JP2005528543A

JP2005528543A - RC column formwork using ferrocement

Info

Publication number: JP2005528543A
Application number: JP2004509185A
Authority: JP
Inventors: 克己瀧口; アブドゥラ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2005-09-22
Also published as: WO2003102317A1

Abstract

型枠はコンクリート構造物において多大な費用がかかる要素の一つである。本発明は、組立式フェロセメントパネルを用いた容易かつ単純な新しい型枠工法を提供する。組立式フェロセメントパネルは工場で作製され、建設現場に運ばれる。２つで一対のパネルをそれぞれの両端をボルトによって固定する。型枠の組立中またはコンクリートの打設中に柱脚・柱頭が動かないようにフェロセメント接続プレートを用いる。組立式フェロセメント型枠は数層のワイヤーメッシュから構成され、コンクリート打設後、脱型する必要がないため、ＲＣ柱の強度、剛性および靭性を高めることができる。本発明は正方形・長方形の断面を持つＲＣ柱の地上部分の型枠として適用できる。Formwork is one of the most expensive elements in concrete structures. The present invention provides an easy and simple new formwork method using a prefabricated ferrocement panel. Assembled ferrocement panels are made in the factory and transported to the construction site. Two pairs of panels are fixed at both ends with bolts. Ferrocement connection plates are used to prevent the column bases / caps from moving during formwork assembly or concrete placement. Since the assembly type ferrocement form is composed of several layers of wire mesh and does not need to be demolded after placing the concrete, the strength, rigidity and toughness of the RC column can be increased. The present invention can be applied as a formwork for the ground portion of an RC column having a square / rectangular cross section.

Description

Detailed Description of the Invention

技術分野
この発明は組立式のフェロセメントパネルの作製及び設置に関連している。この組立式フェロセメントパネルはコンクリート柱の型枠となり、脱型する必要がない。ここに示す発明は材料にフェロセメントを使用しており、薄肉の構造が可能で、耐久性および品質がよく、高い強度を示す常設型枠である。
背景技術
一般に、コンクリートの型枠として木製の型枠が使用されている。しかし、熱帯雨林の保護運動が活発となり、近年では材料である木材は入手し難くなっている。更にコンクリート打設後木製型枠は取り外され、再利用にも限度があることから、木材が無駄となり、木製型枠を用いるには費用がかかる。
木材の代わりに鉄板や合成板、合成樹脂シートなどがコンクリートの型枠として使用される場合もある。これらの材料を用いた型枠は作製するコンクリートの形状によって組み立てられ、コンクリートが打設される。コンクリートが硬化した後、型枠は木製型枠と同様に取り除かれる。上記の方法を用いた場合、型枠の組立および解体作業に多くの労働力・道具が必要となりリスクも大きい。そのうえ、使用後の型枠を保存するための輸送、保管場所、保管中の管理が必要となり、更に費用が増大する。
このような問題を解決するために、型枠を取り外す必要がない様々な方法が提案されてきた。例として、日本特許出版Ｎｏ．２−１７８４２１ＡやＮｏ．１０−１９５２Ａがある。しかし、これらの常設型枠は、フレームを組み立てるのに時間がかかるという問題がある。
発明の開示
この発明の目的は、これまで鉄筋コンクリート（ＲＣ）柱に利用されてきた型枠の代替となる、組立式フェロセメントパネルを使用した常設型枠を提供することである。この型枠はコンクリートの硬化後取り外す必要がなくＲＣ柱の一部とすることができ、従来の型枠に比べ手間がかからない。
また、ＲＣ柱の高さによってフェロセメントパネルの厚さやワイヤーメッシュの量を調節することができることも、この発明の利点として挙げられる。フェロセメントパネルが十分なワイヤーメッシュの量を含み良質なセメントペーストを使用した場合、型枠の強度を向上させることが可能であり、結果的にＲＣ柱の強度、剛性および靭性を高めることができる。モルタルの中に埋め込むワイヤーメッシュの大きさや量はフェロセメントパネルの形状により自由に決められる。
本発明はＣ型チャンネルの形状の組立式フェロセメントパネル２つを１対とし、これから構成される常設型枠を提供する。個々のフェロセメントパネルは、柱の大きさや建設現場で採用される建設方法に応じて大きさが決められ、２つのフェロセメントパネルを組み立てるために両端にはボルト孔がある。工場において作製されたフェロセメントパネルは、建設現場に運ばれ、必要なサイズに組み立てられる。フェロセメントパネルは工場で製造できる為、建築物が安価で迅速に建設できるだけでなく、よりよい品質管理ができ耐久性が高い。
上述のように、１対のフェロセメントパネルは、それぞれの両端をボルトで固定する。フェロセメントパネルの質量はその大きさ（高さ）によって決まるため、数人の労働者で扱う大きさにすることができ、重機を使用する必要がない。また、現場での組立方法によっては、この組立式フェロセメント型枠は鉄筋工事と同時にもしくは鉄筋工事終了後に組み立てることができる。
柱の上部となる部分のパネルと下部のパネルは、型枠の内側から接続プレートを使用して接続する。接続プレートも、フェロセメントで作ることができる。この接続プレートはボルトで固定することにより、型枠の組立時及びコンクリート打設時にフェロセメントパネルが動かないように固定することが可能である。TECHNICAL FIELD This invention relates to the fabrication and installation of prefabricated ferrocement panels. This prefabricated ferrocement panel becomes a form of concrete pillars and does not need to be removed. The invention shown here is a permanent formwork that uses ferrocement as a material, can have a thin structure, has good durability and quality, and exhibits high strength.
BACKGROUND ART Generally, wooden formwork is used as a concrete formwork. However, the movement to protect rainforests has become active, and in recent years it has become difficult to obtain timber as a material. Furthermore, the wooden formwork is removed after the concrete is placed, and there is a limit to the reuse, so that the wood is wasted and it is expensive to use the wooden formwork.
In some cases, an iron plate, a synthetic plate, a synthetic resin sheet, or the like is used as a concrete mold instead of wood. Formwork using these materials is assembled according to the shape of the concrete to be produced, and the concrete is placed. After the concrete has hardened, the formwork is removed in the same way as the wooden formwork. When the above method is used, many labors and tools are required for assembling and dismantling the formwork, and there is a great risk. In addition, transportation, storage location, and management during storage are required to store the used formwork, which further increases costs.
In order to solve such problems, various methods have been proposed in which it is not necessary to remove the formwork. As an example, Japanese Patent Publication No. 2-178421A and No. 10-1952A. However, these permanent molds have a problem that it takes time to assemble the frame.
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a permanent formwork using a prefabricated ferrocement panel, which is an alternative to the formwork previously used for reinforced concrete (RC) columns. This formwork does not need to be removed after the concrete is hardened and can be a part of the RC pillar, which is less time-consuming than conventional formwork.
Another advantage of the present invention is that the thickness of the ferrocement panel and the amount of wire mesh can be adjusted by the height of the RC pillar. When a ferrocement panel contains a sufficient amount of wire mesh and a good quality cement paste is used, it is possible to improve the strength of the formwork and consequently increase the strength, rigidity and toughness of the RC column. . The size and amount of the wire mesh embedded in the mortar can be freely determined by the shape of the ferrocement panel.
The present invention provides a permanent form consisting of two pairs of assembled ferrocement panels in the shape of C-shaped channels. Each ferrocement panel is sized according to the size of the pillar and the construction method employed at the construction site, and has bolt holes at both ends for assembling the two ferrocement panels. Ferrocement panels made in the factory are transported to the construction site and assembled to the required size. Because ferrocement panels can be manufactured in the factory, not only can buildings be built quickly and inexpensively, but also better quality control and high durability.
As described above, the pair of ferrocement panels are fixed with bolts at both ends. Since the mass of the ferrocement panel is determined by its size (height), it can be sized to be handled by several workers, and there is no need to use heavy machinery. Further, depending on the on-site assembly method, the assembly-type ferrocement form can be assembled at the same time as or after the rebar work.
The upper part of the column and the lower part of the panel are connected using a connection plate from the inside of the formwork. The connecting plate can also be made of ferrocement. By fixing this connection plate with a bolt, it is possible to fix the ferrocement panel so that it does not move when the formwork is assembled and when concrete is placed.

図１は組立式フェロセメント型枠を用いて作製された柱およびその断面を示している。
図２は図１で示したパネルの組み合わせ方法における幾つかの例を断面図で示している。
図３は型枠パネルの組立順序とともに、組立式フェロセメント常設型枠の組立方法を示している。
図４はフェロセメントパネルに直接荷重がかからないように設けるギャップについて示している。
図５は組立式フェロセメント型枠の組立方法の例を示している。
図６は代表的な組立式フェロセメントパネルの断面詳細図である。
図７は組立式フェロセメントパネルを示している。
図８は試験体の詳細図を示している。
図９は代表的な試験体の応力−ひずみ曲線を示している。
具体的な説明
組立式フェロセメント型枠（１０）は、幾つかのチャンネル型フェロセメントパネルからなる一組のフェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）、フェロセメント接続プレート（６）、そして鋼ボルト（８）から成る（図１，２，３参照）。チャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）をボルト（８）で固定してボックス型型枠｛（１１×２枚）または（１１×２枚＋１１＋１２×２枚）または（１３×４枚）または（１４×２枚）｝を作り、他のボックス型型枠にボルト（８）で固定する。図７に示すようにボルト孔（９）は、一様な力で固定するためにチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）の高さ方向に均等な間隔で設ける。図２のように構成されたボックス型型枠にコンクリート（１９）を打設する。ＲＣ柱の断面積に対するワイヤーメッシュ（１５）の断面積の比は、型枠の役割に応じて１．５％〜４％とする。
鋼製ワイヤーメッシュ（１５）の層を含む組立式フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）を用いると、より薄い常設型枠を作ることができるため、ＲＣ柱（３）の断面積は従来のものに比べそれほど変わることはない。さらに、組立式フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）は工場で作られるため、良質なフェロセメントパネルを作ることが可能である。
本発明のＲＣ柱の断面は、従来のものと形状はほぼ同じであるが、この常設型枠によりＲＣ柱は側面が拘束されるため、よりよい特性及び挙動を示している。常設型枠を用いることで、柱の軸方向の圧縮強度が増加し、靭性を高め、また主筋の座屈を抑制する効果がある。さらに工場生産による良質なチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）がかぶりの一部または全部なので、従来の現場施工によるＲＣ柱のかぶりに比べ、品質が良いので、主筋の錆びを抑制する効果に優れている。
組立方法は次に示す順に行う。
ａ）主筋やフープ筋などのＲＣ柱の鉄筋を組み立てる。
ｂ）型枠パネル｛（１１×２枚）または（１１×２枚＋１２×２枚）または（１３×４枚）または（１４×２枚）｝をボックス型（１０）に組み立てる。
ｃ）ボックス型に組み立てた型枠パネルの中にコンクリート（１９）を打設する。
図２に示すように、適当な大きさや形状の組立式型枠になるように、チャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）は様々な組み合わせ方がある。コンクリート（１９）はチャンネル型フェロセメントパネル（１１；１２；１３；１４）の断面から成る箱型の内側に上部から打設する。図３のように、ボックス型の組立式フェロセメント型枠（１０）に用いるフェロセメント接続プレート（６）は、工場で製造できる。フェロセメント接続プレート（６）は、主に型枠の組立時やコンクリート（１９）打設時におけるフェロセメントボックスの回転を抑制する働きがある。
図４に示すように、ギャップ（５）を作る為の型枠に使用する材料は、コンクリート打設時に加わるコンクリートの荷重と、フェロセメント型枠の自重に耐えられる木材や鋼板のような材料を使用する。ギャップを作るスペーサー（２０）を固定する（２１）にはどんな材料を用いても良い。型枠の高さ（Ｌ）は、図１及び図４に示すように階高から上下のギャップ部分（５）の幅を除いた長さとなる。
図５に、重機を使用した場合の組立式フェロセメント型枠の設置方法を示す。トラス等の型枠を支持する部材は省略した。また、明瞭にするために各々のボックス型型枠（１０）の接続部分や接続プレート（６）も省略した。
フェロセメントボックスによって拘束されたコンクリートの強度・挙動を調べるために、正方形の断面を持つ１７体の試験体を用いて実験を行った。試験体３体は従来の木製型枠を用いた試験体とし、その他はフェロセメントパネルを型枠として用いた試験体とした。フェロセメントパネルを用いた試験体はＡおよびＢの２つのグループに分けられ、それぞれのグループは２つのシリーズ（Ａ−１、Ａ−２；Ｂ−１、Ｂ−２）に分けられる。図８−ａに示すように、グループＡの試験体はボックス型のフェロセメントパネルを型枠として使用した。一方、グループＢではチャンネル型の断面を持つフェロセメントパネルを組み合わせた型枠を使用した（図８−ｂ参照）。Ａ−２では、直径２ｍｍの鋼棒４本を主筋として試験体の四隅に配置した。これらの主筋の強度は無視するものとした。また、Ａ−２の試験体はワイヤーメッシュに加え、直径２ｍｍのフープ筋によって補強した。Ｂ−１、Ｂ−２及びＡ−１においては、ワイヤーメッシュのみで補強した。ここで、グループＡ、Ｂの試験体はそれぞれ、ワイヤーメッシュの層数を変えることによって補強の程度を調節した。
モルタルにはポルトランドセメントと１．２１８ｍｍのふるいを通った砂を１：３．５の割合で使用した。モルタルの２８日強度の平均は１５ＭＰａである。本実験において使用されるワイヤーメッシュは亜鉛メッキされた直径１．０ｍｍのワイヤーが１０．０ｍｍ間隔で格子状に溶接したメッシュである。フェロセメントボックスは次の手順で作製される。まず、ワイヤーメッシュを必要な大きさに切り出し、木製ハンマーでたたいて平らにする。次に、平らにしたワイヤーメッシュを折り曲げて形作っていく。次に、ワイヤーメッシュに４回に分けて同じ調合のモルタルを打設する。フェロセメント部の厚さは８ｍｍとした。シリンダー及びフェロセメントは打設後２４時間硬化させ、湿らせた布を被せて養生した。４面全てが硬化した後、湿らせた布を用いて６日間養生し、その後気中養生とした。コンクリート柱は断面１２０×１２０ｍｍ、高さ２４０ｍｍで、フェロセメント型枠は１面が幅１３６×高さ２３０ｍｍとした。フェロセメントボックスに軸力が直接加わらないように５ｍｍのギャップを試験体の上下部に設けた。試験体と同じバッチより直径１００×高さ２００ｍｍのシリンダーを打設し、試験体と同様に養生を行った。載荷は軸方向に力を加える圧縮試験を行った。コンクリートの２８日強度は３５ＭＰａであった。
図９に示すように、フェロセメントパネルを用いた試験体は用いていないものに比べ、圧縮強度が２０〜３０％ほど増加している。また、木枠型枠を用いた試験体は最大強度に達した直後に脆性破壊したのに対し、フェロセメント型枠を用いた試験体は徐々に強度が低下し、コンクリート柱の急激な応力低下を防ぐことができた。フープ筋とフェロセメントパネルを用いたものとフェロセメントのみを用いたものの補強の程度が同等である場合、フープ筋とフェロセメントパネルを用いた試験体は、フェロセメントパネルのみを用いた試験体と比較すると、高い圧縮強度や靭性が得られた。十分なワイヤーメッシュの量とフェロセメントパネルを固定するボルトの間隔が適切な場合、チャンネル型フェロセメントパネルを組み立てた型枠の試験体はボックス型フェロセメントパネルを用いた試験体と同等の圧縮強度や靭性が得られた。
ここで本発明の具体的な説明から、本発明はここで記した説明に限らず、本発明の範囲の中で様々な可能性があると考えられる。FIG. 1 shows a column made using a prefabricated ferrocement mold and its cross section.
FIG. 2 is a sectional view showing several examples of the panel combination method shown in FIG.
FIG. 3 shows an assembling method of the assembly type ferrocement permanent formwork together with the assembling order of the formwork panels.
FIG. 4 shows a gap provided so that a direct load is not applied to the ferrocement panel.
FIG. 5 shows an example of a method for assembling an assembly type ferrocement mold.
FIG. 6 is a cross-sectional detail view of a typical assembled ferrocement panel.
FIG. 7 shows an assembled ferrocement panel.
FIG. 8 shows a detailed view of the specimen.
FIG. 9 shows a stress-strain curve of a typical specimen.
DETAILED DESCRIPTION A prefabricated ferrocement formwork (10) comprises a set of ferrocement panels (11; 12; 13; 14) consisting of several channel ferrocement panels, a ferrocement connection plate (6), and It consists of a steel bolt (8) (see FIGS. 1, 2 and 3). A box type ferrocement panel (11; 12; 13; 14) is fixed with bolts (8) and box formwork {(11 × 2 sheets) or (11 × 2 sheets + 11 + 12 × 2 sheets) or (13 × 4 Sheet) or (14 × 2 sheets)} and fix them to other box molds with bolts (8). As shown in FIG. 7, the bolt holes (9) are provided at equal intervals in the height direction of the channel type ferrocement panels (11; 12; 13; 14) in order to be fixed with a uniform force. Concrete (19) is placed in a box mold configured as shown in FIG. The ratio of the cross-sectional area of the wire mesh (15) to the cross-sectional area of the RC column is 1.5% to 4% depending on the role of the formwork.
Using a prefabricated ferrocement panel (11; 12; 13; 14) that includes a layer of steel wire mesh (15), a thinner permanent formwork can be made, so the cross-sectional area of the RC column (3) is It doesn't change much compared to the conventional one. Furthermore, since the assembly-type ferrocement panel (11; 12; 13; 14) is manufactured at a factory, it is possible to make a high-quality ferrocement panel.
The cross-section of the RC column of the present invention is almost the same as that of the conventional one, but the side surface of the RC column is constrained by this permanent formwork, and therefore shows better characteristics and behavior. By using the permanent formwork, the compressive strength in the axial direction of the column is increased, the toughness is increased, and the buckling of the main bars is suppressed. Furthermore, the quality channel-type ferrocement panels (11; 12; 13; 14) produced by the factory are part or all of the cover, so the quality is better than the RC column cover by the conventional site construction. Excellent suppression effect.
The assembly method is performed in the following order.
a) Assembling RC column reinforcing bars such as main bars and hoop bars.
b) Assemble the formwork panel {(11 × 2 sheets) or (11 × 2 sheets + 12 × 2 sheets) or (13 × 4 sheets) or (14 × 2 sheets)} into the box mold (10).
c) Place concrete (19) in the formwork panel assembled into a box mold.
As shown in FIG. 2, there are various ways of combining the channel type ferrocement panels (11; 12; 13; 14) so as to form an assembly form with an appropriate size and shape. The concrete (19) is cast from the top inside a box-type consisting of a cross section of a channel type ferrocement panel (11; 12; 13; 14). As shown in FIG. 3, the ferrocement connection plate (6) used for the box-type assembly-type ferrocement mold (10) can be manufactured in a factory. The ferrocement connection plate (6) mainly serves to suppress the rotation of the ferrocement box when assembling the formwork or placing the concrete (19).
As shown in FIG. 4, the material used for the mold for forming the gap (5) is a material such as wood or steel plate that can withstand the concrete load applied during concrete placement and the weight of the ferrocement mold. use. Any material may be used to secure (21) the spacer (20) that creates the gap. As shown in FIGS. 1 and 4, the height (L) of the mold frame is a length obtained by removing the width of the upper and lower gap portions (5) from the floor height.
FIG. 5 shows a method for installing a prefabricated ferrocement mold when heavy machinery is used. Members that support the formwork such as trusses were omitted. Further, for the sake of clarity, the connection portions and connection plates (6) of each box mold (10) are also omitted.
In order to investigate the strength and behavior of concrete constrained by a ferrocement box, an experiment was conducted using 17 specimens having a square cross section. Three specimens were specimens using a conventional wooden formwork, and the others were specimens using a ferrocement panel as a mold. Specimens using ferrocement panels are divided into two groups, A and B, and each group is divided into two series (A-1, A-2; B-1, B-2). As shown in FIG. 8-a, the group A specimens used a box-type ferrocement panel as a formwork. On the other hand, in group B, a formwork combined with a ferrocement panel having a channel type cross section was used (see FIG. 8B). In A-2, four steel rods having a diameter of 2 mm were arranged at the four corners of the specimen as main bars. The strength of these main muscles was ignored. In addition to the wire mesh, the specimen A-2 was reinforced with a 2 mm diameter hoop. In B-1, B-2 and A-1, it was reinforced only with a wire mesh. Here, the specimens of groups A and B each adjusted the degree of reinforcement by changing the number of layers of the wire mesh.
For the mortar, Portland cement and sand passed through a 1.218 mm sieve were used at a ratio of 1: 3.5. The average 28-day strength of the mortar is 15 MPa. The wire mesh used in this experiment is a mesh in which galvanized wires with a diameter of 1.0 mm are welded in a grid pattern at intervals of 10.0 mm. The ferrocement box is manufactured by the following procedure. First, cut the wire mesh to the required size and flatten it with a wooden hammer. Next, the flattened wire mesh is folded and shaped. Next, mortar of the same preparation is placed in four times on the wire mesh. The thickness of the ferrocement part was 8 mm. The cylinder and ferrocement were cured for 24 hours after placement and covered with a damp cloth. After all four surfaces were cured, they were cured for 6 days using a damp cloth and then air-cured. The concrete pillar had a cross section of 120 × 120 mm and a height of 240 mm, and one side of the ferrocement formwork had a width of 136 × height of 230 mm. A 5 mm gap was provided at the top and bottom of the test specimen so that axial force was not directly applied to the ferrocement box. A cylinder having a diameter of 100 × height of 200 mm was placed from the same batch as the test body, and curing was performed in the same manner as the test body. The loading was subjected to a compression test in which a force was applied in the axial direction. The 28-day strength of the concrete was 35 MPa.
As shown in FIG. 9, the compressive strength is increased by about 20 to 30% as compared with the specimen using no ferrocement panel. In addition, the specimen using the wooden frame form was brittlely fractured immediately after reaching the maximum strength, whereas the specimen using the ferrocement form was gradually reduced in strength, resulting in a sudden stress drop in the concrete column. Was able to prevent. If the degree of reinforcement between the hoop and ferrocement panel and the ferrocement panel is the same, the specimen using the hoop and ferrocement panel is the same as the specimen using only the ferrocement panel. In comparison, high compressive strength and toughness were obtained. When a sufficient amount of wire mesh and the spacing between the bolts fixing the ferrocement panel are appropriate, the specimen of the formwork assembled with the channel type ferrocement panel has the same compressive strength as the specimen using the box type ferrocement panel. And toughness was obtained.
From the specific description of the present invention, it is considered that the present invention is not limited to the description given here, but has various possibilities within the scope of the present invention.

Claims

The ferrocement formwork used for RC pillars requires the following.
-Channel type ferrocement panels are reinforced with a wire mesh with a small diameter (d _w ).
The diameter is 1.0 ≦ d _w ≦ 1.5.
-Both ends of the channel type ferrocement panel shall be structured to be assembled with other panels.
・ Channel type ferrocement panels shall be assembled at the factory to maintain good quality.

The channel type ferrocement panel is manufactured by stacking an appropriate number of wire meshes and placing mortar.

The ratio of the cross-sectional area of the wire mesh of the channel type ferrocement panel is 1.5 to 4% with respect to the cross-sectional area of the entire RC column.

The ferrocement formwork is connected to other formwork with bolts.

When assembling the mold or placing concrete, the ferrocement mold is fixed using bolts and connection plates so that it does not move.