JP5626577B2 - Precast concrete formwork - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造体を製造するために用いられるプレキャストコンクリート用型枠に関する。 The present invention relates to a precast concrete formwork used for producing a concrete structure.
近年、品質管理、および現場施工の時間短縮等の理由から工場で生産するプレキャストコンクリート構造体が建設現場で使用されるようになってきている。 In recent years, precast concrete structures produced in factories have come to be used at construction sites for reasons such as quality control and shortening of construction time.
このようなプレキャストコンクリート構造体は、コンクリート原材料を所定の型枠に投入し、これを高温蒸気下で養生させ、所定時間経過の後、型枠から硬化物を取り外すことにより製造される。例えば、特許文献１（特開２００２−２４９３８６号公報）には、このようなプレキャストコンクリート構造体の製造工程が開示されている。
従来のプレキャストコンクリート用型枠としては、一般的に、普通鋼材が用いられていた。このような鋼材の線膨張係数は約１０μ／℃であるのに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃であり、これら線膨張係数の差に基づいて膨張量の差が生じることとなる。プレキャストコンクリート構造体の製造時における蒸気養生などの高温環境下では、原材料には所定の圧力が加えられた方が、原材料が緻密化し、製造されたプレキャストコンクリート構造体の強度特性や耐久性能が向上することが知られている。 Conventional steel materials are generally used as conventional precast concrete molds. The linear expansion coefficient of such a steel material is about 10 μ / ° C., whereas the linear expansion coefficient of concrete is 6 to 12 μ / ° C., and the difference in expansion amount is generated based on the difference between these linear expansion coefficients. It becomes. In high-temperature environments such as steam curing during the production of precast concrete structures, the raw materials become denser and the strength characteristics and durability of the manufactured precast concrete structures are improved when a certain pressure is applied to the raw materials. It is known to do.
しかしながら、上記のように鋼材の線膨張係数は約１０μ／℃であるのに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃であり、コンクリート原材料の配合によっては、原材料に対し型枠からの加圧力を加えることができず、より高い強度のプレキャストコンクリート構造体を製造することができない、という問題があった。 However, as described above, the coefficient of linear expansion of steel is about 10 μ / ° C., whereas the coefficient of linear expansion of concrete is 6 to 12 μ / ° C., and depending on the composition of the concrete raw materials, the raw materials can be removed from the formwork. However, there was a problem that a precast concrete structure with higher strength could not be produced.
また、型枠の線膨張係数が１０μ／℃と比較的に高いことから、型枠の全体にわたって生じる温度分布に基づいて、型枠に反りやねじれが生じることとなり、これらがプレキャストコンクリート製造時に悪影響を及ぼす、という問題があった。 In addition, since the linear expansion coefficient of the mold is relatively high at 10 μ / ° C., the mold is warped and twisted based on the temperature distribution generated throughout the mold, and these are adversely affected during the production of precast concrete. There was a problem of affecting.
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、原材料が投入され、当該原材料を硬化させる際に用いられるプレキャストコンクリート用型枠において、２０℃から８０℃の温度範囲で線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材によって形成されることを特徴とする。
This invention solves the said subject, The invention which concerns on Claim 1 is a mold for precast concrete used when a raw material is thrown in and the said raw material is hardened , The temperature of 20 to 80 degreeC It is formed by a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less in a range .
また、請求項２に係る発明は、原材料が投入され、当該原材料を硬化させる際に用いられるプレキャストコンクリート用型枠において、当該原材料が接する部分に２０℃から８０℃の温度範囲で線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材が用いられることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 2, in the precast concrete formwork used when the raw material is charged and the raw material is hardened , the linear expansion coefficient is in a temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. at a portion in contact with the raw material. A steel material of 2 μ / ° C. or less is used.
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のプレキャストコンクリート用型枠において、前記鋼材がインバー鋼であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the precast concrete mold according to claim 1 or 2, wherein the steel material is Invar steel.
本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠によれば、プレキャストコンクリート用型枠としてインバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材を用いるので、線膨張
係数が６〜１２μ／℃であるコンクリートに対して、それぞれの線膨張係数の差分に相当する圧力を型枠から印加することが可能となり、コンクリートを緻密化でき、高い強度のプレキャストコンクリート構造体を製造することが可能となる。
According to the precast concrete formwork according to the present invention, since a steel material such as Invar steel having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the precast concrete formwork, the concrete has a linear expansion coefficient of 6 to 12 μ / ° C. On the other hand, it is possible to apply a pressure corresponding to the difference between the respective linear expansion coefficients from the mold, so that the concrete can be densified and a high-strength precast concrete structure can be manufactured.
また、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠によれば、インバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である比較的線膨張係数が低い鋼材をプレキャストコンクリート用型枠として用いるので、型枠の全体にわたって生じる温度分布に基づいて、型枠に反りやねじれが生じることがあまりなく、プレキャストコンクリート製造時における型枠の反りやねじれに基づく悪影響が皆無となる。 Further, according to the precast concrete formwork according to the present invention, a steel material having a relatively low linear expansion coefficient, such as Invar steel, having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the precast concrete formwork. Based on the temperature distribution that occurs throughout, there is not much warping or twisting in the formwork, and there are no negative effects due to warping or twisting of the formwork during precast concrete production.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠及びこれを用いたプレキャストコンクリート構造体の製造工程の概略を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1: is a figure which shows the outline of the manufacturing process of the precast concrete formwork which uses the embodiment of this invention, and a precast concrete structure using the same.
図１（Ａ）は本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００の一構成例を示す図である。本実施形態においては、プレキャストコンクリート用型枠１００は、コンクリート原材料が投入される中空部１２０を有する型枠部材１１０と、中空部１２０における原材料投入口を覆うことによって略閉じた空間を形成する蓋部材１３０とから構成される。なお、型枠部材１１０と蓋部材１３０との間などには多少の隙間が生じるような設計とされ、当該隙間が原材料のセメントの水和以外に利用される水分等の揮発性物質の逃げ場として機能するようにされる。コンクリート原材料としては、セメント、水、砂、砂利などの骨材、混和剤、分散剤などの添加剤、必要に応じてスラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどが用いられる。
FIG. 1 (A) is a view showing a configuration example of a precast concrete mold 100 according to the present invention. In this embodiment, the precast concrete mold 100 includes a
なお、本実施形態においては、プレキャストコンクリート用型枠１００における型枠部材１１０は1つの部品によって構成されたものであるが、本発明のプレキャストコンクリ
ート用型枠１００における型枠部材１１０はこれに限定されず、複数部材をボルトナットなどの固着手段によって組み上げたものとすることも可能である。
In this embodiment, the
ここで、本実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠１００を構成する型枠部材１１０及び蓋部材１３０は、線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材によって構成されることを特徴としている。このような線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材としては、より具体的にはインバー鋼を例に挙げることができる。インバー鋼の代表的な物性値を下記に掲げる。
Here, the
線膨張係数：１〜２μ／℃
引張強度：４００（Ｎ／ｍｍ2）以上
０．２％耐力：２５０（Ｎ／ｍｍ2）以上
ヤング係数：１．５×１０5（Ｎ／ｍｍ2）程度
なお、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００としては、線膨張係数が２μ／℃以下であるものを用いることができれば、鋼材に限らず他の物質も使用することができる。例えば、プレキャストコンクリート用型枠１００を構成する材料としてガラスや、或いは線膨張係数が負の値をもつ材料を用いることも可能である。
Linear expansion coefficient: 1-2 μ / ° C
Tensile strength: 400 (N / mm 2 ) or more 0.2% proof stress: 250 (N / mm 2 ) or more Young's modulus: about 1.5 × 10 5 (N / mm 2 ) For precast concrete according to the present invention As the mold 100, other materials can be used as well as steel materials as long as the linear expansion coefficient is 2 μ / ° C. or less. For example, it is also possible to use glass or a material having a negative linear expansion coefficient as a material constituting the precast concrete mold 100.
これまで、プレキャストコンクリート用型枠としては、一般的に、普通鋼材が用いられていた。このような鋼材の線膨張係数は約１０μ／℃であるのに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃であり、これら線膨張係数の差に基づいて膨張量の差が生じることとなる。プレキャストコンクリート構造体の製造時における蒸気養生などの高温環境下では、原材料には所定の圧力が加えられた方が、原材料が緻密化し、製造されたプレキャストコンクリート構造体の強度特性や耐久性能が向上することが知られている。 Up to now, ordinary steel materials have generally been used as precast concrete molds. The linear expansion coefficient of such a steel material is about 10 μ / ° C., whereas the linear expansion coefficient of concrete is 6 to 12 μ / ° C., and the difference in expansion amount is generated based on the difference between these linear expansion coefficients. It becomes. In high-temperature environments such as steam curing during the production of precast concrete structures, the raw materials become denser and the strength characteristics and durability of the manufactured precast concrete structures are improved when a certain pressure is applied to the raw materials. It is known to do.
しかしながら、上記のように鋼材の線膨張係数は約１０μ／℃であるのに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃であり、コンクリート原材料の配合によっては、原材料に対し型枠からの加圧力を加えることができず、より高い強度のプレキャストコンクリート構造体を製造することができない、という問題があった。 However, as described above, the coefficient of linear expansion of steel is about 10 μ / ° C., whereas the coefficient of linear expansion of concrete is 6 to 12 μ / ° C., and depending on the composition of the concrete raw materials, the raw materials can be removed from the formwork. However, there was a problem that a precast concrete structure with higher strength could not be produced.
また、型枠の線膨張係数が１０μ／℃と比較的に高いことから、型枠の全体にわたって生じる温度分布に基づいて、型枠に反りやねじれが生じることとなり、これらがプレキャストコンクリート製造時に悪影響を及ぼす、という問題があった。 In addition, since the linear expansion coefficient of the mold is relatively high at 10 μ / ° C., the mold is warped and twisted based on the temperature distribution generated throughout the mold, and these are adversely affected during the production of precast concrete. There was a problem of affecting.
そこで、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００は、線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材によって形成する。より、具体的には、この線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材として、インバー鋼を用いるようにする。 Therefore, the precast concrete mold 100 according to the present invention is formed of a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less. More specifically, Invar steel is used as a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less.
このように、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００によれば、プレキャストコンクリート用型枠１００としてインバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材を用いるので、線膨張係数が６〜１２μ／℃であるコンクリートに対して、それぞれの線膨張係数の差分に相当する圧力を型枠から印加することが可能となり、コンクリートを緻密化でき、高い強度のプレキャストコンクリート構造体を製造することが可能となる。 Thus, according to the precast concrete formwork 100 according to the present invention, a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less such as Invar steel is used as the precast concrete formwork 100, so that the linear expansion coefficient is 6 to It is possible to apply a pressure corresponding to the difference between the respective linear expansion coefficients to the concrete at 12 μ / ° C. from the mold, so that the concrete can be densified and a high-strength precast concrete structure can be manufactured. It becomes possible.
また、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００によれば、インバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である比較的線膨張係数が低い鋼材をプレキャストコンクリート用型枠１００として用いるので、型枠の全体にわたって生じる温度分布に基づいて、型枠に反りやねじれが生じることがあまりなく、プレキャストコンクリート製造時における型枠の反りやねじれに基づく悪影響が皆無となる。 Further, according to the precast concrete formwork 100 according to the present invention, a steel material having a relatively low linear expansion coefficient, such as Invar steel, having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the precast concrete formwork 100. Based on the temperature distribution generated over the entire frame, the mold is not often warped or twisted, and there is no adverse effect due to the warp or twist of the mold during precast concrete production.
図１（Ｂ）は本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００を用いて、コンクリート原材料を養生している様子を示している。このような養生は、オートクレーブ装置内などの高温多湿環境下での養生により実現することが可能である。 FIG. 1 (B) shows how the concrete raw material is cured using the precast concrete mold 100 according to the present invention. Such curing can be realized by curing in a hot and humid environment such as in an autoclave apparatus.
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示すような状態での養生後に、プレキャストコンクリート用型枠１００から脱型されたプレキャストコンクリート構造体２００を示す図である。これまで説明したように、プレキャストコンクリート用型枠１００の材料としてインバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材を用いるに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃である。これによれば、加熱養生後に温度を低下させることで、コンクリートは比較的に大きく収縮するのに対して、プレキャストコンクリート用型枠１００の収縮は小さくなることから、その差を利用して、容易に脱型することができる。 FIG. 1 (C) is a diagram showing a precast concrete structure 200 that is removed from the precast concrete formwork 100 after curing in the state shown in FIG. 1 (B). As explained so far, steel material such as Invar steel having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the material of the precast concrete mold 100, whereas the concrete linear expansion coefficient is 6 to 12 μ / ° C. . According to this, by reducing the temperature after heat curing, the concrete shrinks relatively greatly, whereas the shrinkage of the precast concrete formwork 100 becomes small. Can be demolded.
ここで、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００において、型枠側からコンクリート原材料に加えられる圧力について簡単に計算を試みる。 Here, in the precast concrete mold 100 according to the present invention, a simple calculation is attempted for the pressure applied to the concrete raw material from the mold side.
以下に、計算ための条件（コンクリートの線膨張係数、インバー鋼の線膨張係数、加熱
養生の温度、コンクリートのヤング係数）を示す。
＜計算条件＞
コンクリートの線膨張係数（αc）： ９．０μ／℃
インバー鋼の線膨張係数（αi）： １．５μ／℃
加熱養生の温度： ２０℃から８０℃に昇温
コンクリートのヤング係数： ２．１×１０4（Ｎ／ｍｍ2）
上記の条件から、コンクリートの温度が２０℃から８０℃に昇温した場合に生じるひずみ量は以下のように計算できる。
ε＝αc×Δｔ＝５４０（μ） （１）
また、上記条件から、インバー鋼の温度が２０℃から８０℃に昇温した場合に生じるひずみ量は以下のように計算できる。
ε＝αi×Δｔ＝９０（μ） （２）
（１）と（２）とから、コンクリートのインバー鋼製のプレキャストコンクリート用型枠１００との間の差分のひずみ量は以下のように計算できる。
Δε＝５４０（μ）−９０（μ）＝４５０（μ） （３）
上記差分のひずみ量に基づいて生じる応力σは、下記の通りとなる。
σ＝Ｅ×Δε＝２．１×１０4×４５０×１０―6＝９．４５ （Ｎ／ｍｍ2） （
４）
上記のような設定条件で計算を行うと、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００内のコンクリート原材料に対しては、内部圧力は９．４５（Ｎ／ｍｍ2）となる。
上記の計算は、加熱によって生じる膨張圧に基づくものであるため、オートクレーブ養生時の圧力状況（約１．０Ｎ／ｍｍ2）とは一概に比較できないが、本発明に係るプレキャ
ストコンクリート用型枠１００によれば、型枠内において大きな圧力を得ることが可能であることがわかる。
The calculation conditions (concrete coefficient of linear expansion, coefficient of linear expansion of Invar steel, temperature of heat curing, Young's modulus of concrete) are shown below.
<Calculation conditions>
Concrete linear expansion coefficient (α c ): 9.0μ / ° C
Invar steel linear expansion coefficient (α i ): 1.5 μ / ° C
Heat curing temperature: 20 ° C. to 80 ° C. Young's modulus of concrete raised to 2.1 × 10 4 (N / mm 2 )
From the above conditions, the amount of strain generated when the concrete temperature is raised from 20 ° C. to 80 ° C. can be calculated as follows.
ε = α c × Δt = 540 (μ) (1)
From the above conditions, the amount of strain generated when the temperature of Invar steel is raised from 20 ° C. to 80 ° C. can be calculated as follows.
ε = α i × Δt = 90 (μ) (2)
From (1) and (2), the strain amount of the difference between the precast concrete mold 100 made of concrete Invar steel can be calculated as follows.
Δε = 540 (μ) −90 (μ) = 450 (μ) (3)
The stress σ generated based on the difference strain amount is as follows.
σ = E × Δε = 2.1 × 10 4 × 450 × 10- 6 = 9.45 (N / mm 2) (
4)
When the calculation is performed under the above setting conditions, the internal pressure is 9.45 (N / mm 2 ) for the concrete raw material in the precast concrete mold 100 according to the present invention.
Since the above calculation is based on the expansion pressure generated by heating, it cannot be generally compared with the pressure state (about 1.0 N / mm 2 ) at the time of autoclave curing, but the precast concrete mold 100 according to the present invention. According to this, it can be seen that a large pressure can be obtained in the mold.
また、プレキャストコンクリートを製造する際に硬化前、加圧する加圧成型技術がこれまで知られているが、このような加圧成型で用いられる圧力は５Ｎ／ｍｍ2〜１００Ｎ／
ｍｍ2で、圧力が９．８Ｎ／ｍｍ2〜１９．６Ｎ／ｍｍ2におけるコンクリートの強度増進
効果（加圧なしに比べると強度上昇率は１５０％から１７０％）が大きいことが分かっている。本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００においては、上記のように内部圧力９．４５（Ｎ／ｍｍ2）を得ることができるので、加圧成型と比較しても、遜色の
ない圧力をコンクリートに印加することが可能であることがわかる。
In addition, a pressure molding technique for pressurizing before curing when producing precast concrete has been known so far. The pressure used in such pressure molding is 5 N / mm 2 to 100 N /
In mm 2, the pressure (as compared to no pressure intensity increase rate from 150% to 170%) of the strength enhancing effect of concrete in 9.8N / mm 2 ~19.6N / mm 2 has been found that large. In the precast concrete formwork 100 according to the present invention, an internal pressure of 9.45 (N / mm 2 ) can be obtained as described above. It can be seen that it can be applied to
次に、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００によって、図１に示すようなプレキャストコンクリート構造体２００を製造する際に、内部応力（膨張圧）が生じた場合の「型枠の厚さ」と「試験体の半径」に関する考察を行い、おおよそ「型枠の厚さ」をどの程度に設定すればよいかを
図１に示すようなプレキャストコンクリート用型枠１００の場合は、内圧を受ける箔肉円筒の問題と捉えることができ、力の釣り合い式より、円周方向については下記の（５）式、軸線方向には下記の（６）式が成立することが知られている。同じ内圧が生じた場合には、ポアソン比の関係から円周方向に生じるひずみの方が大きくなるため「型枠の厚さ」と「試験体の半径」を考察する上で支配的な円周方向に関する検討を行う。
εθ＝１／Ｅs・（１−ν／２）・Ｐ・ｒ／ｔ・・・・（５）
ただし、
εθ：円周方向のひずみ量
Ｅs：型枠（インバー鋼）のヤング係数（Ｎ／ｍｍ2）
ν：型枠（インバー鋼）のポアソン比
Ｐ：圧力（Ｎ／ｍｍ2）
ｒ：試験体の半径（ｍｍ）
ｔ：型枠（インバー鋼）の肉厚（ｍｍ）
εz＝１／Ｅs・（１−２ν）・Ｐ・ｒ／ｔ・・・・（６）
ただし、
εz：軸方向のひずみ量
Ｅs：型枠（インバー鋼）のヤング係数（Ｎ／ｍｍ2）
ν：型枠（インバー鋼）のポアソン比
Ｐ：圧力（Ｎ／ｍｍ2）
ｒ：試験体の半径（ｍｍ）
ｔ：型枠（インバー鋼）の肉厚（ｍｍ）
プレキャストコンクリート用型枠１００の半径・型枠の厚さ比をｒ／ｔとすると（５）式は（７）式のように表すことができる。なお、ｒ及びｔについては、図１（Ａ）に示すように、プレキャストコンクリート用型枠１００を円柱としてみたときその中心軸である軸線（Ｘ−Ｘ’）からの型枠内壁面までの距離（ｒ）と、型枠内壁面と型枠外壁面との間の距離（ｔ）として定義することができる。
ｒ／ｔ＝εθ・Ｅs／Ｐ・（１−ν／２）・・・・（７）
ｒ／ｔ：試験体の半径・型枠の厚さ比
εθ：円周方向の許容ひずみ量：０．０００５（０．０５％）
Ｅs：インバー鋼のヤング係数：１．５×１０5（Ｎ／ｍｍ2）
Ｐ：圧力：１０（Ｎ／ｍｍ2）
ν：インバー鋼のポアソン比：０．３
一般的に、インバー鋼は０．２％耐力で降伏強度が評価されており、許容応力度を降伏強度の１／２倍程度とし、０．１％ひずみが生じる時を許容ひずみ量と仮定して、それぞれの数値を代入してｒ／ｔを計算すると、１７．６５となる。例えば、半径ｒ＝５００（ｍｍ）のプレキャストコンクリート構造体２００を作製する場合には、プレキャストコンクリート用型枠１００（インバー鋼）の肉厚：ｔは２８．３（ｍｍ）程度の厚さが必要であることを示している。２８．３（ｍｍ）程度の肉厚の型枠（インバー鋼）であれば、十分製作が可能である。
Next, when the precast concrete structure 200 as shown in FIG. 1 is manufactured by the precast concrete mold 100 according to the present invention, “the thickness of the mold” when internal stress (expansion pressure) is generated. And the “radius of the test specimen”, and how much should the “thickness of the formwork” be set? In the case of the precast concrete formwork 100 as shown in FIG. It can be regarded as a problem of a meat cylinder, and it is known from the force balance equation that the following equation (5) is established in the circumferential direction and the following equation (6) is established in the axial direction. When the same internal pressure is generated, the strain generated in the circumferential direction becomes larger due to the Poisson's ratio. Therefore, the dominant circumference in considering the “thickness of the mold” and “radius of the specimen” Consider direction.
εθ = 1 / E s · (1−ν / 2) · P · r / t (5)
However,
εθ: Strain amount in the circumferential direction E s : Young's modulus of formwork (Invar steel) (N / mm 2 )
ν: Poisson's ratio of formwork (Invar steel) P: Pressure (N / mm 2 )
r: radius of the specimen (mm)
t: Wall thickness (mm) of formwork (Invar steel)
ε z = 1 / E s · (1-2ν) · P · r / t (6)
However,
ε z : axial strain E s : Young's modulus (N / mm 2 ) of formwork (Invar steel)
ν: Poisson's ratio of formwork (Invar steel) P: Pressure (N / mm 2 )
r: radius of the specimen (mm)
t: Wall thickness (mm) of formwork (Invar steel)
When the ratio of the radius of the precast concrete formwork 100 to the thickness of the formwork is r / t, the expression (5) can be expressed as the expression (7). In addition, about r and t, as shown to FIG. 1 (A), when the precast concrete formwork 100 is looked as a cylinder, it is the distance from the axis (XX ') which is the center axis to the inner wall surface of the formwork It can be defined as (r) and the distance (t) between the inner wall surface of the mold and the outer wall surface of the mold.
r / t = εθ · E s / P · (1−ν / 2) (7)
r / t: ratio of radius of test specimen to thickness of mold εθ: allowable strain amount in circumferential direction: 0.0005 (0.05%)
E s : Young's modulus of Invar steel: 1.5 × 10 5 (N / mm 2 )
P: Pressure: 10 (N / mm 2 )
ν: Poisson's ratio of Invar steel: 0.3
Generally, Invar steel has a yield strength of 0.2% proof stress, and the allowable stress level is about 1/2 times the yield strength. Thus, when r / t is calculated by substituting each numerical value, 17.65 is obtained. For example, when producing a precast concrete structure 200 having a radius r = 500 (mm), the thickness of the precast concrete mold 100 (invar steel): t needs to be about 28.3 (mm). It is shown that. A thick formwork (invar steel) of about 28.3 (mm) can be sufficiently manufactured.
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２は本発明の他の実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠及びこれを用いたプレキャストコンクリート構造体の製造工程の概略を示す図である。図２に示す実施形態においては、例えば、杭などのプレキャストコンクリート構造体２００の製造が想定されている。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 2: is a figure which shows the outline of the manufacturing process of the precast concrete formwork which concerns on other embodiment of this invention, and a precast concrete structure using the same. In the embodiment shown in FIG. 2, for example, the production of a precast concrete structure 200 such as a pile is assumed.
先の実施形態においては、プレキャストコンクリート用型枠１００全体がインバー鋼などの低線膨張係数材料によって構成されているに対して、本実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠１００においては、型枠部材１１０の一部が低線膨張係数材料によって構成されており、その余の部分についてはステンレス鋼などの他の比較的線膨張係数が高い鋼材によって構成されてなる。 In the previous embodiment, the entire precast concrete formwork 100 is made of a low linear expansion coefficient material such as Invar steel, whereas in the precast concrete formwork 100 according to this embodiment, the formwork member Part of 110 is made of a low linear expansion coefficient material, and the remaining part is made of another steel material having a relatively high linear expansion coefficient such as stainless steel.
すなわち、他の実施形態は、原材料が投入され、当該原材料を硬化させる際に用いられる型枠部材１１０の、少なくとも一部に線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材が用いられる点に特徴を有している。そして、このような線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材としては、インバー鋼を例に挙げることができる。
That is, another embodiment is characterized in that a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used in at least a part of the
図２（Ａ）は他の実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠１００の一構成例を示す図である。本実施形態においては、プレキャストコンクリート用型枠１００は、コンクリート原材料が投入される中空部１２０を有する型枠部材１１０と、中空部１２０における原材料投入口を覆うことによって略閉じた空間を形成する蓋部材１３０とから構成される。さらに、型枠部材１１０の底面側の一部分はインバー鋼によって構成されるインバー鋼部１１１とされ、その他の部分はステンレス鋼によって構成されるステンレス鋼部１１２とされている。また、型枠部材１１０と蓋部材１３０との間などには多少の隙間が生
じるような設計とされ、当該隙間が原材料のセメントの水和以外に利用される水分等の揮発性物質の逃げ場として機能するようにされる。
FIG. 2A is a view showing a configuration example of a precast concrete mold 100 according to another embodiment. In this embodiment, the precast concrete mold 100 includes a
図２（Ｂ）は本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠１００を用いて、コンクリート原材料を養生している様子を示している。このような硬化は、オートクレーブ装置内などの高温多湿環境下で実現することが可能である。 FIG. 2 (B) shows how the concrete raw material is cured using the precast concrete mold 100 according to the present invention. Such curing can be realized in a hot and humid environment such as in an autoclave apparatus.
図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示すような状態での養生後に、プレキャストコンクリート用型枠１００から脱型されたプレキャストコンクリート構造体２００を示す図である。これまで説明したように、プレキャストコンクリート用型枠１００における型枠部材１１０のインバー鋼部１１１は線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材であるのに対して、コンクリートの線膨張係数は６〜１２μ／℃である。これによれば、プレキャストコンクリート構造体２００の一方の端部には高強度部２０１が形成され、その他の部分にはこれより強度が低い一般強度部２０２が形成されることとなる。杭などのプレキャストコンクリート構造体２００においては、地中に埋設される際における先端部の強度が高いことが好ましい。本実施形態に係るプレキャストコンクリート用型枠１００によれば、プレキャストコンクリート構造体２００の一部に高強度部２０１を形成することができるので、杭などの製造に非常に適したものとなる。
FIG. 2 (C) is a diagram showing the precast concrete structure 200 that has been removed from the precast concrete formwork 100 after curing in the state shown in FIG. 2 (B). As described above, the
以上、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠によれば、プレキャストコンクリート用型枠としてインバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材を用いるので、線膨張係数が６〜１２μ／℃であるコンクリートに対して、それぞれの線膨張係数の差分に相当する圧力を型枠から印加することが可能となり、コンクリートを緻密化でき、高い強度のプレキャストコンクリート構造体を製造することが可能となる。 As described above, according to the precast concrete formwork according to the present invention, since a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the precast concrete formwork, the linear expansion coefficient is 6 to 12 μ / ° C. With respect to a certain concrete, it is possible to apply a pressure corresponding to the difference between the respective linear expansion coefficients from the mold, so that the concrete can be densified and a high-strength precast concrete structure can be manufactured.
また、本発明に係るプレキャストコンクリート用型枠によれば、インバー鋼などの線膨張係数が２μ／℃以下である比較的線膨張係数が低い鋼材をプレキャストコンクリート用型枠として用いるので、型枠の全体にわたって生じる温度分布に基づいて、型枠に反りやねじれが生じることがあまりなく、プレキャストコンクリート製造時における型枠の反りやねじれに基づく悪影響が皆無となる。 Further, according to the precast concrete formwork according to the present invention, a steel material having a relatively low linear expansion coefficient, such as Invar steel, having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less is used as the precast concrete formwork. Based on the temperature distribution that occurs throughout, there is not much warping or twisting in the formwork, and there are no negative effects due to warping or twisting of the formwork during precast concrete production.
１００・・・プレキャストコンクリート用型枠
１１０・・・型枠部材
１１１・・・インバー鋼部
１１２・・・ステンレス鋼部
１２０・・・中空部
１３０・・・蓋部材
２００・・・プレキャストコンクリート構造体
２０１・・・高強度部
２０２・・・一般強度部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Precast
Claims (3)
２０℃から８０℃の温度範囲で線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材によって形成されることを特徴とするプレキャストコンクリート用型枠。 In the precast concrete formwork used when raw materials are charged and the raw materials are cured,
A formwork for precast concrete, which is formed of a steel material having a linear expansion coefficient of 2 µ / ° C or less in a temperature range of 20 ° C to 80 ° C.
当該原材料が接する部分に２０℃から８０℃の温度範囲で線膨張係数が２μ／℃以下である鋼材が用いられることを特徴とするプレキャストコンクリート用型枠。 In the precast concrete formwork used when raw materials are charged and the raw materials are cured,
A formwork for precast concrete, wherein a steel material having a linear expansion coefficient of 2 μ / ° C. or less in a temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. is used at a portion in contact with the raw material .
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