JP2020122292A - ひび割れ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンクリートを後打ちする手間が省け、構造物周りのコンクリートのひび割れも抑制することができる方法を提供する。【解決手段】 この方法は、コンクリートを打設する前に、多角形の断面を有する柱状物の少なくとも各角部を、曲面を有する被覆部材により被覆し、またはコンクリートを打設した後に、構造物の各角部から該構造物の各側面に沿って延びる目地を形成する工程を含む。【選択図】 図５

Description

本発明は、コンクリートのひび割れを制御する方法に関する。

工場、倉庫、駐車場等の床は、地面に砂利や砕石等を敷設し、突き固め、その上にコンクリートを打設することにより構築される。コンクリートは、セメントの水和熱や外気温等による温度変化、乾燥収縮等により内部に引張応力が発生し、引張応力がコンクリートの許容引張応力を超えると、ひび割れが発生する。

コンクリートの土間等に開口部等が存在し、入隅が発生すると、その部分に応力集中が起こり、大きな引張力が発生して、そこにひび割れが発生しやくなる。

そこで、入隅からのひび割れを防止するために、柱周りに菱形にカッター目地を施工する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−６２７５４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、周囲の土間コンクリートとの縁切りが不充分で、ひび割れの伝搬を止めることは難しいという問題があった。これを防ぐために、菱形内のコンクリートを後打ちし、周囲の土間コンクリートと縁切りすることができるが、施工に手間を要するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コンクリートのひび割れを制御する方法であって、コンクリートを打設する前に、多角形の断面を有する構造物の各角部を、曲面を有する被覆部材により被覆し、またはコンクリートを打設した後に、構造物の各角部から該構造物の各側面に沿って延びる目地を形成する工程を含む、方法が提供される。

本発明によれば、コンクリートを後打ちする手間が省け、構造物周りのコンクリートのひび割れも抑制することができる。

コンクリートのひび割れについて説明する図。 コンクリートのひび割れを制御する第１の方法について説明する図。 目地を形成した断面を例示した図。 目地を形成したところを例示した図。 第１の方法による施工手順を示したフローチャート。 コンクリートのひび割れを制御する第２の方法について説明する図。 第２の方法で使用される被覆部材を例示した図。 第２の方法で形成する目地の位置を例示した図。 第２の方法による施工手順を示したフローチャート。

工場、倉庫、駐車場等の床面に施工されるコンクリート（土間コンクリート）は、柱等の構造物を設置した後に打設されるか、その部分を四角く箱抜きして打設される。図１（ａ）は、土間コンクリートを打設したところを上から見た図である。図１（ａ）では、一定間隔で断面が多角形、ここでは矩形の柱１０が設置され、柱１０の周囲に土間コンクリート１１が打設されている。

土間コンクリート１１は、柱１０が存在する部分には打設されないため、図１（ｂ）に示すように柱１０の部分が開口部１２となる。このため、土間コンクリート１１には、柱１０の隣り合う側面により形成される突出した４つの角部に対応して内側に窪んだ４つの隅の部分（入隅）１３が発生する。

土間コンクリート１１は、打設後、養生を行い、硬化して所定の強度を発現するが、その過程で、収縮が起こる。この収縮に際して、コンクリートの内部に引張応力が発生する。こういった応力は、切り欠き部、隅部（コーナー部）、空洞部、断面が急激に変化した部位等に集中する。このため、入隅１３のようなコーナー部が発生すると、その部分に応力集中が起こる。

応力集中が起こると、その部位を中心として互いに反対方向に引っ張ろうとする引張力が大きくなるため、そこにひび割れが発生しやすくなる。それがコンクリートの許容引張応力を超えると、図１（ｃ）に示すような、柱１０の隣り合う２つの側面１４により形成される角部１５から、２つの側面１４に対してほぼ同じ角度で斜め方向に延びるひび割れ１６が発生する。これは、土間コンクリート１１だけではなく、柱が矩形断面の鉄骨で造られた建物等の各階の床を構成するスラブ等でも同様に発生する。

角部１５から斜め方向に延びるひび割れ１６は、上記のように応力集中が起こる入隅１３があることにより発生することから、入隅１３をなくすことで、その発生を抑制することができる。そのための具体的な方法について、以下に詳細に説明する。

図２は、入隅１３をなくす第１の方法について説明する図である。第１の方法は、ＲＣ(Reinforced Concrete)柱や鉄骨コラム柱等の、多角形の断面を有する構造物を設置し、土間コンクリートを打設し、その後に施工される。

第１の方法では、図２（ａ）に示すように、柱１０を設置し、土間コンクリート１１を打設した後、目地の入れ方を工夫し、柱１０の各角部１５からそれぞれが異なる方向に延びるように目地２０を形成する。目地２０は、ロードカッターと呼ばれる高速回転するブレードを備える路面切削機を使用し、硬化したコンクリートを所定の深さに切断することにより形成することができる。

図３に、目地２０を形成した断面を例示する。目地２０の深さは、土間コンクリート１１の厚さtの約１／３とされる。この程度の深さに形成することで、目地２０にひび割れを集中させることができる。なお、目地２０の深さは、ｔ／３より深くてもよい。土間コンクリート１１内のｔ／３より浅い位置に鉄筋が埋設されている場合、鉄筋ごと切断して目地２０を形成する。

土間コンクリート１１は、地面に砕石２１等を敷き、突き固め、平坦化し、捨てコンクリート２２を打設し、必要に応じて鉄筋を配し、その後に打設される。土間コンクリート１１は、砕石２１等を敷き、突き固めた後に打設してもよい。

再び図２（ａ）を参照し、柱１０に近い箇所は、ロードカッターにより目地２０を形成することが難しいため、手で扱える小型のカッター（ハンドグラインダー等）を使用し、柱２０の際まで目地２０を形成する。柱２０の際まで目地２０を形成することで、入隅１３をなくすことができる。

目地２０は、１つの角部１５から該角部１５を構成する２つの側面１４のそれぞれに沿って延びるように目地２０を形成することができる。これにより、目地２０にひび割れを集中させ、角部１５から斜め方向へのひび割れの発生を抑制することができる。

しかしながら、これでは、図４に示すように、１つの角部１５から２本の目地２０が形成されることになり、目地２０の本数が多くなる。そこで、柱１０の各角部１５からそれぞれが異なる方向に延びるように目地２０を形成することができる。形成した目地２０を上から見ると、図２（ｂ）に示すような卍型となる。このような卍型に形成することで、１つの角部１５から１本の目地２０を形成すればよいため、目地２０を形成する本数を減らすことができる。

柱と柱の間隔が５ｍ以下であれば、各角部１５からそれぞれが異なる方向に延びる目地２０のみを形成すればよい。柱と柱の間隔が５ｍを超える場合は、その間に必要な本数の目地２０を別途形成し、形成した目地２０にひび割れを集中させることが望ましい。

複数の柱１０を設置した場合は、図２（ｃ）に示すように向かって右側と左側の交互に柱同士を繋ぐ目地２０が形成され、また、柱と柱の間が５ｍを超えて離れている場合は、柱間に適当な間隔で直線状の目地２０が形成される。このようにして、目地２０がほぼ一定間隔で格子状に形成される。

図５に、第１の方法による施工手順を示す。ステップ１００から開始し、ステップ１０１では、地面に砕石等を敷き、突き固め、捨てコンクリートを打設した後、構造物としての柱１０を設置する。柱１０は、プレキャストコンクリートを用いてもよいし、鉄骨柱であってもよいし、鉄筋を配し、型枠を組み、コンクリートを打設して構築してもよい。

ステップ１０２では、土間コンクリート１１を打設する。土間コンクリート１１は、捨てコンクリート上に打設される。ステップ１０３で、土間コンクリート１１が硬化するのを待つ。

ステップ１０４では、ロードカッターやグラインドカッターを使用し、柱１０の各角部１５からそれぞれ異なる方向へ延びるように目地２０を形成する。そして、その他の箇所にも、必要に応じて目地２０を形成し、ステップ１０５で作業を終了する。

図６は、入隅１３をなくす第２の方法について説明する図である。第２の方法は、ＲＣ(Reinforced Concrete)柱や鉄骨コラム柱等の、多角形の断面を有する構造物を設置し、土間コンクリートを打設する前に施工される。

第２の方法では、構造物としての柱１０を設置した後、柱１０の各角部１５を、曲面を有する被覆部材３０により被覆する。その後、土間コンクリート１１を打設し、埋設される。被覆部材３０がその長さ方向に長く、土間コンクリート１１の表面から突出する場合は、突出する部分を切断する等して除去される。

被覆部材３０は、断面が円弧状の円形処理部材で、図７に示すように、例えば塩化ビニル管、ボイド管、鋼管等の中空円筒部材をその長さ方向に２箇所切断することにより作製される。断面が矩形の柱１０の場合、角部１５が約９０°の角度を有していることから、中空円筒部材の側面の、例えば１／２を切断（半割り）することで円形処理部材を得ることができる。なお、半割りは一例であり、切断する割合は、約１／２に限定されるものではない。円形処理部材は、切断された部分が開口とされ、角部１５を挿入するための挿入口３１を構成する。

被覆部材３０は、土間コンクリート１１と接する外側の面が一定の曲率を有する曲面であり、柱１０の角部１５を内部に収容するため、入隅１３をなくすことができる。これにより、角部１５から斜め方向へ延びるひび割れの発生を抑制することができる。なお、被覆部材３０の内側にもコンクリートが打設され、内部がコンクリートで充填される。また、被覆部材３０の内部は、柱１０の角部１５を収容できればいかなる構造であってもよい。

第２の方法は、被覆部材３０を設置するのみであってもよいが、角部１５から斜め方向へ延びるひび割れの発生が抑制されるだけで、他の部分で発生する可能性がある。

そこで、従来と同様に、適当な間隔で目地２０を設け、目地２０にひび割れを集中させることができる。目地２０は、図８（ａ）に示すように、柱１０の各角部１５からそれぞれが異なる方向へ延びるように設けてもよいし、図８（ｂ）に示すように、柱１０の各側面の中央部分から外方向へ延びるように設けてもよい。なお、目地２０を設ける位置は、これらの例に限られるものではない。

図９に、この方法による施工手順を示す。ステップ２００から開始し、ステップ２０１では、地面に砕石等を敷き、突き固め、捨てコンクリートを打設した後、構造物としての柱１０を設置する。柱１０は、プレキャストコンクリートを用いてもよいし、鉄骨柱であってもよいし、鉄筋を配し、型枠を組み、コンクリートを打設して構築してもよい。

ステップ２０２では、柱１０の各角部１５を被覆するように被覆部材３０を設置する。ステップ２０３で、土間コンクリート１１を打設する。土間コンクリート１１は、捨てコンクリート上に打設される。このとき、被覆部材３０の内側にもコンクリートを打設する。ステップ２０４で、土間コンクリート１１が硬化するのを待つ。

ステップ２０５では、ロードカッターを使用し、目地２０を形成する。目地２０を形成したところで、ステップ２０６で作業を終了する。ここでは、ステップ２０５で目地２０を形成しているが、目地２０は形成しなくてもよい。

このような方法を提供することで、柱等の構造物の周りを後打ちする手間が省け、一度に土間コンクリートを打設することができる。また、構造物の角部から斜め方向に延びるひび割れは全く発生しない。さらに、構造物の周りに菱形の目地を設ける必要がないので、意匠的にも有効で、目地の施工本数を少なくすることができる。

これまで本発明の方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０…柱
１１…土間コンクリート
１２…開口部
１３…入隅
１４…側面
１５…角部
１６…ひび割れ
２０…目地
２１…砕石
２２…捨てコンクリート
３０…被覆部材
３１…挿入口

Claims (4)

1. コンクリートのひび割れを制御する方法であって、
   前記コンクリートを打設する前に、多角形の断面を有する構造物の各角部を、曲面を有する被覆部材により被覆し、または前記コンクリートを打設した後に、前記構造物の各角部から該構造物の各側面に沿って延びる目地を形成する工程を含む、方法。
2. 前記被覆部材は、前記構造物の各角部を内部に収容するために、中空円筒部材を長さ方向に切断して得られ、前記角部が挿入される挿入口を有し、断面が円弧状の複数の円形処理部材である、請求項１に記載の方法。
3. 前記被覆部材により被覆し、前記コンクリートを打設した後、目地を形成する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記構造物の各角部から延びる前記目地を形成する工程では、該各角部からそれぞれ異なる方向に向けて前記目地を形成する、請求項１に記載の方法。