JP2008267984A - コンクリート壁気密性測定装置及びそれを用いた気密性調査方法 - Google Patents

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【課題】 トンネル覆工などコンクリート壁面が曲面を有している場合であっても測定可能なコンクリート壁気密性測定装置及びそれを用いた気密性調査方法を提供する。
【解決手段】 気圧調整箱10とそれをコンクリート壁面20に密着させて取付ける固定治具5とから構成するコンクリート壁気密性測定装置であって、気圧調整箱10は、ゴム枠1と、その上面を密閉する可撓性の蓋板2と、ゴム枠1の内部空間に向けて固定された複数の円筒柱8とからなり、前記固定治具5は、前記蓋板2の上から前記方形のゴム枠1の対向する2本のゴム外枠1aを押さえる位置に平行に設けたL型鋼の平面枠5aと、2本の平面枠5aに直交し、残りの2本のゴム外枠1aを押さえる位置で平面枠5aに固定され、複数個の圧着アジャスター6を前記蓋板2方向に備えた曲面枠5bとから構成される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、コンクリート壁体の内外の気圧差からコンクリート壁の気密性を測定する装置及びそれを用いた気密性調査方法に関する。
従来、クリーンルームなど高い気密性を必要とされる建造物においては外部との連通を遮断するためシール、パッキンを用いた気密構造が採用されていた。そこで、施工が完了した段階でクリーンルームの気密性を検証するための試験機の発明が特許文献1に開示されている。
一方、コンクリート壁体で囲まれた空間についても、大規模な揮発性物質の貯蔵、或いは大規模な低気圧トレーニング環境などとしての利用において気密性の高いものが要求されていた。
従来、コンクリート壁体そのものの劣化診断のために、小面積の気密性試験装置(Concrete Permeability Tester:TORRENT社の登録商標)が知られている。
しかし、これらの装置は、大面積且つ複数個所の気密性試験には不適であり、また、トンネル覆工のコンクリート壁面のように曲面を有する場合は測定が難しい問題があった。
特開平11−271165号公報(第2、3頁、第1図)
本発明は、トンネル覆工などコンクリート壁面が曲面を有している場合であっても測定可能なコンクリート壁気密性測定装置及びそれを用いた気密性調査方法を提供する。
前記課題を解決するため、本発明のコンクリート壁気密性測定装置は、所定の厚さを有する方形のゴム外枠とゴム内枠で形成されて内部に空間を設けたゴム枠と、
該ゴム枠の上面を密閉する可撓性の蓋板と、
蓋板の裏面にゴム枠の内部空間に向けて固定された複数のゴム枠の厚さと同じ長さを有する円筒柱とからなる気圧調整箱と、
前記気圧調整箱をコンクリート壁面に密着させて取付ける固定治具とから構成され、
前記固定治具は、前記蓋板の上から前記方形のゴム枠の対向する2本のゴム外枠を押さえる位置に平行に設けたL型鋼の平面枠と、
該2本の平面枠に直交し、残りの2本のゴム外枠を押さえる位置で平面枠に固定され、複数個の圧着アジャスターを前記蓋板方向に備えた曲面枠とからなり、
前記気圧調整箱を、トンネル覆工などの曲面を有するコンクリート壁面に設置する際に、曲面壁面に対向する方向に曲面枠を、同一面が継続する方向に平面枠を当て、平面枠をコンクリート壁面にアンカーボルトで固定すると共に、前記圧着アジャスターの長さを調節してコンクリート壁面の曲面に気圧調整箱のゴム枠を押圧可能として密閉空間を形成し、
前記ゴム枠に設けた吸気穴から吸引して所定気圧空間を生成し、圧力計挿入穴に装着した圧力センサーでコンクリート壁の気密性を測定することを特徴とする。
また、本発明のコンクリート壁気密性測定装置を用いた気密性調査方法は、測定対象のコンクリート壁面の所定寸法位置に、請求項1記載のコンクリート壁気密性測定装置のアンカーボルトを固定する穴を穿孔しコンクリートプラグを圧入する装置取付け準備工程と、
測定対象壁面の方形面に対し、その外側300ミリ範囲の周囲壁面の汚れを落とす洗浄工程と、
測定対象壁面を囲む外側300ミリ範囲を表面からの空気流通をなくす遮蔽面とするため、先ず下地剤(プライマー)を塗布し、次にゴム系塗料(クロロプレン塗料)をピンホールがなくなる厚さまで複数回塗布する遮蔽面形成工程と、
コンクリート壁気密性測定装置のゴム外枠が当接する壁面位置に高真空シール用オイルコンパウンドを塗りヘラで均一に伸ばし接着面の凹凸をなくし、その上にシリコンシーラントを塗布するゴム枠接着面形成工程と、
成形したゴム枠接着面のシリコンシーラントが硬化しないうちに、気圧調整箱のゴム外枠を測定対象面を覆うように設置し、蓋板を被せ、蓋板の上に固定治具を当て、固定治具の2本の固定枠端部を、準備工程で形成したコンクリート壁面のコンクリートプラグにアンカーボルトで固定する気圧調整箱取付工程
と、
前記シリコンシーラントが硬化しないうちに、曲面枠の圧着アジャスターを調整し、蓋板の上からゴム外枠をコンクリート壁面の曲面に密着するように押圧する曲面調整工程と、
前記シリコンシーラントが硬化するまで養生する硬化養生工程と、
前記ゴム外枠の吸気穴に流量計及び流量調整バルブを介して真空ポンプと接続された吸気プラグを装着し、圧力計挿入穴にデータロガーを介して計測記録コンピュータに接続された圧力センサーを装着する計測準備工程と、
真空ポンプを作動させて、吸気穴より空気を吸引し気圧調整箱内の気圧を所定気圧に減圧し、減圧工程と、
所定気圧に減圧後の気圧調整箱内の気圧の経時変化を圧力センサーで計測する圧力回復状況計測工程と、
前記減圧工程の後に、気圧調整箱内の圧力(気圧)を一定に保つために必要な真空ポンプの吸引流量を計測する定常状態流入量測定工程と、
前記圧力回復状況計測工程と定常状態流入量測定工程で得られた測定値に基づき透気係数を算定すると共に、計測値の記録及びグラフ表示を作成するデータ解析工程とからなることを特徴とする。
従来の測定装置では、測定面積が数十平方センチ単位であったが、本発明によれば、その80〜100倍の面積単位の広い範囲の測定が可能となり、調査効率をあげることができる。
また、計測装置の気圧調整箱の枠をゴム枠とし、柔軟性のある樹脂製板の蓋を用いるため、従来測定不可能であったトンネル覆工など曲面を有するコンクリート壁の測定が可能となる。
本発明のコンクリート壁気密性測定装置及びそれを用いた気密性調査方法
について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のコンクリート壁気密性測定装置を示し(a)は平面図、(b)は側面図である。また、図2は図1の正面図で、(a)は平面上に配置した図、(b)は曲面上に配置した図である。
図1、2を参照して、本発明のコンクリート壁気密性測定装置100の構成を説明する。なお、図1は測定対象のコンクリート壁面20に対面した状態を平面図として示している。
本発明のコンクリート壁気密性測定装置100は、気圧調整箱10と、気圧調整箱10をコンクリート壁面20に密着させて取付ける固定治具5とから構成されている。
前記気圧調整箱10は、所定の厚さを有する方形のゴム外枠1aとゴム内枠1bで形成して内部に空間を設けたゴム枠1と、ゴム枠1の上面を密閉する可撓性の蓋板2と、蓋板2の裏面にゴム枠1の内部空間に向けて固定された複数の円筒柱8とからなる。
蓋板2は、可撓性の合成樹脂板をゴム枠1の方形の大きさに裁断したものを用いる。
円筒柱8は、塩化ビニールパイプを切断して、側面に開口8aを穿孔したもので、その高さは、ゴム枠1の厚さと同じ高さとし、気圧調整箱10内が減圧されても内部体積が変わらないように蓋板2の撓みを防ぐ支柱となるものである。また、円筒柱8内の測定対象のコンクリート壁面20からの透気は、開口8aを通じて気圧調整箱10と連通する構造とされている。
4辺からなるゴム外枠1aの一辺には、気圧調整箱10内外を連通する吸気穴9aと、圧力計挿入穴9bが穿孔されている。また、ゴム内枠1bは、蓋板2の撓みを防ぐために方形のゴム外枠1aを2室に区画する位置に設けられているが通気穴9cでそれぞれの区画が連通されている。
前記固定治具5は、前記蓋板2の上から前記方形のゴム枠1の対向する2本のゴム外枠1aを押さえる位置に平行に設けたL型鋼の平面枠5aと、2本の平面枠5aに直交し、残りの2本のゴム外枠1aを押さえる位置で平面枠5aに固定され、複数個の圧着アジャスター6を前記蓋板2方向に備えた曲面枠5bとから構成されている。
この実施の形態では、平面枠5aは、ゴム枠1より長く形成されたL型鋼で、両端部にコンクリート壁面20に固定するためのアンカーボルト7用の取り付け穴を穿設してある。なお、平面枠5aは、L型鋼に限るものではなく、ゴム枠1を押さえる幅と、曲面枠5bを支持する構成であればよい。
また、曲面枠5bには、等間隔で5個のネジ穴を設け、圧着アジャスター6をそれぞれのネジ穴に高さ調節可能に螺合させている。
固定治具5は、気圧調整箱10の蓋板の上に被せるように載せ、前記気圧調整箱10をトンネル覆工などの曲面を有するコンクリート壁面20に設置する際には、曲面壁面に対向する方向に曲面枠5bを、同一面が継続する方向に平面枠5aを当て、平面枠5aをコンクリート壁面20にアンカーボルト7で固定すると共に、前記圧着アジャスター6の長さを調節してコンクリート壁面20の曲面に気圧調整箱のゴム枠1を押圧して密閉空間を形成させる。
図2(b)は、曲面を有するコンクリート壁面20に本発明のコンクリート壁気密性測定装置100を配置した際の正面図である。
図に示すように、ゴム枠1及び蓋板2は、圧着アジャスター6の高さ調整によりコンクリート壁面20の曲面に密着するように押付けられる。
図3に気密性調査の装置配置模式図を示す。測定に当たっては、前記吸気穴9aに真空ポンプ16と吸引用ホース12で接続された吸気プラグ11を貫入し、前記圧力計挿入穴9bにデータロガーを介して計測記録コンピュータ18に接続された圧力センサー13を挿入して気圧調整箱10を閉塞させる。
なお、吸気プラグ11は、真空ポンプ16との連通と、閉塞を切り替えることができる切替弁11aを備えたものを用いる。また、真空ポンプ16と流量計14との間には吸引空気の流量を調節する流量調節バルブ15を設ける。尚、2点鎖線で囲ったコンクリート壁面20は測定対象壁面の周囲に設けた遮蔽面20aを示す。遮蔽面20aの形成については次の段落以下で説明する。
次に、本発明のコンクリート壁気密性測定装置100を用いた気密性調査方法を説明する。図4、図5は、気密性調査方法の工程を示すフローチャートである。
先ず、測定対象のコンクリート壁面20の所定寸法位置に、コンクリート壁気密性測定装置100のアンカーボルト7を固定する穴を穿孔しコンクリートプラグ21を圧入する。(S1、装置取付け準備工程)
次に、測定対象のコンクリート壁面20の方形面に対し、その外側300ミリ範囲の周囲壁面の汚れを落とす。((S2、洗浄工程)
次に、測定対象壁面を囲む外側300ミリ範囲を表面からの空気流通をなくす遮蔽面とするため、先ず下地剤(プライマー)を塗布し、次にゴム系塗料(クロロプレン塗料)をピンホールがなくなる厚さまで複数回塗布する。(S3、遮蔽面形成工程)
次に、コンクリート壁気密性測定装置100のゴム外枠1aが当接する壁面位置に高真空シール用オイルコンパウンドを塗りヘラで均一に伸ばし接着面の凹凸をなくし、その上にシリコンシーラントを塗布する。(S4、ゴム枠接着面形成工程)
次に、成形したゴム枠接着面のシリコンシーラントが硬化しないうちに、気圧調整箱10のゴム外枠1aを測定対象面を覆うように設置し、蓋板2を被せ、蓋板2の上に固定治具5を当て、固定治具5の2本の固定枠5a端部を、準備工程で形成したコンクリート壁面20のコンクリートプラグにアンカーボルト7で固定する。(S5、気圧調整箱取付工程)
次に、前記シリコンシーラントが硬化しないうちに、曲面枠5bの圧着アジャスター6を調整し、蓋板2の上からゴム外枠1aをコンクリート壁面20の曲面に密着するように押圧する。(S6、曲面調整工程)
次に、前記シリコンシーラントが硬化するまで養生する。(S7、硬化養生工程)
次に、前記ゴム外枠1aの吸気穴9aに流量計14及び流量調整バルブ15を介して真空ポンプ16と接続された吸気プラグ11を装着し、圧力計挿入穴9bにデータロガー17を介して計測記録コンピュータ18に接続された圧力センサー13を装着する。(S8、計測準備工程)
次に、真空ポンプ16を作動させて、吸気穴9aより空気を吸引し気圧調整箱10内の気圧を所定気圧に減圧する。(S9、減圧工程)
次に、所定気圧に減圧後の気圧調整箱10内の気圧の経時変化を圧力センサー13で計測する。(S10、圧力回復状況計測工程)
次に、前記減圧工程の後に、気圧調整箱10内の圧力(気圧)を一定に保つために必要な真空ポンプ16の吸引流量を計測する。(S11、定常状態流入量測定工程)
次に、前記圧力回復状況計測工程と定常状態流入量測定工程で得られた測定値に基づき計測記録コンピュータ18で透気係数を算定すると共に、計測値の記録及びグラフ表示を作成する。(S12、データ解析工程)
次に、測定が終了したら、固定治具5のアンカーボルト7をコンクリート壁面20から外し、コンクリート壁気密性測定装置100を取り外す。(S13、撤去工程)
測定対象場所の計測が未だ残っていれば、S1に戻り、前記の工程を繰返す。
圧力回復状況計測工程では、真空ポンプ16の吸引により、所定の気圧(例えば−50KPa)まで気圧調整箱10内の気圧を下げてから、前記吸気プラグのコックを閉じて閉塞し、所定間隔で経過時間ごとの気圧の変化を計測することにより、コンクリート壁面の遮蔽性(気密性)を判定することができる。
定常状態流入量測定工程では、真空ポンプの吸引により、気圧調整箱10内の気圧を一定(例えば−30KPa)の定常状態に維持させる場合に必要な吸引空気量から、壁面を通過して気圧調整箱10内に流入する空気量(漏気量)測定する。
この測定結果から以下の式により透気係数を算出することができる。
K={(2・P・h/r)/(P −P )}・(Q/A)
K:透気係数(cm/sec)
P1:載荷圧力(kgf/cm
P2:大気圧(1.0332kgf/cm
h:試験体の厚さ(cm)
Q:透気量(cm/sec)
A:透気面積(cm
r:気体の単位容積重量(空気:1.205×10−6kgf/cm
本発明のコンクリート壁気密性測定装置を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。 本発明のコンクリート壁気密性測定装置の正面図を示し、(a)は平面上に配置された図、(b)は曲面上に配置された図である。 気密性調査の装置配置模式図である。 気密性調査方法の工程を示すフローチャートである。 図4に続く気密性調査方法の工程を示すフローチャートである。
符号の説明
1 ゴム枠
1a ゴム外枠
1b ゴム内枠
2 蓋板
5 固定治具
5a 平面枠
5b 曲面枠
5c 枠止ボルト
6 圧着アジャスター
7 アンカーボルト
7a ナット
8 円筒柱
8a 開口
9a 吸気穴
9b 圧力計挿入穴
9c 通気穴
10 気圧調整箱
11 吸気プラグ
11a 切替弁
12 吸引用ホース
13 圧力センサー
14 流量計
15 流量調整バルブ
16 真空ポンプ
17 データロガー
18 計測記録コンピュータ
20 コンクリート壁面
20a 遮蔽面
21 コンクリートプラグ
100 コンクリート壁気密性測定装置

Claims (2)

  1. 所定の厚さを有する方形のゴム外枠とゴム内枠で形成されて内部に空間を設けたゴム枠と、
    該ゴム枠の上面を密閉する可撓性の蓋板と、
    蓋板の裏面にゴム枠の内部空間に向けて固定された複数のゴム枠の厚さと同じ長さを有する円筒柱とからなる気圧調整箱と、
    前記気圧調整箱をコンクリート壁面に密着させて取付ける固定治具とから構成され、
    前記固定治具は、前記蓋板の上から前記方形のゴム枠の対向する2本のゴム外枠を押さえる位置に平行に設けたL型鋼の平面枠と、
    該2本の平面枠に直交し、残りの2本のゴム外枠を押さえる位置で平面枠に固定され、複数個の圧着アジャスターを前記蓋板方向に備えた曲面枠とからなり、
    前記気圧調整箱を、トンネル覆工などの曲面を有するコンクリート壁面に設置する際に、曲面壁面に対向する方向に曲面枠を、同一面が継続する方向に平面枠を当て、平面枠をコンクリート壁面にアンカーボルトで固定すると共に、前記圧着アジャスターの長さを調節してコンクリート壁面の曲面に気圧調整箱のゴム枠を押圧可能として密閉空間を形成し、
    前記ゴム枠に設けた吸気穴から吸引して所定気圧空間を生成し、圧力計挿入穴に装着した圧力センサーでコンクリート壁の気密性を測定することを特徴とするコンクリート壁気密性測定装置。
  2. 測定対象のコンクリート壁面の所定寸法位置に、請求項1記載のコンクリート壁気密性測定装置のアンカーボルトを固定する穴を穿孔しコンクリートプラグを圧入する装置取付け準備工程と、
    測定対象壁面の方形面に対し、その外側300ミリ範囲の周囲壁面の汚れを落とす洗浄工程と、
    測定対象壁面を囲む外側300ミリ範囲を表面からの空気流通をなくす遮蔽面とするため、先ず下地剤(プライマー)を塗布し、次にゴム系塗料(クロロプレン塗料)をピンホールがなくなる厚さまで複数回塗布する遮蔽面形成工程と、
    コンクリート壁気密性測定装置のゴム外枠が当接する壁面位置に高真空シール用オイルコンパウンドを塗りヘラで均一に伸ばし接着面の凹凸をなくし、その上にシリコンシーラントを塗布するゴム枠接着面形成工程と、
    成形したゴム枠接着面のシリコンシーラントが硬化しないうちに、気圧調整箱のゴム外枠を測定対象面を覆うように設置し、蓋板を被せ、蓋板の上に固定治具を当て、固定治具の2本の固定枠端部を、準備工程で形成したコンクリート壁面のコンクリートプラグにアンカーボルトで固定する気圧調整箱取付工程
    と、
    前記シリコンシーラントが硬化しないうちに、曲面枠の圧着アジャスターを調整し、蓋板の上からゴム外枠をコンクリート壁面の曲面に密着するように押圧する曲面調整工程と、
    前記シリコンシーラントが硬化するまで養生する硬化養生工程と、
    前記ゴム外枠の吸気穴に流量計及び流量調整バルブを介して真空ポンプと接続された吸気プラグを装着し、圧力計挿入穴にデータロガーを介して計測記録コンピュータに接続された圧力センサーを装着する計測準備工程と、
    真空ポンプを作動させて、吸気穴より空気を吸引し気圧調整箱内の気圧を所定気圧に減圧し、減圧工程と、
    所定気圧に減圧後の気圧調整箱内の気圧の経時変化を圧力センサーで計測する圧力回復状況計測工程と、
    前記減圧工程の後に、気圧調整箱内の圧力(気圧)を一定に保つために必要な真空ポンプの吸引流量を計測する定常状態流入量測定工程と、
    前記圧力回復状況計測工程と定常状態流入量測定工程で得られた測定値に基づき透気係数を算定すると共に、計測値の記録及びグラフ表示を作成するデータ解析工程とからなることを特徴とするコンクリート壁気密性測定装置を用いた気密性調査方法。
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