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JP7335924B2 - Concrete reinforcing bars with unevenness - Google Patents

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JP7335924B2 JP2021108682A JP2021108682A JP7335924B2 JP 7335924 B2 JP7335924 B2 JP 7335924B2 JP 2021108682 A JP2021108682 A JP 2021108682A JP 2021108682 A JP2021108682 A JP 2021108682A JP 7335924 B2 JP7335924 B2 JP 7335924B2
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Description

この発明は,コンクリート構造物内に埋設され,コンクリート構造物を補強するための補強筋に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reinforcing bar embedded in a concrete structure to reinforce the concrete structure.

特許文献1は樹脂が含浸された繊維芯に捲回繊維(繊維束A)を捲回し,次に二次補強繊維を長手方向に配設し,さらにその上から捲回繊維(繊維束B)を捲回した構造用ロッドを開示する。繊維芯と捲回繊維との結合力が高められ,構造用ロッドから繊維芯が抜けてしまうことが防止される。また,構造用ロッドの表面に凹凸が形成されるので,コンクリートとの結合力も高められる。 In Patent Document 1, wound fibers (fiber bundle A) are wound around a fiber core impregnated with resin, secondary reinforcing fibers are arranged in the longitudinal direction, and further wound fibers (fiber bundle B) are wound from above. Disclosed is a structural rod wound with a The bonding strength between the fiber core and the wound fiber is enhanced, and the fiber core is prevented from falling out of the structural rod. In addition, since the surface of the structural rod is uneven, the bonding strength with the concrete is enhanced.

特開平3-103561号公報JP-A-3-103561

構造用ロッドの表面の凹凸が大きい(凸部の高さが高い)ほどコンクリートとの結合力(付着応力度)は増大する。構造用ロッドの表面の凹凸は,繊維芯に巻き付けられる繊維束に強く撚りを加えることによって大きくすることができるが,繊維束に加える撚りを強くするほど構造用ロッドはたわみにくくなる(しなやかさが失われる)。コンクリート構造物のたわみにコンクリート構造物内に埋め込まれた構造用ロッドが追従できないと,コンクリート構造物内において構造用ロッドの周囲に亀裂や隙間が生じ,コンクリート構造物の強度が低下する。 The greater the unevenness of the surface of the structural rod (the higher the height of the protrusions), the greater the bonding strength (adhesive stress) with concrete. The unevenness of the surface of the structural rod can be increased by applying a strong twist to the fiber bundle wound around the fiber core. Lost). If the structural rods embedded in the concrete structure cannot follow the deflection of the concrete structure, cracks and gaps will occur around the structural rods in the concrete structure, and the strength of the concrete structure will decrease.

この発明は,コンクリート構造物との間の付着応力度およびたわみやすさ(弾性係数)のバランスがとられた凹凸を有するコンクリート補強筋を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a concrete reinforcing bar having irregularities with well-balanced adhesion stress and flexibility (modulus of elasticity) between concrete structures.

この発明による凹凸を有するコンクリート補強筋は,複数本の高強度繊維の束に樹脂を含浸させた樹脂含浸繊維束,および上記樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられた被覆材を備え,上記被覆材が,複数本の糸に撚りを加えた撚線構造を備え,かつ上記樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられることで断面半楕円形に変形するように緩く撚られたものであることを特徴とする。 The concrete reinforcing bar having unevenness according to the present invention comprises a resin-impregnated fiber bundle obtained by impregnating a plurality of high-strength fiber bundles with a resin, and a coating material wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. The material has a twisted wire structure in which multiple threads are twisted, and is loosely twisted so that it deforms into a semi-elliptical cross section when wrapped around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. Characterized by

高強度繊維は,炭素繊維,ガラス繊維,ボロン繊維,アラミド繊維,ポリエチレン繊維,PBO(polyp-phenylenebenzobisoxazole)繊維,バサルト繊維,その他の繊維を含む。これらの繊維は非常に細く,多数本の高強度繊維を束ねることで樹脂を含浸させることができ,樹脂が含浸された高強度繊維は,受けた応力を樹脂を介して多数本の繊維に分散することができるようになるため,高強度繊維の特性を最大限に発揮することができる。 High-strength fibers include carbon fibers, glass fibers, boron fibers, aramid fibers, polyethylene fibers, PBO (polyp-phenylenebenzobisoxazole) fibers, basalt fibers, and other fibers. These fibers are very thin and can be impregnated with resin by bundling a large number of high-strength fibers. Since it becomes possible to do so, the characteristics of high-strength fibers can be maximized.

高強度繊維に含浸される樹脂は熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよい。熱硬化性樹脂としては,たとえばエポキシ,不飽和ポリエステル,ビニルエステル,フェノール,シアネートエステル,ポリイミドなどが用いられる。熱可塑性樹脂としては,ポリアミド,ポリカーボネイト,ポリフェニレンスルファイド,ポリエーテルエーテルケトンなどが用いられる。 The resin with which the high strength fibers are impregnated may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Thermosetting resins include, for example, epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, phenol, cyanate ester, and polyimide. Polyamide, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone and the like are used as the thermoplastic resin.

被覆材は,複数本の糸に撚りを加えた撚線構造を持つ。被覆材を構成する糸としては,上述した高強度繊維(たとえば炭素繊維)を合わせ撚ったものを用いることもできるが,被覆材は樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられて用いられるので高い引張強度は要求されず,このため上記高強度繊維と異なる素材のもの,たとえば比較的安価でありかつ比較的熱にも強い素材を採用するのが好ましい。 The covering material has a stranded wire structure in which multiple threads are twisted. As the yarn constituting the covering material, the above-mentioned high-strength fibers (for example, carbon fibers) can be used in a twisted manner, but the covering material is wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle, so it is expensive. Tensile strength is not required, so it is preferable to use a material different from the high-strength fiber, for example, a material that is relatively inexpensive and relatively heat resistant.

上記被覆材を構成する糸として,ポリエステル糸,たとえばポリエチレンテレフタレート(PET)糸を採用することができる。アラミド糸(ポリパラフェニレンテレフタラミド糸,ポリメタフェニレンイソフタラミド糸など),ビニロン糸(ポリビニルアルコールをアセタール化したビニロン糸など)を用いてもよい。 A polyester thread such as a polyethylene terephthalate (PET) thread can be used as the thread constituting the covering material. Aramid threads (polyparaphenylene terephthalamide threads, polymetaphenylene isophthalamide threads, etc.) and vinylon threads (vinylon threads obtained by acetalizing polyvinyl alcohol, etc.) may also be used.

一実施態様では糸の弾性係数が高強度繊維の弾性係数よりも低い。剛性の増加が抑えられ,しなやかなコンクリート補強筋を得ることができる。 In one embodiment, the modulus of elasticity of the yarn is lower than that of the high strength fibers. The increase in rigidity is suppressed, and a supple concrete reinforcing bar can be obtained.

樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられた被覆材によって,コンクリート補強筋の外周面(表面)に凹凸が形成される。上述したように被覆材は複数本の糸に撚りを加えた撚線構造を持つので,これを樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けることによって樹脂含浸繊維束の外周面に凸部を形成しやすい。外周面に凹凸形状が付与されたコンクリート補強筋はコンクリート構造物内に良好に定着する。 The coating material wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle forms irregularities on the outer peripheral surface (surface) of the concrete reinforcing bar. As described above, since the covering material has a stranded wire structure in which multiple threads are twisted, it is easy to form convex portions on the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle by winding it around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. . Concrete reinforcing bars having unevenness on the outer peripheral surface are well fixed in the concrete structure.

この発明によると,撚線構造を備える被覆材は,樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられることで断面半楕円形に変形するように複数本の糸が緩く撚られたものであることを特徴とする。すなわち,被覆材は,複数本の糸に撚りを加えた撚線構造を備えるが,その撚りの程度はきつくはない。緩く撚られた被覆材は変形しやすく,樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられることで樹脂含浸繊維束に接する範囲において樹脂含浸繊維束の表面形状に沿い,かつ被覆材に接しない範囲においては樹脂含浸繊維束から離れる向きに滑らかに盛り上がる断面形状(断面半楕円形)を呈する。これによって,樹脂含浸繊維束と被覆材とから構成されるコンクリート補強筋の弾性係数を確保しつつ,表面の凹凸によって,コンクリート構造物に対するコンクリート補強筋の最大付着応力度(コンクリート構造物とコンクリート補強筋との間の定着力)を向上させることができる。 According to this invention, the covering material having a twisted structure is characterized by loosely twisting a plurality of threads so that they are deformed into a semi-elliptical cross section by being wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. and That is, the covering material has a stranded structure in which a plurality of yarns are twisted, but the degree of twisting is not tight. The loosely twisted covering material is easy to deform, and it conforms to the surface shape of the resin-impregnated fiber bundle in the range where it contacts the resin-impregnated fiber bundle by being wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle, and in the range where it does not contact the covering material. It exhibits a cross-sectional shape (semi-elliptical cross-section) that smoothly rises in the direction away from the resin-impregnated fiber bundle. As a result, while ensuring the elastic modulus of the concrete reinforcement made up of the resin-impregnated fiber bundle and the covering material, the surface unevenness reduces the maximum bond stress of the concrete reinforcement to the concrete structure (concrete structure and concrete reinforcement). fixation force between muscles) can be improved.

被覆材を構成する糸が強く撚られていると,樹脂含浸繊維束に被覆材を巻きつけたときに被覆材が樹脂含浸繊維束に食い込みやすくなる。被覆材の食い込みは,樹脂含浸繊維束の繊維配向(直線性)に乱れを生じさせ,コンクリート補強筋の弾性係数を低下させる。糸を緩く撚っておくことは,コンクリート補強筋の弾性係数の低下防止にも役に立つ。 If the threads forming the covering material are strongly twisted, the covering material tends to bite into the resin-impregnated fiber bundle when the covering material is wound around the resin-impregnated fiber bundle. The encroachment of the covering material disturbs the fiber orientation (linearity) of the resin-impregnated fiber bundles and lowers the elastic modulus of the concrete reinforcement. Loosely twisting the threads also helps to prevent the elastic modulus of the concrete reinforcing bars from decreasing.

具体的には,上記糸の撚り角度は1.0~4.5°の範囲,より好ましくは1.5~4.0°の範囲が適正範囲とされる。コンクリート補強筋の弾性係数を大きく低下させず,かつ最大付着応力度を向上させることができる。 Specifically, the appropriate twist angle of the yarn is in the range of 1.0 to 4.5°, more preferably in the range of 1.5 to 4.0°. It is possible to improve the maximum bond stress without significantly lowering the elastic modulus of concrete reinforcing bars.

一実施態様では,上記樹脂含浸繊維束に含浸されている樹脂が上記被覆材にも含浸されている。樹脂含浸繊維束に含浸されている樹脂を硬化させる前に被覆材を樹脂含浸繊維束に巻き付けると,樹脂含浸繊維束に含浸されている樹脂が上記被覆材にも含浸される(染み込む)。樹脂含浸繊維束に被覆材を巻き付けた後に樹脂を硬化させる(典型的には,加熱する)ことによって,被覆材を樹脂含浸繊維束の表面にしっかりと固着することができる。 In one embodiment, the resin impregnated in the resin-impregnated fiber bundle is also impregnated in the covering material. If the coating material is wound around the resin-impregnated fiber bundle before the resin impregnated in the resin-impregnated fiber bundle is cured, the resin impregnated in the resin-impregnated fiber bundle is also impregnated (permeated) into the coating material. Curing (typically heating) the resin after wrapping the coating material around the resin-impregnated fiber bundle allows the coating material to be firmly adhered to the surface of the resin-impregnated fiber bundle.

好ましくは,上記樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられた被覆材同士の間に隙間が形成されている(確保されている)。コンクリート補強筋の外周面に形成される凹凸の大きさ(凸部の高さ)を最大限確保することができる。 Preferably, a gap is formed (secured) between the covering materials wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. It is possible to ensure the maximum size of unevenness (height of the protrusion) formed on the outer peripheral surface of the concrete reinforcing bar.

この発明は,複数本の上述したコンクリート補強筋を用意し,複数本のコンクリート補強筋を撚り合わせることによって作成されるコンクリート補強ケーブルも提供する。コンクリート補強ケーブルの表面には,コンクリート補強筋の外周面に形成されている凹凸に加えて,複数本のコンクリート補強筋を撚り合わせることによって形成される溝部による凹凸も生じるので,コンクリート構造物との定着効率をさらに向上させることができる。もちろん,引張強度についても,単線であるコンクリート補強筋に比べて複線であるコンクリート補強ケーブルの方が高くなるのは言うまでもない。 The present invention also provides a concrete reinforcing cable prepared by preparing a plurality of concrete reinforcing bars as described above and twisting the plurality of concrete reinforcing bars together. On the surface of the concrete reinforcement cable, in addition to the irregularities formed on the outer peripheral surface of the concrete reinforcing bars, there are also irregularities due to the grooves formed by twisting multiple concrete reinforcing bars together. Fixing efficiency can be further improved. Of course, it goes without saying that the tensile strength of double-tracked concrete reinforcing cables is higher than that of single-tracked concrete reinforcing bars.

コンクリート補強ケーブルの正面図である。1 is a front view of a concrete reinforcing cable; FIG. 図1のII-II線に沿うコンクリート補強ケーブルの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a concrete reinforcing cable along line II-II of FIG. 1; コンクリート補強筋の製造の様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mode of manufacture of a concrete reinforcing bar. コンクリート補強筋の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a concrete reinforcing bar. (A)は樹脂含浸繊維束に巻き付ける前の被覆材の横断面図を,(B)は樹脂含浸繊維束に巻き付けた後の被覆材の横断面図をそれぞれ示す。(A) shows a cross-sectional view of the covering material before being wound around the resin-impregnated fiber bundle, and (B) shows a cross-sectional view of the covering material after being wound around the resin-impregnated fiber bundle. 被覆材の拡大正面図である。It is an enlarged front view of a covering material. 被覆材撚り角度と,コンクリート補強筋の弾性係数および最大付着応力度との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the twist angle of the coating material and the elastic modulus and maximum bond stress of concrete reinforcing bars.

図1はコンクリート構造物内に埋め込まれて用いられるコンクリート補強ケーブルの正面図を,図2は,図1のII-II線に沿うコンクリート補強ケーブルの断面図をそれぞれ示している。 FIG. 1 shows a front view of a concrete reinforcing cable embedded in a concrete structure, and FIG. 2 shows a sectional view of the concrete reinforcing cable along line II--II in FIG.

コンクリート補強ケーブル1は7本のコンクリート補強筋10から構成される。図1および図2に示すコンクリート補強ケーブル1は,1本のコンクリート補強筋10が中心に配置され,その周囲に6本のコンクリート補強筋10が撚り合わされて構成されている。断面から見るとコンクリート補強ケーブル1および7本のコンクリート補強筋10はいずれもほぼ円形の外形を持つ。 The concrete reinforcing cable 1 is composed of seven concrete reinforcing bars 10 . The concrete reinforcing cable 1 shown in FIGS. 1 and 2 is constructed by placing one concrete reinforcing bar 10 in the center and six concrete reinforcing bars 10 twisted around it. When viewed in cross section, the concrete reinforcing cable 1 and the seven concrete reinforcing bars 10 all have substantially circular external shapes.

コンクリート補強ケーブル1は,典型的にはコンクリート構造物の強度,特に引張強度を高めるためにコンクリート構造物中に埋め込まれて用いられる。コンクリート補強ケーブル1の長さおよび直径ならびに構造(コンクリート補強筋10の数,配置など)はコンクリート構造物の寸法,必要とされる強度に依存する。たとえば10~30mm程度の直径を持つ複数本のコンクリート補強ケーブル1が,所定の間隔をあけてコンクリート構造物に埋め込まれる。コンクリート補強ケーブル1が埋め込まれたコンクリート構造物は圧縮力のみならず引張り力に対しても強くなる。 The concrete reinforcing cable 1 is typically embedded in a concrete structure to increase the strength of the concrete structure, especially the tensile strength. The length and diameter of the concrete reinforcing cable 1 as well as the structure (number, placement, etc. of concrete reinforcing bars 10) depend on the dimensions of the concrete structure and the required strength. For example, a plurality of concrete reinforcement cables 1 having a diameter of about 10 to 30 mm are embedded in a concrete structure at predetermined intervals. A concrete structure in which the concrete reinforcing cable 1 is embedded is strong against not only compressive force but also tensile force.

コンクリート補強ケーブル1を構成する7本のコンクリート補強筋10は,いずれも熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂(以下,樹脂22という)を含浸させた多数本の長尺の連続する炭素繊維21を断面に円形に束ねた炭素繊維強化プラスチック製の樹脂含浸繊維束(以下,線材という)20と,線材20の周囲にらせん状に巻き付けられた被覆材30とから構成される。 Each of the seven concrete reinforcing bars 10 constituting the concrete reinforcing cable 1 has a cross section of a large number of long continuous carbon fibers 21 impregnated with thermosetting resin or thermoplastic resin (hereinafter referred to as resin 22). It is composed of a resin-impregnated fiber bundle (hereinafter referred to as a wire rod) 20 made of carbon fiber reinforced plastic bundled in a circular shape and a coating material 30 spirally wound around the wire rod 20 .

線材20を構成する炭素繊維21は,たとえば5~7μmの直径の非常に細いフィラメントから構成される。樹脂22が含浸された多数本の炭素繊維21は上述したように断面円形に束ねられ,かつ一定角度で撚られながら長手方向に引き揃えられる。 The carbon fibers 21 forming the wire 20 are composed of very thin filaments with a diameter of, for example, 5-7 μm. A large number of carbon fibers 21 impregnated with resin 22 are bundled to have a circular cross section as described above, and are aligned in the longitudinal direction while being twisted at a constant angle.

線材20の周囲に巻き付けられる被覆材30は,多数本の糸,たとえば多数本のPET繊維を合わせ撚ったPET糸を,複数本たとえば20本程度互いに撚り合わせたものである。被覆材30が線材20の外周面に巻き付けられることで線材20の外周面が被覆材30によって覆われ,線材20が保護される。また,図1に示すように,コンクリート補強筋10の外周面には線材20に巻き付けられた被覆材30によって凹凸が形成される。上述したようにコンクリート補強ケーブル1(コンクリート補強筋10)は典型的にはコンクリート構造物内に埋め込まれてコンクリート構造物の強度を高めるために用いられる。コンクリート補強筋10のそれぞれが備える外周面の凹凸,および複数本のコンクリート補強筋10を撚り合わせることによって表面に形成されるらせん状にのびる複数の溝によって,コンクリート構造物に対するコンクリート補強ケーブル1の付着応力度が高められ,コンクリート構造物からコンクリート補強ケーブル1が抜けにくくなる。 The covering material 30 wound around the wire 20 is made by twisting a plurality of yarns, for example, about 20 PET yarns obtained by twisting a large number of PET fibers. By winding the coating material 30 around the outer peripheral surface of the wire 20, the outer peripheral surface of the wire 20 is covered with the coating 30, and the wire 20 is protected. In addition, as shown in FIG. 1, the outer peripheral surface of the concrete reinforcing bar 10 is uneven due to the coating material 30 wound around the wire rod 20 . As described above, concrete reinforcing cables 1 (concrete reinforcing bars 10) are typically embedded in concrete structures and used to increase the strength of concrete structures. The attachment of the concrete reinforcing cable 1 to the concrete structure is facilitated by the irregularities on the outer peripheral surface of each of the concrete reinforcing bars 10 and the spiral grooves formed on the surface by twisting the plurality of concrete reinforcing bars 10 together. The degree of stress is increased, and the concrete reinforcing cable 1 becomes difficult to come off from the concrete structure.

図3はコンクリート補強筋10の製造の様子を,図4はコンクリート補強筋10の縦断面を,図5(A)は巻き付け前の被覆材30の拡大横断面を,図5(B)は巻き付け後の被覆材30の拡大横断面を,それぞれ示している。 Fig. 3 shows how the concrete reinforcing bar 10 is manufactured, Fig. 4 shows a longitudinal section of the concrete reinforcing bar 10, Fig. 5(A) shows an enlarged cross section of the coating material 30 before wrapping, and Fig. 5(B) shows a Enlarged cross-sections of subsequent cladding 30 are shown, respectively.

図3を参照して,ラッピングマシン(図示略)から2本の被覆材30および1本の線材20が繰り出される(図3および図4では,2本の被覆材30のそれぞれを符号30A,30Bで区別して示す)。2本の被覆材30A,30Bはいずれも所定間隔をあけて線材20の外周面にらせん状に巻き付けられ,線材20の外周面には2本の被覆材30A,30Bが長手方向に交互に巻き付けられる。 Referring to FIG. 3, two covering materials 30 and one wire 20 are paid out from a lapping machine (not shown) (in FIGS. 3 and 4, the two covering materials 30 are denoted by reference numerals 30A and 30B, respectively). ). Both of the two coating materials 30A and 30B are spirally wound around the outer peripheral surface of the wire 20 with a predetermined interval, and the two coating materials 30A and 30B are alternately wound around the outer peripheral surface of the wire 20 in the longitudinal direction. be done.

図3および図5(A)を参照して,被覆材30は複数本たとえば19~20本のPET糸31を撚り合わせたもので,PET糸31のそれぞれには多数本のPET繊維32が含まれる。後述するように,被覆材30を構成するPET糸31は強くは撚り合わせられておらず,比較的緩く撚り合わされている。このため,ラッピングマシンによって被覆材30が線材20の外周面に巻き付けられると,図4,図5(B)に示すように,被覆材30(複数本のPET糸31の撚線)は変形し,断面から見て外方(線材20から離れる方向)に凸状の概略半楕円形を呈する。 3 and 5(A), the covering material 30 is made by twisting a plurality of PET yarns 31, for example 19 to 20, each of which contains a large number of PET fibers 32. be As will be described later, the PET yarns 31 forming the covering material 30 are not strongly twisted, but rather loosely twisted. Therefore, when the covering material 30 is wrapped around the outer peripheral surface of the wire 20 by a wrapping machine, the covering material 30 (twisted wire of multiple PET yarns 31) is deformed as shown in FIGS. , has a substantially semi-elliptical shape convex outward (in the direction away from the wire rod 20) when viewed from the cross section.

被覆材30は,線材20に含浸されている樹脂22が未硬化のときに線材20の外周面に巻き付けられる(ラッピング)。このため,線材20に被覆材30が巻き付けられると,被覆材30を構成する多数本のPET糸31(PET糸31を構成する多数本のPET繊維32)に線材20に含浸されている樹脂22が染み込む(図5(A)と図5(B)を対比)。樹脂22が硬化することによって被覆材30は線材20の外周面にしっかりと固着される。線材20の外周面に被覆材30を巻き付けたコンクリート補強筋10が7本用意され,そのうちの1本を中心にしてその周囲に6本が撚り合わされる(クロージング)。これによりコンクリート補強ケーブル1が形成される。7本のコンクリート補強筋10のうち中心に配置される1本については,撚りが加えられていない複数本のPET糸31(たとえば複数本のPET糸31が互いに平行に配列された平坦状のもの)を線材20の外周面に巻き付けたものを用いてもよい。この場合,中心に配置される1本のコンクリート補強筋10の表面に凹凸は形成されない。 The covering material 30 is wrapped around the outer peripheral surface of the wire 20 when the resin 22 impregnated in the wire 20 is not cured (wrapping). For this reason, when the covering material 30 is wound around the wire 20, the resin 22 impregnated in the wire 20 impregnates the multiple PET yarns 31 (the multiple PET fibers 32 constituting the PET yarns 31) constituting the covering material 30. permeates (compare FIG. 5(A) and FIG. 5(B)). The coating material 30 is firmly fixed to the outer peripheral surface of the wire rod 20 by curing the resin 22 . Seven concrete reinforcing bars 10 are prepared by winding a covering material 30 around the outer peripheral surface of a wire 20, and six reinforcing bars are twisted around one of them (closing). A concrete reinforcing cable 1 is thus formed. For one of the seven concrete reinforcing bars 10 arranged in the center, a plurality of untwisted PET yarns 31 (for example, a flat type in which a plurality of PET yarns 31 are arranged parallel to each other) ) wound around the outer peripheral surface of the wire rod 20 may be used. In this case, unevenness is not formed on the surface of one concrete reinforcing bar 10 arranged in the center.

図4を参照して,ラッピングマシンにおける線材20の繰り出し速度を調整することによって,線材20の外周面に巻き付けられる長手方向に隣り合う2本の被覆材30Aと被覆材30Bの間隔Dを変えることができる。間隔Dを調整することによって長手方向に隣り合う被覆材30A,30Bの両側部同士を重ね合わせずにまたは重ね合わせ範囲をわずかな範囲にとどめて,被覆材30A,30Bを線材20の外周面に巻き付けることができ,被覆材30A,30Bによって形成される凹凸の大きさ(凸部の高さ)を最大限確保することができる。 Referring to FIG. 4, by adjusting the delivery speed of the wire 20 in the wrapping machine, the distance D between the two longitudinally adjacent covering materials 30A and 30B wound around the outer peripheral surface of the wire 20 can be changed. can be done. By adjusting the interval D, the coating materials 30A and 30B are placed on the outer peripheral surface of the wire rod 20 without overlapping the side portions of the coating materials 30A and 30B adjacent in the longitudinal direction or keeping the overlapping range to a small extent. It is possible to wind the coating material 30A and 30B, and it is possible to secure the maximum size of the unevenness (height of the convex portion) formed by the coating materials 30A and 30B.

上述したように,被覆材30は19~20本程度のPET糸31を撚り合わせることによって構成されている。PET糸31を強く撚り合わせた被覆材30は線材20の外周面に巻き付けられたときに形状が維持されやすく,これによってコンクリート補強筋10の表面に形成される凹凸の大きさ(凸部の高さ)をより大きくすることができる。しかしながら,同時に,PET糸31を強く撚り合わせることで線材20に巻き付けた被覆材30の形状がそのまま維持されると,被覆材30を線材20に巻き付けたときに被覆材30が線材20の表面に食い込み,線材20を構成する炭素繊維21の直線性に乱れが生じてしまう。多数本の炭素繊維21の長手方向の直線性が阻害されると,コンクリート補強筋10(コンクリート補強ケーブル1)の弾性係数が低下する。 As described above, the covering material 30 is constructed by twisting about 19 to 20 PET yarns 31 together. The covering material 30, which is made by strongly twisting the PET yarn 31, tends to maintain its shape when wound around the outer peripheral surface of the wire rod 20, and the size of the unevenness (height of the convex portion) formed on the surface of the concrete reinforcing bar 10. ) can be made larger. However, at the same time, if the shape of the covering material 30 wound around the wire 20 is maintained as it is by twisting the PET yarn 31 strongly, the covering material 30 will not adhere to the surface of the wire 20 when the covering material 30 is wound around the wire 20. The straightness of the carbon fibers 21 forming the wire rod 20 is disturbed. If the linearity of the many carbon fibers 21 in the longitudinal direction is hindered, the elastic modulus of the concrete reinforcing bar 10 (concrete reinforcing cable 1) is lowered.

図6は被覆材30を模式的に表す拡大正面図である。図7は被覆材30を構成するPET糸31の撚り角度(「被覆材撚り角度」という)(横軸)と,コンクリート補強筋10の弾性係数および最大付着応力度(いずれも縦軸)との関係を示すグラフである。図7のグラフ中の複数の三角印プロットが弾性係数の測定値を,丸印プロットが最大付着応力度の測定値をそれぞれ示す。図7のグラフ中の実線は,弾性係数の測定結果(三角印プロット)に基づく被覆材撚り角度αとコンクリート補強筋10の弾性係数との関係を表す近似曲線を示している。図7のグラフ中の破線は,最大付着応力度の測定結果(丸印プロット)に基づく被覆材撚り角度αとコンクリート補強筋10の最大付着応力度との関係を表す近似曲線を示している。弾性係数はJIS A1192:2005(コンクリート用連続繊維補強材の引張試験方法)にしたがって測定した(単位はGPa)。最大付着応力度は公益社団法人土木学会において定められたJSCE-E539(引抜き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)にしたがって測定した(単位はN/mm)。 FIG. 6 is an enlarged front view schematically showing the covering material 30. As shown in FIG. Fig. 7 shows the twist angle of the PET yarn 31 constituting the covering material 30 (referred to as the "covering material twist angle") (horizontal axis) and the elastic modulus and maximum bond stress of the concrete reinforcing bar 10 (both vertical axis). It is a graph showing the relationship. A plurality of triangular plots in the graph of FIG. 7 indicate the measured values of the modulus of elasticity, and the circle plots indicate the measured values of the maximum bond stress. The solid line in the graph of FIG. 7 indicates an approximation curve representing the relationship between the coating material twist angle α and the elastic modulus of the concrete reinforcing bar 10 based on the elastic modulus measurement results (triangular plots). The dashed line in the graph of FIG. 7 indicates an approximate curve representing the relationship between the coating material twist angle α and the maximum bond stress of the concrete reinforcing bar 10 based on the measurement results of the maximum bond stress (circle plot). The elastic modulus was measured according to JIS A1192:2005 (tensile test method for continuous fiber reinforcing material for concrete) (unit: GPa). The maximum bond stress was measured according to JSCE-E539 (test method for bond strength between continuous fiber reinforcing material and concrete by pull-out test) defined by the Japan Society of Civil Engineers (unit: N/mm 2 ).

図6を参照して,被覆材撚り角度αは,被覆材30の長手方向と撚られたPET糸31とのなす角度である。たとえば,直径が0.375mmである20本のPET糸31について1mあたり27回の撚りを加えると,約1.9°の撚り角度によって20本のPET糸31は撚られることになる。図7には,被覆材撚り角度αを変数として,被覆材撚り角度αを0°~5.4°の範囲で様々に異ならせた複数種類のコンクリート補強筋10を作成し,そのそれぞれについての弾性係数および最大付着応力度の測定結果が示されている。 Referring to FIG. 6, the covering material twist angle α is the angle between the longitudinal direction of the covering material 30 and the twisted PET yarn 31 . For example, if 20 PET yarns 31 with a diameter of 0.375 mm are twisted 27 times per meter, the 20 PET yarns 31 are twisted at a twist angle of about 1.9°. In Fig. 7, using the covering material twist angle α as a variable, multiple types of concrete reinforcing bars 10 were created with different covering material twist angles α in the range of 0° to 5.4°. Measurement results for elastic modulus and maximum bond stress are shown.

図7を参照して,被覆材撚り角度α=0.0°は複数本のPET糸31を全く撚らずに線材20の外周面に巻き付けたことを意味する。複数本のPET糸31を全く撚らずに線材20に巻き付けたコンクリート補強筋10の弾性係数は比較的大きい(約170Gpa)。他方において被覆材撚り角度α=0.0としたコンクリート補強筋10は最大付着応力度が小さい(約4.5N/mm)。これは全く撚られないままの複数本のPET糸31を線材20に巻き付けると,線材20の外周面にPET糸31がほぼ均一厚さで被覆されることになり,表面に凹凸がほとんど形成されないからである。 Referring to FIG. 7, covering material twist angle α=0.0° means that a plurality of PET yarns 31 are wound around the outer peripheral surface of wire 20 without being twisted at all. The elastic modulus of the concrete reinforcing bar 10 in which a plurality of PET threads 31 are wound around the wire rod 20 without being twisted at all is relatively large (approximately 170 Gpa). On the other hand, the concrete reinforcing bar 10 with the covering material twist angle α=0.0 has a small maximum bond stress (approximately 4.5 N/mm 2 ). This is because when a plurality of untwisted PET yarns 31 are wound around the wire rod 20, the PET yarns 31 cover the outer peripheral surface of the wire rod 20 with a substantially uniform thickness, and the surface is hardly uneven. It is from.

図7を参照して,被覆材撚り角度αを大きくすればするほど,すなわち複数本のPET糸31を強く撚れば撚るほど,弾性係数(実線)は低下し,他方において最大付着応力度(破線)は増加する。図7から明らかなように,弾性係数と最大付着応力度は一方を大きくすると他方が小さくなる関係を持つ。1.0~4.5°,好ましくは1.5~4.0°の被覆材撚り角度αを採用することによって,弾性係数をさほど低下させずかつ最大付着応力度が向上した,すなわち弾性係数と最大付着応力度のバランスに優れたコンクリート補強筋10を提供することができる。 Referring to FIG. 7, the larger the coating material twist angle α, that is, the stronger the twist of the plurality of PET yarns 31, the lower the elastic modulus (solid line). (dashed line) increases. As is clear from FIG. 7, the elastic modulus and the maximum bond stress have a relationship in which one increases and the other decreases. By adopting a coating material twist angle α of 1.0 to 4.5°, preferably 1.5 to 4.0°, the elastic modulus is not significantly reduced and the maximum bond stress degree is improved, that is, the elastic modulus It is possible to provide the concrete reinforcing bar 10 having an excellent balance between the strength and the maximum bond stress.

1 コンクリート補強ケーブル
10 コンクリート補強筋
20 線材(樹脂含浸繊維束)
21 炭素繊維
22 樹脂
30,30A,30B 被覆材
31 PET糸
32 PET繊維
1 Concrete reinforcement cable
10 Concrete reinforcement
20 wire (resin-impregnated fiber bundle)
21 carbon fiber
22 Resin
30, 30A, 30B Coating material
31 PET thread
32 PET fiber

Claims (7)

複数本の高強度繊維の束に樹脂を含浸させた樹脂含浸繊維束,および
上記樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられた被覆材を備え,
上記被覆材が,
複数本の糸に撚りを加えた撚線構造を備え,かつ上記樹脂含浸繊維束の外周面に巻き付けられることで断面から見て外方に凸状の半楕円形に変形するように緩く撚られたものであることを特徴とする,
凹凸を有するコンクリート補強筋。
A resin-impregnated fiber bundle obtained by impregnating a plurality of high-strength fiber bundles with a resin, and a coating material wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle,
The covering material is
It has a twisted wire structure in which a plurality of yarns are twisted, and is loosely twisted so that it deforms into an outwardly convex semi-elliptical shape when viewed from the cross section by being wound around the outer peripheral surface of the resin-impregnated fiber bundle. characterized by
Concrete reinforcing bars with unevenness.
上記糸が上記高強度繊維と異なる素材の複数本の繊維を合わせ撚ったものである,
請求項1に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋。
The yarn is made by twisting multiple fibers of a material different from the high-strength fiber,
A concrete reinforcing bar having unevenness according to claim 1 .
上記糸の弾性係数が上記高強度繊維の弾性係数よりも低い,
請求項2に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋。
The elastic modulus of the yarn is lower than the elastic modulus of the high-strength fiber,
A concrete reinforcing bar having unevenness according to claim 2 .
上記糸の撚り角度が1.0~4.5°の範囲にあることを特徴とする,
請求項1から3のいずれか一項に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋。
Characterized in that the twist angle of the yarn is in the range of 1.0 to 4.5 °,
A concrete reinforcing bar having unevenness according to any one of claims 1 to 3.
上記糸の撚り角度が1.5~4.0°の範囲にあることを特徴とする,
請求項1から3のいずれか一項に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋。
Characterized in that the twist angle of the yarn is in the range of 1.5 to 4.0 °,
A concrete reinforcing bar having unevenness according to any one of claims 1 to 3.
上記樹脂含浸繊維束に含浸されている樹脂が上記被覆材にも含浸されている,
請求項1から5のいずれか一項に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋。
The resin impregnated in the resin-impregnated fiber bundle is also impregnated in the coating material,
A concrete reinforcing bar having unevenness according to any one of claims 1 to 5.
複数本の請求項1から6のいずれか一項に記載の凹凸を有するコンクリート補強筋が撚り合わされている,
コンクリート補強ケーブル。
A plurality of concrete reinforcing bars having unevenness according to any one of claims 1 to 6 are twisted together,
Concrete reinforcement cable.
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