(57)【要約】  鉄筋が入っていないが、膨張力および収縮力を拘束するようにその外周に板が付けられた収縮補償コンクリート・スラブが形成される。板は鋼から製作することができ、それぞれの縁部同士を互いに溶接することができ、スラブへの取り付けに対して板の内面からスラブ内部に延びているスタッドを含むことができる。【選択図】      図３
2008533344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋を埋め込んでいないコンクリート・スラブと、
前記コンクリート・スラブの外周を囲むように配置された複数の連結された板とを備え、
前記複数の板は硬化時にコンクリート・スラブが発生する膨張力および収縮力を弾性的に拘束する収縮補償コンクリート構造。
【請求項２】
前記複数の板は鋼製である請求項１に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項３】
前記鋼製の板は取付スタッドを備え、
前記取付スタッドは鋼製の板の内側の表面からコンクリート・スラブの内部へ延びている請求項２に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項４】
前記鋼製の板は溶接によって縁部同士が連結されている請求項２に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項５】
前記複数の板はプラスチック製である請求項１に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項６】
前記コンクリート・スラブは正方形形状である請求項１に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項７】
前記コンクリート・スラブは矩形形状である請求項１に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項８】
前記コンクリート・スラブの下方にプラスチック製シートを備える請求項１に記載の収縮補償コンクリート構造。
【請求項９】
鉄筋を埋め込んでいないコンクリート・スラブを形成するステップと、
硬化時に前記コンクリート・スラブが発生する膨張力および収縮力を弾性的に拘束するために前記コンクリート・スラブの外周を複数の板で取り囲むステップとを備える収縮補償コンクリート構造製作方法。
【請求項１０】
前記複数の板の縁部同士を連結するステップを備える請求項９に記載の収縮補償コンクリート構造製作方法。
【請求項１１】
前記複数の板が鋼製であってその縁部同士が溶接される請求項１０に記載の収縮補償コンクリート構造製作方法。
【請求項１２】
前記コンクリート・スラブ内の粗骨材のサイズおよび形状が内部圧縮を増加するように調整される請求項９に記載の収縮補償コンクリート構造製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化時にコンクリートスラブに発生する膨張力および収縮力を弾性的に拘束し、ひび割れしない収縮補償コンクリート構造及びその構造を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２００５年３月２１日出願の米国仮特許出願第６０／６６３，２０１号に関連し、この出願の優先権を主張する。
【０００３】
収縮補償コンクリートの出現（１９５９年頃）によって、コンクリートの乾燥収縮の欠点を克服するという考えが現実のものとなった。コンクリート内の骨材間のモルタル体積を化学的に増加させ、それを弾性拘束（elastic restraint）と組み合わせることによって、コンクリート構造が自己圧縮されるというもので、コンクリートは張力に弱いため、圧縮はコンクリートにとって理想的な状態になっている。セメントの化学的性質が改善されたり（例えば、タイプＫのセメントを使用すること）、または補助化学物質がそのコンクリートに添加されたりした（例えば、添加剤がコンクリートに導入されるかまたは普通のポートランドセメントと予め混合されているタイプＫ、ＳおよびＭセメント）ために、モルタルが増加（enlarge）された。このプロセスはしばしば「化学的プレストレスト・コンクリート」と呼ばれ、収縮補償コンクリートとして広く知られている。
【０００４】
通常、コンクリートは、打設後、一度硬化するとほとんど膨張しない。大幅な蒸発プロセスに続いて、膨張の９０％は普通は一年目に発生し、おそらく最初の数週間内に５０％発生する。蒸発の結果、コンクリートの体積が変化し（乾燥収縮する）、コンクリートはその重心に向かって収縮する。地面上の床スラブ、特に、下地（substrate）上のスラブ以外のものは、それらと下地との間の摩擦のために収縮が拘束される。したがって、すべての非収縮補償コンクリート（通常のコンクリート）の床スラブは硬化した直後に張力がかかった状態（収縮しようとするがそれが妨げられる状態）になり、その床スラブ内に鋸または工具で作られた継手以外はランダムにひび割れし、その亀裂を整然とした管理可能な継手（joint）パターンに編成する弱められた平面（weakened  plane）が生成される。顕著な例外は、スラブがポストテンションされ、打設後に圧縮状態に置かれ、ポストテンションを与えるケーブルを使用することによってある程度の硬化（curling/hardening）が行われた場合である。不十分な頻度および弱さで弱められた平面（通常は鋸切断）は、その弱められた平面間でランダムにひび割れる床スラブが発生する結果となる。
【０００５】
収縮補償コンクリートは、乾燥収縮のために体積が減少する率より大きい率で、約１週間の期間にわたって弾性拘束（例えば、異形鉄筋マット）を増大させるために考えられた。この期間の後、乾燥収縮（水の蒸発による体積変化）率が膨張率を超え、コンクリートは体積を減少し始める。スラブ内の延伸鉄筋は、コンクリートの収縮が初期伸張を超えるまでコンクリートを圧縮する。実際には、残留収縮が十分に小さく、そのコンクリートの引張強さを超えなければ、ひび割れしない。したがって、収縮が除去されていないかまたは完全には補償されていないことが多いので、「収縮除去」に対する用語として収縮補償が使用される。収縮補償コンクリートによって、スラブ内の継手（joint）（加工または鋸切断によって作られる弱められた平面）をなくすことができる。
【０００６】
通例の施工は内部継手（interior joint）なしでほぼ正方形形状の配置で打設する際に収縮補償コンクリート床スラブを構築することである。例外は、普通はその床を貫通している配管または障壁などからの拘束に関するものである。このような場合、内曲した隅部（corner）をなくすために内部継手が追加される。打設の矩形の幅に対する長さの比、すなわち、アスペクト比は、コンクリートがその分割されない（継ぎ合わされない）重心に向かって収縮するので、理想的には１：１である。矩形ではなく円形のコンクリート・スラブの場合、楕円形ではなくて円が理想的となる。何故なら、スラブの重心の回りに一様に分布された応力が、一様にそのスラブに作用する（すなわち、隅部の条件がない）からである。米国コンクリート協会（ACI）は、一般的な工業的知識の多くをその刊行物「コンクリートの施工についてのＡＣＩ説明書（ＡＣＩ  Manual  of  Concrete  Practice）文書「収縮補償コンクリートに対するＡＣＩ２２３標準施工（ＡＣＩ２２３  Standard  Practice  for  Shrinkage-Compensating  Concrete）」において編集しており、本文書の目的のために、本明細書ではＡＣＩの１９９８年版がＡＣＩ‐２２３として参照されている。
【０００７】
１９１６年に設立されたカルマンフロア社は、収縮補償コンクリート床スラブを１９６４年に初めて商品化した。過去４０年以上にわたって、同社は市販製品の膨張添加剤および膨張セメントを、すべてではないがそのほとんどを使用してきた。もちろん、他の建設会社は収縮補償コンクリート床を製作し、そのために多くの同一のセメントおよびセメント添加剤を使用した。
【０００８】
１９９６年１２月から１９９７年５月までの間に、カルマンフロア社（以下、カルマン）は、収縮補償コンクリート床スラブの亀裂に関連する業界のスポット的な性能記録（the industry's spotty performance record）が、スラブを支持する下地の組成および完全性における標準の施工、特に、スラブの動きに対する地盤（subgrade）の摩擦の関係に起因することを完全に把握した。その結果として、カルマンは下地に対するスラブの貼り付き（bonding）を最小化しまたは完全に防止するために、さらにはスラブがより自由に動くことができるようにするために、ポリエチレン・スリップ・シートの使用を開始した。その結果、収縮補償コンクリート（ＳＣＣ）スラブの亀裂が大幅に減少した。それ以前は、スリップ・シートは米国において設置された地盤上のポストテンション型スラブにおいてのみよく使われていただけで、それ以外では推奨されていなかった。何故なら、スリップ・シートは、水分が地面へ逃げるのを妨げ、スラブの厚さ方向の水分の勾配を増加させるので、それがカーリングとして周知であるスラブ継手における上方向への持上がりの原因であると考えられていたからである（この点、通常のコンクリートに対してはそのとおりである）。それ以後、ＡＣＩは以降の刊行物において、ＳＣＣスラブに対する標準の施工としてスリップ・シートを採用している。
【０００９】
それまでは、ＳＣＣスラブの亀裂における主要な要因として、地盤の摩擦（スラブにおけるポストなどの固定された明らかな拘束以外に）を実証した者は、明らかに、いなかった。このことはカルマンが確信するに至ってそうであることを示したものである。１９９７年５月以前は、ＳＣＣスラブと他の比較的動かない物体、例えば、スラブの膨張によって実際に圧縮されている壁および柱、などとの間の圧縮性の縞模様を実際に観察することは稀であった。それ以降、カルマンは周辺の泡の圧縮によって間接的にスラブの実際の膨張を定期的に観察した。このようにして、アレキサンダー・クライン教授によって１９５９年頃に発明され１９６４年に特許が得られた化学的プレストレスト・コンクリートが最終的に繰返し成功し実用に至った。
【００１０】
ＡＣＩ‐２２３を参照すると、提案されている内部拘束機構（矩形の異形鉄筋マット（deformed reinforcing bar mat））は、コンクリートの膨張を拘束するだけでなく、地盤の摩擦を相殺することが示されている。言い換えれば、スラブの底部が地面によって拘束された場合はそのスラブ内により一様な状態の膨張をもたらすために、鉄筋（rebar）でそのスラブの上半分を拘束すること（したがって、スラブの上部は下部ほど膨張しないことになる）が、ＡＣＩ‐２２３によって推奨されている。それに基づいて、スラブの厚さに対して必要な補強の量と予想される膨張とを関係付けるＡＣＩ‐２２３における小論文が展開されたとみられる。理論的には、膨張の量がゼロ（ただしゼロ以下ではない）ならば、それを拘束するために必要な補強の量はゼロである。乾燥収縮が常に発生し、また地盤の摩擦は決してゼロではないので、補強は常に使用される必要があることがＡＣＩ‐２２３から考えられる。
【００１１】
ＡＣＩ‐２２３が地盤の摩擦を相殺し膨張を弾性的に拘束するために補強を必要としたことを前提として、カルマンがポリエチレンシートを使用したことによって、必要な補強の量が減少できることになった。地盤との摩擦はスリップ・シートによって大幅に現象した。この結論は、隣接するスラブの底部が上部よりもより近寄っている１つの継手を有するカルマンが設置した収縮補償コンクリート・スラブを現場観察した後で得られた。ポリエチレン・スリップ・シートを使用して地盤摩擦をより低くすることにより、スラブの底部が上部より膨張することができるようになった。明らかに、スラブの上部において鉄筋（rebar）が少なくて済み、垂直方向の鉄筋間の間隔を広げるという方法で建設することがカルマンによって開始された。
【００１２】
鉄筋のサイズを決定し鉄筋マットの鉄筋の間隔（中央において、各方向に対して）を決定するためのガイドラインは、普通はＡＣＩおよび他の機関によってパーセント値で、床スラブの断面積に対する鉄筋の断面積によって表される。したがって、厚さ６インチ（１５．２ｃｍ）の床スラブおよび１８インチ（４５．７ｃｍ）間隔のＡＳＴＭ  Ａ６１５＃４鉄筋の場合、鋼の面積は０．２０平方インチであり、コンクリートの断面積は１８インチ（４５．７ｃｍ）×６インチ（１５．２ｃｍ）、すなわち、１０８平方インチである。０．２を１０８で割り、その結果に１００をかけると、コンクリートの断面積あたりでは０．１８５％の鋼になる。短期間で、カルマンはコンクリートの断面積に対する鋼の断面積を減少するために、鉄筋の間隔を増加させて鉄筋の拘束を少なくし、床スラブの上半分がより容易に膨張することができスラブの底部に対してそのスラブの上部の膨張がより一様になるようにした。
【００１３】
より少ない鉄筋を使用してスリップ・シート上に収縮補償コンクリート床スラブを設置することに続けて成功したことにより、結果として亀裂が最小限となり、コンクリート・スラブの打設が拡大する方法を再評価することが可能となった。所与のコンクリート床スラブの打設の拡大は、スラブの縁部（edge）とスラブの重心との間のコンクリートの各部分の増分的な膨張の累積的効果（拘束、クリープ、温度、相対湿度、乾燥収縮などは考慮しない）であると考えられる。したがって、床スラブ上の任意の点の実際の変位量を、その点の重心からの距離に対して予測することは容易である。
【００１４】
カルマンの米国特許第６，４７０，６４０号は、床スラブの累積的な体積変化が、スラブの周辺の大きな動きを引き起こし、一方、内部（拘束、クリープ、相対湿度、それ自身における乾燥収縮およびスラブ自身とスラブの縁部との間の周辺コンクリートにおける乾燥収縮によって引き止められている）は、大きくは動かず、スラブの中央における補強は無駄（wasted）であったという結論に基づいている。
その無駄が発生するのは、異形鉄筋がその長さ全体に沿って周期的にコンクリートに「連結されている」ためである。ある長さに発展した後、その鉄筋は、それがそのスラブの両端に連続しているかまたはそのスラブの一部にあるか否かに関わらず、拘束機構として働くことになる。床スラブの中央の補強をなくすというアイデアが、予測したようにうまく働くことが示されている。
補強されなくなったスラブの重心領域では、それがどう動いても、亀裂が生じるのには不十分な張力しか生じない。そのスラブの周辺は移動するが、内部に生じるテンションリングによって拘束される。
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／６６３，２０１号
【特許文献２】米国特許第６，４７０，６４０号
【特許文献３】米国特許第５，４８７，３０７号
【非特許文献１】刊行物「ＡＣＩ  Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ」、ＡＣＩ‐２２３、１９９８年版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明では、硬化時にコンクリートスラブに発生する膨張力および収縮力を弾性的に拘束し、ひび割れしない収縮補償コンクリート構造及びその構造を製作する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】
【００１６】
本発明によると、コンクリート構造の収縮補償スラブは、その中に鉄筋が埋め込まれず、その代わりに、連結された鋼製またはプラスチック製の板（またはチャネル）によってその外周を囲むように弾性的に拘束される。したがって、そのコンクリートの膨張力および収縮力は接線方向に整列され、外部に現れたテンションリングとして働く。これらの板は板の内側の面に取付スタッドを有してもよいし、取付ケーブルに連結されるようにしてもよい。コンクリートそのものはモルタルの膨張を拘束するためにいろいろな骨材を含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例）
各方向に中央において１６インチ（４０．６ｃｍ）の間隔で並べられた＃４の鉄筋で地上に４，０００ｐｓｉ（２．８×１０7Pa），厚さ８インチ（２０．３ｃｍ）のコンクリート床スラブの１００，０００平方フィートの施工の条件を示す。路盤（Sub-base）はぎっしり詰まった粒状の道路土台（road-base）である。粗骨材と細骨材は、８〜１８％が標準のＡＳＴＭのふるい上に残っているような比率であり、０．７５インチ（１．９ｃｍ）のトップサイズ（top-size）の粗骨材（＃５７）である。各方向に中央において１５フィート（４５７．２ｃｍ）の継手間隔に亀裂を制御するために、床スラブを厚さの４分の１の最小深さにまで鋸でカットする。代わりに収縮補償コンクリートを使用してもよい。
この方法の一例：
【００１８】
１．６．２５袋のセメントを含む４，０００ｐｓｉ（２．８×１０7Pa）のコンクリート配合の設計を開発する。骨材の体積の５８％が粗骨材であり、その残りはコンクリートの砂である。粗骨材は川石などの地方で入手できる石から構成されている０．７５インチ（１．９ｃｍ）のトップサイズの粗骨材（ＡＳＴＭ  Ｃ３３  ＃５７の石）である。
【００１９】
ａ．収縮補償セメントまたは０．０３％の所望の体積膨張をするよう調整された成分を含有する。
【００２０】
ｂ．内部的拘束を発生するようにその混合物の比率を調整する。
【００２１】
ｉ．粗骨材のサイズおよび形状をＡＳＴＭ  Ｃ３３  ＃４６７の破砕採石に変更する。再び０．０３％の膨張を達成するために収縮補償成分を調整する。
【００２２】
ｉｉ．骨材の体積について典型的な実用限度である６３％にまで粗骨材を増加させることによって、粗骨材と細骨材の配合を調整する。再び０．０３％の膨張を達成するために収縮補償成分を調整する。
【００２３】
２．床スラブの打設のサイズおよび形状を確立する。
【００２４】
ａ．作業人員および最終条件に基づいて、例えば、１５，６２５平方フィート（４７６,５６２．５cm2）の場合で考え、作業員が実際に据え付けることができる注入サイズを選択する。その打設の長さと幅のアスペクト比を実際にほぼ１：１に維持するために、各方向に中央において１２５フィート（３，８１０ｃｍ）の間隔で並べられた隔壁構造継手によって各スラブの打設の境界を区画する。
【００２５】
ｂ．建物の使用のための継手のレイアウトを考え直す。所有者が小さい継手を好む場合、期待される操業環境を考慮するためにスラブ打設のサイズを再調整する。継手の幅を調整するために、次のことを考慮に入れる。
【００２６】
ｉ．熱的条件には季節的な変化および制御された温度環境を含む。例えば、固化したコンクリート・スラブは温度が上昇および下降する際に膨張および収縮する。これは単純には１°Ｆあたり１００万分の１０で計算される。
【００２７】
ｉｉ．相対湿度が上昇および下降する際、固化したコンクリート・スラブは膨張および収縮する。
【００２８】
ｉｉｉ．これらの要因を考慮して継手の幅を減少させるために、中央において、各方向に継手の間隔が１１５フィート（３，５０５ｃｍ）となるように変更する。
【００２９】
ｃ．スラブとそれを支持している地盤との間の摩擦を考慮して、スラブの打設のサイズを変更する。摩擦が大きいのであれば、スラブの打設のサイズは、小さくすべきである。収縮補償コンクリートの目的である亀裂を最小化するためである。摩擦をできるだけ減少させるべきであり、好適には摩擦が一様であることが重要である。
【００３０】
ｉ．スラブと土台との間にポリエチレンシートなどの介在物（break）を設置することによって、その地盤に対するスラブの貼り付きを防止する。
【００３１】
ｉｉ．例えば複数層のポリエチレンシートや例えばシートの間に滑石を使用することによって、スラブとベースとの間の摩擦を減少する。
【００３２】
ｉｉｉ．可能な限り、スラブの厚さを一様に維持する。特に縁部が厚くなるのを避ける。
【００３３】
ｉｖ．この実施例の場合の上記の項目ｉ，ｉｉ，ｉｉｉがまだそのスラブがひび割れする可能性があることを示していると仮定し、継手の間隔を各方向に中央において１００フィート（３，０４８ｃｍ）に減少する。
【００３４】
ｄ．閉鎖されたセルであるポリエチレンフォーム、木製フォーム、鋸切断された継手などによる隔離によって、壁、柱、ポスト、ドックレベラー、ドレインなどからのスラブの望ましくない拘束を考慮する。
【００３５】
２．分散型の補強マットや内部テンションリングの補強を使用せずに、スラブの膨張を拘束する。
【００３６】
ａ．頭部が６インチ（１５．２ｃｍ）×０．５インチ（１．３ｃｍ）である、上部および底部の１２インチ（３０．５ｃｍ）ｃ／ｃにおける「ネルソン」スタッド、上部から底部へのオフセット６インチ（１５．２ｃｍ）の長さ１０フィート（３０４．８ｃｍ）の鋼製の板でスラブを囲む。
【００３７】
ｂ．スラブの内側に向かうスタッドを有する板であって、各板はその１つの長い縁部に立てることによって板の周辺を組み立てる。外面および内面上の板から板へのすべての接合部を連続して溶接し、１００フィート（３，０４８ｃｍ）×１００フィート（３，０４８ｃｍ）の正方形を形成する。
【００３８】
ｃ．その板に対する厚さおよび高さを次のように選定する。
【００３９】
ｉ．その板の高さは路盤を差し引いたスラブの高さより高いか、またはそれより低い高さとすることができる。スラブの高さより低かった場合、路盤またはスラブ上部のより近い位置に意図的に置いてもよい。床スラブ上部には摩擦がなく、床スラブの底部には摩擦があるので、板を上部に近く取り付けるのが有利である。この実施例においては、板は隔壁として同時に働くように、スラブの全深さ８インチ（２０．３ｃｍ）とするべきである。
【００４０】
ｉｉ．その板の厚さは所望のスラブ拘束を提供するのに十分であるようにする。厚さを徐々に変化させて、その拘束を調整してもよい。経済的には、この実施例における厚さはすべての板に対して一様に０．３８インチ（０．９５ｃｍ）となる。
【００４１】
ｉｉｉ．その硬さ、耐久性、対磨耗性および対衝撃性は、そのコンクリートの縁部を予想される交通から保護するのに十分であるようにする。8分の３インチ（０．９５ｃｍ）×８インチ（２０．３ｃｍ）×１０フィート（３０４．８ｃｍ）の鋼板はこれらの特性を有している。
【００４２】
（非コンクリート拘束を使用せずに作られた内部的に拘束された収縮補償コンクリート）
２０００年頃に、カルマンフロア社は、米国特許第５，４８７，３０７号に記載されている装置によって監視される１つの作業に対する通常の事前作業（preliminary  job）膨張実験を行った。それはコンクリート内の２つの大幅に異なるサイズの粗骨材について行ったものである。通常、その地方の生コンクリート工場からの材料が、カルマンと契約された研究所に対して出荷され、その材料を予め処方された混合設計において混合し、その混合物を各種の量の膨張成分と一緒に適用する。その結果は、その作業におけるコンクリートの膨張量を予測するために使用され、特に、どの適用量率がそのコンクリートの所望の体積膨張を提供するかを予想するために使用される。この実施例においては、＃５７の粗骨材と組み合わされた３号（Ｎｏ．３）石がいくつかの混合物内に取り込まれ、一方、＃５７のサイズの粗骨材だけが他の混合物内に取り込まれた。これらの２つのサイズの骨材はそのプロジェクトに対して利用可能であった。カルマンはいずれの骨材を使用することも望んでいたので、その作業においていずれの混合物の使用に対しても認可を得ることができるように、両方の骨材サイズ（３５７および５７）のコンクリート混合物に対する試験結果を得るための努力を費やした。
【００４３】
膨張成分を同様に適用することに対して、両方のコンクリート混合物は同一の量だけ膨張することが期待された。最初の７日（正規の試験期間）の間、これは期待通りであった。しかし、長期の試験結果は、より大きな＃３５７のサイズの粗骨材でのコンクリートが＃５７の石だけで作られたコンクリートより膨張が少なかったことを示した。９０日以上後において、その差は約１００％であることが明らかとなった。先ず間違いなく、コンクリート・ペーストだけが膨張するのである。
【００４４】
この検討のために、ペーストの体積だけが膨張し、一方、骨材のサイズは元のサイズのままである。また、この検討のために、下記の用語が定義される。
【００４５】
ａ）ペースト：任意のコンクリート混和材（ポゾラン）、液体混和剤および膨張成分を含んでいる、水と混合されたセメント。
【００４６】
ｂ）モルタル：ＡＳＴＭによって定義されている細骨材と混合されたペースト。
【００４７】
ｃ）コンクリート：ＡＳＴＭによって定義されている粗骨材と混合されたモルタル。
【００４８】
この検討のために、下記の概念が事実に基づくものとして採用されている。
【００４９】
ａ）小さな骨材における表面積は、同体積の大きな骨材の表面積より広い。
【００５０】
ｂ）小さい粗骨材を含んでいるコンクリート内には、同コンクリート体積の大きい粗骨材によるコンクリートの中よりも、モルタルが多く存在する。したがって、小さい骨材を含んでいるコンクリート内には、同体積の大きい骨材で作られたコンクリートの中よりも多くのペーストが存在する。
【００５１】
１．収縮補償コンクリート床の膨張を調整する手段として、骨材のサイズ、形状、または量を調整することに基づくコンクリート床スラブについての文献は存在せず、また実際の設置もない。
【００５２】
２．収縮補償コンクリート床に対して膨張（拘束機構としての）の量に関係する測定可能な要因として粗骨材の表面積を考慮することは新規である。
【００５３】
３．収縮補償コンクリートの体積膨張を決定するための機構として、コンクリートの体積のパーセンテージ値としてペーストの体積が求められたことはない。
【００５４】
４．コンクリートの外部および内部拘束の量を、拘束機構として粗骨材を使用することに基づいて減少することができる。
【００５５】
５．膨張材料の量は、採用される粗骨材のサイズ、形状、および量に基づいて調整することができる。
【００５６】
６．収縮補償コンクリート床スラブは、十分に小さい地盤摩擦、十分に小さい他の弾性拘束（もしあれば）および硬い拘束（rigid restraints）の除去を前提として、その体積膨張がそのモルタルの弾性限界内で発生する場合には、非コンクリート拘束機構なしで作ることができる。他の弾性拘束としては、その体積膨張の管理の一部として意図されていない床上に取り付けられた貯蔵ラックが考えられる。
【００５７】
（外部的に拘束された収縮補償コンクリート）
本発明は下記のものを包含する。
【００５８】
１．鉄筋などのすべての非コンクリート材の形式の補強、すべてのファイバ形式（例えば、鋼、ポリプロピレンおよび他の多くのもの）および亀裂を制御するための補強の目的のためにコンクリート内に埋め込まれるかまたは素材として追加される任意の他の装置（デバイス）、さらには弾性拘束、非弾性拘束、および収縮補償コンクリート、低収縮コンクリートまたは非収縮コンクリートの乾燥収縮の効果を和らげるもの、をすべて除去することによって、コンクリート材（砂、石、ポゾラン、セメント、混和剤など）以外のすべての形式の内部弾性拘束を除去するコンクリートの体積変化を弾性的に拘束するための手順。
【００５９】
２．いくらかの弾性拘束を提供するのに十分な強さで収縮補償コンクリート床スラブを取り囲む装置。
【００６０】
ａ．コンクリート・スラブに対し周辺の弾性拘束を提供し、また交通による損傷からの周辺スラブの縁部（edge）の保護も提供することができる鉄筋、チャネル、プラスチックからできている装置。
【００６１】
ｉ．周辺弾性拘束としての働きとともに、その二重の目的としてスラブの縁部を保護する。
【００６２】
ｂ．中間サイズの小片から構成され、互いに溶接または固定されて連続的弾性バンドを作る装置。
【００６３】
ｃ．互いに溶接または固定されない中間サイズの小片から構成され、コンクリート・スラブの縁部に対して一体的に付加されるようにした装置。
【００６４】
ｄ．ポストテンション（ある強さにまでコンクリートが固められた後、テンションをかける）を行うことができ、項目ａの装置とは別に使用されるかまたはその装置に追加して使用することができるスチール・ケーブルでできている装置。
【００６５】
ｉ．そのケーブルは、コンクリート・スラブによって包絡されている時、それがその重心について同心であって同じアスペクト比の矩形のスラブ長さおよび幅の楕円を形成し、矩形または正方形であるスラブ内にある場合、それがスラブ縁部の中間点におけるスラブの周辺に名目上置かれている場合、本明細書に特許請求している手順を実質的に真似たものである。
【００６６】
ｉｉ．そのケーブルは床スラブの打設を取り囲むことができる。
【００６７】
１．そのケーブルは一時的隔壁に対して付加することができる。隔壁が取り除かれると、見えるようになったケーブルは周辺スラブ面と同一面上にある。
【００６８】
２．そのケーブルは上方向のスラブの縁部のカーリングを最小化するような向きにすることができる。例えば、スラブの隅部において高く、常にそのスラブの中間深さの高さ上にあるようにすることができる。
【００６９】
３．隅部プレートをスラブの隅部に取り付けて、ケーブルの力によるコンクリートの破壊を最小化することができる。
【００７０】
ｅ．スラブ断面に変化する拘束を提供するように設計される装置。例えば、スラブの縁部の底部よりもスラブの縁部の頂部において、厚さが厚いかまたは強度が強い。
【００７１】
３．周辺の拘束を改善するためのガセット（gusset）の使用。
【００７２】
ａ．このようなガセットは弾性的である。
【００７３】
ｂ．このようなガセットを周辺の拘束に連結することができる。
【００７４】
ｃ．このようなガセットは周辺の拘束に連結されないが、定着を提供するために拡張された端点が付いているかまたは付いていないスラブの内部に置かれる。
【００７５】
ｄ．このようなガセットはコンクリート・スラブの内部に置かれる時は重心の回りの仮想の円に対して接線方向に設置される。
【００７６】
ｅ．このようなガセットはスラブ内に置くことができないが、そのスラブに対してそれぞれの端点において係留されるか、またはそれらの端点が周辺の拘束に対して固定される。
【００７７】
ｆ．このようなガセットは円形、正方形または矩形断面とすることができる。
（その外部拘束は既存の概念であるにも関わらず、この外部拘束は新規のものである。その理由は以下の通りである。）
【００７８】
１．ここで定義されるものはスラブの体積膨張に幾何学的に関連付けられている。
【００７９】
２．コンクリート材以外のすべての形式の内部拘束が除去されている。内部拘束はＡＣＩ‐２２３の文書によって検討された唯一の方法である。検討された外部拘束の唯一の形式は地盤摩擦である。
【００８０】
３．不定の拘束の問題はガセットによって対処され、その装置の垂直断面にわたる弾性を増加または減少させている。
【００８１】
４．それは以前には行われていなかった。カルマンが業界に対してその概念を導入した１９９７年以前は収縮補償コンクリート床スラブ下にスリップ・シートを使用した者はいなかったからである。その時まではスラブの補強の減少を検討することができるのに十分なほど地盤の摩擦が低減されていなかった。同様に、画像のスケールにおいて（on a image scale）実験することも非常に危険性が高くコストが生じるものであった。さらに、スリップ・シートなしで、この業界は収縮補償コンクリート床の説明できないランダムな亀裂は当たり前だった。いったん地盤から開放されると、各亀裂はスラブの断面の応力における不連続性の原因となる剛性の拘束または構造における不完全性に対して追跡することができるようになった。
【００８２】
５．その組成は、現在外部弾性部材の実際的な生産に関連するものとして定義されている。さらに、その構造は縁部の保護を含むことができる。従来の縁部保護装置は、例えば、隔壁の打継目における床の頂部縁部への直径０．５インチ（１．２７ｃｍ）×長さ６インチ（１５．２ｃｍ）の頭部にＮｅｌｓｏｎ（登録商標）スタッドが付いた３インチ（７．６２ｃｍ）×３インチ（７．６２ｃｍ）×０．２５インチ（０．６４ｃｍ）×１０フィート（３０４．８ｃｍ）の長さの鋼製アングルの埋込を含むことに留意されたい。さらに現在よく使用されているのは、コンクリート・スラブ内に埋め込まれた内面プレート上にスタッドの付いた０．３７５インチ（０．９５ｃｍ）×２インチ（５．０８ｃｍ）×１０フィート（３０４．８ｃｍ）の長さの鋼板である。隣接するスラブがこれらのアングル／板に沿って置かれている時に鋼縁部が背中合わせになる状態が発生する。継目を横切る交通は脆いコンクリートではなく、鋼の装置に衝撃を与えるので、縁部は保護され、長期耐久性が提供されている。弾性部材は縁部保護に対する従来の方法を取り込み、一方、拘束のための機構としても働くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態による、スラブの内側に向かって延びている連結用スタッドおよび斜め方向のガセット（オプションとして）を備えた周辺鋼板を有するほぼ正方形のコンクリート・スラブの概略の平面図を示している。
【図２】（a）は、図１において使用されている鋼板の１つの内部側の表面を示しており、（b）は、（a）の鋼板の縁部の図である。
【図３】本発明の鋼板で周辺を囲んだ、より大きなほぼ矩形のコンクリート・スラブの平面図である。
【図４】（a）は、図３の大きなコンクリート・スラブに対する周辺境界を囲むための互いに溶接された複数の鋼板の内側の表面の図であり、（b）は、同複数の鋼板の縁部の図であり、（ｃ）は、同複数の鋼板の外側の表面の図である。
【図１】
2008533344.tif 000003
【図２】
2008533344.tif 000004
【図３】
2008533344.tif 000005
【図４】
2008533344.tif 000006
【国際調査報告】
2008533344.tif 000007