JP4619290B2 - 建築用ブロック、これを用いた建築用パネルおよび建築用パネル形成工法 - Google Patents
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Description
本発明は鉄筋コンクリート製建築物における壁部、床部あるいは天井部などの平面状構造体を構築する技術に関する。
従来、鉄筋コンクリート製建築物の壁部や床部などの構造体を構築する場合、施工現場においてコンクリート型枠を組み立て、この型枠内に鉄筋材を配筋した後、コンクリートを打設する、という工法が採用されている。
しかしながら、このような現場打設工法は、型枠の組み立て、コンクリートの打設、コンクリートの固化および養生などの各種工程に多大な労力と時間が必要であるため、工期短縮の阻害要因となっている。また、これらの工程においては、それぞれ専門の熟練技術者が必要である。
さらに、型枠材および鉄筋材の搬入、組み立て作業およびコンクリート打設作業は広い作業スペースを必要とするため、施工現場に隣接する道路が狭い場合あるいは敷地が狭い場所は作業性が著しく悪化する。
そこで、壁部、塀、基礎土台などの構造体を構築する場合、工場で予め製造された各種コンクリートブロックを施工現場に搬入し、これらのコンクリートブロックを縦横に配列して平面体を形成し、所定の連結手段でブロック同士を互いに固定することによって壁部や塀などを形成する、という技術が開発されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特許文献１に記載されている積み重ね式コンクリートブロックは、当該ブロックの頂面および底面に植設された複数のパイプ部材に連結ピン部材を嵌め合せて複数のブロックを互いに連結することによって、壁や基礎土台などを構築するものである。
特許文献２に記載されているブロック壁の施工法は、多数のコンクリートブロックを縦横に敷並べ、各コンクリートブロックの接合面を接着剤で接着するとともに所定箇所に張力用鋼棒を挿入して締め付けてブロックパネルを形成し、このブロックパネルを壁用として建て込む、というものである。
特許文献１に記載されている積み重ね式コンクリートブロックの場合、連結ピン部材を用いることによって正確、確実にブロックを積み重ねていくことができるが、上下方向に隣接するブロック同士の境界部分の全てに連結ピン部材を配置しなければならないので、これらの作業に多大な時間と労力が必要である。
また、これらの連結ピン部材はブロック同士を引き付けて固定するものではないので、積み重ね施工後のブロック同士の境界部分に、連結ピン部材の軸心方向の引張り力が加わると、ブロックが分離するおそれがある。したがって、壁、塀あるいは基礎土台などのように、通常、連結ピン部材軸心方向の圧縮力しか加わらない構造体には好適であるが、建築物の床部のように撓み方向の外力が加わる可能性のある構造体には不向きである。
一方、特許文献２に記載されているブロック壁の施工法においては、縦横に敷並べた多数のコンクリートブロックの接合面を接着剤で接着するとともに張力用鋼棒を挿入して締め付けることによってブロックパネルが形成されるが、張力用鋼棒が挿入される箇所が隣接するブロックの接合部分であるため、ブロック同士を連結する力が弱い。
また、ブロック同士の接合面は接着剤で接着されるため、施工後、時間が経過すると、接着剤が劣化したり、収縮したりして、ブロック同士の接合部分が離れたり、隙間が生じたりすることがあり、耐久性に乏しい。
本発明が解決しようとする課題は、建築物の壁部や床部などの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができ、これらの平面状構造体の耐久性も向上させることのできる技術を提供することにある。
本発明の建築用ブロックは、外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能な建築用ブロックであって、その正面および背面と平行に線状または棒状の緊張用部材を挿通させるために当該建築用ブロックの厚さ方向に距離を隔てて互いに平行をなすように形成された複数の貫通孔と、前記緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため前記貫通孔の軸心方向と交差する外周面である上面および下面の前記貫通孔の間にそれぞれ形成された凹部と、前記上面および下面の前記凹部に交差する位置に開口して貫通状に形成された空洞部と、を備えたことを特徴とする。
このような構成とすることにより、複数の建築用ブロックをその外周面同士を互いに接触させ且つ複数の貫通孔が連通するように平面状に複数個配列し、複数の貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに凹部に緊張用部材を配置し、これらの緊張用部材に張力を発生させることによって建築用ブロック同士を圧着すれば、平面状構造体を形成することができる。
したがって、このような平面状構造体を、建築物の施工の際に、壁部、床部あるいは天井部として建て込めば、建築物の壁部や床部などの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができる。また、隣接する建築用ブロック同士は緊張用部材のみによって圧着されているため、施工後に接着剤の劣化が生じることがなく、耐久性も優れている。
また、前記上面および前記下面の凹部に交差する位置に開口して貫通状に形成された空洞部を備えたことにより、当該ブロック体自体を軽量化し、断熱性をもたせることができる。さらに、複数の当該建築用ブロック体を配列して平面状構造体を構築したとき、これらの空洞部同士が互いに面方向に連通するため、平面状構造体の軽量化を図ることができ、断熱性も向上する。
一方、複数の前記貫通孔は、当該ブロック体の厚さ方向と直交する方向に距離を隔てて互いに平行に配置することもできる。このような配置とすれば、それらの貫通孔に緊張用部材を挿通することによって当該ブロック体を強固に保持することが可能となるため、平面状構造体を構築したときの強度がさらに向上する。
次に、本発明の建築用パネルは、前述した建築用ブロックをその外周面同士を互いに接触させ且つ複数の貫通孔を連通させて平面状に複数個配置し、複数の貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに凹部に緊張用部材を配置し、これらの緊張用部材に張力を発生させることにより建築用ブロック同士を圧着して形成したことを特徴とする。
このような構成とすることにより、建築物の壁部や床部などの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができるようになり、接着剤を全く使用しないので、これらの平面状構造体の耐久性も向上する。
この建築用パネルにおいては、前記緊張用部材に張力を発生させるための反力部材を周縁部分に位置する建築用ブロックの外周面に付設することが望ましい。このような反力部材を付設すれば、緊張用部材に的確に張力を発生させることができるようになるため、強度および耐久性がさらに向上する。この場合、周縁部分全体に額縁状に反力部材を付設すれば、剛性が高まるとともに、緊張用部材に発生する張力の反力を、周縁部分全体で分散保持することができるようになるため、応力集中に起因するクラック発生を防止することが可能となる。
この場合、隣接する前記建築用ブロックの間に、応力分散用の隙間充填材を介在させることが望ましい。このような構成とすれば、建築用パネルにおいて、隣接する建築用ブロック同士の間に、当該ブロックの製造精度に起因して存在する細かな隙間が隙間充填材によって充填された状態となる。これにより、緊張用部材の張力により建築用ブロックに加えられた加圧力で各建築用ブロック間に生じている圧縮応力が、隣接する建築用ブロック同士の間に存在する隙間充填材によって均等に分散され、隣接する建築用ブロック同士の間で全面的に伝達されるようになるため、圧縮応力の集中によって建築用ブロックにクラックが発生したり、割れたりするのを防止することができる。
この場合、前記隙間充填材として、硬化性を有する練り状材、建築用ブロック同士の圧着により変形可能な材料を用いることができる。ここで、硬化性を有する練り状材とは、使用開始時は練り状態の物質であって、水分や溶剤の蒸発あるいは硬化反応などの化学反応過程を経ることによって建築用ブロック同士の圧着力で破壊しない程度まで硬化する性質を有する物質をいう。また、建築用ブロック同士の圧着により変形可能な材料とは、建築用ブロック同士の間に挟まれた状態で加圧されたとき、材料の少なくとも一部が、ブロック同士の隙間の形状に沿って当該隙間を充填するように変形可能であることをいう。
このような材質の隙間充填材は、緊張用部材の張力によって建築用ブロックに加えられた加圧力により、隣接する建築用ブロック同士の間で流動したり、変形したりして、建築用ブロック同士の間に存在する隙間を埋めていくので、建築用ブロック同士の間の細かな隙間を殆ど無くすことができる。これにより、各建築用ブロック間に生じている圧縮応力が隙間充填材で均等に分散されて伝わるようになるため、応力集中によるクラックや割れの発生を無くすことができる。これらの隙間充填材は、建築用ブロックを平面状に複数配列していく際に、隣接する建築用ブロック同士の間に介在させるが、硬化性を有する練り状材は、それ自体が圧縮応力の伝達が可能な状態まで硬化した時点で、建築用ブロックに加圧力を加えて圧着させることが望ましく、これによって建築用ブロック間の隙間を充填することができる。なお、建築用ブロック同士の圧着により変形可能な材料としては、紙材（例えば、板紙）、金属材（例えば、鋼板）などを用いることができる。
ここで、硬化性を有する練り状材として、セメントペーストあるいは水ガラスを用いれば、隣接する建築用ブロック同士の間に存在する細かな隙間をムラ無く且つ漏れなく充填することができるため、優れた応力分散機能を得ることができる。なお、セメントペーストおよび水ガラスは、前述と同様、それ自体が圧縮応力の伝達が可能な状態まで硬化した時点で、建築用ブロックに加圧力を加えて圧着させることが望ましい。
一方、前記反力部材として、当該建築用パネルの周縁寄りの領域に、ボルト挿通孔以外の貫通孔および空洞部が存在しない緻密構造を有するブロック体を用いることが望ましい。このような構成とすれば、緊張用部材に張力を発生させるために反力部材（ブロック体）に加えられた引張力によって当該反力部材が割れたり、損傷したりするのを防止することができる。
次に、本発明の建築用パネル形成工法は、前述した複数の建築用ブロックをその外周面同士の間に応力分散用の隙間充填材を介在させた状態で隣接させ且つ複数の前記貫通孔を連通させて平面状に複数配置する工程と、複数の前記貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに前記凹部に緊張用部材を配置する工程と、前記緊張用部材に張力を発生させることにより前記建築用ブロック同士を圧着する工程と、を含むことを特徴とする。
このような構成とすることにより、建築物の壁部や床部などの平面状構造体に適した建築用パネルを比較的短期間で容易に形成することができる。また、隙間充填材を介在させることで、応力集中によるクラックや割れの発生を無くすことができるため、強度および耐久性をさらに向上させることができる。
（１）外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能な建築用ブロックにおいて、その正面および背面と平行に線状または棒状の緊張用部材を挿通させるために当該建築用ブロックの厚さ方向に距離を隔てて互いに平行をなすように形成された複数の貫通孔と、前記緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため前記貫通孔の軸心方向と交差する外周面である上面および下面の前記貫通孔の間にそれぞれ形成された凹部と、前記上面および下面の前記凹部に交差する位置に開口して貫通状に形成された空洞部と、を備えたことにより、これらの建築用ブロックを平面状に複数配列して連結するだけで、建築物の壁部や床部などの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができ、これらの平面状構造体の耐久性も向上する。
（２）前記上面の凹部および前記下面の凹部に交差する位置に開口して貫通状に形成された空洞部を備えたことにより、当該ブロック体自体を軽量化し、断熱性をもたせることができる。また、複数の当該建築用ブロック体を配列して平面状構造体を構築したとき、これらの空洞部同士が互いに面方向に連通するため、平面状構造体の軽量化を図ることができ、断熱性も向上する。
（３）複数の前記貫通孔を、当該ブロック体の厚さ方向と直交する方向に距離を隔てて互いに平行に配置すれば、それらの貫通孔に緊張用部材を挿通することによって当該ブロック体を強固に保持することが可能となるため、平面状構造体を構築したときの強度がさらに向上する。
（４）前記（１）〜（３）に記載の建築用ブロックをその外周面同士を互いに接触させ且つ複数の貫通孔を連通させて平面状に複数個配置し、複数の貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに凹部に緊張用部材を配置し、これらの緊張用部材に張力を発生させることにより建築用ブロック同士を圧着して建築用パネルを形成すれば、建築物の壁部や床部などの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができるようになり、接着剤を全く使用しないので、これらの平面状構造体の耐久性も向上する。
（５）前記緊張用部材に張力を発生させるための反力部材を、周縁部分に位置する建築用ブロックの外周面に付設すれば、強度および耐久性がさらに向上する。
（６）隣接する前記建築用ブロックの間に、応力分散用の隙間充填材を介在させれば、隣接する建築用ブロック同士の間の隙間が隙間充填材で充填され、各建築用ブロック間に生じている圧縮応力が隣接する建築用ブロック同士の間で均等に分散されて伝達されるようになるため、圧縮応力の集中により建築用ブロックにクラックが発生したり、割れたりするのを防止することができる。
（７）前記隙間充填材として、硬化性を有する練り状材、建築用ブロック同士の圧着により変形可能な金属材若しくは紙材のいずれかを用いれば、建築用ブロック同士の間の隙間を殆ど無くすことができるため、応力集中によるクラックや割れの発生を無くすことができる。
（８）硬化性を有する練り状材として、セメントペーストあるいは水ガラスを用いれば、比較的容易な作業で建築用ブロック同士の間に存在する細かな隙間をムラ無く充填することができるため、応力集中によるクラックや割れの発生を無くすことができる。
（９）前記反力部材として、当該建築用パネルの周縁部寄りの領域に、緻密構造を有するブロック体を用いれば、緊張用部材に張力を発生させるために反力部材に加えられた引張力によって当該反力部材が割れたり、損傷したりするのを防止することができる。
（１０）前記（１）〜（３）に記載の建築用ブロックをその外周面同士の間に応力分散用の隙間充填材を介在させた状態で隣接させ且つ複数の前記貫通孔を連通させて平面状に複数配置する工程と、複数の前記貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに前記凹部に緊張用部材を配置する工程と、前記緊張用部材に張力を発生させることにより前記建築用ブロック同士を圧着する工程と、を含むことにより、建築物の壁部や床部などの平面状構造体に適した強度および耐久性に優れた建築用パネルを比較的短期間で容易に形成することができる。
１０，２０，７０，８０ 建築用ブロック
１０ａ，２０ａ，７０ａ，８０ａ 上面
１０ｂ，２０ｂ，７０ｂ，８０ｂ 下面
１０ｃ，２０ｃ，７０ｃ，８０ｃ 左側面
１０ｄ，２０ｄ，７０ｄ，８０ｄ 右側面
１０ｅ，２０ｅ，７０ｅ，８０ｅ 背面
１０ｆ，２０ｆ，７０ｆ，８０ｆ 正面
１０ｗ，２０ｗ，７０ｗ，８０ｗ，９０ｗ 左右方向の寸法
１０ｔ，２０ｔ 厚さ方向
１１，２１，３３，７１，８１，９１ 貫通孔
１２，２２，７２，８２ 凹部
１３，２３，７３，８３ 空洞部
１４，２４，７４，８４ 溝部
３０，３０Ｘ，３０Ｙ，３１ 緊張用部材
３２ 反力部材
３０ａ，３１ａ 雄ねじ部
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ 保持板
３５，３７ ナット
３６ スプリングワッシャ
４０，４１，４２，５０，１００ 建築用パネル
４３ 塀
６０，６１ 梁材
９０，９ｈ 補助ブロック
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Ｃ 天井部
Ｆ 床部
ＳＰ セメントペースト
Ｗ 壁部
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９０，９ｈ 補助ブロック
９３ 凹部
Ｃ 天井部
Ｆ 床部
ＳＰ セメントペースト
Ｗ 壁部
図１〜図１０を参照して、本発明の第１，２実施形態である建築用ブロックおよびこれらを用いて形成した建築用パネルについて説明する。
図１，図２に示すように、第１実施形態の建築用ブロック１０は、後述するように、上面１０ａ、下面１０ｂおよび左側面１０ｃ、右側面１０ｄの４つの外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能なブロックである。建築用ブロック１０には、その正面１０ｆおよび背面１０ｅと平行に、後述する棒状の緊張用部材を挿通させるための複数の貫通孔１１が形成され、貫通孔１１に挿通させた緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため貫通孔１１の軸心方向と交差する外周面である上面１０ａおよび下面１０ｂにそれぞれ凹部１２が形成されている。
また、建築用ブロック１０には、上面１０ａおよび下面１０ｂに開口する５つの空洞部１３が貫通状に形成され、左側面１０ｃ，右側面１０ｄには、それぞれ空洞部１３と同方向の溝部１４が形成されている。
また、図３，図４に示す建築用ブロック２０は、建築用ブロック１０と同様、上面２０ａ、下面２０ｂおよび左側面２０ｃ、右側面２０ｄの４つの外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能なブロックである。建築用ブロック２０には、その正面２０ｆおよび背面２０ｅと平行に、緊張用部材を挿通させるための複数の貫通孔２１が形成され、貫通孔２１に挿通させた緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため貫通孔２１の軸心方向と交差する外周面である上面２０ａおよび下面２０ｂにそれぞれ凹部２２が形成されている。
また、建築用ブロック２０にも、上面２０ａおよび下面２０ｂに開口する２つの空洞部２３が貫通状に形成され、左側面２０ｃ，右側面２０ｄには、それぞれ空洞部２３と同方向の溝部２４が形成されている。
このように、建築用ブロック１０と建築用ブロック２０とは、それぞれの左右方向の寸法が異なるのみであり、その他の部分の寸法、構造は同じである。すなわち、建築用ブロック１０の左右方向の寸法１０ｗは、建築用ブロック２０の左右方向の寸法２０ｗの２倍となっているだけで、他の点は同様である。
図５（ａ）に示すように、複数の建築用ブロック１０を、その外周面同士を互いに接触させ且つ複数の貫通孔１１が軸心方向に直線状に連通するように平面状に配列し、図５（ｂ）に示すように、連通する複数の貫通孔１１に緊張用部材３０を挿通させるとともに凹部１２に緊張用部材３１を配置する。この後、最外周に位置する建築用ブロック１０の外周面に沿って反力部材３２を付設し、図６に示すように反力部材３２の貫通孔３３から突出した緊張用部材３０，３１の雄ねじ部３０ａ，３１ａに保持板３４ａ，３４ｂ，３４ｃを取り付け、スプリングワッシャ３６を装着し、ナット３５を螺着する。
そして、ナット３５で締め付けることによって緊張用部材３０，３１に張力を発生させれば、建築用ブロック１０同士は強固に圧着され、図５に示すように、平面状構造体である建築用パネル４０が形成される。この場合、反力部材３２同士が隣接している部分には、隣接部分を跨ぐ長さを有する保持板３４ａ，３４ｃを用いることが望ましく、これによって隣接する反力部材３２同士を強く連結することができる。
なお、緊張用部材３０，３１として外周に雄ねじ部が形成された異形鉄筋を用いれば、雄ねじ部３０ａ，３１ａを形成しなくてもナット３５を螺着することができる。また、緊張用部材３０，３１を樹脂パイプなどの耐食材料で被覆すれば防食性が高まるので、建築ブロック１０同士の境界部分から浸入する水分による発錆を防止することができる。また、保持板３４ａ，３４ｂ，３４ｃとナット３５との間にスプリングワッシャ３６を介在させているため、建築用ブロック１０の収縮あるいは緊張用部材３０，３１の延伸による張力低下を回避することができる。
建築用パネル４０においては、緊張用部材３０と緊張用部材３１とは互いに縦横に直角をなすように配置されているが、隣接する凹部１２によって形成される空間内に緊張用部材３１が１本ずつ配置されているのに対し、緊張用部材３０はパネルの厚さ方向に２本ずつ配置されているため、縦横の配置本数が異なった状態となっている。そこで、ナット３５を締め付けて緊張用部材３０，３１に張力を付与する場合、これらの張力間に格差を設けることにより、建築用パネル４０の撓み方向の強度を均等化することができる。
即ち、図７（ａ）に示すように、緊張用部材３１に矢線方向に１０トンの張力を付与した場合、図７（ｂ）に示す２本の緊張用部材３０Ｘ，３０Ｙのうち、上面側に位置する緊張用部材３０Ｘには矢線方向に１０トンの張力を付与し、下面側に位置する緊張用部材３０Ｙには矢線方向に５トンの張力を付与することが望ましい。このような張力を付与すれば、建築用パネル４０における緊張用部材３１方向の強度と、緊張部材３０Ｘ，３０Ｙ方向の強度との違いが大幅に縮小されるため、建築用パネル４０の撓み方向の強度を均等化することができる。
建築用パネル４０においては建築用ブロック１０が格子状に配列されているが、図８に示すように、複数の建築用ブロック１０を千鳥格子状に配列して建築用パネル５０を形成することもできる。この場合、図３に示す建築用ブロック２０を周縁部に配列することによって最外周を直線状に揃えている。緊張用部材３０，３１および反力部材３２は建築用パネル４０と同様に取り付けられている。
このようにして形成した建築用パネル４０，５０を、図９に示すように、建築物の施工の際に、壁部Ｗ、床部Ｆあるいは天井部Ｃとして建て込めば、これらの平面状構造体を比較的短期間で容易に構築することができる。この場合、壁部Ｗと床部Ｆとの接合部分および壁部Ｗと天井部Ｃとの接合部分に、建築用パネル４０の周縁部分を載置することができるように梁材６０，６１を設ければ、これらの接合部分を容易に施工することができ、強度も優れたものとなる。
建築用パネル４０，５０において、隣接する建築用ブロック１０，２０同士は、接着剤を全く使用せず、緊張用部材３０，３１のみによって圧着されているため、施工後に接着剤の劣化が生じることがなく、耐久性も優れている。
また、図１〜図４に示すように、建築用ブロック１０，２０における複数の貫通孔１１，２１は、当該ブロック１０，２０の厚さ方向１０ｔ，２０ｔまたはこれらと直交する左右方向の寸法１０ｗ，２０ｗに距離を隔てて互いに平行に配置されている。したがって、これらの貫通孔１１，２１に緊張用部材３０を挿通することによって当該ブロック１０，２０を強固に保持することができ、高強度の建築用パネル４０，５０を構築することができる。
一方、建築用ブロック１０，２０は、それぞれの上下面に開口した空洞部１３，２３が設けられているため、複数の当該建築用ブロック１０，２０を配列して建築用パネル４０，５０を構築したとき、これらの空洞部１３，２３同士は互いに面方向に連通した状態となり、建築用パネル４０，５０の軽量化を図ることができ、断熱性も良好である。
また、建築用パネル４０，５０においては、緊張用部材３０，３１に張力を発生させるための反力部材３２を周縁部分に位置する建築用ブロック１０，２０の外周面に付設しているため、緊張用部材３０，３１に的確に張力を発生させることができ、優れた強度および耐久性を発揮する。さらに、反力部材３２は、周縁部分全体に額縁状に付設しているため、剛性が高く、緊張用部材３０，３１に発生する張力の反力を周縁部分全体で分散保持され、応力集中に起因するクラック発生を防止することができる。
なお、建築用パネル４０，５０の縦横の比率や大きさは、建築用ブロック１０，２０を配列する際の縦横の個数および総数を変えることによって任意に設定することができるので、建築物を構成する様々な平面状構造体として広く使用することができる。また、図１０に示すように、複数の建築用ブロック１０を用いて形成した、形状（縦横比）や広さの異なる建築用パネル４１，４２を組み合わせることによって塀４３などの平面状構造体を構築することもできる。
次に、図１１〜図２０を参照して、本発明の第３，４実施形態である建築用ブロックおよびこれらを用いて形成した建築用パネルについて説明する。
図１１，図１２に示すように、第１実施形態の建築用ブロック７０は、その上面７０ａ、下面７０ｂおよび左側面７０ｃ、右側面７０ｄの４つの外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより、後述する平面状構造体（建築用パネル）を構築可能なブロックである。建築用ブロック７０には、その正面７０ｆおよび背面７０ｅと平行に、後述する棒状の緊張用部材を挿通させるための複数の貫通孔７１が形成され、貫通孔７１に挿通させた緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため貫通孔７１の軸心方向と交差する外周面である上面７０ａに凹部７２が形成されている。
また、建築用ブロック７０においては、上面７０ａおよび７０ｂに開口する５つの空洞部７３が貫通状に形成され、左側面７０ｃ，右側面７０ｄには、それぞれ空洞部７３と同方向の溝部７４が形成されている。
図１３，図１４に示す建築用ブロック８０は、建築用ブロック７０と組み合わせて使用するものであり、上面８０ａ、下面８０ｂおよび左側面８０ｃの３つの外周面を建築用ブロック７０に当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能なブロックである。建築用ブロック８０には、その正面８０ｆおよび背面８０ｅと平行に、緊張用部材を挿通させるための複数の貫通孔８１が形成され、貫通孔８１に挿通させた緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため貫通孔８１の軸心方向と交差する外周面である上面８０ａに凹部８２が形成されている。
また、建築用ブロック８０においては、その上面８０ａおよび下面８０ｂに開口する複数の空洞部８３が貫通状に形成され、その一方の側面である左側面８０ｃには空洞部８３と同方向の溝部８４が形成されている。
建築用ブロック７０と建築用ブロック８０とは、それぞれの左右方向の寸法７０ｗ，８０ｗおよび貫通孔７１，８１の個数、配置位置は同じであるが、空洞部７３，８３の個数および溝部７４，８４の個数が異なっている。即ち、建築用ブロック７０においては、５個の空洞部７３が左右対称に配置され左右両側面７０ｃ，７０ｄに溝部７４が形成されているのに対し、建築用ブロック８０においては、３個の空洞部８３が中心より左側面８０ｃ寄りに配置され、左側面８０ｃのみに溝部８４が形成されている。
一方、図１５，図１６に示す補助ブロック９０は、建築用ブロック７０，８０と組み合わせて、後述する建築用パネルを形成するためのものである。補助ブロック９０の外形寸法は図１１および図１３で示した建築用ブロック７０，８０と同じであり、外周面が平面の直方体形状をしたブロック体であって、建築用ブロック７０，８０の複数の貫通孔７１，８１と同じ位置に同じサイズの複数の貫通孔９１が設けられている。
図１７に示すように、複数の建築用ブロック７０を、その外周面同士を互いに接触させ且つ複数の貫通孔７１が軸心方向に直線状に連通するように平面状に配列し、図２０（ａ）に示すように、連通する複数の貫通孔７１に緊張用部材３０を挿通させるとともに、図２０（ｂ）に示すように、凹部８２に緊張用部材３１を配置する。この場合、緊張用部材３０の両端に位置する部分には図１５で示した補助ブロック９０を配置し、緊張用部材３１の両端付近に位置する部分には、図１３で示した建築用ブロック８０および補助ブロック９０の左右方向の寸法９０ｗが半分サイズで凹部９３を有する補助ブロック９０ｈ（図１８参照）を配置する。また、図２０（ｂ）に示すように、建築用ブロック８０は溝部８４が緊張用部材３０の軸心方向の中心に向き、溝部８４のない右側面８０ｄが露出するように配置する。
建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０を配置していくとき、図１９（ａ）に示すように隣接するブロック同士の間に、応力分散用の隙間充填材であるセメントペーストＳＰを介在させていく。セメントペーストＳＰは硬化性を有する練り状材であるが、本実施形態では、早強ポルトランドセメントと水とを、２．６：１．０程度の割合で混合して形成したものを使用している。なお、図１９（ａ）においては、セメントペーストＳＰを従来の「目地」のように強調して記載しているが、実際のセメントペーストＳＰの厚さは１ｍｍ以下であり、望ましくは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。
この後、図２０（ａ）に示すように、外周部分に位置する建築用ブロック９０の貫通孔９１から突出した緊張用部材３０の雄ねじ部３０ａに保持板３４ｄを取り付け、スプリングワッシャ（図示せず）を装着し、ナット３７を螺着する。また、図２０（ｂ）に示すように、外周部分に位置する建築用ブロック８０の凹部８２から突出する緊張用部材３１の雄ねじ部３１ａに保持板３４ｅを取り付け、スプリングワッシャ（図示せず）を装着し、ナット３７を螺着する。
そして、圧縮応力の伝達が可能な状態までセメントペーストＳＰが硬化した時点で、それぞれのナット３７を締め付けることによって緊張用部材３０，３１に張力を発生させれば、図１９（ｂ）に示すように、ブロック同士の間の隙間がセメントペーストＳＰによって充填され、建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０は互いに強固に圧着され、図１７に示すように、平面状構造体である建築用パネル１００が形成される。この場合、建築用パネル１００の外周部分には、露出部分に凹凸面、空洞およびボルト孔以外の貫通孔のない建築用ブロック８０および補助ブロック９０，９０ｈが配置されているため、各ブロック同士を強固に圧着することができ、緊張用部材３０，３１から保持板３４ｄ，３４ｅを介して加わる緊張力によって損傷することもない。
なお、緊張用部材３０，３１として外周に雄ねじ部が形成された異形鉄筋を用いれば、雄ねじ部３０ａ，３１ａを形成しなくてもナット３７を螺着することができる。また、緊張部材３０，３１を樹脂パイプなどの耐食材料で被覆すれば防食性が高まるので、ブロック同士の境界部分から浸入する水分による発錆を防止することができる。また、保持板３４ｄ，３４ｅとナット３７との間にスプリングワッシャ（図示せず）を介在させているため、ブロックの収縮あるいは緊張用部材３０，３１の延伸による張力低下を回避することができる。
また、建築用パネル１００においては、緊張用部材３０，３１に張力を発生させるための反力部材であるブロック９０，９０ｈ，８０を、建築用パネル１００の周縁部に配置しているため、緊張用部材３０，３１に的確に張力を発生させることができ、優れた強度および耐久性を発揮する。さらに、反力部材であるブロック９０，９０ｈ，８０は、周縁部全体に配置しているため、緊張用部材３０，３１に発生する張力の反力は周縁部全体で分散保持され、応力集中に起因するクラック発生を防止することができる。
図１９（ｂ）で示したように、建築用パネル１００においては、隣接する建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０，９０ｈの間に、応力分散用の隙間充填材であるセメントペーストＳＰを介在させているため、隣接するブロック同士の間の隙間はセメントペーストＳＰで充填されている。これにより、各ブロック間に生じている圧縮応力は隣接するブロック同士の間で均等に分散されて伝わるようになるため、圧縮応力の集中により建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０，９０ｈにクラックが発生したり、割れたりするのを防止することができる。
この場合、隙間充填材としてセメントペーストＳＰを用いているため、建築用パネル１００において隣接する建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０，９０ｈ同士の間の細かな隙間が殆ど無くなり、圧縮応力が均等に伝わるようになるため、応力集中によるクラックや割れの発生を無くすことができる。なお、応力分散用の隙間充填材としては、セメントペーストＳＰのほかに、紙材、水ガラスあるいは緊張用部材３０，３１に発生する張力によるブロック同士の圧着で変形可能な金属材（例えば、鋼板などの鉄鋼材料）を用いることもできる。
一方、反力部材として、当該建築用パネル１００の周縁部寄りの領域に緻密構造を有するブロック体である建築用ブロック８０および補助ブロック９０，９０ｈを用いているため、緊張用部材３０，３１に張力を発生させるために反力部材であるこれらのブロック８０，９０，９０ｈに加えられた力によってブロック８０，９０，９０ｈが割れたり、損傷したりすることがない。また、緊張用部材３０，３１が存在することによって、建築用パネル１００は撓み方向の弾性的変形が可能である。
なお、建築用パネル１００の縦横の比率や大きさは、建築用ブロック７０，８０および補助ブロック９０，９０ｈを配列する際の縦横の個数および総数を変えることによって任意に設定することができる。このため、建築用パネル１００は、建築物を構成する様々な平面状構造体として広く使用することができる。
本発明の建築用ブロックおよび建築用パネルは、建築物の壁部、床部、天井部あるいは塀などの平面状構造体を構築する資材として広く利用することができる。
Claims (9)
- 外周面を互いに当接させて平面状に複数配列することにより平面状構造体を構築可能な建築用ブロックであって、その正面および背面と平行に線状または棒状の緊張用部材を挿通させるために当該建築用ブロックの厚さ方向に距離を隔てて互いに平行をなすように形成された複数の貫通孔と、前記緊張用部材と立体交差する方向に他の緊張用部材を配置するため前記貫通孔の軸心方向と交差する外周面である上面および下面の前記貫通孔の間にそれぞれ形成された凹部と、前記上面および下面の前記凹部に交差する位置に開口して貫通状に形成された空洞部と、を備えたことを特徴とする建築用ブロック。
- 複数の前記貫通孔を当該建築用ブロックの厚さ方向と直交する方向に距離を隔てて互いに平行をなすように配置した請求項１記載の建築用ブロック。
- 請求項１または２に記載の建築用ブロックをその外周面同士を互いに接触させ且つ複数の前記貫通孔を連通させて平面状に複数個配置し、複数の前記貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに前記凹部に緊張用部材を配置し、前記緊張用部材に張力を発生させることにより前記建築用ブロック同士を圧着して形成したことを特徴とする建築用パネル。
- 隣接する前記建築用ブロックの間に、応力分散用の隙間充填材を介在させた請求項３記載の建築用パネル。
- 前記緊張用部材に張力を発生させるための反力部材を、周縁部分に位置する前記建築用ブロックの外周面に付設した請求項３または４記載の建築用パネル。
- 前記反力部材として、当該建築用パネルの周縁部寄りの領域に、ボルト挿通孔以外の貫通孔および空洞部が存在しない緻密構造を有するブロック体を用いた請求項５記載の建築用パネル。
- 前記隙間充填材として、硬化性を有する練り状材、前記建築用ブロック同士の圧着により変形可能な材料を用いた請求項４記載の建築用パネル。
- 前記練り状材として、セメントペーストまたは水ガラスを用いた請求項７記載の建築用パネル。
- 請求項１または２に記載の複数の建築用ブロックをその外周面同士の間に応力分散用の隙間充填材を介在させた状態で隣接させ且つ複数の前記貫通孔を連通させて平面状に複数個配置する工程と、複数の前記貫通孔に緊張用部材を挿通させるとともに前記凹部に緊張用部材を配置する工程と、前記緊張用部材に張力を発生させることにより前記建築用ブロック同士を圧着する工程と、を含むことを特徴とする建築パネル形成工法。
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