鉄筋継手
【課題】施工効率の改善が図れる鉄筋継手を提供する。
【解決手段】内周に雌ねじ６が形成された略筒状のカプラー１に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂが螺合挿入されている。また、カプラー１中央部に設けられた注入孔４より、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙にはグラウト材３が充填されている。グラウト材３には膨張材が混入されており、グラウト材３の膨張による体積歪が２０００μ以上となるように膨張材の混入量が調節されている。また、グラウト材３の圧縮強度を高めるために、グラウト材３の水結合材比は１５質量％以上２２質量％以下の範囲にある。
【解決手段】内周に雌ねじ６が形成された略筒状のカプラー１に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂが螺合挿入されている。また、カプラー１中央部に設けられた注入孔４より、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙にはグラウト材３が充填されている。グラウト材３には膨張材が混入されており、グラウト材３の膨張による体積歪が２０００μ以上となるように膨張材の混入量が調節されている。また、グラウト材３の圧縮強度を高めるために、グラウト材３の水結合材比は１５質量％以上２２質量％以下の範囲にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋継手に関し、特に、鉄筋の機械式継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋継手として、２本のねじ節鉄筋をカプラーで連結し、前記２本の鉄筋にそれぞれ螺合された一対のロックナットを前記カプラーの両端面に向かって締め付ける機械式継手が用いられることがある。しかし、このような機械式継手では、施工に非常に手間がかかる、ロックナット締め付け用の工具が何セットも必要となる、締め付けた後にロックナットが緩むことがある、といった問題がある。そのため、特許文献１では、軸方向の両端部にねじ穴が設けられるとともに内周面に突条部を有するスリーブに、２本の異形鉄筋を挿入し、前記スリーブのねじ穴に螺合するボルトによって前記２本の異形鉄筋を前記突条部に押し付けた状態で、前記スリーブ内にグラウト材を充填する鉄筋継手が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２―２５６６５５号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の鉄筋継手は、カプラーによる鉄筋継手と比較して、形状が太くて長くなるため、鉄筋が高密度で配筋される部位において使用しづらい問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋継手では、内周に雌ねじが形成された略筒状のカプラー両端からそれぞれねじ節鉄筋を挿入し、前記カプラーの雌ねじとねじ節鉄筋の雄ねじとの間の螺合部の空隙にグラウト材を充填することにより、ロックナットを用いることなく前記ねじ節鉄筋を接合する鉄筋継手であって、前記グラウト材に膨張材を混入し、前記螺合部の空隙への前記グラウト材充填後１週目における弾性域正負繰り返し試験での２０回目加力時の接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時の接合鉄筋の割線剛性で除した値が０．５より高く、しかも、２０回目の加力時の接合鉄筋のすべり変形量が０．３ｍｍ以下となるように、前記グラウト材の膨張による一軸拘束下での体積歪を、前記カプラー内にケミカルプレストレスが導入可能な２０００μ以上とすることを特徴とする。
【０００７】
ここで、体積歪は、体積の変化量を元の体積で除した値であり、μは、１０−６を意味する。
グラウト材に膨張材を混入することにより、鉄筋とカプラーとの間の非常に狭い空隙内でグラウト材を膨張させ、グラウト材の膨張による体積歪が２０００μ以上になると、グラウト材の膨張がカプラーに抑制されて、カプラー内にケミカルプレストレスが導入され、鉄筋継手の力学的性能が向上するものである。特に、鉄筋とカプラーとの遊びがなくなるため、初期歪を小さくすることができる。
本発明によれば、カプラー両端のロックナットを必要としないため、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を実現することができる。
【０００８】
また、本発明では、前記グラウト材の水結合材比を１５質量％以上２２質量％以下とすることが好ましい。
ここで、水結合材比は、グラウト材に含まれる水の質量をセメントを含む結合材の質量で除した値である。
【０００９】
鉄筋継手の力学的性能とグラウト材の圧縮強度には相関があり、グラウト材の圧縮強度が大きくなるほど鉄筋継手の引張り強度は大きくなる。また、グラウト材の圧縮強度は水結合材比を小さくするほど大きくなる。本発明においては、グラウト材の圧縮強度を１００Ｎ／ｍｍ２程度以上とする必要がある。そのため、後述する実験結果に基づき、水結合材比を２２質量％以下とする。一方、水結合材比を小さくしすぎるとグラウト材の充填性が悪くなるため、後述する実験結果に基づき、１５質量％以上とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明に係る鉄筋継手によれば、カプラー両端のロックナットを必要としないため、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る鉄筋継手の実施形態の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る鉄筋継手の実施形態の一例を示すものである。
この図に示すように、本実施形態による鉄筋継手では、内周に雌ねじ６が形成された略筒状のカプラー１に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂが螺合挿入されている。また、カプラー１中央部に設けられた注入孔４より、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙にはグラウト材３が充填されている。なお、グラウト材３をカプラー１の注入孔４から注入する際、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙から空気が抜けるため、空気抜き用の孔は特に必要としない。
グラウト材３には膨張材が混入されており、グラウト材３の膨張による体積歪が２０００μ以上となるように膨張材の混入量が調節されている。また、グラウト材３の圧縮強度を高めるために、グラウト材３の水結合材比は１５質量％以上２２質量％以下の範囲にある。
【００１３】
本実施形態による鉄筋継手では、カプラー１内周に形成された雌ねじ６と、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂ外周の雄ねじ５とが螺合されることにより、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂの引き抜きに対して抵抗するうえ、グラウト材３の高強度化および膨張材の使用によりカプラー１内に導入されるケミカルプレストレスによって鉄筋継手の力学的性能をさらに向上させることができる。特に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂとカプラー１との遊びがなくなるため、初期歪を小さくすることができる。
【実施例】
【００１４】
グラウト材として２種類のセメントを用い、膨張材を混入しない場合について、現場で練混ぜが行える範囲で水結合材比をできるだけ小さくして試験練りを行ったときの水結合材比および材齢２８日における圧縮強度を表１に示す。セメント１の場合では、水結合材比２２％程度が最小限度であり、そのときのグラウト材の圧縮強度は１４２Ｎ／ｍｍ２程度であった。また、セメント２の場合では、水結合材比１６％程度が最小限度であり、そのときのグラウト材の圧縮強度は１１５Ｎ／ｍｍ２程度であった。いずれも従来のグラウト材の圧縮強度７０Ｎ／ｍｍ２を大きく上回る結果が得られた。
【００１５】
【表１】
【００１６】
次に、セメント１に膨張材を混入したグラウト材を用いた鉄筋継手について、建設省住指発第３１号（平成３年１月３１日）［別添の１の１］鉄筋継手性能判定基準に示す弾性域正負繰返し試験を実施した結果を表２に示す。表２中、Ａ級継手規格とは、強度と剛性に関してはほぼ母材並みであるが、その他に関しては母材よりもやや劣る継手をいう。また、剛性低下率は、２０回目の加力時における接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時における接合鉄筋の割線剛性で除した値であり、すべり量は、２０回目の加力時における接合鉄筋のすべり変形である。なお、この際の割線剛性は、母材の規格降伏点の０．９５倍の応力における接合鉄筋の割線剛性である。
その結果、１週目において、膨張材を混入しない場合にはＡ級継手規格を満足しなかったが、膨張材を５％以上混入した場合にはＡ級継手規格を満足する結果が得られた。なお、セメント量に対して膨張材を５％程度混入すると、材齢２８日において、グラウト材の体積歪は５×１０４μから１×１０５μ程度となる測定結果が得られている。
【００１７】
【表２】
【符号の説明】
【００１８】
１…カプラー
２ａ、２ｂ…ねじ節鉄筋
３…グラウト材
４…注入孔
５…雄ねじ
６…雌ねじ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋継手に関し、特に、鉄筋の機械式継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋継手として、２本のねじ節鉄筋をカプラーで連結し、前記２本の鉄筋にそれぞれ螺合された一対のロックナットを前記カプラーの両端面に向かって締め付ける機械式継手が用いられることがある。しかし、このような機械式継手では、施工に非常に手間がかかる、ロックナット締め付け用の工具が何セットも必要となる、締め付けた後にロックナットが緩むことがある、といった問題がある。そのため、特許文献１では、軸方向の両端部にねじ穴が設けられるとともに内周面に突条部を有するスリーブに、２本の異形鉄筋を挿入し、前記スリーブのねじ穴に螺合するボルトによって前記２本の異形鉄筋を前記突条部に押し付けた状態で、前記スリーブ内にグラウト材を充填する鉄筋継手が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２―２５６６５５号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の鉄筋継手は、カプラーによる鉄筋継手と比較して、形状が太くて長くなるため、鉄筋が高密度で配筋される部位において使用しづらい問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋継手では、内周に雌ねじが形成された略筒状のカプラー両端からそれぞれねじ節鉄筋を挿入し、前記カプラーの雌ねじとねじ節鉄筋の雄ねじとの間の螺合部の空隙にグラウト材を充填することにより、ロックナットを用いることなく前記ねじ節鉄筋を接合する鉄筋継手であって、前記グラウト材に膨張材を混入し、前記螺合部の空隙への前記グラウト材充填後１週目における弾性域正負繰り返し試験での２０回目加力時の接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時の接合鉄筋の割線剛性で除した値が０．５より高く、しかも、２０回目の加力時の接合鉄筋のすべり変形量が０．３ｍｍ以下となるように、前記グラウト材の膨張による一軸拘束下での体積歪を、前記カプラー内にケミカルプレストレスが導入可能な２０００μ以上とすることを特徴とする。
【０００７】
ここで、体積歪は、体積の変化量を元の体積で除した値であり、μは、１０−６を意味する。
グラウト材に膨張材を混入することにより、鉄筋とカプラーとの間の非常に狭い空隙内でグラウト材を膨張させ、グラウト材の膨張による体積歪が２０００μ以上になると、グラウト材の膨張がカプラーに抑制されて、カプラー内にケミカルプレストレスが導入され、鉄筋継手の力学的性能が向上するものである。特に、鉄筋とカプラーとの遊びがなくなるため、初期歪を小さくすることができる。
本発明によれば、カプラー両端のロックナットを必要としないため、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を実現することができる。
【０００８】
また、本発明では、前記グラウト材の水結合材比を１５質量％以上２２質量％以下とすることが好ましい。
ここで、水結合材比は、グラウト材に含まれる水の質量をセメントを含む結合材の質量で除した値である。
【０００９】
鉄筋継手の力学的性能とグラウト材の圧縮強度には相関があり、グラウト材の圧縮強度が大きくなるほど鉄筋継手の引張り強度は大きくなる。また、グラウト材の圧縮強度は水結合材比を小さくするほど大きくなる。本発明においては、グラウト材の圧縮強度を１００Ｎ／ｍｍ２程度以上とする必要がある。そのため、後述する実験結果に基づき、水結合材比を２２質量％以下とする。一方、水結合材比を小さくしすぎるとグラウト材の充填性が悪くなるため、後述する実験結果に基づき、１５質量％以上とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明に係る鉄筋継手によれば、カプラー両端のロックナットを必要としないため、施工効率の改善が図れる鉄筋継手を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る鉄筋継手の実施形態の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る鉄筋継手の実施形態の一例を示すものである。
この図に示すように、本実施形態による鉄筋継手では、内周に雌ねじ６が形成された略筒状のカプラー１に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂが螺合挿入されている。また、カプラー１中央部に設けられた注入孔４より、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙にはグラウト材３が充填されている。なお、グラウト材３をカプラー１の注入孔４から注入する際、カプラー１とねじ節鉄筋２ａ、２ｂの間隙から空気が抜けるため、空気抜き用の孔は特に必要としない。
グラウト材３には膨張材が混入されており、グラウト材３の膨張による体積歪が２０００μ以上となるように膨張材の混入量が調節されている。また、グラウト材３の圧縮強度を高めるために、グラウト材３の水結合材比は１５質量％以上２２質量％以下の範囲にある。
【００１３】
本実施形態による鉄筋継手では、カプラー１内周に形成された雌ねじ６と、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂ外周の雄ねじ５とが螺合されることにより、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂの引き抜きに対して抵抗するうえ、グラウト材３の高強度化および膨張材の使用によりカプラー１内に導入されるケミカルプレストレスによって鉄筋継手の力学的性能をさらに向上させることができる。特に、ねじ節鉄筋２ａ、２ｂとカプラー１との遊びがなくなるため、初期歪を小さくすることができる。
【実施例】
【００１４】
グラウト材として２種類のセメントを用い、膨張材を混入しない場合について、現場で練混ぜが行える範囲で水結合材比をできるだけ小さくして試験練りを行ったときの水結合材比および材齢２８日における圧縮強度を表１に示す。セメント１の場合では、水結合材比２２％程度が最小限度であり、そのときのグラウト材の圧縮強度は１４２Ｎ／ｍｍ２程度であった。また、セメント２の場合では、水結合材比１６％程度が最小限度であり、そのときのグラウト材の圧縮強度は１１５Ｎ／ｍｍ２程度であった。いずれも従来のグラウト材の圧縮強度７０Ｎ／ｍｍ２を大きく上回る結果が得られた。
【００１５】
【表１】
【００１６】
次に、セメント１に膨張材を混入したグラウト材を用いた鉄筋継手について、建設省住指発第３１号（平成３年１月３１日）［別添の１の１］鉄筋継手性能判定基準に示す弾性域正負繰返し試験を実施した結果を表２に示す。表２中、Ａ級継手規格とは、強度と剛性に関してはほぼ母材並みであるが、その他に関しては母材よりもやや劣る継手をいう。また、剛性低下率は、２０回目の加力時における接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時における接合鉄筋の割線剛性で除した値であり、すべり量は、２０回目の加力時における接合鉄筋のすべり変形である。なお、この際の割線剛性は、母材の規格降伏点の０．９５倍の応力における接合鉄筋の割線剛性である。
その結果、１週目において、膨張材を混入しない場合にはＡ級継手規格を満足しなかったが、膨張材を５％以上混入した場合にはＡ級継手規格を満足する結果が得られた。なお、セメント量に対して膨張材を５％程度混入すると、材齢２８日において、グラウト材の体積歪は５×１０４μから１×１０５μ程度となる測定結果が得られている。
【００１７】
【表２】
【符号の説明】
【００１８】
１…カプラー
２ａ、２ｂ…ねじ節鉄筋
３…グラウト材
４…注入孔
５…雄ねじ
６…雌ねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に雌ねじが形成された略筒状のカプラー両端からそれぞれねじ節鉄筋を挿入し、前記カプラーの雌ねじとねじ節鉄筋の雄ねじとの間の螺合部の空隙にグラウト材を充填することにより、ロックナットを用いることなく前記ねじ節鉄筋を接合する鉄筋継手であって、
前記グラウト材に膨張材を混入し、前記螺合部の空隙への前記グラウト材充填後１週目における弾性域正負繰り返し試験での２０回目加力時の接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時の接合鉄筋の割線剛性で除した値が０．５より高く、しかも、２０回目の加力時の接合鉄筋のすべり変形量が０．３ｍｍ以下となるように、前記グラウト材の膨張による一軸拘束下での体積歪を、前記カプラー内にケミカルプレストレスが導入可能な２０００μ以上とすることを特徴とする鉄筋継手。
【請求項２】
前記グラウト材の水結合材比を１５質量％以上２２質量％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋継手。
【請求項１】
内周に雌ねじが形成された略筒状のカプラー両端からそれぞれねじ節鉄筋を挿入し、前記カプラーの雌ねじとねじ節鉄筋の雄ねじとの間の螺合部の空隙にグラウト材を充填することにより、ロックナットを用いることなく前記ねじ節鉄筋を接合する鉄筋継手であって、
前記グラウト材に膨張材を混入し、前記螺合部の空隙への前記グラウト材充填後１週目における弾性域正負繰り返し試験での２０回目加力時の接合鉄筋の割線剛性を１回目の加力時の接合鉄筋の割線剛性で除した値が０．５より高く、しかも、２０回目の加力時の接合鉄筋のすべり変形量が０．３ｍｍ以下となるように、前記グラウト材の膨張による一軸拘束下での体積歪を、前記カプラー内にケミカルプレストレスが導入可能な２０００μ以上とすることを特徴とする鉄筋継手。
【請求項２】
前記グラウト材の水結合材比を１５質量％以上２２質量％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋継手。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２８７３８７（Ｐ２００９−２８７３８７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９０４８７（Ｐ２００９−１９０４８７）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【分割の表示】特願２００３−１９５２３４（Ｐ２００３−１９５２３４）の分割
【原出願日】平成１５年７月１０日（２００３．７．１０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（３９１０３７８０３）株式会社伊藤製鐵所 (1)
【出願人】（３９０００５１８６）日本スプライススリーブ株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【分割の表示】特願２００３−１９５２３４（Ｐ２００３−１９５２３４）の分割
【原出願日】平成１５年７月１０日（２００３．７．１０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（３９１０３７８０３）株式会社伊藤製鐵所 (1)
【出願人】（３９０００５１８６）日本スプライススリーブ株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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