(57)【要約】【課題】コンクリート製構築物の自然破壊時において、躯体部分が小塊、中塊となって崩落することを構造的に阻止する。【解決手段】コンクリートの粗骨材である砕石の一粒ひと粒に、１本以上の繊維質補強材を接着することで両者を一体物として製造する。その結果出来た「繊維質補強材付き砕石」を必要量、生コン製造時に投入して練り上げることで、コンクリート打設後の躯体に隅々まで万遍なく繊維質補強材が分布したコンクリートが完成する。コンクリートの破壊時に小塊となっても繊維質補強材によって繋ぎ止め支持されるので落下を防止することが出来、もって二次災害を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに添加される繊維質補強材を、粗骨材と一体化して使用することを特徴とする、コンクリート。
【請求項２】
粗骨材の表面に繊維質補強材を接着することによって、粗骨材と繊維質補強材を一体化するものである、請求項１記載のコンクリート。
【請求項３】
粗骨材の表面に繊維質補強材を接着することによって、粗骨材と繊維質補強材を一体化したことを特徴とする繊維付き粗骨材。
【請求項４】
粗骨材と一体化された繊維質補強材をレディミクストコンクリート製造時に投入することにより、コンクリート内部に平均的に繊維質補強材を分布させることを特徴とするコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレディミクストコンクリートの製造に関するものであり、コンクリート製躯体のひび割れや部分的崩落を未然に防止する技術に関するものである。
【０００２】
近年社会において鉄道トンネルや、高架橋からその躯体コンクリートの劣化等による部分崩落が度々発生している。その原因として幾つか指摘もなされてはいるが、これはコンクリート構築物としての強度に対しては充分な配慮がなされているものの部分の崩壊については建設施工時の緻密な施工を行うことぐらいしか対処の方法はなかった結果によるものであり、その技術的、施工的な欠陥が表面化したものと云うことができる。
【０００３】
【従来の技術】
コンクリート構造物には通常製作時にその内部に鉄筋が設置され鉄筋コンクリート構造物として完成、分類がなされる。この鉄筋の役割は主として引っ張りや曲げ、振れに対して強力に作用し、構築物としての強度計算は尽くされており予想を越える地震でもない限りは全体としての崩壊は考えられない程に完成度は高いと云える。
【０００４】
然るに部分的崩壊については経常的、日常的問題であるにもかかわらず放置されたまま何らの対策は行われてないのが現状である。
【０００５】
前途した如くコンクリートの躯体内には数多くの鉄筋が組み込まれており、この鉄筋群は全体として完全にコンクリートの内部に密閉されている。最も外側に位置する鉄筋から外壁面までのコンクリートの厚みが「かぶり」であるが、このかぶり厚は最低５０ｍｍと決められており、部分的崩落は主にこの部分で起こる。
【０００６】
原因として考えられているのは、（１）コンクリートの配合不良、（２）鉄筋の組立施工不良によるかぶり厚不足、（３）所謂コールジョイント等に代表されるコンクリート工の打ち継ぎ部分の施工不良、（４）細骨材の洗浄不良による含有塩分から来る鉄筋の腐食膨張、等である。
【０００７】
原因は何であれ発生した部分崩壊は複数の塊となって落下する危険があり、トンネルや高架橋などその下を高速で移動する乗り物が常に危険に晒されているのが現実である。本発明は発生した部分崩壊からコンクリート片が落下することを阻止するために成されたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
通常、コンクリートを構成する主材はセメント、砂（細骨材）、砕石（粗骨材）の３種類であり構築目的物によってこの配合比率は変えて製造がなされる。このコンクリートに骨組みとしての鉄筋が組み込まれる場合に鉄筋コンクリートと云われ、その躯体の全てがこの４種類の素材で充たされている。
【０００９】
この４種類の素材は鉄筋コンクリートを構成する上で必要不可欠の物であるがそれ以上の物ではない。つまり全体としての所定の強度の維持は出来るが部分崩壊に伴う部分崩落を阻止することは出来ない。
【００１０】
この部分的崩落を阻止するものとして、従来から、繊維質補強材が使用されている。コンクリートは圧縮には強いが曲げ（引っ張り）には弱く、かなり脆い材料である。このような脆さを改良するために繊維が補強材として使用される。即ち、鉄筋の影響が及び難い「かぶり」の部分のつなぎとして作用するため、表面のひび割れや崩落を有効に防止する。しかし、従来はこの繊維質補強材をバラバラにしてコンクリート中に添加しているため、繊維同士が固まり均一に分散させることは難しかった。そこで、繊維添加時にバラバラにしてみたり、増粘剤などを添加したり様々な工夫が行われているが、均一な分散はなかなか得られなかった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この第５番目の素材である繊維質補強材を、粗骨材と一体化して使用することにより、この問題を解決しようとするものである。即ち、粗骨材はコンクリート中に大量（３５〜５０容積％）に使用されており、その分布もほぼ一様であると考えられる。そこで、この粗骨材を繊維質補強材と一体化すれば、繊維質補強材自身も、コンクリート中に均一に分散させることができる。そして、コンクリート躯体の中に万遍なく混入させることができれば、前述の「かぶり」の中にも多く分布させることができる。いま、ひび割れが進行して躯体に部分崩落が発生し、コンクリートは多くの小、中塊に破壊されたとするときも塊の一つひとつに繊維質補強材が絡んでおればこれが落下するという最悪の事態を防止することが可能となるのである。
【００１２】
繊維質補強材としては、鋼繊維やガラス繊維、カーボン繊維などの無機質繊維、ビニロン繊維（ポリビニルアルコール系合成繊維）、オレフィン繊維、セルロース繊維、アラミド繊維などの有機質繊維が使用される。繊維の太さは、鋼繊維が０．０１〜２．０ｍｍ、その他の繊維が０．００５〜１．０ｍｍ程度である。その他の繊維は、単繊維でもよいし、糸状のものでもよい。また、鋼繊維にその他の繊維を絡ませたものを使用してもよい。長さは、３〜２０ｃｍ程度のものを使用する。これらの繊維質補強材は、１本を、或いは数〜数十本を束にして、粗骨材の表面に接着する。接着箇所は、繊維の中央でもよいし端のほうでもよい。或いは、砕石同士を間に繊維質補強材をサンドイッチ状に挟んで接着するようにしてもよい。このようにすると、砕石（粗骨材）と繊維質補強材が一体化した「繊維付き砕石」とでも云える骨材が出来上がる。この繊維付き砕石を生コン製造過程で投入し、型枠の中にこの生コンを打設すると、繊維質補強材がコンクリート中に均一に分散して、頭書のコンクリート躯体が得られる。
【００１３】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、粗骨材１の表面にビニロン繊維２のトウ（数十本束になったもの）を接着した、繊維付き粗骨材３を示す。ビニロン繊維２は太さが２０μ、長さが１５ｃｍのものである。符号４は、接着剤である。接着剤としては、瞬間接着剤が好ましく用いられる。図２は、鋼繊維５を使用した例を示す。鋼繊維５としては、図２（ａ）のように波形をしたものや図２（ｂ）のように螺旋形、環状形［同（ｃ）］、枝付形［同（ｄ）］、鎖状形［同（ｅ）］のものも考えられる。これらは全て、（鋼）繊維付き粗骨材６である。また図３に示すように、鋼繊維５にその他の繊維（例としてビニロン繊維２）を絡ませた複合繊維７を付着させた粗骨材８も考えられる。図４は、２個の粗骨材１の間に、太さが２０μ、長さが２０ｃｍの炭素繊維９のトウを挟んで接着して一体化した、繊維付き複合粗骨材１０である。
【００１４】
繊維質補強材の役割は、コンクリートの破壊時に小塊、中塊とバラバラになって躯体から離脱してしまうことを防止しようとすることにあり、コンクリート形成時、つまり、生コン打設時に半流体状を呈して型枠の中を流れてゆく生コンの中にあって粗骨材と共に確実に流れ、型枠の隅々まで分布と設置を完了せしめるために粗骨材とその行動を一つにさせるものである。よって分布設置の完了後までも強力な接着力を必要としない。また、繊維質補強材の方向性も無作為的全方向を良しとする。
【００１５】
本発明繊維質補強材付き砕石をどの程度配合するのかはその都度のコンクリートの設計によって決定されることであり、最善を得るための自由度は高いものであるから鉄筋コンクリートであるか無筋コンクリートであるのか等による対応は自由に行うことが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に依ることなく只単に繊維質補強材を生コンに投入し撹拌したところで半流体中での骨材粒との形状の違いや材質の持つ比重の違いから片寄って分布することとなり目的を達することは出来ない。粗骨材である砕石に接着することで両者は一体を成すが比重的には大きく変わることはない。よって生コン中で撹拌されると従来通り型枠内全体に砕石は行き渡り、つまり繊維質補強材も同時に分布するのである。砕石は繊維質補強材の案内役であるとも云える。この様に本発明繊維質補強材砕石を配合することで従来通りの練り工程を通過した生コンには万遍なく繊維質補強材の分布、配置が完了しているのである。
【００１７】
完成したコンクリートの内部に繊維質補強材がある密度で万遍な  く配置され、所定の硬化日数を経た時点で完成と云うことが出来る。この後地震など外部からの力によって部分的破壊が発生したとする。従来であれば破壊によって鉄筋から離脱したコンクリートの小塊は即落下する。いわゆる崩落である。前述［０００６］（４）に掲げる場合などは小塊とはいい難い「面」的な崩落が起り易いのであるが、この時本発明コンクリートであれば落下を防止することが出来るのである。
【００１８】
即ち離脱した小塊にも密度によって繊維質補強材が噛み込んでおり、最悪でも離れ去ることなく本体から「ぶら下がり」状態に留まるのである。小塊であれ中塊にあってはなおさらのこと落下の防止は２次被害を未然に防ぐことにつながり効果は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】粗骨材の表面に有機質繊維の束を接着した状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、粗骨材の表面にそれぞれ形状の異なる有機質繊維を接着した例を示す斜視図である。
【図３】粗骨材の表面に、鋼繊維に有機質繊維を絡ませたものを接着した状態を示す斜視図である。
【図４】２個の粗骨材の間に有機質繊維の束をサンドイッチ状に挟んだ状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    粗骨材
２    ビニロン繊維
３    繊維付き粗骨材
４    接着剤
５    鋼繊維
６    （鋼）繊維付き粗骨材
７    複合繊維
８    繊維付き粗骨材
９    炭素繊維
１０  繊維付き粗骨材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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