JP2022038083A - Explosive fracture prevention structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、爆裂防止構造に関する。 The present invention relates to an explosion prevention structure.
火災等によりコンクリート部材が高温に晒されると、コンクリート部材の内部に残留する水分と、セメント硬化体から脱落した凝縮水が蒸発して水蒸気になる。高強度コンクリート等のように、コンクリート部材が緻密な構造の場合には、蒸発した水蒸気を逸散させることが困難となり、膨張した水蒸気の圧力によりコンクリート部材の一部が剥落(爆裂)するおそれがある。
コンクリートの爆裂対策として、コンクリート構造物を耐火被覆する場合があるが、コンクリート部材の施工後に、被覆作業を行う必要があり、コストおよび労力が増加するとともに、工期短縮化の妨げとなる。
この他の爆裂対策工として、例えば、特許文献1には、有機繊維をコンクリート内に含有させ、火災時等の高熱により有機繊維が溶融することで水蒸気が逸散するための空隙を形成する方法が開示されている。
また、特許文献2には、ネット状に編み組みされた樹脂製の線状体をコンクリートの表層部分に埋め込んでおく爆裂対策構造が開示されている。この爆裂対策構造では、火災時に線状体が溶融して水蒸気の通気路が形成される。
さらに、特許文献3には、多数の小穴を有する細管をセパレータとしてコンクリート部材の内外を貫通するように埋め込んだ状態でコンクリート部材を形成することで、火災時の水蒸気の通気路を確保する爆裂対策方法が開示されている。
When the concrete member is exposed to a high temperature due to a fire or the like, the water remaining inside the concrete member and the condensed water that has fallen off from the hardened cement evaporate to become water vapor. When the concrete member has a dense structure such as high-strength concrete, it becomes difficult to dissipate the evaporated water vapor, and the pressure of the expanded water vapor may cause a part of the concrete member to peel off (explode). be.
As a measure against the explosion of concrete, the concrete structure may be fire-resistant coated, but it is necessary to perform the covering work after the construction of the concrete member, which increases the cost and labor and hinders the shortening of the construction period.
As another anti-explosion work, for example,
Further,
Further, in
特許文献1の爆裂対策方法は、繊維を混入することによってフレッシュコンクリートの流動性が低下するため、施工性が低下する。また、多量の繊維を混合すると、コンクリート混錬に手間がかかる。さらに、繊維混入により強度低下が生じるため、コンクリートが高強度になるにつれて繊維混入による高度低下率が大きくなる傾向にある。
特許文献2の爆裂対策方法では、ネット状の線状体が溶融することにより空隙が形成されるものの、この空隙が外面に面していないため、水蒸気を外部に排出することができない。
特許文献3の爆裂対策方法では、水蒸気の排気管を設けているものの、コンクリート部材の加熱面(表面)に対して平行方向へ水蒸気を移動させる手段が講じられていない。そのため、コンクリート部材中に水蒸気を逸散できない部分が生じるおそれがある。
In the explosion countermeasure method of
In the explosion countermeasure method of
In the explosion countermeasure method of
本発明は、簡易かつ安価に構成することが可能で、なおかつ、コンクリート内部の残留水分および火災時等の高温によってセメント硬化体から脱落した凝縮水またはそれらが蒸発することで生じる水蒸気を効率的に外部に逸散させることができる爆裂防止構造を提案することを課題とする。 The present invention can be easily and inexpensively constructed, and efficiently removes condensed water that has fallen off from the hardened cement due to residual moisture inside the concrete and high temperature such as in a fire, or water vapor generated by evaporation thereof. The challenge is to propose an explosion prevention structure that can be dissipated to the outside.
前記課題を解決するための本発明は、コンクリート部材内の水分(残留水分および火災時等の高温によってセメント硬化体から脱落した凝縮水または前記残留水分および凝縮水が蒸発することで発生する水蒸気等)を逸散させるための経路を有する爆裂防止構造である。前記経路は、前記コンクリート部材の表面(加熱面)に対して平行な平行方向経路と、前記表面(加熱面)と直交する直交方向経路と、が互いに連通してなるものである。
かかる爆裂防止構造は、コンクリート部材内の残留水分を逸散させるための経路が、コンクリート部材の表面に対して平行方向と、表面に対して直交方向に延びているため、コンクリート部材が高温に晒された場合であっても水蒸気が逸散しやすい。また、コンクリート部材内の水分が蒸発して水蒸気が発生した場合であっても、前記経路によって水蒸気を逸散させることができる。複数の経路はコンクリート部材の加熱面に対して平行方向と直交方向に延びているため、コンクリート部材の略全域から水分(凝縮水と水蒸気)を逸散させることができる。ここで、本明細書において「加熱面に対して平行方向」とは、「略平行」も含むものとし、加熱面に対してわずかに傾斜している場合も含むものとする。同様に「加熱面に対して直交方向」とは、「略直交」も含むものとし、必ずしも加熱面に対して90°である必要はない。
In the present invention for solving the above problems, the water content in the concrete member (residual water content and condensed water that has fallen off from the hardened cement due to high temperature such as in a fire, or water vapor generated by evaporation of the residual water content and condensed water, etc. ) Is an explosion prevention structure having a path for dissipating. In the path, a parallel path parallel to the surface (heating surface) of the concrete member and an orthogonal path orthogonal to the surface (heating surface) communicate with each other.
In such an explosion prevention structure, the path for dissipating the residual water in the concrete member extends in the direction parallel to the surface of the concrete member and in the direction orthogonal to the surface, so that the concrete member is exposed to high temperature. Even if it is done, water vapor is likely to dissipate. Further, even when the water vapor in the concrete member evaporates to generate water vapor, the water vapor can be dissipated by the above-mentioned path. Since the plurality of paths extend in the directions parallel to and orthogonal to the heating surface of the concrete member, water (condensed water and water vapor) can be dissipated from substantially the entire area of the concrete member. Here, in the present specification, the "direction parallel to the heating surface" includes "substantially parallel" and also includes the case where the surface is slightly inclined with respect to the heating surface. Similarly, the "direction orthogonal to the heated surface" includes "approximately orthogonal" and does not necessarily have to be 90 ° with respect to the heated surface.
前記コンクリート部材が多角形断面の場合には、少なくとも前記平行方向経路が前記コンクリート部材の隅角部に沿って配筋された主筋に添設するのが望ましい。また、前記直交方向経路は、前記コンクリート部材の打継面、目地部または継手部に設けるのが望ましい。さらに、前記経路は、前記コンクリート部材の鉄筋に結束された一本の管材あるいは束ねられた複数本の管材であるのが望ましい。こうすることで、施工時の配筋作業と並行して経路の設置作業を行うことができるため、施工性に優れている。 When the concrete member has a polygonal cross section, it is desirable that at least the parallel direction path is added to the main bar arranged along the corner portion of the concrete member. Further, it is desirable that the orthogonal path is provided on the joint surface, joint portion or joint portion of the concrete member. Further, it is desirable that the route is a single pipe material bound to the reinforcing bar of the concrete member or a plurality of bundled pipe materials. By doing so, it is possible to perform the route installation work in parallel with the bar arrangement work at the time of construction, so that the workability is excellent.
本発明の爆裂防止構造によれば、簡易かつ安価に構成することが可能で、なおかつ、コンクリート内の残留水分または火災時等の高温によってコンクリート内部に生じる凝縮水と水蒸気を逸散させることが可能となる。 According to the explosion prevention structure of the present invention, it is possible to construct it easily and inexpensively, and it is possible to dissipate the condensed water and water vapor generated inside the concrete due to the residual moisture in the concrete or the high temperature such as in the event of a fire. Will be.
本実施形態ではコンクリート部材が火災時等の高温に晒された場合に発生する爆裂を抑制するための爆裂防止構造について説明する。本実施形態の爆裂防止構造は、コンクリート部材内の残留水および火災時等の高温履歴によってセメント硬化体から脱落した凝縮水またはそれらの水分が蒸発することで発生する水蒸気を逸散させるためにコンクリート部材の内部に形成された経路3からなる。本実施形態のコンクリート部材は、図1および図2に示すように、断面矩形のコンクリート柱1である。
本実施形態のコンクリート柱1は、複数回に分けてコンクリートを打設することにより所定の高さに形成される。そのため、コンクリート柱1には、所定のピッチで打継面11が存在する。コンクリート柱1を構成するコンクリートの配合は、適宜決定する。また、コンクリートには、必要に応じて有機繊維や金属繊維を混入してもよい。
In this embodiment, an explosion prevention structure for suppressing an explosion that occurs when a concrete member is exposed to a high temperature such as in a fire will be described. The explosion-prevention structure of the present embodiment is made of concrete in order to dissipate residual water in the concrete member and condensed water that has fallen off from the hardened cement due to a high temperature history such as a fire, or water vapor generated by evaporation of those waters. It consists of a
The
コンクリート柱1には、鉄筋2が配筋されている。本実施形態の鉄筋2は、主筋21と補強筋(帯筋)22とを備えている。
主筋21は、コンクリート柱1の軸方向に沿って配筋されている。本実施形態では、コンクリート柱1の各隅角部に1本ずつと、隅角部に配筋された主筋21同士の間に2本ずつの主筋21が等間隔に配筋されている。すなわち、主筋21は、コンクリート柱1の周方向に等間隔で12本配筋されている。
補強筋22は、複数(12本)の主筋21を囲うように配筋されている。補強筋22は、コンクリート柱1の表面から所定の厚さの被りを確保している。本実施形態の補強筋22は、平面視矩形状を呈しており、主筋21と直交するように配筋されている。補強筋22は、コンクリート柱1の軸方向(高さ方向)に対して、等間隔に複数本配筋されている。なお、鉄筋2の構成は限定されるものではなく、本数やピッチ等は適宜決定すればよいし、また、必要に応じて、せん断補強筋を配筋してもよい。
Reinforcing
The
The reinforcing
本実施形態では、コンクリート柱1の断面に対して、主筋21と同数の経路3がコンクリート柱1内に設けられている。経路3は、コンクリート柱1の加熱面(表面)に対して平行方向(縦方向に延びる)の平行方向経路31と、平行方向経路31と交差する方向に沿った(横方向に延びる)加熱面に対して直交する直交方向経路32とを備えている。平行方向経路31と直交方向経路32は、互いに連続(連通)している。本実施形態では、経路3を、セメントの水和熱程度で溶融する線材により形成する。線材は、平行方向経路31と直交方向経路32との位置に配設する。経路3(線材)を構成する樹脂(樹脂繊維)としては、比較的低温(例えば、60~80℃)で溶融あるいは収縮する材料が望ましく、例えば、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリエチレン等を使用可能である。
平行方向経路31は、主筋21の外側に沿って配設された状態で、鉄筋2に結束されている。直交方向経路32は、平行方向経路31の端部において、線材を折り曲げることにより形成される。直交方向経路32の端部(経路3の端部)は、コンクリート柱1の表面に面している。本実施形態の直交方向経路32は、コンクリート柱1の打継面11に沿って設けられている。すなわち、経路3は、コンクリート柱1の上下の打継面11,11間に配設されていて、側面視コ字状を呈している。
In the present embodiment, the same number of
The
経路3を構成する線材は、鉄筋2の配筋とともに配設する。すなわち、コンクリート打設前、鉄筋2を配筋する際に、経路3を構成する線材を鉄筋2に結束する。このとき、打継面11の上面において、線材の下端を外側に折り曲げることで直交方向経路32を構成する。また、線材の上端は、新たに打設するコンクリートの上面(打継面11)の位置よりも上方に突出させるか、新たな打継面11の位置において外側に折り曲げておく。続いて、コンクリートを打設すると、セメントの水和熱によって線材が溶融するため、内部に水蒸気(水分)が移動するための経路3(孔)が形成された状態で、コンクリート柱(コンクリート部材)1が構築される。経路3を構成する材料に水和熱程度の低い温度で溶融する材料を用いることで、火災時の初期段階から、凝縮水や水蒸気を逸散させることが可能になる。
The wire rod constituting the
本実施形態の爆裂防止構造は、凝縮水および水蒸気を外部に逸散させるための経路3が、コンクリート柱1内に形成されているため、コンクリート柱1内に残留する水分を排出することができる。すなわち、経路3は、火災などによりコンクリート柱1が高熱に晒されない場合であっても、コンクリート柱1内の残留水分が移動するための流路として機能する。また、火災等によってコンクリート柱1が高温に晒されることで内部に凝縮水と水蒸気が生じた際には、経路3を通じて水分を外部に逸散させることができる。その結果、コンクリート柱1内の水分が蒸発することで発生した水蒸気の圧力によってコンクリートの表面が剥落(爆裂)することを防止できる。そのため、緻密なコンクリート部材であっても、内部での水蒸気圧の発生を抑制し、かつ、効果的に水分を逸散させることができる。
In the explosion prevention structure of the present embodiment, since the
経路3内に取り込まれた水分(凝縮水と水蒸気)は、経路3内を通り、直交方向経路32の先端からコンクリート柱1の外部に排出される。複数の経路3はコンクリート柱1の加熱面に対して平行方向と直交方向に延びているため、コンクリート柱1の略全域から水分を逸散させることができる。
経路3は、一定の容積を確保した状態で外部とつながっているため、コンクリート内部に発生する水分(残留水分と火災時等の高温履歴によって生じる凝縮水)を液体の状態でも排出できる。そのため、気体のみを排出する従来の爆裂防止方法に比べて、排出できる水分の絶対量が多くなり、より効果的である。
また、施工時の配筋作業と並行して経路3の設置作業を行うことができるため、施工性に優れている。鉄筋2に沿わせて形成する経路3によりコンクリートの爆裂を効果的に抑制できるため、爆裂の抑制を目的として特殊な配合でコンクリートを生成する必要がない。このように、本実施形態の爆裂防止構造によれば、コンクリートの製造コストを抑えることができ、さらには、特殊な配合のコンクリートの混練りする際の手間も省略できるため、従来に比べてコスト低減化および工期短縮化を図ることができる。
Moisture (condensed water and water vapor) taken into the
Since the
Further, since the
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限らず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、コンクリート柱1に対して爆裂防止構造を形成する場合について説明したが、本発明の爆裂防止構造が適用可能なコンクリート部材はコンクリート柱1に限定されるものではなく、例えば、コンクリート壁やトンネルの覆工コンクリート等、あらゆるコンクリート部材に適用できる。また、コンクリート部材は、図3に示すように、プレキャスト部材(セグメント)12であってもよい。コンクリート部材として、プレキャスト部材12を使用する場合には、経路3の直交方向経路32は、プレキャスト部材12の継手部13(または目地)に設けるのが望ましい。
前記実施形態では、各主筋に沿って経路3(平行方向経路31)を配設したが、経路3の配置は限定されるものではない。例えば、コンクリート柱(コンクリート部材)1が多角形断面の場合には、平行方向経路31をコンクリート柱1の隅角部に沿って配筋された主筋21のみに添設してもよい。また、経路3は、主筋21の本数よりも多く配設してもよい。また、経路3は、鉄筋2に結束する必要はなく、例えばスペーサーに結束してもよいし、別途保持部材等により保持させてもよい。
Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the case where the explosion prevention structure is formed with respect to the
In the above embodiment, the path 3 (parallel direction path 31) is arranged along each main bar, but the arrangement of the
前記実施形態では、経路3を低温で溶融する樹脂製の線材により構成する場合について説明したが、経路3を構成する材料は限定されるものではない。例えば、複数の孔が形成された管材により形成してもよい。なお、経路3を構成する管材は、金属管であってもよいし、樹脂製であってもよい。経路3を構成する管材に多数の孔が形成されていれば、コンクリート柱1内において発生した水蒸気を管内に取り込むことを可能としている。また、経路3は、複数本の管材を束ねることにより形成してもよい。
また、例えばコンクリートの水和熱で収縮するような管材で形成してもよい。管材の収縮によりコンクリートとの付着部分に孔(隙間)が形成されていれば、コンクリート柱1内において発生した水分を孔(隙間)に取り込み、排出することが可能となる。
また、直交方向経路32は、コンクリート部材を横断するように設けられていてもよい。このようにすれば、コンクリートの中央部の水分(凝縮水と水蒸気)も逸散させることができる。このとき、コンクリート部材の中央部にも平行方向経路31を形成しておけば、より効率的に水分を逸散させることができる。
前記実施形態では、水和熱により溶融する線材を配置することで経路3が形成される場合について説明したが、プレキャスト部材等、蒸気養生等を行う場合には、養生時の熱によって溶融する線材を配設してもよい。
また、平行方向経路31は、コンクリート柱(コンクリート部材)1の表面に対して略平行である場合も含むものとし、コンクリート柱1の表面に対してわずかに傾斜していてもよい。また、直交方向経路32は、コンクリート柱(コンクリート部材)1の表面に対して略直交していればよく、必ずしも表面に対して90°である必要はない。
In the above embodiment, the case where the
Further, for example, it may be formed of a pipe material that shrinks due to the heat of hydration of concrete. If a hole (gap) is formed in the portion adhering to the concrete due to the shrinkage of the pipe material, the water generated in the
Further, the
In the above embodiment, the case where the
Further, the
1 コンクリート柱(コンクリート部材)
11 打継面
2 鉄筋
21 主筋
22 補強筋
3 経路
31 平行方向経路
32 直交方向経路
1 Concrete pillar (concrete member)
11
Claims (4)
前記経路は、前記コンクリート部材の表面に対して平行な平行方向経路と、前記表面と直交する直交方向経路と、が互いに連通してなることを特徴とする、爆裂防止構造。 An explosion-prevention structure that has a path for dissipating water in the concrete member.
The path is an explosion prevention structure characterized in that a parallel path parallel to the surface of the concrete member and an orthogonal path orthogonal to the surface are in communication with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020142379A JP2022038083A (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Explosive fracture prevention structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020142379A JP2022038083A (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Explosive fracture prevention structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2022038083A true JP2022038083A (en) | 2022-03-10 |
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JP2020142379A Pending JP2022038083A (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Explosive fracture prevention structure |
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Country | Link |
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2020
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