JP4176583B2 - Precast staircase - Google Patents
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Description
本発明は、建物の外部階段や内部階段等の構成部材として用い得るプレキャスト階段部材に関する。 The present invention relates to a precast staircase member that can be used as a structural member such as an external staircase or an internal staircase of a building.
従来より、建物の外部階段等として、鉄骨階段が用いられている。しかし、鉄骨階段は、低コストで短い工期で施工できる等の利点を有するものの、防錆用の塗料が剥離して、錆が発生したり、外観を損ねることがあることに加えて、歩行時に生じる金属音が周囲に騒音として響く等の問題がある。
一方、予め工場生産されたプレキャスト鉄筋コンクリート部材を、施工現場に搬入し、建物の外部階段等を構築することが知られている。
Conventionally, steel stairs have been used as external stairs for buildings. However, the steel staircase has the advantage that it can be constructed at a low cost and in a short construction period, but in addition to the fact that the paint for rust prevention peels off, rusting may occur or the appearance may be damaged, There is a problem that the generated metal sound resonates as noise around.
On the other hand, it is known that precast reinforced concrete members produced in advance in a factory are carried into a construction site to construct an external staircase or the like of a building.
例えば、上下に延在する耐力壁の両面に、片持ち梁形式で形成される階段であって、上記耐力壁は、耐力壁本体を構成しプレキャスト鉄筋コンクリート部材からなるPC耐力壁部と、そのPC耐力壁部の左右両端部にそれぞれ一体的に連続して設けられる現場打ちコンクリート壁部とからなり、また、階段部分はプレキャスト鉄筋コンクリート部材であるPC階段部からなり、そのPC階段部における上下両端部分が、それぞれ上記現場打ちコンクリート壁部に接合されていることを特徴とするプレキャストコンクリート階段が提案されている(特許文献1参照)。
このプレキャストコンクリート階段は、階段部がプレキャスト鉄筋コンクリート部材で予め成形されているため、現場における複雑な稲妻筋の加工及び組み立てや、型枠工事等が不要であり、熟練した作業員を必要とせず、短時間で施工できるものである。
For example, it is a staircase formed in a cantilever form on both sides of a load bearing wall that extends vertically, the load bearing wall comprising a PC load bearing wall portion that constitutes a load bearing wall body and is made of a precast reinforced concrete member, and the PC It consists of a cast-in-place concrete wall part that is integrally and continuously provided at both left and right ends of the load-bearing wall, and the staircase part is composed of PC staircase parts that are precast reinforced concrete members. However, there has been proposed a precast concrete staircase characterized in that it is joined to the above-mentioned cast-in-place concrete wall (see Patent Document 1).
This precast concrete staircase is pre-formed with precast reinforced concrete members, so there is no need for complex lightning bar processing and assembly on site, formwork, etc. It can be constructed in a short time.
また、スチールファイバーコンクリート(SFRC)製の階段も知られている(非特許文献1参照)。
スチールファイバーコンクリート製の階段は、エポキシ樹脂コート亜鉛メッキファイバーの如きスチールファイバーをコンクリート中に混入させることによって、通常のコンクリートと比べて引張強度や曲げ強度等の機械的強度を向上させて、踏み段部分等を40mm程度の薄肉に形成することを可能とし、軽量化を図るものである。
Stairs made of steel fiber concrete can be improved by increasing mechanical strength such as tensile strength and bending strength compared to normal concrete by mixing steel fibers such as epoxy resin coated galvanized fiber into the concrete. It is possible to reduce the weight by making it possible to form a portion or the like as thin as about 40 mm.
特許文献1に記載されたプレキャストコンクリート階段は、上述の通り、階段部が予めプレキャスト鉄筋コンクリートで成形されているため、熟練した作業員を必要とせず、短時間で施工できるという利点がある。
しかし、一段分の踏み板部分を有する部材を、現場で多数組み合わせて複数段の階段を構築する場合と異なり、特許文献1のプレキャストコンクリート階段を構成する階段部は、現場打ちコンクリート壁部の間に亘る大きな長さ寸法を有する、複数段が一体的に形成されたものであり、大きな質量を有する。そのため、特許文献1に記載の階段部は、現場への搬送や、施工に際して、必ずしも扱い易いものではない。
As described above, the precast concrete staircase described in
However, unlike the case of constructing a multi-step staircase by combining a large number of members having a step plate portion for one step at the site, the staircase portion constituting the precast concrete staircase of
一方、非特許文献1に記載されたスチールファイバーコンクリート製の階段は、コンクリート中に補強用繊維(スチールファイバー)を含み、大きな機械的強度を有するため、踏み段部分等の厚さを小さくして軽量化を図れるという利点がある。
ここで、補強用繊維(スチールファイバー)は、錆の発生を防止するために、エポキシ樹脂の如き材質からなる被覆層を有するものである。それによって、雨水等の水と接触することの多い建物の外部階段の用途においても、水が浸入し得るコンクリート表面の近傍領域で補強用繊維に錆が発生することを防止して、階段の強度等を低下させずに維持することができる。
On the other hand, the staircase made of steel fiber concrete described in Non-Patent
Here, the reinforcing fiber (steel fiber) has a coating layer made of a material such as an epoxy resin in order to prevent the occurrence of rust. As a result, even in the use of external staircases in buildings that often come into contact with water such as rainwater, the strength of the staircase is prevented by preventing rusting in the reinforcing fibers in the vicinity of the concrete surface where water can enter. Etc. can be maintained without lowering.
しかし、防錆用の被覆層は、補強用繊維の製造コストを増大させ、ひいてはスチールファイバーコンクリート製の階段の高価格化を招く要因となっている。
また、スチールファイバーコンクリートよりも更に強度の大きなセメント質硬化体を得ることができれば、踏み段部分等の厚さを更に小さくして、より一層の軽量化を図ることができる。
そこで、本発明は、鉄骨階段のような歩行時の騒音を生じることのないセメント系材料からなるプレキャスト階段部材であって、軽量であるため施工性及び現場への搬送性に優れるとともに、階段を構成する部材の数が少なく、容易かつ迅速に現場で階段を完成させることができ、さらには、補強用繊維に対して防錆用の被覆層を設けなくても、錆の発生による強度の低下を招くことがないプレキャスト階段部材を提供することを目的とする。
However, the coating layer for rust prevention increases the manufacturing cost of the reinforcing fiber, which in turn increases the price of the steel fiber concrete stairs.
Further, if a cementitious hardened body having a higher strength than that of steel fiber concrete can be obtained, the thickness of the step portion or the like can be further reduced to further reduce the weight.
Therefore, the present invention is a precast staircase member made of a cement-based material that does not cause noise during walking, such as a steel staircase, and is lightweight and excellent in workability and transportability to the site, and the staircase The number of components is small, and the stairs can be completed easily and quickly on site. Furthermore, the strength is reduced due to the occurrence of rust without providing a rust-preventing coating layer for the reinforcing fibers. It aims at providing the precast staircase member which does not invite.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の組成からなるセメント系材料を用いて複数段の踏み段部分等を一体的に形成することによって、階段歩行時に騒音を生じない等のセメント系材料の利点を保持しつつ、軽量であって施工性及び現場への搬送性に優れ、また、複数段の踏み段部分等が一体的に形成されているため、容易かつ迅速に現場で階段を構築でき、さらに、補強用繊維に防錆用の被覆層を設けなくても、錆の発生による強度の低下を招くことがないことを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventor has formed a plurality of stepped portions integrally using a cement-based material having a specific composition, thereby generating noise when walking on stairs. While retaining the advantages of cement-based materials, it is lightweight and excellent in workability and transportability to the site. Also, since multiple steps are integrally formed, it is easy and quick. In addition, the present inventors have found that a staircase can be constructed on site, and that the strength is not reduced due to the occurrence of rust even if the reinforcing fiber is not provided with a coating layer for rust prevention, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明(請求項1)のプレキャスト階段部材は、厚さが8〜30mmの踏み面部及び厚さが8〜30mmの蹴込み面部を有しかつ該蹴込み面部の数が2〜20である踏み段部分と、ササラ桁部分と、踊り場部分とを含むプレキャスト階段部材であって、上記踏み段部分、ササラ桁部分、及び踊り場部分が、セメント、平均粒径1.0μm以下のポゾラン質微粉末、最大粒径2mm以下の細骨材、金属繊維若しくは有機質繊維、平均粒径3〜20μmの石英粉末、平均粒度1mm以下の繊維状粒子若しくは薄片状粒子、減水剤及び水を含む配合物を用いて一体的に形成されたセメント質硬化体であることを特徴としている。
このように構成したプレキャスト階段部材は、踏み段部分、ササラ桁部分、及び踊り場部分が特定のセメント質硬化体から形成されているため、実用可能な所定の強度を確保しながら、軽量化を図ることができる。また、複数段の踏み段部分、ササラ桁部分及び踊り場部分を一体的に形成しているため、現場で容易かつ迅速に施工することができる。さらに、セメント質硬化体が非常に緻密であることから、雨水等の水がセメント質硬化体の内部に浸透することがなく、それゆえ、防錆用の被覆層を有しない金属繊維であっても、補強用材料として用いることができる。
That is, the precast step member of the present invention (Claim 1) has a tread surface portion having a thickness of 8 to 30 mm and a kick surface portion having a thickness of 8 to 30 mm, and the number of the kick surface portions is 2 to 20. and there the step portion, and sasara order portion, a precast stair member including a landing portion, the rung portion, sasara order portion and landing portions, cement, an average particle diameter of 1.0μm or less of pozzolanic quality fine powder, the maximum particle diameter 2mm or less fine aggregate, metal fibers or organic fibers, quartz powder having an average particle diameter of 3 to 20 [mu] m, an average particle size of 1mm or less fibrous particles or flaky particles, the formulation comprising a water reducing agent and water It is characterized by being a cementitious hardened body formed integrally by using .
The precast staircase member configured in this way has a step part , a sasara girder part, and a landing part formed from a specific hardened cementitious material , and thus, it is possible to reduce the weight while ensuring a practically practical strength. be able to. Further, the step portion of the plurality of stages, since the integrally formed sasara-order portion and landing portions can be site easily and quickly construction. Further, since the cementitious hardened body is very dense, water such as rain water does not penetrate into the cementitious hardened body, and therefore, the metal fiber does not have a coating layer for rust prevention. Can also be used as a reinforcing material.
本発明のプレキャスト階段部材は、踏み段部分、ササラ桁部分及び踊り場部分を一体的に形成しているため、階段の施工作業を容易かつ迅速に行なうことができる。
本発明のプレキャスト階段部材は、上記踏み段部分、ササラ桁部分及び踊り場部分を形成する配合物と同様の配合物によって形成したセメント質硬化体からなる手摺を含むことができる(請求項2)。
Precast stair member of the present invention, the step portion, since the integrally formed sasara-order portion and landing portions, it is possible to perform the construction work of the staircase easily and quickly.
The precast staircase member of the present invention can include a handrail made of a hardened cementitious material formed by a compound similar to the compound that forms the step part , the sasara girder part, and the landing part (Claim 2 ).
本発明のプレキャスト階段部材は、踏み段部分、ササラ桁部分及び踊り場部分が、特定の配合物からなるセメント質硬化体として形成されているため、実用可能な所定の強度を確保しながら、軽量化を図ることができる。
また、本発明のプレキャスト階段部材は、一体的に形成された複数段の踏み段部分を有するため、踏み面毎に作製された部材を多数用いる場合と比べて、大幅に省力化され、効率的かつ迅速に施工することができる。
さらに、本発明のプレキャスト階段部材を構成するセメント質硬化体が、非常に緻密であることから、雨水等の水がセメント質硬化体の内部に浸透することがなく、それゆえ、外部階段等の用途においても、防錆用の被覆層を有しない金属繊維を、本発明のセメント質硬化体(プレキャスト階段部材)の材料として好適に用いることができる。
Precast stair member of the present invention, the step portion, sasara order portion and a landing portion, which is formed as a cementitious cured body made from a particular formulation while ensuring practical predetermined strength, lightweight Can be achieved.
In addition, since the precast staircase member of the present invention has a plurality of step portions formed integrally, it is greatly labor-saving and efficient compared to the case where a large number of members manufactured for each tread surface are used. And it can be installed quickly.
Furthermore, since the cementitious hardened body constituting the precast staircase member of the present invention is very dense, water such as rainwater does not penetrate into the inside of the hardened cementitious body. Also in applications, metal fibers that do not have a rust-preventing coating layer can be suitably used as the material for the cementitious cured body (precast staircase member) of the present invention.
以下、図面に基づいて本発明のプレキャスト階段部材を説明する。
図1は、本発明のプレキャスト階段部材を含む階段の一例を示す斜視図、図2は、図1に示す階段の各部を分解して示す斜視図である。
図1中、階段1は、階段の本体部分である踏み段部分2と、踏み段部分2の左右両側に各々設けられたササラ桁部分3、4と、上側の踊り場部分5と、下側の踊り場部分6とから構成されている。
Hereinafter, the precast step member of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a stair including a precast stair member of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing each part of the stair shown in FIG.
In FIG. 1, a
本発明においては、踏み段部分2、ササラ桁部分3,4、踊り場部分5,6、及び、必要に応じて選択される他の構成部分(例えば、手摺)が、後述の特定の配合物(具体的には、セメント及びその他の材料)を用いて作製される。
本明細書中において、該配合物からなる成形体(すなわち、踏み段部分2、ササラ桁部分3,4、踊り場部分5,6、及びその他の所望の構成部分からなるもの。)を、「プレキャスト階段部材」という。ただし、プレキャスト階段部材は、一体的に形成され、一個の部材として搬送等が可能である限りにおいて、前記配合物以外の材料(例えば、金属板等)を含んでいてもよい。
In the present invention, the
In the present specification, a molded body (that is, composed of the
踏み段部分2、ササラ桁部分3、4及び踊り場部分5、6が一体的に形成されているので、工場内で1つの型枠を用いるだけでプレキャスト階段部材を作製することができ、製造効率を高めることができるほか、現場で階段を施工する際の作業を省力化することができる。
本明細書中において、「踏み段部分」とは、踏み面部及び蹴込み面部を有するものをいう。ここで、踏み面部及び蹴込み面部は、各々、平板状に形成してもよいし、あるいは、平板に補強用のリブを設けた形状にしてもよい。さらに、踏み面部及び蹴込み面部は、各々、メッシュ状の多数の孔を穿設したもの(すなわち、エキスパンドメタル状のもの)であってもよい。 In the present specification, the “step portion” means a portion having a tread surface portion and a kick surface portion. Here, each of the tread surface portion and the kick surface portion may be formed in a flat plate shape, or may be formed in a shape in which reinforcing ribs are provided on the flat plate. Furthermore, each of the tread surface portion and the kick surface portion may be one in which a large number of mesh holes are formed (that is, an expanded metal shape).
図2中、踏み段部分2は、略水平に延びる上面を有する踏み面部2aと、踏み面2a間に介在し、略鉛直に延びる面を有する蹴込み面部2bとが交互に連続的に形成されたものであって、鉛直方向に切断した断面が鋸歯状である板状体として形成されている。
踏み面部2aの厚さは、8〜30mmである。本発明においては、踏み面部2aが特定の配合物で作製されることから、踏み面部2aの厚さを従来品(例えば、スチールファイバーコンクリート製のもので厚さ40mm程度)と比べて小さくすることができる。
蹴込み面部2bの厚さは、通常、踏み面部2aと同等程度に定められ、8〜30mmである。
In FIG. 2, the
The thickness of the
The thickness of the kick-in
踏み段部分2は、図2に示す例では、上側の踊り場部分5と下側の踊り場部分6の間に亘って一体的に形成されているが、階段の段数が多い場合には、複数の部分に分割して形成してもよい。
踏み段部分2の段数(すなわち、蹴込み面部2bの数)は、成形の容易性や搬送及び施工時の作業性等の観点から、2〜20である。
踏み段部分2は、図2に示す例では、上端を蹴込み面部2b、下端を踏み面部2aとして形成しているが、それ以外の形態、例えば、上端を踏み面部2a、下端を蹴込み面部2bとして形成してもよい。なお、踏み段部分2の上端または下端を踏み面部2aとして形成する場合、その踏み面部2aは、通常、踊り場部分5(または6)と共に連続的な平面を形成することになる。
In the example shown in FIG. 2, the
The number of steps 2 (ie, the number of kick-in
In the example shown in FIG. 2, the
ササラ桁部分3は、踊り場部分5の縁を支持するための上端部3aと、踏み段部分2に側方から当接する形で踏み段部分2を支持する中間部3bと、踊り場部分6の縁を支持するための下端部3cとからなる。ササラ桁部分4は、ササラ桁部分3と左右対称に形成されるものであり、上端部4aと中間部4bと下端部4cとからなる。
踊り場部分5は、ササラ桁部分3の上端部3aの上面と、ササラ桁部分4の上端部4aの上面の間に架け渡した形で設けられる。踊り場部分6は、ササラ桁部分3の下端部3cの上面と、ササラ桁部分4の下端部4cの上面の間に架け渡した形で設けられる。
踊り場部分5、6の厚さは、特に限定されないが、通常、踏み面部2aと同等程度に定められ、例えば、8〜30mmである。
図示しないが、図1に示す階段は、手摺を備えることができる。手摺は、踏み段部分2と同様の配合物で作製することができる。
手摺の形状は、特に限定されるものではなく、従来より用いられている形状とすることができる。手摺は、ボルト等によって、踏み段部分2、踊り場部分5やササラ桁部分4に接合してもよいし、あるいは、踏み段部分2等と一体的に形成してもよい。
The
The
The thicknesses of the
Although not shown, the staircase shown in FIG. 1 can include a handrail. The handrail can be made of the same composition as the
The shape of the handrail is not particularly limited, and can be a conventionally used shape. The handrail may be joined to the
次に、踏み段部分2等を形成するための特定の配合物の構成材料及びその配合割合について説明する。
本発明で用いられる配合物は、セメント、平均粒径1.0μm以下のポゾラン質微粉末、最大粒径2mm以下の細骨材、金属繊維若しくは有機質繊維、平均粒径3〜20μmの石英粉末、平均粒度1mm以下の繊維状粒子若しくは薄片状粒子、減水剤及び水を含むものである。本発明においては、これらの材料を含む配合物を成形及び硬化させて、所定の形状を有するセメント質硬化体を得て、踏み段部分2及びそれ以外の所望の構成部分に用いるものである。
Next, a constituent material of a specific blend for forming the
The compound used in the present invention is cement, pozzolanic fine powder having an average particle size of 1.0 μm or less, fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less, metal fiber or organic fiber, quartz powder having an average particle size of 3 to 20 μm, It contains fibrous particles or flaky particles having an average particle size of 1 mm or less, a water reducing agent and water. In the present invention, a blend containing these materials is molded and cured to obtain a cementitious cured body having a predetermined shape, which is used for the
本発明で用いられるセメントの種類としては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメント等を用いることができる。
本発明において、早期強度発現性を向上させようとする場合は、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性を向上させようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
The type of cement used in the present invention is not particularly limited. For example, various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, blast furnace cement, fly ash, etc. A mixed cement such as cement can be used.
In the present invention, when improving early strength development, it is preferable to use early-strength Portland cement. When improving the fluidity of the blend, moderately hot Portland cement or low heat Portland cement is used. Is preferably used.
本発明においては、平均粒径が1.0μm以下のポゾラン質微粉末が用いられる。平均粒径が1.0μmを超えると、硬化体(プレキャスト階段部材)の強度発現性が低下するので、好ましくない。
ポゾラン質微粉末としては、例えば、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。中でも、シリカフューム及びシリカダストは、平均粒径が1.0μm以下であり、粉砕等を行なう必要がないので、コスト的に有利である。
In the present invention, a pozzolanic fine powder having an average particle size of 1.0 μm or less is used. If the average particle size exceeds 1.0 μm, the strength development of the cured body (precast step member) is lowered, which is not preferable.
Examples of the pozzolanic fine powder include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, and precipitated silica. Among these, silica fume and silica dust have an average particle size of 1.0 μm or less and are not costly because they do not need to be crushed.
ポゾラン質微粉末の配合量は、配合物の流動性や硬化体の強度発現性の観点から、セメント100質量部に対して、5〜50質量部とするのが好ましい。
該配合量が5質量部未満または50質量部を超えると、配合物の流動性が低下し、成形等の作業が困難となる。また、硬化体(プレキャスト階段部材)の強度発現性及び耐久性が低下するうえ、硬化体の使用開始後に、硬化体の一部に欠けや剥れ等が発生するおそれがあり、それに伴う外観の悪化も生じ得るので、好ましくない。
The blending amount of the pozzolanic fine powder is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of fluidity of the blend and strength development of the cured body.
When the blending amount is less than 5 parts by mass or exceeds 50 parts by mass, the fluidity of the blend is lowered, and operations such as molding become difficult. In addition, the strength development and durability of the cured body (precast staircase member) are reduced, and after using the cured body, there is a possibility that a part of the cured body may be chipped or peeled off. Since deterioration may occur, it is not preferable.
本発明においては、最大粒径2mm以下の細骨材が用いられる。細骨材の最大粒径が2mmを超えると、硬化体の強度発現性が低下するので好ましくない。
なお、本発明においては、硬化体の強度発現性等の観点から、最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いることが好ましい。
細骨材としては、例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂又はこれらの混合物等を使用することができる。
細骨材の配合量は、配合物の流動性や、硬化体の強度発現性、さらには、自己収縮や乾燥収縮の低減、水和発熱量の低減等の観点から、セメント100質量部に対して、好ましくは50〜250質量部、より好ましくは80〜180質量部である。
In the present invention, a fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less is used. If the maximum particle size of the fine aggregate exceeds 2 mm, the strength expression of the cured body is lowered, which is not preferable.
In the present invention, it is preferable to use a fine aggregate having a maximum particle size of 1.5 mm or less from the viewpoint of the strength development of the cured product.
As the fine aggregate, for example, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, or a mixture thereof can be used.
The amount of fine aggregate blended is 100 parts by mass of cement from the viewpoint of fluidity of the blend, strength development of the cured body, and further reduction of self-shrinkage and drying shrinkage, reduction of hydration heat generation, etc. The amount is preferably 50 to 250 parts by mass, more preferably 80 to 180 parts by mass.
本発明においては、金属繊維若しくは有機質繊維が用いられる。
金属繊維としては、例えば、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、高い強度を有し、かつコストや入手のし易さの点でも優れているため、好ましく用いられる。
金属繊維の形状及び寸法は、好ましくは、長さが2mm以上で、長さ/直径の比が20以上であり、より好ましくは、長さが2〜30mmで、長さ/直径の比が20〜200である。
In the present invention, metal fibers or organic fibers are used.
Examples of metal fibers include steel fibers and amorphous fibers. Among these, steel fibers are preferably used because they have high strength and are excellent in terms of cost and availability.
The shape and dimensions of the metal fibers are preferably a length of 2 mm or more and a length / diameter ratio of 20 or more, more preferably a length of 2 to 30 mm and a length / diameter ratio of 20 ~ 200.
金属繊維の長さが2mm未満では、曲げ強度を向上させる効果が低下するので、好ましくない。該長さが30mmを超えると、混練の際にファイバーボールが生じ易くなるので、好ましくない。
金属繊維の長さ/直径の比が20未満では、同一配合量(同一体積)での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下するので、好ましくない。該比が200を超えると、金属繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れ易くなるので、好ましくない。
金属繊維の配合量は、配合物中の体積割合で、好ましくは0.1〜6%、より好ましくは0.5〜5.5%である。該配合量が0.1%未満では、硬化体の曲げ強度が低下することがある。該配合量が6%を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量を増加しなければならず、硬化体の強度の低下を招くことがある。
If the length of the metal fiber is less than 2 mm, the effect of improving the bending strength is lowered, which is not preferable. If the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to be produced during kneading, which is not preferable.
If the length / diameter ratio of the metal fibers is less than 20, the number of fibers with the same blending amount (same volume) decreases, and the effect of improving the bending strength is reduced, which is not preferable. If the ratio exceeds 200, the strength of the metal fiber itself is insufficient, and it is easy to break when subjected to tension, which is not preferable.
The compounding quantity of a metal fiber is a volume ratio in a compound, Preferably it is 0.1 to 6%, More preferably, it is 0.5 to 5.5%. When the blending amount is less than 0.1%, the bending strength of the cured body may be lowered. If the blending amount exceeds 6%, the unit water amount must be increased in order to ensure workability during kneading, and the strength of the cured product may be reduced.
有機質繊維としては、例えば、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及びポリプロピレン繊維は、高い強度を有し、かつコストや入手のし易さの点でも優れているため、好ましく用いられる。
有機質繊維の形状及び寸法は、好ましくは、長さが2mm以上で、長さ/直径の比が20以上であり、より好ましくは、長さが2〜30mmで、長さ/直径の比が20〜500である。
有機質繊維の長さが2mm未満では、破壊強度を向上させる効果が低下するので、好ましくない。該長さが30mmを超えると、混練の際にファイバーボールが生じ易くなるので、好ましくない。
有機質繊維の長さ/直径の比が20未満では、同一配合量(同一体積)での有機質繊維の本数が少なくなり、破壊強度を向上させる効果が低下するので、好ましくない。該比が500を超えると、有機質繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れ易くなるので、好ましくない。
Examples of organic fibers include vinylon fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, aramid fibers, and carbon fibers. Among these, vinylon fibers and polypropylene fibers are preferably used because they have high strength and are excellent in terms of cost and availability.
The shape and dimensions of the organic fibers are preferably 2 mm or more in length and a length / diameter ratio of 20 or more, more preferably 2 to 30 mm in length and 20 in length / diameter. ~ 500.
If the length of the organic fiber is less than 2 mm, the effect of improving the breaking strength is lowered, which is not preferable. If the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to be produced during kneading, which is not preferable.
If the ratio of the length / diameter of the organic fiber is less than 20, the number of organic fibers in the same blending amount (same volume) decreases, and the effect of improving the breaking strength is lowered, which is not preferable. If the ratio exceeds 500, the strength of the organic fiber itself is insufficient, and it is easy to break when subjected to tension, which is not preferable.
有機質繊維の配合量は、配合物中の体積割合で、好ましくは0.1〜10%、より好ましくは0.5〜8.0%である。該配合量が0.1%未満では、破壊エネルギーが低下することがある。該配合量が10%を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量を増加しなければならず、硬化体の強度の低下を招くことがある。
本発明において、金属繊維と有機質繊維は、併用してもよい。この場合、金属繊維及び有機質繊維の配合量(合計量)は、配合物中の体積割合で、好ましくは0.1〜10%、より好ましくは0.5〜8.0%である。
The compounding amount of the organic fiber is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.5 to 8.0%, by volume ratio in the composition. If the blending amount is less than 0.1%, the fracture energy may decrease. If the blending amount exceeds 10%, the unit water amount must be increased in order to ensure workability during kneading, and the strength of the cured product may be reduced.
In the present invention, metal fibers and organic fibers may be used in combination. In this case, the blending amount (total amount) of the metal fiber and the organic fiber is a volume ratio in the blend, and is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.5 to 8.0%.
本発明においては、平均粒径3〜20μm(好ましくは4〜10μm)の石英粉末が用いられる。該平均粒径が上記範囲外では、配合物の流動性や硬化体の強度発現性が低下するので、好ましくない。
石英粉末としては、例えば、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。
石英粉末の配合量は、配合物の流動性や硬化体の強度発現性の観点から、好ましくは、セメント100質量部に対して5〜50質量部である。
In the present invention, quartz powder having an average particle diameter of 3 to 20 μm (preferably 4 to 10 μm) is used. If the average particle diameter is outside the above range, the fluidity of the blend and the strength development of the cured product are lowered, which is not preferable.
Examples of the quartz powder include quartz, amorphous quartz, opal and cristobalite silica-containing powders, and the like.
The blending amount of the quartz powder is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of fluidity of the compound and strength development of the cured body.
本発明においては、平均粒度1mm以下の繊維状粒子若しくは薄片状粒子が用いられる。平均粒度が1mmを超えると、硬化体の強度発現性が低下するので、好ましくない。
なお、本明細書中において、繊維状粒子若しくは薄片状粒子の「粒度」とは、その最大寸法の大きさ(特に、繊維状粒子ではその長さ)を意味する。
繊維状粒子としては、例えば、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が挙げられる。
薄片状粒子としては、例えば、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
In the present invention, fibrous particles or flaky particles having an average particle size of 1 mm or less are used. If the average particle size exceeds 1 mm, the strength development of the cured product is lowered, which is not preferable.
In the present specification, the “particle size” of fibrous particles or flaky particles means the size of the maximum dimension (particularly, the length of fibrous particles).
Examples of the fibrous particles include wollastonite, bauxite, mullite, and the like.
Examples of the flaky particles include mica flakes, talc flakes, vermiculite flakes, and alumina flakes.
繊維状粒子若しくは薄片状粒子の配合量(ただし、これら2種の粒子を併用する場合は合計量)は、配合物の流動性、及び硬化体の強度発現性や靱性の観点から、好ましくは、セメント100質量部に対して3〜35質量部である。
なお、繊維状粒子としては、硬化体の靱性を高める観点から、長さ/直径の比で表される針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。
The blending amount of the fibrous particles or the flaky particles (however, when these two types of particles are used in combination) is preferably from the viewpoint of the fluidity of the blend and the strength development and toughness of the cured body. It is 3-35 mass parts with respect to 100 mass parts of cement.
In addition, as a fibrous particle, it is preferable to use a thing with a needle-like degree represented by ratio of length /
減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、AE減水剤、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を使用することができる。中でも、ポリカルボン酸系の高性能減水剤及び高性能AE減水剤は、減水効果が大きいため、好ましく用いられる。
減水剤の配合量は、セメント100質量部に対して、固形分換算で好ましくは0.1〜4.0質量部、より好ましくは0.3〜1.5質量部である。該配合量が0.1質量部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流動性が低下するので、好ましくない。該配合量が4.0質量部を超えると、硬化体の強度発現性が低下するので、好ましくない。
なお、減水剤は、液状と粉末状のいずれでも使用可能である。
As the water reducing agent, for example, water reducing agents such as lignin, naphthalene sulfonic acid, melamine, and polycarboxylic acid, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, or high performance AE water reducing agent can be used. Among these, polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agents and high-performance AE water reducing agents are preferably used because they have a large water-reducing effect.
The blending amount of the water reducing agent is preferably 0.1 to 4.0 parts by mass, more preferably 0.3 to 1.5 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of cement. If the blending amount is less than 0.1 parts by mass, kneading becomes difficult and the fluidity of the blend decreases, which is not preferable. When the blending amount exceeds 4.0 parts by mass, the strength development of the cured body is lowered, which is not preferable.
The water reducing agent can be used in either liquid or powder form.
水量は、セメント100質量部に対して、好ましくは10〜30質量部、より好ましくは15〜25質量部である。該量が10質量部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流動性が低くなるので、好ましくない。該量が30質量部を超えると、硬化体の強度発現性が低下するので、好ましくない。 The amount of water is preferably 10 to 30 parts by mass, more preferably 15 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. If the amount is less than 10 parts by mass, kneading becomes difficult and the fluidity of the blend becomes low. When the amount exceeds 30 parts by mass, the strength development of the cured body is lowered, which is not preferable.
配合物の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、
(1)水、減水剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製し、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法;
(2)水以外の材料(ただし、減水剤としては粉末状のものを使用する。)を予め混合して、プレミックス材を調製し、該プレミックス及び水をミキサに投入し、混練する方法;
(3)各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練する方法;
等が挙げられる。
The kneading method of the blend is not particularly limited, for example,
(1) A method in which materials other than water and a water reducing agent are mixed in advance to prepare a premix material, and the premix material, water and water reducing agent are charged into a mixer and kneaded;
(2) A method of preparing a premix material by mixing materials other than water (however, a powdered material is used as a water reducing agent) in advance, and adding the premix and water to a mixer and kneading. ;
(3) A method in which each material is individually fed into a mixer and kneaded;
Etc.
混練に用いるミキサとしては、通常のコンクリートの混練に用いられる任意のタイプのミキサを用いることができ、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が挙げられる。
混練後、所定の型枠内に配合物を投入して成形し、その後、養生すれば、所定の形状を有するセメント質硬化体からなる本発明のプレキャスト階段部材が完成する。なお、養生方法としては、気中養生、水中養生、蒸気養生等が挙げられる。
As the mixer used for kneading, any type of mixer used for ordinary concrete kneading can be used, and examples thereof include an oscillating mixer, a pan-type mixer, and a biaxial kneading mixer.
After kneading, if the composition is put into a predetermined mold and molded, and then cured, the precast step member of the present invention consisting of a hardened cementitious body having a predetermined shape is completed. The curing method includes air curing, underwater curing, steam curing and the like.
本発明で用いられる配合物の物性は、次の通りである。
本発明で用いられる配合物は、「JIS R 5201(セメントの物理試験方法)11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定したフロー値が、230mm以上であり、流動性に優れるものである。そのため、配合物の混練作業や、型枠内に投入して成形する作業等を容易に行なうことができる。特に、プレキャスト階段部材の形状が複雑であっても、型枠内の隅々まで配合物が行き渡るので、所望の形状を有する成形体(プレキャスト階段部材)を高精度で製造することができる。
The physical properties of the compound used in the present invention are as follows.
The composition used in the present invention has a flow value of 230 mm or more measured without performing 15 drop motions in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test”. Yes, it has excellent fluidity. Therefore, it is possible to easily perform the kneading operation of the blend, the operation of putting it in the mold and molding it. In particular, even if the shape of the precast staircase member is complicated, since the compound is distributed to every corner in the mold, a molded body (precast staircase member) having a desired shape can be manufactured with high accuracy.
この配合物が硬化してなる硬化体は、130MPa以上の圧縮強度と、20MPa以上の曲げ強度を発現するうえ、構造的に極めて緻密に形成されているので、機械的強度や耐久性の低下が生じ難い。
また、雨水等の水と接触しても、硬化体(プレキャスト階段部材)の内部に水が浸入することがなく、硬化体に金属繊維が含まれている場合であっても、金属繊維に錆が発生せず、金属繊維による補強効果を長年に亘って維持することができる。
さらに、硬化体(プレキャスト階段部材)に欠けや剥れ等が発生し難いので、階段を昇降する歩行者が、階段の踏み面の欠落部分(凹凸部分等)によってつまづくこともなく、また、外観が良好な状態に保持される。
The cured product obtained by curing this compound expresses a compressive strength of 130 MPa or more and a bending strength of 20 MPa or more, and is structurally very dense, so that mechanical strength and durability are reduced. It is hard to occur.
In addition, even if it comes into contact with water such as rain water, water does not enter the inside of the cured body (precast staircase member), and even if the cured body contains metal fibers, the metal fibers are rusted. Does not occur, and the reinforcing effect of the metal fiber can be maintained for many years.
Furthermore, since the hardened body (precast staircase member) is not easily chipped or peeled off, pedestrians who go up and down the stairs do not get tripped up by missing parts (such as uneven parts) on the stairs, Appearance is maintained in a good state.
以下、本発明で用いられる配合物の調製例及びその物性の測定値を説明する。
[使用材料]
以下に示す材料を使用した。
1)セメント;低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製)
2)ポゾラン質微粉末;シリカフューム(平均粒径:0.25μm)
3)細骨材;珪砂5号
4)金属繊維;鋼繊維(直径:0.2mm、長さ:15mm)
5)有機質繊維;ビニロン繊維(直径:0.3mm、長さ:15mm)
6)減水剤;ポリカルボン酸系高性能AE減水剤
7)水;水道水
8)石英粉末(平均粒径:7μm)
9)繊維状粒子;ウォラストナイト(平均長さ:0.3mm、長さ/直径の比:4)
Hereinafter, preparation examples of the blends used in the present invention and measured values of the physical properties will be described.
[Materials used]
The following materials were used.
1) Cement; Low heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.)
2) Pozzolanic fine powder; silica fume (average particle size: 0.25 μm)
3) Fine aggregate; silica sand No. 5 4) Metal fiber; Steel fiber (diameter: 0.2 mm, length: 15 mm)
5) Organic fiber: Vinylon fiber (diameter: 0.3 mm, length: 15 mm)
6) Water reducing agent; polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent 7) Water; tap water 8) Quartz powder (average particle size: 7 μm)
9) Fibrous particles; wollastonite (average length: 0.3 mm, length / diameter ratio: 4)
[配合例1]
(1)材料及び配合割合
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、細骨材120質量部、高性能AE減水剤1.0質量部(固形分換算値)、水22質量部、石英粉末32質量部、ウォラストナイト24質量部、鋼繊維(配合物中の体積割合:2%)を二軸練りミキサに投入し、混練して、配合物を得た。
(2)配合物のフロー値
前記配合物のフロー値を、「JIS R 5201(セメントの物理試験方法)11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。その結果、フロー値は250mmであった。
[Formulation Example 1]
(1) Material and blending ratio 100 parts by mass of low heat Portland cement, 30 parts by mass of silica fume, 120 parts by mass of fine aggregate, 1.0 part by mass of high-performance AE water reducing agent (solid content conversion value), 22 parts by mass of water, quartz powder 32 parts by mass, 24 parts by mass of wollastonite, and steel fibers (volume ratio in the composition: 2%) were put into a biaxial kneader and kneaded to obtain a composition.
(2) Flow value of the blend The flow value of the blend was measured without performing 15 drop motions in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test”. . As a result, the flow value was 250 mm.
(3)配合物の強度
前記配合物をφ50×100mmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体(3本)を得た。該硬化体の圧縮強度(3本の平均値)は230MPaであった。
また、前記配合物を4×4×16cmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体(3本)を得た。該硬化体の曲げ強度(3本の平均値)は45MPaであった。
(4)配合物の透水係数
前記配合物をφ50×100mmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体(3本)を得た。該硬化体の透水係数を、「地盤工学会基準JGS 0231(土の透水試験方法)」の変水位透水試験方法で測定した。その結果、水の浸透は認められず、透水係数は0であった。
(3) Strength of blend The blend was poured into a 50 mm x 100 mm mold, pre-positioned at 20 ° C for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C for 48 hours to obtain cured bodies (three). The compression strength (average value of the three pieces) of the cured body was 230 MPa.
The blend was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, pre-positioned at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours to obtain cured bodies (3 pieces). The bending strength (average value of the three pieces) of the cured body was 45 MPa.
(4) Water permeability coefficient of blend The blend was poured into a φ50 × 100 mm mold, pre-positioned at 20 ° C. for 48 hours, and then subjected to steam curing at 90 ° C. for 48 hours to obtain cured bodies (three). The water permeability coefficient of the cured body was measured by the water level permeability test method of “Geotechnical Society Standard JGS 0231 (Soil permeability test method)”. As a result, water penetration was not observed, and the water permeability coefficient was 0.
[配合例2]
(1)材料及び配合割合
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、細骨材120質量部、高性能AE減水剤1.0質量部(固形分換算値)、水22質量部、石英粉末32質量部、ウォラストナイト24質量部、ビニロン繊維(配合物中の体積割合:3%)を二軸練りミキサに投入し、混練して、配合物を得た。
(2)配合物のフロー値
該配合物のフロー値を、「JIS R 5201(セメントの物理試験方法)11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。その結果、フロー値は240mmであった。
[Formulation Example 2]
(1) Material and blending ratio 100 parts by mass of low heat Portland cement, 30 parts by mass of silica fume, 120 parts by mass of fine aggregate, 1.0 part by mass of high-performance AE water reducing agent (solid content conversion value), 22 parts by mass of water, quartz powder 32 parts by mass, 24 parts by mass of wollastonite, and vinylon fibers (volume ratio in the formulation: 3%) were charged into a biaxial kneader and kneaded to obtain a formulation.
(2) Flow value of the blend The flow value of the blend was measured without performing 15 drop motions in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test”. . As a result, the flow value was 240 mm.
(3)配合物の強度
前記配合物をφ50×100mmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体(3本)を得た。該硬化体の圧縮強度(3本の平均値)は、150MPaであった。
また、前記配合物を4×4×16cmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体(3本)を得た。該硬化体の曲げ強度(3本の平均値)は、22MPaであった。
(4)配合物の透水係数
前記配合物をφ50×100mmの型枠内に流し込み、20℃で48時間前置き後、90℃で48時間蒸気養生し、硬化体を得た。該硬化体の透水係数を、「地盤工学会基準JGS 0231(土の透水試験方法)」の変水位透水試験方法で測定した。その結果、水の浸透は認められず、透水係数は0であった。
(3) Strength of blend The blend was poured into a 50 mm x 100 mm mold, pre-positioned at 20 ° C for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C for 48 hours to obtain cured bodies (three). The compression strength (average value of the three pieces) of the cured body was 150 MPa.
The blend was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, pre-positioned at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours to obtain cured bodies (3 pieces). The bending strength (average value of the three pieces) of the cured body was 22 MPa.
(4) Water Permeability Coefficient of Formulation The formulation was poured into a φ50 × 100 mm mold, pre-positioned at 20 ° C. for 48 hours, and then subjected to steam curing at 90 ° C. for 48 hours to obtain a cured product. The water permeability coefficient of the cured body was measured by the water level permeability test method of “Geotechnical Society Standard JGS 0231 (Soil permeability test method)”. As a result, water penetration was not observed, and the water permeability coefficient was 0.
1 階段
2 踏み段部分
3,4 ササラ桁部分
5,6 踊り場部分
2a 踏み面部
2b 蹴込み面部
3a,4a 上端部
3b,4b 中間部
3c,4c 下端部
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