JP6616880B2 - Concrete vibration compaction detector - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリートの振動締め固めが完了したことを検知するために用いられる検知装置に関する。   The present invention relates to a detection device used for detecting the completion of vibration compaction of concrete.

コンクリート構造物の施工に際しては、型枠に打設充填したコンクリートにバイブレータ(振動締め固め機)を挿入して振動を加えることによって、型枠内にコンクリートを隙間なく行き渡らせて締め固めるのが一般的である。そして、この振動締め固めが十分でない場合には、コンクリート表面にコンクリートの充填不足(ジャンカ)が生じ、コンクリート硬化後の構造物の耐久性に悪影響を及ぼすため、コンクリートが十分に締め固まったかどうかを的確に確認することは重要である。   When constructing concrete structures, it is common to insert a vibrator (vibration compacting machine) into the concrete that has been placed and filled in the formwork and apply vibration to the concrete to allow the concrete to reach the formwork without any gaps. Is. If this vibration compaction is not sufficient, the concrete surface will be underfilled with concrete (junker), which will adversely affect the durability of the structure after the concrete has hardened. It is important to confirm accurately.

コンクリートの振動締め固めに際しては、作業者の経験に基づいて目視確認を行いながらコンクリートが十分に締め固まったかどうかが管理されてきた。このような目視による管理は作業者の熟練度に依存されてしまうため、近年、目視確認に依存することなく定量的に締め固め完了の時期を客観的に判断するための技術が提案されている。   When concrete is compacted by vibration, it has been managed whether or not the concrete is sufficiently compacted while performing visual confirmation based on the experience of the operator. Since such visual management depends on the skill level of the worker, in recent years, a technique for objectively determining the timing of completion of compaction quantitatively without depending on visual confirmation has been proposed. .

例えば下記の特許文献1に記載された技術は、振動締め固めを行う機械そのものに加速度センサを取り付けて管理するものである。しかしながらこの技術によれば、バイブレータの周辺の締め固めの程度は把握できるが、コンクリートの型枠側の表面の状態を把握することができないといった問題がある。   For example, the technique described in Patent Literature 1 below manages an acceleration sensor attached to a machine that performs vibration compaction. However, according to this technique, although the degree of compaction around the vibrator can be grasped, there is a problem that the state of the surface of the concrete mold side cannot be grasped.

また、下記の特許文献2,3に記載された技術は、コンクリート内部や型枠の内側面にセンサを設置しておき、そのセンサによってコンクリートの充填程度を判定するものである。しかしながらこの技術によれば、コンクリート中に埋め込んだセンサが回収不可能となるためコストが嵩むといった問題や、センサがコンクリート内に異物となって残留してしまう問題や、電源が必要な有線式のセンサであるため配線の取扱いが面倒であるといった問題がある。また、型枠の内側面にセンサを貼り付けてコンクリートの締め固め程度を把握する場合は、コンクリートの表面にセンサの取付痕跡が残ってしまうといった問題がある。   Moreover, the technique described in the following patent documents 2 and 3 installs a sensor in the concrete inside or the inner surface of a formwork, and determines the filling degree of concrete with the sensor. However, according to this technology, the sensor embedded in the concrete cannot be collected and the cost is increased, the problem that the sensor remains as a foreign substance in the concrete, or the wired type that requires a power source. Since it is a sensor, there is a problem that handling of wiring is troublesome. Moreover, when attaching a sensor to the inner surface of a formwork and grasping | ascertaining the compaction degree of concrete, there exists a problem that the attachment trace of a sensor will remain on the concrete surface.

さらに、下記の特許文献4に記載された技術は、型枠に加速度センサを取り付けてその振動履歴からコンクリートの締め固め完了時期を判定するものである。しかしながら、この技術でも有線式の加速度センサによって測定するため、実際のコンクリート構造物の構築におけるコンクリート打設時の施工管理のためには複数個の加速度センサが必要であり、各センサから延びる計測ケーブルの取り回し作業が煩雑であった。   Furthermore, the technique described in the following Patent Document 4 attaches an acceleration sensor to a mold and determines the concrete compaction completion time from the vibration history. However, since this technique also measures with a wired acceleration sensor, a plurality of acceleration sensors are required for construction management when placing concrete in the construction of an actual concrete structure, and a measurement cable extending from each sensor The handling work was complicated.

そして一般に、コンクリートのスランプや流動性が異なる場合は締め固め完了時期の判定も異なるものとなるが、上述したいずれの技術も、その点を十分に考慮した手法であるとはいえず、また、現場での利便性も低く、美観の向上に寄与するものではなかった。   And in general, when the slump and fluidity of concrete are different, the judgment of the completion time of compaction will also be different, but none of the above-mentioned techniques is a method that fully considers that point, Convenience at the site was also low and did not contribute to the improvement of aesthetics.

特開2014−218852号公報JP 2014-218852 A 特開2006−234506号公報JP 2006-234506 A 特開2004−218369号公報JP 2004-218369 A 特開2014−231691号公報JP 2014-231691 A

型枠内に打ち込まれるコンクリートは流動性を有する柔らかいものから、ぼそぼその硬い性状を有するものまで、さまざまな硬さのものがあり、コンクリートの硬さや型枠の大きさ、コンクリート打設量の違いによって、締め固め機械や締め固め方法が異なるため、硬さの異なるどのようなコンクリートにおいても締め固めの程度や完了の有無を判定する方法が望まれる。   There are various types of hard concrete, from soft ones with fluidity to hard ones, and the difference in the hardness of the concrete, the size of the formwork, and the amount of concrete cast. Since the compaction machine and the compaction method differ depending on the type, a method for determining the degree of compaction and the presence / absence of completion is desired in any concrete having different hardness.

また、センサには外部電源が必要なものが多く、外部電源を必要としないセンサも必要である。更にコンクリート打込み作業中の建設現場では、作業者の配置を指示する担当者、ポンプを用いてコンクリートを打込む作業者、コンクリートの締め固めを担当する者、など多数の作業者が関わって行われる。このため、コンクリートの締め固めの程度を計測した者のみがその情報を知っていても品質管理は合理的かつ迅速に行われない。したがってコンクリートの締め固めの状況を多数の作業者へ報知可能とすることや、的確に報知可能な手法が望まれる。   Also, many sensors require an external power supply, and a sensor that does not require an external power supply is also required. In addition, at the construction site where concrete is being placed, there are many workers involved, such as the person instructing the placement of workers, the person placing concrete using a pump, and the person responsible for compacting concrete. . For this reason, even if only the person who measured the degree of compaction of concrete knows the information, quality control cannot be performed reasonably and quickly. Therefore, it is desirable to be able to notify a large number of workers of the state of concrete compaction, and a method capable of accurately reporting.

本発明の技術的課題は、外部電源を必要とせずに、コンクリートの振動締め固めによって十分に締め固まったことを的確に検知し報知することである。   The technical problem of the present invention is to accurately detect and notify that a concrete has been sufficiently compacted by vibration compaction without requiring an external power source.

本発明に係るコンクリートの振動締め固め検知装置は、コンクリートを打設する型枠の外側面に取り付け可能な取付部材と、前記取付部材に設けられ、前記型枠内に打設された未硬化のコンクリートに挿入した振動締め固め機からコンクリート中を伝播される振動を受振して前記振動と対応する振動検出信号を発生し、この振動検出信号によって電力を発生する振動発電部を兼ねる振動検出部と、前記取付部材に設けられ、前記振動発電部によって発生した電力を蓄えるバッテリと、前記取付部材に設けられ、前記バッテリからの電力により駆動され、前記バッテリに充電された電力を計測し、計測値があらかじめ設定された閾値に達した時点で前記バッテリの電力で報知部を駆動させる判定部と、を備える。   A concrete vibration compaction detecting device according to the present invention includes an attachment member that can be attached to an outer surface of a formwork for placing concrete, and an uncured piece provided in the attachment member and placed in the formwork. A vibration detection unit that also receives a vibration propagated through the concrete from a vibration compactor inserted into the concrete, generates a vibration detection signal corresponding to the vibration, and also serves as a vibration power generation unit that generates electric power by the vibration detection signal; A battery for storing the power generated by the vibration power generation unit provided in the attachment member, and a power value provided in the attachment member, driven by the power from the battery, and charged in the battery. And a determination unit that drives the notification unit with the power of the battery when a preset threshold value is reached.

本発明によれば、外部電源を必要とせずに、コンクリートの振動締め固めによって十分に締め固まったことを、締め固めエネルギの累積値により的確に検知し報知することが可能である。   According to the present invention, it is possible to accurately detect and notify the fact that the concrete has been sufficiently compacted by vibration compaction of the concrete without using an external power source, based on the accumulated value of compaction energy.

実施の形態として、コンクリートの振動締め固め検知装置を、コンクリートが打設された型枠に取り付けた状態を示す概略的な説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the state which attached the vibration compaction detection apparatus of concrete to the formwork in which concrete was laid as embodiment. コンクリートの振動締め固め検知装置の第一の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st embodiment of the vibration compaction detection apparatus of concrete. スランプの異なるコンクリートの締め固め完了エネルギを事前に算出した結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of having calculated beforehand the compaction completion energy of the concrete from which a slump differs. 第一の実施の形態におけるマイコンによる処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process by the microcomputer in 1st embodiment. コンクリートの振動締め固め検知装置の第二の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment of the vibration compaction detection apparatus of concrete. コンクリートの振動締め固め検知装置の第三の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd embodiment of the vibration compaction detection apparatus of concrete. コンクリートの振動締め固め検知装置の第四の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th embodiment of the vibration compaction detection apparatus of concrete. コンクリートの振動締め固め検知装置の第五の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 5th embodiment of the vibration compaction detection apparatus of concrete.

以下、コンクリートの振動締め固め検知装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of a concrete vibration compaction detection device will be described with reference to the drawings.

まず図1において、参照符号101はコンクリート構造物を施工するための型枠、参照符号102は型枠101に打設された未硬化のコンクリート、参照符号103は打設直後のコンクリート102に挿入させてこのコンクリート102に振動を与えることによってコンクリート密度を高めて締め固める棒状の振動締め固め機(以下、バイブレータという)である。バイブレータ103は、図示されていないフレームに複数取り付けられ、すなわちコンクリート102の複数個所に一度に挿入することができるようになっているものである。   First, in FIG. 1, reference numeral 101 is a formwork for constructing a concrete structure, reference numeral 102 is uncured concrete placed on the formwork 101, and reference numeral 103 is inserted into the concrete 102 immediately after placement. This is a rod-shaped vibration compacting machine (hereinafter referred to as a vibrator) that applies concrete to the concrete 102 to increase the concrete density and compact the concrete. A plurality of vibrators 103 are attached to a frame (not shown), that is, can be inserted into a plurality of locations of the concrete 102 at a time.

参照符号1は、第一の実施の形態に係るコンクリートの振動締め固め検知装置である。この振動締め固め検知装置1は、圧電素子11と、この圧電素子11から出力される振動検出信号によってコンクリート102の締め固めの完了時期を判定するマイコン(マイクロプロセッサ)12と、バイブレータ103による締め固めの完了時期を報知するLED(発光ダイオード)13とを備え、これら圧電素子11、マイコン12、及びLED13が、型枠101の外側面に貼り付け可能なケース10に設けられている。なお、ケース10は、取付部材に相当するものである。   Reference numeral 1 denotes a concrete vibration compaction detection apparatus according to the first embodiment. The vibration compaction detection device 1 includes a piezoelectric element 11, a microcomputer (microprocessor) 12 that determines the completion time of compaction of the concrete 102 based on a vibration detection signal output from the piezoelectric element 11, and compaction by a vibrator 103. The LED (light-emitting diode) 13 for informing the completion time is provided, and the piezoelectric element 11, the microcomputer 12, and the LED 13 are provided in a case 10 that can be attached to the outer surface of the mold 101. The case 10 corresponds to an attachment member.

詳しくは、圧電素子11は振動検出部及び振動発電部に相当するものであって、すなわちバイブレータ103からコンクリート102中を伝播される振動Vを受振してこれに対応する振動検出信号を発生するものであり、この振動検出信号の一部は不図示の整流回路や定電圧回路を介してマイコン12に供給され、マイコン12の駆動に必要な電力を兼ねるようになっている。   Specifically, the piezoelectric element 11 corresponds to a vibration detection unit and a vibration power generation unit, that is, a device that receives the vibration V propagated through the concrete 102 from the vibrator 103 and generates a corresponding vibration detection signal. A part of the vibration detection signal is supplied to the microcomputer 12 via a rectifier circuit and a constant voltage circuit (not shown), and serves as power necessary for driving the microcomputer 12.

マイコン12は判定部に相当するものであって、不図示のA/D変換回路、クロック発生回路、メモリ等が組み込まれており、圧電素子11から入力されA/D変換回路によってA/D変換された振動検出信号に基づいて、振動加速度α(m/s)、振動時間t(s)及び振動数f(Hz,s−1)を計測すると共に、これらの計測値α、t、fと、コンクリートの単位容積質量ρ(kg/L)から、振動時間t中にコンクリート102が受ける締め固めエネルギの累積値Et(J/L)を、次の式;
Et=ρ×α×t/(4πf) ・・・(1)
により演算し、Etがあらかじめ設定されメモリに記憶された閾値に達した時に報知指令信号を出力するものである。
The microcomputer 12 corresponds to a determination unit, and includes an A / D conversion circuit, a clock generation circuit, a memory, and the like (not shown). The microcomputer 12 inputs the A / D conversion by the A / D conversion circuit. Based on the obtained vibration detection signal, vibration acceleration α (m / s 2 ), vibration time t (s) and vibration frequency f (Hz, s −1 ) are measured, and these measured values α, t, f And, from the unit volume mass ρ 0 (kg / L) of the concrete, the cumulative value Et (J / L) of the compaction energy received by the concrete 102 during the vibration time t is expressed by the following equation:
Et = ρ 0 × α 2 × t / (4π 2 f) (1)
And a notification command signal is output when Et reaches a threshold value preset and stored in the memory.

なお、コンクリートの締め固め完了の程度は、フレッシュコンクリートの硬さ、流動性及び施工性の指標であるスランプによって異なるため、打設するコンクリート102と同じ配合のコンクリート試料を、バイブレータを用いて締め固めを行い、締め固め完了までの時間を計測して、式(1)により締め固め完了エネルギを算出し、これを判定のための閾値としてマイコン12に設定しておく。また、コンクリートの単位容積質量ρは、コンクリートの配合成分により算出することができる。 Since the degree of completion of concrete compaction varies depending on the slump, which is an index of the hardness, fluidity and workability of fresh concrete, a concrete sample having the same composition as the concrete 102 to be placed is compacted using a vibrator. The time until the completion of compaction is measured, the compaction completion energy is calculated by the equation (1), and this is set in the microcomputer 12 as a threshold value for determination. The unit volume mass ρ 0 of the concrete can be calculated from the blending component of the concrete.

図3は、さまざまなスランプのコンクリート試料を用いて、締め固め完了エネルギを事前に算出するための試験を行った結果を示すもので、すなわち、型枠の中にスランプ値の異なる種々のコンクリート試料を流し込み、バイブレータを用いて締め固めを行い、締め固め完了までの時間を計測して式(1)により締め固め完了エネルギを算出し、プロットしたものである。この図3に示すように、スランプと締め固め完了エネルギの関係は線形(図示の算出結果では)に近似され、すなわち締め固め完了エネルギはスランプの低下と共に線形的に増大することがわかる。   FIG. 3 shows the result of a test for calculating in advance the compaction completion energy using various slump concrete samples, that is, various concrete samples having different slump values in a formwork. , And compaction is performed using a vibrator, the time until compaction is completed is measured, and the compaction completion energy is calculated and plotted according to equation (1). As shown in FIG. 3, it can be seen that the relationship between the slump and the compaction completion energy is approximated linearly (in the calculation result shown in the figure), that is, the compaction completion energy increases linearly as the slump decreases.

LED13は報知部に相当するものであって、マイコン12からの報知指令信号によって通電され、発光(例えば点滅)するものである。   The LED 13 corresponds to a notification unit, and is energized by a notification command signal from the microcomputer 12 to emit light (for example, blink).

上述のように構成された第一の実施の形態に係るコンクリートの振動締め固め検知装置1を用いて、振動締め固めの完了時期を判定するには、図1に示すように、まず型枠101によるコンクリート打設空間に、不図示のコンクリートポンプ等によってコンクリート102を打設する。また、型枠101におけるコンクリート102の接触面と反対側の外側面には振動締め固め検知装置1(ケース10)を貼り付けておく。   In order to determine the completion time of vibration compaction using the concrete vibration compaction detection apparatus 1 according to the first embodiment configured as described above, first, as shown in FIG. Concrete 102 is placed in a concrete placement space by a concrete pump (not shown) or the like. In addition, the vibration compaction detection device 1 (case 10) is attached to the outer surface of the mold 101 opposite to the contact surface of the concrete 102.

型枠101内に打設した直後の未硬化のコンクリート102にバイブレータ103を挿入させて駆動させると、バイブレータ103で生じた振動Vは周囲のコンクリート102に伝播して型枠101に達し、この型枠101を介して振動締め固め検知装置1の圧電素子11で受振される。このため圧電素子11からは、受振された振動Vと対応する振動検出信号が出力される。   When the vibrator 103 is inserted into the uncured concrete 102 immediately after being placed in the mold 101 and driven, the vibration V generated in the vibrator 103 propagates to the surrounding concrete 102 and reaches the mold 101, and this mold Vibration is received by the piezoelectric element 11 of the vibration compaction detection device 1 through the frame 101. Therefore, a vibration detection signal corresponding to the received vibration V is output from the piezoelectric element 11.

図4は、振動締め固め検知装置1におけるマイコン12による処理の流れを示すフローチャートである。すなわちマイコン12は、圧電素子11による振動検出信号から、振動加速度α(m/s)と、振動時間t(s)と、振動数f(Hz,s−1)を計測する(ステップS1)。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing by the microcomputer 12 in the vibration compaction detection apparatus 1. That is, the microcomputer 12 measures the vibration acceleration α (m / s 2 ), the vibration time t (s), and the frequency f (Hz, s −1 ) from the vibration detection signal from the piezoelectric element 11 (step S1). .

次に、計測値α、t、fと、コンクリートの単位容積質量ρから、式(1)により、振動時間t中にコンクリート102が受ける締め固めエネルギの累積値Etを求める(ステップS2)。 Next, the cumulative value Et of the compaction energy received by the concrete 102 during the vibration time t is obtained from the measured values α, t, f and the unit volume mass ρ 0 of the concrete according to the equation (1) (step S2).

そして、算出された締め固めエネルギの累積値Etが、締め固め完了エネルギの閾値未満(ステップS3=NO)である場合は、処理はステップS1へ戻り、閾値以上(ステップS3=YES)である場合は、マイコン12は締め固めの完了時期が到達したものと判定してLED13へ報知指令信号を出力する(ステップS4)。このためLED13は発光し、すなわち現場の作業者へ締め固めの完了時期が到達したことを報知する。   When the calculated cumulative energy Et of the compaction energy is less than the compaction completion energy threshold value (step S3 = NO), the process returns to step S1 and is equal to or greater than the threshold value (step S3 = YES). The microcomputer 12 determines that the completion time of compaction has arrived, and outputs a notification command signal to the LED 13 (step S4). For this reason, the LED 13 emits light, that is, notifies the worker on site that the completion time of compaction has been reached.

なお、上述の説明では、マイコン12は式(1)によって求められる締め固めエネルギの累積値Etから締め固めの完了時期を判定するものとしたが、例えば圧電素子11から出力される振動検出信号に基づいて発電量を周期的に計測し、この発電量を事前に試験によって設定した閾値と比較することによって締め固めの完了時期を判定するようにしても良い。   In the above description, the microcomputer 12 determines the completion time of compaction from the cumulative value Et of compaction energy obtained by the equation (1). For example, the microcomputer 12 uses the vibration detection signal output from the piezoelectric element 11. The power generation amount may be periodically measured based on this, and the completion time of compaction may be determined by comparing the power generation amount with a threshold value set in advance by a test.

そして、上述した第一の実施の形態の振動締め固め検知装置1によれば、バイブレータ103からコンクリート102中を伝播される振動Vを受振してこれに対応する振動検出信号を発生するセンサ本体である圧電素子11が、マイコン12の駆動に必要な電力を供給する振動発電部を兼ねるものであり、言い換えれば振動締め固め検知装置1は振動発電部を内蔵しているため、外部電源を必要とせずに、コンクリート102が振動によって十分に締め固まったことを、LED13の発光によって的確に報知することができる。   And according to the vibration compaction detector 1 of the first embodiment described above, the sensor main body that receives the vibration V propagated through the concrete 102 from the vibrator 103 and generates a vibration detection signal corresponding thereto. A certain piezoelectric element 11 also serves as a vibration power generation unit that supplies power necessary for driving the microcomputer 12. In other words, since the vibration compaction detection device 1 has a built-in vibration power generation unit, an external power source is not required. In addition, the fact that the concrete 102 has been sufficiently compacted by vibration can be accurately notified by the light emission of the LED 13.

また、この振動締め固め検知装置1は型枠101の外側面に貼り付けられるものであって、コンクリート102中に埋め殺しになるものではないため、何度でも使用することができ、したがってコストを低減でき、コンクリート102の表面に振動締め固め検知装置1による痕跡が残ってしまうといった問題も生じ得ない。   Further, the vibration compaction detection device 1 is attached to the outer surface of the mold 101 and is not buried in the concrete 102. Therefore, the vibration compaction detection device 1 can be used any number of times, thus reducing the cost. The problem that the trace by the vibration compaction detection apparatus 1 remains on the surface of the concrete 102 cannot occur.

さらに、外部電源を必要としないことや、計測値を外部へ送るためのケーブルなども存在せず、圧電素子11、マイコン12及びLED13等の構成部品がすべてケース10に設けられていて、このケース10を型枠101の外側面に貼り付けるだけで良いため、設置作業も容易迅速に行うことができる。   Furthermore, there is no need for an external power supply, and there is no cable for sending measurement values to the outside, and all the components such as the piezoelectric element 11, the microcomputer 12 and the LED 13 are provided in the case 10. Since it is only necessary to attach 10 to the outer surface of the mold 101, the installation work can be performed easily and quickly.

図5は、第二の実施の形態を示すものである。この第二の実施の形態における振動締め固め検知装置1は、上述した第一の実施の形態と同様、ケース10に、振動検出部及び振動発電部として機能する圧電素子11と、コンクリート102の締め固めの完了時期を判定するマイコン12と、締め固めの完了時期を報知するLED13とを備える構成に加えて、圧電素子11において発生した電力の一部を蓄えるバッテリ14を備え、このバッテリ14を介してマイコン12の駆動に必要な電力として供給するようなっている。バッテリ14は、例えばコンデンサ等からなるものであって、圧電素子11で発生した交流電圧が、不図示のブリッジダイオード等による整流手段を介して直流に変換されて充電されるようになっている。   FIG. 5 shows a second embodiment. The vibration compaction detection device 1 according to the second embodiment is similar to the first embodiment described above in that the case 10 includes a piezoelectric element 11 that functions as a vibration detection unit and a vibration power generation unit, and a concrete 102 tightening. In addition to the configuration including the microcomputer 12 that determines the completion time of compaction and the LED 13 that notifies the completion time of compaction, a battery 14 that stores a part of the electric power generated in the piezoelectric element 11 is provided. Thus, it is supplied as electric power necessary for driving the microcomputer 12. The battery 14 is composed of, for example, a capacitor, and the AC voltage generated by the piezoelectric element 11 is converted into a direct current through a rectifying means such as a bridge diode (not shown) and charged.

詳しくは、圧電素子11において受振された振動に対応して発生した交流の電力は、不図示の整流回路等を介してバッテリ14に充電されるようになっている。マイコン12はバッテリ14からの電力によって動作し、バッテリ14に充電された電力を所定の周期で計測し、計測値があらかじめ設定された閾値に達した時点でバッテリ14の電力をLED13へ供給させ、LED13を点灯させるものである。この場合、閾値は、締め固め完了までに圧電素子11からバッテリ14に充電される電力を事前の試験によって求めたものである。   Specifically, AC power generated in response to vibration received by the piezoelectric element 11 is charged in the battery 14 via a rectifier circuit (not shown). The microcomputer 12 operates with the power from the battery 14, measures the power charged in the battery 14 at a predetermined period, and supplies the power of the battery 14 to the LED 13 when the measured value reaches a preset threshold value. The LED 13 is turned on. In this case, the threshold value is obtained by a preliminary test for the electric power charged from the piezoelectric element 11 to the battery 14 until the compaction is completed.

したがって、第二の実施の形態も、第一の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   Therefore, the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

図6は、第三の実施の形態を示すものである。この実施の形態における振動締め固め検知装置1も、上述した第二の実施の形態と同様、ケース10に、振動検出部及び振動発電部として機能する圧電素子11と、この圧電素子11から出力される振動検出信号によってコンクリート102の締め固めの完了時期を判定するマイコン12と、締め固めの完了時期を報知するLED13と、圧電素子11で発生した電力の一部を蓄えるバッテリ14を備え、このバッテリ14を介してマイコン12の駆動に必要な電力を供給するようなっている。   FIG. 6 shows a third embodiment. Similarly to the second embodiment described above, the vibration compaction detection device 1 in this embodiment is also output to the case 10 from the piezoelectric element 11 that functions as a vibration detection unit and a vibration power generation unit. A microcomputer 12 that determines the completion time of compaction of the concrete 102 based on a vibration detection signal, an LED 13 that notifies the completion time of compaction, and a battery 14 that stores a part of the electric power generated by the piezoelectric element 11. The power necessary for driving the microcomputer 12 is supplied via 14.

そしてこの第三の実施の形態において、第二の実施の形態と異なるところは、マイコン12が、圧電素子11による振動検出信号から、図4に示すような処理によって締め固めエネルギの累積値Etを演算し、Etをその閾値と比較することによって締め固めの完了時期を判定する点にある。   In the third embodiment, the difference from the second embodiment is that the microcomputer 12 calculates the accumulated energy Et of the compaction energy from the vibration detection signal by the piezoelectric element 11 by the process as shown in FIG. The point of completion of compaction is determined by calculating and comparing Et with the threshold value.

したがって、第三の実施の形態も、第一の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   Therefore, the third embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

図7は、第四の実施の形態を示すものである。この実施の形態における振動締め固め検知装置1において、上述した各実施の形態と異なるところは、振動検出部として加速度センサ15を設け、圧電素子11において発生した電力を、バッテリ14を介してマイコン12及び加速度センサ15の駆動に必要な電力として供給するようにした点にある。   FIG. 7 shows a fourth embodiment. The vibration compaction detection device 1 in this embodiment differs from the above-described embodiments in that an acceleration sensor 15 is provided as a vibration detection unit, and electric power generated in the piezoelectric element 11 is supplied to the microcomputer 12 via the battery 14. In addition, the electric power required for driving the acceleration sensor 15 is supplied.

第四の実施の形態において、圧電素子11は振動締め固め検知装置1の電源として機能し、すなわち振動発電部に相当するものであり、また、加速度センサ15は、振動検出部に相当するものであって、図1に示すバイブレータ103からコンクリート102中を伝播される振動Vを受振してこの振動Vと対応する振動検出信号を発生するものである。   In the fourth embodiment, the piezoelectric element 11 functions as a power source of the vibration compaction detection device 1, that is, corresponds to a vibration power generation unit, and the acceleration sensor 15 corresponds to a vibration detection unit. The vibration V propagated through the concrete 102 from the vibrator 103 shown in FIG. 1 is received and a vibration detection signal corresponding to the vibration V is generated.

したがってこの第四の実施の形態も、基本的には上述した各実施の形態と同様、振動締め固め検知装置1が振動発電部を内蔵しているため、外部電源を必要とせず、何度でも使用することができ、コンクリート表面に痕跡を残してしまうといった問題もなく、設置作業も容易迅速に行うことができる。   Therefore, in the fourth embodiment as well, basically, as in each of the above-described embodiments, the vibration compaction detection device 1 has a built-in vibration power generation unit. It can be used, and there is no problem of leaving traces on the concrete surface, and installation can be performed easily and quickly.

次に図8は、第五の実施の形態を示すものである。この実施の形態における振動締め固め検知装置1は、上述した各実施の形態のいずれかにおいて説明したような構成のほか、ケース10内に、マイコン12から出力された報知指令信号を無線送信する通信部16を内蔵している。なお、図8に示す例は、図7に示す第四の実施の形態について通信部16を追加した構成としている。   Next, FIG. 8 shows a fifth embodiment. The vibration compaction detection device 1 in this embodiment has a configuration as described in any of the above-described embodiments, and communication that wirelessly transmits a notification command signal output from the microcomputer 12 in the case 10. The part 16 is incorporated. The example shown in FIG. 8 has a configuration in which a communication unit 16 is added to the fourth embodiment shown in FIG.

一方、コンクリート構造物の施工現場の近傍の管理室2には、通信部16から送信された報知指令信号を受信する通信部21と、通信部21で受信された報知指令信号を取り込んで液晶ディスプレイ装置22aに電子メールや警報画面を表示するパーソナルコンピュータ22、あるいは通信部21で受信された報知指令信号によって警報音を発するブザーなどの音響装置23が設置されている。また、通信部16から無線送信された報知指令信号は、作業者等が携帯する携帯通信端末(スマートフォンなど)24で受信するようにしても良い。   On the other hand, in the control room 2 near the construction site of the concrete structure, the communication unit 21 that receives the notification command signal transmitted from the communication unit 16 and the notification command signal received by the communication unit 21 are incorporated into the liquid crystal display. An audio device 23 such as a buzzer that emits an alarm sound in response to a notification command signal received by the communication unit 21 or a personal computer 22 that displays an e-mail or an alarm screen on the device 22a is installed. Further, the notification command signal wirelessly transmitted from the communication unit 16 may be received by a portable communication terminal (such as a smartphone) 24 carried by an operator or the like.

このように構成すれば、コンクリート102が振動締め固めによって十分に締め固まったことが、ケース10にLED13の発光によって現場の作業者に報知されるばかりでなく、パーソナルコンピュータ22や携帯通信端末24に電子メールなどの手段によって、あるいは音響装置23からの警報音の出力によって、現場から離れた場所にいる作業者等にも広く報知される。   If comprised in this way, it will not only be notified to the worker in the field by the light emission of LED13 to the case 10 that the concrete 102 was fully compacted by vibration compaction, but also to the personal computer 22 and the portable communication terminal 24. Workers and the like who are away from the site are also widely notified by means such as e-mail or by outputting an alarm sound from the sound device 23.

また、マイコン12への閾値の設定を、パーソナルコンピュータ22からのデータの送信によって行うようにすることもできる。   Further, the threshold value can be set in the microcomputer 12 by transmitting data from the personal computer 22.

なお、上述した各実施の形態では、振動発電部として圧電素子11を用いたが、振動変位を電気信号に変換する素子であれば、例えば電磁式や、静電誘導型など、圧電型以外の素子を用いても良い。   In each of the above-described embodiments, the piezoelectric element 11 is used as the vibration power generation unit. However, any element other than the piezoelectric type, such as an electromagnetic type or an electrostatic induction type, may be used as long as the element converts vibration displacement into an electrical signal. An element may be used.

ここで、現場でのコンクリート打設時に本発明を適用した実施例について説明する。この現場ではスランプ15cmのコンクリートを鋼製の型枠内に流し込み、20OHzの大型バイブレータを使用して振動締め固めを行った。また、同時にバイブレータ挿入箇所の近傍に位置して、鋼製型枠の外側面に、加速度センサを用いた振動締め固め検知装置を貼り付け、振動加速度を計測した。   Here, the Example which applied this invention at the time of concrete placement on-site is described. At this site, concrete with a slump of 15 cm was poured into a steel formwork, and vibration compaction was performed using a large vibrator of 20 OHz. At the same time, a vibration compaction detection device using an acceleration sensor was attached to the outer surface of the steel mold frame in the vicinity of the vibrator insertion point, and vibration acceleration was measured.

その結果、加速度センサにより計測されたバイブレータの近傍での鋼製型枠の振動加速度は100m/sであり、算出された周波数fは20OHzであった。また、バイブレータによって振動締め固めを開始した後、振動締め固め検知装置から締め固めの完了時期が到達したことが報知されるまでの時間は15秒であった。そしてこれらの計測値から式(1)を用いて締め固め完了エネルギを求めたところ、0.25J/Lとなり、図3と整合がとれることが確認された。また、型枠を取り外してコンクリート表面の状態を観察したところ、あばたや締め固め不足の状況は観察されず、緻密に締め固められており、したがって、本発明の振動締め固め検知装置による締め固めの完了時期の報知が適切であることが確認された。 As a result, the vibration acceleration of the steel mold near the vibrator measured by the acceleration sensor was 100 m / s 2 and the calculated frequency f was 20 OHz. Further, after the vibration compaction was started by the vibrator, the time from the vibration compaction detection device to the notification that the compaction completion time was reached was 15 seconds. Then, when the compaction completion energy was obtained from these measured values using the formula (1), it was 0.25 J / L, and it was confirmed that it was consistent with FIG. Moreover, when the formwork was removed and the condition of the concrete surface was observed, the state of fluttering and insufficient compaction was not observed, and the compaction was closely compacted. It was confirmed that notification of completion time was appropriate.

1 振動締め固め検知装置
10 ケース(取付部材)
11 圧電素子(振動検出部,振動発電部)
12 マイコン(判定部)
13 LED(報知部)
14 バッテリ
15 加速度センサ
16,21 通信部
22 パーソナルコンピュータ(報知部)
23 音響装置(報知部)
24 携帯通信端末(報知部)
101 型枠
102 コンクリート
103 バイブレータ(振動締め固め機)
1 Vibration compaction detection device 10 Case (mounting member)
11 Piezoelectric elements (vibration detector, vibration generator)
12 Microcomputer (determination unit)
13 LED (notification part)
14 Battery 15 Acceleration sensor 16, 21 Communication unit 22 Personal computer (notification unit)
23 Sound device (notification part)
24 Mobile communication terminal (notification unit)
101 Formwork 102 Concrete 103 Vibrator (vibration compaction machine)

Claims (3)

コンクリートを打設する型枠の外側面に取り付け可能な取付部材と、
前記取付部材に設けられ、前記型枠内に打設された未硬化のコンクリートに挿入した振動締め固め機からコンクリート中を伝播される振動を受振して前記振動と対応する振動検出信号を発生し、この振動検出信号によって電力を発生する振動発電部を兼ねる振動検出部と、
前記取付部材に設けられ、前記振動発電部によって発生した電力を蓄えるバッテリと、
前記取付部材に設けられ、前記バッテリからの電力により駆動され、前記バッテリに充電された電力を計測し、計測値があらかじめ設定された閾値に達した時点で前記バッテリの電力で報知部を駆動させる判定部と、
を備えることを特徴とするコンクリートの振動締め固め検知装置。
An attachment member that can be attached to the outer surface of the formwork for placing concrete;
A vibration detection signal corresponding to the vibration is generated by receiving vibration propagated through the concrete from a vibration compactor provided in the mounting member and inserted in uncured concrete placed in the mold. A vibration detection unit that also serves as a vibration power generation unit that generates electric power by the vibration detection signal;
A battery that is provided in the mounting member and stores the electric power generated by the vibration power generation unit;
It is provided on the attachment member, is driven by the power from the battery, measures the power charged in the battery, and drives the notification unit with the power of the battery when the measured value reaches a preset threshold value. A determination unit;
A concrete vibration compaction detecting device comprising:
前記振動検出部は、圧電素子である、
ことを特徴とする請求項1に記載のコンクリートの振動締め固め検知装置。
The vibration detection unit is a piezoelectric element.
2. The concrete vibration compaction detection apparatus according to claim 1, wherein
前記報知部は、前記バッテリの電力で点灯するLEDである、
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の振動締め固め検知装置。
The notification unit is an LED that is lit by the power of the battery.
The concrete vibration compaction detection device according to claim 1, wherein the concrete vibration compaction detection device is provided.
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