JP2009007802A

JP2009007802A - 型枠

Info

Publication number: JP2009007802A
Application number: JP2007169168A
Authority: JP
Inventors: Tomomasa Furuya; 智正古屋
Original assignee: TAISEI KIKAKU KK
Current assignee: TAISEI KIKAKU KK
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】打設空間内に打設されたコンクリートの熱によって歪むことのない型枠を提供する。
【解決手段】長手方向を水平方向に向け、かつ互いに対向して配置された一対の主板部２，２と、この一対の主板部２，２の両端部間にそれぞれ固定された端板部３，３とにより、上側の開口部からコンクリートが打設される打設空間４を有する型枠１を形成する。主板部２及び端板部４を、プラスチックからなる母材中に木片等の介在片を混在させてなる複合材によって構成する。各介在片は、それぞれの長手方向がランダムな方向を向くように配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンクリートやモルタルを打設する際に用いられる型枠に関する。

コンクリート打設用型枠には、金属製の板材（型材）を組み立ててなる金属製の型枠と、ベニヤ板等の木製の板材（型材）を組み立ててなる木製の型枠とがある。前者の型枠は、耐久性がある反面、現場で裁断細工が行い難いという問題がある。逆に、後者の型枠は、現場で容易に裁断細工を行うことができるが、耐久性に乏しいという問題がある。

そこで、最近では、プラスチックからなる母材中に木片や糸屑等の介在物を混在させてなる複合材によって板材を構成し、この板材によって型枠を組み立てることが行われている。複合材は、耐久性もあり、現場での裁断細工も容易だからである。

従来の複合材は、下記特許文献１に記載されているようにして製造されている。すなわち、廃棄されたプラスチック及び木材をそれぞれ所定の大きさに破砕する。そして、プラスチックの破砕片及び木片（介在片）を所望の割合で混合して押出機に投入する。押出機は、シリンダとその内部に回転可能に設けられたスクリューとを有しており、スクリューを回転させると、破砕片及び木片が前方へ送られつつ混合される。しかも、破砕片は、シリンダの内周面及びスクリューの外周面と破砕片との間に発生する摩擦熱や破砕片が砕かれるときに発生する熱により、流動性を有する状態になるまで加熱軟化される。この結果、プラスチックからなる母材中に木片がほぼ均質に分散される。このようにして混練された木片入りのプラスチックは、板状に成形された後、冷却固化される。これによって、複合材が製造される。

特開平１１−１５６８５３号公報

上記のようにして製造された複合材においては、木片がプラスチックの破砕片と同時に押出機に投入されており、長い距離にわたって破砕片と一緒に送られる。このため、ほとんど全ての木片が、それぞれの長手方向を送り方向に向けた状態で母材中に混在する。このような複合材では、木片の長手方向における熱膨張量が小さいのに対し、木片の長手方向と直交する方向における熱膨張量が大きくなる。つまり、複合材の熱膨張量が方向毎に異なる。このため、従来の複合材で型枠を構成した場合には、型枠内に打設されたコンクリートの熱によって型枠が熱膨張したとき、型枠の各方向への熱膨張量が異なるため、型枠が歪んでしまうという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するために、打設空間を区画する型材がプラスチックからなる母材中に長手方向を有する介在片を混在させてなる複合材によって構成された型枠において、上記介在片がその長手方向をランダムな方向に向けて上記母材中に混在されていることを特徴としている。
上記型枠がコンクリート打設用型枠であることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明の型枠によれば、型枠を構成する複合材の各介在片がその長手方向を同一方向に向けることなくランダムな方向に向けている。つまり、各介在片の長手方向が向く割合がいずれの方向についても均一になっている。したがって、複合材は、いずれの方向に関してもほぼ均一に熱膨張する。よって、型枠が打設されたコンクリート等の熱によって歪むことを防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る複合材を用いて構成されたコンクリート型枠（型枠）１を示す。型枠１は、平板状をなす一対の主板部２を有している。主板部２は、その長手方向を水平方向に向け、かつ幅方向を上下方向に向けた状態で配置されている。しかも、一対の主板部２，２は、その厚さ方向に互いに対向して配置されている。主板部２，２の一端部間及び他端部間には、端板部３が接着、ボルト等の固定手段によってそれぞれ固定されている。主板部２，２及び端板部３，３によって上下両端が開放された断面長方形の打設空間４が形成されている。この打設空間４には、コンクリートが打設される。主板部２の外面には、主板部２の下端面から上端面まで延びる多数の補強材５が設けられている。各補強材５は、主板部２の長手方向に互いに離間して配置されている。端板部３の水平方向の長さが長い場合には、端板部３の外面にも補強部材５が設けられる。

主板部２は、図２に示すように、プラスチックからなる母材２ａと、この母材２ａ中に混在する多数の介在片２ｂとからなる複合材によって構成されている。母材２ａと介在片２ｂとは、重量比（体積比）で前者が２０〜８０％に、後者が８０〜２０％になるように混合される。特に、前者を４０〜６０％とし、後者を６０〜４０％にするのが望ましい。

母材２ａを構成するプラスチックとしては、従来の複合材の母材を構成するものと同様のプラスチックが用いられる。例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）等の各種のプラスチックが用いられる。プラスチックは、バージン材であってもよく、廃棄プラスチックを再利用したものであってもよい。

介在片２ｂも、従来の複合材に混入される介在片と同様のものが用いられる。すなわち、母材２ａを構成する樹脂が流動性を有するまで加熱されたとしても固体状態を維持するもの、例えば木片、糸屑、紙屑が用いられる。勿論、それらもバージン材であってもよく、廃棄材を破砕したものであってもよい。介在片２ｂは、その幅及び厚さに対する長さ又はその外径に対する長さが２倍〜３倍以上のもの、つまり長手方向を有するが用いられる。通常、介在片２ｂの長さは、その幅及び厚さ、又はその外径に対して２倍以上で５倍以下に設定される。この実施の形態では、介在片２ｂとして、広葉樹、針葉樹等の木片が用いられており、図３に示すように、厚さＴが１〜５ｍｍ、幅Ｗが１〜５ｍｍで、長さＬが５〜２０ｍｍであるものが用いられている。

各介在片２ｂは、母材２ａ中にほぼ均一な密度で混合されている。しかも、各介在片２ｂは、それぞれの長手方向が同一方向を向くことなく、ランダムな方向を向くように配置されている。つまり、各介在片２ｂの長手方向が、母材２ａの一方向に偏ることなく、どの方向にもほぼ均一になっている。

端板部３も、複合材によって構成されている。端板部３を構成する複合材は、主板部２を構成する複合材と同様である。そこで、端板部３を構成する複合材についての説明は省略する。補強材５は、木材によって構成されているが、主板部２及び端板部３と同様の複合材によって構成してもよい。

上記構成の型枠１においては、主板部２及び端板部３が複合材によって構成されており、複合材の介在物２ｂがその長手方向をランダムな方向に向けて配置されているから、主板部２及び端板部３の熱膨張量が３６０°どの方向に対してもほぼ一定である。したがって、打設空間４に打設されたコンクリートの熱によって主板部２及び端板部３が熱膨張しても、型枠１が歪むことがない。

図４は、上記主板部２又は端板部３を製造するための製造装置１０の概略構成を示す。この製造装置１０は、第１押出機（押出機）２０、この第１押出機２０の後段に配置された第２押出機３０及びこの第２押出機３０の後段に配置された成形機４０を備えている。

第１押出機２０は、円筒状をなす第１シリンダ２１と、この第１シリンダ２１の内部に回転可能に設けられた第１スクリュー２２とを有している。第１シリンダ２１の基端部の上部には、第１ホッパ２３が設けられている。この第１ホッパ２３は、第１シリンダ２１の基端部内にプラスチックの固形片（図示せず）を投入するためのものである。プラスチックの固形片の大きさは、第１シリンダ２１の内径、第１スクリュー２２の山の径（外径）、谷の径及びピッチ、並びにプラスチックの種類等に応じて適宜定められるが、通常は、１０ｍｍ程度の仮想の立方体内に入り込むような大きさに定められる。

第１押出機２０は、回転駆動機構（図示せず）によって第１スクリュー２２を回転させることにより、プラスチックの固形片を第１シリンダ２１の基端部から先端部に向かって移送する。プラスチックの固形片は、第１シリンダ２１の先端部まで送られる間に、固形片どうしの摩擦熱、固形片と第１シリンダ２１の内周面及び第１スクリュー２２の外面との間の摩擦熱、並びに固形片が破断される際に発生する熱により、所望の流動性を有する状態になるまで加熱される。勿論、プラスチック全体が均一な流動性を有するように、第１スクリュー２２によって混練される。なお、第１シリンダ２１には、プラスチックを補助的に加熱するためのヒータを設けてもよい。

第２押出機３０は、円筒状をなす第２シリンダ３１と、この第２シリンダ３１内に回転可能に設けられた第２スクリュー３２とを有している。第２シリンダ３１の基端部は、連結筒１１を介して第１シリンダ２１の先端部に連通している。したがって、第２シリンダ３１の基端部には、第１押出機３０によって加熱混練された流動性を有するプラスチックが連結筒１１を介して送り込まれる。

第２シリンダ３１の基端部の上部には、第２ホッパ３３が設けられている。この第２ホッパ３３は、第２シリンダ３１の基端部内に固体の介在片２ｂを投入するためのものであり、第２ホッパ３３内には、介在片３３がその長手方向をランダムな方向に向けた状態で収容されている。第２ホッパ３３から第２シリンダ３１の基端部内に投入された介在片２ｂは、第２スクリュー３２を回転駆動機構（図示せず）によって回転させることにより、第１押出機３０から第２シリンダ３１内に供給されたプラスチックと一緒に第２シリンダ３１の基端部から先端部に向かって送られるとともに、プラスチックと混練される。
なお、この実施の形態においては、ねじ山が第２スクリュー３２のほぼ全長にわたって形成されているが、中央部の所定の長さを有する範囲を除く第２スクリュー３２の両端部にのみねじ山を形成して、当該所定範囲の外周面に綾目のローレット状の凹凸部を形成してもよい。その場合、凹凸部の外径は、ねじ山の外径より若干小径に、例えば２〜３ｍｍ程度小径にする。また、凹凸部の長さは、第２スクリュー３２の全長の１／４〜１／３程度にし、凸部の高さは第２スクリューの外径の１／１０〜１／６程度にする。

ここで、第２押出機３０の全長のうちのプラスチックと介在片３とを混練する部分の長さ、つまり、ホッパ３３の略中央部から第２スクリュー３２の先端部までの長さＬ２は、プラスチックと介在片２ｂとを混練することにより、介在片２ｂをプラスチック内にほぼ均一に混在させることができる範囲において出来る限り短く設定されている。すなわち、仮に長さＬ２が、第１押出機２０の全長のうちの固形片を混練する部分の長さ、つまりホッパ２３の略中央部から第１スクリュー２２の先端部までの長さＬ１と同程度の長さであると、介在片２ｂがプラスチックと一緒に送られる距離が長くなるため、プラスチック及び介在片２ｂが第２シリンダ３１の先端部まで送られる間に、ほとんど全ての介在片２ｂの長手方向がプラスチックの移送方向を向いてしまう。そこで、長さＬ１を長さＬ２より短くすることは勿論のこと、介在片２ｂをプラスチック内にほぼ均一に混在させることができる範囲において出来る限り短くしている。このようにすると、介在片２ｂが第２ホッパ３３から第２シリンダ３１内に投入されたときの状態、つまり介在片２ｂの長手方向がランダムな方向を向いた状態が、プラスチック及び介在片２ｂが第２シリンダ３１の先端部に達するまで維持される。したがって、第２押出機３０から押し出されるプラスチック内には、密度及び方向性がほぼ均一になった状態の介在片２ｂが混在する。

長さＬ２についてさらに述べると、長さＬ２は、第２シリンダ３１の内径、並びに第２スクリュー３２の山の径、谷の径及びピッチ等により、実験に基づいて定められる。具体例を挙げると、第２シリンダ３１の内径を２００ｍｍとし、第２スクリュー３２の山の径を１９９．２ｍｍ、谷の径を１３０〜１７５ｍｍ、ピッチを１００ｍｍとし、さらに第２スクリュー３２の中央部に形成された凹凸部の外径を１９８ｍｍとし、その長さを５００〜６００ｍｍとし、凸部の高さを２０〜３５ｍｍとしたとき、長さＬ２は１５００〜２０００ｍｍとされる。なお、第１シリンダ２１の内径を２００ｍｍとし、第１スクリュー２２の山の径を１９９．２ｍｍ、谷の径を１３０〜１７５ｍｍ、ピッチを１００ｍｍとし、ＰＥの固形片の大きさを１０ｍｍの立方体内に入り込む程度の大きさとしたとき、長さＬ１は２６００ｍｍとされる。

上記成形機４０は、圧延機５０、前プレス機６０及び後プレス機７０を有している。圧延機５０は、所定の間隔をもって互いに平行に、かつ水平に配置された一対の圧延ロール５１，５２を有している。圧延ロール５１，５２の上部間には、第２押出機３０から押し出された流動性を有するプラスチックと固体の介在片２ｂとが混練された物（以下、混練物６と称する。）がフレキシブル管１２を介して供給される。図４に示すように、フレキシブル管１２の先端部は、圧延ロール５１，５２の軸線方向へ所定範囲にわたって往復動する。これにより、圧延ロール５１，５２の上端部間の所定範囲に混練物６がほぼ均一な状態で溜まる。混練物６は、一対の圧延ロール５１，５２間を下方に向かって通過することによって所定の厚さの板状に成形される。圧延機５０によって圧延された板状の混合物６は、ガイド５３によって圧延ロール５１から剥がされるとともに、ガイド５３及びガイドロール５４によって後段の前プレス機６０に供給される。

前プレス機６０は、上プレス機６０Ａと下プレス機６０Ｂとを有している。上プレス機６０Ａは、水平に配置された押圧部６１と、この押圧部６１の下面に接した状態で回転する無端帯６２とを有している。無端帯６２は、ローラ６３によって矢印方向に回転させられる。下プレス機６０Ｂは、上プレス機６０Ａと上下対称に構成されている。上下のプレス機６０Ａ，６０Ｂの無端帯６２，６２の間隔は、一対の圧延ロール５１，５２の間隔より狭くなっている。したがって、板状に成形された混練物６は、無端帯６２，６２間を通過する間に所定の量だけ薄くなるようにさらに圧延される。

上プレス機６０Ａと下プレス機６０Ｂとは、混練物６の移送方向に沿って所定距離だけ移動した後、混練物６から上下方向へそれぞれ離間する。そして、混練物６の移送方向と逆方向へ移動した後、上下方向へ接近移動させられて元の位置に戻る。これを繰り返すようになっている。混練物６の移送方向への上下のプレス機６０Ａ，６０Ｂの移動速度及び無端帯６２の回転速度は、混練物６の移送速度及び圧延量に応じて適宜に定められる。上下のプレス機６０Ａ，６０Ｂは、位置固定してもよい。

後プレス機７０は、前プレス機６０と同様に構成されており、押圧部７１、無端帯７２及びローラ７３からなる上プレス機７０Ａと、この上プレス機７０Ａと上下対称に構成された下プレス機７０Ｂとを有している。後プレス機７０は、前プレス機６０と同期して混練物６の移送方向に沿う移動を繰り返す。後プレス機７０によって所定の厚さに圧延された混練物６は、所定の長さに切断された後、水冷等によって冷却固化される。これによって、板状をなす主板部２又な端板部３が製造される。

なお、この発明は上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態は、この発明をコンクリート打設用の型枠１に適用したものであるが、この発明はモルタルを打設するための型枠にも適用可能である。
また、上記の実施の形態の型枠１においては、互いに別体である２枚の主板部２及び端板部３が用いられているが、全ての主板部２及び端板部３を押出成形等によって一体に形成してもよい。

この発明に係る型枠の一実施の形態を示す斜視図である。同実施の形態に用いられている主板部を構成する複合材の内部構造を模式的に示す断面図である。同複合材の構成要素の一つである介在片を拡大して示す斜視図である。同複合材を製造するための製造装置の概略構成を示す図である。同製造装置のフレキシブル管と一対の圧延ロールとの関係を示す斜視図である。

符号の説明

１型枠
２主板部（複合材）
２ａ母材
２ｂ介在片
３端板部（複合材）
４打設空間

Claims

打設空間を区画する型材がプラスチックからなる母材中に長手方向を有する介在片を混在させてなる複合材によって構成された型枠において、
上記介在片がその長手方向をランダムな方向に向けて上記母材中に混在されていることを特徴とする型枠。
上記型枠がコンクリート打設用型枠であることを特徴とする請求項１又は２に記載の型枠。