(57)【要約】【課題】  蝶番の枢支ピンや枠板などの金属を使用せずに、コンクリート板をヒンジ状に連結することができる連結構造を実現し、折り畳みが可能なコンクリート構造体の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  コンクリート板の端面同士を高強度を有する弾性連結材、又は高強度を有する塗料、又は高強度を有するシート材により連結し、折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造とし、該ヒンジ連結構造を用いた折り曲げ自在なコンクリート構造体の製造方法とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート板の端面同士を高強度を有する弾性連結材により連結し、折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項２】
コンクリート板の端面同士を突き合わせ、突合せ部の上部面又は下部面、またはその上下両面に高強度を有する塗料を塗布することにより折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項３】
コンクリート板の端面同士を突き合わせ、突合せ部の上部面又は下部面、またはその上下両面に高強度を有するシート材を接着することにより折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項４】
前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、細溝処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項５】
前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、凹凸表面処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項６】
前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、遅延剤による表面骨材露出処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造。
【請求項７】
前記の請求項１から請求項６までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造を用いた折り曲げ自在なコンクリート構造体の製造方法。
【請求項８】
前記のコンクリートがプレストレストコンクリートであることを特徴とする請求項７に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの連結構造に関し、特にコンクリート板を折り曲げ自在に連結することができるコンクリートのヒンジ連結構造及びその構造によるコンクリート構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの連結構造においては、鉄筋コンクリートなどのように、内部に鉄筋などの金属部を埋め込んでコンクリートを打設し、該金属部同士を溶接して連結し、モルタル等で連結部分を仕上げることが行われている。
【０００３】
コンクリートは、セメントなどの固化材に水と骨材を混合して、型枠内に充填して固化させるものである。構造物の建設で利用するコンクリートは，耐久性と経済性を兼ね備えた欠かすことのできない重要な材料となっている。
【０００４】
このコンクリートは、圧縮には強いが引張りに弱いため、各種の補強が施されている。また、引張強度だけではなく、ひび割れなどの問題もある。
【０００５】
このコンクリートの最大の弱点(圧縮には強いが引張には弱い。)を克服する対策の一つとして、あらかじめ圧縮応力を与えられたコンクリートである、プレストレストコンクリートがある。
【０００６】
このプレストレストコンクリートは、プレストレスを導入する緊張材として高張力鋼材（ＰＣ鋼材）を使用し、ＰＣ鋼線や２〜３本撚りＰＣ鋼撚り線を緊張しながらコンクリートを打設し、養生硬化後にこれらのＰＣ鋼線を切断して製造されるものである。
【０００７】
近年、高強度を有するガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などにより一方向に強化した繊維素材によるロッドを利用したプレストレスト緊張材が使用され、防錆性に勝れたプレストレストコンクリートも注目されている。
【０００８】
コンクリートの連結構造として、例えば、特開平６−２６４５１９号公報では、無機質系の板材の接続端面に連結溝を形成し、この板材二枚の接続端面を突き合わせることにより二つの連結溝が対向する空間内に、鉄板若しくは炭素繊維編物である支持材を介在させると共にエポキシ系接着剤を充填して接合する構造などが提案されている。
【０００９】
また、特開２００２−２１２５１号公報では、コンクリート板の外周端面に、該コンクリート板を囲むようにして設けられた金属製の帯板とを備え、この帯板により、容易にかつ強固にコンクリート板同士を接合することができるものである。
【００１０】
また、特開２０１０−２６１１６８号公報では、擁壁構造のコーナー部に配設されるコーナー用擁壁ブロックであって、蝶番構造により連結される一組の擁壁ブロックからなる構造としたものであり、蝶番構造は、枢支ピンを介して連結される上側接続部と下側接続部とを備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２６４５１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２５１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６１１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
コンクリート構造物は、耐久性と経済性を兼ね備えた欠かすことのできない建造物の構成材料であるが、大型の構造物の場合は、重量物であり、運搬が困難であるため、分割して部品を工場で製造し、現地で組立ることが行われている。
【００１３】
このような場合、コンクリートを折り畳んで容量を少なくして運ぶことができれば、輸送コストが大幅に削減可能となる。
【００１４】
従来のようなコンクリートの連結構造（特開平６−２６４５１９号公報、特開２００２−２１２５１号公報）では、コンクリート構造物を折り畳むことはできない。
【００１５】
特開２０１０−２６１１６８号公報では、枢支ピンを介した蝶番構造が用いられているが、蝶番部分が多くなると、製造が困難であり、コスト高となる。
【００１６】
また、連結部分や蝶番部分に金属が使用されていると、錆びの問題やひび割れの原因となるなど多くの問題がある。
【００１７】
また、蝶番構造などでは輸送中の振動により精度が低下し、組立時に問題が発生することもある。
【００１８】
また、プレストレストコンクリートを用いると、組立作業によるひび割れなどの問題を回避できる。
【００１９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、枢支ピンなどの金属を使用せずに、コンクリート板をヒンジ状に連結することができる連結構造を実現し、折り畳みが可能なコンクリート構造体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は諸課題を解決するために、請求項１では、コンクリート板の端面同士を高強度を有する弾性連結材により連結し、折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造とするものである。
【００２１】
該弾性連結材は、連結部分を折り曲げることができる弾性を有し、折り曲げにより破断しない強度を有するものであればいずれの材料でも良い。ゴム系、アスファルト系、樹脂系材料などでも良い。
【００２２】
コンクリートと弾性連結材との接合部は、嵌め合わせや接着剤による接合や、コンクリートに埋め込んだものなど強固に接合できるものであればいずれでも良い。
【００２３】
請求項２では、コンクリート板の端面同士を突き合わせ、突合せ部の上部面又は下部面、またはその上下両面に高強度を有する塗料を塗布することにより折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造とするものである。
【００２４】
該高強度を有する塗料は、硬化後にコンクリート板同士が強固に連結できる強度を有するものであればいずれでも良く、例えば、ポリウレア系樹脂塗料、高耐久性ゴム系塗料、高耐久性アクリルポリオール系樹脂塗料、高耐久性ポリシロキサン系樹脂塗料、高耐久性フッ素系樹脂塗料、無機成分であるオルガノポリシロキサンと4フッ化フッ素が融合され含有された樹脂塗料などでも良い。
【００２５】
請求項３では、コンクリート板の端面同士を突き合わせ、突合せ部の上部面又は下部面、またはその上下両面に高強度を有するシート材を接着することにより折り曲げ自在に連結するコンクリートのヒンジ連結構造とするものである。
【００２６】
該高強度を有するシート材は、接着によりコンクリート板同士を強固に連結できるものであればいずれでも良く、例えば、高速道路、一般道路等の橋梁部分などで使用されるアスファルト系材料による舗装下地シートや高強度ゴムシート、高強度樹脂シート、高強度繊維製シートなどでも良い。
【００２７】
請求項４では、前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、細溝処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造である。
【００２８】
該細溝処理は、塗布面の表面積を増やすことで接着力を高めることのできる処理であればいずれでも良い。コンクリートの端面に対して直角に溝を形成しても良く、斜めに形成しても良い。
【００２９】
請求項５では、前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、凹凸表面処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造である。
【００３０】
凹凸表面処理は、規則正しく、凹凸を形成するものでも良く、サンドブラスト処理など、表面がランダムに凹凸状になる処理でも良い。
【００３１】
請求項６では、前記の弾性連結材の表面又はコンクリート板の塗料の塗布面又はコンクリート板のシート材の接着面に予め、遅延剤による表面骨材露出処理したことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造である。
【００３２】
遅延剤による表面骨材露出処理は、予め、固化の遅延剤を表面に散布し、コンクリートが固化する前に表面を水洗いすることで表面の未固化セメントを除去し、凹凸状とするものであり、土木工事において使用される洗い出し処理などでも良い。
【００３３】
請求項７では、前記の請求項１から請求項３までの何れかの項に記載のコンクリートのヒンジ連結構造を用いた折り曲げ自在なコンクリート構造体の製造方法とするものである。
【００３４】
該ヒンジ連結構造により、コンクリート板を折り曲げ自在に連結し、所定のコンクリート構造体を製造することができる。
【００３５】
例えば、多角形の箱型構造体などであれば、複数のコンクリート板を所定の形状に製造し、該ヒンジ連結構造により、連結して構成し、折り曲げた状態で輸送し、建造物の現場で組み立て、コンクリートを打設して建造物に使用することが可能となる。
請求項８では、前記のコンクリートがプレストレストコンクリートであることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造体の製造方法とするものである。
【００３６】
該プレストレストコンクリート板を使用すると、薄いコンクリート製型枠などとしても使用でき、自由な形状の構造体を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は以下の効果を奏する。
１）コンクリート板を折り曲げ自在に連結することができる連結構造を実現できる。
【００３８】
２）枢支ピンや外周帯板などの金属を使用せずに、コンクリートのヒンジ構造を実現できる。
【００３９】
３）蝶番などの複雑な構造を必要とせず、簡易でシンプルな構造のコンクリートのヒンジ構造を実現できる。
【００４０】
４）コンクリート構造体を折り畳んで輸送することが可能となる。
【００４１】
５）プレストレストコンクリートにより、板厚を薄くでき、曲面を有する自由な形状の構造物を製造できる。
【００４２】
６）自由な形状のコンクリート製型枠を実現できる。
【００４３】
７）現場でコンクリートの構造体を組立て、組み合わせ、様々な形状を実現することが可能となる。
【００４４】
８）様々なコンクリート構造体を工場で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のコンクリート板のヒンジ連結構造を示す図である。
【図２】本発明のコンクリート板の他のヒンジ連結構造を示す図である。
【図３】本発明のコンクリート板のさらに他のヒンジ連結構造を示す図である。
【図４】本発明のヒンジ連結構造によるコンクリート構造体の実施例を示す図である。
【図５】本発明のヒンジ連結構造によるコンクリート構造体の他の実施例を示す図である。
【図６】本発明のコンクリート板の塗料塗布面の細溝表面処理の実施例を示す図である。
【図７】本発明のコンクリートの高強度を有する塗料によるヒンジ構造の引張り試験結果を示す図である。
【図８】高強度を有する塗料の塗膜と一般塗料の塗膜との屈曲比較テストの結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４７】
図１は、本発明のコンクリート板のヒンジ連結構造を示す図である。
【００４８】
コンクリート板１とコンクリート板２との連結部３に高強度を有する弾性連結材４が設けられている。（２）に示すように折り曲げることができる。
【００４９】
（３）に示すように、弾性連結材４−２をコンクリート板１、２の両端面に埋め込んで連結しても良い。
【００５０】
図２は、本発明のコンクリート板の他のヒンジ連結構造を示す図である。
【００５１】
コンクリート板１０とコンクリート板１１との突合せ部１２の上部面に高強度を有する塗料１３（ポリウレア系樹脂塗料）を塗布したものである。（２）に示すように折り曲げることができる。
【００５２】
図３は、本発明のコンクリート板のさらに他のヒンジ連結構造を示す図である。
【００５３】
コンクリート板２０とコンクリート板２１との突合せ部２２の上部面に高強度を有するシート材２３（高強度アスファルト系シート）を接着剤により貼着したものである。（２）に示すように折り曲げることができる。
【００５４】
図４は、本発明のヒンジ連結構造によるコンクリート構造体の実施例を示す図である。
【００５５】
工場でコンクリート構造体３０を製造し、ヒンジ部３３で折り畳んだコンクリート構造体３１をトラックで搬送し、現場で再度組立て、コンクリート構造体３２を復元することができる。
【００５６】
図５は、本発明のヒンジ連結構造によるコンクリート構造体の他の実施例を示す図である。
本発明による塗料によるヒンジ部４１により屈曲自在に連結された箱形コンクリート構造体４０である。各コンクリート板は緊張材４３が長手方向に複数本埋め込まれており、薄いプレストレストコンクリート板４２となっている。また、ヒンジ構造であるため、構造物の途中に開閉部を設けることができ、メンテナンス用開口部４４としての活用ができる。
【００５７】
図６は、本発明のコンクリート板の塗料塗布面の細溝表面処理の実施例を示す図である。コンクリート板５０、５１の高強度を有する塗料（フッ素系樹脂塗料）を塗布する塗布部５２に斜めに深さ１ｍｍ程度の多数の溝を掘削処理したものである。この溝による表面処理により、塗料の接地面積を増加させることで付着力を高めることができる。
【００５８】
図７は、本発明のコンクリートの高強度を有する塗料によるヒンジ構造の引張り試験結果を示す図である。コンクリート板１０と１１を隙間ｔ＝１ｍｍとし、連結部にフッ素系樹脂塗料１３を塗布し、引張り試験を行った。試験体は３００ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍのモルタル試験体とし、塗膜は１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍで行ったものである。平均で塗膜１ｍｍで最大応力１０．９６Ｎ／ｍｍ、膜厚２ｍｍで９．００Ｎ／ｍｍ、膜厚３ｍｍで５．４７Ｎ／ｍｍとなっており、十分な強度が確認された。通常、塗料の塗膜の付着力を評価する場合には、塗布面に垂直方向の剥離について評価するが、本試験では、ヒンジ部としての使用のため、塗布面に対して平行方向の剥離、すなわちズレを評価するものであり、従来、行われていなかった試験である。
【００５９】
図８は、高強度を有する塗料の塗膜と一般塗料の塗膜との屈曲比較テストの結果を示す。この図に示されているように、一般の塗料の塗膜では、φ１０ｍｍ程度でひび割れが生じるが、高強度を有する塗料（フッ素系樹脂塗料）の塗膜は、φ２ｍｍでも全くひび割れが生じない。近年の塗料技術開発はめざましく、高強度を有するとともにしなやかな弾性を備えた塗料が広く開発されている。
【００６０】
従来、コンクリート構造体は、製造した状態（立体形状）で搬送されるものであり、コンクリート構造体が折り畳まれて搬送されることはなく、コンクリート建造物の建設の新たな構法の確立となる。特に、現場でのコンクリートの打設が困難で搬送が難しい、洋上建造物、海底建造物、宇宙建造物など様々な活用が期待できる。
【符号の説明】
【００６１】
１，２  コンクリート板
３  連結部
４  連結材
１０、１１  コンクリート板
１２  突合せ部
１３  高強度を有する塗料
２０、２１  コンクリート板
２２  突合せ部
２３  高強度を有するシート材
３０  コンクリート構造体
３１  折り畳んだコンクリート構造体
３２  復元したコンクリート構造体
３３  ヒンジ部
４０  箱形コンクリート構造体
４１  ヒンジ部
４２  プレストレストコンクリート板
４３  緊張材
４４  メンテナンス用開口部
５０、５１  コンクリート板
５２  塗料の塗布部
【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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