JP3347989B2

JP3347989B2 - 既設コンクリート造建築物の窓枠の撤去方法および交換方法

Info

Publication number: JP3347989B2
Application number: JP28118997A
Authority: JP
Inventors: 志郎船生; 広典北山; 重英櫻井
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11107636A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存のまたは既設
のコンクリート造建築物の躯体に設けられた窓枠の交換
方法と、窓枠を交換する際の窓枠の撤去方法および新た
な窓枠の設置方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】窓枠は、例えばその更新、鉄製のサッシ
ュ枠からアルミニウム製のサッシュ枠への変更等のた
め、取り替えられることがある。窓枠の周囲、すなわち
窓枠が配置されたコンクリート躯体の開口部の周壁面と
前記窓枠との間にはこれらの隙間を埋めるモルタルが充
填されており、窓枠の取り替えに際しては該窓枠を撤去
するために前記モルタルを取り除く必要がある。従来
は、電動ピックのような錐でモルタルを突き、叩くこと
によりモルタルを破砕し、これを取り除いていた。しか
し、これには、大きい騒音および振動の発生を伴う。

【０００３】また、前記窓枠の除去後、新たな窓枠を躯
体に固定するためのアンカーボルトが該躯体に植え込ま
れる。これらの穴は、従来、ドリルを使用して行われて
おり、該ドリルによる穿孔も低騒音および低振動下にお
いて行われることが望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような騒音や振動
は、供用中の建物の居住者や利用者に肉体的および精神
的苦痛を強い、また、建物内の設備や機器の作動あるい
はこれらの操作に重大な悪影響を及ぼすことがある。特
に、ホテル、病院等の建物では顕著である。このことか
ら、前記従来の窓枠の取り替えにおいては、その作業時
間が制約され、あるいは、作業を行うことが実質的に不
可能の場合があった。

【０００５】本発明の目的は、窓枠の取り替えのために
行う窓枠の撤去または窓枠の設置を低騒音下で、好まし
くはさらに低振動下で行う方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】まず、既設コンクリート
造建築物の躯体の開口部に設けられた窓枠を撤去するた
め、その周囲のモルタルに、その屋内側または屋外側の
少なくとも一方の表面に開放しかつ前記躯体と前記モル
タルとの境界に接する少なくとも１つの開口を例えばド
リルを用いてあるいは超音波切削加工により形成する。
次に、前記開口に膨張剤を充填し、前記膨張剤の体積膨
張による前記モルタルの破砕を生じさせた後、前記モル
タルの破砕片を取り除き、その後、前記窓枠を撤去す
る。

【０００７】前記窓枠の撤去後、例えばドリルを用いて
または超音波切削加工により、前記開口部の壁面を規定
する前記躯体の表面に開放する複数の穴を形成する。次
いで、各穴にアンカー部材を植え込む。さらに、前記開
口部に新たな窓枠を配置し、該窓枠を前記アンカー部材
に固定した後、前記新たな窓枠と前記躯体との間に新た
なモルタルを充填することにより、窓枠を交換する。

【０００８】

【作用および効果】本発明によれば、前記モルタルに形
成された開口内に充填された膨張剤は、該開口内で経時
的に体積膨張をするとき、前記モルタルに膨張圧を及ぼ
す。この膨張圧は高強度の前記躯体を反力支持体とし
て、前記躯体とは反対の側である前記開口部の側（窓枠
の側）のモルタル部分に大きいひずみを生じさせ、その
結果、前記窓枠の一部が湾曲し、前記低強度側の部分に
クラックが生じる。すなわち、破砕される。この破砕現
象は、静かにかつゆっくりと、また、振動をほとんど生
じさせることなしに進行する。このことから、極めて低
レベルの騒音および振動下において、前記窓枠の周りの
モルタルを破砕することができる。また、前記モルタル
への開口の形成を、刃物の切削抵抗が著しく低減される
超音波切削加工法を適用して行うことにより、前記モル
タルの破砕に要する作業をより一層低騒音および低振動
下で行うことができる。

【０００９】さらに、前記躯体の開口部からの窓枠の撤
去後における前記躯体への穿孔も、これに前記超音波切
削加工を適用すれば、ドリルの使用による穿孔に比べ
て、より静かにまたより低振動の環境下で行うことがで
きる。その結果、時間に拘束されることなく、また、建
物の種類を問わず、例えば静謐を特に求められる病院、
ホテル、図書館等において、窓枠の交換を行うことがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明に係る
補強方法が適用される既存のまたは既設のコンクリート
造建築物１０の一部が示されている。建築物１０の躯体
の一部であるコンクリート製の壁１２の開口部１４には
鉄製、アルミニウム製等のサッシュ枠からなる窓枠１６
が設置されている。

【００１１】図示の開口部１４は、互いに連続する断面
形状の異なる２つの部分すなわち小さい断面形状を有す
る屋外側の部分と、大きい断面形状を有する屋内側の部
分とからなり、窓枠１６は前記屋内側の部分に配置され
ている。前記窓枠が設置される開口部として、図示の例
の外、屋内外方向へ前記断面積が不変である１つのもの
からなるものがある。いずれの開口に設置された窓枠に
ついても、本発明を適用することができる。

【００１２】窓枠１６は、開口部１４の周壁面を規定す
る壁１２に植え込まれた複数のアンカー部材１８を介し
て、壁１２に固定されている。また、窓枠１６と開口部
１４の周壁面との間には、これらの間の隙間を埋めるモ
ルタル２０が充填されている。窓枠１６はその周囲を取
り巻くモルタル２０を介して、開口部１４の前記周壁面
（壁１２）に接着されている。図上、符号２２は、窓枠
１６の屋外側において壁１２の開口部１４の前記周壁面
の一部と、窓枠１６との間に詰め込まれたコーキング材
を示し、また、符号２４は、屋内側において、窓枠１６
の開口縁部に沿って伸びる額縁を示す。さらに、符号２
６，２８，３０は、それぞれ、壁１２の屋内面に沿って
配置された断熱材、壁１２の屋内面を覆うボード、およ
び、ボード２８を断熱材２６に接着する直張り用接着剤
を示す。

【００１３】図２に示すように、窓枠１２の交換のた
め、予め屋内側のボード２８および断熱材２６の一部を
取り除き、これにより、窓枠１６の周囲のモルタル２０
の屋内側の表面３２を露出しておく。

【００１４】図２および図３に示すように、モルタル２
０にその表面３２に開放する複数の開口３４を形成す
る。壁１２の開口部１４の断面形状が屋内側から屋外側
の間で不変である前記場合は、設けるべき開口３４は、
モルタル２０の屋外側の表面および屋内側の表面のいず
れに開放するものでもよい。

【００１５】これらの開口３４は、壁１２とモルタル２
０との境界３６に沿ってかつ互いに間隔をおいて窓枠１
６の周囲に設けられている。各開口１２は境界３６に接
するように設ける。これにより、後述するように、これ
らの開口から窓枠１６までの間の部分すなわちモルタル
２０の大部分に後記膨張圧の作用によるクラック４０を
生じさせることができる。しかし、図示の例に限らず、
開口３４の設置数量は少なくとも１つとすることがで
き、また、開口３４は、モルタル２０の前記表面に開放
するものであれば、任意の箇所に設けることことがで
き、また、１つの開口３４が壁１２およびモルタル２０
の双方を削り取ることにより形成され、これらの双方が
開口３４を規定するものであってもよい。

【００１６】開口３４は、モルタル２０をその厚さ方向
すなわち屋内外方向に貫通する貫通孔、図示の例のよう
にモルタル２０をその厚さの大部分を伸びる穴、縦横に
伸びる溝等の形態を有する。前記貫通孔の並び方および
前記穴の並び方は、それぞれ、規則的であると不規則的
であるとを問わない。また、前記貫通孔と前記穴とが混
在し、あるいは、直径の異なる貫通孔または穴が混在し
ていてもよい。さらに、前記貫通孔および前記穴は、そ
れぞれ、その伸長方向を問わない。すなわち、これらの
軸線が水平および非水平のいずれでもよく、あるいはこ
れらの軸線が壁１２の表面に対して直交するものおよび
直交しないもののいずれでもよい。

【００１７】開口３４は、モルタル２０にドリルで穴を
あけることにより、あるいはモルタル層２０に超音波切
削加工を施すことにより形成する。前記超音波切削加工
による開口３４の形成は、砥石が設けられた先端部を有
するスピンドル（図示せず）や砥石が設けられた周面を
有するホイール（図示せず）をそれぞれの軸線の周りに
回転させて前記砥石の切削力をモルタル２０に及ぼし、
かつ、この間に前記スピンドルおよび前記ホイールをそ
れぞれ超音波振動させることにより、おこなう。

【００１８】前記超音波の振動付与方向は、前記スピン
ドルについてはその軸方向であり、また、前記ホイール
についてはその放射方向である。このときの超音波の周
波数および振幅は、それぞれ、例えば20kHzおよび５５
μｍに設定する。前記超音波振動の付与（重畳）によ
り、前記砥石の切削抵抗が大幅に低減される。このた
め、前記ドリルの使用による場合と比べて、前記超音波
切削加工による場合は開口３４の形成時に生じる騒音レ
ベルおよび振動は著しく小さい。より詳細には、数メー
トル離れると切削音または研削音が聞き取れない程度の
騒音レベルでありまたほぼ無振動である。

【００１９】前記超音波切削加工により前記開口を形成
するための具体的な装置として、例えば、実用新案登録
第3019063号公報に記載された「手持ち形回転工具」を
利用することができる。この工具にあっては、外装ケー
ス内に回転駆動可能に支持された超音波振動子の先端部
にホーンが取り付けられ、さらに、前記ホーンの先端部
に砥石が取り付けられている。前記超音波振動子をその
軸線の周りに回転駆動すると、前記ホーンおよび砥石が
これらの軸線の周りに回転する。また、前記超音波振動
子を作動させることにより、前記ホーンの軸線方向に超
音波振動を生じさせることができる。前記砥石をモルタ
ル２０の表面に押し当てて前記砥石を回転させかつ該砥
石に超音波振動を与えることにより、騒音および振動を
ほとんど生じさせることなく、開口３４を形成すること
ができる。

【００２０】次に、形成された各開口３４に膨張剤３８
を充填する。膨張剤３８は、好ましくは、生石灰および
珪酸塩を主体とする無機化合物を主成分とする薬剤（例
えば、株式会社小野田製の「ブライスター」）に水を混
ぜて練ったものからなり、前記薬剤が水と反応（水和反
応）することにより、その体積が経時的に膨張する性質
を有する。

【００２１】前記膨張剤の他の例として、仮焼ドロマイ
ト系、マグネシア系、普通ポルトランドセメント−高炉
スラグ−ボーキサイト−石膏系、アルミナセメント−石
灰−石膏系等がある。

【００２２】各開口３４内での膨張剤３８の体積膨張に
より、各開口３４の周壁面がこれに直角な方向（前記貫
通孔または穴にあってはその半径方向）に膨張圧を受け
る。この膨張圧は、壁１２を反力支持体として、モルタ
ル２０の構造上の弱点である開口３４と開口３４との間
のモルタル部分、および、開口３４と壁１２の構造上の
弱点である窓枠１６の規定空間との間のモルタル部分に
集中し、このため、これらの部分に大きなひずみとこれ
に伴うクラック４０が生じる。このとき、仮想線で示す
ように、窓枠１６が湾曲する。その結果、モルタル２０
が破砕される。

【００２３】開口３４については、膨張剤３８の膨張圧
が有効に及ぶ範囲または距離的限界、すなわち、クラッ
ク４０が生じ得る範囲または距離的限界を考慮して、開
口３４の形成位置、形状、伸長方向、相互間隔、大き
さ、深さ等を設定することができる。したがって、モル
タル２０の破砕のためには、該モルタルへの開口３４の
形成および該開口内への前記膨張剤の充填はそれぞれ一
度のみであっても、また、複数回繰り返して行ってもよ
い。

【００２４】クラック４０が発生した部分は比較的小さ
い外力を加えることにより、破砕片として取り除くこと
ができる。モルタル２０の破砕は膨張剤３８の経時的な
静的膨張作用によるため、騒音および振動の発生をほと
んど伴わない。

【００２５】モルタル２０全部の破砕片を除去した後、
露出したアンカー部材１８を例えば溶断し、窓枠１６を
壁の開口部１４から撤去する。

【００２６】次に、モルタル２０の除去によって露出し
た開口部１４の周面を規定する壁１２に互いに間隔をお
いて、前記周面に開放する複数の穴４２（図４）を形成
する。穴４２は、モルタル２０への開口３４の形成にお
けると同様の方法、すなわち前記ドリルまたは超音波切
削加工法を用いて形成する。前記超音波切削加工による
ときは、穴４２の形成を、騒音をほとんど立てず、ま
た、振動をほとんど生じさせることなく行うことができ
る。

【００２７】各穴４２にはアンカー部材４４を植え込む
（図４）。図示の例では、各穴４２にアンカー部材４４
を部分的に挿入し、合成樹脂製の接着剤を用いて各アン
カー部材４４を壁１２に固定する。

【００２８】その後、開口部１４に新たな窓枠４６を嵌
め込み、これを開口部１４内に位置決めた後、窓枠４６
をアンカー部材４４に溶接する（図５）。次に、窓枠４
６と、壁１２との隙間に新たなモルタル４８を充填して
これを塞ぐことにより、実質的に、窓枠が交換が完了す
る。

【００２９】その後、図６に示すように、窓枠の交換前
におけると同様、防水のためにコーキング材５０を配置
し、これにより屋外側における窓枠４６およびモルタル
４８の境界をシールする。また、屋内側には、断熱材５
２を補充し、直張り用接着剤５４を用いて断熱材２６に
これを覆うためのボード５４を固定し、さらに、必要に
応じて、窓枠４６に沿って伸びる額縁５６を設置する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート造建築物の躯体の一部である壁の
開口部に配置された窓枠の概略的な横断面図である。

【図２】窓枠を取り巻くモルタルに形成された開口を示
す部分横断面図である。

【図３】モルタルにクラックが生じた状態を示す、窓枠
およびモルタルの概略的な正面図である。

【図４】躯体にあけた穴にアンカー部材を差し込みかつ
これに固定した状態を示す開口部の部分横断面図であ
る。

【図５】新たな窓枠が設置された状態の開口部の部分横
断面図である。

【図６】屋内側の造作を修復した後における開口部の部
分横断面図である。

【符号の説明】

１０コンクリート造の建築物１２躯体（壁）１４開口部１６窓枠２０モルタル３２モルタルの表面３４開口３８膨張剤４２穴４４アンカー部材４６新たな窓枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−257588（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−246489（ＪＰ，Ａ) 特開平７−136818（ＪＰ，Ａ) 特開平７−156135（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−29689（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−131082（ＪＰ，Ａ) 特開平５−133113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E06B 1/56 E04G 23/02 E04G 23/08 B28D 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】既設コンクリート造建築物の躯体の開口
部に設置され周囲がモルタルで取り巻かれた窓枠の交換
のために前記開口部から前記窓枠を撤去する方法であっ
て、前記モルタルに、その屋内側または屋外側の少なく
とも一方の表面に開放しかつ前記躯体と前記モルタルと
の境界に接する少なくとも１つの開口を形成すること、
前記開口に膨張剤を充填し、前記膨張剤の体積膨張によ
る前記モルタルの破砕を生じさせること、前記モルタル
の破砕片を取り除くこと、前記窓枠を撤去することを含
む、窓枠の撤去方法。
【請求項２】前記モルタルに超音波切削加工を施すこ
とにより前記開口を形成する、請求項１に記載の撤去方
法。
【請求項３】既設コンクリート造建築物の躯体の開口
部に設置され周囲がモルタルで取り巻かれた窓枠の交換
方法であって、前記モルタルに、その屋内側または屋外
側の少なくとも一方の表面に開放しかつ前記躯体と前記
モルタルとの境界に接する少なくとも１つの開口を形成
すること、前記開口に膨張剤を充填し、前記膨張剤の体
積膨張による前記モルタルの破砕を生じさせること、前
記モルタルの破砕片を取り除くこと、前記窓枠を撤去す
ること、前記開口部の壁面を規定する前記躯体にその表
面に開放する複数の穴を形成すること、各穴にアンカー
部材を植え込むこと、前記開口部に新たな窓枠を設置す
ること、該窓枠を前記アンカー部材に固定すること、前
記新たな窓枠と前記躯体との間に新たなモルタルを充填
することを含む、窓枠の交換方法。
【請求項４】前記モルタルに超音波切削加工を施すこ
とにより前記開口を形成する、請求項３に記載の交換方
法。
【請求項５】前記躯体に超音波切削加工を施すことに
より前記穴を形成する、請求項３または４に記載の交換
方法。