JP2016044393A - 補強構造物の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存建物の補強を簡易且つ低コストに行う。
【解決手段】既存建物1を補強するための補強構造物2の製造方法は、既存建物1の外壁面F側で且つ柱部4、梁部5及び交差部6に対応する位置に鉄筋12を配置する工程と、水平鉄筋15のうち梁部5Aに対応する部分にコンクリート硬化体を構成する工程と、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち交差部6Aに対応する部分にモルタル硬化体を構成する工程と、鉛直鉄筋14のうち柱部4Aに対応する部分及び水平鉄筋15のうち梁部5Bに対応する部分にコンクリート硬化体を構成する工程と、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち交差部6Bに対応する部分にモルタル硬化体を構成する工程とを含む。
【選択図】図6

Description

本開示は、既存建物を補強するための補強構造物の製造方法に関する。
特許文献1は、工場などで予め製造されたコンクリート部品(プレキャストコンクリート製の補強ユニット)を組み立てながら既存建物の外側(外壁)と一体化させ、既存建物を補強する補強工法を開示している。これらのコンクリート部品を組み立てる際には、補強柱となるコンクリート部品(補強柱ユニット)と補強梁となるコンクリート部品(補強梁ユニット)とを挿通する横PC鋼材により、これらに対して予め圧縮応力(プレストレス)を付与し、補強ユニットの耐震性能の向上を図っている。
特開2005−155137号公報
特許文献1が開示するような補強ユニットを用いた補強工法の場合、重量物であるコンクリート部品を工場から現場に運搬する必要が生ずる。加えて、同補強工法の場合、補強ユニットを製造するための設備や、プレストレスを補強ユニットに付与する工程を要する。従って、補強工法の煩雑化や高コスト化を招いていた。
そこで、本開示は、既存建物の補強を簡易且つ低コストに行うことが可能な補強構造物の製造方法を説明する。
本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法は、水平方向において隣り合う第1及び第2の柱部と、鉛直方向において隣り合うと共に上方に向かってこの順に並ぶ第1及び第2の梁部と、第1の柱部の下端と第1の梁部の一端とが交差する箇所に位置する第1の交差部と、第2の柱部の下端と第1の梁部の他端とが交差する箇所に位置する第2の交差部と、第1の柱部の上端と第2の梁部の一端とが交差する箇所に位置する第3の交差部と、第2の柱部の上端と第2の梁部の他端とが交差する箇所に位置する第4の交差部とを備える既存建物を補強するための補強構造物の製造方法であって、既存建物の外壁面側で且つ第1及び第2の柱部、第1及び第2の梁部及び第1〜第4の交差部に対応する位置に鉄筋を配置する工程と、鉄筋を配置する工程の後に、鉄筋のうち第1の梁部に対応する部分に構成された第1の型枠内にコンクリートを打設する工程と、第1の型枠内にコンクリートを打設する工程の後に、鉄筋のうち第1の交差部に対応する部分に構成された第2の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、第1の型枠内にコンクリートを打設する工程の後に、鉄筋のうち第2の交差部に対応する部分に構成された第3の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、第2の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程の後で且つ当該ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間が経過した後に、鉄筋のうち第1の柱部に対応する部分に構成された第4の型枠内にコンクリートを打設する工程と、第3の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程の後で且つ当該ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間が経過した後に、鉄筋のうち第2の柱部に対応する部分に構成された第5の型枠内にコンクリートを打設する工程と、鉄筋を配置する工程の後に、鉄筋のうち第2の梁部に対応する部分に構成された第6の型枠内にコンクリートを打設する工程と、第4〜第6の型枠内にコンクリートを打設する工程の後に、鉄筋のうち第3の交差部に対応する部分に構成された第7の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、第4〜第6の型枠内にコンクリートを打設する工程の後に、鉄筋のうち第4の交差部に対応する部分に構成された第8の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程とを含み、ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間は30分〜2時間であり、ポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体の圧縮強度はコンクリートが硬化したコンクリート硬化体の圧縮強度よりも大きい。
本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、第1及び第4〜第6の型枠内にコンクリートを打設して、既存建物の外壁面側で且つ既存建物の柱部及び梁部に対応する箇所にコンクリート硬化体を設けている。本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、第2、第3、第7及び第8の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填して、既存建物の外壁面側で且つ既存建物の交差部に対応する箇所にモルタル硬化体を設けている。そのため、第1及び第4〜第6の型枠を取り除くことで、補強構造物の柱部(補強柱部)と梁部(補強梁部)とがコンクリート硬化体によって構成される。第2、第3、第7及び第8の型枠を取り除くことで、補強構造物の交差部(補強交差部)がモルタル硬化体によって構成される。
ところで、補強柱部、補強梁部及び補強交差部の全てをモルタル硬化体によって構成する場合、極めて強度の大きな補強構造物を得ることができる一方で、コストが大幅に嵩んでしまう。しかしながら、本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、補強柱部及び補強梁部をコンクリート硬化体によって構成し、補強交差部をモルタル硬化体によって構成している。加えて、本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、より大きな強度が求められる補強交差部を、コンクリート硬化体よりも圧縮強度が大きいモルタル硬化体によって構成し、補強交差部ほどの強度を要しない補強柱部及び補強梁部をコンクリート硬化体によって構成している。そのため、補強構造物によって既存建物を十分に補強しつつ、補強構造物を低コストで製造することが可能となる。
本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、より大きな強度が求められる補強交差部を、コンクリート硬化体よりも圧縮強度が大きいモルタル硬化体によって構成している。そのため、補強構造物の全体をコンクリート硬化体によって構成した場合と比較して、補強柱部の幅及び補強梁部の梁成を小さくしても補強構造物としての強度が確保される。従って、補強構造物が設けられた既存建物の外観が補強柱部及び補強梁部によって損なわれ難くなるのみならず、設計の自由度が高まり意匠性に富んだ補強構造物を提供することが可能となる。
本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、打ち継ぎ時間が30分〜2時間である硬化特性を有するポリマーセメントモルタルを用いている。そのため、打ち継ぎ時間の経過後に、第4及び第5の型枠内へのコンクリートの打設を行える。従って、ポリマーセメントモルタルが硬化するまで待たずに、続くコンクリートの打設を迅速に行える。その結果、補強構造物の工期が極めて短くなる。加えて、本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法では、下方から上方にかけて順次コンクリートの打設及びポリマーセメントモルタルの充填が行われる。そのため、既存建物の柱部及び梁部に対応する箇所にコンクリートを打設し、その後に既存建物の交差部に対応する箇所にポリマーセメントモルタルを充填するような場合に必要となる、コンクリートの漏れ止めなどの特別な部材を要しない。従って、既存建物の補強を極めて簡易に行うことが可能となる。
本開示の一つの観点に係る補強構造物の製造方法は、鉄筋を配置する工程の後で、第1の型枠内にコンクリートを打設する工程の前に、第1の型枠の各端部の内側に位置するように第1の網状部材を配置する工程と、鉄筋を配置する工程の後で、第6の型枠内にコンクリートを打設する工程の前に、第6の型枠の各端部の内側に位置するように第2の網状部材を配置する工程とをさらに含んでもよい。この場合、第1及び第6の型枠の各端部からの未固化コンクリートの流出を、第1及び第2の網状部材によって抑制することが可能となる。
ポリマーセメントモルタルは、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、合成樹脂繊維、及び凝結促進剤を含有するポリマーセメント組成物と、水とを含み、ポリマーセメント組成物は、セメント100質量部に対して、凝結促進剤を0.20質量部〜2.00質量部含有していてもよい。この場合、より優れた速硬性を有するポリマーセメント組成物を用いて、30分〜2時間の打ち継ぎ時間を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。加えて、このようなポリマーセメント組成物を用いた場合、モルタル硬化体の初期硬化特性をより向上することができる。
本開示に係る補強構造物の製造方法によれば、既存建物の補強を簡易且つ低コストに行うことが可能となる。
図1は、既存建物に補強構造物が施工された補強済建物の一つの例を示す概略図である。 図2は、補強構造物を示す正面図である。 図3の(a)は、図2のIIIA−IIIA線断面図であり、図3の(b)は、図2のIIIB−IIIB線断面図である。 図4は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図5は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図6は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図7は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図8は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図9は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図10は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図11は、既存建物に補強構造物が施工された補強済建物の他の例を示す概略図である。
本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。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。
まず、既存建物1に補強構造物2が施工された補強済建物3の構造について、図1を参照して説明する。既存建物1は、柱部4と、梁部5と、交差部6と、スラブ部7とを備える。柱部4、梁部5、交差部6及びスラブ部7は、例えば鉄筋コンクリートによって構成される。図示はしていないが、既存建物1は外壁等も備える。
柱部4は、基礎部8上に設けられ、鉛直方向に沿って延びる。梁部5は、隣り合う柱部4の間に配設され、水平方向に沿って延びる。そのため、柱部4と梁部5とが組み立てられた組物は、格子状を呈している。柱部4及び梁部5は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。柱部4の厚み(奥行)は、400mm〜1000mm程度であってもよい。柱部4の幅は、400mm〜1000mm程度であってもよい。梁部5の厚み(奥行)は、例えば200mm〜500mm程度であってもよい。梁部5の幅は、500mm〜1200mm程度であってもよい。
交差部6は、柱部4と梁部5とが交差する箇所に位置する部分である。交差部6は、柱部4の一部としても機能する。スラブ部7は、柱部4及び梁部5の間において水平面に沿って延びている。スラブ部7は、床や天井として機能する。図1においては、柱部4の上端と下端との間に、4つのスラブ部7が鉛直方向に沿って並んでいる。そのため、図1に例示される既存建物1は、3階建ての建物である。
補強構造物2は、既存建物1の外壁面(補強構造物2の施工面)F(図3参照)上に設けられている。補強構造物2は、図1に示されるように、補強柱部9と、補強梁部10と、補強交差部11とを備える。補強柱部9、補強梁部10及び補強交差部11は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。
補強柱部9は、外壁面F上で且つ柱部4に対応する位置に配置されている。補強柱部9は、柱部4の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強柱部9は、鉛直方向に沿って延びている。図1に示される例では、既存建物1の1階部分及び2階部分に補強柱部9がそれぞれ位置している。既存建物1の中央部分においては、既存建物1の3階部分にも補強柱部9が位置している。図1に示されるように、鉛直方向において隣り合う補強柱部9は、同一の柱部4に対応している。補強柱部9の厚み(奥行)は、例えば350mm〜600mm程度であってもよい。補強柱部9の幅は、500mm〜800mm程度であってもよい。
補強梁部10は、外壁面F上で且つ梁部5に対応する位置に配置されている。補強梁部10は、梁部5の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強梁部10は、水平方向に沿って延びている。補強梁部10は、水平方向において隣り合う補強柱部9の間に位置している。図1に示されるように、水平方向において隣り合う補強梁部10は、同一の梁部5に対応している。補強梁部10の厚み(奥行)は、例えば350mm〜500mm程度であってもよい。補強梁部10の梁成は、500mm〜900mm程度であってもよく、補強柱部9の幅よりも100mm程度大きくてもよい。
補強交差部11は、外壁面F上で且つ交差部6に対応する位置に配置されている。補強交差部11は、補強柱部9及び補強梁部10の端部同士を接続している。そのため、補強交差部11は、補強柱部9と補強梁部10との交点に位置している。従って、補強構造物2は、補強柱部9、補強梁部10及び補強交差部11によって格子状に構成されている。補強交差部11の厚み(奥行)及び幅の一方が600mm以下であってもよい。補強交差部11の高さは、例えば500mm〜900mm程度であってもよい。
補強柱部9及び補強梁部10は、例えば鉄筋がコンクリート硬化体に埋設された鉄筋コンクリートによって構成されている。コンクリート硬化体は、コンクリートが硬化されてなる。補強交差部11は、例えば鉄筋が埋設されたモルタル硬化体によって構成されている。モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルが硬化されてなる。本実施形態において、モルタル硬化体の圧縮強度は、同日の材齢で比較した場合、コンクリート硬化体の圧縮強度よりも大きい。
ここで、ポリマーセメントモルタルについて説明する。ポリマーセメントモルタルは、ポリマーセメント組成物と水との混合物である。
<ポリマーセメント組成物>
本実施形態のポリマーセメント組成物は、補強工法用のポリマーセメント組成物であって、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、無機系膨張材、合成樹脂繊維、及び凝結促進剤を含有する。
セメントは、水硬性材料として一般的なものであり、いずれの市販品も使用することができる。それらの中でも、JIS R 5210:2009「ポルトランドセメント」に規定されるポルトランドセメントを含むことが好ましい。流動性と速硬性の観点から、早強ポルトランドセメントを含むことがより好ましい。
強度発現性の観点からセメントのブレーン比表面積は、
好ましくは3000〜6000cm/gであり、
より好ましくは4000〜5000cm/gであり、
さらに好ましくは4200〜4800cm/gである。
細骨材としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂及び砕砂等の砂類を例示することができる。細骨材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、ポリマーセメントモルタルの型枠への充填性を一層円滑にする観点から、珪砂を含むことが好ましい。
細骨材をJIS A 1102:2014「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率(%)が、ふるい目開き2000μmにおいて、0質量%であることが好ましい。ふるい目開き2000μmのふるいを細骨材がすべて通過する場合、上記質量分率は0質量%である。
連続する各ふるいの間にとどまる質量分率(%)が、
ふるい目開き1180μmにおいて、5.0〜25.0であり、
ふるい目開き600μmにおいて、20.0〜50.0であり、
ふるい目開き300μmにおいて、20.0〜50.0であり、
ふるい目開き150μmにおいて、5.0〜25.0であり、
ふるい目開き75μmにおいて、0〜10.0であることが好ましい。
連続する各ふるいの間にとどまる質量分率(%)が、
ふるい目開き1180μmにおいて、10.0〜20.0であり、
ふるい目開き600μmにおいて、25.0〜45.0であり、
ふるい目開き300μmにおいて、25.0〜45.0であり、
ふるい目開き150μmにおいて、10.0〜20.0であり、
ふるい目開き75μmにおいて、0〜5.0であることがより好ましい。
細骨材を上記規定でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率(%)が上述の範囲内であることにより、より良好な材料分離抵抗性及び流動性を有するモルタルや、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。
細骨材をJIS A 1102:2014「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、細骨材の粗粒率が
好ましくは、1.60〜3.00であり、
より好ましくは、1.90〜2.80であり、
さらに好ましくは、2.10〜2.70であり、
特に好ましくは2.30〜2.60である。
細骨材の粗粒率が上述の範囲であることにより、より良好な材料分離抵抗性や流動性を有するポリマーセメントモルタルや、より良好な強度特性を有する硬化体を得ることができる。
上記ふるい分けは、JIS Z 8801−1:2006「試験用ふるい−第1部:金属製網ふるい」に規定される目開きの異なる数個のふるいを用いて行うことができる。
細骨材の含有量は、セメント100質量部に対して、80〜130質量部であり、
好ましくは85〜125質量部であり、
より好ましくは90〜120質量部であり、
さらに好ましくは95〜115質量部であり、
特に好ましくは100〜110質量部である。
細骨材の含有量を上述の範囲とすることにより、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。
流動化剤は、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、及びポリカルボン酸系のもの等を例示することができる。流動化剤は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、高い減水効果を得る観点から、ポリカルボン酸系の流動化剤を含むことが好ましい。ポリカルボン酸系の流動化剤を用いることによって、水粉体比を低減して、モルタル硬化体の強度発現性を一層良好にすることができる。
流動化剤の含有量は、セメント100質量部に対して、
好ましくは0.04〜0.55質量部であり、
より好ましくは0.11〜0.38質量部であり、
さらに好ましくは0.13〜0.32質量部であり、
特に好ましくは0.15〜0.28質量部である。
流動化剤の含有量を上述の範囲とすることにより、より良好な流動性を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、一層高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を得ることができる。
再乳化形粉末樹脂は、特にその種類及び製造方法は限定されず、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。また、再乳化形粉末樹脂は、表面にブロッキング防止剤を有していてもよい。モルタル硬化体の耐久性の観点から、再乳化形粉末樹脂は、アクリルを含有することが好ましい。さらに、接着性及び圧縮強度の観点から、再乳化形粉末樹脂のガラス転移温度(Tg)は、5〜20℃の範囲であることが好ましい。
再乳化形粉末樹脂の含有量は、セメント100質量部に対して、
0.2〜6.0質量部であり、
好ましくは0.5〜3.5質量部であり、
より好ましくは0.7〜2.8質量部であり、
さらに好ましくは0.9〜2.1質量部であり、
特に好ましくは1.1〜1.8質量部である。
再乳化形粉末樹脂の含有量を上述の範囲とすることにより、ポリマーセメントモルタルの接着性と、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高水準で両立することができる。
無機系膨張材としては、生石灰−石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、及び生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材等を例示することができる。無機系膨張材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、硬化体の圧縮強度をより向上する観点から、生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材を含むことが好ましい。
無機系膨張材の含有量は、セメント100質量部に対して、
好ましくは2.0〜10.0質量部であり、
より好ましくは3.0〜9.0質量部であり、
さらに好ましくは4.0〜8.0質量部であり、
特に好ましくは5.0〜7.0質量部である。
無機系膨張材の含有量を上述の範囲とすることにより、一層適正な膨張性が発現され、モルタル硬化体の収縮を抑制することができる。
合成樹脂繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。合成樹脂繊維は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
合成樹脂繊維の繊維長は、モルタル中での分散性、及びモルタル硬化体の耐クラック性向上の点から、
好ましくは4〜20mmであり、
より好ましくは6〜18mmであり、
さらに好ましくは8〜16mmであり、
特に好ましくは10〜14mmである。
合成樹脂繊維の含有量は、セメント100質量部に対して、
好ましくは0.11〜0.64質量部であり、
より好ましくは0.21〜0.53質量部であり、
さらに好ましくは0.28〜0.47質量部であり、
特に好ましくは0.32〜0.43質量部である。
合成樹脂繊維の繊維長及び含有量を上述の範囲にすることにより、モルタル中での分散性やモルタル硬化体の耐クラック性をより向上することができる。
凝結促進剤は、ポリマーセメント組成物の可使時間(流動保持性)及び速硬性(セメントの水和反応促進)を調整するために用いられる。
凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができる。例えば、凝結促進効果を有する塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、及び有機酸塩等を好適に用いることができ、これらを単独又は複数組み合わせて使用することができる。
硫酸塩の一例としては、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及び硫酸リチウムなどが挙げられ、炭酸塩の一例としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウムなどが挙げられ、アルミン酸塩の一例としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウムなどが挙げられ、有機酸塩の一例としては、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、及びアクリル酸カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも、ギ酸カルシウムが、流動性を保持しつつ凝結促進効果(速硬性)を得られるので好ましい。また、ギ酸カルシウムとアルミン酸ナトリウムとを併用することで、流動性の低下を抑制しつつ、より優れた速硬性が得られるので好ましい。
凝結促進剤の含有量は、セメント100質量部に対して、
好ましくは0.20質量部〜2.00質量部、
より好ましくは0.30質量部〜1.80質量部、
さらに好ましくは0.40質量部〜1.60質量部、
特に好ましくは0.50質量部〜1.50質量部である。
凝結促進剤の含有量を上述の範囲とすることにより、流動性の低下を抑制しつつより優れた速硬性を有するポリマーセメント組成物を得ることができる。また、硬化体の初期硬化特性をより向上することができる。
本実施形態のポリマーセメント組成物は、用途に応じて、凝結遅延剤、増粘剤、金属系膨張材、及び消泡剤等を含有してもよい。
<ポリマーセメントモルタル>
ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを含む。ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。このようにして調製されるポリマーセメントモルタルは、優れた流動性(フロー値)を有しつつ、30分〜2時間の間に打ち継ぎ時間(詳しくは後述する)となる硬化特性を有する。このため、補強構造物を形成するための型枠内への充填を円滑に行うことができるとともに、速硬性を有することで、短時間で次工程に移行することができる。したがって、既存建物の補強構造物用のポリマーセメントモルタルとして好適に用いることができる。ポリマーセメントモルタルを調製する際に、水粉体比(水量/ポリマーセメント組成物量)を適宜変更することによって、ポリマーセメントモルタルのフロー値を調整することができる。
水粉体比は、
好ましくは、0.135〜0.185であり、
より好ましくは、0.140〜0.180であり、
更に好ましくは、0.143〜0.177であり、
特に好ましくは、0.145〜0.175である。
本明細書におけるフロー値は、以下の手順で測定する。厚さ5mmのみがき板ガラスの上に内径50mm、高さ100mmの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置する。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置する。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にポリマーセメントモルタルを充填した後、塩化ビニル製パイプを垂直に引き上げる。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する2つの方向における直径(mm)を測定する。測定値の平均値をフロー値(mm)とする。
ポリマーセメントモルタルのフロー値は、
好ましくは、160〜280mmであり、
より好ましくは、165〜270mmであり、
さらに好ましくは、170〜260mmである。
フロー値が上述の範囲であることにより、材料分離抵抗性及び充填性に優れたポリマーセメントモルタルを得ることができる。
ポリマーセメントモルタルの状態は、ポリマーセメント組成物に水を注水してから徐々に水和が進行し、上述の混練後の流動性を有する状態から、
(1)流動停止状態
(2)準硬化状態
(3)硬化状態
の順に経時的に変化する。
本明細書において、ポリマーセメントモルタルの流動停止状態とは、ポリマーセメントモルタルが流動性を失った状態をいうものとする。本明細書において、ポリマーセメントモルタルが流動性を失った状態とは、例えばJIS R 5201−1997に記載のフローコーンにポリマーセメントモルタルを充填した状態でフローコーンを垂直に持ち上げた際、ポリマーセメントモルタルの形状がフローコーンの内形状のまま変形せずに保った状態をいうものとする。
本明細書において、ポリマーセメントモルタルの準硬化状態とは、ポリマーセメントモルタルが準硬化状態にあるモルタル準硬化体に接して新たなコンクリートを打設すること(打ち継ぎ)が可能な程度に、ポリマーセメントモルタルが硬化(水和が進行)した状態をいうものとする。本明細書において、ポリマーセメント組成物に水を注水してからモルタル準硬化体となるまでの時間を、「打ち継ぎ時間」というものとする。本明細書において、打ち継ぎ時間とは、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の、凝結の始発を測定する方法に準じて測定される時間である。より具体的には、凝結の始発を測定するための始発針を、貫入試験用のプランジャー(標準棒)に付け替えて測定し、ポリマーセメントモルタル表面に当該プランジャーの跡が残らなくなったときを準硬化状態とし、ポリマーセメント組成物に水を注水してから準硬化状態に至るまでの時間を「打ち継ぎ時間」とする。打ち継ぎ時間は、ポリマーセメント組成物に水を注水してから流動停止状態に至るまでの時間よりも長時間である。
本実施形態に係るポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間は、
好ましくは、30分から2時間の間であり、
より好ましくは、35分から1時間45分の間であり、
さらに好ましくは、40分から1時間30分の間であり、
特に好ましくは、45分から1時間15分の間である。
打ち継ぎ時間が上述の範囲であることにより、適度な可使時間(作業時間)と、短時間で次工程に移行できる速硬性とを有するポリマーセメントモルタルが得られる。
ポリマーセメントモルタルの凝結の始発時間及び終結時間は、ポリマーセメントモルタルの準硬化状態と硬化状態との間に到来する。すなわち、ポリマーセメントモルタルの凝結の始発時間は、打ち継ぎ時間よりも長時間である。凝結の終結時間は、凝結の始発時間よりも長時間である。ポリマーセメント組成物に水を注水してから硬化状態に至るまでの時間は、凝結の終結時間よりも長時間である。
本明細書における凝結の始発時間は、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に規定される、凝結の始発を測定する方法に準拠して測定される時間である。
ポリマーセメントモルタルの凝結の始発時間は、
好ましくは、50分から3時間の間であり、
より好ましくは、55分から2時間30分の間であり、
さらに好ましくは、1時間から2時間15分の間であり、
特に好ましくは、1時間から2時間の間である。
凝結の始発時間が上述の範囲であることにより、適度な可使時間(作業時間)と、短時間で次工程に移行できる速硬性とを有するポリマーセメントモルタルが得られる。
本明細書における凝結の終結時間は、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に規定される、凝結の終結を測定する方法に準拠して測定される時間である。
ポリマーセメントモルタルの凝結の終結時間は、
好ましくは、1時間から3時間30分の間であり、
より好ましくは、1時間10分から3時間15分の間であり、
さらに好ましくは、1時間10分から3時間の間であり、
特に好ましくは、1時間10分から2時間45分の間である。
終結が上述の範囲であることにより、適度な可使時間(作業時間)と、短時間で次工程に移行できる速硬性とを有するポリマーセメントモルタルが得られる。
<モルタル硬化体>
モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルを硬化して形成することができる。このようにして形成されるモルタル硬化体は、既存建物の補強構造物を構成するコンクリートの柱や梁と一体化するに際し、強度発現性に優れる。このため、補強工法の工期を短縮することができる。また、高い圧縮強度を有することから、既存建物の耐震性を向上することができる。
圧縮強度とは、内径5cm、高さ10cmの円筒型枠にモルタルを充填し、24時間後に脱型した後、所定材齢まで水中養生した試験体をJIS A 1108:2006「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定される値(N/mm)である。
上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢7日において圧縮強度は、
好ましくは、60N/mm以上であり、
より好ましくは、61N/mm以上であり、
さらに好ましくは、62N/mm以上である。
特に好ましくは、63N/mm以上である。
材齢7日で上述の圧縮強度に到達できるような強度発現性を有するモルタル硬化体を用いることによって、補強工法の工期を一層短縮することができる。
上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢28日の圧縮強度は、
好ましくは、65N/mm以上であり、
より好ましくは、70N/mm以上であり、
さらに好ましくは、71N/mm以上である。
特に好ましくは、72N/mm以上である。
圧縮強度が上述の範囲であることにより、補強用のコンクリートの柱や梁と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。
続いて、図2及び図3を参照して、補強構造物2についてより詳しく説明する。補強構造物2を構成する補強柱部9、補強梁部10及び補強交差部11内には、鉛直鉄筋14と、水平鉄筋15と、網状部材Mとが設けられている。
鉛直鉄筋14は、柱部4に対応する位置に配置されると共に、柱部4の延在方向と同一方向に沿って延びる。鉛直鉄筋14は、鉛直方向に沿うように補強柱部9及び補強交差部11内を通し配筋されている。鉛直鉄筋14は、主筋16と、剪断補強筋17とを含む。
主筋16は、鉛直鉄筋14の延在方向に延びる。複数の主筋16は、鉛直方向から見て矩形状を呈するように並んでいる。剪断補強筋17は、複数の主筋16を取り囲むように主筋16と接続されている。剪断補強筋17と主筋16との接続は、例えば、溶接や、フック等の係合部材を用いた係合により行われてもよい。
水平鉄筋15は、梁部5に対応する位置に配置されると共に、梁部5の延在方向と同一方向に沿って延びる。水平鉄筋15は、水平方向に沿うように補強梁部10及び補強交差部11内を通し配筋されている。水平鉄筋15は、主筋19と、剪断補強筋20とを含む。
主筋19は、水平鉄筋15の延在方向に延びる。複数の主筋19は、水平方向から見て矩形状を呈するように並んでいる。剪断補強筋20は、複数の主筋19を取り囲むように主筋19と接続されている。剪断補強筋20と主筋19との接続は、例えば、溶接や、フック等の係合部材を用いた係合により行われてもよい。以下では、補強梁部10の両端部近傍にそれぞれ配置される剪断補強筋20を「剪断補強筋20A」と称することがある(図4及び図5参照)。
鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15に使用する鋼材の降伏点は、390N/mm以上でもよく、490N/mm〜1275N/mmでもよく、685N/mm〜1275N/mmでもよい。当該鋼材の引張り強さは、560N/mm以上でもよく、620N/mm〜1500N/mmでもよく、800N/mm〜1500N/mmでもよい。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。
網状部材Mは、例えばメタルラス(JIS A 5505参照)である。網状部材Mとしては、例えば、平ラス、こぶラス、波形ラス、リブラスを用いてもよい。網状部材Mの網目の大きさは、例えば、5mm〜20mmであってもよい。網状部材Mは、補強梁部10の両端部近傍にそれぞれ配置されている。
補強構造物2と既存建物1とは、アンカー21によって接続されている。アンカー21の一端側は、補強構造物2内(補強柱部9内、補強梁部10内及び補強交差部11内)に埋設されている。アンカー21の他端側は、既存建物1内(柱部4内、梁部5内及び基礎部8内)に埋設されている。アンカー21は、既存建物1に加わる振動エネルギー(例えば、地震エネルギー)を補強構造物2に伝える役割を果たす。アンカー21としては、例えば種々の公知のアンカーボルトを使用してもよい。
続いて、一例として2階建ての既存建物1に補強構造物2を施工する方法(補強構造物2の製造方法)について、図4〜図10を参照して説明する。以下では、最下方に位置し、既存建物1の1階床部分に対応する梁部5を「梁部5A」(第1の梁部)と称する。鉛直方向において梁部5Aと隣り合うと共に梁部5Aの上方に位置し、既存建物1の1階天井部分(2階床部分)に対応する梁部5を「梁部5B」(第2の梁部)と称する。鉛直方向において梁部5Bと隣り合うと共に梁部5Bの上方に位置し、既存建物1の2階天井部分に対応する梁部5を「梁部5C」と称する。梁部5Aの端部に位置する交差部6を「交差部6A」(第1及び第2の交差部)と称する。梁部5Bの端部に位置する交差部6を「交差部6B」(第3及び第4の交差部)と称する。梁部5Cの端部に位置する交差部6を「交差部6C」と称する。梁部5Aと梁部5Bとの間において水平方向に並ぶ柱部4を「柱部4A」(第1及び第2の柱部)と称する。梁部5Bと梁部5Cとの間において水平方向に並ぶ柱部4を「柱部4B」と称する。
まず、柱部4、梁部5及び基礎部8の所定箇所をドリル等により穿孔し、複数の孔を形成する。次に、これらの孔内にアンカー21を挿入し柱部4、梁部5及び基礎部8とアンカー21とを接合する。柱部4、梁部5及び基礎部8とアンカー21との接合には、例えばエポキシ系の接着剤を用いてもよい。
次に、既存建物1の外壁面F上で且つ柱部4、梁部5及び交差部6に対応する位置に、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15を配置する(図4参照)。また、補強梁部10の両端部近傍に対応する位置に、それぞれ網状部材Mを配置する(同図参照)。
次に、図5に示されるように、水平鉄筋15のうち梁部5Aに対応する部分に、型枠(第1の型枠)FW1を構成する。これにより、水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW1と外壁面Fとで囲まれる。型枠FW1と外壁面Fとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Mが位置する。
次に、型枠FW1内にコンクリートを打設する。このとき、型枠FW1の両端部に位置する網状部材Mによって、未硬化のコンクリートが型枠FW1の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠FW1を取り外すことで、梁部5Aに対応する位置に補強梁部10(第1の補強梁部)が形成される。以下では、梁部5Aに対応する位置における補強梁部10を「補強梁部10A」と称する。
次に、図6に示されるように、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち交差部6Aに対応する部分に、型枠(第2及び第3の型枠)FW2を構成する。これにより、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW2と外壁面Fとで囲まれる。
次に、型枠FW2内にポリマーセメントモルタルを充填する。型枠FW2内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠FW1内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が0.1N/mm以上になった後(例えば2時間程度が経過した後)であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠FW2を取り外すことで、交差部6Aに対応する位置で且つ補強梁部10Aの端部に、補強交差部11(第1及び第2の補強交差部)が形成される。以下では、交差部6Aに対応する位置における補強交差部11を「補強交差部11A」と称する。ここで、「貫入抵抗値」とは、JIS A 1147−2007「コンクリートの凝結時間試験方法」に記載の試験方法により得られる値である。
次に、図7に示されるように、鉛直鉄筋14のうち柱部4Aに対応する部分に、型枠(第4及び第5の型枠)FW3を構成する。これにより、鉛直鉄筋14のうち当該部分は、型枠FW3と外壁面Fとで囲まれる。
同様に、図7に示されるように、水平鉄筋15のうち梁部5Bに対応する部分に、型枠(第6の型枠)FW4を構成する。これにより、水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW4と外壁面Fとで囲まれる。型枠FW4と外壁面Fとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Mが位置する。
次に、型枠FW3,FW4内にコンクリートを打設する。型枠FW3内へのコンクリートの充填は、型枠FW2内に充填されたポリマーセメントモルタルが準硬化状態となった後、すなわちポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間(例えば30分〜2時間程度)が経過した後であれば、行うことができる。型枠FW4の両端部に位置する網状部材Mによって、未硬化のコンクリートが型枠FW4の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠FW3を取り外すことで、柱部4Aに対応する位置で且つ補強交差部11A上に補強柱部9(第1及び第2の補強柱部)が形成される。以下では、柱部4Aに対応する位置における補強柱部9を「補強柱部9A」と称する。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠FW4を取り外すことで、梁部5Bに対応する位置で且つ補強梁部10Aの上方に補強梁部10(第2の補強梁部)が形成される。以下では、梁部5Bに対応する位置における補強梁部10を「補強梁部10B」と称する。
次に、図8に示されるように、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち交差部6Bに対応する部分に、型枠(第7及び第8の型枠)FW5を構成する。これにより、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW5と外壁面Fとで囲まれる。
次に、型枠FW5内にポリマーセメントモルタルを充填する。型枠FW5内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠FW3,FW4内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が0.1N/mm以上になった後(例えば2時間程度が経過した後)であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠FW5を取り外すことで、交差部6Bに対応する位置で且つ補強梁部10Bの端部に、補強交差部11(第1及び第2の補強交差部)が形成される。以下では、交差部6Bに対応する位置における補強交差部11を「補強交差部11B」と称する。
次に、図9に示されるように、鉛直鉄筋14のうち柱部4Bに対応する部分に、型枠FW6を構成する。これにより、鉛直鉄筋14のうち当該部分は、型枠FW6と外壁面Fとで囲まれる。
同様に、図9に示されるように、水平鉄筋15のうち梁部5Cに対応する部分に、型枠FW7を構成する。これにより、水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW7と外壁面Fとで囲まれる。型枠FW7と外壁面Fとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Mが位置する。
次に、型枠FW6,FW7内にコンクリートを打設する。型枠FW6内へのコンクリートの充填は、型枠FW5内に充填されたポリマーセメントモルタルが準硬化状態となった後、すなわちポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間(例えば30分〜2時間程度)が経過した後であれば、行うことができる。型枠FW7の両端部に位置する網状部材Mによって、未硬化のコンクリートが型枠FW7の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠FW6を取り外すことで、柱部4Bに対応する位置で且つ補強交差部11B上に補強柱部9(第1及び第2の補強柱部)が形成される。以下では、柱部4Bに対応する位置における補強柱部9を「補強柱部9B」と称する。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠FW7を取り外すことで、梁部5Cに対応する位置で且つ補強梁部10Bの上方に補強梁部10(第2の補強梁部)が形成される。以下では、梁部5Cに対応する位置における補強梁部10を「補強梁部10C」と称する。
次に、図10に示されるように、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち交差部6Cに対応する部分に、型枠FW8を構成する。これにより、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15のうち当該部分は、型枠FW8と外壁面Fとで囲まれる。
次に、型枠FW8内にポリマーセメントモルタルを充填する。型枠FW8内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠FW6,FW7内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が0.1N/mm以上になった後(例えば2時間程度が経過した後)であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠FW8を取り外すことで、交差部6Cに対応する位置で且つ補強梁部10Cの端部に、補強交差部11が形成される。
以上により、既存建物1に補強構造物2が設けられ、補強済建物3が完成する。
ところで、補強柱部9、補強梁部10及び補強交差部11の全てをモルタル硬化体によって構成する場合、極めて強度の大きな補強構造物2を得ることができる一方で、コストが大幅に嵩んでしまう。しかしながら、本実施形態に係る補強構造物2の製造方法では、補強柱部9及び補強梁部10をコンクリート硬化体によって構成し、補強交差部11をモルタル硬化体によって構成している。加えて、本実施形態に係る補強構造物2の製造方法では、より大きな強度が求められる補強交差部11を、コンクリート硬化体よりも圧縮強度が大きいモルタル硬化体によって構成し、補強交差部11ほどの強度を要しない補強柱部9及び補強梁部10をコンクリート硬化体によって構成している。そのため、補強構造物2によって既存建物1を十分に補強しつつ、補強構造物2を低コストで製造することが可能となる。
本実施形態では、より大きな強度が求められる補強交差部11を、コンクリート硬化体よりも圧縮強度が大きいモルタル硬化体によって構成している。そのため、補強構造物2の全体をコンクリート硬化体によって構成した場合と比較して、補強柱部9の幅及び補強梁部10の梁成を小さくしても補強構造物2としての強度が確保される。従って、補強構造物2が設けられた既存建物1の外観が補強柱部9及び補強梁部10によって損なわれ難くなるのみならず、設計の自由度が高まり意匠性に富んだ補強構造物2を提供することが可能となる。
本実施形態では、打ち継ぎ時間が30分〜2時間である硬化特性を有するポリマーセメントモルタルを用いている。そのため、打ち継ぎ時間の経過後に、型枠FW3(図7参照)内へのコンクリートの打設を行える。従って、ポリマーセメントモルタルが硬化するまで待たずに、続くコンクリートの打設を迅速に行える。例えば、1日に2階層分の補強構造物2を施工することができる。その結果、補強構造物2の工期が極めて短くなる。加えて、本実施形態では、下方から上方にかけて順次コンクリートの打設及びポリマーセメントモルタルの充填が行われる。そのため、既存建物1の柱部4及び梁部5に対応する箇所にコンクリートを打設し、その後に既存建物1の交差部6に対応する箇所にポリマーセメントモルタルを充填するような場合に必要となる、コンクリートの漏れ止めなどの特別な部材を要しない。従って、既存建物1の補強を極めて簡易に行うことが可能となる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、上記の実施形態のように補強構造物2が既存建物1の外壁面Fに接していなくてもよい。具体的には、図11に示されるように、補強構造物2が外壁面Fと離間しており、補強構造物2と外壁面Fとの間を補強梁部28及び補強スラブ29で接続していてもよい。補強梁部28は、既存建物1の交差部6と補強構造物2の補強交差部11との間で延びている。補強スラブ29は、既存建物1の梁部5と、補強構造物2の補強梁部10と、補強構造物2とで囲まれる領域において、水平方向に拡がるように配置されている。補強梁部28及び補強スラブ29は、鉄筋コンクリートで構成されていてもよいし、プレキャストコンクリートで構成されていてもよい。
未硬化コンクリートの流出を抑制できる機能を有していれば、網状部材Mに代えて、網状以外の形状を呈する他の部材を採用してもよい。
本実施形態では、補強構造物2の全部に対応する鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15を構成した後に、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行ったが、例えば既存建物1が高層建物のような場合には、まず、補強構造物2のうち低階層側に対応する鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15を部分的に構成し、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行った後に、補強構造物2のうち高階層側に対応する鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15を部分的に構成し、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行ってもよい。
本実施形態では、コンクリート硬化体又はモルタル硬化体を構成する箇所について順次型枠を構成していたが、鉛直鉄筋14及び水平鉄筋15の一部又は全部に予め型枠を構成し、まず補強梁部10Aを構成し、次に補強交差部11Aを構成し、次に補強柱部9A及び補強梁部10Bを構成し、次に補強交差部11Bを構成するといった順に補強構造物2を施工してもよい。
本実施形態では、ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間が経過した後に、型枠FW3内へのコンクリートの打設を行ったが、ポリマーセメントモルタルの凝結の始発時間が経過した後に、型枠FW3内へのコンクリートの打設を行うようにしてもよい。
型枠FW1〜FW8を取り外す順番は、上記の実施形態に限定されない。例えば、型枠FW8に充填されたポリマーセメントモルタルがモルタル硬化体となった後に、型枠FW1〜FW8を取り外すようにしてもよい。
水平鉄筋15のうち梁部5に対応する部分に構成される型枠FW1,FW4、FW7は、底板と、外壁面Fと対向する側板とからなり、天板を有していなくてもよい。この場合、上方から容易に型枠内にコンクリートを打設することができる。一方、水平鉄筋15のうち梁部5に対応する部分に構成される型枠FW1,FW4、FW7は、底板と、外壁面Fと対向する側板と、天板とからなっていてもよい。この場合、例えば天板に形成された開口部からコンクリートを型枠内に打設することができる。
以下に実施例、比較例、及び参考例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜4、比較例1、参考例1,2)
[ポリマーセメント組成物の調製]
以下の(1)〜(7)に示す原材料を準備した。
(1)セメント
・早強ポルトランドセメント(JIS R 5210:2009、ブレーン比表面積:4600cm/g)
(2)細骨材
・珪砂(JIS A 1102:2014の試験結果を表1に示す。)
(3)無機系膨張材
・生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材
(4)流動化剤
・ポリカルボン酸系流動化剤
(5)合成樹脂繊維
・ビニロン繊維(繊維長:12mm)
(6)再乳化形粉末樹脂
・アクリル/酢酸ビニル/ベオバ共重合樹脂を主成分とする粉末樹脂(ガラス転移温度(Tg):14℃)
(7)凝結促進剤
・アルミン酸ナトリウム
・硫酸アルミニウム
・ギ酸カルシウム
上述のセメント100質量部に対して、細骨材106質量部、無機系膨張材5.7質量部、流動化剤0.23質量部、合成樹脂繊維0.37質量部、再乳化形粉末樹脂0.37質量部を配合(配合A)し、さらに凝結促進剤を表2に示すセメント100質量部に対する質量部で配合Aに各々配合し、実施例1〜4、比較例1、及び参考例1,2のポリマーセメント組成物を調製した。
[ポリマーセメントモルタルの調製]
上述の質量割合で配合したポリマーセメント組成物1500gに対し、水を水粉体比0.155で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、温度20℃、相対湿度65%の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で3分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタルの物性を以下の方法で評価した。
[物性の評価方法]
(1)フロー値の測定方法
温度20℃、相対湿度65%の条件下で、厚さ5mmのみがき板ガラスの上に内径50mm、高さ100mmの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置した。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置した。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にモルタルを充填した後、パイプを垂直に引き上げた。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する2つの方向における直径(mm)を、ノギスを用いて測定した。測定値の平均値をフロー値(mm)とした。求めたフロー値を表3に示す。
(2)打ち継ぎ時間の測定方法
温度20℃、相対湿度65%の条件下で、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の凝結時間測定用ビカー針装置に貫入試験に用いるプランジャー(標準棒)を装着し、硬質ゴムセメントペースト容器にポリマーセメントモルタルを充填して静置し、上記JISの凝結の始発の計り方に準拠して、ポリマーセメント組成物に水を注水してから、リマーセメントモルタル表面にプランジャー(標準棒)の跡が残らなくなるまでの時間を測定した。得られた打ち継ぎ時間を表3に示す。
(3)始発時間の測定方法
温度20℃、相対湿度65%の条件下で、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の凝結の始発の計り方に準拠して始発時間を測定した。得られた始発時間を表3に示す。
(4)終結時間の測定方法
温度20℃、相対湿度65%の条件下で、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の凝結の終結の計り方に準拠して終結時間を測定した。得られた終結時間を表3に示す。
表3に示すとおり、比較例1のポリマーセメントモルタルは、フロー値が160mm以上ではあったが、打ち継ぎ時間が2時間を超えた。参考例1,2のポリマーセメントモルタルは、フロー値が160mm以下であった。一方、実施例1〜4のポリマーセメントモルタルはいずれも、優れた打ち継ぎ時間及び始発時間を有することが確認された。実施例1〜3のポリマーセメントモルタルは、フロー値がいずれも180mm以上であり、特に優れた流動性も有することが確認された。これらのポリマーセメントモルタルは、流動性が良好であることから、型枠等への充填性に優れ、短時間で次の工程へ移行することができる。したがって、短納期が要請される既存建物の補強工法に好適に用いることができる。
1…既存建物、2…補強構造物、3…補強済建物、4…柱部、4A…柱部(第1及び第2の柱部)、5…梁部、5A…梁部(第1の梁部)、5B…梁部(第2の梁部)、6…交差部、6A…交差部(第1及び第2の交差部)、6B…交差部(第3及び第4の交差部)、9…補強柱部、10…補強梁部、11…補強交差部、14…鉛直鉄筋、15…水平鉄筋、20,20A…剪断補強筋、F…外壁面、FW1…型枠(第1の型枠)、FW2…型枠(第2及び第3の型枠)、FW3…型枠(第4及び第5の型枠)、FW4…型枠(第6の型枠)、FW5…型枠(第7及び第8の型枠)、M…網状部材。

Claims (3)

  1. 水平方向において隣り合う第1及び第2の柱部と、鉛直方向において隣り合うと共に上方に向かってこの順に並ぶ第1及び第2の梁部と、前記第1の柱部の下端と前記第1の梁部の一端とが交差する箇所に位置する第1の交差部と、前記第2の柱部の下端と前記第1の梁部の他端とが交差する箇所に位置する第2の交差部と、前記第1の柱部の上端と前記第2の梁部の一端とが交差する箇所に位置する第3の交差部と、前記第2の柱部の上端と前記第2の梁部の他端とが交差する箇所に位置する第4の交差部とを備える既存建物を補強するための補強構造物の製造方法であって、
    前記既存建物の外壁面側で且つ前記第1及び第2の柱部、前記第1及び第2の梁部及び前記第1〜第4の交差部に対応する位置に鉄筋を配置する工程と、
    前記鉄筋を配置する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第1の梁部に対応する部分に構成された第1の型枠内にコンクリートを打設する工程と、
    前記第1の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第1の交差部に対応する部分に構成された第2の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、
    前記第1の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第2の交差部に対応する部分に構成された第3の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、
    前記第2の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する前記工程の後で且つ当該ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間が経過した後に、前記鉄筋のうち前記第1の柱部に対応する部分に構成された第4の型枠内にコンクリートを打設する工程と、
    前記第3の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する前記工程の後で且つ当該ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間が経過した後に、前記鉄筋のうち前記第2の柱部に対応する部分に構成された第5の型枠内にコンクリートを打設する工程と、
    前記鉄筋を配置する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第2の梁部に対応する部分に構成された第6の型枠内にコンクリートを打設する工程と、
    前記第4〜第6の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第3の交差部に対応する部分に構成された第7の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程と、
    前記第4〜第6の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の後に、前記鉄筋のうち前記第4の交差部に対応する部分に構成された第8の型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する工程とを含み、
    前記ポリマーセメントモルタルの打ち継ぎ時間は30分〜2時間であり、
    前記ポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体の圧縮強度は前記コンクリートが硬化したコンクリート硬化体の圧縮強度よりも大きい、製造方法。
  2. 前記鉄筋を配置する前記工程の後で、前記第1の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の前に、前記第1の型枠の各端部の内側に位置するように第1の網状部材を配置する工程と、
    前記鉄筋を配置する前記工程の後で、前記第6の型枠内にコンクリートを打設する前記工程の前に、前記第6の型枠の各端部の内側に位置するように第2の網状部材を配置する工程とをさらに含む、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記ポリマーセメントモルタルは、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、合成樹脂繊維、及び凝結促進剤を含有するポリマーセメント組成物と、水とを含み、
    前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント100質量部に対して、前記凝結促進剤を0.20質量部〜2.00質量部含有する、請求項1又は2に記載の製造方法。
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