[JPN] 融接合カプラー > Welding Coupler, Rebar coupler

融接合カプラー

耐震性能を持つ鉄筋連結カプラー
#鉄筋カプラー(Rebar coupler), #耐震性能(Seismic-risistant rebar connection)

① 発明特許：第10-1906921号
鉄筋に融接合するタイプのカプラー
鉄筋の両端部を3~4mm溶かして鉄と鉄を接合させる融接方式である。

② 発明特許：第10-2022-088475号
フラックスを利用した融接タイプのカプラー

ウェルディングカプラーの特性

ウェルディングカプラーは融接合時にSD600鉄筋を基準として試験をしたが、国土交通部または建設協会の規定ではSD600以上の材質は溶接形式の接合を勧奨していない。その理由は、SD600鉄筋材質は強度を高めるためにC(カーボン)成分が0.3%以上含有されているが、そのC成分が空気中のO₂と反応して融接合時に大量のCO₂気泡を形成させるためである。

その気泡は、地震や外力によって揺れる時に3軸の引張力が生じて鉄筋が折れる原因となるため、強度を高めるためにC成分を多く含有している鉄筋の溶接には接合を制限しているが、当社のウェルディングカプラーは融接合時に1800Aで1秒未満接合するため、写真の通り気泡の形成が「0」で材質が完璧であり、引張強度780~840N/mm2(ニュートン)のSD600材質を融接合した後の引張強度は約720~760N/mm2であった。その理由は、原材料の鉄筋SD600は約850~880℃で圧延し、約680~740℃で水冷で焼きを入れ(Quenching)て強度を高めるが、融接合タイプで溶接するとある程度の降伏が伴うため、約50~80N/mm2の引張強度の弱まりは不可避である。これは溶接後に徐冷するためである。

しかし、このような現象から材質内の気泡による欠陥だけでもなくなれば若干の強度の弱まりは構造設計の段階で本数を追加(同じ断面積の柱内で総70kg/mm2の引張強度を持つ9本の鉄筋の柱があれば70×9=630kg/mm2の引張強度を発揮するが、80kg/mm2の鉄筋が同じ力を出すためには8本の鉄筋があればよいという意味)することで解決でき、一番重要なICC-ES(アメリカ建築資材規定)の残留変型量、即ち引張スリップ0.3mm以内の規定を満たせば耐震性能が認められるということである。低周波試験や引張試験時に初期引張スリップが「0」でなければならないということであるが、それを満足させるカプラーはウェルディングカプラーだけである。

[ ウェルディングカプラーの融接合デモ動画 ]

耐震性能と引張強度

マンション施工時の柱の内部構造は、鉄筋の継手により骨組みを構成し、コンクリートを打設・養生させて完成させる。地震のように外力によって揺れ動く引張力は鉄筋が支え、押し付ける圧縮荷重はコンクリートが支えるが、地震の揺れにより鉄筋が0.3mm以上増加すると鉄筋を覆っているコンクリートが剥離し、剥離すると重さを支えることができずに建物が崩れてしまうため、引張スリップ0.3mmが耐震性能においては非常に重要な規定である。

[ ウェルディングカプラーの引張性能試験 ]

2種類のタイプ

フラックスタイプのウェルディングカプラーは、上記のウェルディングカプラーとほぼ同じ形式であるが、気泡を「0」にさせるために不活性ガスを使用せず、当社が開発したフラックスをセラミックカプラーに充填して自動溶接治具で溶接すると、気泡「0」の断面と引張強度720~780N/mm2の鉄筋連結製品を具現することができる新工法である、

TYPE-1. ウェルディングカプラー

鉄筋融接合タイプのカプラー <発明特許：第10-1906921号>

鉄筋の両端部を3~4mm溶かして鉄と鉄を接合させる融接合方法

TYPE-2. Flux Type ウェルディングカプラー

フラックスを利用した融接合タイプのカプラー <発明特許：第10-2022-088475号>

試験成績書