(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形部と谷形部とが交互に配置された断面形状を有し前記山形部の頂面および前記谷形部の底面に複数の貫通孔が形成された波形板と、前記山形部および前記谷形部の凹面部に配置されたコンクリートより嵩比重の小さな補強部材と、前記波形板および前記補強部材を埋没させるように打設されたコンクリート層とを備え、前記波形板の山形部頂面と谷形底面の少なくとも一方に、前記コンクリート層内に展開する鉄筋材を一体的に接合したコンクリートパネル。
【請求項２】
前記波形板の山形部および谷形部の断面形状が略台形状である請求項１記載のコンクリートパネル。
【請求項３】
前記補強部材が合成樹脂財である請求項１記載のコンクリートパネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリートパネルの製造方法であって、山形部と谷形部とが交互に配置された断面形状を有し前記山形部の頂面および前記谷形部の底面に複数の貫通孔が形成された波形板を埋没状態に収容可能な容量を有する形枠に流動性コンクリートを注入する工程と、前記山形部および前記谷形部の凹面部に補強部材を配置した前記波形板を固化前の前記流動性コンクリート中に浸漬する工程と、前記波形板および前記補強部材が埋没するまで前記形枠に流動性コンクリートを注入する工程とを含むことを特徴とするコンクリートパネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物における躯体床、屋根、躯体壁、外壁の壁板および鉄筋コンクリートの床などの構築に使用するコンクリートパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の躯体床、躯体壁などを構築する場合、従来は、施工現場で所定の型枠を組み立てて必要な鉄筋を配筋した後、型枠内にコンクリートを打設するという工法が採用されていた。
【０００３】
ところが、このような工法は、型枠組み立て、コンクリート打設、コンクリートの固化および養生などに多くの時間と労力が必要であるため、工期の短縮の阻害要因となっており、コンクリート打設量の増大を招きやすく、構造物の重量増大などの弊害も生じている。
【０００４】
そこで、近年は、予め工場で製造された、いわゆるプレキャストコンクリートパネルを施工現場に搬入して、構造物に取り付けていく工法を採用することによって、作業性の向上、工期の短縮化が図られている。
【０００５】
このような工法においては、施工現場までの輸送性、施工現場でのハンドリング性を良くするため、コンクリートパネルの軽量化を図る必要があるが、本出願人は、このような要請に応えるコンクリートパネルを開発し、特開平７−９０９７２号公報などで開示している。
【０００６】
また、本出願人は、特開平７−９０９７２号公報に開示したコンクリートパネルに改良を加え、強度、断熱性、遮音性を高めたコンクリートパネルを開発し、特開平１０−２５８５４号公報などで開示している。このコンクリートパネルは、図７に示すように、波形板７３の上下に配筋された鉄筋網７５などを埋没するように互いに間隔をおいて一対のコンクリート層７１，７２を形成し、波形板７３とコンクリート層７１，７２とで形成される中空部に発泡樹脂７４を充填した構造である。
【０００７】
コンクリートパネル７０では、波形板７３の山形部７３ｍおよび谷形部７３ｖをそれぞれコンクリート層７１，７２に埋没させることによって、波形板７３の波ピッチ方向Ｘの圧縮強度が向上するとともに、波形板７３の断面形状に基づく実質的なトラス構造を形成することで全体的な剛性も向上している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すコンクリートパネル７０においては、波形板７３の山形部７３ｍおよび谷形部７３ｖの凸面側はコンクリート層７１，７２に強固に固着されているが、同凹面側は波形板７３と発泡樹脂７４とが接しているだけであるため、強度的なバランスが悪く、設計強度が十分に発揮されないことがある。
【０００９】
また、施工後、長期間経過すると、山形部７３ｍおよび谷形部７３ｖと発泡樹脂７４との隙間７６に残存している空気によって、波形板７３が酸化、腐食する可能性もある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、比較的軽量で強度が高く、断熱性および遮音性に優れ、耐久性も良好なコンクリートパネルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリートパネルは、山形部と谷形部とが交互に配置された断面形状を有し山形部の頂面および谷形部の底面に複数の貫通孔が形成された波形板と、山形部および谷形部の凹面部に配置されたコンクリートより嵩比重の小さな補強部材と、波形板および補強部材を埋没させるように打設されたコンクリート層とを備え、前記波形板の山形部頂面と谷形底面の少なくとも一方に、前記コンクリート層内に展開する鉄筋材を一体的に接合したことを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすることにより、波形板の山形部頂面および谷形部底面に形成された貫通孔を通して、コンクリート層の一部が山形部および谷形部の凹面部に流入し、凹面部に配置された補強部材と波形板との間が完全に充填された構造となって、波形板と補強部材との間に空気が残存することがなくなるため、波形板の酸化や腐食なども発生せず、耐久性が向上する。また、波形板の山形部および谷形部の凹面部にコンクリートより嵩比重の小さな補強部材を配置することにより、比較的軽量で強度が高く、断熱性および遮音性に優れたものとなる。
【００１３】
また、前記波形板の山形部頂面と谷形部底面の少なくとも一方に、コンクリート層内に展開する鉄筋材を一体的に接合したことにより、波形板の剛性が高まるので、コンクリートパネル全体の剛性、強度が向上する。なお、波形板の山形部頂面および谷形部底面には貫通孔が形成されていることにより、鉄筋材を溶接接合したときに波形板に発生する残留応力が分散されるため、波形板の変形、部分的な強度低下などを防止することができる。
【００１４】
さらに、前記波形板の山形部および谷形部の断面形状を略台形状とすることにより、断面に実質的なトラス構造が形成されるため、コンクリートパネルの剛性をさらに高めることができる。
【００１５】
前記波形板の山形部および谷形部の凹面部に配置する補強部材としては、緻密質合成樹脂材、発泡合成樹脂材、多孔質合成樹脂材などの合成樹脂材を用いることができる。合成樹脂材を用いれば、これらの部材の嵩比重はコンクリートより大幅に小さく、耐食性も優れているため、コンクリートパネルの軽量化、耐久性向上を図ることができる。
【００１６】
上記のコンクリートパネルは、波形板を埋没状態に収容可能な容量を有する型枠に流動性コンクリートを注入する工程と、山形部および谷形部の凹面部に補強部材を配置した波形板を固化前の流動性コンクリート中に浸漬する工程と、波形板および補強部材が埋没するまで型枠に流動性コンクリートを注入する工程とを含む製造方法によって製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態であるコンクリートパネルを示す斜視図、図２は図１のコンクリートパネルを構成する波形板と鉄筋網との接合体を示す平面図、図３（ａ）は図２に示す接合体の正面図、同（ｂ）は図２に示す接合体の側面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のコンクリートパネル４は、山形部３ｍと谷形部３ｖとが交互に配置された断面形状を有する波形板３と、波形板３の上下に配筋された鉄筋材５，６と、山形部３ｍおよび谷形部３ｖの凹面部３ｈに配置された発泡ポリスチレン製の補強部材７と、波形板３、補強部材７および鉄筋材５，６を埋没させるように打設されたコンクリート層１，２などによって形成されている。
【００１９】
図２および図３に示すように、波形板３においては、その山形部３ｍの頂面と谷形部３ｖの底面に複数の貫通孔９が一定間隔ごとに形成され、波形板３の上下に格子状に配筋された鉄筋材５，６と、山形部３ｍの頂面および谷形部９ｖの底面との交差部分をスポット溶接するとともに、鉄筋材５，６同士の交差部分をそれぞれスポット溶接することによって、波形板３と鉄筋材５，６との接合体８が形成されている。
【００２０】
波形板３の山形部３ｍおよび谷形部３ｖの断面は略台形状であり、これらの凹面部３ｈに配置された補強部材７はその断面が略台形状をした柱状部材であって、その嵩比重はコンクリート層１，２を構成するコンクリートより小さい。
【００２１】
コンクリートパネル４においては、後述するコンクリートパネル製造方法を見ると分かるように、波形板３の山形部３ｍの頂面および谷形部３ｖの底面に形成された複数の貫通孔９を通して、コンクリート層１，２の一部が山形部３ｍおよび谷形部３ｖの凹面部３ｈに流入し、凹面部３ｈに配置された補強部材７と波形板３との間が完全に充填された構造となっている。
【００２２】
このため、波形板３と補強部材７との間に空気が残存することがなく、波形板３の酸化や腐食などが発生せず、耐久性にすぐれている。また、波形板３の山形部３ｍおよび谷形部３ｖの凹面部３ｈにコンクリートより嵩比重の小さな発泡ポリスチレン製の補強部材７を配置しているため、コンクリートパネル４は、比較的軽量で強度が高く、断熱性および遮音性にも優れている。
【００２３】
また、波形板３の山形部３ｍの頂面、谷形部３ｖの底面の両方に、コンクリート層１，２内に展開する鉄筋材５，６を一体的に接合することによって波形板３の剛性を高め、コンクリートパネル４全体の剛性、強度を高めている。なお、波形板３に複数の貫通孔９が形成されていることで、鉄筋材５，６を波形板３に溶接接合したときに波形板３に発生する残留応力が分散されるため、溶接後の波形板３の変形や、部分的な強度低下などを防止することができる。
【００２４】
さらに、波形板３の山形部３ｍおよび谷形部３ｖの断面形状を略台形状としたことで、断面に実質的なトラス構造が形成されるため、コンクリートパネル４の剛性がさらに高まっている。
【００２５】
本実施形態において、波形板３の山形部３ｍおよび谷形部３ｖの凹面部３ｈに配置された補強部材７は、発泡合成樹脂の一つである発泡ポリスチレンであり、その嵩比重はコンクリートより極めて小さく、耐食性も優れているため、コンクリートパネル４の軽量化、耐久性向上を実現することができる。
【００２６】
次に、図４〜図６を参照して、コンクリートパネル４の製造方法について説明する。図４は、コンクリートパネル４の製造に先立って予め製作した波形板３と鉄筋材５，６との接合体８に補強部材７を組み込む工程を示す斜視図、図５および図６はコンクリートパネル４の製造工程図である。
【００２７】
本実施形態のコンクリートパネル４に組み込まれる部材は、前述したように、波形板３と、格子状に配筋された鉄筋材５，６と、波形板３の凹面部３ｈに配置される補強部材７である。
【００２８】
波形板３は、断面が略台形をした山形部３ｍと谷形部３ｖとが交互に配置された形状であり、その肉厚やサイズはコンクリートパネル４の用途や必要強度によって変更されるが、例えば、最終的に製造されるコンクリートパネル４の厚さが１２０〜２４０ｍｍであれば、肉厚を０．８〜１．６ｍｍ程度、高さ寸法を７０〜１５０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００２９】
鉄筋材５，６はいずれも直径が６〜１０ｍｍ程度の鉄筋丸棒材であり、これらを一定間隔ごとに縦横に配列して格子状とし、鉄筋材５，６の交差部分をそれぞれスポット溶接して形成されたものであり、これらの格子状の鉄筋材５，６を波形板３の上面側および下面側に配置して、波形板３の山形部３ｍの頂面と谷形部３ｖの底面と、鉄筋材５，６との交差部分をスポット溶接することによって、接合体８が形成されている。
【００３０】
接合体８は、下側から格子状の鉄筋材６と波形板３と格子状の鉄筋網５とが順に重なりあった構造であり、波形板３の凹面部３ｈに補強部材７が配置されている。補強部材７は、図４に示すように、凹面部３ｈのいずれかの端面開口部分から挿入することによって所定位置に配置する。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、波形板３が埋没状態に収容可能な容量を有する型枠１０にコンクリート注入管１７から流動性コンクリートＲを注入し、型枠１０内の流動性コンクリートＲが固化する前に、図５（ｂ）に示すように、図４の工程で補強部材７を配置した接合体８を型枠１０内に降下させる。このとき、鉄筋材５が嵌合可能な切欠部１１ａが一定間隔ごとに形成された型枠ライナ１１を接合体８の上面の両側縁部に装着しておく。
【００３２】
図５（ｃ）に示すように、型枠１０内の流動性コンクリートＲに接合体８の下半分を浸漬させた後、図６（ａ）に示すように、再びコンクリート注入管１７から流動性コンクリートＲを型枠１０内に注入して接合体８を完全に埋没させる。このとき、図６（ｂ）に示すように、型枠１０内の流動性コンクリートＲが波形板３に形成された貫通孔９を通過して、補強部材７と波形板３との間に流入するので、補強部材７と波形板３との隙間などに空気が残存することはない。
【００３３】
型枠１０内に注入された流動性コンクリートＲが固化した後、所定の養生期間が経過したら、型枠１０を脱型し、型枠ライナ１１を離脱させると、図６（ｃ）に示すような構造のコンクリートパネル４が完成する。
【００３４】
以上のような工程をとることにより、前述したように、比較的軽量で強度が高く、断熱性および遮音性に優れ、耐久性も良好なコンクリートパネル４を製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００３６】
（１）山形部と谷形部とが交互に配置された断面形状を有し山形部の頂面および谷形部の底面に複数の貫通孔が形成された波形板と、山形部および谷形部の凹面部に配置されたコンクリートより嵩比重の小さな補強部材と、波形板および補強部材を埋没させるように打設されたコンクリート層とを備えたことにより、比較的軽量で強度が高く、断熱性および遮音性に優れ、耐久性も良好なコンクリートパネルとなる。
【００３７】
（２）波形板の山形部頂面、谷形部底面の少なくとも一方に、コンクリート層内に展開する鉄筋材を一体的に接合することにより、波形板の剛性が高まるので、コンクリートパネル全体の剛性、強度が向上する。また、波形板の山形部頂面および谷形部底面にある貫通孔で、鉄筋材を溶接したときの残留応力が分散されるため、波形板の変形や部分的強度低下などを防止できる。
【００３８】
（３）波形板の山形部および谷形部の断面形状を略台形状とすることにより、断面に実質的なトラス構造が形成されるため、コンクリートパネルの剛性をさらに高めることができる。
【００３９】
（４）波形板の山形部および谷形部の凹面部に配置する補強部材として合成樹脂材を用いることにより、コンクリートパネルの軽量化、耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態であるコンクリートパネルを示す斜視図である。
【図２】  図１のコンクリートパネルを構成する波形板と鉄筋網との接合体を示す平面図である。
【図３】  （ａ）は図２に示す接合体の正面図、（ｂ）は図２に示す接合体の側面図である。
【図４】  図１に示す鉄筋材が接合された波形板の凹面部に補強部材を配置する工程を示す斜視図である。
【図５】  図１に示すコンクリートパネルの製造工程図である。
【図６】  図５に続くコンクリートパネルの製造工程図である。
【図７】  従来のコンクリートパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２  コンクリート層
３  波形板
３ｍ  山形部
３ｖ  谷形部
３ｈ  凹面部
４  コンクリートパネル
５，６  鉄筋材
７  補強部材
８  接合体
９  貫通孔
１０  型枠
１１  型枠ライナ
１１ａ  切欠部
１７  コンクリート注入管
Ｒ  流動性コンクリート
【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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