JP2015028281A

JP2015028281A - 鉄筋補強セメント系構造体

Info

Publication number: JP2015028281A
Application number: JP2013158497A
Authority: JP
Inventors: 亮一村山; Ryoichi Murayama; 清孝杉浦; Kiyotaka Sugiura; 昌洋木俣; Masahiro Kimata; 滋横山; Shigeru Yokoyama; 征之小林; Masayuki Kobayashi; 正哲辻; Masaaki Tsuji
Original assignee: Taiheiyo Precast Concrete Industry Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Precast Concrete Industry Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-12

Abstract

【課題】繊維補強セメント含有組成物等を用いてなる構造体であって、ＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入するという方法を採らなくても、ひび割れを生じず、かつ、引張力等の外力に対する大きな抵抗力を有する構造体を提供する。
【解決手段】１００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現しうる繊維補強セメント含有組成物２の中に、異形鉄筋３を配設してなる鉄筋補強セメント系構造体１であって、異形鉄筋３の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における鉄筋補強セメント系構造体１の断面の面積中の異形鉄筋３の面積（複数本の異形鉄筋３が存在する場合は、総面積）の割合が、０．０３〜２０％である鉄筋補強セメント系構造体１。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋補強セメント系構造体に関し、より詳しくは、超高強度を発現するために金属繊維等の補強用繊維を配合してなるモルタルもしくはコンクリートの中に、補強用の鉄筋を配設してなる構造体に関する。

従来、超高強度繊維補強コンクリートを用いた構造体が知られている。
また、超高強度繊維補強コンクリートの中に、引張鋼材として、ＰＣ鋼材を配設することも知られている。例えば、特許文献１に、プレテンション工法によるプレストレストコンクリートの定着部の構造において、ＰＣ鋼材の緊張に対する抵抗力を保持する定着部を繊維補強セメント系複合材料により構成し、定着部に接する一般部を前記繊維補強セメント系複合材料より強度の低い普通コンクリートで構成し、ＰＣ鋼材にあらかじめ引張力を与えておき、定着部と一般部との接合面に仕切材を配置して両コンクリートの打設範囲を遮断し、それぞれのコンクリートを打設した直後、仕切材を撤去して打継ぎ目を無くすように両者を一体化して構成してあることを特徴とする、プレストレストコンクリートの定着部の構造が、記載されている。

一方、超高強度繊維補強コンクリートの中に、主鉄筋等として異形鉄筋を配設することは、通常、行われていない。この点について、非特許文献１に、「主鉄筋やせん断補強鉄筋として異形鉄筋を用いると、構造部材の製作時に超高強度繊維補強コンクリートの収縮が異形鉄筋により拘束され、ひび割れが発生する場合がある。このため、引張鋼材としてはＰＣ鋼材の使用を標準とし、部材間の接合部など特殊な場合を除いて異形鉄筋は使用しないことを原則とした。」と記載されている。

特許第３８４８５５７号公報

「超高強度繊維補強コンクリートの設計・施工指針（案）」、コンクリートライブラリー１１３号、土木学会、２００４年

上述の非特許文献１に記載されているように、超高強度繊維補強コンクリートと組み合わせての異形鉄筋の使用は、ひび割れの発生を避ける観点から、原則として、部材間の接合部などに限定されている。
このため、引張力に対する超高強度繊維補強コンクリートの抵抗力を高めるための方法が、原則として、上述のＰＣ鋼材の配設に限られているのが現状である。
本発明は、繊維補強セメント含有組成物等を用いてなる構造体であって、ＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入するという方法を採らなくても、ひび割れを生じず、かつ、引張力等の外力に対する大きな抵抗力を有する構造体を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、１００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現しうる超高強度の繊維補強セメント含有組成物の中に、異形鉄筋を配設してなる鉄筋補強セメント系構造体であって、異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の異形鉄筋の面積の割合が、特定の数値範囲内である鉄筋補強セメント系構造体によれば、ＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入するという方法を採らなくても、ひび割れを生じず、かつ、引張力等の外力に対する大きな抵抗力を得ることができることを見出し、本発明を完成した。

本発明は、以下の［１］〜［３］を提供するものである。
［１］１００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現しうる繊維補強セメント含有組成物の中に、異形鉄筋を配設してなる鉄筋補強セメント系構造体であって、上記異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における上記鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の上記異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合が、０．０３〜２０％であることを特徴とする鉄筋補強セメント系構造体。
［２］上記鉄筋補強セメント系構造体が、プレストレスを導入していないプレキャスト品である、上記［１］に記載の鉄筋補強セメント系構造物。
［３］上記異形鉄筋の軸線を含む平面で切断した場合における上記鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の上記異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合が、０．３〜５０％である、上記［１］又は［２］に記載の鉄筋補強セメント系構造物。

本発明の鉄筋補強セメント系構造体は、超高強度繊維補強コンクリートと共に用いるとひび割れが発生することがあると従来指摘されている異形鉄筋が配設されているものの、例えば、プレストレスを導入しない場合であっても、ひび割れを生じることがない。
また、本発明の鉄筋補強セメント系構造体は、繊維補強セメント含有組成物に対する異形鉄筋の付着力が大きいため、外力（特に、せん断力により発生するせん断応力や、曲げモーメントにより発生する引張応力）に対して大きな抵抗力を有する。

実施例１〜２における引張力による付着強度試験の方法を説明するための図である。実施例３における引張力による付着強度試験の方法を説明するための図である。実施例４の鉄筋補強セメント系構造体を示す平面図である。図３中のＡ−Ａ線で切断した鉄筋補強セメント系構造体の断面図である。実施例５の鉄筋補強セメント系構造体を示す平面図である。図５中のＡ−Ａ線で切断した鉄筋補強セメント系構造体の断面図である。実施例６の鉄筋補強セメント系構造体を示す平面図である。図７中のＡ−Ａ線で切断した鉄筋補強セメント系構造体の断面図である。

本発明の鉄筋補強セメント系構造体（以下、本発明の構造体ともいう。）は、１００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現しうる繊維補強セメント含有組成物の中に、異形鉄筋を配設してなる鉄筋補強セメント系構造体であって、異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合が、０．０３〜２０％のものである。
まず、本発明で用いられる繊維補強セメント含有組成物について、説明する。
本発明で用いられる繊維補強セメント含有組成物は、セメント、ポゾラン質微粉末、該ポゾラン質微粉末よりも大きな粒径を有する無機粉末（ただし、セメントを除く。）、骨材（モルタルの場合：細骨材、コンクリートの場合：細骨材及び粗骨材）、繊維（金属繊維、有機繊維、無機繊維のいずれか一種または二種以上の組み合わせ）、減水剤、及び、水を含む。
セメントとしては、低熱ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、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等の各種ポルトランドセメント等が挙げられる。中でも、低熱ポルトランドセメントは、混和剤（例えば、減水剤）の効果や施工性の面で、好ましい。
セメントのブレーン比表面積は、硬化後の強度発現性等の観点から、好ましくは２，５００〜５，０００ｃｍ²／ｇ、より好ましくは２，８００〜４，５００ｃｍ²／ｇ、特に好ましくは３，０００〜４，０００ｃｍ²／ｇである。

ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、硬化後の強度発現性等の観点から、好ましくは５〜２５ｍ²／ｇ、より好ましくは５〜１５ｍ²/ｇである。
ポゾラン質微粉末の配合量は、硬化後の強度発現性等の観点から、セメント１００質量部に対して、好ましくは５〜５０質量部、より好ましくは１０〜４０質量部、特に好ましくは２０〜４０質量部である。

ポゾラン質微粉末よりも大きな粒径を有する無機粉末（ただし、セメントを除く。）としては、石英粉末、石灰石粉末、スラグ、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。
該無機粉末のブレーン比表面積は、硬化後の強度発現性等の観点から、好ましくは３，０００〜３０，０００ｃｍ²／ｇ、より好ましくは４，５００〜２０，０００ｃｍ²／ｇ、特に好ましくは６，０００〜１０，０００ｃｍ²／ｇである。
該無機粉末とセメントとのブレーン比表面積の差は、硬化後の強度発現性等の観点から、好ましくは１，０００ｃｍ²／ｇ以上、より好ましくは２，０００ｃｍ²／ｇ以上、さらに好ましくは３，０００ｃｍ²／ｇ以上、特に好ましくは４，０００ｃｍ²／ｇ以上である。
該差の上限は、特に限定されないが、例えば、１０，０００ｃｍ²／ｇである。
該無機粉末の配合量は、硬化後の強度発現性等の観点から、セメント１００質量部に対して、好ましくは５〜５５質量部、より好ましくは１０〜５５質量部、さらに好ましくは２０〜５０質量部、特に好ましくは３０〜５０質量部である。

細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂又はこれらの混合物等を使用することができる。
細骨材の配合量は、硬化後の強度発現性等の観点から、セメント１００質量部に対して、好ましくは５０〜４００質量部、より好ましくは８０〜２５０質量部、特に好ましくは８０〜２００質量部である。
粗骨材としては、砂利、砕石等が挙げられる。
粗骨材の粒径は、好ましくは５〜２５ｍｍ、より好ましくは５〜１３ｍｍである。
粗骨材の配合量は、施工性等の観点から、セメント１００質量部に対して、好ましくは３００質量部以下、より好ましくは２００質量部以下、特に好ましくは１５０質量部以下である。
本発明で用いられる繊維補強セメント含有組成物は、好ましくは、モルタルである。

セメント含有組成物を補強するための繊維としては、金属繊維、有機繊維、無機繊維のいずれか一種または二種以上の組み合わせが用いられる。
金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。
金属繊維の寸法は、好ましくは、直径が０．０５〜０．５ｍｍで、長さが５〜２５ｍｍ、より好ましくは、直径が０．１〜０．３ｍｍで、長さが８〜２０ｍｍである。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０、特に好ましくは５０〜１００である。
金属繊維の配合量は、繊維補強セメント含有組成物中の体積百分率で、好ましくは４％以下、より好ましくは０．５〜３％、特に好ましくは１〜３％である。

有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
有機繊維の寸法は、好ましくは、直径が０．００５〜１ｍｍで、長さが２〜３０ｍｍであり、より好ましくは、直径が０．０１〜０．５ｍｍで、長さが５〜２５ｍｍである。
有機繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。
有機繊維の配合量は、繊維補強セメント含有組成物中の体積百分率で、好ましくは１０％以下、より好ましくは１〜９％、特に好ましくは２〜８％である。
無機繊維としては、ロックウール等が挙げられる。
無機繊維の寸法、アスペクト比及び配合量の各々の好ましい範囲は、有機繊維と同様である。

減水剤としては、リグニン系、オキシカルボン酸系等の、減水剤またはＡＥ減水剤や、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤が挙げられる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤が好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤がより好ましい。
減水剤の配合量は、減水剤の種類によって異なるが、セメント１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．００１〜５質量部である。
減水剤がポリカルボン酸系の高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤である場合、減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．１〜５質量部である。
なお、減水剤は、液状と粉末状のいずれでも使用することができる。
水量は、セメント１００質量部に対して、好ましくは１０〜３５質量部、より好ましくは１２〜３０質量部である。

前記の各材料の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（１）水、減水剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（２）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（３）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等が挙げられる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、オムニミキサ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が挙げられる。

本発明で用いられる繊維補強セメント含有組成物及びその硬化体の物性は、次のとおりである。
繊維補強セメント含有組成物は、硬化後に、１００Ｎ／ｍｍ²以上、好ましくは１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を発現しうるものである。
繊維補強セメント含有組成物は、硬化後に、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ²以上、より好ましくは３０Ｎ／ｍｍ²以上の曲げ強度を発現しうるものである。
繊維補強セメント含有組成物のフロー値は、「ＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において１５回の落下運動を行なわないで測定したフロー値（０打フロー値ともいう。）として、好ましくは１８０ｍｍ以上、より好ましくは２３０ｍｍ以上である。

本発明で用いられる異形鉄筋の例としては、異形棒鋼、異形コイル鉄筋等が挙げられる。
異形棒鋼としては、例えば、「ＪＩＳＧ３１１２」で規定されているものを用いることができる。
異形棒鋼の直径の大きさは、「ＪＩＳＧ３１１２」で規定されている呼び名として、好ましくはＤ６〜Ｄ３２、より好ましくはＤ６〜Ｄ２５、特に好ましくはＤ６〜Ｄ１６である。
異形棒鋼の材質としては、特に限定されないが、例えば、「ＪＩＳＧ３１１２」で規定されている種類として、ＳＤ２９５Ａ、ＳＤ２９５Ｂ、ＳＤ３４５等が挙げられる。

本発明において、異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合は、０．０３〜２０％である。
ここで、該異形鉄筋の面積の割合とは、異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面（切断面）が複数想定され、かつ、これら複数の平面（切断面）毎に、該面積の割合が異なる場合には、最も大きな面積の割合をいい、また、複数本の異形鉄筋が存在し、かつ、これら複数本の異形鉄筋毎に、該面積の割合が異なる場合には、複数本の異形鉄筋の総面積として最も大きな面積の割合をいう。したがって、該異形鉄筋の面積の割合とは、想定される複数の平面（切断面）と、複数本の異形鉄筋の組み合わせの中から選択される、最も大きな面積の割合をいう。

該異形鉄筋の面積の割合の下限値は、外力（特に、せん断力により発生するせん断応力や、曲げモーメントにより発生する引張応力）に対する抵抗力を増大させる観点から、０．０３％、好ましくは０．１％、より好ましくは０．２％、特に好ましくは０．３％である。
なお、本発明において、鉄筋比は、曲げ破壊靭性を高める観点から、好ましくは０．８％以上、より好ましくは１．１％以上である。
該異形鉄筋の面積の割合の上限値は、異形鉄筋の間の空隙への繊維補強セメント含有組成物の充填の容易性の観点から、２０％、好ましくは７％、より好ましくは５％である。

本発明において、異形鉄筋の軸線を含む平面で切断した場合における鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合は、好ましくは０．３〜５０％である。
ここで、該異形鉄筋の面積の割合とは、異形鉄筋の軸線を含む平面（切断面）が複数想定され、かつ、これら複数の平面（切断面）毎に、該面積の割合が異なる場合には、最も大きな面積の割合をいい、また、複数本の異形鉄筋が存在し、かつ、これら複数本の異形鉄筋毎に、該面積の割合が異なる場合には、複数本の異形鉄筋の総面積として最も大きな面積の割合をいう。したがって、該異形鉄筋の面積の割合とは、想定される複数の平面（切断面）と、複数本の異形鉄筋の組み合わせの中から選択される、最も大きな面積の割合をいう。

本発明の構造体中に複数本の異形鉄筋が存在する場合、これらの異形鉄筋は、互いに平行にかつ一定の間隔で配設されることが好ましい。
このような形態の例としては、複数本の異形鉄筋が、上下方向および左右方向に一定の間隔を置いて互いに平行に配設されたものが挙げられる。

本発明の構造体の製造方法の一例として、本発明の構造体の形状に合わせて内部空間が形成された型枠内に、１本または複数本の異形鉄筋を所定の位置に配設し、次いで、型枠の中に繊維補強セメント含有組成物を充填し、その後、養生を行い、硬化後に脱型する方法が挙げられる。
この場合の養生方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、気中養生、湿空養生、水中養生、加熱促進養生（例えば、蒸気養生、オートクレーブ養生）等が挙げられる。

本発明の構造体の好ましい実施形態の一例として、プレストレスを導入していないプレキャスト品が挙げられる。
このようなプレキャスト品の一例として、鉄筋コンクリート成形体が挙げられる。この場合、鉄筋コンクリート成形体に異形鉄筋が含まれているため、曲げモーメントに対する抵抗力の増大による耐荷力の向上、および、破壊靭性の増大を図ることができる。
鉄筋コンクリート成形体の一例としては、複数本の異形棒鋼を有する成形体であって、複数本の異形棒鋼が成形体の長さ方向に延び、他の建築部材と組み合わせて、不静定構造体を構築することのできる成形体が挙げられる。この場合、鉄筋コンクリート成形体は、異形棒鋼の軸線に垂直な平面で切断した断面が、矩形（正方形または長方形）、円形等の所望の形状を有するように形成することができる。

本発明の構造体（鉄筋コンクリート成形体）と他の建築部材を組み合わせて、不静定構造体を構築する場合、不静定構造体の例としては、鉄筋コンクリート柱と鉄筋コンクリート梁と必要に応じて用いられる鉄筋コンクリート壁を組み合わせて構築されるビル等の建築物の骨組み等が挙げられる。この場合、本発明の鉄筋コンクリート成形体は、鉄筋コンクリート柱と鉄筋コンクリート梁と必要に応じて用いられる鉄筋コンクリート壁の中から選ばれる一つ以上を構成することができる。また、この場合の接合方法には、幾何学的形状によって応力を伝達する方法や、鉄筋コンクリートと一体化させるために他の建築部材を湿式で構築する方法等がある。

以下、実施例によって本発明を説明する。
［１．繊維補強セメント含有組成物］
（Ａ）材料
以下に示す材料を使用した。
（ａ）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積：３，２００ｃｍ²／ｇ）
（ｂ）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積：１０ｍ²／ｇ）
（ｃ）無機粉末；石英粉末（ブレーン比表面積：７，５００ｃｍ²／ｇ）
（ｄ）細骨材；珪砂（最大粒径：０．６ｍｍ）
（ｅ）金属繊維；鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１３ｍｍ）
（ｆ）水；水道水
（ｇ）減水剤；ポリカルボン酸系高性能減水剤

（Ｂ）繊維補強セメント含有組成物の調製
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３１質量部、石英粉末３９質量部、鋼繊維２体積％（組成物中の割合）、珪砂１２０質量部、高性能減水剤１．０質量部（固形分換算）、水２２質量部をオムニミキサに投入し混練して、繊維補強セメント含有組成物（以下、セメント組成物ともいう。）を調製した。
セメント組成物の０打フロー値は、２６０ｍｍであった。
セメント組成物を型枠（φ５０×１００ｍｍ）に流し込み、２０℃で４８時間静置後、９０℃で４８時間蒸気養生し、硬化体（３本）とした。これらの硬化体（３本）の圧縮強度の平均値は、２１０Ｎ／ｍｍ²であった。
セメント組成物を型枠（４×４×１６ｃｍ）に流し込み、２０℃で４８時間静置後、９０℃で４８時間蒸気養生し、硬化体（３本）とした。これらの硬化体（３本）の曲げ強度の平均値は、４０Ｎ／ｍｍ²であった。

［２．異形鉄筋］
異形鉄筋として、市販の直径６ｍｍの異形棒鋼（材質の種類：ＳＤ２９５Ａ、直径：Ｄ６）および直径１３ｍｍの異形棒鋼（材質の種類：ＳＤ２９５Ａ、直径：Ｄ１３）を準備した。
これらの異形棒鋼の形態は、以下のとおりである。
（ａ）直径６ｍｍの異形棒鋼
公称直径：６．３５ｍｍ
公称断面積：３１．６７ｍｍ²
（ｂ）直径１３ｍｍの異形棒鋼
公称直径：１２．７ｍｍ
公称断面積：１２６．７ｍｍ²

［３．本発明の構造体において、セメント組成物にひび割れを生じないこと、及び、異形鉄筋の付着力が大きいことを示すための実験］
（実施例１）
（１）定着長が５ｄの場合
図１に示すように、調製したセメント組成物、および、準備した異形棒鋼（直径：Ｄ６）を用いて、直径Ｄが２０ｍｍで、長さＬが３０ｍｍ（５ｄ）である円柱状のセメント組成物の硬化体２と、異形棒鋼３からなる試験体１（本発明の構造体を模したもの）を作製した。
なお、異形棒鋼３は、硬化体２の下面から、円柱状の硬化体２の軸線に沿って上方に延びて硬化体２を貫通し、硬化体２の上面から上方に９００ｍｍの長さだけ突出した形態となるように配設させた。試験体１の作製方法としては、型枠内に異形棒鋼３を配設した後、型枠内にセメント組成物を充填し、次いで、２０℃での気中養生を２４時間行った後、脱型し、その後、９０℃での蒸気養生を４８時間行い、次いで、２０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿の室内で材齢３月（セメント組成物の練混ぜ後の期間として３月経過の時点）まで放置するという手順を採用した。
この場合、セメント組成物の硬化体２に対する異形棒鋼３の定着長は、５ｄ（３０ｍｍ）である。また、異形棒鋼３に対して垂直に試験体１を切断した場合における試験体１の断面中の異形棒鋼３の面積の割合は、９％である。この体積割合は、以下の実施例１の（２）〜（４）でも同じ（９％）である。
材齢３月後に試験体１を観察したところ、ひび割れは生じていなかった。
なお、試験体１の観察は、試験体１にアセトンを塗布した後、乾燥させる過程において、ひび割れの有無をルーペを用いて綿密に調べることによって行った。この観察方法は、以下の実施例２〜６においても同様である。
また、硬化体２の上面からの異形棒鋼３の突出部分を把持して、上方に引張る試験を行ったところ、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重（試験中の最大の引張力）が１３．９ｋＮである時点で、異形棒鋼３の抜け出しが起きた。
なお、鉄筋比は、繊維補強セメント含有組成物の引張強度が９Ｎ／ｍｍ²で、かつ鉄筋の引張強度が５０８Ｎ／ｍｍ²であることから、１．８％と算出される。

（２）定着長が７ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から７ｄ（４２ｍｍ）に変えた以外は前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．５ｋＮである時点で、円柱状の硬化体２の割裂が起きた。
（３）定着長が９ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から９ｄ（５４ｍｍ）に変えた以外は前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．９ｋＮである時点で、異形棒鋼３が破断した。
（４）定着長が１９ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から１９ｄ（１１４ｍｍ）に変えた以外は前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．９ｋＮである時点で、異形棒鋼３が破断した。

（実施例２）
（１）定着長が５ｄの場合
直径Ｄが２０ｍｍで、長さＬが３０ｍｍ（５ｄ）である円柱状のセメント組成物の硬化体に代えて、直径Ｄが３０ｍｍで、長さＬが３０ｍｍ（５ｄ）である円柱状のセメント組成物の硬化体を用いた以外は、実施例１の前記（１）と同様にして実験した。
なお、異形棒鋼３に対して垂直に試験体１を切断した場合における試験体１の断面中の異形棒鋼３の面積の割合は、４％である。この体積割合は、以下の実施例２の（２）〜（４）でも同じ（４％）である。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．０ｋＮである時点で、円柱状の硬化体２の抜け出しが起きた。

（２）定着長が７ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から７ｄ（４２ｍｍ）に変えた以外は実施例２の前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．６ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．８ｋＮである時点で、異形棒鋼３が破断した。
（３）定着長が９ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から９ｄ（５４ｍｍ）に変えた以外は実施例２の前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．７ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．８ｋＮである時点で、異形棒鋼３が破断した。
（４）定着長が１５ｄの場合
定着長を５ｄ（３０ｍｍ）から１５ｄ（９０ｍｍ）に変えた以外は実施例２の前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．４ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．８ｋＮである時点で、異形棒鋼３が破断した。

（実施例３）
（１）定着長が２ｄの場合
図２に示すように、調製したセメント組成物、および、準備した異形棒鋼（直径：Ｄ６）を用いて、長さＬが３００ｍｍで、幅Ｗが３００ｍｍで、高さＴが４０ｍｍである板状のセメント組成物の硬化体１２と、異形棒鋼１３からなる試験体１１（本発明の構造体を模したもの）を作製した。
試験体１１の作製方法としては、実施例１と同様の手順を採用した。
なお、異形棒鋼１３は、硬化体１２の上面の中心点から１２ｍｍの深さの地点から、上方に延びて硬化体１２を貫通し、硬化体１２の上面から上方に９００ｍｍの長さだけ突出した形態となるように配設させた。
この場合、セメント組成物の硬化体１２に対する異形棒鋼１３の定着長は、２ｄ（１２ｍｍ）である。また、異形棒鋼１３に対して垂直に試験体１１を切断した場合における試験体１１の断面中の異形棒鋼１３の面積の割合は、０．０３１％である。この体積割合は、以下の実施例３の（２）〜（３）でも同じ（０．０３１％）である。
材齢３月後に試験体１１を観察したところ、ひび割れは生じていなかった。
また、硬化体１２の上面からの異形棒鋼１３の突出部分を把持して、上方に引張る試験を行ったところ、降伏せず、最大荷重が１０．８ｋＮである時点で、異形棒鋼１３の抜け出しが起きた。

（２）定着長が４ｄの場合
定着長を２ｄ（１２ｍｍ）から４ｄ（２４ｍｍ）に変えた以外は実施例３の前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１０．９ｋＮで降伏し、最大荷重が１６．０ｋＮである時点で、異形棒鋼１３が破断した。
（３）定着長が６ｄの場合
定着長を２ｄ（１２ｍｍ）から６ｄ（３６ｍｍ）に変えた以外は実施例３の前記（１）と同様にして実験した。
その結果、材齢３月後でも試験体１１にひび割れは生じていなかった。
また、引張試験では、１１．０ｋＮで降伏し、最大荷重が１５．９ｋＮである時点で、異形棒鋼１３が破断した。

実施例１〜３の結果から、本発明の鉄筋補強セメント系構造体は、ＰＣ鋼材を配設してプレストレスを導入するという方法を採らなくても、繊維補強セメント含有組成物の硬化後にひび割れを生じることがなく、また、引張力に対して大きな抵抗力を有することがわかる。

［４．本発明の構造体が、複数本の異形棒鋼を含む場合でも、ひび割れが生じないことを示すための実験］
（実施例４）
図３（平面図；図中の点線は、外からは見えない異形棒鋼の位置を示す。）及び図４（図３中のＡ−Ａ線による断面図）に示す形態を有する試験体を、実施例１と同様にして調製した繊維補強セメント含有組成物、及び、異形棒鋼（直径：Ｄ１３）を用いて、作製した。作製方法（養生の条件等）は、実施例１と同様である。
図３及び図４中、試験体２１は、繊維補強セメント含有組成物２２の中に、７本の異形鉄筋２３を直線状に配設してなる。試験体２１の寸法は、長さが３００ｍ、幅が３００ｍｍ、厚さが６０ｍｍである。７本の異形棒鋼２３は、それらの軸線が厚み方向の中央であり、それらの軸線同士の間隔が４０ｍｍであり、図中の右端及び左端の異形棒鋼の軸線と試験体２１の縁辺の距離が３０ｍｍになるように配設されている。
図３のＡ−Ａ線で切断した試験体２１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、５％である。
図４のＢ−Ｂ線で切断した試験体２１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、３０％である。
図４のＣ−Ｃ線で切断した試験体２１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、２１％である。
材齢３月後に試験体２１を観察したところ、ひび割れは生じていなかった。

（実施例５）
図３及び図４に示す７本の異形棒鋼２３に代えて、図５及び図６に示す１４本の異形棒鋼３３に変えた以外は、実施例４と同様にして、試験体３１を作製した。
図５及び図６中、試験体３１は、繊維補強セメント含有組成物３２の中に、１４本の異形鉄筋３３を配設してなる。
１４本の異形棒鋼３３のうち、７本の異形棒鋼３３は、図中、それらの軸線が試験体３１の上側の縁辺から１５ｍｍの地点に位置するように、直線状に配設されている。また、残りの７本の異形棒鋼３３は、図中、それらの軸線が試験体３１の下側の縁辺から１５ｍｍの地点に位置するように、直線状に配設されている。
なお、上側及び下側の各々の７本の異形棒鋼３３は、図中の左右方向については、図３及び図４と同様の間隔で配設されている。
図５のＡ−Ａ線で切断した試験体３１の断面の面積中の異形棒鋼３３の面積の割合は、１０％である。
図６のＢ−Ｂ線で切断した試験体３１の断面の面積中の異形棒鋼３３の面積の割合は、３０％である。
図６のＣ−Ｃ線で切断した試験体３１の断面の面積中の異形棒鋼３３の面積の割合は、４２％である。
材齢３月後に試験体３１を観察したところ、ひび割れは生じていなかった。

（実施例６）
図３及び図４に示す７本の異形棒鋼２３に代えて、図７及び図８に示す２２本の異形棒鋼４３に変えた以外は、実施例４と同様にして、試験体４１を作製した。
図７及び図８中、試験体４１は、繊維補強セメント含有組成物４２の中に、２２本の異形鉄筋４３を配設してなる。
２２本の異形棒鋼４３のうち、１１本の異形棒鋼４３は、図中、それらの軸線が試験体４１の上側の縁辺から１５ｍｍの地点に位置するように、直線状に配設されている。また、残りの７本の異形棒鋼４３は、図中、それらの軸線が試験体４１の下側の縁辺から１５ｍｍの地点に位置するように、直線状に配設されている。
上側及び下側の各々の１１本の異形棒鋼２３は、図中の左右方向については、それらの軸線同士の間隔が２５ｍｍであり、図中の右端及び左端の異形棒鋼の軸線と試験体４１の縁辺の距離が２５ｍｍになるように配設されている。
図７のＡ−Ａ線で切断した試験体４１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、１６％である。
図８のＢ−Ｂ線で切断した試験体４１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、４７％である。
図８のＣ−Ｃ線で切断した試験体４１の断面の面積中の異形棒鋼の面積の割合は、４２％である。
材齢３月後に試験体４１を観察したところ、ひび割れは生じていなかった。

実施例４〜６の結果から、本発明の鉄筋補強セメント系構造体は、その断面の面積中の異形鉄筋の面積の割合が、例えば５０％に近い値であっても、ひび割れが生じないことがわかる。この知見は、上述の非特許文献１に記載されている従来の知見と異なる新規なものである。

１，１１，２１，３１，４１試験体（本発明の構造体）
２，１２，２２，３２，４２繊維補強セメント含有組成物の硬化体
３，１３，２３，３３，４３異形鉄筋（異形棒鋼）

Claims

１００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現しうる繊維補強セメント含有組成物の中に、異形鉄筋を配設してなる鉄筋補強セメント系構造体であって、上記異形鉄筋の軸線に対して垂直な平面で切断した場合における上記鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の上記異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合が、０．０３〜２０％であることを特徴とする鉄筋補強セメント系構造体。
上記鉄筋補強セメント系構造体が、プレストレスを導入していないプレキャスト品である請求項１に記載の鉄筋補強セメント系構造体。
上記異形鉄筋の軸線を含む平面で切断した場合における上記鉄筋補強セメント系構造体の断面の面積中の上記異形鉄筋の面積（複数本の異形鉄筋が存在する場合は、これら複数本の異形鉄筋の総面積）の割合が、０．３〜５０％である請求項１又は２に記載の鉄筋補強セメント系構造体。