JP2009035900A - Floor slab reinforcing method and concrete finishing device used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、床版補強方法およびそれに用いられるコンクリート仕上げ装置に関する。 The present invention relates to a floor slab reinforcement method and a concrete finishing apparatus used therefor.
従来、鋼橋などの橋梁に適用されるコンクリート床版が損傷した場合の床版補強方法として、床版上面増厚工法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。この工法は、既設コンクリート床版の上面から数cmの深さまで切削し、その切削面をスチールショットによりブラスト処理した後、スチールファイバーなどの鋼繊維を混入した補強コンクリートを舗設して、新旧コンクリートを一体化させて増厚を行うことにより床版を補強する工法である。
しかしながら、従来の床版上面増厚工法では、以下のような問題があった。
すなわち、収縮ひずみによるひび割れの発生を防ぐためにコンクリートに膨張材を添加していたが、その効果は十分ではなく、完全に収縮ひずみをなくすことはできず、コンクリートにひび割れが生じるおそれがあり、床版のコンクリートの品質をより向上させることが求められており、その点で改良の余地が残されていた。
また、コンクリートを舗設するためにエンジンを備えたコンクリート仕上げ装置を使用しているために、舗設時にコンクリート仕上げ装置から発生する振動や騒音が大きく、環境保全の観点から例えば都市内高速道路などの都心部にある床版には適用し難いといった問題があった。
However, the conventional floor slab upper surface thickening method has the following problems.
In other words, an expansion material was added to the concrete to prevent cracking due to shrinkage strain, but the effect was not sufficient, and the shrinkage strain could not be completely eliminated, and there was a risk that the concrete would crack. There was a need to further improve the quality of the concrete in the plate, leaving room for improvement.
In addition, since concrete finishing equipment equipped with an engine is used for paving concrete, the vibration and noise generated from the concrete finishing equipment during paving are large. From the viewpoint of environmental conservation, for example, urban centers such as urban expressways. There was a problem that it was difficult to apply to the floor slab in the department.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、従来の床版上面増厚工法と比較して薄い増厚でありながらも、床版の耐久性を高めて品質の向上を図ることができる床版補強方法およびそれに用いられるコンクリート仕上げ装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、施工に伴って生じる振動や騒音を小さくするようにした床版補強方法およびそれに用いられるコンクリート仕上げ装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is intended to improve the quality of the floor slab by enhancing the durability of the floor slab while being thinner than the conventional floor slab upper surface thickening method. An object of the present invention is to provide a method for reinforcing a floor slab and a concrete finishing device used therefor.
Another object of the present invention is to provide a floor slab reinforcement method and a concrete finishing apparatus used therefor, in which vibrations and noises generated during construction are reduced.
上記目的を達成するため、本発明に係る床版補強方法では、既設の床版の表面を研掃する研掃工程と、研掃した床版の表面にスランプ10cm以上の軟質コンクリートを被覆施工する施工工程と、スクリードによって高周波振動を与えて軟質コンクリートを締め固めて既設の床版に一体化させる締め固め工程とを備えたことを特徴としている。
本発明では、スランプが10cm以上の軟質コンクリートを使用するため、薄層に敷き均した場合でも高周波振動を与えながら締め固めることで十分な強度と平坦性を得られるので、床版の増厚を例えば40mm程度と薄くすることができる。そして、床版を研掃することで床版上面の劣化部分を除去するとともに床版面を粗面とすることができるので、旧コンクリートと新コンクリートとの付着強度を高めることができる。しかも、増厚分が薄層となることから、死荷重が小さくなり床版の耐久性を向上させることができる。
In order to achieve the above object, in the floor slab reinforcement method according to the present invention, a polishing process for cleaning the surface of an existing floor slab, and a surface of the cleaned floor slab is coated with a soft concrete having a slump of 10 cm or more. It is characterized by comprising a construction process and a compacting process in which high-frequency vibration is applied by a screed to compact the soft concrete and integrate it into an existing floor slab.
In the present invention, since soft concrete having a slump of 10 cm or more is used, sufficient strength and flatness can be obtained by compacting while applying high-frequency vibration even when spread on a thin layer. For example, it can be as thin as about 40 mm. Then, by polishing the floor slab, the deteriorated portion of the floor slab upper surface can be removed and the floor slab surface can be roughened, so that the adhesion strength between the old concrete and the new concrete can be increased. Moreover, since the increased thickness becomes a thin layer, the dead load is reduced and the durability of the floor slab can be improved.
また、本発明に係る床版補強方法では、軟質コンクリートを締め固めた後の床版の厚さは、研掃前の床版の厚さから10〜50mmの範囲で増大されていることが好ましい。
本発明では、軟質コンクリートの増厚量を研掃前の床版の厚さから10〜50mmの範囲とすることで、その上にアスファルト舗装を仕上げた状態で、既設舗装上面との段差を小さくすることができることから、仕上げ作業後に段差をすり付ける必要がなく、そのまま車両を通行させることができるので、工事に伴う交通規制の時間を短縮することができる。
In the floor slab reinforcement method according to the present invention, it is preferable that the thickness of the floor slab after compacting the soft concrete is increased in a range of 10 to 50 mm from the thickness of the floor slab before the polishing. .
In the present invention, by increasing the amount of soft concrete thickening within the range of 10 to 50 mm from the thickness of the floor slab before scouring, the level difference between the upper surface of the existing pavement and the asphalt pavement is reduced. Therefore, it is not necessary to rub the steps after finishing work, and the vehicle can be passed as it is, so that it is possible to reduce the time for traffic regulation accompanying the construction.
また、本発明に係る床版補強方法では、スクリードの高周波振動数は100〜400Hzとすることが好ましい。
本発明では、高周波バイブレータ等を使用してスクリードを100〜400Hzの振動数で振動させて軟質コンクリートを締め固めることで、振動や騒音を抑制しつつ、所定強度を確保して薄層に仕上げることができる。
Moreover, in the floor slab reinforcement method according to the present invention, the high frequency frequency of the screed is preferably 100 to 400 Hz.
In the present invention, by using a high-frequency vibrator or the like to vibrate the screed at a frequency of 100 to 400 Hz and compacting the soft concrete, the vibration and noise are suppressed and the predetermined strength is secured and the thin layer is finished. Can do.
また、本発明に係る床版補強方法では、スクリードは、床版上の移動速度が20〜100cm/minであることが好ましい。
本発明では、スクリードを20〜100cm/minの速度で移動させて軟質コンクリートを締め固めることで、仕上がり品質の低下を防ぐことができるうえ、施工速度を確保することができる。
In the floor slab reinforcement method according to the present invention, the screed preferably has a moving speed on the floor slab of 20 to 100 cm / min.
In the present invention, by moving the screed at a speed of 20 to 100 cm / min and compacting the soft concrete, the finish quality can be prevented from being deteriorated and the construction speed can be secured.
また、本発明に係る床版補強方法では、軟質コンクリートは水、水硬性組成物、骨材、膨張性混和材及び繊維を含むと共に、水硬性組成物は軟質コンクリートの硬化速度として施工後2〜3時間で10N/mm2以上の圧縮強度を発現することが好ましい。
本発明では、短時間で交通荷重に耐え得るコンクリート強度が得られることから、床版補強工事の施工速度が上がり、施工効率を向上させることができ、工期を短縮できるうえ、交通規制時間を短くすることができる。
In the floor slab reinforcement method according to the present invention, the soft concrete contains water, a hydraulic composition, an aggregate, an expansive admixture, and a fiber, and the hydraulic composition is used as a hardening rate of the soft concrete after construction. It is preferable to express a compressive strength of 10 N / mm 2 or more in 3 hours.
In the present invention, since concrete strength that can withstand traffic loads can be obtained in a short time, the construction speed of floor slab reinforcement work can be increased, construction efficiency can be improved, construction period can be shortened, and traffic regulation time can be shortened. can do.
また、本発明に係る床版補強方法では、膨張性混和材は、3CaO・SiO2−2CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物、3CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物、2CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物およびCaO−間隙物質系組成物から選ばれる1種または2種以上の組成物を含み、かつCaOの含有割合が50〜92重量%であるクリンカ組成物および石膏を含むことが好ましい。
本発明では、コンクリートに含まれる膨張性混和材によりコンクリートの収縮が抑制されて自己収縮や乾燥収縮によるコンクリートの収縮ひずみが低減されるので、床版上に打設したコンクリートにひび割れが発生することを防止できる。また、膨張性混和材に含まれる石膏とカルシウムアルミネートとの反応によりエトリンガイトが生成され、このエトリンガイトによりコンクリートの収縮を抑制することができるので、床版上に打設したコンクリートにひび割れが発生することをさらに効果的に防止できる。
Further, the slab reinforcement method according to the present invention, expandable admixture, 3CaO · SiO 2 -2CaO · SiO 2 -CaO- gap material based composition, 3CaO · SiO 2 -CaO- gap material based composition, 2CaO A clinker composition comprising one or more compositions selected from SiO 2 —CaO—interstitial material composition and CaO—interstitial material composition, and having a CaO content of 50 to 92% by weight And gypsum.
In the present invention, since the shrinkage of the concrete is suppressed by the expansive admixture contained in the concrete, and the shrinkage strain of the concrete due to self-shrinkage and drying shrinkage is reduced, cracking occurs in the concrete placed on the floor slab. Can be prevented. In addition, ettringite is generated by the reaction of gypsum contained in the expandable admixture and calcium aluminate, and the shrinkage of concrete can be suppressed by this ettringite, so cracking occurs in the concrete placed on the floor slab. This can be prevented more effectively.
また、本発明に係る床版補強方法では、水硬性組成物は、(1)カルシウムサルホアルミネート(3CaO・3Al2O3・CaSO4)3〜60質量%および無水石膏1〜40質量%を含むカルシウムサルホアルミネート組成物100質量部に対して、比表面積が1000〜4000cm2/gの炭酸リチウム0.1〜3.0質量部を含む、または(2)3CaO・SiO2、11CaO・7Al2O3・CaF、C2S等を含むことが好ましい。
本発明では、水硬性組成物に含まれるカルシウムサルホアルミネートによりコンクリートの強度が早期に発現されるので、床版上にコンクリートを打設した後の養生時間を短縮することができる。また、炭酸リチウムによりコンクリートの収縮ひずみ量を低減することができるので、床版上に打設したコンクリートにひび割れが発生することをさらに効果的に防止できる。
Moreover, in the floor slab reinforcement method according to the present invention, the hydraulic composition comprises (1) calcium sulfoaluminate (3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 ) 3 to 60% by mass and
In this invention, since the strength of concrete is expressed early by the calcium sulfoaluminate contained in the hydraulic composition, the curing time after placing the concrete on the floor slab can be shortened. In addition, since the shrinkage strain of the concrete can be reduced by lithium carbonate, it is possible to more effectively prevent cracks from occurring in the concrete placed on the floor slab.
また、本発明に係る床版補強方法では、既設の床版はコンクリート床版または鋼床版であることが好ましい。 In the floor slab reinforcement method according to the present invention, the existing floor slab is preferably a concrete slab or a steel slab.
また、本発明に係るコンクリート仕上げ装置では、上記床版補強方法に用いられるコンクリート仕上げ装置であって、本体と、本体に支持されていてコンクリートを敷き均して締め固めるスクリードと、スクリードに高周波振動を付与する高周波バイブレータと、床版に対して本体及びスクリードを移動させる牽引用ウインチとを備えたことを特徴としている。
本発明では、スクリードプレートへの振動付与に高周波バイブレータを用いるとともにコンクリート仕上げ装置の動力源としてエンジンではなくて手動又は電動で操作する牽引用ウインチを用いることができるので、コンクリート打設に伴う振動および騒音の発生を抑制することができる。そして、スランプが10cm以上の軟質コンクリートを使用し、薄層に敷き均して高周波バイブレータによって振動を与えながら締め固めることで、床版の増厚を例えば40mm程度と薄くすることができる。このように増厚分が薄層となることから、死荷重が小さくなり床版の耐久性を向上させることができる。また、動力源にエンジンを使用しない小型、且つ軽量のコンクリート仕上げ装置となることから、クレーンなどの吊上げ用機械を使わずに人力でコンクリート仕上げ装置を施工箇所に載置することができ、施工幅員が狭い箇所であっても容易に施工することができる。
Further, the concrete finishing apparatus according to the present invention is a concrete finishing apparatus used in the above-described floor slab reinforcement method, the main body, a screed supported by the main body to spread and compact the concrete, and the screed is subjected to high-frequency vibration. And a towing winch for moving the main body and the screed relative to the floor slab.
In the present invention, a high-frequency vibrator is used for applying vibration to the screed plate and a towing winch that is operated manually or electrically instead of an engine can be used as a power source for the concrete finishing device. Generation of noise can be suppressed. Then, using soft concrete with a slump of 10 cm or more, spreading it on a thin layer and compacting it while applying vibrations with a high-frequency vibrator, the thickness of the floor slab can be reduced to, for example, about 40 mm. Since the increased thickness becomes a thin layer in this way, the dead load is reduced and the durability of the floor slab can be improved. In addition, since it is a small and lightweight concrete finishing device that does not use an engine as a power source, the concrete finishing device can be manually placed on the construction site without using a lifting machine such as a crane. Even if it is a narrow part, it can be easily constructed.
本発明の床版補強方法によれば、軟質コンクリートに高周波振動を与えて締め固めて、床版の増厚を薄層に仕上げることができる。そのため、増厚分の死荷重が小さくなり、床版の耐久性が高められて品質の向上を図ることができる。
また、本発明の床版補強方法に用いられるコンクリート仕上げ装置によれば、増厚を薄くすることで、スクリードに高周波バイブレータを取り付けた簡単且つ軽量な構造のコンクリート仕上げ装置を使用することができることから、従来のようなエンジンを搭載した大型のコンクリート仕上げ装置を使用する必要がなくなり、床版補強工事に伴って生じる騒音や振動を小さくすることができ、例えば都市内高速道路などの都心部のような施工現場でも採用することができる。
According to the floor slab reinforcement method of the present invention, it is possible to finish the thickening of the floor slab into a thin layer by applying high-frequency vibration to the soft concrete and compacting it. Therefore, the dead load corresponding to the thickness increase is reduced, the durability of the floor slab is enhanced, and the quality can be improved.
Moreover, according to the concrete finishing apparatus used in the floor slab reinforcement method of the present invention, it is possible to use a simple and lightweight concrete finishing apparatus having a high-frequency vibrator attached to a screed by reducing the thickness. It is no longer necessary to use a large concrete finishing device equipped with an engine as in the past, and noise and vibration generated by floor slab reinforcement work can be reduced. For example, in urban areas such as urban highways. It can be adopted even at a construction site.
以下、本発明の実施の形態による床版補強方法およびそれに用いられるコンクリート仕上げ装置について、図1乃至図12に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態による床版補強方法の概要を示す斜視図、図2は図1に示す施工中のコンクリート仕上げ装置の正面図、図3はコンクリート仕上げ装置の平面図、図4(a)は図3に示すA−A線断面図、(b)は同じくB−B線断面図、図5は移動式コンクリート製造装置を示す側面図、図6(a)〜(d)は床版補強の施工工程を示す図、図7〜図12は試験例1の結果を示すグラフ等である。
Hereinafter, a floor slab reinforcement method and a concrete finishing apparatus used therefor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a perspective view showing an outline of a floor slab reinforcement method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the concrete finishing apparatus under construction shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the concrete finishing apparatus, and FIG. (A) is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 3, (b) is a cross-sectional view taken along line BB, FIG. 5 is a side view showing a mobile concrete manufacturing apparatus, and FIGS. The figure which shows the construction process of floor slab reinforcement, FIGS. 7-12 is the graph etc. which show the result of Test Example 1. FIG.
図1に示すように、本実施の形態による床版補強方法は、橋梁や高速道路などに使用される床版1上に、移動式コンクリート製造装置3(図5参照)により製造したコンクリート(以下、軟質コンクリート2とする)をコンクリート仕上げ装置10により敷き均して締め固める方法である。具体的な床版補強方法は、既設の床版1の表面を研掃し、研掃した床版1の表面にスランプ10cm以上の軟質コンクリート2を被覆施工し、スクリード(後述するスクリードプレート12)によって高周波振動を与えて軟質コンクリート2を締め固めて既設の床版1に一体化させる方法である。
As shown in FIG. 1, the floor slab reinforcement method according to the present embodiment is a concrete manufactured on a
ここで、本実施の形態では、軟質コンクリート2の材料として、水、水硬性組成物、骨材、膨張性混和材および繊維が用いられる。なお、本実施の形態の適用対象となる床版1は、橋面舗装の基盤となるものであって、コンクリート床版および鋼床版などとされる。
Here, in this Embodiment, water, a hydraulic composition, an aggregate, an expansive admixture, and a fiber are used as the material of the
先ず、コンクリート仕上げ装置10の構成について、図面に基づいて説明する。
図1乃至図4に示すように、コンクリート仕上げ装置10は、本体11と、本体11に支持されていて軟質コンクリート2を敷き均して締め固めるためのスクリードプレート12(スクリード)と、スクリードプレート12に振動を付与するための高周波バイブレータ13と、本体11に設けられた牽引用ウインチ14、14とから概略構成されている。
First, the structure of the
As shown in FIGS. 1 to 4, the
本体11は、前後左右および底面が板部材で囲われるとともに、上面が開口した略直方体形状の箱状部材により構成されている。本体11の箱状部材の中にはカウンタウエイト(図示省略)などのおもりが配置されており、コンクリート打設時の反力を確保するようにしている。本体11の前後方向(進行方向)の長さは、本体前方に設けたスクリードプレート12による軟質コンクリート2への振動付与により軟質コンクリート2の仕上がり精度に影響が出ることのないように十分な長さとすることが好ましく、例えば概ね50〜60cm以上である。本体11の左右端部の前面内側には、断面L字状の第1柱状部材15が立設されている。本体11の外側底面11aは、打設された軟質コンクリート2を平坦に仕上げるための部分であり、平坦かつ平滑な面に形成されている。
The
スクリードプレート12は、前後左右および底面が板部材で囲われていて上面が開口してなり、進行方向に直交する方向に長手方向を向けた略直方体形状の箱状部材により構成されている。スクリードプレート12の内側底面左右にはそれぞれ一対のアングルからなる基台16が設けられている。基台16における一対のアングルどうしは、防振ゴム19を介して接続されている。この防振ゴム19に用いる素材としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどの適宜のゴムを用いることができる。この防振ゴム19はスクリードプレート12に付与された振動が本体11に伝わりにくくする一方で、高周波バイブレータ13による荷重が軟質コンクリート2によく伝達させる作用を有することから、スクリードプレート12による押さえの効果と相まって、軟質コンクリート2を平坦かつ十分に締め固めることができ、仕上げ精度を良好にすることができるようになっている。
The
そして、基台16の上面に第2柱状部材17がボルト止めで立設され、第1柱状部材15と第2柱状部材17とは、それぞれの上部同士が接続部材18によって固定されている。この接続部材18の一端部18aは、第1柱状部材15の上部に万力或いはボルトなどによってスクリードプレート12を本体11に対して上下方向に移動可能に取り付けられてなり、軟質コンクリート2の仕上がり高さに合わせてその高さ位置を調整することができる。通常、軟質コンクリート2の仕上がり厚さ寸法が40mm程度であれば、スクリードプレート12の外側底面12aの高さが本体11の外側底面11aの高さより略10mm程度上方位置となるように調整する。
A
また、スクリードプレート12の外側底面12aの前部は、コンクリート仕上げ装置10の進行方向前側(図1、3、4(b)に示す矢印E方向)が高く後側が低くなるテーパ面12b(図4(b)参照)が形成されており、軟質コンクリート2打設時の材料が本体11の外側底面11a側に進入しやすくなっている。
Further, the front portion of the outer
図3、図4(a)及び(b)に示すように、高周波バイブレータ13は、スクリードプレート12の箱状部材の内側底面中央部に取り付けられている。この高周波バイブレータ13を駆動することによりスクリードプレート12に振動を付与するようになっている。なお、本実施の形態では、振動数として100〜400Hzが好ましく、本高周波バイブレータ13では100〜240Hzの範囲で調節可能なものを採用している。
As shown in FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b), the high-
また、図1及び図2に示すように、本体11の左右板部材の外側にはそれぞれL字状のブラケット20がボルトにより取り付けられており、各ブラケット20の上面には人力で巻き取り可能な牽引用ウインチ14が設けられている。すなわち、本コンクリート仕上げ装置10は、ウインチ14、14のそれぞれに巻き掛けられたワイヤロープ21の端部21aを構造物(ここでは既設床版1上のアンカー22)などに固定しておき、ウインチ14を人力で左右バランスよく回転させてワイヤロープ21を巻き取ることにより、コンクリート仕上げ装置10が上面を軟質コンクリート2の仕上がり高さに一致するように設けられた型枠23、23上を移動するように構成されている。ここで、ウインチ14の巻き取り速度、すなわち床版1上のスクリードプレート12の移動速度は、20〜100cm/minが好ましい(詳しくは後述する)。
As shown in FIGS. 1 and 2, L-shaped
本実施の形態の軟質コンクリート2は、水、水硬性組成物、骨材、膨張性混和材及び繊維を含むと共に、水硬性組成物は軟質コンクリート2の硬化速度として施工後2〜3時間で10N/mm2以上の圧縮強度を発現する材料であり、上述したように打設時のスランプが10cm以上となる材料とである。この軟質コンクリート2の使用材料について、以下で具体的に説明する。
The
(a)水硬性組成物
本実施の形態における図1に示す軟質コンクリート2に使用する水硬性組成物としては、カルシウムサルホアルミネート(3CaO・3Al2O3・CaSO4)および無水石膏を含むカルシウムサルホアルミネート組成物と、炭酸リチウムとを含むものが好ましい。カルシウムサルホアルミネート組成物は、カルシウムサルホアルミネート3〜60質量%および無水石膏1〜40質量%を含むものであり、好ましくはカルシウムサルホアルミネート20〜40質量%および無水石膏5〜15質量%を含むものである。水硬性組成物における炭酸リチウムの配合量はカルシウムサルホアルミネート組成物100質量部に対して0.1〜3.0質量部であり、好ましくは0.5〜1.5質量部である。水硬性組成物における炭酸リチウムの配合量が0.1質量部未満であると軟質コンクリートの初期強度が十分に発現しなくなり、3.0質量部を超えると軟質コンクリートの収縮ひずみの低減効果に大きな変化が見られず製造コストが割高になってしまう。
(A) Hydraulic composition As a hydraulic composition used for the
水硬性組成物に含まれる炭酸リチウムの比表面積(ブレーン比表面積)は、1000〜4000cm2/gであり、好ましくは2000〜3000cm2/gである。比表面積が1000cm2/g未満であると炭酸リチウムの粒子が粗くなるのでコンクリートに混練するときに炭酸リチウムが均質に分散しにくくなり、軟質コンクリートの強度が低下してしまう。比表面積が4000cm2/gを超えると、収縮ひずみの低減効果が十分には得られなくなってしまう。 The specific surface area (Blaine specific surface area) of lithium carbonate contained in the hydraulic composition is 1000 to 4000 cm 2 / g, preferably 2000 to 3000 cm 2 / g. When the specific surface area is less than 1000 cm 2 / g, lithium carbonate particles become coarse, so that when mixed with concrete, lithium carbonate is difficult to uniformly disperse, and the strength of soft concrete decreases. When the specific surface area exceeds 4000 cm 2 / g, the effect of reducing the shrinkage strain cannot be obtained sufficiently.
(b)骨材
本実施の形態の軟質コンクリートに使用する骨材としては、細骨材および粗骨材がある。細骨材としては、川砂、山砂および海砂などの天然砂と、砕砂および高炉スラグ細骨材などの人工砂を用いることができる。細骨材の粒径は、5mm以下であることが好ましい。軟質コンクリートにおける細骨材の配合量は、水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対して0〜500質量部であることが好ましく、100〜200質量部であることがより好ましい。粗骨材としては、砂利および砕石などを用いることができる。粗骨材の粒径は、5〜25mmであることが好ましく、特に5〜13mmであることが好ましい。軟質コンクリートにおける粗骨材の配合量は、コンクリート硬化後の機械的強度や生コンクリートの作業性などの観点から、水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対して0〜500質量部であることが好ましく、100〜200質量部であることがより好ましい。
(B) Aggregate Aggregates used for the soft concrete of the present embodiment include fine aggregates and coarse aggregates. As the fine aggregate, natural sand such as river sand, mountain sand and sea sand and artificial sand such as crushed sand and blast furnace slag fine aggregate can be used. The particle size of the fine aggregate is preferably 5 mm or less. The blending amount of the fine aggregate in the soft concrete is preferably 0 to 500 parts by mass and more preferably 100 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expandable admixture. preferable. Gravel and crushed stone can be used as the coarse aggregate. The particle size of the coarse aggregate is preferably 5 to 25 mm, and particularly preferably 5 to 13 mm. The blending amount of the coarse aggregate in the soft concrete is 0 to 500 with respect to a total of 100 parts by mass of the hydraulic composition and the expandable admixture from the viewpoint of mechanical strength after hardening the concrete and workability of the ready-mixed concrete. It is preferable that it is a mass part, and it is more preferable that it is 100-200 mass parts.
(c)膨張性混和材
本実施の形態の軟質コンクリートに使用する膨張性混和材としては、クリンカ組成物および石膏を含むものが好ましい。クリンカ組成物は、3CaO・SiO2−2CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物、3CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物、2CaO・SiO2−CaO−間隙物質系組成物およびCaO−間隙物質系組成物から選ばれる1種または2種以上の組成物を含み、かつCaOの含有割合が50〜92質量%のものである。膨張性混和材中のクリンカ組成物に含まれる間隙物質は、セメントクリンカ鉱物中のエーライト(3CaO・SiO2)やビーライト(2CaO・SiO2)の間を埋める鉱物に類するものである。このような間隙物質としては、2CaO・Fe2O3などのカルシウムフェライト鉱物、3CaO・Al2O3などのカルシウムアルミネート鉱物、6CaO・Al2O3・Fe2O3、4CaO・Al2O3・Fe2O3、6CaO・2Al2O3・Fe2O3などのカルシウムアルミノフェライト鉱物などが挙げられる。
(C) Expansive admixture The expansive admixture used for the soft concrete of the present embodiment is preferably one containing a clinker composition and gypsum. Clinker composition, 3CaO · SiO 2 -2CaO · SiO 2 -CaO- gap material based composition, 3CaO · SiO 2 -CaO- gap material based composition, 2CaO · SiO 2 -CaO- gap material based compositions and CaO -It contains one or more compositions selected from interstitial material compositions, and the content of CaO is 50 to 92% by mass. Gap substances contained in the clinker composition in expandable admixture is one similar to the mineral filling between the cement clinker minerals in alite (3CaO · SiO 2) and belite (2CaO · SiO 2). Such gap materials, 2CaO · Fe 2 O 3 calcium such as ferrite minerals, calcium aluminate minerals such as 3CaO · Al 2 O 3, 6CaO · Al 2
上述したようにクリンカ組成物中のCaOの含有割合は、クリンカ組成物の全質量に対して50〜92質量%である。CaOの含有割合が50質量%未満であると軟質コンクリートの早期強度発現が困難となるおそれがあり、92質量%を超えると相対的に間隙物質の含有量が減少して軟質コンクリートの収縮を低減することが困難となるおそれがある。 As above-mentioned, the content rate of CaO in a clinker composition is 50-92 mass% with respect to the total mass of a clinker composition. If the CaO content is less than 50% by mass, it may be difficult to develop the early strength of the soft concrete. If the CaO content exceeds 92% by mass, the content of the interstitial material is relatively reduced to reduce the shrinkage of the soft concrete. May be difficult to do.
膨張性混和材には、前記クリンカ組成物とともに石膏が含まれている。この石膏はカルシウムアルミネートと反応してエトリンガイト(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)を生成するため、これにより軟質コンクリートの収縮を抑制することができるとともに軟質コンクリートの初期強度(簡易蒸気養生時の脱型強度)を高めることができる。膨張性混和材における石膏の配合量は、クリンカ組成物100質量部に対して5〜50質量部であることが好ましい。膨張性混和材に生石灰が含まれる場合の石膏の配合量は、クリンカ組成物と生石灰との合計量100質量部に対して5〜50質量部であることが好ましい。石膏の配合量が5質量部未満であると軟質コンクリートの収縮を低減することが困難であり早期に強度が発現しないおそれがあり、50質量部を超えると軟質コンクリートに膨張ひび割れが生じるおそれがある。 The expandable admixture contains gypsum together with the clinker composition. Therefore gypsum to produce ettringite (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) reacts with the calcium aluminate, the initial strength of the soft concrete with it is possible to suppress the shrinkage of the soft concrete ( Demolding strength during simple steam curing can be increased. The blending amount of gypsum in the expandable admixture is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the clinker composition. When the expansive admixture contains quick lime, the blending amount of gypsum is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the clinker composition and quick lime. If the blending amount of the gypsum is less than 5 parts by mass, it is difficult to reduce the shrinkage of the soft concrete and there is a risk that the strength will not be expressed at an early stage, and if it exceeds 50 parts by mass, expansion cracks may occur in the soft concrete. .
膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことが好ましい。生石灰は水和反応に伴い膨張および発熱するため、軟質コンクリートの収縮をさらに抑制することができるとともに、膨張性混和材全体の発熱量が高まり軟質コンクリートの早期強度発現性をさらに向上させることができる。膨張性混和材に生石灰を含む場合の生石灰の含有量は、前記クリンカ組成物と生石灰との合計質量の80質量%以下であることが好ましい。生石灰の含有量が80質量%を超えると、水和反応による軟質コンクリートの膨張量が増大しすぎてしまうおそれがある。 The expandable admixture preferably further contains quick lime. Quicklime expands and generates heat due to the hydration reaction, so that the shrinkage of the soft concrete can be further suppressed, and the calorific value of the expandable admixture as a whole increases and the early strength development of the soft concrete can be further improved. . The content of quicklime when the expandable admixture contains quicklime is preferably 80% by mass or less of the total mass of the clinker composition and quicklime. If the content of quicklime exceeds 80% by mass, the amount of expansion of the soft concrete due to the hydration reaction may increase excessively.
(d)繊維
本実施の形態の軟質コンクリートに含まれる繊維は、金属繊維または有機繊維である。これらの繊維が含まれることにより、膨張性混和材により膨張した軟質コンクリートを拘束して軟質コンクリートの収縮を防止することができるとともに、軟質コンクリートの膨張を制御して軟質コンクリートが膨張しすぎないようにすることができる。金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維、ステンレス繊維などを挙げることができるが、これらのうち軟質コンクリートをより効果的に拘束することができる鋼繊維を使用することが好ましい。有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、セルロース繊維などを挙げることができるが、これらのうち軟質コンクリートをより効果的に拘束することができるビニロン繊維を使用することが好ましい。
(D) Fiber The fiber contained in the soft concrete of the present embodiment is a metal fiber or an organic fiber. By including these fibers, the soft concrete expanded by the expandable admixture can be restrained to prevent the shrinkage of the soft concrete, and the soft concrete does not expand too much by controlling the expansion of the soft concrete. Can be. Examples of metal fibers include steel fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers. Among these, it is preferable to use steel fibers that can more effectively restrain soft concrete. Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, polyvinyl alcohol fiber, and cellulose fiber. Of these, it is possible to use vinylon fiber that can more effectively restrain soft concrete. preferable.
金属繊維または有機繊維の配合量は、軟質コンクリートの体積に対して0.7〜2.0体積%であることが好ましい。これらの繊維の配合量が0.7体積%未満であると軟質コンクリートの強度が低下するおそれがあり、2.0体積%を超えると水硬性組成物との混練作業のワーカビリティが低下するおそれがある。
金属繊維または有機繊維の繊維長は、15〜60mmであることが好ましく、30mm程度であることがより好ましい。繊維長が15mm未満であると軟質コンクリートを効果的に拘束できないおそれがあり、繊維長が60mmを超えると水硬性組成物と金属繊維または有機繊維とを混練する際にファイバーボールが生じやすくなるおそれがある。
金属繊維または有機繊維の直径は、0.62〜0.90mmであることが好ましい。直径が0.62mm未満であると金属繊維または有機繊維の強度が不足してこれらの繊維が張力を受けたときに切れてしまうおそれがあり、直径が0.90mmを超えると軟質コンクリート中の金属繊維または有機繊維の本数が相対的に少なくなるため、いずれの場合も軟質コンクリートを効果的に拘束できないおそれがある。
It is preferable that the compounding quantity of a metal fiber or an organic fiber is 0.7-2.0 volume% with respect to the volume of soft concrete. If the blending amount of these fibers is less than 0.7% by volume, the strength of the soft concrete may be lowered, and if it exceeds 2.0% by volume, the workability of the kneading operation with the hydraulic composition may be lowered. There is.
The fiber length of the metal fiber or organic fiber is preferably 15 to 60 mm, and more preferably about 30 mm. If the fiber length is less than 15 mm, the soft concrete may not be effectively constrained, and if the fiber length exceeds 60 mm, fiber balls are likely to be generated when the hydraulic composition and metal fibers or organic fibers are kneaded. There is.
The diameter of the metal fiber or organic fiber is preferably 0.62 to 0.90 mm. If the diameter is less than 0.62 mm, the strength of the metal fibers or organic fibers may be insufficient and the fibers may break when subjected to tension. If the diameter exceeds 0.90 mm, the metal in the soft concrete Since the number of fibers or organic fibers is relatively small, there is a possibility that the soft concrete cannot be effectively restrained in any case.
(e)凝結遅延剤
本実施の形態の軟質コンクリートは、前記水硬性組成物と前記膨張性混和材との合計100質量部に対して、クエン酸換算で0.5〜3.0質量部のクエン酸もしくはその塩、酒石酸換算で0.05〜1.5質量部の酒石酸もしくはその塩および/またはヘプトン酸換算で0.05〜1.5質量部のヘプトン酸もしくはその塩をさらに含んでいることが好ましい。
(E) Setting retarder The soft concrete of the present embodiment is 0.5 to 3.0 parts by mass in terms of citric acid with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expandable admixture. It further contains citric acid or a salt thereof, 0.05 to 1.5 parts by mass of tartaric acid or a salt thereof in terms of tartaric acid and / or 0.05 to 1.5 parts by mass of heptonic acid or a salt thereof in terms of heptonic acid. It is preferable.
本実施の形態の軟質コンクリートの混練方法としては、前記水硬性組成物と前記膨張性混和材とをあらかじめ混合しておきこれに水を加えて混練する方法、および前記水硬性組成物に水を加えて混練しておきこれに前記膨張性混和材を添加してさらに混練する方法がある。本発明においては凝結遅延剤としてクエン酸(クエン酸塩)、酒石酸(酒石酸塩)および/またはヘプトン酸(ヘプトン酸塩)を添加することが好ましい。特に、酒石酸(酒石酸塩)および/またはヘプトン酸(ヘプトン酸塩)はクエン酸と同様に凝結遅延作用を有しているが、水硬性組成物と膨張性混和材と酒石酸(酒石酸塩)および/またはヘプトン酸(ヘプトン酸塩)とをあらかじめ混合しておきその後に水を添加したとしても、エトリンガイトが急激に生成することはなく軟質コンクリートの急結を防止することができる。これにより、十分な可使時間を確保することができるとともに膨張性混和材を軟質コンクリートに均一に混和させることができるため、より効果的に軟質コンクリートの収縮ひずみを抑制することができる。 As a method for kneading the soft concrete according to the present embodiment, the hydraulic composition and the expandable admixture are mixed in advance and water is added to the kneaded mixture, and water is added to the hydraulic composition. In addition, there is a method of kneading and further kneading by adding the expandable admixture. In the present invention, it is preferable to add citric acid (citrate), tartaric acid (tartrate) and / or heptonic acid (heptonic acid salt) as a setting retarder. In particular, tartaric acid (tartrate) and / or heptonic acid (heptonic acid salt) has a setting retarding action similar to citric acid, but the hydraulic composition, expansive admixture, tartaric acid (tartrate) and / or Alternatively, even if heptonic acid (heptonic acid salt) is mixed in advance and water is added thereafter, ettringite is not rapidly formed and rapid setting of soft concrete can be prevented. As a result, sufficient pot life can be ensured and the expandable admixture can be uniformly mixed with the soft concrete, so that the shrinkage strain of the soft concrete can be more effectively suppressed.
水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対する酒石酸(酒石酸塩)、またはヘプトン酸(ヘプトン酸塩)の配合量が酒石酸換算またはヘプトン酸換算で0.05質量部未満であると、軟質コンクリートの可使時間を十分に確保することができないおそれがある。配合量が1.5質量部を超えると、凝結不良を起こして軟質コンクリートの強度が十分に発現しなかったり、場合によっては硬化しなくなったりするおそれがある。
酒石酸(酒石酸塩)の配合量は、前記水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対して0.15〜1.2質量部であることがより好ましく、0.2〜1.0質量部であることが特に好ましい。ヘプトン酸(ヘプトン酸塩)の配合量は、前記水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対して0.2〜1.2質量部であることがより好ましく、0.25〜1.0質量部であることが特に好ましい。
When the blending amount of tartaric acid (tartrate) or heptonic acid (heptonic acid salt) with respect to a total of 100 parts by mass of the hydraulic composition and the expandable admixture is less than 0.05 parts by mass in terms of tartaric acid or heptonic acid There is a possibility that the pot life of soft concrete cannot be secured sufficiently. When the blending amount exceeds 1.5 parts by mass, there is a risk that the setting of the soft concrete may not be sufficiently exhibited due to the setting failure or may not be cured in some cases.
The blending amount of tartaric acid (tartrate) is more preferably 0.15 to 1.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expandable admixture, and 0.2 to 1 Particularly preferred is 0.0 parts by mass. The blending amount of heptonic acid (heptonic acid salt) is more preferably 0.2 to 1.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expandable admixture, and 0.25. It is especially preferable that it is -1.0 mass part.
本実施の形態の軟質コンクリートは、前記水硬性組成物と前記膨張性混和材との合計100質量部に対して、ホウ酸換算で0.01〜0.3質量部のホウ酸またはその塩を含むものであってもよい。軟質コンクリートに前記範囲内でホウ酸を含ませることにより、軟質コンクリート硬化時の水和熱を低減することができ軟質コンクリートの練り上がり温度を低下させることができるので、夏期などにおける高温環境下であっても容易に軟質コンクリートの出荷および施工を行うことができる。 The soft concrete of the present embodiment contains 0.01 to 0.3 parts by mass of boric acid or a salt thereof in terms of boric acid with respect to a total of 100 parts by mass of the hydraulic composition and the expandable admixture. It may be included. By adding boric acid to the soft concrete within the above range, the heat of hydration when the soft concrete hardens can be reduced and the kneading temperature of the soft concrete can be lowered. Even if it exists, the shipment and construction of soft concrete can be performed easily.
水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対するホウ酸(ホウ酸塩)の配合量がホウ酸換算で0.01質量部未満であると、軟質コンクリート硬化時の水和熱を効果的に低減することができないおそれがあり、0.3質量部を超えると、軟質コンクリートの強度が低下したり凝結遅延が発生したりするおそれがある。ホウ酸(ホウ酸塩)の配合量は、前記水硬性組成物と膨張性混和材との合計100質量部に対して0.05〜0.2質量部であることがより好ましく、0.1〜0.15質量部であることが特に好ましい。 When the blending amount of boric acid (borate) with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expansive admixture is less than 0.01 parts by mass in terms of boric acid, the heat of hydration when soft concrete is cured There is a possibility that it cannot be effectively reduced, and if it exceeds 0.3 parts by mass, the strength of the soft concrete may be reduced or a setting delay may occur. The compounding amount of boric acid (borate) is more preferably 0.05 to 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the hydraulic composition and the expandable admixture, It is especially preferable that it is -0.15 mass part.
次に、上述した軟質コンクリートの製造に用いられる移動式コンクリート製造装置について、図面に基づいて説明する。
図5に示すように、移動式コンクリート製造装置3は、コンクリート材料補給装置30およびコンクリート材料混練装置40からなり、それぞれ車両に搭載されている。
Next, the mobile concrete manufacturing apparatus used for manufacturing the soft concrete described above will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 5, the mobile
コンクリート材料補給装置30は、水硬性組成物を貯蔵する第1容器31と、第1容器31から水硬性組成物を取り出してコンクリート材料混練装置40へ搬送する第1フィーダ32と、骨材を貯蔵する第2容器33と、第2容器33から骨材を取り出してコンクリート材料混練装置40へ搬送する第2フィーダ34と、第1容器31から取り出された水硬性組成物をコンクリート材料混練装置40へ搬送してこの水硬性組成物の搬送量を測定する第1計量装置35と、第2容器33から取り出された骨材をコンクリート材料混練装置40へ搬送してこの骨材の搬送量を測定する第2計量装置36とを備えている。
The concrete
コンクリート材料混練装置40は、コンクリート材料補給装置30から搬送された水硬性組成物を受け入れてこの水硬性組成物の受け入れ量を測定する第3容器41と、第3容器41から水硬性組成物を取り出す第3フィーダ42と、コンクリート材料補給装置30から搬送された骨材を受け入れてこの骨材の受け入れ量を測定する第4容器43と、第4容器43から骨材を取り出す第4フィーダ44と、供給された水を受け入れてこの水の受け入れ量を測定する第5容器45と、第3フィーダ42が第3容器41から取り出した水硬性組成物と第4フィーダ44が第4容器43から取り出した骨材と第5容器45から供給された水とを受け入れて混練する第6容器46と、第6容器46の下側に配置されてこの第6容器46で得られた生コンクリートを排出する第5フィーダ47とを備えている。
なお、これらのコンクリート材料補給装置30およびコンクリート材料混練装置40は、図5のようにそれぞれ別個の車両に搭載してもよいし、両装置を1台の車両にまとめて搭載してもよい。
The concrete
The concrete
次に、本実施の形態のコンクリート仕上げ装置10を用いた軟質コンクリート2の施工手順、すなわち床版補強方法について、図6などを用いて具体的に説明する。
ここでは、コンクリート床版に適用する場合であって、例えば1日の施工量は施工幅員3.5m×施工延長30m程度とする。
Next, the construction procedure of the
Here, it is a case where it applies to a concrete slab, for example, the construction amount per day shall be about 3.5 m of construction width x about 30 m of construction extension.
先ず、図6(a)に示すように、既設の橋面舗装(アスファルト混合物層4)を図示しない路面切削機により切削して除去する。このとき、既設コンクリート床版1Aの損傷を避けかつアスファルト混合物層4を完全に除去するために、2層に分けて切削作業を行う。次に、コンクリート床版1A上のレイタンスなどの新旧コンクリートの付着に支障となる部分を路面切削機により約10mmの深さまで切削して除去する。図6(a)において、符号1aの二点鎖線が切削前の位置、符号1bの実線が切削後の位置を示している。
その後、コンクリート床版1Aの表面をショットブラストにより研掃してモルタル分を取り除いて、床版面に骨材が見える状態とする工程を行う(研掃工程)。このときの鋼球(スチールショット)の投射密度は、150kg/cm2程度とする。
First, as shown to Fig.6 (a), the existing bridge surface pavement (asphalt mixture layer 4) is cut and removed by the road surface cutting machine which is not shown in figure. At this time, in order to avoid damage to the existing
Thereafter, the surface of the
続いて、図6(b)及び(c)に示すように、研掃したコンクリート床版1Aの表面にスランプ10cm以上の軟質コンクリート2を被覆施工する(施工工程)。具体的には、図6(b)に示すように、軟質コンクリート2を打設する領域の周囲に木製などの型枠23を設けて、この型枠23の上面23aが軟質コンクリート2の仕上がり高さ(符号2aの位置)と一致するように高さを調整する(図2参照)。
Subsequently, as shown in FIGS. 6B and 6C, the
そして、図6(c)及び図1に示すように、施工起点部の型枠23上にコンクリート仕上げ装置10を載置して、コンクリート仕上げ装置10の両端部に設けた牽引用ウインチ14、14からワイヤロープ21を巻き出し、その端部21aを既設コンクリート床版1A上に打ち込んだアンカー22に固定する。そして、施工現場内で移動式コンクリート製造装置3(図5参照)を用いて製造した軟質コンクリート2を一輪車などで運搬して、コンクリート仕上げ装置10の進行方向前方の既設コンクリート床版1A上に供給してレーキなどで押し拡げて敷き均す。
Then, as shown in FIG. 6C and FIG. 1, the
続いて、図6(c)に示すように、スクリードプレート12によって高周波振動を与えて軟質コンクリート2を締め固めて既設の床版1に一体化させる工程を行う(締め固め工程)。具体的には、図1に示すように、コンクリート仕上げ装置10の高周波バイブレータ13を駆動した後、牽引用ウインチ14、14を人力で左右バランスよく回転させてワイヤロープ21、21を巻き取って仕上げ装置10を型枠23に沿って前進(図1に示す矢印E方向に移動)させ、軟質コンクリート2がスクリードプレート12により締め固められながら後方へ送られ、本体11の外側底面11aにより敷き均されて平坦に仕上げられ、所定の厚さで軟質コンクリート2が増厚されることになる。軟質コンクリート2の打設終了後、ただちに被膜養生剤を散布して、養生マットで全面を覆って養生する。
Then, as shown in FIG.6 (c), the process which gives high frequency vibration with the
次いで、軟質コンクリート2の硬化後、コンクリート内部への水の浸透を防ぐために、防水層の施工を行う。防水層としてはシート系防水層と塗膜系防水層があり、防水性およびアスファルト混合物層とコンクリートとの接着性がよいものを使用する。
そして、図6(d)に示すように、防水層の施工後には、施工領域周辺の既設アスファルト混合物層4の高さと一致するようにしてアスファルト混合物層4を敷設して作業が完了となる。
Next, after the
Then, as shown in FIG. 6D, after the waterproof layer is constructed, the
このように、本床版補強方法では、スランプが10cm以上の軟質コンクリート2を使用するため、薄層に敷き均して高周波バイブレータ13によってスクリードプレート12に100〜400Hzの高周波振動を与えながら締め固めることで、床版1の増厚を例えば40mm程度と薄くすることができる。なお、振動数が100Hz未満の場合には、材料が大きく波打ってしまい軟質コンクリート2の締固めが不十分となり、所定のコンクリート強度が得られないことが想定される。さらに、振動数が400Hzを越える場合には、騒音と振動が大きくなるといった不具合が生じることになる。
Thus, in this floor slab reinforcement method, since the
そして、床版1を研掃することで床版上面の劣化部分を除去するとともに床版面を粗面とすることができるので、旧コンクリートと新コンクリートとの付着強度を高めることができる。しかも、増厚分が薄層となることから、死荷重が小さくなり床版1の耐久性を向上させることができる。
Then, by polishing the
そして、スクリードプレート12(コンクリート仕上げ装置10)を20〜100cm/minの移動速度とすることで、仕上がり品質の低下を防ぐことができるうえ、施工速度を確保することができる。なお、移動速度が20cm/min未満では、軟質コンクリート2の品質には問題ないが、施工速度が遅くなることから工期に影響を及ぼすことになる。また、施工速度が100cm/minを越えると、コンクリートの締固めが十分でなく、仕上がり面が悪くなるうえ、強度不足となって品質が低下することになる。
And by making the screed plate 12 (concrete finishing apparatus 10) the moving speed of 20 to 100 cm / min, it is possible to prevent the quality of the finished product from being deteriorated and to secure the construction speed. In addition, if the moving speed is less than 20 cm / min, there is no problem in the quality of the
ここで、軟質コンクリート2を締め固めた後の床版1の厚さは、研掃前の床版1の厚さから10〜50mmの範囲で増大されるように設定することが好ましい。このように施工することで、増厚された軟質コンクリート2の上にアスファルト舗装を仕上げた状態で、既設舗装上面との段差を小さくすることができることから、仕上げ作業後に段差をすり付ける必要がなく、そのまま車両を通行させることができるので、工事に伴う交通規制の時間を短縮することができる。つまり、増大される厚さが10mm未満の場合には、既設舗装上面との段差が大きくなるとともに、仕上がった軟質コンクリート2が薄すぎて交通荷重に耐え得る強度を確保できないおそれがある。また、増大される厚さが50mmを超える場合には、既設舗装上面との段差が大きくなるとともに、死荷重も大きくなり例えば橋梁が床版の重さに耐えられないおそれがある。
Here, the thickness of the
また、スクリードプレート12への振動付与に高周波バイブレータ13を用いるとともにコンクリート仕上げ装置10の動力源としてエンジンではなくて人力で操作する牽引用ウインチ13を用いるので、コンクリート打設に伴う振動および騒音の発生を抑制することができる。そのため、工事箇所の周辺住民に対する環境保全に対応することができ、都市部の工事や夜間の工事に本床版補強方法を採用することができる。
また、コンクリート仕上げ装置10が動力源にエンジンを使用しない小型、且つ軽量な構造となることから、クレーンなどの吊上げ用機械を使わずに人力でコンクリート仕上げ装置を施工箇所に載置することができ、施工幅員が狭い箇所であっても容易に施工することができる。
Further, since the high-
Moreover, since the
さらに、本施工方法では、スクリードプレート12と本体11との間の適切な位置に防振ゴム19が取り付けられているので、高周波バイブレータ13による振動が本体11に伝わりにくくなるとともにスクリードプレート12には効率よく伝わり、少ない数の高周波バイブレータ13でも十分に軟質コンクリート2を平坦かつ十分に締め固めることができ、高周波バイブレータ13の数が少ないことにより騒音の発生を抑制することができるという利点もある。
Further, in this construction method, since the
次に、本実施の形態の床版補強方法を鋼床版に適用する場合の施工手順について説明するが、基本的にはコンクリート床版に適用する場合と同様の施工方法である。
先ず、既設の橋面舗装(表層のアスファルト混合物層および基層のグースアスファルト混合物層)を路面切削機により除去する。次に、基層の下の防水層を平爪バケットを装着したパワーショベルにより剥ぎ取る。その後、切削後の鋼床版面をショットブラストにより研掃して、残留する防水層を取り除く。このときのスチールショットの投射密度は、150kg/cm2程度とする。研掃作業の終了後、鋼床版面への水の浸透を防ぐために、防水層の施工を行う。防水層としてはシート系防水層と塗膜系防水層があり、防水性およびアスファルト混合物層と鋼床版との接着性がよいものを使用する。
Next, although the construction procedure in the case of applying the floor slab reinforcement method of this embodiment to a steel floor slab will be described, it is basically the same construction method as that applied to a concrete floor slab.
First, the existing bridge pavement (surface asphalt mixture layer and base goose asphalt mixture layer) is removed with a road cutting machine. Next, the waterproof layer under the base layer is peeled off by a power shovel equipped with a flat claw bucket. Thereafter, the steel floor slab surface after cutting is polished by shot blasting to remove the remaining waterproof layer. The projection density of the steel shot at this time is about 150 kg / cm 2 . After the polishing work is completed, a waterproof layer will be installed to prevent water penetration into the steel slab surface. As the waterproof layer, there are a sheet-type waterproof layer and a coating-type waterproof layer, and those having good waterproofness and adhesion between the asphalt mixture layer and the steel deck are used.
次いで、図1に示すように、軟質コンクリート2の打設箇所に型枠23を設置して、この型枠23の上面23aが軟質コンクリート2の仕上がり高さとなるように高さを調整する。そして、施工起点部の型枠23上にコンクリート仕上げ装置10を載置して、仕上げ装置10に設けた牽引用ウインチ14のワイヤロープ21を巻き出して、その端部21aを鋼床版上に溶接した鉄棒(アンカー22に相当)に固定する。施工現場内で移動式コンクリート製造装置3(図5参照)を用いて製造した軟質コンクリート2を一輪車などで運搬して、仕上げ装置10前方の既設鋼床版上に供給し、これを仕上げ装置10により所定の厚さおよび幅員となるように敷き均して平坦に仕上げる。軟質コンクリート2の打設終了後、ただちに被膜養生剤を散布して、養生マットで全面を覆って養生する。
Next, as shown in FIG. 1, the
(試験例1)
次に、上述した本実施の形態の増厚補強の効果を確認するために、次のような試験を行った。
本試験では、あらかじめ損傷を与えたRC床版の上面に膨張材を含む本実施の形態の軟質コンクリート2を用いて増厚補強を行い、補強前後の静的載荷試験および輪荷重走行疲労試験を実施することにより、補強効果および疲労損傷の程度を確認した。
(Test Example 1)
Next, in order to confirm the effect of the thickening reinforcement of the present embodiment described above, the following test was performed.
In this test, thickening reinforcement was performed using the
(1)静的載荷試験
本試験で使用するRC床版は、橋軸方向長さが3000mm、橋軸直角方向幅が2000mm、中央部の床版厚が160mm、試験時の床版支間が1800mmである。主鉄筋、配力鉄筋にはそれぞれD16、D13のSD295A鉄筋を使用し、床版内における鉄筋の配置間隔は、引張側主鉄筋が150mm、圧縮側主鉄筋が300mm、引張側配力鉄筋が125mm、圧縮側配力鉄筋が250mmとした。このRC床版に対して予備載荷を行いあらかじめ損傷を与え、これに本発明の軟質コンクリートを用いて増厚補強(増厚量40mm)を行い、その後に静的載荷試験を行った。
(1) Static loading test The RC floor slab used in this test has a length of 3000 mm in the bridge axis direction, a width of 2000 mm in the direction perpendicular to the bridge axis, a thickness of the floor slab of 160 mm, and a space between the slabs of the test at 1800 mm. It is. D16 and D13 SD295A rebars are used for the main reinforcing bar and the distribution reinforcing bar, respectively, and the arrangement interval of the reinforcing bars in the floor slab is 150 mm for the tensile main reinforcing bar, 300 mm for the compression main reinforcing bar, and 125 mm for the tensile side reinforcing bar. The compression-side distribution reinforcing bar was 250 mm. This RC floor slab was preloaded and damaged in advance, and this was subjected to thickening reinforcement (thickening
静的載荷試験は、クランク式輪荷重走行試験機を用いて行った。本試験機は載荷能力が最大で294kN、荷重走行範囲が床版の中心から1000mm、荷重走行速度が30往復/minである。荷重走行範囲には軌道装置を配置した。本載荷試験では、装置中の載荷ブロックにより300mm×120mmの載荷面積を確保した。これは設計B活荷重の後輪(500mm×200mm)の0.6倍縮尺であり、この面積を採用することにより加速試験を実現した。 The static loading test was performed using a crank type wheel load running tester. This testing machine has a maximum loading capacity of 294 kN, a load travel range of 1000 mm from the center of the floor slab, and a load travel speed of 30 reciprocations / min. A track device was placed in the load travel range. In this loading test, a loading area of 300 mm × 120 mm was secured by the loading block in the apparatus. This is a scale 0.6 times that of the rear wheel (500 mm × 200 mm) of the design B live load, and an acceleration test was realized by adopting this area.
本載荷試験におけるRC床版の支持条件は、橋軸方向の二辺を単純支持、橋軸直角方向の二辺を横桁による弾性支持とした。横桁の剛性は、輪荷重走行疲労試験において実橋梁に近い挙動を示すことを期待して、床版の挙動が半無限版と同等になるように設定した。RC床版の四隅には、荷重載荷時に発生する床版端部の浮き上がりを防止するために、浮き上がり防止装置を取り付けた。 The RC floor slab support conditions in this loading test were simple support on the two sides in the bridge axis direction and elastic support on the two sides in the direction perpendicular to the bridge axis. The transverse girder stiffness was set so that the behavior of the floor slab was equivalent to that of the semi-infinite plate in the hope that it would show behavior similar to a real bridge in a wheel load running fatigue test. At the four corners of the RC floor slab, a lift prevention device was attached in order to prevent the floor slab end from being lifted when the load was loaded.
RC床版に対する予備載荷は、137.2kNで50,000回の輪荷重を走行させて行った。床版中央の98kN換算たわみの経時変化を図7に示す。図中には、全断面有効および引張側コンクリート無視時の理論活荷重たわみをHuberの版理論式より求めた結果を示した。活荷重たわみは全断面有効から始まり、引張側無視まで漸増して、引張側コンクリート無視時の理論たわみに対する活荷重たわみ比(たわみ劣化度)が0.99に到達した時点で載荷を終了した。 The preliminary loading on the RC slab was carried out by running 50,000 wheel loads at 137.2 kN. FIG. 7 shows the change with time of the deflection of 98 kN in the center of the slab. The figure shows the result of calculating the deflection of the theoretical live load when the entire cross section is effective and when the concrete on the tensile side is neglected, from Huber's plate theory. The deflection of the live load started from the effective of the entire cross section and gradually increased to the neglect of the tensile side, and the loading was finished when the deflection ratio of the active load (the degree of deflection deterioration) with respect to the theoretical deflection when neglecting the tensile side concrete reached 0.99.
増厚補強を施す直前と直後のRC床版の中央に輪荷重を静的載荷した。図8に示す98kNに換算した活荷重たわみの床版中央線上橋軸方向における分布より、活荷重たわみが補強前後で約56%低減されたことが分かる。この試験結果より、本実施の形態の軟質コンクリートを用いて増厚補強を行うことにより、床版のたわみ量が低減され床版1Bに作用する交通荷重による応力を抑制することができ、その耐久性が向上することが推定できる。
A wheel load was statically loaded at the center of the RC floor slab immediately before and after the thickening reinforcement. From the distribution of the deflection of the live load converted to 98 kN shown in FIG. 8 in the axial direction of the bridge slab center line, it can be seen that the deflection of the live load is reduced by about 56% before and after reinforcement. From this test result, by performing thickening reinforcement using the soft concrete of the present embodiment, the amount of flexure of the floor slab can be reduced and the stress due to traffic load acting on the
(2)輪荷重走行疲労試験
本実施の形態の軟質コンクリートを用いて増厚補強されたRC床版に対して、輪荷重走行疲労試験を実施した。このときの床版中央におけるたわみの経時変化は図9に示すとおりであり、引張側コンクリート無視時の理論たわみを超えると急激にたわみが上昇して押し抜きせん断破壊した。また、RC床版下面のひび割れ発生状況は図10に示すとおりであり、二方向ひび割れが進展して実際の橋梁におけるひび割れ発生状況を再現できた。ひび割れについて定量的な評価をするためにひび割れの長さを計測し、床版下面の面積で除することでひび割れ密度Cdを求めた。ひび割れ密度Cdを測定した結果は図11に示すとおりであり、無補強床版と比較するとほぼ同様のひび割れの増加傾向を辿っている。
(2) Wheel load running fatigue test A wheel load running fatigue test was carried out on the RC slab reinforced with thickening using the soft concrete of the present embodiment. The time-dependent change of the deflection at the center of the slab at this time is as shown in FIG. 9. When the theoretical deflection at the time of neglecting the tensile side concrete was exceeded, the deflection increased rapidly and the punching shear fracture occurred. Further, the crack occurrence state on the bottom surface of the RC floor slab is as shown in FIG. 10, and the two-way crack progressed and the crack occurrence state in the actual bridge could be reproduced. The length of the crack is measured to the quantitative evaluation of cracks was determined cracking density C d by dividing by the area of the slab bottom surface. A result of measuring the crack density C d is as shown in FIG. 11, following the trend of increasing substantially the same cracking when compared to unreinforced slab.
疲労耐久性を測定した結果、本実施の形態の軟質コンクリートで補強した床版と無補強床版は同様の損傷過程を辿ったと考えられ、輪荷重走行疲労試験によって得られた結果をS−N関係図にプロットした(図12参照)。この試験結果より、本実施の形態の軟質コンクリートを用いて増厚補強を行うことにより、無補強床版と比較して押し抜きせん断耐力および疲労寿命(耐久性)が向上することが確認できた。 As a result of measuring the fatigue durability, it is considered that the floor slab reinforced with the soft concrete and the unreinforced floor slab of the present embodiment followed the same damage process. Plotted in a relationship diagram (see FIG. 12). From this test result, it was confirmed that by performing thickening reinforcement using the soft concrete of the present embodiment, the punching shear strength and fatigue life (durability) are improved as compared with the unreinforced floor slab. .
(試験例2)
次に、上述した本実施の形態の騒音低減効果を確認するために、次のような試験を行った。
試験例2では、上述したコンクリート仕上げ装置10(図1など参照)を使用して敷き均しを行った場合(実施例)と、エンジンを搭載したオフレール式(タイヤ走行式)のフィニッシャ(コンクリート仕上げ装置)を使用して敷き均しを行った場合(比較例)との騒音を、それぞれについて施工箇所の側方で測定した。比較例のフィニッシャは、フェーゲル社製「CFM45001」、定格出力70ps/DIN、定格回転数2,500rpmを使用した。
(Test Example 2)
Next, in order to confirm the noise reduction effect of the present embodiment described above, the following test was performed.
In Test Example 2, the above-described concrete finishing apparatus 10 (see FIG. 1 and the like) was used for leveling (Example), and an off-rail type (tire traveling type) finisher equipped with an engine (concrete finishing). The noise with the case of using the (equipment) was measured at the side of the construction site. As the finisher of the comparative example, “CFM45001” manufactured by Fegel, rated output of 70 ps / DIN, and rated rotational speed of 2,500 rpm were used.
表1に示すように、測定箇所は、施工箇所から側方に5m離れた位置、10mの位置、15mの位置の3箇所とした。その結果、比較例では77〜87dBであるのに対して、実施例では68〜73dBの値となり、実施例が比較例より平均してほぼ10dB程度低減できることが確認された。とくに、施工箇所に近い5mの位置では、実施例と比較例との差が14〜17dBとなり、低減効果が大きいことが確認された。 As shown in Table 1, the measurement locations were three locations, a location 5 m away from the construction location, a location 10 m, and a location 15 m. As a result, it was 77 to 87 dB in the comparative example, whereas it was 68 to 73 dB in the example, and it was confirmed that the example could be reduced by about 10 dB on average from the comparative example. In particular, at a position of 5 m close to the construction site, the difference between the example and the comparative example was 14 to 17 dB, and it was confirmed that the reduction effect was large.
(試験例3)
次に、上述した本実施の形態の効果を確認するために、次のような試験を行った。
上述した床版1(図1及び図2など参照)に見立てた幅1m×長さ3m×厚さ0.2mのコンクリート版を2基、準備し、その表面をショットブラストにより研掃してモルタル分を取り除き、表面に骨材が見える状態とした。そして、コンクリート版の周囲に幅30mm×高さ150mmの木製の型枠を配置してアンカーにより固定した。
本試験で使用するコンクリートの配合は、表2に示すとおりである。ここで、本実施の形態による配合Aは膨張材を含む本実施の形態のコンクリートであり、比較例による配合Bは膨張材を含まない一般的なコンクリートである。
(Test Example 3)
Next, in order to confirm the effect of the above-described embodiment, the following test was performed.
Prepare two concrete slabs of width 1m × length 3m × thickness 0.2m from the above-mentioned floor slab 1 (see FIG. 1 and FIG. 2, etc.) The minute was removed and the aggregate was visible. And the wooden formwork of width 30mm x height 150mm was arrange | positioned around the concrete plate, and it fixed with the anchor.
Table 2 shows the mix of concrete used in this test. Here, the blend A according to the present embodiment is the concrete according to the present embodiment including the expanding material, and the blend B according to the comparative example is a general concrete including no expanding material.
コンクリートの打設は、上述したコンクリート仕上げ装置10(図1〜図4参照)を用いて行った。本試験で使用するコンクリートは、トラックの荷台にコンクリート材料補給装置およびコンクリート材料混練装置を搭載した移動式コンクリート製造装置を用いて行った。コンクリートの打設終了後、そのコンクリートの表面に養生剤を散布したのちビニルシートで覆って養生を行った。このようにして打設したコンクリートについて、スランプ試験、圧縮強度試験および付着強度試験を行った結果を表3に示す。 Concrete placement was performed using the above-described concrete finishing apparatus 10 (see FIGS. 1 to 4). The concrete used in this test was carried out using a mobile concrete production device in which a concrete material supply device and a concrete material kneading device were mounted on the truck bed. After the concrete was placed, the curing surface was sprayed with a curing agent and then covered with a vinyl sheet for curing. Table 3 shows the results of the slump test, the compressive strength test, and the adhesion strength test performed on the concrete thus placed.
この試験結果より、次のことがいえる。すなわち、スランプに関しては、膨張材を含む本実施の形態のコンクリートは膨張材を含まない一般的なコンクリートと同程度の値を示しており、コンクリートを打設するに当たっての十分なワーカビリティをもつものと考えられる。圧縮強度および付着強度に関しては、本実施の形態のコンクリートでは一般的なコンクリートと比較して各材齢において大きな値を示しており、膨張材を混入することによりコンクリートの強度が改善されたものと考えられる。 From the test results, the following can be said. In other words, regarding slump, the concrete of the present embodiment including the expansion material has the same value as the general concrete not including the expansion material, and has sufficient workability in placing the concrete. it is conceivable that. Regarding the compressive strength and adhesive strength, the concrete of the present embodiment shows a large value at each age compared to general concrete, and the strength of the concrete is improved by mixing in the expansion material. Conceivable.
なお、表3に示すように、移動式コンクリート製造装置より排出した直後のスランプが約8cmと小さい値となっているが、これはコンクリートの流動性を確保するためにコンクリートに混入した混和剤の効果が発現するまでに多少時間がかかるためである。軟質コンクリートを打設する時点では排出後十分に時間が経過しており、混和剤の効果により軟質コンクリートのスランプ10cm以上が確保されることになる。つまり、本試験の配合のコンクリートでは、排出後10分程度でコンクリートを打設することが好ましい。 In addition, as shown in Table 3, the slump immediately after being discharged from the mobile concrete manufacturing apparatus is a small value of about 8 cm. This is because of the admixture mixed in the concrete to ensure the fluidity of the concrete. This is because it takes some time for the effect to appear. At the time of placing the soft concrete, a sufficient time has passed after the discharge, and a slump of 10 cm or more of the soft concrete is secured by the effect of the admixture. In other words, it is preferable to place the concrete in about 10 minutes after discharging in the concrete of this test.
上述のように本実施の形態による床版補強方法では、軟質コンクリート2に高周波振動を与えて締め固めて、床版1の増厚を薄層に仕上げることができる。そのため、増厚分の死荷重が小さくなり、床版の耐久性が高められて品質の向上を図ることができる。
また、本実施の形態による床版補強方法に用いられるコンクリート仕上げ装置では、増厚を薄くすることで、スクリードプレート12に高周波バイブレータ13を取り付けた簡単且つ軽量な構造のコンクリート仕上げ装置10を使用することができることから、従来のようなエンジンを搭載した大型のコンクリート仕上げ装置を使用する必要がなくなり、床版補強工事に伴って生じる騒音や振動を小さくすることができ、例えば都市内高速道路などの都心部のような施工現場でも採用することができる。
As described above, in the floor slab reinforcement method according to the present embodiment, the
Moreover, in the concrete finishing apparatus used for the floor slab reinforcement method according to the present embodiment, the
以上、本発明による床版補強方法およびそれに用いられるコンクリート仕上げ装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の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、本実施の形態では水硬性組成物として、カルシウムサルホアルミネート(3CaO・3Al2O3・CaSO4)3〜60質量%および無水石膏1〜40質量%を含むカルシウムサルホアルミネート組成物100質量部に対して、比表面積が1000〜4000cm2/gの炭酸リチウム0.1〜3.0質量部を含む材料としているが、これに限定されることはなく、例えば、3CaO・SiO2、11CaO・7Al2O3・CaF、C2S等を含む速硬性セメントを採用することができる。
As mentioned above, although embodiment of the floor slab reinforcement method and concrete finishing apparatus used for it by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, It changes suitably in the range which does not deviate from the meaning. Is possible.
For example, in this embodiment, as the hydraulic composition, calcium sulfoaluminate composition 100 containing 3 to 60% by mass of calcium sulfoaluminate (3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 ) and 1 to 40% by mass of anhydrous gypsum. relative to the weight section, but the specific surface area is a material containing 0.1 to 3.0 parts by weight of lithium carbonate 1000~4000cm 2 / g, it is not limited thereto, for example, 3CaO · SiO 2, A fast-hardening cement containing 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF, C 2 S or the like can be employed.
そして、コンクリート仕上げ装置10の大きさ、形状、高周波バイブレータ13の取り付け位置、数量、牽引用ウインチ14の取り付け位置などの具体的な構成その他は、実施すべき床版の施工条件を考慮して最適に設計すればよい。
また、本実施の形態では型枠23を軟質コンクリートの仕上がり高さ(図2に示す符号2a)の基準として用いたが、これに限定されるものではない。例えば、コンクリート仕上げ装置10の本体11の外側底面11aの両端部に、仕上げ装置10の進行方向と平行な長尺状の板部材(エンドプレート)を鉛直に設けて、この板部材の高さをコンクリートの仕上がり厚さとなるようにし、この板部材の下端部を施工基面となる既設床版面に当接させながら仕上げ装置10を前進させて軟質コンクリート2を打設するようにしてもよい。
The concrete configuration such as the size and shape of the
In the present embodiment, the
また、左右一対の牽引用ウインチ14、14を常時は連動して回転するようにしておき、必要に応じて左右別々に回転するように切り替えられるような構成とすることもできる。また、ウインチ14は人力で回転させるものに限定されるものではなく、たとえば電動モータなどの騒音や振動の少ない動力源により駆動する構成としてもよい。
Further, the pair of left and right tow winches 14 and 14 can always be rotated in conjunction with each other, and can be switched so as to rotate separately on the left and right as necessary. Moreover, the
1 床版
2 軟質コンクリート
3 移動式コンクリート製造装置
10 コンクリート仕上げ装置
11 本体
11a 外側底面
12 スクリードプレート(スクリード)
13 高周波バイブレータ
14 牽引用ウインチ
23 型枠
DESCRIPTION OF
13
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