JP2014001604A - 既設スラブの補強用高強度コンクリート板 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で施工性及び耐久性に優れる既設スラブの補強用高強度コンクリート板を提供する。
【解決手段】 既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、長方形又は正方形に成形された高強度コンクリート薄板を貼り合わせたように一体成形された高強度コンクリート板２Ｂであって、この高強度コンクリート板２Ｂを既設スラブ１下に並列に配置し、隣接する前記高強度コンクリート板２Ｂ同士を接続ボード６によって互いに連結固定して高強度コンクリートパネルを構築することができ、充填材の打込み時には型枠として機能し、前記充填材の硬化後には既設スラブにかかる応力を負担するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、既設スラブの補強に用いる高強度のコンクリート板に係り、繊維補強コンクリートやレジンコンクリートなどの高強度のコンクリート材料を用いた既設スラブの補強用高強度コンクリート板に関するものである。

従来、既設構造物の壁体の改修補強構造及び改修補強工法としては、下記の特許文献１に開示されるものがあった。また、その施工におけるセメントボードとしては、下記の非特許文献１，２に開示されるものがあった。この工法は、大掛かりな足場を組んで施工されるものであった。
また、鋼材が腐食した既設スラブの補修・補強工法も数多く提案されており、例えば断面修復工法、型枠を用いる工法、吹き付けによる工法が挙げられる。

特開２０１０−１２１３６０号公報 特許第３８５５５１１号公報

土木学会第６１回年次学術講演会（平成１８年９月），ｐｐ．６７３−６７４ 土木学会第６４回年次学術講演会（平成２１年９月），ｐｐ．１１７３−１１７４

しかしながら、上記した従来の既設スラブの補修・補強工法には以下のような問題がある。
まず、これらの工法の施工性に関する問題点として、型枠を用いる工法では、一般的にスラブ下に総足場を組む必要があり、吹き付けによる工法では、材料が飛散する場合がある。

また、これらの工法の耐久性に関する問題点として、塩分、水分等の劣化因子を遮断できないため、補修箇所での腐食や補修箇所と隣接する未補修箇所でマクロセル腐食が発生する可能性があり、再劣化する可能性を否定できない。
このように、これまでに総足場を必要とせず、変状が生じた既設スラブの補強を人力で施工できる、耐久性に優れた工法がなかった。また、補修・補強工法によっては再変状が発生する事例も散見される等から、施工性に優れ、耐久性にも優れる、恒久的な補強工法の開発が必要とされていた。

本発明は、上記した状況に鑑みて、軽量で施工性及び耐久性に優れる既設スラブの補強用高強度コンクリート板を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、長方形又は正方形に成形された高強度コンクリート薄板を貼り合わせたように一体成形された高強度コンクリート板であって、この高強度コンクリート板を既設スラブ下に並列に配置し、隣接する前記高強度コンクリート板同士を接続ボードによって互いに連結固定して高強度コンクリートパネルを構築することができ、充填材の打込み時には型枠として機能し、前記充填材の硬化後には既設スラブにかかる応力を負担するようにしたことを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板にはあと施工アンカー用孔と接続ボード用孔とを具備することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記接続ボードの固定用ナットに前記接続ボードの固定用ボルトを螺合して前記接続ボードを前記高強度コンクリート板に結合することで前記高強度コンクリート板同士を互いに固定できることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕から〔３〕の何れか一項記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度のコンクリート板の前記既設スラブ側の面には多数のスリット又はコッターを設けたことを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕から〔３〕の何れか一項記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板の周囲に設けた縁部が隣接する高強度コンクリート板の縁部と互いに係合することを特徴とする。

〔６〕上記〔５〕記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板の縁部が２枚の長方形のコンクリート板を長辺方向と短辺方向に適宜距離をずらしたような形状であり、一体成形したことを特徴とする。

本発明によれば、
（１）既設スラブの補強用高強度コンクリート板は、軽量で施工性及び耐久性に優れる。
（２）高強度コンクリート板は、下部と上部の２枚の高強度コンクリート薄板を貼り合わせたように一体成形し、前記下部の高強度コンクリート薄板の縁部に対して、前記上部の高強度コンクリート薄板の縁部をずらして積層したような形状となっており、前記縁部に隣接される高強度コンクリート板の縁部を接合させて縁面距離を増やすようにしたので、密封性を向上させることができる。

本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の平面図である。 図１の右側面図である。 図１の背面図である。 図１の前側側面図である。 本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の接続ボードの側面図である。 図５の平面図である。 本発明の実施例を示す高強度コンクリート板を並べて配置した状態を示す図面代用写真である。 本発明の実施例を示す高強度コンクリート板を接続ボードで固定した状態を示す図面代用写真である。 本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の既設スラブへの取付け状態を示す断面図である。 本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の既設スラブへの取付け状態を示す断面図（配筋図）である。

本発明の既設スラブの補強用コンクリート板において、長方形又は正方形に成形された高強度コンクリート薄板を貼り合わせたように一体成形された高強度コンクリート板であって、この高強度コンクリート板を既設スラブ下に並列に配置し、隣接する前記高強度コンクリート板同士を接続ボードによって互いに連結固定して高強度コンクリートパネルを構築することができ、充填材の打込み時には型枠として機能し、前記充填材の硬化後には既設スラブにかかる応力を負担するようにした。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の平面図、図２は図１の右側面図、図３は図１の背面図、図４は図１の前側側面図、図５はその高強度コンクリート板の接続ボードの側面図、図６は図５の平面図、図７はその高強度コンクリート板を並べて配置した状態を示す図面代用写真、図８はその高強度コンクリート板を接続ボードで固定した状態を示す図面代用写真である。

これらの図において、２は高強度コンクリート薄板、２Ａは後述する高強度コンクリート板２Ｂの縁部、２Ｂは高強度コンクリート薄板２を２枚重ねて貼り合わせたように一体成形された高強度コンクリート板であり、３は接続ボード６の配置部、４は接続ボード用孔、５はあと施工アンカー用孔、７は接続ボード６の固定用ナット、９は高強度コンクリート薄板２を連結して構築された高強度コンクリートパネルである。

高強度コンクリート板２Ｂは、図１〜図４に示すように、高強度コンクリート薄板２を所定の幅（この実施例では１５ｍｍ）の縁部２Ａを形成するように長方形又は正方形の両辺方向に適宜距離ずらして重ねたような形状に一体成形して構築する。
図７に示すように、高強度コンクリート板２Ｂを並列に配置し、図５〜図６及び図８に示すような接続ボード６を、固定用ナット７及び接続ボード用孔４に挿入される接続ボード６の固定ボルト８（図９，図１０参照）を用いて固定することにより、並列配置した高強度コンクリート板２Ｂを連結して、高強度コンクリートパネル９を構築することができる。

なお、高強度コンクリート板２Ｂは、例えば、５４９×５４９ｍｍ、厚さ８ｍｍの薄板２枚を張り合わせたように一体成形し、５６４ｍｍ×５６４ｍｍ、厚さ１６ｍｍとなり、人力で持ち運べる程度の寸法である。ここでは、高強度コンクリート薄板２の寸法は、正方形としているが、長方形であってもよい。
ここで、本発明で用いる既設スラブの補強用高強度コンクリート板は、繊維補強コンクリートやレジンコンクリートなどの高強度コンクリートによって形成されるものとする。例えば、高強度の繊維補強コンクリートとしては、金属繊維補強コンクリートが使用できる。この金属繊維補強コンクリートの好ましい例は、上記特許文献２に記載される金属繊維補強コンクリートである。

すなわち、この金属繊維補強コンクリートは、セメントと、最大粒径２ｍｍ以下の骨材粒子と、一次粒子粒度が１μｍ以下のポゾラン反応粒子と、長さが２ｍｍ以上で長さと径の比が２０以上の金属繊維とを主に含有する。
そして、金属繊維補強コンクリートの力学特性は、引張り強度が１２ＭＰａ以上、曲げ強度が２５ＭＰａ以上、圧縮強度が１５０ＭＰａ以上となり、非常に高い強度を示す。また、稠密な形成物となるため、耐久性の高いコンクリートの板を作製することができる。このような条件を満たすコンクリートとして、ダクタル（登録商標）コンクリート（太平洋セメント株式会社製）が挙げられる。

一方、レジンコンクリートは、セメントに代えて液状の樹脂を結合材として骨材を結合させたコンクリートである。レジンコンクリートは、樹脂と触媒による重合反応によって高い結合力で短時間で硬化することにより、高強度で耐久性に優れた高強度コンクリートパネルを形成することができる。レジンコンクリートの力学特性は、引張り強度が１０ＭＰａ以上、曲げ強度が２０ＭＰａ以上、圧縮強度が１００ＭＰａ以上となる。

上記したダクタルコンクリート及びレジンコンクリートはともに稠密な材料であるから、塩分、水分などの劣化因子を遮断でき補修箇所の再劣化を防止できる。
このように、ダクタルコンクリート又はレジンコンクリートによって本発明の既設スラブの補強用高強度コンクリート板を作製できるが、これらの高強度コンクリート板に限定されるものではない。

また、接続ボードは長方形の金属性の板とすることができる。接続ボードは、隣接する高強度コンクリート板２に作用する応力を相互に伝達し、かつ高強度コンクリート板２が先に損傷し、接続ボードは損傷しないような強度を有するものであれば、その材質や形状は問わない。
次に、上記した本発明の既設スラブの補強用高強度コンクリート板を用いた既設スラブの補強について説明する。

図９は本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の既設スラブへの取付け状態を示す断面図である。
この図において、１は既設スラブ、８は接続ボード６の固定ボルト、１０は無収縮充填材、１１はあと施工アンカー、１２はあと施工アンカー固定用ナットである。
図９に示すように、高強度コンクリート板２Ｂを既設スラブ１に取り付ける場合は、あと施工アンカー１１を高強度コンクリート板２Ｂのあと施工アンカー用孔５に挿入し、あと施工用アンカー固定用ナット１２で固定する。

次に、このようにして、既設スラブ１の下面に並列配置して固定した高強度コンクリート板２Ｂを、接続ボード６によって互いに連結して高強度コンクリートパネル９を構築した後、高強度コンクリートパネル９と既設スラブ１との間に無収縮充填材１０（例えば、無収縮モルタル又はセメントスラリー）を流し込む。その際に、上述したように、高強度コンクリート板２Ｂには縁部２Ａが存在するため隣り合う縁部２Ａ同士が係合することになり、高強度コンクリート板２Ｂ間の継目から無収縮充填材１０が流出するのを防止することができる。また、無収縮充填材１０を用いることにより、部材断面の厚さの増加を抑えることができる。

また、図１のダブルハッチングで示す箇所に、上記した既設スラブの補強用高強度コンクリート板２Ｂの表面には多数のスリット又はコッター（ｃｏｔｔｅｒ）を設けるようにすることができる。この場合は、スリット又はコッターを設けた面が既設スラブ側になるように高強度コンクリート板を取り付ける。これによって、高強度コンクリート板と既設スラブ間に充填材が打込まれると高強度コンクリート板と充填材との間の接触面積を増加させることができるので、高強度コンクリート板は、充填材の硬化後には既設スラブにかかる応力をより負担することができるようになる利点がある。

また、その高強度コンクリート板２Ｂの縁部は２枚の長方形のコンクリート薄板を長辺方向と短辺方向に適宜距離をずらしたような形状とし、一体成形するようにしてもよい。
図１０は本発明の実施例を示す高強度コンクリート板の既設スラブへの取付け状態を示す断面図（配筋図）である。
このように、本発明によれば、高強度コンクリート板を人力で既設スラブに施工することができるため、総足場を組む必要がなく、施工性に優れている。また、高強度コンクリート板を接続ボードで連結固定して、高強度コンクリートパネルを構築するので、無収縮充填材を流し込むための型枠として働くだけでなく、既設スラブに作用する応力を負担することもできる。また、無収縮充填材を用いるため、部材断面の厚さの増加も抑えることができる。さらに、高強度コンクリートは耐食性に優れており、透水係数なども通常のコンクリートに比べて著しく小さいので、劣化因子を遮断することができ、耐久性が極めて高い。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の既設スラブの補強用コンクリート板は、施工性に優れ、劣化因子を遮断することができる、高強度コンクリート板を用いた既設構造物の補強工法として利用することができる。

１ 既設スラブ
２ 高強度コンクリート薄板
２Ａ 縁部
２Ｂ 高強度コンクリート板
３ 接続ボードの配置部
４ 接続ボード用孔
５ あと施工アンカー用孔
６ 接続ボード
７ 接続ボードの固定用ナット
８ 接続ボードの固定ボルト
９ 高強度コンクリートパネル
１０ 無収縮充填材
１１ あと施工アンカー
１２ あと施工アンカー固定用ナット

Claims (6)

1. 長方形又は正方形に成形された高強度コンクリート薄板を貼り合わせたように一体成形された高強度コンクリート板であって、該高強度コンクリート板を既設スラブ下に並列に配置し、隣接する前記高強度コンクリート板同士を接続ボードによって互いに連結固定して高強度コンクリートパネルを構築することができ、充填材の打込み時には型枠として機能し、前記充填材の硬化後には既設スラブにかかる応力を負担するようにしたことを特徴とする既設スラブの補強用高強度コンクリート板。
2. 請求項１記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板にはあと施工アンカー用孔と接続ボード用孔とを具備することを特徴とする既設スラブの高強度コンクリート板。
3. 請求項１又は２記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記接続ボードの固定用ナットに前記接続ボードの固定用ボルトを螺合して前記接続ボードを前記高強度コンクリート板に結合することで前記高強度コンクリート板同士を互いに固定できることを特徴とする既設スラブの補強用高強度コンクリート板。
4. 請求項１から３の何れか一項記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度のコンクリート板の前記既設スラブ側の面には多数のスリット又はコッターを設けたことを特徴とする既設スラブの補強用高強度コンクリート板。
5. 請求項１から３の何れか一項記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板の周囲に設けた縁部が隣接する高強度コンクリート板の縁部と互いに係合することを特徴とする既設スラブの補強用高強度コンクリート板。
6. 請求項５記載の既設スラブの補強用高強度コンクリート板において、前記高強度コンクリート板の前記縁部が２枚の長方形のコンクリート薄板を長辺方向と短辺方向に適宜距離をずらしたような形状であり、一体成形したことを特徴とする既設スラブの補強用高強度コンクリート板。