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【発明の名称】 コンクリート基板用埋め込み材とその締結方法
【発明者】 【氏名】佐野 昌隆

【氏名】影山 一

【氏名】稲津 浩平
【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンクリート基板が未硬化の養生過程中に、底面に締結材を付着の埋め込み材をコンクリート基板に載置して一体形成することを特徴とするコンクリート基板用埋め込み材。
【請求項２】 中空の埋め込み材の底縁部に外部に排出可能な底開孔、又は表面に天井開孔の少なくとも何れか一方を形成してあることを特徴とする請求項１のコンクリート基板用埋め込み材。
【請求項３】 無垢の埋め込み材の表面にスリットを形成することを特徴とする請求項１のコンクリート基板用埋め込み材。
【請求項４】 平面板状の載置台上に必要に応じて鉄筋を組み立てた後、コンクリートを打設により型取られたコンクリート基板上に、底面に締結材を付着の埋め込み材を載置し、コンクリートの硬化によってコンクリート基板を連結固化することを特徴とする埋め込み材の締結方法。
【請求項５】 締結材は、非水溶性高分子材（アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、スチレンブタジエン樹脂、エポキシ樹脂等）を乳化剤によってエマルジョン化させた群より選ばれた少なくとも１種、又は２種以上の成分を１００重量部と、水に不溶解の粒子状物又は粉末状物を５〜４０重量部を含有することを特徴とする請求項１又は請求項４の埋め込み材の締結方法。
【請求項６】 締結材にセメント５〜１００重量部を含有することを特徴とする請求項５の埋め込み材の締結方法。
【請求項７】 締結材に常温硬化剤０．２〜２．０重量部を混合してなることを特徴とする請求項５又は請求項６の埋め込み材の締結方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート基板用埋め込み材とその締結方法であり、より詳細には、合成樹脂製の発砲成型品の埋め込み材をコンクリート基板が未硬化の養生中に定着させ、コンクリート基板の硬化によって、コンクリート基板に連結固化するコンクリート基板用埋め込み材とその締結方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来、建築物の床材や天井材等に使用されるコンクリート基板の軽量化、遮音効果を向上させる目的で、材料を中空化したり軽量の埋め込み材をコンクリート内部に埋め込んで使用することが一般に広く知られている。そして、このコンクリート基板用埋め込み材とその締結方法の例として特許第５６２２４７号公報がある。この公報に開示の概要を図３に示す、埋め込み材の表面斜視図（Ａ）、埋め込み材の裏面側の斜視図（Ｂ）、中空コンクリート基板の断面図（Ｃ）を参照して説明する。１は合成樹脂の発泡成型品で仕切壁２を介して中空部３が形成してある埋め込み材である。又、この埋め込み材の側面には、係止具１０用の止め部１０ａが形成してあると共に、底部には開孔９が形成してある。
【０００３】そして、前記埋め込み材１を使用して、中空コンクリート基板２０を組み立てるには、先ず、載置台上にトラス筋６を固定した格子状の鉄筋７をセットし、そして、その鉄筋７で囲まれた枠の中に混練りされたコンクリートを打設することによりコンクリート基板５を成型する。次に、コンクリート基板５が未硬化状態において、前記合成樹脂製の発泡成型品からなる下面が開口の中空部を持った箱状の埋め込み材１を所定位置に配置し、係止具１０を用いて埋め込み材１をコンクリート基板５に定着させる。そして、コンクリート基板５が蒸気養生により水和反応を経て硬化し、埋め込み材１はコンクリート基板５に連結固定されて、一体構造となる。このようにして製造した中空コンクリート基板を現場に搬入し、所定場所に設置後、上端筋を配筋した後に、現場コンクリートを打設して完成する。
【０００４】前記の中空コンクリート基板用埋め込み材とその締結方法は、搬送及び現場施工も簡略化できるし、埋め込み材１を現場においてコンクリートを打設すると、所定位置に中空部が形成され、軽量化及び遮音効果を図ることができる。また、前記埋め込み材１に形成の開孔９によって、中空部内の水分を除去したり、コンクリートが硬化するときに発生する水蒸気を取り除くことができ、コンクリート基板の乾燥を速やかに行うことができると共に、蒸気養生工程や現場での完成品を作成するときに生ずるひび割れやかびの防止をする旨が開示してある。また、埋め込み材１をコンクリート基板５に固定するにあたって、コンクリート基板が未硬化状態において、係止具１０を介して固定する方法が開示してある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記開示の発明において、コンクリート硬化時に発生する蒸気は、埋め込み材に形成の開孔（実施例では側面）が下部にあるため、養生中の結露しない水蒸気は埋め込み材に形成の中空部に残存し、養生期間が経過しても、乾燥不十分で、施工完了後、天井材に使用すると、仕上げ材にカビの発生原因となる。又、養生中の温度により、埋め込み材の片面が加熱されるので、膨張収縮により反りの発生因となる。また、埋め込み材をコンクリート基板に固定するには、係止具を介して行うので、コンクリートが未硬化状態で係止具をセットする必要が生じ、簡便に連結固定する方法が望まれているし、金属の係止具は分別収集において困難を来す。そこで、本発明は、かかる課題を解消するコンクリート基板用埋め込み材とその締結方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の埋め込み材は、コンクリート基板が未硬化の養生過程中に、底面に締結材を付着の埋め込み材をコンクリート基板に載置して一体形成するものであり、従来の係止具をなくすことができると共に、埋め込み材に締結材を予め付着しておくことができるので、管理が便利である。又、請求項２の埋め込み材は中空の埋め込み材に対するものであり、その中空の埋め込み材の底縁部に外部に排出可能な底開孔、又は表面に天井開孔の少なくとも何れか一方を形成してあるので、中空部内の水の除去、特に、天井開孔を介して水蒸気の除去ができるので、乾燥が早く、コンクリートのひび割れやかびの発生を防止することができる。
【０００７】請求項３の埋め込み材は、無垢の埋め込み材に対するものであり、その表面にスリットを形成することによって、コンクリートのひび割れを防止することができると共に、防音効果等の向上を図ることができる。請求項４の埋め込み材の締結方法は、平面板状の載置台上に必要に応じて鉄筋を組み立てた後、コンクリートを打設により型取られた未硬化のコンクリート基板上に、底面に締結材を付着の埋め込み材を載置する。そして、コンクリートが硬化によって埋め込み材とコンクリート基板を連結固化することによってコンクリート基板を得る。請求項５は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、非水溶性高分子材（アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、スチレンブタジエン樹脂、エポキシ樹脂等）を乳化剤でエマルジョン化した群より１種又は２種以上の混合物１００重量部（固形分：５０重量部）と、水に不溶解の粒子状物又は粉末状物、例えば、珪砂５〜４０重量部を含有することによって、接着強度の向上を図ることができる。尚、この珪砂、珪石は、シャモット等の水に溶解し難い骨材で粒子径が１０ｍｍ以下のもの、特に、０．５〜２．０ｍｍのものが望ましい。
【０００８】請求項６は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、セメント５〜１００重量部を混ぜることによって接着強度の向上を図ることができる。このセメント類には、ポルトランドセメントの他に、最強セメント、ホワイトセメント、フライアッシュセメント等の特殊セメント、更に、アルミナセメント、耐硫酸セメント、耐酸セメント等や石膏（硫酸カルシウム）等であってもよい。請求項７は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、締結材に常温硬化剤０．２〜２．０重量部を混合することによって、より強固に結合する。尚、この常温硬化剤には、例えば、カルボキシルメチルセルロース、メチルセルロース、澱粉、アルギン酸ナトリウム等の天然高分子系材、又は、ポリビニールアルコール、塩化ビニール共重合樹脂等の石油系高分子材などの群より選ばれた１種又は２種以上の混合したものを使用することによって、前記締結材が未硬化のコンクリートと接触したとき、コンクリートのアルカリ性水溶液と化学反応を、或いは、再溶解し、常温硬化して、より強固に結合する。
【０００９】
【実施例】本発明について、図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、埋め込み材の表面斜視図、図１（Ｂ）は埋め込み材の裏面図である。この埋め込み材３０は、図３に示す従来の埋め込み材１と同じ中空直方体状の合成樹脂（ポリセチレン、ポリエチレン、フェノール、ポリウレタン、ポリカーボネート等）の発泡体である。尚、この埋め込み材３０は、珪酸カルシウム、パーライト等の無機材であってもよい。又、埋め込み材３０は、従来と同じ形状（裏面内部に補強用の仕切り壁３２を介して中空部３１が形成）であるが、底縁部に外部に排出可能な底開孔３３が、側面から側面に到るまで連通して形成してあると共に、表面にも複数個の天井開孔３５が形成してある。尚、この天井開孔３５は、外部に対して先細形状であるので、中空内部からの水分は排出され易いが、外部からの進入を防止できる。
【００１０】そして、これらの底開孔３３と天井開孔３５は、中空のコンクリート基板５を製造するときに、コンクリートに含有の水分を底開孔３３から排出可能にすると共に、中空部内の水を天井開孔３５から排出可能にする。また、中空のコンクリート基板５に、現場等で打設したコンクリートが硬化するときに発生する水蒸気を容易に取り除くことができる。その結果、コンクリート基板５の乾燥を速やかに行うことができ、蒸気養生工程や現場での完成品を作成するときに生ずるコンクリートのひび割れやかびの防止をすることができる。
【００１１】次に、中空のコンクリート基板を組み立てる工程について説明すると、先ず、載置台にトラス筋６が固定され、必要に応じて格子状の鉄筋７をセットし、その鉄筋７で囲まれた枠の中に混練りされたコンクリートを打設することにより、コンクリート基板５を成型する（図３（Ｃ）に示す従来と同じ）。次に、コンクリート基板５が未硬化なうちに、合成樹脂製の発泡成型品からなる下面が開口で中空部を持った箱状の埋め込み材３０を所定位置に配置する。尚、この埋め込み材３０の底周部には、後記で詳述する、締結材が付着させて乾燥させてある。従って、締結部材を付着の埋め込み材３０は、乾燥状態で維持できるため、予め作成して保管しておくことができる利点がある。
【００１２】そして、前記コンクリート基板５の所定位置に、埋め込み材３０を配置すると、打設したコンクリートの蒸気養生により水和反応を経て硬化すると共に、埋め込み材３０は、締結材の化学反応によって硬化し、コンクリート基板５に連結固定されて一体構造となる。尚、この締結材は、コンクリート中の水分に溶解し、未硬化のコンクリート成分であるカルシウムイオン等のアルカリ性の可溶成分と反応を起こして再溶解したりして、セメントの水和反応と並行して加水分解又は塩基反応が終結し、埋め込み材とコンクリート基板の連結固化が図られる。従って、この締結材によって、従来、係止具１０を用いて埋め込み材１が固定されていたが、その係止具１０が不要になり、簡便にコンクリート基板と締結可能となる。
【００１３】次に、埋め込み材３０Ａが中空ではなく、無垢状態の発泡体を用いる場合について、図２を参照して説明する。埋め込み材３０Ａの材質、形状等は、従来と同じであるが、無垢であるため、底開孔３３と天井開孔３５は不要であるが、現場でコンクリートを打設した後に生ずるコンクリートのひび割れ防止や防音効果の向上を図るのに望ましく、天井部においては、短手方向（又は、長手方向）、適宜の間隔で、断面三角状のスリット３８ａを形成する（図２（Ａ））。又、埋め込み材３０Ａの底部には、前記スリット３８ａと垂直方向にスリット３８ｂを形成する（図２（Ａ））。尚、天井部と底部の双方に前記スリット３８ａ、３８ｂを形成する場合には、その交差部で連通し、コンクリートが底部のスリット（空間部）３８ｂに埋め込まれるように形成することが強度等を考慮して望ましい。又、このスリット３８ａ、３８ｂの形状は、前記三角状に限定されず、例えば、図２（Ｂ）に示すように台形状、４角状等、及びそれらの組合せであってもよく、その形成する間隔も、埋め込み材の材質等を考慮して選定する。また、この無垢の埋め込み材３０Ａは、コンクリート基板５に固定するには、前記中空埋め込み材３０と同様に、底部に締結材を付着して行うので、係止具を用いて埋め込み材を固定する必要がない。
【００１４】（実施例１）表１は使用した締結部材の混合比（重量部）、表２は使用した締結材（Ｃ）の付着量と接着強度（ｋｇｆ／ｃｍ2）の関係を示す。尚、埋め込み材（発泡スチロール）は４０倍発泡品（断面形状５０×５０ｍｍ）を使用し、コンクリートは未硬化状態（コンクリートを打設後３０分以内）において、締結材（Ｂ）で結合させた。
【００１５】
【表１】

ここで、珪砂は、珪砂８号（明星炉材（株））を使用。ＰＣは、ポルトランドセメント（太平洋セメント（株））を使用。可溶性シリカとしては、シリカヒューム（エスケーベー（株））を使用し、他にヒューズドシリカ、風化珪石（珪砂）、粘土（ベントナイト、セリサイト、セピオライト、カオリン、蛙目粘土、木節粘土）等がある。樹脂エマルジョンはウレタンエマルジョン等があり、アクリルエマルジョン（ヘキスト合成（株））を使用。尚、表１に示す樹脂エマルジョンの量は水分を含有状態であり、固形分は５０重量部である。ＣＭＣはカルボキシルメチルセルロース（セロゲン１２６０：ダイセル化学工業（株））の略称であり、その水溶液はチキソの高いのり水になる。又、メチルセルロースも使用可能であるが、チキソトロピーのある水溶液にはならない。
【００１６】尚、前記表１における締結材は、下記の要領で作成する。先ず、ポルトランドセメント、可溶性シリカ、ＣＭＣ、珪砂を乾燥混合する。そして、これらの乾燥品と乳化剤でエマルジョン化した樹脂エマルジョンをミキサー等によって混練し、流動性がよくなるように水を加えて、更に、２〜３分、混練する。尚、前記加える水量は樹脂エマルジョンに対して１０〜５０％程度である。又、この締結材は、刷毛、ローラー、スプレー等を介して塗布するため、これらの道具に合わせて流動性を考慮し、加える水量を選定する。又、表１における可溶性シリカは、セメントの増量材であり、埋め込み材である発泡スチロールの表面が発水性であるので、表面の濡れ特性を改善する目的で使用しているので、必ずしも添加する必要はないし、表示１における配合量は４重量部であるが、増減しても接着効果には影響がない。
【００１７】
【表２】

表２における（Ｓ）は、引っ張り試験において、界面剥離（発泡材（Ａ）が離脱）が生じたことを表し、（Ｔ）は発泡スチロールが破壊されたことを示す。この表２から、締結材の付着量を４００ｇ／ｍ2以上にすることによって、埋め込み材の接着力は、ブランク（締結材を付着しない状態で埋め込み材をコンクリート基板に埋め込んだ状態：０．７２ｆｋｇ／ｃｍ2）より強力である。又、試作１と他の試作を比較すると、珪砂（水に不溶解物）を含有することによって、未硬化コンクリートへの投錨効果が生じ、接着強度の向上を図ることができ、この珪砂は、樹脂エマルジョン１００重量部（固形分：５０重量部）に対して５〜４０重量部の範囲で混合することができるが、１０〜２０重量部が好ましい範囲である。
【００１８】（実施例２）この実施例２は、前記実施例１におけるＣＭＣの替りにポルトランドセメントを使用したものである。尚、締結材の作成や引っ張り試験の条件は実施例１と同じである。
【００１９】
【表３】

【００２０】
【表４】

この表４から、締結材にセメントを混合すると、コンクリート基板のコンクリート成分と水和反応を起こして、締結材がより融合するため接着強度が著しく向上し、セメントは、樹脂エマルジョン１００重量部（固形分：５０重量部）に対して５〜１００重量部を混合できるが、４０〜５０重量部の範囲が好ましい。
【００２１】（実施例３）この実施例３は、前記実施例２において、締結材にＣＭＣを混合したものを使用する。
【００２２】
【表５】

【００２３】
【表６】

締結材を埋め込み材に付着させる場合、刷毛、ローラー、スプレー等で実施するが、埋め込み材とコンクリート基板の何れに対しても、密着性の向上を図るためにＣＭＣを混合すると、締結材の付着厚みを厚くすることができ、安定した接着強度を得ることができる。尚、このＣＭＣの混合は、樹脂エマルジョン１００重量部（固形分：５０重量部）に対して０．２〜２．０重量部の範囲で混合可能であるが、好ましいの範囲は０．８〜１．２重量部である。
【００２４】（実施例４）本実施例における締結材は前記実施例１と同様に作成し、コンクリートが未硬化状態（未硬化１：打設後３０分後、未硬化２：打設後６０分後、未硬化３：打設後９０分後）に対しては、埋め込み材（発泡スチロール）に予め締結材（６００ｇ／ｍ2）を塗布し、この締結材が乾燥後にコンクリートに接着したものである。又、コンクリートを打設後、１日経過後、及び７日経過後においては、埋め込み材（発泡スチロール）に締結材（６００ｇ／ｍ2）を塗布した直後にコンクリートに接着したものである。
【００２５】
【表７】

【００２６】
【表８】

この表８におけるブランクは、締結材を用いなくて、埋め込み材をコンクリート基板に接合させた場合である。又、埋め込み材を未硬化コンクリート基板に接着させる場合には、コンクリートの打設後、速やかに埋め込み材を接着させることが望ましいし、セメントと樹脂エマルジョンが多いほど、接着力の向上を図ることができる。又、硬化したコンクリート基板に埋め込み材を接着する場合にも、セメントと樹脂エマルジョンが多いほど、接着力の向上を図ることができるが、特に、樹脂エマルジョンが多いほど安定した接着力を得ることができる。尚、締結材は、珪砂（１０〜２０重量部）、セメント（４０〜５０重量部）、樹脂エマルジョン（１００重量部）（固形分：５０重量部）が最適な混合比である。
【００２７】尚、前記は埋め込み材としてポリスチレンの発泡体について実施したが、ポリエチレン等、他の発泡成型品を用いても同様な結果であった。又、本発明は、コンクリート構造物に発泡体を接着するものであり、前記コンクリート基板の他に、コンクリート壁、床等に断熱材、防音材等として接着することに使用したりできるし、コンクリートはポルトランドセメント等の他、石膏ボードやＡＬＣボード等に発泡体を接着することにも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の埋め込み材は、締結材を介してコンクリート基板に一体化するので、従来の係止具を介することなく簡便に結合できる。又、請求項２の埋め込み材は、中空の埋め込み材に底開孔又は天井開孔の少なくとも何れか一方を形成することによって、中空部内の水の除去、特に、天井開孔を介して水蒸気の除去ができるので、乾燥が早く、コンクリートのひび割れやかびの発生を防止することができると共に、防音効果の向上を図ることができる。請求項３の埋め込み材は、無垢の埋め込み材に対するものであり、その表面にスリットを形成することによって、コンクリートのひび割れを防止することができる。請求項４の埋め込み材の締結方法は、底面に締結材を付着の埋め込み材とコンクリート基板を簡便に連結固化することができる。請求項５は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、未硬化又は硬化状態のコンクリート基板に容易に埋め込み材を締結することができる。請求項６は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、セメントを混ぜることによって接着強度の向上を図ることができる。請求項７は埋め込み材の締結に使用する締結材であって、締結材に常温硬化剤を混合することによってより強固に結合する。
【出願人】 【識別番号】５０１０２１６７８
【氏名又は名称】株式会社セラフト
【出願日】 平成１３年１月１７日（２００１．１．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００９５２７８
【弁理士】
【氏名又は名称】犬飼 達彦
【公開番号】 特開２００２−２１０７２６（Ｐ２００２−２１０７２６Ａ）
【公開日】 平成１４年７月３０日（２００２．７．３０）
【出願番号】 特願２００１−８３９２（Ｐ２００１−８３９２）