JP2006336394A

JP2006336394A - 鉄筋用スペーサ

Info

Publication number: JP2006336394A
Application number: JP2005165013A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Uematsu; 節夫植松; Eiji Shudo; 栄治首藤
Original assignee: PM KOGYO KK
Current assignee: PM KOGYO KK
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】コンクリート構造物内の鉄筋の腐食を抑制することができる鉄筋用スペーサを提供する。
【解決手段】コンクリート構造物表面と、コンクリート構造物内に埋設される鉄筋との間に所定の間隔（被り厚さ）を保持する鉄筋用スペーサ１において、スペーサは、亜鉛系合金から構成されたスペーサ本体５と、鉄筋に係合してスペーサ本体を着脱可能に支持する接続金具とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は鉄筋用スペーサに関する。詳しくは、コンクリート構造物の被り厚さを確保する鉄筋用スペーサに係るものである。

補強用の鉄筋を埋設した鉄筋コンクリート壁などのコンクリート構造物１０１は、一般に図３及び図４で示す様に、縦鉄筋１０３及び横鉄筋１０５を所定の間隔で縦横に配置し、これら縦鉄筋と横鉄筋の交わる接触部を結束線（図示せず）で締め付け固定したものを、コンクリート構造物の基礎部１０７に仮固定し、それら縦鉄筋や横鉄筋を間に置いて両側から型枠１０９、１１１で挟み、型枠間にコンクリートを打ち込んで構築される。

そして、この様なコンクリート構造物では、縦鉄筋及び横鉄筋の耐久性、コンクリート材料との付着力、耐火性等を確保する観点から、図４中符合Ｓ１及びＳ２で示されるコンクリート構造物の外表面Ｚから縦鉄筋や横鉄筋までの被り寸法（被り厚）が規則で規定され、これを守ることが求められており、コンクリート構造物の構築途中で、図４で示す様に、被り寸法と同じ寸法を有する鉄筋スペーサ１１３を縦鉄筋や横鉄筋に取り付けた後にコンクリートを打ち込んでいるのである。
なお、被り寸法とは、一般に、縦鉄筋または横鉄筋の表面とコンクリート構造物の外表面間を最短距離で測ったコンクリート厚とされている。

従来、この様な鉄筋スペーサは、様々なものが提案されており、例えば図５（ａ）に示す様に、被り寸法Ｓ１と同じ横方向寸法を有するコンクリート製またはモルタル製のブロック状スペーサ本体１１５と、この横方向の片端面から突出させた一対の円弧状支持辺１１７、１１９を有して構成されたものが良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、図５（ａ）で示す様な鉄筋スペーサは、図５（ｂ）で示す様に、支持片間に横鉄筋を嵌め込んで支持片間で横鉄筋を挟持して使用され、支持片とは反対側の先端を型枠１０９（１１１）に当接するように配置してコンクリートを打ち込むものである。

特開平２００２−３３２７１４号公報

ところで、コンクリート構造物中の鉄筋は、コンクリートが示す高いアルカリ性により鉄筋表面に不動態皮膜（Ｆｅ_３Ｈ_４）を形成するために腐食（さび）が生じ難い状態である。
しかし、コンクリートの経年変化により、即ち、空気中の炭酸ガスの影響でコンクリートが示すアルカリ性が低下して中性化したり、塩化物イオンが影響したりして鉄筋表面に形成された不動態皮膜が破壊されると、電気化学的平衡が崩れて鉄筋の腐食（さび）が始まることとなる。

そして、鉄筋が腐食すると、鉄筋自体の体積が膨張してコンクリート構造物にひび割れが生じたり、更にコンクリート構造物からコンクリート片が剥落したりする。また、コンクリート構造物にひび割れが生じると、ひび割れの部分から空気中に酸素が供給されることとなり、更なる腐食の原因となってしまう。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、コンクリート構造物内の鉄筋の腐食を抑制することができる鉄筋用スペーサを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る鉄筋用スペーサは、コンクリート構造物表面と、同コンクリート構造物内に埋設される鉄筋との間に所定の間隔を保持する鉄筋用スペーサにおいて、前記鉄筋用スペーサは、所定領域が鉄よりも卑な金属で構成されたスペーサ本体と、前記鉄筋に係合して前記スペーサ本体を着脱可能に支持する鉄筋支持具とを備える。

ここで、スペーサ本体の所定領域を鉄よりも卑な金属で構成し、鉄筋と所定領域とが電気的に接続されることによって、鉄筋表面に形成された不動態皮膜が破壊されて電気化学的平衡が崩れて腐食電流が発生した場合に、この所定領域が犠牲陽極として機能することとなる。

なお、鉄筋の腐食を抑制するためには、鉄筋表面に形成された不動態皮膜が破壊されて電気化学的平衡が崩れて腐食電流が発生した際に、鉄よりも卑な金属を犠牲陽極として機能させれば良いことから、スペーサ本体の全領域を鉄よりも卑な金属で構成しても良いと考えることができる。しかし、スペーサ本体の全領域を鉄よりも卑な金属で構成し、スペーサ本体の全領域を犠牲陽極として機能させた場合には、コンクリート構造物表面近傍に犠牲陽極が位置することとなり、極めて早期に犠牲陽極の腐食が開始されることとなり、鉄筋の腐食を充分に抑制することができない。従って、本発明では、スペーサ本体の全領域を鉄よりも卑な金属で構成するのでは無く、スペーサ本体の一部領域である所定領域のみを鉄よりも卑な金属で構成しているのである。

本発明を適用した鉄筋用スペーサでは、経年変化により不動態皮膜が破壊されて電気化学的平衡が崩れ、鉄筋が腐食環境になった際に犠牲陽極が作用するために鉄筋の腐食を抑制することができ、コンクリート構造物（鉄筋構造物）の耐久性の向上を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した鉄筋用スペーサの一例を説明するための模式図であり、ここで示す鉄筋用スペーサ１は、スペーサ本体２と銅製の接続金具３から構成されている。

上記したスペーサ本体は、上面（図１で上側に位置する面）を方形の平坦面４とし、この平坦面の各縁辺から延びる４側面が先細りに狭まる様に突出して先端が曲面形成されたブロック片状に構成されている。

ここで、スペーサ本体は、コンクリート構造物表面と鉄筋との間に所定の間隔を保持することができるのであれば、いかなる形状であっても良く、必ずしも本実施例で示す様なブロック片状に形成される必要は無く、目的に応じて任意の形状で構わない。

また、スペーサ本体は、平坦面側の所定領域を構成する亜鉛系合金から成る第１の部材５と、平坦面側の所定領域以外の領域を構成する無収縮モルタルから成る第２の部材６が、無収縮モルタルの付着力を利用して一体化されて構成されている。なお、第１の部材には、後述する接続金具を取り付けた箇所を除いて、その表面にエポキシ樹脂（図示せず）がコーティングされている。

また、スペーサ本体の平坦面の中央部には凹状の溝部７が形成されており、溝部はスペーサ本体を取り付ける鉄筋９の外形形状と同形状または微かに大きく形成された横断面半円状に構成されており、鉄筋が収まった際に鉄筋と当接する当接面を成すものである。

ここで、第１の部材は、鉄よりも卑な金属、即ち、鉄よりもイオン化傾向が大なる金属によって構成されることで第１の部材が犠牲陽極として機能すれば充分であり、第１の部材は必ずしも亜鉛系合金で構成される必要は無い。但し、鉄とのイオン化傾向の差があまりにも大きな材料を選択した場合には、鉄筋が腐食する環境とは程遠いタイミングで第１の部材の腐食が開始されてしまうために、鉄とのイオン化傾向の差がそれほど大きくない材料（例えば亜鉛系合金）によって第１の部材が構成された方が好ましい。
また、第２の部材は、必ずしも無収縮モルタル材料によって形成される必要は無く、コンクリート材料やプラスチック材料によって構成されても良い。

更に、鉄筋の腐食を抑制するためには、第１の部材を鉄よりも卑な金属で構成すれば充分であり、必ずしも第１の部材をエポキシ樹脂等の保護膜でコーティングする必要は無い。但し、第１の部材を構成する材料（本実施例では亜鉛系合金）の溶出を抑制し、安定した鉄筋の腐食抑制を実現するためには、接続金具を取り付けた箇所を除いて、第１の部材の表面にはエポキシ樹脂等の保護膜をコーティングした方が好ましい。

上記した接続金具は、鉄筋の外形形状と同形状またはこれに近い横断面を成す様に構成されており、固定ネジ８によって溝部に第１の部材に取り付けられている。
また、接続金具は、鉄筋を弾性力によって挟持できる様に構成されており、接続金具によって鉄筋を挟持することによって、鉄筋が第１の部材の溝部に嵌まり込んだ状態となる様に構成されている。

上記した本発明を適用した鉄筋用スペーサでは、コンクリート構造物の経年変化によりコンクリート構造物内の鉄筋が腐食環境に陥った際に、鉄よりも卑な金属である亜鉛系合金から成る第１の部材が犠牲陽極として機能し、鉄筋の代わりに腐食するために鉄筋の腐食を抑制することができ、鉄筋構造物の長期耐久性が実現する。

また、コンクリート構造物内の鉄筋の腐食を抑制することができるために、コンクリート構造物自体の軽量化が実現する。
即ち、被り寸法を大きくすればコンクリート構造物表面から鉄筋までの距離が大きくなり、鉄筋表面の不動態皮膜が破壊され難くなることから、鉄筋の腐食を抑制することができるのであるが、被り寸法を大きくするとコンクリート構造物自体の重量が増大してしまう。これに対して、本発明を適用した鉄筋用スペーサでは、鉄筋の腐食を抑制することができるために、耐久性が同等のコンクリート構造物を形成しようとした場合には、従来のコンクリート構造物よりも被り厚さを小さくすることができ、コンクリート構造物の軽量化が実現する。そして、コンクリート構造物の軽量化は、材料費の低減及び施工費の低減を実現すると共に、自然環境への負荷をも低減するものである。

ここで、本発明を適用した鉄筋用スペーサによる鉄筋の腐食の抑制効果を実証するために、（１）従来の鉄筋用モルタルスペーサ（スペーサ本体の全領域がモルタル材料で構成されたスペーサ）１１３で１２５ｍｍ間隔のＤ１３ｍｍの溶接金網を支持した状態（図２（ａ）参照）で、深さ１００ｍｍの３％の食塩水（３％の食塩水とは、鉄筋コンクリートの場合に換算すると、約５ｋｇ／ｍ^３となり、ＪＩＳＡ５３０８（レディーミクストコンクリート）の許容塩分量の約１７倍程度である。）に浸水して２日後及び７日後の錆の発生状況を観察すると共に、（２）本発明を適用した鉄筋用スペーサ１で１２５ｍｍ間隔のＤ１３ｍｍの溶接金網を支持した状態（図２（ｂ）参照）で、深さ１００ｍｍの３％の食塩水に浸水して２日後及び７日後の錆の発生状況を観察した。なお、本発明を適用した鉄筋用スペーサについての実験については、鉄筋の黒皮を処理した後に接続金具と接続した場合と鉄筋の黒皮を処理することなく接続金具と接続した場合の双方について行なった。

その結果を表１（表１中「実験１」は従来の鉄筋用モルタルスペーサを用いた実験を示し、「実験２」は本発明を適用した鉄筋用スペーサを用いた場合（鉄筋の黒皮処理をして取り付けた場合）を示し、「実験３」は本発明を適用した鉄筋用スペーサを用いた場合（鉄筋の黒皮処理をせずに取り付けた場合）を示す。）に示す。なお、実験開始直後の状態については、実験１については参考図１を、実験２については参考図２を、実験３については参考図３に示す。

表１に示す実験結果から、本発明を適用した鉄筋用スペーサを用いることで、鉄筋の腐食を抑制できることが分かる。

本発明を適用した鉄筋用スペーサの一例を説明するための模式図である。実験方法を説明するための模式図である。コンクリート構造物の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。コンクリート構造物の製造方法を説明するための模式的な断面図である。従来の鉄筋用スペーサを説明するための模式図である。

符号の説明

１鉄筋用スペーサ
２スペーサ本体
３接続金具
４平坦面
５第１の部材
６第２の部材
７溝部
８固定ネジ
９鉄筋

Claims

コンクリート構造物表面と、同コンクリート構造物内に埋設される鉄筋との間に所定の間隔を保持する鉄筋用スペーサにおいて、
前記鉄筋用スペーサは、所定領域が鉄よりも卑な金属で構成されたスペーサ本体と、前記鉄筋に係合して前記スペーサ本体を着脱可能に支持する鉄筋支持具とを備える
ことを特徴とする鉄筋用スペーサ。
前記所定領域は、前記スペーサ本体のうち前記鉄筋と接する領域を含む領域である
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋用スペーサ。
前記鉄筋支持具が導電性材料によって構成されると共に、前記所定領域と前記鉄筋支持具が電気的に接続された
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋用スペーサ。
前記鉄筋と接する領域以外の前記所定領域表面に保護膜が形成された
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄筋用スペーサ。
前記所定領域表面に保護膜が形成された
ことを特徴とする請求項３に記載の鉄筋用スペーサ。