JP3983490B2 - 断熱pcコンクリート板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外断熱を考慮した共同住宅、病院等の建築物の壁、柱、梁などに取り付けられる断熱PC(プレキャスト)コンクリート板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、断熱材を内蔵した表裏のコンクリート壁板を連結する方法として、海外ではトラス筋又は波形状のラチス筋を一方向せん断接合筋としてコンクリート壁板に対して垂直に、且つ縦方向に平行に複数配置して配筋する方法が行われている。この方法で水平方向の外力に抵抗するためには、他の手段を考慮する必要があり、同様のトラス筋やラチス筋を配置することも考えられるが、通常、水平方向は考慮されていない。
【0003】
近年、三角配置された1条のトップ筋と2条の下端筋とが波形状をなすラチス筋で連結され、これと直交して配筋された補強筋で補強されたトラス筋で表裏のコンクリート壁板を連結し、断熱層として発泡又は気泡コンクリートを打設した断熱コンクリートカーテンウオールが知られている(実公平4−15862号公報)。また、板状体の型枠の一方の面にトラス筋を設け、他方の面に発泡樹脂の断熱体を設け、壁を構築すべき部位に自立できるように構成された壁の構造体が提案されている(特開平10−205031号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の断熱コンクリートカーテンウオールは、水平方向の外力に抵抗することができる点で都合がよい。しかし、発泡又は気泡コンクリートは断熱性能(熱伝導率)が無機繊維系断熱材に比べて半分以下(熱伝導率が2倍以上)、断熱材の重量が無機繊維系断熱材に比べて10倍以上となり、断熱材として使用するには現実的ではない。断熱材として無機繊維系断熱材を使用することも考えられるが、ラチス筋で囲まれる三角形内に断熱材を挿入することは困難であり、隙間無く断熱材を敷きつめることができない。一方、上記の壁の構造体は、現場打ち鉄筋コンクリート造に対応するもので、トラス筋は全てコンクリート内に打ち込まれ、表裏のコンクリート板を接合するものではない別構造物である。更に、上記断熱コンクリートカーテンウオールや壁の構造体には、コンクリート板と断熱材との間に通気層が形成されておらず、結露によるカビの発生などの問題が残されたままである。
【0005】
従って、本発明の目的は、比較的重量の重いPC板を外装材として使用した場合でも、PC板の自重などの鉛直力や地震時の水平力にも抵抗でき、且つ結露が起こらない簡易な構造の断熱材内蔵のPCコンクリート板を提供するものであり、また、断熱材と通気層を内蔵しながら、PC工場での作業を簡略化でき、工期の短縮が可能な断熱PCコンクリート板の製造方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するものであって、上方が開放された箱状の型枠の底部の所定位置にメッシュ状の第1壁筋を配置し、該壁筋に波形状のラチス筋を縦方向、且つ斜め傾斜に複数配置し、その後コンクリートの打設を行い外板を形成する第1工程、第1工程で形成された外板上に、下方には通気層を形成しつつ、上方には内板のアンカーとなるラチス筋の山部を残して無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材を敷きつめる第2工程、前記無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材の上方の所定位置にメッシュ状の第2壁筋を配置し、その後コンクリートの打設を行い内板を形成する第3工程、を行うことを特徴とする断熱PCコンクリート板の製造方法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、断熱材と通気層を内蔵しながら、PC工場や現場サイトでの作業を簡略化でき、工期の短縮を図ることが出来る。また、当該製造方法により得られた断熱PCコンクリート板は、波形状のラチス筋で外装材のPCコンクリート板と内板のPCコンクリート板とが強固に結合されている。また、PC板内では鉛直方向及び水平方向共に、傾斜する筋材が存在するため、自重などの鉛直力や地震時の水平力にも抵抗できる。更に、外板のPCコンクリート板と断熱材との間には通気層があるため結露が生じ難く、結露に起因するカビの発生に伴う外装材の汚損などを防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における断熱PCコンクリート板を図1〜図5を参照して説明する。図1は本例の断熱PCコンクリート板の一部を切り欠いて示す斜視図、図2及び図3はラチス筋の傾斜を説明する図、図4及び図5はラチス筋に補強筋を付設した図をそれぞれ示す。図1中、断熱PCコンクリート板10は、外板となるPC板1と、通気層2と、無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材3と、内板となる外板1より厚いPC板4をこの順序で積層してなり、外板となるPC板1と内板となるPC板4が、縦方向、且つ斜めに複数配置される波形状のラチス筋6で連結されてなるものである。また、外板となるPC板1の外側面には、図では省略するタイル等が付設されていてもよい。
【0009】
無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材3としては、特に制限されず、例えば、ロックウールやガラスウール系、及び発泡スチレン系ものが使用できる。無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材(以後、単に「断熱材」とも言う。)3は1枚ものではなく、斜めに複数配置される波形状ラチス筋6の特有な配筋構造及びこのラチス筋6を断熱材3中に埋設する必要から、1ピース又は複数ピースの台形状、逆台形状、菱形状、四角形状又は三角形状などのものが相互に組み込まれ、見かけ上1枚ものを形成してなるものである。
【0010】
通気層2は外板となるPC板1と断熱材3との間に配されるものである。通気層2を形成することにより、結露が無くなり、結露に起因するカビの発生に伴う外装材の汚損などを防止することができる。従って、通気層2は外板となるPC板1と断熱材3の間に空気が流通し、結露を防止できる空間があればよく、外板となるPC板1と断熱材3が一部当接し、通気層が断続的に形成されている構造であってもよい。しかし、本発明においては、外板となるPC板1と断熱材3の間は完全に離間させたものが、断熱PCコンクリート板をコンパクトに設計できる点で好ましい。
【0011】
波形状のラチス筋6は、別名イナズマ筋とも言われ、線材を屈曲させて山部と谷部を交互に形成したものである。この谷部から山部へ向かう線材の傾き、すなわち、当該線材とPC板面とで形成される角度θ1 がラチス筋6の製作角度であり、この傾斜筋の存在により、PCコンクリート板の自重などの鉛直方向の外力に抵抗することができる。図1及び図2において、ラチス筋6は斜め傾斜の方向が互いに逆方向となるラチス筋を複数配置したものである。すなわち、記号6aのラチス筋を+側にθ2 傾斜した筋とすると、該ラチス筋6aと、これとは逆に−側にθ2 傾斜したラチス筋6bを一対として、これを複数対配置して使用される。ラチス筋6の配置本数は、断熱PCコンクリート板の大きさ、強度、使用材料及び使用箇所等により異なるが、通常2対の4本もの〜5対の10本ものである。また、ラチス筋6は、同一傾斜方向のラチス筋6a、6aを複数配置し、次いでラチス筋6a、6aとは逆方向となるラチス筋6b、6bを同数配置したものも使用できる(図3)。このような設置時の板面に対する傾斜角度θ2 による傾斜筋の存在により、地震等の水平方向の外力に抵抗することができる。また、ラチス筋を+側と−側のものをそれぞれ同数付設するため、外力によるPC板内でのラチス筋の転倒を防止し、表裏両面のPCコンクリートの板間隔を一定に維持することができる。
【0012】
本発明の断熱PCコンクリート板において、ラチス筋6は、ラチス筋6の山部61の内側、又は谷部62の内側を通過し、該ラチス筋6に直行する補強筋7a、7bをそれぞれ配置してもよい(図4)。この補強筋7a、7bはラチス筋6の山部61や谷部62と溶接する必要はない。このような補強筋7a、7bを設置することにより、ラチス筋6のPC板面外への引き抜き抵抗を高めると共に、ひび割れ後のPC板の落下を防止することができる。また、ラチス筋6の山部61、61同士をトップ筋8aで連結し、又はラチス筋6の谷部62、62同士をボトム筋8bで連結することもできる。トップ筋8aやボトム筋8bを設置することにより、ラチス筋6と外板1や内板4との結合力を一層高めることができる。連結は溶接による方法で行うことができる。ラチス筋6、補強筋7a、7b及びトップ筋8aやボトム筋8bの材質としては、鉄筋、ステンレス筋及び錆止め塗装された鉄筋などが挙げられる。このうち、ステンレス筋を使用することが、熱伝導率が鉄筋に比べて小さく断熱効果があること及び錆が発生しないことなどの理由で好適である。錆止め塗装された鉄筋は、断熱材を薄くできる地方で使用することができる。
【0013】
ラチス筋の製作角度θ1 、傾斜角度θ2 、水平ピッチ(隣合うラチス筋間の距離)及びラチス筋の波状のピッチ等は公知の強度計算式や経験式等により適宜に決定される。また、図1では省略するが、外板1や内板4のPCコンクリート板中には、メッシュ状の壁筋を埋設することが、強度を高め、且つラチス筋の固定という点からも好ましい。メッシュ状の壁筋はPCコンクリート板の厚みが大きければ、2枚埋設してもよい。本発明の断熱PCコンクリート板は、PC工場あるいは現場サイトで作製され、外断熱を考慮した共同住宅、病院等の建築物の壁、柱、梁などに取り付けられる。
【0014】
次に、本例の断熱PCコンクリート板の製造方法について、図6及び図7を参照して説明する。本例の断熱PCコンクリート板は次の第1工程から第3工程を実施することで製造することができる。すなわち、第1工程は、上方が開放された箱状の型枠11の底部の所定位置にメッシュ状の第1壁筋9aを配置し、該壁筋9aに波形状のラチス筋6a、6b、6a、6bを縦方向、且つ斜め傾斜に複数配置し、その後コンクリートの打設を行い外板1を形成する工程である(図6(A))。メッシュ状の第1壁筋9aは外板1となるPC板の厚みの中央部にくるようにスペーサ12で底上げされて設置される。第1壁筋9aに波形状のラチス筋6a、6b、6a、6bを設置する方法としては、特に制限されず、線材で縛る方法、支持台で支持する方法などが適用できる。コンクリートの打設後、蒸気養生を行うことが、硬化を促進し製造時間を短縮できる点で好ましい。蒸気養生は型枠11の上面をシートで覆い、コンクリート周りを蒸気雰囲気に数時間保持するようにすればよい。第1工程において、外板1の外側にタイルを付設する場合、型枠11の底部に予めタイルを敷いておき、その後、メッシュ状の第1壁筋9aを配置すればよい。
【0015】
第2工程は、第1工程で形成された外板1上に、下方には通気層2を形成しつつ、上方には内板4のアンカーとなるラチス筋6の山部を残して断熱材3を敷きつめる工程である(図6(B))。通気層2を形成する方法としては、(B)に示すような外板1と断熱材3の間の適宜に間隔でスペーサ13を配置し、このスペーサの厚み分を通気層とする方法、断熱材に予め溝を設けてこれを敷く方法及び外板1となるPC板に予めリブを設けておく方法などが挙げられる。前述の通り、通気層2は外板となるPC板1と断熱材3の間に空気が流通し、結露を防止できる空間があればよい。従って、外板となるPC板1と断熱材3が一部当接している構造であってもよいが、外板となるPC板1と断熱材3の間は完全に離間させたものが、断熱PCコンクリート板をコンパクトに設計できる点で好ましい。このような障壁のない通気層を形成する方法としては、外板1上に、通気層2を形成する厚さに無機粒子を敷きつめ、次いで、断熱材3を敷きつめることにより行い、第3工程終了後に型枠を外し、断熱PCコンクリート板を縦置きにして前記無機粒子を系外へ排出することにより通気層を形成する方法が適用できる。無機粒子としては、さらさらした砂、球状の樹脂などが使用できる。
【0016】
次に、断熱材3を外板上に敷きつめる方法を説明する。断熱材3の断面形状は、台形状、逆台形状、菱形状、四角形状又は三角形状などであり、これらを1ピース又は複数ピース使用して行う。断熱材3を敷きつめる方法は、ラチス筋6の傾きが+側傾斜及び−側傾斜のものを交互に配置する場合、逆台形状の断熱材31は落とし込みにより行い、台形状の断熱材32は型枠11の側面より挿入により行うか、あるいは台形状の断熱材を落とし込み可能な形状33a、33b、33cに切断し、落とし込みにより行う方法(図7(A)、(B))がある。また、同一傾斜方向のラチス筋を複数配置し、次いで当該ラチス筋とは逆方向となるラチス筋を同数配置する場合、菱形形状の断熱材34は上方から斜め方向に挿入し、中央の逆台形状の断熱材35は上から落とし込み、端部の断熱材36、37は落とし込み可能な形状に切断して挿入するか、あるいは型枠11の側面より挿入により行う方法がある(図7(C))。断熱材を型枠11の側面より挿入する方法では、型枠11の壁が障害にならないよう低い高さの壁とし、その後、第3工程でのコンクリート打設が可能な高さに調整できるものを使用する。断熱材の幅寸法はラチス筋6間の寸法と同じかやや大きめとし、少し押しつけるようにして敷くことが、付設後は隙間が無くなる点で好ましい。
【0017】
第3工程は、断熱材3の上方の所定位置にメッシュ状の第2壁筋9bを配置し、その後コンクリートの打設を行い内板4を形成する工程である(図6(C))。メッシュ状の第2壁筋9bは、一つの場合、内板4の中央位置に来るようにセットし、必要ならラチス筋6の山部を線材等で結束し、また、二つの場合、内板4の厚み幅の1/3間隔に来るようにセットし、ラチス筋6の山部よりやや下方の中間位置を線材等で結束して固定する。コンクリートの打設後、蒸気養生を行うことが、硬化を促進し製造時間を短縮できる点で好ましい。蒸気養生は型枠11の上面をシートで覆い、コンクリート周りを蒸気雰囲気に数時間保持するようにすればよい。
【0018】
第3工程終了後、型枠を外し、断熱PCコンクリート板を得る。前述の通気層に砂などの無機粒子を敷きつめる方法では、この段階で断熱PCコンクリート板を立てて、無機粒子を系外へ排出する。排出された無機粒子は次の部材の製造に再使用できる。
【0019】
断熱PCコンクリート板の製造は、PC工場内の他、製造日数が1日と比較的簡易に且つ短期間で行えることから、現場サイトにおいても可能である。上記方法で製造された断熱PCコンクリート板は、例えば、高さ及び幅寸法が共に、3〜4m の大きさであり、これを複数製造し現場に搬入して、外断熱を考慮した共同住宅、病院等の建築物の壁、柱、梁などに取り付ける。
【0020】
【発明の効果】
本発明の製造方法で得られる断熱PCコンクリート板は、波形状のラチス筋で外装材のPCコンクリート板と内板のPCコンクリート板とが強固に結合されている。また、PC板内では鉛直方向及び水平方向共に、傾斜する筋材が存在するため、自重などの鉛直力や地震時の水平力にも抵抗できる。更に、外装材のPCコンクリート板と断熱材との間には通気層があるため結露が生じ難く、結露に起因するカビの発生に伴う外装材の汚損などを防止することができる。また、本発明の断熱PCコンクリート板の製造方法によれば、断熱材と通気層を内蔵しながら、PC工場での作業を簡略化でき、工期の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本例の断熱PCコンクリート板の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図2】ラチス筋の傾斜を説明する図である。
【図3】ラチス筋の傾斜の他の例を説明する図である。
【図4】ラチス筋と補強筋の配筋状態を示す図である。
【図5】ラチス筋にトップ筋とボトム筋を付設した図である。
【図6】本例の断熱PCコンクリート板の製造例を説明する図である。
【図7】本例の断熱PCコンクリート板の製造例において、断熱材の付設方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 外板であるPCコンクリート板
2 通気層
3、31〜37 断熱材
4 内板であるPCコンクリート板
6、6a、6b ラチス筋
7a、7b 補強筋
8a トップ筋
8b ボトム筋
9a、9b メッシュ状の壁筋
10 断熱PCコンクリート板
11 型枠
12、13 スペーサー
61 山部
62 谷部
θ1 製作角度
θ2 傾き角度
Claims (3)
- 上方が開放された箱状の型枠の底部の所定位置にメッシュ状の第1壁筋を配置し、該壁筋に波形状のラチス筋を縦方向、且つ斜め傾斜に複数配置し、その後コンクリートの打設を行い外板を形成する第1工程、
第1工程で形成された外板上に、下方には通気層を形成しつつ、上方には内板のアンカーとなるラチス筋の山部を残して無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材を敷きつめる第2工程、
前記無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材の上方の所定位置にメッシュ状の第2壁筋を配置し、その後コンクリートの打設を行い内板を形成する第3工程、を行うことを特徴とする断熱PCコンクリート板の製造方法。 - 前記第2工程は、第1工程で形成された外板上に、通気層を形成する厚さに無機粒子を敷きつめ、次いで、無機繊維系又は発泡プラスチック系断熱材を敷きつめることにより行い、第3工程終了後に型枠を外し、断熱PCコンクリート板を縦置きにして前記無機粒子を系外へ排出することにより通気層を形成することを特徴とする前記請求項1記載の断熱PCコンクリート板の製造方法。
- 前記ラチス筋は、斜め傾斜の方向が互いに逆方向となるように複数配置するか、あるいは同一傾斜方向のラチス筋を複数配置し、次いで当該ラチス筋とは逆方向の傾斜となるラチス筋を同数配置するものであることを特徴とする請求項1又は2記載の断熱PCコンクリート板の製造方法。
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