(57)【要約】【課題】製造を容易に行うことができるインサート器具を提供する。【解決手段】コンクリート構造物内に埋設され、被取付部材を取り付けるための取付けボルトが螺合するボルト孔を有するインサート器具であって、該インサート器具が、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなるインサート器具。前記インサート器具は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなるスリーブとを備えることができる。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物内に埋設され、被取付部材を取り付けるための取付けボルトが螺合するボルト孔を有するインサート器具であって、該インサート器具が、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とするインサート器具。
【請求項２】
請求項１記載のインサート器具と、該インサート器具とコンクリート構造物外壁との間に埋設され、取付ボルトが挿通されるスリーブとを備えたインサート器具であって、該スリーブが、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とするインサート器具。
【請求項３】
配合物に、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子を含む請求項１又は２記載のインサート器具。
【請求項４】
無機粒子が、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａと、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂとからなる請求項３記載のインサート器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物内に埋設されるインサート器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンクリート構造物において、その内部にインサート器具を埋設し、このインサート器具にボルトを締結することによって、このボルトを介して各種の構成部材をコンクリート構造物に取り付けることが行われている。このようなインサート器具としては、従来より、セレミックス製のインサート器具が使用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２７３０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されるセレミックス製のインサート器具は、以下の工程により製造されるものである。▲１▼まず、主成分となる酸化アルミニウムに焼結助材を添加し、さらに純水を加え、ボールミルにより１０時間混合を行いスラリーを調製する。▲２▼次に、得られたスラリーに有機バインダと分散剤を添加し、スプレードライヤーで１５０℃で乾燥し、噴霧造粒を行う。▲３▼次に、得られた顆粒を静水圧成形機で加圧成形し、１６００℃で２時間焼成し、１００℃／時間の降温速度で冷却する。
このように従来のセレミックス製のインサート器具では、製造工程が複雑であり、手間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造を容易に行うことができるインサート器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の材料を含む配合物の硬化体からなるインサート器具であれば、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、コンクリート構造物内に埋設され、被取付部材を取り付けるための取付けボルトが螺合するボルト孔を有するインサート器具であって、該インサート器具が、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とするインサート器具である（請求項１）。
また、本発明は、請求項１記載のインサート器具と、該インサート器具とコンクリート構造物外壁との間に埋設され、取付ボルトが挿通されるスリーブとを備えたインサート器具であって、該スリーブが、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とするインサート器具である（請求項２）。このように構成したインサート器具は、配合物を混練し、成形し、養生することにより製造することができるので、その製造が容易である。また、本発明の配合物の硬化体は、１５０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現するので、該硬化体からなる本発明のインサート器具は、ボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生することはない。
上記インサート器具は、配合物に、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子を含むことができる（請求項３）。このように配合物に無機粒子を含むことによって、配合物の作業性や硬化体の強度発現性を向上させることができる。
上記無機粒子は、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａと、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂとから構成することができる（請求項４）。このようにブレーン比表面積の異なる２種の無機粒子を用いることによって、配合物の作業性や硬化体の強度発現性をより一層向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
最初に、インサート器具の製造に使用する材料およびその配合割合について説明する。
本発明で使用するセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。
本発明において、インサート器具の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の作業性を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【０００９】
セメントのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ２／ｇが好ましく、３０００〜４５００ｃｍ２／ｇがより好ましい。該値が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、水和反応が不活発になって、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点があり、５０００ｃｍ２／ｇを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、また、水量が多くなるため、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。
【００１０】
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇであり、粉砕等をする必要がないので、本発明のポゾラン質微粉末として好適である。
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ２／ｇが好ましく、８〜２５ｍ２／ｇがより好ましい。該値が５ｍ２／ｇ未満であると、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点があり、２５ｍ２／ｇを超えると、水量が多くなるため、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。
ポゾラン質微粉末の配合量は、セメント１００質量部に対して５〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部である。配合量が５〜５０質量部の範囲外では、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。
【００１１】
本発明においては、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材が用いられる。細骨材の最大粒径が２ｍｍを超えると、インサート器具の成形（特に、ボルト孔のねじ山の成形）が困難になるとともに、ボルト孔のねじ山の強度が極端に低下するのでボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。。
なお、本発明においては、インサート器具の強度等から、最大粒径が１．５ｍｍ以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒径が１．０ｍｍ以下の細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。
細骨材の配合量は、インサート器具の強度等の観点から、セメント１００質量部に対して５０〜２５０質量部であることが好ましく、８０〜２００質量部であることがより好ましい。
【００１２】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましく、特に、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜４．０質量部が好ましく、０．１〜２．０質量部がより好ましい。配合量が０．１質量部未満では、混練が困難になるとともに、インサート器具の製造に手間がかかる等の欠点がある。配合量が４．０質量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。
なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。
【００１３】
水量は、セメント１００質量部に対して、１０〜３０質量部が好ましく、より好ましくは１２〜２５質量部である。水の量が１０質量部未満では、混練が困難になるとともに、インサート器具の製造に手間がかかる等の欠点がある。水の量が３０質量部を超えると、インサート器具の強度が低下しボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生する等の欠点がある。
【００１４】
本発明においては、配合物の作業性や、インサート器具の強度を向上させる観点から、前記配合物に、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子を含ませることが好ましい。
無機粒子としては、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粒子は、ブレーン比表面積が好ましくは２５００〜３００００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４５００〜２００００ｃｍ２／ｇで、かつセメント粒子よりも大きなブレーン比表面積を有する。無機粒子のブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントとのブレーン比表面積の差が小さくなり、配合物の作業性やインサート器具の強度を向上させる効果が小さくなる。無機粒子のブレーン比表面積が３００００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなるうえ、配合物の作業性やインサート器具の強度を向上させる効果が小さくなる。
無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、配合物の作業性とインサート器具の強度の観点から、１０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子の配合量は、配合物の作業性とインサート器具の強度の観点から、セメント１００質量部に対して５５質量部以下が好ましく、１０〜５０質量部がより好ましい。
【００１５】
本発明においては、無機粒子として、異なる２種の無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂを併用することができる。
この場合、無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が５０００〜３００００ｃｍ２／ｇ、好ましくは６０００〜２００００ｃｍ２／ｇのものである。また、無機粒子Ａは、セメント及び無機粒子Ｂよりもブレーン比表面積が大きいものである。
無機粒子Ａのブレーン比表面積が５０００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントや無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、配合物の作業性とインサート器具の強度を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が３００００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなる等の欠点がある。
無機粒子Ａとセメント及び無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子Ａと、セメントと無機粒子Ｂのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、配合物の作業性とインサート器具の強度の観点から、１０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
【００１６】
無機粒子Ｂのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ２／ｇである。また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差は、配合物の作業性とインサート器具の強度の観点から、１００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子Ｂのブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、配合物の作業性やインサート器具の強度を向上させる効果が小さくなる。５０００ｃｍ２／ｇを超えると、ブレーン比表面積の数値が無機粒子Ａに近づくため、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、作業性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が１００ｃｍ２／ｇ以上であることによって、配合物を構成する粒子の充填性が向上し、強度発現性等を向上することができる。
【００１７】
無機粒子Ａの配合量は、セメント１００質量部に対して５０質量部以下が好ましく、１０〜４０質量部がより好ましい。無機粒子Ｂの配合量は、セメント１００質量部に対して４０質量部以下が好ましく、５〜３５質量部がより好ましい。無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂの配合量が前記の数値範囲外では、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、配合物の作業性とインサート器具の強度を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
なお、無機粒子Ａと無機粒子Ｂの合計量は、セメント１００質量部に対して５５質量部以下が好ましく、より好ましくは１０〜５０質量部である。
【００１８】
次に、本発明のインサート器具の一例を図面により説明する。
図１は、本発明に係わるインサート器具の一例である。このインサート器具１は、図２に示すように、先端側１ａから後端側１ｂに向けて、その中心軸線に沿ったボルト孔２が形成されている。また、このインサート器具１の後端側１ｂにおいては閉塞部３が形成されており、これによってボルト孔２はインサート器具１の後端側１ｂには貫通しておらず、有底状となっている。
【００１９】
図３は、図１のインサート器具１と、該インサート器具１とコンクリート構造物外壁との間に埋設され、取付ボルトが挿通されるスリーブ４とを備えたインサート器具の一例である。インサート器具１とスリーブ４との接着は、例えば、接着剤により接着すれば良い。
【００２０】
本発明のインサート器具をコンクリート構造物内に埋設する方法を説明する。
▲１▼図１に示すインサート器具を用いる場合は、型枠に形成された孔部から挿入した取り付けボルトをインサート器具１のボルト孔２にねじ込むことによって、インサート器具１を型枠の内面側に締結固定する。その後、型枠内にコンクリートを打設し、養生硬化させ、その後、取り付けボルトによる締結を緩めてボルトを引き抜き、型枠を撤去することにより、インサート器具をコンクリート構造物内に埋設する。
▲２▼図３に示すインサート器具を用いる場合は、型枠に形成された孔部から挿入した取り付けボルトをスリーブ４へ挿入し、さらにその先端部をインサート器具１のボルト孔２にねじ込むことによって、スリーブ４とインサート器具１を型枠の内面側に締結固定する。その後、型枠内にコンクリートを打設し、養生硬化させ、その後、取り付けボルトによる締結を緩めてボルトを引き抜き、型枠を撤去することにより、インサート器具をコンクリート構造物内に埋設する。
【００２１】
なお、本発明においては、インサート器具１の後端側１ｂに閉塞部を形成せず、ボルト孔を貫通させることは差し支えない。この場合、インサート器具１の後端側１ｂをおおうシールを接着剤により貼着することにより、インサート器具内へのコンクリートの侵入を防ぐことができる。
【００２２】
本発明のインサート器具の製造方法について説明する。
配合物の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（１）水、減水剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（２）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（３）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
【００２３】
混練後、配合物を成形し、その後、養生して本発明のインサート器具を製造する。
成形方法は、特に限定するものではなく、例えば、▲１▼０打フロー値が２３０ｍｍ以上の配合物を混練し、該配合物を所定の型枠に流し込んで成形しても良いし、▲２▼フロー値が１００〜１１０ｍｍの配合物を混練し、該配合物を所定の型枠に充填し、振動成形若しくはプレス成形しても良い。
なお、本明細書中において、０打フロー値とは、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した値であり、フロー値は、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法で測定した値である。
また、養生は、蒸気養生や気中養生等を行なえばよい。
【００２４】
本発明のインサート器具は、配合物を混練し、成形し、養生することにより製造することができるので、その製造が容易である。また、本発明の配合物の硬化体は、１５０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現するので、該硬化体からなる本発明のインサート器具は、ボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生することはない。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
［１．使用材料］
以下に示す材料を使用した。
（１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積３２００ｃｍ２／ｇ）
（２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１０ｍ２／ｇ）
（３）無機粒子Ａ；石英粉末Ａ（ブレーン比表面積７５００ｃｍ２／ｇ）
（４）無機粒子Ｂ；石英粉末Ｂ（ブレーン比表面積４０００ｃｍ２／ｇ）
（５）細骨材；珪砂（最大粒径０．６ｍｍ、７５μｍ以下の粒子の含有量０．３質量％）
（６）減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤
（７）水；水道水
【００２６】
実施例１
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末Ａ３９質量部、珪砂１２０質量部、高性能ＡＥ減水剤１．０質量部（セメントに対する固形分）、水２２質量部をニ軸ミキサに投入し、混練した。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は２１０ＭＰａであった。
また、前記配合物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は２５ＭＰａであった。
【００２７】
実施例２
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末Ａ２６質量部、石英粉末Ｂ１３質量部、珪砂１２０質量部、高性能ＡＥ減水剤１．０質量部（セメントに対する固形分）、水２２質量部をニ軸ミキサに投入し、混練した。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は２３０ＭＰａであった。
また、前記配合物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は２８ＭＰａであった。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインサート器具は、配合物を混練し、成形し、養生することにより製造することができるので、その製造が容易である。また、本発明の配合物の硬化体は、１５０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現するので、該硬化体からなる本発明のインサート器具は、ボルト締結時等にボルト孔のねじ山に欠け等が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるインサート器具の一例を示す外観図である。
【図２】図１のインサート器具の軸線方向に沿った断面図である。
【図３】本発明に係わるインサート器具の一例を示す外観図である。
【符号の説明】
１    インサート器具
１ａ  先端側
１ｂ  後端側
２    ボルト孔
３    閉塞部
４    スリーブ
【図１】
2004316303.tif 000002
【図２】
2004316303.tif 000003
【図３】
2004316303.tif 000004