JP5255371B2 - コンクリート構造体の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの表面近傍に埋設され、コンクリート表面のひび割れを防止するひび割れ防止部材、これを用いたコンクリート構造体、およびコンクリート構造体の施工方法に関するものである。

コンクリート構造体の表面には、コンクリートの使用状況に応じて引張応力が生じる。通常、コンクリートは引張応力に弱く、コンクリート構造体表面の一部に引張応力が生じることで、容易にひび割れが生じ、ひび割れが伝播することでコンクリート構造体が破損する恐れもある。

特に、コンクリート工事においては、コンクリートの供給量に限界があるため、連続して打設可能なコンクリート構造体の大きさには限界がある。したがって、大がかりな工事では、コンクリートを段階的に打設するため、分割打設に伴う打ち継目の発生は避けることができない。

打ち継目は、コンクリート材の不連続面となるため、コンクリート材が本来有する強度よりも劣る。特に打ち継目では、新しくコンクリートを打設する部分で硬化熱による収縮が既設コンクリートによって拘束されるので、縦方向のひび割れが生じやすい。このため、打ち継目や引張応力の生じる部位には、あらかじめプレストレスを付与したり、鉄筋補強を施したりするのが一般的である。

コンクリート表面に生じる引張応力等に伴うひび割れを防止するためには、この他にも、補強用有機繊維を分散させ、粒状素材および微細素材等を混入させて引っ張り強度を改善した硬化セメントマトリックスを含むコンクリートがある（特許文献１）。

また、コンクリート表面に、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、膨潤性粘土鉱物等を含有する有機―無機複合型塗膜養生剤がコーティングされたコンクリートがある（特許文献２）。

特開２００８−１３３１８５号公報 特開２００７−１１９２５８号公報

しかし、特許文献１によるコンクリートでは、コンクリート全体の引っ張り強度が向上し、表面に生じる引張応力に伴うひび割れの発生を抑えることはできるが、特殊なコンクリートを用いるため高価であり、大型のコンクリート構造体に適用するのはコストがかさむという問題がある。

また、特許文献２によるコンクリートでは、表面に有機―無機複合型塗膜養生剤をコーティングする必要があるため、コーティングに工数を要し、また塗膜の剥がれなどに伴う耐久性に問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、コンクリートの打ち継目など、特にコンクリート表面に生じる引張応力等に伴うひび割れに対し、簡易な構造でひび割れの発生を防止することが可能なひび割れ防止部材、コンクリート構造体およびコンクリート構造体の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、引張り強度が高く、軽量な板状部材がコンクリート表面に埋設されるため、コンクリート表面のひび割れが確実に抑制でき、また、板状部材に設けられた孔にコンクリートが回りこむため、コンクリートと板状部材とが確実に一体化されるコンクリート構造体を得るものである。

特に、板状部材をコンクリートの打ち継目に設ければ、打ち継目に生じる、コンクリートの収縮に伴う引張応力に対して、ひび割れの発生を抑制することができる。また、板状部材をコンクリートの縁部に埋設すれば、コンクリートの使用状況に応じ、特にコンクリート縁部に生じる引張応力に対して、ひび割れの発生を抑制することができる。

たとえば、張出し架設される床版設置後に床版上面の打ち継目近傍には、大きな引張応力が生じるが、床版の打ち継目の上面近傍に板状部材を埋設すれば、引張応力によるひび割れの発生を抑制することができる。

また、フーチングとフーチング上に設けられた壁体との打ち継目には大きな引張応力が生じる恐れがあるが、当該打ち継目に板状部材を埋設すれば、引張応力によるひび割れの発生を抑制することができる。

このように本発明は、複数の孔を有し、高強度繊維補強コンクリート製の板状部材を、前記孔が打ち継目の位置に来るように型枠の内側へ設置する工程と、前記板状部材の前記孔の一部が埋設されるように第１のコンクリートを打設する工程と、前記第１のコンクリート上へ、前記板状部材の前記孔が埋設されるように第２のコンクリートを打設する工程と、を具備することを特徴とするコンクリート構造体の施工方法である。

本発明によれば、型枠内の打ち継目の位置に、型枠の内側に接触するようにあらかじめ板状部材を設けておくことで、コンクリートの打ち継目に板状部材を容易に埋設することができ、板状部材に設けられた孔にコンクリートが回りこむことで板状部材とコンクリートとが一体化され、コンクリートの表面に生じるひび割れを抑制することができる。

本発明によれば、コンクリートの打ち継目など、特にコンクリート表面に生じる引張応力等に伴うひび割れに対し、簡易な構造でひび割れの発生を防止することが可能なひび割れ防止部材、コンクリート構造体およびコンクリート構造体の施工方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる継手板１について説明する。図１は、コンクリート表面のひび割れの防止に用いられるひび割れ防止板１を示す斜視図である。

ひび割れ防止板１は平板状の部材であり、全体にわたり複数の孔３が設けられる。ひび割れ防止板１としては、引張り強度等に優れる材質であればよく、例えば高強度繊維補強コンクリート等が使用できる。ひび割れ防止板１の強度としては、１８０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度で、８．８Ｎ／ｍｍ２以上の引張り強度を有することが望ましい。

図２は、コンクリートを打設する際における、ひび割れ防止板１の使用状態を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。コンクリートの打設部位に応じた型枠５があらかじめ地面７に設置される。打設するコンクリートの打ち継目の生じる部位には、ひび割れ防止板１が設けられる。ひび割れ防止板１は、型枠５の内面に接するように、全周にわたって設置される。

次に、図３（ａ）に示すように、型枠５の内部にコンクリート９ａを打設する。コンクリート９ａは、継手板１の孔３の一部が埋設され、残りの孔３がコンクリート９ａから露出するような高さまで充填される。コンクリート９ａによって埋設された孔３内には、コンクリート９ａが回りこむ。すなわち、コンクリート９ａとひび割れ防止板１とは一体化される。

次に、図３（ｂ）に示すように、コンクリート９ａの上にコンクリート９ｂを打設する。この際、コンクリート９ａ上へ露出していた孔３は、コンクリート９ｂによって埋設される。コンクリート９ｂによって埋設された孔３内には、コンクリート９ｂが回りこむ。すなわち、コンクリート９ｂと継手板１は一体化される。コンクリート９ａとコンクリート９ｂとの間には打ち継目１１が形成される。したがって、ひび割れ防止板１は、打ち継目１１をまたいでコンクリート９ａ、９ｂに埋設される。

図４は、打ち継目１１近傍のコンクリート９ａ、９ｂの状態を示す図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）は、ひび割れ防止板１が設けられない場合における打ち継目１１近傍を示す断面図である。打ち継目１１近傍は、コンクリート９ａ、９ｂの硬化時の熱収縮等により、引張応力が生じる（図中矢印Ｃ、Ｄ方向）。コンクリート９ａ、９ｂの引張応力は、コンクリートの打ち継目１１の表面近傍（図中Ｂ位置）が最も大きくなる。したがって、Ｂ位置において引張応力が過大となると、Ｂ位置よりクラック１３が生じる。Ｂ位置にクラック１３が生じると、切り欠き効果によって、容易にコンクリート内部へクラック１３が伝播する。

図４（ｃ）、図４（ｄ）は打ち継目１１の表面近傍（図中Ｅ位置）にひび割れ防止板１を設けた状態を示す図である。図４（ａ）と同様に、打ち継目１１の特に表面近傍には大きな引張応力（図中矢印Ｃ、Ｄ方向）が生じる。しかし、引張り強度に優れるひび割れ防止板１が表面近傍に埋設されることで、クラックの発生を抑えることができる。このため、図４（ｄ）に示すように、表面近傍（Ｅ位置）から内部へ向けてクラックが伝播することがない。

なお、ひび割れ防止板１の効果を最大限得るためには、前述の通り、コンクリートのできるだけ表面に近い位置に埋設することが望ましい。コンクリートの内部にひび割れ防止板１を埋設しても、表面近傍に生じるクラックは容易にコンクリート内部まで達することができ、ひび割れ防止の効果が小さいためである。

コンクリート９ａ、９ｂの打ち継目１１表面にひび割れ防止板１を埋設すれば、プレストレスを付与したり、または、表面へのひび割れ防止材等を塗布したりする必要がない。また、ひび割れ防止板１はコンクリート９ａ、９ｂと一体化され、コンクリート表面に露出してもそのまま構造物として利用することができる。

次に、ひび割れ防止板１を用いた構造体への適用例を説明する。図５は、ひび割れ防止板１を張出し架設床板２０へ適用した例を示す図である。

大型の構造体の場合には、コンクリートを一度に打設することができず、図５に示すように、コンクリート２１ａ、２１ｂ．２１ｃに分けて打設される場合がある。このような場合に、打ち継目１１の表面近傍にひび割れ防止板１を埋設することで、打ち継目１１のひび割れの発生を防止することができる。

図５の例では、張り出し架設床板２０の上表面にひび割れ防止板１ａ、１ｂ、１ｃが設けられる。張り出し架設床版２０においては、コンクリートの熱収縮以外にも、構造上の理由から、上表面に最も大きな引張応力が生じる。したがって、特に大きな引張応力が生じる部位として、床版上表面における打ち継目１１位置にひび割れ防止板１が設けることで、ひび割れの発生に対して大きな効果を発揮することができる。

なお、図５においては、床版の上表面における打ち継目１１にひび割れ防止板１を設けたが、この他の部位に、さらにひび割れ防止板１を埋設することもできる。たとえば、床版の下面側の打ち継目１１の位置にひび割れ防止板１を埋設することもでき、または、打ち継目１１以外の部位における、床版の上表面にひび割れ防止板１を埋設することができる。ひび割れ防止板１を埋設した部位においては、コンクリートの熱収縮や、構造体の使用状況に応じて生じる引張応力によるひび割れの発生を防止することができる。

図６は、ひび割れ防止板１を床版３０に適用した例を示す図である。コンクリート３１ａ上にコンクリート３１ｂが打設される。ひび割れ防止板１は、コンクリート３１ａとコンクリート３１ｂとの間の打ち継目１１に埋設される。

コンクリート３１ａ、３１ｂの打ち継目１１には、コンクリートの熱収縮や上方に負荷が加えられることによる引張応力が生じる。したがって、特に引張応力が集中する打ち継目１１であって表面近傍にひび割れ防止板１を埋設する。これにより、打ち継目１１の表面近傍から生じるひび割れの発生を防止することができる。

図７は、コンクリート構造体４０へひび割れ防止板１を適用した例を示す図である。コンクリート構造体４０は、打ち継目がないコンクリート４１からなるが、打ち継目がない場合であっても、コンクリート４１の表面近傍で、特にひび割れの発生しやすい縁部にひび割れ防止板１を埋設することで、コンクリート構造体４０へのひび割れの発生を防止することができる。

なお、図７では、コンクリート構造体４０の側面の縁部のみにひび割れ防止板１を埋設した例を示すが、上面および底面における縁部に埋設することもでき、または縁部のみではなく面内に埋設することもできる。ひび割れ防止板１は、コンクリート構造体４０の使用状態において、引張応力の生じる可能性がある部位に埋設すればよい。

図８は、フーチング上に設けられた壁体５０にひび割れ防止板１を適用した例を示す図である。フーチングであるコンクリート５１ａ上に、壁体であるコンクリート５１ｂを打設すると、コンクリート５１ａ、５１ｂの間に打ち継目１１が生じる。

ひび割れ防止板１をコンクリート５１ｂの表面近傍であって、コンクリート５１ａ、５１ｂにまたがるように打ち継目１１に埋設することで、壁体５０へ力が加わった際に、特に力が特に集中する打ち継目１１の表面近傍にひび割れが生じることを防止することができる。

このように本発明の実施形態にかかるひび割れ防止板１によれば、コンクリートの特に表面近傍における引張応力の生じる部位におけるひび割れの発生を防止することができる。

また、特に打ち継目１１には、コンクリート打設時における熱収縮等により、引張応力が生じやすいため、ひび割れが発生する危険性が高いが、ひび割れ防止板１を打ち継目１１のコンクリート表面近傍に埋設することで、打ち継目１１に生じるひび割れを効率良く防止することができる。

また、完成したコンクリート構造体の使用状況によって外力が加わる場合、コンクリート構造体の所定の部位における表面近傍が最も引張応力が大きくなる。したがって、最も引張応力が大きくなる部位にあらかじめひび割れ防止板１を設ければ、当該部位に生じるひび割れを防止することができる。この場合、特にコンクリート構造体の縁部に引張応力が集中しやすいため、コンクリート構造体の縁部にひび割れ防止板１を設ければ、効率良くひび割れを防止することができる。

また、ひび割れ防止板１は、複数の孔３を有するため、コンクリートに埋設された際に、コンクリートが孔３内に回り込み、コンクリートとひび割れ防止板１とが確実に一体化される。したがって、コンクリートのひび割れを確実に防止できるとともに、コンクリート表面にひび割れ防止板１が露出しても、コンクリート構造体の一部として扱うことができる。

また、ひび割れ防止板１が高強度繊維補強コンクリート製であるので、十分な引張り強度を有し、また、鋼製の鉄筋や継手部材等と比較しても軽量であるため、取扱いが容易であり、設置作業も容易である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、ひび割れ防止板１に設けられる孔３の数や配置等は本実施の形態に限られない。たとえば、打ち継目１１以外に埋設される場合には、孔３は一列であってもよく、またはランダムに設けられていてもよい。図９（ａ）は、孔３が一列に設けられたひび割れ防止板６０を示す図である。孔３が一列であっても、図９（ｂ）に示すように、コンクリート構造体６１の縁部などの表面に埋設することで、コンクリート６３の表面ひび割れを防止することができる。

また、図１０（ａ）に示すように、孔３ａ、３ｂそれぞれの孔径が異なり、孔３ａの部位での板厚と、孔３ｂの部位での板厚とが異なるひび割れ防止板７０を用いることもできる。図１０（ｂ）は、ひび割れ防止板７０がコンクリート７１ａ、７１ｂに埋設された状態を示す断面図である。ひび割れ防止板７０は、打ち継目７３を境に、板厚および孔径が異なる。コンクリート７１ａに埋設される部位の板厚は、コンクリート７１ｂに埋設された部位の板厚よりも厚い。また、コンクリート７１ａに埋設された孔３ａの孔径は、コンクリート７１ｂに埋設された孔３ｂの孔径よりも大きい。孔径や板厚は、埋設される部位のコンクリートの強度や、鉄筋の有無、鉄筋のかぶりや鉄筋径などに応じて変更すればよい。

同様に、孔３が３列以上設けられてもよい。図１１は孔３が３列設けられたひび割れ防止板８１を示す図である。孔３の列数、配置、個数などは、使用状況に応じて適宜設定されれば良く、必要に応じて、４列以上の孔３を有するひび割れ防止板を用いてもよい。

ひび割れ防止板１を示す斜視図。 ひび割れ防止板１を型枠５内へ設置した状態を示す図。 型枠内へコンクリートを打設し、ひび割れ防止板１を埋設した状態を示す図。 打ち継目１１近傍における、引張応力とクラック１３の発生状態を示す図。 張り出し仮設床版２０の打ち継目１１における上表面にひび割れ防止板１を設置した状態を示す図。 床版３０の下面における打ち継目１１にひび割れ防止板１を設置した状態を示す図。 コンクリート構造体４０の縁部にひび割れ防止板１を設置した状態を示す図。 壁体５０の打ち継目１１にひび割れ防止板１を設置した状態を示す図。 ひび割れ防止板６０を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は使用状況を示す図。 ひび割れ防止板７０を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は使用状況を示す図。 ひび割れ防止板８０を示す図。

符号の説明

１、６０、７０、８０………ひび割れ防止板
３………孔
５………型枠
７………地面
９ａ、９ｂ………コンクリート
１１………打ち継目
１３………クラック
２０………張出し架設床版２０
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ………コンクリート
３０………床版
３１ａ、３１ｂ………コンクリート
３３………側部
４０………コンクリート構造体
４１………コンクリート
５０………壁体
５１ａ、５１ｂ………コンクリート
６１………コンクリート構造体
６３………コンクリート
７１ａ、７１ｂ………コンクリート
７３………打ち継目

Claims (1)

1. 複数の孔を有し、高強度繊維補強コンクリート製の板状部材を、前記孔が打ち継目の位置に来るように型枠の内側へ設置する工程と、
   前記板状部材の前記孔の一部が埋設されるように第１のコンクリートを打設する工程と、
   前記第１のコンクリート上へ、前記板状部材の前記孔が埋設されるように第２のコンクリートを打設する工程と、
   を具備することを特徴とするコンクリート構造体の施工方法。
   

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