JP2000071232A - コンクリートセグメントの成型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱型までの時間を短縮して、一般のコンクリ
ートを用いた場合と同程度の製造サイクル時間で製造で
き、その結果、コストの低減が図れ、また良質のコンク
リート凝結組成にできるとともに、表面のあばたの発生
も抑えることができるようにする。 【解決手段】 高流動性コンクリートを型枠内に充填
し、最高養生温度より低い所定温度で所要時間プレヒー
ティングした後、最高養生温度まで昇温して最高養生温
度を維持した状態で所要時間養生し、徐冷して脱型す
る。型枠として、多数のスリットを湾曲凸面に沿って縦
長に形成した蓋型枠と、この蓋型枠にて上面を閉じられ
る本体型枠とを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高流動性コンクリ
ートを型枠内に充填してシールドトンネルセグメント等
のコンクリートセグメントを成型するコンクリートセグ
メントの成型方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルセグメント等のコンク
リートセグメントの成型において、高流動性コンクリー
トを用いることは、特開平６−１５５４２３号公報や特
開平７−３４７８７号公報や特開平８−２４４０１０号
公報等により既知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高流動性コンクリート
は、通常のコンクリートに比べ、振動締め固めが省略で
きて型枠への充填性が良いとか、騒音・振動の発生がな
く作業環境が良いとか、、埋設される鉄筋・金物周りへ
の流動性が良いとか、配合選択により高強度にできる等
の利点がある反面、型枠内で凝結するまでの時間が長
く、脱型が遅れ、製造サイクルの効率が悪いとか、粘性
が高いためコンクリート表面に気泡によるあばたが生じ
やすい等の問題があった。

【０００４】本発明の目的は、高流動性コンクリートを
用いてセグメントを成型する場合のこのような不利を改
善し、脱型までの時間を短縮して、一般のコンクリート
を用いた場合と同程度の製造サイクル時間で製造でき、
その結果、コストの低減が図れ、また良質のコンクリー
ト凝結組成にできるとともに、表面のあばたの発生も抑
えることができるコンクリートセグメントの成型方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、高流動性コン
クリートを型枠内に充填し、型枠内で加温養生して成型
するコンクリートセグメントの成型方法であって、最高
養生温度より低い所定温度で所要時間プレヒーティング
した後、最高養生温度まで昇温して最高養生温度を維持
した状態で所要時間養生し、徐冷して脱型することを特
徴とする。

【０００６】すなわち、単なる養生時間の短縮化という
観点では、最高養生温度まで一気に温度上昇させて加温
すれば済むところ、本発明では、最高養生温度より低い
所定温度であるプレヒーティング温度を設定し、この温
度でプレヒーティングするので、急激な温度変化及び熱
膨張によるコンクリートの変質やひび割れやコンクリー
ト凝結反応への悪影響などを回避して、コンクリートを
適正に凝結反応及び養生でき、その結果、コンクリート
凝結組成が良好で表面のあばたも少ないコンクリートセ
グメントを短い製造サイクル時間で低コストに製造でき
るものである。

【０００７】プレヒーティング温度から最高養生温度ま
での昇温は時間をかけて徐々に行う。最高養生温度を約
６０℃とした場合、プレヒーティング温度は約４０℃が
良い。加温は蒸気にて行うと便利である。

【０００８】型枠として、多数のスリットを湾曲凸面に
沿って縦長に形成した蓋型枠と、この蓋型枠にて上面を
閉じられる本体型枠とを用いると、蓋型枠とコンクリー
ト面の間に気泡が残らなくなるので、コンクリート表面
のあばた発生を防げる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１０】まず、本例で用いる型枠の構造について説
明する。図１に示す型枠は、湾曲した矩形セグメントを
成型するためのもので、上面が開口した本体型枠１とそ
の上面開口を閉じる蓋型枠２とからなる。本体型枠１
は、両長辺の側枠部が、脱型の便宜のために、湾曲した
底枠部に対して外側に開くようになっている。

【００１１】蓋型枠２は、コンクリートセグメントの湾
曲凸面を成型するため、湾曲した矩形鋼板で作られてい
る。この蓋型枠２の湾曲凸面の中央頂部には、蓋型枠２
の両長辺縁の近くまで蓋型枠２の幅員方向に長く矩形に
延びたコンクリート充填口３が形成されている。また、
このコンクリート充填口３と蓋型枠２の周辺縁とを除く
湾曲凸面のほぼ全域に、その長手方向（コンクリートの
流動方向）に細長いスリット４が多数配列形成されてい
る（図２では一部の領域だけスリットを図示）。スリッ
ト４同士は、図３に示すように、同じ長さでしかも一定
の間隔をおいた平行配列で、各列におけるスリット４間
の間隔も同じであるが、列相互では、ずれた千鳥配列と
なっている。コンクリート充填口３の周縁には、本体型
枠１へのコンクリート充填を案内する充填ガイド５が外
側に突設されている。なお、スリット４の内側に、コン
クリートの余剰水を吸水するメッシュ等を必要に応じて
配設する場合もある。

【００１２】このような型枠を使用する本発明の成型方
法について説明すると、組み立てた鉄筋や金物を本体型
枠１内に配置し、蓋型枠２で本体型枠１の上面開口を閉
じた状態にして高流動性コンクリートを、投入ホッパ６
を用いてコンクリート充填口３から本体型枠１内に充填
する。このとき、図４に示すように高流動性コンクリー
ト７がコンクリート充填口３を越えて充填ガイド５内に
余盛り分ができる程度とする。次に、図５に示すように
充填ガイド５中に加圧手段として押し蓋８を押し入れ
て、図６に示すように余盛り分のコンクリートを本体型
枠１内に押し込んで加圧する。余盛りして押し込み加圧
することにより、コンクリート充填口３の周辺に起こり
がちな未充填及び気泡の残存を回避できるとともに、コ
ンクリートの余剰水をスリット４から排出できる。この
ように高流動性コンクリートを充填した型枠を、そのま
ま蒸気養生室に入れて温度管理をして加温養生する。

【００１３】すなわち、最高養生温度より低い所定温度
で所要時間プレヒーティングした後、プレヒーティング
温度から最高養生温度まで時間をかけて徐々に昇温し、
最高養生温度を維持した状態で所要時間養生してから、
徐冷して脱型する。

【００１４】例えば、図７に縦軸を温度、横軸を時間と
した蒸気養生サイクルを示すように、上記のような充填
のために３０分を前置き時間としてとり、約４０℃で１
時間プレヒーティングした後、１時間かけて最高養生温
度である約６０℃まで昇温し、約６０℃を維持したまま
２時間半かけて加温養生し、１時間徐冷してから脱型す
る。

【００１５】

【実施例】上述のような本発明の方法を効果的に実施し
て高品質の製品を得るためには、材料である高流動性コ
ンクリートの配合、加温養生条件、蓋型枠２のスリット
４（形状やサイズや間隔）の３つについて、これらをそ
れぞれ適切に選ぶ必要がある。これらについて、本発明
者らが各種の実験を経て確認した好ましい例を以下に示
す。

【００１６】＜高流動性コンクリートの配合＞高流動性
コンクリートは、概して鉄筋周りの流動状況は良いが、
金物周りは、コンクリートのスランプフローが６０ｃｍ
程度の場合には、未充填部が確認された。これは、金物
周辺の間隔が、通常のＲＣ構造物で規定されている鉄筋
間隔よりも狭いことが影響していると考えられた。これ
に対し、粗骨材の最大寸法を小さくすることが最も効果
があるが、実生産を考慮した場合、既設の設備等を変更
する必要が生じることから、目標品質であるスランプフ
ローの下限値を６５ｃｍ（７０±５ｃｍ）とし、この範
囲でも材料分離が少なくなるように水・セメント比を低
減させ、更に、単位粗骨材容積も小さくなるような配合
とした。これにより、金物周りのコンクリートの充填状
況が改善された。そこで、高流動性コンクリートの配合
を表１、目標品質を表２のように選定した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】＜加温養生条件＞通常のセグメント製作と
同様のサイクル（３リング／２日）を満足させるために
は、充填後、６〜８時間程度で脱型可能であることが必
要となる。このため、最高養生温度より低い所定温度で
のプレヒーティング時間を設け、図７に示した蒸気養生
サイクルで加温養生した。

【００２０】＜蓋型枠のスリット＞図１、図２に示すよ
うな本体型枠１と蓋型枠２による型枠を使用した場合、
蓋型枠２のコンクリート充填口３は、本体型枠１内から
見て中央頂部に位置することになる。従って、このコン
クリート充填口３から本体型枠１内に投入された高流動
性コンクリート７は、図８に示すように本体型枠１内の
両端部から充填され、矢印で示すように、蓋型枠２の内
面との接触面積を、本体型枠１内の両端部から中央頂部
のコンクリート充填口３へ向かって徐々に広げていくこ
とになる。

【００２１】このようなコンクリート充填推移の観点か
ら、蓋型枠２のスリット４を、本発明の例のように蓋型
枠２の長手方向に延びる縦長とした場合（以下、縦長ス
リットという）と、蓋型枠２の幅員方向に延びる横長と
した場合（以下、横長スリットという）とを比較実験し
たところ、縦長スリットの方が有利であった。その理由
は次のとおりである。

【００２２】図９に示すように縦長スリット４の場合、
コンクリート７が充填されていく方向（矢印で示すよう
に蓋型枠内面と接していく方向）に長く、縦長スリット
４が千鳥配列となっていれば、この方向に必ず縦長スリ
ット４の一部が存在するので、コンクリートが空気を巻
き込んだ場合にも、表面空隙（気泡）９のための空気抜
きとしての機能を発揮し易く、コンクリート表面のあば
た発生を有効に抑えることができる。

【００２３】一方、図１０に示すように横長スリット
４’の場合、コンクリート７が充填されていく方向（蓋
型枠内面と接していく方向）とは直交する方向に長いの
で、千鳥配列にしたとしても、横長スリット４’間に存
在する表面空隙（気泡）９はそのまま残存する可能性が
高い。

【００２４】また、上記のように充填ガイド５内の余盛
りコンクリートを本体型枠１内に押し込むが、この場合
にも表面空隙の空気抜き効果は縦長スリット４の方が有
利である。

【００２５】すなわち、充填ガイド５内の余盛りコンク
リートは、図１１の矢印で示すように加圧されて、コン
クリート充填口３から本体型枠１内に押し込められるの
で、縦スリット４の場合、コンクリートの流れ方向に長
くなっているため、表面空隙９の空気が抜けやすい。特
に、中央頂部とその周辺の領域では、ほぼ同時にコンク
リートが蓋型枠２の内面と接し、表面空隙９が残存しや
すいが、縦長スリット４はその空気抜きに有効である。

【００２６】これに対して、横長スリット４’の場合、
図１２に示すように、各横長スリット４’の下脇（コン
クリートの流れの下流側）に表面空隙７が残るケースが
多かった。この場合、横長スリット４’の反対側（コン
クリートの流れの上流側）の表面空隙７は、下流の横長
スリット４’へ移動しない限り、抜けない。

【００２７】スリットを円形とした場合も、横長スリッ
ト４’とほぼ同様であった。また、スリットを斜めに長
くしたり、十字状などにすることも考えられるが、蓋型
枠２は、スリット加工した後に曲げ加工を行うため、ス
リットを斜めに長くしたり、十字状などにすると、蓋型
枠２の平面性を確保することが困難となるので、この面
でも縦長スリットは有利である。また、スリットを横長
にしたり、斜めに長くしたり、十字状とすると、反りや
スリットの目違いも生じやすい。

【００２８】以上のような理由から縦長スリットとし、
更にそのスリット寸法及び間隔を、コンクリートセグメ
ントの表面（湾曲凸面）が綺麗に仕上がるように選ぶこ
とが好ましい。

【００２９】蓋型枠２、コンクリート充填口３及びスリ
ット４の寸法の好ましい一例を示すと（単位はいずれも
ｍｍ）、図２において蓋型枠２の長さＬ１＝３５４３．
７、幅員Ｗ１＝１０００、コンクリート充填口３の長さ
Ｌ２＝８３８、幅員Ｗ２＝１００、図３においてスリッ
ト４の長さＬ３＝１００、幅員Ｗ３＝０．７５、各列に
おけるスリット４間の間隔Ｓ１＝１０、スリット４の列
間隔Ｓ２＝１０である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
高養生温度より低い所定温度であるプレヒーティング温
度を設定し、この温度でプレヒーティングするので、急
激な温度変化及び熱膨張によるコンクリートの変質やひ
び割れやコンクリート凝結反応への悪影響などを回避し
て、コンクリートを適正に凝結反応及び養生でき、その
結果、コンクリート凝結組成が良好で表面のあばたも少
ないコンクリートセグメントを短い製造サイクル時間で
低コストに製造できる。

【００３１】請求項５に係る発明のように、多数のスリ
ットを湾曲凸面に沿って縦長に形成した蓋型枠と、この
蓋型枠にて上面を閉じられる本体型枠とを用いて成型す
れば、蓋型枠とコンクリート面の間に気泡が残らなくな
るので、コンクリート表面のあばた発生を防げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する型枠、投入ホッパ及び
押し蓋の側面図である。

【図２】蓋型枠の平面図である。

【図３】蓋型枠のスリット配列を示す拡大平面図であ
る。

【図４】高流動性コンクリートを型枠に充填した状態の
簡略断面図である。

【図５】蓋型枠の充填ガイド内に余盛り状態とした高流
動性コンクリートを、押し蓋で本体型枠内へ押し込む状
態の簡略断面図である。

【図６】押し蓋で本体型枠内へ押し込んだ状態の簡略断
面図である。

【図７】蒸気養生サイクルを示すグラフである。

【図８】本体型枠内における充填状況を説明する断面図
である。

【図９】蓋型枠のスリットを縦長とした場合に、コンク
リート表面の空隙（気泡）がスリットによる空気抜きさ
れる状況を示した平面図である。

【図１０】蓋型枠のスリットを横長とした場合に、コン
クリート表面の空隙（気泡）が残存することを示す平面
図である。

【図１１】余盛り状態とした高流動性コンクリートを本
体型枠内へ押し込むときの圧力の流れを示す平面図であ
る。

【図１２】蓋型枠のスリットを横長とした場合に、その
周囲にコンクリート表面の空隙（気泡）が残存すること
を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 本体型枠 ２ 蓋型枠 ３ コンクリート充填口 ４ スリット ５ 充填ガイド ６ 投入ホッパ ７ 高流動性コンクリート ８ 押し蓋（加圧手段） ９ コンクリート表面の空隙（気泡）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福留 和人 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 鈴木 富雄 静岡県志太郡大井川町飯淵1997 ハザマ興 業株式会社大井川工場内 Ｆターム(参考） 2D055 BA01 EB10 LA05 4G012 RA03 RA05 RB02 RB03 4G053 AA01 BB02 BB15 BF04 EA17 4G055 AA01 AC01 BA03 BA04 BA10 FA07 5H219 AA05 BB02 CC01 CC07 DD10 EE01 FF01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高流動性コンクリートを型枠内に充填し、
   型枠内で加温養生して成型するコンクリートセグメント
   の成型方法であって、最高養生温度より低い所定温度で
   所要時間プレヒーティングした後、最高養生温度まで昇
   温して最高養生温度を維持した状態で所要時間養生し、
   徐冷して脱型することを特徴とするコンクリートセグメ
   ントの成型方法。
2. 【請求項２】プレヒーティング温度から最高養生温度ま
   での昇温を時間をかけて徐々に行うことを特徴とする請
   求項１に記載のコンクリートセグメントの成型方法。
3. 【請求項３】プレヒーティング温度が約４０℃、最高養
   生温度が約６０℃である請求項１又は２に記載のコンク
   リートセグメントの成型方法。
4. 【請求項４】蒸気にて加温することを特徴とする請求項
   １、２又は３に記載のコンクリートセグメントの成型方
   法。
5. 【請求項５】型枠として、多数のスリットを湾曲凸面に
   沿って縦長に形成した蓋型枠と、この蓋型枠にて上面を
   閉じられる本体型枠とを用いることを特徴とする請求項
   １、２、３又は４に記載のコンクリートセグメントの成
   型方法。