JPS60246946A - 構造物用補強材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、＋７（業１．の利用分野 本発明は、各種建築の補強材、橋りょう懸吊用鋼索、空
中ケーブル用鋼索など広範囲にわたって（φ用しうる構
造物用補強ヰＡ料に関するものである。

さらにｉｉ’ｌ’、　Ｌ　＜いえば、本発明は線状鋼材
の表面を、耐食性を有し、かつ（浅域的性質の改善に役
立つ炭素繊維層で被覆した、構造物特にコンクリート構
造物用の補強利として好適な補強材料に関するものであ
る。

従来の技術 普通鋼やクロｌ、・モリブデン鋼、炭素鋼、ステンレス
鋼のような特殊鋼から成る鋼線、撚り鋼線、鋼棒、ワイ
ヤ鋼索などのいわゆる線状鋼イイは、鉄筋及びプレスト
レス鋼（ＰＣ鋼）などのコンクリート補強材として、あ
るいはワイヤーやケーブルなどの累月として土木建築分
野で広く使用されている。

しかしながら、この線状鋼材は、水や塩水によって腐食
されやすく、そのままでは湿気の多い火気中、水や塩水
中で使用できないという欠点を有している。このため、
従来は用１鉛めっき、ステンレスめっぎなどの耐食性め
っきを施したり、防食塗料を塗布したり、あるいは面（
食性を（＝１すする成分をその糾成中に含有させること
により、また）゛（：鋼材の場合はシース管や塩化ビニ
ル管の中にセメントグラウトやアス７アル）　ｋＡ料と
ともに充てんすることによりこの欠点を兇服する方法か
とら２１でいたか、これらの方法はいｒれちＩＸ食耐久
慴か１・分でない１−に、現場において施工する際に、
種／、ｒの配置と：を必要とするため作業能（・（の低
下をもなら・Ｙなどまた解決しなければならない問題点
か多く桟されている。

さらに、近イ１に至り、良質な川砂や川砂利などのコン
クリート骨材用資源か枯渇し−こぎたため、品質の代い
山砂や砕石又は塩分を含んだ海砂を骨！・Ａとして用い
さ゛るを１ｑない事情にある。そして、このよっな品質
の低い骨材を用いれば当然のことなから、コンクリート
の品質が低下し、クランクを生しやむくなり、海砂から
滲出する塩分、雨水などの浸透によって、鉄筋その他の
補強用調相の腐食か助長され、耐久性を著しくｊ成しる
ことになる。

発明か解決しようとする問題点 このような事４＾に鑑み、水分、塩分などに対し炉、久
的な耐食性を示し、しかも現場における作業ｆｊｂ率を
そこなうことのない構造物用補強祠料を開発することか
この技術分野における重要な課題となっていた。

本発明者らは、この課題を解決ｔべく鋭意研究を重ねた
結果、所要の線状ｗＩＨの表面を炭素繊維層で・被覆す
ることにより、：：ｌ：ｉ足針へき耐食性か１・１ｊｉ
され、しかも補強キイの機械的強度を著しく向−１゜し
うろことを見出し、本発明をなすに至った。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明に従えば、線状鋼Ｈの表面を、耐食性
を有する合成樹脂のバインダーにより炭素繊維を結合し
て形成した炭素繊維層で被覆したちのを構造物用補強祠
料とし′ご用いることによりその目的を達成ｒることか
でＡきる。

本発明の原料材として用いる線状調料は、普通鋼のほか
、クロム鋼、クロム・ニッケル鋼、クロム・モリブデン
鋼、炭素鋼などの特殊鋼で作られた線状体、それを複数
本撚り合わせたもの、棒状体などであり、その断面形状
は、内払、角状、長円状、異形断面状など任意である。

また、断面月決も１（）分の数Ｈから１（）散りなど広
い範囲内で選ぷ′ことができる。

次に、炭素繊維層を形成する炭素長繊維としては、ピン
チ系炭素繊維、■ゝＡＮ系炭素練炭素繊維ロース系炭素
繊イ（１その１也の通、Ｈｌ、（、用いらｊｌている炭
素繊組の中から１Ｆ、贅に選五゛ことかできる。この繊
、ｉ４１：　ｉ、ｌ：長繊維のまま用いるのが望ましい
か゛、所望ならば適当なｒ七さに切断して短繊却とした
ものを用いる、−とらで゛きる。この繊維径としては３
−・２０μｒの範囲か適当である。この炭素ｆ！１Ｆは
単に耐食・ビ１のみを（！的とする場合には、それ自体
の機械的強度を１．１に考慮する必要はないが、補強材
の強度向１．を１ｉ的とする場合には、引張強度２０１
）　ｋｇ／　ｎ　ｍ−１：Ｊ、　１、引張弾＋！ｌ’、
１２　ＯＬｏｎ／ｉｙ”以」−ユのものを用いるのか有
利である。

また、こｉｌらの炭素繊維を結合するために用いる合成
樹脂バインダーは、水や塩その他の補強材か接触する可
能・Ｖｌ、のある薬品に月して安定な耐食＋１のもので
あれはよく、特に制限はない。好適な合成樹脂ハイ／タ
ーと′しては、例えばエポキシ樹脂、１・飽和ポリエス
テル（り［脂、フェノール樹脂、メラミンｉ３１脂、レ
ソルシン樹脂、尿素樹脂、ポリイミ）・樹脂、シリコー
ン（３１脂、ポリウレタン？、４１脂などの熱硬化性樹
脂や、ポリアミド樹脂、ポリスルホンｕｊ脂、ポリエー
テル・ケトン樹脂、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性ｔＪ
ｉ脂を挙げることができる。

炭素繊維層の形成は、炭素＃＆組のフィラメント又は撚
り糸を所定の線状鋼材表面にらせん状に巻き付けて、合
成樹脂で°接着させるいわゆるフィラメントワインディ
ング法、これを複数回繰り返して所要の厚さの層とする
方法、複数本の炭素繊維のフィラメント又は撚り糸を・
［え行にｌｉ：、へ、線状鋼材表面に巻き付は接着する
方法、炭素繊維の織布、編布又は不織布をあらかしめ形
成さぜ′ζおき、これで線状ｗＩ月を被覆し接着するい
わゆる一釦巻き法、引き抜き成形法、シートａ−リンク
法なとＩｒ。

意の方法によって行うことかできる７、また、合成樹脂
バインダーは、あらかしめ炭素繊Ａｅｔ表面に塗布して
にいてらよいし、また、炭素１．Ａｔ　、ｌＩ＋の被覆
を鋼材表面上に形成させたのち、スプレー、刷し塗り、
浸漬等によって施してもよい、 鋼１表面に形成される炭素繊維Ｊ４の厚さは、鋼材の種
類や使）１月１的によって異なるか、通常、０．２−・
ＩｏｎＭの範囲内で選ばれる１゜次に添イ・ｊ図ｔｎ１
によって、本発明の冥施態様を説明する１６ 第１図は、ビア７鋼線に炭素繊維のフィラメントを８き
イ・ｊけた例を示す斜面図であり、炭素繊維のフィラメ
ントの複数本を１え行に・）１・べ作成樹脂バイングー
でＰＡ着した集合体２，２をピアノ鋼線１の表面１に斜
めに姦き（；Ｉけた構造を右している。

第２図はこのものの断面拡大図で、線状鋼材１の周囲に
炭素繊維層２か形成されている状態をホす。

第；（図は鋼丸棒の周囲に炭素繊Ｍ（の織布を巻きｆ＝
１けた例をボ［斜面図であり、炭素繊維の織布２に作成
０１脂バイングーを含浸させ、鋼丸棒１の表面に右き（
・ｊけた構造を示すものである。第・４図はこのものの
断面１ｄ、火図で線状調相１の周囲に炭素繊腑層２か形
成されている状態を示す。

究明の効果 本発明の構造物用補強材料は、線状鋼材の表面か゛、水
分や址１に対して安定な炭素繊維によって被炭素繊維の
優れた引張強度、引張Ｊ’ｉｔ　ｆｌ率により、線状鋼
４＝４の機械的−１’ｌ質をより　層向１しらろという
利点かある。また１、−れをブレスルレストコ／クリー
トのａｌｌとして用いる場合、従来必要とされていた現
場でのクラウド作業や防食性の検査１゜稈を単純化ない
し省略することかできるという作ｔ′Ｌの利点もある。

さらに、斜張橋なとのケーブルとして用いた場合、月料
の自重及び成域的強度のコントロールか可能であるから
、ケルフルの自重によって生じるす７量を適１１に軽減
調整しうるという利点かある。

実施例 犬に実施例によって本発明をさらに６：Ｙ細に１規明す
る。

実施例１ １α径０．８ｍｓのビア７鋼線の周囲にエポキシ８ｊ脂
［ＡＩミＲ１３］（旭・チバ社製）とアミン系イ便化剤
〕を（＝Ｉ着した炭素繊維又トラン’　ｐ　（ｊｉｔ糸
仔７μ、？ｉｌ糸数３　、０００本、引張強度４５　（
ｌ　ｋｇ／　ｍｙ−１引張弾性率２　：（ｔ、ｏｎ　／
　ｒｐｎ’、炭素繊維含有率６０％）をピアノ鋼線の長
手方向に対してＩ　ｆｌ　＝　４　Ｓ′の範囲になるよ
っに巻き伺は被覆したのち、＋　５　＋’１℃で１２０
分間加熱して、１１３ｊ　＃￥、かそれぞれ０．９．１
，０．１．１．１，２ｒｒｒｒｔｒの被覆鋼線を作成し
た。

紹られた被覆鋼線を）口＋’Ｃ海水にｌ　（１（’＋　
［：１間浸）１１シたところ、未処理ｍ線は全面的に、
０，９　Ｉ１ｍ被覆Ｍ線は部分的に腐食かみられたが池
の被覆鋼線は全く腐食かみられず、被覆効果は顕著に発
現されてＩ；す、かつ引張強度の低下もなく本発明の目
的を十分に達成するものであった。

さらに被覆鋼線群を第５図及び第６図に示すよう（二、
生コンクリートの中へ螺施形状を保つようにか−）　Ｔ
）１いにラップした状態で゛埋没した後、養生硬化させ
た。Ｊ１８−曲げ試験規格に準しる＝Ｊ法１　（１（）
Ｘ　１　（’、１０　Ｘ　４．　＋１　＋’）　ａｍの
１１（状体を作成し、第°７図の如き：）点曲げ破壊試
験を行って曲げ強度を測定した。第；）図にそれぞれの
荷重・たわみ曲線を示す。

ト°アノ綿ｌｉｔ、　ｉ＋ｈの１ｆｆｉ今、コンクリー
トとピアノ線のスリップ現象かみられ、曲線のバラツキ
も大きく、補強効果か相殺、代ｉ１．＆されることか１
′す明した−・力発明の被覆鋼線を使用すると、コンク
リートとの（・Ｉ７７効果か筺れ、荷重・たわみ曲線の
バラツキも少なく、補強効果は火中に向１ニしているこ
とが判った。

実験例２ 直径２．９Ｈの鋼線の艮手方向に炭素繊維の大部分が平
行に配列するように、不飽和ポリエステル樹脂・過酸物
硬化剤からなる熱硬化性６１脂を含浸した炭素Ｎｋ紺含
有率が７（）％の織物を巻き（＝Ｉけ肢覆し硬化後の直
径か３．３、又は３．５Ｈになるように適宜ラップしで
、被覆鋼線を作成した。

得られた被覆鋼線を８０　”Ｃ海水中に１０　＋１　Ｆ
、、１間、浸）！（シたところ未処理鋼線はや面的に１
ｇ食かみられたが、本発明の被覆鋼線の腐食は全くみら
れず、被覆効果は顕著に発現されており、か−ノ引張強
度の低下もなく、本発明の目的を１・分に達成するもの
であった。

【図面の簡単な説明】

第１し１と第；（図は本発明の補強祠ネ１のそれぞれ異
なった例の１．）面図、第２図と第４図はそれらの断面
１〃、大国、第Ｖ）図は本発明の補強拐料の使用例を示
す側面図、第に図は平面図、第７図は試験ノｌ法を示を
説明図、第８図は本発明の天施例及び比較例の荷ｉ７ｉ
・たわみ曲線を示すグラフである。 才、旨′ｉ出願！（旭化成］［業株式づ揖１（ほか１名
］代　理　！（阿　形　門 弟１図　第３図 第２図　第４図 第５図 第６図 第７図 右皇 逼 終　釣　、、７Ｊ　／ｌＴｌｌＴｌ＋ 手続補正書 昭和５９　＋１８Ｉｆ　３０　ｆｌ ｌ昭和５乍 ２発明の名称 構造物用補強拐料 ３補１１をすると ・ｌ＋　ｔ’＋との関１．１．特許出願人（１　所　大
阪府大阪市北区堂島７）（］　−’ｆ　［−１２番６シ
Ｊ代表者　宮　崎　輝 ４代　ＪＪｊ　人 〒１０５東京都（住区♀１〔僑２１’ｒ１２番２リ　川
、υ函＋＋；１；＋ヒル８胛。 （７］８２）　４ｆ埋士　阿　形　明．、ｊ．、ご・１
］了。 ５　補止命令の１コイ−１　自発 ６　袖正により増加する発明の数　０ ７補正の１象　図　面 ８補正の内容 （１）添付図面中、第８図を別紙のとお９訂正します。 猜 東 （Ｋｇ Ｅ　力々　（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　線状鋼材の表面を、耐食性合Ｉ＃樹脂のバイングー
   により炭素＃＆維を結合して形成した炭素繊維層で被覆
   して成る構造物琳補強材料。