炭素繊維複合材ケーブル

CFCCの概要

CFCCの紹介

CFCCは炭素繊維の優れた素材特性を最大限に生かしているため、高強度、高弾性、軽量、高耐食性、非磁性、低線膨張など従来のケーブルの常識を越えた特長を発揮します。また、より線状であることからコイル巻きができますので、長尺ケーブルへの対応も可能です。

(注)取扱い上の注意
CFCCは繊維と樹脂の複合材であり、鋼材とは異なるため、有害な外傷、変形、変質等を生じさせないように留意してください。特に重たくて硬いもの、例えば金槌等のようなものを落としたり、局部的に曲げたり、火の粉を当てたりしないように十分注意してください。CFCCにそれらの損傷を与えた場合は使用しないでください。
標準仕様
CFCCの標準的な仕様は下表の通りです。
緊張材用途:CFCC
(断面形状) 単線
呼称 U 5.0Φ
直径 (mm) 5.0
実効断面積(mm2) 15.9
保証破壊荷重(kN) 40.4
単位重量/メートル(g / m) 30
弾性率(kN / mm2) 165
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 7.9Φ
直径 (mm) 7.9
実効断面積(mm2) 31.1
保証破壊荷重(kN) 79.3
単位重量/メートル(g / m) 60
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 10.8Φ
直径 (mm) 10.8
実効断面積(mm2) 57.8
保証破壊荷重(kN) 147.2
単位重量/メートル(g / m) 112
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 12.5Φ
直径 (mm) 12.5
実効断面積(mm2) 75.6
保証破壊荷重(kN) 192.5
単位重量/メートル(g / m) 146
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 15.2Φ
直径 (mm) 15.2
実効断面積(mm2) 115.6
保証破壊荷重(kN) 294.4
単位重量/メートル(g / m) 223
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 17.2Φ
直径 (mm) 17.2
実効断面積(mm2) 151.1
保証破壊荷重(kN) 385.0
単位重量/メートル(g / m) 292
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 19.3Φ
直径 (mm) 19.3
実効断面積(mm2) 186.7
保証破壊荷重(kN) 475.6
単位重量/メートル(g / m) 360
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×19 26.2Φ
直径 (mm) 26.2
実効断面積(mm2) 339.2
保証破壊荷重(kN) 864.1
単位重量/メートル(g / m) 655
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×19 28.9Φ
直径 (mm) 28.9
実効断面積(mm2) 412.5
保証破壊荷重(kN) 1,051.0
単位重量/メートル(g / m) 796
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 19本より線
呼称 1×19 34.3Φ
直径 (mm) 34.3
実効断面積(mm2) 567.0
保証破壊荷重(kN) 1,342.0
単位重量/メートル(g / m) 1,095
弾性率(kN / mm2) 145
(断面形状) 37本より線
呼称 1×37 40.9Φ
直径 (mm) 40.9
実効断面積(mm2) 798.7
保証破壊荷重(kN) 1,765.0
単位重量/メートル(g / m) 1,544
弾性率(kN / mm2) 145
補強材用途:CFCC-RC
(断面形状) 単線
呼称 U 5.3Φ
直径 (mm) 5.3
実効断面積(mm2) 17.9
保証破壊荷重(kN) 31.7
単位重量/メートル(g / m) 34
弾性率(kN / mm2) 160
(断面形状) 単線
呼称 1×7 7.2Φ
直径 (mm) 7.2
実効断面積(mm2) 32.7
保証破壊荷重(kN) 58.1
単位重量/メートル(g / m) 62
弾性率(kN / mm2) 160
(断面形状) 単線
呼称 1×7 9.7Φ
直径 (mm) 9.7
実効断面積(mm2) 59.5
保証破壊荷重(kN) 105.6
単位重量/メートル(g / m) 112
弾性率(kN / mm2) 160
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 13.0Φ
直径 (mm) 13.0
実効断面積(mm2) 83.3
保証破壊荷重(kN) 147.8
単位重量/メートル(g / m) 159
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 15.9Φ
直径 (mm) 15.9
実効断面積(mm2) 125.0
保証破壊荷重(kN) 221.7
単位重量/メートル(g / m) 238
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 18.4Φ
直径 (mm) 18.4
実効断面積(mm2) 166.7
保証破壊荷重(kN) 295.6
単位重量/メートル(g / m) 317
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×7 19.5Φ
直径 (mm) 19.5
実効断面積(mm2) 187.5
保証破壊荷重(kN) 332.6
単位重量/メートル(g / m) 357
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×19 26.8Φ
直径 (mm) 26.8
実効断面積(mm2) 354.2
保証破壊荷重(kN) 628.2
単位重量/メートル(g / m) 675
弾性率(kN / mm2) 150
(断面形状) 7本より線
呼称 1×19 29.1Φ
直径 (mm) 29.1
実効断面積(mm2) 416.7
保証破壊荷重(kN) 739.1
単位重量/メートル(g / m) 794
弾性率(kN / mm2) 150
※表中の数値は標準値であり、予告なく変更される場合があります。
CFCCの構成記号および断面形状
CFCC構造 構成記号 断面形状
単線 U
7本より線 1x7
19本より線 1x19
37本より線 1x37
端末定着具

CFCCのケーブル端部の定着方式は、現在、大きく分けると下表の3方式です。

定着方式 タイプ シンボル
定着用膨張材充填方式 CFCCが1本のケーブル​ ​ ES
CFCCを複数本束ねたケーブル EM
緩衝材付きくさび方式 CFCCが1本のケーブル​ ​ WS

※1.定着具は、当社の工場でケーブルに取り付け加工した状態で出荷されます。
※2.これらの他にも用途に応じた定着具を開発中です。

ES

EM

WS

加工製品

CFCCは、当社の工場で様々な形状に曲げ加工した製品も製作できます。
これらは、コンクリートやFRPの補強筋として利用できます。

 
標準特性
プロパティ 項目 キャラクター
理性的価値
一般機械特性​ ​​ ​ 引張強度 kN/mm2 *1 CFCC CFCC-RC
2.55 1.77
弾性係数 kN/mm2 *1 150
破断伸び(%) 1.7
比重 1.6
静的特性 リラクセーション率 (%)*2 1.3
クリープひずみ  *3 0.07x10-3
線膨張係数 (×10-6 /℃) *4 0.6
比抵抗 (µΩcm) 3,000
クリープ荷重比 *5 0.85
その他 疲労耐力 (N/mm2) *6 780
曲げ剛性 kN・cm2 56.9
耐熱性(℃) 130~180
耐酸性 スチールより優れている
耐アルカリ性 スチールとほぼ同等

※1。有効断面積を使用して値を計算しました。 (1 x 7)
※2。 0.7pu、1000時間(20±2°C)、JSCE-E534に準拠
※3。 0.6pu、1000時間(20±2°C)
※4。 20°C-200°C、JSCE-E536に準拠
※5。 JSCE-E533「連続繊維のクリープ破損の試験方法」によると、1,000,000時間で測定されたクリープ破損負荷率
※6。 JSCEE-535によると、平均応力は保証された破壊荷重の75%、2x106サイクルです。

pu:保証破壊荷重

 

CFCCの特徴

CFCCの特長 - 1

従来ケーブルの常識を越えたCFCC
  • CFCC(Carbon Fiber Composite Cable )は、炭素繊維と熱硬化性樹脂を複合化し、より合わせて成形したケーブルです。
  • 素材は、炭素繊維とエポキシ樹脂で構成したCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 直径約7μmの炭素繊維を撚り合わせたより線状のCFRPです。

CFCCの特長 - 2

CFCCは、炭素繊維の優れた素材特性を最大限に生かし、従来のケーブルの常識を越えた特長を発揮します。
軽量
比重は1.5であり、鋼材の約1/5です。
15m→2.3kg(CFCC 1×7 12.5Φ)
柔軟
より線であるため、CFRPにもかかわらず、容易にコイル状やリールに巻き取ることができます。
CFCC 1×7 12.5φの長さ約1,200mを木製リール(胴径1.2m)に巻き取った状態。
高耐食性
酸やアルカリにすぐれた耐食性を有しています。
非磁性
炭素繊維とエポキシ樹脂によるケーブルなので磁気は帯びません。
透過率
素材 比透磁率
CFCC 1.000以下 ※
非磁性PC鋼材(18Mn鋼) 1.003
鉄心 1,200

※使用測定装置の性能上1.000以下は測定不能。

低線膨張
線膨張係数は、鋼材の約1/20です。
線膨張係数
素材 線膨張係数
CFCC 0.6x10-6/℃
12.0x10-6/℃
高引張強度

CFCCの引張強度は1.4〜2.1kN / mm2.

高引張弾性

引張弾性係数は、137kN/mm2 とガラス繊維やアラミド繊維等の他のFRPに比べて高い値を示します。

※CFCC 1x7 12.5φのデータです。

高い引張疲労性

PC鋼より線を上回る疲労性を有しています。

低リラクセーション

低リラクセーションタイプのPC鋼より線と同等です。


(試験体:CFCC 1×7 12.5φ、初期荷重:(規格破断荷重の70%)、試験温度:20±2℃)
小さなクリープ伸び

ガラス繊維やアラミド繊維等の他のFRPに比べて小さく、鋼材ケーブルと同程度です。