(57)【要約】【課題】  簡易な構造でコンクリートの表層のひび割れを防止することができるひび割れ防止補助材及びひび割れ防止方法の提供。【解決手段】  コンクリートの表層に埋め込まれるひび割れ防止補助材１は、本体部２と、突起部３と、凹部４とを有し、貫通孔２ａが形成されている。本体部２は、第１面２１と、第１面２１と平行な第２面２２と、を有する。突起部３は第２面２２に設けられ、第２面２２と交差する突出方向に突出し、突出方向に最も突出した頂部３Ａを有する。凹部４は、第１面２１の突起部３と表裏一体に設けられ、突出方向に窪んでいる。貫通孔２ａは、頂部３Ａと本体部２とを結ぶように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの表層に埋め込まれるひび割れ防止補助材であって、
第１面と、前記第１面と平行な第２面と、を有する本体部と、
前記第２面に設けられ、前記第２面と交差する突出方向に突出し、前記突出方向に最も突出した頂部を有する突起部と、
前記第１面であって前記突起部と表裏一体に設けられ、前記突出方向に窪んだ凹部と、を有し、
前記頂部と前記本体部とを結ぶように貫通孔が形成されていることを特徴とするひび割れ防止補助材。
【請求項２】
前記突起部は半円錐形状をなしていて、
前記貫通孔は、前記突起部の半円錐の底面に相当する位置に形成され、
前記突起部の半円錐の頂点が上方を向くように前記コンクリートに埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載のひび割れ防止補助材。
【請求項３】
前記本体部には、複数の前記突起部、前記凹部、及び前記貫通孔が形成され、
複数の前記突起部は、前記本体部の長手方向に並んで、等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のひび割れ防止補助材。
【請求項４】
複数の前記突起部のうちの少なくとも１つは、前記第２面から前記突出方向に突出し、残りの前記突起部は、前記第１面から前記突出方向と反対方向に突出し、
複数の前記凹部のうちの少なくとも１つは、前記第１面から前記突出方向に窪み、残りの前記凹部は、前記第２面から前記突出方向と反対方向に窪んでいることを特徴とする請求項３に記載のひび割れ防止補助材。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載のひび割れ防止補助材を用意する工程と、
前記ひび割れ防止補助材を前記突起部が前記コンクリートの表層とは反対側に突出するように前記コンクリートの表層に配置する工程と、
前記コンクリートを流し込む工程と、から構成されるコンクリートのひび割れ防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリートのひび割れを防止するひび割れ防止補助材及びひび割れ防止方法に関し、特に、建築物に使用されるコンクリートのひび割れを防止するひび割れ防止補助材及びひび割れ防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、鉄筋の劣化による膨張や自己収縮、乾燥収縮など様々な原因で発生する引っ張り応力によって、ひび割れが生じる。このひび割れが伝播することにより大きなクラックとなり、建築物に多大な悪影響を及ぼす。また、近年の地震の発生によって多くのコンクリート構造物にひび割れが発生しており、今後このひび割れの更なる進行が懸念されている。
【０００３】
従来より、鉄筋コンクリートの有孔梁に生じるひび割れを防止するための構造が知られている（特許文献１）。この構造では、補強金具は複数の環状の補強筋から構成されていて、それぞれの補強筋は径が異なる。
【０００４】
他に、コンクリートの表層付近に埋め込んで、コンクリートの打ち継ぎ目や引っ張り応力によるひび割れを防止することができるひび割れ防止部材が知られている（特許文献２）。ひび割れ防止部材は高強度繊維補強コンクリート製であって、複数の孔が形成されている。ひび割れ防止部材は外部に露出しており、ひび割れが生じやすいコンクリートの打ち継ぎ目や縁部に埋設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２２５０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−５３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のひび割れ防止構造は鉄筋コンクリートに応用することはできるが、住宅の基礎などのコンクリート構造に適用することができなかった。さらに、ひび割れ防止部材は高強度繊維補強コンクリート製であり、製造コストの問題があった。また、一度ひび割れが発生してしまうと元に戻すことは難しく、コーキング材などで補修して進行を食い止めているが、ひび割れ自体が発生しにくいコンクリート構造が求められていた。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構造でコンクリートの表層のひび割れを防止することができるひび割れ防止補助材及びひび割れ防止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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、コンクリートの表層に埋め込まれるひび割れ防止補助材であって、第１面と、前記第１面と平行な第２面と、を有する本体部と、前記第２面に設けられ、前記第２面と交差する突出方向に突出し、前記突出方向に最も突出した頂部を有する突起部と、前記第１面であって前記突起部と表裏一体に設けられ、前記突出方向に窪んだ凹部と、を有し、前記頂部と前記本体部とを結ぶように貫通孔が形成されていることを特徴とするひび割れ防止補助材を提供する。
【０００９】
このような構成によると、ひび割れ防止補助材には突出部と凹部と貫通孔とが設けられているため、表層付近のコンクリートが突起部、凹部、貫通孔の周囲に回り込むことより、コンクリートとひび割れ防止補助材とが強固に結びつき、コンクリート表層のクラックやひび割れの発生を防止することができる。突起部が第２面と交差する方向に突出し凹部が突出方向に窪んでいるため、コンクリートとひび割れ防止補助材との結びつきを強め、より効果的にひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００１０】
また、前記突起部は半円錐形状をなしていて、前記貫通孔は、前記突起部の半円錐の底面に相当する位置に形成され、前記突起部の半円錐の頂点が上方を向くように前記コンクリートに埋め込まれることが好ましい。
【００１１】
このような構成によると、突起部が半円錐形状をしているため、円錐の頂点が上になるようにひび割れ防止補助材を配置して上からコンクリートを流し込むことにより、突起部が抵抗になることなく円滑にコンクリートを流し込むことができる。コンクリートが円滑に流れることにより、突起部周辺に空洞が発生することを抑制できる。
【００１２】
また、前記本体部には、複数の前記突起部、前記凹部、及び前記貫通孔が形成され、複数の前記突起部は、前記本体部の長手方向に並んで、等間隔に配置されていることが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、複数の突起部及び凹部が等間隔に並んで配置されるため、ひび割れ防止補助材とコンクリートとが強固に結びつき、ひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００１４】
また、複数の前記突起部のうちの少なくとも１つは、前記第２面から前記突出方向に突出し、残りの前記突起部は、前記第１面から前記突出方向と反対方向に突出し、複数の前記凹部のうちの少なくとも１つは、前記第１面から前記突出方向に窪み、残りの前記凹部は、前記第２面から前記突出方向と反対方向に窪んでいることが好ましい。
【００１５】
このような構成によると、第１面に突起部と凹部とが設けられ第２面にも突起部と凹部とが設けられているため、ひび割れ防止補助材とコンクリートとの結びつきをより強めることができる。これにより、ひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００１６】
本発明の別の観点によると、上記のひび割れ防止補助材を用意する工程と、前記ひび割れ防止補助材を前記突起部が前記コンクリートの表層とは反対側に突出するように前記コンクリートの表層に配置する工程と、前記コンクリートを流し込む工程と、から構成されるコンクリートのひび割れ防止方法を提供している。
【００１７】
このような構成によると、ひび割れ防止補助材がコンクリートの表層に配置された状態でコンクリートが流し込まれるため、コンクリートの表層のひび割れやクラックの発生を防止することができる。ひび割れ防止補助材は、突起部がコンクリートの表層と反対側に突出するように配置されているため、コンクリートのかぶりを十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構造でコンクリートの表層のひび割れを防止することができるひび割れ防止補助材及びひび割れ防止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるひび割れ防止補助材の（ａ）前方から見た斜視図、（ｂ）後方から見た斜視図、（ｃ）斜め後下方向から見た斜視図、（ｄ）中央断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるひび割れ防止補助材の底面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるひび割れ防止補助材をコンクリート構造物に埋め込んだ状態を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態によるひび割れ防止補助材を鉄筋コンクリートに埋め込んだ状態を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるひび割れ防止補助材を基礎に埋め込んだ状態を示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるひび割れ防止補助材の（ａ）前方から見た斜視図、（ｂ）後方から見た斜視図、（ｃ）斜め下方向から見た斜視図、（ｄ）中央断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態によるひび割れ防止補助材１を図１乃至図５に基づき説明する。図１に示すように、上下方向及び前後左右方向を定義する。以下の説明における平行、直交とは、略平行、略直交をも含む概念である。
【００２１】
ひび割れ防止補助材１は、本体部２と、突起部３と、凹部４と、を有している。ひび割れ防止補助材１は、梨地であって前後方向の厚みが１．６ｍｍ、上下方向の長さが３００ｍｍ、左右方向の幅が３０ｍｍであって比重が約８の鉄製プレートを用いている。ひび割れ防止補助材１の形状や大きさは、これに限定されずコンクリート構造物の形状に応じて任意に選択することができる。
【００２２】
本体部２は、平板の平面であって前面に相当する第１面２１と、第１面２１とは前後方向における反対側の面（後面）である第２面２２とを有している。つまり、本体部２とは、ひび割れ防止補助材１のうち突起部３及び凹部４が形成されている部分以外の部分である。本体部２の側面には、突起部３及び凹部４を形成した際に変形して内側に窪んだ窪み部２Ａが形成されている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、凹部４は、第１面２１に上方から下方に向かうにつれて円錐の径が拡径する半円錐形状に窪むように複数形成されている。ここでいう半円錐形状とは、円錐の頂点から底面に向かって半分に切断した形状をいう。凹部４は後方向に向かって窪んでいて、前面視において略三角形状をなしている。凹部４は、上下方向に並んで等間隔に配置される。凹部４における半円錐形状の底面であって、前面視における三角形の底辺に相当する部分に、貫通孔２ａが形成されている。換言すると、貫通孔２ａは、凹部４の最も窪んだ箇所と本体部２とを結ぶように形成されている。
【００２４】
貫通孔２ａは、図２に示すような略半円形状であってひび割れ防止補助材１を貫通するように形成され、上前方向と後下方向とを結ぶ方向（図３の矢印Ａ）に指向している。ここでいう指向しているとは、図３の矢印Ａに示すように、貫通孔２ａを通過したコンクリートが進むべき方向を意味している。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、本体部２の第２面２２であって凹部４に対応する位置には、複数の突起部３が上下方向に並んで等間隔に設けられている。ここでいう対応する位置とは、突起部３と凹部４とが表裏一体であることを意味する。突起部３は、凹部４と同じく半円錐形状である。図２に示すように、貫通孔２ａは、突起部３の円錐の底面に相当する位置に形成されている。突起部３は、本体部２の左右方向中央部に、後方（突出方向）に突出するように設けられている。突起部３は、最も突出している部分である頂部３Ａを有していて、貫通孔２ａは突起部３の頂部３Ａと本体部２とを結ぶ形状である（図２）。詳細には、貫通孔２ａの略円弧形状のうちの円弧に相当する部分が頂部３Ａと本体部２とを結ぶ箇所であり、略円弧形状の両端を結ぶ直線部分が前面視における凹部４の三角形の底辺に対応している。図３に示すように、突起部３及び凹部４は、前後方向から見て、貫通孔２ａと少なくとも一部が重複している。貫通孔２ａの断面積が大きくなると、貫通孔２ａに流入するコンクリートが増えてひび割れ防止補助材１とコンクリートとが強固に結びつくため、ひび割れ防止効果が高い。貫通孔２ａの断面積を拡大させるために、突起部３の後方への突出量を大きくしてもよく、突起部３の左右方向の幅を大きくしてもよい。突起部３の突出量は、５〜２５ｍｍであることが好ましい。突起部３の左右方向端部から本体部２の端面までの距離は、３〜７ｍｍであることが好ましい。ただし、ひび割れ防止補助材１の形状や大きさに応じて、この範囲外の値を選択することもできる。
【００２６】
本体部２の上下方向端部には、保持孔２ｂがそれぞれ形成されている。保持孔２ｂには、図示せぬワイヤーを通して、コンクリートの鉄筋等にひび割れ防止補助材１を固定する。
【００２７】
ひび割れ防止補助材１は、所望のサイズの鉄製プレートをプレス加工することにより、突起部３と凹部４と貫通孔２ａとを同時に形成する。本実施の形態では、突起部３の突出量（凹部４の深さ）を大きく確保したため、プレス加工によりひび割れ防止補助材１の左右方向の側面に窪み部２Ａが形成される。詳細には、窪み部２Ａは、頂部３Ａの左右方向外側に位置している。この不規則な窪み部２Ａによって、ひび割れ防止補助材１とコンクリート５とがより強固に結びつく。機械加工により、突起部３と凹部４と貫通孔２ａとを形成してもよい。また、ひび割れ防止補助材１の表面に防錆剤等を塗布してもよい。これにより、ひび割れ防止補助材１の腐食による膨張でコンクリートにひび割れが発生することを防止できる。
【００２８】
図３乃至図５に、ひび割れ防止補助材１をコンクリート構造物に用いた図を示す。図３は、コンクリート構造物に埋め込まれたひび割れ防止補助材１の断面図である。ひび割れ防止補助材１の周囲はコンクリート５で覆われている。コンクリート５の比重は約２．３である。ひび割れ防止補助材１はコンクリート５の表層５１であって、具体的には表層５１から５〜５０ｍｍ内側に入った箇所に配置される。つまり、「コンクリートの表層に埋め込まれる」とは、外部に露出することなく表層近傍に埋め込まれていることをいう。ひび割れ防止補助材１が配置される表層からの距離（かぶり）は、突起部３の形状や貫通孔２ａの断面積によってこの範囲の位置に限定されず、任意の値を選択することができる。
【００２９】
ひび割れ防止補助材１の後方であってコンクリート５の内側には鉄筋５２が紙面手前から紙面奥に延びるように配置されている。鉄筋５２から表層５１までの距離はひび割れ防止補助材１から表層５１までの距離よりも長いため、コンクリート５の表層５１にクラックやひび割れが発生する可能性がある。しかし、本実施の形態では、コンクリート５の表層５１近傍にひび割れ防止補助材１が配置されているため、表層５１へのひび割れの発生を防止することができる。
【００３０】
図３において、コンクリート５を打つ際には、上方からコンクリート５を流し込む。このとき、コンクリート５は凹部４に案内されることにより矢印Ａに沿って貫通孔２ａを通過し、ひび割れ防止補助材１の周囲を完全に覆う。突起部３は半円錐形状となっているため、上から下に向けて流れてくるコンクリート５の抵抗にならず、コンクリート５内部に空洞ができることを抑制できる。コンクリート５が突起部３の周囲を覆うとともに貫通孔２ａ内に充填されることによりひび割れ防止補助材１とコンクリート５とがより強固に結びつく。
【００３１】
図４に鉄筋コンクリートの構造物にひび割れ防止補助材１を用いた例を示す。ひび割れ防止補助材１の側面の窪みの図示は省略する。コンクリート構造物６は、コンクリート６１と、６本の主鉄筋６２と、帯鉄筋６３と、から構成される。図４では、ひび割れ防止補助材１の配置を示すため、コンクリート６１を流し込んでいる途中であって、複数の凹部４のうち上の５つが露出している状態を示す。図示を省略するが、ひび割れ防止補助材１は保持孔２ｂを通るワイヤーによって主鉄筋６２又は帯鉄筋６３に固定されている。
【００３２】
主鉄筋６２の外側には、帯鉄筋６３が平面視略正方形状に配置されている。帯鉄筋６３の外側であって、正方形の４つの辺には、ひび割れ防止補助材１が等間隔に配置されている。ひび割れ防止補助材１は、突起部３が内側（鉄筋側）を向くように配置される。ひび割れ防止補助材１の長手方向が上下に向くように配置されているため、コンクリート構造物６の横方向に発生するひび割れの発生を防止することができる。ひび割れ防止補助材１は、帯鉄筋６３に沿って隙間なく配置されているが、ひび割れ防止補助材１の隙間を空けて配置してもよい。ひび割れ防止補助材１は、コンクリート構造物６の全周に亘って設けられているため、コンクリート構造物６の剛性を高める補助材としての役割も果たす。
【００３３】
図５に、ベタ基礎のコンクリート構造物７を示す。ひび割れ防止補助材１の側面の窪みの図示は省略する。コンクリート構造物７は、略Ｔ字状であって基礎部７１と立上部７２とを有するコンクリート７３と、複数の鉄筋７４と、を備えている。立上部７２は、内部のひび割れ防止補助材１の配置を示すために透過して点線で示す。ひび割れ防止補助材１は、基礎部７１から上方に立ち上がる立上部７２の上部に左右方向に等間隔に配置されている。立上部７２には、前面７２Ａと後面７２Ｂの両方に、ひび割れ防止補助材１が、突起部３が内側（鉄筋側）を向くように配置される。この場合においても、ひび割れ防止補助材１の長手方向が上下方向に向くようにコンクリート構造物７内に配置されているため、立上部７２の横方向のひび割れの発生を防止することができる。ひび割れ防止補助材１は、立上部７２の表層全面に設けられているため、コンクリート構造物７の剛性を高める補助材としての役割も果たす。図４及び図５に示すコンクリート構造物に限定されず、ひび割れ防止補助材１をマンション・アパートの仕切壁や外壁に用いてもよい。
【００３４】
このような構成によると、ひび割れ防止補助材１には突起部３と凹部４と頂部３Ａと貫通孔２ａとが形成されているため、表層付近のコンクリート５が突起部３、凹部４、貫通孔２ａの周囲に回り込むことより、コンクリート５とひび割れ防止補助材１とが強固に結びつき、コンクリート５の表層５１のクラックやひび割れの発生を防止することができる。突起部３が第２面２２と交差する方向（後方）に突出し凹部４が突出方向（後方）に窪んでいるため、コンクリート５とひび割れ防止補助材１との結びつきを強め、より効果的にひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００３５】
このような構成によると、複数の突起部３及び凹部４が等間隔に並んで配置されるため、ひび割れ防止補助材１とコンクリート５とが強固に結びつき、ひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００３６】
このような構成によると、ひび割れ防止補助材１がコンクリート５の表層５１近傍に配置された状態でコンクリート５が流し込まれるため、コンクリート５の表層５１のひび割れやクラックの発生を防止することができる。ひび割れ防止補助材１は、突起部３がコンクリート５の表層５１と反対側に突出するように配置されているため、コンクリート５のかぶりを十分に確保することができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態によるひび割れ防止補助材１０１について、図６を参照して説明する。第１の実施の形態と同一の形状は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
ひび割れ防止補助材１０１は、突起部３と凹部４とが第１面２１及び第２面２２に交互に配置されている。突起部３の突出方向が前後の両方向となるため、ひび割れ防止補助材１０１とコンクリートとの結びつきをより強固にすることができ、ひび割れの発生を防止することができる。この場合には、前面に設けられた突起部３の頂部３Ａを考慮してコンクリートのかぶりを設定することが望ましい。
【００３９】
このような構成によると、第１面２１に突起部３と凹部４とが設けられ第２面２２にも突起部３と凹部４とが設けられているため、ひび割れ防止補助材１０１とコンクリートとの結びつきをより強めることができる。これにより、ひび割れやクラックの発生を防止することができる。
【００４０】
本発明によるひび割れ防止補助材及びひび割れ防止方法は、上記した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００４１】
上記の実施の形態では、本体部２に突起部３を上下方向に１列配置したが、２列以上配置してもよい。また、突起部を格子状に配置してもよく、千鳥状に配置してもよく、ランダムに配置してもよい。
【００４２】
上記の実施の形態では、突起部３は半円錐形状だったがこれに限定されない。例えば、略直方体形状であって、直方体の底面に貫通孔が形成されていてもよい。これにより、貫通孔の面積を大きく採ることができる。また、半三角錐形状であってもよく、半球形状であってもよい。
【００４３】
上記の実施の形態では、ひび割れ防止補助材１の素材として鉄製プレートを用いたが、鋼やステンレス、チタンなどの金属を用いてもよく、弾性に優れたプラスチック素材を用いてもよい。
【００４４】
上記の実施の形態では、貫通孔２ａの形状は略円弧形状だったがこれに限定されない。例えば矩形であってもよく、三角形であってもよい。貫通孔２ａの指向する向きは、上記の実施の形態に限定されず、第１面２１及び第２面２２に交差する方向であればよい。
【００４５】
上記の実施の形態では、ひび割れ防止補助材１を鉄筋コンクリートやベタ基礎に用いたが、鉄筋を用いていないコンクリート構造物に用いてもよい。鉄筋が無い分ひび割れが発生しやすくなるが、ひび割れ防止補助材１があることにより表面のクラックを防止することができる。
【００４６】
上記の実施の形態では、第２面２２に突起部３を設け第１面２１に凹部４を設けたが、これに限定されない。例えば、突起部と凹部を表裏一体ではなく異なる場所に設けてもよい。
【００４７】
上記の実施の形態では、ひび割れ防止補助材１を固定するためのワイヤーを通す保持孔２ｂを本体部２に設けたが、これに限定されない。例えば、本体部２の上端を９０°屈曲させて鉄筋に引掛けて一時的に固定してもよく、ワイヤー等によって鉄筋に固定してもよい。
【００４８】
第２の実施の形態では、ひび割れ防止補助材１に突起部３及び凹部４を交互に配置したが、これに限定されない。突起部３と凹部４とをランダムに配置してよい。
【符号の説明】
【００４９】
１      ひび割れ防止補助材
２      本体部
２ａ    貫通孔
３      突起部
３Ａ    頂部
４      凹部
２１    第１面
２２    第２面
【図１】
2018009292.tif 000003
【図２】
2018009292.tif 000004
【図３】
2018009292.tif 000005
【図４】
2018009292.tif 000006
【図５】
2018009292.tif 000007
【図６】
2018009292.tif 000008