(57)【要約】【課題】強度が高く、高耐腐食性の結合部材を得るとともに、長期間の高耐久性を有するコンクリート構造物を得る。【解決手段】結合すべき一方のセグメント５の軸方向端部にセラミックススリーブ１１を介してナット部材であるセラミックスインサート１０を埋設し、他方のセグメント５の軸方向にボルト孔５ａを貫通して設けるとともに、このボルト孔５ａに表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材１３を挿通し、この金属ボルト部材１３をセラミックススリーブ１１に挿通してセラミックスインサート１０の雌ねじ部１０ａに螺合する。【選択図】  図１
2004176492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被結合部材間を結合する結合部材において、一方の被結合部材を貫通するとともに、外表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材と、他方の被結合部材に埋設されたセラミックスからなるナット部材とを備え、金属ボルト部材とナット部材とを結合することを特徴とする耐腐食性結合部材。
【請求項２】
ナット部材は、無機質材、樹脂材、これらの混合物材の何れかからなる被結合部材内に埋設したことを特徴とする請求項１記載の耐腐食性結合部材。
【請求項３】
被結合部材を無機質材であるコンクリートにより形成したことを特徴とする請求項１記載の耐腐食性結合部材。
【請求項４】
鉄筋コンクリート製のセグメント間を連結する耐腐食性結合部材であって、一方のセグメント内に埋設され、雌ねじ部を具備したセラミックスインサートからなるナット部材と、他方のセグメントを貫通するとともに、耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材とを備え、金属ボルト部材とナット部材とを結合することを特徴とする耐腐食性結合部材。
【請求項５】
被結合部材が鉄筋コンクリート構造部材であって、対向する一対の構造部材をボルト、ナットの結合部材で一体化した構造物であり、一方の構造部材内にセラミックスインサートからなるナット部材を埋設し、他方の構造部材を貫通して耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材を装着し、金属ボルト部材とナット部材とを結合して対向する一対の構造部材を連結一体化したことを特徴とするコンクリート構造物。
【請求項６】
ナット部材は、アルミナ、ジルコニア、ムライトの何れかのセラミックスにより形成したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の耐腐食性結合部材又はコンクリート構造物。
【請求項７】
耐腐食性被覆層は、無機質材又は有機質材からなることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の耐腐食性結合部材又はコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐腐食性を備えた金属ボルト部材とナット部材とからなる耐腐食性結合部材と、この耐腐食性結合部材を使用したコンクリート構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
耐腐食性を備えたボルト、ナットとして特許文献１及び特許文献２に記載されたものが知られている。これらに記載の技術は、金属からなるボルト、ナットの外表面に高分子樹脂などの被覆層を設けることにより、耐腐食性の高い結合部材を得るものである。
【０００３】
又、ボルト又はナットを金属ではなく、セラミックスで形成することにより、耐腐食性を得る技術も知られている。例えば、特許文献３にはセラミックス製のボルトが示され、特許文献４にはセラミックス製のナットをコンクリート構造物内に埋設することが示されている。
【０００４】
さらに、鉄筋コンクリート構造物のセグメント結合を、ボルト、ナットによって行うことが知られており、例えば特許文献５，６には金属ナットをコンクリート構造物内の鉄筋に溶接固定して埋設することが示されている。又、金属ナットを鉄筋又は金属部材に溶接固定することが明確には示されていないが、溶接固定と推察され、金属ナットを鉄筋コンクリート構造物内に埋設するものとしては、特許文献７及び特許文献８がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２４８２０４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２９６３６３号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平７−１９００３２号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開平９−２９６５２４号公報
【０００９】
【特許文献５】
特開平９−２７９９９７号公報（段落番号０００５）
【００１０】
【特許文献６】
特開平１１−２９３７８４号公報（段落番号０００３）
【００１１】
【特許文献７】
特開平５−３２１５９３号公報
【００１２】
【特許文献８】
特開平１０−６８２９５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、土木、建設分野におけるコンクリート構造物では、分割形成したセグメントをボルト、ナットの結合部材により連結一体化して大形の構造物を形成することが行われている。しかも、このようなコンクリート構造物では、長期間の高耐久性が要求されることから、ボルト、ナットに高耐腐食特性が要求されることとなった。そこで、特許文献３，４に記載されたセラミックス製のボルトとセラミックス製のナットとの組み合わせが実現すれば、高耐腐食特性の結合部材が得られる。しかしながら、セラミックスにより、土木、建設分野において使用可能な高靱性のボルトを得ることは現在の技術では困難である。
【００１４】
又、金属の表面層を被覆層で覆って耐腐食性を惹起する、特許文献１，２の技術によるボルト、ナットを適用すれば、高耐腐食性の結合部材を提供することができる。ただし、特許文献１の技術では、被膜が柔らかく、ナットを嵌合した場合、ボルトねじ部の被膜破壊が起こりやすいとともに、潤滑性に欠けるといった課題があり、これらの課題を解決したのが特許文献２の技術である。例えば、特許文献７の図１４に示されるように、ナット部がコンクリート内に埋設されていない構造に適用した場合等である。しかし、この図１４の構成では、特許文献６の段落番号０００３に記載されたように連結作業が困難等の課題があり、この課題の解決のためにナット側をコンクリート内に埋設する方式が行われることになった。しかしながら、金属ナットをコンクリート内に固定するには、コンクリート内に配置した鉄筋にナットを溶接により固定することとなる（特許文献５，６）。
【００１５】
図６は特許文献６の図３に示されたインサート（金属ナット）の型枠への取付構造を示し、インサート１は雌ねじ部１ａが形成された円筒状の接合部１ｂと、接合部１ｂの一端側に一体に形成された取付部１ｃとから構成され、接合部１ｂの他端はコンクリート構造物の接合面に露出している。取付部１ｃの先端には円弧状の凹部１ｄが形成され、凹部１ｄにはコンクリート構造物の内部に配設される鉄筋２が嵌合される。型枠３の孔３ａに挿通した固定ボルト４をインサート１の雌ねじ部１ａに螺合することによりインサート１を型枠３の内側に固定し、この型枠３の内側にコンクリートを打設し、コンクリートが固化してコンクリート構造物となる。インサート１はコンクリート構造物に埋設され、インサート１の内端の凹部１ｄには鉄筋２が嵌合されるが、インサート１のコンクリート構造物への定着力を向上するためには鉄筋２とインサート１を溶接により固定するのがよい。しかし、このように、金属ナットを鉄筋に溶接固定する場合、特許文献１のように表面を被覆層で覆って耐腐食性を向上した金属ナットの場合、溶接時に被覆層が損傷し、耐腐食性が劣化することとなった。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、強度が高く、高耐腐食性の結合部材を得、かつ長期間の高耐久性を有するコンクリート構造物を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、鋭意研究した結果、セラミックスインサートからなるナット部材を一方の被結合部材内に埋設し、他方の被結合部材を貫通するボルトを外表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルトで構成することにより、高耐腐食性に富む結合部材を提供でき、しかも当該結合部材を土木、建設分野に適用することにより、長期間の耐久性を有するコンクリート構造物を提供できることを見出した。
【００１８】
この発明の請求項１に係る耐腐食性結合部材は、被結合部材間を結合する結合部材において、一方の被結合部材を貫通するとともに、外表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材と、他方の被結合部材に埋設されたセラミックスからなるナット部材とを備え、金属ボルトとナット部材とを結合するものである。
【００１９】
請求項２に係る耐腐食性結合部材は、ナット部材が、無機質材、樹脂材、これらの混合物材の何れかからなる被結合部材内に埋設されたものである。無機質材からなるものとしてはコンクリート、キャスタブル耐熱材等があり、樹脂材からなるものとしては樹脂成形品があり、またモールド品もある。
【００２０】
請求項３に係る耐腐食性結合部材は、被固定部材を無機質材であるコンクリートにより形成したものである。
【００２１】
請求項４に係る耐腐食性結合部材は、鉄筋コンクリート製のセグメント間を結合する耐腐食性結合部材であって、一方のセグメント内に埋設され、雌ねじ部を具備したセラミックスインサートからなるナット部材と、他方のセグメントを貫通するとともに、耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材とを備え、金属ボルト部材とナット部材とを結合するものである。
【００２２】
請求項５に係るコンクリート構造物は、被結合部材が鉄筋コンクリート構造部材であって、対向する一対の構造部材をボルト、ナットの結合部材で一体化した構造物であり、一方の構造部材内にセラミックスインサートからなるナット部材を埋設し、他方の構造部材を貫通して耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材を装着し、ボルト部材とナット部材とを結合して対向する一対の構造部材を連結一体化したものである。
【００２３】
請求項６に係る耐腐食性結合部材又はコンクリート構造物は、ナット部材が、アルミナ、ジルコニア、ムライトの何れかのセラミックスにより形成されたものである。
【００２４】
請求項７に係る耐腐食性結合部材又はコンクリート構造物は、耐腐食性被覆層が、無機質材又は有機質材からなるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図５はこの発明の実施形態によるコンクリート構造物の斜視図を示し、鉄筋コンクリート製の円弧状のセグメント（被結合部材）５を周方向の耐腐食性結合部材６を介して連結して円筒状のコンクリート構造物７を形成するとともに、このコンクリート構造物（被結合部材）７を軸方向の耐腐食性結合部材８を介して連結し、コンクリート構造物９を形成する。
【００２６】
図１は軸方向の耐腐食性結合部材８によるセグメント結合構造の断面図であり、１０は一方のセグメント５内に埋設されたナット部材であるセラミックス製インサートであり、セグメント５の軸方向端面とセラミックスインサート１０との間には筒状のセラミックス製スリーブ１１が埋設される。図２は樽状に形成されたセラミックスインサート１０の断面図を示し、中心に一端閉塞の雌ねじ部１０ａが設けられるとともに、外周に平坦切欠された回り止め部１０ｂが形成されている。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）はセグメント５内へのセラミックスインサート１０の埋設方法を示し、まず図３（ａ）に示すように型枠１２の内側にセラミックススリーブ１１を介してセラミックスインサート１０を配置し、型枠１２の孔１２ａに挿通した固定ボルト４をセラミックススリーブ１１に挿通し、セラミックスインサート１０の雌ねじ部１０ａに螺合することによりセラミックスインサート１０を型枠１２の内側に固定する。次に、図３（ｂ）に示すように型枠１２の内側にコンクリートを打設し、コンクリートの養生、固化によりセグメント５が形成された後、固定ボルト４及び型枠１２を除去する。これによって、セラミックスインサート１０はセグメント５内に埋設される。なお、鉄筋２は図示省略してある。
【００２８】
他方のセグメント５には軸方向に貫通したボルト孔５ａが設けられ、ボルト孔５ａの一端には凹部５ｂが設けられ、また各セグメント５の両端にはシール溝５ｃが設けられる。シール溝５ｃにはシール材１４が収納され、シール材１４としてはベントナイト等の水膨潤性粘土を含有する水膨潤性材が用いられる。ボルト孔５ａには表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材１３が凹部５ｂ側から挿通され、金属ボルト部材１３はセラミックススリーブ１１を挿通してセラミックスインサート１０の雌ねじ部１０ａに螺合され、セグメント５間は軸方向に結合される。従って、軸方向の耐腐食性結合部材８は、ナット部材であるセラミックスインサート１０及び金属ボルト部材１３等により構成される。
【００２９】
図４は周方向の耐腐食性結合部材６によるセグメント結合構造の断面図であり、一方のセグメント５の周方向の端部近傍に内周側から斜めに凹部５ｄを設け、また凹部５ｄから周方向端部に向かって斜めに貫通するボルト孔５ｅを設けている。又、他方のセグメント５の周方向端部のボルト孔５ｅと対応する位置にセラミックスインサート１５を埋設している。セラミックスインサート１５は、セラミックスインサート１０と同様に形成され、雌ねじ部１５ａ及び回り止め部１５ｂを有している。また、ボルト孔５ｅと連続するボルト孔５ｆが他方のセグメント５のセラミックスインサート１５から周方向端部まで形成されている。
【００３０】
図４の構成において、ボルト孔５ｅに凹部５ｄ側から表面が耐腐食性被覆層で覆われた金属ボルト部材１６を挿通し、金属ボルト部材１６はボルト孔５ｆも挿通してセラミックスインサート１５の雌ねじ部１５ａに螺合する。これによって、各セグメント５は周方向に結合される。なお、セグメント５の周方向端部にはシール溝５ｃが設けられ、シール溝５ｃにはシール材１４が収納される。周方向の耐腐食性結合部材６は、ナット部材であるセラミックスインサート１５及び金属ボルト部材１６等により構成される。
【００３１】
上記実施形態においては、ナット部材であるセラミックスインサート１０，１５はセラミックスにより形成されており、耐腐食性に富むナット部材が得られる。又、ナット部材は、被結合部材であるセグメント５内に埋設され、周囲に拘束固定されるので、埋設ナット部材の引っ張り、せん断等の強度は格段に強固なものとなり、充分な結合力が得られる。一方、金属ボルト部材１３，１６は表面を耐腐食性被覆層で覆われているので、耐腐食性に富み、ナット部材がセラミックスであるので、螺着時の締め付け力による焼き付き損傷は生じず、耐腐食性に富む結合部材が得られる。又、ナット部材は、内部の鉄筋などに固定することなく、型枠１２に固定してコンクリートの打設により埋設するので、その作業性は簡便である。また、ナット部材は被結合部材内に埋設されるので、被結合部材相互の結合作業は金属ボルト部材１３，１６の装着のみによって行われ、片面からの作業であるから、作業が容易である。これらの結果、上記した耐腐食性結合部材６，８を土木、建設分野に適用することにより、長期間の高耐久性を有するコンクリート構造物も得られる。また、シール材１４として、水膨潤性粘土を含有する水膨潤性材が用いられているので、止水機能が向上する。
【００３２】
なお、被結合部材を鉄筋コンクリートにより形成したが、コンクリート以外の無機質材、樹脂材、これらの混合物材により形成してもよい。又、ナット部材はアルミナ、ジルコニア、ムライトの何れかのセラミックスにより形成すればよい。さらに、耐腐食性被覆層は、無機質材、有機質材の何れにより形成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、結合部材はセラミックス製のナット部材と金属ボルト部材とにより形成され、ナット部材はセラミックス製であるから耐腐食性に富み、金属ボルト部材は耐腐食性被覆層により覆われているので、やはり耐腐食性に富み、耐腐食性に優れた結合部材が得られる。又、セラミックス製のナット部材は被結合部材内に埋設され、周囲に拘束固定されるので、強度が強いものとなり、全体としても強度が強い結合部材が得られる。又、ナット部材は被結合部材内に埋設されるだけであり、被結合部材の結合作業は金属ボルト部材の装着だけとなり、片面からの作業となる。従って、このように、耐腐食性が高く、強度も強い結合部材を用いて被結合部材を作業性良く結合し、コンクリート構造物を得ることができるので、長期間の高耐久性を有するコンクリート構造物が作業性良く得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による軸方向の耐腐食性結合部材によるセグメント結合構造の断面図である。
【図２】この発明によるセラミックスインサートの断面図である。
【図３】この発明によるセラミックスインサートのセグメント内への埋設手順を示す図である。
【図４】この発明による周方向の耐腐食性結合部材によるセグメント結合構造の断面図である。
【図５】この発明によるコンクリート構造物の斜視図である。
【図６】従来のインサートの型枠への取付構造を示す断面図である。
【符号の説明】
５…セグメント
５ａ，５ｅ，５ｆ…ボルト孔
６…周方向耐腐食性結合部材
７，９…コンクリート構造物
８…軸方向耐腐食性結合部材
１０，１５…セラミックスインサート
１０ａ，１５ａ…雌ねじ部
１３，１６…金属ボルト部材
【図１】
2004176492.tif 000003
【図２】
2004176492.tif 000004
【図３】
2004176492.tif 000005
【図４】
2004176492.tif 000006
【図５】
2004176492.tif 000007
【図６】
2004176492.tif 000008