JP5219252B2 - コンクリート構造体の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造体の施工方法に関する。詳しくは、例えば、線源から放射される放射線を遮蔽するコンクリート構造体の施工方法に関する。

従来より、病院などの放射線利用施設には、加速器や放射線同位元素などの線源から放射される放射線を遮蔽するため、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）が採用されている。
ＲＣ造では、数ｍの極厚の鉄筋コンクリート躯体で線源を遮蔽し、放射線の強度の高い部分と低い部分とで、躯体の厚みが大きく異なっている。
しかしながら、躯体の厚みが大きく変化する部分では、コンクリートの乾燥距離が異なるため、クラックが生じやすく、放射線を完全に遮蔽できないおそれがあった。ここで、乾燥距離とは、コンクリート中の水分が移動して外部に蒸散する距離である。

そこで、コンクリートに線材や波形線材を混入することで、クラックの拡大を防止するとともに、クラックの発生位置を分散させて、躯体を貫通する大きなクラックの発生を防止する手法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３１７２４２号公報

しかしながら、特許文献１に示された手法では、大きなクラックの発生を抑制できるが、クラックの発生自体を抑制することはできないため、クラックの発生箇所が分散する。クラックの発生箇所を特定できず、遮蔽欠損が生じるおそれがあった。

本発明は、クラックが発生しても、遮蔽欠損を防止できるコンクリート構造体の施工方法を提供することを目的とする。

（１）線源から放射される放射線を遮蔽するコンクリート構造体の厚みが変化する部分の施工方法であって、表面に外目地が形成されかつ前記外目地の近傍に内目地として内部空間が形成されたコンクリート躯体を打設する手順と、前記内目地および前記外目地のうち少なくとも一方にクラックが発生すると、前記内目地に鉄筋を配筋して放射線を遮蔽するホウ素含有コンクリートを注入する手順と、を備えることを特徴とするコンクリート構造体の施工方法。

この発明によれば、コンクリート躯体の内目地や外目地にクラックを誘発して、クラックを内目地の近傍に集中して発生させる。その後、この内目地に遮蔽材を充填する。これにより、クラックが発生しても、このクラックが発生した内目地部分の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。

（２）線源から放射される放射線を遮蔽するコンクリート構造体の厚みが変化する部分の施工方法であって、鉄筋を配筋して放射線を遮蔽するホウ素含有コンクリートを打設することでプレキャスト部材を形成し、当該このプレキャスト部材を建て込む手順と、前記プレキャスト部材を囲みかつ前記プレキャスト部材近傍の表面に外目地が形成されたコンクリート躯体を打設する手順と、を備えることを特徴とするコンクリート構造体の施工方法。

この発明によれば、遮蔽材で形成されたプレキャスト部材を建て込んで、その後、このプレキャスト部材を囲んでコンクリートを打設して、コンクリート躯体を形成する。これにより、クラックが内目地の近傍に集中して発生しても、この内目地には遮蔽材で形成されたプレキャスト部材が予め設けられているから、このクラックが発生した内目地部分の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。
また、遮蔽材で形成されたプレキャスト部材を内目地に予め設けたので、施工手間を低減できる。

本発明によれば、コンクリート躯体の内目地や外目地にクラックを誘発して、クラックを内目地の近傍に集中して発生させる。その後、この内目地に遮蔽材を充填する。これにより、このクラックが発生した内目地部分の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。
また、本発明によれば、遮蔽材で形成されたプレキャスト部材を建て込んで、その後、このプレキャスト部材を囲んでコンクリートを打設して、コンクリート躯体を形成する。これにより、クラックが内目地の近傍に集中して発生しても、この内目地には遮蔽材で形成されたプレキャスト部材が予め設けられているから、このクラックが発生した内目地部分の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。
また、遮蔽材で形成されたプレキャスト部材を内目地に予め設けたので、施工手間を低減できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るコンクリート構造体の施工方法が適用されたコンクリート躯体としての構造物１の平断面図である。
構造物１は、線源から放射される放射線を遮蔽するものであり、第１の壁部１１と、第１の壁部１１に連続して形成された第２の壁部１２と、を備える。

第１の壁部１１の壁厚はｔ_１であり、第２の壁部１２の壁厚は、第１の壁部１１より薄いｔ_２である。
第２の壁部１２の第１の壁部１１との接続部分、つまり、構造物１の壁厚が変化する部分には、表面に外目地１２１が形成されている。
また、第２の壁部１２の外目地１２１の近傍には、内部空間が内目地１２２として形成されている。なお、本実施形態では、内目地１２２を断面円形状としたが、これに限らない。

以上の構造物１は、配筋して型枠を建て込み、コンクリートを打設することで形成される。内目地１２２の型枠としては、目の細かいラス金網や波型トタン板等が用いられる。

構造物１では、時間の経過に伴い、図２に示すように、外目地１２１から内目地１２２に至るクラック１２３が誘発される。
そこで、図３に示すように、外目地１２１にコーキング１２４を打設する。

しかしながら、この状態では、構造物１の放射線の遮蔽能力が低下し、遮蔽欠損のおそれがあるため、図４に示すように、内目地１２２に鉄筋１３１を配筋して、中性子に対する遮蔽材としてのホウ素含有コンクリートを注入して、遮蔽部１３を形成する。また、γ線に対する遮蔽材として、コンクリートに鉄粉等を混合する場合もある。
鉄筋１３１を設けたのは、遮蔽部１３の引張強度を向上させるためである。

なお、ホウ素含有コンクリートのホウ素の含有量は、遮蔽欠損量に応じて適宜調整してよい。また、本実施形態では、遮蔽材としてホウ素含有コンクリートを用いたが、これに限らず、ホウ素含有モルタルでもよい。

内目地１２２の型枠として目の細かいラス金網を用いた場合、打設したホウ素含有コンクリートの水分を保持して遮蔽性能を高めることができる。
一方、内目地１２２の型枠として波型トタン板を用いた場合、ホウ素含有コンクリートの水分を保持して遮蔽性能を高めることができるうえに、ホウ素含有コンクリートが硬化して収縮しても、内目地１２２との噛み合いを良好にできる。
なお、内目地１２２と遮蔽部１３との問に隙間が生じて遮蔽欠損となる可能性があるが、波型トタン板を用いた場合には、散乱効果により、遮蔽欠損を防止できる。

また、ホウ素含有コンクリートの打設方法としては、例えば、以下のようになる。
すなわち、上層階がない場合には、図５に示すように、屋上階２の床面２１から内目地１２２に至る貫通孔１３２を設け、この貫通孔１３２を通してホウ素含有コンクリートを注入すればよい。
一方、上層階がある場合には、図６に示すように、上層階３の内壁面３１から内目地１２２に至る貫通孔１３３を設け、この貫通孔１３３を通してホウ素含有コンクリートを注入すればよい。

ここで、遮蔽部１３とこの内目地１２２のコンクリート躯体との付着力が高まって一体化すると、遮蔽部１３にクラックが生じるおそれがある。しかしながら、この場合、注入するコンクリートに繊維補強すればよい。また、内目地１２２の表面に剥離剤を塗布しておいてもよい。

本実施形態では、ホウ素含有コンクリートを注入したが、これに限らず、ホウ素含有コンクリートでプレキャストコンクリート部材（以降、ＰＣ部材と呼ぶ）を形成し、このＰＣ部材を内目地１２２に挿入してもよい。この場合、構造物１の高さに応じてＰＣ部材を複数に分割しておき、ジョイントしてもよい。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）構造物１の内目地１２２や外目地１２１にクラック１２３を誘発して、クラック１２３を内目地１２２の近傍に集中して発生させる。その後、この内目地１２２にホウ素含有コンクリートを注入する。これにより、このクラック１２３が発生した内目地１２２の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。

〔第２実施形態〕
本実施形態では、遮蔽部１３Ａを形成した後に構造物１Ａを構築した点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態では、まず、鉄筋１３１を配筋して遮蔽材としてのホウ素含有コンクリートを打設することにより、プレキャスト部材としての遮蔽部１３Ａを形成する。そして、図７に示すように、この遮蔽部１３Ａを建て込む。その後、図８に示すように、この遮蔽部１３Ａを囲んで型枠を建て込み、コンクリートを打設して、遮蔽部１３Ａ近傍の表面に外目地１２１が形成された構造物１Ａを形成する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（２）ホウ素含有コンクリートで形成された遮蔽部１３Ａを建て込む。その後、この遮蔽部１３Ａを囲んでコンクリートを打設して、構造物１Ａを形成する。これにより、クラックが内目地１２２の近傍に集中して発生しても、この内目地１２２にはホウ素含有コンクリートで形成された遮蔽部１３Ａが予め設けられているから、このクラックが発生した内目地１２２の遮蔽能力を維持して、遮蔽欠損を防止できる。
また、ホウ素含有コンクリートで形成された遮蔽部１３Ａを内目地１２２に予め設けたので、施工手間を低減できる。

〔実施例〕
ホウ素含有コンクリートの遮蔽性能について、計算プログラムを用いて１次元の計算を行った。
実施例として、ホウ素を５％含有したホウ素含有コンクリートを用いて、３０ｃｍの厚さのコンクリート躯体を形成し、中性子の線源としてＣｆ−２５２を設けて、放射線漏洩率を計算した。
また、比較例として、ホウ素を含有していないコンクリートを用いて、５０ｃｍの厚さのコンクリート躯体を形成し、中性子の線源としてＣｆ−２５２を設けて、放射線漏洩率を計算した。

図９は、実施例および比較例に係る遮蔽材についての放射線漏洩率である。この図９は、実施例の放射線漏洩率を、比較例の放射線漏洩率を１とした相対値として表したものである。
図９に示すように、ホウ素含有コンクリートを用いた場合、ホウ素を含有しないコンクリートを用いた場合に比べて、コンクリート躯体の厚みが少ないにもかかわらず、同程度の遮蔽性能を確保できることが判る。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係るコンクリート構造体の施工方法が適用された構造物の平断面図である。 前記実施形態に係る構造物の外目地にクラックが発生した状態を示す平断面図である。 前記実施形態に係る構造物の外目地にコーキングを打設した状態を示す平断面図である。 前記実施形態に係る構造物の内目地に遮蔽材を注入した状態を示す平断面図である。 前記実施形態に係る構造物の上層階がない場合の遮蔽材の注入手順を示す側断面図である。 前記実施形態に係る構造物の上層階がある場合の遮蔽材の注入手順を示す側断面図である。 本発明の第２実施形態に係るコンクリート構造体の施工方法が適用された構造物のプレキャスト部材を建て込んだ状態を示す平断面図である。 前記実施形態に係る構造物を形成した状態を示す平断面図である。 本発明の実施例および比較例に係る遮蔽材についての放射線漏洩率である。

符号の説明

１、１Ａ 構造物（コンクリート躯体）
１２１ 外目地
１２２ 内目地
１２３ クラック
１３Ａ 遮蔽部（プレキャスト部材）

Claims (2)

1. 線源から放射される放射線を遮蔽するコンクリート構造体の厚みが変化する部分の施工方法であって、
   表面に外目地が形成されかつ前記外目地の近傍に内目地として内部空間が形成されたコンクリート躯体を打設する手順と、
   前記内目地および前記外目地のうち少なくとも一方にクラックが発生すると、前記内目地に鉄筋を配筋して放射線を遮蔽するホウ素含有コンクリートを注入する手順と、を備えることを特徴とするコンクリート構造体の施工方法。
2. 線源から放射される放射線を遮蔽するコンクリート構造体の厚みが変化する部分の施工方法であって、
   鉄筋を配筋して放射線を遮蔽するホウ素含有コンクリートを打設することでプレキャスト部材を形成し、当該このプレキャスト部材を建て込む手順と、
   前記プレキャスト部材を囲みかつ前記プレキャスト部材近傍の表面に外目地が形成されたコンクリート躯体を打設する手順と、を備えることを特徴とするコンクリート構造体の施工方法。

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