WO2021210619A1 - パネル構造体 - Google Patents

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WO2021210619A1
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金尾　茂樹
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カナフレックスコーポレーション株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a panel structure used as a building material, a civil engineering material, or the like.
  • ECP extruded cement board
  • ALC panel autoclaved aerated concrete panel
  • the strength of the panel structure is ensured by mixing organic fibers and inorganic fibers into the core panel and the outer skin body, and the core panel and the outer skin body are formed porously to form the panel structure.
  • the air bubble ratio of the core panel and the outer skin increases, there is a problem that the strength of the panel structure inevitably decreases, and it is difficult to secure the strength of the panel structure and reduce the weight at the same time. there were.
  • An object of the present invention is to provide a panel structure capable of ensuring both strength and weight reduction of the panel structure in view of the above situation.
  • the panel structure according to the present invention includes an outer skin body made of high-strength concrete and a core panel body embedded in the outer skin body, and the core panel bodies face each other at regular intervals in the plate thickness direction thereof. It is composed of a pair of reinforcing plates arranged and a resin foam arranged between both reinforcing plates.
  • the outer skin made of high-strength concrete can secure sufficient strength of the panel structure and effectively prevent its damage. Further, since the core panel body is embedded in the outer skin body, the adhesion between the reinforcing plate of the core panel body and the outer skin body is maintained, and the core panel body can be stably held in the outer skin body.
  • the core panel body is mainly composed of a resin foam whose specific gravity is extremely smaller than that of a concrete material, and the resin foam is reinforced with a pair of reinforcing plates to ensure the strength and reduce the weight of the panel structure. Can be achieved at the same time.
  • the high-strength concrete is preferably fiber-reinforced lightweight concrete. According to this configuration, it is possible to reduce the weight of the outer skin while maintaining the reinforcing effect of the panel structure by the outer skin, so that it is possible to effectively both secure the strength of the panel structure and reduce the weight. ..
  • the resin foam is preferably a flame-retardant synthetic resin foam. According to this configuration, when the panel structure is used as a wall material of a building or the like, there is an advantage that excellent fire resistance can be obtained.
  • the flame-retardant synthetic resin foam is preferably phenol foam. According to this configuration, the flame-retardant synthetic resin foam made of phenol foam has extremely high heat insulating properties and heat resistance, so that there is an advantage that more excellent fire resistance can be obtained.
  • the reinforcing plate is preferably a metal plate. According to this configuration, the strength of the panel structure can be effectively improved by using a reinforcing plate made of a metal plate having a relatively high strength.
  • the reinforcing plate is preferably a galvanized steel plate. According to this configuration, the strength of the panel structure can be effectively improved by using a reinforcing plate made of a galvanized steel plate which is relatively inexpensive and has an excellent rust preventive effect. It is extremely advantageous from the viewpoint of durability.
  • both reinforcing plates are connected to each other by a connecting tool.
  • a pair of reinforcing plates can be brought into close contact with the resin foam according to the connecting force of the connecting tool. Therefore, the reinforcing plate of the core panel body and the resin foam can be used without selecting the material of the reinforcing plate. Adhesion can be maintained. Further, even when the panel structure is exposed to a high temperature at the time of a fire, the elongation of the reinforcing plate is suppressed, and the reinforcing plate maintains the supporting strength, so that the outer skin cracked by heat or the like It is possible to prevent the resin foam between the reinforcing plates from collapsing. Therefore, there is an advantage that the heat shield property of the panel structure is maintained even in the event of a fire, and excellent fire resistance can be obtained.
  • a plurality of the core panel bodies may be arranged with a certain gap in the plate thickness direction of the panel structure.
  • the outer skin body made of high-strength concrete and a plurality of core panel bodies made of a pair of reinforcing plates and resin foams form a large plate thickness while ensuring the strength of the panel structure.
  • the plurality of core panel bodies embedded in the outer skin are mainly composed of a resin foam made of phenol foam or the like having an extremely small specific gravity as compared with concrete or the like, the panel structure can be effectively reduced in weight. It is possible to improve workability such as transportation and installation work of the panel structure at a construction site or the like.
  • a fiber-reinforced foamed ceramic body is disposed between the core panel bodies adjacent to each other.
  • the outer skin body made of high-strength concrete, the plurality of core panel bodies, and the fiber-reinforced foamed ceramics arranged between the core panel bodies adjacent to each other are combined in a complex manner, and the characteristics of each material are obtained.
  • a panel structure having excellent durability and strength can be formed by utilizing the above.
  • the plurality of core panel bodies are connected to each other by a connecting tool. According to this configuration, it is possible to stably maintain the adhesiveness between the plurality of core panel bodies and the fiber-reinforced foamed ceramic body disposed between them according to the connecting force of the connecting tool. Further, even when the panel structure is exposed to a high temperature at the time of a fire, the elongation of the reinforcing plate of each core panel body is suppressed, and the reinforcing plate and the fiber-reinforced foamed ceramic body maintain the supporting strength and heat. Since it is possible to prevent the outer skin body and the resin foam of each core panel body from collapsing due to cracks and the like, the fire resistance of the panel structure can be effectively improved.
  • a plurality of the core panel bodies are arranged with a certain gap in a direction orthogonal to the plate thickness direction of the panel structure, and between the core panel bodies adjacent to each other, the outer skin is formed.
  • a rib portion made of the same material as the high-strength concrete constituting the body may be formed. According to this configuration, a rib portion made of the same material as the high-strength concrete constituting the outer skin body is formed between the core panel bodies adjacent to each other, and therefore the deformation of the outer skin body is suppressed by the reinforcing action of this rib portion. Therefore, the durability of the panel structure can be effectively improved.
  • the panel structure having the above structure may be used as a wall material of a building.
  • the wall of the building can be efficiently constructed by carrying the panel structure having a light weight and high strength to the construction site and installing it on the concrete foundation.
  • the quality of the panel structure can be easily and appropriately ensured by carrying the panel structure to the construction site after manufacturing the panel structure in advance at a factory or the like.
  • a panel structure having a resin foam made of a flame-retardant synthetic resin foam such as the phenol foam may be used as a refractory wall material for a building.
  • the flame-retardant synthetic resin foam made of phenol foam or the like has extremely high heat insulating properties and heat resistance. Therefore, when the panel structure is used as a refractory wall material for a building, There is an advantage that better fire resistance can be obtained.
  • the panel structure having the above structure may be used as a floor slab of a pedestrian bridge.
  • a floor slab can be formed by laying a plurality of lightweight and high-strength panel structures side by side on a girder (particularly a horizontal girder) of a pedestrian bridge.
  • the work of forming the floor slab can be performed extremely easily by human power, as compared with the general construction work of casting a concrete material on the deck plate installed on the girder material.
  • the panel structure can be manufactured in advance at a factory or the like and then carried to the construction site of the overpass footbridge and laid, there is an advantage that the quality of the panel structure can be easily and appropriately ensured.
  • the panel structure according to the present invention it is possible to achieve both the strength of the panel structure and the weight reduction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the panel structure 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the panel structure 1 includes an outer skin body 2 made of high-strength concrete and a core panel body 3 embedded in the outer skin body 2.
  • the high-strength concrete constituting the outer skin 2 is made of fiber-reinforced lightweight concrete or the like in which reinforcing fibers and air bubbles are mixed in a dispersed state in the cement material.
  • This fiber-reinforced lightweight concrete can be obtained, for example, by filling a mold with a kneaded product obtained by kneading cement, water, reinforcing fibers and a foaming agent, and curing and solidifying the concrete.
  • the material of the cement is not particularly limited, and various cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, and ultra-early-strength Portland cement can be used. Among these, it is preferable to use early-strength Portland cement from the viewpoint of productivity, strength and the like. If the mixing ratio of water to the cement is too large, the strength tends to decrease, and conversely, if the mixing ratio of water is too small, the fluidity of the cement kneaded product tends to decrease during molding and the moldability tends to be impaired. Therefore, the mixing ratio of cement and water is preferably in the range of 20 to 100 parts by weight, more preferably 20 to 50 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of cement.
  • the reinforcing fiber examples include polyvinyl alcohol fiber (vinylon), polyolefin fiber such as polypropylene fiber and polyethylene fiber, aramid fiber, carbon fiber, steel fiber, glass fiber and the like.
  • the fiber length of the reinforcing fiber is not particularly limited, but is preferably in the range of 4 to 35 mm. If the fiber length of the reinforcing fiber is less than 4 mm, the reinforcing effect tends to be insufficient. The longer the fiber length of the reinforcing fiber is advantageous in terms of the reinforcing effect, but on the other hand, the longer the fiber length is, the lower the dispersibility is, and the reinforcing fibers are unevenly distributed in the molded body, which rather lowers the panel strength. In some cases.
  • the thickness of the reinforcing fiber is not particularly limited, but usually 10 ⁇ m to 100 ⁇ m is used.
  • the outer skin body 2 only uniformly disperses reinforcing fibers such as vinylon during cement kneading, and the reinforcing effect due to the entanglement of the reinforcing fibers can be obtained. Therefore, in the production of the panel structure 1, complicated work such as positioning operation when burying a reinforcing material such as a net-like reinforcing material is not required, and the outer skin body 2 having no variation in strength can be easily formed.
  • the blending amount of the reinforcing fiber is preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
  • the larger the amount of the reinforcing fibers blended the more advantageous the panel reinforcing effect is.
  • the more preferable range of the blending amount of the reinforcing fiber is 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
  • the specific gravity of the outer skin body 2 is preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.2 to 1.8, and particularly preferably 1.5 to 1.6.
  • both ends of the outer skin 2 specifically, one or both of both ends in the longitudinal direction of the outer skin 2 and both ends in the width direction of the outer skin 2, or both, are provided with corresponding step portions 21. There is. Then, when a plurality of panel structures 1, 1 are installed side by side as described later, the step portions 21 of the panel structures 1, 1 adjacent to each other are engaged with each other, and the engaging portions are used for fireproof joints. By disposing the sealing material, the space between the panel structures 1 and 1 adjacent to each other is effectively waterproofed. Further, in the outer skin body 2, an insert metal fitting 22 serving as a concrete anchor and a reinforcing bar 23 supporting the insert metal fitting 22 are embedded at positions close to both ends in the longitudinal direction of the core panel body 3.
  • the core panel body 3 is composed of a pair of reinforcing plates 31 and 31 arranged so as to face each other at regular intervals in the plate thickness direction, and a resin foam 32 arranged between both reinforcing plates 31 and 31. There is. Both reinforcing plates 31, 31 are connected to each other by a connecting tool 34 composed of bolts, nuts, washers, and the like.
  • the core panel body 3 is embedded in the outer skin body 2 without being exposed from the outer skin body 2.
  • a metal plate or a non-metal plate can be used as the reinforcing plates 31, 31, for example.
  • the metal plate include metals such as iron, aluminum, copper, titanium, molybdenum, and chromium, or alloys thereof, such as steel and stainless steel.
  • non-metal plates include carbon fiber reinforced plastic (CFRP), glass fiber reinforced plastic (GFRP), plutrusion fiber reinforced plastic (PFRP), kepra fiber reinforced plastic (KFRP), and aramid fiber reinforced plastic (AFRP). Examples thereof include those made of fiber reinforced plastic (FRP) made of the above.
  • the reinforcing plates 31 and 31 made of a metal plate having a higher strength than the non-metal plate. Further, it is extremely advantageous from the viewpoint of cost and durability to use the reinforcing plates 31 and 31 made of galvanized steel plates which are relatively inexpensive and have an excellent rust preventive effect.
  • a resin foam 32 made of phenol foam, rigid polyurethane foam, flexible polyurethane foam, rigid vinyl chloride foam, urea foam, or the like is arranged between the reinforcing plates 31 and 31, for example. Since the phenol foam has excellent heat insulating properties and heat resistance, when the panel structure 1 is used as a refractory wall material of a building as described later, a resin foam made of phenol foam is used. It is preferable to use 32.
  • the resin foam 32 for the core panel body 3 is molded (FIG. 2A).
  • the reinforcing plates 31 are arranged on both main surfaces composed of the front surface and the back surface of the resin foam 32, and the reinforcing plates 31 and 31 are connected to each other by the connecting tool 34, as shown in FIG. 2 (b).
  • the core panel body 3 is formed by joining the reinforcing plates 31 and 31 to both main surfaces of the resin foam 32.
  • reinforcing plates 31 and 31 are joined to the main surface of the resin foam 32, or together with this configuration, both of the resin foam 32.
  • Reinforcing plates 31, 31 may be adhered to the main surface.
  • adhesives such as melamine-based, melamine-based, urea-based, polyamide-based, nitrocellulose-based, polyvinyl alcohol-based, and polyester-based adhesives.
  • the cement mixture is injected into the formwork in a state where the core panel body 3 is arranged at an appropriate position in the panel forming formwork and the insert metal fitting 22 and the reinforcing bar 23 are arranged at a predetermined position as necessary. ..
  • the outer skin body 2 is formed by, for example, firing, heating, curing, drying and solidifying according to a conventionally known method.
  • the panel structure 1 can be manufactured by including the outer skin body 2 made of high-strength concrete and the core panel body 3 embedded in the outer skin body 2.
  • the curing may be normal curing, steam curing, or a combination of both.
  • the curing is not completed in the panel molding mold, but is steam-cured in the panel molding mold, and when it has solidified to some extent, usually after several hours, it is taken out from the panel molding mold and further cured. You may try to do it. As a result, the molding cycle in the panel molding formwork is shortened, so that the productivity can be improved.
  • the use of the panel structure 1 according to the present invention is not particularly limited, but it can be used in various fields such as civil engineering or construction.
  • an outer wall material, a partition wall material, a roofing material, and a floor of a building can be used as a material or as a floor slab for a crossing pedestrian bridge.
  • a plurality of panel structures 1 are erected side by side on the concrete foundation 4, and as shown in FIGS. 3 and 5, a plurality of panel structures are erected.
  • a plurality of panel structures are erected.
  • reference numeral 41 indicates a refractory joint sealing material
  • reference numeral 42 indicates a backup material
  • reference numeral 43 indicates a through-angle material
  • reference numeral 44 indicates a lightning hardware bolted to the insert metal fitting 22
  • reference numeral 45 indicates a bracket material
  • reference numeral 46 indicates an embedded angle material.
  • reference numeral 47 indicates a sealing material for refractory joints
  • reference numeral 48 indicates a backup material
  • reference numeral 49 indicates a beam material made of I-shaped steel or the like.
  • reference numeral 50 indicates a lightning hardware bolted to the insert metal fitting 22, and reference numeral 51 indicates a bracket material.
  • the panel structure 1 includes an outer skin body 2 made of high-strength concrete and a core panel body 3 embedded in the outer skin body 2, and the core panel body 3 is arranged in the plate thickness direction thereof. It is composed of a pair of reinforcing plates 31, 31 arranged so as to face each other at regular intervals, and a resin foam 32 arranged between both reinforcing plates 31, 31. According to this configuration, there is an advantage that the strength of the panel structure 1 can be ensured and the weight can be reduced at the same time.
  • the panel structure 1 can be formed with high strength by the outer skin body 2 and its damage or the like can be prevented.
  • the core panel body 3 embedded in the outer skin body 2 is formed mainly of a resin foam 32 made of phenol foam or the like having a smaller specific gravity than concrete or the like, and the resin foam 32 is formed of a pair of reinforcing plates. Since it is configured to be reinforced with 31, 31, it is possible to effectively reduce the weight of the panel structure 1 while maintaining the strength of the panel structure 1.
  • the panel structure 1 can sufficiently secure the strength by the above configuration.
  • the core panel body 3 provided with the reinforcing plates 31 and 31 made of galvanized steel sheets or the like is embedded in the outer skin body 2 made of high-strength concrete, the adhesion between the reinforcing plate 31 and the outer skin body 2 is maintained. As a result, the core panel body 3 can be stably held in the outer skin body 2. Further, there is an advantage that excellent durability can be obtained by effectively preventing the reinforcing plates 31, 31 from being corroded. This point was also confirmed in the freeze-thaw test and the accelerated neutralization test conducted by the present inventors.
  • the outer skin body 2 is made of fiber-reinforced lightweight concrete in which reinforcing fibers and air bubbles are mixed in a dispersed state in the scent material, it is effective in ensuring the strength and reducing the weight of the panel structure 1. Can be compatible with each other.
  • the resin foam 32 arranged between the reinforcing plates 31 and 31 of the core panel body 3 is not limited to the flame-retardant synthetic resin foam made of phenol foam or the like, and is limited to hard polyurethane foam, soft polyurethane foam, and hard vinyl chloride. It can also be composed of foam, urea foam, or the like.
  • a resin foam 32 made of a flame-retardant synthetic resin foam when the panel structure 1 is used as a fireproof wall material for a building, it is preferable to use a resin foam 32 made of a flame-retardant synthetic resin foam.
  • the flame-retardant synthetic resin foam made of phenol foam has extremely high heat insulating properties and heat resistance and can be manufactured at low cost. Therefore, when the panel structure 1 is used as a fireproof wall material for a building.
  • the resin foam 32 of the core panel body 3 is made of phenol foam.
  • the reinforcing plates 31 and 31 of the core panel body 3 are not limited to galvanized steel plates, and various metal plates or non-metal plates can be used. However, in order to effectively improve the strength of the panel structure 1, it is necessary to use various metal plates or non-metal plates. It is preferable to use reinforcing plates 31, 31 made of a metal plate. Further, from the viewpoint of cost and durability, it is more preferable to use reinforcing plates 31 and 31 made of galvanized steel plates which are relatively inexpensive and have an excellent rust preventive effect.
  • the panel structure 1 having these is used in a place where the temperature difference is large. Then, an interlayer displacement may occur between the reinforcing plates 31 and 31 and the outer skin body 2, and the two may be separated from each other. Therefore, if the reinforcing plates 31, 31 made of a metal plate coated with an elastically modified epoxy adhesive on the surface are used, the reinforcing plates 31, 31 and the outer skin 2 can be prevented from peeling off, and the durability of the panel structure 1 can be prevented. The sex can be effectively improved.
  • the reinforcing plates 31, 31 arranged so as to sandwich the resin foam 32 are connected to each other by the connecting tool 34, the reinforcing plates 31, 31 constituting the core panel body 3 are connected.
  • the reinforcing plates 31, 31 and the resin foam 32 can be integrally connected in close contact with each other without selecting a material. Further, since the fire resistance of the panel structure 1 can be effectively improved by the above-described configuration, there is an advantage that the panel structure 1 can be suitably used as a fireproof wall material of a building.
  • the resin foam 32 of the core panel 3 may be carbonized or the outer skin 2 may be cracked.
  • the reinforcing plates 31 and 31 may be stretched by heat and the resin foam 32 and the outer skin 2 may collapse.
  • the reinforcing plates 31 and 31 are prevented from being greatly extended and deformed.
  • a step portion 21 is provided at an end portion of the outer skin body 2, and when a plurality of panel structures 1, 1 are continuously installed, a phase is provided. Since the stepped portions 21 of the adjacent panel structures 1 are engaged with each other and the sealing material 47 for fireproof joints is arranged between them, it is possible to sufficiently secure the waterproof property between the panel structures 1 and 1. Is.
  • step portion 21 may be omitted, and when a plurality of panel structures 1 and 1 are continuously installed, the flat surfaces of the outer skin bodies 2 may be configured to abut each other. Further, the step portion 21 of FIG. 4 and the backup material 42 on the concrete foundation 4 provided at the lower end portion of the panel structure 1 are omitted, and as shown in FIG. 6, the panel structure 1 formed on a flat surface. The lower end portion 1a may be installed on the concrete foundation 4.
  • corresponding convex portions 52 and concave portions 53 are provided at both ends of the panel structures 1 and 1 adjacent to each other. Then, the convex portion 52 and the concave portion 53 are phase-engaged, and a fire-resistant joint sealing material 54, a backup material 55, and a building gasket material 56 are arranged between the ends of the panel structures 1 and 1 facing each other. As a result, excellent fire resistance between the panel structures 1 and 1 is ensured.
  • An overpass footbridge such as a pedestrian bridge has, for example, a girder member 7 composed of a main girder 71 made of a steel skeleton body and a cross girder 72, and a plurality of panel structures 11 are laid side by side on the girder member 7.
  • Sidewalk pavement materials (not shown) such as rubber chips are laid on it as needed.
  • the panel structure 11 includes an outer skin body 2 made of high-strength concrete and a core panel body 3 embedded in the outer skin body 2.
  • the core panel body 3 is composed of a pair of reinforcing plates 31 and 31 arranged so as to face each other at regular intervals in the plate thickness direction, and a resin foam 32 arranged between both reinforcing plates 31 and 31. Both reinforcing plates 31, 31 are connected to each other by a connecting tool 34.
  • through holes 36 are formed at both ends of the panel structure 11 in the longitudinal direction so as to be fitted into the girder 61 planted at regular intervals in the cross girder 72 of the girder member 7. Then, as shown in FIGS. 9 and 10, the through hole 36 of the panel structure 11 is fitted onto the girder 61, and a plurality of panel structures 11 are laid side by side on the cross girder 72 to form a pedestrian bridge or the like.
  • Floor slab is formed.
  • reference numerals 62 and 63 are phase-corresponding concave portions and convex portions formed at both ends in the width direction of the opposing panel structures 11, and reference numeral 64 in FIGS. 9 and 10 is waterproof. It is a sealing material.
  • an elastic rubber material is injected between the through hole 36 of the panel structure 11 and the gibber 61 to fill the gap.
  • a grout material made of mortar may be injected between the through hole 36 and the gibber 61, but in this case, when the panel structure 11 on the cross girder 72 vibrates. , It is difficult to absorb this vibration. Therefore, it is preferable to inject an elastic rubber material having a vibration absorbing function between the through hole 36 of the panel structure 11 and the gibber 61.
  • the core panel body 3 embedded in the outer skin body 2 has a resin foam 32 having a smaller specific gravity than the concrete material. Since it is mainly configured, the panel structure 11 can be made lighter and workability can be improved. Therefore, compared to the general construction work of casting concrete material on the deck plate 6 installed on the girder material, the work of forming the floor slab and the inspection work and replacement work of the floor slab should be facilitated. Can be done. Further, since the panel structure 1 can be carried into the construction site and laid after being manufactured in advance at a factory or the like, there is an advantage that the quality of the panel structure 1 can be easily and appropriately ensured.
  • the core panel body 3 is embedded in the outer skin body 2 made of high-strength concrete, and the resin foam 32 which is the main body of the core panel body 3 is reinforced by a pair of reinforcing plates 31 and 31 made of galvanized steel sheets or the like. Therefore, the strength of the panel structure 1 can be sufficiently ensured. Therefore, it is possible to form a deck having excellent static strength characteristics, fatigue bending strength characteristics, compression creep characteristics, and the like, and high durability.
  • FIG. 11 shows a second embodiment of the panel structure according to the present invention.
  • a plurality of core panel bodies, or a pair of core panel bodies 3 and 3 in the illustrated example are separated by a certain gap in the plate thickness direction of the panel structure 12.
  • a fiber reinforced foam ceramic body 37 is arranged between the core panel bodies 3 and 3 adjacent to each other, and the core panel bodies 3 and 3 are connected to each other by a connecting tool 34 composed of bolts, nuts, washers and the like. Has been done.
  • the fiber-reinforced foamed ceramic body 37 contains, for example, closed cells, open cells, and reinforcing fibers in a ceramic material composed of a semiconductor such as silicone, an inorganic compound such as carbide, nitride, and boride, and cement. Is contained.
  • the reinforcing fibers include polyolefin fibers such as polyvinyl alcohol fibers (vinylon fibers), polypropylene fibers and polyethylene fibers, resin reinforcing fibers such as aramid fibers, metal reinforcing fibers such as steel fibers and stainless fibers, or metal reinforcing fibers. Examples include carbon fiber and glass fiber.
  • a porous molded body containing ceramics, air bubbles and reinforcing fibers is first formed, and then the molded body is sliced as necessary to form a plate.
  • the fiber-reinforced foamed ceramic body 37 is formed.
  • a plurality of core panel bodies 3 and 3 made of separately formed reinforcing plates 31, 31 and resin foam 32 and the like are arranged on both main surfaces of the fiber-reinforced foamed ceramic body 37, and the core panel bodies 3 and 3 are arranged. 3 are connected to each other by a connecting tool 34.
  • the connector 34 may be omitted.
  • a plurality of core panel bodies 3 and 3 are arranged in the outer skin body 2 made of high-strength concrete with a certain gap in the plate thickness direction.
  • the installed panel structure 12 is manufactured.
  • a plurality of core panel bodies 3 and 3 are arranged in the outer skin body 2 with a certain gap in the plate thickness direction of the panel structure 12, so that the panel structure 12 is multi-layered. Since it has a structure, it is possible to secure a sufficient plate thickness while ensuring a sufficient strength of the panel structure 12.
  • the core panel bodies 3 and 3 embedded in the outer skin body 2 are mainly composed of the resin foam 32 made of phenol foam or the like having an extremely small specific gravity as compared with concrete or the like, the panel structure 12 is effectively used. It can be made lighter. Therefore, workability such as transportation and installation work of the panel structure 1 can be improved.
  • an intermediate layer made of the same material as the high-strength concrete constituting the outer skin body 2 is arranged between the core panel bodies 3 and 3 adjacent to each other.
  • the fiber-reinforced foamed ceramic body 37 is arranged between the core panel bodies 3 and 3 adjacent to each other, the outer skin body 2, the core panel body 3 and the fiber-reinforced foamed ceramic body 37 are combined in a complex manner. Therefore, there is an advantage that the panel structure 12 having excellent durability and strength can be obtained by utilizing the characteristics of each material.
  • the resin foam 32 of the core panel 3 may be carbonized or the outer skin 2 and the fiber reinforced foam ceramic body 38 may be cracked.
  • the reinforcing plates 31 and 31 are not connected to each other by the connecting tool 34, the reinforcing plates 31 and 31 are stretched by heat, and the resin foam 32, the outer skin 2, and the fiber reinforced foam ceramic body 38 collapse. there is a possibility.
  • the resin foam 32 collapses, the heat-shielding property of the panel structure 1 is lost.
  • the reinforcing plates 31 and 31 are connected to each other by the connecting tool 34, the reinforcing plates 31 and 31 are prevented from being greatly extended and deformed, and as a result, the resin foam 32 and the outer skin 2
  • the fiber-reinforced foamed ceramic body 38 is suppressed from collapsing, the heat shield property of the panel structure 12 is maintained even in the event of a fire, and excellent fire resistance can be obtained.
  • FIG. 13 shows a third embodiment of the panel structure according to the present invention.
  • a plurality of core panel bodies 3 and 3 are arranged in a direction orthogonal to the plate thickness direction of the panel structure 13, specifically, the panel structure 13.
  • the panel structure 13 Are arranged with a certain gap T separated in the longitudinal direction or the width direction of the above (in the illustrated example, they are arranged separated by the gap T in the width direction (horizontal direction)).
  • ribs made of the same material as the high-strength concrete constituting the outer skin body 2 are formed between the core panel bodies 3 and 3 adjacent to each other (in this example, between the core panel bodies 3 and 3 adjacent to each other in the width direction).
  • a portion 24 (in this example, a rib portion 24 along the longitudinal direction (longitudinal direction) of the panel structure 13) is formed.

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Abstract

【課題】パネル構造体の強度確保と軽量化との両立を図ること可能なパネル構造体を提供する。 【解決手段】高強度コンクリートからなる外皮体２と、前記外皮体２内に包埋されたコアパネル体３とを備え、前記コアパネル体３が、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板３１，３１と、前記両補強板３１，３１間に配設された樹脂発泡体３２とからなる。高強度コンクリートは、繊維補強軽量コンクリートであることが好ましい。

Description

パネル構造体
　本発明は、建築用材料または土木用材料等として使用されるパネル構造体に関する。
　従来のＥＣＰ（押出成形セメント板）、またはＡＬＣパネル（オートクレーブ養生した軽量気泡コンクリートパネル）の代替え品として、第１のセラミックスおよび第１の繊維を含むコアパネルと、前記コアパネルの両面にそれぞれ配置される２枚の補強パネルと、第２のセラミックスおよび第２の繊維を含み、前記コアパネルおよび２枚の補強パネルを埋設してなる外皮とを含むパネル構造体が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－１０６２２８号公報
　上述のパネル構造体では、コアパネルおよび外皮体中に有機繊維及び無機繊維を混入させることにより、パネル構造体の強度を確保し、かつコアパネルおよび外皮体を多孔質に形成することにより、パネル構造体の軽量化を図っている。しかしながら、パネル構造体を十分に軽量化するためには、コアパネルおよび外皮体の気泡率を大きく設定する必要がある。この反面、コアパネルおよび外皮体の気泡率が大きくなると、パネル構造体の強度が低下することが避けられないという問題があり、パネル構造体の強度確保と軽量化との両立を図ることは困難であった。
　本発明の目的は、前述の状況に鑑み、パネル構造体の強度確保と軽量化との両立を図ること可能なパネル構造体を提供することである。
　本発明に係るパネル構造体は、高強度コンクリートからなる外皮体と、前記外皮体内に包埋されたコアパネル体とを備え、前記コアパネル体が、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板と、前記両補強板間に配設された樹脂発泡体とからなるものである。
　この構成によれば、高強度コンクリートからなる外皮体によりパネル構造体の強度を十分に確保して、その損傷等を効果的に防止することができる。また、外皮体内にコアパネル体が包埋されているため、コアパネル体の補強板と外皮体との密着性が維持され、外皮体内にコアパネル体を安定して保持させることができる。そして、コアパネル体をコンクリート材等に比べて比重が極めて小さい樹脂発泡体を主体として構成するとともに、この樹脂発泡体を一対の補強板で補強することにより、パネル構造体の強度確保と軽量化との両立を図ることができる。
　また、前記高強度コンクリートは、繊維補強軽量コンクリートであることが好ましい。この構成によれば、外皮体によるパネル構造体の補強効果を維持しつつ、外皮体を軽量化することができるため、パネル構造体の強度確保と軽量化とを効果的に両立させることができる。
　また、前記樹脂発泡体は、難燃性合成樹脂発泡体であることが好ましい。この構成によれば、パネル構造体を建築物の壁材等として使用する場合に、優れた耐火性能が得られるという利点がある。
　また、前記難燃性合成樹脂発泡体は、フェノールフォームであることが好ましい。この構成によれば、フェノールフォームからなる難燃性合成樹脂発泡体が、極めて高い断熱性及び耐熱性を有しているため、より優れた耐火性能が得られるという利点がある。
　また、前記補強板は、金属板であることが好ましい。この構成によれば、比較的に強度の高い金属板からなる補強板を使用することによりパネル構造体の強度を効果的に向上させることができる。
　また、前記補強板は、亜鉛メッキ鋼板であることが好ましい。この構成によれば、比較的に安価で優れた防錆効果を有する亜鉛メッキ鋼板からなる補強板を使用することにより、パネル構造体の強度を効果的に向上させることができるため、コスト面および耐久性の観点から極めて有利である。
　また、前記両補強板は、連結具により互いに連結されていることが好ましい。この構成によれば、連結具の連結力に応じて一対の補強板を樹脂発泡体にそれぞれ密着させることができるため、補強板の材質を選ぶことなく、コアパネル体の補強板と樹脂発泡体との密着性を維持することができる。また、火災の発生時にパネル構造が高温に曝された場合においても、補強板の伸びが抑止されるとともに、該補強板が支持強度を維持することで、熱でひび割れ等が生じた外皮体や補強板間の樹脂発泡体が崩れてしまうこと等が抑制される。したがって、火災の発生時においてもパネル構造体の遮熱性が維持され、優れた耐火性が得られるというという利点がある。
　また、前記外皮体内には、複数の前記コアパネル体が、前記パネル構造体の板厚方向に一定の間隙を隔てて配設されたものであってもよい。この構成によれば、高強度コンクリートからなる外皮体と、一対の補強板および樹脂発泡体からなる複数のコアパネル体とにより、パネル構造体の強度を確保しつつ、その板厚を大きく形成することができる。そして、外皮体内に包埋された複数のコアパネル体を、コンクリート等に比べて比重が極めて小さいフェノールフォーム等からなる樹脂発泡体を主体として構成したため、パネル構造体を効果的に軽量化することができ、建設現場等におけるパネル構造体の運搬および設置作業等の作業性を向上させることができる。
　また、相隣接する前記コアパネル体の間には、繊維補強発泡セラミック体が配設されていることが好ましい。この構成によれば、高強度コンクリートからなる外皮体と、複数のコアパネル体と、相隣接するコアパネル体の間に配設された繊維補強発泡セラミックとが複合的に組み合わされて、各素材の特性が生かされることにより、優れた耐久性及び強度を有するパネル構造体を成形できるというという利点がある。
　また、前記複数のコアパネル体は、連結具により互いに連結されていることが好ましい。この構成によれば、連結具の連結力に応じて複数のコアパネル体と、その間に配設された繊維補強発泡セラミック体等との密着性を安定して維持することができる。また、火災の発生時にパネル構造体が高温に曝された場合においても、各コアパネル体の補強板の伸びが抑制されるとともに、該補強板および繊維補強発泡セラミック体が支持強度を維持し、熱でひび割れ等が生じた外皮体や各コアパネル体の樹脂発泡体が崩れてしまうこと等が抑制されるため、パネル構造体の耐火性を効果的に向上させることができる。
　また、前記外皮体内には、複数の前記コアパネル体が、前記パネル構造体の板厚方向と直交する方向に一定の間隙を隔てて配列され、かつ相隣接する前記コアパネル体の間には、外皮体を構成する高強度コンクリートと同一の素材からなるリブ部が形成されたものであってもよい。この構成によれば、相隣接するコアパネル体の間に、外皮体を構成する高強度コンクリートと同一の素材からなるリブ部が形成されるため、このリブ部の補強作用により外皮体の変形を抑制して、パネル構造体の耐久性を効果的に向上させることができる。
　また、前記構成を有するパネル構造体が、建築物の壁材として使用されるものであってもよい。この構成によれば、軽量で高い強度を有するパネル構造体を、建築現場に搬入してコンクリート基礎上に設置することで、建築物の壁を効率よく構成することができる。しかも、前記パネル構造体を、工場等で予め製造した後に、建築現場に搬入することにより、パネル構造体の品質を容易かつ適正に確保できるという利点もある。
　また、前記フェノールフォーム等の難燃性合成樹脂発泡体からなる樹脂発泡体を有する
パネル構造体が、建築物の耐火壁材として使用されるものであってもよい。この構成によれば、フェノールフォーム等からなる難燃性合成樹脂発泡体が、極めて高い断熱性及び耐熱性を有しているため、パネル構造体を建築物の耐火壁材として使用する場合に、より優れた耐火性能が得られるという利点がある。
　また、前記構成を有するパネル構造体が、横断歩道橋の床版として使用されるものであってもよい。この構成によれば、軽量で高い強度を有する複数枚のパネル構造体を、横断歩道橋の桁材（特に横桁）上に並べて敷設することにより床版を形成できる。このため、桁材に設置されたデッキプレート上にコンクリート材を現場打ちする一般的な施工作業に比べて、前記床版を形成する作業等を人力で極めて容易に行うことができる。さらに、前記パネル構造体を、工場等で予め製造した後に、横断歩道橋の施工現場に搬入して敷設することができるため、パネル構造体の品質を容易かつ適正に確保できるという利点もある。
　本発明に係るパネル構造体によれば、パネル構造体の強度確保と軽量化との両立を図ること可能であるという効果を奏する。
本発明に係るパネル構造体の第一実施形態を示す断面図である。 パネル構造体の製造方法を示す工程図である。 パネル構造体を建築物の壁材として使用した例を示す斜視図である。 パネル構造体をコンクリート基礎上に設置した状態を示す断面図である。 複数のパネル構造体を連結した状態を示す断面図である。 コンクリート基礎上に設置されたパネル構造体の変形例を示す断面図である。 パネル構造体の連結部の変形例を示す断面図である。 パネル構造体を横断歩道橋の床板として使用した例を示す正面断面図である。 パネル構造体を横断歩道橋の床板として使用した例を示す側面断面図である。 パネル構造体を横断歩道橋の床板として使用した例を示す平面図である。 本発明に係るパネル構造体の第二実施形態を示す断面図である。 第二実施形態の変形例を示す断面図。 本発明に係るパネル構造体の第三実施形態を示す断面図である。
　以下、本発明に係るパネル構造体の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第一実施形態）
　図１は、本発明の第一実施形態に係るパネル構造体１の構成を示す断面図である。パネル構造体１は、高強度コンクリートからなる外皮体２と、この外皮体２内に包埋されたコアパネル体３とを備えている。
　外皮体２を構成する高強度コンクリートは、セメント材中に補強繊維と気泡とが分散状態で混入された繊維補強軽量コンクリート等からなっている。この繊維補強軽量コンクリートは、例えば、セメント、水、補強繊維及び起泡剤を混練した混練物を成形型内に充填して、養生固化することで得られる。
　前記セメントの材質は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等、各種セメントを使用できる。これらのなかでも、生産性、強度等の点から早強ポルトランドセメントを使用することが好ましい。セメントに対する水の配合割合が多すぎると強度が低下する傾向にあり、逆に水の配合割合が少なすぎると成形時にセメント混練物の流動性が低下して成形性を阻害する傾向にある。このため、セメントと水との配合割合は、セメント１００重量部に対して水が２０～１００重量部、さらには２０～５０重量部の範囲内であることが好ましい。
　前記補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維等が挙げられる。補強繊維の繊維長は特に限定されないが、４～３５ｍｍの範囲が好ましい。補強繊維の繊維長が４ｍｍ未満では補強効果が不足する傾向がみられる。補強繊維の繊維長が長い方が補強効果の点では有利であるが、その一方で、繊維長が長くなるほど分散性が低下し、成形体内で補強繊維が偏在して、かえってパネル強度を低下させる場合もある。また、補強繊維の太さにも特に限定はないが、通常、１０μｍ～１００μｍのものが用いられる。
　外皮体２は、セメント混練時にビニロン等の補強繊維を均一に分散させるだけで、この補強繊維の絡み合いによる補強効果が得られる。したがって、パネル構造体１の製造に際して、網状補強材等の補強材を埋設する場合の位置決め操作等の煩雑な作業も不要で、強度にバラツキのない外皮体２を容易に成形できる。
　補強繊維の配合量は、セメント１００重量部に対して０．５～５重量部とすることが好ましい。補強繊維の配合量が少ないと、補強効果も低く、パネル強度も低くなる。補強繊維の配合量が多いほどパネル補強効果においては有利である。しかし、補強繊維の配合量が過剰であるとセメント混練物中での分散性が悪くなり、補強繊維が偏在して、外皮体２の強度が不均一になり、かえってパネルの強度を低下させるおそれがある。このような観点から、補強繊維の配合量のより好ましい範囲は、セメント１００重量部に対して０．５～３重量部である。
　外皮体２の比重は、好ましくは１．０～２．０であり、さらに好ましくは１．２～１．８、特に好ましくは１．５～１．６である。
　また、外皮体２の両端部、具体的には外皮体２の長手方向両端部および外皮体２の幅方向両端部の一方、またはその両方には、相対応する段部２１がそれぞれ設けられている。そして、後述のように複数のパネル構造体１，１を並べて設置する際に、相隣接するパネル構造体１，１の段部２１が互いに係合されるとともに、この係合部に耐火目地用シーリング材が配設されることにより、相隣接するパネル構造体１，１の間が効果的に防水処理されるようになっている。さらに、外皮体２内には、コンクリートアンカーとなるインサート金具２２と、これを支持する補強筋２３とが、コアパネル体３の長手方向両端部等に近接した位置に包埋されている。
　コアパネル体３は、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板３１，３１と、両補強板３１，３１間に配設された樹脂発泡体３２とからなっている。そして、両補強板３１，３１は、ボルト、ナットおよびワッシャー等からなる連結具３４により、互いに連結されている。コアパネル体３は、外皮体２から露出することなく外皮体２内に包埋されている。
　補強板３１，３１としては、例えば、金属板または非金属板等を使用することができる。金属板の例としては、鉄、アルミニウム、銅、チタン、モリブデン、クロム等の金属、もしくはそれらの合金、例えば、鋼、ステンレス鋼等が挙げられる。また、非金属板の例としては、炭素繊維補強プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維補強プラスチック（ＧＦＲＰ）、プルトルージョン繊維補強プラスチック（ＰＦＲＰ）、ケプラ繊維補強プラスチック（ＫＦＲＰ）、アラミド繊維補強プラスチック（ＡＦＲＰ）等からなる繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）製のものが挙げられる。
　なお、パネル構造体１の強度を効果的に向上させるためには、非金属板に比べて強度の高い金属板からなる補強板３１，３１を使用することが好ましい。また、比較的に安価で優れた防錆効果を有する亜鉛メッキ鋼板からなる補強板３１，３１を使用することが、コスト面および耐久性の観点から極めて有利である。
　補強板３１，３１間には、例えば、フェノールフォーム、または硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム等からなる樹脂発泡体３２が配設されている。前記フェノールフォームは、優れた断熱性と耐熱性とを有しているため、後述するようにパネル構造体１を建築物の耐火壁材等として使用する際には、フェノールフォームからなる樹脂発泡体３２を使用することが好ましい。
　本発明のパネル構造体１を製造するには、まず、コアパネル体３用の樹脂発泡体３２を成形する（図２（ａ））。次に、樹脂発泡体３２の表面および裏面からなる両主面に補強板３１をそれぞれ配置し、両補強板３１，３１を連結具３４により互いに連結することにより、図２（ｂ）に示すように、樹脂発泡体３２の両主面に補強板３１，３１が接合されてなるコアパネル体３を成形する。
　なお、連結具３４を用いて両補強板３１，３１を連結することにより樹脂発泡体３２の主面に補強板３１，３１を接合した構成に代え、あるいはこの構成とともに、樹脂発泡体３２の両主面に補強板３１，３１を接着するようにしてもよい。この場合、例えば、酢酸ビニル－アクリル系、スチレン－アクリル系、エチレン－酢酸ビニル系、スチレン－ブタジエン系、ニトリルゴム系、クロロプレンゴム系、変性シリコーン系、シアノアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、フェノール系、メラミン系、ユリア系、ポリアミド系、ニトロセルロース系、ポリビニルアルコール系、ポリエステル系等の接着剤を使用することが好ましい。
　次いで、パネル成形用型枠内の適切な位置にコアパネル体３を配置するとともに、必要に応じてインサート金具２２および補強筋２３を所定位置に配置した状態で、セメント混合物を型枠内に注入する。そして、従来既知の方法に従って、例えば、焼成、加熱、養生、乾燥させて固化させることにより、図２（ｃ）に示すように、外皮体２を成形する。このようにして、高強度コンクリートからなる外皮体２と、この外皮体２内に包埋されたコアパネル体３とを備えパネル構造体１を製造することができる。
　なお、養生は、通常の養生でもよいし、蒸気養生でもよいし、両者を組み合わせてもよい。また、養生はパネル成形用型枠内で完了させるのではなく、パネル成形用型枠内で蒸気養生し、ある程度固化した段階、通常は数時間後、パネル成形用型枠から取り出して、さらに養生するようにしてもよい。これにより、パネル成形用型枠枠における成形サイクルが短くなるため、生産性を向上させることが可能となる。
　本発明に係るパネル構造体１の用途は、特に限定されるものではないが、土木または建築等の各分野で使用可能であり、例えば、建築物の外壁材、区画壁材、屋根材、床材や、横断歩道橋の床版等として使用することができる。
　具体的には、図３および図４に示すように、コンクリート基礎４上に複数枚のパネル構造体１を並べて立設するとともに、図３および図５に示すように、複数枚のパネル構造体１を上下に並べて設置することにより、所定寸法を有する建築物の外壁材を形成することができる。
　なお、図４において、符号４１は、耐火目地用シーリング材を示し、符号４２は、バックアップ材を示し、符号４３は、通しアングル材を示している。また、図４において、符号４４は、インサート金具２２にボルト止めされるイナズマ金物を示し、符号４５は、ブラケット材を示し、符号４６は、埋め込みアングル材を示している。
　図５において、符号４７は、耐火目地用シーリング材を示し、符号４８は、バックアップ材を示し、符号４９は、Ｉ形鋼等からなる梁材を示している。また、図５において、符号５０は、インサート金具２２にボルト止めされるイナズマ金物を示し、符号５１は、ブラケット材を示している。
　上述のように本発明に係るパネル構造体１は、高強度コンクリートからなる外皮体２と、外皮体２内に包埋されたコアパネル体３とを備え、コアパネル体３が、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板３１，３１と、両補強板３１，３１間に配設された樹脂発泡体３２とにより構成されている。この構成によれば、パネル構造体１の強度確保と軽量化との両立を図ることができるという利点がある。
　すなわち、パネル構造体１の外皮体２を、高強度コンクリートにより構成したため、この外皮体２によりパネル構造体１を高強度に形成して、その損傷等を防止することができる。そして、外皮体２内に包埋されたコアパネル体３を、コンクリート等に比べて比重が小さいフェノールフォーム等からなる樹脂発泡体３２を主体として形成するとともに、この樹脂発泡体３２を一対の補強板３１，３１で補強するように構成したため、パネル構造体１の強度を維持しつつ、これを効果的に軽量化することができる。
　したがって、建設現場等におけるパネル構造体１の運搬および設置作業等の作業性を向上させることができる。また、上述の構成によりパネル構造体１の強度を十分に確保できる点は、本発明者等が行った静的強度試験、疲労曲げ強度試験、圧縮クリープ試験等においても確認された。
　さらに、亜鉛メッキ鋼板等からなる補強板３１，３１を備えたコアパネル体３を、高強度コンクリートからなる外皮体２内に包埋させたため、補強板３１と外皮体２との密着性を維持することにより、外皮体２内にコアパネル体３を安定して保持させることことができる。また、補強板３１，３１が腐食すること等を効果的に防止することにより、優れた耐久性が得られるという利点がある。この点は、本発明者等が行った凍結融解試験および促進中性化試験等においても確認された。
　上述の第一実施形態では、外皮体２を、センメント材中に補強繊維と気泡とが分散状態で混入された繊維補強軽量コンクリートにより構成したため、パネル構造体１の強度確保と軽量化とを効果的に両立させることができる。
　なお、コアパネル体３の補強板３１，３１間に配設される樹脂発泡体３２は、フェノールフォーム等からなる難燃性合成樹脂発泡体に限られず、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム等により構成することもできる。しかし、パネル構造体１を建築物の耐火壁材として使用する場合には、難燃性合成樹脂発泡体からなる樹脂発泡体３２を用いることが好ましい。特に、フェノールフォームからなる難燃性合成樹脂発泡体は、極めて高い断熱性及び耐熱性を有するとともに、安価に製造することができるため、パネル構造体１を建築物の耐火壁材として使用する場合に、コアパネル体３の樹脂発泡体３２を、フェノールフォームで構成することが、より好ましい。
　コアパネル体３の補強板３１，３１は、亜鉛メッキ鋼板に限られず、種々の金属板または非金属板を使用することができるが、パネル構造体１の強度を効果的に向上させるためには、金属板からなる補強板３１，３１を使用することが好ましい。また、コスト面および耐久性の観点からは、比較的に安価で優れた防錆効果を有する亜鉛メッキ鋼板からなる補強板３１，３１を使用することが、より好ましい。
　さらに、金属板からなる補強板３１，３１と、高強度コンクリートからなる外皮体２とは、膨張率が顕著に相違しているため、これらを有するパネル構造体１を寒暖差が激しい場所に使用すると、補強板３１，３１と外皮体２との間に層間変位が生じて両者が剥離する可能性がある。そこで、弾性変性エポキシ系接着剤が表面に塗布された金属板からなる補強板３１，３１を用いれば、補強板３１，３１と外皮体２との剥離を防止して、パネル構造体１の耐久性を効果的に向上させることができる。
　第一実施形態では、樹脂発泡体３２を挟むように相対向して配置された一対の補強板３１，３１を、連結具３４により互いに連結したため、コアパネル体３を構成する補強板３１，３１の材質を選ぶことなく、この補強板３１，３１と樹脂発泡体３２とを密着させた状態で一体的に連結することができる。また、上述の構成により、パネル構造体１の耐火性を効果的に向上させることができるため、パネル構造体１を建築物の耐火壁材として好適に使用できるという利点がある。
　すなわち、火災の発生時にパネル構造体１が高温に曝されると、コアパネル体３の樹脂発泡体３２が炭化したり外皮体２がひび割れする可能性がある。この場合に、補強板３１，３１が連結具３４により互いに連結されていないと、補強板３１，３１が熱により伸び、樹脂発泡体３２や外皮体２が崩れ落ちてしまう可能性がある。樹脂発泡体３２が崩れると、パネル構造体１の遮熱性がなくなってしまう。これに対して第一実施形態のように、前記補強板３１，３１を連結具３４により互いに連結した構成によれば、補強板３１，３１が大きく伸びて変形することことが防止される。この結果、樹脂発泡体３２や外皮体２の崩れ落ちが抑制され、火災の発生時においても、パネル構造体１の遮熱性が維持されて、優れた耐火性が得られるというという利点がある。
　上述の第一実施形態では、図５に示すように、外皮体２の端部に段部２１が設けられた構成とし、複数のパネル構造体１，１を連続して設置する際に、相隣接するパネル構造体１の段部２１を相係合するとともに、両者の間に耐火目地用シーリング材４７を配設したため、パネル構造体１，１間の防水性を十分に確保することが可能である。
　なお、前記段部２１を省略し、複数のパネル構造体１，１を連続して設置する際に、外皮体２の平坦面同士を互いに突き合わせるように構成してもよい。また、パネル構造体１の下端部に設けられた図４の段部２１およびコンクリート基礎４上のバックアップ材４２を省略し、図６に示すように、平坦面に形成されたパネル構造体１の下端部１ａを、コンクリート基礎４上に設置するようにしてもよい。
　さらに、図７に示すように、相隣接するパネル構造体１，１の両端部に、相対応する凸部５２および凹部５３が設けられている。そして、凸部５２と凹部５３とを相係合するとともに、相対向するパネル構造体１，１の端部間に、耐火目地シール材５４、バックアップ材５５および建築用ガスケット材５６を配設することにより、パネル構造体１，１間の優れた耐火性能を確保している。
　図８～図１０は、本発明に係るパネル構造体１１を、横断歩道橋の床版として使用した例を示している。歩道橋等の横断歩道橋は、例えば、鋼骨格体からなる主桁７１及び横桁７２からなる桁材７を有し、この桁材７上に複数枚のパネル構造体１１が並べて敷設されるとともに、その上にゴムチップ等の歩道用舗装材（図示せず）が必要に応じて敷設されるように構成されている。
　前記パネル構造体１１は、図８に示すように、高強度コンクリートからなる外皮体２と、この外皮体２内に包埋されたコアパネル体３とを備えている。コアパネル体３は、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板３１，３１と、両補強板３１，３１間に配設された樹脂発泡体３２とからなり、両補強板３１，３１が連結具３４により互いに連結されている。
　また、パネル構造体１１の長手方向両端部には、桁材７の横桁７２に一定の間隔で植設されたジベル６１に外嵌される透孔３６が形成されている。そして、図９および図１０に示すように、パネル構造体１１の透孔３６をジベル６１に外嵌するとともに、横桁７２上に複数枚のパネル構造体１１を並べて敷設することにより、歩道橋等の床版が形成される。なお、図９において、符号６２，６３は、相対向するパネル構造体１１の幅方向両端部に形成された相対応する凹部および凸部であり、図９および図１０において、符号６４は、防水シール材である。
　横桁７２上にパネル構造体１１を敷設した後に、パネル構造体１１の透孔３６とジベル６１との間に弾性ゴム材を注入して間隙を埋めるようにする。なお、このゴム材に代え、透孔３６とジベル６１との間にモルタルからなるグラウト材を注入してもよいが、この場合には、横桁７２上のパネル構造体１１が振動した際に、この振動を吸収することが困難である。このため、パネル構造体１１の透孔３６とジベル６１との間に、振動の吸収機能を有する弾性ゴム材を注入することが好ましい。
　上述のように本発明に係るパネル構造体１１を、横断歩道橋の床版として使用した場合、外皮体２に包埋されるコアパネル体３が、コンクリート材に比べて比重の小さい樹脂発泡体３２を主体として構成されているため、パネル構造体１１を軽量化して作業性の向上を図ることができる。したがって、桁材に設置されたデッキプレート６上にコンクリート材を現場打ちする一般的な施工作業に比べて、床版を形成する作業や、この床版の点検作業および交換作業を容易化することができる。さらに、前記パネル構造体１を、工場等で予め製造した後に施工現場に搬入して敷設することができるため、パネル構造体１の品質を容易かつ適正に確保できるという利点がある。
　そして、高強度コンクリートからなる外皮体２にコアパネル体３を包埋させ、かつコアパネル体３の主体となる樹脂発泡体３２を亜鉛メッキ鋼板等からなる一対の補強板３１，３１で補強した構成としたため、パネル構造体１の強度を十分に確保することができる。したがって、優れた静的強度特性、疲労曲げ強度特性および圧縮クリープ特性等と、高い耐久性とを有する床版を形成することできる。
（第二実施形態）
　図１１は、本発明に係るパネル構造体の第二実施形態を示している。この第二実施形態に係るパネル構造体１２の外皮体２内には、複数のコアパネル体、図例では一対のコアパネル体３，３が、パネル構造体１２の板厚方向に一定の間隙を隔てて配設されている。また、相隣接するコアパネル体３，３の間には、繊維補強発泡セラミック体３７が配設されるとともに、各コアパネル体３，３が、ボルト、ナットおよびワッシャー等からなる連結具３４により互いに連結されている。
　前記繊維補強発泡セラミック体３７は、例えば、シリコーン等の半導体や、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物、セメント等から構成されるセラミックス材中に、独立気泡や連続気泡と、補強繊維とが含有されたものである。この補強繊維としては、例えば、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維等の樹脂製補強繊維、あるいは鋼繊維、ステンレス繊維などの金属製補強繊維、または炭素繊維、ガラス繊維等があげられる。
　第二実施形態に係るパネル構造体１２を製造するには、まずセラミックス、気泡および補強繊維を含む多孔質の成形体を形成した後、この成形体を必要に応じてスライス加工することにより、板状の繊維補強発泡セラミック体３７を形成する。次いで、この繊維補強発泡セラミック体３７の両主面に、それぞれ別途形成された補強板３１，３１および樹脂発泡体３２等からなる複数のコアパネル体３，３を配置するとともに、このコアパネル体３，３を連結具３４により互いに連結する。ここで、図１２に示すように連結具３４を省略することもできる。
　その後、パネル成形用型枠内にセメント混合物を注入して硬化させることにより、高強度コンクリートからなる外皮体２内に、複数のコアパネル体３，３が板厚方向に一定の間隙を隔てて配設されたパネル構造体１２が製造される。上述の第二実施形態では、外皮体２内に、複数のコアパネル体３，３がパネル構造体１２の板厚方向に一定の間隙を隔てて配設されることにより、パネル構造体１２が多層構造とされているため、パネル構造体１２の強度を十分に確保しつつ、その板厚を十分に確保することができる。
　そして、外皮体２内に包埋されたコアパネル体３，３を、コンクリート等に比べて比重が極めて小さいフェノールフォーム等からなる樹脂発泡体３２を主体として構成したため、パネル構造体１２を効果的に軽量化することができる。したがって、パネル構造体１の運搬および設置作業等の作業性を向上させることができる。
　なお、上述の繊維補強発泡セラミック体３７に代えて、外皮体２を構成する高強度コンクリートと同一の素材からなる中間層を相隣接するコアパネル体３，３の間に配設した構成とすることも可能である。しかし、相隣接するコアパネル体３，３の間に、繊維補強発泡セラミック体３７を配設した構成とした場合には、外皮体２、コアパネル体３および繊維補強発泡セラミック体３７が複合的に組み合わされて、各素材の特性が生かされることにより、優れた耐久性及び強度を有するパネル構造体１２が得られるというという利点がある。
　上述のように複数のコアパネル体３，３を連結具３４により互いに連結した構成とした場合には、この連結具３４の連結力に応じて複数のコアパネル体３，３と、その間に配設された繊維補強発泡セラミック体３８等との密着性を安定して維持することができる。
　また、火災の発生時にパネル構造体１２が高温に曝されると、コアパネル体３の樹脂発泡体３２が炭化したり外皮体２、繊維補強発泡セラミック体３８にひび割れする可能性がある。この場合に、補強板３１，３１が連結具３４により互いに連結されていないと、補強板３１，３１が熱により伸び、樹脂発泡体３２や外皮体２、繊維補強発泡セラミック体３８が崩れ落ちてしまう可能性がある。樹脂発泡体３２が崩れると、パネル構造体１の遮熱性がなくなってしまう。これに対して補強板３１，３１を連結具３４により互いに連結した構成によれば、補強板３１，３１が大きく伸びて変形することことが防止される結果、樹脂発泡体３２や外皮体２、繊維補強発泡セラミック体３８の崩れ落ちが抑制され、火災の発生時においても、パネル構造体１２の遮熱性が維持されて、優れた耐火性が得られるというという利点がある。
（第三実施形態）
　図１３は、本発明に係るパネル構造体の第三実施形態を示している。この第三実施形態に係るパネル構造体１３の外皮体２内には、複数のコアパネル体３，３が、パネル構造体１３の板厚方向と直交する方向、具体的には、パネル構造体１３の長手方向または幅方向に一定の間隙Ｔを隔てて配列されている（図示した例では幅方向（横方向）に間隙Ｔを隔てて配列されている。）。
　そして、これにより相隣接するコアパネル体３，３の間（本例では幅方向に隣接するコアパネル体３、３の間）には、外皮体２を構成する高強度コンクリートと同一の素材からなるリブ部２４（本例ではパネル構造体１３の長手方向（縦方向）に沿ったリブ部２４）が形成されている。この構成によれば、相隣接するコアパネル体３，３の間に形成されたリブ部２４の補強作用により、外皮体２の変形を抑制して、パネル構造体１３の耐久性を効果的に向上させることができる。
　１，１１，１２，１３　パネル構造体
　１ａ　下端部
　２　　外皮体
　２１　段部
　２２　インサート金具
　２３　補強筋
　２４　リブ部
　３　　コアパネル体
　３１　補強板
　３２　樹脂発泡体
　３４　連結具
　３６　透孔
　３７　繊維補強発泡セラミック体
　３８　繊維補強発泡セラミック体
　４　コンクリート基礎
　４１　耐火目地用シーリング材
　４２　バックアップ材
　４３　通しアングル材
　４４　イナズマ金物
　４５　ブラケット材
　４６　埋め込みアングル材
　４７　耐火目地用シーリング材
　４８　バックアップ材
　４９　梁材
　５０　イナズマ金物
　５１　ブラケット材
　５２　凸部
　５３　凹部
　５４　耐火目地シール材
　５５　バックアップ材
　５６　建築用ガスケット材
　６　デッキプレート
　６１　ジベル
　６２　凹部，
　６３　凸部
　６４　防水シール材
　１００　セメント
　Ｔ　間隙
 

Claims (14)

  1. 　高強度コンクリートからなる外皮体と、
    　前記外皮体内に包埋されたコアパネル体とを備え、
    　前記コアパネル体が、その板厚方向に一定の間隔をもって相対向して配置された一対の補強板と、前記両補強板間に配設された樹脂発泡体とからなるパネル構造体。
  2. 　前記高強度コンクリートは、繊維補強軽量コンクリートである請求項１記載のパネル構造体。
  3. 　前記樹脂発泡体は、難燃性合成樹脂発泡体である請求項１または２記載のパネル構造体。
  4. 　前記難燃性合成樹脂発泡体は、フェノールフォームである請求項３記載のパネル構造体。
  5. 　前記補強板は、金属板である請求項１～４の何れか１項に記載のパネル構造体。
  6. 　前記補強板は、亜鉛メッキ鋼板である請求項５記載のパネル構造体。
  7. 　前記両補強板は、連結具により互いに連結されている請求項１～６の何れか１項に記載のパネル構造体。
  8. 　前記外皮体内には、複数の前記コアパネル体が、前記パネル構造体の板厚方向に一定の間隙を隔てて配設されている請求項１～７の何れか１項に記載のパネル構造体。
  9. 　相隣接する前記コアパネル体の間には、繊維補強発泡セラミック体が配設されている請求項７記載のパネル構造体。
  10. 　前記複数のコアパネル体は、連結具により互いに連結されている請求項８または９記載のパネル構造体。
  11. 　前記外皮体内には、複数の前記コアパネル体が、前記パネル構造体の板厚方向と直交する方向に一定の間隙を隔てて配列され、
    　かつ、相隣接する前記コアパネル体の間には、外皮体を構成する高強度コンクリートと同一の素材からなるリブ部が形成されている請求項１～１０の何れか１項に請求項１～９の何れか１項に記載のパネル構造体。
  12. 　建築物の壁材として使用される１～１１の何れか１項に記載のパネル構造体。
  13. 　建築物の耐火壁材として使用される請求項３または４記載のパネル構造体。
  14. 　横断歩道橋の床版として使用される請求項１～１１の何れか１項に記載のパネル構造体。
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