本发明涉及混凝土构件的切割方法，更具体而言，涉及钢筋混凝土构件的高效的切割方法。
背景技术：
1、因为激光束无质量，所以激光加工能够基本无噪音且无振动地进行，不仅对金属材料的加工和焊接等，而且对混凝土材料的处理也备受关注，开始进行关于在建筑领域的可用性的调查。
2、例如，在专利文献1(日本特开2017-25631号公报)中，为了提供能够容易地维持切割后的混凝土构件的姿态的结构物的拆解方法，提出了一种对组合了多个混凝土构件的结构物进行拆解的结构物的拆解方法，其包括通过从激光装置照射激光而切割混凝土构件的切割工序，在该切割工序中，激光装置朝向斜上方切割混凝土构件，并且在切割面的一部分区域形成非切割部。
3、在上述专利文献1所记载的结构物的拆解方法中，能够形成倾斜的切割面，用该倾斜的切割面支承切割后的混凝土构件，能够维持姿态。另外，在切割工序中，激光装置在切割面的一部分区域形成非切割部，通过由该非切割部支承切割面的间隙，抑制向斜上方切割混凝土构件时切割面的间隙被堵塞而妨碍切割的情况，能够容易地进行切割。而且，与其他切割方法相比，在使用激光的情况下，能够容易地在切割面形成非切割部。
4、另外，在专利文献2(日本特开2018-171628号公报)中，关于混凝土结构物的激光切割，为了提高熔融物的去除性而良好地进行激光切割，提出了一种对对象物进行激光切割的激光切割装置，其包括：激光嘴，其对对象物的切割部位照射激光；辅助气体喷射部，其向通过利用激光使切割部位的对象物熔融而生成的熔融物喷射辅助气体；和激光加热部，其向熔融物照射激光而加热熔融物。
5、在上述专利文献2所记载的激光切割装置中，就因从激光嘴照射的激光而熔融了的熔融物而言，其温度因从气体喷射部喷射的辅助气体而降低，但通过利用激光加热部对该熔融物照射激光，熔融物被加热，能够抑制熔融物的流动性降低。另外，通过使激光嘴向切割方向后方移动而向熔融物照射激光，能够加热熔融物而抑制流动性的降低，通过使激光嘴作为激光加热部发挥作用，无需另行设置激光加热部。
6、现有技术文献
7、专利文献
8、专利文献1：日本特开2017-25631号公报
9、专利文献2：日本特开2018-171628号公报
技术实现思路
1、发明要解决的技术问题
2、但是，上述专利文献1所记载的结构物的拆解方法是维持切割后的混凝土构件的姿态的方法，其目的不是高效地切割混凝土构件。另外，混凝土构件的切割方向也被限定。而且，上述专利文献2所记载的激光切割装置，通过激光照射对熔融物再加热来保证流动性而进行切割，即使在进行了再加热的情况下，熔融混凝土的粘度也比较高，非常难以得到足够的切割效率、切割深度。
3、鉴于以上的现有技术中的问题点，本发明的目的在于提供混凝土构件的简便且高效的切割方法，特别是提供能够容易地增加切割深度和切割宽度且切割成本低的钢筋混凝土构件的切割方法。
4、用于解决技术问题的技术方案
5、本发明人为了实现上述目的，对使用激光(激光器)的混凝土构件的切割方法进行了锐意研究，结果发现，在使用钢材作为加强构件(增强件)的混凝土构件中，充分利用基于该钢材的自燃烧的发热等非常重要，由此完成了本发明。即，本发明的混凝土构件的切割方法充分利用钢材的激光切割中应避免的自燃烧(self burning)现象，高效地切割混凝土构件。
6、即，本发明提供一种混凝土构件的切割方法，其通过照射激光来切割混凝土构件，所述切割方法的特征在于：
7、所述混凝土构件包含钢材，
8、通过所述激光的扫描使混凝土熔融而形成切割区域，
9、通过基于所述激光的加热使所述钢材升温至进行自燃烧的温度，
10、利用基于所述自燃烧的发热促进所述混凝土的熔融。
11、在本发明的混凝土构件的切割方法中，除了利用激光的照射使混凝土熔融以外，其最大的特征在于，利用混凝土构件中包含的钢材的自燃烧的发热来促进混凝土的熔融。通过激光的照射能够容易地实现钢材的用于使自燃烧进行的升温。
12、钢材在激光切割中的自燃烧现象是指，钢材与辅助气体(氧)过量地反应，切槽不仅在激光照射部，而且在喷射辅助气体(氧)的范围内变大，切割面的粗糙度明显降低的现象。而本发明的混凝土构件的切割方法中的“自燃烧”，不是必须使用辅助气体，广义地包括：因激光照射引起的升温，钢材与氧反应而发热的现象。即，为了促进自燃烧现象，优选使用含氧的辅助气体，但即使在不使用含氧的辅助气体的情况下，例如自燃烧现象也可以因大气中的氧而进行。
13、激光切割钢材时的自燃烧现象，容易在发生激光的输入热量的过量的区域、钢材的角部等容易发生蓄热的区域进行。在此，在本发明的混凝土构件的切割方法中，钢材被导热率低(小)的混凝土材料包围，为容易发生钢材的自燃烧的状况。而且，在使用激光切割混凝土构件的情况下，需要使作为高熔点材料的混凝土区域熔融，因此，与激光切割钢材时相比，激光扫描速度慢。即，因为对于钢材而言成为输入热量过量的状态的条件设定，所以能够充分地利用自燃烧。
14、当钢材进行自燃烧时，能够通过其发热促进混凝土区域的熔融，因此，钢材附近的混凝土材料的熔融变得显著。其结果是，因为熔融混凝土构件自钢材附近流出的量增加，所以根据切割中的熔融混凝土的排出情况能够容易地确认钢材有无发生自燃烧。
15、混凝土构件中包含的钢材的种类和形状，只要不损害本发明的效果就没有特别限定，能够使用以往公知的各种钢材及其形状，如果是通常使用的钢筋混凝土、钢筋骨架混凝土，就能够利用本发明的混凝土构件的切割方法高效地切割。
16、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，使用所述激光的侧面形成所述切割区域。在使激光聚焦于混凝土构件的端面而呈点状照射激光的情况下，混凝土构件从该照射区域熔融，熔融混凝土流出而形成点状的凹部。之后，通过使该凹部在深度方向和/或宽度方向上扩大，能够切割(切断)混凝土构件，但高粘度的熔融混凝土的除去并不容易，切割工艺不顺利。而通过使用激光的侧面以将混凝土构件切成片的方式对混凝土构件进行切割，能够高效地进行熔融混凝土的除去，并且，还能够一次形成长的切割线(切断线)。
17、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，从所述混凝土构件的外周面开始切割。通过从混凝土构件的外周面开始切割，能够在混凝土构件的外周面形成宽的开口部，通过从该开口部高效地排除熔融混凝土，能够顺利地进行切割。
18、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，在切割开始位置使所述激光的侧面与混凝土构件的外周面接触，将所述激光的位置固定直至在所述激光的全周形成所述混凝土的熔融区域为止。在使激光的侧面与混凝土构件的外周面接触的状态下，通过在该激光的全周形成混凝土的熔融区域，能够充分利用激光的能量。
19、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，所述混凝土构件的底面的至少一部分包含于所述切割开始位置。在开始切割时，通过在混凝土构件的底面的至少一部分设置切割区域，能够利用重力高效地排出熔融混凝土。
20、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，通过使所述激光从所述混凝土构件的重力方向下侧向重力方向上侧扫描来形成切割区域，并利用重力从所述切割区域排出熔融混凝土。通过使激光从混凝土构件的重力方向下侧朝向重力方向上侧扫描来形成切割区域，因激光而熔融了的混凝土依次沿重力方向向下排出，能够非常高效地实现切割。
21、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，优选的是，使所述激光的扫描方向为大致铅垂方向。通过使激光的扫描方向为大致垂直方向，从排出熔融混凝土的观点出发，能够最大限度地运用重力。
22、另外，在本发明的混凝土构件的切割方法中，根据希望的切割速度、被接合材(被切割材)的大小、材质等适当地设定激光的功率、功率密度即可，优选的是，根据激光的光束直径设定适当值以上的功率密度。更具体而言，在照射区域中的光束形状为大致圆形的情况下，优选的是，在光束半径为1.2mm时为3.5kw/mm2以上的功率密度，在光束半径为2.2mm时为1.0kw/mm2以上的功率密度，在光束半径为3.2mm时为0.5kw/mm2以上的功率密度，在光束半径为4.2mm时为0.3kw/mm2以上的功率密度，在光束半径为5.2mm时为0.2kw/mm2以上的功率密度。通过使功率密度为这些值，能够高效地使混凝土构件熔融。
23、进而，在本发明的混凝土构件的切割方法中，根据所使用的激光的功率、功率密度、被接合材的大小、材质等适当地设定激光的扫描速度即可，激光的扫描速度优选为5～50mm/min。通过使激光的扫描速度为5mm/min以上，能够确保关于混凝土构件的切割的实用的切割速度，通过为50mm/min以下，能够促进自燃烧的进行和熔融混凝土的排出。
24、发明的效果
25、本发明能够提供一种混凝土构件的切割方法，其是能够简便且高效地切割混凝土构件的切割方法，特别是能够容易地增加切割深度和切割宽度且切割成本低的钢筋混凝土构件的切割方法。