JP6095169B2

JP6095169B2 - コンクリートの再振動締固め管理方法

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Publication number: JP6095169B2
Application number: JP2013176403A
Authority: JP
Inventors: 廣中　哲也; 哲也廣中
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-08-28
Also published as: JP2015045163A

Description

本発明は、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に行われる再振動締固めの実施時期を管理する、コンクリートの再振動締固め管理方法に関する。

コンクリート構造物の品質向上には、コンクリートを均質かつ密実に打込むことが重要であることから、コンクリートを振動締固めしながら打設した後、適切な時期に、再振動締固めを実施することが検討されている。再振動締固めを適切な時期に実施することで、コンクリートは再び流動性を帯びて、コンクリート中にできた空隙や余剰水が少なくなると共に、コンクリートの強度や鉄筋との付着強度を増加させることが可能になり、また沈みひび割れの防止等にも効果があるとされている。

一方、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に、再振動締固めを行なう実施時期が適切でないと、実施時期が早すぎて再振動による効果が十分に得られなかったり、実施時期が遅すぎて、振動の影響が、すでに凝結を始めたコンクリート内の鉄筋に伝達され、その周辺のコンクリートに損傷を与えたりすることから、再振動締固めを行なう最適な実施時期を検出して、最適なタイミングで再振動締固めを行えるようにする技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の生コンクリートの再振動時期判定方法によれば、サンプル試験等によって予め設定された、生コンクリートの粘度の経時変化と再振動の結果との相関関係に基づいて、現場で測定された生コンクリートの粘度の実測値から、適切な再振動締固めの実施時期を判定するようになっている。

特開２０１３−３６１６２号公報

しかしながら、特許文献１の生コンクリートの再振動時期判定方法によれば、再振動時期判定装置として、ケース体と、ケース体からセンサ部を突出させてケース体に設けられた粘度計と、粘度計からの入力信号が閾値にあるか否かを演算して出力信号を出す演算装置と、この演算装置からの出力信号に基づいて、再振動締固めの実施時であることを表示する表示装置とを含む、専用の高価な判定装置を用いる必要があるため、例えばコンクリートの打設現場において一般に行われている、スランプ試験で用いられるような汎用されている器具を用いて、より簡易に再振動締固めの実施時期を管理できるようする技術の開発が望まれている。

本発明は、例えばスランプ試験で用いられるような汎用されている器具を用いて、より簡易に再振動締固めの実施時期を管理することのできるコンクリートの再振動締固め管理方法を提供することを目的とする。

本発明は、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、再振動締固めの実施時期を管理するコンクリートの再振動締固め管理方法であって、所定の配合のコンクリートについてサンプル試験を行って、当該コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行ったことによる、硬化後のコンクリートの圧縮強度の変化と、再振動締固めを行う直前に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面に対して金属製の突き棒を所定の高さから鉛直下方に落下させた際の、当該突き棒のコンクリート打設面への貫入量を計測する突き棒貫入試験によって得られた突き棒貫入量との相関関係から、硬化後のコンクリートの圧縮強度を向上させる、再振動締固めを行なうのに適した適正突き棒貫入量の範囲を予め求めておき、コンクリートの打設現場において、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面に対して前記現場突き棒貫入試験を行って、該現場突き棒貫入試験による突き棒貫入量が、予め求められた前記適正突き棒貫入量となっている時期に再振動締固めを行うように管理するコンクリートの再振動締固め管理方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明のコンクリートの再振動締固め管理方法は、前記突き棒が、スランプ試験に用いる突き棒であり、突き棒貫入試験は、ガイドパイプにガイドさせた状態で、１ｍの高さから前記突き棒を鉛直下方に落下させた際の貫入量を計測するようになっていることが好ましい。

本発明のコンクリートの再振動締固め管理方法によれば、例えばスランプ試験で用いられるような汎用されている器具を用いて、より簡易に再振動締固めの実施時期を管理することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの再振動締固め管理方法において採用された突き棒貫入試験を説明する略示斜視図である。水セメント比、スランプ、及びコンクリートの養生温度を変化させた際における、練混ぜ完了からの再振動締固め実施時期と、圧縮強度との関係を示すチャートである。水セメント比をパラメータとした練混ぜ完了からの経過時間と、突き棒貫入量との関係を示すチャートである。水セメント比をパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示すチャートである。スランプをパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示すチャートである。養生温度をパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示すチャートである。

本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの再振動締固め管理方法は、コンクリートを打設して形成されるコンクリート構造物の品質を向上させるために、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に、再度行われる再振動締固めの実施時期を、例えばスランプ試験に用いられるような汎用されている簡易な器具を用いて（図１参照）、コンクリートの打設現場において容易に管理できるようにする方法として採用されたものである。

そして、本実施形態のコンクリートの再振動締固め管理方法は、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、再振動締固めの実施時期を管理する方法であって、所定の配合のコンクリートについてサンプル試験を行って、当該コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行ったことによる、硬化後のコンクリートの圧縮強度の変化と、再振動締固めを行う直前に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面１０に対して金属製の突き棒１１を所定の高さから鉛直下方に落下させた際の、当該突き棒１１のコンクリート打設面１０への貫入量を計測する突き棒貫入試験(図１参照)によって得られた突き棒貫入量との相関関係から、硬化後のコンクリートの圧縮強度を向上させる、再振動締固めを行なうのに適した適正突き棒貫入量の範囲を予め求めておき、コンクリートの打設現場において、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面に対して前記現場突き棒貫入試験(図１参照)を行って、この現場突き棒貫入試験による突き棒貫入量が、予め求められた適正突き棒貫入量となっている時期に再振動締固めが行われるように管理する。

また、本実施形態では、図１に示すように、突き棒１０が、スランプ試験に用いる、例えばφ１５ｍｍ、長さ５００ｍｍの金属製の突き棒であり、突き棒貫入試験は、ガイドパイプ１２として、例えばφ２５ｍｍの塩化ビニルパイプにガイドさせた状態で、中心位置が１ｍの高さから突き棒１１を鉛直下方に落下させた際の貫入量を計測するようになっている。

本実施形態では、コンクリートの打設現場において、現場突き棒貫入試験を行うのに先立って、サンプル試験として、表１に示すような配合及び使用材料のコンクリートについて、表２に示すような実験条件で再振動締固めを行って、再振動締固めを行ったことによる圧縮強度の変化と、再振動締固めを行う直前のコンクリート打設面１０に対して行った突き棒貫入試験から得られた突き棒貫入量との相関関係から、再振動締固めを行なうのに適した適正突き棒貫入量の範囲を予め求めておく。

すなわち、本実施形態では、再振動締固めの実施時期を判定するためのサンプル試験として、再振動締固めの有無及び実施時期や、コンクリートの配合や養生温度をパラメータとした室内試験を実施して、突き棒貫入量および圧縮強度を測定することで、圧縮強度と突き棒貫入量との相関関係を把握する。

ここで、表１に示すコンクリートの配合において、コンクリートは、土木工事のコンクリート構造物に用いられている呼び強度２１〜２７相当の、水セメント比５０〜５５％とスランプ８〜１５ｃｍとを組み合わせた５種類の配合のものを使用し、単位水量は１６５kg／m3の一定とした。なお、各配合のスランプおよび空気量の実測値は、目標値を満足した。

表２に示す再振動締固めの実験条件では、内部振動機として、直径２５ｍｍ、振動数２４０Hzの棒状バイブレータを使用した。コンクリートの養生温度を１０，２０，３０℃の３種類とし、再振動締固めの実施時期を、再振動締固めなしの場合を含めて、練混ぜ完了後から１時間ピッチで５時間後までの６種類とした。なお、練混ぜ完了から５時間前後の通常のコンクリートは、凝結の始発状態にあり、再振動締固めを行うことができる限界の硬さにほぼ等しいとされている。

再振動締固めの締固め方法は、コンクリート標準示方書施工編の締固めの目安を参考に予備試験により決定した。所定の実施時間が経過した試験体の中央から底面直前まで、バイブレータを挿入した後、５秒間締固めを行い、引き抜いた。なお、比較用に再振動締固めを実施しない試験体も作製した。

突き棒貫入量と圧縮強度は、表３及び図１に示す方法により測定した。突き棒貫入量は、現場でも容易にコンクリートのワーカビリティーを測定可能な、上述の突き棒貫入試験によって測定した。すなわち、突き棒貫入試験は、図１に示すように、JIS A 1101 に準じた突き棒１１として、例えばφ１５ｍｍ、長さ５００ｍｍの金属製の突き棒を用い、好ましくはφ２５ｍｍの塩化ビニルパイプによるガイドパイプ１２にガイドさせた状態で、中心位置が１ｍの高さ（下端が０．７５ｍの高さ）から突き棒１１を、試験体のコンクリート打設面１０に対して鉛直下方に自由落下させた際の、当該突き棒１１のコンクリート打設面１０への貫入量によって、突き棒貫入量を計測するようになっている。

図２に、水セメント比、スランプ、及びコンクリートの養生温度を変化させた際における、練混ぜ完了からの再振動締固め実施時期と、圧縮強度との関係を示す。圧縮強度は、再振動締固めの実施時期の経過に伴って１０〜２０％増加し、最大値を示した後に低下傾向を示していることが分かる。また、圧縮強度が最大となる再振動締固めの実施時期は、水セメント比、スランプ、及び養生温度の影響により練混ぜ完了後から１〜３時間と変動しており、水セメント比およびスランプに比べて養生温度の影響が大きいことが分かる。これは、セメントの水和反応は、温度依存性が高いことに起因する。圧縮強度が最大値を示した後に低下する原因として、セメントの凝結の進行によって、コンクリートの表面がブリーディング水で覆われて内部振動機を引き抜いた穴が残らない状態から、ブリーディング水がなくなることで、内部振動機を引き抜いた穴が残り初期欠陥となることが考えられる。なお、圧縮強度は、再振動締固め後に最大値を示した後も、再振動締固めを行わない場合よりも大きな値を示しており、これによって、内部振動機を引き抜いた穴が残った状態でも、再振動締固めによってコンクリート中の空気や余剰水が効果的に抜け出していることが分かる。

図３に、水セメント比をパラメータとした練混ぜ完了からの経過時間と、突き棒貫入量との関係を示す。突き棒貫入量は、練混ぜ完了直後から３時間程度まで大きな減少傾向を示し、その後は収束していることが分かる。また、水セメント比が小さいほど突き棒貫入量の減少傾向が大きくなっており、さらに、スランプ、及び養生温度をパラメータとした場合も同様の結果が得られたことから、再振動締固めの実施時期を判定する方法として、再振動締固めにより圧縮強度が最大となる練混ぜ完了後から１〜３時間に、測定値の変化割合が大きくなっている突き棒貫入量を採用するのが適切であることが分かる。

図４に、水セメント比をパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示す。図５に、スランプをパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示す。図６に、養生温度をパラメータとした場合の、再振動締固めによる圧縮強度の最大時の突き棒貫入量と、練混ぜ完了からの経過時間との関係を示す。また表４に、内部振動機を引き抜いた穴が残る時期を考慮した、水セメント比、スランプ、及び養生温度による再振動締固めの実施時期と突き棒貫入量を示す。圧縮強度が最大値を示す再振動締固めの実施時期は、練混ぜ完了後から１〜３時間、突き棒貫入量は３５〜５０ｍｍとなり、これらによって各種要因に応じた再振動締固めの実施時期と突き棒貫入量との相関関係を整理できた。上述のサンプル試験の範囲では、再振動締固めを行なうのに適した適正突き棒貫入量の範囲を例えば３５〜５０ｍｍとして管理することで、コンクリートの配合や養生温度に関係なく、内部振動機を引き抜いた穴による初期欠陥のない、良好な圧縮強度となる再振動締固めを実施できることが分かる。

本実施形態では、コンクリートの打設現場において、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、図１に示すように、サンプル試験で行った突き棒貫入試験と同様に、JIS A 1101 に準じた突き棒１１として、例えばφ１５ｍｍ、長さ５００ｍｍの金属製の突き棒を用い、好ましくはφ２５ｍｍの塩化ビニルパイプによるガイドパイプ１２にガイドさせた状態で、中心位置が１ｍの高さ（下端が０．７５ｍの高さ）から突き棒１１を、打設現場において打設されたコンクリートのコンクリート打設面１０に対して鉛直下方に自由落下させて、当該突き棒１１のコンクリート打設面１０への突き棒貫入量を計測して管理すると共に、計測された現場での突き棒貫入量が、サンプル試験によって予め求められた適正突き棒貫入量の範囲にあるときに、振動締固めしながら打設されたコンクリートに対して再振動締固めを行なうことによって、圧縮強度が増加して品質が向上したコンクリート構造物を形成することが可能になる。

したがって、本実施形態のコンクリートの再振動締固め管理方法によれば、突き棒１１やガイドパイプ１２といった、例えばスランプ試験で用いられるような汎用されている簡単な器具を用いて、より簡易に再振動締固めの実施時期を管理することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、突き棒は、スランプ試験に用いる突き棒である必要は必ずしもなく、コンクリート打設面に対して所定の高さから鉛直下方に落下させた際に、コンクリート打設面への貫入量を安定して定量的に計測することが可能な棒状部材であれば、例えば鉄筋棒等を加工して用いることもできる。また、突き棒を、ガイドパイプにガイドさせた状態で鉛直下方に落下させる必要は必ずしもなく、突き棒を、所定の高さからコンクリート打設面に向けて鉛直下方に安定した状態で落下するように誘導することが可能であれば、ガイドパイプ以外のガイド部材を用いることができる。ガイド部材を用いることなく、手作業によって方向づけして、所定の高さから突き棒を鉛直下方に落下させることもできる。

１０コンクリート打設面
１１突き棒
１２ガイドパイプ

Claims

コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、再振動締固めの実施時期を管理するコンクリートの再振動締固め管理方法であって、
所定の配合のコンクリートについてサンプル試験を行って、当該コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行ったことによる、硬化後のコンクリートの圧縮強度の変化と、再振動締固めを行う直前に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面に対して金属製の突き棒を所定の高さから鉛直下方に落下させた際の、当該突き棒のコンクリート打設面への貫入量を計測する突き棒貫入試験によって得られた突き棒貫入量との相関関係から、硬化後のコンクリートの圧縮強度を向上させる、再振動締固めを行なうのに適した適正突き棒貫入量の範囲を予め求めておき、
コンクリートの打設現場において、コンクリートを振動締固めしながら打設した後に再振動締固めを行なう際に、打設されたコンクリートのコンクリート打設面に対して前記現場突き棒貫入試験を行って、該現場突き棒貫入試験による突き棒貫入量が、予め求められた前記適正突き棒貫入量となっている時期に再振動締固めを行うように管理するコンクリートの再振動締固め管理方法。
前記突き棒が、スランプ試験に用いる突き棒であり、前記突き棒貫入試験は、ガイドパイプにガイドさせた状態で、１ｍの高さから前記突き棒を鉛直下方に落下させた際の貫入量を計測するようになっている請求項１記載のコンクリートの再振動締固め管理方法。