JP5698305B2 - コンクリート構造物の製造方法及びコンクリート養生シートの保持システム - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物の製造方法及びコンクリート養生シートの保持システムに関するものである。

コンクリート構造物を製造する際、型枠脱型後にコンクリート構造物に養生シートを付設して養生を行い、その強度や耐久性を向上させることが行われている。ところで、型枠脱型後に養生シートを付設する場合、型枠を脱型する作業と、養生シートを付設する作業があり、手間がかかっていた。そこで、例えば特許文献１に記載のように、コンクリートの型枠に養生シートを予め付設しておくことが提案されている。

特開２００７−０７７７５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコンクリート構造物の製造方法では、養生シートの型枠への付設に両面テープや接着剤を用いていた。このため、両面テープ等を型枠へその都度貼り付けたりする作業が発生してしまい、更なる作業効率の向上が求められている。

そこで、本発明の課題は、養生シートの付設作業を更に効率化することができるコンクリート構造物の製造方法およびコンクリート養生シートの保持システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るコンクリート構造物の製造方法は、コンクリート打設側に複数の開口部を有すると共に当該開口部に繋がる内部空隙を有する型枠、及び、打設したコンクリートを養生するための養生シートを準備する準備工程と、型枠のコンクリート打設側に複数の開口部を覆うように養生シートを載置し、内部空隙の気圧を減圧する減圧工程と、減圧工程によって型枠のコンクリート打設側に養生シートが貼り付けられた状態でコンクリートの打設を行う打設工程と、コンクリートの打設後に型枠を脱型する脱型工程と、を備えていることを特徴としている。

このコンクリート構造物の製造方法では、型枠のコンクリート打設側に複数の開口部を設けると共に開口部に繋がる内部空隙を設け、内部空隙の気圧を減圧することで型枠に養生シートを貼り付けるようにしている。この場合、養生シートを型枠に沿って載置して減圧するだけでよくなるため、型枠と養生シートとをわざわざ両面テープ等で貼り付けたりする作業を省略することができ、養生シートの付設作業を効率化することが可能となる。

上記のコンクリート構造物の製造方法では、脱型工程において、減圧状態になっている内部空隙を開放し、型枠と養生シートとの貼付状態を解除した後に、型枠を脱型することが好ましい。この場合、硬化したコンクリート構造物の貼付面に養生シートを容易に載置することができる。

上記のコンクリート構造物の製造方法では、型枠には吸引部材が取り付けられており、減圧工程では、吸引部材で内部空隙内の空気を吸引することにより、内部空隙内の気圧を減圧することが好ましい。この場合、簡易な構成によって型枠内部の空隙の気圧を減圧することができる。なお、このコンクリート構造物の製造方法では、打設工程で用いられる型枠は、複数の開口部が設けられた打設側型枠部と、吸引部材が取り付けられた外側型枠部とを有していることが好ましい。

上記のコンクリート構造物の製造方法は、脱型工程の後に、養生シートをコンクリート構造物の貼付面に残置させて、コンクリート構造物を所定期間養生する養生工程を更に備えることが好ましい。この場合、コンクリート構造物の養生を長期に亘って行うことができるため、強度や耐久性の高いコンクリート構造物を得ることができる。

上記のコンクリート構造物の製造方法では、養生シートのコンクリート打設側の接触面の水との接触角が５０度以上であることが好ましい。この場合、打設後にコンクリートが硬化する際、通常発生するブリージング水の発生を、かかる接触角を有する養生シートによって効果的に抑制することができる。このようにブリージング水の発生が抑制されるのは、コンクリート表面を覆っている養生シートのシート面（接触面）の接触角（濡れ角とも言う）が大きいと、コンクリート内に含まれていてその表面から外に出ようとする水や当該水中に存在する空気がシート接触面においてコンクリート内部に押し戻される作用が働き、その結果、水及びその内部の空気がコンクリート内に残存したまま硬化が進むためと考えられる。

なお、このような接触角を有する養生シートを用いると、ブリージング水の発生が抑制されるため、脱型後の水和反応に必要な水をコンクリートが含有していることになり、コンクリート養生の際に外部から養生水を供給することなく又は養生水をそれほど用いることなく、所定の圧縮強度や耐久性などの品質を発現できるコンクリート構造物を製造することができる。また、コンクリート表面に空気が集まることが抑制されるため、表面組織が密実となり、またかぶりの一部が欠損するといったことも防止できるので、圧縮強度や耐久性などの品質を従来よりも向上させることができる。

上記のコンクリート構造物の製造方法では、養生シートの厚みが０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、養生シートをコンクリート打設時に用いたとしても、それによって養生シートがよれてしまうといったことを抑制することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るコンクリート養生シートの保持システムは、コンクリート打設側に複数の開口部を有すると共に当該開口部に繋がる内部空隙を有する型枠と、打設したコンクリートを養生するための養生シートと、型枠に取り付けらえる吸引部材とを備え、養生シートは、複数の開口部を覆うように型枠のコンクリート打設側に載置され、吸引部材によって内部空隙の気圧が減圧された型枠のコンクリート打設側の面に貼り付けられることを特徴としている。このような保持システムを用いた場合、吸引部材を用いて型枠の内部空隙の気圧を減圧することで容易に型枠に養生シートを貼り付けることができる。このため、養生シートを型枠に沿って載置して減圧するだけでよくなるため、型枠と養生シートとをわざわざ両面テープ等で貼り付けたりする作業を省略することができ、養生シートの付設作業を効率化することが可能となる。

上記のコンクリート養生シートの保持システムでは、養生シートのコンクリート打設側の接触面の水との接触角が５０度以上であることが好ましい。この場合、上述したように、打設後にコンクリートが硬化する際、通常発生するブリージング水の発生を、かかる接触角を有する養生シートによって効果的に抑制することができ、コンクリート養生の際に外部から養生水を供給することなく又は養生水をそれほど用いることなく、所定の圧縮強度や耐久性などの品質を発現できるコンクリート構造物を製造することができる。

本発明によれば、養生シートの付設作業を効率化することができる。

第１実施形態に係るコンクリート養生シートの保持システムを模式的に示す斜視図である。 図１に示す保持システムの断面を示す横断面図である。 図２に示す保持システムでコンクリートの打設を行った後の状態を示す横断面図である。 図３に示す保持システムで養生シートの固定を解除した状態を示す横断面図である。 図４に示す保持システムで型枠を脱型した状態を示す横断面図である。 第２実施形態に係るコンクリート養生シートの保持システムを模式的に示す斜視図である。 図６に示す保持システムでコンクリートの打設を行った後の状態を示す縦断面図である。 図７に示す保持システムで型枠を脱型した状態を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るコンクリート構造物の製造方法、及び、当該方法に用いることができるコンクリート養生シートの保持システムの実施形態について詳細に説明する。
［第１実施形態］

まず、コンクリート構造物の製造方法に用いられる保持システムについて、図１及び図２を参照して説明する。保持システム１は、コンクリート打設側に配置される打設側型枠１０（打設側型枠部）と、打設側型枠１０とは逆側に配置される外側型枠２０（外側型枠部）と、打設されたコンクリートを養生する養生シート３０と、エアホース４０及び吸引ポンプを含んで構成される吸引部材と、を備えている。

打設側型枠１０は、コンクリートＣを打設する際に打設側に配置される型枠であり、複数の開口部１２が形成されている。開口部１２は、例えば直径が１〜５ｍｍ程度の貫通孔であり、隣接する他の開口部１２との間の距離が８〜１０ｍｍ程度のピッチとなるように整列配置されている。打設側型枠１０は、例えば鋼製型枠（メタルフォーム）又はプラスチック型枠などから構成される。

外側型枠２０は、打設側型枠１０と対向するようにその外側（打設する側と逆側）に平行に配置される。外側型枠２０には、エアホース４０を接続するための貫通孔２２が形成されており、貫通孔２２が気密状態を維持できるようにエアホース４０が外側型枠２０に取り付けられている。エアホース４０は、不図示の吸引ポンプに取り付けられる。外側型枠２０は、例えば、打設側型枠１０と同様に、鋼製型枠（メタルフォーム）又はプラスチック型枠などから構成される。

打設側型枠１０と外側型枠２０とは、図２に示すように、コンクリートを打設する際には、シーリング部材４２によってそれぞれの４辺が気密状態を維持できるように互いに結合され、その内部に内部空隙１４を形成するようになっている。シーリング部材４２としては、例えば、外形が四角形状のゴムなどからなるガスケット又はパッキンなどを用いることができる。

養生シート３０は、例えば０．０５ｍｍ以上２ｍｍ程度の厚みを有するシートである。養生シート３０の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、ナイロン６、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィンなどの高分子化合物を用いることができる。養生期間を長くとるためにそのままコンクリート表面に貼り付ける点を考慮すると、汎用されていて費用が比較的安いポリプロピレンやポリエチレンテレフタラート、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから構成される養生シートが好ましい。

このような養生シート３０は、少なくとも、打設されたコンクリートに接触する側の面（接触面）の水との接触角θ（ぬれ角）が５０度以上となるシートであることが好ましい。この場合、養生シート３０の接触角θは高いほど好ましく、養生シート３０の接触面の水との接触角θが６９度以上であることが好ましく、接触角θが８０度以上であることが更に好ましく、接触角θが９０度以上であることがより一層好ましい。素材の表面を各種表面加工技術によって加工することで、水との接触角は適宜調整することができる。

なお、ここで、「接触角θ」とは、液滴の接線と固体表面（シート表面）とのなす角度であり、一般に以下の式（１）で示される。

γ_Ｓ：固体の表面張力
γ_Ｌ：液体の表面張力
γ_ＳＬ：固体と液体の界面張力

そして、「接触角θ」は、例えば、θ／２法で測定することができる。具体的には、液滴の半径ｒと高さｈを求め、以下の式（２）、（３）から、接触角θを求める。

続いて、以上のような構成を備えた保持システム１を用いて、コンクリート構造物を製造する方法について説明する。

まず、図１及び図２に示されるように、コンクリート打設用の型枠１０，２０及び養生シート３０を準備する（準備工程）。また、打設側型枠１０と外側型枠２０とをシーリング部材４２を介して互いに結合し、型枠１０，２０間の気密が保たれる状態にする。これにより、型枠１０，２０間に内部空隙１４が形成される（準備工程）。

続いて、このように外側型枠２０と気密結合された打設側型枠１０の複数の開口部１２のすべてを覆うように養生シート３０を打設側型枠１０のコンクリート打設側の面に載置する。そして、外側型枠２０に取り付けられたエアホース４０を介して吸引ポンプにより、この内部空隙１４内の気圧を減圧するように空気吸引を行う（減圧工程）。

続いて、図３に示されるように、エアホース４０及び吸引ポンプによって減圧された型枠１０，２０の打設側型枠１０に養生シート３０が貼り付けられた状態でコンクリートＣの打設を行う（打設工程）。本実施形態では、コンクリートＣを打設した際に型枠１０，２０とコンクリートＣとの間に養生シート３０が配置されることになるため、型枠１０に離型剤を塗らなくてもよい。また、養生シート３０は、例えば厚みが０．０５ｍｍ以上であることから、コンクリートを打設した際にもシートがよれてしまったりすることが抑制されている。コンクリートの打設が終了したら、吸引ポンプによる吸引を停止し、内部空隙１４内の減圧状態が維持されるようエアホース４０に設けられたエアバルブ（不図示）を閉める。

続いて、コンクリートの打設が終了すると、バイブレータ等を用いて締固めを行う。これにより、型枠１０，２０内の隅々まで十分にコンクリートＣが流れこむようになる。なお、従来であれば、コンクリート打設後に、コンクリート内部に含まれる空気の泡やブリージング水が表面に浮かび上がってくるが、本実施形態では、上述したように、所定角以上の接触角θを有する養生シート３０をコンクリートＣとの接触部分に設けているため、空気の泡やブリージング水の発生が抑制される。

このように、空気の泡やブリージング水の発生が抑制されるのは、本発明者らによれば、コンクリート表面を覆っている養生シート３０の接触面の接触角θが大きいと、コンクリート内に含まれていてその表面から外に出ようとする水や当該水中に存在する空気が接触面においてコンクリート内部に押し戻される作用が働き、その結果、水及びその内部の空気がコンクリートＣ内に残存したまま硬化が進むためと考えられる。

続いて、コンクリートの締固めが終了すると、型枠１０，２０をはめたまま、コンクリートＣの湿潤養生を例えば７日〜２８日程度行い、コンクリートを硬化させる。

続いて、コンクリートＣの凝結がある程度進み硬化したら、図４及び図５に示すように、型枠１０，２０を脱型する（脱型工程）。脱型では、まず、図４に示すように、減圧状態になっている内部空隙１４を開放すべく、エアホース４０に設けられたエアバルブを開とする。これにより、型枠１０と養生シート３０との貼付状態が解除される。そして、型枠１０と養生シート３０との貼付状態が解除された後、図５に示すように、型枠１０，２０を脱型してコンクリートＣから引き離す。この際、養生シート３０は、コンクリート構造物Ｃの貼付面に残置させる。

続いて、型枠１０，２０を脱型した後、コンクリート構造物Ｃの貼付面に残置された養生シート３０を用いて、コンクリート構造物Ｃを所定期間養生する（養生工程）。この養生では、既に型枠１０，２０が取り除かれており、シート状の養生シート３０をコンクリート表面に残置させるだけで、特別な設備を用いることなくそのまま長期に養生を続けることができる。例えば、型枠１０，２０の脱型後３０日以上養生を続けてもよいし、型枠の脱型後９０日以上養生を続けてもよい。更に、コンクリート構造物Ｃの引き渡しに至るまで（例えば脱型後１年以上）養生を続けてももちろんよい。このような長期の養生を続けられることにより、コンクリート構造物Ｃの強度を飛躍的に高めることができる。なお、本実施形態の製造方法では、ブリージング水の発生を抑制しているため、コンクリートＣ内に水和反応を促進するための水が十分に含まれていることになり、養生工程の際、養生に用いる養生水を別途供給しなくてもよいか、あるいは、従来に比べて、はるかに少ない養生水を供給する程度でよい。

その後、所定の養生期間が終了すると、コンクリート表面から養生シート３０を取り外す。これにより、コンクリート構造物Ｃが完成する。

以上、本実施形態による製造方法によれば、型枠１０，２０のコンクリート打設側に複数の開口部１２を設けると共に開口部１２に繋がる内部空隙１４を設け、内部空隙１４の気圧を減圧することで型枠１０に養生シート３０を貼り付けるようにしている。このため、養生シート３０を型枠１０に沿って載置して減圧するだけでよくなるため、型枠１０と養生シート３０とをわざわざ両面テープ等で貼り付けたりする作業を省略することができ、養生シート３０の付設作業を効率化することが可能となる。

また、このコンクリート構造物の製造方法では、脱型工程において、減圧状態になっている内部空隙１４を開放し、型枠１０と養生シート３０との貼付状態を解除した後に、型枠を脱型している。このため、硬化したコンクリート構造物Ｃの貼付面に養生シートを容易に載置することができる。

また、このコンクリート構造物の製造方法では、型枠２０には吸引部材が取り付けられており、減圧工程では、吸引部材で内部空隙１４内の空気を吸引することにより、内部空隙１４内の気圧を減圧している。このため、簡易な構成によって型枠１０，２０内部の空隙１４の気圧を減圧することができる。

また、このコンクリート構造物の製造方法は、脱型工程の後に、養生シート３０をコンクリート構造物Ｃの貼付面に残置させて、コンクリート構造物Ｃを所定期間養生する養生工程を更に備えている。このため、コンクリート構造物Ｃの養生を長期に亘って行うことができるため、強度や耐久性の高いコンクリート構造物を得ることができる。
［第２実施形態］

次に、本発明の第２実施形態に係るコンクリート構造物の製造方法、及び、当該方法に用いることができるコンクリート養生シートの保持システムについて図６〜図８を参照しながら説明する。第２実施形態では、第１実施形態と吸引部材が異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。

まず、本実施形態に係るコンクリート構造物の製造方法に用いられる保持システムについて、図６及び図７を参照して説明する。保持システム１ａは、コンクリート打設側に配置される打設側型枠１０と、打設側型枠１０とは逆側に配置される外側型枠２０と、打設されたコンクリートを養生する養生シート３０と、気圧弁４６からなる吸引部材と、を備えている。気圧弁４６は、型枠１０，２０内の内部空隙１４に繋がるように気密配置されており、弁を閉じることにより内部空隙１４内を負圧（減圧）にさせる装置である。

このような構成を備えた保持システム１ａを用いて、コンクリート構造物Ｃを製造する方法は、第１実施形態と略同一であるが、減圧工程では、吸引ポンプによる吸引に代えて、気圧弁４６の弁を閉じることで内部空隙１４を負圧にすることで、減圧を行う。また、脱型工程では、型枠１０と養生シート３０との貼付状態を解除するためには、気圧弁４６の弁を開とすることで、内部空隙１４を常圧に開放し、その後、図８に示すように、型枠１０，２０を脱型してコンクリートＣから引き離す。養生シート３０は、第１実施形態と同様に、コンクリート構造物Ｃの貼付面に残置させる。

以上、第２実施形態に係る製造方法によっても、型枠１０，２０のコンクリート打設側に複数の開口部１２を設けると共に開口部１２に繋がる内部空隙１４を設け、内部空隙１４の気圧を減圧（負圧）することで型枠１０に養生シート３０を貼り付けるようにしている。このため、養生シート３０を型枠１０に沿って載置して減圧するだけでよくなるため、型枠１０と養生シート３０とをわざわざ両面テープ等で貼り付けたりする作業を省略することができ、養生シート３０の付設作業を効率化することが可能となる。その他の効果も第１実施形態と略同様であるが、第２実施形態では、より簡易な吸引部材である気圧弁４６を用いているため、現場での作業をより容易に行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な実施形態に適用できる。例えば、上記実施形態では、水との接触角が５０度以上の養生シート３０を用いていたが、水との接触角が５０度より小さい養生シートを用いてもよい。また、外側型枠２０の材料として鋼製型枠等を例示したが、外側型枠２０については、ビニールなど剛性のないシートから形成されていてもよい。また、上記実施形態では、型枠１０，２０を別体としたが、型枠１０，２０及びシーリング部材４２が一体となった型枠を用いてもよい。

１，１ａ…保持システム、１０…打設側型枠、１２…開口部、１４…内部空隙、２０…外側型枠、３０…養生シート、４０…エアホース、４２…シーリング部材。

Claims (7)

1. コンクリート打設側に複数の開口部を有すると共に当該開口部に繋がる内部空隙を有する型枠、及び、打設したコンクリートを養生するための非穿孔の養生シートを準備する準備工程と、
   前記型枠のコンクリート打設側に前記複数の開口部を覆うように前記養生シートを載置し、前記内部空隙の気圧を減圧する減圧工程と、
   前記減圧工程によって前記型枠のコンクリート打設側に前記養生シートが貼り付けられた状態でコンクリートの打設を行う打設工程と、
   前記コンクリートの打設後に前記型枠を脱型する脱型工程と、を備え、
   前記打設工程に用いられる前記養生シートのコンクリート打設側の接触面の水との接触角が５０度以上であることを特徴とする、コンクリート構造物の製造方法。
2. 前記脱型工程において、減圧状態になっている前記内部空隙を開放し、前記型枠と前記養生シートとの貼付状態を解除した後に、前記型枠を脱型することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の製造方法。
3. 前記型枠には吸引部材が取り付けられており、
   前記減圧工程では、前記吸引部材で前記内部空隙内の空気を吸引することにより、前記内部空隙内の気圧を減圧することを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の製造方法。
4. 前記打設工程で用いられる前記型枠は、前記複数の開口部が設けられた打設側型枠部と、前記吸引部材が取り付けられた外側型枠部とを有していることを特徴とする請求項３に記載のコンクリート構造物の製造方法。
5. 前記脱型工程の後に、前記養生シートを前記コンクリート構造物の貼付面に残置させて、前記コンクリート構造物を所定期間養生する養生工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のコンクリート構造物の製造方法。
6. 前記養生シートの厚みが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のコンクリート構造物の製造方法。
7. コンクリート打設側に複数の開口部を有すると共に当該開口部に繋がる内部空隙を有する型枠と、
   打設したコンクリートを養生するための非穿孔の養生シートと、
   前記型枠に取り付けられる吸引部材と、を備え、
   前記養生シートのコンクリート打設側の接触面の水との接触角が５０度以上であり、
   前記養生シートは、前記複数の開口部を覆うように前記型枠のコンクリート打設側に載置され、前記吸引部材によって前記内部空隙の気圧が減圧された前記型枠のコンクリート打設側の面に貼り付けられることを特徴とするコンクリート養生シートの保持システム。
   

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