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鉄道技術

超高強度繊維補強コンクリート製薄肉埋設型枠
「サクセム®パネル」

施工性(軽量)と
耐久性(耐塩害・耐凍結・耐中性化・耐摩耗性)に
優れた埋設型枠を実現

サクセムパネルは、超高強度繊維補強コンクリート「サクセム(SUQCEM)」を用いた埋設型枠で、従来のコンクリート製の埋設型枠に比べ、施工性の向上、強度特性の向上、構造物の高耐久化に関してより優れた性能を実現しています。

材料として用いるサクセムは、日本独自のエトリンガイト生成系高強度化技術と繊維補強技術により構築した超高強度繊維補強コンクリート(UFC)で、通常のコンクリートに比べて格段に高い強度特性、優れたひび割れ分散性、耐久性を有します。サクセムは、羽田空港D滑走路の桟橋床版などに用いられ、超高強度繊維補強コンクリートとして土木学会技術評価証を取得しています。

図版:施工性に優れたサクセムパネル

施工性に優れたサクセムパネル

キーワード

コンクリート製薄肉埋設型枠、埋設型枠、施工合理化・省力化、急速施工、耐久性向上、
耐塩害、耐凍結、耐中性化、耐摩耗性、軽量
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サクセムパネルの優れた施工性

①施工の省力化・合理化・急速施工

サクセムの高い強度特性、優れたフレッシュ性状により薄肉軽量の埋設型枠が製作可能です。従来のコンクリート埋設型枠に比べ軽量であるため、運搬、組立が容易となり、施工の省力化、合理化、急速施工が可能となります。

②コンクリートとの優れた一体性能

サクセムパネルの裏面に施された加工により、後打ちコンクリートと一体化が図れます。鉄筋のかぶりとして考慮できるとともに、圧縮部材の一部として考慮することが可能です。

図版:厚さ10mmのサクセムパネル

厚さ10mmのサクセムパネル

図版:200万回疲労試験後のサクセムパネルと後打ちコンクリートの界面部

200万回疲労試験後のサクセムパネルと後打ちコンクリートの界面部

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特長・メリットココがポイント

高い耐塩害性

塩化物イオンの浸透促進試験(温海水乾湿繰返しによる促進試験)の結果、通常のモルタルと比較して極めて高い遮塩性を有していること(見掛けの塩化物イオン拡散係数0.0018cm2/年)を確認しています。外部から侵入する塩化物イオンから内部鋼材の発錆を防ぐことができます。

図版:塩化物イオンの浸透状況

塩化物イオンの浸透状況
(EPMA画像:赤い部分がCl-浸透範囲)

優れた耐凍結融解性

JIS A 1148「コンクリート凍結融解性試験」(水中凍結融解試験方法)で3,000サイクルでも劣化しないことを確認しています。凍結融解が問題となる寒冷地においても優れた耐久性を発揮します。

図版:凍結融解試験結果

凍結融解試験結果
(3,000サイクル以上で、質量・動弾性係数の低下なし)

突出した耐中性化性

JIS A 1153「中性化促進試験」(20℃、湿度60%、CO2ガス濃度5%、113週)の結果、全く中性化しないことを確認しています。中性化による内部鋼材の発錆を防ぐことができます。

図版:促進中性化試験結果(113週)

促進中性化試験結果(113週)
(赤褐色部は中性化していない、中性化深さ0mm)

高強度コンクリートよりも優れた耐摩耗性

サクセムは耐摩耗性に優れており、高強度コンクリートの2~3倍の耐摩耗性を有しています。水路の底面や側面、河川内橋脚の補修・補強などに適しています。

適用実績

図版:近鉄花園高架橋

近鉄花園高架橋

場所:大阪府東大阪市

竣工年:2009年6月

発注者:近畿日本鉄道

規模:埋設型枠114枚
(埋設型枠標準寸法40mm×800mm×1,747mm)

図版:新桂沢ダム取水塔

新桂沢ダム取水塔

場所:北海道三笠市

竣工年:2012年3月

発注者:国土交通省北海道開発局

規模:埋設型枠120枚
(埋設型枠標準寸法 40mm×1,300mm×1,500mm)

コンクリート剥落防止用繊維
「バルチップPW・Jr」

ポリプロピレン製短繊維のコンクリートの剥落防止用繊維

近年、コンクリート構造物において、第三者に対する安全性の確保が強く望まれるようになり、施工性および経済性に優れたコンクリートの剥落防止技術が求められています。

バルチップPW・Jrはポリプロピレン製の短繊維であり、連糸状に連なった繊維が、アジテータ車の高速攪拌により単糸に分かれ、コンクリート中に均一に分散します。そのため、コンクリートの体積比0.05vol%以上というごく少量の混入率で十分な剥落防止性能を発揮します。また、コンクリートのフレッシュ性状、施工性および強度特性にほとんど影響を与えません。

※バルチップは萩原工業株式会社の登録商標です。

NETIS CG-070019-V

図版:ポリプロピレン繊維(バルチップPW・Jr;密度0.91g/cm³)

ポリプロピレン繊維(バルチップPW・Jr;密度0.91g/cm3

キーワード

繊維補強コンクリート、剥落防止、トンネル覆工コンクリート、橋梁上部コンクリート
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使用方法

一般のレディーミクストコンクリート工場で製造したコンクリートに、現場にて繊維を投入します。バルチップPW・Jrは、軽量で扱いやすいため、繊維投入に伴う煩雑な作業を軽減できます。繊維投入の際には、特殊な機械を必要とせず、アジテータ車を高速撹拌させることで、繊維は一様に分散します。

図版:アジテータ車へのバルチップPW・Jrの投入状況

アジテータ車へのバルチップPW・Jrの投入状況

図版:アジテータ車へのバルチップPW・Jrの投入状況

特長・メリットココがポイント

優れた剥落防止性能を確認

剥落防止性能確認のため、静的破砕剤を膨張させ、さらにかぶり部に打撃を加えてコンクリートの剥落状況を観察しました。

  • バルチップPW・Jrを混入の場合600回の打撃でもかぶり部は剥落しません。

図版:剥落防止性能(かぶり部打撃試験)

剥落防止性能(かぶり部打撃試験)

通常コンクリートとほぼ同等の施工性

  • バルチップPW・Jrは、分散性に優れ、吸水しない繊維であるため、混入によるスランプへの影響はほとんどありません。
  • 空気量、ブリーディング量などのフレッシュ性状は,バルチップPW・Jrを混入しない配合とほぼ同等であり、ポンプ施工も可能です。
  • 締固め、こて仕上げなどの施工性についても、通常のコンクリートとほぼ同等です。

図版:フレッシュ性状試験結果

フレッシュ性状試験結果

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適用実績

図版:吾妻線岩島・長野原間付替第二吾妻川B

吾妻線岩島・長野原間
付替第二吾妻川B

場所:群馬県吾妻郡

竣工年:2010年2月

発注者:東日本旅客鉄道

規模:7,600m3

図版:中央線西国分寺・国立駅間高架橋

中央線西国分寺・国立駅間
高架橋

場所:東京都国立市

竣工年:2009年1月

発注者:東日本旅客鉄道

規模:5,780m3

図版:平成20-22年度 中畑トンネル

中畑トンネル

場所:愛媛県宇和島市

竣工年:2010年8月

発注者:国土交通省四国地方整備局

規模:1,020m3

学会論文発表実績

  • 「ポリプロピレン繊維の形状がコンクリートの靱性改善効果に及ぼす影響」,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.55,2000年
  • 「剥落防止を目的とした繊維補強コンクリートの実橋への適用性検討」,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.56,
    2001年
  • 「剥落防止を目的とした有機系繊維補強コンクリートに関する研究」,コンクリート工学年次論文集,Vol.23,No.1,2001年

浸透性吸水防止材「マジカルリペラー®

コンクリートの耐久性を向上させる表面含浸工法

コンクリート構造物は、海岸地域では飛来塩分による塩害、寒冷地域では凍結融解の繰り返し作用による凍害など、環境条件や使用条件によっては早期に劣化が進行します。これらの劣化にはコンクリートに浸透する水が影響しているため、水の浸透を防止することによって劣化の進行を大幅に抑制することができます。

マジカルリペラーは、コンクリート表面にシリコーン樹脂の吸水防止層を形成して、コンクリート内部への水や劣化因子の浸透を防止する材料です。塩害・凍害・アルカリ骨材反応などの劣化進行を遅らせて、コンクリート構造物の耐久性を向上させます。新設構造物の予防保全対策及び補修した構造物の再劣化防止対策のいずれにも適用することができます。

マジカルリペラーはクリーム状であるためコンクリート表面への付着性が良好であり、鉛直面や天井面にも容易に塗布することができます。

特許登録済

図版:マジカルリペラー

マジカルリペラー

キーワード

コンクリート構造物、浸透性吸水防止材、表面含浸材、耐久性向上、予防保全、劣化防止、塩害、凍害、アルカリ骨材反応
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施工方法

マジカルリペラーは、コンクリート表面に塗布するだけで吸水防止効果を発揮します。施工条件として、コンクリートの表面水分率は5%程度が目安であり、塗布・養生中の外気温は0℃以上であることが必要です。コンクリート表面に付着した汚れを落とす程度(新設構造物では型枠剥離剤を除去する程度)の簡単な下地処理を行った後に、ローラー刷毛またはエアレススプレーを用いて塗布します。マジカルリペラーはペースト状の材料であるため、塗布の際に飛散や液ダレが生じにくく、1回の塗布作業で所定の使用量を付着させることができます。塗布後1日程度は、水に濡れない状態で養生を行います。

図版:ローラー刷毛による施工状況

ローラー刷毛による施工状況

図版:エアレススプレーによる施工状況

エアレススプレーによる施工状況

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特長・メリットココがポイント

優れた吸水防止効果

マジカルリペラーを塗布することで、コンクリート表面に水滴を通さない吸水防止層を形成します。

  • 表面から数mm程度まで含浸して吸水防止層を形成するため、長期間にわたる吸水防止効果の持続が期待できます。
  • 吸水防止層はコンクリートと化学的に結合するため、塗膜のような浮き・剥離を生じることがありません。

図版:コンクリート表面付近の吸水防止層

コンクリート表面付近の吸水防止層

コンクリートの耐久性を向上

マジカルリペラーを塗布するだけで、コンクリート構造物の耐久性が向上します。

  • 外部から水滴や塩化物イオンの浸透を防止するので、塩害環境においても内部鉄筋の腐食を防止します。
  • コンクリート内部の水分を水蒸気の形で外部へ発散させるため、凍害やアルカリ骨材反応の進行抑制が期待できます。

図版:吸水防止層のイメージ

吸水防止層のイメージ

コンクリートの質感を維持

コンクリートに含浸させたマジカルリペラーは無色透明となるため、コンクリートの質感を変化させません。

  • 施工後にコンクリート表面の状態を目視確認できるので、点検や追跡調査などに支障しません。

図版:塗布後のコンクリート表面

塗布後のコンクリート表面

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適用実績

図版:新東名高速道路 引佐地区はく落対策

新東名高速道路
引佐地区はく落対策

場所:静岡県浜松市

竣工年:2012年2月

発注者:中日本高速道路

規模:塗布面積 42,197 m2

図版:新東名高速道路 富士東はく落対策

新東名高速道路
富士東はく落対策

場所:静岡県富士市

竣工年:2012年4月

発注者:中日本高速道路

規模:塗布面積 18,810 m2

図版:新東名高速道路 掛川地区はく落対策

新東名高速道路
掛川地区はく落対策

場所:静岡県島田市、掛川市、磐田市

竣工年:2012年5月

発注者:中日本高速道路

規模:塗布面積 96,485 m2

学会論文発表実績

  • 「シラン・シロキサン系撥水材の開発」,コンクリート工学年次論文集,Vol.22,No.1,2000年
  • 「シラン・シロキサン系撥水材の塗布方向に関する一実験」,コンクリート工学年次論文集,Vol.23,No.1,2001年
  • 「シラン・シロキサン系浸透性吸水防止材によるコンクリートの耐久性向上に関する検討」,コンクリート工学年次論文集,Vol.24,No.1,2002年
  • 「浸透性吸水防止材を塗布したコンクリート海洋環境暴露試験」,土木学会第57回年次学術講演会論文集Ⅴ,2002年9月

プレートフック・プレートナット

鉄筋組立を合理化できる機械式定着工法

プレートフックはせん断補強鉄筋に用いる機械式定着工法で、主鉄筋や配力筋に楔状のプレートをかけることにより、耐震性(靱性)確保も期待できます。

プレートナットは、主鉄筋の定着に用いる機械式定着工法で、杭頭や柱梁の接合部など鉄筋が過密配置となるのを解消できます。また、靱性能を期待しないスラブなどの部材ではせん断補強鉄筋としても適用可能です。

※プレートフックは東京鉄鋼株式会社の登録商標です。

【プレートフック】

特許登録済
NETIS KT-070015-V
建設技術審査証明 0511

【プレートナット】

特許登録済
NETIS KT-130035-A
BCJ評定 RC0213-02
CBL RC002-10

図版:従来工法(左)とプレートフック適用時(右)の比較

従来工法(左)とプレートフック適用時(右)の比較

キーワード

鉄筋工、機械式定着、主鉄筋、せん断補強鉄筋
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特長・メリットココがポイント

施工性を向上させるプレートフック

耐震性能向上が期待できる、せん断補強鉄筋です。

  • 定着性能は、半円形フックと同等以上
  • 複雑な配筋も、フックがないため施工性向上
  • 分離型で現場での柔軟な対応が可能
  • トータルコストの低減

図版:壁部材への適用例

壁部材への適用例

プレートナットの主鉄筋への適用

主鉄筋の定着に適用すると以下の効果があります。

  • 柱・梁のおさまり部の簡素化
  • 定着強度は標準フックと同等以上
  • 複雑なフックが無くなり施工性が向上
  • 一般評定を取得済(建築対応)

図版:プレートナット(主筋定着部への適用)

プレートナット(主筋定着部への適用)

プレートナットのせん断補強鉄筋への適用

必要な耐震性能レベルによっては、せん断補強鉄筋の定着でも活用できます。

  • 定着性能は半円形フックと同等以上
  • 定着部がコンパクトで施工性が大幅に向上
  • 鉄筋と定着金物が分離型なので、現場での調整が容易

図版:プレートナット(せん断補強鉄筋への適用)

プレートナット
(せん断補強鉄筋への適用)

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適用実績

図版:鉄道技術

鉄道構造物への適用にあたっては、鉄道・運輸機構の「配筋の手引き」を参考にしてください。

【プレートフック】

  • 東日本旅客鉄道:吾妻線岩島・長野原間付替第2吾妻川B新設工事
  • 西日本鉄道:福岡外環道路 西鉄井尻アンダーパス工事
  • 九州旅客鉄道:諸岡BV新設他2工事
  • 小田急電鉄:代々木上原駅・梅ヶ丘駅間線増連続立体交差工事

【プレートナット】

  • 西武鉄道:西武拝島線萩山~小川間第3立体交差工事
  • 東武鉄道:高架橋耐震補強その2工事の内その4工事

学会論文発表実績

  • 「機械式定着工法の研究開発の概要」,日本建築学会大会学術講演梗概集(中国),1999年9月
  • 「機械式定着の引抜実験による耐力(その1 実験計画及び破壊性状)」,日本建築学会大会学術講演梗概集(中国) ,1999年9月
  • 「機械式に定着された外柱梁接合部の構造性能に関する研究(その1 試験体と実験概要)」 ,日本建築学会大会学術講演梗概集(中国),1999年9月
  • 「特殊定着金物を用いたせん断補強鉄筋の接合部強度および定着性能に関する基礎実験」,土木学会第59回年次学術講演会,2004年9月
  • 「中間帯鉄筋に特殊定着金物を用いた柱部材の交番載荷試験」,土木学会第59回年次学術講演会,2004年9月
  • 「高強度太径鉄筋の機械式定着工法の検証結果」,土木学会第65回年次学術講演会,2010年9月

補強土併用一体化橋梁

耐震・維持費削減に優れた橋梁構造を実現
新設及びリニューアル双方に対応

わが国における一般的な単径間橋梁は、支承を介して橋台で橋桁を支えますが、地震時安定性は潜在的に低く、支承自体や背面盛土の沈下・変形が維持管理上の弱点となります。橋台と橋桁をラーメン構造で一体化するインテグラル橋梁でも背面盛土の問題は解決されないため、インテグラル橋梁の利点を活かしつつ、補強土工法の一種であるRRR工法(Reinforced Railroad/road with Rigid Facing method)を用いて、背面盛土の補強とともに橋台へ結合することによって盛土・橋台・橋桁の一体化を図るのが補強土併用一体化橋梁です。

特許登録済及び特許出願中
2011年度国際ジオシンセティックス学会 日本支部論文賞

図版:補強土併用一体化橋梁の位置づけ

補強土併用一体化橋梁の位置づけ

キーワード

ジオテキスタイル、補強土、インテグラル橋梁、一体化、耐震、RRR工法
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RRR工法を応用した補強土併用一体化橋梁

RRR工法とは、土中に引張り補強材を配置して土自身の安定化を図るとともに、剛性の高い一体型壁面を打設して変形抑制効果の大きい急勾配擁壁を構築する技術です。新設用として、面状補強材であるジオテキスタイルを敷設する盛土補強土壁工法と、既設盛土に対して、棒状補強材のラディッシュアンカーなどを打設する切土補強土壁工法に大別されます。

ここで、RRR工法における壁面を橋台ととらえれば、補強土併用一体化橋梁は、盛土補強土壁を応用して背面盛土と橋台を一体化させる新設タイプ(橋台と橋桁はインテグラル橋梁で一体化)と、老朽化した既設橋梁に対して、切土補強土壁を応用して背面盛土と橋台を一体化させ、橋台と橋桁の隅角部についてはコンクリート巻立てや頬杖補強などで剛結一体化させるリニューアルタイプに分けられます。

図版:新設タイプのRRR工法

新設タイプのRRR工法
(ジオテキスタイルを敷設する盛土補強土壁工法)

図版:既設盛土に対するリニューアルタイプのRRR工法

既設盛土に対するリニューアルタイプのRRR工法
(ラディッシュアンカーなどを打設する切土補強土壁工法)

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特長・メリットココがポイント

新設タイプ ─ 施工性と安定した構造性能を実現

鉄道総研、東急建設、鉄建建設、クラレ、複合技研、東京理大との共同研究として、鉄道総研内の盛土試験場に新設タイプの試験橋梁を施工しました。なお、背面盛土については、RRR工法に基づいて施工しました。

  • 一体壁面打設の高い剛性を確認するとともに、橋梁躯体(橋台と橋桁)と背面盛土の一体化も、RRR工法の延長線上で施工できることを確認できました。
  • 温度の季節変動等による変状がなく、安定した構造であることが確認できました。

図版:試験橋梁全景(新設タイプ)

試験橋梁全景(新設タイプ)

図版:橋桁部の施工状況(新設タイプ)

橋桁部の施工状況(新設タイプ)

リニューアルタイプ
─地震時一体性と優れた構造性能を実現

鉄道総研からの受託研究として、鋼桁と橋台を一体化させた隅角部の実大規模の載荷試験を実施。鋼桁と橋台躯体の一体化、鋼桁と橋台パラペットの一体化という二つの構造について確認しました。

  • いずれの構造も地震時断面力に対して一体性を確保され、十分な耐力を有していることを確認し、その結果をもとに設計方法を整理することができました。

図版:鋼桁と橋台躯体を一体化させた隅角部模型の載荷試験

鋼桁と橋台躯体を一体化させた隅角部模型の載荷試験
(リニューアルタイプ)

学会論文発表実績

  • 「GRS一体橋梁(実物大試験)の施工と動態観測」,ジオシンセティックス論文集,第24巻,2009年12月
  • 「補強土工法を併用したインテグラル橋梁の試験施工」,基礎工,Vol.38,No.2,2010年2月
  • 「The construction of geosynthetic-reinforced siol (GRS) integral bridge」,9IGS(Brazil) ,2010年5月
  • 「補強土併用一体橋梁の開発」,鹿島技術研究所年報,第59号,2011年9月
  • 「盛土・橋台・橋桁の一体化橋梁構造 ─RRR工法とインテグラル橋梁の融合─」,土木施工,Vol.53,No.9,2012年9月

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