JP2012233309A - コンクリートの養生方法および養生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートの下面の養生時にも足場や支保工の設置が不要であり、養生材に優れた保温・保湿効果を付与することにより内部拘束によるひび割れと乾燥収縮によるひび割れの発生を抑制するとともにコンクリートの強度発現を促進する養生方法および養生装置を提供する。
【解決手段】ワイヤ９の一端を取り付けた浮体式養生マット７の内部に空気より軽い気体を供給し、浮体式養生マット７をワイヤ９で上方から保持しつつ浮上させ、浮体式養生マット７をＰＣ箱桁１のブロック５の下床版１５の下面２５に沿って設置し、下床版１５で打設したコンクリートの下面２５の養生を行う。必要に応じて、浮体式養生マット７と下面２５の間には保湿材を設ける。養生終了後、内部の気体を回収し、浮体式養生マット７を新設のブロック５の下床版１５で打設したコンクリートの下面２５まで移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリートの養生方法および養生装置に関するものである。より詳しくは、コンクリートの下面の養生を行う養生方法および養生装置に関する。

コンクリートの下面の養生を行う際には、必要に応じて足場や支保工が設けられ、これを用いた作業により養生が行われる。しかし、高所で施工される橋梁張出しブロックや海上の桟橋のコンクリートの下面などでは、養生シートを設置するための足場や支保工等の設置が難しく、養生を行なわない場合が多い。しかしながら、コンクリートの養生を行わない場合、内部拘束によるひび割れや乾燥収縮によるひびわれが発生する等の問題がある。

一方で、足場や支保工等を用いずに養生を行なう方法も提案されている。例えば、トンネルの覆工コンクリートを養生する方法として、空気よりも軽い気体が充填された複数のエアーセルを、トンネル内周面に沿って配置し、養生を行うものがある（特許文献１参照）。

特開２００７−２０５０５５号公報

しかしながら、屋外の高所に施工される橋梁張出しブロックや海上の桟橋等のコンクリートでは、風等の環境条件により、養生材を所定の位置に固定したり養生材の密着状態を維持できない可能性があるため、上述した方法を適用することは難しい。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、コンクリートの下面の養生時にも足場や支保工の設置が不要であり、養生材に優れた保温・保湿効果を付与することによりコンクリートの内部拘束によるひび割れと乾燥収縮によるひび割れの発生を抑制するとともにコンクリートの強度発現を促進する養生方法および養生装置を提供することである。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、ワイヤの一端を取り付けた袋状の養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、前記ワイヤで前記養生マットを上方から保持しつつ前記養生マットを浮上させ、前記養生マットを養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置する工程（ａ）と、前記養生マットを用いて前記養生箇所のコンクリートの下面の養生を行う工程（ｂ）とを具備することを特徴とするコンクリートの養生方法である。

また、前記工程（ｂ）の後、前記養生マットの内部の気体を回収し、前記養生マットを次の養生箇所まで移動させ、前記養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、前記養生マットを前記次の養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置する工程（ｃ）と、前記養生マットを用いて前記次の養生箇所のコンクリートの下面の養生を行う工程（ｄ）とを更に具備してもよい。

必要に応じて、養生箇所のコンクリートの下面と前記養生マットとの間に保湿材を設置することもできる。

第１の発明では、袋状の養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、養生マットをワイヤで保持しつつ浮上させて養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置する。これにより、屋外であっても、足場や支保工を設置せずに、養生箇所のコンクリートの下面で、養生マットを所定の位置に確実に固定し密着させて設置することができ、足場や支保工の設置が困難な場合であっても養生が可能になる。養生マットの内の気相部が表面熱伝達率を下げることにより、保温養生が可能となり、内部拘束によるひび割れの発生を抑制できるとともにコンクリートの強度発現が促進される。また、養生後の養生マットについて気体を回収し、浮力を無くしてコンクリートとの密着状態を解除することで、容易に養生マットの転用が行える。加えて、保湿材を用いることで、コンクリートの乾燥収縮ひび割れを抑制できる。

第２の発明は、養生箇所のコンクリートの下面を養生するための養生装置であって、内部に空気より軽い気体を供給することによって浮上する袋状の養生マットと、一端を前記養生マットに取り付けた、前記養生マットの浮上時に前記養生マットを上方から保持するためのワイヤとを具備することを特徴とする養生装置である。

また、前記養生マットにガス回収ホースの一端が接続され、前記ガス回収ホースの他端が前記養生箇所のコンクリートの上方に配置される。
さらに、必要に応じて、養生箇所のコンクリートの下面と前記養生マットとの間に保湿材が設置される。

第２の発明では、袋状の養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、養生マットをワイヤで保持しつつ浮上させて養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置できる。これにより、屋外であっても、足場や支保工を設置せずに、養生箇所のコンクリートの下面で、養生マットを所定の位置に確実に固定し密着させて設置することができ、足場や支保工の設置が困難な場合であっても養生が可能になる。養生マットの内の気相部が表面熱伝達率を下げることにより、保温養生が可能となり、内部拘束によるひび割れの発生を抑制できるとともにコンクリートの強度発現が促進される。また、ガス回収ホースを用いて養生後の養生マットから気体を容易に回収でき、浮力を無くしてコンクリートとの密着状態を解除し、容易に養生マットの転用が行える。さらに、保湿材を用いることで、コンクリートの乾燥収縮ひび割れを抑制できる。

本発明によれば、コンクリートの下面の養生時にも足場や支保工の設置が不要であり、養生材に優れた保温・保湿効果を付与することによりコンクリートの内部拘束によるひび割れと乾燥収縮によるひび割れの発生を抑制するとともにコンクリートの強度発現を促進する養生方法および養生装置を提供できる。

養生装置２を用いて養生を行いつつＰＣ箱桁橋を構築する各工程を示す図 浮体式養生マット７をＰＣ箱桁１の下面に設置する際の各工程を示す図 コンクリートの配合表 実験の概要を示す図 材齢２８日における単位容積質量の変化を示す図 材齢２８日における圧縮強度を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、養生装置２を用いて養生を行いつつＰＣ箱桁橋を構築する各工程を示す図である。

本実施形態では、ＰＣ箱桁橋を、現場打ちカンチレバー工法により施工する。すなわち、支柱３を構築した後、支柱３の両側に上部工であるＰＣ箱桁１を水平方向に延伸する。ＰＣ箱桁１は、上床版１３、下床版１５、ウエブ１４等からなる。本実施形態では、下床版１５の下面を養生装置２によって養生する。なお、図１では、支柱３の片側のみを図示している。

図１の（ａ）図は、養生装置２を準備した状態を示す図である。図に示すように、支柱１の側方でコンクリートを打設しＰＣ箱桁１のブロック５を施工するとともに、養生装置２の各構成部材を所定の位置に設置する。養生装置２は、浮体式養生マット７、ワイヤ９、ワイヤ巻上げ装置１１等からなる。

浮体式養生マット７は、袋状の養生マットである。準備時には、浮体式養生マット７は、ブロック５の下方の地面６に載置される。浮体式養生マット７には、ガス回収ホース１９の一端が接続される。ガス回収ホース１９の他端は、ＰＣ箱桁１のブロック５の上床版１３の上面１７に配置される。
また、ワイヤ９の一方の端部が、浮体式養生マット７に取り付けられる。他方の端部は、ワイヤ巻上げ装置１１に巻き取られる。
ワイヤ巻上げ装置１１は、ＰＣ箱桁１のブロック５の上床版１３の上面１７に設置される。

次に、地面６に設置された浮体式養生マット７を浮上させ、図１（ｂ）に示すように、ＰＣ箱桁１のブロック５の下床版１５で打設したコンクリートの下面２５に沿って設置し密着させ、浮体式養生マット７を用いた養生を行う。

図２は、地面６に設置された浮体式養生マット７を浮上させ、ＰＣ箱桁１の下床版１５の下面２５に設置し養生を行う際の各工程を示す図である。

図２の（ａ）図は、図１の（ａ）図に示す矢印Ａ−Ａによる断面図である。図２の（ａ）図に示すように養生装置２を準備した後、浮体式養生マット７を図２の（ｂ）図に示すように浮上させる。

地面６より浮体式養生マット７を浮上させるには、まず、ガス供給ホース２３の一方の端部を浮体式養生マット７に接続する。また、他方の端部を地面６に設置したポンプ２１に接続する。そして、浮体式養生マット７の内部に、ポンプ２１を用いて、空気より軽い気体を供給する。ガス回収ホース１９の、ＰＣ箱桁１の上床版１３の上面１７に配置した端部１９ａは閉じておく。気体の供給が完了した後は、ガス供給ホース２３を浮体式養生マット７から取り外す。
浮体式養生マット７の内部に供給する気体としては、ヘリウムガスが用いられる。但しこれに限られることはなく、空気より比重の小さなものであればよいが、ヘリウムガスを用いることは安全性の観点から好ましい。

図２の（ｂ）図に示すように、空気より軽い気体を供給した浮体式養生マット７は、地面６から浮上する。ワイヤ巻上げ装置１１は、浮体式養生マット７の浮上に伴ってワイヤ９を巻き取る。ワイヤ９は、浮上中の浮体式養生マット７を上方から保持し、風等による水平方向の移動を防ぐ。なお、必要に応じて、ワイヤ９の巻取りによって浮体式養生マット７の浮上を補助してもよい。

図２の（ｃ）図は、図１の（ｂ）図に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。浮上した浮体式養生マット７は、ＰＣ箱桁１の下床版１５の下面２５に到達する。ワイヤ９により浮体式養生マット７の位置を固定し、ＰＣ箱桁１の下床版１５の下面２５の養生を行なう。浮体式養生マット７は、浮力により下面２５に密着する。

なお、養生時には、浮体式養生マット７とＰＣ箱桁１の下床版１５の下面２５の間に、保湿材を設けてもよい。保湿材としては、保湿マットや、保水ゲルなど用いることができる。さらに、Qigang
Wang, Justin L. Mynar, Masaru Yoshida, Eunji Lee, Myongsoo Lee, Kou Okuro,
Kazushi Kinbara & Takuzo Aida “High-water-content mouldable hydrogels by
mixing clay and a dendritic molecular binder”, Nature 463, 339-343 (21 January
2010)に記載の、水、クレイ、両末端デンドロン化高分子、ポリアクリル酸ソーダ（ＡＳＡＰ）からなり、クレイとＡＳＡＰの水溶液を混合した分散液中に両末端デンドロン化高分子を加えて生成されるハイドロゲルなども用いることができる。
また、養生装置２では、ワイヤ９が浮体式養生マット７を横断するように設けられていてもよい。これにより、養生時には、ワイヤ９の調節により浮体式養生マット７と下面２５との密着の均一性を保つことが可能となる。

養生の終了後、浮体式養生マット７内の気体を回収する。図２の（ｄ）図は、浮体式養生マット７内の気体を回収している状態を示す図である。図２の（ｄ）図に示すように浮体式養生マット７内の気体を回収するには、まず、ガス回収ホース１９の端部１９ａを開きＰＣ箱桁１の上床版１３に配置したポンプ２１に接続する。そして、ポンプ２１により浮体式養生マット７の内部の気体を回収する。気体の回収により、浮体式養生マット７は浮力がなくなり、ワイヤ９により支持されつつＰＣ箱桁１の下床版１５の下面２５から離れて水平方向に容易に移動できる状態となる。

ＰＣ箱桁橋の施工では、既設のＰＣ箱桁１のブロック５の下面を養生しつつ、次のブロック５を新設して、ＰＣ箱桁１を水平方向に延伸する。既設のブロック５の養生後、図１（ｃ）に示すように、養生装置２を新設のブロック５まで移設して打設したコンクリートの養生を行う。この際、新設のブロック５の下床版１５の下面２５まで移動させた浮体式養生マット７に、図示しないガス供給ホースおよびポンプを用いて、ヘリウムガス等の気体を再度供給することにより、浮体式養生マット７が、新設のブロック５の下床版１５の下面２５に密着する。

以降、ＰＣ箱桁１を延伸して施工するとともに、養生装置２を新設のブロック５に移設する工程と、新設のブロック５の下床版１５の下面２５を養生する工程とを繰り返す。必要な長さだけＰＣ箱桁１の施工を行い養生を完了すれば、浮体式養生マット７の内部の気体を回収し、浮体式養生マット７を地面６に降ろすか、ＰＣ箱桁１の上方に浮体式養生マット７を持ち上げて養生装置２を撤去する。

なお、養生装置２を移動させるには、例えば、ワイヤ巻上げ装置１１に車輪等を設けて自走式とし、ワイヤ９で浮体式養生マット７を支持した状態でワイヤ巻上げ装置１１を移動させる。または、ＰＣ箱桁１の上床版１３の上面１７にレールを設け、ワイヤ９で浮体式養生マット７を支持した状態でワイヤ巻上げ装置１１をレールに沿って移動させてもよい。さらに、人手で行うことも可能である。

このように、本実施形態によれば、袋状の浮体式養生マット７の内部に空気より軽い気体を供給し、浮体式養生マット７をワイヤ９で保持しつつ浮上させて、ＰＣ箱桁１の下床版１５で打設したコンクリートの下面２５に沿って設置する。これにより、屋外であっても、足場や支保工を設置せずに、浮体式養生マット７を所定の位置に確実に固定して設置することができ、足場や支保工の設置が困難な場合であっても養生が可能になる。浮体式養生マット７の内の気相部が表面熱伝達率を下げることにより、保温養生が可能となり、ＰＣ箱桁１の内部拘束によるひび割れの発生を抑制するとともにコンクリートの強度発現を促進することができ、長期強度の向上にもつながる。
また、ガス回収ホース１９を用いて養生後の浮体式養生マット７から気体を容易に回収でき、浮力を無くしてコンクリートとの密着状態を解除し、容易に浮体式養生マット７の転用が行える。
さらに、保湿材を用いる場合には、コンクリートの乾燥収縮ひび割れも抑制でき、コンクリートの養生効果がより高まる。

また、本実施形態では、養生装置２を、地上で施工されるＰＣ箱桁橋のコンクリートの養生に適用する場合について説明したが、養生装置２は、海上で施工される桟橋等の、他の構造物のコンクリートの養生にも適用できる。海上の構造物の養生に適用する場合には、養生装置２を準備する際に、例えば、浮体式養生マット７を構造物の下部に設けた足場などに載置することができる。あるいはクレーン等を併用して、養生装置２の準備から浮体式養生マット７による養生まで構造物上の作業で行うこともできる。

次に、コンクリート床版を浮体式養生マットを用いて養生した場合と、養生しない場合との比較実験について説明する。

図３は、コンクリートの配合表を示す。図４は、実験の概要を示す図である。試験体として図３に示す配合で図４（ａ）、（ｂ）に示す２体のコンクリート床版２７を作製し、図４の各図に示すように鋼台２９で支持した状態とした。また、各コンクリート床版２７には、下面３１以外からの水分の逸散を防止するために、下面以外の箇所にアルミシートを貼り付けた。
なお、図３の配合表において、Ｗ／Ｃは水セメント比、Ａｉｒは空気量、Ｗは水、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｓは細骨材、Ｇは粗骨材、ＡＤはＡＥ減水剤を示す。

図４の（ａ）図は、養生なしのケースを示す図である。比較実験において、２体のコンクリート床版２７のうち１体は、図４の（ａ）図に示すように、浮体式養生マットを用いた下面３１の養生を行なわなかった。

図４の（ｂ）図は、養生ありのケースを示す図である。比較実験において、２体のコンクリート床版２７のうち残りの１体は、図４の（ｂ）図に示すように、下面３１に保湿マット３５および浮体式養生マット３３を設置して養生を行なった。図４の（ｂ）図において、浮体式養生マット３３の内部には、ホース３９を介してポンプ３７からヘリウムガスを供給した。浮体式養生マット３３は、ヘリウムガスの浮力によって、保湿マット３５を挟んでコンクリート床版２７の下面３１に密着している。

２体のコンクリート床版２７は、それぞれ材齢２８日後に、養生面である下面３１からコアを採取した。そして、練上り直後からの単位容積質量の変化量（減少量）と、圧縮強度とを測定した。

図５は、材齢２８日における単位容積質量の変化量（乾燥による水分の減少量）を示す図である。図５の縦軸は、材齢２８日における単位容積質量の変化量（減少量）（ｋｇ／ｍ^３）であり、横軸の「養生無し」は、図４の（ａ）図に示す養生なしのケースの試験結果を、「浮体式養生」は、図４の（ｂ）図に示す養生ありのケースの試験結果をそれぞれ示す。図５から、浮体式養生マット３３および保湿マット３５を用いた養生を行なうことで、養生を行なわない場合と比較して、単位容積質量の減少量が約３８％低減することを確認した。即ち、浮体式養生マット３３を用いた養生を行った場合、乾燥による水分の減少量は小さくなり、乾燥収縮によるひび割れを低減できる。

図６は、材齢２８日における圧縮強度を示す図である。図６の縦軸は材齢２８日における圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）であり、横軸の「養生無し」は、図４の（ａ）図に示す養生なしのケースの試験結果を、「浮体式養生」は、図４の（ｂ）図に示す養生ありのケースの試験結果をそれぞれ示す。図６から、浮体式養生マット３３および保湿マット３５を用いた養生を行なうことで、養生を行なわない場合と比較して、圧縮強度が約８％増加することを確認した。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………ＰＣ箱桁
２………養生装置
５………ブロック
７、３３………浮体式養生マット
９………ワイヤ
１１………ワイヤ巻上げ装置
１３………上床版
１５………下床版
１７………上面
１９………ガス回収ホース
２５、３１………下面
２７………コンクリート床版

Claims (6)

1. ワイヤの一端を取り付けた袋状の養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、前記ワイヤで前記養生マットを上方から保持しつつ前記養生マットを浮上させ、前記養生マットを養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置する工程（ａ）と、
   前記養生マットを用いて前記養生箇所のコンクリートの下面の養生を行う工程（ｂ）と、
   を具備することを特徴とするコンクリートの養生方法。
2. 前記工程（ｂ）の後、前記養生マットの内部の気体を回収し、前記養生マットを次の養生箇所まで移動させ、前記養生マットの内部に空気より軽い気体を供給し、前記養生マットを前記次の養生箇所のコンクリートの下面に沿って設置する工程（ｃ）と、
   前記養生マットを用いて前記次の養生箇所のコンクリートの下面の養生を行う工程（ｄ）と、
   を更に具備することを特徴とする請求項１記載のコンクリートの養生方法。
3. 養生箇所のコンクリートの下面と前記養生マットとの間に保湿材を設置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンクリートの養生方法。
4. 養生箇所のコンクリートの下面を養生するための養生装置であって、
   内部に空気より軽い気体を供給することによって浮上する袋状の養生マットと、
   一端を前記養生マットに取り付けた、前記養生マットの浮上時に前記養生マットを上方から保持するためのワイヤと、
   を具備することを特徴とする養生装置。
5. 前記養生マットにガス回収ホースの一端が接続され、前記ガス回収ホースの他端が前記養生箇所のコンクリートの上方に配置されることを特徴とする請求項４に記載の養生装置。
6. 養生箇所のコンクリートの下面と前記養生マットとの間に保湿材が設置されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の養生装置。

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