JP6510377B2 - 三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠 - Google Patents

Description

本発明は、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠に関するものである。

建築構造物の壁面を、平面ではなく、三次元曲面を有する独特なデザインで実現し、それにより、建築構造物の美観を向上させることが、行われつつある。

建築構造物の、三次元曲面を有する壁面を、プレキャストコンクリート板で実現する場合には、まず、プレキャストコンクリート板の有する三次元曲面形状と対応する板面形状を有する型枠を用意する。その後、型枠にコンクリートを打設して脱型することで、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製する。

プレキャストコンクリート板を作製する型枠としては、金属製の型枠を用いるのが一般である。特許文献１には、このような金属製の型枠が開示されている。

特開２００７− ５０６５６号公報

建築構造物の、三次元曲面を有する壁面は、壁面を複数の区画に分割し、その区画の各々に対応する三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製し、最後にこれらのプレキャストコンクリート板を結合することにより、作製される。すなわち、一つの壁面を作製しようとすると、壁面の大きさに相応する数の、板面形状の互いに異なる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を、作製する必要がある。

このような、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の作製においては、プレキャストコンクリート板の表面の板面形状に応じて、その形状に対応した板面形状を有する型枠が必要となる。金属及び木は曲面形状の加工難易度が高いため、上記のように、板面形状の互いに異なる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を多数作製する場合に、金属製及び木製の型枠を使用すると、非常に多くの労力を必要とする。また、型枠に使用する金属材料は高価である。これらの要因により、建築構造物の、三次元曲面を有する壁面を、金属製及び木製の型枠を使用して作製しようとすると、費用が嵩むという問題がある。

また、板面形状に応じた多数の型枠の作製には、型枠の数相応の、多くの時間を必要とする。

更に、上記のように型枠は、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状に応じて作製されるため、型枠が使用されるのは一回のみである場合が多い。したがって、目的とする三次元曲面を有する、プレキャストコンクリート板の作製が終わると、他に用途がないために型枠は廃棄される。このとき、型枠が金属製であると産業廃棄物となるため、廃棄処理においても費用が嵩むという問題がある。

特許文献１に記載の型枠は金属製であるため、上記のような課題に対応するのは難しい。

本発明の課題は、低いコスト、短い時間で作製可能で、使用後の処理も容易である、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、底板と側型枠からなる外型枠内に、複数の高さ調整部材を設置すること、前記外型枠内に、高さが調整された前記複数の高さ調整部材の各々の上端の高さまで、モルタルまたはコンクリートを打設して、三次元曲面を有するベッド面を形成すること、前記三次元曲面を有するベッド面に、コンクリートを打設して、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製すること、を含む、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法を提供する。
上記のような構成によれば、三次元曲面を有するベッド面を、金属ではなく、金属よりも加工が容易で材料費が安価なモルタルやコンクリートで作製するため、型枠の作製費用を低減できる。ベッド面が複雑な三次元曲面を有していても、低コストで作製することができる。
また、モルタルやコンクリートで三次元曲面を有するベッド面を作製するため、一日程度の短期間で型枠を作製することができる。更には、ベッド面の形状変更の要請に対しても容易に対応可能である。
また、モルタルやコンクリートは再利用可能な建材であるため、使用済みの型枠を廃棄する場合に、モルタルやコンクリートを別の型枠の作製や、建築構造物の部材として容易に転用することができる。したがって、廃棄処理に要する費用を低減できる。
また、上記の方法は、ベッド面の形状に依存せずに実施できるため、どのような形状の三次元曲面を有するベッド面であっても、基本的にはほぼ同程度の作製費用、作製期間で、型枠を作製することができる。これにより、型枠の作製費用や期間に関する見積もりを立てるのが容易となり、構造建築物の設計計画立案が容易となる。

前記複数の高さ調整部材は、複数の型板であり、該複数の型板の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、前記複数の型板の各々の上端が、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように、前記複数の型板を作製することを更に含んでもよい。
このような構成によれば、モルタルやコンクリートによる、三次元曲面を有するベッド面の作製を、容易に行うことが可能である。

前記複数の高さ調整部材は、複数の伸縮自在の高さ調整棒であり、該複数の高さ調整棒の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、前記複数の高さ調整棒の各々の上端の高さを、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように調整することを更に含んでもよい。
このような構成によれば、モルタルやコンクリートによる、三次元曲面を有するベッド面の作製を、容易に行うことが可能である。
また、高さ調整棒の高さを変更することが可能であるため、一度使用した型枠であっても、高さ調整棒の高さを再調整することにより、他の異なる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製するための型枠として、再利用することが可能である。これにより、型枠の作製費用を更に低減できる。

前記高さ調整部材の上端で形成される、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状に対応する形状は、三次元ＣＡＤデータを基に調整されていてもよい。
このような構成によれば、三次元曲面を有するベッド面の作製を、より容易に行うことが可能である。

前記三次元曲面を有するベッド面を形成する前に、粒状物を敷いて下地層を形成することを更に含んでもよい。
このような構成によれば、本来であればモルタルやコンクリートで形成する、ベッド面と底板との間の下地層を、モルタルやコンクリートに代わり、焼き砂などの粒状物を敷くことによって形成しているため、型枠の解体時に下地層の撤去が容易である。また、ある型枠の解体後に、当該型枠で使用した粒状物を、他の型枠の作製に容易に転用することができる。したがって、型枠作製や廃棄処理に要する費用を低減できる。

また、本発明は、底板と側型枠からなる外型枠と、前記外型枠内に設置された複数の高さ調整部材と、前記外型枠内に、高さが調整された前記複数の高さ調整部材の各々の上端の高さまで、モルタルまたはコンクリートを打設することにより形成された、三次元曲面を有するベッド面と、を含む、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠を提供する。
上記のような構成によれば、三次元曲面を有するベッド面を、金属ではなく、金属よりも加工が容易で材料費が安価なモルタルやコンクリートで作製するため、型枠の作製費用を低減できる。ベッド面が複雑な三次元曲面を有していても、低コストで作製することができる。
また、モルタルやコンクリートで三次元曲面を有するベッド面を作製するため、一日程度の短期間で型枠を作製することができる。更には、ベッド面の形状変更の要請に対しても容易に対応可能である。
また、モルタルやコンクリートは再利用可能な建材であるため、使用済みの型枠を廃棄する場合に、モルタルやコンクリートを別の型枠の作製や、建築構造物の部材として容易に転用することができる。したがって、廃棄処理に要する費用を低減できる。
また、上記の型枠の作製は、ベッド面の形状に依存せずに実施できるため、どのような形状の三次元曲面を有するベッド面であっても、基本的にはほぼ同程度の作製費用、作製期間で、型枠を作製することができる。これにより、型枠の作製費用や期間に関する見積もりを立てるのが容易となり、構造建築物の設計計画立案が容易となる。

前記複数の高さ調整部材は、複数の型板であり、該複数の型板の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、前記複数の型板の各々の上端が、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように、前記複数の型板が作製されていてもよい。
このような構成によれば、モルタルやコンクリートによる、三次元曲面を有するベッド面の作製を、容易に行うことが可能である。

前記複数の高さ調整部材は、複数の伸縮自在の高さ調整棒であり、該複数の高さ調整棒の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、前記複数の高さ調整棒の各々の上端の高さは、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように調整されていてもよい。
このような構成によれば、モルタルやコンクリートによる、三次元曲面を有するベッド面の作製を、容易に行うことが可能である。
また、高さ調整棒の高さを変更することが可能であるため、一度使用した型枠であっても、高さ調整棒の高さを再調整することにより、他の異なる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製するための型枠として、再利用することが可能である。これにより、型枠の作製費用を更に低減できる。

本発明によれば、作製費用、作製期間を低減可能な、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠を、提供することが可能となる。

好ましい様態では、型枠の廃棄処理に要する費用を低減することが可能となる。

本発明の第１、２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠によって作製される、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠を使用した、プレキャストコンクリート板の作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、一部断面視した斜視図である。 高さ調整棒の斜視図である。 本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠の、作製状況を示す、一部断面視した斜視図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠において、他の形状の型板を使用した型枠の、一部断面視した正面図である。 本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠において、他の型板の設置状況を説明した、型枠の上面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

建築構造物の、三次元曲面を有する壁を作製する場合においては、まず、三次元ＣＡＤ等のツールによって、壁面の形状をデザイン、設計することで、壁全体の曲面データが作成されることが多い。この壁の曲面データを、一枚のプレキャストコンクリート板の作製に適切な大きさに、適切な箇所で分割することで、壁を構成する複数の、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の各々の、三次元データが作成される。

図１は、このようにして作製された三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１であり、本発明の第１、２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠によって作製されるものである。建築構造物には、他のプレキャストコンクリート１と組み合わせて、全体で一枚の壁が構成されるように、取り付けられる。

三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１は、本体２と、ファスナー３を備えている。

本体２は、表面２ａ、裏面２ｂと、表面２ａと裏面２ｂの端辺間でこれらの面に接続する上面２ｃ、側面２ｄ、２ｆ、下面２ｅを備えている。表面２ａと裏面２ｂは三次元曲面を備えている。上面２ｃ、側面２ｄ、２ｆ、下面２ｅは、平らな面である。

ファスナー３は、裏面２ｂに設置されており、建築構造物の梁や柱に、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を取り付ける際に使用される。

また、本体２の裏面２ｂと上面２ｃには、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の、それぞれ脱型時、及び立て型時に使用する、図示しないインサートが設置されている。

次に、図２から図７を用いて、本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の製造方法及び型枠を説明する。図２は、本発明の第１の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の型枠１０の、一部断面視した斜視図である。

三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の型枠１０は、底板１１ａと側型枠１１ｃ〜１１ｆからなる外型枠１１と、外型枠１１内に設置された複数の型板１２と、外型枠１１内に、型板１２の各々の上端の高さまで、モルタルまたはコンクリート１４を打設することにより形成された、三次元曲面を有するベッド面１５と、モルタルまたはコンクリート１４の下の下地層１３を備えている。

図１に示される三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の表面２ａ、上面２ｃ、側面２ｄ、２ｆ、下面２ｅと、図２に示される型枠１０の、ベッド面１５、側型枠１１ｃ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｅは、互いに対応する面形状を有している。型枠１０のベッド面１５の上部にコンクリートが打設され、ベッド面１５によってプレキャストコンクリート板１の表面２ａが、及び、側型枠１１ｃ〜１１ｆによって、プレキャストコンクリート板１の上面２ｃ、側面２ｄ、２ｆ、下面２ｅが、それぞれ形成され、これにより、プレキャストコンクリート板１が作製される。

底板１１ａは、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製する際の、プレキャストコンクリート板１のベッド面としてではなく、後述する型板１２の設置台として機能する。また、図１において示されるプレキャストコンクリート板１の上面２ｃ、側面２ｄ、２ｆ、下面２ｅは、全て平面である。したがって、底板１１ａと側型枠１１ｃ〜１１ｆには、三次元曲面を有さない、平らなプレキャストコンクリート板を作製するために通常使用される、金属製の型枠が使用されている。作製対象となるプレキャストコンクリート板の表面が平面ではなく、曲面形状である場合には、側型枠１１ｃ〜１１ｆは、脱型が可能な範囲において、対応する曲面形状を有してもよい。

側型枠１１ｃ〜１１ｆの高さは、後述する下地層１３の高さ、ベッド面１５を構成するモルタルまたはコンクリート１４の厚さ、及び、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の曲面形状に起因する奥行や厚さを考慮して、これらの高さや厚さの加算値よりも高くなっている。例えば、プレキャストコンクリート板１の奥行と厚さがそれぞれ３００ｍｍ、１８０ｍｍである場合、モルタルまたはコンクリート１４の厚さ、及び下地層１３の高さとして２００ｍｍ程度を見込み、側型枠１１ｃ〜１１ｆの高さは７００ｍｍ程度とするのが好適である。

側型枠１１ｄと１１ｆの間には、底板１１ａに対して垂直に、複数の型板１２が設置されている。型板１２は、金属によって作製されていてもよい。この場合、型板１２は、点溶接やタップ溶接などによって、底板１１ａに固定されている。

型板１２は、隣接する型板１２との間隔が、例えば、３００ｍｍ程度の一定の値になるように設置されている。複数の型板１２は、その各々の上端が、作製対象である三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の板面形状と対応するように作製されている。すなわち、図１に示されるプレキャストコンクリート板１の表面２ａを、型板１２の配置間隔と同じ間隔で区切ることにより、各型板１２にプレキャストコンクリート板１の区切りを対応させることができる。各型板１２の上端は、対応する区切り位置における、表面２ａの板面形状と対応する形状を有するように、成形されている。これにより、各複数の型板１２の上端は、当該型板１２の配置位置におけるベッド面１５の形状、高さと同じ形状、高さを有している。

各型板１２の間には、外型枠１１の底板１１ａの上に粒状物を撒くことにより、下地層１３が設置されている。粒状物としては、特に焼き砂を用いるのが望ましい。左官砂や砂利なども使用可能である。

下地層１３は、ベッド面１５、すなわち型板１２の上端よりも、例えば、５０ｍｍ程度の一定の高さだけ、低い位置まで形成されている。ベッド面１５は、下地層１３の上面に、モルタルまたはコンクリート１４が打設されることにより、形成されている。ベッド面１５の精度は、最終的には、モルタルまたはコンクリート１４のワーカビリチーで調整可能である。したがって、下地層１３の上面の高さ精度は、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の表面２ａの三次元曲面と同じ形状に、完全に一致する程の高い精度である必要はなく、表面２ａの三次元曲面にある程度近い形状に形成されていればよい。

下地層１３の上には、モルタルまたはコンクリート１４によって、ベッド面１５が形成されている。モルタルまたはコンクリート１４は、無筋で打設されている。

モルタルまたはコンクリート１４は、型板１２の近傍においては、型板１２の上端と同程度の高さになるように、金鏝押さえで仕上げられている。また、隣接する型板１２の間においては、隣接する型板１２の上端同士が、滑らかに連続するような曲面で接続されるように、モルタルまたはコンクリート１４が金鏝押さえで仕上げられている。

次に、図２で示した、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の型枠１０を作製する方法について説明する。

まず、図３に示すように、作製対象となる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の、大きさ、厚さ、三次元曲面の奥行きを考慮し、適切な底板１１ａと側型枠１１ｃ〜１１ｆを選択して、外型枠１１を形成する。

次に、側型枠１１ｃ〜１１ｆの内側表面に対し、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の表面２ａの外郭の墨出し１６を行う。この墨出し１６により、ベッド面１５の側型枠１１ｃ〜１１ｆにおける高さ位置が決定される。

次に、図４に示すように、型板１２を作製する。型板１２は、その各々の上端が、作製対象である三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の板面形状と対応するように作製する。すなわち、図１に示されるプレキャストコンクリート板１の表面２ａを、型板１２間の距離と同じ間隔で区切ることにより、各型板１２にプレキャストコンクリート板１の区切りを対応させることができる。各型板１２の上端が、対応する区切り位置における、表面２ａの板面形状と対応する形状を有するように、型板１２を成形する。三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１は、上記のように、三次元ＣＡＤにより設計されているため、型板１２の上端の、表面２ａの板面形状に対応する形状は、三次元ＣＡＤデータを基に調整、成形すると、作業が容易である。

後述のように、型板１２は、側型枠１１ｃと１１ｅの間に設置される。したがって、側型枠１１ｃと１１ｅの内側表面間の距離よりも若干短くなるように型板１２を作製すると、設置が容易になる。

また、上記のように、壁の三次元曲面データを、一枚のプレキャストコンクリート板としての適切な大きさに、適切な箇所で分割することで、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の、１枚当たりの三次元データが作成される。したがって、一枚の壁を施工するにあたって、複数種類の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製する場合が多い。更に、一枚の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の作製には、複数種類の型板１２が必要となる。したがって、型板１２の型枠１０への設置時に現場で混乱が生じないように、各型板１２がどのプレキャストコンクリート板１の、端から何番目の型板１２に相当するのかを、容易に識別できるようにするために、各型板１２には記号や番号を付記するのが望ましい。

次に、外型枠１１の底板１１ａ上に、型板１２の設置位置を墨出し１７する。

次に、図５に示すように、型板１２を、底板１１ａに垂直になるように、墨出し１７された位置に設置、固定する。型板１２は、底板１１ａに対して垂直に設置し、点溶接、タップ溶接などの溶接手法により固定する。溶接による接続強度は、後述する下地層１３や、モルタルまたはコンクリート１４の設置に耐えられる程度の強度があればよい。

本方法により作製された型枠１０を使用して、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製する場合、作製されたプレキャストコンクリート板１は、最初に側型枠１１ｃ〜１１ｆを外すことで、脱型される。したがって、脱型作業を容易にするため、型板１２は、側型枠１１ｃ〜１１ｆには固定しないのが望ましい。

次に、図６に示すように、外型枠１１の底板１１ａの上に焼き砂などの粒状物を撒いて、下地層１３を形成する。下地層１３は、型板１２の上端や図５に示される墨出し１６の位置、すなわち、将来的にベッド面１５が形成される予定位置よりも一定の高さだけ低い位置まで形成する。

次に、図２に示すように、下地層１３の上に、モルタルまたはコンクリート１４を打設して、ベッド面１５を形成する。モルタルまたはコンクリート１４の配合は、一般的な捨てコンクリートの調合計画によるものであり、型枠１０の解体の作業容易性を考慮すると、例えば、１８Ｎ／ｍｍ^２程度の強度であるのが望ましい。また、モルタルまたはコンクリート１４のワーカビリチーは、ベッド面１５が形成する曲面の曲率を基に、作業性を考慮して決定する。

モルタルまたはコンクリート１４は、その上面の高さが、型板１２や墨出し１６の近傍においては、型板１２の上端や図５に示される墨出し１６と同程度の高さになるように、金鏝押さえで仕上げられる。また、型板１２の間においては、隣接する型板１２の上端同士が、滑らかな曲面で連続するように、金鏝押さえで仕上げられる。このようにして、ベッド面１５を形成する。

金鏝押さえによりベッド面１５を形成するには、まず、型板１２間の間隔と同程度あるいはそれ以上の大きさの鏝を使用して、モルタルまたはコンクリート１４を均すことで、三次元曲面の概ねの形状を形成し、その後、鏝長さが、例えば、１５ｃｍ程度の小さな鏝を使用して、三次元曲面の細部を仕上げるようにすると、作業効率が良い。

最後に、打設したモルタルまたはコンクリート１４を、１日程度、好ましくは１日以上養生して、最低５Ｎ／ｍｍ^２程度の強度にする。

次に、図２で示した、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の型枠１０を使用して、プレキャストコンクリート板１を作製する方法について説明する。

まず、ベッド面１５に、打設するコンクリートが密着しないように、コンクリート剥離剤などの剥離剤を塗布する。ビニールシート、コンクリート剥離シートなどの剥離シートを設置してもよいが、プレキャストコンクリート板１の表面が三次元曲面を有しているため、剥離剤の方がより望ましい。

次に、図７に示すように、ベッド面１５の上に、鉄筋１８やファスナー３などの、打ち込み金物を配置する。鉄筋１８を配置する際には、鉄筋を覆うコンクリートの被り厚さを十分に確保できるように、ベッド面１５と配筋１８との間隔を調整するスペーサーを使用するとよい。配筋１８は、ベッド面１５の形状にあわせて鉄筋を曲げながら設置する。

次に、ベッド面１５の上にコンクリートを打設する。三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の裏面２ｂは、表面２ａの曲面形状に合わせて金鏝押さえを行うことにより成形する。プレキャストコンクリート板１の厚みは、馬鹿棒を用いて厚さを確認しながら、調整してもよい。プレキャストコンクリート板１は、予定した厚さより１０ｍｍ程度打ち増すのがよい。

最後に、コンクリートを養生し、インサートを打ち込んで脱型し、表面研磨を行って、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１が作製される。

作製された三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１は、現場に移送され、ファスナー３により建築構造物の躯体に接合される。

このような、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の製造方法及び型枠１０によれば、三次元曲面を有するベッド面１５を、金属ではなく、金属よりも加工が容易で材料費が安価なモルタルやコンクリート１４で作製するため、型枠の作製費用を低減できる。ベッド面が複雑な三次元曲面を有していても、低コストで作製することができる。

また、モルタルやコンクリート１４で三次元曲面を有するベッド面１５を作製するため、一日程度の短期間で型枠を作製することができる。更には、ベッド面１５の形状変更の要請に対しても容易に対応可能である。

また、モルタルやコンクリート１４は再利用可能な建材であるため、使用済みの型枠を廃棄する場合に、モルタルやコンクリート１４を別の型枠の作製や、建築構造物の部材として容易に転用することができる。したがって、廃棄処理に要する費用を低減できる。

また、上記の方法は、ベッド面１５の形状に依存せずに実施できるため、どのような形状の三次元曲面を有するベッド面１５であっても、基本的にはほぼ同程度の作製費用、作製期間で、型枠１０を作製することができる。これにより、型枠１０の作製費用や期間に関する見積もりを立てるのが容易となり、構造建築物の設計計画立案が容易となる。

また、ベッド面１５を形成するに当たり、型板１２の上端を目安にして、モルタルやコンクリート１４の打設と金鏝押さえを実施しているため、モルタルやコンクリート１４による、三次元曲面を有するベッド面１５の作製を、容易に行うことが可能である。

また、型板１２の上端で形成される、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の板面形状に対応する形状は、三次元ＣＡＤデータを基に調整されているため、三次元曲面を有するベッド面１５の作製を、より容易に行うことが可能である。

また、本来であればモルタルやコンクリートで形成する、ベッド面１５と底板１１ａとの間の下地層１３を、モルタルやコンクリートに代わり、粒状物を敷くことによって形成しているため、型枠１０の解体時に下地層１３の撤去が容易である。また、ある型枠１０の解体後に、当該型枠１０で使用した粒状物を、他の型枠１０の作製に容易に転用することができる。したがって、型枠作製や廃棄処理に要する費用を低減できる。

次に、図８から図１３を用いて、本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法及び型枠を説明する。図８は、本発明の第２の実施形態として示した三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠２０の、一部断面視した斜視図である。

本第２の実施形態においては、第１の実施形態において使用した型板１２の代わりに、高さ調整棒２１を使用している点が異なっている。

高さ調整棒２１としては、図９に示されるようなレベルポインター２１が使われている。レベルポインター２１は、化粧ボルト２２と、袋ナット２３を備えている。

化粧ボルト２２は、頭部２２ａと軸部２２ｂを備えている。軸部２２ｂは、表面に雄ネジ部が形成された棒状の部材で、一端が頭部２２ａに接続されている。頭部２２ａの、軸部２２ｂとは反対の表面は、半球状に成形されている。袋ナット２３は、内部に空洞を有し、空洞の表面に雌ネジ部が形成されている、長尺のナットである。

化粧ボルト２２の軸部２２ｂは、袋ナット２３の雌ネジ部に螺合することで固定されている。化粧ボルト２２の頭部２２ａを、袋ナット２３に対して、軸部２２ｂを中心として回転させることにより、袋ナット２３と化粧ボルト２２の頭部２２ａとの距離を、伸縮自在に、調整することが可能である。

外型枠１１の底板１１ａには、レベルポインター２１が底板１１ａに対して垂直になるように、袋ナット２３の、化粧ボルト２２が螺合されている側とは反対側の端部が、溶接などによって固定されている。

外型枠１１の底板１１ａ上に、縦線と横線によって形成される格子において、各縦線と横線が交差する位置に、レベルポインター２１は固定される。隣接するレベルポインター２１間の距離は、例えば、２００〜３００ｍｍの間の一定の値に定められている。

レベルポインター２１の各々の上端の高さは、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の板面形状と対応するように調整されている。すなわち、図１に示されるプレキャストコンクリート板１の表面２ａ上に、底板１１ａと同じ間隔で格子を形成することにより、各レベルポインター２１にプレキャストコンクリート板１の格子の交差点を対応させることができる。各レベルポインター２１の上端は、対応する交差点における、表面２ａの板面形状と対応するように、すなわち、レベルポインター２１の上端による相対位置関係が、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の表面２ａと対応する形状を有するように、調整されている。これにより、各レベルポインター２１の上端は、当該レベルポインター２１の配置位置におけるベッド面１５の高さと同じ高さを有している。

下地層１３は、ベッド面１５、すなわちレベルポインター２１の上端よりも、例えば、５０ｍｍ程度の一定の高さだけ、低い位置まで形成されている。

モルタルまたはコンクリート１４は、レベルポインター２１の近傍においては、レベルポインター２１の上端と同程度の高さになるように、金鏝押さえで仕上げられている。また、レベルポインター２１間においては、隣接するレベルポインター２１の上端同士が、滑らかに連続するような曲面で接続されるように、モルタルまたはコンクリート１４が金鏝押さえで仕上げられている。

次に、図８で示した、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の型枠２０を作製する方法について説明する。

まず、図１０に示すように、上記の第１の実施形態と同様に、外型枠１１を形成し、墨出し１６を行う。

次に、外型枠１１の底板１１ａ上に、縦線と横線によって形成される格子において、各縦線と横線が交差する位置に、レベルポインター２１を、溶接などにより固定する。

次に、図１１に示すように、レベルポインター２１の各々の上端の高さを、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の板面形状と対応するように調整する。すなわち、プレキャストコンクリート板１の表面２ａ上に、底板１１ａと同じ間隔で格子を形成することにより、各レベルポインター２１にプレキャストコンクリート板１の格子の交差点を対応させる。各レベルポインター２１の上端の高さを、対応する交差点における、表面２ａの板面形状と対応するように、すなわち、各レベルポインター２１の上端による相対位置関係が、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の表面２ａと対応する形状を有するように、調整する。プレキャストコンクリート板１は、上記のように、三次元ＣＡＤにより設計されているため、各レベルポインター２１の上端の高さは、三次元ＣＡＤデータを基に調整すると、作業が容易である。

レベルポインター２１の上端の高さ調整は、測量機によりレベルポインター２１の上端の高さを測定しながら、一つずつ調整するのが望ましい。底板１１ａが平滑であれば、底板１１ａからのレベルポインター２１の上端までの距離を測定することによって、高さを調整することも可能である。あるいは、前記第１の実施形態において使用した型板１２と同様な形状を有する板を、予め外型枠１１内に設置し、型板の上端とレベルポインター２１の上端の高さが一致するように、レベルポインター２１の上端の高さを調整した後、型板を撤去することにより、調整してもよい。この場合、型板は、レベルポインター２１の上端の高さの調整のみに使用し、すぐに撤去するものであるため、強度が要求されないので、厚紙などを利用して作成してもよい。

次に、図１２に示すように、外型枠１１の底板１１ａの上に焼き砂などの粒状物を撒いて、下地層１３を形成する。下地層１３は、レベルポインター２１の上端や図１１に示される墨出し１６の位置、すなわち、将来的にベッド面１５が形成される予定位置よりも一定の高さだけ低い位置まで形成する。

次に、図８に示すように、下地層１３の上に、モルタルまたはコンクリート１４を打設して、ベッド面１５を形成する。モルタルまたはコンクリート１４の配合、ワーカビリチーなどについては、上記第１の実施形態と同様である。

モルタルまたはコンクリート１４は、その上面の高さが、レベルポインター２１や墨出し１６の近傍においては、レベルポインター２１の上端や図１１に示される墨出し１６と同程度の高さになるように、金鏝押さえで仕上げられる。また、レベルポインター２１の間においては、隣接するレベルポインター２１の上端や墨出し１６の間が、滑らかな曲面で連続するように、金鏝押さえで仕上げられる。このようにして、ベッド面１５を形成する。

最後に、打設したモルタルまたはコンクリート１４を、１日程度、好ましくは１日以上養生して、最低５Ｎ／ｍｍ^２程度の強度にする。

図８で示した型枠２０を使用した、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の作製に関しては、上記の第１の実施形態と同様の方法で、実施することが可能である。

このような、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の製造方法及び型枠２０によれば、ベッド面１５を形成するに当たり、レベルポインター２１の上端を目安にして、モルタルやコンクリート１４の打設と金鏝押さえを実施しているため、モルタルやコンクリートによる、三次元曲面を有するベッド面の作製を、容易に行うことが可能である。

また、レベルポインター２１の高さを変更することが可能であるため、一度使用した型枠２０であっても、レベルポインター２１の高さを再調整することにより、他の異なる三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製するための型枠２０として、再利用することが可能である。これにより、型枠２０の作製費用を更に低減できる。

また、レベルポインター２１の上端は、半球状に形成された化粧ボルト２２の頭部２２ａであるため、ベッド面１５を金鏝押さえにより成形する際に、鏝が引っかかることが少なくなって、鏝あたりがよくなり、作業者の負担を軽減することができる。更に、上端が半球状であるため、ベッド面１５を曲面形状に形成したとしても、ベッド面１５から化粧ボルト２２が露出することが少なくなり、精度の高いベッド面１５を作製することが可能となる。

また、本第２の実施形態が、第１の実施形態と同様に、型枠の作製費用を低減できる、ベッド面１５が複雑な三次元曲面を有していても、低コストで作製することができる、短期間で型枠２０を作製することができる、ベッド面１５の形状変更の要請に対しても容易に対応可能である、廃棄処理に要する費用を低減できる、構造建築物の設計計画立案が容易となる、等の様々な効果を奏することは、いうまでもない。

なお、上記第１、２の実施形態において、作製される壁板は、プレキャストコンクリート板に限られず、例えば、硝子繊維補強セメントや、繊維強化プラスチックの板であってもよい。

また、上記第１の実施形態において、型板１２は金属製である場合を示したが、これに限られず、底板１１ａへの、下地層１３やモルタルまたはコンクリート１４の設置に耐えられる程度に強固な固定が可能であれば、例えば、木製合板、薄膜鋼板、３Ｄプリンターにより出力される樹脂素材などであってもよい。

また、上記第１の実施形態において、型板１２の上端は曲線状に形成されていてもよい。また、型板１２が、平らではなく、曲面を有する形状であってもよい。

また、上記第１の実施形態において、図１３に示すように、型板１２の上端に、型板１２の本体１２ａと垂直になるように形成される、幅の狭い折り返し１２ｂを形成してもよい。これにより、型板１２の強度が増すため、型枠１０、及び当該型枠１０により作製されるプレキャストコンクリート板１の板面形状の精度を高めることが可能となる。

また、上記第１の実施形態において、型板１２の高さが高い場合には、隣接する型板１２同士を補助材で連結補強してもよい。

また、上記第１、２の実施形態において、側型枠１１ｃ〜１１ｆは平らな形状となっているが、これに限られない。例えば、壁の曲面データを複数の、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１のデータに分割する際に、壁の三次元曲面形状などに応じて、側型枠１１ｃ〜１１ｆが曲面形状を有するように、分割してもよい。

また、上記第１の実施形態における型板１２、及び、第２の実施形態においてレベルポインター２１の設置位置を決定するために適用した格子の各線は、側型枠１１ｃ〜１１ｆと平行に配置されてもよいが、これに限られない。例えば、図１４に示されるように、上記第１の実施形態における型板１２が、側型枠１１ｃ〜１１ｆに対して斜めに配置されてもよい。

また、上記第１、２の実施形態において、下地層１３の高さは、ベッド面１５から一定値だけ低くするのではなく、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の曲面の曲率などによって、適宜決めても構わない。ただし、モルタルまたはコンクリート１４が、プレキャストコンクリート板１を作製する工程において割れない程度の、ベッド面を形成可能な高さになるよう、配慮する必要がある。

また、上記第１、２の実施形態において、型板１２間の間隔、または、レベルポインター２１間の間隔は一定であるが、これに限られず、間隔が異なるように設置してもよい。例えば、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１が、部分的に複雑な三次元曲面形状を有している場合、該当する部位のみ、型板１２やレベルポインター２１の配置間隔を短く変更し、型板１２やレベルポインター２１を密に配置することで、精度の高い三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製することが可能となる。

この場合、例えば第２の実施形態においては、化粧ボルト２２が螺合されていない袋ナット２３を、上記の第２の実施形態におけるレベルポインター２１間の間隔として示した２００〜３００ｍｍの値よりも、短い間隔で予め固定しておくことができる。その上で、格子状に配置されたレベルポインター２１に加え、作製しようとしている三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１の曲面形状に応じて、例えば曲面の極大点、極小点、異なる曲率を有する曲面同士が隣接して鋭角を成す部分、などの要所に相当する袋ナット２３のみに、化粧ボルト２２を螺合させて、追加のレベルポインター２１として使用することも可能となる。これにより、複雑な三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板１を作製するに当たり、作製精度を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能であることが理解できるであろう。

よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。

１ 三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板
２ 本体
３ ファスナー
１０、２０ 型枠
１１ 外型枠
１２ 型板
１３ 下地層
１４ モルタルまたはコンクリート
１５ ベッド面
１６、１７ 墨出し
１８ 鉄筋
２１ レベルポインター

Claims (8)

1. 底板と側型枠からなる外型枠内に、複数の高さ調整部材を設置すること、
   前記外型枠内に、高さが調整された前記複数の高さ調整部材の各々の上端の高さまで、モルタルまたはコンクリートを打設して、三次元曲面を有するベッド面を形成すること、
   前記三次元曲面を有するベッド面に、コンクリートを打設して、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板を作製すること、
   を含む、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法。
2. 前記複数の高さ調整部材は、複数の型板であり、該複数の型板の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、
   前記複数の型板の各々の上端が、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように、前記複数の型板を作製することを更に含む、請求項１に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法。
3. 前記複数の高さ調整部材は、複数の伸縮自在の高さ調整棒であり、該複数の高さ調整棒の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、
   前記複数の高さ調整棒の各々の上端の高さを、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように調整することを更に含む、請求項１に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法。
4. 前記高さ調整部材の上端で形成される、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状に対応する形状は、三次元ＣＡＤデータを基に調整されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法。
5. 前記三次元曲面を有するベッド面を形成する前に、粒状物を敷いて下地層を形成することを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の製造方法。
6. 底板と側型枠からなる外型枠と、
   前記外型枠内に設置された複数の高さ調整部材と、
   前記外型枠内に、高さが調整された前記複数の高さ調整部材の各々の上端の高さまで、モルタルまたはコンクリートを打設することにより形成された、三次元曲面を有するベッド面と、
   を含む、三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠。
7. 前記複数の高さ調整部材は、複数の型板であり、該複数の型板の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、
   前記複数の型板の各々の上端が、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように、前記複数の型板が作製されている、請求項６に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠。
8. 前記複数の高さ調整部材は、複数の伸縮自在の高さ調整棒であり、該複数の高さ調整棒の各々は、前記外型枠の前記底板に対して垂直に設置され、
   前記複数の高さ調整棒の各々の上端の高さは、前記三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の板面形状と対応するように調整されている、請求項６に記載の三次元曲面を有するプレキャストコンクリート板の型枠。

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