JP4999608B2 - Method for manufacturing ultra-high strength concrete member and method for analyzing unframed procedure - Google Patents

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本発明は、断熱型枠を使用して養生を行う超高強度コンクリート部材の製造方法、及び脱枠手順解析方法に関する。     The present invention relates to a method for manufacturing an ultra-high-strength concrete member that is cured using a heat-insulating formwork, and a method for analyzing a deframement procedure.

従来、圧縮強度が100MPa以下のコンクリートや、ダム等の大型構造物に使用されるマスコンクリートにおいては、コンクリートを打設した後にコンクリート表面にひび割れが発生し得ることが知られている。そのようなひび割れが発生する原因は次の通りと考えられる。すなわち、コンクリートを打設するとセメントの水和熱によってコンクリート全体の温度が一律に上昇しようとするが、表面部分及びその近傍部分のコンクリートは熱が外部に放散され易いので、内部のコンクリートとの間で温度差が生じてしまう。このため、温度の高い中心部分のコンクリートと温度の低い表面部分のコンクリートの温度ひずみに差が生じることになるが、両者は一体化しているためにお互いの変形を拘束する。その結果、表面部分のコンクリートには引張応力、中心部分のコンクリートには圧縮応力がそれぞれ作用する。     Conventionally, in concrete having a compressive strength of 100 MPa or less and mass concrete used for large structures such as dams, it is known that cracks may occur on the concrete surface after the concrete is placed. The cause of such cracking is considered as follows. In other words, when concrete is placed, the temperature of the concrete as a whole tends to rise uniformly due to the heat of hydration of the cement. However, since the surface part and the concrete in the vicinity thereof are easily dissipated to the outside, A temperature difference will occur. For this reason, although a difference arises in the temperature distortion of the concrete of the central part with high temperature, and the concrete of the surface part with low temperature, since both are integrated, they restrain each other's deformation. As a result, tensile stress acts on the surface concrete, and compressive stress acts on the central concrete.

このようなひび割れを低減する方法としては、養生をする際に断熱型枠を使用してコンクリートを保温し部材内の温度分布を均一にすることにより、中心部分のコンクリートと表面部分のコンクリートの温度差をできるだけ少なくする方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、FEM(有限要素法)により各要素の温度応力を解析し、ひび割れ発生箇所を予測する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−262754号公報 特開2004−171190号公報
As a method for reducing such cracks, the temperature of the concrete in the central part and the concrete in the surface part is maintained by keeping the concrete warm by using a heat-insulating formwork during curing and making the temperature distribution in the member uniform. A method for reducing the difference as much as possible is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, a method has been proposed in which temperature stress of each element is analyzed by FEM (finite element method) to predict a crack occurrence location (for example, see Patent Document 2).
JP 2001-262754 A JP 2004-171190 A

ところで、最近は、圧縮強度が100MPaを超えるような超高強度コンクリートが超高層建物等で使用されている。この超高強度コンクリートでは、使用するセメント量が多く単位セメント量も多くなるので、打設されて硬化する際の水和反応に伴う発熱量が普通のコンクリート(つまり、圧縮強度が100MPa未満のコンクリート)に比べて大きくなることや、自己収縮ひずみが大きくなるという特性を持つ。また、超高強度コンクリートの自己収縮ひずみは打設後に時間経過とともに増進し、かつ水和発熱による高温条件下において、温度が高いほどその増進が大きいことが知られている。そして、このような超高強度コンクリートでは、
・ 断熱型枠を用いずに養生を行った場合
・ 断熱型枠を用いたとしてもその厚みが薄すぎたり厚すぎたりした場合
には、材齢初期(具体的には材齢7日以内程度)にひび割れが発生するという問題があった。また、断熱型枠の厚みが適正であって材齢初期にひび割れが発生しなかったとしても脱枠時にひび割れが発生してしまう場合もあった。以下、それぞれのひび割れ発生及びその他の問題点について説明する。
Recently, ultra-high-strength concrete having a compressive strength exceeding 100 MPa is used in high-rise buildings and the like. In this ultra-high-strength concrete, the amount of cement used is large and the amount of unit cement is also large. Therefore, the amount of heat generated by the hydration reaction when placed and hardened is normal concrete (that is, concrete having a compressive strength of less than 100 MPa). ) And self-shrinkage strain is increased. In addition, it is known that the self-shrinkage strain of ultra-high strength concrete increases with time after pouring, and the increase is higher as the temperature is higher under high temperature conditions due to hydration heat generation. And in such ultra high strength concrete,
・ When curing without using heat insulation formwork ・ Even if heat insulation formwork is used, if the thickness is too thin or too thick, the initial age of the material (specifically, within about 7 days of material age) ) Has a problem of cracking. Moreover, even if the thickness of the heat insulating formwork is appropriate and cracks do not occur at the early stage of aging, cracks may occur at the time of frame removal. Hereinafter, each crack generation and other problems will be described.

(1) 断熱型枠の厚みが厚すぎた場合のひび割れ発生 (1) Cracking occurs when the thickness of the heat insulating formwork is too thick

コンクリートを打設するとセメントの水和熱によって温度が上昇しようとするが、断熱型枠の厚みが厚い場合には、コンクリート全体は保温されて温度は一律に上昇し、中心部分のコンクリートと表面部分のコンクリートとの温度差は少なくなる。この場合、超高強度コンクリートを使用したコンクリート部材であっても、部材内部に鉄筋が配置されていない無筋コンクリート部材であれば、表面部分と中心部分のコンクリートの自由ひずみ(すなわち自己収縮ひずみと温度ひずみの合計)の差は非常に小さく、両者がお互いを拘束することに起因するひび割れ発生は抑制される。しかし、超高強度コンクリートを使用したコンクリート部材であって、部材内部に鉄筋が配筋されている鉄筋コンクリート部材の場合は、ひび割れ発生が抑制されない場合がある。コンクリートの発熱に伴い、該鉄筋は熱膨張しようとする。鉄筋とコンクリートの線膨張係数はほぼ同じであるため、該鉄筋に接しているコンクリートの自由ひずみのうち自己収縮ひずみが拘束されて、該部分には引張応力(拘束応力)が発生し、該引張応力が許容応力(引張強度)を超えた時点でひび割れが発生することとなる。なお、他の構造物(周辺構造物)に拘束されることに基づきコンクリート部材の自己収縮ひずみや温度ひずみが拘束される場合も同様であって、該自己収縮ひずみおよび温度ひずみが拘束される部分に引張応力(拘束応力)が発生し、該引張応力が許容応力(引張強度)を超えた時点でひび割れが発生することとなる。柱部材などに代表される鉄筋コンクリート部材は、部材表面付近に多くの鉄筋が配置される場合が多く、このような場合、型枠の厚みが厚すぎると、高温条件下で大きく増進しようとする自己収縮ひずみが鉄筋に拘束され、部材表面にひび割れが発生することとなる。     When concrete is placed, the temperature tends to rise due to the heat of hydration of the cement, but if the insulation formwork is thick, the entire concrete is kept warm and the temperature rises uniformly. The temperature difference with concrete is less. In this case, even if the concrete member uses ultra-high-strength concrete, if it is an unreinforced concrete member with no reinforcing bars inside the member, the free strain (that is, the self-shrinkage strain of the surface portion and the central portion) The difference in the total temperature strain) is very small, and the occurrence of cracks due to the fact that they both restrain each other is suppressed. However, in the case of a reinforced concrete member using super high-strength concrete and having reinforcing bars arranged inside the member, the occurrence of cracks may not be suppressed. As the concrete heats up, the reinforcing bars tend to expand. Since the linear expansion coefficient of reinforcing steel and concrete is almost the same, self-shrinkage strain is restrained among the free strain of concrete in contact with the reinforcing steel, and tensile stress (restraint stress) is generated in the part, and the tensile stress Cracking occurs when the stress exceeds the allowable stress (tensile strength). The same applies to the case where the self-shrinkage strain and temperature strain of the concrete member are constrained based on being constrained by other structures (peripheral structures). Tensile stress (restraint stress) is generated in the cracks, and cracks occur when the tensile stress exceeds the allowable stress (tensile strength). In many cases, reinforced concrete members such as column members are placed near the surface of the member. In such a case, if the thickness of the formwork is too thick, the self will try to increase greatly under high temperature conditions. The shrinkage strain is restrained by the reinforcing bars, and cracks are generated on the surface of the member.

(2) 断熱型枠を用いなかったり薄い断熱型枠を用いたりした場合のひび割れ発生 (2) Cracking when a heat insulating formwork is not used or a thin heat insulating formwork is used

コンクリートを打設するとセメントの水和熱によってコンクリート全体の温度が一律に上昇しようとするが、断熱型枠を用いなかったり薄い断熱型枠を用いたりした場合には、表面部分及びその近傍部分のコンクリートは熱が外部に放散され易いので、中心部分のコンクリートとの間で温度差が生じてしまう。ここで、図6(a) は、超高強度コンクリートを使用した鉄筋コンクリート部材内の応力分布(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を模式的に示す応力分布図であって、横軸には、鉄筋コンクリート部材断面の中心線(図2(a)
(b) の符号4参照)からの距離[mm]を取り(該中心線から右方向を正、左方向を負とした)、縦軸には引張応力[N/mm]を取ったものであるが、引張応力は、中心部分のコンクリートの方が表面部分のコンクリートよりも大きくなり、材齢7日目以降でコンクリートの引張強度よりも高くなっている。これは、材齢初期において、表面部分に比べて温度が高く自己収縮ひずみの増進が大きい中心部分のコンクリートが表面部分のコンクリートに拘束されること、さらに中心部分のコンクリートは温度が高いことからヤング係数の増進が表面部分のコンクリートに比べ大きくなるため、変形が拘束された際に発生する応力(拘束応力)が表面部分に比べ大きくなることによるものと推察でき、部材中心部分には自己収縮に伴うひび割れが発生し得る状態となる。図6(b)
は、部材中心部分の応力変化32、部材表面部分の応力変化30、並びに該中心部分と該表面部分との間の中間部分における応力変化31を経時的に示す模式図であり、横軸には材齢[日]を取り、縦軸には引張応力[N/mm]を取っている。この図によっても、鉄筋コンクリート部材中心部分におけるひび割れ発生を推察することができる。この現象は、部材内に鉄筋が配置されていない無筋コンクリート部材の場合であっても同様である。逆に、このような条件に加え、部材内部(中心部分)に芯鉄筋が配筋されている場合、コンクリートの自由ひずみのうち自己収縮ひずみが該芯鉄筋により拘束されるため、該部分にはより大きな引張応力(拘束応力)が発生し、該引張応力が許容応力(引張強度)を超えた時点でひび割れが発生することとなる。以上のような理由から、超高強度コンクリートを使用したコンクリート部材の初期ひび割れ発生を抑制するためには、断熱型枠の厚み(すなわち熱伝達率)は、厚すぎてもまた薄すぎても(すなわち小さすぎてもまた大きすぎても)好ましくなく、適正な範囲が存在し、それはコンクリート調合や拘束条件、養生条件より部材毎に定まるのである。
When concrete is placed, the temperature of the concrete as a whole tends to rise uniformly due to the heat of hydration of the cement. However, if a heat-insulated formwork is not used or a thin heat-insulated formwork is used, the surface part and its neighboring parts Since the heat is easily dissipated to the outside, a temperature difference occurs between the concrete and the concrete at the center. Here, Fig.6 (a) is a stress which shows the stress distribution (the thing on the 1st day, the 3rd day, the 7th day, and the 14th day) in the reinforced concrete member using the super high strength concrete. In the distribution diagram, the horizontal axis shows the center line of the cross section of the reinforced concrete member (Fig. 2 (a)
The distance [mm] from (b) (refer to reference numeral 4) is taken (the right direction from the center line is positive and the left direction is negative), and the vertical axis is the tensile stress [N / mm 2 ]. However, the tensile stress of the concrete in the central portion is larger than that of the concrete in the surface portion, and is higher than the tensile strength of the concrete after the 7th day of age. This is because the concrete in the central part is constrained by the concrete in the surface part, and the temperature in the central part is higher than that in the surface part. Since the increase in coefficient is larger than that of concrete on the surface, it can be inferred that the stress (restraint stress) generated when the deformation is constrained is greater than that of the surface. It will be in the state where the accompanying crack may generate | occur | produce. FIG. 6 (b)
FIG. 4 is a schematic view showing a stress change 32 in the central part of the member, a stress change 30 in the surface part of the member, and a stress change 31 in an intermediate part between the central part and the surface part over time. The material age [days] is taken, and the vertical axis is the tensile stress [N / mm 2 ]. Also from this figure, it is possible to infer the occurrence of cracks in the central portion of the reinforced concrete member. This phenomenon is the same even in the case of an unreinforced concrete member in which no reinforcing bar is arranged in the member. Conversely, in addition to these conditions, when the core rebar is laid inside the member (center part), the self-shrinkage strain of the free strain of the concrete is constrained by the core rebar. A larger tensile stress (restraint stress) is generated, and cracking occurs when the tensile stress exceeds the allowable stress (tensile strength). For the reasons described above, in order to suppress the occurrence of initial cracks in concrete members using ultra-high-strength concrete, the thickness of the heat-insulated formwork (that is, the heat transfer coefficient) is either too thick or too thin ( In other words, whether it is too small or too large) is not preferable, and there is an appropriate range, which is determined for each member based on concrete mixing, restraint conditions, and curing conditions.

(3) 脱枠時のひび割れ発生 (3) Cracking when removing the frame

ところで、断熱型枠の厚みが適正だった場合にはコンクリートに作用する拘束応力は引張強度を超えることが無く、ひび割れは発生しない。ここで、図7(a) 及び図8(a) は、適正範囲内の厚みの断熱型枠を用いた場合の鉄筋コンクリート部材内の応力分布(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を模式的に示す応力分布図であり、図7(a)
は比較的薄い断熱型枠を用いた場合の解析結果であり、図8(a) は比較的厚い断熱型枠を用いた場合の解析結果であるが、いずれの場合も、応力は引張強度を超えず、ひび割れは発生しないことが推察できる。一方、表面部分のコンクリートの温度と外気温とに差ΔT(℃)がある時期に脱枠を行うと、外気に曝されることによってコンクリート表面部分の温度が急激に低下し、コンクリートの表面部分と中心部分に温度差が発生する。この結果、温度低下により収縮しようとする表面部分のコンクリートと、温度の高い中心部分のコンクリートとはお互いの変形を拘束し、表面部分のコンクリートには引張応力、中心部分のコンクリートには圧縮応力がそれぞれ作用する。このような現象はサーマルショックと呼ばれ(図7(b)
の符号40、及び図8(b) の符号41参照)、ΔTが大きくなると、表面部分のコンクリートにおいて引張応力(拘束応力)が引張強度を超える箇所が発生しひび割れが発生する場合がある。
By the way, when the thickness of the heat insulation formwork is appropriate, the restraint stress acting on the concrete does not exceed the tensile strength, and no cracks are generated. Here, Fig.7 (a) and Fig.8 (a) are the stress distribution in the reinforced concrete member when the heat insulation formwork with the thickness within the appropriate range is used (age 1st day, 3rd day, 7th day). FIG. 7 (a) is a stress distribution diagram schematically showing the 14th day).
Fig. 8 (a) shows the result of analysis using a relatively thin heat insulation formwork. Fig. 8 (a) shows the result of analysis using a relatively thick heat insulation formwork. It can be inferred that no cracking occurs. On the other hand, if the frame is removed at a time when there is a difference ΔT (° C) between the temperature of the concrete on the surface and the outside air temperature, the surface temperature of the concrete rapidly decreases due to exposure to the outside air. A temperature difference occurs in the central part. As a result, the surface concrete that tends to shrink due to a decrease in temperature and the concrete at the high temperature center restrain each other's deformation, and the surface concrete has tensile stress and the concrete at the central portion has compressive stress. Each works. Such a phenomenon is called thermal shock (Fig. 7 (b)
When ΔT increases, a portion where the tensile stress (restraint stress) exceeds the tensile strength is generated in the surface portion of the concrete and cracks may occur.

(4) その他の問題点
ところで、上述の(1) 〜(3) のようなひび割れを回避するには、断熱型枠の厚みを適正にしておき、サーマルショックによるひび割れすなわち温度差ΔTに起因する引張応力(拘束応力)が引張強度を超えない範囲まで、コンクリート部材の温度が低下した段階で脱枠を行えば良い。ここで、図9(a)
は、断熱型枠の厚みが厚い場合のコンクリート部材各部の温度変化を示す模式図であり、材齢初期には上述の水和熱によって上昇した温度も時間と共に低下していく様子が示されている。図中には、サーマルショックによるひび割れが起こらない範囲で最も大きいΔTすなわちΔTmaxと、ΔTがΔTmaxとなる材齢DΔTmaxを示している。しかし、このように断熱型枠の厚みが厚いと、ΔT≦ΔTmaxとなる材齢DΔTmaxまでに時間が掛かってしまい、養生期間が長くなってしまい、工事工程に支障をきたすことが懸念される。断熱型枠の厚みを薄くすると、図9(b)
に示すように養生期間を短くすることができるが、上記(2) のような初期ひび割れ発生の可能性が残る。したがって、初期ひび割れの発生とサーマルショックによるひび割れの発生を防止し、養生期間を出来るだけ短くする為には、部材全体の温度が下降する速度が速やかであり、かつ脱枠時において、外気温とコンクリート部材表面部分との温度差ができるだけ小さくなるような養生方法が必要となる(同図(c)
参照)。
(4) Other problems By the way, in order to avoid the cracks as described in (1) to (3) above, the thickness of the heat insulating formwork should be set appropriately, which is caused by cracks caused by thermal shock, that is, temperature difference ΔT. The deframement may be performed when the temperature of the concrete member is lowered to the extent that the tensile stress (restraint stress) does not exceed the tensile strength. Here, FIG. 9 (a)
Is a schematic diagram showing the temperature change of each part of the concrete member when the thickness of the heat insulating formwork is thick, showing that the temperature increased by the above-mentioned heat of hydration also decreases with time in the early age of the material Yes. In the figure, the largest ΔT, that is, ΔTmax within a range in which cracking due to thermal shock does not occur, and the age D ΔTmax at which ΔT becomes ΔTmax are shown. However, if the thickness of the heat insulating formwork is so thick, it takes time until the age D ΔTmax where ΔT ≦ ΔTmax is satisfied, and the curing period becomes longer, which may hinder the construction process. . When the thickness of the heat insulating formwork is reduced, FIG. 9 (b)
As shown in Fig. 2, the curing period can be shortened, but the possibility of initial cracking as in (2) above remains. Therefore, in order to prevent the occurrence of initial cracks and cracks due to thermal shock, and to shorten the curing period as much as possible, the speed at which the temperature of the entire member drops is rapid, and the outside temperature A curing method that minimizes the temperature difference from the surface of the concrete member is required (Fig. (C)
reference).

本発明は、ひび割れ発生を回避すると共に養生期間を短くできる超高強度コンクリート部材の製造方法を提供することを目的とするものである。     An object of this invention is to provide the manufacturing method of the ultra high strength concrete member which can avoid a crack generation | occurrence | production and can shorten a curing period.

また、本発明は、断熱部材を取り外していく順序やタイミングを簡単かつ適正に求めることができる脱枠手順解析方法を提供することを目的とするものである。     Another object of the present invention is to provide an unframed procedure analysis method capable of easily and appropriately obtaining the order and timing of removing the heat insulating members.

請求項に係る発明は互いに重なるように複数の断熱部材(図2(a) (b) の符号1参照)を積層させて、熱伝達率を変更可能な養生材としての断熱型枠(同図の符号2、12参照)を構築する工程と、
該構築した断熱型枠(2、12)に超高強度コンクリート(3)を打設することにより、該打設された超高強度コンクリートの表面を前記養生材で覆う工程と、
該超高強度コンクリート(3)を養生している際に、前記重なるように積層された複数の断熱部材(1)を順次取り外して前記養生材の熱伝達率を段階的に変化させる工程と、からなる超高強度コンクリート部材の製造方法に関する。
The invention according to claim 1, by stacking a plurality of heat insulating members (reference numeral 1 in FIG. 2 (a) (b)) so as to overlap each other, adiabatic frame heat transfer coefficient as a modifiable curing material ( (See reference numerals 2 and 12 in the figure)
Covering the surface of the placed ultra-high strength concrete with the curing material by placing the ultra-high-strength concrete (3) on the constructed heat insulation formwork (2, 12);
When you are curing the ultra-high strength concrete (3), steps to remove the stacked plurality of heat insulating members (1) sequential stepwise vary the heat transfer rate of the curing material as the overlap And a method for producing an ultrahigh strength concrete member.

請求項に係る発明は、請求項に係る発明において、前記断熱部材(1)を取り外していく順序やタイミングは、有限要素法を用いた脱枠手順解析方法により算出することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1 , the order and timing of removing the heat insulating member (1) are calculated by an unframed procedure analysis method using a finite element method. .

請求項に係る発明は、請求項に係る発明において、前記脱枠手順解析方法は、図1に例示するものであって、コンクリートの温度を解析する温度解析ステップ(S3)と、コンクリートの有効材齢を算出する有効材齢算出ステップ(S4)と、前記温度及び前記有効材齢からコンクリートの自己収縮ひずみ量を予測する自己収縮ひずみ量予測ステップ(S6)と、前記温度からコンクリートの温度ひずみ量を予測する温度ひずみ量予測ステップ(S7)と、コンクリートの材料特性を予測する材料特性予測ステップ(S5)と、これらの自己収縮ひずみ量、温度ひずみ量及び材料特性から応力を解析する応力解析ステップ(S8)と、該解析した応力に基づいて脱枠前に初期ひび割れが発生するか否かを予測する初期ひび割れ予測ステップ(S10)と、初期ひび割れが発生しないと予測した場合に前記温度解析ステップ(S3)、前記自己収縮ひずみ量予測ステップ(S6)、前記温度ひずみ量予測ステップ(S7)、前記材料特性予測ステップ(S5)及び前記応力解析ステップ(S8)を実施して断熱部材を取り外した際にひび割れが発生するか否かを予測する脱枠時ひび割れ予測ステップ(S11)と、超高強度コンクリートの打設から脱枠までの養生期間を判定する養生期間判定ステップ(S12)と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2 , wherein the method for analyzing the frame removal procedure is illustrated in FIG. 1 and includes a temperature analysis step (S3) for analyzing the temperature of the concrete, An effective age calculation step (S4) for calculating an effective age, a self-shrinkage strain prediction step (S6) for predicting a self-shrinkage strain amount of the concrete from the temperature and the effective age, and a temperature of the concrete from the temperature. Temperature strain amount prediction step (S7) for predicting strain amount, material property prediction step (S5) for predicting material properties of concrete, and stress for analyzing stress from these self-shrinkage strain amount, temperature strain amount and material properties An analysis step (S8), and an initial crack prediction step for predicting whether or not an initial crack will occur before removal based on the analyzed stress. (S10), and when the initial crack is predicted not to occur, the temperature analysis step (S3), the self-shrinkage strain amount prediction step (S6), the temperature strain amount prediction step (S7), and the material property prediction step ( From S5) and the stress analysis step (S8), a crack prediction step (S11) for predicting whether or not a crack will occur when the heat insulating member is removed, and placement of ultrahigh strength concrete And a curing period determination step (S12) for determining a curing period until the frame is removed.

請求項に係る発明は、複数の断熱部材(図2(a) (b) の符号1参照)を積層させて構築した断熱型枠(同図の符号2、12参照)を用いて超高強度コンクリート(同図の符号3参照)を養生する場合の断熱部材(1)を取り外す順序やタイミングを解析する脱枠手順解析方法において、
コンクリートの温度を解析する温度解析ステップ(図1のS3)と、
コンクリートの有効材齢を算出する有効材齢算出ステップ(S4)と、
前記温度及び前記有効材齢からコンクリートの自己収縮ひずみ量を予測する自己収縮ひずみ量予測ステップ(S6)と、
前記温度からコンクリートの温度ひずみ量を予測する温度ひずみ量予測ステップ(S7)と、
コンクリートの材料特性を予測する材料特性予測ステップ(S5)と、
これらの自己収縮ひずみ量、温度ひずみ量及び材料特性から応力を解析する応力解析ステップ(S8)と、
該解析した応力に基づいて脱枠前に初期ひび割れが発生するか否かを予測する初期ひび割れ予測ステップ(S10)と、
初期ひび割れが発生しないと予測した場合に前記温度解析ステップ(S3)、前記自己収縮ひずみ量予測ステップ(S6)、前記温度ひずみ量予測ステップ(S7)、前記材料特性予測ステップ(S5)及び前記応力解析ステップ(S8)を実施して、断熱部材を取り外した際にひび割れが発生するか否かを予測する脱枠時ひび割れ予測ステップ(S11)と、
超高強度コンクリートの打設から脱枠までの養生期間を判定する養生期間判定ステップ(S12)と、
を有することを特徴とする。
The invention according to claim 4 uses a heat insulating form (see reference numerals 2 and 12 in the figure) constructed by laminating a plurality of heat insulating members (see reference numerals 1 and 2 in FIGS. 2 (a) and (b)). In the unframed procedure analysis method for analyzing the order and timing of removing the heat insulating member (1) when curing high-strength concrete (see reference numeral 3 in the figure)
A temperature analysis step (S3 in FIG. 1) for analyzing the temperature of the concrete;
An effective age calculating step (S4) for calculating the effective age of the concrete;
A self-shrinkage strain amount predicting step (S6) for predicting the self-shrinkage strain amount of the concrete from the temperature and the effective age,
A temperature strain amount prediction step (S7) for predicting the temperature strain amount of the concrete from the temperature;
A material property prediction step (S5) for predicting material properties of the concrete;
A stress analysis step (S8) for analyzing the stress from these self-shrinkage strain amount, temperature strain amount and material properties;
An initial crack prediction step (S10) for predicting whether or not an initial crack will occur before deframement based on the analyzed stress;
When it is predicted that no initial crack will occur, the temperature analysis step (S3), the self-shrinkage strain amount prediction step (S6), the temperature strain amount prediction step (S7), the material property prediction step (S5), and the stress Carrying out the analysis step (S8) and predicting whether or not cracks will occur when the heat insulating member is removed;
Curing period determination step (S12) for determining a curing period from placement of ultra-high strength concrete to removal of the frame,
It is characterized by having.

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。     Note that the numbers in parentheses are for the sake of convenience indicating the corresponding elements in the drawings, and therefore the present description is not limited to the descriptions on the drawings.

請求項に係る発明によれば、養生材の初期の熱伝達率(例えば、断熱型枠の厚み)を適正にすることにより初期ひび割れの発生を回避でき、また、熱伝達率の変更条件(例えば、断熱部材を取り外すタイミング)を適正にすることにより脱枠時のひび割れ発生を回避でき、しかも、養生期間を短くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to avoid the occurrence of initial cracks by making the initial heat transfer coefficient of the curing material appropriate (for example, the thickness of the heat insulating formwork), and to change the heat transfer coefficient ( For example, by making the timing of removing the heat insulating member appropriate, it is possible to avoid the occurrence of cracks at the time of frame removal and to shorten the curing period.

請求項2乃至4に係る発明によれば、断熱部材を取り外していく順序やタイミングを、有限要素法により簡単に求めることができる。 According to the invention which concerns on Claims 2 thru | or 4 , the order and timing which remove | eliminate a heat insulation member can be easily calculated | required by the finite element method.

以下、図1乃至図4に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図1は、本発明に係る脱枠手順解析方法の一例を示すフローチャート図であり、図2(a) (b) は、断熱型枠の構成の一例をそれぞれ示す断面図である。     The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a flowchart showing an example of the unframed procedure analysis method according to the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views respectively showing an example of the configuration of the heat insulating formwork.

本発明に係る超高強度コンクリート部材の製造方法は、
・ 超高強度コンクリートを打設する工程と、
・ 熱伝達率を変更可能な養生材で、前記打設された超高強度コンクリートの表面を覆う工程と、
・ 該超高強度コンクリートを養生している際に、前記養生材の熱伝達率を段階的に変化させる工程と、
からなることを特徴とする。
The method for producing an ultra high strength concrete member according to the present invention is as follows.
・ The process of placing ultra-high-strength concrete;
A step of covering the surface of the placed ultra-high-strength concrete with a curing material capable of changing the heat transfer rate;
A step of gradually changing the heat transfer coefficient of the curing material when curing the ultra high strength concrete;
It is characterized by comprising.

ここで、養生材としては、
(イ) 互いに重なるように複数の断熱部材(図2(a)
(b) の符号1参照)を積層させて構築した断熱型枠(同図の符号2、12参照)や、
(ロ) コンクリートに何重にも巻き付けるように配置したシートや毛布等や、
(ハ) 電気的に温度調整できるようにした発熱体(例えば、電気毛布のようなもの)
(ニ) 或いは、それらを適宜組み合わせたもの(例えば、断熱型枠と水密性のシートとを積層させることにより、乾燥防止効果を付加したもの)
等を挙げることができる。また、熱伝達率を段階的に変化させる方法としては、
(イ) 後述するように、前記重なるように積層された複数の断熱部材1を順次取り外す方法
(ロ) 何重にも巻き付けたシートや毛布を徐々に剥がしていく方法
(ハ) 発熱体の温度を徐々に下げていく方法
等を挙げることができる。
Here, as a curing material,
(A) Multiple heat insulation members (Fig. 2 (a)
(b) (see reference 1 of FIG. 1) a heat-insulated form constructed by stacking (see reference 2 and 12 in the same figure),
(B) Sheets, blankets, etc. arranged so as to be wound around concrete,
(C) A heating element (for example, an electric blanket) that can be temperature-controlled electrically.
(D) Or a combination of them as appropriate (for example, an anti-drying effect is added by laminating a heat-insulating mold and a water-tight sheet)
Etc. In addition, as a method of changing the heat transfer coefficient step by step,
(A) As will be described later, a method of sequentially removing the plurality of heat insulating members 1 stacked so as to overlap each other
(B) A method of gradually peeling a sheet or blanket wrapped around multiple layers
(C) A method of gradually lowering the temperature of the heating element can be mentioned.

本発明に係る超高強度コンクリート部材の製造方法は、
・ 互いに重なるように複数の断熱部材(図2(a) (b) の符号1参照)を積層させて前記養生材としての断熱型枠(同図の符号2、12参照)を構築する工程と、
・ 該構築した断熱型枠(例えば、符号2、12参照)に超高強度コンクリート3を打設する工程と、
・ 該超高強度コンクリート3を養生している際に、前記重なるように積層された複数の断熱部材1を順次取り外して前記熱伝達率を段階的に変化させる工程と、
からなることを特徴とする。なお、図2(a) (b) に示す断熱型枠2、12の場合、全ての部分において複数の断熱部材1が積層されるように構成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、
・ 複数の断熱部材1が積層されて構成される部分と、
・ 断熱部材1が積層されずに一層で構成される部分と、
で構成するようにしても良い。なお、養生材としてシート(上記(イ)参照)や毛布(上記(イ)参照)や発熱体(上記(ロ)参照)を用いる場合には、コンクリートを打設する前でなくコンクリートを打設した後にこれらの養生材を配置しても良い。
The method for producing an ultra high strength concrete member according to the present invention is as follows.
A step of stacking a plurality of heat insulating members (see reference numeral 1 in FIGS. 2 (a) and 2 (b)) so as to overlap each other and constructing a heat insulating mold (see reference numerals 2 and 12 in the same figure) as the curing material; ,
A step of placing ultrahigh-strength concrete 3 on the constructed heat insulation formwork (see, for example, reference numerals 2 and 12);
A step of changing the heat transfer rate stepwise by sequentially removing the plurality of heat insulating members 1 stacked so as to overlap when curing the ultra high strength concrete 3;
It is characterized by comprising. In addition, in the case of the heat insulation molds 2 and 12 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a plurality of heat insulation members 1 are laminated in all portions, but of course, the present invention is not limited to this. ,
A portion configured by stacking a plurality of heat insulating members 1;
A portion composed of one layer without the heat insulating member 1 being laminated;
You may make it comprise with. In addition, when using a sheet (see (I) above), a blanket (see (I) above) or a heating element (see (B) above) as a curing material, cast concrete before placing concrete. After that, these curing materials may be arranged.

そして、上述のように断熱部材1を取り外していく順序やタイミングは、図1に例示する方法(つまり、有限要素法を用いた脱枠手順解析方法)によって算出すると良い。以下、該脱枠手順解析方法について、図1に沿って説明する。     And the order and timing which remove | eliminate the heat insulation member 1 as mentioned above are good to calculate with the method illustrated in FIG. 1 (that is, the unframed procedure analysis method using the finite element method). Hereinafter, the unframed procedure analysis method will be described with reference to FIG.

この脱枠手順解析方法を実施するに際し、まず、必要なデータを入力する(S1、S2参照)。具体的には、
・ コンクリートの調合に関するデータ
・ コンクリート部材の寸法に関するデータ
・ 配筋についてのデータ
・ 施工方法に関するデータ
・ 外部温度環境に関するデータ
・ 目標脱枠日数Drに関するデータ
・ 拘束条件に関するデータ
・ 熱伝達率条件(型枠の材質、厚み、枚数など)に関するデータ
などを入力する。
In carrying out the unframed procedure analysis method, first, necessary data is input (see S1 and S2). In particular,
・ Concrete data ・ Concrete data ・ Reinforcement data ・ Construction data ・ External temperature environment data ・ Target unframed Dr data ・ Restriction condition data ・ Heat transfer rate condition (type Enter data related to the material, thickness, number of frames, etc.).

次に、入力されたデータに基づいて温度解析ステップを実施し、有限要素法解析によってコンクリート部材内の温度T(t)を解析する(S3参照)。続いて、解析した温度に基づいて有効材齢算出ステップを実施してコンクリートの有効材齢te(t)を算出し(S4参照)、該有効材齢からコンクリートの材料特性(例えば、圧縮強度Fc(te)や静弾性係数E(te)や引張強度Ft(te)やクリープ特性φ(te))を予測する(S5参照)。また、前記温度T(t)と前記有効材齢te(t)とに基づき自己収縮ひずみ量予測ステップを実施してコンクリートの自己収縮ひずみ量を予測し(S6参照)、前記温度T(t)に基づき温度ひずみ量予測ステップを実施してコンクリートの温度ひずみ量を予測する(S7参照)。そして、上述の材料特性や自己収縮ひずみ量や温度ひずみ量等に基づき応力解析ステップを実施してコンクリート部材内の温度応力σt(t)を解析する(S8参照)。 Next, a temperature analysis step is performed based on the input data, and the temperature T (t) in the concrete member is analyzed by a finite element method analysis (see S3). Subsequently, an effective age calculation step is performed based on the analyzed temperature to calculate the effective age t e (t) of the concrete (see S4), and the material properties of the concrete (for example, compressive strength) from the effective age Fc (t e ), static elastic modulus E (t e ), tensile strength Ft (t e ), and creep property φ (t e )) are predicted (see S5). In addition, the self-shrinkage strain amount prediction step is performed based on the temperature T (t) and the effective age t e (t) to predict the self-shrinkage strain amount of the concrete (see S6), and the temperature T (t ) Is performed to predict the temperature strain amount of the concrete (see S7). Then, a stress analysis step is performed based on the above-described material characteristics, self-shrinkage strain amount, temperature strain amount, and the like to analyze the temperature stress σt (t) in the concrete member (see S8).

そして、その解析結果に基づいて種々の評価を行う。具体的には、
(1) 内部拘束応力の評価を行って初期ひび割れ(つまり、部分脱枠を開始するまでに生じるひび割れ)の有無を予測し(S10)、
(2) 初期ひび割れの発生が無いと予測される場合には、部分脱枠をしたとして熱伝達率(熱境界条件)の設定を変更して応力解析を順次行い、サーマルショックによるひび割れの有無を予測し(S11)、
(3) 養生期間が所定の範囲内か否かの評価を行う(S12)、
ようになっている。つまり、上記(1) では初期ひび割れ予測ステップを実施して、前記応力解析ステップS8で解析した応力σt(t)に基づいて部分脱枠開始前に初期ひび割れが発生するか否かの予測をし、該初期ひび割れが発生しないと予測した場合には前記温度解析ステップS3、前記自己収縮ひずみ量予測ステップS6、前記温度ひずみ量予測ステップS7、前記材料特性予測ステップS5及び前記応力解析ステップS8を実施して断熱部材1を取り外した際にひび割れが発生するか否かを予測し(上記(2) の脱枠時ひび割れ予測ステップ)、上記(3) では養生期間判定ステップを実施して、超高強度コンクリートの打設から脱枠までの養生期間を判定すると良い。
And various evaluations are performed based on the analysis result. In particular,
(1) Evaluate internal restraint stress to predict the presence or absence of initial cracks (that is, cracks that occur before partial de-framework starts) (S10)
(2) If it is predicted that there will be no initial cracks, assume that partial cracking has occurred and change the heat transfer coefficient (thermal boundary condition) settings to conduct stress analysis in order to check for cracks due to thermal shock. Predict (S11),
(3) Evaluating whether the curing period is within a predetermined range (S12),
It is like that. That is, in the above (1), an initial crack prediction step is performed, and it is predicted whether or not an initial crack will occur before the start of partial deframement based on the stress σt (t) analyzed in the stress analysis step S8. When it is predicted that the initial crack will not occur, the temperature analysis step S3, the self-shrinkage strain amount prediction step S6, the temperature strain amount prediction step S7, the material property prediction step S5, and the stress analysis step S8 are performed. Then, it is predicted whether or not cracking will occur when the thermal insulation member 1 is removed (crack prediction step at the time of unframed in (2) above). It is recommended to determine the curing period from the placement of high-strength concrete to the removal of the frame.

ところで、上述の温度解析ステップS3では次のようにして温度を解析すると良い。すなわち、コンクリート構造物の温度履歴T(t)は下式(1)のように最終断熱温度上昇量Kと断熱温度上昇速度定数αの関数として表されるので、それらの値K、αから温度履歴T(t)を算出することができる。これらの値K、αは下式(2)(3)のように単位セメント量Cやコンクリートの打設温度Tに応じて変化するが、これらの値K、αは実験により求めておくと良い。

Figure 0004999608
By the way, in the temperature analysis step S3 described above, the temperature may be analyzed as follows. That is, the temperature history T (t) of the concrete structure is expressed as a function of the final adiabatic temperature rise K and the adiabatic temperature rise rate constant α as shown in the following equation (1). A history T (t) can be calculated. These values K and α vary according to the unit cement amount C and the concrete placing temperature T 0 as in the following formulas (2) and (3), but these values K and α are obtained by experiments. good.
Figure 0004999608

また、上述の自己収縮ひずみ量予測ステップS6では次のようにして自己収縮ひずみ量を予測すると良い。すなわち、自己収縮ひずみ量εasは、有効材齢teの関数εas=f(te)で与えられることとなるので、
・ 温度解析ステップS3にて求めた温度履歴T(t)より有効材齢te (t)を求め、
・ 所定の関係式 εas=f(te
から各要素の自己収縮ひずみ量εasを予測すると良い。
In the above-described self-shrinkage strain amount prediction step S6, the self-shrinkage strain amount may be predicted as follows. That is, since the autogenous shrinkage strain amount epsilon the as is, so that given a function of effective ages t e ε as = f 4 ( t e),
-The effective age t e (t) is obtained from the temperature history T (t) obtained in the temperature analysis step S3,
・ Predetermined relational expression ε as = f 4 (t e )
From this, it is preferable to predict the amount of self-shrinkage strain ε as of each element.

さらに、上述の温度ひずみ量予測ステップS7では、
・ 温度解析ステップS3にて求めた温度履歴T(t)と、
・ 所定の関係式 εT=f(T(t))と
から各要素の温度ひずみ量εTを予測すると良い。
Furthermore, in the above-described temperature strain amount prediction step S7,
The temperature history T (t) obtained in the temperature analysis step S3;
It is preferable to predict the amount of temperature strain ε T of each element from a predetermined relational expression ε T = f 5 (T (t)).

また、各要素の圧縮強度Fcは、有効材齢te (t)の関数Fc(te)=f(te)で与えられることとなるので、
・ 温度解析ステップS3にて求めた温度履歴T(t)と、
・ 所定の関係式 Fc(te)=f(te)と
から算出するようにすると良い。さらに、各要素の静弾性係数E(te)は、
・ 上述のようにして求めた圧縮強度Fc(te)と、
・ 所定の関係式 E(te)=f(Fc(te))と
から算出するようにすると良い。また、クリープによる応力緩和を考慮するクリープ係数φ(te)は、
・上述のようにして求めた有効材齢te、圧縮強度Fc、静弾性係数E等と、
・所定の関係式 φ(te)=f(te、Fc(te)、E(te))
とから算出するようにすると良い。
さらに、各要素の引張強度Ft(te)は、
・ 上述のようにして求めた圧縮強度Fc(te)と、
・ 所定の関係式 Ft(te)=f(Fc(te))と
から算出するようにすると良い。
Further, since the compressive strength Fc of each element is given by the function Fc (t e ) = f 6 (t e ) of the effective age t e (t),
The temperature history T (t) obtained in the temperature analysis step S3;
It is preferable to calculate from a predetermined relational expression Fc (t e ) = f 6 (t e ). Furthermore, the static elastic modulus E (t e ) of each element is
- the compressive strength Fc (t e) obtained as described above,
It is preferable to calculate from a predetermined relational expression E (t e ) = f 8 (Fc (t e )). In addition, the creep coefficient φ (t e ) that considers stress relaxation due to creep is
- Enable ages t e obtained in the above manner, the compressive strength Fc, and static elastic modulus E and the like,
・ Predetermined relational expression φ (t e ) = f (t e , Fc (t e ), E (t e ))
It is better to calculate from
Furthermore, the tensile strength Ft (t e ) of each element is
- the compressive strength Fc (t e) obtained as described above,
It is preferable to calculate from a predetermined relational expression Ft (t e ) = f 7 (Fc (t e )).

応力解析は、検討する期間を微小区間に区分し、自由ひずみ(すなわち自己収縮ひずみと温度ひずみの合計)および材料特性の経時変化ならびに拘束条件下でのクリープによる応力緩和を考慮した逐次計算により行う。以下に手順を説明する。はじめに、各微小区間において、自由ひずみの増分(すなわち自己収縮ひずみの増分と温度ひずみの増分の合計)を算出する。次に、このようにして求めた自由ひずみ増分に対してあらかじめ設定した拘束条件の中で、解析対象時点およびそれ以前のすべての微小区間で定まる弾性係数やクリープ係数を用い、かつそれぞれの微小区間で決定されるクリープの進展による応力緩和を考慮したつりあい条件より、解析対象時点における拘束応力を算出する。ひび割れの照査は、前述のようにして求めた引張強度と応力解析結果を比較することにより行う。     In the stress analysis, the period to be examined is divided into small sections, and it is performed by sequential calculation considering free strain (that is, the sum of self-shrinkage strain and temperature strain) and material properties over time and stress relaxation due to creep under restraint conditions. . The procedure is described below. First, in each minute section, the free strain increment (that is, the sum of the self-shrinkage strain increment and the temperature strain increment) is calculated. Next, within the constraint conditions set in advance for the free strain increments determined in this way, the elastic coefficient and creep coefficient determined at the analysis target time and all the previous minute sections are used, and each minute section is used. The restraint stress at the time of analysis is calculated from the balance condition that takes into account the stress relaxation due to the progress of creep determined in (1). The crack is checked by comparing the tensile strength obtained as described above and the stress analysis result.

図3は、上述の応力解析ステップS8の解析結果を示す図であって、鉄筋コンクリート部材内の応力分布曲線(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を示す応力分布図であり、図4は、該応力解析ステップS8の解析結果(つまり、中心部分のコンクリートの応力変化、表面部分のコンクリートの応力変化、並びに該中心部分と該表面部分との間の中間部分における応力変化)を経時的に示す図である。なお、図3の横軸には、コンクリート部材の中心線(図2(a) (b) の符号4参照)からの距離[mm]を取り(該中心線から右方向を正、左方向を負とした)、縦軸には引張応力[N/mm]を取った。また、図4の横軸には材齢[日]を取り、縦軸には引張応力[N/mm]を取った。これらの解析結果によれば、コンクリートに作用する応力は引張強度を超えておらず、ひび割れは発生しないと予想されるが、本発明者らが解析のときと同じ条件で実際に養生を行ったところ、初期ひび割れもサーマルショックひび割れも発生せず、解析の精度が良いことを確認した。 FIG. 3 is a diagram showing an analysis result of the stress analysis step S8 described above, and shows a stress distribution curve in the reinforced concrete member (materials on the first day, the third day, the seventh day, and the 14th day). FIG. 4 is a stress distribution diagram, and FIG. 4 shows the analysis result of the stress analysis step S8 (that is, the stress change of the concrete in the central portion, the stress change in the concrete of the surface portion, and the intermediate between the central portion and the surface portion. It is a figure which shows the stress change in a part) with time. The horizontal axis in FIG. 3 takes a distance [mm] from the center line of the concrete member (see reference numeral 4 in FIGS. 2 (a) and 2 (b)). The vertical axis represents tensile stress [N / mm 2 ]. Further, the horizontal axis of FIG. 4 represents the age [day], and the vertical axis represents the tensile stress [N / mm 2 ]. According to these analysis results, the stress acting on the concrete does not exceed the tensile strength and cracks are not expected to occur, but the inventors actually cured under the same conditions as in the analysis. However, it was confirmed that neither the initial crack nor the thermal shock crack occurred, and the accuracy of the analysis was good.

本発明の一実施例について図5等を参照して説明する。     An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は、上述の脱枠手順解析方法を実施するための装置(脱枠手順解析装置)の構成の一例を示すブロック図である。図中の符号21は、図1のS1〜S8に従って温度応力を解析する応力解析手段を示し、符号22は、型枠を部分撤去するまでに初期ひび割れが発生するか否かを予測する初期ひび割れ予測手段を示し、符号23は、前記初期ひび割れ予測手段22がひび割れ発生無しと予測した場合に断熱型枠の熱伝達率を変更する熱伝達率変更手段を示し、符号24は、サーマルショックによるひび割れの有無を予測する脱枠時ひび割れ予測手段を示し、符号25は、全ての断熱部材が取り外されたか否かを確認する脱枠確認手段を示し、符号26は、断熱型枠構築から型枠完全撤去までに必要な期間(養生期間)を算出する養生条件算出手段を示し、符号27は、脱枠の手順や養生期間を一時的に記憶する脱枠方法メモリー手段を示し、符号28は、該脱枠方法メモリー手段27に保存されている種々のデータから適正なデータを抽出する適正データ抽出手段を示す。     FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of an apparatus (de-frame procedure analyzing apparatus) for carrying out the above-described de-frame procedure analysis method. Reference numeral 21 in the figure indicates a stress analysis means for analyzing temperature stress according to S1 to S8 in FIG. 1, and reference numeral 22 indicates an initial crack for predicting whether or not an initial crack will occur before partial removal of the formwork. Reference numeral 23 denotes a prediction means. Reference numeral 23 denotes a heat transfer coefficient changing means for changing the heat transfer coefficient of the heat insulating mold when the initial crack prediction means 22 predicts that no cracks are generated. Reference numeral 24 denotes a crack due to thermal shock. The unframed crack prediction means for predicting the presence / absence of the unframed is shown. Reference numeral 25 denotes unframed confirmation means for confirming whether or not all the heat insulating members have been removed. A curing condition calculation means for calculating a period required for removal (curing period) is shown. Reference numeral 27 denotes an unframed method memory means for temporarily storing an unframed procedure and a curing period. Indicating a proper data extraction means for extracting appropriate data from various data stored in the frame process memory means 27.

以下、上述の装置を用いた解析方法の一例について説明する。     Hereinafter, an example of an analysis method using the above-described apparatus will be described.

まず、応力解析手段21に種々のデータを入力すると(図1のS1、S2)、該応力解析手段21は図1のS3〜S8の各ステップを実行して温度応力を解析する。次に、初期ひび割れ予測手段22が初期ひび割れの有無を予測し(図1のS10)、初期ひび割れの発生が無いと予測される場合には、部分脱枠をしたとして熱伝達率経時変化の設定を熱伝達率変更手段23が変更する(図1のS9)。そして、前記応力解析手段21が温度応力解析を行い(図1のS3〜S8)、該解析結果に基づき、部分脱枠時にサーマルショックによるひび割れが発生するかの予測を前記脱枠時ひび割れ予測手段24が行う(図1のS11)。その部分脱枠の際にひび割れが生じないと予測される場合には、さらなる部分脱枠をしたとして熱伝達率経時変化の設定を熱伝達率変更手段23が変更する(図1のS9)。そして、上述と同様に、前記応力解析手段21が温度応力の解析を行い(図1のS3〜S8)、前記脱枠時ひび割れ予測手段24が、サーマルショックによるひび割れの有無を予測する(図1のS11)。このような解析は全ての断熱部材が取り外されるまで何度も行うが、全ての断熱型枠が脱枠されたかどうかの判断は前記脱枠確認手段25が行い、全ての脱枠が完了したと判断した場合には、前記養生条件算出手段26が養生期間を算出し、前記脱枠方法メモリー手段27が、脱枠の手順や養生期間を一時的に記憶する。断熱型枠が多数の断熱部材にて構成されている場合、断熱部材を取り外す順序や枚数には何通りものパターンがあるので、上述のような解析を各パターンについて行って、脱枠の手順や養生期間を前記脱枠方法メモリー手段27に一括保存しておき、前記適正データ抽出手段28によって適正なデータを抽出するようにすると良い。例えば、養生期間が一番短くなるような脱枠パターンのデータ(脱枠手順や養生期間)を該適正データ抽出手段28によって抽出し、そのデータに従って実際の脱枠を行うと良い。     First, when various data are input to the stress analysis means 21 (S1 and S2 in FIG. 1), the stress analysis means 21 executes steps S3 to S8 in FIG. 1 to analyze the temperature stress. Next, the initial crack predicting means 22 predicts the presence or absence of the initial crack (S10 in FIG. 1). Is changed by the heat transfer coefficient changing means 23 (S9 in FIG. 1). Then, the stress analysis means 21 performs a temperature stress analysis (S3 to S8 in FIG. 1), and based on the analysis result, a prediction as to whether cracks due to thermal shock occur at the time of partial deframement is made. 24 (S11 in FIG. 1). When it is predicted that no crack will occur during the partial unframement, the heat transfer coefficient changing means 23 changes the setting of the heat transfer coefficient change with time on the assumption that further partial unframement has been performed (S9 in FIG. 1). Similarly to the above, the stress analysis means 21 analyzes the temperature stress (S3 to S8 in FIG. 1), and the crack removal prediction means 24 predicts the presence or absence of cracks due to thermal shock (FIG. 1). S11). Such an analysis is repeated many times until all the heat insulating members are removed, but the determination of whether or not all the heat insulation molds have been removed is performed by the unframe confirmation means 25, and all the deframes are completed. If it is determined, the curing condition calculation means 26 calculates a curing period, and the unframe method memory means 27 temporarily stores the unframe procedure and the curing period. When the heat insulation form is composed of a large number of heat insulation members, there are many patterns in the order and number of the heat insulation members to be removed. The curing period may be stored in the unframed method memory means 27 in a lump, and appropriate data extraction means 28 may extract appropriate data. For example, the data of the unframed pattern (the unframed procedure or the curing period) that makes the curing period the shortest may be extracted by the appropriate data extraction unit 28, and actual unframed may be performed according to the data.

図1は、本発明に係る脱枠手順解析方法の一例を示すフローチャート図である。FIG. 1 is a flowchart showing an example of the unframed procedure analysis method according to the present invention. 図2(a) (b) は、断熱型枠の構成の一例をそれぞれ示す断面図である。2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views respectively showing an example of the configuration of the heat insulating formwork. 図3は、図1中に示す応力解析ステップS8の解析結果を示す図であって、コンクリート部材内の応力分布曲線(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を示す応力分布図である。FIG. 3 is a diagram showing an analysis result of the stress analysis step S8 shown in FIG. 1, and is a stress distribution curve in the concrete member (materials on the first day, the third day, the seventh day, and the 14th day). FIG. 図4は、前記応力解析ステップS8の解析結果を経時的に示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the analysis results of the stress analysis step S8 over time. 図5は、脱枠手順解析方法を実施するための装置(脱枠手順解析装置)の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of an apparatus (de-frame procedure analyzing apparatus) for carrying out the un-frame procedure analyzing method. 図6(a) は、コンクリート部材内の応力分布を模式的に示す応力分布図であり、図6(b)は、中心部分のコンクリートに作用する応力変化、表面部分のコンクリートに作用する応力変化、並びに該中心部分と該表面部分との間の中間部分における応力変化を経時的に示す模式図である。6 (a) is a stress distribution diagram schematically showing the stress distribution in the concrete member, and FIG. 6 (b) is a stress change acting on the concrete in the central part and a stress change acting on the concrete in the surface part. FIG. 5 is a schematic view showing a change in stress over time in an intermediate portion between the central portion and the surface portion. 図7(a) は、適正範囲内の厚みの断熱型枠を用いた場合のコンクリート部材内の応力分布(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を模式的に示す応力分布図であり、図7(b) は、中心部分のコンクリートに作用する応力変化、表面部分のコンクリートに作用する応力変化、コンクリート表面部分の応力変化、並びに該中心部分と該表面部分との間の中間部分における応力変化を経時的に示す模式図である。Fig. 7 (a) is a schematic illustration of stress distribution in concrete members (those on the 1st day, 3rd day, 7th day, and 14th day) when a heat-insulated formwork with a thickness within an appropriate range is used. FIG. 7 (b) shows the stress distribution acting on the concrete in the central part, the stress change acting on the concrete in the surface part, the stress change in the concrete surface part, and the central part and the surface. It is a schematic diagram which shows the stress change in the intermediate part between parts with time. 図8(a) は、適正範囲内の厚みの断熱型枠を用いた場合のコンクリート部材内の応力分布(材齢1日目、3日目、7日目、14日目のもの)を模式的に示す応力分布図であり、図8(b) は、中心部分のコンクリートに作用する応力変化、表面部分のコンクリートに作用する応力変化、並びに該中心部分と該表面部分との間の中間部分における応力変化を経時的に示す模式図である。Fig. 8 (a) is a schematic illustration of stress distribution in concrete members (those on the 1st, 3rd, 7th, and 14th days) when using a heat insulating formwork with a thickness within the appropriate range. FIG. 8 (b) shows a stress distribution acting on the concrete in the central part, a stress change acting on the concrete in the surface part, and an intermediate part between the central part and the surface part. It is a schematic diagram which shows the stress change in time. 図9(a) は、断熱型枠の厚みが厚い場合のコンクリート部材各部の温度変化を示す模式図であり、図9(b)は、断熱型枠が薄い場合のコンクリート部材各部の温度変化を示す模式図であり、図9(c) は、断熱型枠の厚みが適正な場合のコンクリート部材各部の温度変化を示す模式図である。FIG. 9 (a) is a schematic diagram showing the temperature change of each part of the concrete member when the thickness of the heat insulation formwork is thick, and FIG. 9 (b) shows the temperature change of each part of the concrete member when the heat insulation formwork is thin. FIG. 9 (c) is a schematic diagram showing the temperature change of each part of the concrete member when the thickness of the heat insulating formwork is appropriate.

符号の説明Explanation of symbols

1 断熱部材
2 断熱型枠
3 超高強度コンクリート
12 断熱型枠
S3 温度解析ステップ
S4 有効材齢算出ステップ
S5 材料特性予測ステップ
S6 自己収縮ひずみ量予測ステップ
S7 温度ひずみ量予測ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat insulation member 2 Heat insulation form 3 Super high-strength concrete 12 Heat insulation form S3 Temperature analysis step S4 Effective age calculation step S5 Material characteristic prediction step S6 Self shrinkage strain amount prediction step S7 Temperature strain amount prediction step

Claims (4)

互いに重なるように複数の断熱部材を積層させて、熱伝達率を変更可能な養生材としての断熱型枠を構築する工程と、
該構築した断熱型枠に超高強度コンクリートを打設することにより、該打設された超高強度コンクリートの表面を前記養生材で覆う工程と、
該超高強度コンクリートを養生している際に、前記重なるように積層された複数の断熱部材を順次取り外して前記養生材の熱伝達率を段階的に変化させる工程と、
からなる超高強度コンクリート部材の製造方法。
Laminating a plurality of heat insulating members so as to overlap each other, and building a heat insulating mold as a curing material capable of changing the heat transfer rate ,
Covering the surface of the placed ultra-high-strength concrete with the curing material by placing the ultra-high-strength concrete on the heat-insulated formwork constructed;
When curing the ultra-high-strength concrete, a step of changing the heat transfer rate of the curing material stepwise by sequentially removing the plurality of heat insulating members stacked so as to overlap, and
A method for producing an ultra-high strength concrete member comprising:
前記断熱部材を取り外していく順序やタイミングは、有限要素法を用いた脱枠手順解析方法により算出する、
ことを特徴とする請求項に記載の超高強度コンクリート部材の製造方法。
The order and timing of removing the heat insulating member is calculated by the unframed procedure analysis method using the finite element method,
Method for manufacturing ultra-high strength concrete member according to claim 1, characterized in that.
前記脱枠手順解析方法は、コンクリートの温度を解析する温度解析ステップと、コンクリートの有効材齢を算出する有効材齢算出ステップと、前記温度及び前記有効材齢からコンクリートの自己収縮ひずみ量を予測する自己収縮ひずみ量予測ステップと、前記温度からコンクリートの温度ひずみ量を予測する温度ひずみ量予測ステップと、コンクリートの材料特性を予測する材料特性予測ステップと、これらの自己収縮ひずみ量、温度ひずみ量及び材料特性から応力を解析する応力解析ステップと、該解析した応力に基づいて脱枠前に初期ひび割れが発生するか否かを予測する初期ひび割れ予測ステップと、初期ひび割れが発生しないと予測した場合に前記温度解析ステップ、前記自己収縮ひずみ量予測ステップ、前記温度ひずみ量予測ステップ、前記材料特性予測ステップ及び前記応力解析ステップを実施して断熱部材を取り外した際にひび割れが発生するか否かを予測する脱枠時ひび割れ予測ステップと、超高強度コンクリートの打設から脱枠までの養生期間を判定する養生期間判定ステップと、を有する、
ことを特徴とする請求項に記載の超高強度コンクリート部材の製造方法。
The unframed procedure analysis method includes a temperature analysis step for analyzing a concrete temperature, an effective age calculation step for calculating an effective age of the concrete, and predicting a self-shrinkage strain amount of the concrete from the temperature and the effective age. A self-shrinkage strain amount prediction step, a temperature strain amount prediction step for predicting the temperature strain amount of concrete from the temperature, a material property prediction step for predicting material properties of the concrete, and these self-shrinkage strain amount and temperature strain amount. And a stress analysis step for analyzing stress from the material characteristics, an initial crack prediction step for predicting whether or not an initial crack will occur before deframement based on the analyzed stress, and a case where it is predicted that no initial crack will occur The temperature analysis step, the self-shrinkage strain amount prediction step, and the temperature strain amount prediction step. The step of predicting whether or not cracks will occur when the heat insulation member is removed by performing the material property prediction step and the stress analysis step, and removing from the placement of the ultra high strength concrete. A curing period determination step for determining a curing period up to the frame,
The method for producing an ultra-high-strength concrete member according to claim 2 .
複数の断熱部材を積層させて構築した断熱型枠を用いて超高強度コンクリートを養生する場合の断熱部材を取り外す順序やタイミングを解析する脱枠手順解析方法において、
コンクリートの温度を解析する温度解析ステップと、
コンクリートの有効材齢を算出する有効材齢算出ステップと、
前記温度及び前記有効材齢からコンクリートの自己収縮ひずみ量を予測する自己収縮ひずみ量予測ステップと、
前記温度からコンクリートの温度ひずみ量を予測する温度ひずみ量予測ステップと、
コンクリートの材料特性を予測する材料特性予測ステップと、
これらの自己収縮ひずみ量、温度ひずみ量及び材料特性から応力を解析する応力解析ステップと、
該解析した応力に基づいて脱枠前に初期ひび割れが発生するか否かを予測する初期ひび割れ予測ステップと、
初期ひび割れが発生しないと予測した場合に前記温度解析ステップ、前記自己収縮ひずみ量予測ステップ、前記温度ひずみ量予測ステップ、前記材料特性予測ステップ及び前記応力解析ステップを実施して、断熱部材を取り外した際にひび割れが発生するか否かを予測する脱枠時ひび割れ予測ステップと、
超高強度コンクリートの打設から脱枠までの養生期間を判定する養生期間判定ステップと、
を有することを特徴とする脱枠手順解析方法。
In the unframed procedure analysis method for analyzing the order and timing of removing the thermal insulation members when curing ultra-high strength concrete using a thermal insulation form constructed by laminating multiple thermal insulation members,
A temperature analysis step for analyzing the temperature of the concrete;
An effective age calculating step for calculating the effective age of the concrete,
A self-shrinkage strain prediction step for predicting a self-shrinkage strain amount of the concrete from the temperature and the effective age, and
A temperature strain amount prediction step for predicting a temperature strain amount of the concrete from the temperature;
A material property prediction step for predicting material properties of concrete;
A stress analysis step for analyzing stress from these self-shrinkage strain, temperature strain and material properties;
An initial crack prediction step for predicting whether or not an initial crack will occur before deframement based on the analyzed stress;
When it was predicted that no initial crack would occur, the temperature analysis step, the self-shrinkage strain amount prediction step, the temperature strain amount prediction step, the material property prediction step and the stress analysis step were performed, and the heat insulating member was removed. A step of predicting cracks at the time of unframed for predicting whether cracks will occur or not,
Curing period determination step for determining the curing period from placement of ultra-high strength concrete to removal of the frame,
A method for analyzing the unframed procedure characterized by comprising:
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