(57)【要約】型枠はコンクリート構造物において多大な費用がかかる要素の一つである。本発明は、組立式フェロセメントパネルを用いた容易かつ単純な新しい型枠工法を提供する。組立式フェロセメントパネルは工場で作製され、建設現場に運ばれる。２つで一対のパネルをそれぞれの両端をボルトによって固定する。型枠の組立中またはコンクリートの打設中に柱脚・柱頭が動かないようにフェロセメント接続プレートを用いる。組立式フェロセメント型枠は数層のワイヤーメッシュから構成され、コンクリート打設後、脱型する必要がないため、ＲＣ柱の強度、剛性および靭性を高めることができる。本発明は正方形・長方形の断面を持つＲＣ柱の地上部分の型枠として適用できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＣ柱に用いるフェロセメント型枠は以下のことが必要となる。
・チャンネル型フェロセメントパネルは径（ｄｗ）の小さいワイヤーメッシュで補強する。
径は１．０≦ｄｗ≦１．５とする。
・チャンネル型フェロセメントパネルの両端は他のパネルと組み立てる事ができる構造とする。
・チャンネル型フェロセメントパネルはよい品質を保つために工場で組み立てるものとする。
【請求項２】
チャンネル型フェロセメントパネルは、ワイヤーメッシュを適当な枚数重ね、モルタルを打設して製造するものとする。
【請求項３】
チャンネル型フェロセメントパネルのワイヤーメッシュの断面積の割合は、ＲＣ柱全体の断面積に対して１．５〜４％とする。
【請求項４】
フェロセメント型枠は他の型枠とボルトで接続される。
【請求項５】
型枠組立時やコンクリート打設時において、フェロセメント型枠はボルト及び接続プレートを用いて動かないように固定する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は組立式のフェロセメントパネルの作製及び設置に関連している。この組立式フェロセメントパネルはコンクリート柱の型枠となり、脱型する必要がない。ここに示す発明は材料にフェロセメントを使用しており、薄肉の構造が可能で、耐久性および品質がよく、高い強度を示す常設型枠である。
背景技術
一般に、コンクリートの型枠として木製の型枠が使用されている。しかし、熱帯雨林の保護運動が活発となり、近年では材料である木材は入手し難くなっている。更にコンクリート打設後木製型枠は取り外され、再利用にも限度があることから、木材が無駄となり、木製型枠を用いるには費用がかかる。
木材の代わりに鉄板や合成板、合成樹脂シートなどがコンクリートの型枠として使用される場合もある。これらの材料を用いた型枠は作製するコンクリートの形状によって組み立てられ、コンクリートが打設される。コンクリートが硬化した後、型枠は木製型枠と同様に取り除かれる。上記の方法を用いた場合、型枠の組立および解体作業に多くの労働力・道具が必要となりリスクも大きい。そのうえ、使用後の型枠を保存するための輸送、保管場所、保管中の管理が必要となり、更に費用が増大する。
このような問題を解決するために、型枠を取り外す必要がない様々な方法が提案されてきた。例として、日本特許出版Ｎｏ．２−１７８４２１ＡやＮｏ．１０−１９５２Ａがある。しかし、これらの常設型枠は、フレームを組み立てるのに時間がかかるという問題がある。
発明の開示
この発明の目的は、これまで鉄筋コンクリート（ＲＣ）柱に利用されてきた型枠の代替となる、組立式フェロセメントパネルを使用した常設型枠を提供することである。この型枠はコンクリートの硬化後取り外す必要がなくＲＣ柱の一部とすることができ、従来の型枠に比べ手間がかからない。
また、ＲＣ柱の高さによってフェロセメントパネルの厚さやワイヤーメッシュの量を調節することができることも、この発明の利点として挙げられる。フェロセメントパネルが十分なワイヤーメッシュの量を含み良質なセメントペーストを使用した場合、型枠の強度を向上させることが可能であり、結果的にＲＣ柱の強度、剛性および靭性を高めることができる。モルタルの中に埋め込むワイヤーメッシュの大きさや量はフェロセメントパネルの形状により自由に決められる。
本発明はＣ型チャンネルの形状の組立式フェロセメントパネル２つを１対とし、これから構成される常設型枠を提供する。個々のフェロセメントパネルは、柱の大きさや建設現場で採用される建設方法に応じて大きさが決められ、２つのフェロセメントパネルを組み立てるために両端にはボルト孔がある。工場において作製されたフェロセメントパネルは、建設現場に運ばれ、必要なサイズに組み立てられる。フェロセメントパネルは工場で製造できる為、建築物が安価で迅速に建設できるだけでなく、よりよい品質管理ができ耐久性が高い。
上述のように、１対のフェロセメントパネルは、それぞれの両端をボルトで固定する。フェロセメントパネルの質量はその大きさ（高さ）によって決まるため、数人の労働者で扱う大きさにすることができ、重機を使用する必要がない。また、現場での組立方法によっては、この組立式フェロセメント型枠は鉄筋工事と同時にもしくは鉄筋工事終了後に組み立てることができる。
柱の上部となる部分のパネルと下部のパネルは、型枠の内側から接続プレートを使用して接続する。接続プレートも、フェロセメントで作ることができる。この接続プレートはボルトで固定することにより、型枠の組立時及びコンクリート打設時にフェロセメントパネルが動かないように固定することが可能である。
【図面の簡単な説明】図１は組立式フェロセメント型枠を用いて作製された柱およびその断面を示している。
図２は図１で示したパネルの組み合わせ方法における幾つかの例を断面図で示している。
図３は型枠パネルの組立順序とともに、組立式フェロセメント常設型枠の組立方法を示している。
図４はフェロセメントパネルに直接荷重がかからないように設けるギャップについて示している。
図５は組立式フェロセメント型枠の組立方法の例を示している。
図６は代表的な組立式フェロセメントパネルの断面詳細図である。
図７は組立式フェロセメントパネルを示している。
図８は試験体の詳細図を示している。
図９は代表的な試験体の応力−ひずみ曲線を示している。
具体的な説明
組立式フェロセメント型枠（１０）は、幾つかのチャンネル型フェロセメントパネルからなる一組のフェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）、フェロセメント接続プレート（６）、そして鋼ボルト（８）から成る（図１，２，３参照）。チャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）をボルト（８）で固定してボックス型型枠｛（１１×２枚）または（１１×２枚＋１１＋１２×２枚）または（１３×４枚）または（１４×２枚）｝を作り、他のボックス型型枠にボルト（８）で固定する。図７に示すようにボルト孔（９）は、一様な力で固定するためにチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）の高さ方向に均等な間隔で設ける。図２のように構成されたボックス型型枠にコンクリート（１９）を打設する。ＲＣ柱の断面積に対するワイヤーメッシュ（１５）の断面積の比は、型枠の役割に応じて１．５％〜４％とする。
鋼製ワイヤーメッシュ（１５）の層を含む組立式フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）を用いると、より薄い常設型枠を作ることができるため、ＲＣ柱（３）の断面積は従来のものに比べそれほど変わることはない。さらに、組立式フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）は工場で作られるため、良質なフェロセメントパネルを作ることが可能である。
本発明のＲＣ柱の断面は、従来のものと形状はほぼ同じであるが、この常設型枠によりＲＣ柱は側面が拘束されるため、よりよい特性及び挙動を示している。常設型枠を用いることで、柱の軸方向の圧縮強度が増加し、靭性を高め、また主筋の座屈を抑制する効果がある。さらに工場生産による良質なチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）がかぶりの一部または全部なので、従来の現場施工によるＲＣ柱のかぶりに比べ、品質が良いので、主筋の錆びを抑制する効果に優れている。
組立方法は次に示す順に行う。
ａ）主筋やフープ筋などのＲＣ柱の鉄筋を組み立てる。
ｂ）型枠パネル｛（１１×２枚）または（１１×２枚＋１２×２枚）または（１３×４枚）または（１４×２枚）｝をボックス型（１０）に組み立てる。
ｃ）ボックス型に組み立てた型枠パネルの中にコンクリート（１９）を打設する。
図２に示すように、適当な大きさや形状の組立式型枠になるように、チャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）は様々な組み合わせ方がある。コンクリート（１９）はチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）の断面から成る箱型の内側に上部から打設する。図３のように、ボックス型の組立式フェロセメント型枠（１０）に用いるフェロセメント接続プレート（６）は、工場で製造できる。フェロセメント接続プレート（６）は、主に型枠の組立時やコンクリート（１９）打設時におけるフェロセメントボックスの回転を抑制する働きがある。
図４に示すように、ギャップ（５）を作る為の型枠に使用する材料は、コンクリート打設時に加わるコンクリートの荷重と、フェロセメント型枠の自重に耐えられる木材や鋼板のような材料を使用する。ギャップを作るスペーサー（２０）を固定する（２１）にはどんな材料を用いても良い。型枠の高さ（Ｌ）は、図１及び図４に示すように階高から上下のギャップ部分（５）の幅を除いた長さとなる。
図５に、重機を使用した場合の組立式フェロセメント型枠の設置方法を示す。トラス等の型枠を支持する部材は省略した。また、明瞭にするために各々のボックス型型枠（１０）の接続部分や接続プレート（６）も省略した。
フェロセメントボックスによって拘束されたコンクリートの強度・挙動を調べるために、正方形の断面を持つ１７体の試験体を用いて実験を行った。試験体３体は従来の木製型枠を用いた試験体とし、その他はフェロセメントパネルを型枠として用いた試験体とした。フェロセメントパネルを用いた試験体はＡおよびＢの２つのグループに分けられ、それぞれのグループは２つのシリーズ（Ａ−１、Ａ−２；Ｂ−１、Ｂ−２）に分けられる。図８−ａに示すように、グループＡの試験体はボックス型のフェロセメントパネルを型枠として使用した。一方、グループＢではチャンネル型の断面を持つフェロセメントパネルを組み合わせた型枠を使用した（図８−ｂ参照）。Ａ−２では、直径２ｍｍの鋼棒４本を主筋として試験体の四隅に配置した。これらの主筋の強度は無視するものとした。また、Ａ−２の試験体はワイヤーメッシュに加え、直径２ｍｍのフープ筋によって補強した。Ｂ−１、Ｂ−２及びＡ−１においては、ワイヤーメッシュのみで補強した。ここで、グループＡ、Ｂの試験体はそれぞれ、ワイヤーメッシュの層数を変えることによって補強の程度を調節した。
モルタルにはポルトランドセメントと１．２１８ｍｍのふるいを通った砂を１：３．５の割合で使用した。モルタルの２８日強度の平均は１５ＭＰａである。本実験において使用されるワイヤーメッシュは亜鉛メッキされた直径１．０ｍｍのワイヤーが１０．０ｍｍ間隔で格子状に溶接したメッシュである。フェロセメントボックスは次の手順で作製される。まず、ワイヤーメッシュを必要な大きさに切り出し、木製ハンマーでたたいて平らにする。次に、平らにしたワイヤーメッシュを折り曲げて形作っていく。次に、ワイヤーメッシュに４回に分けて同じ調合のモルタルを打設する。フェロセメント部の厚さは８ｍｍとした。シリンダー及びフェロセメントは打設後２４時間硬化させ、湿らせた布を被せて養生した。４面全てが硬化した後、湿らせた布を用いて６日間養生し、その後気中養生とした。コンクリート柱は断面１２０×１２０ｍｍ、高さ２４０ｍｍで、フェロセメント型枠は１面が幅１３６×高さ２３０ｍｍとした。フェロセメントボックスに軸力が直接加わらないように５ｍｍのギャップを試験体の上下部に設けた。試験体と同じバッチより直径１００×高さ２００ｍｍのシリンダーを打設し、試験体と同様に養生を行った。載荷は軸方向に力を加える圧縮試験を行った。コンクリートの２８日強度は３５ＭＰａであった。
図９に示すように、フェロセメントパネルを用いた試験体は用いていないものに比べ、圧縮強度が２０〜３０％ほど増加している。また、木枠型枠を用いた試験体は最大強度に達した直後に脆性破壊したのに対し、フェロセメント型枠を用いた試験体は徐々に強度が低下し、コンクリート柱の急激な応力低下を防ぐことができた。フープ筋とフェロセメントパネルを用いたものとフェロセメントのみを用いたものの補強の程度が同等である場合、フープ筋とフェロセメントパネルを用いた試験体は、フェロセメントパネルのみを用いた試験体と比較すると、高い圧縮強度や靭性が得られた。十分なワイヤーメッシュの量とフェロセメントパネルを固定するボルトの間隔が適切な場合、チャンネル型フェロセメントパネルを組み立てた型枠の試験体はボックス型フェロセメントパネルを用いた試験体と同等の圧縮強度や靭性が得られた。
ここで本発明の具体的な説明から、本発明はここで記した説明に限らず、本発明の範囲の中で様々な可能性があると考えられる。
【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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【国際調査報告】
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