JP2014009530A - Pipe cooling system and pipe cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、主にコンクリートのパイプクーリングに関するものであり、より具体的には、適切なクーリング終了を見極めることのできるパイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法に関するものである。 The present invention mainly relates to concrete pipe cooling, and more specifically to a pipe cooling system and a pipe cooling method capable of determining an appropriate cooling end.
コンクリートは鋼材とともに最も重要な建設材料であり、ダム、トンネル、橋梁といった土木構造物や、集合住宅、オフィスビルなどの建築構造物をはじめ、様々な構造物に用いられている。このコンクリート構造物は、あらかじめ工場等で製作されて所定の場所まで運搬されることもあるが、土木構造物や建築構造物の場合、所定の場所に直接コンクリートを打設して構築されることが多い。いずれにしろ、セメントと水、骨材等を練り混ぜた状態のコンクリート(フレッシュコンクリート)を型枠の中に打設し、コンクリートの硬化を待って型枠を外すことでコンクリート構造物を構築するのが一般的である。 Concrete is the most important construction material together with steel, and is used in various structures including civil engineering structures such as dams, tunnels, and bridges, and architectural structures such as housing complexes and office buildings. This concrete structure may be manufactured in advance at a factory, etc., and transported to a specified location. However, in the case of a civil engineering structure or a building structure, it is constructed by placing concrete directly in a specified location. There are many. In any case, concrete (fresh concrete) in which cement, water, aggregates, etc. are mixed is placed in the formwork, and the concrete structure is constructed by removing the formwork after the concrete has hardened. It is common.
上記のとおり、コンクリートは時間の経過とともに硬化していく材料であり、詳しくは図7に示すように、時間の経過とともにコンクリートの内部温度が上昇するとともに(図7(a))、その強度も上がり(図7(b))、弾性係数も向上していく(図7(c))材料である。ところで、フレッシュコンクリートから「硬化した状態のコンクリート」になる過程で、あるいは硬化後に構造物として供用されている間に、コンクリートのひび割れが発生することがある。コンクリートのひび割れには、構造物の用途に影響を与えない無害なものもあるが、その用途に重大な影響を及ぼす有害なひび割れもある。そのため、ひび割れが発生する原因や機構についてはこれまで十分に解明されており、その対策に関しても様々な手法が採用されている。 As described above, concrete is a material that hardens over time. Specifically, as shown in FIG. 7, as the internal temperature of the concrete rises with time (FIG. 7 (a)), its strength also increases. It is a material that rises (FIG. 7 (b)) and improves its elastic modulus (FIG. 7 (c)). By the way, cracking of concrete may occur in the process of changing from fresh concrete to “cured concrete” or while being used as a structure after curing. Some concrete cracks are harmless without affecting the use of the structure, but there are also harmful cracks that have a significant impact on the use of the structure. For this reason, the cause and mechanism of the occurrence of cracks have been sufficiently elucidated so far, and various methods have been adopted as countermeasures.
ひび割れの種類はその発生原因によって分けられ、さらにコンクリート硬化前の原因と硬化後の原因で大別される。硬化前の原因としては、型枠の移動やセメントの異常凝結によって生じる「初期ひび割れ」、養生中における表面の急速乾燥によって生じる「プラスチック収縮ひび割れ」等が挙げられる。一方、硬化後の原因としては、水分損失に伴うセメントゲルの収縮によって生じる「乾燥収縮ひび割れ」や、セメントの水和熱に起因して生じる「温度ひび割れ」、鉄筋の腐食やアルカリ骨材反応によって生じる「物理的・化学的なひび割れ」、過大な荷重の作用や構造物沈下によって生じる「構造ひび割れ」等が挙げられる。 The types of cracks are classified according to the cause of the cracks, and are further roughly divided into causes before and after hardening the concrete. Causes before hardening include “initial cracks” caused by mold movement and abnormal setting of cement, “plastic shrinkage cracks” caused by rapid drying of the surface during curing, and the like. On the other hand, the causes after hardening are “dry shrinkage cracks” caused by shrinkage of cement gel due to water loss, “temperature cracks” caused by heat of hydration of cement, corrosion of reinforcing bars and alkali aggregate reaction. Examples include “physical / chemical cracks” that occur, and “structural cracks” that occur due to the action of excessive loads and the settlement of structures.
これらのひび割れは、適切な設計(配合)、施工、養生によって概ね抑制できることが、これまでの研究や実績により明らになっている。例えば、温度ひび割れの場合、後述するように躯体内部と外部との温度差が原因で発生することから、設計時、施工時でそれぞれ次のような対策が採用されている。すなわち設計時の対策としては、水和熱の上昇を抑えることを目的に、低発熱セメントの使用、セメント量の低減、水和熱を低減する混和剤の使用など、配合設計に工夫がなされる。あるいは、比較的ひび割れが発生しても影響のない箇所にひび割れを誘導する目的で、ひび割れ誘発目地の設置を計画することもある。施工時の代表的な対策としては、プレクーリング、ポストクーリング、長期断熱養生が挙げられる。プレクーリングとは、打設時のフレッシュコンクリート温度を冷却するもので、練り混ぜ水にフレーク状の氷を用いたり、ミキサやトラックアジテータにおける練り混ぜ中に液体窒素を噴射したり、種々の冷却方法が採用されている。 It has been clarified by past studies and achievements that these cracks can be generally suppressed by appropriate design (mixing), construction, and curing. For example, in the case of a temperature crack, since it occurs due to a temperature difference between the inside and outside of the housing as described later, the following measures are adopted at the time of design and construction respectively. In other words, as a countermeasure at the time of designing, in order to suppress the rise in heat of hydration, the formulation design is devised, such as the use of low exothermic cement, the reduction of cement amount, the use of an admixture that reduces heat of hydration. . Alternatively, the installation of a crack-inducing joint may be planned for the purpose of inducing a crack in a place where there is no influence even if a crack is relatively generated. Typical measures at the time of construction include pre-cooling, post-cooling, and long-term insulation curing. Pre-cooling is to cool the fresh concrete temperature at the time of pouring, using flaky ice for mixing water, spraying liquid nitrogen during mixing in mixers and track agitators, various cooling methods Is adopted.
ポストクーリングには、クーリングスロットなど躯体内部に温度拡散面を設けて自然冷却を促進する手法もあるが、躯体内に敷設したパイプ内に冷却水を通水してコンクリートを冷却するパイプクーリングが主流である。このパイプクーリングは、あらかじめ躯体内に薄肉鋼管などのクーリングパイプ(以下、「冷却管」という。)を敷設し、コンクリート打設後に低温(例えば、コンクリート温度―20℃以下)の水や空気等(以下、「冷媒」という。)を冷却管内に送り込むだけの対策で、比較的簡易な設備と作業によって実現でき、合理的かつ経済的な手法である。しかも、コンクリート打設現場付近に河川やため池等があれば、冷媒の調達も容易となり、さらに低コストでひび割れ対策を実施することができる。 Post-cooling has a method of promoting natural cooling by providing a temperature diffusion surface inside the housing, such as a cooling slot, but pipe cooling, which cools concrete by passing cooling water through the pipe laid in the housing, is the mainstream. It is. In this pipe cooling, a cooling pipe such as a thin-walled steel pipe (hereinafter referred to as “cooling pipe”) is laid in the housing in advance, and after placing concrete, water or air at a low temperature (for example, concrete temperature −20 ° C. or less) ( Hereinafter, it is a rational and economical method that can be realized with relatively simple equipment and work by simply taking the “refrigerant” into the cooling pipe. Moreover, if there are rivers, ponds, etc. near the concrete placement site, it is easy to procure refrigerants, and cracking countermeasures can be implemented at a lower cost.
また、河川等において渇水期で構造物を完成させなければならない場合や、都市部において限られた工期で施工しなければならない場合など、早期にコンクリート強度を発現させる必要があるときには、低発熱セメントの使用やセメント量の低減などコンクリート配合で対応することが難しいこともある。仮に早強セメントを使用した場合、図7(a)に示すように、早くコンクリート温度が上昇し、つまり引張強度が小さい状態で引張応力が発生することとなり、温度ひび割れが促進される原因となる。他方、プレクーリングによる対策は、比較的コストがかかるうえ、相当の設備が必要であり、コストやヤードの問題から採用できないこともある。パイプクーリングは、このようなケースでも特段の問題なく採用できるため、この点からも有効な温度ひび割れ対策といえる。 Also, when it is necessary to develop concrete strength early, such as when it is necessary to complete a structure in a dry season in a river, etc. It may be difficult to cope with concrete blending such as use of cement and reduction of cement amount. If an early strong cement is used, as shown in FIG. 7 (a), the concrete temperature rises quickly, that is, tensile stress is generated in a state where the tensile strength is low, and this causes the occurrence of temperature cracking. . On the other hand, the pre-cooling measures are relatively expensive and require considerable equipment, and may not be adopted due to cost and yard problems. Pipe cooling can be used without any particular problem in such a case, so it can be said that this is an effective countermeasure against temperature cracks.
ところが、これまでパイプクーリングはそれほど多用されることはなかった。これは、水平に冷却管を配置する「水平パイプクーリング」が主流になっていることに起因する。通常、温度ひび割れ対策は、大きな塊状(マッシブ)のコンクリートであるマスコンクリートで行われることが多い。コンクリート標準仕方書では、広がりのあるスラブで版厚が80〜100cm以上、下端に拘束がある壁では壁厚50cm以上の場合には、マスコンクリートとして温度ひび割れ対策を講じることとしている。平面的に大きな広がりを有するマスコンクリートであれば、冷却管の配置が容易であり、水平パイプクーリングも採用しやすい。ところが、温度ひび割れ対策を必要とするマスコンクリートには、橋脚など柱状のものや、大規模擁壁など壁状のものある。これら柱状、壁状のマスコンクリートは、比較的水平断面が小さく鉛直方向に長いのが一般的で、このような場合、水平パイプクーリングは採用し難い。なぜなら、狭い範囲における水平冷却管の敷設は、鉄筋の存在もあって作業が煩雑を極めることとなり、しかも多数のリフト(鉛直方向の打設ブロック)割りとなるため、この煩雑な配管作業を繰り返し行わなければならないからである。 However, pipe cooling has not been used so often until now. This is due to the fact that “horizontal pipe cooling” in which the cooling pipes are arranged horizontally is the mainstream. Usually, countermeasures against temperature cracks are often performed on mass concrete, which is large massive concrete. In the concrete standard method, when the plate thickness is 80-100 cm or more with a wide slab and the wall thickness is 50 cm or more with a wall having a constraint at the lower end, measures against temperature cracking are taken as mass concrete. If the mass concrete has a large spread in a plane, the arrangement of the cooling pipes is easy, and horizontal pipe cooling is also easy to adopt. However, mass concrete that needs countermeasures against temperature cracking includes columnar objects such as bridge piers and wall-shaped objects such as large-scale retaining walls. These columnar and wall-shaped mass concretes generally have a relatively small horizontal cross section and are long in the vertical direction. In such a case, horizontal pipe cooling is difficult to employ. This is because the installation of horizontal cooling pipes in a narrow area is extremely complicated due to the presence of reinforcing bars, and it is divided into a large number of lifts (vertical placement blocks), so this complicated piping work is repeated. Because it must be done.
ところで、パイプクーリングには、水平パイプクーリングのほかに、鉛直方向に冷却管を配置する「鉛直パイプクーリング」という手法がある。鉛直パイプクーリングも、基本的には水平パイプクーリングと同じ内容であるが、細部において種々のノウハウがあるため、多くの実績を持つ一部の者によって主に実施されているのが実情である。この鉛直パイプクーリングは、あらかじめ鉛直方向に冷却管を敷設しておけば、打設リフトごとに冷却管を配管する手間もなく、前出の柱状、壁状のマスコンクリートにも好適に採用することができるうえ、冷却管を流過した水(冷媒)はそのまま表面湛水養生としても利用できることから、極めて合理的な対策手法である。すなわち、この鉛直パイプクーリングと水平パイプクーリングを状況に応じて適宜採用すれば、パイプクーリングはより汎用的な温度ひび割れ対策になると考えられる。 By the way, in addition to horizontal pipe cooling, there is a technique called “vertical pipe cooling” in which cooling pipes are arranged in the vertical direction. The vertical pipe cooling is basically the same as the horizontal pipe cooling, but since there is various know-how in the details, it is actually being implemented by some people with many achievements. If the cooling pipe is laid in the vertical direction in advance, this vertical pipe cooling can be suitably used for the above-mentioned column-shaped and wall-shaped mass concrete without the need for piping the cooling pipe for each driving lift. In addition, since the water (refrigerant) that has flowed through the cooling pipe can be used as it is for surface submersion curing, it is an extremely rational countermeasure technique. That is, if this vertical pipe cooling and horizontal pipe cooling are appropriately adopted according to the situation, it is considered that pipe cooling is a more general countermeasure against temperature cracking.
一方で、パイプクーリングを採用した場合、コンクリート打設後もしばらくは冷却(クーリング)を継続しなければならないため、次工程に速やかに移行できないことが問題となるケースもある。 On the other hand, when pipe cooling is employed, cooling (cooling) must be continued for a while after the concrete is placed, and there is a case where it is not possible to immediately move to the next process.
後述するように、温度ひび割れはコンクリート内部と外部(外気)の温度差が原因で生じることから、本来であれば図8(a)に示すように打設後のコンクリートの最大温度が外気温と同等になるまでクーリングすることが望ましい。しかしながら、前出のように短い渇水期で施工する場合、あるいは都市部において限定的な期間で施工しなければならない場合など、クーリングに十分な時間を割くことができないことも多い。また、打設後のコンクリート温度を監視するケースはむしろ稀であり、コンクリート温度が外気温と同等になったことを把握できない場合は多い。そのため、コンクリートの温度状態にかかわらず、打設後7日間でクーリングを終了させるのが一般的となっている。 As will be described later, since temperature cracks are caused by the temperature difference between the inside and outside of the concrete (outside air), the maximum temperature of the concrete after placing is the outside air temperature as shown in FIG. It is desirable to cool until they are equivalent. However, there are many cases where it is not possible to devote sufficient time to cooling, such as when the construction is performed in a short drought period as described above, or when construction is required for a limited period in an urban area. In addition, the case of monitoring the concrete temperature after placing is rather rare, and there are many cases in which it cannot be grasped that the concrete temperature is equal to the outside air temperature. Therefore, it is common to finish the cooling in 7 days after placing, regardless of the concrete temperature state.
打設後のコンクリートの温度変化は、パイプクーリングの方法、コンクリートの形状や寸法、養生の方法、外気温などによって異なり、すなわち施工現場ごとに相違するはずである。それにもかかわらずクーリング期間を一律7日間とすることは、図8(b)に示すように、コンクリートが外気温よりも著しく高温のままクーリングが終了してしまうこともある。この場合、せっかくパイプクーリングを実施したにもかかわらず、温度ひび割れが生じるおそれがある。あるいは、図8(c)に示すように、コンクリートは既に十分冷却されているにもかかわらず、無駄にクーリングしていることもある。この場合、不要なコストや労力がかかるうえ、次工程に移行するタイミングを遅らせることにもなる。 The concrete temperature change after placing varies depending on the pipe cooling method, the shape and size of the concrete, the curing method, the outside temperature, etc., that is, it should be different for each construction site. Nevertheless, when the cooling period is set to 7 days uniformly, as shown in FIG. 8B, the cooling may end while the concrete is significantly higher than the outside temperature. In this case, there is a possibility that temperature cracking may occur despite pipe cooling. Or as shown in FIG.8 (c), although concrete is already cooled sufficiently, it may be wasted cooling. In this case, unnecessary costs and labor are required, and the timing for shifting to the next process is also delayed.
さらに、クーリングの終了時期は、単にコンクリート温度が外気温と同等になるまでとするのではなく、本来であればコンクリートの材齢も勘案したうえで決める必要がある。なぜなら、温度ひび割れの発生は、コンクリートの強度が重要な要因であり、このコンクリート強度は、既述のとおり時間の経過(つまりコンクリートの材齢)とともに変化していくからである。コンクリート材齢を勘案したクーリング期間とすることにより、ひび割れのない高品質なコンクリートを提供するとともに、無駄なクーリングが排除できる。 Furthermore, the end time of cooling should not be determined until the concrete temperature becomes equal to the outside air temperature, but should be determined after taking into consideration the age of the concrete. This is because the strength of concrete is an important factor in the occurrence of temperature cracks, and this concrete strength changes with the passage of time (that is, the age of the concrete) as described above. By setting the cooling period in consideration of the age of the concrete, it is possible to provide high-quality concrete without cracks and eliminate unnecessary cooling.
このように、パイプクーリングにとって、その終了のタイミングを計ることは極めて重要であるが、これまでパイプクーリング終了に関する技術について提案されることはなかった。打設後コンクリートの最大温度に着目したものとして特許文献1はあるが、設計や施工でコンクリート温度を調整するものであってパイプクーリングの終了に関するものではない。また、材齢と温度に着目してコンクリートの応力度を推定するものとして特許文献2があるが、これもパイプクーリングの終了に関するものではない。 As described above, it is extremely important for pipe cooling to measure the end timing, but no technology related to the end of pipe cooling has been proposed so far. Although Patent Document 1 is focused on the maximum temperature of concrete after placing, it is intended to adjust the concrete temperature by design and construction and is not related to the end of pipe cooling. Moreover, although there exists patent document 2 as what estimates the stress degree of concrete paying attention to age and temperature, this is not related with completion | finish of pipe cooling.
既述のとおり、パイプクーリングにとって適切な終了時期を見極めることは極めて重要であるにもかかわらず、これまでその改善を図る技術について提案されることがなかった。本願発明の課題は、コンクリートのパイプクーリングにおいて、コンクリート材齢を勘案した適切なクーリング終了を見極める技術を提供することであり、これを実現するパイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法を提供することである。 As already mentioned, it is extremely important to determine the appropriate end time for pipe cooling, but no technology has been proposed to improve it. An object of the present invention is to provide a technique for determining an appropriate cooling end in consideration of the age of concrete in concrete pipe cooling, and to provide a pipe cooling system and a pipe cooling method for realizing this. .
本願発明は、パイプクーリングの終了を見極めるに当たって、打設後のコンクリート温度、及び外気温、さらにコンクリートの材齢に着目したものであり、これまでにはなかった発想に基づいて行われたものである。 The invention of the present application focuses on the concrete temperature after placement and the outside air temperature, and further the age of the concrete in determining the end of pipe cooling. is there.
本願発明のパイプクーリングシステムは、コンクリート内に敷設された冷却管に冷媒を流過させることでコンクリート内部の温度上昇を抑制するものであり、コンクリート温度把握手段と判定手段を備えたものである。コンクリート温度把握手段は、所定材齢dにおけるコンクリートの内部最大温度Tc(d)を取得するものである。一方、判定手段は、コンクリート冷却の継続の是非を判断するもので、温度差算出機能、許容温度差算出機能、及び判断機能を有している。ここで温度差算出機能は、材齢dにおける外気温度Te(d)とコンクリート内部最大温度Tc(d)との温度差Tg(d)を算出し、許容温度差算出機能は、材齢dにおけるコンクリートの引張応力度σi(d)、コンクリートの弾性係数Ee(d)、及びコンクリートの熱膨張係数αcに基づいて、材齢dにおける許容温度差Ta(d)を算出する。また判断機能は、温度差Tg(d)と許容温度差Ta(d)を比較し、この比較に基づいてコンクリート冷却の継続の是非を判断する。 The pipe cooling system of the present invention suppresses a temperature rise in the concrete by allowing a coolant to flow through a cooling pipe laid in the concrete, and includes a concrete temperature grasping means and a judging means. The concrete temperature grasping means obtains the maximum internal temperature Tc (d) of the concrete at a predetermined age d. On the other hand, the determination means determines whether or not to continue the concrete cooling, and has a temperature difference calculation function, an allowable temperature difference calculation function, and a determination function. Here, the temperature difference calculation function calculates the temperature difference Tg (d) between the outside air temperature Te (d) and the concrete internal maximum temperature Tc (d) at the age d, and the allowable temperature difference calculation function at the age d. Based on the tensile stress degree σi (d) of concrete, the elastic modulus Ee (d) of concrete, and the thermal expansion coefficient αc of concrete, an allowable temperature difference Ta (d) at the age d is calculated. The determination function compares the temperature difference Tg (d) with the allowable temperature difference Ta (d), and determines whether the concrete cooling is continued based on this comparison.
本願発明のパイプクーリングシステムは、許容温度差Ta(d)が次式によって求められるものとすることもできる。ただし、Cは所定の定数とする。
Ta(d)=σi(d)/[C×αc×Ee(d)]
In the pipe cooling system of the present invention, the allowable temperature difference Ta (d) can be obtained by the following equation. However, C is a predetermined constant.
Ta (d) = σi (d) / [C × αc × Ee (d)]
本願発明のパイプクーリングシステムは、さらに冷媒温度計測手段を備えたものとすることもできる。冷媒温度計測手段は、流過している間の冷媒の温度変化を計測するものである。この場合、コンクリート内部最大温度Tc(d)は、冷媒温度計測手段によって計測された冷媒の温度変化に基づいて推定することができる。 The pipe cooling system of the present invention may further include a refrigerant temperature measuring means. The refrigerant temperature measuring means measures a temperature change of the refrigerant while flowing. In this case, the concrete internal maximum temperature Tc (d) can be estimated based on the temperature change of the refrigerant measured by the refrigerant temperature measuring means.
本願発明のパイプクーリングシステムは、さらに1又は2以上のコンクリート温度計測手段を備えたものとすることもできる。コンクリート温度計測手段は、コンクリート内部の温度を計測するものである。この場合、コンクリート内部最大温度Tc(d)は、コンクリート温度計測手段によって計測されたコンクリートの温度に基づいて推定することができる。 The pipe cooling system of the present invention may further include one or more concrete temperature measuring means. The concrete temperature measuring means measures the temperature inside the concrete. In this case, the maximum concrete internal temperature Tc (d) can be estimated based on the temperature of the concrete measured by the concrete temperature measuring means.
本願発明のパイプクーリング方法は、コンクリート内に敷設された冷却管に冷媒を流過させることでコンクリート内部の温度上昇を抑制する方法であり、温度把握工程、外気温設定工程、温度差算出工程、及び判定工程を備えた方法である。温度把握工程では、所定材齢dにおけるコンクリート内部最大温度Tc(d)を求め、外気温設定工程では、材齢dにおける外気温度Te(d)を設定する。また温度差算出工程では、コンクリート内部最大温度Tc(d)と外気温度Te(d)との温度差Tg(d)を算出し、判定工程では、材齢dにおける許容温度差Ta(d)と温度差Tg(d)との比較に基づいて、コンクリート冷却の継続の是非を判断する。なお、許容温度差Ta(d)は、材齢dにおけるコンクリートの引張応力度σi(d)、弾性係数Ee(d)、及びコンクリートの熱膨張係数αcに基づいて算出される。 The pipe cooling method of the present invention is a method of suppressing the temperature rise inside the concrete by allowing the coolant to flow through the cooling pipe laid in the concrete, the temperature grasping step, the outside air temperature setting step, the temperature difference calculating step, And a determination step. In the temperature grasping step, the maximum concrete internal temperature Tc (d) at a predetermined age d is obtained, and in the outside air temperature setting step, the outside air temperature Te (d) at the material age d is set. In the temperature difference calculating step, a temperature difference Tg (d) between the concrete maximum internal temperature Tc (d) and the outside air temperature Te (d) is calculated. In the determining step, the allowable temperature difference Ta (d) at the material age d is calculated. Based on the comparison with the temperature difference Tg (d), whether to continue the concrete cooling is determined. The allowable temperature difference Ta (d) is calculated based on the concrete tensile stress σi (d), the elastic coefficient Ee (d), and the thermal expansion coefficient αc of the concrete at the age d.
本願発明のパイプクーリング方法は、さらに冷媒温度計測工程を備えた方法とすることもできる。冷媒温度計測工程では、流過している間の冷媒の温度変化を計測する。この場合、コンクリート内部最大温度Tc(d)は、冷媒の温度変化に基づいて求められる。 The pipe cooling method of the present invention can be a method further comprising a refrigerant temperature measuring step. In the refrigerant temperature measurement step, the temperature change of the refrigerant while flowing is measured. In this case, the concrete maximum internal temperature Tc (d) is obtained based on the temperature change of the refrigerant.
本願発明のパイプクーリング方法は、さらにコンクリート温度計測工程を備えた方法とすることもできる。コンクリート温度計測工程では、あらかじめコンクリート内部に設置された1又は2以上のコンクリート温度計測手段を用いて、コンクリート内部の温度を計測する。この場合、コンクリート内部最大温度Tc(d)は、コンクリート温度計測手段で計測したコンクリート温度に基づいて求められる。 The pipe cooling method of the present invention can be a method further comprising a concrete temperature measuring step. In the concrete temperature measuring step, the temperature inside the concrete is measured using one or two or more concrete temperature measuring means installed in the concrete in advance. In this case, the maximum concrete internal temperature Tc (d) is obtained based on the concrete temperature measured by the concrete temperature measuring means.
本願発明のパイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法には、次のような効果がある。
(1)クーリング終了時期を的確に判断することができるので、不要なクーリングによる無駄なコストや労力を省くことができるうえ、速やかに次工程に移行することができ、ひいては工期短縮に貢献する。
(2)コンクリート材齢に応じてクーリング終了を見極めることから、極めて的確な終了判断を行うことがきる。
(3)流過した冷媒の温度変化に基づいてコンクリート温度を推定することで、躯体内に温度計を設置することなくクーリング終了を判断することができる。あるいは、コンクリート内に設置した温度計が故障するといった不測の事態でも容易に対処することができる。
The pipe cooling system and the pipe cooling method of the present invention have the following effects.
(1) Since it is possible to accurately determine the cooling end time, it is possible to save unnecessary costs and labor due to unnecessary cooling, and it is possible to promptly move to the next process, thereby contributing to shortening the work period.
(2) Since the end of cooling is determined according to the age of the concrete material, it is possible to make an extremely accurate end determination.
(3) By estimating the concrete temperature based on the temperature change of the refrigerant that has passed through, it is possible to determine the end of cooling without installing a thermometer in the housing. Alternatively, it is possible to easily cope with an unexpected situation such as failure of a thermometer installed in concrete.
本願発明のパイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法の実施形態の例を図に基づいて説明する。 An example of an embodiment of a pipe cooling system and a pipe cooling method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[全体概要]
1.温度ひび割れ
本願発明は温度ひび割れを抑制するパイプクーリングに関する技術であることから、まずは温度ひび割れについて簡単に説明する。コンクリートの養生期間中にコンクリート内部と表面付近で顕著な温度差が生じると、ひび割れが発生することが知られている。これが、いわゆる「温度ひび割れ」という現象である。この温度ひび割れは、内部拘束に起因するものと、外部拘束に起因するものに大別される。
[Overview]
1. Temperature cracks Since the present invention is a technology related to pipe cooling that suppresses temperature cracks, first, temperature cracks will be briefly described. It is known that cracks occur when a significant temperature difference occurs between the inside and near the surface of the concrete during the curing period. This is a so-called “temperature crack” phenomenon. This temperature crack is roughly divided into those caused by internal restraint and those caused by external restraint.
コンクリートは硬化する過程で水とセメントの反応が起こるが、その際、水和熱が発生するためコンクリートの内部温度は時間とともに上昇する。ところが、外気温が低温であれば、熱伝達することによってコンクリート表面に近い部分(外周部)はそれほど大きく温度上昇することはない。また、既設コンクリートの上に新たにコンクリートを打ち継ぐ場合は、低温の既設コンクリートに熱伝導することによって、やはりコンクリート外周部はそれほど大きく温度上昇することはない。その結果、コンクリートの内部と外周部で顕著な温度差が生じ、体積膨張の相違から外周部に引張力が作用することで温度ひび割れが発生する。これが、内部拘束による温度ひび割れである。 As concrete hardens, the reaction between water and cement occurs. At that time, heat of hydration is generated, so the internal temperature of the concrete rises with time. However, if the outside air temperature is low, the portion close to the concrete surface (outer peripheral portion) does not increase so much by heat transfer. In addition, when a new concrete is handed over the existing concrete, the temperature of the concrete outer peripheral portion does not increase so much by conducting heat to the low temperature existing concrete. As a result, a remarkable temperature difference occurs between the inside and the outer periphery of the concrete, and a temperature crack occurs due to the tensile force acting on the outer periphery due to the difference in volume expansion. This is a temperature crack due to internal restraint.
コンクリートが所定の温度まで達すると、今度は温度降下に転ずる。温度が降下するに伴い、コンクリートは全体的に収縮しようとするが、既設コンクリートと接しているところでは拘束状態となっているため自由に収縮できない。この結果、コンクリート内において体積変化に相違が生じ、内部に引張力が作用することで温度ひび割れが発生する。これが、外部拘束による温度ひび割れである。なお、外部拘束による温度ひび割れは、躯体を貫通するひび割れとなることも少なくない。 When the concrete reaches a predetermined temperature, it starts to drop in temperature. As the temperature drops, concrete tends to shrink as a whole, but it cannot be shrunk freely because it is in a restrained state where it is in contact with existing concrete. As a result, a difference in volume change occurs in the concrete, and a temperature crack occurs due to the tensile force acting inside. This is a temperature crack due to external constraints. Note that temperature cracks due to external constraints often result in cracks penetrating the housing.
このような機構によって発生する温度ひび割れを抑制するためには、コンクリート内部の温度上昇を抑える必要がある。ここで温度上昇の抑制には、コンクリートの最大温度を低下させるという意味と、早期にコンクリート温度を低下させるという意味がある。既述のとおり、温度ひび割れはコンクリートの体積変化による引張応力が原因となる。応力はひずみと弾性係数の積で求められ、当然ながら弾性係数が小さければかかる応力も小さくなる。図7(c)に示すように、材齢が若い間はコンクリートの弾性係数は小さい。すなわち、若材齢のコンクリートであれば、内部温度が上昇してもそれほど大きな引張応力が生じることはない。反面、材齢を重ねたコンクリートは、その弾性係数も大きい値を示し、温度上昇に敏感に反応して相当の引張応力が生じることとなる。また、現実のコンクリートのピーク時期は、温度解析で求めたそれより一般的に遅れる傾向にあり、これが温度ひび割れを発生させる一つの要因となっている。このように、いかに早期に(若材齢の間に)コンクリート温度を降下させるかが、クーリングにおける重要な要素となる。 In order to suppress the temperature cracks generated by such a mechanism, it is necessary to suppress the temperature rise inside the concrete. Here, the suppression of the temperature rise has the meaning of lowering the maximum temperature of the concrete and the meaning of lowering the concrete temperature at an early stage. As described above, the temperature crack is caused by the tensile stress due to the volume change of the concrete. The stress is determined by the product of strain and elastic modulus. Naturally, the smaller the elastic modulus, the smaller the stress applied. As shown in FIG. 7C, the elastic modulus of the concrete is small while the age is young. In other words, if the concrete is young, even if the internal temperature rises, so much tensile stress does not occur. On the other hand, concrete that has been aged has a large elastic modulus, and it reacts sensitively to temperature rise and generates considerable tensile stress. Moreover, the actual concrete peak time tends to be generally delayed from that obtained by temperature analysis, and this is one factor that causes temperature cracking. Thus, how early the concrete temperature is lowered (during young age) is an important factor in cooling.
2.パイプクーリング
次に、パイプクーリングの概要について説明する。なお、本願発明はパイプクーリングによるクーリング終了を見極める点に技術的特徴を備えるものであり、クーリングを実施するうえでは様々なパイプクーリング形式を採用することが可能である。もちろん水平パイプクーリングでも鉛直パイプクーリングでも実施できるが、ここでは便宜上、鉛直パイプクーリングの場合で説明する。図1は、パイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法を示す全体斜視図である。この図の躯体1は、河川内に構築される橋脚であり、締切矢板2によってドライにした状態で施工されている。躯体1内には、あらかじめ複数(図では10本)のケーシング管31が設置されており、ケーシング管31の中には冷却管32が挿入されている。なお、この図では冷却管32として可撓性ホースが用いられている。
2. Pipe Cooling Next, an outline of pipe cooling will be described. The invention of the present application has a technical feature in that the end of cooling by pipe cooling is determined, and various pipe cooling types can be adopted in performing cooling. Of course, horizontal pipe cooling or vertical pipe cooling can be performed, but here, for convenience, the case of vertical pipe cooling will be described. FIG. 1 is an overall perspective view showing a pipe cooling system and a pipe cooling method. The frame 1 in this figure is a pier constructed in a river, and is constructed in a state where it is dried by a closing sheet pile 2. A plurality (ten in the figure) of casing pipes 31 are installed in the housing 1 in advance, and cooling pipes 32 are inserted into the casing pipe 31. In this figure, a flexible hose is used as the cooling pipe 32.
この場合、冷却管32内に流過させる冷媒は河川の水であり、取水ポンプによって汲み上げられる。取水ポンプで汲み上げた冷却水(冷媒)は、取水ホースによって水槽に溜められ、さらに給水ポンプ33で汲み上げられ、第一給水ホース34を通じて第一分岐管35に送られる。第一分岐管35から分岐した第二給水ホース36は、第二分岐管37に接続されており、ここからさらに複数の冷却管32に分岐する。このように、冷却管32の一端は第二分岐管37に接続され、他端はケーシング管31の底部付近まで伸びており、これによって冷却水は躯体1の上部から底部へ流過することができる。躯体1の底部まで流過した冷却水は、コンクリート上面まで戻し湛水養生用として躯体1の上面に溜めてもよいし、図1のように、排水管38を通じて河川等に排水することもできる。 In this case, the refrigerant flowing through the cooling pipe 32 is river water and is pumped up by a water intake pump. Cooling water (refrigerant) pumped up by the water intake pump is stored in the water tank by the water intake hose, further pumped up by the water supply pump 33, and sent to the first branch pipe 35 through the first water supply hose 34. The second water supply hose 36 branched from the first branch pipe 35 is connected to the second branch pipe 37 and further branches into a plurality of cooling pipes 32 from here. Thus, one end of the cooling pipe 32 is connected to the second branch pipe 37 and the other end extends to the vicinity of the bottom of the casing pipe 31, whereby the cooling water can flow from the top of the housing 1 to the bottom. it can. The cooling water that has flowed to the bottom of the frame 1 may be returned to the upper surface of the concrete and stored on the upper surface of the frame 1 for water curing, or drained into a river or the like through a drain pipe 38 as shown in FIG. .
3.クーリング終了判断
本願発明の技術的特徴であるクーリングの終了判断について、その概要を説明する。図5は、コンクリート最大温度と外気温との温度差が所定の閾値(許容温度差)になるまでクーリングを継続することを示す温度変化図である。この図に示すように本願発明では、コンクリート内部最大温度と、外気温との温度差に基づいて、クーリングの終了を判断する。例えば、この温度差が所定の閾値(許容温度差)を下回る(許容温度差以下、又は許容温度差未満となる)ときにクーリング終了と判断される。なおここで用いる「許容温度差」は、判断時におけるコンクリート材齢に応じて算定される。すなわち、その材齢におけるコンクリートの引張応力度、その材齢におけるコンクリートの弾性係数、及びコンクリートの熱膨張係数に基づいて、その材齢における許容温度差が算出される。
3. Cooling Completion Determination An outline of the cooling end determination, which is a technical feature of the present invention, will be described. FIG. 5 is a temperature change diagram showing that cooling is continued until the temperature difference between the maximum concrete temperature and the outside air temperature reaches a predetermined threshold (allowable temperature difference). As shown in this figure, in the present invention, the end of cooling is determined based on the temperature difference between the maximum concrete internal temperature and the outside air temperature. For example, when this temperature difference falls below a predetermined threshold (allowable temperature difference) (below the allowable temperature difference or less than the allowable temperature difference), it is determined that the cooling is finished. The “allowable temperature difference” used here is calculated according to the age of concrete at the time of determination. That is, the allowable temperature difference in the age is calculated based on the tensile stress degree of the concrete at the age, the elastic coefficient of the concrete at the age, and the thermal expansion coefficient of the concrete.
コンクリートのひび割れは、コンクリートに生ずる最大主引張応力度がコンクリートの引張応力度を超えたときに発生する。さらに、コンクリートの引張応力度は材齢とともに変化し、ひずみから応力を求める際に用いるコンクリートの弾性係数も材齢とともに変化する。したがって、クーリングの終了を的確に判断するためには、コンクリート材齢を勘案する必要がある。 Concrete cracks occur when the maximum principal tensile stress level generated in concrete exceeds the tensile stress level of concrete. Furthermore, the degree of tensile stress of concrete changes with age, and the elastic modulus of concrete used when obtaining stress from strain also changes with age. Therefore, in order to accurately determine the end of cooling, it is necessary to consider the age of the concrete.
なお、コンクリート内部の温度は、あらかじめコンクリート内部に設置されたコンクリート温度計測手段によって推定することもできるが、冷却管32内を流過する冷却水の温度変化によって推定することもできる。冷却水は、コンクリートと熱交換することによってコンクリート温度を降下させることから、躯体1内に入った直後の冷却水よりも躯体1内を十分流過した後の冷却水の方が温度は上昇しているはずである。例えば、冷却管32を用いて冷却水を上部から下部に流過させ、そのまま下端から放出する場合は、図2に示す上部の冷媒温度計5Uが最も低温であり、以下、中央の冷媒温度計5C、下部の冷媒温度計5Lの順に高い温度を示すはずである。あるいは、ケーシング管31の中に冷却管32を挿入した場合であって、冷却水を冷却管32中に上部から下端まで流過させ、ケーシング管31と冷却管32の間を上方に流過する冷却水で温度降下させる場合は、図2に示す下部の冷媒温度計5Lが最も低温であり、以下、中央の冷媒温度計5C、上部の冷媒温度計5Uの順に高い温度を示すはずである。これらのことを利用すれば、冷媒温度計5U、5C、5Lの計測結果に基づいてコンクリート内部最大温度を推定することができる。 In addition, although the temperature inside concrete can also be estimated by the concrete temperature measurement means previously installed in the concrete, it can also be estimated from the temperature change of the cooling water flowing through the cooling pipe 32. Since the cooling water lowers the concrete temperature by exchanging heat with the concrete, the temperature of the cooling water after sufficiently flowing through the housing 1 is higher than that immediately after entering the housing 1. Should be. For example, when cooling water is allowed to flow from the upper part to the lower part using the cooling pipe 32 and is discharged as it is from the lower end, the upper refrigerant thermometer 5U shown in FIG. 2 has the lowest temperature. The temperature should be higher in the order of 5C and the lower refrigerant thermometer 5L. Or it is a case where the cooling pipe 32 is inserted in the casing pipe | tube 31, Comprising: A cooling water is made to flow through from the upper part to a lower end in the cooling pipe 32, and between the casing pipe | tube 31 and the cooling pipe | tube 32 flows upwards. When the temperature is lowered with cooling water, the lower refrigerant thermometer 5L shown in FIG. 2 has the lowest temperature, and hereinafter, the central refrigerant thermometer 5C and the upper refrigerant thermometer 5U should show higher temperatures in this order. If these things are utilized, concrete internal maximum temperature can be estimated based on the measurement result of refrigerant thermometer 5U, 5C, 5L.
以下、本願発明を「パイプクーリングシステム」と「パイプクーリング方法」に分けて、それぞれ構成する要素ごとに詳述する。なお、パイプクーリングシステムとパイプクーリング方法に共通する内容については、パイプクーリングシステムの例で説明することとし、パイプクーリング方法では特有の内容について説明することとする。 Hereinafter, the present invention is divided into a “pipe cooling system” and a “pipe cooling method”, and will be described in detail for each constituent element. The contents common to the pipe cooling system and the pipe cooling method will be described in the example of the pipe cooling system, and the contents specific to the pipe cooling method will be described.
[パイプクーリングシステム]
1.冷媒
冷媒は、冷媒管32の中を流過する低温の媒体で、代表的なものとして水が挙げられる。水のほか、空気などを利用することもできるし、水以外の液体や、空気以外の気体を用いることもできる。冷媒は、低温であることが必要で、その温度は適宜設計することができるが、一般的には打設するコンクリート温度より20℃以上低い温度とされる。ここでは、冷媒が「水」の場合で説明することとし、この水を「冷却水」ということとする。
[Pipe cooling system]
1. Refrigerant The refrigerant is a low-temperature medium that flows through the refrigerant pipe 32, and water is a typical example. In addition to water, air or the like can be used, or a liquid other than water or a gas other than air can be used. The refrigerant needs to be at a low temperature, and the temperature can be designed as appropriate. In general, the refrigerant is set to a temperature 20 ° C. or more lower than the concrete temperature to be placed. Here, the case where the refrigerant is “water” will be described, and this water is referred to as “cooling water”.
2.冷却管
冷却管32は、その中に冷却水を流過させることから中空の管であり、図1では可撓性ホースを用いているが、その他、薄肉鋼管や塩化ビニル管など種々の管を利用することができる。躯体1のうち、コンクリート温度を降下させたい範囲に冷却管32は設置され、例えば躯体1全体を冷却しようとするときは、図1のように平面的に密に、しかも上部から底部にわたって冷却管32は配置される。
2. Cooling tube The cooling tube 32 is a hollow tube because it allows cooling water to flow through it. In FIG. 1, a flexible hose is used, but other various types of tubes such as a thin-walled steel tube and a vinyl chloride tube can be used. Can be used. The cooling pipe 32 is installed in the range in which the concrete temperature is to be lowered in the casing 1. For example, when the entire casing 1 is to be cooled, the cooling pipe 32 is densely planar as shown in FIG. 1 and from the top to the bottom. 32 is arranged.
躯体1のコンクリートを冷却するためには、冷却管32は躯体1内に埋設されることになるが、型枠内の所定位置に冷却管32を設置した状態でコンクリートを打設してもよいし、図3のようにケーシング管31をコンクリート内に埋設しておき、その中に冷却管32を挿入することもできる。ケーシング管31(あるいは冷却管32)は、型枠内で自立させる必要があり、型枠内の配筋や、形鋼(例えば山形鋼)による架台などに取り付けることができる。なお、鉛直パイプクーリングの場合は、ケーシング管31(あるいは冷却管32)を設置した状態でリフトごとにコンクリートを打設できるが、水平パイプクーリングの場合は、リフトごとに打設する都度、コンクリート表面に冷却管32(あるいはケーシング管31)を設置することになる。 In order to cool the concrete of the casing 1, the cooling pipe 32 is embedded in the casing 1, but the concrete may be cast with the cooling pipe 32 installed at a predetermined position in the formwork. However, as shown in FIG. 3, the casing pipe 31 can be embedded in the concrete, and the cooling pipe 32 can be inserted therein. The casing pipe 31 (or the cooling pipe 32) needs to be self-supporting in the mold, and can be attached to a reinforcing bar in the mold, a frame made of shape steel (for example, angle steel), or the like. In the case of vertical pipe cooling, concrete can be cast for each lift with the casing pipe 31 (or cooling pipe 32) installed, but in the case of horizontal pipe cooling, the concrete surface is placed each time the lift is cast. The cooling pipe 32 (or the casing pipe 31) is installed in this.
3.冷媒圧送手段
冷媒圧送手段は、冷却水を冷却管32内に供給するものであり、図1に示す給水ポンプ33等が好んで用いられる。図1に示すように水槽内に冷却水を溜めて水源とし、ここから給水ポンプ33で汲み上げて送水することもできるし、現場の状況によっては給水ポンプ33を直接河川等の水源に設置して汲み上げることもできる。
3. Refrigerant pressure feeding means The refrigerant pressure feeding means supplies cooling water into the cooling pipe 32, and the water supply pump 33 shown in FIG. 1 is preferably used. As shown in FIG. 1, cooling water can be stored in a water tank as a water source, pumped from here by a water supply pump 33, and sent to water, or depending on the situation at the site, the water supply pump 33 can be directly installed in a water source such as a river. It can also be pumped up.
通常、多数の冷却管32が躯体1内に設置されることから、給水ポンプ33と冷却管32の間には分岐手段が置かれる。この分岐手段は、1箇所に限らず複数箇所に設置されることもあり、図1では、親分岐管(第一分岐管35)が1箇所、子分岐管(第二分岐管37)が2箇所配置されている。図4は、分岐管を示す詳細図であり、(a)は並列タイプの分岐管、(b)は直列タイプの分岐管を示す。この分岐管は、主管35aと複数(図では6箇所)の枝口35bを備えており、給水ポンプ33から給水される冷却水が主管35aに入り、枝口35に接続された冷却管32に送られる。当然ながら分岐管は、水圧を考慮した材質や構造とすることが望ましい。 Usually, since a large number of cooling pipes 32 are installed in the housing 1, a branching unit is placed between the water supply pump 33 and the cooling pipe 32. This branching means is not limited to one place, and may be installed at a plurality of places. In FIG. 1, there are one parent branch pipe (first branch pipe 35) and two child branch pipes (second branch pipe 37). Placed in place. FIG. 4 is a detailed view showing a branch pipe, where (a) shows a parallel-type branch pipe and (b) shows a series-type branch pipe. This branch pipe is provided with a main pipe 35a and a plurality of (six locations in the figure) branch openings 35b. Cooling water supplied from the water supply pump 33 enters the main pipe 35a and is connected to the cooling pipe 32 connected to the branch opening 35. Sent. Of course, the branch pipe is preferably made of a material or a structure that takes water pressure into consideration.
4.コンクリート温度把握手段
コンクリート温度把握手段は、打設後の所定時におけるコンクリート内部最大温度Tcを取得するものである。このとき、コンクリート内部最大温度Tcはコンクリートの材齢dとともに記録される。つまり、いつ取得したものなのかを特定してコンクリート内部最大温度Tcを記録する。ここでは便宜上、材齢dの関数であることを明確にするためコンクリート内部最大温度をTc(d)として表す(以下、コンクリート内部最大温度Tc(d)という。)。なおここでいう材齢dとは、所定の基準時からの経過時間を意味する概念であり、その基準時としてはフレッシュコンクリートの練り上がり時や、コンクリートの打設完了時などとすることができる。
4). Concrete temperature grasping means The concrete temperature grasping means obtains the concrete maximum internal temperature Tc at a predetermined time after placing. At this time, the concrete maximum internal temperature Tc is recorded together with the concrete age d. That is, the concrete internal maximum temperature Tc is recorded by specifying when it was acquired. Here, for the sake of convenience, the concrete internal maximum temperature is expressed as Tc (d) in order to clarify that it is a function of the age d (hereinafter referred to as the concrete internal maximum temperature Tc (d)). The age d here is a concept that means an elapsed time from a predetermined reference time, and the reference time can be the time when the fresh concrete is kneaded or when the concrete has been placed. .
コンクリート内部最大温度Tc(d)の取得は、コンクリート温度計測手段を用いる手法と、冷却水の温度変化から推定する手法に大別される。まず、コンクリート温度計測手段を用いる手法について説明する。コンクリート温度計4(コンクリート温度計測手段)は、図2に示すように躯体1内に埋設された状態でコンクリート温度を計測するもので、例えば熱電対が例示できる。なお、コンクリート内に埋設するため、コンクリート温度計4は打設前の鉄筋等を利用して取り付けられる。 Acquisition of the concrete internal maximum temperature Tc (d) is roughly classified into a method using a concrete temperature measuring means and a method estimating from a temperature change of cooling water. First, a method using a concrete temperature measuring means will be described. The concrete thermometer 4 (concrete temperature measuring means) measures the concrete temperature in a state of being embedded in the housing 1 as shown in FIG. 2, and can be exemplified by a thermocouple, for example. In addition, in order to embed in concrete, the concrete thermometer 4 is attached using a reinforcing bar before placing.
温度解析を行うことで、躯体1のうち最大温度を示す位置はあらかじめ把握できる。したがってその位置にコンクリート温度計4を設置しておけば、コンクリート温度計4によって計測されたコンクリート温度が、すなわちその材齢d(計測時)におけるコンクリート内部最大温度Tc(d)として取得できる。なお、ここで行う温度解析は、有限要素法、有限差分法、シュミット法、カールソン法など種々の解析手法を採用することができる。温度解析によって得られた結果(予測温度)は、例えばコンピュータで処理可能な形式として記憶媒体(コンピュータのハードディスクやCD−ROM等)に記録しておくことができる。 By performing the temperature analysis, the position indicating the maximum temperature in the housing 1 can be grasped in advance. Therefore, if the concrete thermometer 4 is installed at that position, the concrete temperature measured by the concrete thermometer 4 can be obtained as the concrete internal maximum temperature Tc (d) at the age d (during measurement). In addition, the temperature analysis performed here can employ | adopt various analysis methods, such as a finite element method, a finite difference method, a Schmidt method, and a Carlson method. The result (predicted temperature) obtained by the temperature analysis can be recorded on a storage medium (computer hard disk, CD-ROM, etc.) in a format that can be processed by a computer, for example.
一方、必ずしも最大温度を示す位置にコンクリート温度計4を設置できるとは限らない。この場合は、コンクリート温度計4の計測値に基づいてコンクリート内部最大温度Tc(d)を推定することとなる。この推定には、例えば図6に示すような2次曲線をはじめ、3次曲線やその他の高次曲線、指数関数等、種々の推定式や温度解析などを利用することができる。2次曲線により推定する場合は、コンクリート内部の温度分布を2次曲線で近似し、コンクリート温度計4の計測値に基づいてコンクリート内部最大温度Tc(d)を推定する。あるいは、温度解析によって求められる温度分布を利用することもできる。すなわち、コンクリート温度計4によって実際に計測したコンクリート温度を、当該材齢d(計測時)における温度分布に照らし合わせ、計測温度と予測温度(解析上の温度)の温度差から解析上の最大温度を調整し、コンクリート内部最大温度Tc(d)とする。そのため、コンクリート温度計4の設置位置(躯体1内のどこに設置したか)は明らかにしておく必要があり、異なる位置に2箇所以上のコンクリート温度計4を設置しておくのが望ましい。 On the other hand, it is not always possible to install the concrete thermometer 4 at a position showing the maximum temperature. In this case, the concrete internal maximum temperature Tc (d) is estimated based on the measurement value of the concrete thermometer 4. For this estimation, for example, various estimation equations such as a quadratic curve as shown in FIG. 6, a cubic curve, other higher-order curves, an exponential function, temperature analysis, and the like can be used. When estimating by a quadratic curve, the temperature distribution inside the concrete is approximated by a quadratic curve, and the maximum concrete internal temperature Tc (d) is estimated based on the measured value of the concrete thermometer 4. Alternatively, a temperature distribution obtained by temperature analysis can be used. That is, the concrete temperature actually measured by the concrete thermometer 4 is compared with the temperature distribution at the age d (measurement time), and the maximum temperature in the analysis is obtained from the temperature difference between the measured temperature and the predicted temperature (analysis temperature). Is adjusted to the maximum concrete internal temperature Tc (d). Therefore, it is necessary to clarify the installation position of the concrete thermometer 4 (where it is installed in the housing 1), and it is desirable to install two or more concrete thermometers 4 at different positions.
次に、冷却水の温度変化から推定する手法について説明する。冷却水の温度変化から間接的にコンクリート温度を推定する場合、冷却水の温度変化を把握することとなる。既述のとおり、コンクリートの温度降下は冷却水との熱交換によって行われるものであり、躯体1に入る前と躯体1から出たときの冷却水の温度差を把握することによって、コンクリート温度の降下量を推定することができる。そのため、冷却水の温度は2箇所以上で計測する必要がある。望ましくは、躯体1に入る直前もしくは入った直後の冷却水温度を計測し、躯体1から出た直後もしくは出る直前の冷却水温度を計測し、その温度差を把握する。図2に示すように、さらに中央付近での冷却水温度を計測してもよい。冷却水の温度を計測する場合、冷媒管32の表面(外側)に熱電対等の冷媒温度計(冷媒温度計測手段)を取り付けるか、あるいは冷媒管32の内側に冷媒温度計を取り付けて計測する。冷媒温度計もコンクリート温度計4と同様、熱電対等を利用することができる。 Next, a method for estimating from the temperature change of the cooling water will be described. When the concrete temperature is indirectly estimated from the temperature change of the cooling water, the temperature change of the cooling water is grasped. As described above, the temperature drop of the concrete is performed by heat exchange with the cooling water. By grasping the temperature difference of the cooling water before entering the housing 1 and when leaving the housing 1, the temperature of the concrete is reduced. The amount of descent can be estimated. Therefore, it is necessary to measure the temperature of the cooling water at two or more locations. Desirably, the cooling water temperature immediately before entering the housing 1 or immediately after entering the housing 1 is measured, the cooling water temperature immediately after exiting the housing 1 or immediately before exiting, and the temperature difference is grasped. As shown in FIG. 2, the coolant temperature near the center may be measured. When measuring the temperature of the cooling water, a refrigerant thermometer (refrigerant temperature measuring means) such as a thermocouple is attached to the surface (outside) of the refrigerant pipe 32, or a refrigerant thermometer is attached inside the refrigerant pipe 32 and measured. Similarly to the concrete thermometer 4, the refrigerant thermometer can use a thermocouple or the like.
冷却水の温度変化に基づいて解析することで、その材齢dにおけるコンクリートの温度分布を推定することができる。例えば、コンクリートのボリューム、形状、打設温度、及び冷却管32の配置、本数、冷却水の流量(流速)等、諸条件を用いて熱量の計算を行えば、コンクリートの温度分布を求めることができる。さらにこのとき、温度解析による当該材齢dにおける温度分布を利用することもできる。この計算は、計算機を用いた温度推定手段によって実行することが可能で、例えばプログラムとしてコンピュータに処理させることができる。 By analyzing based on the temperature change of the cooling water, the temperature distribution of the concrete at the material age d can be estimated. For example, if the calorific value is calculated using various conditions such as concrete volume, shape, placement temperature, arrangement and number of cooling pipes 32, flow rate (flow velocity) of cooling water, etc., the temperature distribution of the concrete can be obtained. it can. Further, at this time, the temperature distribution at the material age d based on the temperature analysis can be used. This calculation can be executed by temperature estimation means using a computer, and can be processed by a computer as a program, for example.
コンクリート温度計測手段を用いる手法、又は冷却水の温度変化から推定する手法を用いたコンクリート温度把握手段で取得されたコンクリート内部最大温度Tc(d)は、例えばコンピュータで処理可能な形式として記憶媒体(コンピュータのハードディスクやCD−ROM等)に記録することができる。 The concrete internal maximum temperature Tc (d) obtained by the concrete temperature measuring means using the technique using the concrete temperature measuring means or the technique estimated from the temperature change of the cooling water is stored in a storage medium (for example, in a computer processable format). It can be recorded on a computer hard disk or CD-ROM.
5.判定手段
判定手段は、コンクリート冷却(クーリング)の継続の是非を判断するものである。既述のとおり、コンクリート内部最大温度Tc(d)と外気温度Te(d)の温度差が、許容温度差以下(未満)になればクーリングを終了できると判断する(図5)。したがって判定手段は、コンクリート内部最大温度Tc(d)と外気温度Te(d)との温度差Tg(d)を算出する機能(温度差算出機能)を備えている。また、許容温度差Ta(d)は材齢dによって異なるもので、すなわち材齢dを変数として求められるものであり、判定手段はこれを算出する機能(許容温度差算出機能)も備えている。なお、外気温度Te(d)、温度差Tg(d)、及び許容温度差Ta(d)が材齢dの関数であることを明確にするため、コンクリート内部最大温度Tc(d)と同様、それぞれ材齢dを用いて表している。
5. Determination means The determination means determines whether to continue the concrete cooling (cooling). As described above, if the temperature difference between the concrete maximum internal temperature Tc (d) and the outside air temperature Te (d) is equal to or less than (less than) the allowable temperature difference, it is determined that the cooling can be terminated (FIG. 5). Therefore, the determination means has a function (temperature difference calculation function) for calculating the temperature difference Tg (d) between the concrete maximum internal temperature Tc (d) and the outside air temperature Te (d). Further, the allowable temperature difference Ta (d) varies depending on the material age d, that is, it is obtained using the material age d as a variable, and the determination means also has a function of calculating this (allowable temperature difference calculating function). . In addition, in order to clarify that the outside air temperature Te (d), the temperature difference Tg (d), and the allowable temperature difference Ta (d) are functions of the material age d, as with the concrete internal maximum temperature Tc (d), Each is expressed using the age d.
(温度差算出機能)
温度差Tg(d)を算出するためには、コンクリート温度把握手段で取得したコンクリート内部最大温度Tc(d)のほかに外気温度Te(d)を設定する必要がある。この外気温度Te(d)は、その材齢dにおける外気の温度を直接計測して得ることができる。あるいは、過去の実績(気温データ)に基づいて、その材齢dに該当する日時の外気温度Te(d)を推定することもできる。外気温度Te(d)が設定できれば、コンクリート内部最大温度Tc(d)との差を次式により求めて温度差Tg(d)を得る。
温度差Tg(d)=Tc(d)−Te(d) ・・・(式1)
(Temperature difference calculation function)
In order to calculate the temperature difference Tg (d), it is necessary to set the outside air temperature Te (d) in addition to the maximum concrete internal temperature Tc (d) acquired by the concrete temperature grasping means. The outside air temperature Te (d) can be obtained by directly measuring the temperature of the outside air at the material age d. Alternatively, the outside air temperature Te (d) at the date and time corresponding to the material age d can be estimated based on the past performance (temperature data). If the outside air temperature Te (d) can be set, the temperature difference Tg (d) is obtained by obtaining the difference from the concrete internal maximum temperature Tc (d) by the following equation.
Temperature difference Tg (d) = Tc (d) −Te (d) (Equation 1)
(許容温度差算出機能)
一般的に、温度ひび割れの予測は、温度解析によって「温度ひび割れ指数」を求めることで行われる。温度ひび割れ指数は、所定の材齢におけるコンクリートの引張応力度σi(d)を、コンクリートの最大主引張応力度で除した値であり、温度ひび割れ指数が1.0を下回ると温度ひび割れが発生すると予測される。つまり、コンクリートの最大主引張応力度が引張応力度σi(d)を下回ったことが、クーリングを終了する目安になるといえる。なおコンクリートの引張応力度σi(d)は、図7(b)に示すように材齢dとともに変化することが知られており、ここでも材齢dの関数であることを明確にするため、材齢dを用いて引張応力度を表している。
(Allowable temperature difference calculation function)
In general, prediction of a temperature crack is performed by obtaining a “temperature crack index” by temperature analysis. The temperature crack index is a value obtained by dividing the tensile stress σi (d) of concrete at a predetermined age by the maximum principal tensile stress of the concrete. When the temperature crack index falls below 1.0, a temperature crack occurs. is expected. That is, it can be said that the fact that the maximum principal tensile stress level of concrete is lower than the tensile stress level σi (d) is a measure for terminating the cooling. In addition, it is known that the tensile stress degree σi (d) of concrete changes with the age d as shown in FIG. 7 (b), and in order to clarify that it is also a function of the age d. The tensile stress is expressed using the material age d.
コンクリートの最大主引張応力度は、ひずみεc(d)とコンクリートの弾性係数Ee(d)との積によって求められる。ひずみεc(d)とコンクリートの弾性係数Ee(d)も材齢dによって異なる値を示すことから、ここでも材齢dの関数であることを明確にするため、材齢dを用いて表している。コンクリートの弾性係数Ee(d)は、例えば図6(c)に示すような経時変化をすることが知られており、この線形を利用して所定の材齢dにおけるコンクリートの弾性係数Ee(d)を求めることができる。 The maximum principal tensile stress degree of concrete is determined by the product of strain εc (d) and concrete elastic modulus Ee (d). Since the strain εc (d) and the elastic modulus Ee (d) of the concrete also show different values depending on the material age d, here, in order to clarify that it is a function of the material age d, it is expressed using the material age d. Yes. It is known that the elastic modulus Ee (d) of concrete changes with time as shown in FIG. 6C, for example, and the elastic modulus Ee (d) of the concrete at a predetermined age d using this linearity. ).
一方、ひずみεc(d)は、コンクリートの熱膨張係数αcを用いて算出することができる。熱膨張係数αcは、温度に伴う膨張や収縮の度合いを表す指標であり、単位は℃の逆数である。つまり、熱膨張係数αcに温度を乗じることでひずみを求めることができ、この温度を温度差Tg(d)とすれば、その材齢におけるコンクリートの最大ひずみを求めることができる。例えば、最大ひずみεc(d)を求めるには、次式を例示することができる。
εc(d)=C×αc×Tg(d) ・・・(式2)
On the other hand, the strain εc (d) can be calculated using the thermal expansion coefficient αc of concrete. The thermal expansion coefficient αc is an index representing the degree of expansion and contraction with temperature, and the unit is the reciprocal of ° C. That is, the strain can be obtained by multiplying the thermal expansion coefficient αc by the temperature, and if this temperature is the temperature difference Tg (d), the maximum strain of the concrete at that age can be obtained. For example, to obtain the maximum strain εc (d), the following equation can be exemplified.
εc (d) = C × αc × Tg (d) (Formula 2)
式2で示すCは、所定の定数であり、コンクリート内部の温度分布を推定する際に用いる推定式に応じて定められる値である。例えば、この推定式として2次曲線を選定した場合、Cは次式によって求めることができる。
C=m/(1−ν) ・・・(式3)
ここで、νはコンクリートのポアソン比であり、mはコンクリート内の最大温度を示す位置によって定められる係数である。例えば、図6に示すようにコンクリートの躯体1の中心軸(X軸)からHe離れた位置で最大温度を示し、このHeが躯体1全厚Hの1/6である場合、係数mとして3/8が与えられる。また、コンクリートの躯体1の中心軸(X軸)で最大温度を示す場合(つまりHe=0の場合)、係数mとして2/3が与えられる。なお、式2で求められるひずみはいわゆる内部拘束によるものであり、以下ではこのひずみを最大ひずみとした場合で説明しているが、さらに外部拘束によるひずみを加えたものを最大ひずみとして同様に考えることもできる。
C shown in Formula 2 is a predetermined constant, and is a value determined according to the estimation formula used when estimating the temperature distribution inside the concrete. For example, when a quadratic curve is selected as the estimation formula, C can be obtained by the following formula.
C = m / (1-ν) (Formula 3)
Here, ν is the Poisson's ratio of the concrete, and m is a coefficient determined by the position showing the maximum temperature in the concrete. For example, as shown in FIG. 6, when the maximum temperature is shown at a position away from the central axis (X axis) of the concrete casing 1 and this He is 1/6 of the total thickness H of the casing 1, the coefficient m is 3 / 8 is given. When the maximum temperature is indicated on the central axis (X axis) of the concrete frame 1 (that is, when He = 0), 2/3 is given as the coefficient m. In addition, although the strain calculated | required by Formula 2 is based on what is called internal restraint, and demonstrates below when this strain is made into the maximum strain, what added the strain by external restraint is similarly considered as the maximum strain. You can also.
最大ひずみεc(d)とコンクリートの弾性係数Ee(d)とが得られると、コンクリートの最大主引張応力度σmax(d)を、次式により算出できる。
σmax(d)=εc(d)×Ee(d)=C×αc×Tg(d)×Ee(d) ・・・(式4)
このコンクリートの最大主引張応力度σmax(d)がコンクリートの引張応力度σi(d)以下となることを、クーリング終了の条件とすれば、次式で表すことができる。
σi(d)≧σmax(d)=C×αc×Tg(d)×Ee(d) ・・・(式5)
∴Tg(d)≦σi(d)/[C×αc×Ee(d)] ・・・(式6)
When the maximum strain εc (d) and the concrete elastic modulus Ee (d) are obtained, the maximum principal tensile stress degree σmax (d) of the concrete can be calculated by the following equation.
σmax (d) = εc (d) × Ee (d) = C × αc × Tg (d) × Ee (d) (Formula 4)
If the maximum principal tensile stress level σmax (d) of the concrete is equal to or lower than the tensile stress level σi (d) of the concrete, it can be expressed by the following equation.
σi (d) ≧ σmax (d) = C × αc × Tg (d) × Ee (d) (Formula 5)
∴Tg (d) ≦ σi (d) / [C × αc × Ee (d)] (Formula 6)
つまり、式6がひとつのクーリング終了の条件であり、式6の右辺がその際の許容温度差Ta(d)である。クーリング終了の条件は、最大主引張応力度σmax(d)が引張応力度σi(d)以下である場合に限らず、引張応力度σi(d)未満とする場合や、引張応力度σi(d)の90%以下とするなど、種々の条件が設定できる。いずれにしろ、温度差Tg(d)と許容温度差Ta(d)に基づいてクーリング終了を判断することができる(判断機能)。なお、クーリングを継続する(終了しない)と判断した場合、上記一連の処理をクーリング終了と判断するまで繰り返し実施することもできる。 That is, Expression 6 is one cooling termination condition, and the right side of Expression 6 is the allowable temperature difference Ta (d) at that time. The cooling end condition is not limited to the case where the maximum main tensile stress level σmax (d) is equal to or lower than the tensile stress level σi (d), or the tensile stress level σi (d Various conditions such as 90% or less can be set. In any case, the end of cooling can be determined based on the temperature difference Tg (d) and the allowable temperature difference Ta (d) (determination function). When it is determined that the cooling is to be continued (not terminated), the above-described series of processing can be repeatedly performed until it is determined that the cooling is completed.
(プログラムによる処理)
判定手段は、プログラムとしてコンピュータに処理させるものとすることもできる。このプログラムは、コンクリート内部最大温度Tc(d)、外気温度Te(d)、材齢d、熱膨張係数αcを読みだす機能と、これらを用いて温度差Tg(d)を算出する機能(温度差算出機能)を備え、さらに、コンクリートの弾性係数Ee(d)、引張応力度σi(d)、及び許容温度差Ta(d)を算出する機能(許容温度差算出機能)を備える。また、温度差Tg(d)と許容温度差Ta(d)を比較してクーリングの継続/終了の判断を行う機能(判断機能)や、その判断結果をディスプレイや印刷機に出力する機能を備えることもできる。
(Process by program)
The determination means may be processed by a computer as a program. This program reads the concrete maximum internal temperature Tc (d), the outside air temperature Te (d), the age d, and the coefficient of thermal expansion αc, and the function of calculating the temperature difference Tg (d) using these (temperature) Difference calculation function), and further, a function (allowable temperature difference calculation function) for calculating the elastic modulus Ee (d), tensile stress σi (d), and allowable temperature difference Ta (d) of the concrete. In addition, a function (determination function) for comparing the temperature difference Tg (d) and the allowable temperature difference Ta (d) to determine the continuation / end of cooling and a function for outputting the determination result to a display or a printing press are provided. You can also.
[パイプクーリング方法]
1.温度把握工程
温度把握工程は、所定材齢dにおける前記コンクリート内部最大温度Tc(d)を求める工程であり、その内容はパイプクーリングシステムの「コンクリート温度把握手段」の説明と同様である。なお、コンクリート内部最大温度Tc(d)を取得するには、コンクリート温度計測手段を用いる手法、冷却水の温度変化から推定する手法のいずれかを選択できることも、既に述べたとおりである。
[Pipe cooling method]
1. Temperature grasping step The temperature grasping step is a step for obtaining the concrete internal maximum temperature Tc (d) at a predetermined age d, and the content thereof is the same as the description of the “concrete temperature grasping means” of the pipe cooling system. As described above, the concrete internal maximum temperature Tc (d) can be selected from either the method using the concrete temperature measuring means or the method estimating from the temperature change of the cooling water.
2.外気温設定工程
外気温設定工程は、所定材齢dにおける外気温度Te(d)を設定する工程であり、その内容はパイプクーリングシステムの「温度差算出機能」の中で説明したのと同様である。
2. Outside air temperature setting step The outside air temperature setting step is a step of setting the outside air temperature Te (d) at a predetermined material age d, and the content thereof is the same as described in the “temperature difference calculation function” of the pipe cooling system. is there.
3.温度差算出工程
温度差算出工程は、コンクリート内部最大温度Tc(d)と外気温度Te(d)との温度差Tg(d)を算出する工程であり、その内容はパイプクーリングシステムの「温度差算出機能」の中で説明したのと同様である。
3. Temperature difference calculating step The temperature difference calculating step is a step of calculating a temperature difference Tg (d) between the concrete maximum internal temperature Tc (d) and the outside air temperature Te (d), and the content is “temperature difference of pipe cooling system”. This is the same as described in “Calculation function”.
4.判定工程
判定工程は、所定材齢dにおける許容温度差Ta(d)と温度差Tg(d)との比較に基づいて、コンクリート冷却の継続の是非を判断する工程であり、その内容はパイプクーリングシステムの「判定手段」の説明と同様である。なお、許容温度差Ta(d)は、所定材齢dにおけるコンクリートの引張応力度σi(d)、材齢dにおけるコンクリートの弾性係数Ee(d)、及びコンクリートの熱膨張係数αcに基づいて算出され、その内容はパイプクーリングシステムの「許容温度差算出機能」の説明と同様である。なお、クーリングを継続する(終了しない)と判断した場合、温度把握工程〜判定工程をクーリング終了と判断するまで繰り返し実施することもできる。
4). Determination step The determination step is a step of determining whether or not the concrete cooling should be continued based on a comparison between the allowable temperature difference Ta (d) and the temperature difference Tg (d) at a predetermined age d, and the content thereof is pipe cooling. This is the same as the description of the “determination means” of the system. The allowable temperature difference Ta (d) is calculated based on the tensile stress σi (d) of concrete at a predetermined age d, the elastic modulus Ee (d) of concrete at the age d, and the thermal expansion coefficient αc of concrete. The contents are the same as the description of the “allowable temperature difference calculation function” of the pipe cooling system. In addition, when it is determined that the cooling is continued (not finished), the temperature grasping process to the determination process can be repeatedly performed until it is determined that the cooling is finished.
本願発明のパイプクーリングシステム、及びパイプクーリング方法は、橋梁の下部工やダム等の土木構造物、オフィスビル等の建築構造物、その他種々のコンクリート構造物に利用することができる。本願発明が、温度ひび割れの少ない、いわば高品質のコンクリート構造物を提供することを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。 The pipe cooling system and the pipe cooling method of the present invention can be used for civil engineering structures such as bridge substructures and dams, building structures such as office buildings, and other various concrete structures. Considering that the present invention provides a high-quality concrete structure with few temperature cracks, it can be said that the invention can be used not only industrially but can also make a great social contribution.
1 躯体
2 締切矢板
31 ケーシング管
32 冷却管
33 給水ポンプ
34 第一給水ホース
35 第一分岐管
35a (分岐管の)主管
35b (分岐管の)枝口
36 第二給水ホース
37 第二分岐管
38 排水管
33 給水ポンプ
4 コンクリート温度計
5U 上部の冷媒温度計
5C 中央の冷媒温度計
5L 下部の冷媒温度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Cut sheet pile 31 Casing pipe 32 Cooling pipe 33 Water supply pump 34 First water supply hose 35 First branch pipe 35a Main pipe 35b (Branch pipe) branch port 36 Second water supply hose 37 Second branch pipe 38 Drain pipe 33 Water supply pump 4 Concrete thermometer 5U Upper refrigerant thermometer 5C Central refrigerant thermometer 5L Lower refrigerant thermometer
Claims (7)
所定材齢dにおける前記コンクリート内部最大温度Tc(d)を取得するコンクリート温度把握手段と、
コンクリート冷却の継続の是非を判断する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、
前記材齢dにおける外気温度Te(d)と、前記コンクリート内部最大温度Tc(d)と、の温度差Tg(d)を算出する温度差算出機能と、
前記材齢dにおける許容温度差Ta(d)を、前記材齢dにおけるコンクリートの引張応力度σi(d)、前記材齢dにおけるコンクリートの弾性係数Ee(d)、及びコンクリートの熱膨張係数αcに基づいて、算出する許容温度差算出機能と、
前記温度差Tg(d)と前記許容温度差Ta(d)を比較し、該比較に基づいてコンクリート冷却の継続の是非を判断する判断機能と、を有することを特徴とするパイプクーリングシステム。 In the pipe cooling system that suppresses the temperature rise inside the concrete by flowing the coolant through the cooling pipe laid in the concrete,
Concrete temperature grasping means for obtaining the concrete internal maximum temperature Tc (d) at a predetermined age d;
Judgment means for judging whether to continue concrete cooling,
The determination means includes
A temperature difference calculating function for calculating a temperature difference Tg (d) between the outside air temperature Te (d) at the material age d and the maximum concrete internal temperature Tc (d);
The allowable temperature difference Ta (d) at the age d is defined as the tensile stress σi (d) of the concrete at the age d, the elastic modulus Ee (d) of the concrete at the age d, and the thermal expansion coefficient αc of the concrete. Based on the allowable temperature difference calculation function to calculate,
A pipe cooling system comprising: a judgment function for comparing the temperature difference Tg (d) and the allowable temperature difference Ta (d) and judging whether to continue the concrete cooling based on the comparison.
Ta(d)=σi(d)/[C×αc×Ee(d)] 2. The pipe cooling system according to claim 1, wherein the allowable temperature difference Ta (d) is obtained by the following equation using a predetermined constant C.
Ta (d) = σi (d) / [C × αc × Ee (d)]
前記コンクリート内部最大温度Tc(d)は、前記冷媒温度計測手段によって計測された前記冷媒の温度変化に基づいて推定されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のパイプクーリングシステム。 Furthermore, a refrigerant temperature measuring means for measuring a temperature change of the refrigerant while flowing is provided,
The pipe cooling system according to claim 1 or 2, wherein the concrete internal maximum temperature Tc (d) is estimated based on a temperature change of the refrigerant measured by the refrigerant temperature measuring means.
前記コンクリート内部最大温度Tc(d)は、前記コンクリート温度計測手段によって計測された前記コンクリートの温度に基づいて推定されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のパイプクーリングシステム。 Furthermore, it comprises one or more concrete temperature measuring means for measuring the temperature inside the concrete,
3. The pipe cooling system according to claim 1, wherein the concrete internal maximum temperature Tc (d) is estimated based on the temperature of the concrete measured by the concrete temperature measuring means.
所定材齢dにおける前記コンクリート内部最大温度Tc(d)を求めるコンクリート温度把握工程と、
前記材齢dにおける外気温度Te(d)を設定する外気温設定工程と、
前記コンクリート内部最大温度Tc(d)と前記外気温度Te(d)との温度差Tg(d)を算出する温度差算出工程と、
前記材齢dにおける許容温度差Ta(d)と前記温度差Tg(d)との比較に基づいて、コンクリート冷却の継続の是非を判断する判定工程と、を備え、
前記許容温度差Ta(d)は、前記材齢dにおけるコンクリートの引張応力度σi(d)、前記材齢dにおけるコンクリートの弾性係数Ee(d)、及びコンクリートの熱膨張係数αcに基づいて算出されることを特徴とするパイプクーリング方法。 In the pipe cooling method that suppresses the temperature rise inside the concrete by allowing the coolant to flow through the cooling pipe laid in the concrete,
A concrete temperature grasping step for obtaining the concrete internal maximum temperature Tc (d) at a predetermined age d;
An outside air temperature setting step for setting the outside air temperature Te (d) at the material age d;
A temperature difference calculating step of calculating a temperature difference Tg (d) between the concrete internal maximum temperature Tc (d) and the outside air temperature Te (d);
A determination step of determining whether to continue the concrete cooling based on a comparison between the allowable temperature difference Ta (d) and the temperature difference Tg (d) in the material age d,
The allowable temperature difference Ta (d) is calculated based on the tensile stress σi (d) of the concrete at the age d, the elastic modulus Ee (d) of the concrete at the age d, and the thermal expansion coefficient αc of the concrete. Pipe cooling method characterized by being made.
前記コンクリート内部最大温度Tc(d)は、前記冷媒の温度変化に基づいて求められることを特徴とする請求項5記載のパイプクーリング方法。 Furthermore, a refrigerant temperature measurement step of measuring a temperature change of the refrigerant while flowing,
The pipe cooling method according to claim 5, wherein the concrete internal maximum temperature Tc (d) is obtained based on a temperature change of the refrigerant.
前記コンクリート内部最大温度Tc(d)は、前記コンクリート温度計測手段による計測温度に基づいて求められることを特徴とする請求項5記載のパイプクーリング方法。
Furthermore, using one or more concrete temperature measuring means installed inside the concrete, comprising a concrete temperature measuring step of measuring the temperature inside the concrete,
6. The pipe cooling method according to claim 5, wherein the concrete internal maximum temperature Tc (d) is obtained based on a temperature measured by the concrete temperature measuring means.
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