JP7254291B2 - 外装保存工法 - Google Patents

Description

本発明は、外装保存工法に関する。

組積造や鉄筋コンクリート造等の歴史的建築物の竣工当初の外壁をそのままの状態で保存する改修工事において、貼り付けられた石、れんがやタイルなどの外装材を取り外して再利用することがある。この場合、１枚ごとに取り外した外装材を清掃・修復した後に、新しく施工した壁体に元通りの配置で貼り付ける工法が一般的である。このように外装材を個々に活かし取りする工法では、表面側から外装材の裏面のコンクリートやモルタルを斫りとる必要があり、多くの手間と時間を要する。また、経年劣化が進んだ外装材は強度が低下しているため、活かし取りする際に割れや欠けが生じて損傷するリスクが高い。また、取り外した外装材を元通りに修復するためには、元の位置を正確に記録するとともに個々の外装材に番号を付して保管した後に、新たな躯体に元通りの配置で取り付ける必要がある。そのため、外装材の記録や復元作業に多くの手間と時間を要する。

他の工法としては、組積造の外装材の内側に鉄筋コンクリート造の補強層を形成して、所定の大きさに切断してブロック状に切り出して、新たな構造体に取り付ける工法（たとえば特許文献１，２参照）が採用される場合があった。

また、コンクリート躯体にも歴史的な価値がある場合は、下地コンクリートと外装材が一体になったブロック状に切り出して、新たに施工した躯体に取り付ける工法もあった。

特公昭５９－４２７８５号公報 特許第２５７１４１８号公報

特許文献１，２の工法や、下地コンクリートと外装材を一体にして取り出す工法では、取り出した外装材と下地コンクリートの重量を、新たに構築する構造物が負担しなければならない。つまり、外装材と下地コンクリートの重量を加えた荷重が新たな構造物が負担する荷重となるため、新たな構造物の躯体寸法が大きくなり、設計上の自由度や経済性に問題があった。

このような観点から、本発明は、外装材の損傷を防止できるとともに、新たな構造物が負担する荷重を低減できる外装保存工法を提供することを課題とする。

このような課題を解決するための本発明は、本体コンクリート部と前記本体コンクリート部の外側に設けられた外装部とを有するコンクリート部材を所定サイズのブロックに切断して切り出す分割工程と、切り出した前記ブロックの前記外装部の表面に保護コンクリートを打設する保護工程と、前記保護コンクリートが硬化した後に、前記ブロックを所定厚さに切断する切断工程と、切断された前記ブロックのうち前記外装部を含むブロックにおける前記切断工程での切断面に補強コンクリートを打設する補強工程と、前記保護コンクリートと前記ブロックとを分離する分離工程と、を備えたことを特徴とする外装保存工法である。

本発明に係る外装保存工法においては、保護コンクリートの強度は、分離工程での作業効率を考慮して、ブロックの大きさや重量から破損しない程度の最低限の数値を決める。また、補強コンクリートの強度は、新たな構造物の躯体の強度と同等とする。さらに、保護工程では、分離工程で保護コンクリートを分離しやすいように、外装部の表面に水や遅延材を塗るのが好ましい。このような外装保存工法によれば、ブロックの表面に保護コンクリートを打設することで、外装部を損傷させることなくブロックを薄く切断することができる。これによって、新たな構造物への荷重を低減できる。また、切断されたブロックは、保護コンクリートで補強されているので、ハンドリングに必要な耐力を有することができる。さらに、保護コンクリートをブロックから分離することで、新たな構造物への荷重をより一層低減できる。また、たとえば外装部がレンガであっても、複数のレンガを含むようにブロックを切り出せば、ブロックを一つずつ再利用する場合に比べて、復元の手間と時間を低減できる。

本発明の外装保存工法においては、前記分離工程の後に、分離した前記ブロックを新築または改修建物の躯体に固定する構築工程をさらに備えることが好ましい。このような工法によれば、元の外装部を新築あるいは改修建物の外装として利用できる。

また、本発明の外装保存工法においては、前記分割工程の後に、切り出した前記ブロックの前記外装部の表面に緩衝層を形成する緩衝層形成工程をさらに備えることが好ましい。前記保護工程では、前記緩衝層の表面に保護コンクリートを打設し、前記分離工程では、前記緩衝層を溶解させた後に前記保護コンクリートと前記ブロックとを分離することが好ましい。このような工法によれば、保護コンクリートの分離を容易に行うことができ、施工手間と時間を低減できる。

さらに、本発明の外装保存工法においては、前記緩衝層形成工程では、水溶性の接着剤と骨材とを混合することで前記緩衝層を形成することが好ましい。このような工法によれば、分離工程で、保護コンクリートとブロックとの界面に水を供給することで、緩衝層を溶解させることができるので、容易に保護コンクリートをブロックから分離できる。

本発明に係る外装保存工法によれば、外装材の損傷を防止できるとともに、新たな構造物への荷重を低減できる。

本発明の実施形態に係る外装保存工法を説明するための図であって、（ａ）は外装部固定工程を示した立面図、（ｂ）は周辺部解体工程を示した立面図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の分割工程を説明するための図であって、（ａ）は外壁を切断する状態を示した立面図、（ｂ）は切断したブロックを切り出す状態を示した立面図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の修復工程を説明するための図であって、（ａ）は修復前の状態を示した斜視図、（ｂ）は修復後の状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法を説明するための図であって、（ａ）は緩衝層形成工程を示した斜視図、（ｂ）は保護工程を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の切断工程を説明するための図であって、（ａ）はブロックを切断する状態を示した斜視図、（ｂ）はブロックを切断した後の状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の補強工程を説明するための図であって、（ａ）はブロックの切断面に定着金具を設置した状態を示した斜視図、（ｂ）はブロックの切断面に接着剤を敷設した状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の補強工程を説明するための図であって、（ａ）はブロックに型枠を設置した状態を示した斜視図、（ｂ）は補強コンクリートを打設した状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る外装保存工法の分離工程を説明するための図であって、保護コンクリートをブロックから分離した状態を示した斜視図である。

本発明の実施形態に外装保存工法を、添付した図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態においては、歴史的建築物１の外壁２の一部を保存・改修する場合を例に挙げて説明する。外壁２は、本体コンクリート部１１（図４参照）の外側に、複数の人造石ブロック１３，１３・・からなる外装部１２が設けられて構成されている。人造石ブロック１３の厚さは、６０ｍｍ程度であって、タイルよりは厚く、石積よりは薄くなっている。なお、本発明の外装保存工法にて保存・改修される外装部１２に用いられる材料は、人造石ブロックに限定されるものではなく、自然石、タイルやレンガ等、他の部材であってもよい。

かかる外装保存工法は、外装部固定工程と周辺部解体工程と分割工程と修復工程と緩衝層形成工程と保護工程と切断工程と補強工程と分離工程と構築工程とを備えている。

外装部固定工程は、図１の（ａ）に示すように、外壁２の保存エリア３の範囲において、外装部１２に本体コンクリート部１１に達するアンカーピン１４を打つ工程である。アンカーピン１４は、外壁２を切り出す際に、外装部１２が本体コンクリート部１１から剥離しないように、補強するためのものである。アンカーピン１４は、たとえば５ｍｍ径のものを１平米当たり４本打ち込んでいる。アンカーピン１４の先端部は、たとえば本体コンクリート部１１に３０ｍｍ挿入する。なお、アンカーピン１４は、図面の煩雑化を防ぐために図１のみに図示し、以降の図面では図示を省略している。

周辺部解体工程は、外壁２の保存エリア３の周辺の解体エリア４を解体する工程である。保存エリア３は、外装部１２の強度等を考慮して、一階および二階の高さ方向中間部までを含む部分に設定されている。本実施形態では、保存エリア３に開口部５が含まれているが、開口部５は解体されて、その周辺の外壁２が保存される。周辺部解体工程では、円盤状のカッター（図示せず）にて、保存エリア３と解体エリア４との境界線（図１の（ａ）中、二点鎖線にて示す）を切断しつつ、解体エリア４を解体する。解体エリア４が解体されると、図１の（ｂ）に示すように、保存エリア３が残る。

分割工程は、本体コンクリート部１１と外装部１２とを有する外壁（コンクリート部材）２を所定サイズ（複数の人造石ブロックを含む大きさ）のブロック１５に切断して切り出す工程である。分割工程では、本体コンクリート部１１および外装部１２の厚さ全体において、カッターを用いて切断している。本実施形態では、図２に示すように、開口部５の建具の縦枠に沿ったラインで外壁２を切断している。また、開口部５の上部の外壁２は、建具の上枠に沿って切断して分離している。さらに、外壁２の下端部を切断して、外壁２を基礎６と分離している。このとき、外装部１２は、アンカーピン１４にて本体コンクリート部１１に固定されているので、本体コンクリート部１１から剥離し難い。図３に示すように、切断されたブロック１５は、それぞれ切り出して、作業場へと移動させる。

修復工程は、ブロック１５を洗浄するとともに、切り出されたブロック１５が破損している場合に、ブロック１５を修復する工程である。修復工程では、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、破損して分離した部位１５ａを、モルタルや接着剤等を用いて本体部に接合し、接合部分１５ｂの表面を研磨する等して、元のブロック形状に戻す。

緩衝層形成工程は、切り出したブロック１５の外装部１２の表面に緩衝層１６を形成する工程である。緩衝層１６は、後工程で保護コンクリート１７をブロック１５の表面に接着するとともに、保護コンクリート１７をブロック１５から剥離するのを容易に行うための層である。緩衝層１６は、接着剤と骨材を混合して形成されており、図４の（ａ）に示すように、外装部１２の表面に塗布することで形成される。緩衝層１６は、接着剤の水分が蒸発することで硬化するものであって、硬化後に水分を供給することで軟化するものである。これによって、後工程での保護コンクリート１７のブロック１５からの剥離を容易にする。

緩衝層１６の具体的な構成は、接着剤が酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤（コニシボンド社製ＣＨ１８を使用）であり、骨材が砕砂であり、さらに練混ぜ水として工業用水を利用している。砕砂は、ＪＩＳ Ａ ５００５（コンクリート用砕石および砕砂）に適合するものを使用する。工業用水は、ＪＩＳ Ａ ５３０８（レディーミクストコンクリート付属書Ｃ）に適合するものを使用する。各材料を配合するには、まず、接着剤：水＝１：０．３～０．５（重量比）の比率で水溶液を形成する。その後、砂：水溶液＝１：０．４～０．６（体積比）の比率で混合して緩衝層１６を形成している。なお、緩衝層１６の構成および配合比率は、一例であって、外装部１２の素材や形状、施工環境に応じて適宜決定する。

保護工程は、切り出したブロック１５の外装部１２の表面（緩衝層１６の表面）に保護コンクリート１７を打設する工程である。保護コンクリート１７は、保存壁の補強が完了するまでの間、外装部１２を保護するとともに、ブロック１５の剛性を高めるものであり、ブロック１５の表面に打設される。保護コンクリート１７の強度は、分離工程での作業効率を考慮して、ブロック１５の大きさや重量からブロック１５が破損しない程度の最低限の数値を算出する。保護コンクリート１７が外装部１２の表面で硬化すると、ブロック１５のスライスやハンドリングが容易になる。保護工程では、まず、ブロック１５の外周縁部に沿って型枠１８を設置するとともに、分離工程で保護コンクリート１７を分離しやすいように、外装部１２の表面に水や遅延材を塗る。そして、図４の（ｂ）に示すように、保護コンクリートを所定の厚さで打設する。保護コンクリート１７が硬化すると、型枠１８を取り除く。

切断工程は、保護コンクリート１７が硬化して所望の強度を発現した後に、ブロック１５を所定厚さに切断する工程である。切断工程では、図５の（ａ）に示すように、外装部１２は残しつつ、本体コンクリート部１１をワイヤソー２４等の切断機を用いてスライス切断する。ワイヤソー２４による切断位置は、アンカーピン１４の先端部と交差する位置にあり、アンカーピン１４の先端部も切断される。このとき、ブロック１５の厚さが薄くなるので、剛性が低くなるが、保護コンクリート１７が一体化されているので、外装部１２や残された本体コンクリート部１１のひび割れや破損を防止できる。また、図５の（ｂ）に示すように、ブロック１５全体の厚さが薄くなるので、ブロック１５の重量を低減できる。

補強工程は、切断されたブロック１５のうち外装部１２を含むブロック１５における切断工程での切断面に補強コンクリート１９を打設する工程である。補強工程では、まず、図６の（ａ）に示すように、ブロック１５の切断面（本体コンクリート部１１を切断した面）にシアコネクタ２０等の定着金物を取り付ける。その後、図６の（ｂ）に示すように、切断面に接着剤と珪砂を混合した接合面補強材２１を敷設する。さらに、図７の（ａ）に示すように、型枠２２を設置するとともに配筋（図示せず）を施す。そして、図７の（ｂ）に示すように、補強コンクリート１９を所定の厚さで打設する。補強コンクリート１９の強度は、新たな構造物の躯体の強度と同等とする。補強コンクリート１９が硬化したら、型枠２２を取り除く。なお、補強コンクリート１９には、必要に応じてアンカー筋２３を埋設しておく。

分離工程は、保護コンクリート１７とブロック１５とを分離する工程であり、補強コンクリート１９を所定期間養生し、補強コンクリート１９が所望の強度を発現した後に行われる。分離工程では、保護コンクリート１７とブロック１５との分離を行う。具体的には、保護コンクリート１７とブロック１５との界面に水を十分に供給し、水溶性の緩衝層１６を軟化・溶解させて、保護コンクリート１７をブロック１５から分離する。水の供給は、保護コンクリート１７を下側にして緩衝層１６を含む部分を数日間水に浸けることで行う。このように、緩衝層１６を軟化・溶解させると、保護コンクリート１７を容易に分離することができる。以上の手順で、外装部１２を復元したパネルとして補強コンクリート１９が一体化されたブロック１５が完成する。

構築工程は、保護コンクリート１７を分離したブロック１５を新築または改修建物の躯体に固定する工程である。構築工程では、新たなコンクリート構造物の躯体に、補強コンクリート１９を接合して、補強コンクリート１９を躯体の一部として利用する。保護コンクリート１７はブロック１５から分離されているが、補強コンクリート１９とブロック１５とが一体化されているので、施工時における外装部１２や残された本体コンクリート部１１のひび割れや破損を防止できる。さらに、補強コンクリート１９を躯体の一部とすることで、建物の重量を低減できる。なお、構築工程では、外装部１２を含むブロック１５の他に、再利用可能であれば、開口部５の建具も再利用すればよい。

本実施形態に係る外装保存工法によれば、以下の作用効果を奏する。

歴史的建築物から切り出した外装部１２および本体コンクリート部１１は、一般的に付着強度が弱く、あるいは本体コンクリート部１１自体の強度が低い場合が多い。このような場合、そのままの状態で新たな建物の外装部材として再利用するための活かし取りは困難である。しかし、本実施形態に係る外装保存工法を採用すれば、本体コンクリート部１１と外装部１２とが一体化された状態で大きなブロックとして切り出すので、外装部１２のひび割れや破損が発生し難い。本実施形態では、アンカーピン１４で、外装部１２が本体コンクリート部１１に固定されているので、外装部１２が本体コンクリート部１１から剥離し難い。

さらに、ブロック１５の表面に保護コンクリート１７が打設されているので、強度が低い外装部１２と本体コンクリート部１１の剛性を高められる。したがって、外装部１２や本体コンクリート部１１のひび割れや破損の発生を抑制しつつ、所定厚さに薄くスライス切断することができる。また、保護コンクリート１７で補強されたブロック１５は、薄くスライス切断された後でも、ハンドリングするための所定の耐力を有するため、加工時の取り扱いが容易である。さらに、大きい面積の面単位で複数個の人造石ブロック１３を、元の配置状態のまま活かし取りすることができる。その結果、人造石ブロック１３を一枚一枚取り外す手間が省けるとともに、新築あるいは改修建物に再利用する際に、元の配置で一枚一枚復元する手間が省ける。したがって、施工の手間と時間を大幅に削減できるので、復元の生産性が著しく向上する。さらに、復元の精度が向上する。

また、分離工程の後に、分離したブロック１５を新築または改修建物の躯体に固定することで、元の外装部１２を新築あるいは改修建物の外装として利用することができる。

さらに、保護コンクリート１７とブロック１５との間に、水溶性の緩衝層１６を形成したことによって、分離工程における保護コンクリート１７の分離作業を容易に行うことができる。さらに、ブロック１５から保護コンクリート１７を分離する際には、ブロック１５の他方の面に補強コンクリート１９が形成されているので、保護コンクリート１７を分離した後もハンドリングに必要なブロック１５の強度を確保できる。また、保護コンクリート１７を分離することで、新たな構造物への荷重を低減できる。

ブロック１５の切断面には、シアコネクタ２０等の定着金物を取り付けて補強コンクリート１９を打設しているので、外装部１２を含むブロック１５は、新築または改修建物の外装材として十分な耐力を得ることができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、開口部５の枠に沿って分割ラインが設定されているが、これに限定されるものではない。たとえば、開口部の中間部で外壁を切断してもよいし、開口部のない位置で外壁を切断してもよく、適宜な大きさのブロックを形成するようにすればよい。

２ 外壁
１１ 本体コンクリート部
１２ 外装部
１５ ブロック
１６ 緩衝層
１７ 保護コンクリート
１９ 補強コンクリート

Claims (4)

1. 本体コンクリート部と前記本体コンクリート部の外側に設けられた外装部とを有するコンクリート部材を所定サイズのブロックに切断して切り出す分割工程と、
   切り出した前記ブロックの前記外装部の表面に保護コンクリートを打設する保護工程と、
   前記保護コンクリートが硬化した後に、前記ブロックを所定厚さに切断する切断工程と、
   切断された前記ブロックのうち前記外装部を含むブロックにおける前記切断工程での切断面に補強コンクリートを打設する補強工程と、
   前記保護コンクリートと前記ブロックとを分離する分離工程と、を備えた
   ことを特徴とする外装保存工法。
2. 前記分離工程の後に、分離した前記ブロックを新築または改修建物の躯体に固定する構築工程をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の外装保存工法。
3. 前記分割工程の後に、切り出した前記ブロックの前記外装部の表面に緩衝層を形成する緩衝層形成工程をさらに備え、
   前記保護工程では、前記緩衝層の表面に保護コンクリートを打設し、
   前記分離工程では、前記緩衝層を溶解させた後に前記保護コンクリートと前記ブロックとを分離する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外装保存工法。
4. 前記緩衝層形成工程では、水溶性の接着剤と骨材とを混合することで前記緩衝層を形成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の外装保存工法。

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