JP7009419B2 - コンクリート構造体の製造方法および保護シート - Google Patents

Description

本発明は、海岸部に施工されるコンクリートの表面に熱可塑性樹脂製の保護シートが一体的に配置されたコンクリート構造体の製造方法および保護シートに関する。

海岸部の発電所等で既設または新設される３面水路などのコンクリート構造体は、塩害によるコンクリートの腐食、ひび割れ、内部の鉄筋腐食などが問題となっており、定期的なメンテナンスが行われている。

また、コンクリート部の表面には、コンクリートの保護のため、特許文献１に示すようなアンカーパネルが設けられることがある。

特表２００３－５１２２００号公報

アンカーパネルといった保護シートは、一定幅を有した長尺のシート体であって、所定長に切断されて、コンクリート部の表面に並べて配設することができる。互いに隣り合う保護シートの端部同士は、溶接によって接合されるところ、継ぎ目に溶接不良があると、その部分から浸食が始まり、内部の鉄筋腐食などの問題を発生させるおそれがある。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、保護シートの継ぎ目における溶接の信頼性向上を可能としたコンクリート構造体の製造方法および保護シートを提供することにある。

上記課題を解決するためのコンクリート構造体の製造方法は、一方の面に複数のスタッドを有し、かつ、熱可塑性樹脂で成形された保護シートを、型枠に、前記スタッドをコンクリートが打設される空間に向けて仮止めする仮止め工程と、前記保護シートが仮止めされた前記型枠内に前記コンクリートを打設する打設工程と、前記コンクリートの打設後、前記型枠を除去する除去工程と、互いに隣接する前記保護シートの継ぎ目を溶接する溶接工程と、前記継ぎ目における溶接欠陥を検査する検査工程とを備え、前記溶接工程では、前記継ぎ目に金属線を配置した状態で溶接し、前記検査工程では、スパーク試験を行う。

上記構成によれば、保護シートの継ぎ目に金属線が配置された状態で溶接されているので、スパーク試験による検査工程を行うことができる。したがって、保護シートの継ぎ目における溶接の信頼性を向上させることができる。溶接工程に次いで検査工程を行うことで、製造工程の効率化を実現できる。

上記コンクリート構造体の製造方法において、前記金属線は、前記保護シートの前記スタッドが設けられた面側に配置されるようにしてもよい。上記構成によれば、スパーク試験によって溶接欠陥を高い確度で検査することができる。

上記コンクリート構造体の製造方法において、前記金属線は、前記型枠に対して前記保護シートが仮止めされた状態であって、かつ、前記コンクリートが打設される前に、前記保護シートの継ぎ目に仮止めされるようにしてもよい。上記構成によれば、スパーク試験に必要な金属線を容易に型枠とは反対側のスタッドが設けられた面側に容易に配置することができる。

上記コンクリート構造体の製造方法において、前記保護シートは、隣接する前記保護シートとの継ぎ目を構成する第１縁部と第２縁部のうちの少なくとも一方の縁部に前記金属線が配置されたシートとしてもよい。上記構成によれば、金属線を施工現場で継ぎ目に配置する作業を省略することができる。

上記課題を解決するための保護シートは、コンクリート構造体の表面に一体的に配置される熱可塑性樹脂製の保護シートであって、一方の面に複数のスタッドを備え、隣接する前記保護シートの縁部と突き合わされて継ぎ目を構成する第１縁部と第２縁部のうちの少なくとも一方の縁部であって前記一方の面に付着された、スパーク試験に使用する金属線を備え、前記第１側縁部と前記第２側縁部であって前記一方の面とは反対側の他方の面側には、突き合わされる相手方の縁部とで開先を構成するテーパ部を備える。

本発明によれば、保護シートの継ぎ目における溶接の信頼性を向上することができる。

（ａ）は、コンクリート構造物の斜視図、（ｂ）は、コンクリート構造物の断面構造を示す斜視図。 保護シートの斜視図。 （ａ）は、保護シートの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ－Ｂ断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＢ部の拡大図。 コンクリート構造物の製造工程を示す工程図。 （ａ）は、型枠に保護シートを仮止めした状態の断面図、（ｂ）は、金属線を保護シートの継ぎ目に配置した状態の断面図、（ｃ）は、コンクリートを打設した状態の断面図、（ｄ）は、型枠を除去した状態の断面図、（ｅ）は、保護シートの継ぎ目部分の拡大断面図。 溶接部分の検査工程を示す図。 保護シートの変形例を示す断面図。

以下、本発明が適用されたコンクリート構造物について図面を参照して説明する。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、コンクリート構造物１は、例えば、原子力発電所、火力発電所、水力発電所などの発電所における貯水槽である。また、海岸部に設置される３面水路、浸出水集排水コンクリートピット、浸出水調整水槽、廃液貯蔵施設、調整池、水路、排水管の埋め込み部などである。

このようなコンクリート構造物１は、コンクリート部２と、コンクリート部２の表面に設けられる保護シート３とを備えている。保護シート３は、熱可塑性樹脂シートであって、耐薬品性、耐摩耗性、耐塩素水性を有するシート材である。一例として、保護シート３は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレンなどのシート材である。なお、保護シート３の材料には、保護シート３の使用に必要な顔料、酸化防止剤、安定剤などの添加剤などを含んでいてもよいし、カップリング材が含まれていてもよい。このような保護シート３は、長尺なシートであって、隣接する保護シート３との継ぎ目８が溶接によって接合されている。保護シート３は、複数のスタッド５を一方の面に備え、スタッド５がコンクリート部２に埋め込まれることで、コンクリート部２と一体化されている。

図２および図３（ａ）～（ｄ）に示すように、保護シート３は、シート基材４と、シート基材４の一方の面に成形された複数のスタッド５とを備えている。各スタッド５は、高さ方向に、シート基材４の側から順に、基部５ａと、基部５ａに対して細いくびれ部５ｂと、くびれ部５ｂに対して張り出したフランジ部５ｃとを備えた突起部である。このようなスタッド５は、くびれ部５ｂやフランジ部５ｃによってコンクリート部２に対する抜け止めがされ、コンクリート部２に対するアンカー部となる。すなわち、保護シート３は、熱可塑性樹脂であるため、コンクリート部２に対して接着されにくいが、スタッド５がコンクリート部２に埋め込まれることによって一体化される。また、シート基材４の他方の面は、型枠２１に対して対向面となり、平坦面で構成されている。

一例として、シート基材４の厚さＴは、２ｍｍ～１０ｍｍであって、好ましくは２ｍｍである。スタッド５のシート基材４からの高さＨｓは、７ｍｍ～１１ｍｍであって、好ましくは９ｍｍである。基部５ａの直径Ｄｂは、９ｍｍ～１３ｍｍであって、好ましくは１１ｍｍである。フランジ部５ｃの直径Ｄｆは、５ｍｍ～９ｍｍであって、好ましくは７ｍｍである。

Ｘ方向に一列に延びるスタッド５の列は、スタッド５が一定のピッチＰｘで設けられている。また、特定のＸ方向のスタッド５の列に対してＹ方向に隣接するスタッド５の列は、半ピッチずれている。一例として、ピッチＰｘは、５０ｍｍ～６０ｍｍであって、好ましくは５５ｍｍである。また、Ｙ方向に一列に延びるスタッド５の列は、一定のピッチＰｙで設けられている。また、特定のＹ方向のスタッド５の列にＸ方向において隣接するスタッド５の列は、半ピッチずれている。一例として、ピッチＰｙは、２３ｍｍ～３３ｍｍであって、好ましくは２８ｍｍである。ピッチＰｘとピッチＰｙの関係は、Ｐｘ≠Ｐｙであり、ここでは、一例としてＰｘ＞Ｐｙである。

保護シート３は、一定幅のシート材であって、長尺のシート材が巻回体として提供され、巻回体から引き出されたシート材を、施工現場や工場で所定長に切断して使用される。コンクリート部２の表面には、所定幅の保護シート３が隙間なく並設される。一例として、保護シート３の幅は、２．４ｍ～３．４ｍであって、好ましくは２．９ｍである。また、巻回された保護シート３の全長は、５０ｍ～９０ｍであって、好ましくは７０ｍである。

次に、コンクリート構造物１の製造方法について図４を参照して説明する。
コンクリート構造物１は、型枠設置工程１１と、保護シート３の仮止め工程１２と、金属線配置工程１３と、コンクリート打設工程１４と、型枠除去工程１５と、保護シート３の溶接工程１６と、溶接の検査工程１７と、溶接箇所の欠陥を補修する欠陥補修工程１８とを備えている。

図５（ａ）に示すように、型枠設置工程１１では、コンクリート構造物１を設ける箇所であって、コンクリートを打設する部分に型枠２１が設置される。型枠２１は、木製型枠であってもよいし、鋼製型枠であってもよい。鋼製型枠の場合は、木製型枠に対して強度があり、耐久性に優れるため、次工程での保護シート３を精度よく仮止めすることができる。木製型枠の場合、加工が容易で安価となる。

その後、仮止め工程１２では、型枠２１に対して保護シート３を仮止めする。具体的に、保護シート３は、コンクリート２ａが打設される側にスタッド５が向くように型枠２１に対して仮止めされる。仮止めの方法としては、保護シート３を型枠に対して両面テープや接着剤で貼り付けるようにしてもよいし、ビスや鋲で係止するようにしてもよい。

保護シート３は、シート基材４の巻き出し方向に延びる第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂを備えている。第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂは、溶接の際の開先６を構成するテーパ部４ｘが設けられている（図５（ｅ）参照）。第１の保護シート３を仮止めした後、第１の保護シート３に隣接するように第２の保護シート３を配置する。この際、第１の保護シート３の第２縁部４ｂに対して第２の保護シート３の第１縁部４ａを突き合わせる。この際、第１の保護シート３の第２縁部４ｂと第２の保護シート３の第１縁部４ａとは、当接していてもよいし、溶接で埋められる程度に若干離間していてもよい。

次いで、図５（ｂ）に示すように、金属線配置工程１３では、スタッド５側の面であって、第１の保護シート３の第２縁部４ｂと第２の保護シート３の第１縁部４ａとの突き合わせ部分に金属線２２を配置する。金属線２２は、溶接の欠陥の有無を検査するスパーク試験で使用するものである。金属線２２は、いわゆるピアノ線であって、一例として、０．１ｍｍ～０．６ｍｍの太さを有している。金属線２２は、突き合わせ部分の長さに対応した長さを有している。そして、金属線２２は、突き合わせ部分に途切れなく延在された状態で仮止めされる。具体的には、保護シート３のスタッド５が設けられた側の面に仮止めされる。一例として、金属線２２も、第１縁部４ａおよび／または第２縁部４ｂに対して、両面テープや接着剤で貼り付けられたり、ビスや鋲で係止される。

図５（ｃ）に示すように、コンクリート打設工程１４では、保護シート３が仮止めされた型枠２１の内側には、鉄筋などが配置された後、コンクリート２ａが打設される。具体的に、型枠２１内にコンクリート２ａが打ち込まれ、次いで、型枠２１の隅々までコンクリート２ａが充填されるように締固めされ、次いで、均し作業などを行ってコンクリート２ａの仕上げが行われる。コンクリートの養生期間は、一例として５日以上である。

図５（ｄ）に示すように、型枠除去工程１５では、型枠２１が除去される。型枠２１が除去されると、仮止め状態の保護シート３が型枠２１から外れ、コンクリート部２の表面には、保護シート３が残される。保護シート３は、スタッド５がコンクリート部２に埋め込まれることによって一体化されている。

図５（ｅ）に示すように、溶接工程１６では、互いに隣接する保護シート３の第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂが突き合わされた継ぎ目８の溶接が行われる。具体的には、溶接を行う互いに隣接する保護シート３の開先６と溶加材の先端とを熱風により加熱し、溶融させた溶加材を開先６に押し付けることによって樹脂を溶接するホットジェット溶接や熱風溶接が行われる。なお、溶接の方法は、その他のプラスチック溶接を利用してもよい。ここで、溶加材は、保護シート３と同じ材料のものを使用することが好ましい。溶接は、１００Ｖの商用電源で動作可能な溶接機で行われる。

保護シート３の第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂは、開先６を構成するためのテーパ部４ｘが形成されている。金属線２２は、第１縁部４ａの先鋭の先端と第２縁部４ｂの先鋭の先端とが当接しているときには、開先６を構成する溝底部の裏側、スタッド５を備える面４ｙの側に配置され、若干離間しているときには、第２縁部４ｂの先鋭の先端との間に配置されている。溶接すると、第１縁部４ａと第２縁部４ｂとの継ぎ目８には、開先６を埋めるように、溶加材や縁部４ａ，４ｂが溶融することで溶接ビード７が形成される。この際、金属線２２も樹脂によって被覆される。

図６に示すように、溶接の検査工程１７では、溶接欠陥２４の有無を検査する。検査工程１７では、高圧高周波のスパーク試験が行われる。スパーク試験では、高電圧テスター端子部材２３からのスパーク放電を保護シート３の溶接表面に走査する。そして、溶接欠陥２４が存在しない正常のときは、紫色の散乱波を確認することができ、溶接欠陥２４が存在する異常のときは、白色の放電を確認することができる。このように、色の違いによって、直ちに、溶接欠陥２４の有無を確認することができる。

欠陥補修工程１８は、溶接欠陥２４が検出されたときに行われる。溶接欠陥２４が発見されたときには、直ちに、欠陥補修の溶接が行われる。
以上のようなコンクリート構造物１は、以下のように列挙する効果を得ることができる。

（１）保護シート３の継ぎ目８は、金属線２２が配置された状態で溶接されている。したがって、溶接工程１６の後直ちに継ぎ目８の溶接検査として、スパーク試験を行うことができる。これにより、保護シート３の継ぎ目８における溶接の信頼性を向上させることができる。

（２）検査工程１７で溶接欠陥２４が発見されたときには、直ぐに欠陥補修工程１８を行うことができる。これにより、工事期間の短縮や効率化を実現できる。
（３）継ぎ目８に金属線２２を仮止めしてから、コンクリート２ａを打設し、互いに隣り合う保護シート３の溶接を行う。このような工程を経ることで、スパーク試験に必要な金属線２２を継ぎ目８に容易に配置することができる。

（４）金属線２２は、型枠２１とは反対側の面に配置される。したがって、型枠２１を除去して隣り合う保護シートを溶接接合した後に、スパーク試験において、スパーク放電を継ぎ目８に照射して溶接欠陥２４の有無を高い確度で確認することができる。

（５）金属線２２は、型枠２１に対して保護シート３が仮止めされた状態であって、かつ、コンクリート２ａが打設される前に、第１縁部４ａと第２縁部４ｂとの継ぎ目８に仮止めされる。これにより、スパーク試験に必要な金属線２２を容易に保護シート３の型枠２１とは反対側の面に容易に配置することができる。

（６）保護シート３は、熱可塑性樹脂であるため、コンクリート部２に対して接着されにくいが、スタッド５がコンクリート部２に埋め込まれることによって一体化される。したがって、コンクリート部２が温度変化によって膨張や伸縮することがあっても、保護シート３は、熱可塑性樹脂の弾性によって、コンクリート部２の膨張や伸縮に追従することができる。すなわち、コンクリート部２から保護シート３が剥がれることを抑えることができる。

（７）保護シート３は、熱可塑性樹脂で形成されているので、ＦＲＰやコンクリートと比べても海水などによる耐腐食性に優れたものとなる。また、海洋における生物付着を少なくすることができ、長期供用が可能となる。

なお、以上のようなコンクリート構造物１は、さらに、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・金属線２２は、開先６の底部に配置されてもよい。すなわち、金属線２２は、保護シート３の厚さ方向中央よりもスタッド５側の面側に偏った位置であって、できるだけスタッド５側の面に近接した位置に配置されていることが好ましい。

・図７に示すように、保護シート３は、シート基材４の第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂに開先６を構成するためテーパ部４ｘが設けられている。第１縁部４ａおよび第２縁部４ｂのテーパ部４ｘは、スタッド５が設けられた面４ｙとは反対側の面４ｚ側に設けられている。そして、シート基材４の第１縁部４ａに金属線２２を備えている。金属線２２は、スタッド５が設けられた面４ｙ側に付着されている。具体的には、金属線２２は、スタッド５が設けられた面４ｙ側の第１縁部４ａに対して、両面テープや接着剤で貼り付けられたり、ビスや鋲で係止される。例えば、金属線２２は、保護シート３に対して例えば工場で付着される。

保護シート３は、金属線２２が配置された状態で型枠２１に対して仮止めされる。したがって、このような保護シート３を使用したときには、施工現場で金属線２２を第１縁部４ａと第２縁部４ｂとの継ぎ目８に配置する作業を省略することができる。

・金属線２２を配置する順番は、コンクリート２ａの打設後であってもよい。この場合、コンクリート２ａを打ち込んでから固化するまでの間に、金属線２２を、スタッド５が設けられた面４ｙ側の継ぎ目８に配置する。すなわち、金属線２２は、固化する前のコンクリートに挿し込まれる。

・また、金属線２２は、型枠２１の内面に配置するようにしてもよい。この場合、金属線２２は、型枠２１の内面であって、保護シート３の継ぎ目８となる位置に、支持部材を用いて仮止めされる。この際、金属線２２は、スタッド５が設けられた面４ｙ側に位置するように支持部材に支持される。または、開先６の底部に位置するように支持部材に支持される。この後、型枠２１には、保護シート３が仮止めされる。これにより、金属線２２は、スタッド５が設けられた面４ｙ側の継ぎ目８に位置することになる。この後、コンクリート２ａが打設されることになる。

１…コンクリート構造物、２…コンクリート部、２ａ…コンクリート、３…保護シート、４…シート基材、４ａ…第１縁部、４ｂ…第２縁部、４ｘ…テーパ部、４ｙ…面、４ｚ…面、５…スタッド、５ａ…基部、５ｂ…くびれ部、５ｃ…フランジ部、６…開先、７…溶接ビード、８…継ぎ目、１１…型枠設置工程、１２…仮止め工程、１３…金属線配置工程、１４…コンクリート打設工程、１５…型枠除去工程、１６…溶接工程、１７…検査工程、１８…欠陥補修工程、２１…型枠、２２…金属線、２３…高電圧テスター端子、２４…溶接欠陥。

Claims (3)

1. 一方の面に複数のスタッドを有し、かつ、熱可塑性樹脂で成形された保護シートを、型枠に、前記スタッドをコンクリートが打設される空間に向けて仮止めする仮止め工程と、
   前記保護シートが仮止めされた前記型枠内に前記コンクリートを打設する打設工程と、
   前記コンクリートの打設後、前記型枠を除去する除去工程と、
   互いに隣接する前記保護シートの継ぎ目を溶接する溶接工程と、
   前記継ぎ目における溶接欠陥を検査する検査工程とを備え、
   前記溶接工程では、前記継ぎ目であって前記保護シートの前記スタッドが設けられた面側に金属線を配置した状態で溶接し、
   前記検査工程では、スパーク試験を行う
   コンクリート構造体の製造方法。
2. 前記金属線は、前記型枠に対して前記保護シートが仮止めされた状態であって、かつ、前記コンクリートが打設される前に、前記保護シートの継ぎ目に仮止めされる
   請求項１に記載のコンクリート構造体の製造方法。
3. 前記保護シートは、隣接する前記保護シートとの継ぎ目を構成する第１縁部と第２縁部のうちの少なくとも一方の縁部に前記金属線が配置されたシートである
   請求項１に記載のコンクリート構造体の製造方法。

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