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JP7329666B2 - Fiber-reinforced composite materials for reinforcing concrete, concrete structures - Google Patents
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Description

本発明は、コンクリート補強用繊維強化複合材料およびそれを含むコンクリート構造物に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete and a concrete structure containing the same.

柱や住宅、高層ビル等の建造物には、コンクリートが多用されている。建造物にコンクリートを用いる場合、コンクリートのみでは強度が不足する。そこで、コンクリートの強度を補強するために、コンクリート内部に補強材が配される。補強材が配されたコンクリートとしては、例えば、芯に鉄筋を配した鉄筋コンクリートや、金属繊維を配合した鋼繊維補強コンクリートが挙げられる。 Concrete is often used for structures such as pillars, houses, and high-rise buildings. When concrete is used for a building, strength is insufficient with concrete alone. Therefore, in order to reinforce the strength of the concrete, a reinforcing material is arranged inside the concrete. Concrete with a reinforcing material includes, for example, reinforced concrete with reinforcing bars in the core and steel fiber reinforced concrete with metal fibers mixed therein.

大気中の二酸化炭素がコンクリート内に侵入すると、コンクリートが中性化する。コンクリートの中性化が進行するに伴って、コンクリート内部に配された鉄筋や金属繊維を構成する金属が錆びやすくなる。コンクリート内部で錆が発生すると、コンクリートにひび割れが生じる。さらに、コンクリートが金属繊維を含む場合、金属繊維は端部が非常に鋭利であるため、金属繊維により作業者が負傷する危険性がある。これらの理由から、金属に替わる補強材が考案されている。金属に替わる補強材としては、例えば、炭素繊維が挙げられる。 When atmospheric carbon dioxide penetrates into concrete, it neutralizes. As the neutralization of concrete progresses, metals constituting reinforcing bars and metal fibers arranged inside the concrete are likely to rust. When rust occurs inside concrete, cracks occur in the concrete. Furthermore, if the concrete contains metal fibers, the metal fibers have very sharp edges, and there is a risk of injury to workers from the metal fibers. For these reasons, reinforcements have been devised to replace metals. Examples of reinforcing materials that can replace metal include carbon fibers.

コンクリートに炭素繊維を配合する技術としては、例えば、セメント系無機質材に、エポキシ樹脂等のサイジング材を0.1質量%以上10質量%以下程度付与した炭素繊維を配合することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a technique for blending carbon fibers into concrete, for example, it is known to blend carbon fibers obtained by adding a sizing material such as an epoxy resin in an amount of 0.1% by mass or more and 10% by mass or less to a cement-based inorganic material. (See Patent Document 1, for example).

また、コンクリートに炭素繊維を配合する技術としては、炭素繊維を12000本束ねた炭素繊維束にエポキシ樹脂を付与し、繊維ストランドに占める炭素繊維単糸の含有率が85質量%以上99.8質量%の炭素繊維ストランドを作製し、コンクリートにその炭素繊維ストランドを混合して、炭素繊維強化コンクリートを得ることが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a technology for blending carbon fibers into concrete, epoxy resin is applied to carbon fiber bundles in which 12,000 carbon fibers are bundled, and the content of carbon fiber single yarns in the fiber strands is 85% by mass or more and 99.8% by mass. % and mixing the carbon fiber strands with concrete to obtain carbon fiber reinforced concrete (see, for example, Patent Document 2).

特開平9-110486号公報JP-A-9-110486 特開平11-79804号公報JP-A-11-79804

しかしながら、サイジング材を0.1質量%以上10質量%以下程度付与した炭素繊維や、炭素繊維を12000本束ねた炭素繊維束にエポキシ樹脂を付与し、繊維ストランドに占める炭素繊維単糸の含有率が85質量%以上99.8質量%の炭素繊維ストランドは、コンクリートに対する定着力が十分ではなかった。 However, the carbon fiber to which the sizing material is applied in an amount of 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, or the carbon fiber bundle in which 12000 carbon fibers are bundled, is added with an epoxy resin, and the content of carbon fiber single yarn in the fiber strand is Carbon fiber strands with a content of 85% by mass or more and 99.8% by mass did not have sufficient anchoring force to concrete.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コンクリート材に対する高い定着力を有するコンクリート補強用繊維強化複合材料およびそれを含むコンクリート構造物を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete and a concrete structure including the same, which has a high anchoring force to concrete.

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
[1]強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含む線状物であり、
前記強化繊維の束は、強化繊維の単繊維を1000本以上10000本以下束ねたものであり、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性エポキシ樹脂であり、
繊維体積含有率(Vf値)が、20%以上40%以下であるコンクリート補強用繊維強化複合材料。
[2]前記コンクリート補強用繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の太さが0.1mm以上3mm以下である、前記[1]に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。
[3]前記強化繊維は、炭素繊維である、前記[1]に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。
[4]コンクリート補強用繊維強化複合材料の長さ方向の長さが10mm以上100mm以下であり、全体を長さ方向に沿って連続して波形状に互い違いに屈曲させた形状である、[1]に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。
[5]前記[1]~前記[4]のいずれかに記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料を含むコンクリート材からなる、コンクリート構造物。
[6]前記コンクリート材における前記コンクリート補強用繊維強化複合材料の含有量が1kg/m以上350kg/m以下である、前記[5]に記載のコンクリート構造物。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
[1] A linear product containing a bundle of reinforcing fibers and a thermoplastic resin,
The reinforcing fiber bundle is a bundle of 1000 or more and 10000 or less reinforcing fiber single fibers,
The thermoplastic resin is a thermoplastic epoxy resin,
A fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete, having a fiber volume content (Vf value) of 20% or more and 40% or less.
[2] The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to [1], wherein the thickness of the cross section in the direction perpendicular to the length direction of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete is 0.1 mm or more and 3 mm or less. .
[3] The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to [1], wherein the reinforcing fibers are carbon fibers.
[4] The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete has a length in the length direction of 10 mm or more and 100 mm or less, and has a shape in which the whole is continuously bent in a wave shape alternately along the length direction [1] ] The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to .
[5] A concrete structure comprising a concrete material containing the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to any one of [1] to [4].
[6] The concrete structure according to [5], wherein the content of the fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement in the concrete material is 1 kg/m 3 or more and 350 kg/m 3 or less.

本発明によれば、コンクリート材に対する高い定着力を有するコンクリート補強用繊維強化複合材料およびそれを含むコンクリート構造物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber reinforced composite material for concrete reinforcement which has the high fixation force with respect to a concrete material, and a concrete structure containing the same can be provided.

本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の形状を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the shape of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の形状を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the shape of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の形状を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the shape of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の形状を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the shape of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の表面に形成された凹凸、凹部または凸部を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing irregularities, concave portions, or convex portions formed on the surface of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の表面に形成された凹部を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing recesses formed on the surface of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料の表面に形成された凹凸または凸部を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing irregularities or protrusions formed on the surface of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention. 実施例において、繊維強化複合材料とコンクリート材との定着性の評価方法を示す図であり、(a)は断面図、(b)は斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the fixability evaluation method of a fiber reinforced composite material and a concrete material in an Example, (a) is sectional drawing, (b) is a perspective view.

本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料およびそれを含むコンクリート構造物の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
Embodiments of the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete of the present invention and a concrete structure including the same will be described.
It should be noted that the present embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified.

[コンクリート補強用繊維強化複合材料]
本実施形態のコンクリート補強用繊維強化複合材料(以下、「繊維強化複合材料」という。)は、強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含む線状物である。
すなわち、本実施形態の繊維強化複合材料の形状は、線状であり、細長い形状である。
[Fiber-reinforced composite materials for reinforcing concrete]
The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete (hereinafter referred to as "fiber-reinforced composite material") of the present embodiment is a linear material containing a bundle of reinforcing fibers and a thermoplastic resin.
That is, the shape of the fiber-reinforced composite material of the present embodiment is linear and elongated.

繊維強化複合材料は、コンクリート組成物中に配合して用いられる。
なお、本実施形態の繊維強化複合材料において、コンクリートは、砂、砂利、セメント、水等を混合して得られたものに限定されず、砂利等を含まないモルタルや、砂等も含まないセメントも含む。
A fiber-reinforced composite material is used by blending it in a concrete composition.
In addition, in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, the concrete is not limited to those obtained by mixing sand, gravel, cement, water, etc. Also includes

本実施形態の繊維強化複合材料に含まれる強化繊維は、後述する強化繊維の群から適宜選択されるが、それらの強化繊維の中でも炭素繊維が好ましい。 The reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment are appropriately selected from the group of reinforcing fibers described later, and among these reinforcing fibers, carbon fibers are preferred.

本実施形態の繊維強化複合材料に含まれる熱可塑性樹脂は、後述する熱可塑性樹脂の群から適宜選択されるが、それらの中でも熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。 The thermoplastic resin contained in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment is appropriately selected from the group of thermoplastic resins described later, and thermoplastic epoxy resins are preferred among them.

本実施形態の繊維強化複合材料は、繊維体積含有率(Vf値)、すなわち、強化繊維の含有率が、10%以上70%以下であることが好ましい。
繊維体積含有率(Vf値)が10%以上であれば、繊維強化複合材料において、繊維強化複合材料に含まれる強化繊維の強度を反映させることができる。一方、繊維体積含有率(Vf値)が70%以下であれば、熱可塑性樹脂とコンクリート材との高い定着力を保持することができる。
また、繊維強化複合材料を配合して得られるコンクリート構造物に対して優れた強度を付与することができる観点から、繊維体積含有率(Vf値)は、15%以上50%以下であることがより好ましく、20%以上40%以下であることがさらに好ましい。
The fiber reinforced composite material of the present embodiment preferably has a fiber volume content (Vf value), that is, a content of reinforcing fibers of 10% or more and 70% or less.
If the fiber volume content (Vf value) is 10% or more, the strength of the reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced composite material can be reflected in the fiber-reinforced composite material. On the other hand, if the fiber volume content (Vf value) is 70% or less, high fixing power between the thermoplastic resin and the concrete material can be maintained.
In addition, from the viewpoint of being able to impart excellent strength to a concrete structure obtained by blending a fiber-reinforced composite material, the fiber volume content (Vf value) is preferably 15% or more and 50% or less. More preferably, it is 20% or more and 40% or less.

本実施形態の繊維強化複合材料における繊維体積含有率(Vf値)は、下記の式(1)によって算出することができる。
Vf値(%)=(W-ρ3×V)/[(ρ2-ρ3)×V]×100・・・(1)
The fiber volume content (Vf value) in the fiber-reinforced composite material of this embodiment can be calculated by the following formula (1).
Vf value (%)=(W−ρ3×V)/[(ρ2−ρ3)×V]×100 (1)

上記の式(1)において、Wは繊維強化複合材料の質量(g)、Vは繊維強化複合材料の体積(cm)、ρ2は繊維強化複合材料に含まれる強化繊維の密度(g/cm)、ρ3は繊維強化複合材料に含まれる熱可塑性樹脂の密度(g/cm)を表す。 In the above formula (1), W is the mass (g) of the fiber-reinforced composite material, V is the volume of the fiber-reinforced composite material (cm 3 ), and ρ2 is the density of the reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced composite material (g/cm 3 ), ρ3 represents the density (g/cm 3 ) of the thermoplastic resin contained in the fiber-reinforced composite material.

本実施形態の繊維強化複合材料は、繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の太さが0.1mm以上3mm以下であることが好ましく、0.1mm以上2mm以下であることがより好ましく、0.3mm以上1.5mm以下であることがさらに好ましく、0.5mm以上1.2mm以下であることが最も好ましい。
繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の太さが0.1mm以上であれば、繊維強化複合材料が十分な機械的強度を有し、取扱い中に折れることが軽減するため、取扱い性が向上する。一方、繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の太さが3mm以下であれば、繊維強化複合材料に含まれる1本の強化繊維とコンクリート材との接触面積が大きくなるため、繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物の機械的強度を向上させることができる。
The fiber-reinforced composite material of the present embodiment preferably has a cross-sectional thickness of 0.1 mm or more and 3 mm or less, more preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less, in a direction perpendicular to the length direction of the fiber-reinforced composite material. is more preferably 0.3 mm or more and 1.5 mm or less, and most preferably 0.5 mm or more and 1.2 mm or less.
If the cross-sectional thickness of the fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction is 0.1 mm or more, the fiber-reinforced composite material has sufficient mechanical strength and is less likely to break during handling. Therefore, the handleability is improved. On the other hand, if the cross-sectional thickness of the fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction is 3 mm or less, the contact area between one reinforcing fiber contained in the fiber-reinforced composite material and the concrete material increases. Therefore, it is possible to improve the mechanical strength of concrete structures containing fiber-reinforced composite materials.

なお、本実施形態の繊維強化複合材料において、繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形でない場合には、その断面の長径(最も長い部分)を太さとする。断面の形状としては、円形、楕円形、三角形、四角形(短冊状)、五角形以上の多角形、星形等が挙げられる。
断面の形状が三角形の場合、三角形の長辺が上記の太さの範囲を満たしていればよい。
In addition, in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, when the shape of the cross section in the direction perpendicular to the length direction of the fiber-reinforced composite material is not circular, the major axis (longest part) of the cross section is taken as the thickness. . Examples of cross-sectional shapes include circular, elliptical, triangular, quadrangular (rectangular), polygons with five or more sides, and star.
When the shape of the cross section is triangular, the long sides of the triangle should satisfy the thickness range described above.

本実施形態の繊維強化複合材料は、長さ方向の長さが10mm以上100mm以下であることが好ましく、20mm以上80mm以下であることがより好ましく、25mm以上60mm以下であることがさらに好ましい。
繊維強化複合材料の長さ方向の長さが10mm以上であれば、1本の繊維強化複合材料とコンクリート材との接触面積が大きくなり、コンクリート材と繊維強化複合材料の十分な定着力が発現し、繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物の機械的強度を向上させることができる。一方、繊維強化複合材料の長さ方向の長さが100mm以下であれば、繊維強化複合材料のコンクリート組成物への混合が容易となり、繊維強化複合材料が混合時に折れることを軽減し、コンクリート組成物に繊維強化複合材料を十分に分散して配合することができる。
The length in the longitudinal direction of the fiber-reinforced composite material of the present embodiment is preferably 10 mm or more and 100 mm or less, more preferably 20 mm or more and 80 mm or less, and even more preferably 25 mm or more and 60 mm or less.
If the length of the fiber-reinforced composite material in the longitudinal direction is 10 mm or more, the contact area between one fiber-reinforced composite material and the concrete material increases, and sufficient fixing force between the concrete material and the fiber-reinforced composite material is exhibited. and improve the mechanical strength of concrete structures containing fiber-reinforced composite materials. On the other hand, if the length of the fiber-reinforced composite material in the longitudinal direction is 100 mm or less, it becomes easier to mix the fiber-reinforced composite material into the concrete composition, and the fiber-reinforced composite material is less likely to break during mixing, and the concrete composition The fiber-reinforced composite material can be sufficiently dispersed and blended in the article.

コンクリート組成物中に配合される繊維強化複合材料およびコンクリート材に含まれる繊維強化複合材料の形状(外形)は、線状であれば特に限定されず、任意の形状をなしていてもよい。繊維強化複合材料の形状としては、例えば、図1(a)に示すような直線状;テープ状;ひねり形状;L字型、波形等の曲がった形状等が挙げられる。 The shape (outer shape) of the fiber-reinforced composite material blended in the concrete composition and the fiber-reinforced composite material contained in the concrete material is not particularly limited as long as it is linear, and may be of any shape. The shape of the fiber-reinforced composite material includes, for example, a linear shape as shown in FIG. 1(a); a tape shape; a twisted shape;

ひねり形状とは、直線状の繊維強化複合材料が軸方向に対してねじる等のひねりが付与された形状である。ひねり形状は、撚糸状やコイル状等も含む。ひねりの強さや回数は、特に限定されない。 A twisted shape is a shape in which a linear fiber-reinforced composite material is given a twist such as being twisted in the axial direction. The twisted shape includes a twisted yarn shape, a coil shape, and the like. The strength and number of twists are not particularly limited.

曲がった形状とは、図1(b)~図4(f)に示すように直線状の繊維強化複合材料を折り曲げる等して角度を付与した形状である。繊維強化複合材料を曲げる箇所の数、繊維強化複合材料を曲げる角度、および繊維強化複合材料を曲げた部分の長さは、特に限定されない。
繊維強化複合材料の曲がった形状としては、例えば、図1(b)に示すように一端部をL字状に屈曲させた形状、図1(c)~図1(e)に示すように一端部を略L字状に屈曲させた形状(L字の角が曲率を有する形状)、図1(f)に示すように一端部をコ字状に屈曲させた形状、図2(a)に示すように一端部を半円状に屈曲させた形状、図2(b)および図2(c)に示すように一端部を渦巻き状に屈曲させた形状、図2(d)に示すように一端部を長さ方向に沿って連続して鋭角状または直角状に互い違いに屈曲させた形状、図2(e)に示すように両端部をL字状に屈曲させた形状、図2(f)に示すように両端部を曲線状に屈曲させた形状(曲線の向きが互いに反対向き)、図3(a)に示すように両端部を半円状に屈曲させた形状(半円の向きが互いに同じ向き)、図3(b)に示すように両端部を半円状に屈曲させた形状(半円の向きが互いに反対向き)、図3(c)および図3(d)に示すように両端部を長さ方向に沿って連続して波形状に互い違いに屈曲させた形状(波形の向きが互いに反対向き)、図3(e)に示すように中央部を枡形状に曲げた形状、図3(f)に示すように中央部を長さ方向に沿って連続して波形状に互い違いに屈曲させた形状、図4(a)に示すように全体を長さ方向に沿って連続して波形状に屈曲させた形状、図4(b)に示すように全体を長さ方向に沿って連続して鋭角状または直角状に互い違いに屈曲させた形状、図4(c)~図4(e)に示すように全体を長さ方向に沿って連続して波形状に互い違いに屈曲させた形状、図4(f)に示すように全体を長さ方向に沿って連続してコ字状に互い違いに屈曲させた形状等が挙げられる。
A bent shape is a shape obtained by bending a linear fiber-reinforced composite material to give an angle, as shown in FIGS. 1(b) to 4(f). The number of points at which the fiber-reinforced composite material is bent, the angle at which the fiber-reinforced composite material is bent, and the length of the bent portion of the fiber-reinforced composite material are not particularly limited.
The bent shape of the fiber-reinforced composite material includes, for example, a shape in which one end is bent in an L shape as shown in FIG. 1(b), and one end as shown in FIGS. A shape in which the part is bent in a substantially L shape (a shape in which the corners of the L shape have a curvature), a shape in which one end is bent in a U shape as shown in FIG. A shape in which one end is bent in a semicircular shape as shown in FIG. 2B and a shape in which one end is bent in a spiral shape as shown in FIGS. A shape in which one end is alternately bent in an acute angle or right angle continuously along the length direction, a shape in which both ends are bent in an L shape as shown in FIG. ) in which both ends are bent in a curved shape (the directions of the curves are opposite to each other), and as shown in FIG. are in the same direction), a shape in which both ends are bent in a semicircular shape as shown in FIG. As shown in FIG. 3( e ), the center part is bent into a square shape as shown in FIG. 3( e ). Shape, as shown in FIG. 3(f), a shape in which the central part is continuously bent in a wave shape alternately along the length direction, and as shown in FIG. 4(a), the whole is along the length direction A shape that is continuously bent in a wave shape, a shape that is alternately bent in an acute angle or a right angle continuously along the length direction as shown in FIG. 4(b), FIG. As shown in FIG. 4(e), the whole is continuous along the length direction and alternately bent in a wave shape, and as shown in FIG. 4(f), the whole is continuous along the length direction. For example, a shape bent alternately in a U-shape may be mentioned.

また、曲がった形状は、機械等で均一に形成されたものであってもよく、手作業で不均一に形成されたものであってもよい。繊維強化複合材料の曲げ部分は、直角、鋭角、鈍角等の角度を有していてもよく、曲率を有して緩やかな曲線をなしていてもよい。 Moreover, the bent shape may be formed uniformly by a machine or the like, or may be formed unevenly by hand. The bent portion of the fiber-reinforced composite material may have an angle such as a right angle, an acute angle, or an obtuse angle, or may have a curvature to form a gentle curve.

繊維強化複合材料の形状は、直線状または曲がった形状であることが好ましく、曲がった形状であることがより好ましい。曲がった形状の中でも、波形の形状が特に好ましい。
繊維強化複合材料の形状が波形の形状であれば、繊維強化複合材料とコンクリート組成物の定着力がより強固になる。
The shape of the fiber-reinforced composite material is preferably linear or curved, more preferably curved. Among curved shapes, wavy shapes are particularly preferred.
If the shape of the fiber-reinforced composite material is a corrugated shape, the fixing force between the fiber-reinforced composite material and the concrete composition will be stronger.

繊維強化複合材料に上記のような形状を付与する際の温度は、特に限定されない。繊維強化複合材料を加熱して変形させてもよく、室温で変形させてもよい。 The temperature at which the fiber-reinforced composite material is shaped as described above is not particularly limited. The fiber-reinforced composite material may be deformed by heating, or may be deformed at room temperature.

本実施形態の繊維強化複合材料は、図5(a)~図7(b)に示すように、例えば、表面に凹凸が設けられていてもよく、表面に切れ込み等の凹部が設けられていてもよく、表面に凸部が設けられていてもよい。凹凸、凹部および凸部の形状は、直線で形成されていてもよく、曲線で形成されていてもよい。繊維強化複合材料の表面に切れ込みを入れる方向は、繊維強化複合材料の長さ方向に対して縦方向(平行方向)であってもよく、繊維強化複合材料の長さ方向に対して横方向(垂直方向)あってもよく、繊維強化複合材料の長さ方向に対して斜め方向であってもよい。凹凸、凹部および凸部は、連続に設けられていてもよく、断続的に設けられていてもよい。 As shown in FIGS. 5(a) to 7(b), the fiber-reinforced composite material of the present embodiment may, for example, have unevenness on the surface, or may have recesses such as cuts on the surface. Alternatively, a convex portion may be provided on the surface. The shapes of the unevenness, the recesses and the protrusions may be straight lines or curved lines. The direction in which the surface of the fiber-reinforced composite material is cut may be longitudinal (parallel) to the length direction of the fiber-reinforced composite material, or may be transverse to the length direction of the fiber-reinforced composite material ( perpendicular), or oblique to the longitudinal direction of the fiber-reinforced composite material. Concavities and convexities, concave portions and convex portions may be provided continuously or intermittently.

表面に凹凸を有する繊維強化複合材料としては、例えば、図5(a)に示すように、繊維強化複合材料10の表面10aにおいて長さ方向に沿ってかつ外周全周に螺旋状に凹部11が形成され、繊維強化複合材料10の表面10aに連続に凹凸が設けられたものが挙げられる。
表面に凹部を有する繊維強化複合材料としては、図5(b)に示すように、繊維強化複合材料20の表面20aにおいて略十字状の凹部21が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凹凸を有する繊維強化複合材料としては、例えば、図5(c)に示すように、繊維強化複合材料30の表面30aにおいて長さ方向に沿ってかつ外周全周に、間隔を置いて複数の線状(筋状)の凹部31が形成され、繊維強化複合材料30の表面30aに凹凸が連続に凹凸が設けられたものが挙げられる。
As a fiber-reinforced composite material having unevenness on the surface, for example, as shown in FIG. The surface 10a of the fiber-reinforced composite material 10 is formed to have continuous unevenness.
As a fiber-reinforced composite material having recesses on its surface, as shown in FIG. 5(b), there is a fiber-reinforced composite material 20 in which a plurality of approximately cross-shaped recesses 21 are formed at intervals on a surface 20a. .
As the fiber-reinforced composite material having unevenness on the surface, for example, as shown in FIG. linear (stripe) concave portions 31 are formed, and unevenness is continuously provided on the surface 30a of the fiber-reinforced composite material 30 .

表面に凹凸を有する繊維強化複合材料としては、例えば、図5(d)に示すように、繊維強化複合材料40の表面40aにおいて長さ方向に対して垂直方向かつ外周全周に凹部41が形成され、繊維強化複合材料40の表面40aに連続に凹凸が設けられたものが挙げられる。
表面に凹部を有する繊維強化複合材料としては、図5(e)に示すように、繊維強化複合材料50の表面50aにおいて長さ方向に対して垂直方向に直線状の凹部51が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凹部を有する繊維強化複合材料としては、図5(f)に示すように、繊維強化複合材料60の表面60aにおいて長さ方向に沿って直線状の凹部61が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
As a fiber-reinforced composite material having unevenness on the surface, for example, as shown in FIG. , and the surface 40a of the fiber-reinforced composite material 40 is provided with continuous unevenness.
As a fiber-reinforced composite material having recesses on its surface, as shown in FIG. A multiple-formed one is mentioned.
As a fiber-reinforced composite material having recesses on its surface, as shown in FIG. 5( f ), a plurality of linear recesses 61 are formed at intervals along the length direction on a surface 60 a of a fiber-reinforced composite material 60 . There are other things.

表面に凹部を有する繊維強化複合材料としては、図6(a)に示すように、繊維強化複合材料70の表面70aにおいて長さ方向に対して斜めに直線状の凹部71が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凹部を有する繊維強化複合材料としては、図6(b)に示すように、繊維強化複合材料80の表面80aにおいて長さ方向に沿って連続して波形状に凹部81が形成されたものが挙げられる。
As a fiber-reinforced composite material having recesses on its surface, as shown in FIG. 6A, a plurality of linear recesses 71 are spaced apart obliquely with respect to the length direction on a surface 70a of a fiber-reinforced composite material 70. formed ones.
As a fiber-reinforced composite material having concave portions on its surface, as shown in FIG. 6(b), a fiber-reinforced composite material 80 in which concave portions 81 are continuously formed in a wavy shape along the length direction on a surface 80a. is mentioned.

表面に凸部を有する繊維強化複合材料としては、図7(a)に示すように、繊維強化複合材料90の表面90aに粒状の樹脂が間隔を置いて付与され、その樹脂からなる凸部91が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凸部を有する繊維強化複合材料としては、図7(b)に示すように、繊維強化複合材料100の表面100aにおいて長さ方向に対して垂直方向かつ外周全周に直線状に樹脂が付与され、その樹脂からなる凸部101が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凸部を有する繊維強化複合材料としては、図7(c)に示すように、繊維強化複合材料110の表面110aにおいて長さ方向に沿ってかつ外周全周に螺旋状に樹脂が付与され、その樹脂からなる凸部111が形成されたものが挙げられる。
As a fiber-reinforced composite material having protrusions on its surface, as shown in FIG. 7A, granular resin is applied to a surface 90a of a fiber-reinforced composite material 90 at intervals, and protrusions 91 made of the resin are obtained. are formed at intervals.
As a fiber-reinforced composite material having convex portions on its surface, as shown in FIG. and a plurality of protrusions 101 made of the resin are formed at intervals.
As a fiber-reinforced composite material having convex portions on its surface, as shown in FIG. 7(c), a resin is applied to the surface 110a of a fiber-reinforced composite material 110 in a spiral shape along the length direction and around the entire circumference. , on which convex portions 111 made of the resin are formed.

表面に凹凸を有する繊維強化複合材料としては、図7(d)に示すように、繊維強化複合材料120の表面120aにおいて長さ方向に沿って外周全周に樹脂が連続的に波形状に付与され、その樹脂からなる凸部121と凹部122が複数形成されたものが挙げられる。
表面に凸部を有する繊維強化複合材料としては、図7(e)に示すように、繊維強化複合材料130の表面130aにおいて長さ方向に対して垂直方向かつ外周全周に球状に樹脂が付与され、その樹脂からなる凸部131が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
表面に凸部を有する繊維強化複合材料としては、図7(f)に示すように、繊維強化複合材料140の表面140aに球状の樹脂が間隔を置いて付与され、その樹脂からなる凸部141が間隔を置いて複数形成されたものが挙げられる。
As a fiber-reinforced composite material having unevenness on the surface, as shown in FIG. 7(d), resin is continuously applied to the entire outer periphery along the length direction on the surface 120a of the fiber-reinforced composite material 120 in a wave shape. and a plurality of protrusions 121 and recesses 122 made of the resin are formed.
As a fiber-reinforced composite material having convex portions on its surface, as shown in FIG. 7(e), a resin is applied in a spherical shape on the surface 130a of the fiber-reinforced composite material 130 in a direction perpendicular to the length direction and on the entire outer circumference. and a plurality of protrusions 131 made of the resin are formed at intervals.
As a fiber-reinforced composite material having convex portions on its surface, as shown in FIG. are formed at intervals.

凹凸および凹部を形成する方法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。強化繊維の束に熱可塑性樹脂を付与する際のダイスの開口部の形状によって凹凸および凹部を形成する方法、強化繊維の束に熱可塑性樹脂を付与した後、繊維強化複合材料の表面にカッター等で切れ込みを形成する方法、金型等の型を用いて繊維強化複合材料を加圧あるいは加熱加圧して凹凸および凹部を形成する方法、繊維強化複合材料の表面に粒状の樹脂や、無機物を含む樹脂を付与する方法。 Examples of methods for forming unevenness and recesses include the following methods. A method of forming unevenness and recesses according to the shape of the opening of a die when applying a thermoplastic resin to a bundle of reinforcing fibers, a method of applying a thermoplastic resin to a bundle of reinforcing fibers, and then applying a cutter or the like to the surface of the fiber reinforced composite material. A method of forming cuts in a mold, a method of pressurizing or heating and pressurizing a fiber-reinforced composite material using a mold such as a mold to form unevenness and recesses, and a granular resin on the surface of the fiber-reinforced composite material. A method of applying a resin.

本実施形態の繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状は、特に限定されない。繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形、五画形以上の多角形状、星形等が挙げられる。繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状は、円形であることが好ましい。繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形であれば、コンクリート材の表面に対する繊維強化複合材料の付着力と、繊維強化複合材料の表面積とのバランスがとれて、繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物中において、気泡が形成されることを抑制できる。 The cross-sectional shape of the fiber-reinforced composite material of the present embodiment in the direction perpendicular to the length direction is not particularly limited. Examples of the cross-sectional shape of the fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction include circular, elliptical, triangular, quadrangular, polygonal shapes with five or more strokes, and star shapes. The shape of the cross section in the direction perpendicular to the length direction of the fiber-reinforced composite material is preferably circular. If the cross-sectional shape of the fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction is circular, the adhesive force of the fiber-reinforced composite material to the surface of the concrete material and the surface area of the fiber-reinforced composite material are well balanced. , the formation of air bubbles in a concrete structure containing a fiber-reinforced composite material can be suppressed.

本実施形態の繊維強化複合材料に含まれる熱可塑性樹脂としては、強化繊維およびコンクリート材との親和性の高い樹脂を用いることが好ましい。 As the thermoplastic resin contained in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, it is preferable to use a resin that has a high affinity with the reinforcing fibers and the concrete material.

熱可塑性樹脂を用いることにより、繊維強化複合材料を成形した後であっても、繊維強化複合材料を加熱して、再び、波形、L字型等の任意の形状に成形することができる。 By using a thermoplastic resin, even after molding the fiber-reinforced composite material, the fiber-reinforced composite material can be heated and molded again into an arbitrary shape such as a wave shape or an L-shape.

また、熱可塑性樹脂を用いることにより、コンクリート組成物に含まれるセメントが固まる際に発する水和熱により強化繊維の束の表面に付着している熱可塑性樹脂が軟化、変形し、コンクリート組成物が硬化した際には、コンクリート材と繊維強化複合材料がより密着して定着するため、繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物の機械的強度を向上させることができる。 In addition, by using a thermoplastic resin, the thermoplastic resin adhering to the surface of the reinforcing fiber bundle softens and deforms due to the heat of hydration generated when the cement contained in the concrete composition hardens, and the concrete composition is solidified. When hardened, the concrete material and the fiber-reinforced composite material are fixed in close contact with each other, so that the mechanical strength of the concrete structure containing the fiber-reinforced composite material can be improved.

熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ABS樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、レゾルシノール樹脂等が挙げられる。 Examples of thermoplastic resins include, but are not limited to, polyetheretherketone (PEEK), polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyamide, ABS resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, and polysulfone. , polyethersulfone, polyetherimide, polyarylate, epoxy resin, urethane resin, polycarbonate resin, resorcinol resin, and the like.

これらの熱可塑性樹脂の中でも、コンクリート組成物中の高アルカリ環境下においても優れた耐久性および機械的強度を有するものとして、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、レゾルシノール樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。熱可塑性エポキシ樹脂は、炭素繊維およびコンクリート材との定着力に優れる。また、熱可塑性エポキシ樹脂は、ケトン溶剤に溶解することができるため、繊維強化複合材料を構成する素材ごとに分別してリサイクルすることができる。 Among these thermoplastic resins, polyether ether ketone (PEEK), polyethylene, acrylic resin, vinyl chloride resin, chloride Vinylidene resins, epoxy resins, urethane resins, polycarbonate resins and resorcinol resins are preferred, and epoxy resins are particularly preferred. Thermoplastic epoxy resins have excellent adhesion to carbon fiber and concrete materials. In addition, since the thermoplastic epoxy resin can be dissolved in a ketone solvent, it can be recycled by sorting it into each material constituting the fiber-reinforced composite material.

熱可塑性エポキシ樹脂としては、強化繊維の束に熱可塑性エポキシ樹脂を付与した後に反応させる後反応型の熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。
後反応型の熱可塑性エポキシ樹脂とは、架橋剤や触媒、重合開始剤や重合促進剤等の硬化剤を添加することにより、反応が開始または促進されて硬化する反応型樹脂であって、硬化した後も熱可塑性を有する樹脂である。
The thermoplastic epoxy resin is preferably a post-reaction type thermoplastic epoxy resin that is reacted after applying the thermoplastic epoxy resin to the reinforcing fiber bundle.
A post-reaction type thermoplastic epoxy resin is a reactive resin that cures by adding a curing agent such as a crosslinking agent, a catalyst, a polymerization initiator, or a polymerization accelerator to initiate or accelerate the reaction. It is a resin that has thermoplasticity even after it has been cured.

なお、本実施形態における後反応型の熱可塑性エポキシ樹脂は、反応後にフェノキシ樹脂となるものを含む。後反応型の熱可塑性エポキシ樹脂を用いた場合、強化繊維の束の内部にまで熱可塑性エポキシ樹脂が入り込むため、コンクリート構造物において、強化繊維の強度をより効果的に活用することができる。その結果、繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物の機械的強度をより高くすることができる。また、強化繊維の束の内部にまで熱可塑性エポキシ樹脂が入り込んでいることにより、セメント、砂利、繊維強化複合材料等を配合したコンクリート組成物に水を添加する際に、繊維強化複合材料に水が吸収され、添加する水量が増加することを抑制し、得られるコンクリート材の強度が低下することを抑制できる。 In addition, the post-reaction type thermoplastic epoxy resin in the present embodiment includes one that becomes a phenoxy resin after the reaction. When a post-reaction type thermoplastic epoxy resin is used, the thermoplastic epoxy resin penetrates into the bundles of the reinforcing fibers, so that the strength of the reinforcing fibers can be utilized more effectively in concrete structures. As a result, the mechanical strength of concrete structures containing fiber-reinforced composite materials can be increased. In addition, since the thermoplastic epoxy resin has entered the inside of the bundle of reinforcing fibers, when adding water to a concrete composition containing cement, gravel, fiber-reinforced composite materials, etc., is absorbed, an increase in the amount of water to be added can be suppressed, and a decrease in the strength of the obtained concrete material can be suppressed.

本実施形態の繊維強化複合材料に含まれる強化繊維としては、無機繊維、有機繊維、またはこれらを複合したものが挙げられる。
強化繊維としては、具体的には、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維、ポリフェニレンサルファイド(PPS)繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリプロピレン(PP)繊維等が挙げられる。
Examples of reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced composite material of the present embodiment include inorganic fibers, organic fibers, and composites thereof.
Specific examples of reinforcing fibers include carbon fiber, graphite fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, glass fiber, basalt fiber, para-aramid fiber, meta-aramid fiber, ultra-high molecular weight polyethylene fiber, polyarylate fiber, poly Paraphenylene benzoxazole (PBO) fiber, polyphenylene sulfide (PPS) fiber, polyimide fiber, fluorine fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber, polypropylene (PP) fiber, and the like.

強化繊維は、熱可塑性樹脂と親和性の高いものを用いることが好ましく、上記の強化繊維の中でも、軽量かつ優れた機械的強度を有する観点から、炭素繊維が好ましい。 It is preferable to use reinforcing fibers that have a high affinity with thermoplastic resins, and among the above reinforcing fibers, carbon fibers are preferable from the viewpoint of being lightweight and having excellent mechanical strength.

炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。これらの炭素繊維の中でも、弾性率、機械的強度、コストのバランスの観点から、PAN系炭素繊維がより好ましい。 Carbon fibers include, for example, polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers. Among these carbon fibers, PAN-based carbon fibers are more preferable from the viewpoint of the balance of elastic modulus, mechanical strength, and cost.

本実施形態の繊維強化複合材料では、強化繊維としては、強化繊維の単繊維を複数本束ねた強化繊維の束が用いられる。
強化繊維の束とは、2本以上の強化繊維の単繊維を集束させたものであれば、集束剤で集束させたものであってもよく、集束剤を用いずに束ねたものであってもよい。生産性の観点からは、強化繊維の束としては、集束剤で集束させたものが好ましい。なお、集束剤を用いる場合には、熱可塑性樹脂と親和性の高いものを用いることが好ましい。熱可塑性樹脂と親和性の高い集束剤を用いることにより、強化繊維の束の内部に熱可塑性樹脂が含浸しやすくなるため、優れた強度を有するとともに、強度が安定した繊維強化複合材料を得ることができる。
In the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, a bundle of reinforcing fibers obtained by bundling a plurality of monofilaments of reinforcing fibers is used as the reinforcing fibers.
The bundle of reinforcing fibers may be bundled with a sizing agent as long as it is a bundle of two or more single fibers of reinforcing fibers, or it may be bundled without using a sizing agent. good too. From the viewpoint of productivity, the reinforcing fiber bundles are preferably bundled with a sizing agent. When using a sizing agent, it is preferable to use one having a high affinity with the thermoplastic resin. To obtain a fiber-reinforced composite material having excellent strength and stable strength by using a sizing agent that has a high affinity with a thermoplastic resin, thereby making it easier for the thermoplastic resin to impregnate the inside of the bundle of reinforcing fibers. can be done.

強化繊維の束は、強化繊維の単繊維を500本以上100000本以下束ねたものであることが好ましく、強化繊維の単繊維を1000本以上10000本以下束ねたものであることがより好ましい。
強化繊維の単繊維が500本以上であれば、十分な強度をコンクリート構造物に付与することができる繊維強化複合材料が得られる。一方、強化繊維の単繊維が100000本以下であれば、コンクリート組成物に繊維強化複合材料を十分な本数や密度で配合することができる。
The bundle of reinforcing fibers is preferably a bundle of 500 or more and 100,000 or less reinforcing fiber single fibers, and more preferably a bundle of 1,000 or more and 10,000 or less reinforcing fiber single fibers.
If the single fiber of the reinforcing fiber is 500 or more, a fiber-reinforced composite material that can impart sufficient strength to a concrete structure can be obtained. On the other hand, if the single fiber of the reinforcing fiber is 100,000 or less, the fiber-reinforced composite material can be blended into the concrete composition at a sufficient number and density.

具体的には、強化繊維の束としては、例えば、炭素繊維メーカーから供給される炭素繊維の単繊維を3000本(3K)束ねた製品、6000本(6K)束ねた製品、12000本(12K)束ねた製品、24000本(24K)束ねた製品、40000本(40K)束ねた製品、50000本(50K)束ねた製品、60000本(60K)束ねた製品等が挙げられる。本実施形態の繊維強化複合材料では、これらの炭素繊維の束としては、繊維強化複合材料が必要とする機械的強度、長さおよび太さに応じて、1本または複数本束ねたもの、あるいは任意の本数に分繊したものが用いられる。 Specifically, as a bundle of reinforcing fibers, for example, a product in which 3000 (3K) bundles of carbon fiber monofilaments supplied from a carbon fiber manufacturer are bundled, a product in which 6000 (6K) bundles are bundled, and 12000 (12K) are bundled. Bundled products, 24000 (24K) bundled products, 40000 (40K) bundled products, 50000 (50K) bundled products, 60000 (60K) bundled products, and the like. In the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, the bundle of these carbon fibers is a bundle of one or a plurality of carbon fibers depending on the mechanical strength, length and thickness required by the fiber-reinforced composite material, or A fiber divided into an arbitrary number is used.

炭素繊維の束としては、具体的には、東レ株式会社製のトレカ(登録商標)糸(T700SC-24000等)、三菱ケミカル株式会社製のパイロフィル(登録商標)、東邦テナックス株式会社製のテナックス(登録商標)等の炭素繊維の束、または、これらの炭素繊維の束を複数束ねたものが挙げられる。
炭素繊維の束としては、無撚糸、有撚糸、解撚糸等が用いられる。
Specific examples of carbon fiber bundles include Torayca (registered trademark) yarn (T700SC-24000, etc.) manufactured by Toray Industries, Inc., Pyrofil (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and Tenax (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.). (registered trademark), or bundles of a plurality of such carbon fiber bundles.
Untwisted yarn, twisted yarn, untwisted yarn, or the like is used as the carbon fiber bundle.

強化繊維の束の長さは、10mm以上100mm以下であることが好ましい。
強化繊維の束の長さが10mm以上であれば、繊維強化複合材料は、強化繊維が有する機械的強度を発揮することができる。一方、強化繊維の束の長さが100mm以下であれば、生産性に優れた繊維強化複合材料を提供することができる。
The length of the reinforcing fiber bundle is preferably 10 mm or more and 100 mm or less.
If the bundle length of the reinforcing fibers is 10 mm or more, the fiber-reinforced composite material can exhibit the mechanical strength of the reinforcing fibers. On the other hand, if the length of the reinforcing fiber bundle is 100 mm or less, it is possible to provide a fiber-reinforced composite material with excellent productivity.

強化繊維の束を構成する強化繊維の単繊維の長さは、強化繊維の束と同様に10mm以上100mm以下であることが好ましい。つまり、強化繊維の束を構成する強化繊維の単繊維の長さとは、強化繊維の単繊維を複数本一方向に束ねて得られる強化繊維の束の長さと実質的に同一であることが好ましい。 The length of the single fiber of the reinforcing fibers forming the bundle of reinforcing fibers is preferably 10 mm or more and 100 mm or less, like the bundle of reinforcing fibers. That is, it is preferable that the length of the reinforcing fiber monofilaments constituting the reinforcing fiber bundle is substantially the same as the length of the reinforcing fiber bundle obtained by bundling a plurality of reinforcing fiber monofilaments in one direction. .

本実施形態の繊維強化複合材料によれば、強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含み、熱可塑性樹脂が、強化繊維およびコンクリート材との親和性に優れるため、コンクリート材と繊維強化複合材料との定着性に優れ、コンクリート構造物の強度を向上することができる。
また、本実施形態の繊維強化複合材料によれば、熱可塑性樹脂を含むため、繊維強化複合材料を配合したコンクリート組成物に含まれるセメントが固まる際に発する水和熱により、強化繊維の束の表面に付着している熱可塑性樹脂が軟化、変形し、コンクリート組成物が硬化した際には、コンクリート材と繊維強化複合材料がより密着して定着する。したがって、本実施形態の繊維強化複合材料は、コンクリート材に対する高い定着力を有する。
よって、本実施形態の繊維強化複合材料によれば、機械的強度に優れた繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物を提供することができる。
また、本実施形態の繊維強化複合材料によれば、金属以外の強化繊維を含むため、作業者が繊維強化複合材料を含むコンクリート構造物の取り扱いにおいて、安全に作業することができる。
According to the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, the bundle of reinforcing fibers and the thermoplastic resin are included, and the thermoplastic resin has excellent affinity with the reinforcing fibers and the concrete material. It has excellent fixability and can improve the strength of concrete structures.
Further, according to the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, since the thermoplastic resin is included, the heat of hydration generated when the cement contained in the concrete composition containing the fiber-reinforced composite material hardens causes the bundles of the reinforcing fibers to form. When the thermoplastic resin adhering to the surface softens and deforms, and the concrete composition hardens, the concrete material and the fiber-reinforced composite material are firmly fixed together. Therefore, the fiber-reinforced composite material of this embodiment has a high anchoring force to concrete material.
Therefore, according to the fiber-reinforced composite material of this embodiment, it is possible to provide a concrete structure containing the fiber-reinforced composite material having excellent mechanical strength.
Moreover, according to the fiber-reinforced composite material of the present embodiment, since it contains reinforcing fibers other than metal, a worker can work safely in handling a concrete structure containing the fiber-reinforced composite material.

[コンクリート構造物]
本実施形態のコンクリート構造物は、本実施形態の繊維強化複合材料を含むコンクリート材からなる。すなわち、本実施形態のコンクリート構造物は、上述の強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含む繊維強化複合材料を含有するコンクリート材からなる。
[Concrete structure]
The concrete structure of this embodiment is made of a concrete material containing the fiber-reinforced composite material of this embodiment. That is, the concrete structure of the present embodiment is made of a concrete material containing a fiber-reinforced composite material containing the bundle of reinforcing fibers and a thermoplastic resin.

コンクリート材は、コンクリート組成物を、水等を用いて硬化させたものであって、セメント、セメントと砂等の細骨材を混合させたモルタル、セメントと砂利等の粗骨材、砂等の細骨材を混合させたコンクリート等のことである。 Concrete materials are made by hardening concrete compositions using water or the like, and are composed of cement, mortar mixed with fine aggregate such as cement and sand, coarse aggregate such as cement and gravel, and sand. Concrete mixed with fine aggregate.

コンクリート組成物は、セメントと、砂利等の粗骨材と、砂等の細骨材とを含み、必要に応じて、流動化剤、減水剤等の公知の混和材や混和剤を配合したものである。 The concrete composition contains cement, coarse aggregate such as gravel, and fine aggregate such as sand, and is blended with known admixtures and admixtures such as fluidizers and water reducing agents as necessary. is.

セメントとしては、特に限定されず、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等が挙げられる。 The cement is not particularly limited, and examples thereof include ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, and ultra-high-early-strength Portland cement.

コンクリート組成物における粗骨材や細骨材の含有量は、目的とするコンクリート構造物の必要とする機械的強度等に応じて適宜調整される。 The content of coarse aggregate and fine aggregate in the concrete composition is appropriately adjusted according to the mechanical strength required for the intended concrete structure.

コンクリート組成物に対する水の添加量は、コンクリート組成物における粗骨材や細骨材の含有量を考慮して、コンクリート組成物におけるセメントの含有量に応じて適宜調整される。 The amount of water added to the concrete composition is appropriately adjusted according to the content of cement in the concrete composition, taking into consideration the content of coarse aggregate and fine aggregate in the concrete composition.

本実施形態のコンクリート構造物は、コンクリート材100体積%に対して、繊維強化複合材料を0.10体積%以上20体積%以下含むことが好ましく、1.0体積%以上15体積%以下含むことがより好ましく、2.0体積%以上10体積%以下含むことがさらに好ましい。
繊維強化複合材料の含有率が0.10体積%以上であれば、繊維強化複合材料によりコンクリート構造物を十分に補強することができる。一方、繊維強化複合材料の含有率が20体積%以下であれば、繊維強化複合材料によりコンクリート構造物が有する機械的強度が損なわれない。
The concrete structure of the present embodiment preferably contains 0.10% by volume or more and 20% by volume or less of the fiber-reinforced composite material relative to 100% by volume of the concrete material, and contains 1.0% by volume or more and 15% by volume or less. is more preferable, and more preferably 2.0% by volume or more and 10% by volume or less.
If the content of the fiber-reinforced composite material is 0.10% by volume or more, the concrete structure can be sufficiently reinforced by the fiber-reinforced composite material. On the other hand, if the content of the fiber-reinforced composite material is 20% by volume or less, the fiber-reinforced composite material does not impair the mechanical strength of the concrete structure.

本実施形態のコンクリート構造物は、コンクリート材におけるコンクリート補強用繊維強化複合材料の含有量が1kg/m以上350kg/m以下であることが好ましく、10kg/m以上250kg/m以下であることがより好ましく、25kg/m以上160kg/m以下であることがさらに好ましい。
コンクリート材におけるコンクリート補強用繊維強化複合材料の含有量が1kg/m以上であれば、繊維強化複合材料によりコンクリート構造物を十分に補強することができる。一方、コンクリート材におけるコンクリート補強用繊維強化複合材料の含有量が350kg/m以下であれば、コンクリート構造物の生産性と機械的強度のバランスを保持することができる。
In the concrete structure of the present embodiment, the content of the fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement in the concrete material is preferably 1 kg/m 3 or more and 350 kg/m 3 or less, and 10 kg/m 3 or more and 250 kg/m 3 or less. more preferably 25 kg/m 3 or more and 160 kg/m 3 or less.
If the content of the fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement in the concrete material is 1 kg/m 3 or more, the concrete structure can be sufficiently reinforced by the fiber-reinforced composite material. On the other hand, if the content of the fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement in the concrete material is 350 kg/m 3 or less, it is possible to maintain a balance between the productivity and the mechanical strength of the concrete structure.

本実施形態のコンクリート構造物によれば、本実施形態の繊維強化複合材料を含むため、繊維強化複合材料とコンクリート材の定着力に優れるコンクリート構造物を提供することができる。 According to the concrete structure of the present embodiment, since the fiber-reinforced composite material of the present embodiment is included, it is possible to provide a concrete structure having excellent anchoring force between the fiber-reinforced composite material and the concrete material.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
複数の強化繊維を一方向に束ねた強化繊維の束として炭素繊維を6000本(6K)束ねたものと、熱可塑性樹脂として熱可塑性エポキシ樹脂を含む熱可塑性樹脂溶液とを用いて、直線状の繊維強化複合材料を作製した。
炭素繊維を6000本(6K)束ねたものとしては、東レ株式会社製のトレカ(登録商標)T300-6000を用いた。
熱可塑性樹脂溶液としては、熱可塑性エポキシ樹脂(後反応型樹脂DENATITE XNR6850V、ナガセケムテックス株式会社製)100質量部と、硬化剤(DENATITE XNH6850V、ナガセケムテックス株式会社製)6.5質量部と、メチルエチルケトン10質量部とを含むものを用いた。
[Example 1]
Using a bundle of 6000 carbon fibers (6K) as a reinforcing fiber bundle in which a plurality of reinforcing fibers are bundled in one direction, and a thermoplastic resin solution containing a thermoplastic epoxy resin as a thermoplastic resin, A fiber reinforced composite material was produced.
Torayca (registered trademark) T300-6000 manufactured by Toray Industries, Inc. was used as a bundle of 6000 (6K) carbon fibers.
The thermoplastic resin solution includes 100 parts by mass of a thermoplastic epoxy resin (post-reactive resin DENATITE XNR6850V, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) and 6.5 parts by mass of a curing agent (DENATITE XNH6850V, manufactured by Nagase ChemteX Corporation). , and 10 parts by mass of methyl ethyl ketone.

炭素繊維の束を巻いたドラムから、そのまま炭素繊維の束を引き出しながら、炭素繊維の束に熱可塑性樹脂溶液(粘度100mPa・s、B型粘度計、ローターNo.20、12rpm。東機産業株式会社:TVB-15型粘度計、20℃)を付与した。
その後、熱可塑性樹脂溶液を付与した炭素繊維の束を、150℃にて20分間熱処理し、熱可塑性樹脂溶液を反応させて、固化させ、炭素繊維の束と熱可塑性樹脂からなる直線状の固化物を得た。
その後、その固化物を40mmの長さに切断して、繊維体積含有率(Vf値)が30%の繊維強化複合材料を得た。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形であり、太さが1.0mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、走査型電子顕微鏡(商品名:S3000H、株式会社日立サイエンスシステムズ製)を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
A thermoplastic resin solution (viscosity 100 mPa s, B-type viscometer, rotor No. 20, 12 rpm. Toki Sangyo Co., Ltd.) is applied to the carbon fiber bundle while pulling out the carbon fiber bundle from the drum on which the carbon fiber bundle is wound. Company: TVB-15 type viscometer, 20°C).
After that, the carbon fiber bundle to which the thermoplastic resin solution is applied is heat-treated at 150° C. for 20 minutes to react and solidify the thermoplastic resin solution, thereby solidifying a straight line composed of the carbon fiber bundle and the thermoplastic resin. got stuff
Thereafter, the solidified product was cut into lengths of 40 mm to obtain a fiber reinforced composite material having a fiber volume content (Vf value) of 30%.
The resulting fiber-reinforced composite material had a circular cross section in the direction perpendicular to its length direction and a thickness of 1.0 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
A cross section perpendicular to the length direction of the obtained fiber-reinforced composite material was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope (trade name: S3000H, manufactured by Hitachi Science Systems, Ltd.). It was confirmed that the thermoplastic resin entered into the inside of the.

[実施例2]
実施例1と同様にして、炭素繊維の束と熱可塑性樹脂からなる直線状の固化物を得た。
得られた固化物を再度加熱して波形に成形し、繊維体積含有率(Vf値)が30%の繊維強化複合材料を得た。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が楕円形であり、太さ(長径の長さ)が2.0mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, a linear solidified product composed of a bundle of carbon fibers and a thermoplastic resin was obtained.
The obtained solidified product was heated again and formed into a wave shape to obtain a fiber-reinforced composite material having a fiber volume content (Vf value) of 30%.
The resulting fiber-reinforced composite material had an elliptical cross-sectional shape in the direction perpendicular to its length direction, and a thickness (length of major axis) of 2.0 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
The cross section of the obtained fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, the thermoplastic resin was confirmed to be included.

[実施例3]
複数の強化繊維を一方向に束ねた強化繊維の束として、炭素繊維を60000本(60K)束ねたものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、直線状でかつ長さ40mm、繊維体積含有率(Vf値)が30%の繊維強化複合材料を得た。
炭素繊維としては、三菱ケミカル株式会社製のパイロフィルTRH50 60Mを用いた。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形であり、太さが2.5mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
[Example 3]
In the same manner as in Example 1, except that 60,000 carbon fibers (60K) were bundled as a reinforcing fiber bundle in which a plurality of reinforcing fibers were bundled in one direction, a linear, 40 mm long, fiber A fiber-reinforced composite material with a volume fraction (Vf value) of 30% was obtained.
Pyrofil TRH50 60M manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as the carbon fiber.
The resulting fiber-reinforced composite material had a circular cross section in the direction perpendicular to its length direction and a thickness of 2.5 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
The cross section of the obtained fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, the thermoplastic resin was confirmed to be included.

[実施例4]
実施例1と同様の強化繊維および熱可塑性樹脂溶液を用いて、直線状でかつ長さ40mm、繊維体積含有率(Vf値)が50%の繊維強化複合材料を得た。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形であり、太さが0.7mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
[Example 4]
Using the same reinforcing fibers and thermoplastic resin solution as in Example 1, a linear fiber-reinforced composite material having a length of 40 mm and a fiber volume content (Vf value) of 50% was obtained.
The resulting fiber-reinforced composite material had a circular cross section in the direction perpendicular to its length direction and a thickness of 0.7 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
The cross section of the obtained fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, the thermoplastic resin was confirmed to be included.

[実施例5]
実施例1と同様にして、炭素繊維の束と熱可塑性樹脂からなる線状の固化物を得た。
得られた固化物を実施例2と同様にして再度加熱して波形に成形し、繊維体積含有率(Vf値)が50%の繊維強化複合材料を得た。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が楕円形であり、太さ(長径の長さ)が1.9mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
[Example 5]
In the same manner as in Example 1, a linear solidified product composed of a bundle of carbon fibers and a thermoplastic resin was obtained.
The resulting solidified product was heated again in the same manner as in Example 2 and formed into a corrugated shape to obtain a fiber-reinforced composite material having a fiber volume content (Vf value) of 50%.
The resulting fiber-reinforced composite material had an elliptical cross-sectional shape in the direction perpendicular to its length direction, and a thickness (length of major axis) of 1.9 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
The cross section of the obtained fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, the thermoplastic resin was confirmed to be included.

[実施例6]
実施例3と同様の強化繊維と、実施例1と同様の熱可塑性樹脂溶液とを用いて、直線状の繊維体積含有率(Vf値)が50%の繊維強化複合材料を得た。
得られた繊維強化複合材料は、その長さ方向に対して垂直な方向の断面の形状が円形であり、太さが2.4mmであった。
なお、引抜試験用の試料として、別途、長さ1.2mmの繊維強化複合材料を作製した。
得られた繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面を、実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡を用いて100倍で観察した結果、炭素繊維の内部まで熱可塑性樹脂が入り込んでいることが確認された。
[Example 6]
Using the same reinforcing fibers as in Example 3 and the same thermoplastic resin solution as in Example 1, a fiber-reinforced composite material having a linear fiber volume content (Vf value) of 50% was obtained.
The resulting fiber-reinforced composite material had a circular cross section in the direction perpendicular to its length direction and a thickness of 2.4 mm.
A fiber-reinforced composite material having a length of 1.2 mm was prepared separately as a sample for the pull-out test.
The cross section of the obtained fiber-reinforced composite material in the direction perpendicular to the length direction was observed at a magnification of 100 using a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. As a result, the thermoplastic resin was confirmed to be included.

[定着性の評価]
実施例1~実施例6で得られた繊維強化複合材料の一端部を、次のようにして、コンクリート材に固定した。
図8(a)に示すように、繊維強化複合材料200の一端部200Aの外周に、第1のポリプロピレン製テープ(リンテック社製シリコーン粘着テープ)300を巻き回した。
第1のPPテープ300は、繊維強化複合材料200が所定の長さ以上にコンクリート材700と定着することを防ぐために設けた。
図8(a)に示すように、巻き回した第1のPPテープ300の上面300aから、繊維強化複合材料200の長さ方向に沿って20mmの間隔を置いて、繊維強化複合材料200の外周に、第1のPPテープと同一組成の第2のポリプロピレン製テープ(以下、「第2のPPテープ」と言う。)400を巻き回した。
第2のPPテープ400は、繊維強化複合材料200が所定の長さ以上にコンクリート材700と定着することを防ぐために設けた。
図8(a)に示すように、巻き回した第2のPPテープ400の外周にシリコーンキャップ500を装着した。
シリコーンキャップ500は、コンクリート材700の上面700aにて繊維強化複合材料200に応力が集中することを防ぐために設けた。
このように第1のPPテープ300、第2のPPテープ400およびシリコーンキャップ500を設けた繊維強化複合材料200を、図8(a)に示すように、その一端部200Aが鉛直下方となるように固化する前のコンクリート組成物600中に埋め込んだ。
その後、コンクリート組成物600を固化させてコンクリート材700とし、コンクリート材700に繊維強化複合材料200の一端部200Aおよび第2のPPテープ400とシリコーンキャップ500を設けた部分を固定した。
コンクリート材700からの繊維強化複合材料200の引抜試験を行うことにより、繊維強化複合材料200とコンクリート材700との定着性を評価した。
引抜試験による連続繊維補強材とコンクリートとの付着強度試験方法(JSCE-E 539-2007)に準拠して、株式会社島津製作所製の万能試験機(UH-100kNI)を用いて、引抜試験を行った。
[Evaluation of fixability]
One end of the fiber-reinforced composite material obtained in Examples 1 to 6 was fixed to a concrete material as follows.
As shown in FIG. 8A, a first polypropylene tape (silicone adhesive tape manufactured by Lintec) 300 was wound around the outer periphery of one end 200A of the fiber-reinforced composite material 200. As shown in FIG.
The first PP tape 300 was provided to prevent the fiber-reinforced composite material 200 from being fixed to the concrete material 700 over a predetermined length.
As shown in FIG. 8( a ), from the upper surface 300 a of the wound first PP tape 300 , the outer circumference of the fiber reinforced composite material 200 is spaced 20 mm along the length direction of the fiber reinforced composite material 200 . Then, a second polypropylene tape (hereinafter referred to as "second PP tape") 400 having the same composition as the first PP tape was wound.
The second PP tape 400 was provided to prevent the fiber-reinforced composite material 200 from being fixed to the concrete material 700 over a predetermined length.
As shown in FIG. 8( a ), a silicone cap 500 was attached to the outer circumference of the wound second PP tape 400 .
The silicone cap 500 was provided to prevent stress from concentrating on the fiber-reinforced composite material 200 on the upper surface 700 a of the concrete material 700 .
The fiber-reinforced composite material 200 provided with the first PP tape 300, the second PP tape 400 and the silicone cap 500 in this manner is placed so that one end 200A is vertically downward as shown in FIG. 8(a). embedded in the concrete composition 600 prior to solidification.
After that, the concrete composition 600 was solidified to form a concrete material 700, and the one end portion 200A of the fiber-reinforced composite material 200 and the portion provided with the second PP tape 400 and the silicone cap 500 were fixed to the concrete material 700.
Fixability between the fiber-reinforced composite material 200 and the concrete material 700 was evaluated by performing a pull-out test of the fiber-reinforced composite material 200 from the concrete material 700 .
A pull-out test was performed using a universal testing machine (UH-100kNI) manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with the adhesion strength test method between continuous fiber reinforcement and concrete by pull-out test (JSCE-E 539-2007). Ta.

コンクリート組成物600は、セメント、細骨材および水からなるモルタルを、100mm×100mm×100mmの角柱となるように打設して用いた。
セメントとしては、ポルトランドセメントを用いた。
コンクリート組成物600の配合を表1に示す。
Concrete composition 600 was used by placing mortar comprising cement, fine aggregate and water into square columns of 100 mm×100 mm×100 mm.
Portland cement was used as the cement.
The formulation of Concrete Composition 600 is shown in Table 1.

Figure 0007329666000001
Figure 0007329666000001

実施例1~実施例6で得られた繊維強化複合材料の引抜試験の結果を表2に示す。 Table 2 shows the results of the pull-out test of the fiber-reinforced composite materials obtained in Examples 1-6.

Figure 0007329666000002
Figure 0007329666000002

実施例1、実施例2および実施例5では、コンクリート材に埋め込まれていない部分の繊維強化複合材料が破断した。
実施例3、実施例4および実施例6では、コンクリート材から繊維強化複合材料が抜けてしまった。コンクリート材から抜けた繊維強化複合材料を観察したところ、コンクリート材と熱可塑性樹脂の界面が剥離していた。
In Examples 1, 2, and 5, the fiber-reinforced composite material at the portion not embedded in the concrete material was broken.
In Examples 3, 4 and 6, the fiber-reinforced composite material was removed from the concrete material. Observation of the fiber-reinforced composite material removed from the concrete material revealed that the interface between the concrete material and the thermoplastic resin had separated.

実施例1~実施例6における繊維強化複合材料の引抜試験の結果から、繊維体積含有率(Vf値)が小さい(熱可塑性樹脂の含有量が多い)繊維強化複合材料の方が、長さが等しく、繊維体積含有率(Vf値)が大きい繊維強化複合材料よりも、コンクリート材との定着性に優れることが分かった。また、波形の繊維強化複合材料の方が、直線状の繊維強化複合材料よりも、コンクリート材との定着性に優れることが分かった。 From the results of the fiber reinforced composite material pull-out test in Examples 1 to 6, the fiber reinforced composite material with a small fiber volume content (Vf value) (high thermoplastic resin content) has a longer length. Similarly, it was found that the fixability to the concrete material is superior to that of the fiber-reinforced composite material having a large fiber volume content (Vf value). It was also found that the corrugated fiber-reinforced composite material is superior to the linear fiber-reinforced composite material in fixability to the concrete material.

また、実施例3は、実施例1よりも強化繊維の量が10倍となっているが、引張強度は2倍程度しか向上しなかった。この結果から、強度増加や生産におけるコストの観点から、繊維強化複合材料に含まれる強化繊維の量は少ないことが好ましく、繊維強化複合材料は細いことが好ましいことが分かった。 Also, in Example 3, the amount of reinforcing fibers was ten times that of Example 1, but the tensile strength was only improved by about two times. From these results, it was found that the amount of reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced composite material is preferably small, and the fiber-reinforced composite material is preferably thin, from the viewpoint of increasing strength and production costs.

本発明のコンクリート補強用繊維強化複合材料は、耐久性に優れるだけでなく、作業者の負担軽減や安全性向上といった作業性の改善に寄与するとともに、作業効率の向上に寄与することができるため、その産業利用可能性は大である。 The fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement of the present invention not only has excellent durability, but also contributes to improvement of workability such as reduction of burden on workers and improvement of safety, and can contribute to improvement of work efficiency. , its industrial applicability is great.

10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,200・・・繊維強化複合材料、11,21,31,41,51,61,71,81,122・・・凹部、91,101,111,121,131,141・・・凸部、300・・・第1のPPテープ、400・・・第2のPPテープ、500・・・シリコーンキャップ、600・・・コンクリート組成物、700・・・コンクリート材。 10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,200... fiber reinforced composite material , 81, 122... recesses, 91, 101, 111, 121, 131, 141... protrusions, 300... first PP tape, 400... second PP tape, 500... Silicone cap, 600 Concrete composition, 700 Concrete material.

Claims (6)

強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含む線状物であり、
前記強化繊維の束は、強化繊維の単繊維を1000本以上10000本以下束ねたものであり、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性エポキシ樹脂であり、
繊維体積含有率(Vf値)が、20%以上40%以下である、コンクリート補強用繊維強化複合材料。
A linear material containing a bundle of reinforcing fibers and a thermoplastic resin,
The reinforcing fiber bundle is a bundle of 1000 or more and 10000 or less reinforcing fiber single fibers,
The thermoplastic resin is a thermoplastic epoxy resin,
A fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete, having a fiber volume content (Vf value) of 20% or more and 40% or less.
前記コンクリート補強用繊維強化複合材料の長さ方向に対して垂直な方向の断面の太さが0.1mm以上3mm以下である、請求項1に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。 The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to claim 1, wherein the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete has a cross-sectional thickness of 0.1 mm or more and 3 mm or less in a direction perpendicular to the length direction. 前記強化繊維は、炭素繊維である、請求項1に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。 The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to claim 1, wherein the reinforcing fibers are carbon fibers. コンクリート補強用繊維強化複合材料の長さ方向の長さが10mm以上100mm以下であり、全体を長さ方向に沿って連続して波形状に互い違いに屈曲させた形状である、請求項1に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料。 2. The fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete has a longitudinal length of 10 mm or more and 100 mm or less, and has a shape in which the whole is continuously bent in a wavy shape alternately along the length direction. fiber reinforced composites for concrete reinforcement. 請求項1~4のいずれか1項に記載のコンクリート補強用繊維強化複合材料を含むコンクリート材からなる、コンクリート構造物。 A concrete structure comprising a concrete material containing the fiber-reinforced composite material for reinforcing concrete according to any one of claims 1 to 4. 前記コンクリート材における前記コンクリート補強用繊維強化複合材料の含有量が1kg/m以上350kg/m以下である、請求項5に記載のコンクリート構造物。 The concrete structure according to claim 5, wherein the content of the fiber-reinforced composite material for concrete reinforcement in the concrete material is 1 kg/m3 or more and 350 kg/ m3 or less.
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