JPH0336085B2 - - Google Patents
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- JPH0336085B2 JPH0336085B2 JP5437683A JP5437683A JPH0336085B2 JP H0336085 B2 JPH0336085 B2 JP H0336085B2 JP 5437683 A JP5437683 A JP 5437683A JP 5437683 A JP5437683 A JP 5437683A JP H0336085 B2 JPH0336085 B2 JP H0336085B2
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- Japan
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- concrete
- steel material
- unbonded steel
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Landscapes
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Description
本発明は、コンクリート構造体の構築方法に係
り、さらに詳しくは、コンクリート壁体等にあら
かじめ圧縮応力を付与して、その亀裂を防止する
工法に関する。 一般に、鉄筋コンクリート造りの構造体にあつ
ては、コンクリートの硬化後、乾燥収縮に伴つて
各所に引張応力が発生し、この引張応力のために
経時的に亀裂が生じる。この亀裂は構造体の外観
を損なうばかりでなく構造体の老朽化を早める。
第１図は、開口部１が設けられた鉄筋コンクリー
ト構造の壁体２を示すもので、このような場合、
開口隅角部に亀裂が生じやすい。そこで、従来、
このような壁体２を構築する際、壁体２の開口部
１回りには壁筋とは別の補強筋３を配して収縮歪
みを分散させ亀裂の発生を防止していた。ところ
が、この従来の方法は充分に効果的とはいえず、
結局開口隅角部に亀裂が発生してしまうことが往
往にあり、何らかの改善が望まれていた。 本発明は、膨張剤を充填した有底筒体に支圧板
を備えたアンボンド鋼材を設けてこれをコンクリ
ート打設空間に配設し、コンクリート打設空間に
コンクリートを打設するとともに、膨張剤の膨張
によりアンボンド鋼材を伸長させその反力により
打設コンクリートに圧縮応力が生じるようにし
て、上記従来の問題点を解消したもので、コンク
リート構造体にあらかじめ圧縮応力を付与して、
その亀裂を未然に防止することができるコンクリ
ート構造体の構築方法を提供することを目的とす
る。 以下、本発明の方法を図面に基づいて詳細に説
明する。 第２図および第３図は本発明の方法を用いて構
築したコンクリート構造体の一例を示すもので、
開口部１１を有する壁体１２が構築されている。
このような壁体１２を構築する場合、構築すべき
壁体１２の位置および形状に合わせて型枠を組ん
でコンクリート打設空間Ｓを形成し、その空間Ｓ
内に所定の壁筋を配してコンクリートを打設する
わけであるが、本発明の方法にあつては、壁筋の
配筋の際、アンボンド鋼材１３を備えた一対の有
底筒体１４を、筒体１４内に膨張剤１５を充填し
かつこの膨張剤１５を封じる支圧板１６を上記ア
ンボンド鋼材１３に取付けた状態で、上記打設空
間Ｓの開口部１１の隅角部に配設する。 ここで、上記一対の有底筒体１４は、底部に近
づくにしたがつてすぼまるようにややテーパーが
つけられた円筒状に形成され、その底部のほぼ中
心に所要径の貫通孔ｈが穿設されたもので、底部
が互いに適宜間隔をあけて対向するように配設す
るものである。また、上記膨張剤１５は、酸化カ
ルシウムや酸化マグネシウム等、水和反応により
体積膨張する化学物質からなるもので、膨張量の
コントロールと水分の補給のために、適量の水分
を含有する砂に混合せしめて用いられる。上記の
膨張剤１５としては、次に挙げる化学物質等が良
く知られ、実用に供されている。 カルシウムスルホアルミネートクリンカーこ
の化学物質においては、次式の水和反応によ
り、水密性を有するエトリンガイトが生成す
る。 9CaO・3Al2O3・CaSO4 ＋8CaSO4＋96H2O →３（3CaO・Al2O3・3CaSO4 ・32H2O）（エトリンガイト） このエトリンガイトが水和反応により膨張す
る。 酸化カルシウムとアルミナホワイトの混合物 この化学物質においても、次式の水和反応に
より、水密性を有するエトリンガイトが生成す
る。 6CaO＋Al2O3＋3SO3＋32H2O →3CaO・Al2O3・3CaSO4 ・32H2O（エトリンガイト） 上記と同様に、このエトリンガイトが水和
反応により膨張する。 酸化カルシウム 酸化カルシウムは、次式の水和反応により、
水密性を有する水酸化カルシウムが生成する。 CaO＋H2O→Ca（CH）2 酸化カルシウムは急激に水和反応を起こし同
時に強熱を発するので、通常では、反応を遅延
させるために酸化カルシウムに酸化マグネシウ
ム（MgO）を混合して用いている。この化学
物質においても、上記及びと同様に、この
水酸化カルシウムが水和反応により膨張する。 ここで、上記の化学物質等と砂との混合比ある
いは砂の含水率を調整することにより膨張量を最
適に設定することができる。上記の化学物質の混
合量は、充填密度にもよるが砂量の20〜40Kg／m3
が妥当な量である。また、既に説明した酸化カル
シウムの場合の様に、酸化カルシウムを酸化マグ
ネシウム等の水和反応速度が異なる複数の化学物
質を混合して用いると、各化学物質の混合比を調
整することにより最適の膨張速度にすることがで
きる。さらに、前記支圧板１６は、各有底筒体１
４の上部側にそれぞれ取付けられて膨張剤１５を
有底筒体１４内に封じるもので、有底筒体１４の
貫通孔ｈに挿通されたアンボンド鋼材１３により
互いにつながれており、その上部側にはバツクア
ツプ材１７が設けられている。 そして前記コンクリート打設空間Ｓ内にコンク
リートを打設すると、打設コンクリートは硬化し
始めるが、その際上記膨張剤１５は、その中の化
学物質が水和反応を起こすことにより、所定速度
で膨張する。この膨張により各支圧板１６が互い
に離れる方向を移動してアンボンド鋼材１３が伸
長する一方、このアンボンド鋼材１３が支圧板１
６の変位を拘束するため、反力が筒体１４の底部
に生じ、硬化した打設コンクリート内に圧縮応力
σcが生じ、開口部１１回りの亀裂は防止される。 この圧縮応力σcは、壁体１２の平均断面積を
Ac、壁体１２のヤング係数をEc、アンボンド鋼
材１３の断面積をAs、アンボンド鋼材１３のヤ
ング係数をEs、アンボンド鋼材１３の長さをｌ、
さらに壁体１２の縮みとアンボンド鋼材１３の伸
びの和をΔlとした場合、次式で表わされる。 σc＝Δl／ｌ・１／（１／AcEc＋１／AsEs）Ac また、ここでAd＝450cm2、ｌ＝50cm、Δl＝0.1
cmとし、かつアンボンド鋼材１３として３通りの
径の鋼棒を用いたものとして、それぞれの場合に
対して圧縮応力σcを算定すると次表のようにな
る。
り、さらに詳しくは、コンクリート壁体等にあら
かじめ圧縮応力を付与して、その亀裂を防止する
工法に関する。 一般に、鉄筋コンクリート造りの構造体にあつ
ては、コンクリートの硬化後、乾燥収縮に伴つて
各所に引張応力が発生し、この引張応力のために
経時的に亀裂が生じる。この亀裂は構造体の外観
を損なうばかりでなく構造体の老朽化を早める。
第１図は、開口部１が設けられた鉄筋コンクリー
ト構造の壁体２を示すもので、このような場合、
開口隅角部に亀裂が生じやすい。そこで、従来、
このような壁体２を構築する際、壁体２の開口部
１回りには壁筋とは別の補強筋３を配して収縮歪
みを分散させ亀裂の発生を防止していた。ところ
が、この従来の方法は充分に効果的とはいえず、
結局開口隅角部に亀裂が発生してしまうことが往
往にあり、何らかの改善が望まれていた。 本発明は、膨張剤を充填した有底筒体に支圧板
を備えたアンボンド鋼材を設けてこれをコンクリ
ート打設空間に配設し、コンクリート打設空間に
コンクリートを打設するとともに、膨張剤の膨張
によりアンボンド鋼材を伸長させその反力により
打設コンクリートに圧縮応力が生じるようにし
て、上記従来の問題点を解消したもので、コンク
リート構造体にあらかじめ圧縮応力を付与して、
その亀裂を未然に防止することができるコンクリ
ート構造体の構築方法を提供することを目的とす
る。 以下、本発明の方法を図面に基づいて詳細に説
明する。 第２図および第３図は本発明の方法を用いて構
築したコンクリート構造体の一例を示すもので、
開口部１１を有する壁体１２が構築されている。
このような壁体１２を構築する場合、構築すべき
壁体１２の位置および形状に合わせて型枠を組ん
でコンクリート打設空間Ｓを形成し、その空間Ｓ
内に所定の壁筋を配してコンクリートを打設する
わけであるが、本発明の方法にあつては、壁筋の
配筋の際、アンボンド鋼材１３を備えた一対の有
底筒体１４を、筒体１４内に膨張剤１５を充填し
かつこの膨張剤１５を封じる支圧板１６を上記ア
ンボンド鋼材１３に取付けた状態で、上記打設空
間Ｓの開口部１１の隅角部に配設する。 ここで、上記一対の有底筒体１４は、底部に近
づくにしたがつてすぼまるようにややテーパーが
つけられた円筒状に形成され、その底部のほぼ中
心に所要径の貫通孔ｈが穿設されたもので、底部
が互いに適宜間隔をあけて対向するように配設す
るものである。また、上記膨張剤１５は、酸化カ
ルシウムや酸化マグネシウム等、水和反応により
体積膨張する化学物質からなるもので、膨張量の
コントロールと水分の補給のために、適量の水分
を含有する砂に混合せしめて用いられる。上記の
膨張剤１５としては、次に挙げる化学物質等が良
く知られ、実用に供されている。 カルシウムスルホアルミネートクリンカーこ
の化学物質においては、次式の水和反応によ
り、水密性を有するエトリンガイトが生成す
る。 9CaO・3Al2O3・CaSO4 ＋8CaSO4＋96H2O →３（3CaO・Al2O3・3CaSO4 ・32H2O）（エトリンガイト） このエトリンガイトが水和反応により膨張す
る。 酸化カルシウムとアルミナホワイトの混合物 この化学物質においても、次式の水和反応に
より、水密性を有するエトリンガイトが生成す
る。 6CaO＋Al2O3＋3SO3＋32H2O →3CaO・Al2O3・3CaSO4 ・32H2O（エトリンガイト） 上記と同様に、このエトリンガイトが水和
反応により膨張する。 酸化カルシウム 酸化カルシウムは、次式の水和反応により、
水密性を有する水酸化カルシウムが生成する。 CaO＋H2O→Ca（CH）2 酸化カルシウムは急激に水和反応を起こし同
時に強熱を発するので、通常では、反応を遅延
させるために酸化カルシウムに酸化マグネシウ
ム（MgO）を混合して用いている。この化学
物質においても、上記及びと同様に、この
水酸化カルシウムが水和反応により膨張する。 ここで、上記の化学物質等と砂との混合比ある
いは砂の含水率を調整することにより膨張量を最
適に設定することができる。上記の化学物質の混
合量は、充填密度にもよるが砂量の20〜40Kg／m3
が妥当な量である。また、既に説明した酸化カル
シウムの場合の様に、酸化カルシウムを酸化マグ
ネシウム等の水和反応速度が異なる複数の化学物
質を混合して用いると、各化学物質の混合比を調
整することにより最適の膨張速度にすることがで
きる。さらに、前記支圧板１６は、各有底筒体１
４の上部側にそれぞれ取付けられて膨張剤１５を
有底筒体１４内に封じるもので、有底筒体１４の
貫通孔ｈに挿通されたアンボンド鋼材１３により
互いにつながれており、その上部側にはバツクア
ツプ材１７が設けられている。 そして前記コンクリート打設空間Ｓ内にコンク
リートを打設すると、打設コンクリートは硬化し
始めるが、その際上記膨張剤１５は、その中の化
学物質が水和反応を起こすことにより、所定速度
で膨張する。この膨張により各支圧板１６が互い
に離れる方向を移動してアンボンド鋼材１３が伸
長する一方、このアンボンド鋼材１３が支圧板１
６の変位を拘束するため、反力が筒体１４の底部
に生じ、硬化した打設コンクリート内に圧縮応力
σcが生じ、開口部１１回りの亀裂は防止される。 この圧縮応力σcは、壁体１２の平均断面積を
Ac、壁体１２のヤング係数をEc、アンボンド鋼
材１３の断面積をAs、アンボンド鋼材１３のヤ
ング係数をEs、アンボンド鋼材１３の長さをｌ、
さらに壁体１２の縮みとアンボンド鋼材１３の伸
びの和をΔlとした場合、次式で表わされる。 σc＝Δl／ｌ・１／（１／AcEc＋１／AsEs）Ac また、ここでAd＝450cm2、ｌ＝50cm、Δl＝0.1
cmとし、かつアンボンド鋼材１３として３通りの
径の鋼棒を用いたものとして、それぞれの場合に
対して圧縮応力σcを算定すると次表のようにな
る。
【表】
次に、膨張剤１５を混入したコンクリート壁の
安全性を実証するために、本発明者等が行つた解
析の結果について説明する。 ここでは、アンボンド鋼材１３と、有底筒体１
４と、膨張剤１５と、支圧板１６とから構成され
る装置Ｃを、上記打設空間Ｓの開口部１１の隅角
部に配設したとして解析した。 コンクリート圧縮強度は、長期荷重に対して破
壊強度の１／３が許容される。これよりコンクリ
ート破壊強度をFc＝210Kg／cm2と設定すると、コ
ンクリート圧縮強度はfc＝70Kg／cm2となる。 装置Ｃにより圧縮されるコンクリートの断面を
Ac＝12×12＝144cm2、コンクリートの縮み量を
Δlc、コンクリートのヤング係数をEc、装置Ｃの
長さをｌcmとすると、 σc＝Ec×Δlc／lcの関係により、 Δlc＝σc／Ecｌ＝70／2.1×105ｌ ＝3.3×10-4×ｌとなる。 アンボンド鋼材１３の直径が22mmのとき、この
アンボンド鋼材１３の断面積はAs＝3.8cm、ヤン
グ係数はEsであるから、アンボンド鋼材１３の
圧縮応力σsは、 σs＝Ac・fc／As＝144×70／3.8 ＝2653Kg／cmとなる。したがつて、アンボンド
鋼材１３の伸び量Δlsは、 Δls＝σs／Esｌ＝2653／2.1×106ｌ ＝12.6×10-4×ｌとなる。 これより、両端の膨張剤１５の伸び量の合計
Δleの最大値は、次式により求めることができ
る。 Δle＝Δls＋Δls＝（3.3＋12.6）10-4l ＝15.9×10-4l したがつて、両端の膨張剤１５の伸び量の合計
Δleが Δle≦Δlc＋Δls＝15.9×10-4l となるように各条件を決定することにより、膨張
剤１５を混入したコンクリート壁はコンクリート
壁体を破壊せずに打設コンクリートに圧縮応力を
付与する事ができる。 ところで、上記において、アンボンド鋼材１３
はその両端が膨張剤１５の膨張により引張られる
ように構成されているが、アンボンド鋼材１３の
一端を所要の固定部に固定し他端のみを引張るよ
うにしても同様の効果をあげることができる。ま
た、コンクリートを打設する前に、アンボンド鋼
材１３や膨張剤１５等を配設したが、コンクリー
トを先に打設しそのコンクリートが硬化しないう
ちに、アンボンド鋼材１３や膨張剤１５等を一体
にセツトしたものを後から押込むようにすること
も可能である。 以上のように、本発明の方法によれば、打設コ
ンクリートの硬化に伴つてアンボンド鋼材を伸長
させ、その結果打設コンクリートにあらかじめ圧
縮応力を付与することができるため、コンクリー
トが乾燥収縮しても亀裂を発生させることがない
コンクリート構造体を構築できる。また、膨張剤
の膨張量および膨張速度を容易に加減することが
できるため、コンクリート構造体に最適な強さの
圧縮応力を付与できる上、従来のように補強筋を
複雑に配するという面倒な作業が省ける。
安全性を実証するために、本発明者等が行つた解
析の結果について説明する。 ここでは、アンボンド鋼材１３と、有底筒体１
４と、膨張剤１５と、支圧板１６とから構成され
る装置Ｃを、上記打設空間Ｓの開口部１１の隅角
部に配設したとして解析した。 コンクリート圧縮強度は、長期荷重に対して破
壊強度の１／３が許容される。これよりコンクリ
ート破壊強度をFc＝210Kg／cm2と設定すると、コ
ンクリート圧縮強度はfc＝70Kg／cm2となる。 装置Ｃにより圧縮されるコンクリートの断面を
Ac＝12×12＝144cm2、コンクリートの縮み量を
Δlc、コンクリートのヤング係数をEc、装置Ｃの
長さをｌcmとすると、 σc＝Ec×Δlc／lcの関係により、 Δlc＝σc／Ecｌ＝70／2.1×105ｌ ＝3.3×10-4×ｌとなる。 アンボンド鋼材１３の直径が22mmのとき、この
アンボンド鋼材１３の断面積はAs＝3.8cm、ヤン
グ係数はEsであるから、アンボンド鋼材１３の
圧縮応力σsは、 σs＝Ac・fc／As＝144×70／3.8 ＝2653Kg／cmとなる。したがつて、アンボンド
鋼材１３の伸び量Δlsは、 Δls＝σs／Esｌ＝2653／2.1×106ｌ ＝12.6×10-4×ｌとなる。 これより、両端の膨張剤１５の伸び量の合計
Δleの最大値は、次式により求めることができ
る。 Δle＝Δls＋Δls＝（3.3＋12.6）10-4l ＝15.9×10-4l したがつて、両端の膨張剤１５の伸び量の合計
Δleが Δle≦Δlc＋Δls＝15.9×10-4l となるように各条件を決定することにより、膨張
剤１５を混入したコンクリート壁はコンクリート
壁体を破壊せずに打設コンクリートに圧縮応力を
付与する事ができる。 ところで、上記において、アンボンド鋼材１３
はその両端が膨張剤１５の膨張により引張られる
ように構成されているが、アンボンド鋼材１３の
一端を所要の固定部に固定し他端のみを引張るよ
うにしても同様の効果をあげることができる。ま
た、コンクリートを打設する前に、アンボンド鋼
材１３や膨張剤１５等を配設したが、コンクリー
トを先に打設しそのコンクリートが硬化しないう
ちに、アンボンド鋼材１３や膨張剤１５等を一体
にセツトしたものを後から押込むようにすること
も可能である。 以上のように、本発明の方法によれば、打設コ
ンクリートの硬化に伴つてアンボンド鋼材を伸長
させ、その結果打設コンクリートにあらかじめ圧
縮応力を付与することができるため、コンクリー
トが乾燥収縮しても亀裂を発生させることがない
コンクリート構造体を構築できる。また、膨張剤
の膨張量および膨張速度を容易に加減することが
できるため、コンクリート構造体に最適な強さの
圧縮応力を付与できる上、従来のように補強筋を
複雑に配するという面倒な作業が省ける。
第１図はコンクリート壁体における開口部回り
の従来の補強方法を示す概略図、第２図および第
３図は本発明の方法を説明するためのもので、第
２図は本発明の方法により構築された壁体の概略
図、第３図は第２図の要部拡大図である。 １３……アンボンド鋼材、１４……有底筒体、
１５……膨張剤、１６……支圧板、σc……圧縮
応力。
の従来の補強方法を示す概略図、第２図および第
３図は本発明の方法を説明するためのもので、第
２図は本発明の方法により構築された壁体の概略
図、第３図は第２図の要部拡大図である。 １３……アンボンド鋼材、１４……有底筒体、
１５……膨張剤、１６……支圧板、σc……圧縮
応力。
Claims (1)
- １ 膨張剤が充填された有底筒体をコンクリート
の打設空間に配設し、この有底筒体に上記膨張剤
を封じる支圧板を取付けるとともに、上記支圧板
にアンボンド鋼材を設け、上記コンクリート打設
空間にコンクリートを打設する一方、打設コンク
リートの硬化に応じて膨張剤を膨張せしめてアン
ボンド鋼材を伸長させ、打設コンクリートに圧縮
応力を生じさせることを特徴とするコンクリート
構造体の構築方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5437683A JPS59179953A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | コンクリ−ト構造体の構築方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5437683A JPS59179953A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | コンクリ−ト構造体の構築方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179953A JPS59179953A (ja) | 1984-10-12 |
| JPH0336085B2 true JPH0336085B2 (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=12968952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5437683A Granted JPS59179953A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | コンクリ−ト構造体の構築方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179953A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6255376A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-11 | 積水化学工業株式会社 | プレストレストコンクリ−トの製造方法 |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5437683A patent/JPS59179953A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179953A (ja) | 1984-10-12 |
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