コンクリート構造物の補強に使用されるカーボンファイバー素材は、主に布状とプレート状の2つの形態があります。どちらもカーボンファイバー由来ですが、その性質や適用シーンには大きな違いがあります。
カーボンファイバーファブリック :
カーボンファイバーの糸を織り込んで作られており、薄くて柔軟性があり、曲げたりカットしたりすることが可能です(一般的な厚さ:0.111mm、0.167mm)。頑丈な「カーボンファイバーネット」のような見た目です。
カーボンファイバープレート :
カーボンファイバーに樹脂を含浸させ、硬化して剛性のあるシート状に成型したものでできており(一般的な厚さ:1.2mm、1.4mm、2.0mm、3.0mm)、高強度な「複合材の薄板」のように機能します。
素材の強度 vs. 実際の耐荷重能力 :
素材単体の強度:グレードIの炭素繊維布は、グレードIのガラス繊維(≥2400 MPa)よりも引張強度が大きい(≥3400 MPa) カーボンファイバープレート (≥2400 MPa)
補強効果:耐荷重性の向上は主に有効断面厚に依存する 有効断面積厚 !
耐荷重比較(10cm幅あたり) :
1.2mm カーボンファイバープレート 引張耐力:≈288,000 N (1.2 × 2400 × 100)
単層0.167mm グレードI布の引張耐力:≈56,780 N (0.167 × 3400 × 100)
要約 :
一つ カーボンファイバープレート 単層の布地よりもはるかに高い荷重耐力があります(4~8層の布地に相当)
デザインで4層の布地が必要な場合、プレートへの切り替えが通常最適です。多層構造の布地には以下のような課題があります:施工が困難、接着信頼性の問題、材料効率の低下(引張強度の減衰)
炭素繊維布地を優先するケース :
曲面、円柱または不整形な形状(例:丸柱、複雑な梁)の補強
小さな細かい部分や局所的な多層補強が必要な箇所の補強
ひび割れ修理、せん断/耐震性向上、または保護コーティング
適応範囲:建物の改修、機能変更、老朽化対策、コンクリート強度不足の場合など
炭素繊維プレートを優先するケース :
部材の曲げ耐力を大幅に高める必要がある場合(例:梁の底面、橋床、大スパンスラブ)
平らで均一な表面の補強に最適です。
高効率と高耐荷重性が求められる大規模構造物(例:橋梁)に適しています。
では、補強材としてどちらが優れているのでしょうか? ファブリックとプレートの比較
Dr. リインフォースメント は明確に述べています: 「より優れた」素材は universally には存在せず、「より適した」選択肢があるだけです!
両者の主な違いはその特性にあります:
カーボンファイバープレート :剛性と強度に優れ、まるで複合素材の「鎧」。平らで広い「戦場」(例:橋の下面、床スラブなど)に最適で、曲げに対する耐性を大幅に向上させます。
カーボンファイバーファブリック :柔軟性と適応性に富み、まるで弾力のある「カーボンファイバーネット」。複雑な形状(柱、不整形部材など)に完全に適合し、せん断・耐震・曲げ耐性といった全方位の補強を提供します。
次の2つの要素に基づいて選択してください :
1.「地形」 : 曲面、円筒状、または不規則な形状ですか? → 繊維 があなたの頼れる解決策です。
2.「使命」 : ブリッジデッキやスラブなど、平面で大きな曲げ性能が必要ですか? → プレート の方が効率的です。
各製品はそれぞれの分野で卓越しています— 成功の鍵はプロジェクトの形状、ニーズ、目標に合った最適な解決策を選定することです! プロジェクトの形状、ニーズ、目標に合わせて適切なソリューションを提供します!
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