(57)【要約】【課題】鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、横方向筋の取扱を容易かつ確実にする鉄筋コンクリート構造材とこれに用いる横方向筋を提供する。【解決手段】本発明の鉄筋コンクリート構造材１と横方向筋３は、複数の軸方向筋２と、軸方向筋２を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水シール材で被覆されて成る芯材と、芯材を被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋３及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体４から構成し、芯材もしくは遮水シール材で被覆されて成る芯材と芯材を被覆する浸透性外皮材とを、遮水シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって芯材を部分的に接合することを特徴としている。【選択図】  図１
2005042323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軸方向筋、該軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材と該芯材を被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び該軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成されるコンクリート構造材。
【請求項２】
芯材と該芯材を被覆する浸透性外皮材とが、浸透性外皮材に所定間隔の浸透孔を形成して、該浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造材。
【請求項３】
複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材が、遮水性シール材で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造材。
【請求項４】
芯材と該芯材を被覆する遮水性シール材及び浸透性外皮材が、遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、該浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ることを特徴とする請求項３に記載のコンクリート構造材。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のコンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材と該芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成される横方向筋。
【請求項６】
請求項３又は４に記載のコンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水性シール材で被覆されて成る芯材と該芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成される横方向筋。
【請求項７】
複数の柔軟性長繊維が、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の横方向筋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造材とこれに用いる横方向筋に関し、特に、軸方向筋を柔軟性長繊維から成る横方向筋で取り囲むコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンクリート構造体は、複数の主筋や緊張材等の軸方向筋が構造体の軸方向に所定の間隔を保ちながら配置され、これらの軸方向筋を鋼製もしくはＦＲＰ製のフープ筋、巾止め筋等の横方向筋で取り囲むことで構成されている。鋼製もしくはＦＲＰ製の横方向筋の場合は、特殊継手を用いるかワイヤー等を巻き付けることで固定されており、これらの横方向筋と軸方向筋とにコンクリートを流し込むことで、コンクリート構造体として仕上げられている。
【０００３】
しかして、横方向筋が鋼製もしくはＦＲＰ製であることから、予め加工して建設現場に供給する場合には、軸方向筋との相対位置が不正確で微調整を必要とすることになっても、現場で容易に加工ができないために調節に手間が係り、コンクリート構造体の施工は容易でなかった。特に、横方向筋が鋼製の場合には、施工後のコンクリートに亀裂が生ずると、浸入水による腐食を生じて強度が劣化するという大きな問題があった。
【０００４】
以上の問題点を改良するために、コンクリート柱に対して主筋の多様性に対する適応が容易であると共に、施工作業性と耐食性に優れて、軽量化にも貢献し得る剪断補強筋が提案されている。本提案は、常温では硬化しない樹脂を予め長繊維強化材に含浸させ、この樹脂を増粘しながら、取扱いを容易にして紐状もしくは帯状に形成したプリプレグ状態の未硬化ＦＲＰを用意しており、この未硬化ＦＲＰを剪断補強筋として複数の主筋の周囲に配設した後に、加熱、紫外線照射もしくは通電等によって未硬化ＦＲＰを硬化させている。（例えば、特許文献１を参照）
【０００５】
しかしながら、プリプレグ状態の未硬化ＦＲＰを構成するためには、長尺の強化用繊維束を、流動状態にある樹脂中に浸して強化用繊維束に樹脂をしみ込ませた後に、含浸ローラで充分に含浸させながらプラスチックフィルムで被覆するものであり、含浸させる樹脂は、現場での施工作業に適合させるために多くの調整を必要にしている。
【０００６】
即ち、樹脂には、硬化剤や硬化助剤、増粘剤等を適宜添加して硬化条件や粘度を調整すると共に、未硬化ＦＲＰ横方向筋を加熱、又は化学反応によって増粘させながら硬化状態を調節して柔軟性を持たせる必要があるように、粘性を考慮しながら取扱も容易でなく、施工に多くの手間を要している。さらに、工場等で強化用繊維束に樹脂を予めしみ込ませるためには、現場への運搬を考慮して上記調整を入念にすると同時にプラスチックフィルムで被覆する必要があり、現場での含浸作業には、多くの樹脂含浸設備の用意を要すると同時に、これを設置する場所を確保する必要があるためにコスト的問題を生じることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点を抱えているコンクリート構造材と横方向筋の現状に鑑みて提案するものであり、鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄している。そして、横方向筋は、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成することで、横方向筋の取扱を容易かつ確実にするコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋を提供している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるコンクリート構造材は、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材とを被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成することを基本にし、芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と遮水性シール材及び芯材を被覆して保護する浸透性外皮材を、浸透性外皮材もしくは遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ることを特徴としている。
【０００９】
これによって、本発明によるコンクリート構造材は、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避している。
【００１０】
又、本発明による横方向筋は、上記コンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としており、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、複数の柔軟性長繊維に対する合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によるコンクリート構造材は、従来の鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄しているもので、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材と芯材を被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成することを基本にし、芯材を遮水性シール材で被覆したり、芯材と芯材を被覆する遮水性シール材及び浸透性外皮材を、遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合したりすることを特徴としている。
以下に、本発明によるコンクリート構造材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明をコンクリート柱に適用した場合の実施の形態を斜視図で示しており、コンクリート柱１は、その軸方向に配置された４本の柱主筋２と、柱主筋２に対して所定間隔を維持して成る複数のフープ筋３が柱主筋２を取り囲んで上下方向に配置されている。柱主筋２とフープ筋３とを設定した後には、所定の型枠を設置しながら打設コンクリートを充填するものであり、規定の養生と脱型後に所定形状のコンクリート４が構成されている。
【００１３】
本実施の形態におけるフープ筋３は、拡大図が示すように柱主筋２を取り囲んでおり、その内外を図示していない型枠に充填されるコンクリート４によって、柱軸方向筋２とフープ筋３との位置関係を固定することでコンクリート柱１の構造を安定化させている。
【００１４】
即ち、軸方向筋である異形鉄筋の柱主筋２は、横方向筋であるフープ筋３をその突条間に形成している凹み部を利用することで、例えば太さが４〜２０ｍｍ程度の直径を有していても、軽量化による作業性の良さで１０ｃｍ程度の間隔を維持しながら順次に設定している。
【００１５】
以上のように、本発明によるコンクリート構造材は、鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、上記実施の形態のように構成しているので、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避している。
【００１６】
次に、本発明による横方向筋について説明する。
本発明による横方向筋は、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材と芯材を被覆して保護する外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としており、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にし、コストを低減している。
以下に、本発明による横方向筋の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図２は、本発明による横方向筋を部分的に拡大して示す実施の形態であり、図において横方向筋であるフープ筋３は、複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水性シール材６で被覆して成る芯材５と芯材を被覆して保護する浸透性外皮材７から構成されている。
【００１８】
本実施の形態におけるフープ筋３は、複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水性シール材６で被覆して成る芯材５とこの被覆された芯材５を被覆する浸透性外皮材７とから成るが、芯材を構成している柔軟性長繊維５−１としては、ガラス繊維，アルミナ繊維等のセラミックス繊維、金属繊維，カ−ボン繊維及びアラミド繊維、ビニロン繊維等の有機繊維等から選択することが可能である。
【００１９】
尚、上記実施の形態では、芯材５にコンクリートを浸透させないように芯材５を遮水性シール材６で被覆した形態で構成しているが、上記の各柔軟性長繊維の中で、コンクリートによる悪影響を受けることの無い材質から成る有機繊維の場合には、殊更に、この遮水性シール材６を必須にするものでなく、剥き出しの柔軟性長繊維から成るものであっても、横方向筋であるフープ筋３として対応することが可能である。
【００２０】
柔軟性長繊維５−１は、これを紐状もしくはより線状に編んだり、帯状に組成したりすることによって、軸方向筋である異形鉄筋から成る柱主筋２に密着するように構成しているが、特に、カ−ボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等が好ましいものであり、これらの繊維を単独または２種以上に組み合わせてハイブリッド強化材として使用することもできる。
【００２１】
横方向筋であるフープ筋３は、基本的に引張応力を分担するものであり、上記柔軟性長繊維５−１は、充分に対処できるものである。
【００２２】
又、芯材５を被覆する遮水性シール材６は、浸透性外皮材７を通じて浸透してくるコンクリートから長繊維を束ねて成る芯材５を保護し、かつアンボンド状態を形成する機能を有するものである。材料的には、耐アルカリ性に優れた柔軟性樹脂が好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等から選択することも可能である。そして、浸透性外皮材７は、上記柔軟性長繊維５−１を織布７として編み上げることであっても構成することが可能であり、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性及び耐候性を確保することで、充分に採用可能である。
【００２３】
しかして、柔軟性長繊維５−１の織布８は、コンクリート４との付着を可能にしており、コンクリート４が織布８の内部に浸透硬化することによって、織布８を所定の位置に固定することでフープ筋の位置を特定すると共に、織布８の内部に存在している長繊維を束ねて成る芯材５は、アンボンド状態を形成することによって引張応力に自由に対処できるものである。
【００２４】
さらに、本実施の形態では、図２に示すように、長繊維５−１の織布８に所定の間隔でコンクリートの浸透孔９を形成することも可能である。
これによって、コンクリート４は、芯材５に迄浸透することを可能にしており、上記の実施の形態で説明したものと異ならせてコンクリート４で織布８の内部に存在している芯材５を浸透コンクリート１０で固定しているものであり、隣接している浸透コンクリート１０との間にコンクリートの亀裂が発生しても、固定している浸透コンクリート１０間の芯材５によって、亀裂の進展を阻止することができる。
【００２５】
尚、本機能をより積極的に形成するためには、コンクリートの浸透孔９に予め樹脂を注入硬化させることで、心材５と職布８とを部分的に一体化して置くことも可能である。
【００２６】
図３に示す実施の形態は、図３（ａ）においては、柱主筋２に対して剪断補強筋１１をその周囲に螺旋状に巻き付けているものであり、図３（ｂ）は、２本の剪断補強筋１２を互いに交差させて、たすき掛け状に巻き付けた例である。
【００２７】
さらに、図４に示す実施の形態は、本発明によるコンクリート構造材をプレストコンクリート梁１３に適用した例であり、梁軸方向筋１４の周囲に剪断補強筋１５を上記実施の形態と同様に施工している例である。
【００２８】
以上の建築分野におけるコンクリート構造材に対して、図５に示す実施の形態は、土木分野でのコンクリート構造材の例であり、プレストレストコンクリート構造材である橋梁の側面を概念的に示している。
【００２９】
橋梁１６は、緊張材１７の周囲に複数の主筋１８を配置し、その外周に剪断補強筋１９を螺旋状に巻き付けるものあり、ポストテンション方式の場合には、橋梁１６をコンクリートが硬化した後に緊張材１７に引張力を与えることによって、コンクリートに圧縮応力を付加しているものである。
【００３０】
以上のように、本発明によるコンクリート構造材は、建築構造物における柱、梁等で横方向筋を配置している各種のコンクリート構造材に適用出来るものであり、コンクリート構造材に用いる横方向筋は、上記フープ筋の他に、従来からの巾止め筋、ウェブ剪断筋及び沓回り補強筋等に対して適用出来るものである。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋は、軸方向筋や横方向筋の具体的な形状や材質及び適用範囲等において上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によるコンクリート構造材は、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材とを被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成し、芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と遮水性シール材及び芯材を被覆して保護する浸透性外皮材を、浸透性外皮材もしくは遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ること特徴としているので、鋼製もしくは合成樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避できる効果を奏している。
【００３３】
又、本発明による横方向筋は、上記コンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としているので、鋼製もしくは合成樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にできる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンクリート構造材の実施形態を示す斜視図
【図２】本発明による横方向筋の部分断面図
【図３】本発明によるコンクリート構造材の他の実施形態を示す側面図
【図４】本発明によるコンクリート構造材をプレストレスとコンクリート梁に適用した実施の形態図
【図５】本発明によるコンクリート構造材を橋梁に適用した実施の形態図
【符号の説明】
１  コンクリート柱、  ２  柱軸方向筋、
３、１１、１２、１５、１９  フープ筋、  ４  コンクリート、  ５  芯材、
５−１  柔軟性長繊維、  ６  遮水性シール材、  ７  浸透性外皮材、
８  織布、  ９  浸透孔、  １０  浸透コンクリート、
１３  プレストレストコンクリート梁、  １４  梁軸方向筋、  １６  橋梁、
１７  緊張材、１８  主筋、
【図１】
2005042323.tif 000003
【図２】
2005042323.tif 000004
【図３】
2005042323.tif 000005
【図４】
2005042323.tif 000006
【図５】
2005042323.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月18日(2003.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造材とこれに用いる横方向筋に関し、特に、軸方向筋を柔軟性長繊維から成る横方向筋で取り囲むコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンクリート構造体は、複数の主筋や緊張材等の軸方向筋が構造体の軸方向に所定の間隔を保ちながら配置され、これらの軸方向筋を鋼製もしくはＦＲＰ製のフープ筋、巾止め筋等の横方向筋で取り囲むことで構成されている。鋼製もしくはＦＲＰ製の横方向筋の場合は、特殊継手を用いるかワイヤー等を巻き付けることで固定されており、これらの横方向筋と軸方向筋とにコンクリートを流し込むことで、コンクリート構造体として仕上げられている。
【０００３】
しかして、横方向筋が鋼製もしくはＦＲＰ製であることから、予め加工して建設現場に供給する場合には、軸方向筋との相対位置が不正確で微調整を必要とすることになっても、現場で容易に加工ができないために調節に手間が係り、コンクリート構造体の施工は容易でなかった。特に、横方向筋が鋼製の場合には、施工後のコンクリートに亀裂が生ずると、浸入水による腐食を生じて強度が劣化するという大きな問題があった。
【０００４】
以上の問題点を改良するために、コンクリート柱に対して主筋の多様性に対する適応が容易であると共に、施工作業性と耐食性に優れて、軽量化にも貢献し得る剪断補強筋が提案されている。本提案は、常温では硬化しない樹脂を予め長繊維強化材に含浸させ、この樹脂を増粘しながら、取扱いを容易にして紐状もしくは帯状に形成したプリプレグ状態の未硬化ＦＲＰを用意しており、この未硬化ＦＲＰを剪断補強筋として複数の主筋の周囲に配設した後に、加熱、紫外線照射もしくは通電等によって未硬化ＦＲＰを硬化させている。（例えば、特許文献１を参照）
【０００５】
しかしながら、プリプレグ状態の未硬化ＦＲＰを構成するためには、長尺の強化用繊維束を、流動状態にある樹脂中に浸して強化用繊維束に樹脂をしみ込ませた後に、含浸ローラで充分に含浸させながらプラスチックフィルムで被覆するものであり、含浸させる樹脂は、現場での施工作業に適合させるために多くの調整を必要にしている。
【０００６】
即ち、樹脂には、硬化剤や硬化助剤、増粘剤等を適宜添加して硬化条件や粘度を調整すると共に、未硬化ＦＲＰ横方向筋を加熱、又は化学反応によって増粘させながら硬化状態を調節して柔軟性を持たせる必要があるように、粘性を考慮しながら取扱も容易でなく、施工に多くの手間を要している。さらに、工場等で強化用繊維束に樹脂を予めしみ込ませるためには、現場への運搬を考慮して上記調整を入念にすると同時にプラスチックフィルムで被覆する必要があり、現場での含浸作業には、多くの樹脂含浸設備の用意を要すると同時に、これを設置する場所を確保する必要があるためにコスト的問題を生じることになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−４３０４３号公報（段落符号「００２１」〜「００２２」末行、図１〜３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点を抱えているコンクリート構造材と横方向筋の現状に鑑みて提案するものであり、鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄している。そして、横方向筋は、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成することで、横方向筋の取扱を容易かつ確実にするコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋を提供している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるコンクリート構造材は、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材とを被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成することを基本にし、芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と遮水性シール材及び芯材を被覆して保護する浸透性外皮材を、浸透性外皮材もしくは遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ることを特徴としている。
【００１０】
これによって、本発明によるコンクリート構造材は、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避している。
【００１１】
又、本発明による横方向筋は、上記コンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としており、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、複数の柔軟性長繊維に対する合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるコンクリート構造材は、従来の鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄しているもので、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材と芯材を被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成することを基本にし、芯材を遮水性シール材で被覆したり、芯材と芯材を被覆する遮水性シール材及び浸透性外皮材を、遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合したりすることを特徴としている。
以下に、本発明によるコンクリート構造材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明をコンクリート柱に適用した場合の実施の形態を斜視図で示しており、コンクリート柱１は、その軸方向に配置された４本の柱主筋２と、柱主筋２に対して所定間隔を維持して成る複数のフープ筋３が柱主筋２を取り囲んで上下方向に配置されている。柱主筋２とフープ筋３とを設定した後には、所定の型枠を設置しながら打設コンクリートを充填するものであり、規定の養生と脱型後に所定形状のコンクリート４が構成されている。
【００１４】
本実施の形態におけるフープ筋３は、拡大図が示すように柱主筋２を取り囲んでおり、その内外を図示していない型枠に充填されるコンクリート４によって、柱軸方向筋２とフープ筋３との位置関係を固定することでコンクリート柱１の構造を安定化させている。
【００１５】
即ち、軸方向筋である異形鉄筋の柱主筋２は、横方向筋であるフープ筋３をその突条間に形成している凹み部を利用することで、例えば太さが４〜２０ｍｍ程度の直径を有していても、軽量化による作業性の良さで１０ｃｍ程度の間隔を維持しながら順次に設定している。
【００１６】
以上のように、本発明によるコンクリート構造材は、鋼製もしくは樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、上記実施の形態のように構成しているので、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避している。
【００１７】
次に、本発明による横方向筋について説明する。
本発明による横方向筋は、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材と芯材を被覆して保護する外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としており、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にし、コストを低減している。
以下に、本発明による横方向筋の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図２は、本発明による横方向筋を部分的に拡大して示す実施の形態であり、図において横方向筋であるフープ筋３は、複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水性シール材６で被覆して成る芯材５と芯材を被覆して保護する浸透性外皮材７から構成されている。
【００１９】
本実施の形態におけるフープ筋３は、複数の柔軟性長繊維を束ねて遮水性シール材６で被覆して成る芯材５とこの被覆された芯材５を被覆する浸透性外皮材７とから成るが、芯材を構成している柔軟性長繊維５−１としては、ガラス繊維，アルミナ繊維等のセラミックス繊維、金属繊維，カ−ボン繊維及びアラミド繊維、ビニロン繊維等の有機繊維等から選択することが可能である。
【００２０】
尚、上記実施の形態では、芯材５にコンクリートを浸透させないように芯材５を遮水性シール材６で被覆した形態で構成しているが、上記の各柔軟性長繊維の中で、コンクリートによる悪影響を受けることの無い材質から成る有機繊維の場合には、殊更に、この遮水性シール材６を必須にするものでなく、剥き出しの柔軟性長繊維から成るものであっても、横方向筋であるフープ筋３として対応することが可能である。
【００２１】
柔軟性長繊維５−１は、これを紐状もしくはより線状に編んだり、帯状に組成したりすることによって、軸方向筋である異形鉄筋から成る柱主筋２に密着するように構成しているが、特に、カ−ボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等が好ましいものであり、これらの繊維を単独または２種以上に組み合わせてハイブリッド強化材として使用することもできる。
【００２２】
横方向筋であるフープ筋３は、基本的に引張応力を分担するものであり、上記柔軟性長繊維５−１は、充分に対処できるものである。
【００２３】
又、芯材５を被覆する遮水性シール材６は、浸透性外皮材７を通じて浸透してくるコンクリートから長繊維を束ねて成る芯材５を保護し、かつアンボンド状態を形成する機能を有するものである。材料的には、耐アルカリ性に優れた柔軟性樹脂が好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等から選択することも可能である。そして、浸透性外皮材７は、上記柔軟性長繊維５−１を織布７として編み上げることであっても構成することが可能であり、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性及び耐候性を確保することで、充分に採用可能である。
【００２４】
しかして、柔軟性長繊維５−１の織布８は、コンクリート４との付着を可能にしており、コンクリート４が織布８の内部に浸透硬化することによって、織布８を所定の位置に固定することでフープ筋の位置を特定すると共に、織布８の内部に存在している長繊維を束ねて成る芯材５は、アンボンド状態を形成することによって引張応力に自由に対処できるものである。
【００２５】
さらに、本実施の形態では、図２に示すように、長繊維５−１の織布８に所定の間隔でコンクリートの浸透孔９を形成することも可能である。
これによって、コンクリート４は、芯材５に迄浸透することを可能にしており、上記の実施の形態で説明したものと異ならせてコンクリート４で織布８の内部に存在している芯材５を浸透コンクリート１０で固定しているものであり、隣接している浸透コンクリート１０との間にコンクリートの亀裂が発生しても、固定している浸透コンクリート１０間の芯材５によって、亀裂の進展を阻止することができる。
【００２６】
尚、本機能をより積極的に形成するためには、コンクリートの浸透孔９に予め樹脂を注入硬化させることで、心材５と職布８とを部分的に一体化して置くことも可能である。
【００２７】
図３に示す実施の形態は、図３（ａ）においては、柱主筋２に対して剪断補強筋１１をその周囲に螺旋状に巻き付けているものであり、図３（ｂ）は、２本の剪断補強筋１２を互いに交差させて、たすき掛け状に巻き付けた例である。
【００２８】
さらに、図４に示す実施の形態は、本発明によるコンクリート構造材をプレストコンクリート梁１３に適用した例であり、梁軸方向筋１４の周囲に剪断補強筋１５を上記実施の形態と同様に施工している例である。
【００２９】
以上の建築分野におけるコンクリート構造材に対して、図５に示す実施の形態は、土木分野でのコンクリート構造材の例であり、プレストレストコンクリート構造材である橋梁の側面を概念的に示している。
【００３０】
橋梁１６は、緊張材１７の周囲に複数の主筋１８を配置し、その外周に剪断補強筋１９を螺旋状に巻き付けるものあり、ポストテンション方式の場合には、橋梁１６をコンクリートが硬化した後に緊張材１７に引張力を与えることによって、コンクリートに圧縮応力を付加しているものである。
【００３１】
以上のように、本発明によるコンクリート構造材は、建築構造物における柱、梁等で横方向筋を配置している各種のコンクリート構造材に適用出来るものであり、コンクリート構造材に用いる横方向筋は、上記フープ筋の他に、従来からの巾止め筋、ウェブ剪断筋及び沓回り補強筋等に対して適用出来るものである。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるコンクリート構造材とこれに用いる横方向筋は、軸方向筋や横方向筋の具体的な形状や材質及び適用範囲等において上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によるコンクリート構造材は、複数の軸方向筋と、軸方向筋を取り囲んで配置される複数の柔軟性長繊維を束ねた芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材とを被覆する浸透性外皮材とから成る横方向筋及び軸方向筋と横方向筋とを充填する所定形状のコンクリート成型体から構成し、芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と遮水性シール材及び芯材を被覆して保護する浸透性外皮材を、浸透性外皮材もしくは遮水性シール材と浸透性外皮材とに所定間隔の浸透孔を形成して、浸透孔を通じて充填されるコンクリートによって部分的に接合して成ること特徴としているので、鋼製もしくは合成樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にすると共に、施工後のコンクリートに亀裂が生じても浸入水による腐食や強度劣化を回避できる効果を奏している。
【００３４】
又、本発明による横方向筋は、上記コンクリート構造材に用いる横方向筋であって、複数の柔軟性長繊維を束ねて成る芯材もしくは遮水性シール材で被覆されている同様の芯材と、芯材を被覆して保護する浸透性外皮材から構成し、複数の柔軟性長繊維を、紐状、より線状もしくは帯状に組成された形態に構成することを特徴としているので、鋼製もしくは合成樹脂を含浸させたＦＲＰを硬化することで鋼製擬きに横方向筋を構成するという根本思想を抛棄して、軸方向筋の多様性に対する適応を容易にしながら、合成樹脂の含浸を無くして横方向筋の取扱を容易かつ確実にできる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明によるコンクリート構造材の実施形態を示す斜視図
【  図２】本発明による横方向筋の部分断面図
【  図３】本発明によるコンクリート構造材の他の実施形態を示す側面図
【  図４】本発明によるコンクリート構造材をプレストレスとコンクリート梁に適用した実施の形態図
【  図５】本発明によるコンクリート構造材を橋梁に適用した実施の形態図
【符号の説明】
１  コンクリート柱、  ２  柱軸方向筋、
３、１１、１２、１５、１９  フープ筋、  ４  コンクリート、  ５  芯材、
５−１  柔軟性長繊維、  ６  遮水性シール材、  ７  浸透性外皮材、
８  織布、  ９  浸透孔、  １０  浸透コンクリート、
１３  プレストレストコンクリート梁、  １４  梁軸方向筋、  １６  橋梁、
１７  緊張材、１８  主筋、