JPH0427332B2

JPH0427332B2 -

Info

Publication number: JPH0427332B2
Application number: JP55155440A
Authority: JP
Inventors: Chikanobu Ishida; Akio Misaki; Akinori Suenaga; Atsushi Sakurayama
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1992-05-11
Also published as: JPS5781530A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水中コンクリートの施工法に関する。本発明の目的とするところは、水中において施
工性よく高強度コンクリートを形成することであ
る。この目的において本発明は新しい水中コンク
リートの施工法を提供する。本発明の要旨は、水中コンクリートの施工にさ
いし、通常の骨材のほかに次の条件を満足するよ
うな粘稠剤、すなわち、400c.c.の水を入れた直径
５cm高さ40cmの円筒容器内に水セメント比60％の
セメントペースト400c.c.を水面上より流下させた
あとこれを静置して硬化させ、このセメント硬化
体の最上部５cmの範囲と最下部５cmの範囲から試
料を採取してその比重を測定する試験法に従つた
ときに、セメント粒子間を粘着して両試料の比重
差を0.1以下とするような粘稠剤、をセメントと
の重量比で0.2〜4.0％配合したうえ、この粘稠剤
によつて惹起する気泡を消去するに必要な消泡剤
を配合して生コンクリートを形成し、この生コン
クリートを網状体または多孔板からなる通水性型
枠で画定した水中の打設範囲に、この型枠内の打
設位置（打設始時においては型枠枠内底面、打設
中間時にあつては既打設面）りも高い位置から水
中落下させて打設するものである。つまり本発明
は、前述のような条件を満足する粘稠な生コンク
リートを用い、これを通水性能を有する型枠内に
水中落下させることによつて、型枠内での撹乱流
の発生を防止しながら施工性よく高強度コンクリ
ートを水中で形成させることを特徴とする。以下に本発明を具体的に説明する。本発明の１つの特徴は、前記条件を満足する粘
稠な生コンクリートを使用することである。本発
明で使用する粘稠剤としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリルアミド、ポリ酸化エチレン、
ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロ
ース、メチルセルロースおよびこれらに代表され
るセルロースエーテル類、アルギン酸ソーダ、グ
アコム、朝鮮銀杏草またはこれらに類する粘稠剤
が挙げられ、これらを前記条件を満足するように
単独または複合して（２種以上）添加する。その
さい、粘稠剤を配合すると微細な気泡を連行する
ので、消泡剤例えばジブチルフタレート、非水溶
性アルコール類、トリブチルフオスフエート、シ
リコンなどを配合する。粘稠剤添加によつて連行
する空気量が増大するとコンクリートの圧縮強度
が低下し、意図する強度の水中コンクリートが得
られないことがあるが、消泡剤の添加によつてこ
れが回避される。また、本発明では通水性型枠を
使用するので流動性が比較的低いものでも、つま
り単位水量を少なくしたものでも充填状況を良好
とすることができるが、適切な流動性に調節する
ことが強度の面から有利なこともある。この場合
コンクリート用分散剤例えば、高分子芳香族スル
フオン化物、多環アロマスルフオン酸塩、メラミ
ンスルフオン酸塩などを適量添加するのがよい。
さらに、粘稠剤の種類によつてはセメントの凝縮
を遅らせる場合があるが、このような場合には少
量の急結剤例えば、塩化カルシウム、けい酸ソー
ダ、アルミン酸塩ソーダ、などを添加するとよ
い。さらに粘稠剤の種類によつては、コンクリー
トのコンシスステーシヨンを低下させるような場
合には公知の減水剤の併用も好ましい。いづれに
しても、これら各種の追添剤の併用が粘稠剤本来
のセメント粒子間の粘着効果を妨げるととがない
ようにしなければならず、前記の試験方法に従つ
たときの比重差0.1以下の条件に合致するように
粘稠剤の種類と添加量を選定し、この選定した粘
稠剤に応じて、前記各種の追添剤をこの粘稠効果
が損なわれない範囲で添加することが重要であ
る。なお使用するセメントは従来公知の常用セメ
ントが使用できるが、その１部をフライアツシ
ユ、水砕スラグ粉末、シリカ質混合材ななどで置
換することができ、この置換によつて本発明の目
的が有利に達成される場合もある。本発明の生コンクリートの製造にあたつて、骨
材は細骨材および粗骨材ともその種類に制限は受
けず、あらゆるものが使用できる。粗骨材を使用
しないセメントモルタルのような場合にも本発明
は有益である。粘稠剤の配合にさいし注意すべき
ことは、その種類に応じた混合手順である。通常
のコンクリートミキサーによる混合では水への溶
解がし難い粘稠剤の場合には、予めこの粘稠剤を
水と混合して水溶液または懸濁液の形態にしてか
ら、これを生コンクリートに添加する方がよい。
しかし、水を除く他の材料を先によく混合したあ
とで、水を投入して混合した方がよい場合もあ
る。いづれの混合手順を採るかは粘稠剤の種類に
応じて決めればよい。本発明者らの試験によると、前記の試験方法で
採取した試料の比重差が0.1以下となるように粘
稠剤を配合した場合に、実操業面での水中施工に
おいて注入流を水中通過（落下）させてもセメン
トが水に洗われることなく型枠内にほぼその全量
が打設され、強固なコンクリート構造物を形成で
きることを確認した。この比重差が0.1を超える
ような条件では、実施工においてセメントが水中
分散して信頼度の高い水中コンクリート構造物と
することができない。この比重差を0.1以下とす
るための粘稠剤の添加量は、粘稠剤のセメント粘
着効果の高低に応じて変化するが、生コンクリー
ト中のセメントに対する重量比で0.2％未満では
このような効果を発揮することができず、4.0％
を超える量の添加ではセメントの硬化反応を遅延
させるような事態も生じて実用的ではない。しか
し、この添加量はこの粘稠剤がセメントと十分に
混合されたことを前堤とするものであり、混合が
不十分な場合または十分に混合しても均一にセメ
ント微粒子と混ざり合わないような粘稠剤の場合
にはこの添加量の範囲にこだわらずに添加する必
要がある。しかし前記の試験法に従つたときに比
重差が0.1以下となる条件を満たさねばならない。
換言すれば、該試験法で比重差が0.1以下となる
条件を満たすことが必須の要件であり、この要件
を満たす限りにおいて、実操業上好ましくは、生
コンクリート中のセメントに対する重量比で0.2
〜4.0％の粘稠剤を添加すればよいことになる。
この範囲の添加混合によつて、水中型枠内で沈下
堆積する生コンクリートは必要な強度を発揮す
る。本発明の第２の特徴、前記の生コンクリートを
網状体または多孔板からなる通水性型枠で画定し
た水中の打設範囲に打設位置よりも高い位置から
水中落下させて打設することである。ここで打設
位置よりも高い位置から水中落下させるとは、従
来のトレミー管などの使用によつて打設した生コ
ンクリート内に筒先を浸漬して底部より打設する
方式とは異なり、既打設面よりも上方から水中落
下させることを意味する。以下、これを図面の実
施例に従つて具体的に説明しよう。第１図は水底の地盤上にコンクリート構造物を
築造する場合の本発明例を示す。図において、１
は型鋼または鋼板で作つた骨組体、２はこの骨組
体１にはりわたした金網または合成樹脂ネツト、
３は水底の地盤、４はバケツト、５は打設した生
コンクリート、６は水中落下中の生コンクリー
ト、８は水面を示す。第２図は第１図の工法に使
用する型枠の１部を示す図で、第２図中の７は取
付け用ボールト孔を示す。本発明に従う第１図に示すような工法の場合
に、次の３点においてその施工性と強度発現に非
常に望ましい効果が得られる。第１に、コンクリート打込によつて生ずる撹乱
流を防止できるので、これに基づくコンクリート
強度の低下が防止できる。従来の水中型枠は非通
水性の板材を使用するのが通常であつたが、本発
明の場合は粘稠な生コンクリートを使用するので
通水性型枠を使用でき、この場合は、コンクリー
ト打込みのさいに型枠内に生ずる撹乱流を型枠外
に逃がすことができる。特に、水平断面の小さい
打設範囲に打設する場合には、この効果が大きく
現われる。水中の型枠内に生コンクリートを水中
落下させるとこれによる撹乱流のために生コンク
リートが水に洗われるので、従来においては事実
上、このような工法は採用できなかつたのである
が、本発明によるとこれが可能である。従つて本
発明の場合は、トレミー管の筒先を打設コンクリ
ート内に浸漬して底部に注入するような従来の工
法によらずとも築造が可能で、その施工性におい
て極めて望ましい効果が得られる。第２に、水中落下させると、その生コンクリー
トの塊の間に水を挟み込んだ非連続部が形成され
る場合があるが、本発明の場合にはこの打設コン
クリート内部に挟み込まれた水は周囲の通水性型
枠から外部へ流出することができるので、この非
連続部に基づく強度低下が防止できる。この点、
非通水性型枠の場合は、内部に係留した水は上方
に移動するしかないが、途中で硬化が始まつた
り、障害物等によつて完全な流出は困難であり、
弱点をもつたコンクリートとなる恐れが多い。第３に、本発明の工法によると、型枠が軽量化
し、かつ波浪や流水に対しての抵抗が小さいの
で、型組みが容易化し組み上げた型枠が波浪や流
水によつてくずれる恐れも少なくなる。このような効果は次に述べる水中コンクリート
巻き工法においても発揮する。第３図は鋼管杭の表面にコンクリート被覆層を
形成する本発明実施例を示すもので、１１は網状
体の型枠、１２はこの型枠１１を吊り下げる金
具、１３は型枠１１の底金具、１４は型枠１１を
吊り下げるロープ、１５は漏斗、１６は型枠１１
内に打込んだ粘稠コンクリート、１７は鋼管杭、
１８は孕み出し防止用バンド、１９は水面を示し
ている。第４図は第３図の吊り下げ金具１２の拡大図で
あり、２１は金具組立用の鍔とボルトからなる緊
締部分を示している。第５図は第３図の底金具１
３部分の拡大図である。第３〜５図に図示のように構成した型枠１１内
に漏斗１５から本発明に従う粘稠コンクリートを
注入することによつて、型枠内の水が網目から外
に逃げ出し、型枠内では乱流の発生が抑えられた
状態で注入することができ、鋼管杭１７の取巻き
コンクリートが形成できる。なお、図例のように
袋状の型枠を作る場合に、合成樹脂ネツトや織布
を使用するさいにはチヤツク閉じによつて袋状と
することができる。また、金網を使用する場合に
は、網目に番線を通して結束することにより袋状
とすることができる。第６図および第７図は鋼管斜柱のコンクリート
巻きに本発明を適用した実施例を示すもので、型
枠１１として孔明き鋼板を使用したものである。
図中の２０は型枠１１と鋼管１７との間隔保持用
ボルトを示している。以下に、本発明に従う試験例および実施例を挙
げる。試験例１ポルトランドセメントに水を加えて水セメント
比60％のペーストを作り、これに粘稠剤としてポ
リアクリルアミドを添加混合した。これを400c.c.
の水を入れた直径５cm高さ40cmの円筒内に400c.c.
水面上より流下させ、静置して硬化させたあと最
上部５cmと最下部５cmの範囲から試料を採取し、
その比重差を測定した。ポリアクリルアミドの対
セメント重量比（百分率）と比重差の関係を第８
図に示した。ポリアクリルアミドの添加量が対セ
メント比で2.4％以上で両試料の比重差が0.1以下
となつた。以上の試験結果に基づき、第１表のような配合
でポリアクリルアミドを添加した生コンクリート
を作り、高さ２ｍまで水を入れた水槽内に水面上
からこの生コンクリートを水中落下させ、これを
硬化させた。得られたコンクリートから９本のコ
アを採取し、材令28日での圧縮強度を調べた。そ
の結果を第２表に示した。また、平均の目の大きさが約１mmの合成樹脂製
ネツトの袋を水槽の水面から２ｍの深さにまで吊
り下げ、この袋内にこの生コンクリートを水中注
入した。セメント粒子はこの袋体から実質上流出
することなく硬化することができた。このコンク
リートの材令28日での圧縮強度は第２表のものと
有意差は見られなかつた。

【表】

【表】第２表の結果から明らかなように、水中落下の
過程を経て硬化したにもかかわらず、平均強度が
337Kg／cm²、変動係数6.9％の高強度かつ均一なコ
ンクリート硬化体が水中で得られた。異形鉄筋を上下左右に袋体内に配した以外は前
記と同様の試験を行つた。得られた鉄筋コンクリ
ートからこの鉄筋の引抜き強度を測定したが、上
下左右に偏りがなく、コンクリートと鉄筋との付
着強度は大気中で硬化させた粘稠剤無添加コンク
リートと実質上の相違は見られなかつた。試験例２粘稠剤として２％の水溶液の25℃における粘度
が約27500センチポアズであるメチルセルロース
および２％水溶液の25℃における粘度が約60000
センチポアズであるヒドロキシエチルセルロース
をそれぞれ用いた以外は、試験例１におけると同
様にしてペースト水中落下による比重差測定試験
を行つた。試験の結果、これらのセルロースエー
テルは対水比約1.0％以上の比重差を0.1％にでき
ることがわかつた。この試験結果に基づき、第３表のような配合で
メチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロ
ースをそれぞれ添加した生コンクリートを作り、
２ｍまで水を入れた試験槽にその水面上からこの
生コンクリートを槽内に水中落下させ、これを硬
化させた。得られたコンクリートから９本のコア
を採取し、材令28日での圧縮強度を調べた。その
結果を第４表に示した。

【表】＊：トリブチルホスフエイト
＊＊：高縮合トリアジン系化合物

【表】実施例１試験例１と同様のセメントペースト水中落下に
よる比重差測定試験を行つて第５表の配合の生コ
ンクリートを作り、各生コンクリートを高さ１ｍ
まで水を入れた底面積が100cm×100cmの水槽内に
水面下40cmから水中落下させ水槽の底から30cmの
高さまで打設し、そのまま水中で硬化させ、試験
例２と同様にしてその圧縮強度を測定した。また
各生コンクリートのスランプ並び空気量も測定
し、JISA1132よる圧縮強度も測定した。これら
の測定値を第５表に併記した。また、使用した消
泡剤、分散剤の種類と単位量をを第５表中に併記
した。さらに、高さ１ｍまで水を入れた底面積が100
cm×100cmの水槽内に、直径が10cmで高さが80cm
の底のついた円筒状の型枠で、側面が孔のない水
密なもの（水密型枠）と、側面に径３mmの孔を10
mmピツチで開けた透水性を有する有孔型枠とを垂
直にして設置し、これらの２種類の型枠内に、水
面下20cmのところから、第５表の配合の生コンク
リートを投入してそのまま硬化させた。硬化後、
型枠を外してコンクリートの充填状況を調査し
た。コンクリートが全体に良好に充填されていた
ものを○印、分離して充填が悪いものを×印、一
部に充填不良個所があつたものを△印として、第
５表の「コンクリートの充填状況」の欄に示し
た。なお、これらの実施例において、使用したポリ
アクリルアミドは１％水溶液の25℃における粘度
が約10000センチポアズ、メチルセルロースは２
％水溶液の25℃におけける粘度が約30000センチ
ポアズ、そしてヒドロキシエチルセルロースは２
％水溶液の25℃における粘度が約35000センチポ
アズのものである。第５表の結果から、次のことがわかる。第一に、水中を通過するように打ち込れたコン
クリートは、本発明に従う試験で比重差が0.1以
下となるように粘稠剤を配合したものではないと
良好な硬化体が得られないことである。例えば第
５表における水中通過60cmの圧縮強度σ28を見る
と、比重差が0.1を超えるNo.０、No.１−１、No.２
−１およびNo.３−１のものでは、圧縮試験に供し
得るような供試体にはならない。第二に、粘稠剤の種類によつては、例えばメチ
ルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース
系の粘稠剤を用いた場合には、たとえ比重差0.1
以下の要件を満足しても、消泡剤を用いない場合
には、No.２−２、No.２−４、No.２−10、No.３−
２、No.３−３に見られるように、空気量がコンク
リートとしては過大な約９％以上となり、
JISA1132の作製方法および水中通過60cmの両者
とも圧縮強度σ28はは200Kgｆ／cm²を下回るよう
になる。また、ポリアクリルアミド系の粘稠剤で
は、No.１−２に見られるように消泡剤添加なしで
も空気連行程度は比較的少ないが、消泡剤を添加
して空気量を一層少なくしたNo.１−６、No.１−
７、No.１−８と対比すればわかるように、コンク
リートの充填状況が向上し、また圧縮強度σ28
（JISA1132の作製方法、水中通過60cmの両者）も
向上している。第三に、単位水量を低くした場合には分散剤の
使用が有益であることである。例えば単位水量を
240Kg／m³以下に抑えた場合には、分散剤を使用
しないNo.１−２、No.２−４、No.２−５、No.２−
10、No.３−３、No.３−４は、たとえ空気量が５％
以下であつても、また比重差が0.1以下であつて
も流動性が過少となり、水中通過60cmの圧縮強度
σ28が低いか又は良好な供試体が得られない。第四に、水密型枠を使用するよりも有孔型枠を
使用した方がコンクリートの充填状況が良好とな
ることである。これは、有孔型枠ではコンクリー
ト打ち込みによつて生ずる水中での撹乱流を枠外
に逃がすことができるからであると考えてよい。
したがつて特に水平断面の小さい打設範囲では撹
乱流によつて引き起こされるコンクリートの不良
部や強度低下を有孔型枠の使用によつて効果的に
防止できる。とくに生コンクリートの流動性が比
較的小さい場合では（すなわち分散剤を用いない
か、用いても少ない場合には）有孔型枠の使用に
よつて生コンクリートを型枠内に良好に充填でき
ることになる。

【表】

【表】脚柱：表中の消泡剤のうち非水溶性アルコールとは花
王社製のNo.１、シリコーンとはトーレ社製の
トーレシリコーンSH5503を示し、数値は固形分量で
ある。
実施例２第６表に示した配合の生コンクリートを作り、
これを第９図にその寸法を示した孔明き鋼板製の
円筒型枠に打ち込んだ。なお、円筒型枠には直径
３mmの円形孔がピツチ10mmで均等に形成してあ
り、この孔明き円筒型枠の中心には直径300mmの
無孔鋼管が同軸的に装入されている。コンクリー
トの打ち込みにあたつては、水中自由落下距離が
60cmとなるようにした。円筒型枠上端まで打設し
たあと２週間放置し、その後型枠をはずしてコン
クリート全体の外観を調べた。また、比較例として孔無しの円筒型枠を使用し
た以外は、前記と同様の試験を行つた。得られた
結果を第６表に併記した。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う実施例を示す水中コンク
リート工法の説明断面図、第２図は第１図の型枠
の部分拡大図、第３図は本発明に従うコンクリー
ト巻き工法の説明断面図、第４図は第３図の型枠
の上部を示す部分図、第５図は第３図の型枠の底
部を示す部分図、第６図は本発明に従うコンクリ
ート巻き工法の他の実施例を示す説明断面図、第
７図は第６図の外観図、第８図はポリアクリルア
ミド添加量と比重差との関係図、第９図は本発明
の実施例２に用いた透水型枠を示す寸法図であ
る。１……骨組体、２……金網または合成樹脂ネツ
ト、１１……通水性型枠、１７……鋼管柱。

Claims

【特許請求の範囲】１水中コンクリートの施工において、通常の骨
材のほかに次の条件を満足する粘稠剤、すなわ
ち、400c.c.の水を入れた直径５cm高さ40cmの円筒
容器内にセメント比60％のセメントペースト400
c.c.を水面上より流下させたあとこれを静置して硬
化させ、このセメント硬化体の最上部５cmの範囲
と最下部５cmの範囲から試料を採取してその比重
を測定する試験法に従つたときに、セメント粒子
間を粘着して両試料の比重差を0.1以下とするよ
うな粘稠剤、をセメントとの重量比で0.2〜4.0％
配合したうえ、該粘稠剤によつて惹起する気泡を
消去するに十分な消泡剤を配合して生コンクリー
トを形成し、この生コンクリートを、網状体また
は多孔板からなる通水性型枠で画定した水中の打
設範囲に、打設位置よりも高い位置から水中落下
させて打設することを特徴とする水中コンクリー
トの施工法。２水中コンクリートの施工において、通常の骨
材のほかに次の条件を満足する粘稠剤、すなわ
ち、400c.c.の水を入れた直径５cm高さ40cmの円筒
容器内に水セメント比60％のセメントペースト
400c.c.を水面上より流下させたあとこれを静置し
て硬化させ、このセメント硬化体の最上部５cmの
範囲と最下部５cmの範囲から試料を採取してその
比重を測定する試験法に従つたとき、セメント粒
子間を粘着して両試料の比重差を0.1以下とする
ような粘稠剤、をセメントとの重量比で0.2〜4.0
％配合したうえ、該粘稠剤によつて惹起する気泡
を消去するに十分な消泡剤を配合して、さらにコ
ンクリート用分散剤を配合して生コンクリートを
形成し、この生コンクリートを、網状体または多
孔板からなる通水性型枠で画定した水中の打設範
囲に、打設位置よりも高い位置から水中落下させ
て打設することを特徴とする水中コンクリートの
施工法。