(57)【要約】【課題】補強繊維を配向したい方向へ配向した繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材を提供する。【解決手段】硬化前の繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内で、力伝達部材と枠部材を備えた配向装置を、前記力伝達部材の軸方向に移動させることにより、補強繊維を配向させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化前の繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内の補強繊維を所望の方向に配向させるための配向装置であって、
枠部材と、
前記枠部材に取り付けた力伝達部材と、
を備えることを特徴とする配向装置。
【請求項２】
前記力伝達部材は棒状体であることを特徴とする請求項１に記載の配向装置。
【請求項３】
前記力伝達部材は紐状体であることを特徴とする請求項１に記載の配向装置。
【請求項４】
硬化前のコンクリートあるいはモルタルに補強繊維を混入した繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内において、請求項１の配向装置における前記枠部材を、前記力伝達部材を介して前記力伝達部材の軸方向に移動させることによって、前記補強繊維を、前記枠部材を移動させる方向へ配向させることを特徴とする繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法により製造されて硬化した、繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向装置、繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材の製造方法及び繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート部材あるいはモルタル部材の強度を向上させるために、コンクリートあるいはモルタル内に補強繊維を混入した、繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタルが研究されてきた。繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタルを硬化させて得られる繊維補強コンクリート部材等の補強繊維は次のような傾向で配向している。
（１）打設時におけるコンクリートの流速方向と平行。
（２）表面においては、表面と平行。
（３）型枠付近においては、型枠と平行。
【０００３】
繊維補強コンクリート部材等の引張強度は補強繊維の長軸方向に強くなるため、補強繊維が繊維補強コンクリート等の引張応力発生方向に配向していないと、補強繊維の引張補強効果が十分に活かされているとはいえない。
そして、普通に打設を行うと、補強繊維が引張応力発生方向以外に配向して、必要な引張強度を確保できない可能性があった。
【０００４】
補強繊維を繊維補強コンクリート部材等の引張応力発生方向に配向させる方法としては、例えば、図９に示す特許文献１に記載された方法が知られている。
この方法では、間隔をあけて整列した上下方向に長い複数の配向棒３０１と、これら配向棒３０１を固定する固定板３０２と、この固定板３０２から上方に延在する把持部３０３とからなる繊維配向治具を、横長の型枠３０４内に打設された硬化前の繊維補強モルタルの内部に、配向棒３０１を型枠３０４の幅方向に並んだ状態で上から挿入する。
そして、型枠３０４の上面に配置されるガイド板３０５には型枠３０４の横方向に沿って案内路３０６を設け、この繊維配向治具を案内路３０６に沿って矢印のように横方向に移動させて、その移動方向に補強繊維を配向させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４７０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
柱や壁等は縦方向に引張強度を必要とする部材であるが、図９に示した特許文献１の方法は、配向棒３０１を横方向に移動しているので、縦方向に補強繊維を配向することができず、柱や壁等に用いることができない。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであって、発明が解決しようとする課題は、柱や壁等の縦方向に引張強度を必要とする部材に適用可能な、補強繊維を配向したい方向へ配向した繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材を製造できる配向装置又は繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の第１発明は、硬化前の繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内の補強繊維を所望の方向に配向させるための配向装置であって、枠部材と、前記枠部材に取り付けた力伝達部材を備えることを特徴とする配向装置である。
本願の第１発明によって、柱や壁等の縦方向に引張強度を必要とする部材を強化することができる。
本願の第２発明は、前記力伝達部材は棒状体であることを特徴とする第１発明の配向装置である。
本願の第２発明は、力伝達部材を棒状体とすることによって、力伝達部材により配向装置を硬化前の繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタルに押し込むことができるため、往復移動させることが容易となる。そして、往復移動を繰り返すことによって、配向性を高めることができる。
本願の第３発明は、前記力伝達部材は紐状体であることを特徴とする第１発明の配向装置である。
本願の第３発明は、力伝達部材を紐状体とすることによって、輸送時などに紐状体を巻くなどして、配向装置をコンパクトにすることができる。また、紐状体は後述の実施例３のように抑え治具などを支点として曲げた状態で力を伝達することができるため、狭い場所での使用が可能となる。
本願の第４発明は、硬化前のコンクリートあるいはモルタルに補強繊維を混入した繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内において、第１発明の配向装置における前記枠部材を、前記力伝達部材を介して前記力伝達部材の軸方向に移動させることによって、前記補強繊維を、前記枠部材を移動させる方向へ配向させることを特徴とする繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材の製造方法である。
本願の第４発明によって、柱や壁等の縦方向に所要の引張強度を有する部材を製造することができる。
本願の第５発明は、第４発明の方法により製造されて硬化した、繊維補強コンクリート部材あるいは繊維補強モルタル部材である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、硬化前の繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル内で、力伝達部材と枠部材を備えた配向装置を、前記力伝達部材の軸方向に移動させることにより、引張応力発生方向の強度を高めた繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】・・・本発明の一実施例である、力伝達部材が棒状体の配向装置の斜視図。
【図２】・・・型枠内の繊維補強コンクリートに配向装置が入っている状態を表す図。
【図３】・・・配向装置の一例の写真。
【図４】・・・棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂが移動した時の補強繊維の動きを説明するための図。
【図５】・・・棒材（縦方向）３が移動した時の補強繊維の動きを説明するための図。
【図６】・・・本発明の一実施例である、力伝達部材が紐状体の配向装置の斜視図。
【図７】・・・横方向部材である梁の補強繊維を配向させる実施例を説明するための図。
【図８】・・・曲げ試験の方法を説明するための図。
【図９】・・・補強繊維を繊維補強コンクリート部材で配向させる従来の方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に実施例を記載する。以下においては補強繊維を混入した繊維補強コンクリートで記載したが、繊維補強モルタルでも同様である。補強繊維としては、コンクリート、モルタルの補強のために使用されるものであれば特に限定されない。例えば、鋼繊維等の金属繊維や炭素繊維、ポリオレフィン繊維やアラミド繊維などの有機繊維、ガラスファイバーなど、種々のものが用いられる。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例である、力伝達部材が棒状体である配向装置の斜視図である。１は配向装置、２ａは棒材（横方向）、２ｂは棒材（奥行方向）、３は棒材（縦方向）、４は棒状体、１０は枠部材を示す。枠部材１０は棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂと棒材（縦方向）３により形成されており、直方体形状である。棒材（横方向）２ａと棒材（奥行方向）２ｂは力伝達部材である棒状体４の軸方向に対して直角方向に延在し、棒材（縦方向）３は棒状体４の軸方向に延在する。
図２は、型枠内の硬化前の繊維補強コンクリートに配向装置１が入っている状態を表す。５は型枠、６は繊維補強コンクリート、７は繊維補強コンクリートの上面を示す。
この例では、棒状体４により力を伝達して、繊維補強コンクリート６中で枠部材１０を図中の矢印のように棒状体４の軸方向である上下に移動させることにより、補強繊維を上下方向に配向することができる。繊維補強コンクリート６を打設したのちにその上方から棒状体４により枠部材１０を押し入れ、さらに上方に引き抜いてもよく、上下動を複数回行ってもよい。複数回行うと、より配向性が高くなり効果が大きい。
また、枠部材１０を型枠内５に設置してから繊維補強コンクリート６等を打設して、その後に配向装置１を動かしてもよい。
さらに、棒状体４を枠部材１０から引き抜き可能に取り付けると、配向させた後に引き抜くことにより、枠部材１０を鉄筋としてコンクリート等の中に残すこともできる。
【００１３】
棒状体４と枠部材１０を備えた配向装置１の一例の写真を図３に示す。写真のように斜め方向の鉄筋などを用いて棒状体４を補強しつつ枠部材１０に固定するとより好ましい。また、棒材（縦方向）３の表面に写真のように凹凸を設けたものを使用すると、後述の縦の棒材による配向がより起こりやすい。
【００１４】
図４は枠部材１０の棒材（横方向）２ａ又は棒材（奥行方向）２ｂが移動した時の補強繊維の動きを表す。２１は棒材（横方向）２ａ又は棒材（奥行方向）２ｂの移動を示す矢印、１００、１１０、１３０は補強繊維、１１１は補強繊維の動きを示す矢印、６は繊維補強コンクリートである。なお、図１において、棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂの断面は四角いが、本説明では断面が丸い棒材で説明する。
図４において、棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂは矢印２１に示すように移動するが、補強繊維１００は棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂがその近傍を通過する前であり、配向していない。
棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂが近傍を通過する場所では、補強繊維１１０は棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂに当接し、点線の位置から縦方向の実線の位置へ矢印１１１のように回転する。
【００１５】
図５は枠部材１０の棒材（縦方向）３が移動した時の補強繊維の動きを表す。３１は棒材（縦方向）３の移動を示す矢印、１００、１２０、１３０は補強繊維、１２１は補強繊維の動きを示す矢印、６は繊維補強コンクリート、６０１は棒材（縦方向）３の周囲における繊維補強コンクリート６の動きを示す矢印である。
図５において、棒材（縦方向）３は矢印３１に示すように移動するが、補強繊維１００は棒材（縦方向）３がその近傍を通過する前であり、配向していない。
棒材（縦方向）３周辺の繊維補強コンクリート６は、棒材（縦方向）３の矢印３１方向への移動に伴い矢印６０１に示すように上方に移動する。これにより補強繊維１２０は、点線の位置から矢印１２１のように回転し、実線で示したように縦方向に配向する。
通過した後の場所では、補強繊維が縦方向に配向したまま繊維補強コンクリート６が棒材（縦方向）３のあった位置に集まってくることにより、補強繊維１３０のような縦方向の配向となる。
【実施例２】
【００１６】
次に、力伝達部材が紐状体である場合の実施例を示す。
図６は、本発明の一実施例である、力伝達部材が紐状体である配向装置の斜視図である。実施例１と同様に、１は配向装置、２ａは棒材（横方向）、２ｂは棒材（奥行方向）、３は棒材（縦方向）、１０は枠部材を示し、枠部材１０は棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂと棒材（縦方向）３により形成される。８は紐状体であるワイヤーを示す。この実施例では、繊維補強コンクリート６中の枠部材１０をワイヤー８により上方に引き抜くことにより、補強繊維を上下方向に配向させることができる。棒材（横方向）２ａ、棒材（奥行方向）２ｂと棒材（縦方向）３が移動した時の補強繊維の動きは、上記の図４、５による説明と同様である。
この実施例では型枠内に枠部材１０を設置してから繊維補強コンクリートを打設し、配向装置１を引き抜くことにより補強繊維を配向させることができるが、重力により枠部材１０を繊維補強コンクリート６の中へ沈めてから、ワイヤー８で引き抜くこともでき、沈めることと引き抜くことを数回繰り返すこともできる。
なお、本実施例において力伝達部材のワイヤー８を引く方向である上下方向は、ワイヤー８の軸方向である。
【実施例３】
【００１７】
上記の実施例１、２では補強繊維を縦方向に配向させたい場合の例について説明したが、横方向に配向させたい場合でも同様である。
図７は横方向部材である梁の補強繊維を配向させる実施例３を表す。
８はワイヤー、９は抑え治具を示す。枠部材１０に取り付けたワイヤー８は抑え治具９の下部を通して上方へ導く。そして、ワイヤー８を矢印のように上方に引くことによりコンクリート６の中の配向装置１を横方向に移動して、補強繊維を配向する。
本実施例では配向装置１の一方側にワイヤー８を取り付けて引いているが、他方側にもワイヤーを配置して、両方から引くことができるようにすれば、順次ワイヤーを引くことにより配向装置をコンクリート等の中で往復移動させることができ、配向性をさらに上げることができる。
【００１８】
以下のように実験を行い、本発明における曲げ強度について効果を確認した。
まず、高さ２ｍ、厚さ１５０ｍｍの壁を、補強繊維を混入したモルタルで打設した。モルタルの強度は１８０Ｎ／ｍｍ程度とした。補強繊維は鋼繊維を用いた。
次に、棒状体を備えた図３の配向装置を用い、鋼繊維を混入したモルタルの中を複数回上下動してから配向装置を引き抜き、硬化させた配向処理した壁を作成した。また比較例として、鋼繊維を混入したモルタルを配向装置による処理を行わずに硬化させた、無処理の壁を作成した。
そして、軸が鉛直方向になるように直径１００ｍｍ、高さ４００ｍｍの円柱形のコアを切り出して、曲げ試験を行った。
図９は曲げ試験の方法を表す。１１は切り出した円柱形のコア、１２は支点、１３は力を加える点を示す。
まず、円柱形のコア１１を横にして２つの支点１２の上に設置した。支点１２はコア１１の端部からそれぞれ５０ｍｍの場所にセットした。そして、コア１１の端部から１５０ｍｍ、すなわち支点１２の場所からコア１０の中心方向へ１００ｍｍの２カ所の力を加える点１３で上から力を加え、コアが折れた時の力から曲げ強度を算出した。
結果は以下の通りであった。
無処理（比較対象）：１５．９Ｎ／ｍｍ２
配向処理          ：３３．２Ｎ／ｍｍ２
以上のように配向処理により、無処理の例と比較して２倍の曲げ強度が得られた。
【００１９】
以上の通り、実施例１〜３について説明したが、本発明はこれらのものに限定されない。
本発明において、配向させる方向は引張応力への耐性が必要な方向であればどのような方向でもよく、引張応力が発生する方向に生じさせるものである。
また、配向装置の枠部材には直方体形状や円柱形状等の籠型のものや、実施例の棒材（奥行方向）２ｂに相当する奥行方向の棒材を省略し、力伝達部材の軸方向から見ると１本の棒状であり、横から見ると口型、工型、Ｔ型のものなど種々の形状のものが含まれる。枠部材としては、配向させる方向に垂直な面の大きさ、配向させる方向への長さや棒材の数も種々のものが用いられる。棒材は、枠部材が直方体であれば直方体形状を構成する部材以外に、枠部材の内部にも設けてもよい。
【００２０】
配向装置の力伝達部材は１つでもよいし、間隔をあけるなどして複数用いてもよい。
力伝達部材には、鉄製やカーボンファイバー製の棒状体や、鋼線のワイヤーや有機繊維のロープなどの紐状体など、種々のものが含まれる。棒状体は、枠部材を繊維補強コンクリートあるいは繊維補強モルタル中で往復移動させる力に耐えるものであればどのようなものでも良い。棒状体の断面形状は正方形、長方形、円形など、どのようなものでも良い。また、紐状体は、枠部材を引き抜くための強度があればどのようなものでも良い。
【００２１】
また、枠部材が有する棒材の方向は、配向させる方向と、配向させる方向に垂直な方向の２方向に限らず、それらの方向の成分があれば斜め方向でもよい。また、棒材は直線状には限定されず、曲線状でもよい。曲線状の棒材を用いた例としては上述の円柱形状の枠部材のほかに、球状の枠部材などがある。棒材の断面形状も正方形、長方形、円形など、どのようなものでも良いが、特に棒材（縦方向）は鉄筋のように凹凸があると周囲の繊維補強コンクリート等が移動しやすい。
さらに棒材を紐材で連結するなどして、枠部材の一部を紐材としてもよい。
【００２２】
部分的に鉄筋を用いる部材において、型枠中の鉄筋が入っていない部分だけに配向装置を用いて補強繊維を配向してもよい。その場合、鉄筋の配筋に合わせて枠部材の形状を決めて用いても良い。例えば、Ｌ字状に配筋がない部分があれば、Ｌ字状の枠部材を備えた配向装置を用いてもよい。また、複数の配向装置を並列に用いてもよく、一つの配向装置を、場所を変えながら用いてもよい。
【００２３】
配向装置の枠部材は、繊維補強コンクリート等を打設する前に設置しても良いし、打設した後にその中に入れても良い。枠部材を繊維補強コンクリート等の中に入れる際には、棒状体を取り付けた枠部材は押し入れることができ、紐状体を取り付けた枠部材では重力により沈降させたり、中に向けて引っ張ったりすることができる。
配向装置は、繊維補強コンクリート等を打設した後で枠部材を引き抜くだけでもよい。また、１回から数回の往復移動をさせてもよい。数回往復移動させる方がより配向性が高まり、１回の往復移動よりも効果が高い。また、移動のストロークは大きい方が小さいストロークよりも配向性が高まり、より効果が高い。
【符号の説明】
【００２４】
１  ・・・配向装置
１０・・・枠部材
２ａ・・・棒材（横方向）
２ｂ・・・棒材（奥行方向）
２１・・・棒材（横方向）又は棒材（奥行方向）の移動を示す矢印
３  ・・・棒材（縦方向）
３１・・・棒材（縦方向）の移動を示す矢印
４  ・・・棒状体
５  ・・・型枠
６  ・・・繊維補強コンクリート
７  ・・・繊維補強コンクリートの上面
１００・・・補強繊維
１１０・・・補強繊維
１１１・・・補強繊維の動きを示す矢印
１２０・・・補強繊維
１２１・・・補強繊維の動きを示す矢印
１３０・・・補強繊維
６０１・・・棒材（縦方向）３の周囲の繊維補強コンクリート６の動きを示す矢印
８  ・・・ワイヤー
９  ・・・抑え治具
１１・・・円柱形のコア
１２・・・支点
１３・・・力を加える点
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2015150721.tif 000009
【図９】
2015150721.tif 000010
【図３】
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