JP3968303B2

JP3968303B2 - 膨張継手および膨張継手を用いた鉄筋接続工法

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Publication number: JP3968303B2
Application number: JP2002539630A
Authority: JP
Inventors: 俊文久野
Original assignee: Yamax Corp
Current assignee: Yamax Corp
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JPWO2002036900A1; WO2002036900A1; US20040018045A1; US7003921B2

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張継手および膨張継手を用いた鉄筋接続工法に関し、土木や建築における例えば現場打ちの鉄筋コンクリートやコンクリート二次製品の接合端に埋設される鉄筋を固定容器の周壁面を基準面として該固定容器内に充填収容される膨張材を膨張させて生ずる反力を基準としてプレストレスおよびプレスにより定着するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート構造物においてコンクリート内部に配筋される鉄筋相互を接合するための継手工法には、例えば鉄筋相互の端部を溶接等で接合する継手がある。またほかの工法として鉄筋の端部に形成される重ね部分に金属線条材を捲回して結着する重ね継ぎの工法があった。
【０００３】
また別の継手工法として鉄筋の接合端にねじ部を設けて接合するねじ加工継手がある。さらにほかの工法として充填されるモルタルの付着強度によって鉄筋相互を接合するモルタル継手工法等がある。
【０００４】
溶接によって鉄筋相互を接合するための上記従来の継手工法は、施工現場での鉄筋相互の溶接作業に多くの時間および労力が必要になり、また溶接には専門的な溶接技術が必要であり、作業が非能率的であった。また、対向する鉄筋相互の重ね合わせ部分に金属線条材を捲回する重ね継ぎ工法も、金属線条材を鉄筋の端部の重ね合わせ部分に捲回するものであるので、多くの時間と労作とを必要とするものであった。また鉄筋の接合端にねじ部を設けて接合するねじ加工継手は、同様に鉄筋にねじを加工したり、鉄筋相互を接合するのに多くの時間および労力が必要になり、作業は非能率的であった。
【０００５】
さらにモルタル継手工法は、鉄筋とコンクリートとの付着力だけに依存して鉄筋相互を定着するものなので、鉄筋相互の定着長さを十分に採らなければならなかった。しかもモルタル継手工法は、材料の配合や練り混ぜの如何によって鉄筋に対するモルタルの付着力を発現できないことがあった。そのうえ、例えばコンクリート二次製品の鉄筋相互を接合する場合に、コンクリート二次製品相互の接合端相互を接合してからではないと、定着材としてモルタルを接合個所に充填することができないとともにコンクリート二次製品の外部からモルタルの充填状態を作業者が目視によって確認することはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来の欠点を解決し、短時間にて多大な労力を要さずに作業能率が良く鉄筋を接合でき、また鉄筋相互の定着長さが短くても十分な付着力により構造堅牢に接合することができ、しかもコンクリート二次製品相互の接合端を接合する前でも膨張性の充填材の充填状態を外部から目視によって確認することが容易であり、さらには固定容器内に充填収容される充填材の膨張圧により生ずる固定容器の膨張、ひずみ、引張に起因する引張力を受けて周囲のコンクリートがひび割れるのを防止でき、構造簡単にして製作費および資材費が安価に提供できる膨張継手および膨張継手を用いた鉄筋接続工法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、剛性材により中空状に形成され、外側面には、全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層が形成され、適宜側面には、封止手段を備えた固定容器を前記薄膜層に接する打込コンクリートまたはコンクリート二次製品の接合端に埋設し、前記固定容器内に膨張性の充填材を充填収容し、前記封止手段を介して固定容器内に挿入される相対する鉄筋を前記充填材が膨張するプレストレスおよびプレスにより定着することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の請求項２に記載の発明は、固定容器が、鋼材により二方を開口した直管状のスリーブ乃至はＬ形状の管状体、三方または四方を開口した管状体、また箱状体、さらには略球形体の何れかに形成されることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の請求項３に記載の発明は、固定容器は、肉厚が約３〜１５ｍｍに形成されることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の請求項４に記載の発明は、充填材は、酸化カルシウムを主成分として約８０．０〜８４．０重量％、二酸化珪素を約８．０〜９．０重量％、酸化アルミニウムを約２．０〜２．３重量％、三酸化硫黄を約４．０〜４．５重量％含むことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の請求項５に記載の発明は、封止手段が、固定容器の適宜側面に開口された開口部を閉塞する合成樹脂製のキャップであり、該キャップは充填材を充填可能な充填孔が必要に応じて開設されることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の請求項６に記載の発明は、封止手段は、キャップが適宜個数の切込みが放射状に設けられるとともにキャップの外周側上部に前記充填孔が開設されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の請求項７に記載の発明は、封止手段は、キャップの裏面外周に固定容器内に挿入される鉄筋の外周に圧接され可撓可能になる背面略環状の封止弁板を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の請求項８に記載の発明は、剛性材により中空状をなし、外側面に全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層が形成された固定容器を打込コンクリートまたはコンクリート二次製品の接合端に埋設し、前記固定容器の適宜側面に配設される開口に封止手段を施し、該封止手段を介して充填材を前記固定容器内に充填注入し、その後に前記封止手段を介して固定容器内に接合すべき少なくとも一方の鉄筋を挿入することにより前記充填材が固定容器内において膨張するプレストレスおよびプレスにより固定容器内において相対する鉄筋相互を定着させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求の範囲における請求項１に記載の発明によれば、剛性材により中空状に形成され、外側面には全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層が形成され、適宜側面には封止手段を備えた固定容器を前記薄膜層に接する打込コンクリートまたはコンクリート二次製品の接合端に埋設し、前記固定容器内に充填材を充填収容し、前記封止手段を介して固定容器内に挿入される相対する鉄筋を前記充填材が膨張するプレストレスおよびプレスにより定着することを特徴とし、また特許請求の範囲における請求項８に記載された発明によれば、剛性材により中空状をなし、外側面に、全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層が形成された固定容器を打込コンクリートまたはコンクリート二次製品の接合端に埋設し、前記固定容器の側面に配設される開口に封止手段を施し、該封止手段を介して充填材を前記固定容器内に充填注入し、その後に前記封止手段を介して固定容器内に接合すべき少なくとも一方の鉄筋を挿入することにより前記充填材が固定容器内において膨張するプレストレスおよびプレスにより固定容器内において相対する鉄筋相互を定着させることを特徴とするので、短時間にて多大な労力を要さずに作業能率が良く鉄筋相互を接合でき、また鉄筋相互の定着長さが短かくても十分な付着力により構造堅牢に接合することができる。そして、固定容器の外面に、周囲のコンクリートに接して全体的または部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層を形成したので、固定容器内に充填収容される充填材の膨張圧により生ずる固定容器の膨張、ひずみ、引張に起因する引張力を受けて周囲のコンクリートがひび割れるのを防止するとともにコンクリートに対する付着力を向上することができる。しかもコンクリート二次製品相互の接合端を接合する前でも充填材の充填状態を外部から目視によって確認することが容易であり、さらには構造簡単にして製作費および資材費は安価になる。
【００１６】
また本発明の特許請求の範囲における請求項２に記載の発明によれば、固定容器が、鋼材により二方を開口した直管状のスリーブ乃至はＬ形状の管状体、三方または四方を開口した管状体、また箱状体、さらには略球形体の何れかに形成されるので、短時間にて多大な労力を要さずに作業能率が良く鉄筋相互を接合できる。また鉄筋相互の定着長さが短くても十分な付着力により構造堅牢に接合することができ、しかもコンクリート二次製品相互の接合端を接合する前でも充填材の充填状態を外部から目視によって確認することが容易であり、さらには構造堅牢にして製作費および資材費は安価になる。
【００１７】
また本発明の特許請求の範囲における請求項３に記載の発明によれば、固定容器は、肉厚が約３〜１５ｍｍに形成されるので、剛性材にて形成される固定容器内に封入する充填材の膨張により生ずるプレストレス効果とプレス効果とを最も有効に発揮して固定容器内に挿入され、相対する鉄筋相互を確実に付着することができる。
【００１８】
また本発明の特許請求の範囲における請求項４に記載の発明によれば、充填材は、酸化カルシウムを主成分として約８０．０〜８４．０重量％、二酸化珪素を約８．０〜９．０重量％、酸化アルミニウムを約２．０〜２．３重量％、三酸化硫黄を約４．０〜４．５重量％含むので、固定容器内に充填される充填材は酸化アルミニウムが水と反応して迅速かつ確実に膨張し、高密実化、高強度化、高圧縮化され、鉄筋に対する付着力が大きく、安価な膨張材を提供することができる。
【００１９】
また本発明の特許請求の範囲における請求項５に記載の発明によれば、封止手段が、固定容器の適宜側面に開口された開口部を閉塞する合成樹脂製のキャップであり、該キャップは充填材を充填可能な充填孔が必要に応じて開設されるので、充填材を目視により外部から確認しながら固定容器内に所望量確実に充填し、固定容器内に充填された充填材は周囲には漏出することなく膨張されて鉄筋相互を確実に定着することができる。
【００２０】
また本発明の特許請求の範囲における請求項６に記載の発明によれば、キヤップが適宜個数の切込みが放射状に設けられるとともにキヤップの外周側上部に前記充填孔が開設されることを特徴とするので、鉄筋を封止手段を介して固定容器内に容易かつ確実に挿入することにより固定容器内に充填された充填材が周囲には漏出することなく膨張されることにより鉄筋相互を確実に定着することができる。
【００２１】
また本発明の特許請求の範囲における請求項７に記載の発明によれば、封止手段は、固定容器内に挿入される鉄筋の外周に圧接され可撓可能になる背面略環状の封止弁板をキヤップの裏面外周に設けたことを特徴とするので、キャップの裏面外周に設けた封止弁板の逆止弁機能により固定容器内に充填される充填材が外部に漏れ出すのが確実に防止され、充填材の膨張によるプレストレスおよびプレスにより固定容器内に鉄筋を定着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１乃至図１１に従って本発明の膨張継手の第１実施形態を説明する。
【００２４】
１は剛性材により中空状に形成され封止手段２，２を適宜側面、例えば二方を開口した直管状のスリーブとして形成された固定容器であり、この固定容器１は打込コンクリートＫまたはコンクリート二次製品Ｋ′の接合端３，３に埋設される。また固定容器１は、例えば鋼材により形成され、その直径φ1 は約３０〜８０ｍｍ、肉厚ｔは約３〜１５ｍｍに形成される。
【００２５】
４は前記固定容器１内に充填収容される膨張性の充填材であり、この充填材４が膨張するプレストレスおよびプレスにより前記封止手段２，２を介して固定容器１内に相対して挿入される鉄筋５，５の端部５ａ，５ａ相互を定着するようになっている。
【００２６】
また本実施形態で使用される充填材４の組成の一例を下記[表１]に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
[表１]から本実施形態で使用される充填材４は、酸化カルシウムを膨張に供する主成分として約８０．０〜８４．０重量％含み、全重量の８割強の大部分を占めるほか、混和材として二酸化珪素を約８．０〜９．０重量％、酸化カルシウムに対する膨張補助剤として酸化アルミニウムを約２．０〜２．３重量％含む。このように、本実施形態で使用される充填材４は、酸化カルシウムを約８０．０〜８４．０重量％含むので、約２．０〜２．３重量％の酸化アルミニウムの補助によって迅速かつ円滑に水和反応が促進され、短時間にして迅速かつ確実に固定容器１内で膨張して相対して固定容器１内に挿入される鉄筋５，５を固定でき、酸化アルミニウムの空隙充填作用により、充填材４は高密実化、高強度化、高圧縮化されて構造堅牢に定着することができる。図４に示すように固定容器１の二方に設けた開口部１ａ，１ａを閉塞するための封止手段２，２は、開口部１ａ，１ａに嵌着される合成樹脂製のキャップ６であり、このキャップ６は正面円形をなし適宜個数、図４に示すように４個の切込み７が放射状に設けられることにより、この切込み７により数個、例えば４個に区分される区分片６ａを通じて鉄筋５，５の端部５ａ，５ａを固定容器１内に外部から押込むようにしている。また、切込み７の外周には充填材４を固定容器１内に充填するための充填孔８が開設されている。この充填孔８の孔径φ、形状、設置個数は適当なものが選定される。
【００２９】
そして、充填材４を固定容器１内に充填するには、ポンプ等の機材を用いることなく例えば充填材４を収容する漏斗状の注入容器（図には示さない）を用いて充填孔８から固定容器１への注入が容易に行える。
【００３０】
４０は固定容器１の外面に、周囲のコンクリートに接して図には示さないが全体的に、または図１０および図１１のように部分的に形成された薄膜層であり、この薄膜層４０は適宜形状、適宜模様の柔軟性材料にて形成したことにより、周囲のコンクリートＣが熱や固定容器１内に充填収容される充填材４の膨張圧により生ずる固定容器１の膨張、ひずみω、引張に起因する引張応力を受けてひび割れるのを固定容器１の外面に形成される柔軟性材料よりなる薄膜層４０の抑制により防止するとともにコンクリートＣに対する付着力を向上しようとするものである。
【００３１】
なお、図示する実施形態では、容器本体１の直径φ1 が４０ｍｍ程度であり、その外面に形成される薄膜層４０の膜厚は０．０２〜２．０ｍｍ程度である。また薄膜層４０を形成するのに使用される柔軟性材料としては、例えば塩化ビニール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂等各種の樹脂やゴム等が使用される。
【００３２】
本発明の第１実施形態は以上の構成からなり、施工現場において打設される打込コンクリートＫまたは工場において成形されたコンクリート二次製品Ｋ′に埋設される鉄筋５，５の端部５ａ，５ａ相互を接合するのには、先ず図１に示すように鋼材等の剛性材により中空状に形成されて例えば二方を開口した開口部１ａ，１ａを有する直管状であり、外側面には、全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層４０が形成されたスリーブよりなる固定容器１を打込コンクリートＫまたはコンクリート二次製品Ｋ′，Ｋ′の接合端３，３の少なくとも何れか一方に埋設する。
【００３３】
次いで、剛性材により形成された固定容器１の側面、図１では打込コンクリートＫまたは一方のコンクリート二次製品Ｋ′の接合端３側の側面に配設される開口部１ａに封止手段２としてのキャップ６を施して閉じる。
【００３４】
その後、施工現場にて打込コンクリートＫが打設されて養生、固化して完成する前またはコンクリート二次製品Ｋ′，Ｋ′相互を接合する前に固定容器１を埋設している一方の接合端３側から封止手段２としてのキャップ６を介して接合すべき少なくとも一方の鉄筋５を挿入することによりこの鉄筋５の端部５ａを固定容器１内に既に他側から挿入されている他方の鉄筋５の端部５ａに相対させる。
【００３５】
この時、固定容器１の開口部１ａを塞いでいるキャップ６には放射状に切込み７が設けられ、この切込み７により数個、図４では４個に区分される区分片６ａが鉄筋５の挿入による押圧により可撓性を発揮して拡開されるので、鉄筋５を固定容器１内に円滑かつ確実に挿入することができる。
【００３６】
それから、図には示さない漏斗状の注入容器を用いてキャップ６に開設されている充填孔８から充填材４を固定容器１内に充填すると、固定容器１内に挿入された鉄筋５，５は固定容器１内に充填される固定容器１の周囲の周壁面を基準面として拘束される充填材４の大きな膨張力により生ずるプレストレスとプレスにより付着強度が増加されて強固に定着される。
【００３７】
固定容器１内に充填される充填材４は、数個、図４では４個に区分された区分片６ａが可撓復元力により閉じるので、区分片６ａによりキャップ６を介して固定容器１内に押込まれる鉄筋５との間に間隙が生ずることなく固定容器１から不用意に外部に洩れ出すのが防止される。
【００３８】
そして、固定容器１内において充填材４が膨張されることにより例えば図５に示すように固定容器１の略中心Ｏから外周側に向かって膨張圧による圧力Ｐ1 が発生するので、固定容器１には周方向に向かってひずみωを生ずることになる。
【００３９】
この時、鋼材により形成される固定容器１の肉厚ｔを極厚に形成する場合には、充填材４の膨張圧により固定容器１のひずみωは小さくなる。また、固定容器１の肉厚ｔをさらに厚く形成する場合には、遂には固定容器１に生ずるひずみωは０値の領域になる。この現象は、充填材４を充填収容する固定容器１の充填材４に対する拘束が大きいために生ずる膨張エネルギーの大部分が、充填材４の内部組織圧密化にエネルギーを消費し、プレス効果（圧密効果）となる。
【００４０】
ところで、固定容器１の肉厚ｔを厚くしてプレス効果により充填材４の大きな膨張圧を得る場合に、固定容器１内に挿入される鉄筋５，５相互間のかぶり厚さを十分に確保して構造堅牢な打込コンクリートＫやコンクリート二次製品Ｋ′を確保するために管状の固定容器１の直径φ1 が細い傾向のものが好ましい。
【００４１】
逆に、固定容器１の肉厚ｔを薄く形成する場合には、充填材４の膨張圧により固定容器１のひずみω′は大きくなる。そして、さらに固定容器１の肉厚ｔを薄く形成すると、固定容器１は剛性が有効に発揮されず不定常になって自在な変形状態になり膨張圧が０値になる領域に到る。この現象は、充填材４の膨張によって生ずる膨張エネルギーの大部分を鋼材により形成される固定容器１のひずみω′を消費させるのに消費され、図６に示すようにひずみω′に見合う固定容器１の中心Ｏに向かう引張応力が緊張力Ｐ2 として充填材４に働き、プレストレス効果と呼ばれる。このように、剛性材として鋼材により形成される固定容器１の肉厚ｔの厚薄により、プレストレス効果とプレス効果との大きさが相違し、鉄筋５，５相互に対する膨張継手の定着力の大小、すなわち継手性能に大きな影響を与えるものであり、最適な継手性能を得るために本実施形態では固定容器１の肉厚ｔが３〜１５ｍｍに設定されるのが、効率良くプレストレス効果とプレス効果を発揮する領域である。
【００４２】
そして、本実施態様の継手工法では、剛性材により形成される固定容器１内に充填収容される充填材４の膨張により生ずるプレストレス効果とプレス効果（圧密効果）とにより鉄筋５，５に対する付着強度が増加されて充填材４によって鉄筋５，５を定着するので、打込コンクリートＫまたはコンクリート二次製品Ｋ′内に配筋される相対する鉄筋５，５を強固に定着することができ、鉄筋５，５の定着長さを短く設計することができる。
【００４３】
そして、本実施形態では、固定容器１の外面に、周囲のコンクリートに接して図には示さないが全体的にまたは図１０および図１１のように部分的に適宜形状、適宜模様の柔軟性材料よりなる薄膜層４０が形成されているので、周囲のコンクリートＣが熱や固定容器１内に充填収容される充填材４の膨張圧により生ずる固定容器１の膨張、ひずみω、引張に起因する引張応力を受けてひび割れるのを固定容器１の外面に形成される柔軟性材料よりなる薄膜層４０の抑制により防止するとともにコンクリートＣに対する付着力を向上することができる。
また、鉄筋とコンクリートとの付着力に依存する従来のモルタル継手工法では、施工現場での打込コンクリートＫやコンクリート二次製品Ｋ′を形成する材料の配合や練り混ぜの如何によって鉄筋５，５に対して付着力を発現しないという不都合がなく本実施形態の膨張継手は、比較的悪条件の施工下においても剛性材にて形成される固定容器１内に充填収容される充填材４の十分な膨張圧により鉄筋５，５を確実に定着することができ、構造継手として安定的に性能を発揮する。
【００４４】
また本実施形態の膨張継手では、剛性材により形成される直管状の固定容器１の前後二方に設けた開口部１ａ，１ａは、封止手段２としてのキャップ６により封止されることにより固定容器１の周囲への漏洩を確実に防止することができる。しかも、固定容器１内への充填材４の充填は、施工現場での打込コンクリートＫの打設前やコンクリート二次製品Ｋ′，Ｋ′相互の接合前に、コンクリート二次製品Ｋ′，Ｋ′の少なくとも何れか一方の接合端３に埋設される固定容器１の接合端３側に臨むキャップ６に設けた充填孔８を通じて充填量を目視により確認しながら充填することができ、充填材４の膨張圧を有効に発揮させて鉄筋５，５相互を確実かつ構造堅牢に定着することができる。
【００４５】
（実施例）
鋼材により中空の直線状、例えば直径φ1 が約４０ｍｍ、肉厚ｔが１０ｍｍ程度に形成され、外周には全体的に、または図１０、図１１に示すように部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層４０が形成されたスリーブよりなり、２方の開口部１ａ，１ａを封止手段としての合成樹脂製のキャップ６，６にて閉止した固定容器１を施工現場にて打込コンクリートＫの接合端３，３となる何れか一方に埋設した。その後、キャップ６，６に放射状の切込み７を入れることにより区分された区分片６ａを可撓性に抗して鉄筋５，５の軸長方向に対向して固定容器１内に押込むことにより挿入し、相対させた。
【００４６】
そして、酸化カルシウムが約８２．５重量％、二酸化珪素を約８．３重量％、酸化アルミニウムを約２．１重量％、三酸化硫黄を４．３重量％よりなる充填材４をキャップ６，６に設けた充填孔８から固定容器１内に充填して膨張させると、充填材４が固定容器１を基準面として膨張することにより生ずるプレストレスとプレスによって固定容器１内に挿入されて端部５ａ，５ａが相対されている鉄筋５，５を充填材４により高密実化、高強度化、高圧縮化がはかれ、付着強度を増加して強固に定着することができた。なお、試験方法は、ＪＩＳＲ５２０２によった。
【００４７】
また上記のような構成の膨張継手および継手工法を採用するコンクリート二次製品Ｋ′の具体例として、例えば図７に示すように大型のボックスカルバート２０があげられる。
【００４８】
このボックスカルバート２０は、数個の分割構成片２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇ，２０Ｈに分割して軽量化と小体積化をはかって工場における製作および保管を容易にするとともに施工現場への運搬性と移動性とを良好にし、そして施工現場に到達後には数個の分割構成片２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇ，２０Ｈを簡単且つ確実に組付けるようにして施工性を効率化をはかるようにした。
【００４９】
また図８および図９は同様に本発明の膨張継手および継手工法を採用したコンクリート二次製品Ｋ′の別な具体例である。
【００５０】
本例では、大型のＬ型擁壁ブロック３０，３０′を数個の分割構成片３０Ａ，３０Ｂ；３０′Ａ，３０′Ｂに分割して軽量化と小体積化をはかって同様に工場における製作および保管を容易にするとともに施工現場への運搬性と移動性とを良好にし、施工現場での施工性を良くするようにしている。
【００５１】
図１２ないし図１４に示すものは本発明の膨張継手を示す第２実施形態である。
【００５２】
この実施形態では、封止手段２が、固定容器１の適宜側面に開口された開口部１ａを合成樹脂製のキヤップ６にて閉塞し、該キヤップ６に開設される充填孔８から固定容器１内に充填収容される充填材４が膨張するプレストレスおよびプレスにより前記封止手段２を介して固定容器１内に挿入される鉄筋５を定着する点は上記第１実施形態と同様な構成であり、同様の作用であるが、本実施形態では封止手段２が、固定容器１内に挿入される鉄筋５の外周に圧接され可撓可能になる背面略環状の封止弁板６Ａを厚さが薄いキヤップ６の裏面外周に設けた構成にする。
【００５３】
そして、固定容器１内に充填材４を充填するのには、先尖な棒状工具として例えば錐、ドライバー等の先端をキャップ６に施工現場にて突き刺すことにより充填孔８をキヤップ６に開設し、次いでこの充填孔８内に挿入される漏斗状の注入容器（図示せず）を介して固定容器１内に充填材４を充填する。その後、厚さが薄いキヤップ６を突き破って鉄筋５を固定容器１内に挿入して行くと、キャップ６の裏面外周に設けた背面略環状の封止弁板６Ａは鉄筋５の外部からの挿入圧により内部へと押し広げられ、しかも封止弁板６Ａは鉄筋５の押圧力により可撓性を発揮し、鉄筋５の外周に密に圧接するので、封止弁板６Ａの逆止弁機能により充填材４が外部に漏れ出すのが確実に防止される。そして、封止手段２を介して固定容器１内に充填収容された充填材４の膨張によるプレストレスおよびプレスにより固定容器１内に挿入した鉄筋５は定着される点が上記第１実施形態と異なる。
【００５４】
なお図１２において５０は封止手段２を固定容器１の開口部１ａに取付けるために固定容器１の開口部１ａの外周端に嵌着される金属製の外装リングである。
【００５５】
また前記各実施態様では、充填材４を充填収容する固定容器１は、例えば図１に示すように二方を開口した直管状のスリーブを用いた場合を代表的な最適例として説明したけれども、固定容器１はこれに限ることなく、例えば図１５に示すように二方を開口したＬ形状の管状体１Ａ1 、また図１６および図１７に示すように三方または四方を開口した管状体１Ａ2 ，１Ａ3 、また図１８に示すように箱状体１Ａ4 、さらには図１９に示すように略球形体１Ａ5 等であっても本発明の適用範囲であり、用途に応じて最適なものを使用する。
【００５６】
また図７、図８および図９に示す本発明の膨張継手および膨張継手を用いた鉄筋接続工法の具体例として、ボックスカルバート２０、Ｌ型擁壁ブロック３０，３０′に適用しているが、本発明を適用するコンクリート二次製品Ｋ′として図示する上記説明のものに限らず、例えば大型の開溝型水路ブロック、大型のＵ形溝ブロック、共同溝ブロック、マンホール、地下埋込型の貯水槽ブロック、護岸ブロック、護床ブロック、橋桁やその基礎ブロック等があげられる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は剛性材により中空状に形成され、外側面には全体的にまたは部分的に柔軟性材料よりなる薄膜層が形成され、適宜側面には封止手段を備えた固定容器を前記薄膜層に接する打込コンクリートまたはコンクリート二次製品の接合端に埋設し、前記固定容器内に充填材を充填収容し、前記封止手段を介して固定容器内に挿入される相対する鉄筋を前記充填材が膨張するプレストレスおよびプレスにより定着するという用途・機能に適する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明の膨張継手の第１実施形態を示し、鉄筋相互を接続した状態の部分断面図である。
【図２】図２は同じく図１のＡ−Ａ方向の断面図である。
【図３】図３は同じく鉄筋を充填材が充填された容器本体内に封止手段を介して挿入する状態の拡大断面図である。
【図４】図４は同じく本実施形態の封止手段の一例を示す拡大正面図である。
【図５】図５は同じく充填材により容器本体の周方向に向かう圧力Ｐ1 の膨張圧が働いてプレス効果を発揮する状態の断面図である。
【図６】図６は同じく容器本体の膨張応力が緊張力Ｐ2 として充填材に働きプレストレス効果を発揮する状態の断面図である。
【図７】図７は本発明の膨張継手を大型のボックスカルバートに適用した状態の断面図である。
【図８】図８は同じく本発明の膨張継手を大型のＬ型擁壁ブロックに適用した一例を示す断面図である。
【図９】図９は同じく本発明の膨張継手を大型のＬ型擁壁ブロックに適用した他例を示す断面図である。
【図１０】図１０は同じく本実施形態において、容器本体の表面に柔軟性材料よりなる薄膜層を部分的に形成した一例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は同じく薄膜層の模様パターンの一例を示す正面図である。
【図１２】図１２は本発明の膨張継手の第２実施形態示す断面図である。
【図１３】図１３は本実施形態を構成する封止手段の他例を示す背面図である。
【図１４】図１４は同じく本実施形態の封止手段を示す断面図である。
【図１５】図１５は同じく本発明の膨張継手の第２変形例を示す断面図である。
【図１６】図１６は同じく本発明の膨張継手の第３変形例を示す断面図である。
【図１７】図１７は同じく本発明の膨張継手の第４変形例を示す断面図である。
【図１８】図１８は同じく本発明の膨張継手の第５変形例を示す斜視図である。
【図１９】図１９は同じく本発明の膨張継手の第６変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１固定容器
２封止手段
３接合端
４充填材
５鉄筋
５ａ端部
６キャップ
７切込み
８充填孔

Claims

剛性材により中空状に形成され、外側面には、全体的にまたは部分的に柔軟性材料によりなる薄膜層が形成され、適宜側面には、封止手段（２）を備えた固定容器（１）を前記薄膜層に接する打込コンクリート（Ｋ）またはコンクリート二次製品（Ｋ′）の接合端（３，３）に埋設し、前記固定容器（１）内に膨張性の充填材（４）を充填収容し、前記封止手段（２）を介して固定容器（１）内に挿入される相対する鉄筋（５，５）を前記充填材（４）が膨張するプレストレスおよびプレスにより定着することを特徴とする膨張継手。
固定容器（１）が、鋼材により二方を開口した直管状のスリーブ乃至はＬ形状の管状体（１Ａ1 ）、三方または四方を開口した管状体（１Ａ2 ，１Ａ3 ）、また箱状体（１Ａ4 ）、さらには略球形体（１Ａ5 ）の何ずれかに形成されることを特徴とする請求項１記載の膨張継手。
固定容器（１）は、肉厚が約３〜１５ｍｍに形成されることを特徴とする請求１項または２に記載の膨張継手。
充填材（４）は、酸化カルシウムを主成分として約８０．０〜８４．０重量％、二酸化珪素を約８．０〜９．０重量％、酸化アルミニウムを約２．０〜２．３重量％、三酸化硫黄を約４．０〜４．５重量％含むことを特徴とする請求項１、または２、３の何れかに記載の膨張継手。
封止手段（２）が、固定容器（１）の適宜側面に開口された開口部（１ａ）を閉塞する合成樹脂製のキャップ（６）であり、該キャップは充填材を充填可能な充填孔（８）が必要に応じて開設されることを特徴とする請求１、または２、３、４の何れか記載の膨張継手。
封止手段（２）は、キヤップ（６）が適宜個数の切込み（７）が放射状に設けられるとともにキヤップ（６）の外周側上部に前記充填孔（８）が開設されることを特徴とする請求項１、または２、３、４、５の何れかに記載の膨張継手。
封止手段（２）は、固定容器（１）内に挿入される鉄筋（５，５）の外周に圧接され可撓可能になる背面略環状の封止弁板（６Ａ）をキャップ（６）の裏面外周に設けたことを特徴とする請求項１、または２、３、４、５、６の何れかに記載の膨張継手。
剛性材により中空状をなし、外側面に、全体的にまたは部分的に柔軟性材料によりなる薄膜層が形成された固定容器（１）を打込コンクリート（Ｋ）またはコンクリート二次製品（Ｋ′）の接合端（３，３）に埋設し、前記固定容器（１）の側面に配設される開口（１ａ）に封止手段（２）を施し、該封止手段（２）を介して充填材（４）を前記固定容器（１）内に充填注入し、その後に前記封止手段（２）を介して固定容器（１）内に接合すべき少なくとも一方の鉄筋（５）を挿入することにより前記充填材（４）が固定容器（１）内において膨張するプレストレスおよびプレスにより固定容器（１）内において相対する鉄筋（５，５）相互を定着させることを特徴とする膨張継手を用いた鉄筋接続工法。