JP4381357B2 - Method for increasing the adhesion of steel - Google Patents

Description

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。  The present invention relates to a method for improving the adhesion characteristics between a steel material such as a reinforcing bar, a steel frame, and an anchor member of a concrete structure and concrete.

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。   In a concrete structure such as reinforced concrete or steel reinforced concrete, a method of providing irregularities on the surface of the steel material is generally used in order to enhance the adhesion characteristics of the steel material such as the reinforcing steel, the steel frame, and the anchor member.

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）。 Further, for example, as shown in Patent Document 1, a technique is also disclosed in which a polymer cement layer is formed between a reinforcing bar surface and concrete, and the adhesion characteristics of the reinforcing bar and concrete are improved by the effect of the polymer cement layer. .
When a tensile force acts on the reinforcing bar, the force is transmitted to the polymer cement layer 4 shown in FIG. 4 due to the adhesion force and the like, and further, the force is transmitted to the concrete 3 due to shear deformation and compression deformation generated in the polymer cement layer 4. Is done. At this time, since the interface between the polymer cement layer 4 and the concrete 3 has an uneven shape as a whole, the tensile force is transmitted to the concrete 3 on average (see, for example, Patent Document 1). .

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）。
特開平１０−１５２９４０号公報 特開昭６４−０９０３６６号公報 In addition, a technique is also disclosed in which an adhesive layer such as a water-reactive epoxy resin, an ethylene sac resin, or a rubber latex polymer mortar is provided on the surface of the reinforcing bar, and the adhesion performance is enhanced by the interposition of the adhesive layer (for example, Patent Documents). 2).
JP-A-10-152940 JP-A 64-090366

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。   However, in the method of interposing the polymer cement layer and the adhesive layer described in Patent Documents 1 and 2, when a tensile force acts on the reinforcing bar, the friction force at the interface between each layer and the reinforcing bar and the interface between each layer and the concrete Stress is transmitted from the reinforcing bars to the concrete. Therefore, it can be said that the adhesive force between the concrete and the reinforcing bar depends on the frictional force at both interfaces. Since the area of the interface cannot be enlarged so much, there is a limit to increasing the adhesion strength between the reinforcing steel and the concrete by increasing the frictional force.

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。   Then, this invention makes it a subject to further raise the adhesion strength of the steel material surface and concrete.

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。 In order to solve the above-described problems, the present invention arranges an additive having the performance of making concrete dense around a steel material embedded in a concrete structure, and casts the concrete around the additive. The concrete around the steel material was made solid, and the adhesion performance between the concrete and the steel material was enhanced by the solidification.
If it does in this way, the concrete around steel materials will become solid by the effect of an additive, and the surrounding concrete will become easy to adhere to steel materials integrally. For this reason, the adhesion strength between the concrete and the steel surface can be increased. Here, being solid means that the additive and the unreacted calcium in the concrete are bonded and hardened by the pozzolanic effect. This effect improves the adhesion performance between the steel material and the concrete.

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。   As the additive, silica fume, blast furnace slag, fly ash, ceramic powder such as alumina, or glass powder can be employed.

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。   Further, short fibers of inorganic or organic material may be disposed around the steel material instead of the additive, and concrete may be placed around the steel material. Inorganic or organic short fibers arranged around the steel material can make the concrete dense, and can exert the same effect as the additive.

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。   In the present invention, since the concrete around the steel material is made dense, the adhesion strength between the steel material surface and the concrete can be increased.

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。   One embodiment is described below. FIG. 1 shows the surface of a deformed reinforcing bar 1 provided with knots 2 at a predetermined interval, by applying an additive 5 that increases the adhesion performance between the concrete and the deformed reinforcing bar 1 by making the concrete dense. This shows a state in which concrete is laid.

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。 In this embodiment, a siliceous admixture is used as the additive 5. The siliceous admixture is effective in improving the strength, erosion resistance, and water tightness by mixing siliceous materials such as blast furnace slag and fly ash. This utilizes the reactivity (pozzolanicity) with calcium hydroxide generated by the hydration reaction of cement.
In addition to this, for example, silica fume, blast furnace slag, fly ash, ceramic powder such as alumina, or glass powder can be used as the additive 5. In the case of using any additive 5, the effect of the additive 5 can make the concrete 3 dense and exert an effect of enhancing the adhesion between the deformed reinforcing bar 1 and the concrete 3. If the adhesion between the deformed reinforcing bar 1 and the concrete 3 is increased, it is possible to prevent cracks generated in the concrete structure or to improve the proof stress of the structure.
Further, according to the above method, it is not necessary to knead the additive so that the additive spreads over the entire concrete as in the conventional case, so that the effect of enhancing the adhesion force can be exhibited with a very small amount.
Note that when the additive 5 is disposed, an adhesive layer or the like as in the conventional example may be provided so that the additive 5 is easily fixed around the deformed reinforcing bar 1. In the case of providing an adhesive layer or the like, for example, when the additive 5 is a powder, the surface of the particles of the powder may be coated with an adhesive, or a water-soluble adhesive may be applied to the steel surface. After thinly applying, an additive may be arranged directly around the steel material. In this case, the additive 5 is easily fixed around the deformed reinforcing bar 1 due to the effect of the coated adhesive. These adhesives may be used to such an extent that the additive 5 does not fall off when placing concrete.

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。   Further, as a means for arranging the additive 5, a mode in which the additive 5 is applied by a technique such as brushing, spraying or dobbing is conceivable. In addition, a sheet impregnated with the additive may be deformed. You may wind around the predetermined position of the reinforcing bar 1. The sheet is preferably soluble in the concrete 3.

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。 Further, as another embodiment, a structure in which a fibrous reinforcing material made of inorganic or organic short fibers is arranged on the surface of a steel material and concrete is cast around it can be adopted.
According to this technique, the concrete around the reinforcing bar can be made dense by the reinforcing effect of the inorganic or organic material short fibers, and the effect of enhancing the adhesion between the deformed reinforcing bar and the concrete can be exhibited. If the adhesion between the deformed reinforcing bar and the concrete increases, it is possible to prevent cracks generated in the concrete structure or to improve the proof stress of the structure.

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。   The additive 5 and the fibrous reinforcing material made of short fibers of inorganic or organic materials can be applied to all steel materials used in concrete structures, for example, reinforcing bars, steel frames, anchor members, etc. It is good to use it for steel materials near places where cracks are a problem, such as reinforcements for lap joints and beam-column joints and reinforcements around beam through holes.

実験例Experimental example

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。 The following experiment was conducted to determine how much the adhesion performance between the deformed reinforcing bar and the concrete is increased by arranging the additive around the deformed reinforcing bar.
In the experiment, the load when the deformed reinforcing bar shown in FIG. 3 was pulled out in the direction of the arrow in the figure and the axial displacement of the deformed reinforcing bar were measured. The experimental results are shown in FIG.
Additive 1 uses fly ash, and additive 2 uses alumina.

一実施形態の要部拡大断面図The principal part expanded sectional view of one embodiment 実験例の荷重と変位との関係を示すグラフGraph showing the relationship between load and displacement in the experimental example 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The figure which shows the situation where a deformed reinforcing bar is pulled out from concrete in an experimental example 従来例の要部拡大断面図Main section enlarged sectional view of the conventional example

符号の説明Explanation of symbols

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 1 Deformed bar (steel)
2 Node 3 Concrete 4 Polymer cement layer 5 Additive

Claims (2)

コンクリート構造物に埋設される鋼材１の表面に水溶性接着材を塗布した後、その鋼材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。 After applying a water-soluble adhesive to the surface of the steel material 1 embedded in the concrete structure, an additive material 5 having the ability to solidify the concrete is placed around the steel material 1 and the concrete 3 is placed around the steel material 1 By doing so, the concrete 3 surrounding the steel material 1 is made dense, and the adhesion performance between the concrete 3 and the steel material 1 is enhanced by making the concrete 3 solid. 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。   The method for enhancing the adhesion of steel materials according to claim 1, wherein the additive 5 is ceramic powder such as silica fume, blast furnace slag, fly ash, alumina, or glass powder.

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