(57)【要約】【課題】複数のボイドが所定位置に精密に配置した状態で固定されたボイド構造体を提供することによって、ボイドのコンクリート構造物内への埋設作業を容易にする。【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保持部材８ａ、８ｂで、複数の球形ボイドＡを挟んで保持し、一対の保持部材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の保持部材８ａ、８ｂに鉄筋４ａ、５ａ、４ｂ、５ｂを添わせることによって、鉄筋に対すボイドＡの位置決めを容易とし、打設作業を効率化する。【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してコンクリート部材の軽量化を図るボイドと、
二次元的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、一対の保持部材と、
前記一対の保持部材を連結し、前記複数のボイドを挟んだ状態で維持する連結部材とを有し、
前記保持部材は、所定間隔で配置された複数の線材で構成され、前記線材の配置間隔によって前記ボイドの配置間隔が規定されていることを特徴とするボイド構造体。
【請求項２】
前記一対の保持部材の内、
一方の保持部材は、横方向の平行な線材で構成され、
他方の保持部材は、縦方向の平行な線材で構成されている請求項１に記載のボイド構造体。
【請求項３】
前記一対の保持部材の内、少なくとも一方の保持部材は、複数の縦材と複数の横材を交差させることで構成されている請求項１又は２に記載のボイド構造体。
【請求項４】
前記ボイドは、球体である請求項１〜３のいずれか１に記載のボイド構造体。
【請求項５】
コンクリート埋設時に、前記線材に鉄筋を添わせることで、前記ボイド表面と鉄筋との距離が所定長さ以上に確保されている請求項１〜４に記載のボイド構造体を備えたコンクリート部材。
【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コンクリート部材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。
【０００４】
一方、コンクリートスラブ施工の省力化のため、工場で製作したハーフプレキャストコンクリート板を現場で兼用型枠として配置し、その上面に上端配筋を行い、現場打ちコンクリートを打設してコンクリートスラブを構成する工法が行われている。このようなハーフプレキャスト工法においても、ハーフプレキャストコンクリート版に予めボイドを設置したタイプのものが提案されている。但し、球体ボイドについては、国内ではハーフプレキャストコンクリート版へ設置したタイプのものは実行化されていない。その理由は、ボイド率を確保する為には、ハーフプレキャスト版の中に、ボイドを１０〜２０ｍｍ程度埋め込む必要があり、製造上大掛かりとなる恐れがあり、実質的に困難であるためであった。また、ハーフプレキャスト版とトップコンクリートとの一体性を確保するための接合筋などの対応が困難であった。
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されているように、ハーフプレキャスト版において、生コンクリート打設の際に、ボイドを生コンクリート内に押し込んで、固まったコンクリートでボイドを固定した構造のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１５６２２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記留意点で挙げられているように、浮力に抗しながら、個々の球体ボイドを生コンクリート内に没入させた状態を維持しつつ、生コンクリートを硬化させる作業は、容易ではない。さらに、上記特許文献１に記載さている技術では、ボイドを保持した装置で、ボイドを生コンクリート内へ強制的に押し込む構成が開示されているが、大掛かりな装置となり、イニシャルコストが高価となるといった問題があった。さらに、ボイドの保持が不十分であると、生コンクリートを打設時においてボイドが移動し、鉄筋にボイドが近づくことで、鉄筋周りに十分なコンクリート領域を確保できず、かえって強度の低下を招くといった問題もあった。
【０００８】
この発明は、複数のボイドが所定位置に精密に配置した状態で固定されたボイド構造体を提供することによって、ボイドのコンクリート構造物内への埋設作業を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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してコンクリート部材の軽量化を図るボイドと、
二次元的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、一対の保持部材と、
前記一対の保持部材を連結し、前記複数のボイドを挟んだ状態で維持する連結部材とを有し、
前記保持部材は、所定間隔で配置された複数の線材で構成され、前記線材の配置間隔によって前記ボイドの配置間隔が規定されていることを特徴とするボイド構造体。
【００１０】
（２）前記一対の保持部材の内、
一方の保持部材は、横方向の平行な線材で構成され、
他方の保持部材は、縦方向の平行な線材で構成されている上記（１）に記載のボイド構造体。
【００１１】
（３）前記一対の保持部材の内、少なくとも一方の保持部材は、複数の縦材と複数の横材を交差させることで構成されている上記（１）又は（２）に記載のボイド構造体。
【００１２】
（４）前記ボイドは、球体である上記（１）〜（３）のいずれか１に記載のボイド構造体。
【００１３】
（５）コンクリート埋設時に、前記線材に鉄筋を添わせることで、前記ボイド表面と鉄筋との距離が所定長さ以上に確保されている上記（１）〜（４)に記載のボイド構造体を備えたコンクリート部材。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、コンクリート打設前に、本発明のボイド構造体を型枠内に設置することによって、コンクリート材の軽量化を図ることが出来る。また、保持部材の線材に鉄筋が当接して、ボイドに対する鉄筋の位置を位置決めできるので、鉄筋周りに十分な厚さのコンクリートを確保することが容易となる。さらに、予め本発明のボイド構造体を組み上げ、コンクリートを打設する現場に搬入すれば、現場でのボイドの配置作業が短縮化でき、打設作業の効率化を図ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、一方の保持部材を横方向の線材、他方を縦方向の線材で構成することにより、最も少ない材料でボイドの位置決めを行うことができ、イニシャルコストの低減を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、縦横に配設された線材によって、ボイドが位置決めされるので、ボイドを確実に保持することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、ボイドを球体とすることによって、コンクリート部材のボイド表面における応力集中を抑制し、軽量化を図りつつコンクリート部材の強度を維持させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、線材が鉄筋の設置位置を規定することとなり、鉄筋とボイド表面との距離を適正な距離となるように、施工の際に、鉄筋を適正な位置に配置することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のボイド構造体の全体斜視図である。
【図２】同じくボイド構造体の断面側面図である。
【図３】同じくボイド構造体の部分平面図である。
【図４】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５】ボイド構造体を有するハーフプレキャスト版の断面側面図である。
【図６】壁材用の型枠を組み立てる際の分解斜視図である。
【図７】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】
【００２０】
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の部分側面断面図である。
【００２１】
ボイド構造体１は、縦横に平行に配置された線材８１ａ、８２ａによって網目状に形成された第１の保持部材８ａと、同じく線材８１ｂ、８２ｂによって網目状に形成された第２の保持部材８ｂと、複数のボイドＡと、前記第１の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂの間に設けられた両者を連結する連結部材７１とを備えている。第１の保持部材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。この升目に、ボイドＡ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、保持部材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が位置する。
【００２２】
第２の保持部材８ｂは、上記第１の保持部材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３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、保持部材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、後述するように、主筋下端鉄筋５ｂ、配力筋下端鉄筋４ｂが位置する。
【００２３】
第１の保持部材８ａと第２の保持部材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の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂ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。
【００２４】
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の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂの間には、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、第１の保持部材８ａの線材８１ａ、８２ａの交差する点と、該交差する点に対向する位置において、第２の保持部材８ｂの線材８１ｂ、８２ｂの交差する点との間に巻き掛けられた針金で構成されている。針金は、第１の保持部材８ａの交差点と第２の保持部材８ｂの交差点に巻き掛けられ、第１の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂとの間の距離を、ボイドＡを挟んで固定できる距離に維持する長さで結び付ける。
【００２５】
連結部材７１は、上記針金のような索によって、結び付ける構成の他、両端にフックを設けた部材を用い、一方のフックは、第１の保持部材８ａの線材交差部に引っ掛け、他方のフックを第２の保持部材８ｂの線材交差部に引っ掛けて、第１の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂとの間の距離を固定する構成としてもよい。このような連結部材７１は、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。
【００２６】
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４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９１が作られる。
【００２７】
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の保持部材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。
【００２８】
つまり、格子状に構成された一対の保持部材によって、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、一対の保持部材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。
【００２９】
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保持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、保持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、保持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。
【００３０】
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、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の位置を変更することができる。図２及び図３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の保持部材８ａと第２の保持部材８ｂの距離を大きくし、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。
【００３１】
以上のようなボイド構造体１は、ハーフピーシーボイド床、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。
例えば、ハーフプレキャスト版９２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をスペーサＳＰの上に載せ、生コンクリートを型枠内に打設する。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。
【００３２】
生コンクリートを打設した後、直ちにボイド構造体１を生コンクリートの上から載せて重石を載せ、ボイド構造体１を生コンクリート内に沈める。沈められたボイド構造体１は、下側の第１の保持部材８ａが生コンクリート内に没し、線材８２ａが配力筋下端鉄筋４ａに交差して接触した状態で位置決めされる。打設した生コンクリート硬化し、型枠を外すことでハーフプレキャスト版９２が生成される。ボイド構造体１は、図５に示されているように、ハーフプレキャスト版９２に一体となった状態で施工現場へ運搬され、梁の間にハーフプレキャスト版９２を架設して並べる。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を載せて、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床９３が構成される。
【００３３】
次に、壁材にボイド構造体１を埋設する場合について、図７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の保持部材８ａを上記鉄筋に沿わせて配置する。最上端の横筋４ａ１と、保持部材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。
【００３４】
また、最下端の横筋４ａ２と、保持部材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、同時に保持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。
【００３５】
以上説明した、ボイド構造体の構造の他、例えば、一対の保持部材８ａ、８ｂの構成を、一方の保持部材を縦方向の線材８１ａのみで構成し、他方の保持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、一対の保持部材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る。
【００３６】
また、保持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。
【００３７】
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】
【００３８】
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  保持部材
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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