JP3218516B2 - コンクリートの施工方法 - Google Patents

コンクリートの施工方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリートの施工方
法にかかり、特にマスコンクリートのひびわれを防止し
得る施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液化天然ガスの地下タンクや原子炉施設
等の大規模構造物は、その主要部がマスコンクリート構
造により構築されている。マスコンクリートは、ひびわ
れを生じることがあり、その多くは温度応力によるひび
われである。すなわち、打設されたコンクリートの内部
は水和熱に伴う温度膨張により伸びようとするが、表面
部は温度膨張速度が相対的に小さいため内部の伸びに追
従できず、そのため、内部に圧縮応力が生じ、表層部に
引張応力が生じて、ひびわれが発生する。
【0003】このようなマスコンクリートのひびわれを
防止する方法としては、打設時のコンクリートの温度を
下げておくことでセメントの水和反応時の発熱に起因す
るコンクリート内部の温度上昇を抑え膨張・収縮の度合
を低下させる、いわゆるプレクーリング工法と呼ばれる
工法が知られている。このプレクーリング工法の特徴
は、冷水、冷風、氷、あるいは液体窒素のような液化ガ
ス等を冷却媒体とし、この冷却媒体を用いてコンクリー
トの構成要素であるセメント、骨材、水等の材料を予め
冷却しておき、この冷却された材料を混合して打設前の
コンクリートの温度を下げておくことにある。このプレ
クーリング工法は、例えば、コンクリート又はコンクリ
ート材料中に前記液体窒素のような液化ガス等を直接混
入することにより行われるものであり、骨材としての砂
・砂利を冷却するサンドプレクール法やコンクリートの
混練時にコンクリートを冷却する方法等がある。このよ
うにして冷却処理されたコンクリートを打設することに
より、コンクリート内部の温度上昇を抑さえて膨張・収
縮を抑え、温度応力によりマスコンクリート内に発生す
るひびわれを低減することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記施
工方法は、液体窒素のような液化ガス等の冷却媒体を大
量に必要とし、冷却処理におけるランニングコストが高
いという欠点がある。本発明は、前記事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、低コストで温度
応力によるひびわれを防止するコンクリートの施工方法
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、以下の手段を採用した。すなわ
ち、本発明は、コンクリートを打設するに際して、形成
しようとするマスコンクリートの一部分を形成するとき
に冷却コンクリートを打設し、他の部分を形成するとき
に非冷却コンクリートを打設する構成となっており、前
記冷却コンクリートを、前記マスコンクリートの表層部
に打設することを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明のコンクリートの施工方法によれば、形
成しようとするマスコンクリートの一部分を形成すると
きに冷却コンクリートを打設し、他の部分を形成すると
きに非冷却コンクリートを打設するので、非冷却コンク
リートに比べ冷却コンクリートは温度上昇速度が速く膨
張速度が速い。そのため、マスコンクリートの引っ張り
応力の生じ易い部分に冷却コンクリートを打設すること
により内部応力の低減が図れる。
【0007】特に、本発明のコンクリートの施工方法に
よれば、冷却コンクリートがマスコンクリートの表層部
に打設されるために、表層部の温度上昇速度が速く、表
層部が内部の伸びに追従することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明のコンクリートの施工方法を、
図を参照しながら詳しく説明する。図1は本発明のコン
クリートの施工方法の一例を示す図であり、この図にお
いて符号1は、マスコンクリートである。このマスコン
クリート1は、地盤Aの上に非冷却コンクリート2が打
設され、その上に冷却されたコンクリート3が打設され
たものである。
【0009】前記マスコンクリート1を形成するには、
まず、コンクリート,石等により地盤Aを造り、この地
盤Aの上に、非冷却コンクリート2を全体の高さの2/
3まで打設する。非冷却コンクリート2は、それぞれ所
定量の骨材となる砂、セメントおよび水とがミキサによ
り混練されたものである。
【0010】前記非冷却コンクリート2打設後直ちに、
この非冷却コンクリート2の上に、冷却コンクリート3
を打設する。冷却コンクリート3は、コンクリート材料
を冷却した後混練して得られるものであってもよく、コ
ンクリート材料の混練中あるいは混練後に冷却したもの
であってもよい。冷却コンクリート3を得るための冷却
処理は、例えばサンドプレクール工法が採られる。サン
ドプレクール工法は、骨材となる砂を冷却する工法で、
液体窒素を供給する液化ガス供給管が接続され内部に攪
拌羽根を有したミキサーが使用される。このミキサは、
液体窒素と砂とを撹拌羽根により混練するもので、その
過程において液体窒素の冷熱が砂に付与され、砂の冷却
が実行されるものである。
【0011】図2は、地盤Aの上に非冷却コンクリート
2のみを打設した非冷却マスコンクリート4を示す図で
あり、図3は地盤Aの上に冷却コンクリート3のみを打
設した冷却マスコンクリート5を示す図である。
【0012】図1ないし図3に示したマスコンクリート
1,4,5について、有限要素法(FEM)によるシミ
ュレーション解析を行った。この解析は、温度解析を上
下方向熱伝導問題とし、温度応力解析を二次元平面ひず
み問題とし、図1および図2の非冷却コンクリート2が
30℃のコンクリートとし、図1および図3の冷却コン
クリート3が、同様の成分からなる15℃のコンクリー
トとして行ったもので、表1および表2に解析定数を示
す。これらの解析結果を図4ないし図10に示す。
【表1】
【表2】
【0013】マスコンクリート1は、その中間層部およ
び下層部の温度経時変化(図4参照)が非冷却マスコン
クリート4の温度経時変化(図5参照)とほぼ同じであ
る。そして、マスコンクリート1の表層部は、冷却マス
コンクリート5の温度経時変化(図6参照)とほぼ同様
で、冷却マスコンクリート5の温度経時変化に比べ温度
上昇が速く、また非冷却マスコンクリート4の表層部に
比較して温度下がり方が緩やかで温度上昇期間が長い。
このため、マスコンクリート1の温度応力変化(図7参
照)は、非冷却マスコンクリート4の温度経時変化(図
8参照)および冷却マスコンクリート5の温度経時変化
(図9参照)に比べ、表層部の引張応力がとても小さ
い。また、マスコンクリート1は、その表面における温
度ひびわれ指数変化(図10参照)が、非冷却マスコン
クリート4および冷却マスコンクリート5に比べ著しく
大きく、ひびわれが起こりにくいものであることが明ら
かである。
【0014】上述の実施例のような施工方法により得ら
れるマスコンクリート1は、表層部の温度上昇速度が速
く、表層部が内部の伸びに追従し、表層部に引張応力を
ほとんど生じないものである。そのため、マスコンクリ
ートがひびわれの起こりにくいものとなり得る。また、
全体の1/3のコンクリートについてのみ冷却処理を行
うので、従来のように全体を冷却処理するのに比べ、液
体窒素のような液化ガス等の冷却媒体が1/3となり、
冷却処理におけるランニングコストが従来の1/3に低
減する。
【0015】図11および図12は、本発明のコンクリ
ートの施工方法の別の実施例を示すものである。図11
は、地盤上に形成されたコンクリート製の底版Bの上
に、本発明によるマスコンクリートを形成した例を示す
ものであり、これは、形成しようとする壁状のマスコン
クリート7の表層部に冷却コンクリート3を打設し、そ
の内部に非冷却コンクリート2を打設する方法である。
図12に示す施工方法は、地盤A上に形成しようとする
底版状のマスコンクリート11の端部に冷却コンクリー
ト3を打設するとともに中央部に非冷却コンクリート2
を打設し、その後、マスコンクリート11の上層部を冷
却コンクリート3で打設する方法である。
【0016】これら図11および図12に示すコンクリ
ートの施工方法においても、マスコンクリートの一部分
を形成するときにその表層部に冷却コンクリート3を打
設するので、環境や気温等に応じてマスコンクリートの
引っ張り応力の生じ易い部分に冷却コンクリート3を打
設することにより内部応力の低減が図れる。
【0017】
【0018】また、図1、図11および図12に示した
本発明の施工方法においては、冷却コンクリートを、形
成しようとするマスコンクリートの全体の容積に対して
25%〜50%とするのが好ましい。なぜなら、冷却コ
ンクリートが25%未満では、マスコンクリート全体の
内部応力を変化させる効果が薄く、また50%を越えて
打設すると、冷却コンクリートに非冷却コンクリートか
らの熱の流入が少なくなり、そのため、冷却コンクリー
ト部分の温度上昇速度を早くする効果が減少するととも
に冷却処理のコストが増加してしまう。
【0019】なお、上記の実施例は、冷却コンクリート
3を15℃のコンクリートとしたが、本発明の施工方法
は上記実施例に限られることなく、適宜の冷却幅を設定
し冷却処理を施した冷却コンクリートを用いることがで
きる。
【0020】
【発明の効果】本発明のコンクリートの施工方法によれ
ば、形成しようとするマスコンクリートの一部分を形成
するときに冷却コンクリートを打設し、他の部分を形成
するときに非冷却コンクリートを打設するので、マスコ
ンクリートの引っ張り応力の生じ易い部分に冷却コンク
リートを打設することにより内部応力の低減が図れる。
そのため、内部応力によるひびわれを防止することが可
能となり得る。
【0021】特に、本発明のコンクリートの施工方法に
よれば、冷却コンクリートがマスコンクリートの表層部
に打設されるために、表層部の温度上昇速度が速く、表
層部が内部の伸びに追従することができる。これによ
り、従来と異なり、表層部に引張応力がほとんど生じ
ず、ひび割れの発生を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の施工方法によるマスコンクリートの一
例を示す断面図である。
【図2】冷却処理をしないマスコンクリートの一例を示
す断面図である。
【図3】従来の冷却処理をしたマスコンクリートの一例
を示す断面図である。
【図4】図1に示したマスコンクリートの温度経時変化
を示すグラフである。
【図5】図2に示したマスコンクリートの温度経時変化
を示すグラフである。
【図6】図3に示したマスコンクリートの温度経時変化
を示すグラフである。
【図7】図1に示したマスコンクリートの応力経時変化
を示すグラフである。
【図8】図2に示したマスコンクリートの応力経時変化
を示すグラフである。
【図9】図3に示したマスコンクリートの応力経時変化
を示すグラフである。
【図10】図1ないし図3に示したマスコンクリートの
ひびわれ指数経時変化を示すグラフである。
【図11】本発明の施工方法によるマスコンクリートの
他の例を示す断面図である。
【図12】本発明の施工方法によるマスコンクリートの
他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】1,7,11 マスコンクリート 2 非冷却コンクリート 3 冷却コンクリート

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリートを打設するに際して、形成
    しようとするマスコンクリートの一部分を形成するとき
    に冷却コンクリートを打設し、他の部分を形成するとき
    に非冷却コンクリートを打設する構成となっており、 前記冷却コンクリートを、前記マスコンクリートの表層
    部に打設することを特徴とするコンクリートの施工方
    法。
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