(57)【要約】【課題】作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上し得る耐震補強構造体及びこれを構築するための工法を提供する。【解決手段】本発明に係る耐震補強構造体は、耐震補強対象の構造物の施工面から突出するように設けられるアンカーと、超高強度モルタルの硬化物からなり施工面を覆うように設けられる一つ又は複数のプレキャスト型枠と、施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に充填される超高強度モルタルの硬化物とを備える。【選択図】図１
2015218497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐震補強対象の構造物の施工面から突出するように設けられるアンカーと、
超高強度モルタルの硬化物からなり前記施工面を覆うように設けられる一つ又は複数のプレキャスト型枠と、
前記施工面と前記プレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に充填される超高強度モルタルの硬化物と、
を備える耐震補強構造体。
【請求項２】
前記施工面と前記プレキャスト型枠の内面とによって形成される空間内に配置された鉄筋を更に備える、請求項１に記載の耐震補強構造体。
【請求項３】
前記施工面から前記プレキャスト型枠の外面までの距離は１００〜３００ｍｍである、請求項１又は２に記載の耐震補強構造体。
【請求項４】
前記プレキャスト型枠を構成する超高強度モルタルの硬化物は有機繊維を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。
【請求項５】
前記プレキャスト型枠は埋設されたせん断補強筋を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。
【請求項６】
前記複数のプレキャスト型枠を備え、
隣り合う前記プレキャスト型枠のつなぎ目をまたぐように、前記超高強度モルタルの硬化物内に埋設された補強用プレート又は金網状の鉄筋を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。
【請求項７】
前記複数のプレキャスト型枠を備え、
当該複数のプレキャスト型枠はプレストレスが与えられた鋼材によって一体化されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。
【請求項８】
前記超高強度モルタルは、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、細骨材とを含むモルタル組成物であり、
前記セメントは、Ｃ３Ｓを４０．０〜７５．０質量％及びＣ３Ａを２．７質量％未満含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。
【請求項９】
（Ａ）耐震補強対象の構造物の施工面から突出するようにアンカーを設ける工程と、
（Ｂ）前記施工面を覆うように超高強度モルタルの硬化物からなる一つ又は複数のプレキャスト型枠を設ける工程と、
（Ｃ）前記施工面と前記プレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に超高強度モルタルを充填する工程と、
（Ｄ）前記空間に充填した前記超高強度モルタルを硬化させる工程と、
を備える耐震補強工法。
【請求項１０】
前記施工面上に鉄筋を配置する工程を更に備える、請求項９に記載の耐震補強工法。
【請求項１１】
プレストレスが与えられた鋼材によって前記複数のプレキャスト型枠を一体化させる工程を更に備える、請求項９又は１０に記載の耐震補強工法。
【請求項１２】
前記施工面において前記プレキャスト型枠を配置しない箇所に型枠を現場で組み立てて設置する工程を更に備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の耐震補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震補強構造体及び耐震補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の耐震補強技術がこれまでに開発されている。例えば、下記特許文献１，２には既存建物の耐震強度を向上させるための工法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４９８５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、耐震補強工法が実施される現場に必ずしも十分な作業スペース又は耐震補強構造体の設置スペースがあるとは限らず、特に既存の構造物（柱及び梁など）の耐震補強作業はこのようなスペース上の制約がある場合が多い。
【０００５】
本発明は、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上し得る耐震補強構造体及びこれを構築するための工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】
【０００６】
本発明に係る耐震補強構造体は、耐震補強対象の構造物の施工面から突出するように設けられるアンカーと、超高強度モルタルの硬化物からなり施工面を覆うように設けられる一つ又は複数のプレキャスト型枠と、施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に充填される超高強度モルタルの硬化物とを備える。
【０００７】
上記耐震補強構造体によれば、充填物として超高強度モルタルを採用するとともに、これを硬化させた後もプレキャスト型枠（超高強度モルタル製）を取り外すことなく耐震補強構造体の一部として残存させることで、薄い厚さ（例えば１００〜３００ｍｍ程度）であっても、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上させることができる。なお、ここでいう耐震補強構造体の「厚さ」とは施工面からプレキャスト型枠の外面までの距離を意味する。
【０００８】
上記耐震補強構造体を構築するには、工場等で製造されたプレキャスト型枠を現場に運び込んで使用すればよい。このため、現場における型枠設置作業を必要最小限とすることができ、作業スペースが比較的狭い現場であっても耐震補強構造体を構築することができる。また、上述のとおり、耐震補強構造体の厚さを十分に薄くできるため、設置スペースを比較的狭い場所であっても耐震補強構造体を設置することができる。
【０００９】
上記プレキャスト型枠及び上記充填物を構成する超高強度モルタルの一例として、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、細骨材とを含むモルタル組成物が挙げられる。上記セメントはＣ３Ｓを４０．０〜７５．０質量％及びＣ３Ａを２．７質量％未満含有するものであることが好ましい。
【００１０】
プレキャスト型枠を構成する超高強度モルタルの硬化物は有機繊維を含むものであってもよい。有機繊維を含むプレキャスト型枠は、搬送時のハンドリング性に優れ（欠損しにくい）、また耐火性に優れる（爆裂しにくい）などの利点がある。他方、充填物である超高強度モルタルの硬化物は、打設時の優れた流動性及び硬化後の高い圧縮強度の観点から、有機繊維を含まなくてもよい。
【００１１】
本発明において、鉄筋は施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間内に配置してもよい。また、超高強度モルタルの硬化物内に鉄筋とともにせん断補強筋を埋設させてもよい。また、超高強度モルタルと接触するプレキャスト型枠内面に超高強度モルタルとの一体性向上を目的に目荒し状の凹凸を設けてもよい。複数のプレキャスト型枠を使用して耐震補強構造体を構築する場合、より高い強度を達成する観点から、隣り合うプレキャスト型枠のつなぎ目をまたぐように、超高強度モルタルの硬化物内に補強用プレートや金網状の鉄筋を埋設させてもよい。あるいは、プレストレスが与えられた鋼線によって複数のプレキャスト型枠を一体化させてもよい。
【００１２】
本発明は以下の耐震補強工法を提供する。すなわち、本発明に係る耐震補強工法は、（Ａ）耐震補強対象の構造物の施工面から突出するようにアンカーを設ける工程と、（Ｂ）施工面を覆うように超高強度モルタルの硬化物からなる一つ又は複数のプレキャスト型枠を設ける工程と、（Ｃ）施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に超高強度モルタルを充填する工程と、（Ｄ）上記空間に充填した超高強度モルタルを硬化させる工程とを備える。
【００１３】
上記耐震補強工法は、施工面上に鉄筋を配置する工程を更に備えてもよく、この工程は（Ｃ）工程前であればよく、（Ｂ）工程前であってもよい。上記耐震補強工法は、プレストレスが与えられた鋼材によって複数のプレキャスト型枠を一体化させる工程を更に備えてもよい。
【００１４】
上記耐震補強工法においては、全ての型枠がプレキャスト型枠でなくてもよく、プレキャスト型枠を配置できない箇所等については現場で例えば木製の型枠を組み立ててもよい。すなわち、上記耐震補強工法は、施工面においてプレキャスト型枠を配置しない箇所に型枠を現場で組み立てて設置する工程を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上し得る耐震補強構造体及びこれを構築するための工法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る耐震補強構造体の内部構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態に係る耐震補強構造体を構築する過程を模式的に示す正面図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態に係る耐震補強構造体を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は鋼線を通すための孔の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る耐震補強構造体の内部構造を模式的に示す正面図である。
【図６】プレキャスト型枠のバリエーションを示す断面図である。
【図７】凸部と凹部とを有するプレキャスト型枠を示す斜視図である。
【図８】隣り合うプレキャスト型枠のつなぎ目をまたぐように埋設された補強用プレートを有する耐震補強構造体を示す正面図である。
【図９】内面に凹部を有するプレキャスト型枠を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
（耐震補強構造体）
図１は本実施形態に係る耐震補強構造体の内部構造を模式的に示す斜視図である。同図に示す耐震補強構造体１０は、既存ＲＣ柱１及び既存ＲＣ梁２が交差する箇所（耐震補強対象の構造物）を耐震補強するためのものである。耐震補強構造体１０は、施工面Ｆから突出するように設けられる複数のアンカー１２と、施工面Ｆを覆うように設けられる複数のプレキャスト型枠１５と、施工面Ｆとプレキャスト型枠１５の内面１５ａとによって形成される空間Ｓ（図２参照）に充填される超高強度モルタルの硬化物１８とを備える。以下、各構成について説明する。
【００１９】
アンカー１２は、耐震補強対象の構造物（既存ＲＣ柱１及び既存ＲＣ梁２）と超高強度モルタルの硬化物１８とを一体化させるためのものである。すなわち、アンカー１２は、耐震補強対象の構造物に加わる地震エネルギーを耐震補強構造体１０に伝える役割を果たす。アンカー１２としては例えば種々のタイプのアンカーボルトを使用できる。なお、図２には全体が超強度モルタルの硬化物１８に埋設されるアンカー１２を例示したが、アンカーはその先端がプレキャスト型枠１５に設けられた孔（図示せず）からその外面１５ｂに突出したものであってもよい。この場合、例えばアンカーの先端にナットを装着できるようにすることでアンカーにプレキャスト型枠１５を施工面Ｆに固定する機能を持たせてもよい。
【００２０】
図１及び図２に示すように、施工面Ｆ上には鉄筋１３と、せん断補強筋１４とが予め配置され、超高強度モルタルの硬化物１８中に埋設されている。鉄筋１３及びせん断補強筋１４のいずれも高強度のものが好ましい。具体的には鉄筋１３及びせん断補強筋１４として使用する鋼材の降伏点は、好ましくは３９０Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは４９０〜１２７５Ｎ／ｍｍ２であり、更に好ましくは６８５〜１２７５Ｎ／ｍｍ２である。当該鋼材の引張り強さは、好ましくは５６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは６２０〜１５００Ｎ／ｍｍ２であり、更に好ましくは８００〜１５００Ｎ／ｍｍ２である。なお、本明細書でいう「降伏点」及び「引張り強さ」はＪＩＳ  Ｚ２２４１−２０１１に記載の方法に準拠して測定された値を意味する。
【００２１】
プレキャスト型枠１５は、例えば工場で製造され、現場に運び込まれたものである。プレキャスト型枠１５の形状及びサイズは施工面Ｆに応じて適宜設定すればよいが、例えば、プレキャスト型枠１５の内面から外面までの距離（肉厚）は、施工性及び耐久性の観点から、１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすればよい。プレキャスト型枠１５を構成する超高強度モルタルの硬化物の圧縮強度は、耐震性及びコストの観点から、好ましくは８０〜２００Ｎ／ｍｍ２であり、より好ましくは１００〜２００Ｎ／ｍｍ２であり、更に好ましくは１５０〜２００Ｎ／ｍｍ２である。なお、本明細書でいう「圧縮強度」はＪＩＳ  Ａ１１３２−２０１４「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍの円柱供試体を作製し、ＪＩＳ  Ａ１１０８−２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて材齢２８日に測定された値を意味する。
【００２２】
プレキャスト型枠１５を構成する超高強度モルタルの一例として、セメント、シリカフューム、水、減水剤、消泡剤及び有機繊維を含むペースト組成物に細骨材等を添加して製造されるモルタル組成物が挙げられる。なお、プレキャスト型枠１５は、現場ではなく工場等で製造すればよいため、標準熱養生（例えば９０℃程度の蒸気養生）によって硬化することで、所定の強度が得られる熱硬化型のものであってもよいが、現場で硬化して所定の強度が得られる超高強度モルタルの硬化物１８となるべく類似した組成及び物性とするため、プレキャスト型枠１５も標準熱養生を必要としない常温硬化型のモルタル組成物を採用してもよい。
【００２３】
上記セメントの鉱物組成は、Ｃ３Ｓ量が４０．０〜７５．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が２．７質量％未満である。セメントのＣ３Ｓ量は、好ましくは４５．０〜７３．０質量％、より好ましくは４８．０〜７０．０質量％であり、更に好ましくは５０．０〜６８．０質量％である。Ｃ３Ａ量は好ましくは２．３質量％未満であり、より好ましくは２．１質量％未満であり、更に好ましくは１．９質量％未満である。Ｃ３Ｓ量が４０．０質量％未満では圧縮強度が低くなる傾向があり、７５．０質量％を超えるとセメントの焼成自体が困難となる傾向がある。また、Ｃ３Ａ量が２．７質量％以上では流動性が不十分となりやすい。なお、Ｃ３Ａ量の下限値は特に限定されないが、０．１質量％程度である。
【００２４】
セメントのＣ２Ｓ量は好ましくは９．５〜４０．０質量％であり、より好ましくは１０．０〜３５．０質量％であり、更に好ましくは１２．０〜３０．０質量％である。Ｃ４ＡＦ量は好ましくは９．０〜１８．０質量％、より好ましくは１０．０〜１５．０質量％であり、更に好ましくは１１．０〜１５．０質量％である。このようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。
【００２５】
セメントの粒度は、４５μｍふるい残分が、上限で２５．０質量％であり、好ましくは２０．０質量％であり、より好ましくは１８．０質量％であり、更に好ましくは１５．０質量％である。４５μｍふるい残分の下限は０．０質量％であり、好ましくは１．０質量％であり、より好ましくは２．０質量％であり、更に好ましくは３．０質量％である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い圧縮強度を確保でき、また、このセメントを使用して調製したスラリーは適度な粘性があるため、後述の有機繊維を添加しても十分な分散性が確保できる。
【００２６】
セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４８００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２８００〜４０００ｃｍ２／ｇ、更に好ましくは３０００〜３６００ｃｍ２／ｇであり、特に好ましくは３２００〜３５００ｃｍ２／ｇである。セメントのブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満ではモルタル組成物の強度が低くなる傾向があり、４８００ｃｍ２／ｇを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向にある。
【００２７】
上記セメントの製造にあたっては、通常のセメントと特に異なる操作を行う必要はない。上記セメントは、石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、高炉ダスト等の原料の調合を目標とする鉱物組成に応じて変え、実機キルンで焼成した後、得られたクリンカーに石膏を加えて所定の粒度に粉砕することによって製造することができる。焼成するキルンには、一般的なＮＳＰキルンやＳＰキルン等を使用することができ、粉砕には一般的なボールミル等の粉砕機が使用可能である。また、必要に応じて、２種以上のセメントを混合することもできる。
【００２８】
上記シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のＳｉＯ２である。シリカフュームの平均粒子径は、好ましくは０．０５〜２．０μｍ、より好ましくは０．１０〜１．５μｍ、更に好ましくは０．１８〜０．２８μｍ、特に好ましくは０．２０〜０．２８μｍである。このようなシリカフュームを用いることで、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。
【００２９】
上記モルタル組成物において、セメント及びシリカフュームの合計量を基準として、シリカフュームを、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１０〜１８質量％、特に好ましくは１０〜１５質量％含む。また、セメントとシリカフュームと細骨材の合計量を基準として、シリカフュームを、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１０〜１８質量％含む。
【００３０】
水の添加量は、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対し、好ましくは１０〜２５質量部、より好ましくは１２〜２０質量部、更に好ましくは１３〜１８質量部である。モルタル組成物の単位水量は、好ましくは１８０〜２８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは２００〜２７０ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは２１０〜２６０ｋｇ／ｍ３である。
【００３１】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。上記モルタル組成物は、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対して、減水剤を好ましくは０．５〜６．０質量部、より好ましくは１．０〜４．０質量部、更に好ましくは１．８〜３．０質量部、特に好ましくは２．０〜３．０質量部含む。
【００３２】
消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対して、消泡剤を好ましくは０．０１〜２．０質量部、より好ましくは０．０２〜１．５質量部、更に好ましくは０．０３〜１．０質量部含む。
【００３３】
プレキャスト型枠１５を製造するためのモルタル組成物（超高強度モルタル）は、上述のとおり、有機繊維を含む。有機繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。有機繊維の繊度は、好ましくは１．０〜２０ｄｔｅｘであり、より好ましくは１．５〜１５ｄｔｅｘ、更に好ましくは２．０〜４．０ｄｔｅｘである。有機繊維の引張強度は、好ましくは１〜６ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは１．５〜５ｃＮ／ｄｔｅｘ、更に好ましくは２〜４ｃＮ／ｄｔｅｘである。有機繊維の伸度は、好ましくは４００％以下、より好ましくは３００％以下、更に好ましくは５０〜２００％である。有機繊維の繊維長は、好ましくは３〜３０ｍｍ、より好ましくは４〜２０ｍｍ、更に好ましくは５〜１５ｍｍである。有機繊維の密度は、好ましくは０．８〜１．５ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８〜１．３ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは０．８５〜０．９５ｇ／ｃｍ３である。有機繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）は、好ましくは２００〜９００、より好ましくは３００〜８００、更に好ましくは４００〜７００である。これらの条件を満たす有機繊維を使用することで、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高靭性、高圧縮強度及び高引張強度に加え、高い耐火性能を十分に確保することができる。また、プレキャスト型枠１５の角欠け等、何らかの衝撃に対する欠損を抑制することができる。
【００３４】
有機繊維の添加量は、有機繊維を含まないモルタル組成物に対し外割りで好ましくは０．０５〜３体積％、より好ましくは０．１〜２体積％、更に好ましくは０．３〜１体積％である。有機繊維の添加量が０．０５体積％未満では十分な耐火爆裂性や耐衝撃性が得られない場合があり、３体積％を超えるとモルタル組成物中への練混ぜが困難になる場合がある。
【００３５】
細骨材としては、特に制限されないが、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石細骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。細骨材は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を好ましくは１５〜８５質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、更に好ましくは２５〜４５質量％含む。また、上記細骨材は、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％含む。
【００３６】
細骨材に含まれる粒径０．１５ｍｍ以下の粒群が１５質量％未満では、モルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。細骨材に含まれる粒径０．１５ｍｍ以下の粒群が８５質量％を超えると、微粒量が多すぎて粘性が高くなり、所定の流動性を出すためには水セメント比を増やす必要があるため強度低下に繋がる恐れがある。なお、微粒分の調製方法は、特に限定されないが、例えば、２種類以上の粒度の異なる細骨材を混ぜ合わせることによって調製可能である。
【００３７】
モルタル組成物中の細骨材量は、好ましくは４００〜１０００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは４３０〜８５０ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは５００〜７５０ｋｇ／ｍ３である。
【００３８】
モルタル組成物は無機質微粉末を更に含んでもよい。無機質微粉末としては、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等の微粉末を使用することができる。無機質微粉末は、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等をブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上となるまで粉砕又は分級した微粉末であり、モルタル組成物の流動性を改善することが期待される。無機質微粉末のブレーン比表面積は３０００〜５０００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、３２００〜４５００ｃｍ２／ｇであることがより好ましく、３４００〜４３００ｃｍ２／ｇであることが更に好ましく、３６００〜４３００ｃｍ２／ｇであることが特に好ましい。
【００３９】
細骨材と無機質微粉末の混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を好ましくは４０〜８０質量％、より好ましくは４５〜８０質量％含み、更に好ましくは５０〜７５質量％含む。また、上記混合物は、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を好ましくは３０〜８０質量％、より好ましくは３５〜７０質量％含み、更に好ましくは４０〜６５質量％含む。無機質微粉末に含まれる粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群が３０質量％未満であるとモルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。
【００４０】
細骨材と無機質微粉末の混合物は、セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対して、細骨材を１０〜６０質量部、無機質微粉末を１０〜６０質量部含むことが好ましく、細骨材を１５〜３０質量部、無機質微粉末を１５〜３０質量部含むことがより好ましく、細骨材を２０〜３０質量部、無機質微粉末を２０〜３０質量部含むことが更に好ましい。また、モルタル組成物１ｍ３当たりの細骨材及び無機質微粉末の混合物の単位量は、好ましくは１４０〜９８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは３００〜９００ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは６００〜９００ｋｇ／ｍ３である。
【００４１】
モルタル組成物は、必要に応じて、膨張材、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ガラス繊維、再乳化形樹脂粉末、ポリマーエマルジョン等を１種以上含有してもよい。
【００４２】
上記モルタル組成物の製造方法は、特に限定されないが、水、減水剤及び有機繊維以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、減水剤を添加してミキサに入れて練り混ぜることによって製造することが好ましい。また、繊維材料は、モルタルを製造した後にミキサに添加し、更に練り混ぜることが好ましい。モルタル組成物の練混ぜに使用するミキサは特に限定されず、モルタル用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。
【００４３】
超高強度モルタルの硬化物１８は、施工面Ｆとプレキャスト型枠１５の内面１５ａとによって形成される空間Ｓに充填されている（図２参照）。硬化物１８は、打設時の優れた流動性及び硬化後の高い圧縮強度の観点から、有機繊維を含まなくてもよい。なお、上述のとおり、硬化物１８用のモルタル組成物は、現場で標準熱養生処理をしなくて済むように、常温硬化型であることが好ましい。
【００４４】
硬化物１８のための超高強度モルタルは、有機繊維を含まないこと以外は、プレキャスト型枠１５を製造するための超高強度モルタルと同様のものを使用できる。超高強度モルタルの硬化物１８の圧縮強度は、耐震性及びコストの観点から、好ましくは８０〜２００Ｎ／ｍｍ２であり、より好ましくは１００〜２００Ｎ／ｍｍ２であり、更に好ましくは１５０〜２００Ｎ／ｍｍ２である。
【００４５】
上述のように、圧縮強度が高いプレキャスト型枠１５及び超高強度モルタルの硬化物１８を採用することで、耐震補強構造体１０の厚さを薄くしても十分に優れた耐震強度を達成できる。したがって、耐震補強構造体１０の厚さ、換言すればプレキャスト型枠１５の厚さ（プレキャスト型枠１５の施工面Ｆと向き合う対向面１５ｃから外面１５ｂまでの長さ）は、好ましくは１００〜３００ｍｍ、より好ましくは１５０〜２００ｍｍとすることができる。したがって、本実施形態に係る耐震補強構造体１０は、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上させることができる。
【００４６】
（耐震補強工法）
次に、上記耐震補強構造体１０を構築するための耐震補強工法について説明する。本実施形態に係る耐震補強工法は以下の工程を備える。
・施工面Ｆから突出するようにアンカー１２を設ける工程（（Ａ）工程）。
・施工面Ｆ上に鉄筋１３及びせん断補強筋１４を配置する工程。
・施工面Ｆを覆うように複数のプレキャスト型枠１５を設ける工程（（Ｂ）工程）。
・空間Ｓに超高強度モルタル１８ａを充填する工程（（Ｃ）工程）。
・空間Ｓに充填した超高強度モルタル１８ａを硬化させて硬化物１８を得る工程（（Ｄ）工程）。
【００４７】
図３の（ａ）は施工面Ｆ上に複数のアンカー１２を設け且つ鉄筋１３及びせん断補強筋１４を配置した状態を示す。鉄筋１３を施工面Ｆに固定するには、例えば鉄筋固定用のアンカー（図示せず）を施工面Ｆに設けるなどすればよい。
【００４８】
図３の（ｂ）は施工面Ｆを覆うように複数のプレキャスト型枠１５を設けた状態を示す。プレキャスト型枠１５を施工面Ｆに固定するには、例えば支保工やセパレータ等（図示せず）を使用すればよい。施工面Ｆとプレキャスト型枠１５の対向面１５ｃとの間、及び、隣り合うプレキャスト型枠１５とのつなぎ目から超高強度モルタル１８ａが漏れ出ないようにするには、これらの箇所にシーリング処理を施せばよい。なお、シーリング処理をしっかりと施した場合、施工面Ｆと対向面１５ｃとが当接していなくてもよく、施工面Ｆと対向面１５ｃとの間に隙間があってもよい。
【００４９】
図３の（ｃ）は空間Ｓに超高強度モルタル１８ａを充填する作業を実施している様子を模式的に示す。超高強度モルタル１８ａを充填した後、好ましくは３〜７日（典型的には３日程度）にわたって養生することで超高強度モルタル１８ａが硬化物１８となる。これらの工程を経ることで耐震補強構造体１０が施工面Ｆ上に構築される。
【００５０】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、鉄筋１３とせん断補強筋１４とを空間Ｓ内に配置する場合を例示したが、この構成の代わりに、あるいは、この構成とともに、プレストレスが与えられたＰＣ鋼線によって複数のプレキャスト型枠１５を一体化させる構成を採用してもよい。この場合、図４に示すように、複数のプレキャスト型枠１５を横方向及び縦方向に連通するシース管１６を使ってつくられた複数の孔１５ｄを各プレキャスト型枠に設け、これらにＰＣ鋼線１７を通しプレストレスを与える。なお、ＰＣ鋼線１７を設置し、これにプレストレスを与えた後、シース管１６内にはグラウトを充填すればよい。
【００５１】
＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態においては、プレキャスト型枠１５を使用し、現場において型枠を組み立てない場合を例示したが、現場の状況によってはプレキャスト型枠１５と現場で組み立てる型枠とを併用してもよい。例えば、図５に示すように、既存ＲＣ柱１及び既存ＲＣ梁２が交差する箇所に、これらを直交する方向に更に既存ＲＣ梁３が延びている場合、この既存ＲＣ梁３の周りには現場で例えば木製の型枠１５Ａを組み立てる一方、その外側にプレキャスト型枠１５を配置してもよい。プレキャスト型枠１５と現場で組み立てる型枠１５Ａとを併用することで、現場の状況に応じて柔軟に対応できる。
【００５２】
図５に示すように、断面形状が矩形の既存ＲＣ梁３の上面３ａに対向する位置に高張力の金属製パネルプレートＰ１を配置するとともに、既存ＲＣ梁３の残りの３つの面３ａ，３ｂ，３ｃにもそれぞれ対向する３つの面を有する高張力の金属製パネルプレートＰ２を配置する。パネルプレートＰ１とパネルプレートＰ２とは既存スラブ４を貫通するように配置されたボルトＢとナットＮによって固定されている。これらのパネルプレートＰ１，Ｐ２に鉄筋１３の端部が溶接され、そこから横方向及び縦方向に鉄筋１３が延びている。
【００５３】
以上、本発明の第１〜第３実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、耐震補強構造体の強度をより高めるため、以下のような工夫を施してもよい。
【００５４】
図６に示すように、プレキャスト型枠１５の孔１５ｄに鋼線１７を通すのみならず、プレキャスト型枠１５自体にせん断補強筋１４を適宜配置してもよい。図６はこれらの配置のバリエーションを示す断面図である。また、隣り合うプレキャスト型枠１５同士の一体性を向上させる観点から、図７に示すように、一方のプレキャスト型枠１５に凸部１５ｅを設け、他方のプレキャスト型枠１５に凹部１５ｆを設け、これらが嵌り合うようにしてもよい。あるいは、図８に示すように、隣り合うプレキャスト型枠１５のつなぎ目をまたぐように、超高強度モルタルの硬化物１８内に補強用プレート１９や金網状の鉄筋（図示せず）を埋設させてもよい。補強用プレート１９としては鉄板などの金属製プレート及び炭素繊維製プレートなどを採用できる。図９に示すように、プレキャスト型枠１５の内面１５ａに複数の凹部１５ｇを設けてもよい。凹部１５ｇを設けることで硬化物１８とのより一層の一体化が図られるとともに、プレキャスト型枠１５を軽量化できる。
【００５５】
上記実施形態においては、既存ＲＣ梁及び既存ＲＣ柱に対して耐震補強を施す場合を例示したが、耐震補強対象の構造物はこれらに限定されず、鉄骨鉄筋コンクリート造等の構造物を対象としてもよい。耐震補強の対象物の形状及びサイズによっては複数のプレキャスト型枠を使用せず、一つのプレキャスト型枠で耐震補強構造体を構築してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…既存ＲＣ柱（耐震補強対象の構造物）、２…既存ＲＣ梁（耐震補強対象の構造物）、４…既存スラブ、１０…耐震補強構造体、１２…アンカー、１３…鉄筋、１４…せん断補強筋、１５…プレキャスト型枠、１５Ａ…型枠、１５ａ…内面、１５ｂ…外面、１５ｃ…対向面、１５ｄ…孔、１７…鋼線、１８…超高強度モルタルの硬化物、１９…補強用プレート、Ｆ…施工面。
【図１】
2015218497.tif 000003
【図２】
2015218497.tif 000004
【図３】
2015218497.tif 000005
【図４】
2015218497.tif 000006
【図５】
2015218497.tif 000007
【図６】
2015218497.tif 000008
【図７】
2015218497.tif 000009
【図８】
2015218497.tif 000010
【図９】
2015218497.tif 000011