JPH07256471A

JPH07256471A - 鉄筋の接続方法

Info

Publication number: JPH07256471A
Application number: JP7125494A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Yurioka; 信孝百合岡; Yukihiko Horii; 行彦堀井; Kunio Koyama; 邦夫小山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】建築あるいは土木工事に使用される鉄筋、特
に太径の鉄筋の接続方法を提供する。【構成】鉄筋の接続部にスリーブを取付け、鉄筋とス
リーブの隙間にテルミット剤による溶融金属を流し込む
鉄筋の接続方法において、内面に複数の凸条あるいは凹
溝を有するスリーブの直上にテルミット炉を設ける。好
ましくはテルミット剤はＡｌと酸化鉄の合計が６３〜８
７重量％の他、鉄粉または鉄粒を１２〜３０重量％含有
させることにより鉄筋の熱損傷を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築あるいは土木工事に
使用される鉄筋の接続方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄筋はコンクリート構造物の強度向上材
として、その多くは軸方向に接続され使用される。接続
方法も重ねて針金で縛る簡単な方法から、ネジ継手、圧
接、溶接、あるいは液相拡散接合等多くの提案、実績が
ある。その簡便な接続方法の１つとして、テルミット溶
接での鉄筋の接続に関する考案が、例えば実公昭４１−
１２２０１号公報に提案されている。

【０００３】また溶接技術１９６９年３月号第２５頁に
は図３に示すように鉄筋の接続部にスリーブ８を取付
け、別に設けたテルミット炉１０から湯道６を通じてス
リーブ８と鉄筋１の間に、テルミット炉でのテルミット
反応による溶融金属を流し込み接続する方法が示されて
いる。しかし、これらのテルミットを用いての接続方法
も準備が煩雑、湯道等の消耗材料の価格も高い等の理由
でほとんど普及していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、構造物
の大型化に伴い、鉄筋も太径の使用が拡大しつつあり、
また労働力不足、特に溶接技能者の不足は顕著である。
このため、溶接の自動化等、高品質で技能不要な接続方
法の開発が望まれている。この点テルミットによる接続
方法は高度な技能が不要等の利点がある。本発明はテル
ミットによる接続方法で、高品質で、かつ消耗材料を低
減する接続方法を提供することを目的としたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる鉄筋の接
続方法は、鉄筋の接続部にスリーブを取付け、鉄筋とス
リーブの隙間にテルミット剤による溶融金属を流し込む
鉄筋の接続方法において、内面に複数の凸条あるいは凹
溝を有するスリーブの直上にテルミット炉を設け、該テ
ルミット炉におけるテルミット反応による溶融金属で接
続することを特徴とする鉄筋の接続方法である。ここに
おいてテルミット炉は鉄筋が貫通し、鉄筋の周囲を囲む
形状のものであることも特徴とする。またさらにそのテ
ルミット剤はＡｌと酸化鉄の合計が６３〜８７重量％、
鉄粉または鉄粒を１２〜３０重量％を含有することも特
徴とする。

【０００６】

【作用】まず、本発明は図１に示すように鉄筋１を突合
せ、これにスリーブ２を付け、このスリーブ下端は溶鋼
が流出しないように耐火材３等で封じる。スリーブ直上
には鉄筋が貫通しその周囲を囲む形式のテルミット炉４
を設け、Ａｌ粉と酸化鉄粉を主成分としたテルミット剤
５を燃焼させることで溶融金属ができる。この溶融金属
とスラグ、またガスの分離を行わせる一定時間の滞留を
させた後、テルミット炉底部に設けた止め材を溶融金属
の熱で溶融せしめスリーブと鉄筋の間に溶融金属を注入
する。鉄筋にはコンクリートの接続を強固にするための
突起がある。スリーブの内面にも複数の凹溝、あるいは
凸条を付けることで、より強固な接続ができる。なお、
図２には横向きで接合する場合の事例を示す。側面穴付
きスリーブ７を上部に開口するよう使用し、この直上に
テルミット炉９を設置する。

【０００７】従来の方法は図３に示したようにテルミッ
ト反応炉１０は鉄筋１、スリーブ８とは離れた位置にあ
る。この場合、溶融金属を流す湯道６が必要である。こ
れに対して、本発明はテルミット炉はスリーブの直上に
置くだけで、取付けは簡便で、湯道も不要である。な
お、接続部直上でテルミット反応を行わせる考案（実公
昭４１−１２２０１号公報）もあるが、これは溶融接合
を目的としており、本発明と異なる。

【０００８】図１に示すように鉄筋を包む形でテルミッ
ト反応を行わせる場合は、テルミット反応で鉄筋そのも
のが溶融する場合がある。そこで、テルミット反応で鉄
筋を損傷させない対策が必要である。テルミット剤に鉄
粉を添加すると反応系を冷却する効果があり、適量添加
することで鉄筋の損傷を防止できる。すなわち、テルミ
ット剤に１２〜３０％の鉄粉、あるいは鉄粒を添加す
る。鉄粉や鉄粒を１２％以上添加すると鉄筋と溶融金属
の間でスラグが固まり鉄筋の損傷を防止する。このとき
鉄筋にレンガ等の耐火材を張付ける、あるいはマグネシ
アクリンカー等を塗布することも煩雑ではあるが、より
鉄筋の損傷を防止できる。しかし、３０％を越える鉄粒
の添加はテルミット反応が安定して維持しない。なお、
鉄粒は鉄を主成分とするもので、切削クズ、あるいは溶
鋼を噴射して粒状にしたアトマイズ粒、あるいは酸化物
からの還元鉄粉等で、必要によってはＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等を含むものでもよい。また複数種の
混合物でもよい。粒のサイズは偏析が少ない等で１０メ
ッシュ以下が好ましい。

【０００９】テルミット剤はＡｌと酸化鉄を混ぜたもの
を６３〜８７重量％含有するものとする。これに点火す
るとＡｌが酸化鉄の酸素で燃焼し、溶融金属が生成す
る。このためＡｌと酸化鉄は燃焼しやすい８メッシュ以
下の粉または粒状のものを使用し、その混合比は酸素量
がバランスするようにする。Ａｌ原料としてはＡｌの板
や棒の切削屑等でよく、酸化鉄はＦｅＯ、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、
Ｆｅ₂ Ｏ₃ で示されるが、必ずしもこれら純粋なもので
ある必要はなく、通常酸化鉄と呼ばれるもので、Ａｌを
燃焼させるに充分な酸素を含有する鉄鉱石あるいはミル
スケール等が好ましい。

【００１０】Ａｌと酸化鉄の混合物が６３重量％より少
ないと燃焼が安定して持続しない。また、８７重量％を
越えると燃焼が激しすぎ、テルミット炉内にある鉄筋の
溶損が激しい、またテルミット炉の寿命が短い等があ
り、好ましくない。また、テルミット剤には溶鉄の品質
調整、燃焼補助材、あるいは生成したスラグの融点調整
を目的にＣ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍ
ｇの金属あるいはＭｎ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｎａ
の酸化物を、また、Ｃａ，Ｎａのふっ化物を１〜７重量
％添加する場合もあり、これらと不可避成分を含め１０
重量％以下含有することもできる。

【００１１】スリーブ２は前述したように内面に複数の
凸条あるいは凹溝１１を有することで強固な接続ができ
る。図４はこの状況を示す半割りにしたスリーブの斜視
図である。溝は螺旋状が加工も比較的容易であり、引張
方向に対しての滑り抵抗もあり好ましい。また、スリー
ブの引張強度が鉄筋のそれより大きい必要があり、鉄筋
と同一材質の場合は断面積が大きくなるようにする。鉄
筋との間隔は鉄筋の偏心、突合せの精度等を考慮して１
〜８ｍｍ程度でよい。スリーブの長さは鉄筋の太さ、引
張強度等の関係で決まるが鉄筋には錆がついている、流
れ込み不良の発生等でロスもあり、４０ｍｍ以上あるこ
とが好ましい。また、スリーブは筒形のものであらかじ
め片方の鉄筋に差込み、その後、鉄筋を突合せればよ
い。

【００１２】テルミット炉は鉄製のものでよい。サイズ
は必要溶融金属量が確保できるものとして、図１に示す
ように鉄筋を包み込む場合は分割できるものが取付けが
容易で好ましい。内面はマグネシアクリンカー等の耐火
材でコーティングすると鉄部の損傷がなく寿命の延長が
出来る。

【００１３】

【実施例】使用した鉄筋はＪＩＳＧ３１１２のＳＤ３
５（ＴＳ＞４９０ＭＰａ）−Ｄ３８（径３８．１ｍ
ｍ）、スリーブは引張強さ４９５ＭＰａの円筒状鋼材で
内面に５ｍｍ間隔で幅３ｍｍ、深さ３ｍｍの溝を付けた
ものを使用した。

【００１４】テルミット炉は５ｍｍ厚の鋼板で図１に示
す２分割できるＶ形とした。テルミット炉の底板は薄板
の上にガラス耐火布を張り作製した。テルミット剤は、
Ａｌ板切削屑、ミルスケール、各種鉄粉、金属Ｍｎ粒、
Ｃ粉、Ｍｇ合金粉、ガラス粉の、粒サイズ１２〜２００
メッシュのものを素材とした。接続後、引張試験および
接続部を開き、接合状況を観察した。表１に以下に説明
する実施例および比較例の結果をまとめて示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】実施例１は図１に示すように鉄筋１を垂直
にし、これに外径７０ｍｍ、内径４８ｍｍ、長さ１５０
ｍｍのスリーブ２を鉄筋の突合せ部に設置し、下部はマ
グネシア耐火セメント３を塗付け固定した。テルミット
剤はＡｌとミルスケールの割合が２０：８０のＡｌとミ
ルスケール混合物７７％に、さらにアトマイズ鉄粉２０
％、その他としてＣ：１％、Ｍｎ：２％を加え混合し
た。これをスリーブ直上に設置したテルミット炉４に入
れ、花火を使用して点火した。点火後テルミット反応は
安定して進行し、反応終了直後にスリーブ内に溶鋼が注
入された。試験後の引張試験では接続部より離れた位置
で鉄筋破断し、接続部およびテルミット反応させた部分
の鉄筋は損傷もなく問題なかった。実施例２は実施例１
と同様にスリーブは外径６５ｍｍ、内径４５ｍｍ、長さ
１５０ｍｍとし、テルミット剤はＡｌと酸化鉄６３％に
還元鉄粉３０％、その他としてＣ：１％、Ｍｎ：２％、
Ｍｇ：２％、ガラス２％を混合した。点火後のテルミッ
トの燃焼は実施例１よりゆっくりではあったがなんら問
題なく終了し、接続強さも実施例１と何等遜色のないも
のであった。

【００１７】実施例３も図１に示す構成とし、スリーブ
は内径４２ｍｍとして隙間を狭くした。テルミット剤は
Ａｌとミルスケールを８７％、鉄粒としてステンレス鉄
粒を１２％、その他としてＣ：１％を混合した。なお、
テルミット炉内の鉄筋のテルミット反応で加熱される部
分はマグネシア耐火セメントを薄く塗布し、テルミット
炉内面もマグネシア耐火セメントを張付けた。マグネシ
ア耐火セメントの塗付けとその後の乾燥がやや煩雑であ
ったが、テルミット反応は良好に進行し、スリーブの間
隔が狭いにもかかわらず溶融金属はよく流入した。引張
試験の結果も鉄筋破断で充分なものであった。

【００１８】実施例４は図２に示すように鉄筋を横にし
て試験した。スリーブの外形は６角柱で、内側は内径が
４５ｍｍの円形、長さは２００ｍｍとした。６角の１面
の中央部に径２０ｍｍの穴をあけ、鉄筋に穴を上面にし
て取付け後、両端は溶接で封じた。この穴上にテルミッ
ト炉を置いた。テルミット剤は実施例１と同じとした。
これも引張試験の結果、鉄筋部で破断し、継手として問
題のない結果が得られた。

【００１９】比較例５は図３に示すように、スリーブは
外径７０ｍｍ、内径６０ｍｍ、長さ１５０ｍｍで、テル
ミット剤はＡｌとミルスケールを６０％、アトマイズ鉄
粉３５％、その他Ｃ：１％、Ｍｎ：２％、Ｍｇ：２％を
混合した。テルミット反応は専用のテルミット炉を使用
したにもかかわらずなかなか着火せず、また、テルミッ
ト剤が完全に消費されないところで反応が停止した。溶
融金属の流入不良の箇所も発生し、引張試験ではスリー
ブ内でのずれが原因で破断した。湯道はつまりのため１
回の使用だけであった。

【００２０】比較例６は実施例２と同じ配置でおこなっ
た。テルミット剤はＡｌとミルスケール９２％、還元鉄
粉５％、その他Ｃ：１％、Ｍｎ：２％ものである。テル
ミット炉内面とテルミット炉内になる鉄筋にはマグネシ
ア系煉瓦の薄板を張付けた。テルミット反応は激しく進
行し、マグネシア煉瓦を張付けたにもかかわらず一部溶
損が発生した。溶融金属の流入は完全であったが、引張
試験ではスリーブ直上のテルミット反応で溶損した部分
の鉄筋が破断した。

【００２１】

【発明の効果】本発明を鉄筋、特に太い直径の鉄筋の接
続に使用すると溶接等の高度な技能や、高度な設備が必
要なく、また、ネジ接続のような専用の鉄筋も必要な
く、簡便にできる。また、鉄筋の突合せ精度も高いもの
は必要なく、また、接続時の押付け等が必要ないため、
工場での仮組も大型に強固にできる等で現地作業の高能
率化が図れる。これらから工費低減、工期の短縮も可能
であり、土木・建築での大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄筋にスリーブを取付けた斜視図

【図２】鉄筋を横向きに接続するときの斜視図

【図３】従来技術の例を示す斜視図

【図４】本発明に使用するスリーブの斜視図

【符号の説明】

１鉄筋２，８スリーブ３耐火材４，９，１０テルミット炉５テルミット剤６湯道７側面穴付きスリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄筋の接続部にスリーブを取付け、鉄筋
とスリーブの隙間にテルミット剤による溶融金属を流し
込む鉄筋の接続方法において、内面に複数の凸条あるい
は凹溝を有するスリーブの直上にテルミット炉を設け、
該テルミット炉におけるテルミット反応による溶融金属
で接続することを特徴とする鉄筋の接続方法。
【請求項２】テルミット炉は鉄筋が貫通し、鉄筋の周
囲を囲む形状のものであることを特徴とする請求項１に
記載の鉄筋の接続方法。
【請求項３】テルミット剤はＡｌと酸化鉄の合計が６
３〜８７重量％、鉄粉または鉄粒を１２〜３０重量％含
有することを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋
の接続方法。