JP6646391B2 - Concrete curing control system - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリートの養生制御システムに関する。 The present invention relates to a concrete curing control system.
コンクリート構造物としてマスコンクリートは、部材断面の最小寸法が大きく、セメントの水和反応による温度上昇によってひび割れが生じる虞の高いコンクリートとして知られている。特に、水和熱による中心部と、マスコンクリート表面を含む周辺部との温度差に起因するひび割れや、乾燥収縮によるひび割れ対策として様々な方法が行われている。 Mass concrete, which is a concrete structure, is known as a concrete having a large minimum dimension of a member cross section and a high possibility of cracking due to a temperature rise due to a hydration reaction of cement. In particular, various methods have been used as measures against cracks caused by a temperature difference between a central portion due to heat of hydration and a peripheral portion including the surface of the mass concrete, and cracks due to drying shrinkage.
例えば、コンクリート構造物の周囲に養生囲いを設け、当該養生囲い内の温度を温度応力解析に基づいて制御してひび割れを防止するコンクリート養生管理システムがある。このシステムは、コンクリート打設前に温度解析と応力解析及び気流解析とによる事前解析を行って仮の管理基準値を算出しておく。そして、温湿度測定装置からの実測値に基づいて直前解析を行って前記管理基準値を実測値に合わせて補正して管理基準値を決定することで、現状に即した養生管理を行うことができる(例えば、特許文献1参照)。 For example, there is a concrete curing management system in which a curing enclosure is provided around a concrete structure, and the temperature in the curing enclosure is controlled based on a thermal stress analysis to prevent cracks. This system performs a preliminary analysis based on a temperature analysis, a stress analysis, and an airflow analysis before concrete placement to calculate a temporary management reference value. Then, by performing a last-minute analysis based on the actually measured value from the temperature and humidity measurement device and correcting the management reference value in accordance with the actually measured value to determine the management reference value, it is possible to perform curing management according to the current situation. (For example, see Patent Document 1).
コンクリート養生における温度管理は、養生囲い内の温度を徐々に下げてゆき、最終的には外気温とコンクリート温度の差を殆ど無くすように制御することが肝要である。つまり、養生期間内において、養生温度と当該養生温度による養生期間を段階的に落としてゆくことが、養生期間を短縮して効率的な養生制御をならしめる要素となる。 It is important to control the temperature in concrete curing by gradually lowering the temperature inside the curing enclosure and finally controlling so that the difference between the outside air temperature and the concrete temperature is almost eliminated. That is, within the curing period, gradually reducing the curing temperature and the curing period based on the curing temperature is a factor that shortens the curing period and enables efficient curing control.
しかし、上記の技術は事前解析と直前解析により、実測値に基づいた管理基準値を決定し、当該管理基準値に基づいて温湿度制御しているとのみ記載されており、養生温度と当該養生温度による養生期間を段階的に変化させる構成ではない。したがって、一定の管理基準値(又は時系列に応じて変動する管理基準を含む)による単一的な制御では、効率的な養生管理ができず、養生期間の短縮を行うことができない。 However, the above technique only determines that a control reference value based on an actually measured value is determined based on the pre-analysis and the immediately preceding analysis, and that the temperature and humidity are controlled based on the control reference value. It is not a configuration in which the curing period by temperature is changed stepwise. Therefore, with a single control using a fixed management reference value (or a management reference that varies according to time series), efficient curing management cannot be performed, and the curing period cannot be shortened.
また、上記技術は温度解析、応力解析の他気流解析を行うことで、正確な実測値を得る構成とされている。しかし、こうした解析による制御を行うには、送風機や加湿器また当該機器の制御を行う装置やシステムなどが必要となるため、コストが嵩むほか、数多くの機材の設置作業も面倒である。 In addition, the above technique is configured to obtain an accurate measured value by performing airflow analysis in addition to temperature analysis and stress analysis. However, in order to perform control based on such analysis, a blower, a humidifier, a device and a system for controlling the device, and the like are required, so that costs are increased and installation work of a large number of devices is troublesome.
本発明の一つの実施形態の目的は、上記課題点を鑑みてなされたものであり、養生期間を最小限に短縮でき、経済的で作業効率の高いコンクリートの養生制御システムを提供することにある。 An object of one embodiment of the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a concrete curing control system that can reduce the curing period to a minimum and that is economical and has high working efficiency. .
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、コンクリート構造物の構築において、コンクリート打設箇所に養生囲いを設け、当該養生囲い内を養生管理スケジュールに基づいて養生制御するコンクリートの養生制御システムであって、
前記養生囲い内に配置され室内の温度を計測する室内用の温度計測器と、前記養生囲い外に配置され外気温を計測する室外用の温度計測器と、コンクリートの温度を計測するコンクリート用の温度計測器からの測定情報を集積する測定管理部と、
前記養生囲い内に配置された加熱器の動作を制御する温度制御部と、
事前解析を行って前記養生管理スケジュールを算出し、前記測定管理部から前記測定情報を取得して、当該養生管理スケジュールに基づいた制御信号を前記温度制御部へ送信して、前記養生囲い内の養生制御を行う養生制御装置とを有しており、
前記養生制御装置は、3次元有限要素法解析により前記養生管理スケジュールを算出する解析部を有しており、
当該解析部は、初期状態の複数の養生温度と当該養生温度による養生期間との組合せを設定し、所定条件を満足するまで、前記養生温度及び前記養生期間の少なくとも一方を自動的に調整しながら、実環境の施工条件に基づき前記3次元有限要素法解析を繰り返して、最終的に前記所定条件を満足した前記組合せを、前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールとして算出し、
前記養生制御装置は、
前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールの最終段階において、外気温の温度を計測する前記室外用の温度計測器から取得した前記測定情報と、コンクリートの温度を計測する前記コンクリート用の温度計測器から取得した前記測定情報とを取得して、前記コンクリートの温度と前記外気温との差が所定範囲(管理値)内である場合に、前記養生管理スケジュールに基づき、前記コンクリートの温度を前記外気温に近づけるように徐々に低下させてゆく制御信号を、前記温度制御部へ送信し、
前記コンクリートの温度と前記外気温との差が前記所定範囲外である場合には、前記養生管理スケジュールの最終段階の養生期間を延長して、養生温度の降下スケジュールを変更する。
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
(1) The present invention relates to a concrete curing control system for providing a curing enclosure at a concrete placement site in the construction of a concrete structure, and controlling curing in the curing enclosure based on a curing management schedule,
An indoor temperature measuring device arranged in the curing enclosure to measure the temperature of the room, an outdoor temperature measuring device arranged outside the curing enclosure to measure the outside temperature, and a concrete for measuring the temperature of the concrete. A measurement management unit that accumulates measurement information from the temperature measuring device;
A temperature control unit that controls the operation of the heater disposed in the curing enclosure;
The pre-analysis is performed to calculate the curing management schedule, the measurement information is obtained from the measurement management unit, a control signal based on the curing management schedule is transmitted to the temperature control unit, and the inside of the curing enclosure is A curing control device for performing curing control;
The curing control device has an analysis unit that calculates the curing management schedule by three-dimensional finite element method analysis,
The analysis unit sets a combination of a plurality of curing temperatures in the initial state and a curing period based on the curing temperature, and automatically adjusts at least one of the curing temperature and the curing period until a predetermined condition is satisfied. Repeating the three-dimensional finite element method analysis based on the construction conditions of the real environment, and finally calculating the combination satisfying the predetermined condition as the curing management schedule in which the curing temperature is reduced stepwise,
The curing control device,
In the final stage of the curing management schedule in which the curing temperature is reduced stepwise, the measurement information obtained from the outdoor temperature measuring device that measures the temperature of the outside air temperature, and the concrete for measuring the temperature of the concrete. Acquiring the measurement information acquired from the temperature measuring device, and when the difference between the concrete temperature and the outside air temperature is within a predetermined range (management value), based on the curing management schedule, the control signal is gradually lowered to be close to the outside temperature and the temperature, transmitted to the temperature controller,
If the difference between the concrete temperature and the outside air temperature is outside the predetermined range, the curing period at the final stage of the curing management schedule is extended to change the curing temperature drop schedule.
(2)本発明において、前記コンクリート構造物は、散水または加湿された外周面にフィルム材が密閉状態となるように被覆されている。 (2) In the present invention, the concrete structure is coated such that the outer peripheral surface of the sprinkled or humidified film is sealed with a film material.
(3)本発明において、前記養生制御装置は、通信部を有しており、前記通信部は、前記測定管理部から取得した前記測定情報が規定値を超えた場合、警告情報を他の端末へ送信する。 ( 3 ) In the present invention, the curing control device includes a communication unit, and the communication unit transmits warning information to another terminal when the measurement information obtained from the measurement management unit exceeds a specified value. Send to
本発明によれば、養生期間を最小限に短縮でき、経済的で作業効率の高いマスコンクリートの養生制御システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the curing period can be shortened to the minimum, and the curing control system of mass concrete which is economical and has high working efficiency can be provided.
<システム構成>
以下、本発明に係るコンクリートの養生制御システムの実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るコンクリートの養生制御システム1の概略構成を示した図である。
<System configuration>
Hereinafter, an embodiment of a concrete curing control system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a concrete
本発明のコンクリートの養生制御システム1は、コンクリート構造物2の打設箇所に養生囲い3を設置し、当該養生囲い3内を養生管理スケジュールに基づいて養生制御するシステムである。
The concrete
この養生制御システム1は、具体的には測定管理部4と、温度制御部5と、養生制御装置6とによりコンクリート構造物2の養生を制御する構成である。
The
本実施形態のコンクリート構造物2は、マスコンクリートであり例えばフーチングなどである。コンクリート構造物2の形状は概略として矩形状を示しているが、この限りではなく他の形状であって良い。そして、コンクリート打設後の脱枠後にコンクリート構造物2の外周面に散水または加湿がなされており、散水または加湿後の前記外周面には、プラスティック製のフィルム材20が巻き付けられて被覆され密閉状態にされることで、所謂散水養生と封緘養生を併用する環境が整えられている。これは、コンクリート構造物の表面が乾燥することを防ぐためである。
The
フィルム材20は、厚みが0.01mm〜1mmになるように被覆されることが好ましい。上記のようにフィルム材20をコンクリート構造物の外周面に巻きつけることで、コンクリート構造物2の湿度はほぼ一定に保てることが確認されており、乾燥によるひび割れを上記構成により確実に防止することができる。すると、従来のように乾燥によるひび割れを防止するべく、加湿器や加湿器を制御する装置やシステムなどが必要なくなり経済的である。
The
測定管理部4は、養生囲い3内に配置された外気温を計測する室内用の温度計測器41と、養生囲い外に配置された室外温度を計測する室外用の温度計測器42と、コンクリートの温度を計測するコンクリート用の温度計測器43からの各測定情報を取得(集積)し、当該各測定情報を養生制御装置6へ送信する機能を有している。
The measurement management unit 4 includes an indoor
温度計測器41、42は、例えば温度センサであり、図示例では1つであるが複数個、所定箇所に設置されていても良い。前記所定箇所とはコンクリート構造物の形状や構造によって異なるが、外気温や養生囲い3内の温度を正確に計測できる数と配置で設置される。
Each of the temperature measuring
また、コンクリートの温度を計測する温度計測器43は、温度センサであり、複数個を異なった場所に設置して実施できる。例えば、1つの設置箇所としてコンクリート構造物2の内部に予め埋設しておき、もう一つの設置箇所としてコンクリート構造物の外周面の所定位置に設置しておくことができる。すると、コンクリート構造物2の内部温度と外部温度を測定することができる。因みに、本実施形態では、コンクリート構造物2の外周面に設置した場合を示した。
The temperature measuring
前記した温度制御部5は、養生囲い3内に配置された加熱器50の停止、及び稼働などの動作を制御する機能を有している。特には後述するが養生制御装置6から送信される制御信号に基づいて加熱器50のオン・オフ制御を行うものである。
The temperature control unit 5 has a function of controlling operations such as stopping and operating the
加熱器50は、例えばジェットヒータであり、図示例では2個搭載されているがこの限りではない。コンクリート構造物の全体に万遍なく温風が当たる数と配置であれば数量は限定されない。また、加熱器50からの温風を万遍なくコンクリート構造物2の外周壁面に当てるために、有孔の送風ダクトをコンクリート構造物2の外周部に設置して実施することが好ましい。
The
前記した養生制御装置6は、3次元有限要素法解析による事前解析を行って養生管理スケジュールを算出し、測定管理部4から取得した各温度情報の実測値を取得して、当該養生管理スケジュールに基づいた制御信号を温度制御部5へ送信して、養生囲い3内のコンクリート構造物2の温度を制御する機能を有している。
The above-mentioned curing control device 6 performs a preliminary analysis by three-dimensional finite element method analysis to calculate a curing management schedule, acquires actual measured values of each temperature information acquired from the measurement management unit 4, and It has a function of transmitting a control signal based on the temperature to the temperature control unit 5 to control the temperature of the
この養生制御装置6は、3次元有限要素法解析により養生管理スケジュールを算出する解析部61と、他の端末との情報の授受を行う通信部62とを有している。また、養生制御装置6は、所謂コンピュータ6であり、通常のコンピュータに備えられている各機能手段も有しており、過去の気象データや構造物情報、応力解析等の必要な各種情報、解析ソフトなどを格納する記憶手段などを備えている。
The curing control device 6 includes an
前記した解析部61は、コンクリート構造物2の養生温度と当該養生温度の継続期間を段階的に変化させた養生管理スケジュールを算出する機能を有している。この解析部61は、上記したように3次元有限要素法解析により養生管理スケジュールを算出している。具体的に云うと、養生管理スケジュールは、コンクリート構造物2の温度が、外気温の急激な低下などの悪影響を受けないよう所定の養生温度を保持しつつ、且つ、適度に放熱を促すことを目的として徐々に養生温度を低くする手法によって算出している。
The
養生管理スケジュールを算出する目的は、上記したようにコンクリート養生における温度管理は、養生囲い3内の温度を徐々に下げてゆき、最終的には外気温とコンクリート構造物2の温度との差を無くすように制御することが肝要であることが知られている。つまり、養生期間内において、養生温度と当該養生温度による養生期間を段階的に落としてゆくことが、養生期間を短縮でき効率的な養生制御を成らしめる要素となるからである。
The purpose of calculating the curing management schedule is to control the temperature in concrete curing as described above, by gradually lowering the temperature in the curing enclosure 3 and finally determining the difference between the outside air temperature and the temperature of the
したがって、解析部61は、複数の養生温度と、当該各養生温度による養生期間をそれぞれ設定し、複数の養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールを算出している。つまり養生温度と養生期間を複数段階に分けて設定する手法である。
一例を挙げて説明すると、例えば図3に示すように、1段階Aは、養生温度が23℃で、養生期間が1日目〜7日目までと設定した。2段階Bは、養生温度が18℃で養生期間が8日目〜15日目までと設定した。3段階C(最終段階)は、養生温度が13℃で、養生期間が16日目〜18日目までと設定した。図3の場合は、養生期間と養生温度を3段階に分けて、養生温度を徐々に低下(降下)させるスケジュールを算出している。特に3段階C(最終段階)の養生期間においては、2段階Bの養生温度18℃から例えば外気温である13℃に徐々に寄せていくスケジュールが算出されている。
Therefore, the
For example, as shown in FIG. 3, in the first stage A, the curing temperature is set to 23 ° C., and the curing period is set to the first to seventh days. In the second stage B, the curing temperature was set to 18 ° C., and the curing period was set to 8 to 15 days. In the third stage C (final stage), the curing temperature was set to 13 ° C., and the curing period was set to 16 days to 18 days. In the case of FIG. 3, the curing period and the curing temperature are divided into three stages, and the schedule for gradually lowering (falling) the curing temperature is calculated. In particular, during the curing period of the third stage C (final stage), a schedule is gradually calculated from the curing temperature of 18 ° C. of the second stage B to 13 ° C., which is the outside temperature, for example.
また、養生管理スケジュールには3段階C(最終段階)の最終時において、温度計測器42の外気温と、温度計測装置43のコンクリート構造物2の温度とが差が管理値以内となれば養生を完了する。
In the curing management schedule, if the difference between the outside air temperature of the
前記した通信部62は、測定管理部4から取得した測定情報が規定値を超えた場合、警告情報を他の端末へ送信する機能を有している。警告情報は自動的にメールなどで、あらかじめ設定した端末へ送信される。警告情報が送信される条件として、例えば養生囲い3内の温度が、コンクリート構造物2の温度より高く、規定値を超える場合などである。これらの条件や規定値は予め記憶手段に設定されている。
The
<養生制御手順>
次に、本発明に係るコンクリートの養生制御システム1の養生制御の流れを図2のフローチャートから説明する。
<Curing control procedure>
Next, the flow of the curing control of the concrete
本実施例では例えば、コンクリート構造物2として、厚さ1m程度以上のフーチングへ本システムを適用した場合を例に、ときに具体的数値を交えて説明する。
In the present embodiment, for example, a case where the present system is applied to a footing having a thickness of about 1 m or more as a
先ずステップ(以下、単にSTと略す。)1において、管理者は養生制御装置6のコンピュータに付加されている入力手段などにより施工条件を入力する。施工条件とは、例えばコンクリート構造物の種類(フーチング、ボックスカルバート、ケーソン等)、コンクリート構造物の寸法、各種条件、材料情報、予想される外気温、などである。 First, in step (hereinafter simply abbreviated as ST) 1, the manager inputs construction conditions using input means or the like added to the computer of the curing control device 6. The construction conditions include, for example, the type of concrete structure (footing, box culvert, caisson, etc.), dimensions of the concrete structure, various conditions, material information, expected outside air temperature, and the like.
ST2において、上記入力された施工条件を基に、事前解析を行う。ST2の事前解析ステップは、図4に示すフローチャートにより具体的に説明する。事前解析とは具体的には3次元有限要素法を用いた温度応力解析である。この3次元解析によって、ST1で入力されたコンクリート構造物の種類や形状など、コンクリートの養生管理に関係する各種条件に沿った高度な解析が行われる。3次元解析は、構造物の形状寸法や施工条件を3次元で立体的にモデル化するため、構造物の奥行きを一律と仮定する2次元解析とは異なる。このため、実構造物に発生する温度と応力を忠実に再現し、養生温度、養生期間を変化させたケースを解析によって評価し、最適な養生条件を算出するものである。 In ST2, a pre-analysis is performed based on the input construction conditions. The pre-analysis step of ST2 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. The pre-analysis is specifically a thermal stress analysis using a three-dimensional finite element method. By this three-dimensional analysis, advanced analysis is performed according to various conditions related to concrete curing management, such as the type and shape of the concrete structure input in ST1. The three-dimensional analysis is different from the two-dimensional analysis in which the depth of the structure is assumed to be uniform because the shape and the construction conditions of the structure are three-dimensionally modeled. For this reason, the temperature and stress generated in the actual structure are faithfully reproduced, the case where the curing temperature and the curing period are changed is evaluated by analysis, and the optimal curing condition is calculated.
先ず図4のST21において、ひび割れ指数の目標値を設定する。セメントの水和に因り発生が懸念されるひび割れの照査は、ひび割れ指数の大きさにより行う。すなわち、ひび割れ指数の目標値を設定することは、ひび割れを防止するか、あるいはひび割れを許容するがその幅が大きくならないよう制限するかなど、ひび割れの発生に対する安全率を定めるものとなる。 First, in ST21 of FIG. 4, a target value of the crack index is set. The check of cracks that are likely to occur due to the hydration of cement is performed based on the magnitude of the crack index. In other words, setting the target value of the crack index determines the safety factor against the occurrence of cracks, such as whether to prevent cracks or to allow cracks but limit the width of cracks.
次にST22において、ひび割れが発生する虞がある面を、養生制御を行う対象面として設定する。ここでは、養生制御を行う必要がないとされる面は、対象外としてよい。 Next, in ST22, a surface where cracks may occur is set as a target surface on which curing control is performed. Here, the surface where it is not necessary to perform the curing control may be excluded from the target.
次にST23で、一般的な施工方法における養生温度・養生期間を入力する。そして、ST24で温度応力解析を行う。温度応力解析とは上記したように3次元有限要素法を用いた解析である。 Next, in ST23, a curing temperature and a curing period in a general construction method are input. Then, a temperature stress analysis is performed in ST24. The thermal stress analysis is an analysis using the three-dimensional finite element method as described above.
ST25で、ひび割れ指数の目標値を満足したか否かを確認する。満足した場合(YES)には、ST23で設定された養生温度と養生期間を確定する(ST26)。しかし、ST23で設定された一般的な施工方法における養生温度・養生期間は、特別な温度制御を行わない方法であるため、養生温度は外気温と同じ設定となり、養生期間は一般的な合板や鋼製の型枠を存置する期間が設定(仮設定)される。一般的な合板や鋼製の型枠を用いた場合、外気温の低下によってコンクリート温度の放熱が促進されて急激に低下することで、型枠の存置中や脱枠直後において、目標とするひび割れ指数を満足しないような構造物も存在する。ST24で、ひび割れ指数を満足しない場合(NO)、ST23に戻り養生温度と当該養生温度による養生期間の異なるパターン再設定して、目標とするひび割れ指数を満足するまで、ST23〜ST25までの作業を試行錯誤的に繰り返す。この事前解析によって算出した解析値に基づいて、続く養生管理スケジュールの設定が行われる。 In ST25, it is confirmed whether or not the target value of the crack index has been satisfied. If satisfied (YES), the curing temperature and the curing period set in ST23 are determined (ST26). However, since the curing temperature and the curing period in the general construction method set in ST23 are methods in which no special temperature control is performed, the curing temperature is set to the same as the outside temperature, and the curing period is a general plywood or The period during which the steel formwork remains is set (temporarily set). When using a general plywood or steel formwork, heat dissipation of concrete temperature is promoted due to a decrease in outside air temperature, and the temperature drops sharply. Some structures do not satisfy the index. If the crack index is not satisfied in ST24 (NO), the process returns to ST23, and the curing temperature and the curing period depending on the curing temperature are reset, and the operations from ST23 to ST25 are performed until the target crack index is satisfied. Repeat by trial and error. Based on the analysis value calculated by the pre-analysis, the setting of the subsequent curing management schedule is performed.
図2に戻り、養生制御装置6の解析部61は、ST3において、上記事前解析の解析値に基づいて、養生管理スケジュールを算出し決定する。養生管理スケジュールは、上記したように、複数の養生温度と当該各養生温度による養生期間をそれぞれ設定し、前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールを算出する。つまり、上記事前解析の解析値において、目標とするひび割れ指数を満足させる養生温度と養生期間の設定値をもって、養生管理スケジュールを算出している。
Returning to FIG. 2, in ST3, the
養生管理スケジュールの一例は図3にイメージとして示した。この養生管理スケジュールは、厚さ1m程度以上のフーチングで、施工時期は4月上旬を想定したものである。図3の養生管理スケジュールYSは、3段階に分けられており、順に養生温度が低下するように設定されている。1段階Aは、養生温度が23℃で、養生期間が1日目〜7日目までとしている。2段階Bは、養生温度が18℃で、養生期間が8日目〜15日目までとしている。3段階Cは、養生期間が16日目〜18日目までで、養生温度としてはコンクリート構造物2の温度が外気温13℃に徐々に近づくように緩やかに降下させるスケジュールとされている。勿論、最終段階である3段階Cを更に1日ずつに分けて、1.5℃ずつなど少しずつ降下させるようにしても良い。この点は、季節やコンクリート構造物2の種類や形状などから適宜設定される。要するに、3次元有限要素法解析を用いて最も効率的(養生期間が短い)な養生管理スケジュールを算出する。
An example of the curing management schedule is shown as an image in FIG. This curing management schedule is a footing with a thickness of about 1 m or more, and the construction time is assumed to be in early April. The curing management schedule YS in FIG. 3 is divided into three stages, and is set so that the curing temperature decreases in order. In the first stage A, the curing temperature is 23 ° C., and the curing period is from the first day to the seventh day. In the second stage B, the curing temperature is 18 ° C., and the curing period is from day 8 to
次に、ST4で、ST1で入力した施工条件に合致した内容のコンクリート打設を行い、コンクリート構造物2を構築する。
Next, in ST4, concrete is cast with contents that match the construction conditions input in ST1, and a
上記の作業後、養生制御装置6は、測定管理部4から測定情報を取得して養生制御を開始する(ST5)。このとき測定管理部4は、室内用の温度計測器41と、室外用の温度計測器42と、コンクリート用の温度計測器43からの各測定情報を養生制御装置6へ送信する。
After the above operation, the curing control device 6 acquires the measurement information from the measurement management unit 4 and starts the curing control (ST5). At this time, the measurement management unit 4 transmits the measurement information from the indoor
ST6で、養生制御装置6は、測定管理部4からの各測定情報と、ST3で設定された養生管理スケジュールとに基づいて、温度制御部5へ加熱器50の制御信号(オン・オフ)を送信して養生温度の制御を行う。因みに、加熱器50のオン・オフ制御は、養生管理スケジュールで設定された養生温度に対して、例えば±3℃を超えると動作する設定としてよい。この例では、設定された養生温度が23℃の場合、26℃になれば加熱器50の動作は停止され、20℃になれば加熱器の動作が開始される。
In ST6, the curing control device 6 sends a control signal (ON / OFF) of the
ST6の「養生温度の制御」ステップを、図5のフローチャートから具体的に説明する。また、以下、図3に示した1段階A〜3段階C(最終段階)までの3段階に分割された内容の養生管理スケジュールYSを例に取り説明する。図5に示す制御フローのST60〜ST63は、設定された段階毎に繰り返されるものである。したがって、スタート直後に、先ず段階数「N」=「1」段階が与えられる。 The "control of curing temperature" step of ST6 will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. Hereinafter, a description will be given by taking as an example a curing management schedule YS having contents divided into three stages from the first stage A to the third stage C (final stage) shown in FIG. ST60 to ST63 of the control flow shown in FIG. 5 are repeated for each set stage. Therefore, immediately after the start, first, the number of stages “N” = “1” stages is given.
養生制御装置6は、ST60において、先ず1段階Aの養生温度(図3では23℃)を達成しているかを判定する。達成していない場合(NO)は、養生制御装置6は、ST61で温度制御部5に制御信号を送信して加熱器50のオン・オフ制御を行わせて養生温度を達成させる。養生温度を達成しないとは、例えば1段階Aにおいて設定された養生温度の±3℃内に入っていない場合である。図3のケースの場合は、23℃(±3℃)である。
In ST60, the curing control device 6 first determines whether the curing temperature of the first stage A (23 ° C. in FIG. 3) has been achieved. If not achieved (NO), the curing control device 6 transmits a control signal to the temperature control unit 5 in ST61 to perform on / off control of the
ST60において、1段階Aの養生温度を達成している場合(YES)、養生制御装置6は、ST62で1段階Aの養生期間内かどうかを判定する。これは養生制御装置6のコンピュータが有しているカレンダー情報などにより確認することができる。図3の1段階Aの養生期間は、7日目までである。1段階Aの養生期間内である場合(YES)、ST60に戻り、養生期間が経過するまで養生温度の制御ステップ(ST60〜ST62)が繰り返される。 In ST60, when the curing temperature of the first stage A has been achieved (YES), the curing control device 6 determines whether or not it is within the curing period of the first stage A in ST62. This can be confirmed by calendar information or the like of the computer of the curing control device 6. The curing period of the first stage A in FIG. 3 is up to the seventh day. If it is within the curing period of the first stage A (YES), the process returns to ST60 and the curing temperature control steps (ST60 to ST62) are repeated until the curing period elapses.
ST62において、1段階Aの養生期間を過ぎている場合(NO)、養生制御装置6は、段階数「N」が、最終段階であるかを判定する(ST63)。現時点で段階数「N」は、「1」であり、図3のケースの場合、段階数が「3」であるため、最終段階ではない(NO)。すると、養生制御装置6は段階数として「N=N+1」を与えたうえで、ST60〜ST62において2段階目の養生温度の制御ステップを繰り返し行う。2段階以降のステップは上記で説明したため特に説明することは省略するが、図3の2段階Bの場合、養生期間8日目〜15日目までの間、養生温度18℃(±3℃)となるように養生制御がなされる。 In ST62, when the curing period of one stage A has passed (NO), the curing control device 6 determines whether the number of stages “N” is the final stage (ST63). At this time, the number of stages “N” is “1”, and in the case of FIG. 3, the number of stages is “3”, so it is not the final stage (NO). Then, the curing control device 6 gives “N = N + 1” as the number of steps, and repeats the second step of controlling the curing temperature in ST60 to ST62. Since the steps after the second step have been described above, they will not be particularly described, but in the case of the second step B in FIG. 3, the curing temperature is 18 ° C. (± 3 ° C.) during the 8 to 15 days of the curing period. Curing control is performed so that
ST63において、Nが最終段階(図3のケースの場合3段階C)である場合(YES)、養生制御装置6は、最終段階(3段階C)に設定されている養生期間、養生温度を達成するよう制御を行う。その際、コンクリート構造物2の温度と外気温との差が管理値内であるかの判定を行う(ST64)。
If N is the final stage (three stages C in the case of FIG. 3) in ST63 (YES), the curing control device 6 achieves the curing period and the curing temperature set in the final stage (three stages C). Control is performed. At this time, it is determined whether the difference between the temperature of the
最終段階においては、図3に示すように、養生期間最終日(18日目)までに、前段階(2段階B)の養生温度(18℃)から外気温(13℃)に徐々に近づくように養生温度を下げる制御が行われている。つまり、養生制御装置6は、外気温の温度を計測する温度計測器42から取得した測定情報と、コンクリートの温度を計測する温度計測器43から取得した測定情報とを取得して、コンクリートの温度を外気温に近づけるように徐々に低下させてゆく制御信号を、温度制御部5へ送信している。
In the final stage, as shown in FIG. 3, by the final day of the curing period (18th day), the curing temperature (18 ° C.) of the previous stage (two stages B) gradually approaches the outside temperature (13 ° C.). The control for lowering the curing temperature is performed. That is, the curing control device 6 acquires the measurement information acquired from the
外気温に近づけるように制御するとは、コンクリート構造物2の温度と外気温との差が管理値内に入るように養生温度を下げていくことを意味する。
Controlling to approach the outside temperature means reducing the curing temperature so that the difference between the temperature of the
ST64において、コンクリート構造物2の温度と外気温との差が管理値外である場合(NO)、養生制御装置6は、ST65で最終段階の養生期間を延長する必要があるか判断し、延長する必要がある場合には解析部61により養生管理スケジュールを変更(再設定)する。特に最終段階(3段階C)の養生期間を修正し、それに伴って養生温度の降下スケジュールも変更する。これは、例えば予想外の外気温となった場合、コンクリート構造物2との温度差が相当に開いてしまい、設定された養生温度と養生期間では難しい場合などに対応するためのステップである。そのため、養生制御装置6では、コンクリート構造物2の温度と外気温との差に関する情報を用いて必要な養生期間を判断する。
In ST64, when the difference between the temperature of the
ST65のステップを経た後、ST66で測定管理部4からの測定情報と、養生管理スケジュール(変更後の養生管理スケジュールを含む)とに基づいて、温度制御部5へ加熱器50の制御信号(オン・オフ)を送信して、最終段階における養生温度の制御を行う。
ST66は、ST61の養生制御をより細かく分割して設定したものであり、概念的にはST61と同様の養生制御を行っている。
After the step of ST65, the control signal (ON of the
ST66 is a setting in which the curing control of ST61 is divided more finely, and conceptually performs the same curing control as ST61.
ST64において、コンクリート構造物2の温度と外気温との差が管理値内である場合(YES)、養生制御装置6は、ST67で最終段階(3段階)の養生期間内かどうかを判定する。図3の場合、最終段階の養生期間は18日(目)である。また、ST65において、養生管理スケジュールが変更された場合には、変更された養生期間内かどうかを判定する。
In ST64, when the difference between the temperature of the
ST67において、最終段階の養生期間内である場合(YES)は、ST64へ戻り外気温との差を管理値内となるように制御しながら、養生期間が過ぎるまで待機する。ST67において、最終段階の養生期間を過ぎた場合(NO)には、「養生温度の制御」ステップが終了する。これは、図2のST6の「養生温度の制御」ステップが終了したことを意味し、コンクリートの養生制御システム1による養生制御が終了される。
In ST67, if the curing period is within the final stage (YES), the process returns to ST64 and waits until the curing period has passed while controlling the difference from the outside air temperature to be within the management value. If the final curing period has passed in ST67 (NO), the “control of curing temperature” step ends. This means that the “curing temperature control” step of ST6 in FIG. 2 has been completed, and the curing control by the concrete
因みに、養生制御装置6は、ST4のコンクリート打設以降、測定管理部4から取得した測定情報が規定値を超えた場合、警告情報を管理者などが有する他の端末へ通信部62を介して自動的に送信する。即ち、室内用の温度計測器41、室外用の温度計測器42、コンクリート用の温度計測器43からの各温度情報が、危険値または規定外の数値になった場合に警告情報を送信する構成である。
By the way, when the measurement information obtained from the measurement management unit 4 exceeds the specified value after the concrete placement in ST4, the curing control device 6 transmits the warning information to another terminal of the manager or the like via the
因みに、室内用の温度計測器41、室外用の温度計測器42、コンクリート用の温度計測器43からの温度情報から、室内温度、外気温、コンクリート構造物2の温度が検出できる。したがって、各温度の差を算出し、その差が規定値を超える場合にも、警告情報を送信するようにしても良い。例えば、室内温度とコンクリート構造物2の温度との差があまりにもある場合には、養生囲いの不具合、または温度計測器の故障などが考えられ直ちに対処する必要があるからである。勿論、規定値を超える理由は他にも存在する。
Incidentally, from the temperature information from the indoor
<総括>
上記してきたように本実施形態に係るコンクリートの養生制御システムは、3次元有限要素法解析を用いて、最も効率的な養生管理スケジュールを算出する構成とした。即ち、複数の養生温度と当該各養生温度による養生期間をそれぞれ設定し、前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールを算出しているため、従来の養生期間を例えば10%〜15%短縮することができる。
<Summary>
As described above, the concrete curing control system according to the present embodiment is configured to calculate the most efficient curing management schedule using three-dimensional finite element method analysis. That is, since a plurality of curing temperatures and a curing period based on each of the curing temperatures are set, and the curing management schedule in which the curing temperature is reduced stepwise is calculated, the conventional curing period is reduced by, for example, 10% to 15%. %.
また、上記したようにコンクリート養生における温度管理は、最終的には外気温とコンクリート構造物2の温度との差を無くすように制御することが肝要であることが知られている。
As described above, it is known that it is important to control the temperature in the concrete curing so as to finally eliminate the difference between the outside air temperature and the temperature of the
本実施形態のコンクリートの養生制御システムによる養生管理スケジュールには、最終段階の最終時において、コンクリートの温度を外気温に近づけるように徐々に低下させてゆく制御を行う構成とした。更に、外気温とコンクリート構造物2の温度との差が管理値以内かを確認した上で養生を完了する構成とした。したがって、ひび割れの防止を確実に実現し、質の高いコンクリート構造物2の構築に寄与できる。
The curing management schedule by the concrete curing control system of the present embodiment is configured such that at the end of the final stage, control is performed to gradually lower the temperature of the concrete so as to approach the outside air temperature. Furthermore, after confirming whether the difference between the outside air temperature and the temperature of the
また、養生を行うコンクリート構造物2の外周面には、散水または加湿が施され、散水または加湿後の前記外周面にプラスティック製のフィルム材20を巻き付けて被覆し密閉状態にすることで、所謂散水養生と封緘養生を併用する環境を整えている。したがって、コンクリート構造物の表面が乾燥することによりひび割れることを防ぐことができる。のみならず、加湿器また同機器の制御を行う装置やシステムなどを設置する必要が無くなるため、大掛かりなシステムとなることを防止して、コストの削減と機材の設置作業の効率化を望むことができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
Watering or humidification is performed on the outer peripheral surface of the
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.
1 コンクリートの養生制御システム
2 コンクリート構造物
3 養生囲い
4 測定管理部
41〜43 温度計測器
5 温度制御部
50 加熱器
6 養生制御装置
61 解析部
62 通信部
1 Concrete
Claims (3)
前記養生囲い内に配置され室内の温度を計測する室内用の温度計測器と、前記養生囲い外に配置され外気温を計測する室外用の温度計測器と、コンクリートの温度を計測するコンクリート用の温度計測器からの測定情報を集積する測定管理部と、
前記養生囲い内に配置された加熱器の動作を制御する温度制御部と、
事前解析を行って前記養生管理スケジュールを算出し、前記測定管理部から前記測定情報を取得して、当該養生管理スケジュールに基づいた制御信号を前記温度制御部へ送信して、前記養生囲い内の養生制御を行う養生制御装置とを有しており、
前記養生制御装置は、3次元有限要素法解析により前記養生管理スケジュールを算出する解析部を有しており、
当該解析部は、初期状態の複数の養生温度と当該養生温度による養生期間との組合せを設定し、所定条件を満足するまで、前記養生温度及び前記養生期間の少なくとも一方を自動的に調整しながら、実環境の施工条件に基づき前記3次元有限要素法解析を繰り返して、最終的に前記所定条件を満足した前記組合せを、前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールとして算出し、
前記養生制御装置は、
前記養生温度を段階的に低下させた前記養生管理スケジュールの最終段階において、外気温の温度を計測する前記室外用の温度計測器から取得した前記測定情報と、コンクリートの温度を計測する前記コンクリート用の温度計測器から取得した前記測定情報とを取得して、前記コンクリートの温度と前記外気温との差が所定範囲内である場合に、前記養生管理スケジュールに基づき、前記コンクリートの温度を前記外気温に近づけるように徐々に低下させてゆく制御信号を、前記温度制御部へ送信し、
前記コンクリートの温度と前記外気温との差が前記所定範囲外である場合には、前記養生管理スケジュールの最終段階の養生期間を延長して、養生温度の降下スケジュールを変更する、
コンクリートの養生制御システム。 In the construction of the concrete structure, providing a curing enclosure at the concrete placement site, a concrete curing control system for curing control in the curing enclosure based on a curing management schedule,
An indoor temperature measuring device arranged in the curing enclosure to measure the temperature of the room, an outdoor temperature measuring device arranged outside the curing enclosure to measure the outside air temperature, and a concrete for measuring the temperature of the concrete. A measurement management unit that accumulates measurement information from the temperature measuring device;
A temperature control unit that controls the operation of the heater disposed in the curing enclosure;
The pre-analysis is performed to calculate the curing management schedule, the measurement information is obtained from the measurement management unit, a control signal based on the curing management schedule is transmitted to the temperature control unit, and the inside of the curing enclosure is Having a curing control device for performing curing control,
The curing control device has an analysis unit that calculates the curing management schedule by three-dimensional finite element method analysis,
The analysis unit sets a combination of a plurality of curing temperatures in the initial state and a curing period based on the curing temperature, and automatically adjusts at least one of the curing temperature and the curing period until a predetermined condition is satisfied. Repeating the three-dimensional finite element method analysis based on the construction conditions of the real environment, and finally calculating the combination satisfying the predetermined condition as the curing management schedule in which the curing temperature is reduced stepwise,
The curing control device,
In the final stage of the curing management schedule in which the curing temperature is reduced stepwise, the measurement information obtained from the outdoor temperature measuring device that measures the temperature of the outside air temperature, and the concrete for measuring the temperature of the concrete. acquires and the measurement information obtained from the temperature measuring instrument, when the difference between the temperature and the ambient temperature of the concrete is within a predetermined range, based on the curing management schedule, the outer temperature of the concrete A control signal that gradually decreases so as to approach the temperature is transmitted to the temperature control unit ,
If the difference between the temperature of the concrete and the outside temperature is outside the predetermined range, extend the curing period at the final stage of the curing management schedule, and change the curing temperature drop schedule.
Concrete curing control system.
前記通信部は、
前記測定管理部から取得した前記測定情報が規定値を超えた場合、警告情報を他の端末へ送信することを特徴とする請求項1に記載のコンクリートの養生制御システム。 The curing control device has a communication unit,
The communication unit,
The concrete curing control system according to claim 1, wherein when the measurement information obtained from the measurement management unit exceeds a specified value, warning information is transmitted to another terminal.
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