋３（３．０ｍｍφ）とリング状筋４（５．０
ｍｍφ）を２層に埋設して補強し、６本の軸方向筋５
（５．０ｍｍφ）を埋設して補強した定着具１（図３Ａ
参照）を製造して試験した結果、非金属スリーブは、前
記の膨脹材（充填材）の膨脹圧１０００ｋｇｆ／ｃｍ²
に対し約８倍程の膨脹耐圧（拘束度）が得られることが
確認された。

【００２１】また、前記の定着具１は（図３Ａ参照）、
６本の軸方向筋５の軸筋比（軸方向筋の合計断面積／ス
リーブ断面積）が２．２２％になつており、１２本の軸
方向筋とし２倍の軸筋比４．４５％にした定着具１ａ
（図３Ｂ参照）、６本の軸方向筋を５．０から７．５ｍ
ｍφとし２倍の軸筋比４．４５％にした定着具１ｂ（図
３Ｃ参照）、軸方向筋を５．０から１２．５ｍｍφとし
５倍の軸筋比１１．１１％にした定着具１ｃ（図３Ｄ参
照）、軸方向筋をリング状筋３と４の間に配置した定着
具１ｄ（図３Ｅ参照）、及び外周側に新たにリング状筋
６を配置して軸筋比２．２２％の定着具１０（図３Ｆ参
照）を製造し、それぞれを供試体として圧縮試験を行い
軸方向の耐力や変形挙動等について実験した結果、図５
及び図７に示す圧縮荷重とひずみとの関係特性図（供試
体の中央部の表裏に貼つた２軸ひずみゲージで軸方向ひ
ずみεｚと円周方向ひずみεθを測定）、及び図６に示
す軸筋比と圧縮弾性係数との関係特性図（圧縮弾性係数
は圧縮荷重５ｔｆと２０ｔｆでの軸方向ひずみから算
定）等が得られた。

【００２２】図５の特性図から明らかなように軸方向筋
の筋量（軸筋比）を増加しても圧縮耐力は格別に変化し
ないのに対し、図６の特性図から筋量（軸筋比）に対応
して圧縮弾性係数がほぼ比例して増加する。即ち軸方向
筋の筋量で軸方向の耐力、剛性が増加される。また、図
７の特性図から外周側のリング状筋６の配筋で圧縮耐力
が高められ粘り強い挙動が示され耐力及び靭性の向上に
効果的である。さらに図８のクリープひずみと経過時間
との関係特性図から明らかなように、基本的に十分な耐
力を有し、軸方向筋の筋量（軸筋比）を増加するとクリ
ープひずみが小さくなることが確認され、軸方向荷重に
よるクリープ変形に対し軸方向筋及びこの筋量が大きく
影響し、前記のような骨材混入の流動性モルタルのみで
は長期変形が大きくても、前記のような繊維系補強筋の
埋設で定着具としてこの耐久性が十分に確保されること
が評価された。

【００２３】さらに、例えば、同様な繊維系で形成した
３本のリング状筋（３．０ｍｍφ、５．０ｍｍφ、３．
０ｍｍφ）を３層とし、同様な繊維系で形成した６本の
軸方向筋（７．５ｍｍφ−軸筋比４．４５％）を埋設し
た図２相当の定着具を、炭素繊維で撚り合わせた１×７
構造（１２．５ｍｍφ）の緊張材に嵌装し、膨脹材を注
入して固着した複数の供試体を製造して、図４に示すよ
うにこの供試体を支圧板２０に配置し、緊張材に引張力
Ｆを負荷して引張試験した結果、緊張材の破断までに格
別な損傷もなく緊張材の抜け出しがないことが確認され
た。また、緊張材に対応させて相当の定着具を固着した
多数の供試体を製造して同様な引張試験をした結果、同
様な評価が得られて優れた定着性能、信頼性が得られる
を確認している。

【００２４】前記のような構造や試験等により、骨材混
入の熱硬化性樹脂系又はセメント系の流動性モルタル２
ａ（エポキシ系樹脂に珪石粉及び珪砂等を混入）で形成
した非金属スリーブ２は、基本的に非金属スリーブの耐
力と靭性を高め、比較的に酸やアルカリまた紫外線にも
強く強度及び弾性係数に格別な変化がないなどの耐久性
を有する。また、孔２ｂ面側のリング状筋３で形成した
補強内層部３ａは、主として充填材ｇとの摩擦力、即ち
スリーブ固着力を高め膨脹耐力にも効果的に機能し、中
層部のリング状筋４で形成した補強中層部４ａは、非金
属スリーブの膨脹耐力、剛性を高め、中層部の軸方向筋
群５で形成した補強層部５ａは、スリーブ軸方向の剛
性、耐力を高める。さらに、前記のリング状筋や軸方向
筋の増減等で緊張材に対応した特性調整が可能であるな
ど、総合的に高耐食性、非磁性等とともに膨脹耐圧、緊
張材との固着力、軸方向の剛性、耐久性等が効果的に高
められて、緊張材の定着性能、信頼性が著しく高められ
ている。

【００２５】前記の定着具は、前記のような各種の繊維
系ケーブルのみならず各種のワイヤロープ、鋼棒等のの
端末定着にも同様に適用可能である。また、前記の軸方
向筋群は、必要に応じ複層に埋設してこの特性をさらに
高めることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、前述のように構成され繊維複
合ケーブル等の緊張材の端部に嵌装して、内部に充填材
を注入し固化して固着する定着具において、骨材混入の
熱硬化性樹脂系又はセメント系の流動性モルタル（エポ
キシ系樹脂に珪石粉及び珪砂等の骨材を混入したモルタ
ル）で非金属スリーブを形成したことことにより、基本
的に非金属スリーブの耐力と靭性を高め、孔面側のリン
グ状筋で形成した増摩補強内層により、主として充填材
との摩擦力、即ちスリーブ固着力を高め、中層部のリン
グ状筋で形成した膨脹耐力・剛性補強中層により、非金
属スリーブの膨脹耐力、剛性を高め、中層部の軸方向筋
群で形成した軸方向剛性・耐力補強層により、スリーブ
軸方向の剛性、耐力を高め、さらに、前記のリング状筋
や軸方向筋の増減等で緊張材に対応した特性調整が可能
であるなど、総合的に、高耐食性、非磁性等とともに膨
脹耐圧、緊張材への固着力や軸方向の剛性及び耐久性等
を効果的に高め、緊張材の定着性能、信頼性を著しく向
上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の金属スリーブを示す断面
図（Ａ）とその端面図（Ｂ）

【図２】第２実施例の金属スリーブを示す断面図（Ａ）
とその端面図（Ｂ）

【図３】各変形例を示す断面図（Ａ）〜（Ｆ）

【図４】端末定着の例示断面図

【図５】圧縮荷重とひずみとの関係特性図

【図６】軸筋比と圧縮弾性係数との関係特性図

【図７】圧縮荷重とひずみとの関係特性図

【図８】経過時間とひずみとの関係特性図である。

【符号の説明】

ａ緊張材ｇ充填材１，１０定着具２非金属スリーブ２ａ流動性モルタル（骨材混入の熱硬化性樹脂
系，セメント系）２ｂ孔（非金属スリーブ）３，４リング状筋３ａ増摩補強内層４ａ膨脹耐力・剛性補強中層５軸方向筋（軸方向筋群）５ａ軸方向剛性・耐力補強層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維複合ケーブル等の緊張材の端部に嵌
装して、内部に充填材を注入し固化して固着する定着具
において、骨材混入の熱硬化性樹脂系又はセメント系の
流動性モルタルで非金属スリーブを形成するとともに、
非金属スリーブの少なくとも孔面側及び中層部に高強力
・低伸度繊維系のリング状筋を複層に埋め込み補強し、
非金属スリーブの中層部に同様な繊維系の軸方向筋の複
数本を周方向間隔を置き軸方向筋群にして埋め込み補強
したことを特徴とする緊張材の定着具。
【請求項２】請求項１記載の緊張材の定着具におい
て、非金属スリーブの孔面側に埋設したリング状筋で主
として充填材との増摩補強内層を形成し、非金属スリー
ブの中層部に埋設したリング状筋で膨脹耐力・剛性補強
中層を形成するとともに、非金属スリーブの中層部に埋
設した軸方向筋群で軸方向剛性・耐力補強層を形成した
ことを特徴とする緊張材の定着具。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の緊張材の定
着具において、非金属スリーブは、エポキシ系樹脂に珪
石粉及び珪砂等の骨材を混入した熱硬化性樹脂系モルタ
ルで形成したことを特徴とする緊張材の定着具。