JP2005256493A - コンクリートバイブレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 作業員の負担が大きくなることなく、コンクリートバイブレータの振動をフレッシュコンクリートに有効に伝達しつつ、フレッシュコンクリート内の余剰水を取り除くことができるコンクリートバイブレータを提供することを目的としている。
【解決手段】 打ち込まれたフレッシュコンクリート内に挿入されてフレッシュコンクリートに振動を与える振動部４が備えられているコンクリートバイブレータ１において、複数の孔が形成されている有孔管１２が振動部４の近傍に備えられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、打ち込まれたフレッシュコンクリートに振動を与え、コンクリートを締め固めるとともにコンクリート内の余剰水を取り除くコンクリートバイブレータに関する。

一般に、フレッシュコンクリートの中には、セメントと水との水和反応に必要な水量（セメントに対して２５％程度）よりも多い水量（セメントに対して５０％前後）が含まれている。これは、フレッシュコンクリートのワーカビリティを考慮したものであり、コンクリートを打ち込む際の流動性を良好にするためである。しかし、フレッシュコンクリートのセメントに対しての水の含有率（水セメント比）が大きいと、骨材等の重い材料が沈殿するブリ−ジング現象が発生し、またコンクリートが固化したときの乾燥収縮量が大きくなる。ブリ−ジング現象が発生したコンクリートや乾燥収縮量が大きいコンクリートは、ひび割れ等の有害な隙間をつくり出し、コンクリートの強度や耐久性、美観を損なう大きな要因となる。

ブリ−ジング現象の防止や乾燥収縮量の低減のため、低水セメント比のコンクリートを使用すると、流動性が悪くなって施工性が低下し、また、収縮を低減させる混和剤を添加する方法では、高価な混和剤によってコンクリート単価が上がり、コストアップにつながる。また、旧コンクリート打継ぎ面に散布した水や、施工中の降雨、地下構造物における地下水の流入など、コンクリート施工中に入り込む余分な水分も排除する必要がある。また、型枠の内側面に不織布などからなる透水シートを貼り付け、この透水シートを伝って打ち込まれたフレッシュコンクリート内に含まれる水和反応に必要な水以外の余分な水（余剰水）を排出する方法があるが、型枠全面に透水シートを貼り付けなければその効果は小さいため、多量の透水シートを型枠に貼り付ける必要があり、コストが高くなる。

そこで、近年、これまでの施工法や材料を大きく変更することなく余剰水を取り除く方法として、フレッシュコンクリートの締め固めを行うコンクリートバイブレータに付加機能を与え、このコンクリートバイブレータよって余剰水を集めて排除する方法が提案されている。この方法は、高い周波数で振動する振動棒と、振動棒に平行に延在する筒体とが螺旋コイル体内にそれぞれ挿入されてなる棒状のコンクリートバイブレータをフレッシュコンクリート内に挿入し、振動棒を振動させてフレッシュコンクリート内の余剰水を螺旋コイル体内に集め、螺旋コイル体を徐々に引き上げることで集められた余剰水を上昇させて排出する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−４５８３号公報 （第２−３頁、第１図）

しかしながら、上記した従来のコンクリートバイブレータを使用して余剰水を取り除く方法では、振動する振動棒の外周全体に螺旋コイル体が配置されているため、振動棒の振動がフレッシュコンクリートに有効に伝達されず、コンクリートバイブレータ本来の目的である締固めを効果的に行えないという問題が存在する。また、螺旋コイル体を徐々に引き上げることで余剰水を上昇させて排出するため、螺旋コイル体内に貯留される量の余剰水だけが排出され、多量の余剰水を排出する場合は、螺旋コイル体を引き上げては挿入する作業を繰り返し行う必要があり、作業員の負担が大きいという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、作業員の負担が大きくなることなく、コンクリートバイブレータの振動をフレッシュコンクリートに有効に伝達しつつ、フレッシュコンクリート内の余剰水を取り除くことができるコンクリートバイブレータを提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、打ち込まれたフレッシュコンクリート内に挿入されて該フレッシュコンクリートに振動を与える振動部が備えられているコンクリートバイブレータにおいて、複数の孔が形成されている有孔管が前記振動部の近傍に備えられていることを特徴としている。

このような特徴により、振動部及び有孔管をフレッシュコンクリート内に挿入することで、振動部の振動がフレッシュコンクリートに直接伝えられるとともに、フレッシュコンクリート内の余剰水が有孔管に形成された複数の孔から有孔管内に集水される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンクリートバイブレータにおいて、前記有孔管の外周面には、透水性を有するカバーが被覆されていることを特徴としている。

このような特徴により、フレッシュコンクリート内の余剰水のみがカバーを透過して有孔管内に流入し、その他のセメント粒子などはカバーに遮られて有孔管内に流入することはない。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のコンクリートバイブレータにおいて、前記有孔管又は該有孔管に連結された排水管と、前記振動部又は該振動部に連結された外部ホースとが、固定治具を介して結合されていることを特徴としている。

このような特徴により、有孔管と振動部とが一体となるため、有孔管と振動部とが常に一緒に動かされ、振動部によってフレッシュコンクリートを締固めつつ、その近傍で有孔管によってフレッシュコンクリート内の余剰水が取り除かれる。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか記載のコンクリートバイブレータにおいて、前記有孔管は、排水管を介して吸水ポンプに接続されていることを特徴としている。

このような特徴により、有孔管内に集水された水分は、吸水ポンプによって連続的に吸い上げられ、有孔管内から排水管を通過して吸水ポンプ内に至り、外部に排出される。

本発明に係るコンクリートバイブレータによれば、複数の孔が形成されている有孔管がフレッシュコンクリートに振動を与える振動部の近傍に備えられており、振動部の振動がコンクリートに直接伝えられるとともに、フレッシュコンクリート内の余剰水が有孔管に形成された複数の孔から有孔管内に集水されるため、コンクリートバイブレータの振動をフレッシュコンクリートに有効に伝達しつつ、フレッシュコンクリート内の余剰水を取り除くことができる。これにより、ひび割れの発生を抑制し、コンクリートの強度や耐久性を向上させることができ、またコンクリートの美観を良くすることができる。また、本発明に係るコンクリートバイブレータは、締固めを行うためだけの通常のコンクリートバイブレータと同じようにフレッシュコンクリート内に挿入するだけでよいため、作業員の負担が大きくなることはない。

以下、本発明に係るコンクリートバイブレータの実施の形態について、図面に基いて説明する。

図１は、本発明に係るコンクリートバイブレータ１の全体図である。図１に示すように、コンクリートバイブレータ１は、型枠内等に打設されたフレッシュコンクリートを振動により締固めるバイブレータ本体２と、フレッシュコンクリート内の余剰水を取り除く余剰水集水装置３とから構成されている。バイブレータ本体２は、打ち込まれたフレッシュコンクリート内に挿入されてフレッシュコンクリートに高い周波数の振動を与える丸棒状の振動部４と、フレキシブルな外部ホース５と、振動部４のオンオフ操作を行うスイッチ部６と、図示せぬインバータに接続される外部コード７とから構成されている。振動部４は、図示せぬモータが内蔵されており、外部ホース５を介してスイッチ部６に接続されている。また、外部コード７は、スイッチ部６に接続されている。

また、余剰水集水装置３は、フレッシュコンクリート内の余剰水を集水する集水部８と、フレキシブルなホースからなる排水管９と、集水部８に集められた水分を吸い上げて外部に放出する吸水ポンプ１０とから構成されている。

図２は、集水部８の部分詳細図である。図１，図２に示すように、集水部８は、複数の孔１１が形成されている有孔管１２と、有孔管１２の外周面を被覆する透水性を有するカバー１３とから構成されている。有孔管１２は、長さが振動部４と同程度の中空の丸棒状部材であって、振動部４の側方に平行に配置されている。有孔管１２の径は、破損防止のため５ｍｍ程度以上が望ましく、振動部４の径以下である。孔１１は、径３ｍｍ程度以下の円形の貫通孔であって径１ｍｍ以上が好ましく、有孔管１２全体に均一に分散されて形成されている。なお、孔１１は円形に限らず、角形，長孔又は切り目状の孔でもよい。カバー１３は、液体のみが透過するシートによって形成されており、透水性が高い不織布などから形成されている。

排水管９の一端は有孔管１２に接続されており、排水管９の内部と有孔管１２の内部とは連通されている。吸水ポンプ１０は排水管９を介して有孔管１２に接続されており、吸水ポンプ１０の吸引口には排水管９が接続されている。また、吸水ポンプ１０の吐出口には、図示せぬノッチタンクに接続された放水管１４が接続されている。さらに、吸水ポンプ１０とスイッチ部６とは電気的に接続されており、吸水ポンプ１０のスイッチはスイッチ部６に連動して切り替えられる。

また、図１に示すように、振動部４側の外部ホース５端部と有孔管１２側の排水管９端部とは、固定治具１５を介して結合されている。固定治具１５は、振動部４と有孔管１２とを一定間隔を保ってそれぞれ保持するものであり、外部ホース５および排水管９を両側から挟み込んで保持する金物である。

図３は固定治具１５の斜視図である。図３に示すように、固定治具１５は、２枚の挟持部材１６を重ね合わせる構成からなるものであり、挟持部材１６には、外部ホース５が嵌め込まれる半円筒形状の第１凹部１７と、排水管９が嵌め込まれる半円筒形状の第２凹部１８とが適当な間隔をあけてそれぞれ形成されている。２枚の挟持部材１６は、第１凹部１７の両側及び第２凹部１８の両側をボルト１９及びナット２０で締め付けることで接合される。

次に、上記した構成からなるコンクリートバイブレータ１の使用方法について説明する。

まず、スイッチ部６をオンにして振動部４を振動させるとともに、打設されたフレッシュコンクリートの中に振動部４および集水部８を挿入する。振動部４の振動は直接フレッシュコンクリートに伝わり、フレッシュコンクリートは締め固まる。また、フレッシュコンクリート内の余剰水は、カバー１３を透過して複数の孔１１から有孔管１２内に流入する。

また、スイッチ部６をオンにすると、スイッチ部６に電気的に接続された吸水ポンプ１０は連動して起動する。吸水ポンプ１０が作動すると、有孔管１２内に集水された余剰水は、吸水ポンプ１０の吸引によって排水管９内を通って吸水ポンプ１０内に至り、吸水ポンプ１０内から放水管１４内を通って外部に排出される。

上記した構成からなるコンクリートバイブレータ１によれば、複数の孔１１が形成されている有孔管１２がフレッシュコンクリートに振動を与える振動部４の近傍に備えられており、振動部４の振動がフレッシュコンクリートに直接伝えられるとともに、フレッシュコンクリート内の余剰水が有孔管１２に形成された複数の孔１１から有孔管１２内に集水される。このため、振動部４の振動をフレッシュコンクリートに有効に伝達しつつ、フレッシュコンクリート内の余剰水を取り除くことができる。また、本発明に係るコンクリートバイブレータ１は、通常のコンクリートバイブレータと同じようにフレッシュコンクリート内に挿入するだけで、締固め及び余剰水除去が行われるため、作業員の負担が大きくなることはない。

また、有孔管１２の外周面には、透水性を有するカバー１３が被覆されているため、フレッシュコンクリート内の余剰水のみがカバー１３を透過して有孔管１２内に流入し、その他のセメント粒子などはカバー１３に遮られて有孔管１２内に流入することはない。このため、孔１１の目詰りを防止することができ、確実にフレッシュコンクリート内の余剰水を集水することができる。

また、有孔管１２側の排水管９端部と振動部４側の外部ホース５端部とが固定治具１５を介して結合されているため、有孔管１２と振動部４とが一体となり、有孔管１２と振動部４とが常に一緒に動かされる。これによって、締固める作業と余剰水を取り除く作業とを合わせて行うことができ、作業を合理化することができる。

また、有孔管１２は、排水管９を介して吸水ポンプ１０に接続されているため、有孔管１２内に集水された水分は、吸水ポンプ１０によって連続的に吸い上げられ、有孔管１２内から排水管９を通過して吸水ポンプ１０内に至り、吸水ポンプ１０内から外部に排出される。これによって、余剰水の取り除き作業を連続的に行うことができ、有孔管１２をフレッシュコンクリート内から何度も出し入れする必要なく、作業負担を軽減することができる。

以上、本発明に係るコンクリートバイブレータの実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、図示せぬモータが内蔵された振動部４を備えるバイブレータ本体２が使用されているが、本発明は、振動部と原動機とがシャフトを介して連結されたフレキシブル形のバイブレータ本体でもよく、また、振動部に直接原動機を取り付けた直結形のバイブレータ本体でもよい。

また、上記した実施の形態では、振動部４及び有孔管１２が丸棒状に形成されているが、本発明は、角棒状の振動部や有孔管でもよく、板状やヘラ状の振動部や有孔管でもよい。また、上記した実施の形態では、固定治具１５は、有孔管１２側の排水管９端部と振動部４側の外部ホース５端部とを結合しているが、本発明は、有孔管１２と振動部４とを結合する固定治具でもよく、または、有孔管１２と外部ホース５、若しくは排水管９と振動部４とを結合する固定治具でもよい。

また、上記した実施の形態では、吸水ポンプ１０のスイッチの入れ忘れ等の人為的なミスを防止し、確実に余剰水を取り除くべく、振動部４のオンオフ操作を行うスイッチ部６と吸水ポンプ１０とが電気的に接続されており、スイッチ部６をオンにして振動部４を振動させると、振動部４に連動して吸水ポンプ１０が作動し、有孔管１２内に集水された水分が吸い上げられるが、本発明は、スイッチ部と吸水ポンプとを電気的に接続せず、別々に制御してもよい。これによって、余剰水を取り除かずにフレッシュコンクリートを振動させることができ、また、フレッシュコンクリートを振動させずに余剰水を取り除くことができる。

また、上記した実施の形態では、排水管９の先端に集水部８が１本だけ形成されているが、本発明は、集水部（有孔管）を複数本設けてもよく、排水管の先端を複数本に分岐させ、分岐した各々の排水管の先端に有孔管を接続してもよい。これによって、吸水効率を向上させることができる。

本発明に係るコンクリートバイブレータの実施の形態を表す全体図である。 本発明に係るコンクリートバイブレータの実施の形態を表す部分詳細図である。 本発明に係るコンクリートバイブレータの実施の形態を表す固定治具の斜視図である。

符号の説明

１ コンクリートバイブレータ
４ 振動部
５ 外部ホース
６ スイッチ部
９ 排水管
１０ 吸水ポンプ
１１ 孔
１２ 有孔管
１３ カバー
１５ 固定治具

Claims (4)

1. 打ち込まれたフレッシュコンクリート内に挿入されて該フレッシュコンクリートに振動を与える振動部が備えられているコンクリートバイブレータにおいて、
   複数の孔が形成されている有孔管が前記振動部の近傍に備えられていることを特徴とするコンクリートバイブレータ。
2. 請求項１記載のコンクリートバイブレータにおいて、
   前記有孔管の外周面には、透水性を有するカバーが被覆されていることを特徴とするコンクリートバイブレータ。
3. 請求項１または２記載のコンクリートバイブレータにおいて、
   前記有孔管又は該有孔管に連結された排水管と、前記振動部又は該振動部に連結された外部ホースとが、固定治具を介して結合されていることを特徴とするコンクリートバイブレータ。
4. 請求項１から３のいずれか記載のコンクリートバイブレータにおいて、
   前記有孔管は、排水管を介して吸水ポンプに接続されていることを特徴とするコンクリートバイブレータ。
   
   

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