JP2006219838A

JP2006219838A - 補強鉄筋支持具、及び補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法、コンクリート躯体の補強構造

Info

Publication number: JP2006219838A
Application number: JP2005032131A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ogushi; 義之大串
Original assignee: OGUSHI YOSHUKI
Current assignee: OGUSHI YOSHUKI
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】補強鉄筋をコンクリート躯体などの補強面に容易かつ適正に配置することができ、その製造時における折り曲げ加工性に優れた補強鉄筋支持具を提供する。
【解決手段】コンクリート躯体Ｋや鋼製構造体の補強面にアンカーを介して固定され、補強面Ｈ上に施工されるセメントモルタル中に並行配置される補強鉄筋Ｆを配置支持するための補強鉄筋支持具１０であって、コンクリート躯体Ｋの補強面Ｈに密着して固定される略矩形状の固定部１２と、固定部１２の長手方向端部からＬ字状に曲設される鉄筋保持部１３と、鉄筋保持部１３の面に略等間隔で設けられ補強鉄筋Ｆが挿入保持される補強鉄筋挿入孔１４とを有するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリートによる補強施工に先立ってその補強面に設けられる鉄筋を所定配列で支持するための補強鉄筋支持具、及びその補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法、コンクリート躯体の補強構造に冠する。

従来、コンクリートスラブなどの補強面を、鉄筋を内在させたコンクリート層で被覆補強する際には、図６に示すようにコンクリートスラブなどの補強面Ｈ上に、コンクリート被りに相当する高さの鉄筋支持具５０を設置して、この鉄筋支持具５０を介して多数の鉄筋Ｆをそれぞれ平行又は縦横方向などの交差状に配列した後、ここにセメントモルタルを施工硬化させてセメントモルタル層を形成するようにしていた。
例えば本出願人が先に出願した特許文献１には、既設のコンクリート躯体の補強面に型材を取付け、同型材と補強面との間に形成された補強材料充填空間中に、ポリマーセメントからなる補強材料を圧送ポンプで送給、充填し、材料が固化した後に型材を外すようにしたコンクリート躯体の補強方法が提案され、この補強材料充填空間中にスペーサや番線などの鉄筋支持具を介して補強鉄筋を配設している例が開示されている。

特開２００１−２９５４７６号公報

しかしながら、従来の特許文献１などに示されるスペーサや番線などを用いた鉄筋支持具では、鉄筋の位置決め設定に手間取るためにその施工性が悪いという問題がある。さらに従来の鉄筋支持具５０はコンクリート躯体５１にアンカー５２などを介してその結合部に固定されるが、このコンクリート補強面と鉄筋支持具との結合部の面積が大きくなるため、補強コンクリートとコンクリート躯体との直接接触部分が相対的に少なくなって補強部とコンクリート躯体との接合強度が不足する。また、長尺矩形板状に形成された鉄筋支持具では、このような結合部の制約を受けて鉄筋支持具上に鉄筋を保持するための保持孔の間隔を狭く確保することができない場合があって、コンクリート補強部の強度を維持させるに必要な所定数の鉄筋を配置することが困難でコンクリート躯体の強度不足となるおそれがあるという課題があった。さらに、従来の鉄筋支持具は一般に板状鉄板を素材として打ち抜き加工がなされ、その折り曲げ加工などの際に過剰な付加を受けて長尺状の部分が歪んだり変形したりして支持具設置の際の施工性が低下するといった課題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、補強鉄筋をコンクリート躯体などの補強面に容易かつ適正に配置することができる施工性やその製造時における折り曲げ加工性に優れた補強鉄筋支持具を提供するとともに、コンクリート補強部とコンクリート躯体との接合強度を確保して鉄筋配置密度を高めることができる補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法及び、コンクリート躯体の補強構造を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するためになされた本発明の補強鉄筋支持具は、コンクリート躯体や鋼製構造体の補強面にアンカーを介して固定され、前記補強面上に施工されるセメントモルタル中に並行配置される補強鉄筋を配置支持するための補強鉄筋支持具であって、前記コンクリート躯体の補強面に密着して固定される略矩形状の固定部と、前記固定部の長手方向端部からＬ字状に曲設される鉄筋保持部と、前記鉄筋保持部の面に略等間隔で設けられ前記補強鉄筋が挿入保持される補強鉄筋挿入孔とを有するようにした。

（２）本発明の補強鉄筋支持具は、前記（１）において、アンカーが装着される前記固定部のアンカー孔周囲の少なくとも一部に切欠き部が設けられていることにも特徴を有している。

（３）本発明の補強鉄筋支持具は、前記（１）又は（２）において、前記補強鉄筋挿入孔が略長孔状に形成され、その長径方向の一部が前記固定部の面に延設して配意されていることにも特徴を有している。

（４）本発明の補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法は、前記（１）〜（３）に記載の補強鉄筋支持具をコンクリート躯体の補強面にアンカーを介して複数平行に配置する工程と、前記補強鉄筋挿入孔に補強鉄筋を挿入して支持させる工程と、前記補強鉄筋が配列された前記補強面にセメントモルタルを塗布又は鋳込んでセメントモルタル層を形成して前記補強鉄筋と一体に硬化させる工程と、を有するように構成されている。

（５）本発明のコンクリート躯体の補強構造は、前記（１）〜（３）に記載の補強鉄筋支持具と、前記補強鉄筋支持具を介してコンクリート躯体面に略等間隔に配置された補強鉄筋と、前記コンクリート躯体面上の補強鉄筋の周囲に充填硬化されたセメントモルタル層と、を有するように構成されている。

本発明の補強鉄筋支持具によれば、コンクリート躯体の補強面に密着して固定される略矩形状の固定部と、前記固定部の長手方向端部からＬ字状に曲設される鉄筋保持部と、前記鉄筋保持部の面に略等間隔で設けられ前記補強鉄筋が挿入保持される補強鉄筋挿入孔とを有するので、補強鉄筋をコンクリート躯体などの補強面に容易かつ適正に配置することができる施工性に優れた補強鉄筋支持具を提供することができる。さらに、鉄筋保持部における補強鉄筋挿入孔を固定部のアンカー孔の位置に制約されることなく配置できるので、コンクリート躯体などの補強面における鉄筋配置密度を高めることができる。
さらに、本発明の補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法によれば、略Ｌ字状断面を有する補強鉄筋支持具をコンクリート躯体の補強面に複数平行に配置した後、補強鉄筋挿入孔に補強鉄筋を挿入して支持させ、補強鉄筋が配列された補強面にセメントモルタル層を形成して補強鉄筋と一体に硬化させるようにしているので、コンクリート補強部とコンクリート躯体との接合強度を確保できるとともに、鉄筋配置密度を高めることができる。
また、本発明の鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強構造によれば、コンクリート躯体の補強面に固定される固定部とその固定部端部からＬ字状に曲設された鉄筋保持部とを有する補強鉄筋支持具と、前記補強鉄筋支持具の鉄筋挿入孔を介してコンクリート躯体面に略等間隔に配置された補強鉄筋と、前記コンクリート躯体面上の補強鉄筋の周囲に充填硬化されたセメントモルタル層と、を有するので、補強鉄筋をコンクリート躯体などの補強面に容易かつ適正に配置できる施工性とその構造強度に優れた補強構造とすることができる。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の補強鉄筋支持具、及び補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強構造の斜視図であり、図２は同補強鉄筋支持具の製造方法を示す説明図であり、図３は同補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法の説明図である。以下図面を参照しながら本実施の形態について説明する。
実施形態１の補強鉄筋支持具１０は、コンクリートスラブなどのコンクリート躯体Ｋの補強面Ｈにアンカーやボルトナットなどの係止具Ｇを介してその固定部が密着して固定される。すなわち、この補強鉄筋支持具１０は、複数のものが並行または縦横に配列されてその鉄筋保持部に略等間隔で形成された鉄筋挿入孔に補強鉄筋が挿通されて支持される。補強鉄筋支持具１０は図１に示すように、コンクリート躯体Ｋの補強面Ｈに密着してアンカー孔１１を介して固定される略矩形状の固定部１２と、前記固定部１２の長手方向端部からＬ字状にその先端が補強面Ｈに所定高さで突出される鉄筋保持部１３と、鉄筋保持部１３の面に略等間隔で設けられ補強鉄筋Ｆが挿入保持される補強鉄筋挿入孔１４とを有しており、前記補強鉄筋Ｆが配列された補強面Ｈ上にセメントモルタルが吹き付け又はコテ塗り施工されて全体が固定されるようになっている。

固定部１２は全体が略帯板状に形成され、その面上にアンカーなどの係止具Ｇを挿通して補強面に係止するためのアンカー孔１１が所定間隔例えば１０〜３０ｃｍの間隔で設けられており、アンカー孔１１とこれに隣接するアンカー孔１１間には切欠き部１１ａが配置される。この切欠き部１１ａを適宜所定の大きさで設けることによって後述するセメントモルタルと補強面Ｈとの接触面積が減少するのを防止して、セメントモルタルにより補強効果をより確実なものとしている。
鉄筋保持部１３は固定部１２の側端がＬ字状に曲げられて補強面Ｈ上に例えば５〜１００ｍｍの高さに立設された部分であり、その補強面Ｈに対して略直角となる面上には略等間隔例えば５〜３０ｍｍの間隔で補強鉄筋Ｆを通すための長孔状の補強鉄筋挿入孔１４が穿設され、補強鉄筋挿入孔１４の長径方向が固定部１２側に延伸されるように形成されている。

補強鉄筋支持具１０は所定厚みの鋼板などを素材として、図２（ａ）に示すようにこの鋼板を例えば長さが約３００ｍｍ、幅が約２０ｍｍなどの矩形板Ｂに切断する切断加工と、図２（ｂ）に示すようにアンカー孔１１や補強鉄筋挿入孔１４などを打ち抜いて形成させる打ち抜き加工と、図２（ｃ）に示すようにその長さ方向に沿ってＬ字状に折り曲げる加工を施すことにより製造することができる。この製造の際には溶接工程を含まないため、扱いが簡単で生産性などに優れ、しかも強度的に優れた構造とすることができる。また、鋼板素材をＬ字状に折り曲げる際にはその折り曲げ部分に長孔状の補強鉄筋挿入孔１４の一部が等間隔で配置されるので、この折り曲げ加工時における負荷を軽減して無理なく容易に行うことができる。

セメントモルタルとしては、ポリマーセメントやポルトランドセメント、早強セメントなどが適用でき、これに必要に応じて、フライアッシュセメント、白セメント等の水硬性物質、ケイ砂、フライアッシュ、パ−ライト等の骨材、パルプ等の繊維、メチルセルロ−ス、ＰＶＡ等の添加剤、タンパク質分解物、界面活性剤等の気泡剤、Ａｌ粉等の発泡剤等を混合して用いることができる。こうして、コンクリート躯体の補強面に型材及び補強鉄筋支持具に支持された補強鉄筋を配置して、型材と補強面との間に形成された補強材料充填空間中に、ポリマーセメントからなる補強材料を圧送ポンプで送給、充填し、材料が固化した後に型材を外すことでセメントモルタル層を補強面に形成することができる。すなわち、大掛かりな型枠設置作業や非効率的な手塗り作業で行っていたコンクリート躯体の補強を、最小限の人員で簡単かつ迅速に行うことができ、しかも、大幅なコスト低減を図ることができるようにしている。

ポリマーやセメントからなるポリマーセメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、既設構造物との付着性や、ひび割れ抵抗性に優れ、外部からの炭酸ガスや塩化物イオンなどの透過抵抗が大きく、耐薬品性に優れるといった特徴を有している。ポリマーセメント組成物に用いられるポリマーとしては、例えば、スチレンブチレン共重合体系ポリマーやエポキシ樹脂系などが知られている。スチレンブチレン共重体系のものは加工性および接着性に優れるが耐オゾン性や耐油性に劣るという欠点がある。エポキシ樹脂系では、耐熱性、耐油性に優れるが硬くて脆く、また、２液混合型は作業性が悪いという欠点があり、その要求される性能に応じてポリマーの種類や含有量が選択される。
従って、補強材料となるセメントモルタルとしては、ポリマーセメントを使用することが好ましい。このポリマーセメントは、例えばアクリル酸エステル共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンと、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化鉄を主成分とした主材、又はセメント、砂、砂利を主成分としたコンクリートとを、１：３〜１０の割合で混合したものを好適に用いることができる。かかるポリマーセメントは、極めて高い付着力、引張強度、曲げ強度を有するので、十分な靭性と柔軟性を有し、コンクリート躯体が変位したりしてもその動きに追従するのでひび割れや崩壊を防止でき、コンクリート躯体の補強に有効である。

補強鉄筋Ｆは、大径の主筋と、それよりも小径の配力筋とを縦、横に組み合わせたものを用いることもできる。また、補強鉄筋の素材としては、鉄材の他に、カーボン材やアラミド繊維などの非鉄材料のものを適用することもできる。補強鉄筋Ｆ及び補強鉄筋支持具１０周囲の補強面Ｈに配置されるセメントモルタル施工用の型材としては、矩形形状の木質板やプラスチック板、鉄板などを適用することができる。

つぎに、補強鉄筋支持具１０を用いたコンクリート躯体の補強方法について図３を参照しながら説明する。まず、この場合はコンクリート躯体Ｋの天井面となる補強面Ｈを確定する（図３（１）参照）。この補強面Ｈに補強鉄筋支持具１０を略等間隔に配置して係止具Ｇを介して固定する（図３（２）参照）。つぎに補強面Ｈに突設された鉄筋保持部１３の鉄筋挿入孔１４に鉄筋Ｆを順次挿入して、補強面Ｈ上に補強鉄筋Ｆが平行配置されるようにする（図３（３）参照）。なお、補強面が床面などになる場合には、補強鉄筋支持具１０により支持された補強鉄筋Ｆの周囲に図示しない型枠材などを必要に応じて配置して、型枠材内にポリマーセメントを吹き付けまたは流し込むことにより充填して、これを養生硬化させることにより補強面Ｈ上に補強鉄筋Ｆ及補強鉄筋支持具１０を内蔵する所定厚みのセメントモルタル層Ｃを形成できる。こうして機械的強度や耐候性、難剥離性に優れたコンクリート躯体の補強構造２０とすることができる。

なお、型枠材となる板体には、補強鉄筋を取付ける前に、補強材料充填空間側をなす面に、フィルムシートを着脱自在に装着することもできる。すなわち、フィルムシートを安価な使い捨てのものを利用して、破損あるいは汚損したフィルムシートを随時取り替えるようにしておけば、板体に補強材料が直接付着することがないので、同板体を繰返し使用することができ、結果的にコスト低減が図れる。

前記型枠材を取外した後は、補強鉄筋や番線などが表面に露出したりすることがないように、同じ補強材料、すなわちポリマーセメントでコテ塗り、吹き付け及びローラや刷毛塗りなどでの上塗りをして仕上げ塗りすることが好ましい。また、補強作業を行う上では、複数の型枠材を用意しておけば作業効率を高めることができる。すなわち、第１、第２の型枠材を用意し、第１の型枠材を既設のコンクリート躯体の補強面に取付け、補強面と型枠材との間に形成された補強材料充填空間中に補強材料を充填して固化させるとともに、第１の型枠材の上部に第２の型枠材を重ねて配設し、同第２の型枠材と補強面との間に形成された補強材料充填空間中に補強材料を充填して、先に固化した材料と一体化させるものである。このとき、前記第１の型枠材で形成した補強材料充填空間内の補強材料が固化した後に第１の型枠材を取外し、同第１の型枠材を第２の型枠材の上部に重ねて配設することにより、固化した前記補強材料の上方に、順次、補強材料充填空間を形成してこれに補強材料を充填し、固化した第２の型枠材内の補強材料と一体化させるようにして、補強済みの面を漸次上方へ拡大していくようにすればよく、少なくとも２組の型枠材を用意すれば、より効率的にコンクリート躯体の補強が行える。

さらに、仕上げ塗りがより簡単な作業で済むように、前記板体と補強鉄筋との間にスペーサを介設することもできる。すなわち、スペーサを介設することで、補強鉄筋の外側にも補強材料がスペーサ分の厚みだけ増して補強鉄筋が露出しないので、仕上げ塗りはローラや刷毛などで薄く塗るだけの簡単な作業となり、作業効率をさらに向上させることができる。なお、スペーサは、補強材料をポンプで圧送するときに、圧送量にあわせて順次抜き出せばよい。このスペーサはポリマーセメントで形成することが好ましく、補強材料と同一成分のポリマーセメントでスペーサを形成すれば、同スペーサはそのまま型枠材内に残しておくこともできる。すなわち、スペーサの外表面が露出しても補強材料と同一成分なので完全に一体化し、問題になることがない。

また、より強固な補強とするために、補強材料充填空間中の型枠材側に網を配設することができる。かかる網は、スペーサなどを利用して張設することもできるが、補強鉄筋と一定間隔をあけて補強面の表面側に位置しておけばよく、特に、配設方法を限定するものではない。例えば、型枠材側に予め仮設しておくこともできる。

さらに、型枠材内のポリマーセメントが固化した後、型枠材を外して、固化した補強材料表面に網を配設することもできる。すなわち、型枠材を外した後、吹き付けやコテ塗りなどで仕上げ塗りを施すが、その際に網を塗り込むことができる。あるいは、仕上げ塗りも終えた後、外部に露出するように網を取付けることもできる。この場合は、網取付金具などを用いて、補強した表面に直接打ち付けることが考えられる。このような網の材質としては特に限定するものではなく、金属、炭素、ガラス繊維、合成樹脂繊維など様々なものを用いることができ、補強面の状態や必要強度などを勘案して適宜選択することができる。かかる網を用いれば、例えば補強面が天井壁やトンネル内壁などの場合にコンクリートの脱落を効果的に防止することができる。

以上説明したように実施の形態１の補強鉄筋支持具１０を用いたコンクリート躯体の補強方法及び、コンクリート躯体の補強構造２０は、コンクリート躯体Ｋの補強面Ｈに固定される固定部１２とその固定部端部からＬ字状に曲設された鉄筋保持部１３とを有する補強鉄筋支持具１０を備えており、補強鉄筋支持具１０の鉄筋挿入孔１４を介してコンクリート躯体の補強面Ｈに略等間隔に補強鉄筋Ｆを配置して、コンクリート躯体面上の補強鉄筋Ｆの周囲に充填硬化されたセメントモルタル層Ｃを形成させるので、補強鉄筋を容易かつ適正に配置することができる施工性を有しているとともに、その構造強度に優れた補強構造とすることができる。

（実施の形態２）
図４は本実施の形態２の補強鉄筋支持具の斜視図であり、図５は同補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強構造の骨組みを示す斜視図である。
実施形態２の補強鉄筋支持具３０は図４に示すように、コンクリート躯体の補強面に密着してアンカー孔１１を介して固定される略矩形状の固定部１２と、前記固定部１２の長手方向端部からＬ字状にその先端が補強面Ｈに所定高さで突出される鉄筋保持部１３と、鉄筋保持部１３の面に略等間隔で設けられ補強鉄筋が挿入保持される円形状の開口部を有する補強鉄筋挿入孔３１とを有しており、前記補強鉄筋Ｆが配列された補強面Ｈ上にセメントモルタルが施工されて全体が固定されるようになっている。なお、実施の形態２の補強鉄筋支持具３０はその補強鉄筋挿入孔の形状及びその配置位置が実施の形態１のものと異なる他は略同じであるので、以下の説明において同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように実施の形態２の補強鉄筋支持具１０、３０を用いたコンクリート躯体の補強構造３２は、補強鉄筋支持具３０と補強鉄筋支持具１０と組み合わせて構成され、補強鉄筋支持具１０に対し略直角方向となるように補強鉄筋支持具３０が補強面上に配置される。これによって、コンクリート躯体の補強面上の所定位置に補強鉄筋を互いに干渉することなく縦横格子状に配列することができる。すなわち、鉄筋支持具３０における鉄筋保持部１３の鉄筋挿入孔３１の補強面上の高さは、鉄筋支持具１０の鉄筋挿入孔１４よりは高くなるように設定されている。

実施の形態２の補強鉄筋支持具１０、３０を用いたコンクリート躯体の補強構造３２は、以上のように構成されているので、それぞれ略Ｌ字状断面を有する補強鉄筋支持具１０、２０を補強面に縦横格子状に配置した後、補強鉄筋挿入孔１４や３１に補強鉄筋Ｆを挿入して支持させ、補強鉄筋が配列された補強面にセメントモルタル層を充填形成して補強鉄筋Ｆと一体に硬化させることができ、コンクリートによる肉盛り補強部とコンクリート躯体Ｋとの接合強度を確保できるとともに、鉄筋配置密度を高めることができる。

実施の形態１の補強鉄筋支持具、及びこれを用いたコンクリート躯体の補強構造の斜視図である。同補強鉄筋支持具の製造方法を示す説明図である。同補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法の説明図である。実施の形態２の補強鉄筋支持具の斜視図である。同補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強構造の骨組みを示す斜視図である。従来例における補強鉄筋支持具の斜視図である。

符号の説明

１０実施の形態１の補強鉄筋支持具
１１アンカー孔
１１ａ切欠き部
１２固定部
１３鉄筋保持部
１４補強鉄筋挿入孔
２０補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強構造
３０実施の形態２の補強鉄筋支持具
３１補強鉄筋挿入孔
３２コンクリート躯体の補強構造
Ｇ係止具
Ｋコンクリート躯体
Ｈ補強面

Claims

コンクリート躯体や鋼製構造体の補強面にアンカーを介して固定され、前記補強面上に施工されるセメントモルタル中に並行配置される補強鉄筋を配置支持するための補強鉄筋支持具であって、
前記コンクリート躯体の補強面に密着して固定される略矩形状の固定部と、前記固定部の長手方向端部からＬ字状に曲設される鉄筋保持部と、前記鉄筋保持部の面に略等間隔で設けられ前記補強鉄筋が挿入保持される補強鉄筋挿入孔とを有することを特徴とする補強鉄筋支持具。
アンカーが装着される前記固定部のアンカー孔周囲の少なくとも一部に切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の補強鉄筋支持具。
前記補強鉄筋挿入孔が略長孔状に形成され、その長径方向の一部が前記固定部の面に延設して配意されていることを特徴とする請求項１又は２記載の補強鉄筋支持具。
請求項１乃至３の内いずれか１記載の補強鉄筋支持具をコンクリート躯体の補強面にアンカーを介して複数平行に配置する工程と、前記補強鉄筋挿入孔に補強鉄筋を挿入して支持させる工程と、前記補強鉄筋が配列された前記補強面にセメントモルタルを塗布又は鋳込んでセメントモルタル層を形成して前記補強鉄筋と一体に硬化させる工程と、を有することを特徴とする補強鉄筋支持具を用いたコンクリート躯体の補強方法。
請求項１乃至３の内いずれか１記載の補強鉄筋支持具と、前記補強鉄筋支持具を介してコンクリート躯体面に略等間隔に配置された補強鉄筋と、前記コンクリート躯体面上の補強鉄筋の周囲に充填硬化されたセメントモルタル層と、を有することを特徴とするコンクリート躯体の補強構造。