(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、
直径が０．１〜０．５ｍｍ、長さが１５〜３０ｍｍの接合用短繊維を、接合端面１００ｍｍ２当たり１５〜３０本の密度で接合端面の法線方向に突出するように埋設したコンクリート部材同士を対向させ、
接合する前記コンクリート部材間に充填材を充填することを特徴とする、
接合部の構築方法。
【請求項２】
コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、
繊維補強セメント系混合材料からなる部材であって、接合端面に遅延処理を施し、かつ接合用短繊維を接合端面の法線方向に突出するように埋設したコンクリート部材同士を対向させ、
接合する前記コンクリート部材間に繊維補強セメント系混合材料からなる充填材を充填し、
接合部に８５〜９０℃の熱を供給して接合部の加熱養生を行うことを特徴とする、
接合部の構築方法。
【請求項３】
コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、
繊維補強セメント系混合材料からなるコンクリート部材の構築時に接合端面に遅延処理を施し、
型枠を外した後に前記接合端面に圧力水を噴射して未水和のセメントが残存する遅延部の一部を排除して、繊維補強セメント系混合材料内の繊維を突出させることを特徴とした、
請求項２記載の接合部の構築方法。
【請求項４】
コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、
前記接合端面の法線方向に磁力線が発生するように配向装置を配置して接合端面付近の鋼繊維を接合端面の法線方向に向けることを特徴とした、
請求項３記載の接合部の構築方法。
【請求項５】
コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、
接合部にジョイント材を配置したことを特徴とした、
請求項１乃至４のいずれかに記載の接合部の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート部材の接合部の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンクリート部材の接合部は、コンクリート部材を連結する鋼材を配置する、コンクリート部材の接合端部に凹凸を付けて凹凸を嵌合させて結合するなどして構築していた。
コンクリート部材を連結する鋼材を配置する場合は、例えばコンクリート部材から真っ直ぐに突出した鉄筋を接合する部材の鉄筋と繋いで、部材間にコンクリートやモルタルを打設して接合部を構築する。
また、コンクリートの打ち継ぎ面の施工においては、打ち継ぎ面となるコンクリート面の緩んだ骨材やレイタンスを取り除き、充分に給水させた後にセメントペースト又はモルタルを塗り、その直後にコンクリートを打設して十分に締め固める。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した従来の接合部の構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞打ち継ぎ面は、構造物の強度上の弱点になりやすい。このため、打ち継ぎ面を補強するような接合部の構造を採用する必要がある。特に、接合用の鉄筋を使用する場合は、引張り力が鉄筋を中心に集中荷重として伝達されるので、接合部にひび割れが生じやすい。
＜ロ＞各部材から突出する鉄筋を繋ぐ場合は、鉄筋を一本づつ繋ぐ必要があり、手間と時間がかかる。
＜ハ＞コンクリート部材に凹凸を付ける場合は、型枠の構造や接合部周辺の配筋が複雑となり、施工に手間と時間がかかる。
＜ニ＞打ち継ぎ面の施工が悪いと、打ち継ぎ面は構造物の強度上の弱点になる。このため、打ち継ぎ面の処理は丁寧に行わなければならない。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、構造物の強度上の弱点にならない接合部の構築方法を提供することを目的とする。特に、接合部にひび割れが発生しにくい接合部の構築方法を提供することを目的とする。
また、簡単な構造で、簡易に構築できる接合部の構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の接合部の構築方法は、コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、直径が０．１〜０．５ｍｍ、長さが１５〜３０ｍｍの接合用短繊維を、接合端面１００ｍｍ２当たり１５〜３０本の密度で接合端面の法線方向に突出するように埋設したコンクリート部材同士を対向させ、接合する前記コンクリート部材間に充填材を充填することを特徴とする方法である。
【０００６】
また、コンクリート部材同士を接合する場合の接合部の構築方法において、繊維補強セメント系混合材料からなる部材であって、接合端面に遅延処理を施し、かつ接合用短繊維を接合端面の法線方向に突出するように埋設したコンクリート部材同士を対向させ、接合する前記コンクリート部材間に繊維補強セメント系混合材料からなる充填材を充填し、接合部に８５〜９５℃の熱を供給して接合部の加熱養生を行うことを特徴とする方法である。ここで、加熱養生は４８時間程度行うのが好ましい。また、遅延処理とは接合端面を形成する型枠面にコンクリートを流し込む前に予め遅延剤を塗布しておく方法などをいう。
【０００７】
さらに、繊維補強セメント系混合材料からなるコンクリート部材の構築時に接合端面に遅延処理を施し、型枠を外した後に前記接合端面に圧力水を噴射して未水和のセメントが残存する遅延部の一部を排除して、繊維補強セメント系混合材料内の繊維を突出させることによって製造したコンクリート部材を、上記した接合部の構築方法で接合してもよい。
ここで、圧力水の噴射はウォータジェットなどにより行い、接合端面の表面から例えば４〜６ｍｍ程度の厚さの遅延部を吹き飛ばすことによって、繊維補強セメント系混合材料内に含まれる接合端面付近の繊維を突出させる。
【０００８】
また、上記した接合部の構築方法において、前記接合端面の法線方向に磁力線が発生するように配向装置を配置して接合端面付近の鋼繊維を接合端面の法線方向に向けるようにすることもできる。
ここで、配向装置として電磁コイル、永久磁石などが使用できる。また、配向装置による鋼繊維の整列は、流し込んだコンクリートが固まる前におこなう。
【０００９】
そして上記したすべての接合部の構築方法において、接合部にジョイント材を配置することができる。
ここでジョイント材は、コンクリート部材を接合する場合に通常使用される公知のジョイント鉄筋、ジョイント用鋼材などを指す。例えばコンクリート部材から突出させた鉄筋などがこれに相当する。ジョイント材を使用することで、接合部を強固に一体化できるだけでなく、充填材の繊維混入量の低減により充填性を向上させることができる。
【００１０】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
＜イ＞接合部の構造
接合部は、コンクリート部材２に埋設した接合用短繊維１と充填材３から構成される。
接合用短繊維１は、コンクリート部材２の接合面となる端面（以下、接合端面という）に一部を埋設させる。
【００１２】
＜ロ＞接合用短繊維
接合用短繊維１は、金属又は合成樹脂を原料とした短繊維材料をいう。
例えば、繊維補強コンクリートに混入するような、鋼繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維などがある。
特に、直径が０．１〜０．５ｍｍ、長さが１５〜３０ｍｍ、引張り降伏応力度が２５００〜２８００Ｎ／ｍｍ２の超高強度鋼繊維が最適である。
【００１３】
＜ハ＞コンクリート部材
コンクリート部材２は、工場などで予め製作するコンクリート製のプレキャストパネルや埋設用の型枠、現場でコンクリートを打設して構築する壁、床版、梁などのコンクリート構造物をいう。
コンクリート部材２は、通常のコンクリートを材料として製作しても、繊維補強セメント系混合材料等を使用して製作してもよい。
繊維補強セメント系混合材料としては、例えば、セメントと珪石の粉末、シリカフューム、珪砂、高性能減水剤に水を単位水量（出来上がりコンクリート容積１ｍ3当たり）として１８０ｋｇ程度（水／セメントの比率が２０〜２２％程度）を加えた高強度セメント系マトリックスに、直径が０．１〜０．３ｍｍで、長さが８〜１２ｍｍ、引張り降伏応力度が２５００〜２８００Ｎ／ｍｍ２の超高強度鋼繊維を容積で２％程度混入して得られる圧縮強度２００〜２２０ＭＰａ、曲げ強度４０〜４５ＭＰａ、付着強度１５〜９０ＭＰａ、透気係数２．５×１０-１８ｍ２、弾性係数５５ＧＰａの特性を持つ繊維補強セメント系混合材料が使用できる。
【００１４】
＜ニ＞充填材
充填材３は、コンクリート部材（２ａ、２ｂ）間に充填する接合材料をいう。
例えば、コンクリート（普通コンクリート、繊維補強コンクリート、高強度コンクリート）、高強度無収縮モルタル、セメントミルク、樹脂系の接着剤などが使用できる。
特に、充填材３として上述した繊維補強セメント系混合材料、又は超高強度鋼繊維の混入量を容積で０．５〜１．０％程度に減らした繊維補強セメント系混合材料を使用するのが好ましい。
【００１５】
＜ホ＞遅延剤
遅延剤６１は、コンクリートの凝結を遅らせる目的で使用する材料である。
遅延効果を有する物質としては、糖類、オキシカルボン酸塩、ポリハイドロキシ化合物、リグニンスルホン酸塩、けいふっ化物などがある。
【００１６】
以下図面を参照しながら接合部の構築方法について説明する。
【００１７】
＜イ＞コンクリート部材の構築方法１
発泡スチロール５に接合用短繊維１の全長の約半分を埋設する。
接合用短繊維１を埋設する材料は、接合用短繊維１を埋設しやすく、コンクリート打設後にコンクリート部材２に接合用短繊維１を残したまま取り外せるような材料であれば発泡スチロールでなくてもよい。
発泡スチロール５は、コンクリート部材の接合端面２１となる面の型枠として使用する。このとき、発泡スチロール５の接合用短繊維１が突出した面を、コンクリートを打設する側にして設置する。図２にコンクリート部材構築時の説明図を示す。
ここで、コンクリート部材の接合端面２１を形成する発泡スチロール５の面には、遅延剤６１を予め塗布しておく。
繊維補強セメント系混合材料７を打設し、硬化した後に、接合端面２１から発泡スチロール５を外す。この結果、接合用短繊維１が突出する接合端面２１が形成される。
【００１８】
＜ロ＞コンクリート部材の構築方法２
上記で説明した方法の他に、以下の方法によりコンクリート部材２を構築してもよい。
接合端面２１を形成する型枠６３に予め遅延剤６１を塗布する。
次に型枠内に繊維補強セメント系混合材料７を流し込む。
そして、接合端面を形成する型枠６３の外側に配向装置９１を配置して接合端面２１の法線方向に磁力線９２を発生させる（図４参照）。ここで、配向装置９１としては電磁コイルや永久磁石などが使用できる。
接合端面２１の法線方向に磁力線９２が発生すると、繊維補強セメント系混合材料７内の鋼繊維１１が磁力線９２と略平行するように整列する。
なお、配向装置９１の配置は繊維補強セメント系混合材料７を流し込む前におこなってもよい。
【００１９】
上記のようにコンクリートを流し込んだ状態のコンクリート部材２は常温で養生し、４０〜４８時間経過した後に型枠（６２、６３）を脱型する。
型枠６３を脱型した時点では、遅延処理を施した接合端面２１付近（遅延部２２）のコンクリート・マトリックスは充分な水和反応が進んでいないため強度が低い。
そこで、接合端面２１にウォータジェット９３等により例えば１００〜１５０ＭＰａ程度の圧力水を噴射して、接合端面２１付近の遅延部２２のコンクリート・マトリックスの一部を吹き飛ばし、鋼繊維１１を接合端面２１から突出させる（図５参照）。
例えば、遅延部２２を表面から厚さ４〜６ｍｍ程度吹き飛ばすと、接合端面２１の法線方向に鋼繊維１１が４〜６ｍｍ突出したコンクリート部材２を構築したこととなる。
なお、配向装置９１等によって繊維補強セメント系混合材料内の繊維を整列させない場合でも、上記したように接合端面２１にウォータジェット９３等により圧力水を噴射して、接合端面２１付近の遅延部２２のコンクリート・マトリックスの一部を吹き飛ばし、繊維を接合端面２１から突出させることができる。
【００２０】
＜ハ＞コンクリート部材の接合
接合するコンクリート部材（２ａ、２ｂ）の接合端面２１同士を対向させる。
接合端面２１間の距離は、通常、突出する接合用短繊維１が接触又は重ならない距離にする。なお、各接合端面２１から突出する接合用短繊維１が接触又は重なるようにコンクリート部材（２ａ、２ｂ）を配置してもよい。
そして、コンクリート部材（２ａ、２ｂ）と接合部型枠４に囲まれた範囲に充填材３を充填する（図１参照）。
【００２１】
＜ニ＞接合部の加熱養生
コンクリート部材２の接合端面に遅延処理を施した場合、接合端面は未水和のセメントが残存する遅延部２２となっている（図３参照）。
そして、充填材３を充填した後に接合部の周囲を熱源シート８で覆い、９０℃程度の熱を供給して接合部を加熱養生する。
ここで、接合部の充填材３はシリカヒュームを含む高強度のマトリックスであり、遅延部２２には遅延剤６１により未水和のセメントが残存するので、９０℃の熱により化学反応を生じ、高強度のマトリックスが生成される。
この結果、接合部のマトリックスが一体をなし、本体部であるコンクリート部材２と同程度の引張応力に抵抗できるような構造体になる。
また、接合用短繊維１は接合端面２１に細かく分散して配置されるため、接合部に作用する曲げモーメントに対してひび割れが分散し、ひび割れ幅が小さくなる。
【００２２】
＜ホ＞ジョイント材を併用する場合
本発明の接合部の構築方法においては、公知の通常のジョイント材を併用してもよい（図示せず）。
ジョイント材は、コンクリート部材を接合する場合に通常使用される公知のジョイント鉄筋、ジョイント用鋼材などを指す。例えばコンクリート部材にその一部を埋め込み接合端面から突出させた鉄筋、接合端面から端部を突出させた主筋などがこれに相当する。
通常のジョイント材での接合と本発明の方法とを接合部において組み合わせて実施することで、より強固な接合部を構築することができる。即ち、ジョイント材を単独で使用する場合に比べて、接合用短繊維１がブッリジの役割を果たすため、及び接合部の充填材３とコンクリート部材２のマトリックスが一体となっているためである。
また、ジョイント材を使用することで、充填材３の繊維混入量を低減でき、充填材３の充填性を向上させることができる。
【００２３】
【本発明の効果】
本発明の接合部の構築方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞コンクリート部材と一体の突出した短繊維が、新たに打設するコンクリートと一体になって接合する。特に、コンクリート部材の接合端面に遅延処理を施し、接合時に充填材と一緒に高強度のマトリックスを生成させるため、接合するコンクリート部材と接合部が一体となる。
また、コンクリート部材の接合端面に遅延処理を施し、前記接合端面に圧力水を噴射して未水和のマトリックスを排除して繊維を突出させて、接合時に充填材と一緒に高強度のマトリックスを生成させるため、接合するコンクリート部材と接合部が一体となる。
この結果、接合部の引張り抵抗及びひび割れ抵抗が増大し、接合部が構造物の強度上の弱点にならない。
＜ロ＞接合用短繊維は接合端面に細かく分散して配置される。このため、接合部に作用する曲げモーメントに対してひび割れが分散し、ひび割れ幅が小さくなる。
＜ハ＞コンクリート部材の接合端面は短繊維を埋め込んだだけの簡単な構造である。接合部の構築方法は、接合用短繊維が突出した接合端面同士を対向させて、充填材を充填し、加熱養生するだけである。このため、簡易に接合部を構築することができる。
＜ニ＞接合部が構造物の強度上の弱点にならない。このため、プレキャストパネルなどのコンクリート部材を小割にすることができる。この結果、プレキャストパネルの運搬、据え付けなどの取り扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接合部の構築方法の実施例の説明図。
【図２】コンクリート部材の構築方法１の実施例の説明図。
【図３】接合部の加熱養生の実施例の説明図。
【図４】配向装置を配置したコンクリート部材の構築方法２の説明図。
【図５】接合端面に圧力水を噴射している状態を表す説明図。
【符号の説明】
１・・・接合用短繊維
１１・・鋼繊維
２・・・コンクリート部材
２１・・接合端面
３・・・充填材
６１・・遅延剤
７・・・繊維補強セメント系混合材料
９１・・配向装置
９２・・磁力線
９４・・圧力水
【図１】
0003925837.tif 000002
【図２】
0003925837.tif 000003
【図３】
0003925837.tif 000004
【図４】
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【図５】
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