JP2014062376A - グラウト材の充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレストレストコンクリート部材において、下り勾配を有するシース内にグラウト材を確実に充填できるグラウト材の充填方法を提供すること。
【解決手段】ＰＣ部材７のシース１に緊張材１３を配置して緊張し、シース１の一方の端部３の注入口１７から先行充填材９を注入する。先行充填材９は、チクソトロピー性を有するグラウト材である。次に、先行充填材９に次いで通常のグラウト材１１を注入する。なお、通常のグラウト材１１とは、従来用いられてきたグラウト材であり、低粘性から高粘性までポンプで圧送可能な範囲で適宜選択される。その後、シース１の他方の端部５にグラウト材１１が到達したことを確認し、グラウト材１１の注入を終了する。シース１の端部５へのグラウト材１１の到達具合は、端部５の排出口１９から排出された排出材１５のフレッシュ性状を測定することにより確認する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレストレストコンクリート部材のシース内へのグラウト材の充填方法に関する。

従来、勾配を有するシース内にＰＣ鋼材を配置して緊張した後にグラウト材を充填してプレストレストコンクリート部材を形成する際に、一般的なグラウト材料であるセメントグラウト材料を用いる方法がある。

図４は、山型形状に配置されたシース１０１を有するＰＣ部材１０７をシース１０１の軸方向に切断した断面図である。シース１０１に充填するセメントグラウト材料１０３は、適宜選択される。例えば、粘性が比較的低いセメントグラウト材料１０３を用いれば、注入ポンプ圧を低く抑えることができ、注入区間が長い場合でも一度に注入が可能である。

しかし、図４に示すように、ＰＣ部材１０７内のシース１０１が、上り勾配部１１１や下り勾配部１０９を有する山型形状に配置される場合等には、シース１０１の下り勾配部１０９においてセメントグラウト材料１０３の先流れ現象による空気だまり１０５が発生しやすく、シース１０１への充填率が低下するという課題がある。

グラウト材の先流れ現象による空気だまり１０５の発生を防ぐ方法として、通常のグラウト材に代替して高粘性グラウト材料を注入する方法がある（例えば、特許文献１参照）。高粘性グラウト材は、粘性が高いので、低粘性グラウト材よりも先流れ現象が生じにくく、ある程度の下り傾斜角度までの勾配を有するシースへの充填が可能である。

しかし、注入区間が長い場合、時間の経過に伴い充填材の粘性がさらに高くなること、注入済みの充填材とシース壁面との摩擦係数と注入長さの積の増加に伴ってポンプ圧を高くする必要があることから、ポンプの圧送能力を超えて閉塞する場合がある。

低粘性グラウト材や高粘性グラウト材を用いた場合の課題を解決するために、チクソトロピー性を有するグラウト材が開発されている（例えば、特許文献２参照）。チクソトロピー性を有するグラウト材は、圧力を加えて流動させたときに粘性が一時的に低下し、圧力を除いて流動を停止させたときに元の状態に回復する。

特開２００２−４７８０２号公報 特開２００９−２９８６９５号公報

図５は、チクソトロピー性を有するグラウト材１１７をシース１１１に注入したＰＣ部材１１５の断面図である。図５に示すように、緊張材１１３としてＰＣ鋼より線を用いた場合、シース１１１にチクソトロピー性を有するグラウト材１１７を注入すると、緊張材１１３であるＰＣ鋼より線を構成するＰＣ鋼線１１３ａ同士の隙間１１９にグラウト材１１７が充填されずに空隙が残る。隙間１１９に空隙が残ると、被覆されていないＰＣ鋼線１１３ａに錆びが生じる可能性がある。

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、プレストレストコンクリート部材において、下り勾配を有するシース内にグラウト材を確実に充填できるグラウト材の充填方法を提供することである。

前述した目的を達成するために、本発明は、プレストレストコンクリート部材のシース内にグラウト材を充填する方法であって、シースの一方の端部から、前記シース内に、チクソトロピー性を有する先行充填材を注入する工程（ａ）と、前記一方の端部から、前記シース内に、グラウト材を注入する工程（ｂ）と、を具備することを特徴とするグラウト材の充填方法である。

本発明では、シース内にチクソトロピー性を有する先行充填材を先行注入することにより、充填材の先流れ現象による空気だまりの発生を防止できる。また、チクソトロピー性を有する先行充填材に次いで通常のグラウト材を注入するため、注入区間が長い場合にも注入ポンプ圧を高める必要がなく、閉塞の可能性が低い。

本発明では、前記シースの他方の端部に前記グラウト材が到達したことを確認した後、前記グラウト材の注入を終了する工程（ｃ）をさらに具備することが望ましい。

前記工程（ｃ）では、例えば、前記他方の端部から排出された排出材のフレッシュ性状を測定して、前記グラウト材が到達したことを確認する。フレッシュ性状とは、例えばＪＡＳＳフロー値などである。
または、前記先行充填材の色と前記グラウト材の色とが異なり、前記工程（ｃ）で、前記他方の端部から排出された排出材の色を目視して、前記グラウト材が到達したことを確認してもよい。充填材に着色してグラウト材との違いを明確にする手法としては、充填材に着色顔料を混和する手法などがある。

シースの他方の端部にグラウト材が到達したことを確認してからグラウト材の注入を終了することにより、チクソトロピー性を有する先行充填材がシース内に残留することがなくなる。そのため、緊張材としてＰＣ鋼より線を用いた場合にも、ＰＣ鋼より線を構成するＰＣ鋼線同士の隙間を含めて、シース内の空隙にグラウト材を確実に充填できる。
グラウト材の到達状態は、排出材のフレッシュ性状を測定したり、色を目視したりすることにより、容易に確認できる。
なお、先行充填材が、ＰＣグラウトとしての硬化後の要求性能（圧縮強度、耐久性、腐食性物質を含まないなど）を満たす場合には、この先行充填材を全て排出する必要はなく、ＰＣ鋼より線とシースの隙間を満たすのに十分な量（体積）のグラウト材を注入すればよい。グラウト材の注入量（体積）は、注入用のポンプの出口に流量計を設置すれば容易に計測できる。

本発明によれば、プレストレストコンクリート部材において、下り勾配を有するシース内にグラウト材を確実に充填できるグラウト材の充填方法を提供できる。

シース１にグラウト材１１を充填する際の各工程を示す図 ＰＣ部材７をシース１の周方向に切断した断面図 緊張材２３としてマルチストランドを用いた場合の、ＰＣ部材７をシース１の周方向に切断した断面図 山型形状に配置されたシース１０１を有するＰＣ部材１０７をシース１０１の軸方向に切断した断面図 チクソトロピー性を有するグラウト材１１７をシース１１１に注入したＰＣ部材１１５の断面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、シース１にグラウト材１１を充填する際の各工程を示す図である。図１に示す各図は、ＰＣ部材７をシース１の軸方向に切断した断面図である。

図１（ａ）は、シース１に先行充填材９を注入する工程を示す図である。図１（ａ）に示す工程では、まず、ＰＣ部材７のシース１に緊張材１３を配置し、緊張材１３を緊張する。緊張材１３としては、図２に示すようなＰＣ鋼より線である。一般的な緊張材としては、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線、ＰＣ棒鋼がある。
シース１は、例えば、１５°以上の下り傾斜角を有する山型形状である。

次に、シース１の一方の端部３に設置した注入口１７から、シース１の内部に先行充填材９を注入する。先行充填材９は、チクソトロピー性を有するグラウト材である。前述したように、チクソトロピー性を有するグラウト材は、圧力を加えて流動させたときに粘性が一時的に低下し、圧力を除いて流動を停止させたときに元の状態に回復する。先行充填材９は、適正なポンプ圧により注入され、シース１の内部を矢印Ａに示す方向に進行する。

先行充填材９は、後方からポンプによって圧力が付与されるため、流動性が生じる。一方、先行充填材９の先端は、前方の空間に開放された状態であるため、圧力が消失し、このため、流動性が消失する。したがって、先行充填材９の先流れが防止される。先行充填材９としては、例えば、特開２００６−２４８８８７号公報に示されるセメント組成物、コンクリート工学年次論文集Ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１、２００５、ｐｐ．１５１−１５６の論文「高炉スラグ微粉末を混入したＰＣグラウトの流動性および充填性」中に「高チクソ性グラウト」と示されたグラウト材などが用いられる。

図１（ｂ）は、シース１にグラウト材１１を注入する工程を示す図である。図１（ｂ）に示す工程では、シース１の一方の端部３から、先行充填材９に次いで、通常のグラウト材１１を注入する。グラウト材１１は、適正なポンプ圧により注入され、先行充填材９に続いてシース１の内部を矢印Ｂに示す方向に進行する。なお、通常のグラウト材１１とは、従来用いられてきたグラウト材であり、低粘性から高粘性まで、ポンプで圧送可能な範囲で適宜選択される。

図１（ｃ）は、シース１へのグラウト材１１の注入を終了する工程を示す図である。図１（ｃ）に示す工程では、シース１の他方の端部５にグラウト材１１が到達したことを確認した後、グラウト材１１の注入を終了する。シース１の端部５へのグラウト材１１の到達具合は、端部５に設置した排出口１９から排出された排出材１５のフレッシュ性状を測定することにより確認する。フレッシュ性状とは、例えば、ＪＡＳＳフロー値などである。

図２は、ＰＣ部材７をシース１の周方向に切断した断面図である。図２は、図１（ｃ）に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図である。図２に示すように、グラウト材１１の注入を終了したＰＣ部材７では、緊張材１３であるＰＣ鋼より線を構成するＰＣ鋼線１３ａ同士の隙間２１にも、グラウト材１１が充填される。

このように、本実施の形態によれば、チクソトロピー性を有する先行充填材９を先行してシース１内に注入することにより、シース１内における先流れ現象による空気だまりの発生を防止できる。また、チクソトロピー性を有する先行充填材９に次いで通常のグラウト材１１をシース１内に注入することにより、図１に示すように、勾配を有するシース１の全長にわたって、緊張材１３とシース１の内壁との間にグラウト材１１を隙間なく充填できる。

本実施の形態では、排出口１９側の端部５にグラウト材１１が到達したことを確認した後にグラウト材１１の注入を終了するため、シース１の全長に通常のグラウト材１１が充填されることとなる。これにより、緊張材１３であるＰＣ鋼より線を構成するＰＣ鋼線１３ａ同士の隙間２１にもグラウト材１１が確実に注入されるので、被覆されていないＰＣ鋼線１３ａの腐食を防止できる。

排出口１９側の端部５へのグラウト材１１の到達具合は、排出口１９からの排出材１５のＪＡＳＳフロー値等のフレッシュ性状を測定することにより、容易に確認できる。

なお、本実施の形態では、排出材１５のフレッシュ性状を測定することにより、端部５へのグラウト材１１の到達具合を確認したが、確認方法はこれに限らない。例えば、グラウト材１１とは色が異なる先行充填材９を用い、端部５の排出口１９から排出された排出材１５の色を目視して、グラウト材１１の到達具合を確認してもよい。

また、本実施の形態では、１５°以上の下り傾斜角を有する山型形状のシース１を例示したが、シースの形状はこれに限らない。本発明のグラウト材の充填方法を用いれば、例えば、９０°以上の下り傾斜角を有するシースにもグラウト材を確実に充填できる。

本発明のグラウト材の充填方法は、緊張材１３としてＰＣ鋼より線を用いた場合に、ＰＣ鋼線同士の隙間２１にグラウト材を充填できる点において、大きな効果がある。但し、緊張材の種類はＰＣ鋼より線に限らない。一般的な緊張材としては、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒がある。

本実施の形態では、シース１内に緊張材１３として１本のＰＣ鋼より線を配置した場合について説明したが、シース内に配置される緊張材の本数は１本に限らない。１シース内に複数のＰＣ鋼より線が配置される場合、ＰＣ鋼より線を構成するＰＣ鋼線同士の空隙だけでなく、ＰＣ鋼より線間にも空隙が形成される。本発明のグラウト材の充填方法によれば、ＰＣ鋼より線間の空隙にもグラウト材を確実に充填できる。

図３は、ＰＣ部材７をシース１の周方向に切断した断面図である。図３に示すＰＣ部材７の例では、緊張材２３としてマルチストランドが用いられる。図３は、グラウト材１１の注入を終了した状態である。本発明のグラウト材の充填方法を用いれば、緊張材２３としてマルチストランドを用いた場合にも、図３に示すように、マルチストランドを構成するＰＣ鋼より線２５同士の隙間２７や、ＰＣ鋼より線２５を構成するＰＣ鋼線２５ａ同士の隙間２９に、グラウト材を確実に充填することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、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、１０１、１１１………シース
３、５………端部
７、１０７、１１５………ＰＣ部材
９………先行充填材
１１………グラウト材
１３、２３、１１３………緊張材
１３ａ、２５ａ、１１３ａ………ＰＣ鋼線
１５………排出材
２１、２７、２９………隙間
２５………ＰＣ鋼より線

Claims (4)

1. プレストレストコンクリート部材のシース内にグラウト材を充填する方法であって、
   シースの一方の端部から、前記シース内に、チクソトロピー性を有する先行充填材を注入する工程（ａ）と、
   前記一方の端部から、前記シース内に、グラウト材を注入する工程（ｂ）と、
   を具備することを特徴とするグラウト材の充填方法。
2. 前記シースの他方の端部に前記グラウト材が到達したことを確認した後、前記グラウト材の注入を終了する工程（ｃ）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のグラウト材の充填方法。
3. 前記工程（ｃ）で、前記他方の端部から排出された排出材のフレッシュ性状を測定して、前記グラウト材が到達したことを確認することを特徴とする請求項２記載のグラウト材の充填方法。
4. 前記先行充填材の色と前記グラウト材の色とが異なり、
   前記工程（ｃ）で、前記他方の端部から排出された排出材の色を目視して、前記グラウト材が到達したことを確認することを特徴とする請求項２記載のグラウト材の充填方法。

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