(57)【要約】【課題】構造体としての機能と防水性能とを確保した上で、構成部材の使用量を減少させて、コストを抑えることができる防水床スラブおよび床スラブの防水方法を提供すること。【解決手段】防水床スラブ１を、下層のコンクリート部材２０と、下層のコンクリート部材２０の上側となる上層のコンクリート部材３０と、下層のコンクリート部材２０と上層のコンクリート部材３０の間に介在し、その表裏面に下層のコンクリート部材２０及び上層のコンクリート部材３０との付着強度を高めるための起毛１１を有する防水シート１０とを備え、下層のコンクリート部材２０と上層のコンクリート部材３０とは、床スラブの躯体として機能する構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水加工が施された防水床スラブであって、
下層のコンクリート部材と、
この下層のコンクリート部材の上側となる上層のコンクリート部材と、
前記下層のコンクリート部材と前記上層のコンクリート部材の間に介在し、表裏面に前記下層のコンクリート部材及び前記上層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートとを備え、
前記下層のコンクリート部材と前記上層のコンクリート部材とは、床スラブの躯体であることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項２】
請求項１記載の防水床スラブであって、
前記付着強度を高める手段として、
前記防水シートの表裏面には起毛が形成され、
前記起毛が前記上層のコンクリート部材及び下層のコンクリート部材に埋め込まれていることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項３】
請求項２記載の防水床スラブであって、
下層のコンクリート部材はその上部に、
無機系の流動性硬化剤が硬化した固着層を備え、
前記固着層は、その内部に前記起毛が侵入した状態で硬化したことを特徴とする防水床スラブ。
【請求項４】
請求項１記載の防水床スラブであって、
前記付着強度を高める手段として、
前記防水シートの表裏面には凹凸部が形成され、
前記上層のコンクリート部材及び下層のコンクリート部材が前記防水シートの凹部に入り込むように形成されたことを特徴とする防水床スラブ。
【請求項５】
請求項１から４いずれか記載の防水床スラブであって、
前記下層のコンクリート部材の下側にデッキスラブを備えることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項６】
請求項５記載の防水床スラブであって、
前記下層のコンクリート部材が鉄筋コンクリート部材であるとともに、厚さ８０ｍｍ未満であることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項７】
請求項５又は６記載の防水床スラブであって、
前記デッキスラブの下面を覆うように耐火性材料からなる耐火層を設けられていることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項８】
請求項１から５いずれか記載の防水床スラブであって、
前記下層のコンクリート部材及び前記上層のコンクリート部材の少なくとも一方が鉄筋コンクリート部材であることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項９】
請求項１から８いずれか記載の防水床スラブであって、
前記防水床スラブは大梁又は小梁に支持されており、奥行き方向又は幅方向の少なくともいずれかの梁間内法長さが０．５ｍ以上、かつ３．５ｍ以下であることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか記載の防水床スラブであって、
前記下層のコンクリート部材のみでは、躯体として機能しないことを特徴とする防水床スラブ。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか記載の防水床スラブであって、
前記上層のコンクリート部材が鉄筋コンクリート部材であることを特徴とする防水床スラブ。
【請求項１２】
防水加工が施された防水床スラブの製造方法であって、
下層のコンクリート部材のコンクリートを打設し、その上面に、表裏面に前記下層のコンクリート部材とその上に設けられる上層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートを設置し、この防水シートの上に前記上層のコンクリート部材のコンクリートを打設することを特徴とする防水床スラブの製造方法。
【請求項１３】
床スラブの防水方法であって、前記床スラブを、下層のコンクリート部材と上層のコンクリート部材とに分割し、これら下層及び上層のコンクリート部材の間に、表裏面に前記下層及び上層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートを介在させることを特徴とする床スラブの防水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体としての機能と防水性能とを確保した上で、コストを抑えることができる防水床スラブ、このような防水床スラブの製造方法、床スラブの防水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、屋上などの雨水に曝される床スラブを駐車場や歩行用として利用する場合には、鉄筋コンクリート製の床スラブの上に防水層を設け、この防水層の上に防水層を保護するためのアスファルト等の押えコンクリート層を設けた防水床スラブが採用されている（例えば、特許文献１参照）。このような防水床スラブによれば、床スラブと押えコンクリート層との間に防水層が設けられるため、押えコンクリート層に雨水等が降り注がれても、防水層によって床スラブ側へと浸水することを防止できる。
【特許文献１】特開平５−１２５８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような防水床スラブでは、床スラブと押えコンクリート層との間に介在する防水層によって、床スラブと押えコンクリート層とが縁切りされているため、押えコンクリート層は構造体として機能せず、あくまで、防水層を押さえるためのものとして機能する。このため、床スラブを支持する柱や梁では、床スラブの荷重に加えて、押えコンクリート層の荷重も考慮して設計とする必要があり、梁せいが大きくなる等してコスト高になるという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、構造体としての機能と防水性能とを確保した上で、構成部材の使用量を減少させて、コストを抑えることができる防水床スラブ、このような防水床スラブの製造方法、床スラブの防水方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の防水床スラブは、防水加工が施された防水床スラブであって、下層のコンクリート部材と、この下層のコンクリート部材の上側となる上層のコンクリート部材と、前記下層のコンクリート部材と前記上層のコンクリート部材の間に介在し、表裏面に前記上層のコンクリート部材及び前記下層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートとを備え、前記下層のコンクリート部材と前記上層のコンクリート部材とは、床スラブの躯体であることを特徴とする。
【０００６】
また、上記の防水床スラブにおいて、前記付着強度を高める手段として、前記防水シートの表裏面には起毛が形成され、前記起毛が前記上層のコンクリート部材及び下層のコンクリート部材に埋め込まれていてもよい。
【０００７】
上記の防水床スラブによれば、防水シートが起毛を有することにより、防水シートと上層及び下層のコンクリートの間でせん断力を伝達できるので、上層及び下層のコンクリートが一体となって構造体として機能する。このため、防水スラブの厚さや防水スラブを支持するための梁の梁せい等をおさえることができ、コストの削減が可能になる。
【０００８】
ここで、下層のコンクリート部材はその上部に、無機系の流動性硬化剤が硬化した固着層を備え、前記固着層は、その内部に前記起毛が侵入した状態で硬化してもよい。
【０００９】
このように、下層のコンクリート部材と防水シートを親水性の流動性硬化剤で付着させる構成としたため、下層のコンクリート部材を構成するコンクリートが湿潤した状態であっても、親水性の流動性硬化剤を用いることができ、施工期間を短縮することができる。
また、上記の防水床スラブにおいて、前記付着強度を高める手段として、前記防水シートの表裏面には凹凸部が形成され、前記上層のコンクリート部材及び下層のコンクリート部材が前記防水シートの凹部に入り込むように形成されていてもよい。
【００１０】
上記の防水床スラブによれば、防水シートの凹凸部が上層のコンクリート部材及び下層のコンクリート部材と嵌合することにより、せん断力を伝達することができるので、防水シートに起毛が形成された場合と同様に、コストの削減が可能になる。
【００１１】
さらに、前記下層のコンクリート部材の下側にデッキスラブが設けられていていてもよい。また、前記下層のコンクリート部材が鉄筋コンクリート部材であるとともに、厚さ８０ｍｍ未満であってもよい。また、前記デッキスラブの下面を覆うように耐火性材料からなる耐火層を備えてもよい。また、前記下層のコンクリート部材及び前記上層のコンクリート部材の少なくとも一方が鉄筋コンクリート部材であってもよい。
【００１２】
また、前記防水床スラブは大梁又は小梁に支持されており、奥行き方向又は幅方向の少なくともいずれかの梁間内法長さが０．５ｍ以上、かつ３．５ｍ以下であってもよい。また、前記下層のコンクリート部材のみでは、躯体として機能しなくてもよい。また、前記上層のコンクリート部材が鉄筋コンクリート部材であってもよい。
【００１３】
また、本発明は、防水加工が施された防水床スラブの製造方法であって、下層のコンクリート部材のコンクリートを打設し、その上面に、表裏面に前記下層のコンクリート部材とその上に設けられる上層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートを設置し、この防水シートの上に前記上層のコンクリート部材のコンクリートを打設することを特徴とする防水床スラブの製造方法を含むものとする。
【００１４】
また、本発明は、床スラブの防水方法であって、前記床スラブを、下層のコンクリート部材と上層のコンクリート部材とに分割し、これら下層及び上層のコンクリート部材の間に、表裏面に前記下層及び上層のコンクリート部材との付着強度を高める手段を有する防水シートを介在させることを特徴とする床スラブの防水方法を含むものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の防水床スラブによれば、構造体としての機能及び防水性能を確保した上で、構造部材の使用量を低減し、コストを削減することができる。さらに、下層のコンクリート部材と防水シートの付着剤として親水性の流動性硬化剤を用いたため、施工期間の短縮ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の防水床スラブの第１実施形態について、図面に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る防水床スラブ１を示す平面図である。防水床スラブ１は雨水に曝される建物の屋上スラブなどの床スラブとして用いられるものであり、駐車場の床スラブのように積載荷重を支持する躯体としての機能も備える床スラブである。図１に示すように、防水床スラブ１は平面視矩形状に形成され、柱４間の大梁２又は大梁２間にかけられた小梁３に支持されている。防水床スラブ１の奥行き方向又は幅方向の少なくともいずれかの、大梁２又は小梁３の内法長さが０．５ｍ以上、かつ３．５ｍ以下（本実施形態では３００ｃｍ）となるように構築されている。
【００１７】
図２は、図１における大梁と小梁とで囲まれた防水床スラブ１の縦断面図である。同図に示すように、防水床スラブ１は下層のコンクリート部材２０と、上層のコンクリート部材３０と、下層のコンクリート部材２０及び上層のコンクリート部材３０の間に設けられた防水シート１０とで構成される。上層のコンクリート部材３０は、コンクリート部材本体３１と、その内部に埋設されたスラブ筋３２とで構成される。また、下層のコンクリート部材２０はコンクリート部材本体２１と、その内部に埋設されたスラブ筋２２と、コンクリート部材本体２１の上部に設けられた固着層２３とで構成されている。上層のコンクリート部材本体３１及び下層のコンクリート部材本体２１は、現場打ちの鉄筋コンクリートである。なお、上層のコンクリート部材３０は、その厚さが４ｃｍ以上であることが望ましい。また、上層及び下層のコンクリート部材本体２１、３１に用いられるコンクリートは、その設計基準強度が２１Ｎ／ｍｍ２以上であることが望ましい。
【００１８】
防水床スラブ１が屋上スラブとして用いられた場合、防水床スラブ１の上層のコンクリート部材３０側が雨水等に曝され、その表面のひび割れ等から上層のコンクリート部材３０に雨水が浸入しても、防水シート１０により、この雨水が下層のコンクリート部材２０へ浸水することを防止される。
なお、このような防水床スラブは、下層のコンクリート部材２０のコンクリートを打設し、その上面に、防水シート１０を設置し、この防水シート１０の上に上層のコンクリート部材３０を構成するコンクリートを打設することで構築できる。
【００１９】
図３は、防水シート１０の断面図である。同図に示すように防水シート１０は、例えば、エチレン酢酸ビニル樹脂などの樹脂製のシート状部材であるシート部材本体１２と、シート部材本体１２の表裏面に形成された複数の起毛１１とを備える。このような防水シート１０としては、例えば、長谷川化学工業（株）のサンエーシート等を用いることができる。防水シート１０に用いられたエチレン酢酸ビニル樹脂などの樹脂は伸縮性を備えている。このため、防水床スラブ１が変形を受けた場合には防水シート１０は防水床スラブ１の変形に追従して伸縮することができるので、防水シート１０が破損することを抑止できる。さらに、防水床スラブ１が曲げ変形を受けた場合には、防水シート１０が防水床スラブ１の断面中央付近に埋設されているため、防水シート１０に作用する曲げ応力は小さくなり、傷つきにくい。
【００２０】
図２に戻って、下層のコンクリート部材２０の固着層２３は無機性の硬化性流動剤であるセメントペースト３４が硬化したものである。このセメントペースト３４は、防水シート１０の表面の起毛１１を隙間なく取り囲むように硬化している。このため、固着層２３はその内部に埋設された起毛１１を強固に固着することができる。また、これと同様に、上層のコンクリート部材３０を構成するコンクリートは防水シート１０の表面の起毛１１の間に隙間なく取り囲むように硬化しており、上層のコンクリート部材３０は起毛１１を強固に固着することができる。このため、下層のコンクリート部材２０と上層のコンクリート部材３０とは、防水シート１０を介してせん断力を互いに伝達することができる。 なお、上層のコンクリート部材３０と防水シートとの界面における付着強度は０．４Ｎ／ｍｍ２以上であることが望ましい。
【００２１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の防水床スラブについて説明する。
図４はデッキスラブ４０を用いて構築した第２実施形態の防水床スラブ１００を示す図であり、（Ａ）は、スラブ筋を省略した場合を、（Ｂ）は下層のコンクリート部材にスラブ筋を設けた場合を示す。なお、図２と同様の構成部分には同一の符号を付している。また、デッキスラブ４０を用いて床スラブを構築する方法は、デッキスラブ４０が負担することができる引張り強度により梁間内法長さが決定されるため、幅方向又は奥行き方向の少なくともどちらか一方の梁間内法長さが０．５ｍ以上、かつ３．５ｍ程度以下の床スラブに適用されることが多い。
【００２２】
図４（Ａ）に示すように、防水床スラブ１００は、デッキスラブ４０と、下層のコンクリート部材２０と、上層のコンクリート部材３０と、下層のコンクリート部材２０及び上層のコンクリート部材３０の間に配置された防水シート１０とを備える。また、防水床スラブ１と同様に、防水シート１０として表裏面に起毛１１を有するエチレン酢酸ビニル樹脂製のシート状部材が用いられている。下層のコンクリート部材２０はコンクリート部材本体２１及びその上部に設けられたセメントペースト３４が固化した固着層２３とで構成されている。また、上層のコンクリート部材３０はコンクリート部材本体３１とその上部に埋設されたメッシュ筋３５とで構成されている。このメッシュ筋３５は、コンクリート部材本体３１の表面にひび割れが生じるのを防止するために設けられている。デッキスラブ４０は鋼製の部材からなり、下層のコンクリート部材３１生ずる引張り応力をスラブ筋３２に変わって負担できる。このため、図４（Ａ）に示すように、デッキスラブ４０を用いた防水床スラブ１００はスラブ筋を省略した構成とすることができる。
なお、図４（Ｂ）に示すように下層のコンクリート部材２０にスラブ筋３２を設ける構成としてもよい。図４（Ｂ）に示すように、下層のコンクリート部材２０にスラブ筋３２を設ける場合に、下層のコンクリート部材２０のコンクリート厚さ（図４（Ｂ）参照）が８０ｍｍを超える場合には、文献（ “スーパーＥデッキ”、［online］、日鐵建材株式会社、［平成１８年６月１日検索］、インターネット＜http://www.n-kenzai.co.jp/product/a2/a2_1s.html＞に記載されているように、下層のコンクリート部材２０のみで躯体として機能するため、このような場合は本発明に含まれないものとし、図４（Ｂ）の構成でも下層のコンクリート部材２０の厚さを８０ｍｍ未満としている。
また、デッキスラブ４０の下面を覆うように耐火層を設けてもよい。耐火層は、ロックウールやセラミック系材料からなる耐火被覆材を吹付ける方法、断熱性を有するＡＬＣなどの成形板を貼り付ける方法、発泡性耐火性塗料を塗布する方法、又は発泡性耐火シートを貼付する方法などにより形成することができる。デッキスラブ２０の下面に耐火層を設けることにより、防水床スラブ１００の耐火性能を向上することができる。
【００２３】
次に、このような防水床スラブ１００の施工手順について説明する。
まず、デッキスラブ４０を配置し、このデッキスラブ４０を型枠として利用し、防水シート１０に相当する高さまで下層のコンクリート部材本体２１を構成するコンクリートを打設する。次に、コンクリート部材本体２１が硬化した後、この上面に固着層２３を構成する流動性のあるセメントペースト３４を所定の厚さ塗布する。セメントペースト３４は無機性の流動性硬化剤であるため、コンクリート部材本体２１を構成する現場打ちコンクリートの表面が湿潤していても表面の水分と分離することなく塗布することができる。次に、セメントペースト３４が硬化する前に、セメントペースト３４の上側に防水シート１０を貼付する。この時、セメントペースト３４は流動性を有しているため、防水シート１０の起毛１１の間の空隙に隙間なく入り込むことができる。セメントペースト３４が硬化したのち、防水シート１０上に上層のコンクリート部材本体３１を構成するコンクリートを打設する。なお、メッシュ筋３５は、上層のコンクリート部材本体３１を構成するコンクリートを打設する前に、スペーサ等を用いて所定の高さに配置しておく。打設したコンクリートは、セメントペースト３４の上側に防水シート１０を貼付した場合と同様に、防水シート１０の起毛１１の空隙にコンクリートが隙間なく入り込む。そして、コンクリートを防水床スラブ１００の表面に相当する高さまで打設し、このコンクリートが硬化することにより防水床スラブ１００が構築される。
【００２４】
ここで、防水床スラブ１００に荷重が作用すると、上層及び下層のコンクリート部材２０、３０と防水シート１０との間にはせん断力が作用する。このため上層及び下層のコンクリート部材２０、３０と防水シート１０との間に十分なせん断強度が無ければ、上層と下層のコンクリート部材はせん断破壊を生じて肌別れしてしまい、積載荷重を十分支持することができない。
そこで、防水床スラブ１００の接合面に作用するせん断応力を解析的に計算し、防水シート１０とコンクリートの付着強度を試験により測定し、せん断応力と付着強度を比較することにより、防水床スラブ１００が十分な耐力を有することを確認したので説明する。
【００２５】
まず、解析の対象として想定した防水床スラブについて説明する。解析対象の防水床スラブはデッキプレートを用いた防水床スラブである。防水床スラブは一方向スラブであり、内法スパンは３［ｍ］である。スラブ厚はデッキプレートの凹凸部の上面より８０［ｍｍ］の厚さとし、防水シートは防水床スラブの上面より５０ｍｍ下方の高さに配置する。デッキスラブは日鐵建材工業株式会社製のスーパーＥデッキ（ＥＺ−７５−１．２）を想定しており、計算に必要なデッキスラブの値は日鐵建材工業株式会社のスーパーＥデッキのカタログに記載されている性能表示の値を用いる。上端筋として、φ６―１５０のメッシュ筋を配置し、コンクリートの設計基準強度は２１［Ｎ／ｍｍ２］とする。
【００２６】
まず、この防水床スラブの上層及び下層のコンクリート部材と防水シートとの境界面に作用するせん断応力について算出する。
設計荷重は以下のように想定した。内法スパン長３［ｍ］の一方向スラブの単位長さ１［ｍ］に作用する設計荷重は固定荷重と積載荷重の和となる。固定荷重は単位面積あたりのコンクリートの荷重とデッキプレートの荷重との和の３００［ｋｇ／ｍ２］であり、積載荷重は５００［ｋｇ／ｍ２］であるので、設計荷重は和の８００［ｋｇ／ｍ２］である。
内法スパン３［ｍ］に設計荷重８００［ｋｇ／ｍ２］が作用した時に接合面に作用するせん断応力をＴ［ｋｇ／ｃｍ２］とすると、以下の式（１）で表される。ここで、せん断力をＶ［ｋｇ］、断面二次モーメントをＩ［ｃｍ４］、断面一次モーメントをＳ［ｃｍ２］、単位幅をＢ（＝１）［ｍ］としている。
Ｔ＝Ｖ×Ｓ／（Ｉ×Ｂ）  …（１）
【００２７】
ここで、防水床スラブに作用するせん断力Ｖ＝３［ｍ］×１［ｍ］×８００［ｋｇ／ｍ２］×１／２＝１２００［ｋｇ］、全断面有効な場合の断面二次モーメントＩ＝２９、０００［ｃｍ４］（日鐵建材工業のスーパーＥデッキカタログより）、中立軸位置（コンクリート上面からの距離）Ｘｎ＝７．３７［ｃｍ］（日鐵建材工業のスーパーＥデッキカタログより）であるので、断面一次モーメントＳ＝（７．３７−５．０／２）×５×１００＝２４３５［ｃｍ２］となり、単位長さあたりのせん断応力Ｔ［ｋｇ／ｃｍ２］は以下の式（２）に示す値となる。
Ｔ＝Ｖ×Ｓ／（Ｉ×Ｂ）＝１２００×２４３５／（２９０００×１００）＝１．０１［ｋｇ／ｃｍ２］  …（２）
【００２８】
このことから、下層の及び上層のコンクリート部材と防水シート１０との接合面におけるせん断強度が、式（２）により得られたせん断応力１．０１［ｋｇ／ｃｍ２］以上となれば、防水床スラブはその固定荷重及び積載荷重に対する耐力を有することになる。
【００２９】
ここで、付着強度を調べることにより、せん断強度はこの付着強度以上の値であると推定することができる。そこで、エチレン酢酸ビニル樹脂シート及びコンクリートの境界面のせん断強度を推定するために、付着強度を調べるために付着強度試験を行ったので説明する。
【００３０】
本試験では、防水床スラブを模した構造体を作成し、この構造体から直径４９［ｍｍ］の円筒形の試験体（付着面積１８８５．７［ｍｍ２］）を３体抜き取り、付着強度試験を行った。
【００３１】
図５は、試験体が負担することができた最大荷重及び最大荷重より算出した付着強度を示す表である。同図に示すように、試験体１〜３が負担することができた最大荷重は１７０［ｋｇ］程度であり、ばらつきの少ない結果となった。上記の試験体１〜３の最大荷重を付着面積で割ることにより得られた付着強度の平均は９．０８［ｋｇ／ｃｍ２］であった。
【００３２】
ここで、上記したように一般にせん断強度は付着強度よりも大きい。したがって、以上の結果より、せん断強度は付着強度９．０８［ｋｇ／ｃｍ２］以上となることが推定できる。ここで、防水シートと上層及び下層のコンクリート部材に作用するせん断力は式（２）に示すように、１．０１［ｋｇ／ｃｍ２］であるので、防水シートと上層及び下層のコンクリート部材の間のせん断強度は作用するせん断力の９倍程度であると推定できる。このように、防水シートとコンクリートとの接合面は安全率を考慮しても、十分なせん断強度を備えており、防水床スラブは躯体として荷重を支持することができる。
【００３３】
以下、本実施形態の防水床スラブが構造体としての機能を有することを実験により確認したので、以下説明する。
＜実験１＞
本実験では、幅６０ｃｍ、スパン長さ(試験体の両端に位置する支持部材間の距離)３００ｃｍの上記第２実施形態で説明したデッキプレートを用いた防水床スラブを試験体として用い、単純支持三等分載荷により載荷を行い、載荷荷重と試験体中央の撓みとの関係を調べた。
【００３４】
本実験に用いた試験体は以下の通りである。試験体ＮＯ．１は、本発明の第２実施形態で説明した防水床スラブに相当するものであり、上層及び下層のコンクリートの間に防水シートを設けた。これに対し、試験体ＮＯ．２には、防水シートを設けず、上層及び下層のコンクリートを一体打ちとした。また、試験体ＮＯ．３には、防水シートを設け、両端の支持部材付近に後述するスタッドを設けた。また、試験体ＮＯ．４には、防水シートを設け、両端の支持部材付近にスタッドを設け、さらに、防水シートと上層及び下層のコンクリートとの付着力を無くすための剥離材を塗布した。
【００３５】
試験体の詳細な構成は、以下の通りである。
図６は、本実験で用いた防水床スラブを模した試験体２００の一例（試験体ＮＯ．２）を示す図である。デッキプレート４０には日鐵建材工業株式会社のスーパーＥデッキ（ＥＺ７５−１．２、厚さ８０ｍｍ）を用いた。下層のコンクリート３０はデッキプレートの天端より３０ｍｍの厚さとし、上層のコンクリート２０は５０ｍｍの厚さとした。また、上層のコンクリート２０には、上端筋として縦横１５０ｍｍ間隔、鉄筋径６ｍｍの溶接金網（いわゆるメッシュ筋）３５を防水床スラブ２００上面より２０ｍｍの深さに埋設した。コンクリートは先打ち（下層の）コンクリート３０、後打ち（上層の）コンクリート２０ともに呼び強度２１Ｎ／ｍｍ２のコンクリートを用いた。
【００３６】
試験体ＮＯ．１、ＮＯ．３、ＮＯ．４の防水シート１０には、長谷川化学工業（株）のサンエーシートの厚さ５ｍｍのものを用いた。このサンエーシートは、表裏面に起毛を有するエチレン酢酸ビニル樹脂からなるシート部材であり、上層及び下層のコンクリート２０、３０は、その内部に防水シート１０の表裏面に設けられた起毛が入り込んだ状態で硬化している。
【００３７】
また、図６に示すように試験体ＮＯ．３及びＮＯ．４には、両端に位置する支持部材２２０付近に、防水シート１０の上下面から突出し、上層及び下層のコンクリート２０，３０を跨ぐようにスタッド２１０が埋設されている。このスタッド２１０は、上層又は下層のコンクリート２０，３０と防水シート１０との間で十分にせん断力が伝達されないような場合に、上層及び下層のコンクリート２０，３０の間でせん断力を伝達する。
夫々の試験体に単純支持三等分載荷により載荷を行い、載荷荷重と試験体中央の撓みとの関係を調べた。
【００３８】
ここで、構造計算により、単純支持三等分載荷による設計荷重時の荷重ＰＰ、デッキプレートが降伏曲げモーメントに達する時の荷重Ｐｙ、ひび割れ時の荷重Ｐｃｒを算出する。
単純支持三等分載荷によるスパン中央部の曲げモーメントＭｐｐは、スパン長をＬ、単位長さあたりの設計荷重時の荷重をＰＰとすると、Ｍｐｐ＝１／６×ＰＰ×Ｌとなる。よって、本実験の試験体２００ではスパン長Ｌ＝３ｍであるので、設計荷重時の荷重ＰＰ＝Ｍｐｐ×２となる。設計用積載荷重ｗｐ＝５ｋＮ／ｍ２（＝５００ｋｇｆ／ｍ２）とすると、単位長さ１ｍあたりの中央曲げモーメントは、Ｍｐ＝１／８×ｗｐ×Ｌ２＝１／８×５×３２＝５．６２ｋＮ・ｍである。よって、設計用積載荷重作用時の単位幅あたりの曲げモーメントに相当するＰＰ´＝５．６２×２＝１１．２４ＫＮ・ｍである。本実験では、試験体の幅を０．６ｍとしているので、設計荷重時の荷重ＰＰは以下の式（３）で算出される。
ＰＰ＝１１．２４ＫＮ×０．６＝６．７４ＫＮ  …（３）
【００３９】
なお、自重ｗｄによる単位幅あたりの曲げモーメントＭｗは、厚さ１２ｃｍとすると、以下の式（４）により算出される。
Ｍｗ＝１／８×ｗｄ×Ｌ２＝１／８×２．８８×３２＝３．２４ＫＮ・ｍ  …（４）
よって、単位幅あたりの設計用曲げモーメントは以下の式（５）により算出される。
Ｍｄ＝Ｍｐ＋Ｍｗ＝５．６２＋３．２４＝８．８６ＫＮ・ｍ  …（５）
【００４０】
次に、デッキプレートの降伏曲げモーメントを算出する。なお、デッキプレートに関する材料定数は、デッキプレートとして用いた日鐵建材株式会社のスーパーＥデッキの技術資料に記載されている値及びＪＩＳ規格の値を用いている。
単位幅あたりのデッキプレートの降伏曲げモーメントは、デッキプレート側の断面係数が１８７００／｛１５×（７．５＋８．０−５．７１）｝＝１２７ｃｍ３／ｍであるので、以下の式（６）により算出される。
Ｍｙ＝１２７ｃｍ３×２９５Ｎ／ｍｍ２＝３７．４７ｋＮ・ｍ  …（６）
ただし、デッキプレートに使用した材料定数は、ＪＩＳ規格の値を用いて、降伏点を２９５Ｎ／ｍｍ２、引張強さを４００Ｎ／ｍｍ２とした。
【００４１】
また、デッキプレートの引張り強度に基づく最大曲げモーメントは、以下の式（７）により算出される。
ＭＢ＝ｃＺｔ×ＦＢ＝１２７ｃｍ３×４００Ｎ／ｍｍ２＝５０８０ｋＮ・ｃｍ
＝５０．８ｋＮ・ｍ  …（７）
【００４２】
自重によるモーメントは、式（４）よりＭｗ＝３．２４ｋＮ・ｍであるため、単位幅あたりのデッキプレートの降伏曲げ荷重時の載荷荷重（以下、降伏荷重という）Ｐｙ´＝（３７．４７−３．２４）×２＝６８．４６ＫＮとなる。試験体の幅は０．６ｍであるため、試験体への降伏荷重は次式の式（８）により算出される。
Ｐｙ＝０．６×６８．４６＝４１．０８ｋＮ  …（８）
【００４３】
同様に、単位幅あたりのデッキプレートの引張り強度に基づく最大曲げ荷重時の終局荷重ＰＢ´＝（５０．８−３．２４）×２＝９５．１２ｋＮとなる。試験体の幅は０．６ｍであるため、デッキプレートの引張り強度に基づく試験体への終局荷重ＰＢは以下の式（９）により算出される。
ＰＢ＝０．６×９５．１２＝５７．１ｋＮ  …（９）
【００４４】
また、試験体のひび割れ載荷荷重Ｐｃｒは以下の通りである。
曲げひび割れモーメントＭｃｒは、断面係数Ｚ＝Ｉ／（１５．５−Ｘｎ）＝２９０００／（１５．５−７．３７）＝３５６７ｃｍ３であるため、コンクリートの曲げ強度を２７．９ｋｇｆ／ｃｍ２とすると、Ｍｃｒ＝Ｚ×σｃｒ＝３５６７０００ｍｍ３×２．７９Ｎ／ｍｍ＝９９５１９３０Ｎ・ｍｍ＝９．９５ｋＮ・ｍとなる。よって、単位幅あたりの曲げひび割れ荷重時のひび割れ載荷荷重Ｐｃｒ´＝（９．９５−３．２４）×２＝１３．４２ｋＮとなる。試験体の幅は０．６ｍであるため、試験体のひび割れ載荷荷重Ｐｃｒは以下の式（１０）により算出される。
Ｐｃｒ＝０．６×１３．４２＝８．０５ｋＮ  …（１０）
【００４５】
試験体ＮＯ．１〜４に対して、単純支持三等分載荷により最大たわみが５０ｍｍに達するまで載荷を行い、荷重とたわみの関係を調べた。また、実験により得られた終局荷重を上記の構造計算により算出した計算値と比較した。
【００４６】
以下、実験結果を説明する。
図７は、各試験体の荷重―たわみ曲線を示すグラフである。また、図８は、試験体ＮＯ．１〜４の最大たわみ５０ｍｍに達するまでの最大荷重と、この最大荷重の計算値に対する比とを示す表である。図７に示すように、試験体ＮＯ．１〜３では、６０ｋＮ程度以下まで荷重の増加にともないたわみが増加し、６０ｋＮ程度に達すると、急激に荷重が低下した。これはデッキプレートと下層のコンクリートとの界面でずれ変形を生じたためである。
【００４７】
また、図８に示すように、試験体ＮＯ．１〜４の最大たわみ５０ｍｍに達するまでの最大荷重は、夫々、６３．５４ｋＮ、６１ｋＮ、６２．６ｋＮ、４５．６ｋＮとなった。このように、本実施形態の防水床スラブに相当する試験体ＮＯ．１は、構造計算より算出された降伏荷重及び試験体ＮＯ．２に比べて、同等またはそれ以上の曲げ性能を有することが確認された。
【００４８】
なお、試験体ＮＯ．４は、防水シートと上層及び下層のコンクリートとの間で十分にせん断力が伝達されないため、最大荷重は他の試験体に比べて低い値となっている。しかし、そのたわみ量は、設計荷重５ＫＮ／ｍｍ２の場合（対応する３等分荷重でＰＰ＝６．７５ＫＮ）で１．２ｍｍ程度であり、特に問題となるような大きなたわみではなかった。また、最大荷重は４５．６ｋＮであり、設計荷重時の載荷荷重ＰＰの６倍以上の耐力を有していた。このことから、本実験で試験体として用いた試験体ＮＯ．１〜４の防水床スラブに設計用曲げモーメント以下の曲げモーメントが作用しても、防水床スラブには大変形が生じず、使用上問題がないことがわかる。
【００４９】
試験体ＮＯ．３と試験体ＮＯ．４とを比較すると、試験体ＮＯ．３に比べて試験体ＮＯ．４は、最大荷重が低下していることがわかる。これは、試験体ＮＯ．４は剥離材を防水シート表裏面に塗布しているため、起毛によるせん断応力の伝達が十分に行われず、防水シートとコンクリートの界面にずれを生じてしまったためである。このことから、防水シート表裏面の起毛が上層及び下層のコンクリートに入り込んだ状態で、上層及び下層のコンクリートが硬化することで、防水シートと上層及び下層のコンクリートの間でせん断力の伝達が起こり、防水床スラブの強度が向上されることが確認された。
【００５０】
また、試験体ＮＯ．１と試験体ＮＯ．２を比較すると、試験体ＮＯ．１の終局荷重が６３．５４ｋＮであるのに対し、試験体ＮＯ．２の終局荷重は６１ｋＮと略同じ値となっている。また、荷重―たわみ曲線を見ても、その形状は略等しい。このことから、本実施形態の表裏面に起毛を有する防水シートを設けた防水床スラブによれば、防水シートを設けていない一体打ちのコンクリートスラブと同程度の強度を有することが確認された。
【００５１】
以上の実験により、防水シートであるエチレン酢酸ビニル樹脂の表裏面の起毛により、上層及び下層のコンクリート部材との付着強度が向上し、上層及び下層のコンクリート部材と防水シートとの間でせん断応力を伝達され、一体打ちのコンクリートスラブと同等の耐力が確保されていることが確認された。
【００５２】
＜実験２＞
次に、本実施形態の防水床スラブは、実際の建築物では、単体で用いられることは少なく、複数スパンの防水床スラブを連結して用いられる。そこで、防水床スラブを長手方向に２スパン連結した連続スラブを試験体として用いて載荷試験を行った。本実験では、デッキプレート４０を用いた単位幅６０ｃｍ、スパン長さ(試験体の支持部材間の距離)３００ｃｍ、２スパン分の防水床スラブを試験体として用いた。なお、試験体の構成は実験１において用いた試験体と同じため、詳しい説明は省略する。
【００５３】
試験体ＮＯ．５〜７の条件は、夫々以下の通りである。試験体ＮＯ．５は、本発明の第２実施形態で説明した防水床スラブに相当し、防水シートを設け、スタッドを設けていない。これに対し、試験体ＮＯ．６は、防水シートを設けずに上層及び下層のコンクリートを一体打ちとした。また、試験体ＮＯ．７は、防水シートを設け、夫々のスパンの支持部材付近にスタッドを設けた。なお、試験体ＮＯ．５〜７の条件は、実験１における試験体ＮＯ．１〜３の条件と等しい。
【００５４】
図９は、本実験で用いた連続スラブの一例（後述する試験体ＮＯ．７）を示す図である。同図に示すように、試験体３００の両端部及び中央部を下方より支持した状態で、夫々のスパンのスパン長さを３等分するような点（図中矢印で示す各支持部材３２０より１０００ｍｍの点）において、スパン中央のたわみが３０ｍｍに達するまで載荷した。
【００５５】
図１０は、各試験体の荷重―たわみ曲線を示すグラフである。また、図１１は、本実験の各試験体ＮＯ．５〜７の終局荷重及びこの終局荷重と実験１において得られた単純支持の場合の終局荷重との比を示す表である。なお、本試験における夫々の載荷荷重の合計の最大値は、試験体ＮＯ．５は１５９．８ｋＮ、試験体ＮＯ．６は１４７．０ｋＮ、試験体ＮＯ．７は１６８．３ｋＮであったが、実験１に合わせて個々のスラブの荷重値として、合計値の半分の値を用いて比較している。
【００５６】
図１１に示すように、夫々のスラブの荷重値は、実験１の単純支持の場合と比べて２割〜３割の増加している。このことから、本実施形態の防水床スラブは、連続スラブとして用いた場合にも、単純支持の場合と同等又はそれ以上の曲げ耐力を有することがわかる。また、図１０及び図１１に示すように、防水シートを設けた試験体ＮＯ．５、ＮＯ．７は、スタッドの有無に係わらず、防水シートを設けていない試験体ＮＯ．６以上の曲げ耐力を有することがわかる。このことから、本実施形態の防水床スラブは、連続スラブとして用いた場合にも、防水シートを設けていない床スラブと同等の曲げ耐力を有することがわかる。
【００５７】
以上説明したように、本実験により本実施形態の防水床スラブは、連続スラブとして用いた場合においても、防水シートを設けていない床スラブと同等の耐力を有することが確認された。
【００５８】
＜実験３＞
次に、本実施形態の防水床スラブは屋上等の駐車場の床スラブとして用いられることが多く、長期間に亘って積載荷重が作用されることが予想されるため、長期間に亘って継続的に荷重を作用させた場合のたわみ量を実験により測定したので以下説明する。
【００５９】
本実験に用いた試験体ＮＯ．８〜１０は、実験１で用いた試験体ＮＯ．１〜３と同じ構成であるため詳しい説明は省略する。試験体ＮＯ．８〜１０の条件は、以下の通りである。試験体ＮＯ．８は、本発明の第２実施形態の防水床スラブに相当し、防水シートを設け、スタッドを設けていない。これに対し、試験体ＮＯ．９は、防水シートを設けず、上層及び下層のコンクリートを一体打ちとした。試験体ＮＯ．１０は、防水シートを設け、スタッドを設けた。
【００６０】
各試験体に対し、試験体の中央部で設計用曲げモーメントＭｄの１．２倍以上となるように単純支持三等分載荷により長期載荷荷重を作用させる。スラブ中央部で設計用曲げモーメントＭｄの１．２倍の曲げモーメントが作用するために加えなければならない曲げモーメントは以下の式（１０）により算出される。
Ｍｐ＝１．２Ｍｄ−Ｍｗ＝１０．６３２−３．２４＝７．３９２ｋＮ・ｍ  …（１０）
【００６１】
よって、単位幅１ｍあたりの載荷荷重は、Ｐ´＝６×Ｍｐ／Ｌ＝６×７．３９２／３＝１４．７８４ｋＮとなる。試験体の幅は０．６ｍであるため、試験体に作用させる載荷荷重Ｐ＝０．６×Ｐ＝０．６×１４．７８４＝８．８７ｋＮ以上であればよい。本実験では、この条件を満たすＰ＝８．９６ｋＮの載荷荷重を１ヶ月に亘って作用させ、スパン中央のたわみを測定した。
【００６２】
図１２は、各試験体の載荷日数とたわみの関係を示すグラフである。同図に示すように、防水シートを設けていない試験体ＮＯ．９では、１ヶ月経過時のたわみが初期たわみの３倍程度であるが、試験体ＮＯ．８及び試験体ＮＯ．１０では、１ヶ月経過時のたわみが初期たわみの４倍程度まで増加している。しかし、たわみ量そのものは小さく、実用上の上限値である１０ｍｍを下回っている。このように、本実験により、本実施形態の防水床スラブは長期荷重に対する十分な耐性を有することが確認された。
【００６３】
以上のように、本実施形態の防水床スラブによれば、表裏面に起毛を有するエチレン酢酸ビニル樹脂からなるシート部材を防水シートとして用いることで、防水シートと上層及び下層のコンクリート部材との付着強度が向上し、上層及び下層のコンクリート部材と防水シートとの間でせん断応力を伝達することができる。このため、上層及び下層のコンクリート部材が一体となって構造体として積載荷重及び固定荷重を負担するので、防水床スラブの厚さやそれを支持する梁の梁せい等を抑えることができコストを削減することができる。
【００６４】
また、上層及び下層のコンクリート部材との間に防水シートを埋設する構成としたので、上層のコンクリート部材が防水シートを保護し、防水シートの暴露による劣化を抑えることができる。
【００６５】
さらに、これまで下層のコンクリートが十分乾燥していないと、防水層が膨れるなどの問題があったため、下層のコンクリートの硬化後、養生期間として例えば３〜４週間以上必要であったが、下層のコンクリートに防水シートを固着するためにセメントペーストを使用するので、下層のコンクリート打設後、例えば４〜５日程度でコンクリートの含有率が高い状態でもセメントペーストを塗布することができ、施工期間を短縮することができる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、本実施形態では防水シートとして、例えばエチレン酢酸ビニル樹脂製のシート部材を用いたが、これに限らず、界面付着力が確保でき、合成高分子系ルーフィングシートのような伸縮可能でひび割れ追従性を有するシート部材であればよい。
【００６７】
また、本実施形態では上層及び下層のコンクリートと防水シートとのせん断力を伝達するために、防水シートの表裏面に起毛を設ける構成としたが、これに限らず、例えばその表面にエンボス加工（凹凸部を設ける加工）等が施された防水シートを用い、上層及び下層のコンクリート部材が凹部に入り込むように形成してもよい。このような構成によれば、凹凸部によりせん断強度を伝達できるので同様の効果が得られる。
【００６８】
また、下層のコンクリートと防水シートとを接着させるため、セメントペーストを使用したが、これに限らず、例えば、ポリマーセメント、モルタルなどのような無機系の硬化性流動剤であればよい。
また、コンクリートも一般のコンクリートに限られず、ＳＦＲＣ（鋼繊維補強コンクリート）を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態に係る防水床スラブを示す平面図である。
【図２】図１における大梁と小梁とで囲まれた防水床スラブの縦断面図である。
【図３】防水層として用いられる防水シートの断面図である。
【図４】デッキスラブを用いて構成した防水床スラブを示す図であり、（Ａ）はスラブ筋を省略した場合、（Ｂ）はスラブ筋を設けた場合を示す。
【図５】試験体が負担することができた最大荷重及び最大荷重より算出した付着強度を示す表である。
【図６】実験１で用いた試験体の一例（試験体ＮＯ．２）を示す図である。
【図７】実験１の各試験体の荷重―たわみ曲線を示す図である。
【図８】実験１の試験体の最大荷重及び最大荷重の計算値に対する比を示す表である。
【図９】実験２で用いた試験体の一例（試験体ＮＯ．６）を示す図である。
【図１０】実験２の各試験体の荷重―たわみ曲線を示すグラフである。
【図１１】実験２の試験体ＮＯ．５〜７の終局荷重及びこの終局荷重と実験１において得られた単純支持の場合の終局荷重との比を示す表である。
【図１２】実験３の各試験体の経過日数とたわみ量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１    防水床スラブ                      ２    大梁
３    小梁                              ４    柱
１０  防水シート                        １１  起毛
１２  シート状部材本体                  ２０  下層のコンクリート部材
２１  （下層の）コンクリート部材本体    ２２  （下層の）スラブ筋
２３  固着層                            ３０  上層のコンクリート部材
３１  （上層の）コンクリート部材本体    ３２  （上層の）スラブ筋
３４  セメントペースト                  ３５  メッシュ筋
４０  デッキスラブ                      １００  防水床スラブ
２００  試験体（防水床スラブ）          ２１０  スタッド
２２０  支持部材                        ３００  試験体（防水床スラブ）
３１０  スタッド                        ３２０  支持部材
【図１】
2007146623.tif 000003
【図２】
2007146623.tif 000004
【図３】
2007146623.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007146623.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007146623.tif 000009
【図８】
2007146623.tif 000010
【図９】
2007146623.tif 000011
【図１０】
2007146623.tif 000012
【図１１】
2007146623.tif 000013
【図１２】
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