JP2015224906A

JP2015224906A - モルタルパネル成型用型枠及びそれを用いたモルタルパネルの成型方法

Info

Publication number: JP2015224906A
Application number: JP2014108640A
Authority: JP
Inventors: 翔太朽津; Shota Kuchitsu; 宮口　克一; Katsuichi Miyaguchi; 克一宮口; 秀朗石田; Hideo Ishida; 盛岡　実; Minoru Morioka; 実盛岡
Original assignee: Denka Co Ltd
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: JP6319896B2

Abstract

【課題】品質が均一なモルタルパネル、１枚でも、多数枚でも同様に使用できるモルタルパネル、及び表面又は裏面のいずれも測定面として使用できるモルタルパネルの成型方法を提供すること。
【解決手段】面積が500〜10,000mm²の表面Ｂ及び裏面Ｃと、厚さが３〜20mmの側面ＤからなるモルタルパネルＡの成型用型枠であって、モルタルパネルＡの表面Ｂ及び裏面Ｃに接する垂直な２つの平面枠１と、前記モルタルパネルＡの側面Ｄに、その側面Ｄの一部の箇所を除いて接する側枠２とを有するモルタルパネル成型用型枠である。平面枠１と平行に仕切枠４を設けてもよい。また、複数の枠とそれらを固定する治具から構成され、治具による枠の固定を解くことで、型枠の枠をそれぞれ独立して外し、成型されたモルタルパネルを脱型するモルタルパネルの成型方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、土木建築分野で、コンクリート構造物をコアリングして、その劣化状態を診断する方法の代わりに、劣化診断用などに使用される、モルタルパネル成型用型枠及びそれを用いたモルタルパネルの成型方法に関する。

コンクリート構造物の劣化要因として、塩害や中性化などが挙げられ、その調査には、コンクリート構造物から、例えば、コアリングして、サンプルを採取し、分析する方法が一般的に行われている。
しかしながら、この方法は、準備作業に多くの工程を必要とするとともに、調査する場所が限定されたり、コンクリート構造物を部分的に破壊しなければならないという課題があった。

近年、コンクリート構造物をコアリングせず、薄板モルタル供試体をコンクリート構造物に貼り付け、それを一定期間後に回収し、分析する手法が提案されている(非特許文献１、非特許文献２)。
この手法は従来のコンクリート構造物をコアリングする手法に比べて、コンクリート構造物を破壊することなく調査・分析することが可能である。

劣化診断用として、薄板モルタル供試体（モルタルパネル）に求められる性能として、大きさや、塩素等の物質透過性などの品質が一定であることが挙げられる。

そこで、本発明者は、コンクリート構造物の劣化診断用としてのモルタルパネルの成型方法を検討し、鋭意努力を重ねてきた。その結果、モルタルパネルを成型する際、できるだけ品質が一定になるようなモルタルパネル成型用型枠を完成するに至った。

佐伯竜彦、能勢陽祐、菊池道生：薄板モルタル供試体を用いたミクロ塩害環境評価手法に関する基礎的検討、コンクリート工学年次論文集、Vol.33、No.1、2011 佐伯竜彦、山田猛、菊池道生、斎藤豪：薄板モルタル供試体を用いた中性化環境の評価に関する基礎的検討、第６６回セメント技術大会講演要旨 2012、pp138-139

本発明は、モルタルパネルの品質が一定になるような、モルタルパネル成型用型枠及びそれを用いたモルタルパネルの成型方法を提供する。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）面積が500〜10,000mm²の表面Ｂ及び裏面Ｃと、厚さが３〜20mmの側面ＤからなるモルタルパネルＡを成型する、複数の枠からなるモルタルパネル成型用型枠であって、前記モルタルパネルＡの表面Ｂ及び裏面Ｃに接する垂直な２つの平面枠１と、前記モルタルパネルＡの側面Ｄに、その側面Ｄの一部の箇所を除いて接する側枠２とを有するモルタルパネル成型用型枠である。
（２）面積が500〜10,000mm²の表面Ｂ及び裏面Ｃと、厚さが３〜20mmの側面ＤからなるモルタルパネルＡの複数枚を同時に成型する、複数の枠からなるモルタルパネル成型用型枠であって、前記モルタルパネルＡの複数枚の表面Ｂ又は裏面Ｃのいずれかに接する垂直な２つの平面枠１及び前記平面枠１に平行な少なくとも１つの仕切枠４と、前記モルタルパネルＡの複数枚の側面Ｄのそれぞれに、その側面Ｄの一部の箇所を除いて接する側枠２とを有するモルタルパネル成型用型枠である。
（３）前記モルタルパネルＡがコンクリート構造物の劣化診断用であり、前記表面Ｂ又は裏面Ｃが測定面である前記（１）又は（２）のモルタルパネル成型用型枠である。
（４）前記（１）〜（３）のうちのいずれか１つのモルタルパネル成型用型枠を用いて前記モルタルパネルを成型するモルタルパネルの成型方法である。
（５）前記側面Ｄが前記側枠２と接していない箇所からモルタルを流し込む前記（４）のモルタルパネルの成型方法である。
（６）前記複数の枠とそれらを固定する治具から構成され、前記治具による前記枠の固定を解くことで、前記型枠の枠をそれぞれ独立して外し、成型された前記モルタルパネルを脱型する前記（４）又は（５）のモルタルパネルの成型方法である。

本発明のモルタルパネル成型用型枠を使用することによって、品質が均一なモルタルパネルの成型を可能にする、１枚でも、多数枚でも同様に使用できるモルタルパネルの成型を可能にする、及び表面又は裏面のいずれも測定面として使用できるモルタルパネルの成型を可能にする。

図１は、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口からモルタルを流し込む、仕切枠のない本発明のモルタルパネル成型用型枠の斜視図であり、一部を切り欠いて内側の構造を表示している。

図２は、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口からモルタルを流し込む、仕切枠を併用して複数のモルタルパネルを成型する、本発明のモルタルパネル成型用型枠の斜視図であり、一部を切り欠いて内側の構造を表示している。

図３は、モルタルパネルの表面にモルタルを流し込む、モルタルパネル成型用型枠の斜視図であり、一部を切り欠いて内側の構造を表示している。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は、特に規定しない限り質量基準で示す。

本発明のモルタルパネル成型用型枠は、型枠内にモルタルを充填して、表面、裏面、及び側面からなるモルタルパネルを成型する型枠である。

モルタルパネル成型用型枠は複数の枠を有し、モルタルパネルの側面の一部を除いて、枠で仕切られている。また、充填時、モルタルが漏れ出ないようにする必要がある。

モルタルパネルを成型する本発明のモルタルパネル成型用型枠は、１枚のモルタルパネルを成型する場合は、図１に示すように、モルタルパネルＡの表面Ｂや裏面Ｃを成型する平面枠１と、側面Ｄを成型する側枠２からなり、側枠２のない箇所から、モルタルを流し込む型枠であり、また、複数のモルタルパネルを成型する場合は、図２に示すように、モルタルパネルＡの表面Ｂや裏面Ｃを成型する平面枠１と、側面Ｄを成型する側枠２と、平面枠１と平行で１枚以上の仕切枠４からなり、枠のない箇所から、モルタルを流し込む型枠である。

即ち、本発明のモルタルパネル成型用型枠は、モルタルパネルＡの表面Ｂ及び裏面Ｃに接する平行で垂直な２つの平面枠１と、側面Ｄを成型する側枠２からなり、側面Ｄの一部を除いて、側面Ｄが側枠２と接しているモルタルパネル成型用型枠である。

また、本発明のモルタルパネル成型用型枠は、モルタルパネルＡの表面Ｂ及び裏面Ｃのいずれかに接する垂直な２つの平面枠１と、４つの側面Ｄのうちの１つの側面Ｄであり、モルタルパネルＡの複数枚の側面Ｄのそれぞれに接する底枠３と、４つの側面Ｄのうちの他の２つの側面Ｄである前記モルタルパネルＡの複数枚の側面Ｄのそれぞれに接する２つの垂直な側枠２とを有するモルタルパネル成型用型枠である。

また、垂直な２つの平面枠１の間に、平面枠１と平行に、１枚以上の仕切枠４を垂直に設置してモルタルパネルを多量に成型することも可能である。
なお、本発明では、平面枠１と平面枠１、平面枠１と仕切枠４の平行や、平面枠１や側枠２の垂直は、確実に平行、垂直にすることが好ましいが、モルタルを問題なく、流し込むことができれば、ずれていても可能である。

本発明のモルタルパネル成型用型枠の大きさは、面積が500〜10,000mm²の平面と、厚さが３〜20mmの側面からなるモルタルパネルが成型できれば特に限定されるものではないが、型枠の取り扱いの面、モルタルパネル成型の容易性、及びモルタルパネル使用時の作業性などから、断面が40×40mmの正方形のモルタルパネル成型用型枠が好ましい。

本発明のモルタルパネル成型用型枠に用いる枠は、特に、モルタルパネルの表面及び裏面が平滑な平面となるものであれば、また、作業性を大きく損なうものでなければ特に限定されるものではない。例えば、JIS R 5201のモルタル供試体成形用型（平面枠の厚さ11mm、側枠の厚さ８mm、平面枠と側枠の高さ40mm）を使用することも可能であり、コの字型の枠を組み合わせることも可能である。なお、枠の厚みは５〜11mm程度が好ましい。
また、仕切枠の厚さは、５〜８mm程度が好ましく、ずれないように、例えば、はめ込むことなどでモルタルパネル成型用型枠とすることも可能である。

型枠へのモルタルの流し込みは、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している上面から行う。モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している上面からモルタルを流し込むと、表面又は裏面は、枠に仕切られ、モルタル流し込み後は、空気に触れることがないため、モルタルパネルの表面又は裏面の面が円滑になる。

型枠は、複数の枠とそれらを固定する治具から構成される。
複数の枠を使用して、モルタルパネルを成型するときは、型枠の複数の枠は治具によって固定されている。成型したモルタルパネルを脱型する時は、治具の固定を解くことで、型枠の枠をそれぞれ独立して外すことができ、成型したモルタルパネルを脱型することができる。

型枠の材質は、金属製であれば特に制限されるものではないが、大量生産することを考慮し、繰り返しの使用に耐えられることを踏まえると鋼製が望ましい。

モルタルパネルの表面又は裏面は測定面として使用する面であり、測定面の面積は、500〜10,000mm²であり、1,000〜5,000mm²が好ましい。測定面の面積が500mm²未満では正確な分析やモルタルパネルの成型が困難であり、10,000mm²を超えるとモルタルパネルが大きすぎるため取り扱いが不便になる。

モルタルパネルの側面の厚さは、３〜20mmであり、５〜15mmが好ましい。３mm未満では、脱型時、割れや欠けが生じ、モルタルパネルの成型が困難であり、20mmを超えると型枠に付着しやすくなる。

モルタルパネルの形状は特に限定されるものではなく、測定面の形状が、正四角形、長方形、その他多角形、円形、及び楕円形などが挙げられる。

本発明では、モルタルパネルの表面又は裏面の一面を測定面とし、他の面をシールし、コンクリート構造物に貼付して暴露する。

以下、実験例に基づいて、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実験例１
JIS R 5201に示すモルタルミキサーに、セメント100部に対して、砂215部、増粘剤0.67部、減水剤0.47部、及び消泡剤0.67部と、水／セメント比60％の水の全材料を投入後、低速で30秒間練混ぜた後、高速で90秒間、20℃で、練混ぜた。
練り上がったモルタルを、図１に準じた型枠に流し込み、20℃、80％Ｒ.Ｈ.以上の恒温恒湿室にて６時間静置した。その後、型枠に入れたまま、蒸気養生槽に入れ、１時間で10℃の温度上昇速度で85℃まで温度を上げ、そのまま３時間保持し、自然冷却で室温まで冷却した。その後、型枠から脱型し、表面及び裏面が四角形で、測定面の面積と側面の厚さが異なるモルタルパネルとした。
なお、モルタルは、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している上面から、型枠に流し込み、モルタルパネルの脱型が可能であるかその表面状態を比較した。結果を表１に示す。
脱型時に表面が平滑でひび割れが発生しなかったものを「良」、脱型時にひび割れが発生したものを「可」、モルタルが型枠に入らなかったり、脱型できなかったものを「不可」とした。

＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント
砂：日本セメント協会標準砂
増粘剤：市販のメチルセルロース系増粘剤
減水剤：市販のナフタレン系減水剤
消泡剤：市販のシリコン系消泡剤
水：水道水

このように、適切な測定面の面積と側面の厚さを持つモルタルパネルが成型できる成型用型枠を使用することで、有効なモルタルパネルの成型が可能になる。

実験例２
実験例１と同様にモルタルパネルを成型した。
図２に準じた型枠を使用して、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している上面から、モルタルを垂直に流し込んで成型した。モルタルパネルの測定面は40×40mmで、側面の厚みは、仕切枠の位置を変えて所定の厚さとした。また、図３に準じた型枠を使用して、上方よりモルタルを流し込んで成型した。モルタルパネルの40×40mmの枠側の表面を測定面とし、側枠の高さを変えて、所定の厚さとした。成型したモルタルパネルを使用して、型枠に接していた測定面の平滑度合いを比較し、曲げ強度を測定した。脱型した後、表面に凹凸があるものを「不可」、表面が滑らかなものを「可」とした。また、曲げ強度は、40×40mmの鋼製の薄板を２枚用意し、１枚には測定面の両端に、もう１枚には測定面の中央に、直径３mmの鋼製の円柱を配置し、モルタルパネルを挟み込み、耐圧試験機を用いて圧力をかけ、３点曲げの原理で測定を行った。結果を表２に示す。

このように本実験例では、モルタルを流し込む位置によって、モルタルパネルの表面の平滑度合いに差が生じることが分かった。モルタルパネルの表面が平滑に近いほど、コンクリート構造物の表面状態を模していることになるため、モルタルパネルの塩化物イオン浸透度は実構造物に近くなる。

実験例３
実験例２と同様に、モルタルを、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している上面から流し込む成型用型枠（図２）と、モルタルをモルタルパネルの底面Ｅに流し込む成型用型枠（図３）を用いてモルタルパネルをそれぞれ５枚ずつ成型した。
実構造物を模した供試体として、コンクリート供試体を使用した。
セメント100部、細骨材230部、及び粗骨材345部をミキサに投入し、15秒間空練りし、水60部を添加し、90秒間、20℃でコンクリートを練り混ぜた。
練り混ぜたコンクリートを、10×10×40cmの型枠に入れ、20℃、80％Ｒ.Ｈ.以上の恒温恒湿室にて６時間静置した。
その後、型枠に入れたまま、蒸気養生槽に入れ、１時間で10℃の温度上昇速度で85℃まで温度を上げ、そのまま３時間保持し、自然冷却で室温まで冷却した。その後、型枠から脱型し、コンクリート供試体とした。
それぞれのモルタルパネルの型枠に接する測定面を暴露面とし、それ以外をシールして、コンクリート供試体に貼り付け、半年間曝露した。暴露終了後、モルタルパネルとコンクリート供試体を回収し、非特許文献１に示す手法を用いてコンクリート供試体の、単位面積当たりの塩分浸透量を推定した。また、値のバラつきを変動係数で評価した。
次に実際に暴露したコンクリート供試体からコンクリートコアを採取し、モルタルパネルの結果から推定した塩分浸透量との比較を行い、各条件の推定値の平均値とコンクリートコアから直接測定した値との差異の割合を％にて評価した。試験結果を表３に示す。

＜使用材料＞
細骨材：新潟県姫川水系砕砂、５mm下
粗骨材：新潟県姫川水系砕石、５〜25mm

このように、モルタルを、モルタルパネルの側面に接する枠のない開口している箇所から流し込んで成型したモルタルパネルを使用することで、実構造物の塩化物イオン浸透の推定が可能になる。

Ａモルタルパネル
Ｂ表面
Ｃ裏面
Ｄ側面
Ｅ底面
１平面枠
２側枠
３底枠
４仕切枠

Claims

面積が500〜10,000mm²の表面及び裏面と、厚さが３〜20mmの側面からなるモルタルパネルを成型する、複数の枠からなるモルタルパネル成型用型枠であって、前記モルタルパネルの表面及び裏面に接する垂直な２つの平面枠と、前記モルタルパネルの側面に、その側面の一部の箇所を除いて接する側枠とを有することを特徴とするモルタルパネル成型用型枠。
面積が500〜10,000mm²の表面及び裏面と、厚さが３〜20mmの側面からなるモルタルパネルの複数枚を同時に成型する、複数の枠からなるモルタルパネル成型用型枠であって、前記モルタルパネルの複数枚の表面又は裏面のいずれかに接する垂直な２つの平面枠及び前記平面枠に平行な少なくとも１つの仕切枠と、前記モルタルパネルの複数枚の側面のそれぞれに、その側面の一部の箇所を除いて接する側枠とを有することを特徴とするモルタルパネル成型用型枠。
前記モルタルパネルがコンクリート構造物の劣化診断用であり、前記表面又は裏面が測定面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモルタルパネル成型用型枠。
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載のモルタルパネル成型用型枠を用いて前記モルタルパネルを成型することを特徴とするモルタルパネルの成型方法。
前記側面が前記側枠と接していない箇所からモルタルを流し込むことを特徴とする請求項４に記載のモルタルパネルの成型方法。
前記複数の枠とそれらを固定する治具から構成され、前記治具による前記枠の固定を解くことで、前記型枠の枠をそれぞれ独立して外し、成型された前記モルタルパネルを脱型することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のモルタルパネルの成型方法。