JP2004160895A

JP2004160895A - 内型枠及び中空コンクリート体の製造装置及び中空コンクリート体の製造方法

Info

Publication number: JP2004160895A
Application number: JP2002331169A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tanaka; 田中良弘; Naoyuki Fukuura; 福浦尚之
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: JP4287640B2

Abstract

【課題】中空コンクリート体の製造において、内型枠の脱型が困難でなく、高価とならない内型枠及び中空コンクリート体の製造装置及び中空コンクリート体の製造方法を提供すること。
【解決手段】中空コンクリート体の製造に使用する内型枠１であって、充填口１２を有する芯材１０と、芯材１０の外側表面に可撓性外筒１１を設けたことを特徴とするものである。上記した内型枠１を使用した中空コンクリート体の製造方法は、芯材１０と芯材１０の外側表面に設けた可撓性外筒１１の間に流体２１を充填して所定の形状とした内型枠１を形成し、セメント系混合材料６を打設後、内型枠１を脱型する際に流体２１を排出することを特徴とする。上記した製造方法は、内型枠１と内型枠１を移動して脱型する架台と外型枠５とからなることを特徴とする中空コンクリート体の製造装置を使用して行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内型枠及び中空コンクリート体の製造方法及び中空コンクリート体の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中空コンクリート体の製造における内型枠としては、発泡スチロールｂ、木製、鋼製材料等を用いたものが多い。
中空コンクリート体は、前記内型枠によりコンクリート体内部に空洞を設けたものである。
前記内型枠を、コンクリート体の一部としてそのまま存置する、捨て型枠として使用する場合には、空洞が内型枠にて満たされた状態となることがある（図６参照）。
かかる場合に、配線や配管を通すために空洞を利用する際には、空洞内の内型枠を脱型する必要が生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の中空コンクリート体の内型枠にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞捨て型粋は１回使いで転用がなく、内型枠の材料費と製作費用の合計がそのまま型枠費用となることからコストアップになる。
＜ロ＞中空コンクリート体の内型枠として木製または鋼製材料を使用する場合、材料として剛性が高いために、例えば、繊維補強セメント系混合材料を打設した後の養生中における前記混合材料の自己収縮に対して、内型粋がこれを拘束する。
この拘束によって、前記混合材料の強度発現時に、材料内部に引張応力が発生して、中空コンクリート体内部には、設計的に所定の引張抵抗を期待できない場合がある。
＜ハ＞内型粋として発泡スチロールのような、比較的、柔軟な材料を用いる場合には、前記混合材料の自己収縮に対する拘束の問題が生じ難い。
しかし、発泡スチロールは、材料の価格が高価であり、経済的な中空コンクリート体の製造が困難となる。
＜ニ＞発泡スチロールは剛性が小さいために、長い中空コンクリート体の製造に伴って内型枠の長さが長くなる場合、前記混合材料を打設した際に大きな浮力が生じる。この浮力に抵抗させるためには、タイバー等により密に発泡スチロールと外型枠を連結する必要が生じてくる。これらのタイバーは、前記混合材料を打設する際に、繊維の流れを阻害するために繊維がタイバーの近傍で閉塞する原因となり、均質に材料管理された中空コンクリート体を製造することが困難となる。
木製の型枠の場合も、浮力に対する浮き上がり防止と、内型枠の変形防止のためのタイバーを密にセットする必要があり、前記と同様の問題が生じ得る。
＜ホ＞内型枠として、転用可能な木製型枠を使用する場合には、実際の内型枠の脱型作業が困難となる。
内型枠の断面が円形である場合には、型枠の製作に手間が掛かるために製作費用が高価となる。また、型枠自体を破壊しないで脱型することは難しく、２回目の再利用はほとんど不可能である。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、次のような内型枠と中空コンクリート体の製造方法及び中空コンクリート体の製造装置を提供することを目的とする。
＜イ＞転用が可能となる経済的な中空コンクリート体の内型枠。
＜ロ＞セメント系混合材料の打設後の養生中に生じる自己収縮に対して、過度の拘束を与えないような中空コンクリート体の内型枠。
＜ハ＞内型枠の長さが長くなる場合に、繊維補強セメント系混合材料等を使用した場合の繊維の流れを阻害するタイバー等により内型枠と外型枠を連結することを必要としない中空コンクリート体の内型枠。
＜ニ＞中空コンクリート体の内型枠の脱型作業を容易に行うことを可能とした、内型枠及び中空コンクリート体の製造方法。
＜ホ＞中空コンクリート体の内型枠の脱型作業を容易に行うことを可能とした、中空コンクリート体の製造方法に使用する製造装置。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の中空コンクリート体の内型枠は、空洞の基本形を形成するための芯材と、前記芯材の外周に設けた可撓性外筒と、前記芯材と前記外筒の間に流体を注入するための充填口を有することを特徴とするものである。
【０００６】
前記芯材と前記外筒の間には、可撓性の環状間隙保持材を、芯材の引き抜き方向と略直交方向に芯材の外周の全周にわたって設け、前記間隙保持材を前記芯材の引き抜き方向に間隔をおいて複数設ける場合がある。
【０００７】
前記芯材と前記外筒の間には、可撓性の筒状間隙保持材を、芯材の外周の全周にわたって設け、前記筒状間隙保持材の外側表面に、前記芯材の引き抜き方向に略平行な凸部を設ける場合がある。
【０００８】
前記外筒には、前記芯材の引き抜き方向に略平行な凸部を設けたことを特徴とする外筒を使用する場合がある。
【０００９】
本発明による前記中空コンクリート体の製造装置は、外型枠と、前記内型枠と、前記内型枠の左右両端を前記外型枠の外部で支持する架台とからからなるもので、前記架台は、前記内型枠の一端を固定する支持架台と、前記内型枠の他端を固定する移動式の移動架台とからなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明による前記中空コンクリート体の製造方法は、前記外型枠と前記内型枠とによって型枠を形成し、前記芯材と前記外筒の間に前記充填口を介して前記流体を圧入し、前記内型枠を埋設する状態で、セメント系混合材料を前記外型枠内に打設し、前記セメント系混合材料が所定の強度に達した後に、圧入した前記流体を前記充填口から排出することにより、前記内型枠を脱型するものである。
【００１１】
前記環状間隙保持材を使用する場合の製造方法は、前記外型枠と前記内型枠とによって型枠を形成し、前記芯材と前記外筒の間に前記充填口を介して前記流体を圧入し、前記環状間隙保持材に流体を圧入し、前記内型枠を埋設する状態で、前記セメント系混合材料を前記外型枠内に打設し、前記セメント系混合材料が所定の強度に達した後に、前記環状間隙保持材から前記流体を排出し、前記芯材と前記外筒の間の前記流体を前記充填口から排出することにより、前記内型枠を脱型するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
＜イ＞中空コンクリート体
中空コンクリート体は、コンクリート体の内部に空洞を開設したものであり、空洞部分を設けることにより、コンクリートの容積を抑えることができる。
中空コンクリート体は、緊張鋼材９２を介してプレストレスを与えた中空スラブや、上部路盤を供用しながら路盤下横断構造物を構築する際に、中空コンクリート体を地中に並列推進することで非開削にて地下構造物を構築する場合等に用いられている。
【００１４】
＜ロ＞内型枠（図１）
内型枠１は、中空コンクリート体の空洞の形成に用いる型枠のことである。内型枠１は、空洞の基本形を形成するための芯材１０と芯材１０の外周に設けた可撓性の外筒１１と、芯材１０と外筒１１の間に流体２１を注入するために設けた充填口１２とにより形成する。流体２１を注入する際の芯材１０と外筒１１の間に残る空気を排出するために、芯材１０の上部に排気口１３を設ける場合もある。
外筒１１は、その端部で取付バンド１４にて芯材１０に取付け、流体２１が外筒１１と芯材１０の間から外部へ漏洩することを防止する。
充填口１２には、流体２１を圧入し、あるいは流体２１を排出するための充填パイプ３１を設置し、排気口１３には、空気を抜くための排気パイプ３２を設置する。
【００１５】
＜ハ＞芯材
芯材１０は、内型枠１の構成部材であり、中空コンクリート体の空洞の基本形を形成するものであるため、打設するセメント系混合材料の液圧８に対して所定の精度を持った内空を確保できるように、ある程度剛性の高い材料により形成する。
芯材として、例えば円筒、角筒に形成した鋼管や木管、塩化ビニル管などを使用する。
また、芯材１０は、全長にわたって断面形が等しいものに限定されるものではなく、末広がり管等のように断面形が徐々に変化する芯材を使用することもできる。
【００１６】
＜ニ＞外筒
外筒１１は、内型枠１の構成部材であって、可撓性を有した膜のことであり、芯材１０の外周の全周にわたって設け、外筒１１の両端は取付バンド１４にて芯材１０に取付ける。
芯材１０と外筒１１の間には流体２１を圧入して所定の空洞寸法を形成させるため、外筒１１は可撓性を要する。
また、外筒１１の外側表面を引き抜き方向に凹凸状に成形する場合もある。凸部１１２は、外筒１１の外側表面を引き抜き方向に凹凸状に成形した場合の凸部のことである（図３参照）。
セメント系混合材料６が所要の強度に達した後、内型枠１を引き抜く際に、外筒１１がその周囲の硬化したセメント系混合材料から容易に剥離できるように成形したものである。
硬化したセメント系混合材料からの外筒１１の剥離をより効果的に行うために、例えば剥離ペーストを外筒１１外側表面に塗布する場合がある。
外筒１１を構成する材料として、例えばゴム、繊維により補強されたゴム、合成樹脂シート、合成繊維シートなどを使用する。
【００１７】
＜ホ＞流体
流体２１は、芯材１０と外筒１１の間に後述する充填口１２を介して圧入するものであり、所定の中空コンクリート体の空洞寸法を確保するために使用するものである。
所定の空洞寸法を確保するまで流体２１を圧入し、セメント系混合材料６を打設した後は、液圧８による空洞寸法の変動を調整するために流体２１の圧力を調整することもある。
流体２１の材料として、例えば、水よりも比重の重い液体または水、あるいは気体その他の流動体を使用する。
【００１８】
＜ヘ＞充填口
充填口１２は、芯材１０に設けた開口部であり、充填口１２に流体２１を通す充填パイプを設置して外部から流体２１を圧入するものである。
セメント系混合材料６が所要の強度に達した後は、充填口１２及び充填パイプ３１を介して流体２１を外部に排出する。
【００１９】
＜ト＞環状間隙保持材
環状間隙保持材４１は、可撓性を有する環状の形状をしている。環状間隙保持材４１は、芯材１０の引き抜き方向と略直交方向に芯材の外周の全周にわたって設け、これを芯材１０の引き抜き方向に間隔を置いて複数配置する。
ここで、環状間隙保持材４１には異なる種類の構造を使用できる。
第一の構造は、チューブ状を呈したものであり、チューブ状の環状間隙保持材４１の内部に流体４ａを圧入することにより、外筒１１の偏心を調整するものである（図４（ａ）、（ｂ）参照）。
すなわち、内型枠１を埋設する状態で、セメント系混合材料６を外型枠５内に打設すると、打設当初はセメント系混合材料６がまだフレッシュな状態であり、セメント系混合材料６が型枠へ及ぼす圧力は静水圧分布に近い状態で作用する。この場合、内型枠１には下方から上方への圧力が作用し、特に、流体２１の比重がセメント系混合材料６の比重よりも小さい場合には、流体２１を包囲する外筒１１は上方へ持ち上げられることとなる（図４（ｂ）参照）。環状間隙保持材４１が注入された流体４ａにて膨張することにより、かかる外筒１１の偏心を、中空コンクリート体の製造中に調整することができる。
環状間隙保持材４１を構成する材料として、例えば、ゴム、合成樹脂シート、合成繊維シートなどを使用する。
環状間隙保持材４１の機能を効果的に発揮するために、芯材１０と外筒１１の間に圧入する流体２１に比べて、比重の大きな流体４ａを環状間隙保持材４１の内部に充填する場合もある。
【００２０】
第二の構造は、中実な環状間隙保持材４１である。かかる環状間隙保持材４１は、軟質で変形し易い材料を使用する。
かかる環状間隙保持材４１を構成する材料として、例えば、スポンジ、ウレタンフォームなどを使用する。
【００２１】
＜チ＞筒状間隙保持材
筒状間隙保持材４２は、芯材１０の外周の全周にわたって設けるもので、その外側表面は、芯材１０の引き抜き方向に略平行な凹凸形状に成形する。
凸部４２１は、筒状間隙保持材４２の外側表面を引き抜き方向に凹凸状に成形した場合の凸部のことである（図５参照）。
凹部４２２は、流体２１を圧入した際に、流体２１が凹部４２２を通り、全体に広がり易くするために設けるものである。
凸部４２１と外筒１１の内側表面の隙間は小さくしておく。
筒状間隙保持材４２の材質としては、例えば、ゴムシートなどを使用する。
【００２２】
＜リ＞セメント系混合材料
セメント系混合材料６は、コンクリート構造物に用いられる材料の総称であり、コンクリート、高強度コンクリート、繊維補強セメント系混合材料などがある。その中でも、材料強度が高く、出来上がりの寸法精度が要求される繊維補強セメント系混合材料をセメント系混合材料６として用いる場合に、本発明の内型枠１を使用するのが好ましい。
繊維補強セメント系混合材料としては、例えば、圧縮強度２００〜２２０ＭＰａ、曲げ強度４０〜４５ＭＰａ、付着強度１５〜９０ＭＰａ、透気係数２．５×１０^−１８ｍ^２、吸水率０．０５ｋｇ／ｍ^３、塩分拡散係数０．０２×１０^−１ ^２ｍ^２／ｓｅｃ、弾性係数５５ＧＰａの特性を持つ材料が使用できる。
【００２３】
以下、図２を参照しながら本発明の製造装置について説明する。
【００２４】
外型枠５の外側に、内型枠１を固定する内型枠固定架台７１と内型枠移動架台７２を設け、内型枠１を構成する芯材１０の一端を内型枠固定架台７２に係合し、芯材１０の他端を内型枠移動架台７１に固定する。内型枠移動架台７１には車輪７１１が付いていて、内型枠受けレール７１２の上を容易に移動できるようにしておく。
かかる内型枠固定架台７２と内型枠移動架台７１のセットは、所望の中空数に応じて設置することになる。
外型枠５は、例えば地上に設置した外型枠架台５１により固定する。
以上の構成により、本発明の製造装置７を構築する（図２参照）。
中空コンクリート体を、プレテンション材として作成する場合には、例えば、内型枠移動架台７１に緊張用ジャッキ９１を設置し、内型枠固定架台７２には固定治具として緊張固定端部９３を設置する（図２参照）。
【００２５】
以下、図１、図２を参照しながら本発明の製造方法について説明する。
【００２６】
最初に、前記した製造装置７を構築する。
次に、内型枠１の芯材１０と外筒１１の間に、充填口１２を介して流体２１を圧入し、内型枠１の外側寸法を所定の大きさに成形する。
中空コンクリート体にプレストレスを導入する場合は、緊張用ジャッキ９１により緊張鋼材９２に所定のプレストレスを与える。その際、芯材１０には、軸圧縮力が作用して、製造装置７を地面に対して固定しなくても、芯材１０が反力装置となるため、経済的である。
その後、内型枠１を埋設する状態で、セメント系混合材料６を外型枠５内に打設する。内型枠１に間隙保持材４を使用する場合は、セメント系混合材料６を打設する前に間隙保持材４の内部に流体４ａを圧入する。セメント系混合材料６の打設直後に液圧８が作用して外筒１１が上部に持ち上げられた場合には、流体４ａを再度圧入することで外筒１１の偏心を調整する。
セメント系混合材料６が所定の強度に達した後、流体２１を充填口１２を介して排出することにより、外筒１１には大気圧が作用しているから、芯材１０と外筒１１の空間２３はゼロの空間を形成し、外筒１１が硬化したセメント系混合材料６から強制的に剥離する状態となる（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
チューブ状の環状間隙保持材４１を使用する場合は、流体２１を排出する前または後に環状間隙保持材４１の内部の流体４ａを排出し、流体２１を充填口１２を介して排出する。
流体２１を排出後、内型枠移動架台７１を内型枠受けレール７１２に沿って移動させることにより内型枠１を脱型する。
緊張鋼材９２を使用する場合は、緊張鋼材９２からプレストレスを解放することでセメント系混合材料６にプレストレスが導入される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の内型枠及び中空コンクリート体の製造装置及び中空コンクリート体の製造方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞脱型作業を容易として、作業効率を向上させることができる。
＜ロ＞脱型した内型枠は転用が可能であり、経済的である。
＜ハ＞外筒の外側表面に、芯材の引き抜き方向に略平行な凸部を設けることにより、硬化したセメント系混合材料からの外筒の剥離を容易とすることができる。
＜ニ＞間隙保持材を設けた場合は、セメント系混合材料の打設直後に液圧が作用して外筒が上部に持ち上げられた際に、間隙保持材の内部に流体を圧入することで外筒の偏心を調整することができる。
＜ホ＞中空コンクリート体にプレストレスを導入する際には、芯材を反力体としても用いることができるために、大規模な反力装置を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内型枠の構成を説明した斜視図
【図２】本発明の中空コンクリート体の製造装置を説明した側面図
【図３】外側表面に凸部を設けた外筒の斜視図
【図４】可撓性の環状間隙保持材を使用した場合の内型枠の断面図と、セメント系混合材料打設後の液圧が作用した場合に可撓性外筒が上方に持ち上げられることを説明した断面図
【図５】外側表面に凸部を設けた筒状間隙保持材の斜視図
【図６】芯材と外筒の間に充填した流体を排出した後に、空間が形成されることを説明した側面図及び断面図
【図７】発泡スチロールを内型枠に使用した従来の中空コンクリート体の斜視図
【符号の説明】
１・・・内型枠
１０・・芯材
１１・・外筒
１２・・充填口
２１・・流体
４１・・環状間隙保持材
４２・・筒状間隙保持材
４ａ・・流体
５・・・外型枠
６・・・セメント系混合材料
７・・・製造装置
７１・・内型枠移動架台
７２・・内型枠固定架台

Claims

コンクリート体の内部に空洞を開設した、中空コンクリート体の空洞の形成に用いる内型枠であって、
前記空洞の基本形を形成するための芯材と、
前記芯材の外周に設けた可撓性外筒と、
前記芯材と前記外筒の間に流体を注入する充填口と、からなる、
内型枠。
請求項１記載の内型枠であって、
前記芯材と前記外筒の間に、可撓性の環状間隙保持材を、芯材の引き抜き方向と略直交方向に芯材の外周の全周にわたって設け、
前記環状間隙保持材を前記芯材の引き抜き方向に間隔をおいて複数設けることを特徴とする、
内型枠。
請求項１記載の内型枠であって、
前記芯材と前記外筒の間に、可撓性の筒状間隙保持材を、芯材の外周の全周にわたって設け、
前記筒状間隙保持材の外側表面に、前記芯材の引き抜き方向に略平行な凸部を設けたことを特徴とする、
内型枠。
請求項１乃至３のいずれかに記載の内型枠であって、
前記外筒の外側表面に、前記芯材の引き抜き方向に略平行な凸部を設けたことを特徴とする、
内型枠。
コンクリート体の内部に空洞を開設した、中空コンクリート体の形成に用いる製造装置であって、
外型枠と、
請求項１乃至４のいずれかに記載の内型枠と、
前記内型枠の左右両端を前記外型枠の外部で支持する架台と、からなり、
前記架台は、前記内型枠の一端を固定する支持架台と、前記内型枠の他端を固定する移動式の移動架台と、からなることを特徴とする、
中空コンクリート体の製造装置。
コンクリート体の内部に空洞を開設した、中空コンクリート体の製造方法において、
外型枠と、請求項１乃至４のいずれかに記載の内型枠と、によって型枠を形成し、
前記芯材と前記外筒の間に前記充填口を介して流体を圧入し、
前記内型枠を埋設する状態で、セメント系混合材料を前記外型枠内に打設し、
セメント系混合材料が所定の強度に達した後に、
圧入した前記流体を前記充填口から排出することにより、前記中空コンクリート体の前記内型枠を脱型することを特徴とする、
中空コンクリート体の製造方法。
コンクリート体の内部に空洞を開設した、中空コンクリート体の製造方法において、
外型枠と、請求項２記載の内型枠とによって型枠を形成し、
前記芯材と前記外筒の間に前記充填口を介して流体を圧入し、
前記環状間隙保持材の内部に流体を圧入し、
前記内型枠を埋設する状態で、前記セメント系混合材料を前記外型枠内に打設し、
前記セメント系混合材料が所定の強度に達した後に、
前記環状間隙保持材から流体を排出し、
前記芯材と前記外筒の間の流体を前記充填口から排出することにより、前記中空コンクリート体の前記内型枠を脱型することを特徴とする、
中空コンクリート体の製造方法。