JP2024000515A - Ultra-high strength concrete pile production method and vibrator - Google Patents

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JP2024000515A
JP2024000515A JP2023094534A JP2023094534A JP2024000515A JP 2024000515 A JP2024000515 A JP 2024000515A JP 2023094534 A JP2023094534 A JP 2023094534A JP 2023094534 A JP2023094534 A JP 2023094534A JP 2024000515 A JP2024000515 A JP 2024000515A
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strength concrete
concrete
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靜夫 野村
Shizuo Nomura
聡 柴田
Satoshi Shibata
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Nippon Hume Corp
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Nippon Hume Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultra-high strength concrete pile production method which can produce an ultra-high strength concrete pile by centrifugal molding.
SOLUTION: As a concrete pile production method, the outer circumference of a pile flask 1 is provided with castings 2 at specified intervals, the lower parts of the castings 2 are supported with runner wheels 3, and centrifugal molding of rotating the flask by the frictional conduction of the runner wheels 3 which are rolled with the castings 2 by a pile molding device 10 is executed. This flask is filled with low slump high strength concrete 4. Then, vibration is applied from the lower parts of the castings 2 by a vibrator 5 to execute centrifugal molding.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、特に高強度コンクリートを用いた超高強度コンクリート杭製造方法、及び加振機に関する。 The present invention particularly relates to a method for manufacturing ultra-high strength concrete piles using high-strength concrete, and a vibrator.

従来から、細長い円筒状のプレキャストコンクリート構造物である「既製杭」等と呼ばれるコンクリート杭が、建造物の基礎に埋め込む基礎工事等に用いられている。 BACKGROUND ART Concrete piles, which are elongated cylindrical precast concrete structures called "ready-made piles," have conventionally been used for foundation work and the like to be embedded in the foundations of buildings.

このコンクリート杭は、通常、遠心力成形法によって製造される。
遠心力成形法は、コンクリートの練混ぜに必要な余剰となる水を遠心力によって脱水することで、見かけの水セメント比(以下W/C)を小さくして締め固める製造法である。遠心力成形法は、外面の型枠側が非常に緻密で高耐久となること、内型枠が不要となること等のメリットがある。
This concrete pile is usually manufactured by centrifugal forming method.
The centrifugal force forming method is a manufacturing method that compacts concrete by reducing the apparent water-to-cement ratio (hereinafter referred to as W/C) by dewatering surplus water required for mixing concrete using centrifugal force. The centrifugal force forming method has the advantage that the outer formwork side is extremely dense and highly durable, and there is no need for an inner formwork.

一方、近年、コンクリート用混和剤の発達により、練混ぜに必要な水量を極力少なくし、遠心力によって脱水することができないほど少ない水量での高強度コンクリートの製造が可能になった。 On the other hand, in recent years, the development of admixtures for concrete has made it possible to minimize the amount of water required for mixing, and to produce high-strength concrete with an amount of water so small that it cannot be dehydrated by centrifugal force.

ここで、特許文献1を参照すると、型枠の外周に適当間隔で多数のキャスティング(キャス)を取り付け、このキャスの下部を金属製のランナーホイールで支持し、キャスと回転するランナーホイールの摩擦伝導で型枠に回転を与える遠心力成型によるコンクリート管の製造方法において、上記型枠にランナーホイールによる回転の他に、その上方から振動機による振動を与え、ゼロスランプの超硬練りコンクリートを遠心力と振動との併用によって成型するコンクリート管の製造方法が記載されている。
この製造方法によれば、ゼロスランプの超硬練りの高強度コンクリートの使用が可能で、しかも安全性の面からも優れたコンクリート管を製造可能となる。
Here, referring to Patent Document 1, a large number of castings are attached to the outer periphery of the formwork at appropriate intervals, the lower part of the casts is supported by a metal runner wheel, and the friction between the casts and the rotating runner wheel is transmitted. In the manufacturing method of concrete pipes by centrifugal force forming, in which the formwork is rotated by centrifugal force, in addition to rotation by a runner wheel, vibration is applied to the formwork by a vibrator from above, and the cemented carbide mixed concrete with zero slump is subjected to centrifugal force. A method of manufacturing a concrete pipe is described, which is formed using a combination of vibration and vibration.
According to this manufacturing method, it is possible to use high-strength concrete made of cemented carbide with zero slump, and it is also possible to manufacture a concrete pipe that is excellent in terms of safety.

特開平06-254831号公報Japanese Patent Application Publication No. 06-254831

しかしながら、特許文献1のコンクリート管製造方法は、比較的径が大きなヒューム管用の技術であった。この技術は、細長い円筒状のコンクリート杭には、上からでは十分な振動がかけられないため、適用できなかった。 However, the concrete pipe manufacturing method of Patent Document 1 is a technology for a Hume pipe having a relatively large diameter. This technology could not be applied to elongated cylindrical concrete piles because sufficient vibration could not be applied from above.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の問題を解消し、高強度コンクリートを用いた超高強度コンクリート杭製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this situation, and aims to solve the above-mentioned problems and provide a method for manufacturing ultra-high strength concrete piles using high strength concrete.

本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、型枠の外周に特定間隔でキャスを取り付け、該キャスの下部をランナーホイールで支持し、前記キャスと回動する前記ランナーホイールの摩擦伝導で前記型枠を回転させる遠心力成形によるコンクリート杭の製造方法であって、低スランプの高強度コンクリートを充填し、前記キャスの下部から加振機により振動を付加して、遠心力成形することを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記加振機は、複数の突起が形成され該複数の突起が前記キャスの下部から前記キャスの回転に応じて押圧を加えつつ回動する歯車状部と、該歯車状部を軸支して前記押圧を付加する押圧部とを備えることを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記振動は、遠心加速度で10G以下の回転の際にのみ付加されることを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記振動により、遠心力成形時に発生する遠心加速度の100~2000倍の重力加速度を付加することを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記高強度コンクリートは、スランプが0~4cmの範囲であることを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記高強度コンクリートに用いられるセメントは、普通セメント、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントであり、水結合材比が10~18%であることを特徴とする。
本発明の超高強度コンクリート杭製造方法は、前記セメントが普通セメントの場合、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~18%とし、前記セメントが早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントの場合、1kg/m3の単位量あたり、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~13%とすることを特徴とする。
本発明の加振機は、型枠の外周に特定間隔でキャスを取り付け、該キャスの下部をランナーホイールで支持し、前記キャスと回動する前記ランナーホイールの摩擦伝導で前記型枠を回転させる遠心力成形によるコンクリート杭の製造に用いる加振機であって、複数の突起が形成され該複数の突起が前記キャスの下部から前記キャスの回転に応じて押圧を加えつつ回動する歯車状部と、前記歯車状部を軸支して前記押圧を付加する押圧部とを備えることを特徴とする。
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention includes installing casts at specific intervals around the outer periphery of a formwork, supporting the lower part of the casts with a runner wheel, and applying frictional conduction between the casts and the rotating runner wheel to form the mold. A method for producing concrete piles by centrifugal force forming by rotating a frame, characterized by filling the cast with high-strength concrete of low slump, applying vibration from the lower part of the cast with a vibrator, and performing centrifugal force forming. do.
In the ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention, the vibrator has a gear-like shape in which a plurality of protrusions are formed and the plurality of protrusions rotate while applying pressure from a lower part of the cast according to the rotation of the cast. and a pressing portion that pivotally supports the gear-shaped portion and applies the pressing force.
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention is characterized in that the vibration is applied only during rotation at a centrifugal acceleration of 10 G or less.
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention is characterized in that the vibration applies a gravitational acceleration that is 100 to 2000 times the centrifugal acceleration generated during centrifugal force forming.
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention is characterized in that the high strength concrete has a slump in the range of 0 to 4 cm.
In the ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention, the cement used for the high strength concrete is normal cement, early strength cement, moderate heat cement, or low heat cement, and the water binder ratio is 10 to 18%. It is characterized by
In the ultra-high strength concrete pile manufacturing method of the present invention, when the cement is ordinary cement, the amount of cement is 500 to 650 kg/m 3 , the admixture is 100 to 280 kg/m 3 , the water is 100 to 140 kg/m 3 , and the fine aggregate is 500 to 650 kg/m 3 600 kg/m 3 , coarse aggregate 900 to 1200 kg/m 3 , and water reducing agent 10 to 20 kg/m 3 , the water binder ratio is 10 to 18%, and the cement is early strength cement, medium heat cement, Or in the case of low-heat cement, per unit amount of 1 kg/m 3 , cement 500-650 kg/m 3 , admixture 100-280 kg/m 3 , water 100-140 kg/m 3 , fine aggregate 500-600 kg/m 3 , It is characterized by a blend of 900 to 1200 kg/m 3 of coarse aggregate and 10 to 20 kg/m 3 of water reducing agent, and a water binder ratio of 10 to 13%.
In the vibration exciter of the present invention, casts are attached to the outer periphery of a formwork at specific intervals, a lower part of the casts is supported by a runner wheel, and the formwork is rotated by frictional conduction between the casts and the runner wheel that rotates. A vibration exciter used for manufacturing concrete piles by centrifugal force forming, wherein a plurality of protrusions are formed and the plurality of protrusions rotate while applying pressure from a lower part of the cast according to the rotation of the cast. and a pressing portion that pivotally supports the gear-shaped portion and applies the pressing force.

本発明によれば、低スランプの高強度コンクリートを充填し、キャスの下部から加振機により振動を付加しつつ遠心力成形することで、高強度コンクリートを用いた超高強度コンクリート杭製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for producing ultra-high-strength concrete piles using high-strength concrete is achieved by filling high-strength concrete with low slump and performing centrifugal force forming while applying vibration from the bottom of the cast with a vibrator. can be provided.

本発明の杭成形装置の実施形態に係る側面図である。FIG. 1 is a side view of an embodiment of a pile forming device of the present invention. 本発明の杭成形装置の実施形態に係る正面図である。FIG. 1 is a front view of an embodiment of a pile forming device of the present invention. 本発明の実施例1に係る高強度コンクリート杭について振動の有無による変化を示す写真である。1 is a photograph showing changes in the high-strength concrete pile according to Example 1 of the present invention depending on the presence or absence of vibration.

<実施の形態>
(杭成形装置10の構成)
まず、図1~図2により、本発明の杭成形装置10の実施形態について、基本的な形状及び構造の構成例について説明する。図1は概略側面図、図2は概略正面図である。これら図1、図2において、主要な構成以外は省略している。
<Embodiment>
(Configuration of pile forming device 10)
First, an example of the basic shape and structure of an embodiment of the pile forming apparatus 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic side view, and FIG. 2 is a schematic front view. 1 and 2, components other than the main components are omitted.

本実施形態に係る杭成形装置10は、高強度コンクリート4を用いた超高強度コンクリートを用いたパイル又はポール(以下、単に「コンクリート杭」という。)を製造する超高強度コンクリート杭製造装置の一例である。
以下、本実施形態においては、地面に対する重力方向を「下」、その反対方向を「上」と称する。
また、パイル型枠1の内面の円周の各点から軸芯に対して最短距離で到達する鉛直方向の距離、すなわち円周の半径方向の距離を、杭成形装置10の内部の各構成における「高さ」と称する。一方、円筒の軸芯に沿った方向(軸芯方向)の距離を「軸芯方向の長さ」と称する。
The pile forming apparatus 10 according to the present embodiment is an ultra-high strength concrete pile manufacturing apparatus that manufactures piles or poles (hereinafter simply referred to as "concrete piles") using ultra-high strength concrete using the high-strength concrete 4. This is an example.
Hereinafter, in this embodiment, the direction of gravity relative to the ground will be referred to as "down", and the opposite direction will be referred to as "up".
In addition, the distance in the vertical direction from each point on the circumference of the inner surface of the pile formwork 1 to the axis at the shortest distance, that is, the distance in the radial direction of the circumference, is determined in each configuration inside the pile forming device 10. It is called "height". On the other hand, the distance in the direction along the axis of the cylinder (in the axial direction) is referred to as the "length in the axial direction."

パイル型枠1は、本実施形態に係る超高強度コンクリート杭用の型枠である。本実施形態において、パイル型枠1は、鋼製の上型枠と下型枠とで構成され、内部に図示しないコンクリート杭用の鉄筋籠が配置されている。 The pile formwork 1 is a formwork for ultra-high strength concrete piles according to this embodiment. In this embodiment, the pile formwork 1 is composed of an upper formwork and a lower formwork made of steel, and a reinforcing bar cage for concrete piles (not shown) is arranged inside.

キャス2は、パイル型枠1の円周面から円周状に突出し、パイル型枠1を回転させるための鋼製のタイヤ(キャスティング又はホイール。以下、単に「キャス」という。)である。キャス2は、パイル型枠1の端部から軸芯方向に50cm~1mの箇所から、数十cm~数メートル程度の特定間隔で複数個設けられる。 The caster 2 is a steel tire (casting or wheel; hereinafter simply referred to as "caster") that protrudes circumferentially from the circumferential surface of the pile formwork 1 and rotates the pile formwork 1. A plurality of casters 2 are provided at specific intervals of several tens of cm to several meters from a location 50 cm to 1 m from the end of the pile formwork 1 in the axial direction.

ランナーホイール3は、キャス2の下部と圧接して支持し、パイル型枠1を回転させる鋼製のタイヤ等である。
図1に示すように、軸Cがモータ等の駆動部Mで駆動されることで、ランナーホイール3が特定方向に回転する。このランナーホイール3の回転によって、摩擦伝導がキャス2に伝えられることで、連結されたパイル型枠1が回動される。
ここで、図2に示すように、本実施形態においては、このランナーホイール3がキャス2の下部に、左右一対、備えられてキャス2を支持する。
The runner wheel 3 is a steel tire or the like that supports the lower part of the caster 2 in pressure contact and rotates the pile formwork 1.
As shown in FIG. 1, the runner wheel 3 rotates in a specific direction by driving the shaft C by a drive unit M such as a motor. Due to the rotation of the runner wheel 3, frictional conduction is transmitted to the caster 2, thereby rotating the connected pile formwork 1.
Here, as shown in FIG. 2, in this embodiment, a pair of left and right runner wheels 3 are provided below the caster 2 to support the caster 2.

高強度コンクリート4は、パイル型枠1の内面に注入され、遠心力成形される。
本実施形態において、高強度コンクリート4は、パイル型枠1内に、ポンプ投入方法又は盛込み方法で、図示しない投入機により投入される。
高強度コンクリート4は、低スランプのコンクリートであってもよい。この高強度コンクリート4の組成等については後述する。
High-strength concrete 4 is injected into the inner surface of pile formwork 1 and centrifugally formed.
In this embodiment, the high-strength concrete 4 is poured into the pile formwork 1 by a pumping method or a filling method using a feeding machine (not shown).
The high strength concrete 4 may be low slump concrete. The composition of this high-strength concrete 4 will be described later.

加振機5は、遠心力成形する際にキャス2の下部から加振機5により振動を付加する装置である。
図1に示すように、細長いパイル型枠1を支持するために、複数の加振機5が備えられている。図1では、軸芯方向に備えられたキャス2の一つ置きに加振機5が備えられた例を示すものの、ランナーホイール全て、又は数か所のみであってもよい。
さらに、図2に示すように、本実施形態において、加振機5は、同じキャス2を支持するランナーホイール3の中間位置に設置されていてもよい。なお、図1では、この加振機5を見やすくするために、加振機5が接触するキャス2の手前側にあるランナーホイール3の記載を省略している。
The vibrator 5 is a device that applies vibration from the bottom of the cast 2 during centrifugal force molding.
As shown in FIG. 1, a plurality of vibrators 5 are provided to support the elongated pile formwork 1. Although FIG. 1 shows an example in which the vibrator 5 is provided at every other caster 2 disposed in the axial direction, the vibrator 5 may be provided at all runner wheels or at only a few locations.
Furthermore, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the vibrator 5 may be installed at an intermediate position between the runner wheels 3 that support the same caster 2. In addition, in FIG. 1, in order to make the vibrator 5 easier to see, the runner wheel 3 on the front side of the caster 2 with which the vibrator 5 comes in contact is omitted.

加振機5は、歯車状部5a及び押圧部5bを備える。 The vibrator 5 includes a gear-shaped portion 5a and a pressing portion 5b.

歯車状部5aは、複数の突起が歯車状に形成され回動する部材である。歯車状部5aは、キャス2の下部から、特定の押圧を加えつつキャス2に当接される。このため、歯車状部5aは、キャス2が回転すると、この回転に応じた摩擦により、押圧をキャス2に加えつつ回動する。これにより、歯車状部5aの突起の有無に応じて、当接面に振動が加えられる。 The gear-shaped portion 5a is a rotating member in which a plurality of protrusions are formed in the shape of a gear. The gear-shaped portion 5a is brought into contact with the caster 2 from the lower part of the caster 2 while applying a specific pressure. Therefore, when the caster 2 rotates, the gear-shaped portion 5a rotates while applying pressure to the caster 2 due to friction corresponding to this rotation. As a result, vibration is applied to the contact surface depending on the presence or absence of the protrusion of the gear-shaped portion 5a.

押圧部5bは、歯車状部5aを軸支して押圧を付加する部材である。本実施形態において、押圧部5bは、油圧又は空気圧によって上下するシリンダー部材を備える。このシリンダー部材のストロークにより押圧が発生する。この押圧は、パイル型枠1自体を押し上げる程の力ではなく、キャス2に歯車状部5aが当接して回動する程度であってもよい。
この押圧の詳細、及び押圧による振動の重力加速度の算出方法については、後述する。
The pressing portion 5b is a member that pivotally supports the gear-shaped portion 5a and applies pressure. In this embodiment, the pressing portion 5b includes a cylinder member that moves up and down using hydraulic pressure or air pressure. Pressure is generated by the stroke of this cylinder member. This pressure may not be such a force as to push up the pile formwork 1 itself, but may be such that the gear-shaped portion 5a contacts the caster 2 and rotates.
The details of this pressing force and the method of calculating the gravitational acceleration of the vibration due to the pressing force will be described later.

(高強度コンクリート4の構成)
次に、本発明の高強度コンクリート4の実施の形態について説明する。
本実施形態に係る高強度コンクリート4は、例えば、JIS A 5308により規定されている高強度コンクリートであってもよい。
本実施形態において、高強度コンクリート4は、低スランプの高強度コンクリート材料を使用可能である。
(Composition of high strength concrete 4)
Next, an embodiment of high strength concrete 4 of the present invention will be described.
The high-strength concrete 4 according to this embodiment may be, for example, high-strength concrete defined by JIS A 5308.
In this embodiment, the high-strength concrete 4 can be a low-slump high-strength concrete material.

本実施形態に係る高強度コンクリート4は、粘性が著しく高く、水飴のように硬いコンクリートになる手前の状態を用いる。
具体的には、本実施形態に係る高強度コンクリート4は、高い粘性を発揮する手前の状態である、すなわちスランプが0~4cmの範囲(以下、「低スランプコンクリート」ともいう。)であることを特徴とする。高強度コンクリート4は、低スランプコンクリートであれば、まだ固まらない状態のコンクリートは骨材の周りにモルタルが付着している性状のため、容易に鉄筋籠を通り抜けて下型枠に投入することが可能である。また、高強度コンクリート4は、山盛りに盛り込むことも可能で、パイル型枠1の下型枠から溢れだすこともなくなる。
The high-strength concrete 4 according to this embodiment has extremely high viscosity and is used in a state just before it becomes hard concrete like starch syrup.
Specifically, the high-strength concrete 4 according to this embodiment is in a state just before exhibiting high viscosity, that is, has a slump in the range of 0 to 4 cm (hereinafter also referred to as "low slump concrete"). It is characterized by If high-strength concrete 4 is low slump concrete, the unhardened concrete has mortar attached around the aggregate, so it can easily pass through the reinforcing bar cage and be poured into the lower formwork. It is possible. Further, the high-strength concrete 4 can be filled in heaps, and will not overflow from the lower formwork of the pile formwork 1.

次に、本実施形態に係る高強度コンクリート4に用いられるコンクリート材料の具体的な構成について説明する。
高強度コンクリート4は、水と、セメントと、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤と、膨張材等が配合される。
Next, a specific configuration of the concrete material used for the high-strength concrete 4 according to this embodiment will be explained.
The high-strength concrete 4 is blended with water, cement, fine aggregate, coarse aggregate, a high-performance water reducing agent, an expanding agent, and the like.

このうち、本実施形態のコンクリート材料に用いる水は、特に制限されず、水道水であってもよい。本実施形態に係る水のpH等も任意である。 Among these, the water used for the concrete material of this embodiment is not particularly limited, and may be tap water. The pH of the water according to this embodiment is also arbitrary.

本実施形態に係るセメントは、普通ポルトランドセメント(普通セメント)、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、及びこれらの混合セメント等を用いることが可能である。このうち、普通ポルトランドセメントは、例えば、中庸熱、低熱、早強、超早強、耐硫酸塩等の性質を備える各種ポルトランドセメントであってもよい。また、普通ポルトランドセメントとして、例えば、JIS R 5210等で規定された、密度3.15g/cm3程度、比表面積3310cm2/g程度のものであってもよい。 As the cement according to this embodiment, ordinary Portland cement (ordinary cement), blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, mixed cement thereof, etc. can be used. Among these, the ordinary Portland cement may be, for example, various Portland cements having properties such as moderate heat, low heat, early strength, super early strength, and sulfate resistance. Ordinary Portland cement may have a density of about 3.15 g/cm 3 and a specific surface area of about 3310 cm 2 /g, as specified by JIS R 5210, for example.

本実施形態に係る細骨材は、一般的な砕砂等の細骨材を使用可能である。この細骨材は、JIS A 5005 砕砂(硬質砂岩)に該当するもので、密度が2.62g/cm3程度であることが好適である。また、細骨材として、スラグ系骨材、例えば高炉の水砕スラグから製造した細骨材、電気炉酸化スラグ骨材等も用いることが可能である。 As the fine aggregate according to this embodiment, general fine aggregate such as crushed sand can be used. This fine aggregate corresponds to JIS A 5005 crushed sand (hard sandstone), and preferably has a density of about 2.62 g/cm 3 . Further, as the fine aggregate, slag-based aggregates such as fine aggregate produced from granulated blast furnace slag, electric furnace oxidized slag aggregate, etc. can also be used.

本実施形態に係る粗骨材は、一般的な砂岩等の粗骨材を使用可能である。この粗骨材は、例えば、JIS A 5005 砕石2005(硬質砂岩)に該当するもので、密度が2.67g/cm3程度であることが好適である。 As the coarse aggregate according to this embodiment, general coarse aggregate such as sandstone can be used. This coarse aggregate corresponds to JIS A 5005 crushed stone 2005 (hard sandstone), for example, and preferably has a density of about 2.67 g/cm 3 .

本実施形態に係る高性能減水剤は、コンシステンシーに影響することなく単位水量を大幅に減少させる、又は単位水量に影響することなくスランプを大幅に増加させる化学混和剤である。本実施形態の高性能減水剤は、例えば、JIS A 6204に該当するもので、例えば、ポリカルボン酸系の密度1.00g/cm3程度のものを用いることが好適である。また、本実施形態においては、高性能減水剤は、水の内割り置き換えで用いることが好適である。 The high performance water reducing agent according to the present embodiment is a chemical admixture that significantly reduces the unit water amount without affecting the consistency or significantly increases the slump without affecting the unit water amount. The high-performance water reducing agent of this embodiment corresponds to, for example, JIS A 6204, and it is preferable to use, for example, a polycarboxylic acid-based agent having a density of about 1.00 g/cm 3 . Further, in this embodiment, it is preferable that the high-performance water reducing agent is used for internal replacement of water.

本実施形態に係る膨張材は、粉体状で水分の供給によって膨張し、乾燥収縮によるひび割れを低減する性質の物質である。本実施形態の膨張材の例として、石灰系膨張材、エトリンガイト系(カルシウムサルフォアルミネート系)膨張材、エトリンガイト-生石灰複合系膨張材等が挙げられる。また、膨張材は、例えば、日本工業規格JIS A 6202等で規定された品質に適合するものであることが好適である。 The expansion material according to the present embodiment is a powder-like material that expands upon supply of moisture and reduces cracking due to drying shrinkage. Examples of the expanding material of this embodiment include a lime-based expanding material, an ettringite-based (calcium sulfoaluminate-based) expanding material, an ettringite-quicklime composite-based expanding material, and the like. Further, it is preferable that the expanding material conforms to the quality specified by, for example, Japanese Industrial Standards JIS A 6202.

さらに、上述の膨張材の他に、高炉スラグ微粉末、フライアッシュシリカフューム、防水材、粉砕石材、無機又は有機繊維等の混和材を用いることが可能である。本実施形態においては、特に、高炉スラグ微粉末8000、10000、20000ブレーンや、シリカフューム等を適宜ブレンドすることが可能である。このうち、高炉スラグ微粉末は、JIS A 6206準拠のものを用いることが可能である。シリカフュームは、JIS A 6207準拠のものを用いることが可能である。また、このブレンドの比率は、圧縮強度が高まるような比率を、適宜、当業者が調整可能である。 Furthermore, in addition to the above-mentioned expansion materials, it is possible to use admixtures such as pulverized blast furnace slag powder, fly ash silica fume, waterproof materials, crushed stone, and inorganic or organic fibers. In this embodiment, in particular, it is possible to appropriately blend blast furnace slag powder 8000, 10000, 20000 brane, silica fume, etc. Among these, the blast furnace slag powder compliant with JIS A 6206 can be used. Silica fume that conforms to JIS A 6207 can be used. Further, the ratio of this blend can be adjusted as appropriate by those skilled in the art so as to increase the compressive strength.

次に、本実施形態に係るコンクリート材料の具体的配合について説明する。
本実施形態においては、水と、セメント、及び混和材を含む重量比、すなわち水/(セメント+混和材)の値を一定とし、例えば、10~30%(重量%)とすることが好適である。この重量比が30%未満であると、セメントの水和に必要な水の絶対量が不足し、遠心力成形するのに不適である。一方、この重量比が30%以上であると、遠心力成形には適するものの、強度発現が不足する。更に、この重量比が40%より大きいと、材料分離が起こりやすくなる。また、細骨材率(重量%)についても、30~50%とすることが好適である。
この上で、普通ボルトランドセメント500~1000kg/m3、混和材0~80kg/m3、細骨材700~900kg/m3、粗骨材800~1200kg/m3、高性能減水剤0.5~4重量%として調整したコンクリートが使用できる。
Next, a specific formulation of the concrete material according to this embodiment will be explained.
In this embodiment, it is preferable that the weight ratio of water, cement, and admixtures, that is, the value of water/(cement + admixtures), be constant, for example, 10 to 30% (wt%). be. If this weight ratio is less than 30%, the absolute amount of water necessary for hydration of cement will be insufficient, making it unsuitable for centrifugal force forming. On the other hand, if this weight ratio is 30% or more, although it is suitable for centrifugal force molding, strength development is insufficient. Furthermore, if this weight ratio is greater than 40%, material separation tends to occur. Furthermore, the fine aggregate percentage (weight %) is also preferably 30 to 50%.
On top of this, ordinary boltland cement 500-1000 kg/m 3 , admixture 0-80 kg/m 3 , fine aggregate 700-900 kg/m 3 , coarse aggregate 800-1200 kg/m 3 , high performance water reducing agent 0. Concrete adjusted to 5 to 4% by weight can be used.

より具体的には、後述する実施例2で示すように、130N/mm2を超える圧縮強度では、普通セメントを用いた場合、水結合材比10~18%にて、高強度の混和材を併用することで強度が得られる。
具体的には、セメントとして普通セメントを用いる場合、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~18%とすることが好適である。
または、セメントとして早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントを用いる場合、1kg/m3の単位量あたり、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~13%とすることが好適である。
More specifically, as shown in Example 2 below, when ordinary cement is used with a compressive strength exceeding 130 N/mm 2 , a high strength admixture is added at a water binder ratio of 10 to 18%. Strength can be obtained by using them together.
Specifically, when using ordinary cement as cement, the amount of cement is 500 to 650 kg/m 3 , the admixture is 100 to 280 kg/m 3 , the water is 100 to 140 kg/m 3 , the fine aggregate is 500 to 600 kg/m 3 , and the coarse bone is 500 to 650 kg/m 3 . It is preferable to mix 900 to 1200 kg/m 3 of material and 10 to 20 kg/m 3 of water reducing agent, and set the water binder ratio to 10 to 18%.
Or, when using early strength cement, medium heat cement, or low heat cement as cement, per unit amount of 1 kg/m 3 , cement 500 to 650 kg/m 3 , admixture 100 to 280 kg/m 3 , water 100 to 140 kg/m 3 m 3 , fine aggregate 500 to 600 kg/m 3 , coarse aggregate 900 to 1200 kg/m 3 , and water reducing agent 10 to 20 kg/m 3 , preferably with a water binder ratio of 10 to 13%. It is.

なお、本実施形態に係るコンクリート材料の空気量は、AE(Air Entraining)剤等の空気量調整剤により調整してもよい。具体的には、遠心力成形では、遠心力で空気が全て抜けてしまうものの、例えば、フレッシュ時の流動性を維持するためにAE剤を意図的に入れてもよい。この場合でも、遠心力成形後に空気は全て抜けるので、空気による強度低下は生じない。
このAE剤の例としては、陰イオン系、陽イオン系、非イオン系、及び両性系の各種界面活性剤が挙げられる。また、この陰イオン系の界面活性剤の例として、樹脂系、アルキルベンゼンスルホン酸系、高級アルコールエステル系等の界面活性剤が挙げられる。なお、AE剤と減水剤との両方の性質をもつ、AE減水剤を用いることも可能である。
Note that the air amount of the concrete material according to this embodiment may be adjusted using an air amount adjusting agent such as an AE (Air Entraining) agent. Specifically, in centrifugal force molding, although all air is removed by centrifugal force, for example, an AE agent may be intentionally added to maintain fluidity when fresh. Even in this case, all the air escapes after centrifugal force forming, so there is no reduction in strength due to air.
Examples of the AE agent include various anionic, cationic, nonionic, and amphoteric surfactants. Examples of the anionic surfactant include resin-based, alkylbenzenesulfonic acid-based, and higher alcohol ester-based surfactants. Note that it is also possible to use an AE water reducing agent that has the properties of both an AE agent and a water reducing agent.

また、本実施形態に係るコンクリート材料においては、他にも、流動化剤、遅延剤、防水混和剤、防湿混和剤、発泡剤、増粘剤、防凍剤、着色剤、ワーカビリティー増進剤、防しょう剤、消泡剤、凝結調整剤、収縮低減剤、セメント急硬材、高分子エマルション、繊維等を適宜配合することが可能である。さらに、ゼオライト、シリカ質微粉末、炭酸カルシウム、ベントナイト等の粘土鉱物、石膏、ケイ酸カルシウム等、コンクリート材料に一般的な物質を、適宜配合してもよい。これらの配合により、上述の高性能コンクリートとすることが可能となってもよい。 In addition, the concrete material according to the present embodiment also contains a fluidizing agent, a retarding agent, a waterproofing admixture, a moisture-proofing admixture, a foaming agent, a thickener, an antifreeze agent, a coloring agent, a workability enhancer, and an anti-corrosion agent. It is possible to appropriately incorporate additives, antifoaming agents, setting regulators, shrinkage reducing agents, cement rapid hardening agents, polymer emulsions, fibers, and the like. Furthermore, substances commonly used in concrete materials, such as zeolite, siliceous fine powder, clay minerals such as calcium carbonate and bentonite, gypsum, and calcium silicate, may be appropriately blended. These formulations may make it possible to produce the above-mentioned high-performance concrete.

また、高強度コンクリート4は、繊維補強コンクリート、引張抵抗性のコンクリート、及び膨張コンクリート等を用いてもよい。このうち、繊維補強コンクリートの繊維は、ビニロン短繊維、ポリプロピレン短繊維、アクリル繊維、炭素繊維、無機繊維等を用いることも可能である。無機繊維は、金属繊維であってもよい。 Furthermore, the high-strength concrete 4 may be fiber-reinforced concrete, tensile-resistant concrete, expansive concrete, or the like. Among these, vinylon staple fibers, polypropylene staple fibers, acrylic fibers, carbon fibers, inorganic fibers, etc. can also be used as the fibers for fiber-reinforced concrete. The inorganic fibers may be metal fibers.

(超高強度コンクリート杭の製造方法)
次に、本実施形態に係る杭成形装置10による超高強度コンクリート杭の製造方法の詳細について説明する。
本実施形態に係る製造方法では、まず、パイル型枠1の下型枠に、溶接された鉄筋籠等の構造物を載置して、上述の高強度コンクリート4を投入する。
この投入の際、ポンプ投入方法と盛込み投入方法のいずれかの投入方法を用いることが可能である。このうち、ポンプ投入方法では、高強度コンクリート4は、細長い型枠の中に長い筒状の管を差し込み、ポンプ圧送して投入される。なお、ヒューム管とは異なり、本実施形態に係るコンクリート杭では、ポンプ圧送による投入時に、パイル型枠1を回転させない。
一方、盛込み投入方法では、高強度コンクリート4は、下型枠の上に投入され、所定量投入された後に、上型枠にて蓋をされる。
(Method for manufacturing ultra-high strength concrete piles)
Next, details of a method for manufacturing an ultra-high strength concrete pile using the pile forming apparatus 10 according to the present embodiment will be explained.
In the manufacturing method according to this embodiment, first, a structure such as a welded reinforcing bar cage is placed on the lower formwork of the pile formwork 1, and the above-mentioned high-strength concrete 4 is poured into the structure.
At the time of this charging, it is possible to use either a pump charging method or a filling charging method. Among these, in the pumping method, the high-strength concrete 4 is poured by inserting a long cylindrical pipe into an elongated formwork and pumping it under pressure. Note that, unlike the Hume pipe, in the concrete pile according to the present embodiment, the pile form 1 is not rotated during injection by pumping.
On the other hand, in the loading method, the high-strength concrete 4 is poured onto the lower formwork, and after a predetermined amount has been poured, it is covered with the upper formwork.

これらの投入の際、高強度コンクリート4は、上述のように、高い粘性を発揮する手前、すなわちスランプが0~4cmの範囲の状態で投入される。これにより、盛り込み方法であっても、鉄筋籠を通り抜けて、下型枠に投入することが可能である。その際、上述のように、高強度コンクリート4を山盛りに盛り込むことも可能である。 At the time of these injections, the high-strength concrete 4 is placed before it exhibits high viscosity, that is, in a state where the slump is in the range of 0 to 4 cm, as described above. Thereby, even when using the filling method, it is possible to pass through the reinforcing bar cage and charge the material into the lower formwork. At that time, as described above, it is also possible to include high-strength concrete 4 in heaps.

この上で、高強度コンクリート4を、遠心力成形による締め固める。本実施形態においては、高強度コンクリート4を投入した後のパイル型枠1を、上述のキャス2と回動するランナーホイール3の摩擦伝導で高速回転させる。これにより、遠心力を利用して最終的に20~40G程度の加速度で締固め、コンクリート材料を自立させる、又は余剰水をスラッジ水として排出するための遠心力成形を行う。
ここで、本実施形態に係る高強度コンクリート4は、単位水量が少なくて余剰水がないため、スラッジ水を排出しなくてもよい。具体的には、高強度コンクリート4は、W/Cが小さいので、遠心力成形でスラッジ水を排出する場合はドロドロとなり、内面につらら状態となることがある。このような状態となることを避けるため、本実施形態においては、基本的には、スラッジ水を排出しないように遠心力成形することが好適である。
Thereafter, the high-strength concrete 4 is compacted by centrifugal force forming. In this embodiment, the pile formwork 1 after charging the high-strength concrete 4 is rotated at high speed by friction transmission between the above-mentioned caster 2 and the rotating runner wheel 3. As a result, using centrifugal force, the material is finally compacted at an acceleration of about 20 to 40 G, and centrifugal force forming is performed to make the concrete material self-supporting or to discharge excess water as sludge water.
Here, since the high-strength concrete 4 according to the present embodiment has a small unit water volume and no surplus water, it is not necessary to discharge sludge water. Specifically, since the high-strength concrete 4 has a small W/C, when sludge water is discharged by centrifugal force forming, it becomes muddy and may form icicles on the inner surface. In order to avoid such a situation, in this embodiment, it is basically preferable to carry out centrifugal force forming so as not to discharge sludge water.

本実施形態に係る遠心力成形では、数段階に加速度を大きくして締固める。この段階としては、例えば、低速回転、中速回転、高速回転として、それぞれ5G以下、15G程度、30~35Gを、適切な割合で締固めする。この「G」は、遠心加速度(重力加速度)を示す。 In the centrifugal force forming according to this embodiment, compaction is performed by increasing acceleration in several stages. In this stage, for example, compaction is performed at an appropriate rate of 5G or less, about 15G, and 30 to 35G for low speed rotation, medium speed rotation, and high speed rotation, respectively. This "G" indicates centrifugal acceleration (gravitational acceleration).

具体的には、低速回転(5G以下)では、パイル型枠1内にコンクリートを十分に充填させる。本実施形態に係る低速回転では、約3G~5Gの範囲であることが適切である。この際に、加振機5により、キャス2に直接、振動が付加される。これにより、低スランプコンクリートであっても、遠心力成形により、パイル型枠1内に十分、均一に充填することが可能となる。 Specifically, at low speed rotation (5G or less), the pile formwork 1 is sufficiently filled with concrete. For the low speed rotation according to this embodiment, a range of about 3G to 5G is appropriate. At this time, vibration is applied directly to the caster 2 by the vibrator 5. Thereby, even if it is low slump concrete, it becomes possible to fill the pile formwork 1 sufficiently and uniformly by centrifugal force forming.

低速回転時に、加振機5の歯車状部5aによりキャス2に加えられる振動の振幅(全振幅)は、例えば、0.5mm以下に設定されることが好適である。
本実施形態において、この振幅は、加振機5の押圧部5bのシリンダー部材に設定された押圧により制御される。この押圧が大きすぎると、遠心力によってパイル型枠1がランナーホイール3から脱落する可能性がある。また、押圧が小さすぎる場合には、型枠の回転に伴う振動が発生しないか小さくなりすぎる。適切な押圧により、歯車状部5aの回動により適切な振動がキャス2に付加可能となる。
たとえば、Φ1200(最大径)×15m(最長長さ)のコンクリート杭を製造する場合、パイル型枠1と高強度コンクリート4とで約30トンとなる。パイル型枠1にキャス2を7つ備える場合、一つのキャス2当たり荷重は30/7=4.5トンとなる。このため、このような重量に応じた押圧を油圧又は空気圧で加える。
The amplitude (total amplitude) of the vibration applied to the caster 2 by the gear-shaped portion 5a of the vibrator 5 during low-speed rotation is preferably set to, for example, 0.5 mm or less.
In this embodiment, this amplitude is controlled by the pressure set on the cylinder member of the pressing part 5b of the vibrator 5. If this pressure is too large, the pile formwork 1 may fall off the runner wheel 3 due to centrifugal force. Furthermore, if the pressing force is too small, vibrations accompanying the rotation of the formwork will not occur or will be too small. By applying appropriate pressure, appropriate vibrations can be applied to the caster 2 through rotation of the gear-shaped portion 5a.
For example, when manufacturing a concrete pile of Φ1200 (maximum diameter) x 15 m (maximum length), the pile formwork 1 and high-strength concrete 4 weigh approximately 30 tons. When seven casts 2 are provided in the pile formwork 1, the load per cast 2 is 30/7=4.5 tons. For this reason, a pressure corresponding to the weight is applied using hydraulic pressure or pneumatic pressure.

ここで、全振幅(mm)、周波数(Hz)が与えられた際、振動の加速度(G)は、下記の式(1)で算出可能である:

加速度(G)={2π×周波数(Hz)}2×{全振幅(mm)/2}×10-3×{1/9.8} …… 式(1)
Here, when the total amplitude (mm) and frequency (Hz) are given, the vibration acceleration (G) can be calculated using the following formula (1):

Acceleration (G) = {2π x frequency (Hz)} 2 x {total amplitude (mm)/2} x 10 -3 x {1/9.8} ... Equation (1)

このうち、加速度の単位をm/s2に変換したい場合、加速度(G)の値を9.8倍すればよい。 If you want to convert the unit of acceleration into m/s 2 , you can multiply the value of acceleration (G) by 9.8.

一方、遠心加速度(m/s2)は、下記の式(2)で算出可能である:

遠心加速度(m/s2)=4π22l/3600 …… 式(2)

ここで、Nは回転速度(rpm)、lは中心から加速度変換器の重心までの距離(m)である。
On the other hand, centrifugal acceleration (m/s 2 ) can be calculated using the following formula (2):

Centrifugal acceleration (m/s 2 ) = 4π 2 N 2 l/3600... Formula (2)

Here, N is the rotational speed (rpm), and l is the distance (m) from the center to the center of gravity of the acceleration converter.

この式(2)を簡略化すると、下記の式(3)となる:

遠心加速度(G)=1.118×R×N2×10-6 …… 式(3)

ここで、Rは回転半径(mm)、Nは回転数(rpm)である。
Simplifying this equation (2) results in the following equation (3):

Centrifugal acceleration (G) = 1.118 x R x N 2 x 10 -6 ... Formula (3)

Here, R is the radius of rotation (mm), and N is the number of rotations (rpm).

この式(1)、(3)により、遠心加速度(G)を算出可能である。
具体的には、キャス2の外径、及び歯車状部5aの外径並びに突起数から、キャス2が一回転する際の突起の接触数から振動の周波数(Hz)を算出する。この上で、低速回転時のキャス2の回転数(rpm)と、全振幅(mm)から遠心加速度を算出し、これを振動による重力加速度(G)とすることが可能となる。
The centrifugal acceleration (G) can be calculated using equations (1) and (3).
Specifically, the vibration frequency (Hz) is calculated from the outer diameter of the caster 2, the outer diameter of the gear-shaped portion 5a, and the number of protrusions, and the number of contacts of the protrusions when the caster 2 rotates once. On this basis, it is possible to calculate the centrifugal acceleration from the rotational speed (rpm) of the caster 2 during low-speed rotation and the total amplitude (mm), and use this as the gravitational acceleration (G) due to vibration.

本実施形態においては、この加振機5による振動により、遠心力成形時に発生する遠心加速度(G)(以下、「遠心G」と記載する。)の約100~2000倍の振動による重力加速度(G)(以下、「振動G」と記載する。)を付加することが可能である。すなわち、低速回転時の遠心Gが5Gの場合、振動Gとして500~10000Gの重力加速度を付加することが好適である。
ここで、例えば、外径1200mmのコンクリート杭では、5Gを得るための型枠の回転数は100rpm程度である。これは、後述する実施例の遠心供試体の外径200mmの6倍となるため、振動の周波数もこれに応じて増加する。振動Gは、振動の周波数の二乗に比例するため、キャス2の直径(外径)に応じた振動Gを加えることが好適である。
In this embodiment, the vibration caused by the vibrator 5 causes a gravitational acceleration (G) caused by vibrations that is approximately 100 to 2000 times the centrifugal acceleration (G) (hereinafter referred to as "centrifugal G") generated during centrifugal force molding. G) (hereinafter referred to as "vibration G") can be added. That is, when the centrifugal G during low-speed rotation is 5 G, it is preferable to add a gravitational acceleration of 500 to 10,000 G as the vibration G.
Here, for example, in a concrete pile with an outer diameter of 1200 mm, the rotation speed of the formwork to obtain 5G is about 100 rpm. Since this is six times the outer diameter of 200 mm of the centrifugal specimen in the example described later, the vibration frequency also increases accordingly. Since the vibration G is proportional to the square of the vibration frequency, it is preferable to apply the vibration G according to the diameter (outer diameter) of the caster 2.

また、本実施形態においては、複数の加振機5において、歯車状部5aの突起の位置を合わせて、振動を同期させて付加してもよい。
このように、低速回転で振動を付加することで、低スランプの高強度コンクリート4を確実に充填しつつ、中速回転、高速回転で、コンクリート材料を自立させる又は余剰水をスラッジ水として排水することができる。結果として、パイル型枠1の内側に、緻密に締固められた高強度コンクリート4を遠心力成形することが可能となる。
Further, in the present embodiment, in the plurality of vibrators 5, the protrusions of the gear-shaped portions 5a may be aligned to apply vibrations in synchronization.
In this way, by applying vibration at low speed rotation, the high-strength concrete 4 with low slump is reliably filled, and at medium and high speed rotation, the concrete material is made to stand on its own or surplus water is drained as sludge water. be able to. As a result, it becomes possible to centrifugally form densely compacted high-strength concrete 4 inside the pile formwork 1.

低速回転後に、パイル型枠1を中速回転(15G程度)させ、パイル型枠1内に充填されたコンクリートの空隙を消滅させる。
最後に、パイル型枠1を高速回転(30~35G)させ、コンクリート材料を自立させる又は余剰水をスラッジ水として廃水させる。
After the low speed rotation, the pile form 1 is rotated at a medium speed (approximately 15 G) to eliminate voids in the concrete filled in the pile form 1.
Finally, the pile form 1 is rotated at high speed (30 to 35 G) to make the concrete material self-supporting or to drain excess water as sludge water.

なお、本実施形態においては、振動の付加は10G以下の回転の際のみで、主に低速回転で振動を付加する。一方、中速回転で10G以上になった場合、及び高速回転では振動は付加しない。これは、中速回転で15G以上となると、パイル型枠1がランナーホイール3から脱落する可能性があるからである。
さらに、振動をかける前に高速回転を与えた場合、骨材が遠心Gにより噛み合うため、その後、低速回転で振動をかけても、高強度コンクリート4が十分に充填されることがなくなる。これは、遠心力は、骨材等の材料を回転に対して鉛直方向に押圧するだけで、材料を横方向に広げないためである。一方、振動は、材料を横方向に広げようとする。このため、低速回転時に振動をかけることが好適である。
In this embodiment, vibrations are applied only when rotating at 10 G or less, and mainly when rotating at low speeds. On the other hand, when the rotation speed is 10G or more at medium speed or at high speed, no vibration is added. This is because the pile formwork 1 may fall off from the runner wheel 3 if the rotation speed exceeds 15G at medium speed.
Furthermore, if high-speed rotation is applied before applying vibration, the aggregates will engage with each other due to centrifugal G, so even if vibration is applied later at low-speed rotation, the high-strength concrete 4 will not be sufficiently filled. This is because centrifugal force only presses materials such as aggregates in a direction perpendicular to rotation, but does not spread the materials laterally. Vibrations, on the other hand, tend to spread the material laterally. For this reason, it is preferable to apply vibration during low speed rotation.

さらに、本実施形態のコンクリートは、成形後に蒸気養生されてもよい。この場合、対象とする製品や配合条件などによって、前置時間、上昇温度(昇温)、最高温度、保持時間、除冷方法等の蒸気養生条件を調整することが好適である。 Furthermore, the concrete of this embodiment may be steam-cured after forming. In this case, it is preferable to adjust steam curing conditions such as preheating time, rising temperature (temperature rise), maximum temperature, holding time, slow cooling method, etc., depending on the target product and formulation conditions.

以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来から、コンクリート杭は、遠心力成形法によって製造されていた。
By configuring as described above, the following effects can be obtained.
Conventionally, concrete piles have been manufactured by centrifugal forming.

一方、近年、コンクリート用混和剤の発達により、高強度コンクリートの製造が可能となっている。高強度コンクリートは、粘性が著しく大きくなり、まだ固まらないコンクリートで通常5~10cmのスランプでは、スコップ等を押し込んでも、なかなか入らないほど水飴のように硬いコンクリートになり、鉄筋籠の隙間を通過して打設することが困難であった。
それに対し、高い粘性を発揮する手前の状態で、すなわちスランプが0~4cmの範囲であれば、投入は可能になる。しかし、このようなコンクリートは、そのままでは、いくら遠心力成形しても型枠内に充填されず、おこしのような状態となり、高強度コンクリート杭として成形できなかった。
On the other hand, in recent years, the development of concrete admixtures has made it possible to produce high-strength concrete. The viscosity of high-strength concrete increases significantly, and when the slump is usually 5 to 10 cm, the viscosity of high-strength concrete becomes so hard that even if you push a shovel into it, it becomes hard like starch syrup and cannot pass through the gaps between reinforcing bars. It was difficult to pour the concrete.
On the other hand, if the slump is in the range of 0 to 4 cm, it is possible to introduce the material before it exhibits high viscosity. However, if such concrete is left as it is, no matter how much centrifugal force forming is performed, it will not be filled into the formwork, resulting in a lumpy state, making it impossible to form high-strength concrete piles.

ここで、従来から、遠心力成形で型枠を回転させる際に、型枠とランナーホイールとの間に、砂利や砂を噛ませて振動させ、コンクリートを型枠内に均一に充填させる方法が当業者に知られていた。
また、従来、特許文献1に記載されているように、ヒューム管の型枠の上から振動機を押し当てて振動を加える方法も知られていた。
Conventionally, when the formwork is rotated in centrifugal force forming, gravel or sand is inserted between the formwork and the runner wheel to vibrate it and fill the concrete uniformly into the formwork. known to those skilled in the art.
Furthermore, as described in Patent Document 1, a method of applying vibration by pressing a vibrator against the formwork of the Hume tube has also been known.

しかし、これらの方法は、全て、ヒューム管を製造する上での振動付加方法であり、コンクリート杭に適用することはできなかった。これは、コンクリート杭は細長い円筒状であり、これを製造するためのパイル型枠には、複数のキャスが形成されているためである。
すなわち、砂利や砂を噛ませて振動させる場合には、複数のキャスとランナーホイールとの間に、同時に砂利や砂を人為的に投入する必要があるため、非常に危険であった。さらに、ランナーホイールが損傷する可能性もあった。また、上から振動機を押し当てる場合、細長いパイル型枠では、十分な振動を与えることができなかった。
However, all of these methods involve adding vibration to the production of Hume pipes, and cannot be applied to concrete piles. This is because concrete piles have an elongated cylindrical shape, and a plurality of casts are formed in the pile formwork for manufacturing the concrete piles.
That is, when vibrating gravel or sand, it is necessary to artificially introduce the gravel or sand between a plurality of casters and the runner wheel at the same time, which is extremely dangerous. Furthermore, there was a possibility of damage to the runner wheels. Furthermore, when pressing a vibrator from above, it was not possible to apply sufficient vibration to the elongated pile formwork.

これに対して、(1)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、パイル型枠1の外周に特定間隔でキャス2を設け、キャス2の下部をランナーホイール3で支持し、キャス2と回動するランナーホイール3の摩擦伝導でパイル型枠1を回転させる遠心力成形によるコンクリート杭の製造方法であって、低スランプの高強度コンクリート4を充填し、キャス2の下部から加振機5により振動を付加して、遠心力成形することを特徴とする。 In contrast, (1) in the ultra-high-strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, casts 2 are provided at specific intervals around the outer periphery of the pile formwork 1, the lower part of the casts 2 is supported by a runner wheel 3, and the casts are This is a method for producing concrete piles by centrifugal force forming in which a pile formwork 1 is rotated by frictional conduction between a runner wheel 2 and a rotating runner wheel 3. It is characterized by adding vibration by machine 5 and performing centrifugal force forming.

このように構成することで、低スランプの高強度コンクリート4を振動により緻密に充填し、品質の高い超高強度コンクリート杭を製造可能となる。
加えて、キャス2に直接、振動を作用させることで、砂利や砂を噛ませる必要もなくなり、ランナーホイール3の損傷を防ぐこともできる。
With this configuration, it is possible to densely fill the high-strength concrete 4 with low slump by vibration, and to manufacture a high-quality ultra-high-strength concrete pile.
In addition, by applying vibration directly to the caster 2, there is no need to cause gravel or sand to bite, and damage to the runner wheel 3 can also be prevented.

また、(2)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法において、加振機5は、複数の突起が形成され、この複数の突起がキャス2の下部からキャス2の回転に応じて押圧を加えつつ回動する歯車状部5aと、歯車状部5aを軸支して押圧を付加する押圧部5bとを備える(1)に記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 (2) In the ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, the vibrator 5 is formed with a plurality of protrusions, and the plurality of protrusions press from the lower part of the caster 2 according to the rotation of the caster 2. The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to (1) is characterized in that it comprises a gear-shaped part 5a that rotates while applying pressure, and a pressing part 5b that pivotally supports the gear-shaped part 5a and applies pressure. do.

このように構成し、備えられたランナーホイール3の中間位置に加振機5を設置し、キャス2に当接された歯車状部5aが回転して振動を付加することで、振動の回転数を容易に見積もることが可能となる。これにより、パイル型枠1に加わる振動Gを容易に算出することができ、確実に振動させ、高強度コンクリート4を緻密に充填することが可能となる。 The vibrator 5 is installed at an intermediate position of the runner wheel 3 configured in this manner, and the gear-like part 5a that is in contact with the cast member 2 rotates to apply vibration, thereby increasing the rotational speed of the vibration. can be easily estimated. Thereby, the vibration G applied to the pile formwork 1 can be easily calculated, and it becomes possible to vibrate reliably and densely fill the high-strength concrete 4.

また、(3)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、振動は、遠心加速度で10G以下の回転の際にのみ付加される(1)又は(2)に記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 (3) In the ultra-high-strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, vibration is applied only when the ultra-high-strength concrete pile according to (1) or (2) is rotated at a centrifugal acceleration of 10 G or less. It is characterized by being a pile manufacturing method.

このように構成することで、中速回転(15G)以上では型枠が飛び出す危険性を抑えることができる。さらに、振動をかける前に高速回転を与えることで骨材が遠心Gにより噛み合い、その後に低速回転で振動をかけても骨材等の材料が広がらなくなる現象を防ぐことができる。 With this configuration, it is possible to suppress the risk of the formwork popping out at medium speed rotation (15G) or higher. Furthermore, by applying high-speed rotation before applying vibration, it is possible to prevent the aggregates from interlocking with each other due to centrifugal G, and the phenomenon in which materials such as aggregates do not spread even if vibration is applied at low-speed rotation after that can be prevented.

また、(4)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、振動により、遠心Gの100~2000倍の振動Gを付加する(1)乃至(3)のいずれかに記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 (4) In the ultra-high-strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, the ultra-high-strength concrete pile according to any one of (1) to (3), in which a vibration G of 100 to 2000 times the centrifugal G is applied by vibration. The present invention is characterized by being a method for manufacturing strong concrete piles.

このように構成することで、高強度コンクリート4のコンクリート材料を、遠心方向とは異なる方向に十分、広げることができ、高強度コンクリート4を緻密に充填可能となる。 With this configuration, the concrete material of the high-strength concrete 4 can be sufficiently spread in a direction different from the centrifugal direction, and the high-strength concrete 4 can be densely filled.

また、従来から、遠心力成形によるコンクリート円筒構造物の製造では、コンクリートの型枠への投入方法として、ポンプ投入方法と盛込み方法の二種類がある。
ポンプ投入において、高強度コンクリートのような粘性の高いものをポンプ圧送した場合、閉塞の恐れがあり圧送できなくなっていた。
また、盛込み投入方法では、通常5cm~10cmのスランプのコンクリートを用いるものの、高強度コンクリートでは粘性が高いため、鉄筋籠の隙間を通過して打設することが困難であった。
Furthermore, conventionally, in the manufacture of concrete cylindrical structures by centrifugal force forming, there are two types of methods for charging concrete into formwork: a pumping method and a filling method.
When pumping something highly viscous, such as high-strength concrete, there was a risk of blockage, making it impossible to pump.
Furthermore, in the pouring method, concrete with a slump of 5 cm to 10 cm is usually used, but because high-strength concrete has high viscosity, it is difficult to pour it through the gaps between reinforcing bar cages.

一方、従来から、高強度コンクリートを扱う場合、通常のスランプ管理では無く、コンクリートの広がりを見るスランプフローの状態で扱われることも多い。このようなスランプフローのコンクリートは、自己充填性コンクリートや高流動コンクリート等とも呼ばれ、過度の振動をかけなくても、型枠内に自重で自己充填でき、分離も発生しない。
しかしながら、高強度コンクリートをスランプフローの状態で遠心力成形に使用すると、盛込み投入方法では、投入量が下型枠の内空容積の二割~三割多い量を投入する必要が生じる。よって、下型枠に入りきれずに溢れてしまうという問題が生じるため、スランプフローの状態では、超高強度コンクリート杭の遠心力成形には使用できなかった。
On the other hand, conventionally, when handling high-strength concrete, it is often handled under a slump flow condition in which the concrete spreads, rather than under normal slump control. Such slump flow concrete is also called self-filling concrete or high-flow concrete, and can self-fill into formwork under its own weight without excessive vibration, and does not separate.
However, when high-strength concrete is used in centrifugal force forming in a state of slump flow, it becomes necessary to use an amount that is 20% to 30% larger than the internal volume of the lower formwork using the filling method. Therefore, there is a problem that it cannot fit into the lower formwork and overflows, so it cannot be used for centrifugal force forming of ultra-high strength concrete piles under slump flow conditions.

これに対して、(5)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、高強度コンクリート4は、スランプが0~4cmの範囲である(1)乃至(4)のいずれかに記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 On the other hand, (5) in the ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, the high strength concrete 4 has a slump in the range of 0 to 4 cm. It is characterized by being a method for manufacturing ultra-high strength concrete piles.

このように構成し、本実施形態に係る超高強度コンクリート杭用コンクリートは、高い粘性を発揮する手前の状態、スランプが0~4cmの範囲の低スランプコンクリートとする。このような、まだ固まらない状態の低スランプコンクリートは、骨材の周りにモルタルが付着している性状のため、盛込み方法でも、容易に鉄筋籠を通り抜けさせて下型枠に投入することが可能となる。
また、低スランプコンクリートは、盛込み方法で山盛りに盛り込むことも可能であり、下型枠から溢れだすこともなくなる。
The concrete for ultra-high strength concrete piles according to the present embodiment configured as described above is a low slump concrete with a slump in the range of 0 to 4 cm, which is on the verge of exhibiting high viscosity. This type of low-slump concrete that has not yet solidified has mortar attached to the aggregate, so it can be easily passed through the reinforcing bar cage and placed into the lower formwork using the filling method. becomes.
Additionally, low slump concrete can be packed in heaps using the filling method, and will not overflow from the lower formwork.

また、(6)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、高強度コンクリート4に用いられるセメントは、普通セメント、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントであり、水結合材比が10~18%である(1)乃至(5)のいずれかに記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 (6) In the ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, the cement used for the high strength concrete 4 is normal cement, early strength cement, moderate heat cement, or low heat cement, and the water binder ratio is The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to any one of (1) to (5) is characterized in that: 10 to 18%.

また、(7)本実施形態に係る超高強度コンクリート杭製造方法では、高強度コンクリート4は、セメントが普通セメントの場合、1kg/m3の単位量あたり、セメント500~650、混和材100~280、水100~140、細骨材500~600、粗骨材900~1200、及び減水剤10~20とし、水結合材比を10~18%とし、セメントが早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントの場合、1kg/m3の単位量あたり、セメント500~650、混和材100~280、水100~140、細骨材500~600、粗骨材900~1200、及び減水剤10~20とし、水結合材比を10~13%とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の超高強度コンクリート杭製造方法であることを特徴とする。 (7) In the ultra-high-strength concrete pile manufacturing method according to the present embodiment, when the cement is ordinary cement, the high-strength concrete 4 contains 500 to 650 of cement and 100 to 650 of admixture per unit amount of 1 kg/m 3 . 280, water 100-140, fine aggregate 500-600, coarse aggregate 900-1200, and water reducer 10-20, the water binder ratio is 10-18%, and the cement is early strength cement, moderate heat cement, Or in the case of low heat cement, per unit amount of 1 kg/ m3 , cement 500-650, admixture 100-280, water 100-140, fine aggregate 500-600, coarse aggregate 900-1200, and water reducing agent 10- 20 and the water binding material ratio is 10 to 13%.

このように構成することで、コンクリートパイルの強度の規格に合わせた超高強度コンクリート杭を製造することが可能となる。
ここで、コンクリートパイルには、「85N」、「105N」、及び「123N」の強度の規格が存在する。それらの圧縮強度の基準値は、それぞれ、85N/mm2、105Nが105N/mm2、123Nが123N/mm2である。また、規格上で「目標」とする圧縮強度は、85Nが95N/mm2、105Nが115N/mm2、123Nが130N/mm2程度である。本実施形態に係る杭成形装置10を用いることで、普通セメントを用いたものであっても105N規格の圧縮強度を満たし、後述する実施例2に示したように組成を更に調整することで、123N規格も満たすことができる。これにより、低コストで、高強度、高品位なコンクリート杭を製造することが可能となる。
さらに150N/mm2以上の高強度なコンクリート杭とするために、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメント等を用いることも可能である。
With this configuration, it is possible to manufacture an ultra-high strength concrete pile that meets the concrete pile strength standards.
Here, concrete piles have strength standards of "85N,""105N," and "123N." The standard values of their compressive strengths are 85 N/mm 2 , 105 N/mm 2 for 105 N, and 123 N/mm 2 for 123 N, respectively. Further, the "target" compressive strength in the standard is about 95 N/mm 2 for 85N, 115 N/mm 2 for 105N, and 130 N/mm 2 for 123N. By using the pile forming apparatus 10 according to this embodiment, even when using ordinary cement, the compressive strength of the 105N standard can be satisfied, and by further adjusting the composition as shown in Example 2 described later, 123N standard can also be satisfied. This makes it possible to manufacture high-strength, high-quality concrete piles at low cost.
Furthermore, in order to obtain a concrete pile with a high strength of 150 N/mm 2 or more, it is also possible to use early strength cement, moderate heat cement, low heat cement, or the like.

なお、上述の実施形態においては、加振機5に歯車状部5aを備える例について説明したものの、他の方式によりキャス2の下から振動を付加することも可能である。たとえば、加振機5の押圧部5bに、キャス2に当接する部材を滑らかな円筒形状の部材又は単なる突起を設けてもよい。この場合、シリンダー部材を、空気圧、油圧、又は電動で直接振動させて、キャス2を振動させるようにしてもよい。
このように構成することで、振動周波数をより細かく調整可能となる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, although the example in which the vibration exciter 5 is provided with the gear-shaped part 5a was demonstrated, it is also possible to apply vibration from below the caster 2 by other methods. For example, the pressing portion 5b of the vibration exciter 5 may be provided with a smooth cylindrical member or a simple protrusion as the member that contacts the caster 2. In this case, the cylinder member may be directly vibrated pneumatically, hydraulically, or electrically to vibrate the caster 2.
With this configuration, the vibration frequency can be adjusted more finely.

また、上述の実施の形態の図1では、加振機5を三つ見えるように記載したものの、単独の加振機5を備えるようにしても、キャス2の数に合わせて多数の加振機5を備えるように構成してもよい。さらに、図1では、加振機5を一つおきに載置したような例について示したものの、キャス2の数だけ加振機5を備えるようにしてもよい。または、パイル型枠1の端部のキャス2のみ振動させる加振機5を備えてもよい。
また、上述の実施形態においては、複数の加振機5について、振動を同期させて付加する例について記載したものの、共振を抑えるために同期させないようにしてもよい。
In addition, in FIG. 1 of the above-described embodiment, three vibration exciters 5 are shown as visible, but even if a single vibration exciter 5 is provided, a large number of vibration exciters will be generated according to the number of casters 2. It may also be configured to include a machine 5. Furthermore, although FIG. 1 shows an example in which the vibrator 5 is placed every other one, the vibrator 5 may be provided as many as the number of casters 2. Alternatively, a vibrator 5 that vibrates only the caster 2 at the end of the pile formwork 1 may be provided.
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which vibrations are applied in synchronization with respect to the plurality of vibrators 5, but the vibrations may not be synchronized in order to suppress resonance.

また、加振機5は、キャス2に振動を付加するのではなく、パイル型枠1に直接振動を付加してもよい。
この場合、キャス2とは異なる円筒状の構造をパイル型枠1に形成してもよい。このように構成された場合、歯車状部5aではなく、キャス2の円筒状の構造に歯車状の突起を形成させて、パイル型枠1を振動させてもよい。
Further, the vibrator 5 may directly apply vibration to the pile formwork 1 instead of applying vibration to the caster 2.
In this case, the pile formwork 1 may have a cylindrical structure different from that of the caster 2. When configured in this way, the pile formwork 1 may be vibrated by forming a gear-shaped protrusion on the cylindrical structure of the caster 2 instead of the gear-shaped portion 5a.

また、上述の実施形態では、低速回転時にのみ振動を加えるように記載したものの、中速回転時に、低速回転時よりも振動Gが小さな振動を加えてもよい。 Further, in the above-described embodiment, although it has been described that vibration is applied only during low-speed rotation, vibration with a smaller vibration G than during low-speed rotation may be applied during medium-speed rotation.

次に図面に基づき本発明を実施例によりさらに説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。 Next, the present invention will be further explained by examples based on the drawings, but the following specific examples are not intended to limit the present invention.

遠心力締固めコンクリートの圧縮強度試験方法であるJIS A 1136に基づいて、外径200mm、高さ300mm、内径120mmの円筒形の遠心供試体を作成した。 A cylindrical centrifugal specimen with an outer diameter of 200 mm, a height of 300 mm, and an inner diameter of 120 mm was prepared based on JIS A 1136, which is a compressive strength test method for centrifugally compacted concrete.

この時のパイル型枠1のキャス2の外径は330mmで、振動機の歯車状部5aの外径は80mmであった。この歯車状部5aの突起(歯)の数は、18枚であり、キャス2が一回転すると、突起が74回、接触する。すなわち、型枠一回転当たりの振動周波数は74となる。
本実施例におけるこの条件を、下記の表1に示す。
At this time, the outer diameter of the cast member 2 of the pile formwork 1 was 330 mm, and the outer diameter of the gear-shaped portion 5a of the vibrator was 80 mm. The number of protrusions (teeth) on this gear-shaped portion 5a is 18, and when the caster 2 rotates once, the protrusions make contact 74 times. That is, the vibration frequency per one rotation of the formwork is 74.
The conditions in this example are shown in Table 1 below.

Figure 2024000515000002
Figure 2024000515000002

このうち、歯車状部5aの回転数は、キャス2一回転当たりの歯車状部5aの回転数を示す。
また、下記の表2に、この遠心供試体(Φ20×30cm)の遠心G、キャス2(型枠)の回転数(rpm)、振動の周波数(Hz)、全振幅(mm)、及び振動Gを計算した例を示す。
Among these, the number of rotations of the gear-shaped portion 5a indicates the number of rotations of the gear-shaped portion 5a per one rotation of the caster 2.
Table 2 below also shows the centrifugal G of this centrifugal specimen (Φ20 x 30 cm), the rotation speed (rpm) of the cast 2 (formwork), the vibration frequency (Hz), the total amplitude (mm), and the vibration G. An example of calculating is shown below.

Figure 2024000515000003
Figure 2024000515000003

ここで、本実施例において、低速回転(5G)の時のキャス2の回転数は236rpmで、その際の周波数は17523(Hz)となり、振幅を0.001mmと仮定した場合に、振動Gは618となる。すなわち、遠心力形成時に発生する遠心Gの120倍の振動Gが発生し、コンクリートを押し広げる力が作用した。
一方、比較例として、遠心Gは同様で、振動を付加しない状態の供試体も用いた。
Here, in this example, the rotation speed of the caster 2 at low speed rotation (5G) is 236 rpm, the frequency at that time is 17523 (Hz), and assuming that the amplitude is 0.001 mm, the vibration G is It becomes 618. That is, a vibration G was generated that was 120 times the centrifugal G generated when centrifugal force was generated, and a force that spread the concrete was applied.
On the other hand, as a comparative example, a specimen with the same centrifugal G and no vibration was also used.

また、本実施例の遠心供試体の径が20mmなので、荷重は30kg程度となる。これに型枠の重量を含めると約50kgとなる。このため、シリンダー部材に空気圧で押圧を設定する場合、エアコンプレッサーの圧力を、0.1MPa~1MPaの範囲に設定すると、型枠ごと押し上げて脱落させずに適切な振動Gを付加することができ、好適である。 Furthermore, since the diameter of the centrifugal specimen of this example is 20 mm, the load is approximately 30 kg. Including the weight of the formwork, it will be approximately 50 kg. Therefore, when applying air pressure to the cylinder member, setting the pressure of the air compressor in the range of 0.1 MPa to 1 MPa will make it possible to apply an appropriate vibration G without pushing up the entire formwork and causing it to fall off. , is suitable.

本実施例の高強度コンクリート4の配合は、水セメント比(W/C(%))は18%、全骨材の容積に対する細骨材の占める割合である細骨材率(S/a(%))は45%、セメント量が600kgであった。スランプは0cmの低スランプで、型枠内に規定量詰め込み、遠心製管機上で遠心力成形を実施した。
遠心力成形方法は、振動を加えてもよい低速回転を30秒~2分とした。その後、中速回転(15G)、高速回転(35G)とした。
The composition of high-strength concrete 4 in this example has a water-cement ratio (W/C (%)) of 18%, and a fine aggregate ratio (S/a), which is the ratio of fine aggregate to the total aggregate volume. %)) was 45%, and the amount of cement was 600 kg. The slump was a low slump of 0 cm, a specified amount was packed into a mold, and centrifugal force forming was performed on a centrifugal tube making machine.
In the centrifugal force molding method, low-speed rotation, which may include vibration, was performed for 30 seconds to 2 minutes. Thereafter, it was rotated at medium speed (15G) and then at high speed (35G).

図3に、遠心力成形後の高強度コンクリート4の状態を示す。図3(a)は振動を付加した供試体(本実施例)の外面の状態を示す。図3(b)は振動を付加しない供試体(比較例)の外面の状態を示す。
振動を付加すると材料が型枠内部に充填され、内面も綺麗に仕上がった。一方、振動を付加しない場合、高強度コンクリート4材料のパイル型枠1内への充填は見られず、おこしのような状態となった。
FIG. 3 shows the state of high-strength concrete 4 after centrifugal force forming. FIG. 3(a) shows the state of the outer surface of the specimen (this example) to which vibration was applied. FIG. 3(b) shows the state of the outer surface of the specimen (comparative example) to which no vibration is applied.
When vibration was applied, the material was filled into the formwork, and the inner surface was also finished beautifully. On the other hand, when no vibration was applied, no filling of the high-strength concrete 4 materials into the pile form 1 was observed, and the pile form 1 was in a stale-like state.

次に、実施例2として、各組成において、セメントや他の材料を調整して、より強度発現及び内面性状を高めた。
セメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメント(いずれも、JIS R 5210準拠、太平洋セメント社製)を用いた。
混和材には、高炉スラグ微粉末8000、10000、20000ブレーン、シリカフューム等をブレンドした。このうち、高炉スラグ微粉末は、JIS A 6206準拠のもの(セラメント#8000、セラメント#10000、セラメント#20000。いずれも株式会社 デイ・シイ製)を用いた。シリカフュームは、JIS A 6207準拠のもの(巴工業株式会社の輸入販売、エジプト産)を用いた。
細骨材、粗骨材には、JIS A 5002準拠の硬質砂岩系骨材を使用した(コンクリート用砕砂、砕石2005。両神工業株式会社製)。
減水剤には、JIS A 6204準拠のポリカルボン酸系高性能AE減水剤を用いた(レオビルド8000SS、ポゾリス社製)
この結果を、下記の表3に示す。
Next, as Example 2, in each composition, cement and other materials were adjusted to further enhance strength development and inner surface properties.
As the cement, ordinary Portland cement, early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement (all based on JIS R 5210, manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) were used.
Blast furnace slag powder 8000, 10000, 20000 brane, silica fume, etc. were blended as the admixture. Among these, the blast furnace slag powder used was one compliant with JIS A 6206 (Cerament #8000, Cerament #10000, and Cerament #20000, all manufactured by DC Corporation). The silica fume used was one compliant with JIS A 6207 (imported and sold by Tomoe Kogyo Co., Ltd., made in Egypt).
Hard sandstone-based aggregates conforming to JIS A 5002 were used as the fine aggregate and coarse aggregate (crushed sand for concrete, crushed stone 2005, manufactured by Ryojin Kogyo Co., Ltd.).
A high-performance polycarboxylic acid-based AE water reducing agent compliant with JIS A 6204 was used as the water reducing agent (Reobuild 8000SS, manufactured by Pozolis).
The results are shown in Table 3 below.

Figure 2024000515000004
Figure 2024000515000004

各試験例において、セメント種類の「普通」は普通セメント、「早強」は早強セメント、「中庸熱」は中庸熱セメント、「低熱」は低熱セメントを、それぞれ示す。
内面性状は、「〇」は良好、「△」は平滑性が無く波打つ、「×」は平滑性がなく真円にならない状態を示す。
In each test example, the cement type "normal" indicates normal cement, "early strength" indicates early strength cement, "moderate heat" indicates moderate heat cement, and "low heat" indicates low heat cement.
Regarding the inner surface condition, "〇" indicates good condition, "△" indicates no smoothness and is wavy, and "x" indicates no smoothness and is not perfectly round.

結果として、本実施例のコンクリートのセメントとして、普通セメントを用いた場合、7日後の圧縮強度が150N/mm2を超える組成のものは、遠心成形後の内面性状が波打っていた。一方、普通セメントを用いても、圧縮強度が130N/mm2までとなる組成のコンクリートでは、内面性状は良好であった。また、早強セメント、中庸熱セメントや低熱セメントでは、150N/mm2を超える組成のものであっても、いずれの組成でも、内面性状は良好であった。
すなわち、圧縮強度が130N/mm2でも、用途によっては十分な強度となるため、これ未満の強度でよければ、普通セメント、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントを用いることが可能である。一方、圧縮強度として130N/mm2を超える必用があるコンクリートでは、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントを用いることが好適である。
As a result, when ordinary cement was used as the cement for the concrete of this example, those having a composition whose compressive strength after 7 days exceeded 150 N/mm 2 had a wavy inner surface after centrifugal forming. On the other hand, even when ordinary cement was used, concrete with a composition having a compressive strength of up to 130 N/mm 2 had good inner surface properties. In addition, for early-strength cement, medium-heat cement, and low-heat cement, the inner surface properties were good regardless of the composition, even if the composition exceeded 150 N/mm 2 .
In other words, even a compressive strength of 130 N/mm 2 is sufficient strength depending on the application, so if a strength lower than this is acceptable, it is possible to use ordinary cement, early strength cement, moderate heat cement, or low heat cement. . On the other hand, for concrete whose compressive strength must exceed 130 N/mm 2 , it is preferable to use early-strength cement, medium-heat cement, or low-heat cement.

また、本実施例のコンクリートの水結合材比は、10~18%であることが好適であった。
具体的には、普通セメントを用いた、圧縮強度が130N/mm2までとなる普通セメントを用いたコンクリートでは、水結合材比は18%までとすることが好適であった。具体的には、試験例11で示すように、単位水量が多くなり、水結合材比が18%より大きくなると、コンクリートは扱いやすくなるものの、内面性状は悪く、強度も低くなる傾向にあった。また、水結合材比は、10%未満であると、そもそもコンクリートの混練ができないために材料が分離し、内面性状も、強度も十分でなくなる。
また、早強セメント、中庸熱セメントや低熱セメントを用いて、圧縮強度が150N/mm2を超える組成のものは、水結合材比を18%より小さくし、13%程度とすることが好適であった。
Further, the water binder ratio of the concrete of this example was preferably 10 to 18%.
Specifically, in concrete using ordinary cement with a compressive strength of up to 130 N/mm 2 , it was preferable that the water binder ratio be up to 18%. Specifically, as shown in Test Example 11, when the unit water volume increased and the water binder ratio exceeded 18%, concrete became easier to handle, but the inner surface properties tended to deteriorate and the strength decreased. . Furthermore, if the water binder ratio is less than 10%, the concrete cannot be kneaded in the first place and the materials will separate, resulting in insufficient inner surface properties and strength.
In addition, for compositions with compressive strength exceeding 150 N/mm 2 using early-strength cement, medium-heat cement, or low-heat cement, it is preferable that the water-binder ratio is lower than 18%, and approximately 13%. there were.

より具体的に説明するとまた、圧縮強度が130N/mm2までとなる普通セメントを用いたコンクリートでは、1kg/m3の単位量あたり、普通セメント500~650、混和材100~280、水100~140、細骨材500~600、粗骨材900~1200、及び減水剤10~20とし、水結合材比を10~18%とすることが好適である。
また、圧縮強度が150N/mm2を超えるコンクリートでは、1kg/m3の単位量あたり、早強セメント、中庸熱セメント、若しくは低熱セメントを500~650、混和材100~280、水100~140、細骨材500~600、粗骨材900~1200、及び減水剤10~20とし、水結合材比を10~13%とすることが好適である。
To explain more specifically, in concrete using ordinary cement with a compressive strength of up to 130 N/mm 2 , per unit amount of 1 kg/m 3 , ordinary cement 500 to 650, admixture 100 to 280, and water 100 to 140, fine aggregate 500 to 600, coarse aggregate 900 to 1200, and water reducing agent 10 to 20, and preferably the water binder ratio is 10 to 18%.
In addition, for concrete with a compressive strength exceeding 150 N/mm 2 , per unit amount of 1 kg/m 3 , add 500 to 650 of early strength cement, medium heat cement, or low heat cement, 100 to 280 of admixture, 100 to 140 of water, It is preferable that the fine aggregate is 500 to 600%, the coarse aggregate is 900 to 1200%, and the water reducing agent is 10 to 20%, and the water binder ratio is 10 to 13%.

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。 Note that the configuration and operation of the embodiment described above are merely examples, and it goes without saying that the configuration and operation of the embodiment can be modified and executed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

1 パイル型枠
2 キャス
3 ランナーホイール
4 高強度コンクリート
5 加振機
5a 歯車状部
5b 押圧部
10 杭成形装置
C 軸
M 駆動部
1 Pile formwork 2 Cast 3 Runner wheel 4 High-strength concrete 5 Vibrator 5a Gear-shaped part 5b Pressing part 10 Pile forming device C Axis M Drive part

Claims (8)

型枠の外周に特定間隔でキャスを設け、該キャスの下部をランナーホイールで支持し、前記キャスと回動する前記ランナーホイールの摩擦伝導で前記型枠を回転させる遠心力成形によるコンクリート杭の製造方法であって、
低スランプの高強度コンクリートを充填し、
前記キャスの下部から加振機により振動を付加して、遠心力成形する
ことを特徴とする超高強度コンクリート杭製造方法。
Manufacture of concrete piles by centrifugal force forming, in which casts are provided at specific intervals around the outer periphery of the formwork, the lower part of the casts is supported by a runner wheel, and the formwork is rotated by friction transmission between the casts and the runner wheel that rotates. A method,
Filled with low slump high strength concrete,
A method for manufacturing an ultra-high strength concrete pile, characterized in that centrifugal force forming is performed by applying vibration from the lower part of the cast using a vibrator.
前記加振機は、
複数の突起が形成され該複数の突起が前記キャスの下部から前記キャスの回転に応じて押圧を加えつつ回動する歯車状部と、該歯車状部を軸支して前記押圧を付加する押圧部とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
The vibration exciter is
a gear-like part in which a plurality of protrusions are formed and the plurality of protrusions rotate while applying pressure from the lower part of the caster according to the rotation of the caster; and a press that pivotally supports the gear-like part to apply the pressure. The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to claim 1, further comprising: a.
前記振動は、遠心加速度で10G以下の回転の際にのみ付加される
ことを特徴とする請求項1に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to claim 1, wherein the vibration is applied only during rotation at a centrifugal acceleration of 10 G or less.
前記振動により、遠心力成形時に発生する遠心加速度の100~2000倍の重力加速度を付加する
ことを特徴とする請求項1に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
2. The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to claim 1, wherein the vibration applies a gravitational acceleration that is 100 to 2000 times the centrifugal acceleration generated during centrifugal force forming.
前記高強度コンクリートは、スランプが0~4cmの範囲である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the high strength concrete has a slump in the range of 0 to 4 cm.
前記高強度コンクリートに用いられるセメントは、普通セメント、早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントであり、
水結合材比が10~18%である
ことを特徴とする請求項5に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
The cement used for the high strength concrete is normal cement, early strength cement, moderate heat cement, or low heat cement,
The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to claim 5, wherein the water binding material ratio is 10 to 18%.
前記セメントが普通セメントの場合、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~18%とし、
前記セメントが早強セメント、中庸熱セメント、又は低熱セメントの場合、1kg/m3の単位量あたり、セメント500~650kg/m3、混和材100~280kg/m3、水100~140kg/m3、細骨材500~600kg/m3、粗骨材900~1200kg/m3、及び減水剤10~20kg/m3の配合とし、水結合材比を10~13%とする
ことを特徴とする請求項6に記載の超高強度コンクリート杭製造方法。
When the cement is normal cement, cement 500-650 kg/m 3 , admixture 100-280 kg/m 3 , water 100-140 kg/m 3 , fine aggregate 500-600 kg/m 3 , coarse aggregate 900-1200 kg/m 3 m 3 and a water reducing agent of 10 to 20 kg/m 3 and a water binder ratio of 10 to 18%,
When the cement is early strength cement, medium heat cement, or low heat cement, per unit amount of 1 kg/m 3 , cement 500-650 kg/m 3 , admixture 100-280 kg/m 3 , water 100-140 kg/m 3 , fine aggregate 500 to 600 kg/m 3 , coarse aggregate 900 to 1200 kg/m 3 , and water reducing agent 10 to 20 kg/m 3 , with a water binder ratio of 10 to 13%. The ultra-high strength concrete pile manufacturing method according to claim 6.
型枠の外周に特定間隔でキャスを設け、該キャスの下部をランナーホイールで支持し、前記キャスと回動する前記ランナーホイールの摩擦伝導で前記型枠を回転させる遠心力成形によるコンクリート杭の製造に用いる加振機であって、
複数の突起が形成され該複数の突起が前記キャスの下部から前記キャスの回転に応じて押圧を加えつつ回動する歯車状部と、
前記歯車状部を軸支して前記押圧を付加する押圧部とを備える
ことを特徴とする加振機。
Manufacture of concrete piles by centrifugal force forming, in which casts are provided at specific intervals around the outer periphery of the formwork, the lower part of the casts is supported by a runner wheel, and the formwork is rotated by friction transmission between the casts and the runner wheel that rotates. A vibration exciter used for
a gear-shaped part in which a plurality of protrusions are formed and the plurality of protrusions rotate while applying pressure from a lower part of the caster according to the rotation of the caster;
A vibration exciter comprising: a pressing part that pivotally supports the gear-shaped part and applies the pressing force.
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