(57)【要約】【課題】建築コストを抑えつつ、より空間利用効率の高い建築物を構築できる高強度コンクリート構造体とその構築方法を提供する。【解決手段】高強度コンクリート２の周囲に当該コンクリート２より設計基準強度の低い外殻プレキャストコンクリート型枠３を配置してなるコンクリート構造体１としている。また、このコンクリート構造体１の構築方法にあっては、所定の設計基準強度のプレキャストコンクリートを型枠３として用い、当該型枠３内に前記所定の基準強度より高い設計基準強度の高強度コンクリート２を打設し、前記型枠３を当該高強度コンクリート１の表層材として残置することとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度コンクリートの周囲に当該コンクリートより設計基準強度の低い外殻プレキャストコンクリート型枠を配置してなることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート構造体の構築方法であって、所定の設計基準強度のプレキャストコンクリートを型枠として用い、当該型枠内に前記所定の基準強度より高い設計基準強度の高強度コンクリートを打設し、前記型枠を当該高強度コンクリートの表層材として残置することを特徴とするコンクリート構造体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンクリート構造体に関し、特に、高強度コンクリート構造物が火災などにより激しく加熱されたときにコンクリートが爆発的に破裂する爆裂現象を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート造りの建物の床や壁などが火災によって急激に加熱された場合に、コンクリートの爆裂現象が起きて、コンクリート塊が周囲に激しく飛び散り、大きな被害を及ぼすことがある。この爆裂現象は、多くの場合、コンクリート部材に含まれている水分が主因となって発生すると考えられている。つまり、コンクリート部材が局部的に急激に加熱されたとき、内部の水分が蒸発し、膨大な蒸気圧が蓄積されることがある。この蒸気圧とコンクリート自身の熱膨張とが関係し、いわゆる水蒸気爆発のようにコンクリートのかぶりの部分で爆裂が起きる。したがって爆裂現象は、含水率の少ない高強度コンクリートの構造体に生じやすい。そしてこの爆裂現象は、コンクリートのかぶり部分を欠損させ、鉄筋を露出させ、最終的には、コンクリート構造体そのものの強度を低下させて構造的崩壊を招く。
【０００３】
爆裂現象を防止するためには、普通、かぶり厚を肉厚にすることで対応することが可能である。かぶり部分が爆裂によって多少欠損しても十分に構造体としての強度を保つのである。また、高強度コンクリートにおける爆裂現象自体を防止するための種々の試みもなされており、例えば、コンクリート構造体内部にヒータを設けてコンクリートを強制乾燥させ、爆裂の主原因となる水分自体をコンクリート内から蒸散放散させたり（例えば、特許文献１参照）、プラスチック繊維が混練された高強度コンクリート打ち込み型枠内にコンクリートを打設してコンクリート構造体を構築したり（例えば、特許文献２参照）する技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１０５５４９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−１８９０８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かぶり部分を厚くして爆裂現象による強度低下を防止しようとすれば、自ずと、構造体の断面が大きくなる。したがって、その構造体により構築された建築物は著しく空間利用効率が低下することになる。また、上述した各種爆裂現象防止技術は、工期の長期化、工費・材料費に係る建築コストの増加が問題となる。
【０００７】
したがって本発明は、建築コストを抑えつつ、より空間利用効率の高い建築物を構築できる高強度コンクリート構造体とその構築方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、高強度コンクリートの周囲に当該コンクリートより設計基準強度の低い外殻プレキャストコンクリート型枠を配置してなるコンクリート構造体としている。
【０００９】
また、このコンクリート構造体の構築方法であって、所定の設計基準強度のプレキャストコンクリートを型枠として用い、当該型枠内に前記所定の基準強度より高い設計基準強度の高強度コンクリートを打設し、前記型枠を当該高強度コンクリートの表層材として残置するコンクリート構造体の構築方法も本発明の範囲とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のコンクリート構造体の実施形態として柱を挙げる。図１にその柱１の一部破断斜視図を示し、図２に柱１の水平断面図を示した。この柱１は、中空角筒状のプレキャストコンクリートによる表層材３と、表層材３の中空部に打設されたコアコンクリート２とから構成されている。この柱１の構築手順としては、まず、プレキャストコンクリート型枠３を建て込み、その型枠３内にコンクリートを打設しコアコンクリート２とする。型枠３はそのまま残置してコアコンクリート２の表層材３として使用する。すなわち、外殻プレキャストコンクリート型枠（外殻ＰＣａ）である。
【００１１】
なおこの柱１において、外殻ＰＣａ３は帯筋５を内蔵し、型枠３の中空内壁面とわずかに離間して主筋４が内壁に沿って立設されている。この例では、外殻ＰＣａ３の厚さは約７０ｍｍであり、コアコンクリート２のかぶり厚は約１０ｍｍである。もちろん、この構成に限らず、主筋に帯筋が環装された形態であってもよいし、主筋と帯筋とが外殻ＰＣａに内蔵された形態であってもよい。
【００１２】
そして、この柱における特徴的な点は、外殻ＰＣａ３の設計基準強度（Ｆｃ）が、例えば５０〜７０（Ｎ／ｍｍ２）の一般的なコンクリートであるのに対し、コアコンクリート２が、例えばＦｃ８０〜１５０程度の高強度コンクリートとなっていることにある。本実施例では、外殻ＰＣａ３はＦｃ６０、コアコンクリート２はＦｃ１００である。表１に外殻ＰＣａ３の調合比を示し、表２にコアコンクリート２の調合比を示した。
【００１３】
【表１】
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【表２】
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【００１４】
表１において、Ｗ・Ｃ・Ｓ・Ｇ・Ｍは、それぞれ、水・セメント・細骨材・粗骨材・減水剤を示している。各調合材料は一般的なコンクリートに使用されるもので構わない。
【００１５】
表２において、Ｗ・Ｃ・Ｓ１・Ｓ２・Ｇ・ＳＦは、それぞれ、水・セメント・細骨材１（市原産山砂）・細骨材２（相模川水系陸砂）・粗骨材・混和剤（粉体シリカフューム）を示している。表中のＢは結合材であり、セメントと粉体シリカフュームの総量によって示される。さらに、結合材に対して１．５％の割合で高強度のコンクリートを得るための芳香族系減水剤（高性能ＡＥ減水剤）も調合されている。
【００１６】
以上の構成を備えた本実施例の柱によれば、建築物からの軸力を高強度コンクリートによるコアコンクリートが受け止めて建築物の高層化を可能としつつ、火災によりこの柱の表面が高温に曝された場合には、爆裂しやすいコアコンクリートが爆裂しにくい強度のコンクリートでできた外殻ＰＣａで覆われているため、コアコンクリートの表面で爆裂が起きたとしても、その被害が柱の外部に及ばないようになっている。また、外殻ＰＣａが実質的に柱表層とコアコンクリート表面との間に介在する断熱材として機能し、外部の熱がコアコンクリートにまで伝わらず、爆裂自体を防止する効果もある。したがって、建築物の高層化と爆裂による被害防止とを低い建築コストで達成することができる。なお当然のことではあるが、本発明は柱に限らず梁など、他のコンクリート構造体に適用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のコンクリート構造体によれば、高強度コンクリートによる建築物の高層化と、高強度コンクリートによる火災時の爆裂現象による被害防止とをともに達成することができる。また、かぶりを厚くする必要がないので、建築物の空間利用効率も向上する。さらに、この構造体の構築に当たっては、外殻プレキャストコンクリート型枠内に高強度コンクリートを打設し、型枠を残置する工法が採用でき、工期の短縮や建築コストの低減も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るコンクリート構造体である柱の破断斜視図である。
【図２】上記柱における水平面での断面図である。
【符号の説明】
１  柱
２  コアコンクリート
３  外殻プレキャストコンクリート型枠
【図１】
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【図２】
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