非主要結構構件用預應力混凝土制造技術

本發明專利技術的課題在于提供一種預應力混凝土，其可用于一般建筑構件等的非主要結構構件，其并用膨脹材料產生的化學應力與抗銹線材產生的機械應力，實現輕量化與龜裂抑制。本發明專利技術解決課題的手段為一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，導入了張緊材料產生的機械應力與混凝土用膨脹材料產生的化學應力，且該張緊材料為抗銹性的連續纖維加強線材。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】非主要結構構件用預應力混凝土
本專利技術涉及一種非主要結構構件用預應力混凝土，其導入了并用混凝土膨脹材料產生的化學應力，與使用連續纖維加強線材的機械應力。
技術介紹
自過去以來，進行著對機械特性(抗壓強度、抗彎強度等)優良的水泥類材料導入預應力而成的混凝土的開發。于現有的預應力混凝土中，在預拉方式的情形，使用高張力鋼材(PC鋼材)作為導入預應力的張緊材料，一邊以長線法或模板固定法將PC鋼線或2～3根編成的PC鋼絞線繃緊，一邊將混凝土注入模板，在養生硬化后切斷這些PC鋼線來制造出預應力混凝土。近年來，使用利用了以具有高強度的玻璃纖維、碳纖維、酰胺纖維等在單一方向上強化的纖維素材料所制成的棍棒的預應力張緊材料，并作為防蝕性極佳的預應力混凝土而備受關注。日本特開2004-155623號已公開了預應力混凝土的高抗拉強度與抗剪強度的技術。日本特開2002-326285號已公開了以連續纖維強化塑料復合材料制成預應力混凝土張緊材料的技術。又，通常混凝土結構物會因為自其表面開始干燥而收縮，而如果其收縮應力超過混凝土的抗拉強度，則會產生龜裂。為了減少此種龜裂，必須通過對混凝土調配既定的混凝土混和材料，賦予足夠補償混凝土的干燥收縮量的膨脹量，或減少干燥收縮量。作為此目的的混凝土混和材料，已知有膨脹材料與收縮減低劑。其中，膨脹材料含有伴隨著水合反應而膨脹的材料，通過水合膨脹防止混凝土結構物的干燥收縮。日本特開2005-162564號已公開了混凝土的膨脹材料。其為能將便宜的生石灰，不用例如像過去那樣添加其它原料成分來制造熟料燒成物這樣的經過繁瑣的處理，且幾乎不會導致成本增加地，充分使用作為砂漿與混凝土用的膨脹材料，并提供能賦予可充分對抗砂漿與混凝土的收縮及外部壓力的安定的膨脹力的膨脹材料，特別是即使不大量使用也能導入化學預應力的膨脹材料，及能導入化學預應力的混凝土。綜上所述，預應力混凝土是為了克服混凝土最大的弱點，所謂對壓縮強但對拉伸弱的問題而開發，于在荷載作用前就已經對混凝土構件施加了壓縮力的狀態(預應力)下，使混凝土在承受荷載時不會產生拉伸應力，或控制住拉伸應力，與鋼筋混凝土相比，可防止拉伸應力造成的龜裂。先前技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2004-155623號公報專利文獻2：日本特開2002-326285號公報專利文獻3：日本特開2005-162564號公報
技術實現思路
[專利技術要解決的課題]如上述現有的專利公報所示，預應力混凝土為了提高其強度而進行各種開發。現有的預應力混凝土，作為其用途，經常用于橋梁、電線桿、混凝土樁、建設構件或建筑物的梁等，主要使用于結構材料。示范實際的機械應力下的張緊材料的拉力荷載的例子。P.S.MitsubishiConstructionCo.,Ltd.：新廠建設內部刊物：以PCaPC工法進行的有大規模平面形狀的工廠的施工一般PC鋼棒：直徑36mm，6m柱，拉張力：550kNDW纜線：10m～14m大梁，張力1,243～2,264kN又，日本特開2004-155623：預應力混凝土中有關于機械預應力的記載。其中記載有：此試驗體于長度400mm、厚度100mm的混凝土中心，配置著直徑26mm的鋼棒，且預應力剛剛導入后的抗拉強度＝861MPa。直徑26mm時，拉力荷載成為457kN。如以上所述，現有的機械應力針對大型結構物(例如橋梁、梁柱)，目的為抑制彎曲應力所造成的龜裂，作為其機械應力的拉力荷載為數百～數千kN，其預應力量為上述的861MPa以上，化學應力產生的預應力量為數MPa，因為即使同時導入也幾乎沒有影響，所以在實際現場不會同時導入。又，預應力混凝土為能夠抑制可以說是混凝土的宿命的表面龜裂的有效技術。然而，如上所述，雖然會使用在結構材料上，但在一般建筑構件等的非結構材料上幾乎不會使用。這是因為對混凝土的過去的印象為重物，混凝土厚度無法薄化、龜裂等的問題，對于作為必須要輕量、缺口形狀、設計性的一般建筑構件的非結構材料，會成為在應用上的一大障礙。但是，申請人們由試驗等確認了如本專利技術中的板厚50mm以下的混凝土，在同時導入條件為張緊材料的拉力荷載為150kN以下的機械應力、化學應力的非主要結構構件用預應力混凝土中，協同效果有很大的影響，而完成了本專利技術。本專利技術鑒于上述問題而提出，以提供：并用膨脹材料產生的化學應力與連續纖維加強線材產生的機械應力，實現輕量化、薄型化及龜裂的抑制，提高設計的自由度，能作為一般建筑構件等的非主要結構構件用而使用的預應力混凝土為課題。[解決課題的手段]本專利技術為了解決各課題，在權利要求1中，一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，在導入了預應力的非主要結構構件用混凝土中，導入張緊材料產生的機械應力與混凝土用膨脹材料產生的化學應力，且該張緊材料為抗銹性線材。該張緊材料產生的機械應力只要能夠以拉張用線材預先將機械拉伸應力導入混凝土，即可任意選擇，也可為以先張拉或后拉法中的任意一種方式進行的預應力導入方式。該抗銹性線材，只要是沒有在混凝土注入模板后因張緊材料的生銹造成的膨脹使混凝土發生破裂的可能性的線材，即可任意選擇，也可使用例如不銹鋼、鋁合金、鈦合金、鎳合金、鉻合金、鉬合金、鎢合金等的抗銹性金屬，與樹脂材料、植物纖維材料等的非金屬材料。該混凝土用膨脹材料產生的化學應力，只要是被使用作為混凝土用的膨脹材料，即可混入任意膨脹材料，也可為能在混凝土中導入化學應力的混合劑等。該非主要結構構件用混凝土，不是使用在如橋梁、電線桿、混凝土樁、建設構件或建筑物的梁等那樣的要求高強度的結構部分的混凝土構件，而是如一般建筑用構件等，在主要結構構件以外所使用的建筑構件、地板材料、天花板材料、墻壁材料、表面加工構件、設計用構件、家具材料、隔板構件、飾面構件、建具用構件、固定構件等。又，可使用于金屬構件、玻璃構件、硬質樹脂構件、木構件、振動抑制構件或振動阻隔構件等沖擊能量吸收構件等的替代構件等。又，該混凝土的形狀沒有限定，能以例如板狀、裝飾品狀、中空形狀、三維形狀等使用。權利要求2為根據權利要求1的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該張緊材料為連續纖維加強線材。該連續纖維加強線材為線狀連續纖維補強材，連續以線狀成形的強化纖維補強材料所制成的PC張緊材料。連續纖維補強材料是將碳纖維、玻璃纖維、酰胺纖維、維尼綸纖維等以環氧樹脂等結合而成的材料的總稱。該強化纖維補強材料具有：輕量、高強度、高彈性、耐腐蝕性、非電導、非磁性等的比鋼筋還優良的物性(抗拉強度、彈性率)，與鋼筋所沒有的優良的耐腐蝕、電磁特性。線狀意指圓形、矩形、不規則形(肋狀、鋸齒狀表面)棍棒、編織物狀棍棒、絞線股、格子狀等，大致為線形形狀或其形狀單元組合的二維或三維形狀。權利要求3為一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該連續纖維加強線材為：由從酰胺纖維、碳纖維、玻璃纖維、聚對亞苯基苯并二噁唑纖維中選出的一種或兩種以上的纖維所制成的強化纖維線材。權利要求4為一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該混凝土用膨脹材料為由下列材料所選出的一種材料或兩種以上的混合物：生石灰等的石灰類膨脹材料、硫鋁酸鈣等鈣礬石類膨脹材料、鈣礬石-石灰復合類膨脹材料、鐵粉類膨脹材料、鎂類膨脹材料、鋁粉類膨脹材料、頁巖類膨脹材料及硅石類膨脹材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，在導入了預應力的非主要結構構件用混凝土中，導入張緊材料產生的機械應力與混凝土用膨脹材料產生的化學應力，且該張緊材料為抗銹性線材。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.11 JP 2014-163397;2015.02.09 JP 2015-022891.一種非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，在導入了預應力的非主要結構構件用混凝土中，導入張緊材料產生的機械應力與混凝土用膨脹材料產生的化學應力，且該張緊材料為抗銹性線材。2.根據權利要求1所記載的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該張緊材料為連續纖維加強線材。3.根據權利要求2所記載的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該連續纖維加強線材為：由從酰胺纖維、碳纖維、玻璃纖維、聚對亞苯基苯并二噁唑纖維中選出的一種或兩種以上的纖維所制成的強化纖維線材。4.根據權利要求1所記載的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該張緊材料為由形狀記憶合金制成的線材。5.根據權利要求1至4中任意一項所記載的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，該混凝土用膨脹材料為從下列材料中所選出的一種材料或兩種以上的混合物：生石灰等的石灰類膨脹材料、硫鋁酸鈣等鈣礬石類膨脹材料、鈣礬石-石灰復合類膨脹材料、鐵粉類膨脹材料、鎂類膨脹材料、鋁粉類膨脹材料、頁巖類膨脹材料及硅石類膨脹材料。6.根據權利要求1至5中任意一項所記載的非主要結構構件用預應力混凝土，其特征為，前述張緊材料中，該線材的線徑為15mm以下。7.根據權利要求1至6中任意一項所記載的非主要結構構件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿波根昌樹，飯田憲，大城米男，西薗博美，美濃祐央，細矢仁，東恩納寬隆，標信男，有賀俊二，
申請(專利權)人：株式會社HPC沖繩，
類型：發明
國別省市：日本,JP