(57)【要約】【課題】コンクリートスラブ等のコンクリート構造物内に埋設されるボイド構造体及びコンクリート部材の製造方法を提供する。【解決手段】平行な複数の線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂを縦横に組み合わせて網状に構成された一対の規定部材８ａ、８ｂで、複数の球形ボイドＡを挟んで保持し、一対の規定部材８ａ、８ｂの間に連結部材７１を設けて、保持状態で固定したボイド構造体１を構成する。このボイド構造体１の規定部材８ａ、８ｂに鉄筋４ａ、５ａ、４ｂ、５ｂを添わせることによって、上端筋と下端筋との間隔を規定するとともに、線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂの配置間隔を調整することにより、上端筋と下端筋との間隔を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート内に埋設されてコンクリート部材の軽量化を図る球状ボイドと、
複数の平行に配置された縦材と複数の平行に配置された横材とを交差させることで網状に構成され、網目内にボイド球面の一部を収容することで、二次元方向に所定間隔で配置された複数の前記ボイドを両側から挟んで保持する一対の規定部材と、
前記一対の規定部材を連結し、前記複数のボイドを前記一対の規定部材で挟んだ状態を維持する連結部材とを有するボイド構造体であって、
前記一対の規定部材の一方に上端筋を、他方に下端筋を各接触させ、ボイドの隙間に位置するように配置することによって、コンクリート部材内における上端筋と下端筋との間隔を規定することを特徴とするボイド構造体。
【請求項２】
コンクリート部材の型枠内に、スペーサを介して複数の第１鉄筋を配置し、
その上から、
コンクリート内に埋設されてコンクリート部材の軽量化を図る球状ボイドと、
複数の平行に配置された縦材と複数の平行に配置された横材とを交差させることで網状に構成され、網目内にボイド球面の一部を収容することで、二次元方向に所定間隔で配置された複数の前記ボイドを両側から挟んで保持する一対の規定部材と、
前記一対の規定部材を連結し、前記複数のボイドを前記一対の規定部材で挟んだ状態を維持する連結部材とを有するボイド構造体を、前記第１鉄筋がボイドの間に位置するように載置し、
さらに、ボイド構造体の上側規定部材上に、複数の第２鉄筋をボイドの間に位置するように複数載置し、
その後、型枠内に生コンクリートを打設するコンクリート部材の製造方法。
【請求項３】
前記縦材と前記横材の配置間隔を調整することによって、第１鉄筋と第２鉄筋の間隔を調整する請求項２に記載のコンクリート部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートスラブ等のコンクリート構造物内に埋設されるボイド構造体及びボイド構造体及びコンクリート部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡スチレン等からなる矩形、球体等に形成されたボイドと称される成形物をコンクリートスラブ内に埋設したコンクリートスラブが公知となっている。このコンクリートスラブは、内部に埋設されたボイドによってスラブ全体の軽量化が図られ、この軽量化によって床スラプの面積を大きく取ることが出来る等の利点を有する。
【０００３】
このようなコンクリートスラブにおいて、留意する点は以下の点である。
１）スラブの強度を維持させるために、鉄筋の周囲に十分なコンクリートが存在する必要があり、ボイド表面と鉄筋の距離が所定距離以上離れていなければならないため、ボイドと鉄筋との位置関係を正確に設定する必要があること。
２）生コンクリートに対するボイドの比重が極めて小さいので、コンクリート打設時にボイドに浮力が作用する。このため、生コンクリート打設時には、ボイドが動かないように、浮力に抗してボイドの位置を確実に固定する必要があること。
以上のような問題点を解消するために、特許文献に記載されているようなボイド構造体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７６３０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えばボイドが埋設されるコンクリートスラブには、厚さの異なる複数のスラブが存在する。この場合、スラブの厚さに応じて、鉄筋を埋設する位置を変える必要が生じる。具体的には、下端筋と上端筋の間隔をスラブの厚さに応じて変える必要がある。従来では、生コンクリートを流し込む型枠の底面と下端筋との間、及び同じく底面と上端筋との間に、それぞれスペーサを配置して、下端筋と上端筋の間隔を規定していた。また、既述のように、ボイドの鉄筋との距離も所定置以上に離す必要があるため、スラブ厚に応じてボイド構造体と型枠底面との間に介挿されるスペーサの高さも変える必要があった。
【０００６】
このように、生コンクリートを流し込む際には、下端筋と上端筋を支えるスペーサと、ボイド構造体を支えるスペーサをそれぞれ用意する必要があり、かつ、これら３種類の各スペーサについて、スラブ厚に応じた複数種類の高さのスペーサを用意する必要があった。
この発明は、コンクリートスラブ等のコンクリート構造物内に埋設されるボイド構造体及びコンクリート部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
（１）コンクリート内に埋設されてコンクリート部材の軽量化を図る球状ボイドと、
複数の平行に配置された縦材と複数の平行に配置された横材とを交差させることで網状に構成され、網目内にボイド球面の一部を収容することで、二次元方向に所定間隔で配置された複数の前記ボイドを両側から挟んで保持する一対の規定部材と、
前記一対の規定部材を連結し、前記複数のボイドを前記一対の規定部材で挟んだ状態を維持する連結部材とを有するボイド構造体であって、
前記一対の規定部材の一方に上端筋を、他方に下端筋を各接触させ、ボイドの隙間に位置するように配置することによって、コンクリート部材内における上端筋と下端筋との間隔を規定することを特徴とするボイド構造体。
【０００８】
（２）コンクリート部材の型枠内に、スペーサを介して複数の第１鉄筋を配置し、
その上から、
コンクリート内に埋設されてコンクリート部材の軽量化を図る球状ボイドと、
複数の平行に配置された縦材と複数の平行に配置された横材とを交差させることで網状に構成され、網目内にボイド球面の一部を収容することで、二次元方向に所定間隔で配置された複数の前記ボイドを両側から挟んで保持する一対の規定部材と、
前記一対の規定部材を連結し、前記複数のボイドを前記一対の規定部材で挟んだ状態を維持する連結部材とを有するボイド構造体を、前記第１鉄筋がボイドの間に位置するように載置し、
さらに、ボイド構造体の上側規定部材上に、複数の第２鉄筋をボイドの間に位置するように複数載置し、
その後、型枠内に生コンクリートを打設するコンクリート部材の製造方法。
【０００９】
（３）前記縦材と前記横材の配置間隔を調整することによって、第１鉄筋と第２鉄筋の間隔を調整する上記（２）に記載のコンクリート部材の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明によれば、本発明のボイド構造体の両側に配置されている規定部材に、上端筋と下端筋を添わせることによって、上端筋と下端筋との距離をボイド構造体で規定することができ、上端筋を型枠内で支えるスペーサやボイド構造体を支えるスペーサを省略することができる。このため、コンクリート部材の製造コストの低減や製造期間の短縮を図ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、規定部材を構成する縦材と横材との配置間隔を調整することで、網目内に収まる球状ボイドの球面の面積を調整し、ボイドを挟む一対の規定部材の間隔を変更できるので、コンクリート部材の厚さに応じて、上端筋と下端筋との間の距離を任意に変更できる。このため、コンクリート部材の厚さに応じた高さのスペーサを用意することが不要となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のボイド構造体の全体斜視図である。
【図２】ボイド構造体の断面側面図と同じ部位の平面図である。
【図３】ボイド構造体の部分平面図である。
【図４】ボイド構造体において装着されている連結部材の側面図である。
【図５】ボイド構造体を埋設したコンクリート部材の断面図である。
【図６】連結部材の他の構成を示す全体斜視図である。
【図７】連結部材の他の構成における平面図である。
【図８】連結部材の他の構成における、装着された状態における断面平面図である。
【図９】ボイド構造体の部分拡大平面図である。
【図１０】壁材用の型枠を組み立てる際の分解斜視図である。
【図１１】ボイド構造体の他の構成例を示す全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の好適実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ボイド構造体１の全体斜視図である。図２は、ボイド構造体１の部分側面断面図と部分平面図である。
ボイド構造体１は、縦横に平行に配置された縦材と横材である線材８１ａ、８２ａによって網目状に形成された第１の規定部材８ａと、同じく線材８１ｂ、８２ｂによって網目状に形成された第２の規定部材８ｂと、複数のボイドＡと、前記第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂの間に設けられ、両者を連結する連結部材７１とを備えている。第１の規定部材８ａを構成する複数の線材８１ａは、縦方向に平行に配置され、複数の線材８２ａは、横方向に平行に配置され、線材８１ａと線材８２ａは、直角に交差し、交差する部分は、溶接によって相互に固定されている。このように、隣接する線材８１ａ、８１ａと隣接線材８２ａ、８２ａによって、矩形の枡目が形成される。
【００１４】
この升目に、ボイドＡの球面の一部が収容される。該升目がボイドＡを保持するために、隣接する線材８１ａ、８１ａの配置間隔は、少なくともボイドＡの直径よりも小さくなっている。隣接する線材８２ａ、８２ａの配置間隔も同様である。ボイドＡを収容する升目８３ａは、一対の線材８１ａ、８１ａと、一対の線材８２ａ、８２ａで構成され、規定部材８ａにおいては、１つおきに升目８３ａが配置される構成となり、升目８３ａの間に位置する升目８４ａ、８５ａに対応する位置には、後述するように、主筋下端鉄筋５ａ、配力筋下端鉄筋４ａが接触する。
【００１５】
第２の規定部材８ｂは、上記第１の規定部材８ａと同じ構成であって、複数の線材８１ｂは、縦方向に平行に配置され、複数の線材８２ｂは、横方向に平行に配置され、線材８１ｂと線材８２ｂは、直角に交差し、交差する部分は、溶接によって相互に固定されている。また、図２に示されているように、隣接する線材８１ｂ、８１ｂと隣接線材８２ｂ、８２ｂによって、矩形の枡目が形成される。この升目に、ボイドＡの球面の一部が収容される。該升目がボイドＡを保持するために、隣接する線材８１ｂ、８１ｂの配置間隔は、少なくともボイドＡの直径よりも小さくなっている。隣接する線材８２ｂ、８２ｂの配置間隔も同様である。ボイドＡを収容する升目８３ｂは、一対の線材８１ｂ、８１ｂと、一対の線材８２ｂ、８２ｂで構成され、規定部材８ｂにおいては、１つおきに升目８３ｂが配置される構成となり、升目８３ｂの間に位置する升目８４ｂ、８５ｂに対応する位置には、図３に示されているように、主筋下端鉄筋５ｂ、配力筋下端鉄筋４ｂが接触する。
【００１６】
第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂは、平行に配置され、その間にボイドＡが保持される。ボイドＡは、相互に平行に配置された第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂの間において対向する位置にある升目８３ａ、８３ｂに、対向する外周面が収容された状態で保持されている。
各升目８３ａ、８３ｂは、縦横の線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂに沿って縦横に配置され、これ沿ってボイドＡも二次元的（平面状に）にほぼ等間隔に配置される。複数のボイドＡを挟んで保持している第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂの間には、図４に示されているように、連結部材７１が設けられている。この実施形態における連結部材７１は、本体７１０と、本体７１０の両端に設けられている係合部７１１、７１２とを有している。連結部材７１は、金属線材の両端を変形さることにより構成されている。係合部７１１、７１２は、線材の両端を直角に屈曲させ、更にその先端を本体７１０に平行となるように、それぞれ基端方向に屈曲させて構成される。係合部７１１、７１２は、それぞれフック形状に形成されており、係合部７１１、７１２の一方に第１の規定部材８ａを構成する線材８１ａ、８２ａが、他方に、第２の規定部材８ｂを構成する線材８１ｂ、８２ｂが掛けられる。
【００１７】
本体７１０の全長は、第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂとの間隔よりも若干短く構成されており、線材をお互いの方向に若干撓ませた（撓み量δ）状態で、第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂとを連結する。線材が弾性変形した状態で連結部材７１が係合されるので、容易に連結部材７１が外れることなく、ボイドＡの第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂによる保持が確実となる。
このような連結部材７１は、図１に示されているように、ボイドＡが配置されている平面内において、複数配置され、隣接する連結部材７１の距離がほぼ等しくなる位置に（配置位置が均一となる位置に）設けられる。
【００１８】
以上のようにボイド構造体１が構成され、ボイド構造体１は、複数のボイドの全体の位置関係が固定され、全体として一体とした構造体となり、コンクリートの型枠内に鉄筋５ａ、４ａ、５ｂ、４ｂと共に収納した後、生コンクリートを投入することにより、図５に示されているように、ボイドを埋設したコンクリート部材であるスラブ９３が作られる。
コンクリート部材の強度を確保するためには、鉄筋の周囲に十分なコンクリートの領域を確保するため、鉄筋とボイド表面との距離を十分な距離に保つ必要がある。このボイド構造体１を型枠内に設置した場合、ボイド構造体１の規定部材８ａ、８ｂを構成する線材８２ａ、８２ｂに、鉄筋４ａ、４ｂを交差させて添わせることによって、鉄筋４ａ、４ｂ及び鉄筋５ａ、５ｂとボイドＡの表面との距離を適正な距離に配置させることが容易となる。
【００１９】
つまり、格子状に構成された一対の規定部材によって、ボイドが保持されていることによって、ボイドは、縦横方向に等間隔で正確に配置されており、ボイドの列の間に鉄筋を配置すれば、いずれのボイドに対しても適正な距離を保った位置に鉄筋を容易に位置させることができる。また、各ボイドは、一対の規定部材８ａ、８ｂによって、確実に保持固定されているので、生コンクリートの打設時にボイドが動いて鉄筋との距離が変動し、ボイドが鉄筋に近づいて、鉄筋周りのコンクリート領域が減ってしまう、といった不都合が生じにくい。
【００２０】
更に、生コンクリート打設時において、バイブレータを使って規定部材を振動させることによって、生コンクリートの内部まで振動を伝達させることができ、隅々まで生コンクリートを流入させることがき、コンクリート打設時のジャンカ抑制が可能となる。また、規定部材を構成する線材の材質は、鉄筋を載せた場合に破損や大きく変形しない程度の強度を有するものであれば、特に限定されるものではない。ただし、規定部材を構成する線材を、引張強度の高い材質で構成することによって、生成されたコンクリート材の引張強度を補強することができる。
【００２１】
また、配置される鉄筋の径が太くなり、或いは鉄筋の本数が増えること等によって、鉄筋とボイドとの距離を変更する必要が生じた場合には、或いは、スラブなどのコンクリート部材の厚さが変更された場合、ボイドＡを保持する升目８３ａ、８３ｂを構成する縦横の線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂの間隔を調整することによって、ボイドＡに対する鉄筋４ａ、４ｂ及び鉄筋５ａ、５ｂの位置や、規定部材８ａと規定部材８ｂとの距離を変更することができる。図２における想像線で示す線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂの位置は、間隔を狭くして升目８３ａ、８３ｂの大きさを小さくすることで、第１の規定部材８ａと第２の規定部材８ｂの距離を大きくしｈ２＜ｈ１、ボイドＡと鉄筋４ａ、４ｂ及び鉄筋５ａ、５ｂとの距離を拡大することができる。
以上のようなボイド構造体１は、アールシーボイド床、アールシー壁、マッドスラブ、ピーシー壁などのコンクリート部材に用いることができる。
【００２２】
コンクリート部材であるスラブに本発明のボイド構造体１を用いる場合について、図５に基づいて説明する。矩形の内法形状を有する型枠Ｆの底部に、所定間隔で複数のスペーサＳＰを配置し、鉄筋で組みつけられた格子体である下端筋をスペーサＳＰの上に載せる。格子体は、相互に平行に配置された主筋下端鉄筋５ａと、相互に平行に配置された配力筋下端鉄筋４ａとを直交させ、交差部分を結束線で結束して構成される。配力筋下端鉄筋４ａに規定部材８ａの線材８２ａが交差して接触するように載置する。配力筋下端鉄筋４ａと主筋下端鉄筋５ａは、それぞれボイドＡの隙間の中間位置となるように、配力筋下端鉄筋４ａと主筋下端鉄筋５ａの配置位置及びボイドＡの配置位置が決められている。
【００２３】
そして、ボイドＡの間の線材８２ｂの上に主筋上端鉄筋５ｂを載せ、さらにこれに交差させて配力筋上端鉄筋４ｂを載せる。主筋上端鉄筋５ｂと配力筋上端鉄筋４ｂは、ボイドＡの隙間の中間位置となる位置に載置される。次に、型枠に生コンクリートを打設する。打設した生コンクリートが硬化することで、ボイド構造体１が埋設されたコンクリート部材であるスラブ９３が構成される。
【００２４】
スラブの厚さを変更する場合には、既述のように、線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂの配置間隔を調整することによって、規定部材８ａと規定部材８ｂとの距離を調整し、最終的に主筋上端鉄筋５ｂ、配力筋上端鉄筋４ｂと、主筋下端鉄筋５ａ、配力筋下端鉄筋４ａとの距離を調整することができる。
【００２５】
図６は、連結部材７１の他の構成を示す斜視図である。連結部材７１の係合部７１１と係合部７１２は、相互に直角を成す方向に向けて屈曲形成されている。そして、係合部７１２の先端部は、係合部７１１方向に延長し、更にその先端部を直角に湾曲させたフック状の係合部７１３を形成する。係合部７１３の湾曲方向は、本体７１０に直角に交差する平面内において、係合部７１１に対して反対方向であって、係合部７１２に対して鋭角を構成する方向に向けて形成されており、係合部７１１を含む平面と、係合部７１３の先端部との距離Ｗは、線材８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂの太さＤ１よりも大きくなるように形成されている。
【００２６】
図６、図７に示されているように、連結部材７１を装着する場合、最初に係合部７１２を一方の線材８２ａに係合させる。この際、係合部７１１と線材８２ｂが平行となる姿勢で、係合させる。次に、本体７１０を軸として係合部７１１を回転させ、係合部７１１を他方の線材８２ｂに係合させる。図８に示されているように、この際、係合部７１２も回転し、係合部７１３が線材８２ａの上に移動し、係合部７１２と係合部７１３で線材８２ｂを挟む状態となる。このような構成とすることによって、生コンクリートの打設時の振動等によって、連結部材７１が規定部材８ａ、８ｂから外れるといった不都合が抑制される。
【００２７】
床面の広いスラブを作成する場合には、ボイド構造体１を繋げることが必要となる。４つのボイド構造体を繋げる構成について、図９に基づいて説明する。図９に示されているように、各４つのボイド構造体の規定部材８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３、８ｂ４の角と、端部に位置する線材８１ｂｅ１と線材８１ｂｅ４、線材８１ｂｅ２と線材８１ｂｅ３、線材８２ｂｅ１と線材８２ｂｅ２、線材８２ｂｅ３と線材８２ｂｅ４とを重ね合わせ、重ね合された２本の線材を結束線７３で結束する。端部の線材８１ｂｅと隣接する線材８１ｂとの距離は、線材８１ｂの配置間隔の１／２に設定されており、端部の線材８２ｂｅと隣接する線材８２ｂとの距離は、線材８２ｂの配置間隔の１／２に設定されているので、ボイド構造体の連結部分のボイドＡの間隔は、他の部分の間隔と同一となる。
【００２８】
次に、壁材にボイド構造体１を埋設する場合について、図６に基づいて説明する。壁材を構成する場合には、壁を構成する型枠の片側の枠壁６１に対して、スペーサ（図示せず）を介して縦筋５ａと、横筋４ａとからなる鉄筋を壁に沿わせて配置し、さらに、本発明のボイド構造体１を、第１の規定部材８ａを上記鉄筋に沿わせて配置する。最上端の横筋４ａ１と、規定部材８ａを構成する最上端の線材８２ａ１との間に上側係止部材７２を掛ける。係止部材７２は、両端にフックが設けられており、一方のフックが横筋４ａ１に、他方のフックが線材８２ａ１に引っ掛けられる。このような上側係止部材７２によって、ボイド構造体１が型枠内での落下が防止され、上下方向での位置が固定される。
【００２９】
また、最下端の横筋４ａ２と、規定部材８ａを構成する最下端の線材８２ａ２との間にも下側係止部材７２が掛けられる。この下側係止部材７２は、生コンクリートを打設時において、ボイドＡの浮力によって、ボイド構造体１が浮き上がることを防止する。以上のように取り付けられたボイド構造体１に対して、更に、縦筋５ｂと、横筋４ｂとからなる鉄筋を、線材８２ｂに接触するように重ねて配置し、更にスペーサを介して他方の枠壁を重ね最終的に生コンクリートを流し込む枠体を構成する。
生コンクリートを枠体内に打設する際には、同時に規定部材にバイブレータで振動を与えることで、ジャンカを回避することが可能となる。
【００３０】
以上説明した、ボイド構造体の構造の他、図１１に示されているように、例えば、一対の規定部材８ａ、８ｂの構成を、一方の規定部材を縦方向の線材８１ａのみで構成し、他方の規定部材を横方向の線材８２ｂのみで構成しても良い。このような構成としても、一対の規定部材８ａ、８ｂの間にボイドＡを保持して、位置決めすることができ、線材の配置間隔を調整することで、一対の規定部材８ａ、８ｂの間隔を調整することができる。
【００３１】
また、規定部材の構成を縦横に直交する線材によって構成せず、３方向から相互に６０度で交差する３組の複数の線材で、構成してもよい。この場合には、線材の間に形成される升目の形状は、３角形となり、３角形の升目の中にボイドＡの外周面の一部が保持されることとなる。
【００３２】
ボイド形状は、上記実施形態は球体であるが、真球から楕円球までいずれでもよく、上下端がドーム（半球）状の円柱形状など、曲面で囲まれた立体形状であることが好ましい。また、直方体等の平面を有する立体形状でもよい。また、材質は、少なくともコンクリートよりも軽量であり、生コンクリートの重量によって大きく変形しない程度の強度を有することが好ましい。例えば、発砲スチロール等の樹脂、中空容器等であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ボイド構造体
４ａ、４ｂ  鉄筋
５ａ、５ｂ  鉄筋
７１  連結部材
７２  係止部材
８ａ、８ｂ  規定部材
Ａ  ボイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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