鋼材の付着力増強方法

【課題】鋼材表面とコンクリートとの付着強度を高める。
【解決手段】コンクリート構造物に埋設される鋼材表面にコンクリートを密実にすることによりそのコンクリートと前記鋼材１との付着性能を高める添加材を塗布しておき、その周囲にコンクリートを打設したものである。添加材としては、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、アルミナ等のセラミック粉末、又はガラス粉末を採用できる。このようにすれば、添加材の効果により、鋼材表面とコンクリートとの付着力は増大する。また、上記鋼材表面に、添加材に代えて、無機又は有機材料の短繊維を配置し、その周囲にコンクリートを打設してもよい。鋼材周囲に配置された無機又は有機材料の短繊維は、コンクリートを密実にし、上記添加材と同様の効果を発揮し得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート構造物の鉄筋、鉄骨、アンカー部材などの鋼材とコンクリートとの付着特性を改善する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートや鉄骨鉄筋コンクリートなどのコンクリート系構造物において、鉄筋、鉄骨、アンカー部材などの鋼材とコンクリートとの付着特性を高めるために、その鋼材表面に凹凸を設ける手法が一般的である。
【０００３】
また、例えば、特許文献１に示すように、鉄筋表面とコンクリートとの間にポリマーセメント層を形成し、そのポリマーセメント層の効果により、鉄筋とコンクリートの付着特性を改善する技術も開示されている。
鉄筋に引張力が作用すると、その付着力等により、図４に示すポリマーセメント層４に力が伝達され、さらに、そのポリマーセメント層４に生じるせん断変形や圧縮変形により、コンクリート３に力が伝達される。このとき、ポリマーセメント層４とコンクリート３との界面が全体的に凹凸形状を成しているので、その引張力は平均的にコンクリート３に伝達されるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、鉄筋表面に、水反応性エポキシ樹脂、エチレンサクビ樹脂、ゴムラテックス系ポリマーモルタル等の接着剤層を設け、その接着剤層の介在により付着性能を高める技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５２９４０号公報
【特許文献２】特開昭６４−０９０３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１及び２に記載のポリマーセメント層や接着剤層を介在させる手法では、鉄筋に引張力が作用すると、その各層と鉄筋との界面、及び各層とコンクリートとの界面における摩擦力により、鉄筋からコンクリートに応力が伝達される。したがって、そのコンクリートと鉄筋との付着力は、その両界面の摩擦力に依存しているといえる。界面の面積はそれほど大きく拡大できないので、その摩擦力を高めることにより鉄筋とコンクリートとの付着強度を高めるには自ずと限界がある。
【０００６】
そこで、この発明は、鋼材表面とコンクリートとの付着強度をさらに高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、コンクリート構造物に埋設される鋼材の周囲に、コンクリートを密実にする性能を有する添加材を配置し、その周囲にコンクリートを打設することによりその鋼材周囲のコンクリートを密実にするとともに、その密実化により前記コンクリートと前記鋼材との付着性能を高めたのである。
このようにすれば、添加材の効果により、鋼材周囲のコンクリートが密実となり、その周囲のコンクリートが一体に鋼材に付着しやすくなる。このため、そのコンクリートと鋼材表面との付着強度を高めることができる。ここで、密実にするとは、ポゾラン効果により添加材とコンクリート中の未反応カルシウムを結合させ、硬化させることを指す。この効果により、鋼材とコンクリートとの付着性能が向上する。
【０００８】
なお、上記添加材として、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、アルミナ等のセラミック粉末、又はガラス粉末を採用することができる。
【０００９】
また、上記鋼材周囲に、添加材に代えて、無機又は有機材料の短繊維を配置し、さらにその周囲にコンクリートを打設してもよい。鋼材周囲に配置された無機又は有機材料の短繊維は、コンクリートを密実にし、上記添加材と同様の効果を発揮し得る。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、鋼材周囲のコンクリートを密実にしたので、鋼材表面とコンクリートとの付着強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一実施形態を以下説明する。図１は、所定の間隔で節部２を設けた異形鉄筋１の表面に、コンクリートを密実にすることによりそのコンクリートと前記異形鉄筋１との付着性能を高める添加材５を塗布し、その周囲にコンクリートを打設した状態を示したものである。
【００１２】
この実施形態では、添加材５として、シリカ質混和材料を使用している。シリカ質混和材料は、高炉スラグ、フライアッシュ等のシリカ質の材料を混和し、強度、侵食性、水密性を向上させる効果がある。これは、セメントの水和反応で発生する水酸化カルシウムとの反応性（ポゾラン性）を利用したものである。
添加材５としては、このほかにも、例えば、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、アルミナ等のセラミック粉末、又はガラス粉末を用いることができる。いずれの添加材５を用いた場合においても、添加材５の効果によりコンクリート３を密実にし、異形鉄筋１とコンクリート３との付着力を増強させる効果を発揮し得る。異形鉄筋１とコンクリート３との付着力が高まれば、コンクリート構造物に生じるひび割れの防止や、あるいはその構造物の耐力を向上させることができる。
また、上記の手法によれば、従来のように、添加材がコンクリート全体に行き渡るように混練する必要がないので、極めて少量でその付着力増強効果を発揮できる。
なお、上記添加材５を配置する際に、添加材５が異形鉄筋１周囲に定着しやすいよう、従来例のような接着層等を設けても良い。接着層等を設ける場合には、例えば、その添加材５が粉末である場合には、その粉末の粒の表面に接着剤をコーティングしてもよいし、また、水溶性の接着剤を鋼材表面に薄く塗布した後、その鋼材周囲に直接添加材を配置してもよい。このようにすれば、そのコーティングされた接着剤の効果により、添加材５が異形鉄筋１の周囲に定着しやすい。これらの接着剤は、添加材５がコンクリート打設時に脱落しない程度に使用すればよい。
【００１３】
また、添加材５を配置する手段としては、上記添加材５を刷毛塗りや吹きつけ、あるいはドブ付けなどの手法により塗布する態様が考えられるが、そのほか、上記添加材を含浸させたシートを異形鉄筋１の所定位置に巻き付けてもよい。そのシートは、コンクリート３中で溶解性のあるものが好ましい。
【００１４】
また、他の実施形態として、鋼材表面に、無機又は有機材料の短繊維からなる繊維質補強材を配置し、その周囲にコンクリートを打設した構成も採用し得る。
この手法によれば、無機又は有機材料の短繊維による補強効果により、鉄筋周辺のコンクリートを密実にして、その異形鉄筋とコンクリートとの付着力増強効果を発揮し得る。異形鉄筋とコンクリートとの付着力が高まれば、コンクリート構造物に生じるひび割れの防止や、あるいはその構造物の耐力を向上させることができる。
【００１５】
なお、上記添加材５、及び上記無機又は有機材料の短繊維による繊維質補強材は、コンクリート系構造物に使用されるすべての鋼材、例えば、鉄筋、鉄骨、アンカー部材などに適用できるが、特に重ね継手や柱梁接合部の補強筋、梁貫通孔周囲の補強筋など、ひび割れが問題となる箇所付近の鋼材に使用するとよい。
【実験例】
【００１６】
異形鉄筋の周囲に添加材を配置し、その添加材により異形鉄筋とコンクリートとの付着性能がどの程度高まるか、下記の実験を行った。
実験は、図３に示す異形鉄筋を図中の矢印の方向に引き抜く際の荷重と、その異形鉄筋の軸方向変位を測定した。その実験結果を図２に示す。
なお、添加剤１はフライアッシュを、添加剤２は、アルミナを使用している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の要部拡大断面図
【図２】実験例の荷重と変位との関係を示すグラフ
【図３】実験例において、コンクリートから異形鉄筋を引き抜く状況を示す図
【図４】従来例の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００１８】
１異形鉄筋（鋼材）
２節部
３コンクリート
４ポリマーセメント層
５添加材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に埋設される鋼材１の周囲に、コンクリートを密実にする性能を有する添加材５を配置し、その周囲にコンクリート３を打設することによりその鋼材１周囲のコンクリート３を密実にするとともに、その密実化により前記コンクリート３と前記鋼材１との付着性能を高めることを特徴とする鋼材の付着力増強方法。
【請求項２】
上記添加材５は、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、アルミナ等のセラミック粉末、又はガラス粉末であることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の付着力増強方法。
【請求項３】
コンクリート構造物に埋設される鋼材１の周囲に、無機又は有機材料の短繊維を配置し、さらにその周囲にコンクリート３を打設することを特徴とする鋼材の付着力増強方法。

【図１】