JP2015218497A - Seismic strengthening structure and seismic strengthening method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐震補強構造体及び耐震補強工法に関する。 The present invention relates to a seismic reinforcement structure and a seismic reinforcement method.
種々の耐震補強技術がこれまでに開発されている。例えば、下記特許文献1,2には既存建物の耐震強度を向上させるための工法が記載されている。
Various seismic reinforcement techniques have been developed so far. For example,
ところで、耐震補強工法が実施される現場に必ずしも十分な作業スペース又は耐震補強構造体の設置スペースがあるとは限らず、特に既存の構造物(柱及び梁など)の耐震補強作業はこのようなスペース上の制約がある場合が多い。 By the way, there is not always enough work space or installation space for the seismic reinforcement structure at the site where the seismic reinforcement method is carried out, especially for seismic reinforcement work of existing structures (columns, beams, etc.) There are often space constraints.
本発明は、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上し得る耐震補強構造体及びこれを構築するための工法を提供することを目的とする。 The present invention provides a seismic reinforcement structure that can be constructed even in a site where the work space or the installation space is relatively narrow, and can sufficiently improve the strength of the structure to be seismically strengthened, and a method for constructing the same. The purpose is to provide.
本発明に係る耐震補強構造体は、耐震補強対象の構造物の施工面から突出するように設けられるアンカーと、超高強度モルタルの硬化物からなり施工面を覆うように設けられる一つ又は複数のプレキャスト型枠と、施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に充填される超高強度モルタルの硬化物とを備える。 The seismic reinforcement structure according to the present invention includes one or a plurality of anchors provided so as to protrude from the construction surface of the structure to be seismically strengthened and a cured product of ultra-high strength mortar so as to cover the construction surface. And a cured product of ultrahigh strength mortar filled in a space formed by the construction surface and the inner surface of the precast mold.
上記耐震補強構造体によれば、充填物として超高強度モルタルを採用するとともに、これを硬化させた後もプレキャスト型枠(超高強度モルタル製)を取り外すことなく耐震補強構造体の一部として残存させることで、薄い厚さ(例えば100〜300mm程度)であっても、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上させることができる。なお、ここでいう耐震補強構造体の「厚さ」とは施工面からプレキャスト型枠の外面までの距離を意味する。 According to the above-mentioned seismic reinforcement structure, while adopting ultra-high strength mortar as a filling material, it can be used as part of the seismic reinforcement structure without removing the precast formwork (made of ultra-high strength mortar) after curing it. By remaining, even if it is thin thickness (for example, about 100-300 mm), the intensity | strength of the structure of seismic reinforcement object can fully be improved. Here, the “thickness” of the seismic reinforcement structure means the distance from the construction surface to the outer surface of the precast formwork.
上記耐震補強構造体を構築するには、工場等で製造されたプレキャスト型枠を現場に運び込んで使用すればよい。このため、現場における型枠設置作業を必要最小限とすることができ、作業スペースが比較的狭い現場であっても耐震補強構造体を構築することができる。また、上述のとおり、耐震補強構造体の厚さを十分に薄くできるため、設置スペースを比較的狭い場所であっても耐震補強構造体を設置することができる。 In order to construct the seismic reinforced structure, a precast formwork manufactured at a factory or the like may be carried to the site and used. For this reason, it is possible to minimize the installation work of the formwork at the site, and it is possible to construct the seismic reinforcement structure even at a site where the work space is relatively narrow. Further, as described above, since the thickness of the seismic reinforcing structure can be sufficiently reduced, the seismic reinforcing structure can be installed even in a relatively narrow installation space.
上記プレキャスト型枠及び上記充填物を構成する超高強度モルタルの一例として、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、細骨材とを含むモルタル組成物が挙げられる。上記セメントはC3Sを40.0〜75.0質量%及びC3Aを2.7質量%未満含有するものであることが好ましい。 As an example of the ultra high strength mortar constituting the precast mold and the filler, there is a mortar composition containing cement, silica fume, water, a water reducing agent, an antifoaming agent, and fine aggregate. It is preferable that the cement are those containing less than 2.7 wt% of C 3 S and from 40.0 to 75.0% by weight and C 3 A.
プレキャスト型枠を構成する超高強度モルタルの硬化物は有機繊維を含むものであってもよい。有機繊維を含むプレキャスト型枠は、搬送時のハンドリング性に優れ(欠損しにくい)、また耐火性に優れる(爆裂しにくい)などの利点がある。他方、充填物である超高強度モルタルの硬化物は、打設時の優れた流動性及び硬化後の高い圧縮強度の観点から、有機繊維を含まなくてもよい。 The cured product of ultra high strength mortar constituting the precast form may contain organic fibers. Precast molds containing organic fibers have advantages such as excellent handling properties during transportation (hard to break) and excellent fire resistance (hard to explode). On the other hand, the cured product of ultra-high strength mortar that is a filler may not contain organic fibers from the viewpoint of excellent fluidity at the time of casting and high compressive strength after curing.
本発明において、鉄筋は施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間内に配置してもよい。また、超高強度モルタルの硬化物内に鉄筋とともにせん断補強筋を埋設させてもよい。また、超高強度モルタルと接触するプレキャスト型枠内面に超高強度モルタルとの一体性向上を目的に目荒し状の凹凸を設けてもよい。複数のプレキャスト型枠を使用して耐震補強構造体を構築する場合、より高い強度を達成する観点から、隣り合うプレキャスト型枠のつなぎ目をまたぐように、超高強度モルタルの硬化物内に補強用プレートや金網状の鉄筋を埋設させてもよい。あるいは、プレストレスが与えられた鋼線によって複数のプレキャスト型枠を一体化させてもよい。 In the present invention, the reinforcing bars may be arranged in a space formed by the construction surface and the inner surface of the precast formwork. Moreover, you may embed a shear reinforcement bar with a reinforcing bar in the hardened | cured material of ultra high intensity | strength mortar. Further, roughened irregularities may be provided on the inner surface of the precast mold frame in contact with the ultrahigh strength mortar for the purpose of improving the integrity with the ultrahigh strength mortar. When building a seismic reinforcement structure using multiple precast forms, from the viewpoint of achieving higher strength, it is used for reinforcement in the cured product of ultra-high-strength mortar so as to straddle the joints between adjacent precast forms. You may embed a plate or a wire mesh rebar. Or you may integrate a some precast formwork with the steel wire to which the prestress was given.
本発明は以下の耐震補強工法を提供する。すなわち、本発明に係る耐震補強工法は、(A)耐震補強対象の構造物の施工面から突出するようにアンカーを設ける工程と、(B)施工面を覆うように超高強度モルタルの硬化物からなる一つ又は複数のプレキャスト型枠を設ける工程と、(C)施工面とプレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に超高強度モルタルを充填する工程と、(D)上記空間に充填した超高強度モルタルを硬化させる工程とを備える。 The present invention provides the following seismic reinforcement method. That is, the seismic reinforcement method according to the present invention includes (A) a step of providing an anchor so as to protrude from a construction surface of a structure to be seismic reinforcement, and (B) a cured product of ultra high strength mortar so as to cover the construction surface. A step of providing one or a plurality of precast molds, (C) a step of filling a space formed by the construction surface and the inner surface of the precast molds, and (D) filling the space. Curing the ultra-high strength mortar.
上記耐震補強工法は、施工面上に鉄筋を配置する工程を更に備えてもよく、この工程は(C)工程前であればよく、(B)工程前であってもよい。上記耐震補強工法は、プレストレスが与えられた鋼材によって複数のプレキャスト型枠を一体化させる工程を更に備えてもよい。 The seismic reinforcement method may further include a step of arranging reinforcing bars on the construction surface, and this step may be performed before the step (C) or may be performed before the step (B). The seismic reinforcement method may further include a step of integrating a plurality of precast molds with a prestressed steel material.
上記耐震補強工法においては、全ての型枠がプレキャスト型枠でなくてもよく、プレキャスト型枠を配置できない箇所等については現場で例えば木製の型枠を組み立ててもよい。すなわち、上記耐震補強工法は、施工面においてプレキャスト型枠を配置しない箇所に型枠を現場で組み立てて設置する工程を更に備えてもよい。 In the above-mentioned seismic reinforcement method, not all the molds need to be precast molds, and for places where the precast molds cannot be arranged, for example, wooden molds may be assembled on site. In other words, the seismic reinforcement method may further include a step of assembling and installing the formwork at a location where the precast formwork is not arranged on the construction surface.
本発明によれば、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上し得る耐震補強構造体及びこれを構築するための工法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a site where a work space or an installation space is comparatively narrow, it can be constructed, and a seismic reinforcement structure that can sufficiently improve the strength of a structure to be seismic reinforcement and a structure for constructing the same Construction methods are provided.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and a duplicate description is omitted.
<第1実施形態>
(耐震補強構造体)
図1は本実施形態に係る耐震補強構造体の内部構造を模式的に示す斜視図である。同図に示す耐震補強構造体10は、既存RC柱1及び既存RC梁2が交差する箇所(耐震補強対象の構造物)を耐震補強するためのものである。耐震補強構造体10は、施工面Fから突出するように設けられる複数のアンカー12と、施工面Fを覆うように設けられる複数のプレキャスト型枠15と、施工面Fとプレキャスト型枠15の内面15aとによって形成される空間S(図2参照)に充填される超高強度モルタルの硬化物18とを備える。以下、各構成について説明する。
<First Embodiment>
(Seismic reinforcement structure)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the internal structure of the seismic reinforcing structure according to the present embodiment. The
アンカー12は、耐震補強対象の構造物(既存RC柱1及び既存RC梁2)と超高強度モルタルの硬化物18とを一体化させるためのものである。すなわち、アンカー12は、耐震補強対象の構造物に加わる地震エネルギーを耐震補強構造体10に伝える役割を果たす。アンカー12としては例えば種々のタイプのアンカーボルトを使用できる。なお、図2には全体が超強度モルタルの硬化物18に埋設されるアンカー12を例示したが、アンカーはその先端がプレキャスト型枠15に設けられた孔(図示せず)からその外面15bに突出したものであってもよい。この場合、例えばアンカーの先端にナットを装着できるようにすることでアンカーにプレキャスト型枠15を施工面Fに固定する機能を持たせてもよい。
The
図1及び図2に示すように、施工面F上には鉄筋13と、せん断補強筋14とが予め配置され、超高強度モルタルの硬化物18中に埋設されている。鉄筋13及びせん断補強筋14のいずれも高強度のものが好ましい。具体的には鉄筋13及びせん断補強筋14として使用する鋼材の降伏点は、好ましくは390N/mm2以上であり、より好ましくは490〜1275N/mm2であり、更に好ましくは685〜1275N/mm2である。当該鋼材の引張り強さは、好ましくは560N/mm2以上であり、より好ましくは620〜1500N/mm2であり、更に好ましくは800〜1500N/mm2である。なお、本明細書でいう「降伏点」及び「引張り強さ」はJIS Z2241−2011に記載の方法に準拠して測定された値を意味する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a reinforcing
プレキャスト型枠15は、例えば工場で製造され、現場に運び込まれたものである。プレキャスト型枠15の形状及びサイズは施工面Fに応じて適宜設定すればよいが、例えば、プレキャスト型枠15の内面から外面までの距離(肉厚)は、施工性及び耐久性の観点から、15mm〜50mm程度とすればよい。プレキャスト型枠15を構成する超高強度モルタルの硬化物の圧縮強度は、耐震性及びコストの観点から、好ましくは80〜200N/mm2であり、より好ましくは100〜200N/mm2であり、更に好ましくは150〜200N/mm2である。なお、本明細書でいう「圧縮強度」はJIS A1132−2014「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて直径5cm×高さ10cmの円柱供試体を作製し、JIS A1108−2006「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて材齢28日に測定された値を意味する。
The
プレキャスト型枠15を構成する超高強度モルタルの一例として、セメント、シリカフューム、水、減水剤、消泡剤及び有機繊維を含むペースト組成物に細骨材等を添加して製造されるモルタル組成物が挙げられる。なお、プレキャスト型枠15は、現場ではなく工場等で製造すればよいため、標準熱養生(例えば90℃程度の蒸気養生)によって硬化することで、所定の強度が得られる熱硬化型のものであってもよいが、現場で硬化して所定の強度が得られる超高強度モルタルの硬化物18となるべく類似した組成及び物性とするため、プレキャスト型枠15も標準熱養生を必要としない常温硬化型のモルタル組成物を採用してもよい。
As an example of an ultra-high strength mortar constituting the
上記セメントの鉱物組成は、C3S量が40.0〜75.0質量%であり、C3A量が2.7質量%未満である。セメントのC3S量は、好ましくは45.0〜73.0質量%、より好ましくは48.0〜70.0質量%であり、更に好ましくは50.0〜68.0質量%である。C3A量は好ましくは2.3質量%未満であり、より好ましくは2.1質量%未満であり、更に好ましくは1.9質量%未満である。C3S量が40.0質量%未満では圧縮強度が低くなる傾向があり、75.0質量%を超えるとセメントの焼成自体が困難となる傾向がある。また、C3A量が2.7質量%以上では流動性が不十分となりやすい。なお、C3A量の下限値は特に限定されないが、0.1質量%程度である。 Mineral composition of the cement is C 3 S content is 40.0 to 75.0 wt%, C 3 A content is less than 2.7 wt%. The amount of C 3 S in the cement is preferably 45.0 to 73.0% by mass, more preferably 48.0 to 70.0% by mass, and still more preferably 50.0 to 68.0% by mass. The amount of C 3 A is preferably less than 2.3% by mass, more preferably less than 2.1% by mass, and even more preferably less than 1.9% by mass. If the amount of C 3 S is less than 40.0% by mass, the compressive strength tends to be low, and if it exceeds 75.0% by mass, the cement itself tends to be difficult to fire. Further, when the amount of C 3 A is 2.7% by mass or more, the fluidity tends to be insufficient. In addition, the lower limit of the amount of C 3 A is not particularly limited, but is about 0.1% by mass.
セメントのC2S量は好ましくは9.5〜40.0質量%であり、より好ましくは10.0〜35.0質量%であり、更に好ましくは12.0〜30.0質量%である。C4AF量は好ましくは9.0〜18.0質量%、より好ましくは10.0〜15.0質量%であり、更に好ましくは11.0〜15.0質量%である。このようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。 The C 2 S amount of the cement is preferably 9.5 to 40.0% by mass, more preferably 10.0 to 35.0% by mass, and further preferably 12.0 to 30.0% by mass. . The amount of C 4 AF is preferably 9.0 to 18.0% by mass, more preferably 10.0 to 15.0% by mass, and still more preferably 11.0 to 15.0% by mass. If it is the range of the mineral composition of such a cement, it will become easy to ensure the high fluidity | liquidity of a mortar composition, and the high compressive strength of the hardened | cured material.
セメントの粒度は、45μmふるい残分が、上限で25.0質量%であり、好ましくは20.0質量%であり、より好ましくは18.0質量%であり、更に好ましくは15.0質量%である。45μmふるい残分の下限は0.0質量%であり、好ましくは1.0質量%であり、より好ましくは2.0質量%であり、更に好ましくは3.0質量%である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い圧縮強度を確保でき、また、このセメントを使用して調製したスラリーは適度な粘性があるため、後述の有機繊維を添加しても十分な分散性が確保できる。 As for the cement particle size, the upper limit of the sieve residue of 45 μm is 25.0% by mass, preferably 20.0% by mass, more preferably 18.0% by mass, and further preferably 15.0% by mass. It is. The lower limit of the 45 μm sieve residue is 0.0% by mass, preferably 1.0% by mass, more preferably 2.0% by mass, and even more preferably 3.0% by mass. If the particle size of the cement is within this range, high compressive strength can be secured, and the slurry prepared using this cement has an appropriate viscosity, so that sufficient dispersibility can be obtained even if organic fibers described later are added. It can be secured.
セメントのブレーン比表面積は、好ましくは2500〜4800cm2/g、より好ましくは2800〜4000cm2/g、更に好ましくは3000〜3600cm2/gであり、特に好ましくは3200〜3500cm2/gである。セメントのブレーン比表面積が2500cm2/g未満ではモルタル組成物の強度が低くなる傾向があり、4800cm2/gを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向にある。 The brane specific surface area of the cement is preferably 2500 to 4800 cm 2 / g, more preferably 2800 to 4000 cm 2 / g, still more preferably 3000 to 3600 cm 2 / g, and particularly preferably 3200 to 3500 cm 2 / g. When the brane specific surface area of the cement is less than 2500 cm 2 / g, the strength of the mortar composition tends to be low, and when it exceeds 4800 cm 2 / g, the fluidity at the low water cement ratio tends to be lowered.
上記セメントの製造にあたっては、通常のセメントと特に異なる操作を行う必要はない。上記セメントは、石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、高炉ダスト等の原料の調合を目標とする鉱物組成に応じて変え、実機キルンで焼成した後、得られたクリンカーに石膏を加えて所定の粒度に粉砕することによって製造することができる。焼成するキルンには、一般的なNSPキルンやSPキルン等を使用することができ、粉砕には一般的なボールミル等の粉砕機が使用可能である。また、必要に応じて、2種以上のセメントを混合することもできる。 In manufacturing the cement, it is not necessary to perform an operation different from that of normal cement. The cement is changed according to the target mineral composition such as limestone, silica, slag, coal ash, construction generated soil, blast furnace dust, etc., fired in the actual kiln, gypsum added to the obtained clinker And can be manufactured by pulverizing to a predetermined particle size. A general NSP kiln, SP kiln, or the like can be used for the kiln to be fired, and a general pulverizer such as a ball mill can be used for pulverization. Moreover, 2 or more types of cement can also be mixed as needed.
上記シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のSiO2である。シリカフュームの平均粒子径は、好ましくは0.05〜2.0μm、より好ましくは0.10〜1.5μm、更に好ましくは0.18〜0.28μm、特に好ましくは0.20〜0.28μmである。このようなシリカフュームを用いることで、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。 The silica fume is a by-product obtained by collecting dust in exhaust gas generated when producing metal silicon, ferrosilicon, electrofused zirconia, etc., and the main component is an amorphous substance that dissolves in an alkaline solution. SiO 2 . The average particle size of silica fume is preferably 0.05 to 2.0 μm, more preferably 0.10 to 1.5 μm, still more preferably 0.18 to 0.28 μm, and particularly preferably 0.20 to 0.28 μm. is there. By using such silica fume, it becomes easy to ensure high fluidity of the mortar composition and high compressive strength of the cured product.
上記モルタル組成物において、セメント及びシリカフュームの合計量を基準として、シリカフュームを、好ましくは3〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは10〜18質量%、特に好ましくは10〜15質量%含む。また、セメントとシリカフュームと細骨材の合計量を基準として、シリカフュームを、好ましくは3〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは10〜18質量%含む。 In the mortar composition, the silica fume is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, still more preferably 10 to 18% by mass, and particularly preferably 10 to 10% by mass, based on the total amount of cement and silica fume. Contains 15% by mass. The silica fume is preferably contained in an amount of 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and further preferably 10 to 18% by mass based on the total amount of cement, silica fume and fine aggregate.
水の添加量は、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対し、好ましくは10〜25質量部、より好ましくは12〜20質量部、更に好ましくは13〜18質量部である。モルタル組成物の単位水量は、好ましくは180〜280kg/m3、より好ましくは200〜270kg/m3、更に好ましくは210〜260kg/m3である。 The amount of water added is preferably 10 to 25 parts by mass, more preferably 12 to 20 parts by mass, and still more preferably 13 to 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement and silica fume. Unit water content of the mortar composition is preferably 180~280kg / m 3, more preferably 200~270kg / m 3, more preferably a 210~260kg / m 3.
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。上記モルタル組成物は、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対して、減水剤を好ましくは0.5〜6.0質量部、より好ましくは1.0〜4.0質量部、更に好ましくは1.8〜3.0質量部、特に好ましくは2.0〜3.0質量部含む。 As the water reducing agent, lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, aminosulfonic acid-based, polycarboxylic acid-based water reducing agents, high-performance water reducing agents, high-performance AE water reducing agents, and the like can be used. From the viewpoint of ensuring fluidity at a low water cement ratio, it is preferable to use a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent as the water reducing agent, and a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent. It is more preferable to use The mortar composition is preferably 0.5 to 6.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.0 parts by mass, and still more preferably 100 parts by mass of the total amount of cement and silica fume. It contains 1.8 to 3.0 parts by mass, particularly preferably 2.0 to 3.0 parts by mass.
消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対して、消泡剤を好ましくは0.01〜2.0質量部、より好ましくは0.02〜1.5質量部、更に好ましくは0.03〜1.0質量部含む。 Examples of antifoaming agents include special nonionic compounding surfactants, polyalkylene derivatives, hydrophobic silica, and polyethers. In this case, the antifoaming agent is preferably 0.01 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.02 to 1.5 parts by weight, and still more preferably 0.000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of cement and silica fume. Including 03 to 1.0 parts by mass.
プレキャスト型枠15を製造するためのモルタル組成物(超高強度モルタル)は、上述のとおり、有機繊維を含む。有機繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。有機繊維の繊度は、好ましくは1.0〜20dtexであり、より好ましくは1.5〜15dtex、更に好ましくは2.0〜4.0dtexである。有機繊維の引張強度は、好ましくは1〜6cN/dtex、より好ましくは1.5〜5cN/dtex、更に好ましくは2〜4cN/dtexである。有機繊維の伸度は、好ましくは400%以下、より好ましくは300%以下、更に好ましくは50〜200%である。有機繊維の繊維長は、好ましくは3〜30mm、より好ましくは4〜20mm、更に好ましくは5〜15mmである。有機繊維の密度は、好ましくは0.8〜1.5g/cm3、より好ましくは0.8〜1.3g/cm3、更に好ましくは0.85〜0.95g/cm3である。有機繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)は、好ましくは200〜900、より好ましくは300〜800、更に好ましくは400〜700である。これらの条件を満たす有機繊維を使用することで、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高靭性、高圧縮強度及び高引張強度に加え、高い耐火性能を十分に確保することができる。また、プレキャスト型枠15の角欠け等、何らかの衝撃に対する欠損を抑制することができる。
The mortar composition (ultra-high strength mortar) for producing the
有機繊維の添加量は、有機繊維を含まないモルタル組成物に対し外割りで好ましくは0.05〜3体積%、より好ましくは0.1〜2体積%、更に好ましくは0.3〜1体積%である。有機繊維の添加量が0.05体積%未満では十分な耐火爆裂性や耐衝撃性が得られない場合があり、3体積%を超えるとモルタル組成物中への練混ぜが困難になる場合がある。 The addition amount of the organic fiber is preferably 0.05 to 3% by volume, more preferably 0.1 to 2% by volume, and still more preferably 0.3 to 1% by volume with respect to the mortar composition not containing the organic fiber. %. If the amount of organic fiber added is less than 0.05% by volume, sufficient fire explosion resistance and impact resistance may not be obtained. If it exceeds 3% by volume, mixing into the mortar composition may be difficult. is there.
細骨材としては、特に制限されないが、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石細骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。細骨材は、粒径0.15mm以下の粒群を好ましくは15〜85質量%、より好ましくは20〜70質量%、更に好ましくは25〜45質量%含む。また、上記細骨材は、粒径0.075mm以下の粒群を好ましくは3〜20質量%、より好ましくは5〜15質量%含む。 The fine aggregate is not particularly limited, but river sand, land sand, sea sand, crushed sand, quartz sand, limestone fine aggregate, blast furnace slag fine aggregate, ferronickel slag fine aggregate, copper slag fine aggregate, electric furnace oxidation Slag fine aggregate etc. can be used. The fine aggregate preferably contains 15 to 85% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, and further preferably 25 to 45% by mass of a particle group having a particle size of 0.15 mm or less. The fine aggregate preferably contains 3 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass of a particle group having a particle size of 0.075 mm or less.
細骨材に含まれる粒径0.15mm以下の粒群が15質量%未満では、モルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。細骨材に含まれる粒径0.15mm以下の粒群が85質量%を超えると、微粒量が多すぎて粘性が高くなり、所定の流動性を出すためには水セメント比を増やす必要があるため強度低下に繋がる恐れがある。なお、微粒分の調製方法は、特に限定されないが、例えば、2種類以上の粒度の異なる細骨材を混ぜ合わせることによって調製可能である。 When the particle group having a particle size of 0.15 mm or less contained in the fine aggregate is less than 15% by mass, the viscosity of the mortar composition may be insufficient and material separation may occur. If the fine aggregate contains particles with a particle size of 0.15 mm or less exceeding 85% by mass, the amount of fine particles is too high and the viscosity becomes high, and it is necessary to increase the water-cement ratio in order to obtain a predetermined fluidity. Therefore, there is a risk of reducing the strength. In addition, although the preparation method of a fine particle part is not specifically limited, For example, it can prepare by mixing the fine aggregate from which 2 or more types of particle sizes differ.
モルタル組成物中の細骨材量は、好ましくは400〜1000kg/m3、より好ましくは430〜850kg/m3、更に好ましくは500〜750kg/m3である。 The amount of fine aggregate in the mortar composition is preferably 400 to 1000 kg / m 3 , more preferably 430 to 850 kg / m 3 , and still more preferably 500 to 750 kg / m 3 .
モルタル組成物は無機質微粉末を更に含んでもよい。無機質微粉末としては、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等の微粉末を使用することができる。無機質微粉末は、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等をブレーン比表面積が2500cm2/g以上となるまで粉砕又は分級した微粉末であり、モルタル組成物の流動性を改善することが期待される。無機質微粉末のブレーン比表面積は3000〜5000cm2/gであることが好ましく、3200〜4500cm2/gであることがより好ましく、3400〜4300cm2/gであることが更に好ましく、3600〜4300cm2/gであることが特に好ましい。 The mortar composition may further contain an inorganic fine powder. As the inorganic fine powder, fine powder such as limestone powder, quartzite powder, crushed stone powder, and slag powder can be used. The inorganic fine powder is a fine powder obtained by pulverizing or classifying limestone powder, quartzite powder, crushed stone powder, slag powder or the like until the Blaine specific surface area is 2500 cm 2 / g or more, and can improve the fluidity of the mortar composition. Be expected. Preferably Blaine specific surface area of the powder inorganic fine powder is 3000~5000cm 2 / g, more preferably 3200~4500cm 2 / g, more preferably in a 3400~4300cm 2 / g, 3600~4300cm 2 / G is particularly preferable.
細骨材と無機質微粉末の混合物は、粒径0.15mm以下の粒群を好ましくは40〜80質量%、より好ましくは45〜80質量%含み、更に好ましくは50〜75質量%含む。また、上記混合物は、粒径0.075mm以下の粒群を好ましくは30〜80質量%、より好ましくは35〜70質量%含み、更に好ましくは40〜65質量%含む。無機質微粉末に含まれる粒径0.075mm以下の粒群が30質量%未満であるとモルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。 The mixture of fine aggregate and inorganic fine powder preferably contains 40 to 80% by mass, more preferably 45 to 80% by mass, and even more preferably 50 to 75% by mass of a particle group having a particle size of 0.15 mm or less. The mixture preferably contains 30 to 80% by mass, more preferably 35 to 70% by mass, and further preferably 40 to 65% by mass of a particle group having a particle size of 0.075 mm or less. If the particle group having a particle size of 0.075 mm or less contained in the inorganic fine powder is less than 30% by mass, the mortar composition may have insufficient viscosity and may cause material separation.
細骨材と無機質微粉末の混合物は、セメント及びシリカフュームの合計量100質量部に対して、細骨材を10〜60質量部、無機質微粉末を10〜60質量部含むことが好ましく、細骨材を15〜30質量部、無機質微粉末を15〜30質量部含むことがより好ましく、細骨材を20〜30質量部、無機質微粉末を20〜30質量部含むことが更に好ましい。また、モルタル組成物1m3当たりの細骨材及び無機質微粉末の混合物の単位量は、好ましくは140〜980kg/m3、より好ましくは300〜900kg/m3、更に好ましくは600〜900kg/m3である。 The mixture of fine aggregate and inorganic fine powder preferably contains 10 to 60 parts by mass of fine aggregate and 10 to 60 parts by mass of inorganic fine powder with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement and silica fume. More preferably, the material contains 15-30 parts by mass, the inorganic fine powder 15-30 parts by mass, the fine aggregate 20-30 parts by mass, and the inorganic fine powder 20-30 parts by mass. The unit amount of the mixture of fine aggregate and inorganic fine powder per 1 m 3 of the mortar composition is preferably 140 to 980 kg / m 3 , more preferably 300 to 900 kg / m 3 , still more preferably 600 to 900 kg / m. 3 .
モルタル組成物は、必要に応じて、膨張材、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ガラス繊維、再乳化形樹脂粉末、ポリマーエマルジョン等を1種以上含有してもよい。 The mortar composition may contain at least one kind of expansion material, shrinkage reducing agent, setting accelerator, setting retarder, thickener, glass fiber, re-emulsified resin powder, polymer emulsion, and the like, as necessary. .
上記モルタル組成物の製造方法は、特に限定されないが、水、減水剤及び有機繊維以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、減水剤を添加してミキサに入れて練り混ぜることによって製造することが好ましい。また、繊維材料は、モルタルを製造した後にミキサに添加し、更に練り混ぜることが好ましい。モルタル組成物の練混ぜに使用するミキサは特に限定されず、モルタル用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。 The method for producing the mortar composition is not particularly limited, but some or all of materials other than water, water reducing agent and organic fiber are mixed in advance, and then water and water reducing agent are added and put in a mixer. It is preferable to manufacture by kneading. The fiber material is preferably added to the mixer after the mortar is produced and further kneaded. The mixer used for kneading the mortar composition is not particularly limited, and a mortar mixer, a biaxial forced kneading mixer, a pan-type mixer, a grout mixer, and the like can be used.
超高強度モルタルの硬化物18は、施工面Fとプレキャスト型枠15の内面15aとによって形成される空間Sに充填されている(図2参照)。硬化物18は、打設時の優れた流動性及び硬化後の高い圧縮強度の観点から、有機繊維を含まなくてもよい。なお、上述のとおり、硬化物18用のモルタル組成物は、現場で標準熱養生処理をしなくて済むように、常温硬化型であることが好ましい。
The cured
硬化物18のための超高強度モルタルは、有機繊維を含まないこと以外は、プレキャスト型枠15を製造するための超高強度モルタルと同様のものを使用できる。超高強度モルタルの硬化物18の圧縮強度は、耐震性及びコストの観点から、好ましくは80〜200N/mm2であり、より好ましくは100〜200N/mm2であり、更に好ましくは150〜200N/mm2である。
The ultra-high strength mortar for the cured
上述のように、圧縮強度が高いプレキャスト型枠15及び超高強度モルタルの硬化物18を採用することで、耐震補強構造体10の厚さを薄くしても十分に優れた耐震強度を達成できる。したがって、耐震補強構造体10の厚さ、換言すればプレキャスト型枠15の厚さ(プレキャスト型枠15の施工面Fと向き合う対向面15cから外面15bまでの長さ)は、好ましくは100〜300mm、より好ましくは150〜200mmとすることができる。したがって、本実施形態に係る耐震補強構造体10は、作業スペース又は設置スペースが比較的狭い現場であっても施工可能であり、耐震補強対象の構造物の強度を十分に向上させることができる。
As described above, by adopting the
(耐震補強工法)
次に、上記耐震補強構造体10を構築するための耐震補強工法について説明する。本実施形態に係る耐震補強工法は以下の工程を備える。
・施工面Fから突出するようにアンカー12を設ける工程((A)工程)。
・施工面F上に鉄筋13及びせん断補強筋14を配置する工程。
・施工面Fを覆うように複数のプレキャスト型枠15を設ける工程((B)工程)。
・空間Sに超高強度モルタル18aを充填する工程((C)工程)。
・空間Sに充填した超高強度モルタル18aを硬化させて硬化物18を得る工程((D)工程)。
(Seismic reinforcement method)
Next, the seismic reinforcement construction method for constructing the
-The process of providing the
-The process of arrange | positioning the reinforcing
-The process of providing the several
A step of filling the space S with the ultra high strength mortar 18a (step (C)).
A step of curing the ultrahigh strength mortar 18a filled in the space S to obtain a cured product 18 (step (D)).
図3の(a)は施工面F上に複数のアンカー12を設け且つ鉄筋13及びせん断補強筋14を配置した状態を示す。鉄筋13を施工面Fに固定するには、例えば鉄筋固定用のアンカー(図示せず)を施工面Fに設けるなどすればよい。
FIG. 3A shows a state in which a plurality of
図3の(b)は施工面Fを覆うように複数のプレキャスト型枠15を設けた状態を示す。プレキャスト型枠15を施工面Fに固定するには、例えば支保工やセパレータ等(図示せず)を使用すればよい。施工面Fとプレキャスト型枠15の対向面15cとの間、及び、隣り合うプレキャスト型枠15とのつなぎ目から超高強度モルタル18aが漏れ出ないようにするには、これらの箇所にシーリング処理を施せばよい。なお、シーリング処理をしっかりと施した場合、施工面Fと対向面15cとが当接していなくてもよく、施工面Fと対向面15cとの間に隙間があってもよい。
FIG. 3B shows a state in which a plurality of
図3の(c)は空間Sに超高強度モルタル18aを充填する作業を実施している様子を模式的に示す。超高強度モルタル18aを充填した後、好ましくは3〜7日(典型的には3日程度)にわたって養生することで超高強度モルタル18aが硬化物18となる。これらの工程を経ることで耐震補強構造体10が施工面F上に構築される。
FIG. 3C schematically shows a state in which the operation of filling the space S with the ultra-high strength mortar 18a is performed. After filling with the ultra high strength mortar 18a, the super high strength mortar 18a becomes the cured
<第2実施形態>
上記第1実施形態においては、鉄筋13とせん断補強筋14とを空間S内に配置する場合を例示したが、この構成の代わりに、あるいは、この構成とともに、プレストレスが与えられたPC鋼線によって複数のプレキャスト型枠15を一体化させる構成を採用してもよい。この場合、図4に示すように、複数のプレキャスト型枠15を横方向及び縦方向に連通するシース管16を使ってつくられた複数の孔15dを各プレキャスト型枠に設け、これらにPC鋼線17を通しプレストレスを与える。なお、PC鋼線17を設置し、これにプレストレスを与えた後、シース管16内にはグラウトを充填すればよい。
Second Embodiment
In the said 1st Embodiment, although the case where the reinforcing
<第3実施形態>
第1実施形態及び第2実施形態においては、プレキャスト型枠15を使用し、現場において型枠を組み立てない場合を例示したが、現場の状況によってはプレキャスト型枠15と現場で組み立てる型枠とを併用してもよい。例えば、図5に示すように、既存RC柱1及び既存RC梁2が交差する箇所に、これらを直交する方向に更に既存RC梁3が延びている場合、この既存RC梁3の周りには現場で例えば木製の型枠15Aを組み立てる一方、その外側にプレキャスト型枠15を配置してもよい。プレキャスト型枠15と現場で組み立てる型枠15Aとを併用することで、現場の状況に応じて柔軟に対応できる。
<Third Embodiment>
In 1st Embodiment and 2nd Embodiment, although the case where the
図5に示すように、断面形状が矩形の既存RC梁3の上面3aに対向する位置に高張力の金属製パネルプレートP1を配置するとともに、既存RC梁3の残りの3つの面3a,3b,3cにもそれぞれ対向する3つの面を有する高張力の金属製パネルプレートP2を配置する。パネルプレートP1とパネルプレートP2とは既存スラブ4を貫通するように配置されたボルトBとナットNによって固定されている。これらのパネルプレートP1,P2に鉄筋13の端部が溶接され、そこから横方向及び縦方向に鉄筋13が延びている。
As shown in FIG. 5, a high-tension metal panel plate P1 is disposed at a position facing the
以上、本発明の第1〜第3実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、耐震補強構造体の強度をより高めるため、以下のような工夫を施してもよい。 The first to third embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in order to increase the strength of the seismic reinforcement structure, the following measures may be taken.
図6に示すように、プレキャスト型枠15の孔15dに鋼線17を通すのみならず、プレキャスト型枠15自体にせん断補強筋14を適宜配置してもよい。図6はこれらの配置のバリエーションを示す断面図である。また、隣り合うプレキャスト型枠15同士の一体性を向上させる観点から、図7に示すように、一方のプレキャスト型枠15に凸部15eを設け、他方のプレキャスト型枠15に凹部15fを設け、これらが嵌り合うようにしてもよい。あるいは、図8に示すように、隣り合うプレキャスト型枠15のつなぎ目をまたぐように、超高強度モルタルの硬化物18内に補強用プレート19や金網状の鉄筋(図示せず)を埋設させてもよい。補強用プレート19としては鉄板などの金属製プレート及び炭素繊維製プレートなどを採用できる。図9に示すように、プレキャスト型枠15の内面15aに複数の凹部15gを設けてもよい。凹部15gを設けることで硬化物18とのより一層の一体化が図られるとともに、プレキャスト型枠15を軽量化できる。
As shown in FIG. 6, in addition to passing the
上記実施形態においては、既存RC梁及び既存RC柱に対して耐震補強を施す場合を例示したが、耐震補強対象の構造物はこれらに限定されず、鉄骨鉄筋コンクリート造等の構造物を対象としてもよい。耐震補強の対象物の形状及びサイズによっては複数のプレキャスト型枠を使用せず、一つのプレキャスト型枠で耐震補強構造体を構築してもよい。 In the said embodiment, although the case where the earthquake-proof reinforcement was performed with respect to the existing RC beam and the existing RC column was illustrated, the structure of earthquake-proof reinforcement object is not limited to these, Even if it targets structures, such as a steel frame reinforced concrete structure Good. Depending on the shape and size of the object of seismic reinforcement, a plurality of precast molds may not be used, and the seismic reinforcement structure may be constructed with one precast mold.
1…既存RC柱(耐震補強対象の構造物)、2…既存RC梁(耐震補強対象の構造物)、4…既存スラブ、10…耐震補強構造体、12…アンカー、13…鉄筋、14…せん断補強筋、15…プレキャスト型枠、15A…型枠、15a…内面、15b…外面、15c…対向面、15d…孔、17…鋼線、18…超高強度モルタルの硬化物、19…補強用プレート、F…施工面。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
超高強度モルタルの硬化物からなり前記施工面を覆うように設けられる一つ又は複数のプレキャスト型枠と、
前記施工面と前記プレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に充填される超高強度モルタルの硬化物と、
を備える耐震補強構造体。 An anchor provided so as to protrude from the construction surface of the structure subject to seismic reinforcement;
One or a plurality of precast molds made of a cured product of ultra-high strength mortar and provided to cover the construction surface;
A cured product of ultra-high strength mortar filled in the space formed by the construction surface and the inner surface of the precast formwork;
Seismic reinforcement structure comprising
隣り合う前記プレキャスト型枠のつなぎ目をまたぐように、前記超高強度モルタルの硬化物内に埋設された補強用プレート又は金網状の鉄筋を更に備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。 Comprising the plurality of precast forms,
The reinforcing plate or the wire netting rebar embedded in the cured product of the ultra-high strength mortar so as to straddle the joint between the adjacent precast formwork, 6. Seismic reinforcement structure.
当該複数のプレキャスト型枠はプレストレスが与えられた鋼材によって一体化されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。 Comprising the plurality of precast forms,
The seismic reinforcement structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of precast molds are integrated by a prestressed steel material.
前記セメントは、C3Sを40.0〜75.0質量%及びC3Aを2.7質量%未満含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の耐震補強構造体。 The ultra-high strength mortar is a mortar composition containing cement, silica fume, water, a water reducing agent, an antifoaming agent, and fine aggregate.
The cement, C 3 S contains less than 2.7% by weight 40.0 to 75.0% by weight and C 3 A and seismic reinforcement structure according to any one of claims 1 to 6.
(B)前記施工面を覆うように超高強度モルタルの硬化物からなる一つ又は複数のプレキャスト型枠を設ける工程と、
(C)前記施工面と前記プレキャスト型枠の内面とによって形成される空間に超高強度モルタルを充填する工程と、
(D)前記空間に充填した前記超高強度モルタルを硬化させる工程と、
を備える耐震補強工法。 (A) a step of providing an anchor so as to protrude from the construction surface of the structure to be seismically reinforced;
(B) providing one or a plurality of precast molds made of a cured product of ultra-high strength mortar so as to cover the construction surface;
(C) filling the space formed by the construction surface and the inner surface of the precast formwork with ultrahigh strength mortar;
(D) curing the ultra-high strength mortar filled in the space;
Seismic reinforcement construction method equipped with.
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2014
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