JP2019183587A - コンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造 - Google Patents

コンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造 Download PDF

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Abstract

【課題】凝結始発からコンクリートに水分を供給することを可能とし、その結果、表面品質がより優れたコンクリート部材を製造することを可能としたコンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造を提案する。【解決手段】透水性を備えたシート材が設けられたせき板を組み合わせて型枠を形成する型枠組立工程S2と、型枠にコンクリートを打ち込む打設工程S3と、シート材に水分を供給しながらコンクリートを養生する養生工程S4とを備えるコンクリート部材の施工方法である。養生工程S4では、コンクリートのセメント凝結の始発からシート材に水分の供給を開始する。【選択図】図1

Description

本発明は、コンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造に関する。
水中養生を行うことがコンクリートの強度、緻密性、ひび割れ抵抗性、耐久性を高めるのに適していることが知られている。そのため、コンクリートの養生に際しては乾燥を防ぎ、水中養生に近い環境を作ることを目的とした養生方法(いわゆる給水養生)が採用されている。
従来の技術において、コンクリートに給水するためには、コンクリートの脱型強度を確認した後、型枠を脱型するとともに脱型箇所に養生マットを設置して、この養生マットに水を供給することにより行っていた。そのため、コンクリート部材の施工では、脱型強度が発現するまで、脱型せずに水分逸散防止を行うのが一般的である。なお、土木学会のコンクリート標準示方書[施工偏]では、鉛直または鉛直に近い面を有するコンクリート部材から型枠を脱型するためには、3.5N/mm以上の圧縮強度が必要であるとされている。そのため、給水養生は、材齢1日以上経過してから開始するのが一般的であった。
本出願人等は、特許文献1に示すように、コンクリート表面を覆う給水層と、給水層の裏面に沿って形成されたせき板とからなる型枠を利用して、脱型を要することなく給水養生を可能としたコンクリートの養生方法を開発し、実用化に至っている。特許文献1の養生方法では、給水層に水を浸透させることで、コンクリートに水を供給することを可能にしている。しかしながら、特許文献1のコンクリートの養生方法においても、従来と同様に、脱型を要する給水養生と同様なタイミングにより水の供給を開始することを想定していた。
一方、セメントの水和反応は、極若材齢時から活発に行われているため、凝結始発からコンクリートに給水するのがコンクリートの表面品質向上の面から望ましいが、凝結始発からコンクリート表面に水分を供給する技術はなかった。
特開2017−048609号公報
本発明は、凝結始発からコンクリートに水分を供給することを可能とし、その結果、表面品質がより優れたコンクリート部材を製造することを可能としたコンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造を提案することを課題とする。
前記課題を解決するための本発明のコンクリートの養生方法は、打設コンクリートのセメント凝結の始発からの極若材齢期に給水養生するものである。前記給水養生は、材齢6時間〜材齢24時間の間で開始するのが望ましい。
また、本発明のコンクリート部材の施工方法は、透水性を備えたシート材が設けられたせき板を組み合わせて型枠を形成する型枠組立工程と、前記型枠にコンクリートを打ち込む打設工程と、前記シート材に水分を供給しながら前記コンクリートを養生する養生工程とを備えるものである。このコンクリート部材の施工方法では、前記養生工程において、前記コンクリートのセメント凝結の始発から前記シート材に水分の供給を開始することで、コンクリートの表面品質を高めている。
本発明のコンクリートの養生方法およびコンクリート部材の施工方法では、セメントの水和反応が活発に行われている極若材齢時の段階から給水養生を開始するため、コンクリートの空隙構造の緻密化によって表面品質をより高めることができる。
なお、前記コンクリートのセメント凝結の始発時間を計測する試験を行う計測工程をさらに備えていることが好ましい。そして、前記養生工程における前記水分を供給するタイミングを、前記始発時間に基づいて設定すれば、コンクリートの配合や施工環境等に応じた開始時期を設定することができる。
また、大規模なコンクリート部材(構造物)の施工等、前記型枠組立工程において複数の前記せき板を上下に連設することにより型枠を形成する場合には、打ち込み中のコンクリートの上面が下側の前記せき板の上端よりも上側に位置している状態で、下側の前記せき板の前記シート材に水分を供給するのが望ましい。このようすることで、コンクリート部材の下部に対して適切なタイミングで給水養生を開始することができる。そのため、大規模なコンクリート部材の施工であっても、均質に施工することができる。
このようなコンクリート部材の施工方法に使用する型枠構造は、せき板と、透水性を備えたシート材と、前記シート材に水分を供給する水供給手段とを備えており、前記せき板は、複数の板材が上下に連結されてなり、前記シート材は、前記各板材の表面にそれぞれ固定されていて、前記水供給手段は、前記板材同士の連結部から前記シート材に水分を供給するように構成されているのが望ましい。
本発明のコンクリートの養生方法、コンクリート部材の施工方法および型枠構造によれば、凝結始発からコンクリートに水分を供給することで、表面品質がより優れたコンクリート部材を製造することが可能となる。
本発明の実施形態のコンクリート部材の施工方法を示すフローチャートである。 第一実施形態に係るコンクリート型枠の設置状況を示す断面図である。 第二実施形態に係るコンクリート型枠の設置状況の一部を示す断面図である。 第三実施形態に係るコンクリート型枠の設置状況を示す断面図である。 第四実施形態に係るコンクリート型枠の設置状況の一部を示す断面図である。 第五実施形態に係るコンクリート型枠の設置状況の一部を示す断面図である。 実証実験結果を示すグラフであって、(a)は型枠面から深さ0〜10mmの範囲における累積空隙率と空隙径の関係、(b)は深さ10〜20mmの範囲における累積空隙率と空隙径の関係である。 凝結始発時間を計測した結果を示すグラフである。 実証実験結果を示すグラフであって、(a)は、型枠面から深さ0〜10mmの範囲における空隙分布と空隙径の関係、(b)は深さ10〜20mmの範囲における空隙分布と空隙径の関係である。
<第一実施形態>
第一実施形態では、脱型を要することなく給水養生を実施することを可能とした型枠構造を使用して、高品質にコンクリート部材を形成する場合について説明する。ここで、本発明者は、セメントの水和反応は、極若材齢から活発に行われていることに着目し、早い段階でコンクリートに水分を供給すれば、コンクリート表面の品質が向上すると推測した。そのため、本実施形態では、せき板と、透水性を備えたシート材と、シート材に水分を供給する水供給手段とを備える型枠構造を利用して、極若材齢期から水を供給することとした。
本実施形態のコンクリート部材の施工方法は、計測工程S1、型枠組立工程S2、打設工程S3、養生工程S4および脱型工程S5を備えている。
計測工程S1では、コンクリート部材を形成する際に打設するコンクリートと同じ配合の試験用コンクリートに対して、セメント凝結の始発時間を計測する試験を行う。
本実施形態では、JISA1147−2007コンクリートの凝結時間試験方法により、セメント凝結の始発時間を計測した。なお、セメント凝結の始発時間の計測方法は限定されるものではない。
型枠組立工程S2は、型枠1を所定の位置において組み立てる工程である。
本実施形態では、図2に示すように、一対のせき板3,3を、コンクリート部材の構築が予定された位置に、コンクリート部材の厚み分の隙間を空けて対向するように配置する。
型枠1は、せき板3を組み合われることにより形成されている。せき板3の表面(コンクリート打ち込み面)には、透水性を備えたシート材2が設けられている。
本実施形態のシート材2は、せき板3のコンクリートC側の面を覆うように配設された不織布である。なお、シート材2を構成する材料は、透水性を有しているとともに、セメントペーストの流出を防止可能な材料であれば限定されるものではなく、例えば、織布を使用してもよいし、不織布と織布とを積層したもの使用してもよい。
せき板3は、コンクリートCの圧力(側圧)に対して変形することがない強度・剛性を有している。せき板3を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼板や木板等を使用すればよい。
せき板3,3は、互いのシート材2同士が対向するように配置する。せき板3の配置に伴い、鉄筋スペーサーを適宜配置しつつ必要な鉄筋(図示せず)を配筋する。なお、鉄筋は、必要に応じて配筋すればよい。
打設工程S3は、せき板3同士の間の隙間(型枠1内)にコンクリートCを打設する工程である。
コンクリートCの打設後に発生するブリージング水を含む余剰水および気泡は、シート材2に吸収される。
養生工程S4は、コンクリートCに所定の強度が発現するまで養生する工程である。養生工程S4では、シート材2に養生水(水分)Wを供給しながらコンクリートCを養生(給水養生)する。養生時に使用する養生水Wには、水道水を使用すればよい。なお、養生時に使用する養生水Wは限定されるものではなく、例えば、温水を使用してもよい。養生水Wを温水にすれば、セメントの発熱によるコンクリートCの内部と外部の温度差を軽減することが可能となる。また、養生時に使用する水分は、水以外であってもよく、例えば、水酸化カルシウム(飽和)溶液の他、表面含浸剤、浸透性防錆剤等を含有する溶液を使用してもよい。
シート材2への養生水Wの供給は、コンクリートCのセメント凝結の始発(本実施形態では材齢6時間)から開始する。水分を供給を開始するタイミング(セメント凝結の始発)は、計測工程S1において計測結果に基づいて設定するが、材齢5.5時間〜24時間の範囲内において設定するのが望ましい。コンクリートCの養生が終了したら、水分の供給を終了する。なお、水分の供給を停止する(給水養生を終了する)タイミングは限定されるものではない。
型枠1よりも高い位置には、タンク(水供給手段)4が配設されており、シート材2には、タンク4から延設された注水管5が接続されている。タンク4内の養生水W(水分)は、自然流下によりシート材2に供給される。なお、シート材2の上端部をタンク4に直接挿入することで、注水管5を省略してもよい。また、養生水の供給方法は限定されるものではなく、例えば、ポンプ等によって圧送してもよい。
脱型工程S5は、型枠1の脱型を行う工程である。脱型のタイミングは、コンクリートCに所定の強度が発現した後に行うものとし、予め設定された養生期間(養生日数)が経過した後に行う。
以上、本実施形態のコンクリート部材の施工方法によれば、セメント凝結の始発のタイミングで養生水Wの供給を開始して、極若材齢期(材齢5.5〜24時間)に給水養生を行うため、セメントの水和反応が活発に行われている極若材齢時に給水養生を開始することになる。そのため、コンクリートCの空隙構造の緻密化によって、表面品質が高まる。
また、打設直後にコンクリートCの表層部分に発生する余剰水や気泡がシート材2によって排除されるため、コンクリート部材の表面の美観が向上するとともに、コンクリート部材の表面の強度や耐久性が向上する。
また、水頭差を利用した自然流下により養生水Wを供給するため、動力等を必要とせず、経済的である。
また、計測工程S1の計測結果に基づいて、養生水Wの供給のタイミングを設定するため、コンクリートCの配合、現地の環境や季節に応じたタイミングで養生水Wを供給することができる。
<第二実施形態>
第二実施形態のコンクリート部材の施工方法は、図3に示すように、せき板3が複数の板材(上部分6、下部分7)を上下に連設することにより形成されている点で、第一実施形態のコンクリート部材の施工方法と異なっている。
本実施形態のコンクリート部材の施工方法は、計測工程S1、型枠組立工程S2、打設工程S3、養生工程S4および脱型工程S5を備えている。
なお、計測工程S1の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
型枠組立工程S2は、型枠1を所定の位置において組み立てる工程である。
本実施形態では、図3に示すように、一対のせき板3,3を、コンクリート部材の構築が予定された位置に、コンクリート部材の厚み分の隙間を空けて対向するように配置する(図3では、一方のせき板3のみが表示されている)。
せき板3のコンクリート打ち込み面には、透水性を備えたシート材2,2が設置されている。本実施形態のせき板3は、上下二段に連設(連結)された2枚の板材(上部分6、下部分7)からなる。なお、せき板3を構成する板材の数(上下に連設する板材の段数)は限定されるものではない。
シート材2は、上部分6と下部分7のコンクリートC側の面にそれぞれ貼着されている。上部分6に貼着されたシート材2の上部は、上部分6の上端から延出している。下部分7に貼着されたシート材2の上部は、下部分7の上端(上部分6と下部分7との間)から外側(コンクリートCと反対側)に延設している。
この他のシート材2およびせき板3の詳細は第一実施形態で示したシート材2およびせき板3と同様なため、詳細な説明は省略する。また、打設工程S3の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
養生工程S4は、コンクリートCに所定の強度が発現するまで養生する工程である。養生工程S4では、シート材2に養生水Wを供給しながらコンクリートCを養生(給水養生)する。本実施形態では、コンクリートCの打設開始後、所定の時間(始発時間)が経過するとともに、打ち込み中のコンクリートCの上面が下部分7の上端よりも上側に位置している状態で下部分7に貼設されたシート材2に養生水Wを供給する。当該シート材2は、水タンク(水供給手段)4に接続されている。
この他の養生工程S4の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
脱型工程S5の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
以上、本実施形態のコンクリート部材の施工方法によれば、大規模なコンクリート部材(構造物)の施工する場合であっても、コンクリート部材の下部に対して適切なタイミングで給水養生を開始することができる。すなわち、コンクリート部材の上部へのコンクリート打設が完了する前であっても、コンクリート部材の下部に対して給水養生を開始できるので、大規模なコンクリート部材の施工であっても、下部から上部まで表面品質を均質に高めることができる。
この他の第二実施形態のコンクリート部材の施工方法の作用効果は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
<第三実施形態>
第三実施形態のコンクリート部材の施工方法は、図4に示すように、コンクリートCの上面に養生水Wを湛水する点で、タンク4から養生水Wを供給する第一実施形態と異なっている。
本実施形態のコンクリート部材の施工方法は、計測工程S1、型枠組立工程S2、打設工程S3、養生工程S4および脱型工程S5を備えている。
なお、計測工程S1の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
型枠組立工程S2は、型枠1を所定の位置において組み立てる工程である。
本実施形態では、図4に示すように、一対のせき板3,3を、コンクリート部材の構築が予定された位置に、コンクリート部材の厚み分の隙間を空けて対向するように配置する。
せき板3のコンクリート打ち込み面には透水性を備えたシート材2が積層されている。型枠1は、打設後のコンクリートCの上面よりも、上端が突出する高さを有している。すなわち、シート材2の少なくとも上端面は、コンクリートCの上面において露出している。
この他の型枠1および型枠組立工程S2の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。また、打設工程S3の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
養生工程S4は、コンクリートCに所定の強度が発現するまで養生する工程である。養生工程S4では、シート材2に養生水(水分)Wを供給しながらコンクリートCを養生(給水養生)する。養生時に使用する養生水Wには、水道水を使用すればよい。本実施形態では、コンクリートCのセメント凝結の始発のタイミングで、コンクリートCの上側のせき板3,3によって囲まれた空間に養生水Wを貯水する。シート材2の上端部は、コンクリートCの上面に露出しているため、コンクリートCの上面に養生水Wを供給することで、養生水Wがシート材2に浸透する。シート材2に浸透した養生水Wは、毛細管現象および重力によりシート材2全体に浸透し、コンクリートCの側面全体に養生水Wが供給される。この他の養生工程S4の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。 脱型工程S5の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
以上、本実施形態のコンクリート部材の施工方法によれば、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
<第四実施形態>
第四実施形態のコンクリート部材の施工方法は、図5に示すように、型枠1のせき板3として、異なる構成の板材が上下に連設されている点で第一実施形態のコンクリート部材の施工方法と異なっている。
本実施形態のコンクリート部材の施工方法は、計測工程S1、型枠組立工程S2、打設工程S3、養生工程S4および脱型工程S5を備えている。
なお、計測工程S1の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
型枠組立工程S2は、型枠1を所定の位置において組み立てる工程である。
本実施形態では、図5に示すように、一対のせき板3,3を、コンクリート部材の構築が予定された位置に、コンクリート部材の厚み分の隙間を空けて対向するように配置する(図5では、一方のせき板3のみが表示されている)。
型枠1は、透水性を備えたシート材2がコンクリート打ち込み面に取り付けられたせき板3により形成されている。シート材2の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
せき板3は、上側に配設された透水型枠8と下側に配設された板材(下部分7)とに分割されている。なお、せき板3の分割数は限定されるものではない。透水型枠8は、内部が中空の板材により構成されており、下部分7は、密実な板材により構成されている。なお、下部分7も中空の板材により構成してもよい。
透水型枠8には、型枠1よりも高い位置に配設されたタンク(水供給手段)4から延設された注水管5が接続されている。透水型枠8には、タンク4内の養生水W(水分)を、自然流下させることにより注水管5を介して供給することが可能に構成されている。
透水型枠8を構成する材料は限定されるものではないが、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロック状ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂が、生産性、コスト面、物性、耐低温性、耐熱性等の特性とのバランス等の観点から好ましい。
透水型枠8の内部空間81には、芯材82が配設されていて、コンクリートCの圧力(側圧)に対して変形することがない強度・剛性を有している。
透水型枠8の給水層側の面(表面)には、複数の貫通孔(浸出手段)83,83,…が形成されていて、水分(養生水Wやブリージング水等)の流出入が可能に構成されている。
そのため、透水型枠8の内部空間81に水を通水した際には、貫通孔83から水が流出して、シート材2に浸み込む。シート材2に浸透した水は、コンクリートCの表面に供給される。
貫通孔83の大きさは限定されるものではないが、モルタル分や細骨材等により目詰まりしないように、直径1mm以上とすることが好ましい。また、貫通孔83の配置も限定されるものではない。
打設工程S3の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
養生工程S4は、コンクリートCに所定の強度が発現するまで養生する工程である。養生工程S4では、シート材2に養生水(水分)Wを供給しながらコンクリートCを養生(給水養生)する。
養生水Wは、透水型枠8の内部空間81(保水部)に供給する。内部空間81への養生水Wの供給は、透水型枠8の側面に接続された注水管5を介して行う。本実施形態では、透水型枠8よりも高い位置に配設されたタンク4に注水管5が接続されていて、養生水Wを自然流下させることにより、透水型枠8に供給する。なお、養生水Wの供給方法は限定されるものではなく、例えば、ポンプ等によって圧送してもよい。
透水型枠8に供給された養生水Wは、貫通孔83,83,…を挿通してシート材2に浸透した後、毛細管現象や自然流下によってシート材2全体に広がって、コンクリートCの全面にむらなく供給される。
脱型工程S5の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
以上、本実施形態のコンクリート部材の施工方法によれば、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
<第五実施形態>
第五実施形態のコンクリート部材の施工方法は、図6に示すように、型枠1のせき板3として、異なる構成の板材が上下に連設されている。
本実施形態のコンクリート部材の施工方法は、計測工程S1、型枠組立工程S2、打設工程S3、養生工程S4および脱型工程S5を備えている。
なお、計測工程S1の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
型枠組立工程S2は、型枠1を所定の位置において組み立てる工程である。
本実施形態では、一対のせき板3,3を、コンクリート部材の構築が予定された位置に、コンクリート部材の厚み分の隙間を空けて対向するように配置する(図6では、一方のせき板3のみが表示されている)。
型枠1は、透水性を備えたシート材2がコンクリート打ち込み面に取り付けられたせき板3により形成されている。シート材2の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
せき板3は、上下に連設された3枚の板材からなる。なお、せき板3を構成する板材の数は限定されるものではなく、例えば4枚以上であってもよい。上段に配設された板材(上部分6)と下段に配設された板材(下部分7)は、木板からなる。なお、上部分6および下部分7を構成する材料は限定されるものではなく、例えば鋼板であってもよい。
中段に配設された板材は、内部が中空の板材からなる透水型枠8である。透水型枠8は、養生水Wを貯留することが可能であるとともに、この養生水Wをコンクリート部材の表面に供給することが可能である。すなわち、透水型枠8の内部空間81に水を通水した際には、貫通孔83から水が流出して、シート材2に浸み込む。シート材2に浸透した水は、コンクリートCの表面に供給される。なお、この他の透水型枠8の詳細は、第四の実施形態の透水型枠8と同様なため、詳細な説明は省略する。
打設工程S3の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
養生工程S4は、コンクリートCに所定の強度が発現するまで養生する工程である。養生工程S4では、シート材2に養生水Wを供給しながらコンクリートCを養生(給水養生)する。本実施形態では、コンクリートCの打設開始後、所定の時間(始発時間)が経過するとともに、打ち込み中のコンクリートCの上面が透水型枠8の上端よりも上側に位置している状態で透水型枠8に養生水Wを供給する。養生水Wは、透水型枠8からシート材2に浸透した後、毛細管現象や自然流下によって透水型枠8および下部分7の表面全体に行きわたる。
脱型工程S5の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
以上、本実施形態のコンクリート部材の施工方法によれば、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、型枠1により製造されるコンクリート部材は限定されるものではなく、例えば、箱桁、壁部材、擁壁、カルバートの壁面、床版コンクリート、トンネルの覆工コンクリート等、あらゆるコンクリート部材に適用可能である。
以下、本実施形態のコンクリート部材の施工方法の効果を確認するためにコンクリート表面の累積空隙率と空隙分布を測定した実証実験結果について説明する。
(1)累積空隙率
まず、養生条件が異なる5つの供試体(試料1−1〜1−5)について、水銀圧入法により空隙率を測定した結果について説明する。なお、本実証実験で使用したコンクリートの配合および使用材料をそれぞれ表1および表2に示す。
試料1−1では、材齢24時間(材齢1日)〜材齢5日の間、せき板のコンクリート打ち込み面に透水板(透水層)を積層した型枠を利用して湿潤養生を行った後、脱型した。なお、コンクリート打ち込み直後〜材齢24時間の間は、余剰水の排水を行った。
試料1−2では、材齢24時間(材齢1日)〜材齢3日の間、せき板のコンクリート打ち込み面に透水板を積層した型枠を利用して湿潤養生を行った後、脱型した。なお、コンクリート打ち込み直後〜材齢24時間の間は、余剰水の排水を行った。
試料1−3では、材齢24時間(材齢1日)〜材齢5日の間、木製型枠によって水分の逸散を抑制した状態で養生を行った後、脱型した。なお、木製型枠(せき板)のコンクリート打ち込み面には透水シートが設置されていて、コンクリート打ち込み直後〜材齢24時間の間は、余剰水の排水を行った。
試料1−4では、材齢24時間で脱型したのち、コンクリート表面に散水した養生マットを設置することで湿潤養生を材齢5日まで実施した。
試料1−5では、材齢24時間(材齢1日)〜材齢5日の間、木製型枠によって水分の逸散を抑制した状態で養生を行った後、脱型した。
なお、試料1−4および試料1−5では、余剰水の排水は行わなかった。
Figure 2019183587
Figure 2019183587
測定結果を図7(a)および(b)に示す。なお、図7(a)は、型枠面(供試体表面)から深さ0〜10mmの範囲における累積空隙率と空隙径の関係、(b)は深さ10〜20mmの範囲における累積空隙率と空隙径の関係である。
実証実験で使用した供試体は、幅500mm、高さ500mm、奥行き300mmとし、2層にわけて、各層とも内部振動機を用いて15秒間締固めを行った。コンクリート打ち込み面側に透水性シートを設置した型枠を使用して、打込み完了後、給水開始時間まで余剰水を排出し、その後、打込み面を湛水することで湿潤状態を保持した。湿潤養生を材齢3日まで実施した後、温度20℃、湿度60%の環境に曝露した。
図7(a)および(b)に示すように、排水湿潤連続養生を行った試料1−1,1−2が深さ0〜10mmの範囲内、深さ10〜20mmの範囲内ともに、他の養生条件(試料1−3〜1−5)に比べて空隙量が少なく、また、空隙が小径化していた。
なお、排水のみを行った試料1−3は、表層の深さ0−10mmにおける空隙量が排水湿潤連続養生を行った試料1−1,1−2と同程度であるが、100μm以上の粗大な空隙が残っていた。また、試料1−3における深さ10〜20mmの範囲内における空隙量は、最も大きくなっており、粗大な空隙が多かった。これは、余剰水を排水してその後の給水がないと、水和反応が充分に進行しないために、水分が排水された部分がそのまま空隙として残存してしまうためと考えられる。
このように、排水湿潤連続養生(試料1−1,1−2)では、深さ0〜10mmにおける空隙量だけではなくコンクリート内部の深さ10〜20mmにおいても空隙量が大きく減少し、緻密な空隙構造を形成している。これは、排水、湿潤のそれぞれの単体では確認できない効果であり、余剰水の排水と湿潤養生とを連続で行うことによる相乗効果であると評価できる。
(2)空隙分布
次に、給水開始の時間を変化させて給水養生を行った4つの試料のコンクリート表面の空隙分布を測定した。
まず、JIS A 1147:2007 コンクリートの凝結時間試験方法により、凝結始発時間を計測した。試験結果を図8に示す。なお、本実証実験で使用したコンクリートの配合および使用材料をそれぞれ表3および表4に示す。
図8に示すように、セメント凝結の始発は、5.5時間から6時間の間となった。
Figure 2019183587
Figure 2019183587
次に、計測した始発時間に基づいて、給水養生における給水開始の時間を、材齢1時間(試料2−1)、材齢3時間(試料2−2)、材齢6時間(試料2−3)、材齢24時間(試料2−4)と設定して、給水養生を行った場合の、コンクリート表面の空隙分布を測定した。空隙量の測定方法は、水銀圧入法により行った。測定結果を図9(a)および(b)に示す。なお、図9(a)は、型枠面(供試体表面)から深さ0〜10mmの範囲における空隙分布と空隙径の関係、(b)は深さ10〜20mmの範囲における空隙分布と空隙径の関係である。
実証実験で使用した供試体は、幅200mm、高さ300mm、奥行き180mmとした。コンクリートは内部振動機を用いて10秒間締固めを行った。供試体の2つの側面に排水湿潤連続養生を適用し、打込み完了後〜給水開始時間まで余剰水を排出した。その後、打込み面を湛水することで湿潤状態を保持した。湿潤養生を材齢3日まで実施した後、温度20℃、湿度60%の環境に曝露した。
図9(a)に示すように、材齢1時間で給水を開始した試料2−1は、他の試料2−2〜2−4(材齢3時間、6時間、24時間)よりも深さ0〜10mmにいて空隙が多く、また粗大な径の空隙も残存している。これは、給水開始時間が余剰水の排出が完全に完了しておらず、また給水に耐え得るコンクリートの組織構造が形成される前の段階であったため、表層のコンクリートの水セメント比の増加、組織構造を破壊してしまったと考えられる。
試料2−2は、試料2−3,2−4と比較して、深さ0〜10mmの範囲における空隙が多かった。これは、試料2−1と同様に給水に耐え得るコンクリートの組織構造が形成される前の段階であったためと推察される。
試料2−3の深さ0〜10mmにおける空隙は、他の試料(試料2−1,2−2,2−4)に比べて少なかった。これは、給水に耐えられる十分な組織構造が形成され、余剰水の排出による水セメント比の減少とその後の給水がバランスよく作用し、水和反応が進行したためであると考えられる。
そして、試料2−4は、深さ0〜10mmにおける空隙が、試料2−3に比べて多いが、試料2−1,2−2よりも少ない結果となった。また、深さ10〜20mmでは、試料2−2の空隙よりも少なく、空隙の大きさも小径化している。そのため、材齢24時間後の給水開始でも十分な品質向上効果を期待できる。
したがって、凝結の始発(材齢5.5〜6時間)〜材齢24時間の間に給水養生を開始することで、コンクリートの空隙構造の緻密化が実現されることが確認できた。
1 型枠
2 シート材
3 せき板
4 水タンク(水供給手段)
5 注水管
6 上部分(板材)
7 下部分(板材)
8 透水型枠
C コンクリート
W 水

Claims (6)

  1. 打設コンクリートのセメント凝結の始発からの極若材齢期に給水養生することを特徴とする、コンクリートの養生方法。
  2. 材齢6時間〜材齢24時間で前記給水養生を開始することを特徴とする、請求項1に記載のコンクリートの養生方法。
  3. 透水性を備えたシート材が設けられたせき板を組み合わせて型枠を形成する型枠組立工程と、
    前記型枠にコンクリートを打ち込む打設工程と、
    前記シート材に水分を供給しながら前記コンクリートを養生する養生工程と、を備えるコンクリート部材の施工方法であって、
    前記養生工程では、前記コンクリートのセメント凝結の始発から前記シート材に水分の供給を開始することを特徴とする、コンクリート部材の施工方法。
  4. 前記コンクリートのセメント凝結の始発時間を計測する試験を行う計測工程をさらに備え、
    前記養生工程における前記水分を供給するタイミングを、前記始発時間に基づいて設定することを特徴とする、請求項3に記載のコンクリート部材の施工方法。
  5. 前記型枠組立工程において、複数の板材を上下に連設することによりせき板を形成し、
    打ち込み中のコンクリートの上面が下側の前記板材の上端よりも上側に位置している状態で、下側の前記板材の前記シート材に水分を供給することを特徴とする、請求項3または請求項4に記載のコンクリート部材の施工方法。
  6. せき板と、
    透水性を備えたシート材と、
    前記シート材に水分を供給する水供給手段と、を備える型枠構造であって、
    前記せき板は、複数の板材が上下に連結されてなり、
    前記シート材は、前記各板材の表面にそれぞれ固定されていて、
    前記水供給手段は、前記板材同士の連結部から前記シート材に水分を供給することを特徴とすることを特徴とする、型枠構造。
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