JP2010024801A - Wall surface panel, structure, and construction method of structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネル、地下室、擁壁などの構造物の構築に用いられる壁面パネル、該壁面パネルを用いた構造物、および当該壁面パネルを用いた構造物の施工方法に関するものである。 The present invention relates to a wall surface panel used for construction of a structure such as a tunnel, a basement, a retaining wall, a structure using the wall surface panel, and a method for constructing a structure using the wall surface panel.
各種の構造物のうち、トンネルを施工する場合には、掘削後にその内面に覆工を行うが、かかる覆工には、土圧や水圧に耐えられる強度が必要であり、コンクリートや鉄筋コンクリートが用いられている。このような覆工コンクリートは、通常、鉄製の型枠を組んだ後、打設される。しかしながら、鉄製の型枠は、重量もあって取り扱いが困難であり、施工作業性が低いという問題がある。 Of various types of structures, when tunnels are constructed, the inner surface is lined after excavation. However, such lining requires strength to withstand earth pressure and water pressure, and concrete and reinforced concrete are used. It has been. Such lining concrete is usually placed after an iron formwork is assembled. However, iron molds are heavy and difficult to handle, and there is a problem that construction workability is low.
そこで、ハニカムコアに対してアルミニウム板などの表面材を接着剤で貼り付けた壁面パネルを用いることが提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に開示の壁面パネルでは、機械的強度が低く、耐久性が低いという問題点がある。 However, the wall panel disclosed in Patent Document 1 has problems that mechanical strength is low and durability is low.
そこで、本発明の課題は、耐久性に優れ、トンネル、地下室、擁壁などの構造物の構築に適した壁面パネル、該壁面パネルを用いた構造物、および当該壁面パネルを用いた構造物の施工方法を提案することにある。 Then, the subject of this invention is excellent in durability and is suitable for construction of structures, such as a tunnel, a basement, and a retaining wall, the structure using this wall panel, and the structure using the said wall panel It is to propose a construction method.
上記課題を解決するために、本発明に係る壁面パネルは、複数の中空部を備えた板状コアと、該板状コアの少なくとも一方の面を覆うように塗布後、固化されたセメント組成物層とを備えていることを特徴とする。本発明において、セメント組成物は、骨材を含んだ構成、および骨材を一切含んでいない構成のいずれであってもよい。また、セメント組成物に用いるセメント材料については、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントのいずれであってもよく、用途に応じて最適な材料が用いられる。 In order to solve the above-mentioned problems, a wall panel according to the present invention includes a plate-like core having a plurality of hollow portions, and a cement composition solidified after coating so as to cover at least one surface of the plate-like core. And a layer. In the present invention, the cement composition may have either a configuration including aggregates or a configuration including no aggregates. The cement materials used in the cement composition are ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, super-early-strength Portland cement, medium heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash. Any of cement may be used, and an optimum material is used according to the application.
本発明において、壁面パネルは、複数の中空部を備えた板状コアを用いているので、軽量であり、取り扱いが容易である。また、壁面パネルは、複数の中空部を備えた板状コアを用いているので、機械的強度が高い。さらに、セメント組成物層は、板状コアに対して塗布後、固化してなるため、板状コアに強固に固着しているので、板状コアとセメント組成物層とが剥離することがない。それ故、本発明に係る壁面パネルは、耐久性に優れている。 In the present invention, the wall panel uses a plate-like core having a plurality of hollow portions, so that it is lightweight and easy to handle. Moreover, since the wall surface panel uses the plate-shaped core provided with the some hollow part, mechanical strength is high. Furthermore, since the cement composition layer is solidified after being applied to the plate-like core, it is firmly fixed to the plate-like core, so that the plate-like core and the cement composition layer do not peel off. . Therefore, the wall panel according to the present invention is excellent in durability.
本発明において、前記板状コアでは、当該板状コアの両面で開口する複数の中空セルが配列されているものを用いることができる。例えば、前記板状コアは、例えば、前記中空セルが円筒形状であるロールコア、あるいは前記中空セルが六角筒形状であるハニカムコアである。このような板状コアを用いると、セメント組成物層を板状コアに対して塗布後、固化すると、板状コアとセメント組成物層とが強固に固着するので、板状コアとセメント組成物層とが剥離することを確実に防止することができる。また、ロールコアやハニカムコアであれば、各種用途に使用されているので、入手が容易である。 In the present invention, as the plate-like core, one in which a plurality of hollow cells opened on both surfaces of the plate-like core are arranged can be used. For example, the plate-like core is, for example, a roll core in which the hollow cells are cylindrical, or a honeycomb core in which the hollow cells are hexagonal cylinders. When such a platy core is used, the platy core and the cement composition layer are firmly fixed when the cement composition layer is applied to the platy core and then solidified. It can prevent reliably that a layer peels. Moreover, if it is a roll core and a honeycomb core, since it is used for various uses, acquisition is easy.
本発明において、前記板状コアにおいて前記セメント組成物層が形成されている側の面には、メッシュ状シートおよび多孔性シートの少なくとも一方が積層されていることが好ましい。このように構成すると、セメント組成物で板状コアの端面を覆う際、セメント組成物層の板状コア内への過度な流入がメッシュ状シートあるいは多孔性シートにより阻止される。従って、セメント組成物が板状コアの内部に過度に入り込んだ状態を回避することができるので、機械的強度が高い状態に壁面パネルを確実に構成できる。また、壁面パネルを製造する際の生産性を向上することができる。 In the present invention, it is preferable that at least one of a mesh-like sheet and a porous sheet is laminated on the surface of the plate-like core where the cement composition layer is formed. If comprised in this way, when covering the end surface of a plate-shaped core with a cement composition, the excessive inflow into the plate-shaped core of a cement composition layer is blocked | prevented by a mesh-like sheet | seat or a porous sheet. Therefore, since it is possible to avoid a state in which the cement composition has excessively entered the plate-like core, the wall panel can be reliably configured in a state where the mechanical strength is high. Moreover, the productivity at the time of manufacturing a wall surface panel can be improved.
本発明において、前記セメント組成物層は前記板状コアの一方の面に形成されている構成、および前記板状コアの両面に形成されている構成のいずれであってもよいが、板状コアの両面にセメント組成物層が形成されていることが好ましい。 In the present invention, the cement composition layer may have either a configuration formed on one surface of the plate core or a configuration formed on both surfaces of the plate core. It is preferable that a cement composition layer is formed on both sides.
本発明において、前記セメント組成物層は、繊維をセメント組成物中に分散させた繊維補強セメント組成物からなることが好ましい。このように構成すると、壁面パネルの強度を高めることができるので、例えば、壁面パネルを型枠として用いた後、取り外さずにそのまま、壁面を構成するのに残すことができる。 In the present invention, the cement composition layer is preferably made of a fiber reinforced cement composition in which fibers are dispersed in the cement composition. If comprised in this way, since the intensity | strength of a wall surface panel can be raised, for example, after using a wall surface panel as a formwork, it can leave to comprise a wall surface as it is, without removing.
本発明において、前記繊維補強セメント組成物層において、前記繊維は、無機繊維であることが好ましく、無機繊維のうち、炭素繊維であることが特に好ましい。無機繊維の中で炭素繊維は適度の靭性を備えているので、壁面パネルの機械的強度を向上する効果が大きい。 In the present invention, in the fiber reinforced cement composition layer, the fiber is preferably an inorganic fiber, and particularly preferably a carbon fiber among the inorganic fibers. Among inorganic fibers, carbon fibers have moderate toughness, so that the effect of improving the mechanical strength of the wall panel is great.
また、前記炭素繊維は、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維であることが好ましい。このように構成すると、セメント組成物層を形成する際、炭素繊維を多量に配合しても、ファイバーボールが発生せず、今まで以上の曲げ強度や圧縮強度を確保できるという効果を奏する。また、セメント組成物層を形成する際にセメントスラリー中に炭素繊維を混入すると、炭素繊維同士の絡みつきが原因で、粘り以外の性状変化を起こしやすく、その施工性が著しく低下する場合があるが、炭素繊維として炭素短繊維を用い、かつ、極微細にすれば、セメントスラリーの性状が低下することがなく、良好な施工性を得ることができる。また、極微細な炭素短繊維であれば多量に添加しても、セメントスラリーの性状が低下することがなく、良好な施工性を得ることができる。さらに、セメントスラリーの硬化時における収縮が極端に減るため、寸法精度の良い製品を得ることができる。ここで、前記炭素短繊維の径は１０μm以下であることが好ましい。また、前記炭素短繊維の長さは０．２mm以上、かつ、１．５mm以下であることが好ましい。このように構成すると、スラリー中での炭素短繊維の分散性などをより向上することができる。本発明において、炭素短繊維の配合量がセメントに対して０．３％以上であることが好ましく、本発明の効果をより確実に発揮させるという観点からすれば、炭素短繊維の配合量は、０．５％以上であることが好ましい。 The carbon fiber is preferably a short carbon fiber having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less. If comprised in this way, when forming a cement composition layer, even if it mix | blends a large amount of carbon fibers, a fiber ball will not generate | occur | produce but there exists an effect that bending strength and compressive strength more than before can be ensured. In addition, when carbon fibers are mixed in the cement slurry when forming the cement composition layer, it is likely to cause property changes other than stickiness due to entanglement between the carbon fibers, and the workability may be significantly reduced. If a short carbon fiber is used as the carbon fiber and is made very fine, the properties of the cement slurry are not deteriorated and good workability can be obtained. Moreover, even if it adds very much if it is a very fine carbon short fiber, the property of a cement slurry will not fall and favorable workability can be obtained. Furthermore, since the shrinkage at the time of hardening of the cement slurry is extremely reduced, a product with good dimensional accuracy can be obtained. Here, the short carbon fiber preferably has a diameter of 10 μm or less. The length of the carbon short fiber is preferably 0.2 mm or more and 1.5 mm or less. If comprised in this way, the dispersibility of the short carbon fiber in a slurry, etc. can be improved more. In the present invention, the blending amount of the short carbon fibers is preferably 0.3% or more with respect to the cement, and from the viewpoint of more reliably exerting the effects of the present invention, the blending amount of the short carbon fibers is It is preferable that it is 0.5% or more.
本発明において、前記繊維補強セメント組成物層において、前記繊維は、高密度ポリエチレン繊維や高密度ポリプロピレン繊維などといった高分子繊維（有機繊維）であってもよい。高分子繊維は靭性を備えているので、壁面パネルの機械的強度を向上することができ、かつ、比較的安価である。 In the present invention, in the fiber reinforced cement composition layer, the fibers may be polymer fibers (organic fibers) such as high density polyethylene fibers and high density polypropylene fibers. Since the polymer fiber has toughness, the mechanical strength of the wall surface panel can be improved and it is relatively inexpensive.
本発明に係る壁面パネルは、平坦な板状であってもよいが、湾曲した板状であってもよい。後者の場合、前記板状コアおよび前記セメント組成物層が湾曲している構成となる。このように構成すると、トンネルの壁面などのように湾曲した壁面を構成するのに都合がよい。 The wall panel according to the present invention may be a flat plate shape or a curved plate shape. In the latter case, the plate-like core and the cement composition layer are curved. Such a configuration is convenient for forming a curved wall surface such as a tunnel wall surface.
本発明に係る壁面パネルを用いた構造物の施工方法では、前記壁面パネルを複数枚、面内方向に配列した後、前記壁面パネルの背面側にコンクリートを打設することを特徴とする。この場合、構築した構造物では、前記壁面パネルを壁面の少なくとも一部に備えていることになる。また、前記壁面パネルの背面側にはコンクリートが打設されている構造となる。このような用途に用いた場合、本発明に係る壁面パネルは、セメント組成物層と板状コアとの固着強度が高く、かつ、コンクリートとの接合強度も高い。それ故、壁面パネルを型枠として用いた後は、取り外さずにそのまま、壁面を構成するのに残すことができる。 In the construction method using the wall panel according to the present invention, a plurality of the wall panels are arranged in the in-plane direction, and then concrete is placed on the back side of the wall panel. In this case, in the constructed structure, the wall surface panel is provided on at least a part of the wall surface. In addition, concrete is cast on the back side of the wall panel. When used in such applications, the wall panel according to the present invention has high adhesion strength between the cement composition layer and the plate-like core and high bonding strength with concrete. Therefore, after the wall surface panel is used as a formwork, it can be left to constitute the wall surface without being removed.
また、本発明に係る壁面パネルを用いた構造物の施工方法では、前記構造物の壁面の少なくとも一部に前記壁面パネルを貼り付けることもある。このような施工方法は壁面を新たに構築する場合に適用できる他、壁面の補修、補強にも用いることができる。 Moreover, in the construction method of the structure using the wall surface panel which concerns on this invention, the said wall surface panel may be affixed on at least one part of the wall surface of the said structure. Such a construction method can be applied to newly constructing a wall surface, and can also be used for repairing and reinforcing the wall surface.
さらに、本発明に係る壁面パネルを用いた構造物の施工方法では、前記壁面パネルを型枠として用いてコンクリートを打設した後、当該壁面パネルを取り外すこともある。 Furthermore, in the construction method of the structure using the wall panel according to the present invention, the wall panel may be removed after placing the concrete using the wall panel as a mold.
本発明において、壁面パネルでは、複数の中空部を備えた板状コアを用いているので、軽量であり、取り扱いが容易である。また、壁面パネルは、複数の中空部を備えた板状コアを用いているので、機械的強度が高い。さらに、セメント組成物層は、板状コアに対して塗布後、固化してなるため、板状コアに強固に固着しているので、板状コアとセメント組成物層とが剥離することがない。それ故、本発明に係る壁面パネルは、耐久性に優れている。 In the present invention, the wall surface panel uses a plate-like core having a plurality of hollow portions, so that it is lightweight and easy to handle. Moreover, since the wall surface panel uses the plate-shaped core provided with the some hollow part, mechanical strength is high. Furthermore, since the cement composition layer is solidified after being applied to the plate-like core, it is firmly fixed to the plate-like core, so that the plate-like core and the cement composition layer do not peel off. . Therefore, the wall panel according to the present invention is excellent in durability.
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
［実施の形態１］
（構造物および施工方法の概要）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した壁面パネルを用いたトンネル（構造物）の説明図、およびその施工方法を示す説明図である。
[Embodiment 1]
(Outline of structure and construction method)
FIGS. 1A and 1B are an explanatory view of a tunnel (structure) using a wall panel to which the present invention is applied, and an explanatory view showing a construction method thereof.
図１（ａ）に示すトンネル１００を施工するにあたっては、トンネル１００を形成するための大きな穴１１０を掘削した後、図１（ｂ）に示すように、穴１１０の内側に鉄筋１３０を配置する。次に、鉄筋１３０に対して、本発明を適用した壁面パネル１０を複数枚、面内方向に配列しながら固定する。壁面パネル１０は、略長方形の板状であり、短手方向で緩く湾曲している。このため、壁面パネル１０を複数枚、面内方向に配列していくだけで、トンネル１００の湾曲した壁面を構成することができる。また、壁面パネル１０同士の継ぎ目部分では、断面Ｔ字形状の長尺状のジョイント１４０を壁面パネル１０の間に配置して壁面パネル１０の端部を保持し、この状態で、ジョイント１４０をボルト１５０で鉄筋１３０に固定すれば、壁面パネル１０を隙間なく固定することができる。 In constructing the tunnel 100 shown in FIG. 1A, after excavating a large hole 110 for forming the tunnel 100, a reinforcing bar 130 is arranged inside the hole 110 as shown in FIG. . Next, a plurality of wall surface panels 10 to which the present invention is applied are fixed to the reinforcing bars 130 while being arranged in the in-plane direction. The wall surface panel 10 has a substantially rectangular plate shape and is gently curved in the short direction. For this reason, the curved wall surface of the tunnel 100 can be configured only by arranging a plurality of the wall surface panels 10 in the in-plane direction. Further, at the joint portion between the wall surface panels 10, a long joint 140 having a T-shaped cross section is disposed between the wall surface panels 10 to hold the end of the wall surface panel 10, and in this state, the joint 140 is bolted. If it fixes to the reinforcing bar 130 with 150, the wall surface panel 10 can be fixed without a gap.
次に、図１（ａ）に示すように、壁面パネル１０を型枠として利用して、その背面側（壁面パネル１０と掘削面１１５との間）にコンクリート１２０を打設する。そして、コンクリート１２０を硬化させる。 Next, as shown in FIG. 1A, concrete 120 is placed on the back side (between the wall panel 10 and the excavation surface 115) using the wall panel 10 as a mold. Then, the concrete 120 is cured.
ここで、壁面パネル１０は、図２〜図６を参照して以下に説明する構成を有することから、壁面パネル１０を型枠として用いた後は、取り外さずにそのままトンネル１００の壁面として残す。 Here, since the wall surface panel 10 has a configuration described below with reference to FIGS. 2 to 6, after the wall surface panel 10 is used as a mold, it is left as it is as the wall surface of the tunnel 100 without being removed.
（壁面パネルの構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用した壁面パネル１０の一部を切り欠いて示す説明図、壁面パネル１０にロールコアを用いた場合の説明図、壁面パネル１０にハニカムコアを用いた場合の説明図、矩形枠状のリブ付き板状コアの説明図、および六角枠状のリブ付き板状コアの説明図である。図３は、本発明を適用した壁面パネル１０を製造するのに用いた炭素短繊維のセメントスラリーへの混入前の状態の拡大写真である。図４は、本発明を適用した壁面パネル１０のセメント組成物層において、炭素短繊維が分散している状態を示す拡大写真である。
(Wall panel configuration)
2 (a), 2 (b), 2 (c), 2 (d), and 2 (e) are explanatory views showing a part of the wall panel 10 to which the present invention is applied, and a roll core is used for the wall panel 10. FIG. 6 is an explanatory diagram when a honeycomb core is used for the wall surface panel 10, an explanatory diagram of a rectangular frame-shaped ribbed plate-shaped core, and a hexagonal frame-shaped ribbed plate-shaped core. FIG. 3 is an enlarged photograph of a state before mixing the carbon short fibers used to manufacture the wall panel 10 to which the present invention is applied into the cement slurry. FIG. 4 is an enlarged photograph showing a state in which short carbon fibers are dispersed in the cement composition layer of the wall panel 10 to which the present invention is applied.
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、壁面パネル１０は、壁面パネル１０の両面に向けて開口する複数の中空セル１１ａが配列された板状の板状コア１１（複数の中空部を備えた板状コア）と、板状コア１１の両面および側面を覆うセメント組成物層１４とを備えており、セメント組成物層１４は、後述するように、板状コア１１に対してセメント組成物を塗布した後、固化させた層である。板状コア１１としては、紙製、金属製、木製あるいはプラスチック製のものを用いることができ、本形態では、紙製の板状コア１１が用いられている。 As shown in FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C, the wall surface panel 10 includes a plate-like plate-like core 11 in which a plurality of hollow cells 11 a that open toward both surfaces of the wall surface panel 10 are arranged. Plate-like core provided with a plurality of hollow portions) and a cement composition layer 14 covering both sides and side surfaces of the plate-like core 11, and the cement composition layer 14 is provided with the plate-like core 11 as described later. It is the layer which solidified after apply | coating a cement composition with respect to. The plate-like core 11 can be made of paper, metal, wood or plastic. In this embodiment, the plate-like core 11 made of paper is used.
板状コア１１としては、図２（ｂ）に示すように、中空セル１１ａが円筒形状であるロールコアを用いることができる。また、板状コアとしては、図２（ｃ）に示すように、中空セル１１ａが六角筒形状であるハニカムコアを用いてもよい。 As the plate-shaped core 11, as shown in FIG.2 (b), the roll core whose hollow cell 11a is cylindrical shape can be used. Moreover, as a plate-shaped core, as shown in FIG.2 (c), you may use the honeycomb core whose hollow cell 11a is a hexagonal cylinder shape.
また、図２（ｄ）に示すように、板状コア１１としては、縦横のリブ１１ｅにより区画された領域内で複数の中空セル１１ａが配列されているものを用いてもよい。このように構成すると、板状コア１１の横方向（板状コア１１の両面と平行な方向）における強度を高めることができる。さらに、図２（ｅ）に示すように、板状コア１１としては、平面六角形状のリブ１１ｆにより区画された領域内で複数の中空セル１１ａが配列されているものを用いてもよい。このように構成すると、板状コア１１の横方向（板状コア１１の両面と平行な方向）における強度をさらに高めることができる。 As shown in FIG. 2D, the plate-like core 11 may be one in which a plurality of hollow cells 11a are arranged in a region defined by vertical and horizontal ribs 11e. If comprised in this way, the intensity | strength in the horizontal direction (direction parallel to both surfaces of the plate-shaped core 11) of the plate-shaped core 11 can be raised. Further, as shown in FIG. 2 (e), the plate-like core 11 may be one in which a plurality of hollow cells 11a are arranged in a region partitioned by planar hexagonal ribs 11f. If comprised in this way, the intensity | strength in the horizontal direction (direction parallel to both surfaces of the plate core 11) of the plate core 11 can further be raised.
本形態において、セメント組成物層１４はいずれも、無機繊維あるいは有機繊維（高分子繊維）をセメント組成物中に分散させた繊維補強セメント組成物からなる。本形態において、繊維補強セメント組成物は、繊維として無機繊維が用いられた無機繊維補強セメント組成物である。さらに具体的には、本形態において、無機繊維補強セメント組成物は、無機繊維として炭素繊維が用いられた炭素繊維補強セメントである。ここで、炭素繊維としては、図３に示すように、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維が用いられており、図４に示すように、炭素短繊維は、セメント組成物中に分散している。 In this embodiment, each cement composition layer 14 is made of a fiber reinforced cement composition in which inorganic fibers or organic fibers (polymer fibers) are dispersed in the cement composition. In this embodiment, the fiber reinforced cement composition is an inorganic fiber reinforced cement composition in which inorganic fibers are used as the fibers. More specifically, in this embodiment, the inorganic fiber reinforced cement composition is a carbon fiber reinforced cement in which carbon fibers are used as inorganic fibers. Here, as shown in FIG. 3, short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are used as the carbon fibers. As shown in FIG. Dispersed in the composition.
本形態で用いたセメント組成物層１４において、炭素短繊維の配合量は、セメントに対して０．３％以上、好ましくは０．５％以上であり、配合量が０．３％未満では、強度を向上させる効果が十分でなく、０．５％以上であれば、強度などの向上が顕著である。炭素短繊維の長さは、０．２mm以上、かつ、１．５mm以下であることが好ましい。炭素短繊維の長さが０．２mm未満のものは取扱いにくく、かつ１．５mmを超えると、高濃度に配合した際、ファイバーボールが発生するおそれがある。また、炭素短繊維の径は１０μm以下であることが好ましく、このような炭素短繊維によれば、セメントスラリー中での炭素短繊維の分散性などをより向上することができる。例えば、直径が７μm、長さが０．２mm以上、かつ、１．５mm以下の炭素短繊維を用いると、セメントに対して３％〜８％といった高い濃度で炭素繊維を配合しても、ファイバーボールが発生せず、得られた炭素繊維補強セメント組成物としては、破壊曲げ強度で３０Ｎ／mm2以上、圧縮強度では１００Ｎ／mm2以上の炭素繊維補強セメント組成物を得ることができる。 In the cement composition layer 14 used in this embodiment, the blending amount of the short carbon fibers is 0.3% or more, preferably 0.5% or more, and the blending amount is less than 0.3% with respect to the cement. The effect of improving the strength is not sufficient, and if it is 0.5% or more, the improvement of the strength is remarkable. The length of the short carbon fibers is preferably 0.2 mm or more and 1.5 mm or less. Carbon short fibers having a length of less than 0.2 mm are difficult to handle, and if they exceed 1.5 mm, fiber balls may be generated when blended at a high concentration. Moreover, it is preferable that the diameter of a carbon short fiber is 10 micrometers or less, According to such a carbon short fiber, the dispersibility of the carbon short fiber in a cement slurry, etc. can be improved more. For example, when carbon short fibers having a diameter of 7 μm, a length of 0.2 mm or more and 1.5 mm or less are used, even if carbon fibers are blended at a high concentration of 3% to 8% with respect to cement, the fibers Balls are not generated, and as the obtained carbon fiber reinforced cement composition, a carbon fiber reinforced cement composition having a fracture bending strength of 30 N / mm 2 or more and a compressive strength of 100 N / mm 2 or more can be obtained.
なお、板状コア１１の両端面には、後述するガラス繊維などからなるメッシュシート（図２（ａ）、（ｂ）には図示せず）が積層されており、セメント組成物層１４は、メッシュシートの上からスラリー状の無機繊維補強セメント組成物を被せた層である。ここで、メッシュシートは、ガラス繊維をシート状に編んだ構造を有しているが、セメントスラリーの板状コア１１内への過度の流入を防止可能であれば、シートに多数の孔が形成された多孔性シートを用いてもよい。 A mesh sheet (not shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b)) made of glass fiber, which will be described later, is laminated on both end faces of the plate-like core 11, and the cement composition layer 14 is It is the layer which covered the slurry-like inorganic fiber reinforced cement composition from the mesh sheet. Here, the mesh sheet has a structure in which glass fibers are knitted into a sheet shape. However, if excessive flow of cement slurry into the plate-like core 11 can be prevented, a large number of holes are formed in the sheet. You may use the made porous sheet.
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態において、壁面パネル１０は、複数の中空セル１１ａが配列された板状コア１１を用いているので、軽量であり、取り扱いが容易である。また、壁面パネル１０は、板状コア１１を用いているので、機械的強度が高い。さらに、壁面パネル１０は、両面がセメント組成物層１４（無機繊維をセメント組成物中に分散させた無機繊維補強セメント組成物層）で覆われているので、強度が高く、耐候性も高い。さらにまた、セメント組成物層１４は、板状コア１１に単に重ねた構造ではなく、板状コア１１に塗布後、固化させたものであるため、板状コア１１に対して強固に固着しているので、板状コア１１との固着強度が高く、かつ、コンクリート１２０との接合強度も高い。それ故、壁面パネル１０を型枠として用いた後は、取り外さずにそのまま、壁面を構成するのに残すことができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the present embodiment, the wall panel 10 uses the plate-like core 11 in which a plurality of hollow cells 11a are arranged, so that it is lightweight and easy to handle. Moreover, since the wall surface panel 10 uses the plate-shaped core 11, it has high mechanical strength. Furthermore, since both surfaces of the wall surface panel 10 are covered with the cement composition layer 14 (inorganic fiber reinforced cement composition layer in which inorganic fibers are dispersed in the cement composition), the strength and the weather resistance are high. Furthermore, since the cement composition layer 14 is not a structure simply overlaid on the plate-like core 11, but is solidified after being applied to the plate-like core 11, it firmly adheres to the plate-like core 11. Therefore, the fixing strength with the plate-like core 11 is high, and the bonding strength with the concrete 120 is also high. Therefore, after the wall surface panel 10 is used as a formwork, it can be left to constitute the wall surface without being removed.
例えば、図１（ｂ）に示す７箇所(1)〜(7)について、コンクリート１２０を打設した際の「はらみ量」「ひび割れの発生の有無」を確認したところ、表１〜表３に示すように、はらみ量が極めて小さく、ひびわれも発生しなかった。なお、表１は、コンクリート１２０を６０cmの打設した状態における観察結果であり、表２は、コンクリート１２０を１２５cmの打設した状態における観察結果であり、表３は、コンクリート１２０を１２５cmから１５０cmの打設した際の変化についての観察結果である。
また、本形態では、セメント組成物層１４において、無機繊維として炭素繊維を用い、かつ、炭素繊維として、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を用いている。このため、セメント組成物層１４を形成する際、炭素繊維を多量に配合しても、ファイバーボールが発生せず、今まで以上の曲げ強度や圧縮強度を確保できるという効果を奏する。また、セメント組成物層１４を形成する際にセメントスラリー中に炭素繊維を混入すると、炭素繊維同士の絡みつきが原因で、粘り以外の性状変化を起こしやすく、その施工性が著しく低下する場合があるが、炭素繊維として炭素短繊維を用い、かつ、極微細にすれば、セメントスラリーの性状が低下することがなく、良好な施工性を得ることができる。また、極微細な炭素短繊維であれば多量に添加しても、セメントスラリーの性状が低下することがなく、良好な施工性を得ることができる。さらに、セメントスラリーの硬化時における収縮が極端に減るため、寸法精度の良い製品を得ることができる。 In the present embodiment, the cement composition layer 14 uses carbon fibers as the inorganic fibers, and uses carbon short fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less as the carbon fibers. For this reason, when the cement composition layer 14 is formed, even if a large amount of carbon fiber is blended, a fiber ball is not generated, and an effect that the bending strength and the compressive strength higher than ever can be ensured can be achieved. In addition, when carbon fibers are mixed into the cement slurry when forming the cement composition layer 14, due to the entanglement between the carbon fibers, property changes other than stickiness are likely to occur, and the workability may be significantly reduced. However, if carbon short fibers are used as the carbon fibers and are made very fine, the properties of the cement slurry are not deteriorated and good workability can be obtained. Moreover, even if it adds very much if it is a very fine carbon short fiber, the property of a cement slurry will not fall and favorable workability can be obtained. Furthermore, since the shrinkage at the time of hardening of the cement slurry is extremely reduced, a product with good dimensional accuracy can be obtained.
さらに、本形態の壁面パネル１０は、板状コア１１として紙製のものを用いたが、両端面がセメント組成物層１４で完全に覆われており、外気と遮断されている。従って、難燃材あるいは不燃材としての特性を備えている。 Furthermore, the wall surface panel 10 of the present embodiment is made of paper as the plate-like core 11, but both end surfaces are completely covered with the cement composition layer 14 and are shielded from the outside air. Therefore, it has characteristics as a flame retardant or non-flammable material.
（壁面パネルの製造方法）
図５は、本発明を適用した壁面パネル１０の製造方法を示す説明図である。本発明を適用した壁面パネル１０を製造するには、まず、図５（ａ）に示すように、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を分散させたセメントスラリー１２ａを敷設した後、図５（ｂ）に示すように、セメントスラリー１２ａの表面にメッシュシート１６ａを被せる。次に、図５（ｃ）に示すように、メッシュシート１６ａの上に板状コア１１を載せた後、板状コア１１を下方に押し付け、メッシュシート１６ａを介してセメントスラリー１２ａを板状コア１１の内側に適度に入り込ませる。次に、図５（ｄ）に示すように、板状コア１１の上にメッシュシート１６ｂを被せた後。図５（ｅ）に示すように、メッシュシート１６ｂの上から、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を分散させたセメントスラリー１２ｂを塗布するとともに、板状コア１１の側面にもセメントスラリー１２ｂを塗布する。
(Wall panel manufacturing method)
FIG. 5 is an explanatory view showing a method of manufacturing the wall panel 10 to which the present invention is applied. In order to manufacture the wall surface panel 10 to which the present invention is applied, first, as shown in FIG. 5A, a cement slurry 12a in which short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are dispersed is obtained. After laying, as shown in FIG. 5B, the mesh sheet 16a is placed on the surface of the cement slurry 12a. Next, as shown in FIG. 5C, after the plate-like core 11 is placed on the mesh sheet 16a, the plate-like core 11 is pressed downward, and the cement slurry 12a is passed through the mesh sheet 16a to the plate-like core. 11 is moderately inserted inside. Next, after covering the plate-like core 11 with the mesh sheet 16b as shown in FIG. As shown in FIG. 5 (e), a cement slurry 12b in which short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are dispersed is applied from above the mesh sheet 16b. The cement slurry 12b is also applied to the side surface.
しかる後にセメントスラリー１２ａ、１２ｂを硬化させれば、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、無機繊維補強セメント組成物からなるセメント組成物層１４によって板状コア１１の両面および側面が覆われた壁面パネル１０を製造することができる。 Thereafter, if the cement slurries 12a and 12b are cured, as described with reference to FIGS. 2A and 2B, the plate-like core 11 is formed by the cement composition layer 14 made of the inorganic fiber reinforced cement composition. The wall surface panel 10 in which both sides and side surfaces are covered can be manufactured.
このような製造方法によれば、セメント組成物層１４で板状コア１１の端面を覆う際、セメントスラリー１２ａ、１２ｂの板状コア１１内への過度な流入がメッシュシート１６ａ、１６ｂにより阻止される。それ故、セメント組成物層１４が板状コア１１の内部に過度に入り込んだ状態を回避することができるので、機械的強度が高い状態に壁面パネル１０を確実に構成でき、かつ、壁面パネルを製造する際の生産性を向上することができる。また、予め板状コア１１を湾曲させておけば、湾曲した形状の壁面パネル１０を製造できる。なお、湾曲した形状の壁面パネル１０を製造するにあたっては、セメントスラリー１２ａ、１２ｂが硬化する前にプレスなどにより湾曲させてもよい。 According to such a manufacturing method, when the end surface of the plate-shaped core 11 is covered with the cement composition layer 14, excessive flow of the cement slurry 12a, 12b into the plate-shaped core 11 is prevented by the mesh sheets 16a, 16b. The Therefore, since it is possible to avoid the state in which the cement composition layer 14 has excessively entered the plate-like core 11, the wall panel 10 can be reliably configured to have a high mechanical strength, and the wall panel can be Productivity at the time of manufacturing can be improved. Moreover, if the plate-shaped core 11 is previously curved, the curved wall surface panel 10 can be manufactured. In manufacturing the curved wall surface panel 10, it may be curved by a press or the like before the cement slurries 12a and 12b are cured.
（壁面パネルの別の製造方法）
図６は、本発明を適用した壁面パネル１０の別の製造方法を示す説明図である。本発明を適用した壁面パネル１０を製造するには、まず、図６（ａ）に示すように、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を分散させたセメントスラリー１３ａを敷設した後、セメントスラリー１３ａの表面に板状コア１１を載せ、板状コア１１を下方に押し付ける。次に、セメントスラリー１３ａが硬化した後、図６（ｂ）に示すように、板状コア１１の上から、高温の炭酸ガスフォーム１７ａを充填し、直ちに、図６（ｃ）に示すように、板状コア１１を上下反転させ、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を分散させたセメントスラリー１３ｂに板状コア１１を載せる。
(Another manufacturing method for wall panels)
FIG. 6 is an explanatory view showing another manufacturing method of the wall panel 10 to which the present invention is applied. To manufacture the wall surface panel 10 to which the present invention is applied, first, as shown in FIG. 6A, a cement slurry 13a in which short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are dispersed is prepared. After laying, the plate-like core 11 is placed on the surface of the cement slurry 13a, and the plate-like core 11 is pressed downward. Next, after the cement slurry 13a is hardened, as shown in FIG. 6 (b), the hot carbon dioxide foam 17a is filled from above the plate core 11, and immediately as shown in FIG. 6 (c). The plate core 11 is turned upside down, and the plate core 11 is placed on the cement slurry 13b in which short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are dispersed.
そして、板状コア１１を下方に押し付ける。次に、図６（ｄ）に示すように、セメントスラリー１３ｂが硬化するまで養生を行うと、炭酸ガスフォーム１７ａが冷えて、セメントスラリー１３ｂが板状コア１１の内側に適度に入り込んだ状態で硬化する。しかる後には、図６（ｅ）に示すように、板状コア１１の側面にセメントスラリー１３ｃを塗布する。 Then, the plate core 11 is pressed downward. Next, as shown in FIG. 6D, when curing is performed until the cement slurry 13b is hardened, the carbon dioxide foam 17a is cooled, and the cement slurry 13b is moderately contained inside the plate core 11. Harden. Thereafter, as shown in FIG. 6 (e), a cement slurry 13 c is applied to the side surface of the plate-like core 11.
そして、セメントスラリー１３ｃを硬化させれば、無機繊維補強セメント組成物からなるセメント組成物層１４によって板状コア１１の両面および側面が覆われた壁面パネル１０を製造することができる。かかる方法は、壁面パネル１０が湾曲せず、平板状である場合の製造に適している。 And if the cement slurry 13c is hardened, the wall surface panel 10 by which the both surfaces and side surface of the plate-shaped core 11 were covered with the cement composition layer 14 which consists of an inorganic fiber reinforcement cement composition can be manufactured. Such a method is suitable for manufacturing when the wall panel 10 is not curved and is flat.
上記形態では、壁面パネル１０をトンネル１００の施工に用いたが、地下室などといった地中構造物や擁壁の構築に用いてもよい。 In the said form, although the wall surface panel 10 was used for construction of the tunnel 100, you may use it for construction of underground structures, such as a basement, and a retaining wall.
［実施の形態２］
本形態では、本発明に係る壁面パネル１０をシールドトンネル、山岳トンネル、地下室、擁壁などの構造物の壁面の少なくとも一部に貼り付ける。このような施工方法は、壁面を新たに構築する場合に適用できる他、既設の構造物の壁面の補修、補強にも用いることができる。
[Embodiment 2]
In this embodiment, the wall surface panel 10 according to the present invention is attached to at least a part of the wall surface of a structure such as a shield tunnel, a mountain tunnel, a basement, or a retaining wall. Such a construction method can be applied to newly constructing a wall surface, and can also be used for repairing and reinforcing the wall surface of an existing structure.
［実施の形態３］
本形態では、本発明に係る壁面パネル１０をコンクリートを打設する際の型枠として用いる。すなわち、表面に離型剤を塗布した壁面パネル１０を型枠として配置した後、コンクリートを打設し、しかる後に、壁面パネルを取り外す。
[Embodiment 3]
In this embodiment, the wall panel 10 according to the present invention is used as a formwork when placing concrete. That is, after the wall surface panel 10 having a release agent applied on the surface is disposed as a mold, concrete is placed, and then the wall surface panel is removed.
［他の実施の形態］
上記形態では、湾曲した壁面パネル１０を例に説明したが、湾曲せずに平板状になっている壁面パネル１０に本発明を適用してもよい。また、直角等に屈曲している形状の壁面パネル１０に本発明を適用してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the curved wall panel 10 has been described as an example. However, the present invention may be applied to the wall panel 10 that is flat without being curved. Further, the present invention may be applied to the wall surface panel 10 having a shape bent at a right angle or the like.
また、上記形態では、セメント組成物層１４に対して、長さが２mm以下、かつ、直径が１５μm以下の炭素短繊維を用いた例を説明したが、用途によっては必要な機械的な強度が異なるので、例えば、求められる機械的強度が低く、セメント組成物層１４に対する分散量が少なくてもよい場合には、長さが２mmを超える炭素繊維、あるいは、直径が１５μmを超える炭素繊維をセメント組成物層１４を用いてもよく、さらには、炭素短繊維に代えて、アルミナ繊維やガラス繊維などといった無機繊維、あるいは高密度ポリエチレン繊維や高密度ポリプロピレン繊維などといった高分子繊維（有機繊維）をセメント組成物に分散させてもよい。これらの繊維のうち、高密度ポリエチレン繊維であれば、安価に入手できるという利点がある。さらに、用途によっては、繊維を分散させていないセメント組成物層１４を用いてもよい。 In the above embodiment, an example in which short carbon fibers having a length of 2 mm or less and a diameter of 15 μm or less are used for the cement composition layer 14 is used. For example, when the required mechanical strength is low and the amount of dispersion in the cement composition layer 14 may be small, carbon fibers having a length of more than 2 mm or carbon fibers having a diameter of more than 15 μm are used as cement. The composition layer 14 may be used, and instead of short carbon fibers, inorganic fibers such as alumina fibers and glass fibers, or polymer fibers (organic fibers) such as high density polyethylene fibers and high density polypropylene fibers are used. You may disperse | distribute to a cement composition. Among these fibers, a high-density polyethylene fiber has an advantage that it can be obtained at a low cost. Further, depending on the application, a cement composition layer 14 in which fibers are not dispersed may be used.
また、本発明を適用した壁面パネル１０は各種部屋の内壁や床に用いてもよく、その場合、壁面パネル１０は防音壁としての機能も発揮する。 Further, the wall surface panel 10 to which the present invention is applied may be used for the inner wall and floor of various rooms. In that case, the wall surface panel 10 also functions as a soundproof wall.
１０・・壁面パネル
１１・・板状コア
１４・・セメント組成物層
１００・・トンネル（構造物）
１２０・・コンクリート
10. · Wall panel 11 ·· Plate core 14 ·· Cement composition layer 100 ·· Tunnel (structure)
120 ・ ・ Concrete
Claims (15)
前記壁面パネルを複数枚、面内方向に配列した後、前記壁面パネルの背面側にコンクリートを打設することを特徴とする構造物の施工方法。 A construction method for a structure using a wall panel as defined in any one of claims 1 to 10,
After arranging a plurality of the wall panels in the in-plane direction, concrete is placed on the back side of the wall panels.
前記構造物の壁面の少なくとも一部に前記壁面パネルを貼り付けることを特徴とする構造物の施工方法。 A construction method for a structure using a wall panel as defined in any one of claims 1 to 10,
A construction method for a structure, wherein the wall panel is attached to at least a part of a wall surface of the structure.
前記壁面パネルを型枠として用いてコンクリートを打設した後、当該壁面パネルを取り外すことを特徴とする構造物の施工方法。 A construction method for a structure using a wall panel as defined in any one of claims 1 to 10,
The construction method of the structure characterized by removing the said wall surface panel, after pouring concrete using the said wall surface panel as a formwork.
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