(57)【要約】【課題】パネルの機械的曲げ強度や、収縮ひび割れが発生したパネルの曲げ特性を向上させることができるＡＬＣパネル補強用鉄筋マットおよびこれを用いたＡＬＣパネルの提供。【解決手段】パネル長手方向に配した主筋と、該主筋に対しパネル幅方向に配した副筋により構成されるＡＬＣ補強用鉄筋マットにおいて、前記主筋に対し少なくとも１以上の副筋が所定の角度傾斜して溶接されている。また、上記ＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設したＡＬＣパネルであって、前記各マットの補強用鉄筋の副筋が相互にＸ字状若しくは筋交状に配置されていることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル長手方向に配した主筋と、該主筋に対しパネル幅方向に配した副筋により構成されるＡＬＣ補強用鉄筋マットにおいて、前記主筋に対し少なくとも１以上の副筋が傾斜して接合されていることを特徴とするＡＬＣパネル補強用鉄筋マット。
【請求項２】
前記主筋に対する前記副筋の傾斜角度は、３０度以上７５度以下の角度であることを特徴とする請求項１記載のＡＬＣパネル補強用鉄筋マット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設したことを特徴とするＡＬＣパネル。
【請求項４】
請求項１又は２記載のＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設したＡＬＣパネルであって、前記各マットの補強用鉄筋の副筋が相互にＸ字状若しくは筋交状に配置されていることを特徴とするＡＬＣパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の壁、屋根、床などに使用されるＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルに係り、より詳しくはＡＬＣパネルに埋設される補強用鉄筋マットおよび該マットを用いたＡＬＣパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＬＣパネルは、予め防錆処理を施した補強用鉄筋を設置した型枠に、珪石等の珪酸質原料とセメントや生石灰等の石灰質原料を主原料とするＡＬＣスラリーを流し込み、その後アルミニウム粉末の反応により発泡させ、石灰質原料の反応により半硬化させ、そして、所定寸法に成形した後、オートクレーブによる約１８０℃の高温高圧飽和水蒸気養生を行うことにより製造される。このようにして製造されたＡＬＣパネルは、内部に前記補強用鉄筋が埋設されたものである。
このＡＬＣパネルの曲げ特性は、補強用鉄筋が主に引張り応力を、ＡＬＣパネルの基材が主に圧縮応力をそれぞれ負担する。従って、ＡＬＣパネルの曲げ強度等を向上させるにあたり、ＡＬＣパネルの引張り応力を向上させるためには補強用鉄筋の骨組構造を、ＡＬＣパネルの圧縮応力を向上させるためにはＡＬＣ基材の組成を、それぞれ検討することが必要である。
【０００３】
ＡＬＣパネルの引張り応力を向上させる手段として用いられる補強用鉄筋としては、図１０にその一例を示すように、パネル長手方向に配した主筋１２と、該主筋１２に対しパネル幅方向に配した副筋１３により構成されるＡＬＣ補強用鉄筋マットが一般的である。なお、主筋１２と副筋１３は溶接により接合されている。
すなわち、ＡＬＣパネルの引張り応力を向上させる手段として、前記した主筋１２と副筋１３とからなる鉄筋マットを用いるのは、主筋１２のみ、あるいは副筋１３のみでは、ＡＬＣ基材−防錆処理層−鉄筋それぞれの界面に滑り応力が働くため十分な強度を出現させることができないためである。かかる対策として、従来は補強用鉄筋の主筋１２に対し副筋１３を直角に溶接してマット構造にした補強用鉄筋マットを埋設することにより、補強用鉄筋の主筋の滑り応力を軽減することとしている（特許文献１参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような補強用鉄筋の主筋と副筋を直角に溶接した補強用鉄筋マットを埋設したＡＬＣパネルであっても、せいぜい補強用鉄筋マットの主筋の径や本数を増やすことぐらいしか該ＡＬＣパネルの引張り応力を向上させる手段はなく、しかも、このような手段をこうじたところで、所望のＡＬＣパネルの曲げ強度を得られるまでには至らなかった。
【０００５】
一方、ＡＬＣパネルは躯体の変形や風圧力による機械的な曲げ挙動のみならず経年の炭酸化及び乾燥によっても収縮ひび割れが発生するという性質を有し、また、ＡＬＣパネルは建造物などに用いられることから長年に亘り使用され続けることが多い。従って、例えば、建造物の屋根・床等の構成部材にＡＬＣパネルが用いられた際にＡＬＣパネルに収縮ひび割れが発生した場合には、ＡＬＣパネル自体の曲げたわみが大きくなってしまい、建造物の強度面から好ましくない。このため、ＡＬＣパネルは収縮ひび割れが発生した場合であっても、ある程度の強度を保つことが必要である。
そこで、かかる収縮ひび割れについて詳細に観察したところ、補強用鉄筋の主筋と副筋を直角に溶接した従来の補強用鉄筋マットを埋設したＡＬＣパネルにおいては、収縮ひび割れは主にＡＬＣパネルの補強用鉄筋マットの主筋と副筋にそれぞれ平行に発生し、特に、曲げに対する引張り側の面におけるＡＬＣパネル補強用鉄筋の副筋と平行に発生する収縮ひび割れが最もＡＬＣパネルの強度低下を招くことが分かった。
従って、ＡＬＣパネルの補強用鉄筋マットの副筋方向に対する曲げ強度の向上をはかることにより収縮ひび割れを防止することが可能となるが、補強用鉄筋の主筋に対して副筋を直角に溶接した従来の補強用鉄筋マットでは、ＡＬＣパネルの補強用鉄筋マットの副筋方向に対する曲げ強度の向上にせよ、収縮ひび割れの防止にせよ、これらに寄与するのは構造上主筋のみであって、副筋はほとんど寄与していなかった。
【０００６】
本発明は、上記した従来のＡＬＣパネルの問題点に鑑みてなされたもので、パネルの機械的曲げ強度や、収縮ひび割れが発生したパネルの曲げ特性を向上させることができるＡＬＣパネル補強用鉄筋マットおよびこれを用いたＡＬＣパネルを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−９６９７３号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者は、補強用鉄筋の主筋と副筋を直角に溶接した従来の補強用鉄筋マットでは、収縮ひび割れは主にＡＬＣパネルの補強用鉄筋マットの主筋と副筋にそれぞれ平行に発生し、特に、曲げに対する引張り側の面におけるＡＬＣパネル補強用鉄筋の副筋と平行に発生する収縮ひび割れが最もＡＬＣパネルの強度低下を招くことに着目し、補強用鉄筋の主筋と副筋との接合角度について種々検討を重ねた結果、補強用鉄筋の主筋に対し副筋を傾斜させて接合することにより、ＡＬＣパネルの曲げ強度が向上するだけでなく、収縮ひび割れの発生したＡＬＣパネルの曲げ特性の向上にも有効であることを知見し、本発明を見い出した。
すなわち、本発明に係るＡＬＣパネル補強用鉄筋マットは、パネル長手方向に配した主筋と、該主筋に対しパネル幅方向に配した副筋により構成されるＡＬＣ補強用鉄筋マットにおいて、前記主筋に対し少なくとも１以上の副筋が傾斜して接合されていることを特徴とするものである。
また、前記主筋に対する前記副筋の傾斜角度は、３０度以上７５度以下の角度とすることを特徴とするものである。
さらに、本発明に係るＡＬＣパネルは、前記ＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設したことを特徴とするものである。また、前記ＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設する場合、各マットの補強用鉄筋の副筋が相互にＸ字状若しくは筋交状に配置されていることを特徴とするものである。
なお、主筋と副筋の接合手段としては、溶接が一般的である。
【０００９】
本発明において、パネル長手方向に配する主筋に対して、パネル幅方向に配する副筋を傾斜させて接合することとしたのは、前記したようにパネルの曲げ強度が増大するだけでなく、特に収縮ひび割れの発生したパネルの曲げ特性の向上にも有効であることが判明したことによる。すなわち、パネルの曲げ強度が増大するのは、パネルの曲げ断面に副筋も寄与できることが要因と考えられる。また、収縮ひび割れの発生したパネルの曲げ特性が向上するのは、ひび割れがパネル幅方向に入るのに対して、従来はこれと平行に幅筋が入っていたためにひび割れ部の補強がなされないが、この幅筋を傾斜させて溶接した場合には、これがひび割れ面を横断して補強される効果があるためと考えられる。
【００１０】
また、主筋に対する副筋の傾斜角度としては、３０度以上７５度以下がパネルの曲げ強度の向上と収縮ひび割れの発生したパネルの曲げ特性の向上に有効であることが判明した。
すなわち、副筋が主筋に対し３０度未満の角度で接合された場合には、ほとんど主筋と平行となってくるため、幅方向への強度向上が期待できず、他方、７５度を超える角度で接合された場合には、ほとんど主筋と垂直となってくるため、従来技術と同様、収縮ひび割れによる強度低下を防止することができないためである。
さらに、本発明では、前記ＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを層状に埋設する場合、各マットの補強用鉄筋の副筋が相互にＸ字状若しくは筋交状に配置されるように構成すると、パネルの曲げ強度と収縮ひび割れの発生したパネルの曲げ特性をより向上させることができる。ここで、Ｘ字状とは、補強用鉄筋の副筋がクロス状に配設されている状態又はこれに類する状態をいい、従って、必ずしも一方の副筋の溶接角度が他の副筋の溶接角度と同じである必要はない。また、筋交状とは、補強用鉄筋の副筋が／（スラッシュ）状、逆／（スラッシュ）状、Ｖ状、逆Ｖ状、ハの字状、逆ハの字状等に配設されている状態又はこれに類する状態をいい、従って、必ずしも一方の副筋の接合角度が他の副筋の接合角度と同じである必要はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明に係るＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの構造例を示す平面図、図６〜図９は本発明に係るＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを２枚層状に埋設したＡＬＣパネルを示す平面図と側面図であり、図６（ａ）は図１に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図、図７は図３に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図、図８は図４に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図、図９は図５に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図であり、１〜５はＡＬＣパネル補強用鉄筋マット、１−１、２−１、３−１、４−１、５−１は主筋、１−２、２−２、３−２、４−２、５−２は副筋、Ｐ１〜Ｐ４はＡＬＣパネルである。
【００１２】
図１に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット１は、４本の主筋１−１と８本の副筋１−２とから構成したもので、８本の副筋１−２のうち、両端部の副筋１−２を除く６本の副筋１−２をそれぞれ４本の主筋１−１に対して右側に傾斜角θ１＝７５度に傾斜させて溶接して構成したものである。両端部の副筋１−２は図示のごとく４本の主筋１−１に対して直角に配置して溶接している。
【００１３】
図２に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット２は、図１の鉄筋マットと同様、４本の主筋２−１と８本の副筋２−２とから構成したものであるが、この鉄筋マット２の場合は、８本の副筋２−２のうち、両端部の副筋２−２を除く６本の副筋２−２をそれぞれ４本の主筋１−１に対して右方向と左方向に傾斜角θ１＝７５度に傾斜させて溶接して構成したものである。この鉄筋マット２の場合も両端部の副筋２−２は図示のごとく４本の主筋２−１に対して直角に配置して溶接している。
【００１４】
図３に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット３は、図１の鉄筋マットと同様、４本の主筋３−１と８本の副筋３−２とから構成したものであるが、この鉄筋マット３の場合は、８本の副筋３−２のうち、両端部の副筋３−２を除く６本の副筋３−２をそれぞれ４本の主筋３−１に対して図の右方向と左方向に傾斜角θ２＝６０度に傾斜させて溶接して構成したもので、この場合は右半分と左半分に分けて副筋３−２を連続させて溶接している。この鉄筋マット３の場合も両端部の副筋３−２は図示のごとく４本の主筋３−１に対して直角に配置して溶接している。
【００１５】
図４に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット４は、４本の主筋４−１と５本の副筋４−２とから構成したものであるが、この鉄筋マット４の場合は、５本の副筋４−２のうち、両端部の副筋４−２を除く３本の副筋４−２をそれぞれ４本の主筋４−１に対して図の右方向と左方向に傾斜角θ３＝４５度に傾斜させて溶接して構成したもので、この場合は３本の副筋４−２をそれぞれ右方向と左方向に交互に傾斜させて溶接している。この鉄筋マット４の場合も両端部の副筋４−２は図示のごとく４本の主筋４−１に対して直角に配置して溶接している。
【００１６】
図５に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット５は、４本の主筋５−１と４本の副筋５−２とから構成したものであるが、この鉄筋マット５の場合は、４本の副筋５−２のうち、両端部の副筋５−２を除く２本の副筋５−２をそれぞれ４本の主筋５−１に対して同じ方向（右方向）に傾斜角θ４＝３０度に傾斜させて溶接して構成したものである。この鉄筋マット５の場合も両端部の副筋５−２は図示のごとく４本の主筋５−１に対して直角に配置して溶接している。
【００１７】
次に、図６に示すＡＬＣパネルＰ１は、図１に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット１を２枚用いて層状に埋設したもので、このＡＬＣパネルＰ１の場合は、４本の主筋１−１に対して傾斜角θ＝７５度に傾斜させて溶接した副筋１−２が相互にＸ字状になるように２枚の鉄筋マット１を組み合わせて埋設したものである。
【００１８】
図７に示すＡＬＣパネルＰ２は、図３に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット３を２枚用いて層状に埋設したもので、このＡＬＣパネルＰ２の場合は、４本の主筋２−１に対して傾斜角θ２＝６０度に傾斜させて溶接した副筋２−２が相互にＸ字状になるように２枚の鉄筋マット２を組み合わせて埋設したものである。
【００１９】
図８に示すＡＬＣパネルＰ３は、図４に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット４を２枚用いて層状に埋設したもので、このＡＬＣパネルＰ３の場合は、４本の主筋４−１に対して傾斜角θ３＝４５度に傾斜させて溶接した副筋４−２が相互にＸ字状になるように２枚の鉄筋マット４を組み合わせて埋設したものである。
【００２０】
図９に示すＡＬＣパネルＰ４は、図５に示すＡＬＣパネル補強用鉄筋マット５を２枚用いて層状に埋設したもので、このＡＬＣパネルＰ４の場合は、４本の主筋５−１に対して傾斜角θ４＝３０度に傾斜させて溶接した副筋５−２が相互にＸ字状になるように２枚の鉄筋マット５を組み合わせて埋設したものである。
【００２１】
なお、本発明に係るＡＬＣパネル補強用鉄筋マットは、前記実施例に示すものに限られるものではなく、副筋の傾斜角度や配置を変えることにより種々の組合わせが可能である。また、主筋および副筋はすべて防錆処理が施されたものであることはいうまでもない。
【００２２】
【実施例】
まず、基準となる標準的なＡＬＣパネルの製造方法について説明する。
珪酸質原料として珪石４０重量部、石灰質原料として生石灰５重量部、セメント３０重量部、さらに石膏５重量部、繰り返し原料２０重量部を混合し、これらの固体原料に水６０重量部と少量のアルミニウム粉末及び界面活性剤を加えて混練し、得られたＡＬＣスラリーを、予め防錆処理された本発明の図１、図３〜図５に示す補強用鉄筋マット（主筋および副筋共に直径５ｍｍの炭素鋼）が設置（された型枠内に流し込み、しかる後、アルミニウム粉末とアルカリ成分の反応によって発泡させ、石灰質原料の水和により硬化させた後、ピアノ線によって厚さ１００ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ２０００ｍｍのサイズに成形し、１８０℃、１０気圧のオートクレーブにおいて６時間高温高圧水蒸気養生し、図１に示す補強用鉄筋マットが１枚埋設されたＡＬＣパネルと、図６〜図９に示すＡＬＣパネルを得た。
このようにして得られたＡＬＣパネルは、それぞれ室内において十分に乾燥した後、ＪＩＳ５４１６の４等分点２線載荷のパネル曲げ強度試験（初期曲げ強度試験）を実施し、さらに、２０℃、７５％ＲＨ、３％ＣＯ２の雰囲気で完全に炭酸化させて収縮ひび割れが発生したパネルについても、同様にパネル曲げ強度試験（促進炭酸化後曲げ強度試験）を実施した。
また、比較のため、図１０に示す従来のＡＬＣパネル補強用鉄筋マットを１枚埋設したＡＬＣパネルと、２枚埋設したＡＬＣパネルを前記と同様の条件で製造し、それぞれ比較例１、比較例２とした。
判定基準としては、比較例１および比較例２の曲げ強度試験における破壊荷重と１０００Ｎ／ｍ２時のたわみ率に対して、それぞれ向上していれば合格の判定とした。各試験結果を表１に示す。
【００２３】
表１に示す結果より明らかなごとく、本発明のＡＬＣパネルは、比較例１に対して全てＡＬＣパネル曲げ強度が向上している。一方、補強用鉄筋マットが１枚のＡＬＣパネル（実施例１）においても、比較例２（ＡＬＣパネルを２枚埋設）よりもパネル曲げ強度が向上している。
これは、ＡＬＣパネルの曲げ断面にＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの主筋のみならず副筋も寄与できることが要因と考えられる。
また、収縮ひび割れの発生したＡＬＣパネルの曲げ強度特性が向上するのは、ひび割れが幅方向に入った場合に、比較例１、２はひび割れと平行に幅方向の補強用鉄筋の副筋が入っていたためにひび割れ部の補強がなされないのに対して、本発明のようにＡＬＣパネル補強用鉄筋の副筋を傾斜させて溶接した場合には、これがひび割れ面を横断して補強される効果があるためと考えられる。
【００２４】
なお、上記実施例は、ＡＬＣパネル補強用鉄筋の副筋がＡＬＣパネル補強用鉄筋の主筋に対し３０°以上７５°以下の角度で溶接された補強用鉄筋マットの場合であるが、かかる傾斜角度の範囲内であれば、これらの実施例以外のＡＬＣパネルの形状とサイズ、鉄筋径、鉄筋長さ等においても同様の結果が得られることは容易に想定することができる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明のＡＬＣパネル補強用鉄筋マットは、ＡＬＣパネルの曲げ断面に主筋のみならず副筋も寄与し、また、副筋によりパネルのひび割れ面を補強する効果が得られることにより、該鉄筋マットを用いた本発明のＡＬＣパネルは機械的曲げ強度に優れ、さらに収縮ひび割れが発生したパネルの曲げ特性の向上にも優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの第１実施例を示す平面図である。
【図２】同じくＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの第２実施例を示す平面図である。
【図３】同じくＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの第３実施例を示す平面図である。
【図４】同じくＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの第４実施例を示す平面図である。
【図５】同じくＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの第５実施例を示す平面図である。
【図６】本発明に係るＡＬＣパネルの第１実施例を示し、（ａ）は図１に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明に係るＡＬＣパネルの第２実施例を示し、（ａ）は図３に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図である。
【図８】本発明に係るＡＬＣパネルの第３実施例を示し、（ａ）は図４に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明に係るＡＬＣパネルの第４実施例を示し、（ａ）は図５に示す鉄筋マットを２枚埋設したＡＬＣパネルを示す一部破断平面図、同（ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の対象とする従来のＡＬＣパネル補強用鉄筋マットの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１〜５  ＡＬＣパネル補強用鉄筋マット
１−１、２−１、３−１、４−１、５−１  主筋
１−２、２−２、３−２、４−２、５−２  副筋
Ｐ１〜Ｐ４  ＡＬＣパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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