JP6295019B2 - Concrete structure - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリート構造体に関する。   The present invention relates to a concrete structure.

桟橋構造のように鋼管杭の頭部がRC梁等のコンクリート構造体に接合される場合、杭頭部とコンクリート構造体との接合部では、杭頭部の外周部に定着プレートを溶接し、該定着プレートに機械式継手を溶接し、該機械式継手にコンクリート構造体の主鉄筋を結合している(例えば、特許文献1参照)。これにより、杭頭部を境に分断された主鉄筋の力の伝達を可能にしている。   When the head of a steel pipe pile is joined to a concrete structure such as an RC beam as in a pier structure, a fixing plate is welded to the outer periphery of the pile head at the joint between the pile head and the concrete structure, A mechanical joint is welded to the fixing plate, and a main reinforcing bar of a concrete structure is joined to the mechanical joint (see, for example, Patent Document 1). Thereby, transmission of the force of the main rebar divided by the pile head is made possible.

特開2007―2492号公報JP 2007-2492 A

特許文献1に記載の杭頭部とコンクリート構造体との接合部を施工する際には、定着プレートを鋼管杭の外周部に突合せて溶接する作業や、機械式継手を定着プレートに溶接する作業等の多くの溶接作業が発生するが、多大な時間を要する等の理由から、溶接作業を減らすことが要望されている。   When constructing the joint between the pile head and the concrete structure described in Patent Document 1, the work of welding the fixing plate to the outer periphery of the steel pipe pile or the work of welding the mechanical joint to the fixing plate However, there is a demand for reducing the welding work because it takes a lot of time.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、主鉄筋が杭頭部等の介在物を境に分断されたコンクリート構造体を、分断された主鉄筋の力の伝達が可能であるように構成すると共に、該コンクリート構造体を施工する際の溶接作業を減らすことを課題とするものである。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it seems that the transmission of the force of the divided main rebar is possible for the concrete structure which the main rebar divided on the boundary of the inclusions, such as a pile head. And reducing the welding work when constructing the concrete structure.

上記課題を解決するために、本発明に係るコンクリート構造体は、RC構造体の主鉄筋が介在物を境に分断されたコンクリート構造体であって、前記RC構造体と、前記介在物と、前記介在物の周囲を連続的に取り囲むように、かつ、前記介在物の周囲に接合されるように設けられた繊維補強セメント系複合材料により形成され、前記介在物の周囲に環状の鉄筋や鋼材が設けられることなく、前記主鉄筋が定着された繊維補強部と、を備え、前記RC構造体が前記繊維補強部に接合されており、前記RC構造体が繊維補強された部分を有しないIn order to solve the above problems, a concrete structure according to the present invention is a concrete structure in which a main reinforcing bar of an RC structure is divided at an inclusion, and the RC structure, the inclusion, It is formed of a fiber reinforced cementitious composite material provided so as to continuously surround the inclusion and to be joined to the inclusion, and an annular reinforcing bar or steel material around the inclusion Is provided , and the RC structure is joined to the fiber reinforcement, and the RC structure does not have a fiber reinforced portion .

前記コンクリート構造体において、前記介在物は杭であってもよい。   In the concrete structure, the inclusion may be a pile.

本発明によれば、主鉄筋が杭頭部等の介在物を境に分断されたコンクリート構造体を、分断された主鉄筋の力の伝達が可能であるように構成すると共に、該コンクリート構造体を施工する際の溶接作業を減らすことができる。   According to the present invention, a concrete structure in which a main reinforcing bar is divided at the boundary of an inclusion such as a pile head is configured so as to be able to transmit the force of the divided main reinforcing bar, and the concrete structure. The welding work when constructing can be reduced.

一実施形態に係るRC梁を示す平断面図(図2の1−1断面図)である。It is a plane sectional view (1-1 sectional view of Drawing 2) showing RC beam concerning one embodiment. 図1における2−2断面図である。It is 2-2 sectional drawing in FIG. (A)、(B)は、本実施形態に係るRC梁の作用を説明するための平断面図である。(A), (B) is a plane sectional view for explaining an operation of RC beam concerning this embodiment. 他の実施形態に係るRC構造体を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing the RC structure concerning other embodiments.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る鉄筋コンクリート造の梁(以下、RC梁という)10を示す平断面図(図2の1−1断面図)であり、図2は、図1の2−2断面図である。これらの図に示すように、本実施形態に係るRC梁10は、例えば杭式の桟橋を構成する梁であり、その長手方向の中間部には、鋼管杭1の頭部が埋め込まれている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan sectional view (1-1 sectional view of FIG. 2) showing a reinforced concrete beam (hereinafter referred to as RC beam) 10 according to an embodiment, and FIG. 2 is a section 2-2 of FIG. FIG. As shown in these drawings, the RC beam 10 according to the present embodiment is a beam that forms, for example, a pile-type pier, and the head of the steel pipe pile 1 is embedded in the middle portion in the longitudinal direction. .

RC梁10は、上下の複数の主鉄筋12、14を備えている。上側の主鉄筋12は、鋼管杭1の頭部の上側を通るように配筋されている(図2参照)。一方、下側の主鉄筋14は、鋼管杭1の頭部の高さに配筋されており、鋼管杭1を境に分断されている。また、RC梁10には、せん断補強筋15が配筋されている。   The RC beam 10 includes a plurality of upper and lower main reinforcing bars 12 and 14. The upper main reinforcing bar 12 is arranged to pass through the upper side of the head of the steel pipe pile 1 (see FIG. 2). On the other hand, the lower main reinforcing bar 14 is arranged at the height of the head of the steel pipe pile 1 and is divided at the steel pipe pile 1 as a boundary. The RC beam 10 is provided with a shear reinforcing bar 15.

RC梁10と鋼管杭1の頭部との接合部には、鋼管杭1の周囲に繊維補強セメント系複合材料により形成された繊維補強部11が設けられている。この繊維補強部11は、主鉄筋14の高さに形成されており、主鉄筋14の端部が埋設されている。ここで、主鉄筋14の端部には、機械式定着金具16が結合されており、当該端部は、繊維補強部11に定着されている。   A fiber reinforced portion 11 formed of a fiber reinforced cementitious composite material is provided around the steel pipe pile 1 at a joint portion between the RC beam 10 and the head portion of the steel pipe pile 1. The fiber reinforcing part 11 is formed at the height of the main reinforcing bar 14, and the end of the main reinforcing bar 14 is embedded. Here, a mechanical fixing bracket 16 is coupled to an end portion of the main reinforcing bar 14, and the end portion is fixed to the fiber reinforcing portion 11.

本実施形態において繊維補強部11を形成するのに用いる繊維補強セメント系複合材料は、例えば、特開2011−42534号公報に記載されているものを用いることができ、具体的には、セメント、シリカフューム、水、減水剤、細骨材及び高張力繊維を必要な成分として含有している。   As the fiber reinforced cementitious composite material used to form the fiber reinforced portion 11 in the present embodiment, for example, those described in JP2011-42534A can be used. Specifically, cement, Silica fume, water, water reducing agent, fine aggregate and high tension fiber are contained as necessary components.

セメントの鉱物組成は、CS量が40.0〜75.0質量%であり、CA量が2.7質量%未満である。セメントのCS量は、好ましくは45.0〜73.0質量%、より好ましくは48.0〜70.0質量%であり、セメントのCA量は、好ましくは2.3質量%未満である。セメントのCS量が40.0質量%未満では圧縮強度及び引張強度が低くなる傾向があり、75.0質量%を超えるとセメントの焼成自体が困難になる傾向がある。また、セメントのCA量が2.7質量%以上では引張強度が低くなる。なお、セメントのCA量の下限値は特に限定されないが、0.1質量%程度である。 As for the mineral composition of cement, the amount of C 3 S is 40.0 to 75.0% by mass and the amount of C 3 A is less than 2.7% by mass. The amount of C 3 S in the cement is preferably 45.0 to 73.0% by mass, more preferably 48.0 to 70.0% by mass, and the amount of C 3 A in the cement is preferably 2.3% by mass. Is less than. If the C 3 S amount of the cement is less than 40.0% by mass, the compressive strength and tensile strength tend to be low, and if it exceeds 75.0% by mass, the cement itself tends to be difficult to fire. Further, when the amount of C 3 A of the cement is 2.7% by mass or more, the tensile strength is lowered. The lower limit of the C 3 A content of the cement is not particularly limited, but is about 0.1% by mass.

また、セメントのCS量は、好ましくは9.5〜40.0質量%、より好ましくは14.0〜35.0質量%であり、セメントのCAF量は、好ましくは9.0〜18.0質量%、より好ましくは10.0〜15.0質量%である。 Further, the C 2 S amount of the cement is preferably 9.5 to 40.0% by mass, more preferably 14.0 to 35.0% by mass, and the C 4 AF amount of the cement is preferably 9.0. It is -18.0 mass%, More preferably, it is 10.0-15.0 mass%.

以上のようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、セメント系組成物の高いじん性、高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を確保できる。   If it is the range of the mineral composition of the above cements, the high toughness of a cement-type composition, high compressive strength, high tensile strength, and high fluidity | liquidity can be ensured.

また、セメントの粒度は、45μmふるい残分が、上限で8.0質量%未満であり、好ましくは7.0質量%以下であり、より好ましくは6.0質量%以下であり、下限で0.0質量%であり、好ましくは1.0質量%以上であり、より好ましくは2.0質量%以上である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い引張強度を確保でき、また、このセメントを使用して調製したセメントスラリーは適度な粘性があるため高張力繊維が充分に分散する。   The cement particle size is such that the 45 μm sieve residue has an upper limit of less than 8.0% by mass, preferably 7.0% by mass or less, more preferably 6.0% by mass or less, and a lower limit of 0%. 0.0 mass%, preferably 1.0 mass% or more, more preferably 2.0 mass% or more. When the particle size of the cement is within this range, high tensile strength can be secured, and a cement slurry prepared using this cement has an appropriate viscosity, so that high-tensile fibers are sufficiently dispersed.

セメントのブレーン比表面積は、好ましくは2500〜4800cm/g、より好ましくは2800〜4000cm/g、更に好ましくは3000〜3600cm/gである。セメントのブレーン比表面積が2500cm/g未満ではセメント系組成物の強度が低くなる傾向があり、4800cm/gを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向がある。 The brane specific surface area of the cement is preferably 2500 to 4800 cm 2 / g, more preferably 2800 to 4000 cm 2 / g, and still more preferably 3000 to 3600 cm 2 / g. When the brane specific surface area of the cement is less than 2500 cm 2 / g, the strength of the cementitious composition tends to be low, and when it exceeds 4800 cm 2 / g, the fluidity at a low water cement ratio tends to decrease.

本実施形態におけるセメントの製造にあたっては、通常のセメントと特に異なる操作を行う必要はない。上記セメントは、石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、高炉ダスト等の原料の調合を目標とする鉱物組成に応じて変え、実機キルンで焼成した後、得られたクリンカーに石膏を加えて所定の粒度に粉砕することによって製造することができる。焼成するキルンには、一般的なNSPキルンやSPキルン等を使用することができ、粉砕には一般的なボールミル等の粉砕機が使用可能である。また、必要に応じて、2種以上のセメントを混合することもできる。   In manufacturing the cement in the present embodiment, it is not necessary to perform an operation different from that of normal cement. The cement is changed according to the target mineral composition such as limestone, silica, slag, coal ash, construction generated soil, blast furnace dust, etc., fired in the actual kiln, gypsum added to the obtained clinker And can be manufactured by pulverizing to a predetermined particle size. A general NSP kiln, SP kiln, or the like can be used for the kiln to be fired, and a general pulverizer such as a ball mill can be used for pulverization. Moreover, 2 or more types of cement can also be mixed as needed.

シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のSiOである。シリカフュームの平均粒子径は、好ましくは0.05〜2.0μm、より好ましくは0.10〜1.5μm、更に好ましくは0.18〜0.28μmである。このようなシリカフュームを用いることで、繊維補強セメント系複合材料の高いじん性、高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を確保できる。 Silica fume is a by-product obtained by collecting dust in the exhaust gas generated when producing metal silicon, ferrosilicon, fused zirconia, etc., and the main component is amorphous SiO dissolved in an alkaline solution. 2 . The average particle diameter of the silica fume is preferably 0.05 to 2.0 μm, more preferably 0.10 to 1.5 μm, and still more preferably 0.18 to 0.28 μm. By using such silica fume, the high toughness, high compressive strength, high tensile strength and high fluidity of the fiber reinforced cementitious composite material can be ensured.

本実施形態における繊維補強セメント系複合材料において、セメントとシリカフュームとの合計量に対するシリカフュームの含有量は、好ましくは3〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは10〜18質量%である。また、セメントとシリカフュームと細骨材の合計量に対するシリカフュームの含有量は、好ましくは3〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは10〜18質量%である。   In the fiber reinforced cementitious composite material in the present embodiment, the content of silica fume with respect to the total amount of cement and silica fume is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and still more preferably 10 to 18% by mass. %. The content of silica fume with respect to the total amount of cement, silica fume and fine aggregate is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and still more preferably 10 to 18% by mass.

減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。本実施形態における繊維補強セメント系複合材料は、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対して、減水剤を好ましくは0.5〜6.0質量部、より好ましくは1.0〜4.0質量部、更に好ましくは2.5〜3.5質量部含む。   As the water reducing agent, lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, aminosulfonic acid-based, polycarboxylic acid-based water reducing agents, high-performance water reducing agents, high-performance AE water reducing agents, and the like can be used. From the viewpoint of ensuring fluidity at a low water cement ratio, it is preferable to use a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent as the water reducing agent, and a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent. It is more preferable to use In the fiber reinforced cementitious composite material in the present embodiment, the water reducing agent is preferably 0.5 to 6.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.0 with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement and silica fume. Part by mass, more preferably 2.5 to 3.5 parts by mass.

また、本実施形態における繊維補強セメント系複合材料において、これらの減水剤と共に消泡剤を併用することが好ましい。消泡剤としては、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対して、消泡剤を好ましくは0.01〜2.0質量部、より好ましくは0.02〜1.5質量部、更に好ましくは0.03〜1.0質量部含む。   Moreover, in the fiber reinforced cementitious composite material in the present embodiment, it is preferable to use an antifoaming agent together with these water reducing agents. Examples of the antifoaming agent include polyalkylene derivatives, hydrophobic silica, and polyethers. In this case, the antifoaming agent is preferably 0.01 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.02 to 1.5 parts by weight, and still more preferably 0.000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of cement and silica fume. Including 03 to 1.0 parts by mass.

細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケル細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。本実施形態における細骨材は粒径0.15mm以下の粒群を15〜85質量%、好ましくは20〜70質量%、さらに好ましくは25〜45質量%含み、粒径0.075mm以下の粒群を3〜20質量%、好ましくは5〜15質量%含む。細骨材の含有量が15質量%未満では、セメントスラリーの粘性が低すぎるため高張力繊維が十分に分散しないおそれがある。一方、細骨材の含有量が85質量%を超えると、微粉量が多すぎて粘性が高くなり、所定のフローを出すためには水セメント比を増やす必要があるため強度低下に繋がるおそれがある。なお、微粒分の調整方法は、特に限定されないが、例えば、2種類以上の粒度の異なる細骨材を混ぜ合わせることによって調製可能である。   As fine aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, quartz sand, limestone aggregate, blast furnace slag fine aggregate, ferronickel fine aggregate, copper slag fine aggregate, electric furnace oxidation slag fine aggregate, etc. are used. can do. The fine aggregate in this embodiment contains 15 to 85% by mass, preferably 20 to 70% by mass, more preferably 25 to 45% by mass of a particle group having a particle size of 0.15 mm or less, and a particle having a particle size of 0.075 mm or less. The group is contained 3 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass. If the content of the fine aggregate is less than 15% by mass, the viscosity of the cement slurry is too low, so that the high-tensile fibers may not be sufficiently dispersed. On the other hand, if the content of fine aggregate exceeds 85% by mass, the amount of fine powder is too high and the viscosity becomes high, and it is necessary to increase the water cement ratio to give a predetermined flow, which may lead to a decrease in strength. is there. In addition, although the adjustment method in particular of a fine particle is not specifically limited, For example, it can prepare by mixing two or more types of fine aggregates from which a particle size differs.

繊維補強セメント系複合材料中の細骨材量は、好ましくは400〜1000kg/m、より好ましくは430〜850kg/m、更に好ましくは500〜750kg/mである。 The amount of fine aggregate in the fiber reinforced cementitious composite is preferably 400 to 1000 kg / m 3 , more preferably 430 to 850 kg / m 3 , and still more preferably 500 to 750 kg / m 3 .

高張力繊維としては、金属繊維、炭素繊維、アラミド繊維及び高強度ポリエチレン繊維(例えば、東洋紡績株式会社製、商品名「ダイニーマ」)等が挙げられる。金属繊維として、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス合金繊維等を使用することができる。高張力繊維の繊維径は0.05〜1.20mmが好ましく、0.08〜0.70mmがより好ましく、0.10〜0.35mmが更に好ましい。高張力繊維の繊維長は3〜60mmが好ましく、5〜35mmがより好ましく、7〜20mmが更に好ましい。高張力繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)は40〜250が好ましく、50〜200がより好ましく、80〜170が更に好ましい。高張力繊維の引張強度は100〜10000N/mmが好ましく、500〜5000N/mmがより好ましく、2000〜3000N/mmが更に好ましい。高張力繊維の密度は、1〜20g/cmが好ましく、5〜10g/cmがより好ましい。このような高張力繊維を用いることで、繊維補強セメント系複合材料に高いじん性、高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を付与することができる。 Examples of the high-tensile fiber include metal fiber, carbon fiber, aramid fiber, and high-strength polyethylene fiber (for example, “Dyneema” manufactured by Toyobo Co., Ltd.). As the metal fiber, steel fiber, stainless steel fiber, amorphous alloy fiber, or the like can be used. The fiber diameter of the high-tensile fiber is preferably 0.05 to 1.20 mm, more preferably 0.08 to 0.70 mm, and still more preferably 0.10 to 0.35 mm. The fiber length of the high-tensile fiber is preferably 3 to 60 mm, more preferably 5 to 35 mm, and still more preferably 7 to 20 mm. The aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the high-tensile fiber is preferably 40 to 250, more preferably 50 to 200, and still more preferably 80 to 170. The tensile strength of the high strength fiber is preferably 100~10000N / mm 2, more preferably 500~5000N / mm 2, more preferably 2000~3000N / mm 2. The density of high-tensile fibers, preferably from 1 to 20 g / cm 3, and more preferably 5 to 10 g / cm 3. By using such high-tensile fibers, high toughness, high compressive strength, high tensile strength, and high fluidity can be imparted to the fiber-reinforced cement composite material.

また、本実施形態における繊維補強セメント系複合材料は、繊維補強セメント系複合材料に対して外割りで高張力繊維を好ましくは0.3〜4.0体積%、より好ましくは0.5〜3.0体積%、更に好ましくは1.0〜2.5体積%含む。高張力繊維が0.3体積%未満では擬似ひずみ硬化を示すような高いじん性が得られない場合があり、4.0体積%を超えるとセメントの練り混ぜが困難になる場合がある。   Moreover, the fiber-reinforced cementitious composite material in the present embodiment is preferably 0.3 to 4.0% by volume, more preferably 0.5 to 3% of the high-strength fiber by dividing the fiber-reinforced cementitious composite material. 0.0% by volume, more preferably 1.0 to 2.5% by volume. If the high-tensile fiber is less than 0.3% by volume, high toughness that exhibits pseudo-strain hardening may not be obtained. If it exceeds 4.0% by volume, it may be difficult to mix the cement.

また、本実施形態における繊維補強セメント系複合材料は、有機繊維を更に含むことで高い耐火性能を得ることが可能である。有機繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。   Moreover, the fiber reinforced cementitious composite material in this embodiment can obtain high fire resistance by further including organic fibers. Examples of the organic fiber include polypropylene fiber, polyethylene fiber, and vinylon fiber.

有機繊維の繊度は、1.0〜20dtexが好ましく、1.5〜15dtexがより好ましく、2.0〜4.0dtexが更に好ましい。有機繊維の引張強度は1〜6cN/dtexが好ましく、1.5〜5cN/dtexがより好ましく、2〜4cN/dtexが更に好ましい。有機繊維の伸度は400%以下が好ましく、300%以下がより好ましく、50〜200%が更に好ましい。有機繊維の繊維長は、3〜30mmが好ましく、4〜20mmがより好ましく、5〜15mmが更に好ましい。有機繊維の密度は、0.8〜1.5g/cmが好ましく、0.8〜1.3g/cmがより好ましく、0.85〜0.95g/cmが更に好ましい。有機繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)は、200〜900が好ましく、300〜800がより好ましく、400〜700が更に好ましい。 The fineness of the organic fiber is preferably 1.0 to 20 dtex, more preferably 1.5 to 15 dtex, and still more preferably 2.0 to 4.0 dtex. The tensile strength of the organic fiber is preferably 1 to 6 cN / dtex, more preferably 1.5 to 5 cN / dtex, and still more preferably 2 to 4 cN / dtex. The elongation of the organic fiber is preferably 400% or less, more preferably 300% or less, and still more preferably 50 to 200%. The fiber length of the organic fiber is preferably 3 to 30 mm, more preferably 4 to 20 mm, and still more preferably 5 to 15 mm. The density of organic fibers is preferably from 0.8 to 1.5 g / cm 3, more preferably 0.8~1.3g / cm 3, more preferably 0.85~0.95g / cm 3. The aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the organic fiber is preferably 200 to 900, more preferably 300 to 800, and still more preferably 400 to 700.

このような範囲の有機繊維を添加することで、繊維補強セメント系複合材料の高いじん性、高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性に加えて、高い耐火性能を確保できる。   By adding organic fibers in such a range, high fire resistance can be secured in addition to high toughness, high compressive strength, high tensile strength and high fluidity of the fiber-reinforced cementitious composite material.

本実施形態における繊維補強セメント系複合材料は、繊維補強セメント系複合材料に対して外割りで有機繊維を好ましくは0.05〜3体積%、より好ましくは0.1〜2体積%、更に好ましくは0.3〜1体積%含む。有機繊維が0.05体積%未満では十分な耐火爆裂性が得られない場合があり、3体積%を超えると繊維補強セメント系複合材料中への練り混ぜが困難になる場合がある。   The fiber reinforced cementitious composite material in the present embodiment is preferably 0.05 to 3% by volume, more preferably 0.1 to 2% by volume, and still more preferably organic fiber in an outer ratio with respect to the fiber reinforced cementitious composite material. Contains 0.3 to 1% by volume. If the organic fiber is less than 0.05% by volume, sufficient fire explosion resistance may not be obtained, and if it exceeds 3% by volume, mixing into the fiber-reinforced cementitious composite material may be difficult.

また、本実施形態における繊維補強セメント系複合材料は、セメントとシリカフュームの合量100質量部に対して、水を好ましくは10〜25質量部、より好ましくは12〜20質量部、更に好ましくは13〜18質量部含む。繊維補強セメント系複合材料中の単位水量は、好ましくは180〜280kg/m、より好ましくは200〜270kg/m、更に好ましくは210〜260kg/mである。 Moreover, the fiber reinforced cementitious composite material in this embodiment is preferably 10 to 25 parts by mass, more preferably 12 to 20 parts by mass, and still more preferably 13 to 100 parts by mass of the total amount of cement and silica fume. -18 mass parts included. The unit water amount in the fiber reinforced cementitious composite material is preferably 180 to 280 kg / m 3 , more preferably 200 to 270 kg / m 3 , and still more preferably 210 to 260 kg / m 3 .

本実施形態における繊維補強セメント系複合材料には、必要に応じて、膨張材、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ガラス繊維、合成樹脂粉末、ポリマーエマルジョン、ポリマーディスパージョン等を1種以上添加してもよい。   In the fiber reinforced cementitious composite material in the present embodiment, an expansion material, a shrinkage reducing agent, a setting accelerator, a setting retarding agent, a thickening agent, glass fiber, a synthetic resin powder, a polymer emulsion, and a polymer dispersion are used as necessary. One or more of these may be added.

さらに、上記本実施形態における繊維補強セメント系複合材料に、粗骨材を適量組み合わせることにより、コンクリートを調製してもよい。粗骨材の量や、水の量は、目標圧縮強度、じん性、目標スランプ値に応じて適宜変えればよい。粗骨材としては、砂利、砕石、石灰石骨材、高炉スラグ粗骨材、電気炉酸化スラグ粗骨材等を使用することができる。また、5mmの篩に85質量%以上とどまる粗骨材がより好ましい。   Furthermore, concrete may be prepared by combining a suitable amount of coarse aggregate with the fiber-reinforced cement composite material in the present embodiment. The amount of coarse aggregate and the amount of water may be appropriately changed according to the target compressive strength, toughness, and target slump value. As the coarse aggregate, gravel, crushed stone, limestone aggregate, blast furnace slag coarse aggregate, electric furnace oxidized slag coarse aggregate and the like can be used. Moreover, the coarse aggregate which stays at 85 mass% or more on a 5 mm sieve is more preferable.

本実施形態における繊維補強セメント系複合材料の製造方法は、特に限定されないが、水、減水剤以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、減水剤を添加してミキサに入れて練り混ぜ、セメントを製造した後、更に繊維材料をミキサに入れて練り混ぜる。セメントの練り混ぜに使用するミキサは特に限定されず、セメント用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。   Although the manufacturing method of the fiber reinforced cementitious composite material in this embodiment is not particularly limited, a part or all of materials other than water and water reducing agent are mixed in advance, and then water and water reducing agent are added. After putting in a mixer and kneading to produce cement, the fiber material is further put in a mixer and kneaded. The mixer used for mixing the cement is not particularly limited, and a cement mixer, a biaxial forced mixing mixer, a pan mixer, a grout mixer, and the like can be used.

図3(A)、(B)は、本実施形態に係るRC梁10の作用を示す平面図であり、鋼管杭1の梁長さ方向の片側の部分を示している。図3(A)に示すように、RC梁10の鋼管杭1との接合部には、鋼管杭1が中央部を貫通した繊維補強部11が形成されており、この繊維補強部11における梁長手方向(図中左右方向)の両側に主鉄筋14の端部が定着されている。このため、主鉄筋14に引張力が作用すると、図3(B)に示すように、繊維補強部11における梁長手方向の両側の部位Aは、中央部(主鉄筋14の端部の位置)に荷重P1〜P4が作用し、両端(図中上下端)に反力R1、R2が作用する梁のような構造になる。従って、当該部位Aにおける鋼管杭1側には曲げ圧縮応力が生じ、その反対側には曲げ引張応力が生じる。   3 (A) and 3 (B) are plan views showing the operation of the RC beam 10 according to the present embodiment, and show a portion on one side of the steel pipe pile 1 in the beam length direction. As shown in FIG. 3A, a fiber reinforced portion 11 in which the steel pipe pile 1 penetrates the central portion is formed at the joint portion of the RC beam 10 with the steel pipe pile 1, and the beam in the fiber reinforced portion 11 The ends of the main reinforcing bars 14 are fixed on both sides in the longitudinal direction (left and right direction in the figure). For this reason, when a tensile force acts on the main reinforcing bar 14, as shown in FIG. 3 (B), the portions A on both sides in the longitudinal direction of the beam in the fiber reinforced portion 11 are center portions (positions of end portions of the main reinforcing bar 14). Loads P1 to P4 act on the beam, and the structure is like a beam in which reaction forces R1 and R2 act on both ends (upper and lower ends in the figure). Therefore, bending compressive stress is generated on the steel pipe pile 1 side in the part A, and bending tensile stress is generated on the opposite side.

また、主鉄筋14に引張力が作用すると、繊維補強部11における梁幅方向(図中上下方向)の両側の部位Bにも梁長手方向の引張応力が生じる。   In addition, when a tensile force acts on the main reinforcing bar 14, tensile stress in the longitudinal direction of the beam is also generated in the portions B on both sides of the fiber reinforcing portion 11 in the beam width direction (vertical direction in the figure).

ここで、繊維補強部11は、繊維補強セメント系複合材料で形成されており、繊維補強部11における梁長手方向の両側の部位Aは、含有する高張力繊維により梁幅方向の引張耐力を高められることにより、十分な梁幅方向の引張耐力を備えることなる。また、繊維補強部11における梁幅方向の両側の部位Bも、梁長手方向の引張耐力を十分に高められている。従って、RC梁10に引張力が作用すると、一方の主鉄筋14から繊維補強部11を介して他方の主鉄筋14に引張力が伝達される。   Here, the fiber reinforced portion 11 is formed of a fiber reinforced cementitious composite material, and the portions A on both sides in the longitudinal direction of the beam in the fiber reinforced portion 11 are enhanced in tensile strength in the beam width direction by the high-tensile fiber contained therein. As a result, sufficient tensile strength in the beam width direction is provided. Moreover, the site | part B of the both sides of the beam width direction in the fiber reinforcement part 11 is also fully heightened the tensile strength in the beam longitudinal direction. Therefore, when a tensile force acts on the RC beam 10, the tensile force is transmitted from one main reinforcing bar 14 to the other main reinforcing bar 14 via the fiber reinforcing portion 11.

以上説明したように、本実施形態に係るRC梁10では、鋼管杭1の頭部の周囲に繊維補強セメント系複合材料により繊維補強部11を形成し、該繊維補強部11に主鉄筋14を定着させることにより、鋼管杭1を境に分断された主鉄筋14の力の伝達を可能にした。従って、RC梁10と鋼管杭1の頭部との接合部を施工する際における溶接作業を不要にでき、施工性を向上させることができる。   As described above, in the RC beam 10 according to the present embodiment, the fiber reinforced portion 11 is formed of the fiber reinforced cementitious composite material around the head of the steel pipe pile 1, and the main reinforcing bar 14 is provided on the fiber reinforced portion 11. By fixing, the force of the main rebar 14 divided by the steel pipe pile 1 can be transmitted. Therefore, the welding work at the time of constructing the joint between the RC beam 10 and the head of the steel pipe pile 1 can be made unnecessary, and the workability can be improved.

図4は、他の実施形態に係る鉄筋コンクリート造の構造体(以下、RC構造体という)100を示す平断面図である。この図に示すように、RC構造体100では、RC梁101とRC梁102とが直交し、これらの交差部に鋼管杭1の頭部が埋め込まれており、RC梁101の下側の主鉄筋14が鋼管杭1を境に図中左右に分断され、RC梁102の下側の主鉄筋14が鋼管杭1を境に図中上下に分断されている。   FIG. 4 is a plan sectional view showing a reinforced concrete structure (hereinafter referred to as an RC structure) 100 according to another embodiment. As shown in this figure, in the RC structure 100, the RC beam 101 and the RC beam 102 are orthogonal to each other, and the head portion of the steel pipe pile 1 is embedded at these intersections. The reinforcing bar 14 is divided into left and right in the figure with the steel pipe pile 1 as a boundary, and the main reinforcing bar 14 below the RC beam 102 is divided into the upper and lower parts in the figure with the steel pipe pile 1 as a boundary.

ここで、RC構造体100では、鋼管杭1を囲むように繊維補強部11が形成され、図中左右に分断されたRC梁101の主鉄筋14の端部と、図中上下に分断されたRC梁102の主鉄筋14の端部とが、繊維補強部11に定着されている。従って、鋼管杭1を境に図中左右に分断されたRC梁101の主鉄筋14の力の伝達が可能になると共に、鋼管杭1を境に図中上下に分断されたRC梁102の主鉄筋14の力の伝達が可能になる。   Here, in the RC structure 100, the fiber reinforced portion 11 is formed so as to surround the steel pipe pile 1, and the end portion of the main reinforcing bar 14 of the RC beam 101 divided in the right and left in the figure and the upper and lower parts in the figure are divided. The end of the main reinforcing bar 14 of the RC beam 102 is fixed to the fiber reinforced portion 11. Therefore, it is possible to transmit the force of the main rebar 14 of the RC beam 101 divided to the left and right in the figure with the steel pipe pile 1 as a boundary, and the main of the RC beam 102 divided to the upper and lower in the figure with the steel pipe pile 1 as a boundary. Transmission of the force of the reinforcing bar 14 becomes possible.

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、RC梁やRC梁が十字状に交差したRC構造体を例に挙げて本発明を説明したが、RC造のスラブ等の他のコンクリート構造体にも本発明を適用できる。   In addition, the above-mentioned embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof. For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an RC beam or an RC structure in which RC beams intersect in a cross shape as an example, but the present invention is also applied to other concrete structures such as RC slabs. Applicable.

また、上述の実施形態では、介在物として鋼管杭が埋め込まれたRC構造体を例に挙げて本発明を説明したが、介在物としては、場所打ち杭等の他の杭や柱や壁やブロック等の他のものも挙げられる。また、上述の実施形態では、鋼管杭1を鉛直に設けた場合を例に挙げて本発明を説明したが、鋼管杭1を斜めに設けた場合でも本発明を適用できる。特に、鋼管杭1を斜めに設けた場合には、鉛直に設けた場合に比して難易度の高い溶接作業が必要になるため、その溶接作業が不要になることの効果は大きい。   In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an RC structure embedded with steel pipe piles as inclusions. However, as inclusions, other piles such as cast-in-place piles, columns, walls, Others such as blocks are also included. Moreover, in the above-mentioned embodiment, although this invention was demonstrated taking the case where the steel pipe pile 1 was provided vertically as an example, this invention is applicable even when the steel pipe pile 1 is provided diagonally. In particular, when the steel pipe pile 1 is provided obliquely, a welding operation having a higher degree of difficulty is required as compared with the case where the steel pipe pile 1 is provided vertically, and thus the effect of eliminating the welding operation is great.

さらに、上述の実施形態では、主鉄筋14の端部に機械式定着金具を設けることにより、主鉄筋14の端部を繊維補強部11に定着させたが、主鉄筋14の端部にフック等の他の定着部を設けることにより、主鉄筋14の端部を繊維補強部11に定着させてもよく、また、主鉄筋14の端部が繊維補強部11に定着した状態を維持できるのであれば、フック等を設けずに直筋にて定着させてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the end of the main rebar 14 is fixed to the fiber reinforcing portion 11 by providing a mechanical fixing bracket at the end of the main rebar 14. By providing another fixing portion, the end portion of the main reinforcing bar 14 may be fixed to the fiber reinforcing portion 11, and the end portion of the main reinforcing bar 14 may be maintained fixed to the fiber reinforcing portion 11. For example, the straight line may be fixed without providing a hook or the like.

1 鋼管杭(介在物)、10 RC梁(コンクリート構造体)、11 繊維補強部、12、14 主鉄筋、15 せん断補強筋、16 機械式定着金具、100 RC構造体(コンクリート構造体)、101、102 RC梁(コンクリート構造体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel pipe pile (inclusion), 10 RC beam (concrete structure), 11 Fiber reinforcement part, 12, 14 Main reinforcement, 15 Shear reinforcement, 16 Mechanical fixing bracket, 100 RC structure (concrete structure), 101 , 102 RC beam (concrete structure)

Claims (2)

RC構造体の主鉄筋が介在物を境に分断されたコンクリート構造体であって、
前記RC構造体と、
前記介在物と、
前記介在物の周囲を連続的に取り囲むように、かつ、前記介在物の周囲に接合されるように設けられた繊維補強セメント系複合材料により形成され、前記介在物の周囲に環状の鉄筋や鋼材が設けられることなく、前記主鉄筋が定着された繊維補強部と、
を備え
前記RC構造体が前記繊維補強部に接合されており、
前記RC構造体が繊維補強された部分を有しないコンクリート構造体。
A concrete structure in which the main reinforcing bars of the RC structure are divided by inclusions,
The RC structure;
The inclusion;
It is formed of a fiber reinforced cementitious composite material provided so as to continuously surround the inclusion and to be joined to the inclusion, and an annular reinforcing bar or steel material around the inclusion Without being provided, a fiber reinforced portion to which the main reinforcing bar is fixed,
Equipped with a,
The RC structure is joined to the fiber reinforcement;
A concrete structure in which the RC structure does not have a fiber-reinforced portion .
前記介在物は杭である請求項1に記載のコンクリート構造体。   The concrete structure according to claim 1, wherein the inclusion is a pile.
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