(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維を可塑性成形材料中に混入せしめ、上記短繊維が１方向および／または平面方向に配向されている成形部材から成る短繊維補強構造部材において、上記短繊維が、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維のいずれか１つであり、上記可塑性成形材料がコンクリート、モルタル、石膏、プラスチック、陶器のいずれか１つであり、上記成形部材が複数枚組み合わされた、梁または柱等の棒状構造部材であることを特徴とする成形部材から成る短繊維補強構造部材。
【請求項２】
炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維の短繊維を混入したコンクリート、モルタル、石膏、プラスチック、陶器のいずれか１つの可塑性成形材料を押し出して型枠内に打設し、上記短繊維の方向を１方向および／または平面方向に配向させて所望形状に成形して、複数枚組み合わせて、梁または柱等の棒状構造部材を製造することを特徴とする短繊維補強構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば短繊維補強コンクリート構造部材のような、短繊維補強構造部材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄筋コンクリート部材に短繊維を混入させて、コンクリートの乾燥収縮によるひび割れの防止や摩耗防止等の非構造材的利用を目的とするもがあるが、鉄筋の加工や配筋の労力や時間を多く必要とする鉄筋コンクリート構造部材に代えて、外力に対して必要とされる抵抗力を発揮させるコンクリート構造部材への利用を目的とするものはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、煩雑な鉄筋加工や配筋等の鉄筋工事を必要とする鉄筋コンクリート構造部材に全面的に或いは部分的に代えて、製作が容易かつ迅速にでき、外力に対する抵抗力を十分に発揮することのできる短繊維補強構造部材およびその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の短繊維補強構造部材は、短繊維を可塑性成形材料中に混入せしめ、上記短繊維が１方向および／または平面方向に配向されている成形部材から成る短繊維補強構造部材において、上記短繊維が、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維のいずれか１つであり、上記可塑性成形材料がコンクリート、モルタル、石膏、プラスチック、陶器のいずれか１つであり、上記成形部材が複数枚組み合わされた、梁または柱等の棒状構造部材であることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明の短繊維補強構造部材の製造方法は、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維の短繊維を混入したコンクリート、モルタル、石膏、プラスチック、陶器のいずれか１つの可塑性成形材料を押し出して型枠内に打設し、上記短繊維の方向を１方向および／または平面方向に配向させて所望形状に成形して、複数枚組み合わせて、梁または柱等の棒状構造部材を製造することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１において、１は薄肉成形パネルであって、多数の短繊維２が混入されている。該薄肉成形パネル１の肉厚ｔ（コンクリートパネルの場合には、例えば、１０ｍｍ〜６０ｍｍが適当である）を短繊維２の長さより小さくすることにより、短繊維２の向きをパネル１の平面（２次元）方向に配向させることができる。また、短繊維２の混入量は、薄肉成形パネル１に要求される力学性能（せん断性能等）等に応じて適宜設定する。
【０００７】
薄肉成形パネル１の材料としては、コンクリート、モルタル、石膏、プラスチック、陶器などの可塑性成形材が適当である。また、上記短繊維２の繊維素材としては、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維などを用いる。なお、炭素繊維の場合には、上記薄肉成形パネル１や後述の成形部材に電磁シールド性能を持たせることができる。
【０００８】
以上のように短繊維２を混入した薄肉成形パネル１は、鉄筋等の棒材を全く或いは一部に配筋しなくても、例えば、建物のスラブや耐震壁などの板状構造部材や、或いは柱や梁などの棒状構造部材として十分な引張強度及びせん断強度を有する。
【０００９】
図２（Ａ）は、上記薄肉成形パネル１を梁３により支持せしめてスラブ４としての構造部材に適用した実施例を示すものである。なお、薄肉成形パネル１をハーフＰＣ床材とし、その上に、（鉄筋）コンクリートを打設してもよい。また、上記薄肉成形パネル１の必要枚数をイモ重ね（図２（Ｂ）参照）、或いはズレ重ね（図２（Ｃ））により重ね合わせて相互にグラウト接合等により一体化し、フルＰＣ床構造としてもよい。
【００１０】
図３は、上記薄肉成形パネル１を柱５間に設置して壁６としての構造部材に適用した実施例を示すものである。本実施例においても、必要に応じて必要枚数を重ね合わせて使用する。壁としての利用には、耐震壁や外壁等の構造部材の他に、腰壁、垂れ壁、袖壁等の２次壁やバルコニー手摺等の非構造部材としても利用することが可能である。
【００１１】
図４は、断面コ字型（溝型）の薄肉成形部材７を梁８としての構造部材に適用した実施例を示すものである。本実施例においても、上記薄肉成形パネル１と同様に、薄肉成型部材７の厚み寸法ｔを、混入する短繊維２の長さ寸法より小さくすることにより、短繊維２の向きを薄肉成型部材７の平面（２次元）方向に配向させることができる。
【００１２】
図５は、縦方向に配向させて並べた複数枚の薄肉成形パネル１′の上下に、別の薄肉成形パネル１″を設置して組み合わせ、梁９としての構造部材に適用した実施例を示すものである。各パネル１′、１″はグラウト接合等により一体化する。
【００１３】
図６（Ａ）は、断面Ｌ字型の薄肉成形部材１０を向かい合わせて断面ロ字状に組み付け、更にその内側に別の断面Ｌ字型の薄肉成形部材１０′を配置して、柱１１としての構造部材に適用した実施例を示すものである。図６（Ｂ）は、断面ロ字型の薄肉成形部材１２を、柱１３としての構造部材に適用した実施例を示すものである。
【００１４】
図７（Ａ）は、円筒型の薄肉成形部材１４を柱１５としての構造部材に適用した実施例を示すものである。図７（Ｂ）は、さらに内側に円筒型の薄肉成形部材１４′を配置して高強度の柱１６とした実施例である。なお、上記柱１１、１３、１５及び１６の中空部に、コンクリート等の成形材料を充填してもよい。この場合、この中空部に鉄筋等を配筋してもよい。これらの円筒は遠心成形方法により、短繊維の方向を円周方向に揃えることができる。
【００１５】
図８（Ａ）は、本発明の薄肉成形部材の製造方法の一実施例を示すもので、筒状ノズル１７から成形材料を押し出すことにより、混入されている短繊維の向きを一方向または平面方向に揃えながら打設することができる。上記筒状ノズル１７の口径が短繊維の長さより小さい場合には、繊維は一方向に揃う。図８（Ｂ）は、広幅ノズル１８を使用する別の実施例を示すもので、これにより繊維は一方向または平面方向に揃えられ、各成形部材を能率良く製造することができる。図８（Ｃ）は、ノズル口をメッシュ構造にしたノズル１９を示すもので、メッシュにより短繊維の方向を揃えることができ、さらに打設能率を向上せしめることができる。
【００１６】
図９は、広幅の型枠２０内に配向板２１を平行に並べて、これらの配向板２１を徐々に引き抜きながら打設する、構造部材の別の製造方法を示すものである。外側の型枠２０は、図３に示すような、溝型の薄肉成型部材であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】
１）成形構造部材に鉄筋を全く或いは部分的に必要としないので、煩雑な鉄筋工事を軽減あるいは省略することができ、その結果、施工性を向上せしめることができて、工期の短縮化およびコスト低減を図ることができる。
２）炭素繊維等の短繊維の方向を一方向あるいは平面方向に配向させた状態で成形するので、柱や梁等の棒状構造部材や、床や壁等の板状構造部材を高強度に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の短繊維補強構造部材の一実施例としての薄肉成形パネルの斜視図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図２】図１の薄肉成形パネルによる床構造の斜視図（Ａ）および複数枚の薄肉成形パネル重ね合わせ例を示す斜視図（Ｂ）、（Ｃ）である。
【図３】図１の薄肉成形パネルによる壁構造の斜視図である。
【図４】本発明の短繊維補強構造部材の別の実施例としての薄肉成形部材による梁構造の斜視図である。
【図５】薄肉成形パネルによる梁構造の斜視図である。
【図６】薄肉成形部材による角柱構造の斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図７】薄肉成形部材によるの円柱構造の斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図８】本発明の短繊維補強構造部材の製造方法を実施するノズルの各実施例を示す説明図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）である。
【図９】本発明の短繊維補強構造部材の製造方法の別の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１、１′、１″薄肉成形パネル
２  短繊維
３  梁
４  スラブ
５  柱
６  壁
７  薄肉成形部材
８  梁
９  梁
１０、１０′薄肉成形部材
１１  柱
１２  薄肉成形部材
１３  柱
１４、１４′薄肉成形部材
１５  柱
１６  柱
１７  筒状ノズル
１８  広幅ノズル
１９  ノズル
２０  型枠
２１  配向板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
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【図９】
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