JPH07139170A - コンクリートの乾燥方法および乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンクリートの表面に収縮クラックが生じる
ことなく、コンクリートを短時間で乾燥させることがで
きる型枠パネルを提供することである。 【構成】 型枠パネルＰの面板１の裏面に炭素繊維混抄
紙からなる面状発熱体２を貼着する。この型枠パネルＰ
を用いて型枠を組み立て、その型枠内に混練されたコン
クリートを打設し、面状発熱体２に通電することによ
り、型枠内のコンクリートを短期間で乾燥させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はコンクリートの乾燥方
法、型枠パネル、コンクリート乾燥装置およびプレキャ
ストコンクリート部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄筋コンクリート構造の建物
を建築する際には、まず、主筋、あばら筋等の鉄筋を設
置し、その周囲に複数の型枠パネルを用いて型枠を組み
立てた後、その型枠内に混練されたコンクリートを打設
する。そして、その型枠を所定の期間存置し、自然乾燥
によりコンクリートを硬化させた後、型枠を取り外す。

【０００３】一方、鉄筋コンクリート建物を建築する際
に、予め工場で製造されたコンクリート部材を用いるこ
とがある。このコンクリート部材をプレキャストコンク
リート部材と呼ぶ。このプレキャストコンクリート部材
には、柱、梁、壁板、スラブ、屋根板等があり、次のよ
うにして製造される。

【０００４】所定の形状に型枠を構成し、その型枠内に
混練されたコンクリートを注入する。そして、その型枠
内のコンクリートを蒸気を用いて乾燥させた後、型枠を
取り外す。プレキャストコンクリート部材の乾燥に蒸気
による乾燥設備を用いるのは次の理由からである。ニク
ロム線等からなるヒータでコンクリートを強制的に乾燥
させると、コンクリートの表面から水分が抜け出し、コ
ンクリートの内部が乾燥するまでにコンクリートの表面
に収縮クラックが入るという問題がある。そのため、常
時水分を補給しながらコンクリートを乾燥させるために
蒸気による乾燥が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の鉄筋コン
クリート建物の建築方法では、型枠内のコンクリートが
所定の強度になるまで相当な日数を要するため、その
間、型枠パネルを他の工事に用いることができなかっ
た。また、鉄筋コンクリート建物の建築工事に相当な期
間を要し、かなりの人件費がかかっていた。

【０００６】一方、プレキャストコンクリート部材を用
いると、コンクリートの硬化のための日数を節約するこ
とができ、工期が短縮される。しかしながら、プレキャ
ストコンクリート部材の製造には蒸気を用いた大がかり
な乾燥設備が必要であり、ランニングコストが高くなる
という問題がある。

【０００７】この発明の目的は、簡単な設備でしかも短
期間でコンクリートを乾燥させる方法を提供することで
ある。この発明の他の目的は、鉄筋コンクリート工事に
おいて型枠の存置期間を短縮することができる型枠パネ
ルを提供することである。この発明のさらに他の目的
は、簡単な設備でしかも短期間でコンクリートを乾燥さ
せることができる装置を提供することである。この発明
のさらに他の目的は、簡単な設備でしかも短期間でプレ
キャストコンクリート部材を製造する方法を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るコンク
リートの乾燥方法は、遠赤外線輻射体から輻射される遠
赤外線によりコンクリートを乾燥させるものである。

【０００９】第２の発明に係る型枠パネルは、面板に炭
素繊維混抄紙からなる面状発熱体を取り付けたものであ
る。

【００１０】第３の発明に係るコンクリートの乾燥方法
は、炭素繊維混抄紙からなる面状発熱体が取り付けられ
た型枠パネルを用いて型枠を構成し、その型枠内にコン
クリートを打設し、面状発熱体から輻射される遠赤外線
により型枠内のコンクリートを乾燥させるものである。

【００１１】第４の発明に係るコンクリート乾燥装置
は、乾燥させるべきコンクリートに遠赤外線を輻射する
面状発熱体と、面状発熱体に通電する通電手段とを備え
る。

【００１２】第５の発明に係るプレキャストコンクリー
ト部材の製造方法は、型枠内にコンクリートを注入し、
その型枠内のコンクリートを遠赤外線輻射体から輻射さ
れる遠赤外線により乾燥させるものである。

【００１３】

【作用】遠赤外線輻射体または面状発熱体から輻射され
る遠赤外線を混練されたコンクリートに照射すると、遠
赤外線は直進してコンクリート内部に到達し、ほとんど
がそこで吸収される。それにより、コンクリート内の分
子運動が活発化され、温度上昇が生じる。その結果、表
面にある程度の水分を残しつつコンクリートの内部およ
び表面が一様に乾燥される。したがって、コンクリート
の表面に収縮クラックが生じることなく、コンクリート
全体が短期間で硬化する。

【００１４】炭素繊維混抄紙からなる型枠パネルを用い
て型枠を構成し、その型枠内に混練されたコンクリート
を打設した後、面状発熱体に通電すると、その発熱面か
ら前方に遠赤外線が輻射される。それにより、型枠内の
コンクリートを短期間で硬化させることができる。ま
た、遠赤外線を輻射する面状発熱体を備えたコンクリー
ト乾燥装置を用いると、混練されたコンクリートを短期
間で硬化させることができる。さらに、所望の形状の型
枠内に混練されたコンクリートを注入し、そのコンクリ
ートに遠赤外線を輻射することにより、プレキャストコ
ンクリート部材を簡単な設備で短期間に製造することが
できる。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例による型枠パ
ネルの斜視図であり、図２は同実施例の型枠パネルの側
面図である。

【００１６】図１の型枠パネルＰは、長方形の面板１、
およびその面板１の裏面に貼着された２枚の面状発熱体
２から構成されている。面板１は、例えば硬質の合成樹
脂、ベニヤ板等の一般的な仮枠材からなり、２つの長辺
側の縁部が裏面側に直角に屈曲され、あるいは屈曲形状
に成型されている。面状発熱体２は、後述するように、
遠赤外線を輻射する炭素繊維混抄紙からなる。図示して
いないが、この面状発熱体２は導線および温度コントロ
ーラを介して電源用コンセントに接続される。面状発熱
体２に供給される電源のオン・オフおよび温度調節は、
この温度コントローラにより行われる。

【００１７】図３に面状発熱体２の模式的な平面図を示
し、図４にその面状発熱体２の端部の断面図を示す。こ
の面状発熱体２は、炭素繊維混抄紙１００およびその炭
素繊維混抄紙１００の両面にラミネートされた樹脂層１
０１，１０２からなる。樹脂層１０１，１０２は、例え
ばガラス繊維強化エポキシ樹脂（以下、ガラスエポキシ
樹脂と呼ぶ）により形成される。なお、樹脂層１０１，
１０２の材料として、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
その他の樹脂を用いてもよい。この面状発熱体２は次の
ようにして製造される。

【００１８】和紙の原料となるコウゾ、ミツマタ、また
はガンピ等の靱皮繊維に水を加えてパルプ液を作るとと
もに、所定の寸法、例えば５ｍｍ程度にカッテングされ
た炭素繊維をその中に混入し、分散させる。そのパルプ
液を抄紙用の網上に流し、ウエットシートを形成する。
そのウエットシートを搾水用のロールを用いて機械的に
搾水し乾燥させた後、所定の寸法に裁断する。このよう
にして、厚さ０．２ｍｍ前後の炭素繊維混抄紙１００が
形成される。

【００１９】そして、この炭素繊維混抄紙１００の表面
に、対向する２辺に沿って約１ｃｍの帯状に銀ペースト
１０４を印刷し、導電性の接着剤が塗布された銅箔テー
プ１０３を銀ペースト４上に貼着する。このようにして
炭素繊維混抄紙１００の表面の縁部に一対の電極が形成
される。

【００２０】さらに、例えば、生乾き状態（未硬化状
態）のガラスエポキシ樹脂で炭素繊維混抄紙１００を挟
み、ホットプレスすることにより、ガラスエポキシ樹脂
層を熱硬化させる。この際、図４に示すように、各銅箔
テープ１０３の端部の領域においてガラスエポキシ樹脂
層に導線取り付け用の穴を形成しておく。このようにし
て、炭素繊維混抄紙１００の両面に樹脂層１０１，１０
２がラミネートされる。最後に各銅箔テープ１０３の一
端部にはんだ付け等により導線１０５を接続する。この
ようにして、厚さ０．５ｍｍ前後の面状発熱体２が製造
される。

【００２１】導線１０５を介して面状発熱体２の一対の
銅箔テープ１０３に電圧を印加すると、炭素繊維混抄紙
１００内に分散された炭素繊維に電流が流れ、それらの
炭素繊維が発熱して炭素繊維混抄紙１００の表面から前
方に遠赤外線が放射される。

【００２２】なお、面状発熱体２の発熱量および設定温
度は、炭素繊維混抄紙１００に混入する炭素繊維の量お
よび印加電圧により調整される。通常、面状発熱体２の
発熱量は数十Ｗから数百Ｗの範囲で適宜調整され、面状
発熱体２の温度は数十℃から１００℃程度の範囲で適宜
調整される。

【００２３】次に、図５および図６を参照しながら上記
実施例の型枠パネルＰを用いて鉄筋コンクリートの基礎
梁を形成する方法を説明する。

【００２４】まず、図５に示すように、所定の鉄筋３を
配置し、複数の型枠パネルＰを用いて型枠を構成した
後、混練されたコンクリート４を型枠内に打設する。次
に、各型枠パネルＰの面状発熱体２に電圧を印加する
と、各面状発熱体２の表面から遠赤外線が輻射される。
その輻射エネルギーは直進して型枠内のコンクリート４
の内部に到達し、ほとんどがそこで吸収される。それに
より、コンクリート４の内部の分子運動が活発化され、
温度上昇が生じる。型枠内のコンクリート４が所定の強
度まで硬化すると、型枠パネルＰを取り外す。それによ
り、図６に示すように、鉄筋コンクリートの基礎梁５が
形成される。

【００２５】遠赤外線はほとんど空気を暖めることな
く、直接的にコンクリート４の内部に熱エネルギーを与
えるので、表面にある程度の湿気を残しつつコンクリー
ト４の内部および表面を一様に乾燥させることができ
る。したがって、コンクリート４の表面のみから水分が
抜け出してその表面に収縮クラックが生じることはな
い。この型枠パネルＰを用いることにより、型枠の存置
期間を短縮し、鉄筋コンクリート建物の工期を短縮する
ことができる。また、寒冷地において、コンクリート内
の水分を凍結させることなく、そのコンクリートを短期
間で養生することができる。

【００２６】この実施例の型枠パネルＰでは面状発熱体
２が極めて薄く形成され、かつ面板１の裏側に貼着され
ているので、型枠パネルＰ全体が軽量でコンパクトであ
る。なお、面板１の材料として、鉄等の金属、その他の
種々の材料を用いることができるが、好ましくは、遠赤
外線を十分に透過し、あるいは遠赤外線を吸収および輻
射する材料を用いる。遠赤外線を型枠内のコンクリート
に効率良く照射するために、面状発熱体２の裏面に鏡面
仕上げされたアルミニウム等の反射板を取り付けてもよ
い。

【００２７】図７および図８はこの発明の第２の実施例
によるコンクリート乾燥装置の構成を示す断面図であ
る。図７のコンクリート乾燥装置は遠赤外線を上から下
へ照射する方式を用いており、図８のコンクリート乾燥
装置は遠赤外線を下から上へ照射する方式を用いてい
る。

【００２８】図７および図８のコンクリート乾燥装置６
は、対向する２つの側板６２およびこれらの側板６２の
上端に取り付けられた天板６１を有する。２つの側板６
２の内側の下部には一対の支持部材６３が取り付けられ
ており、これらの支持部材６３の間に支持板６４が水平
に取り付けられている。また、２つの側板６２の間の所
定の高さの位置に中間板６５が水平に取り付けられてい
る。

【００２９】図７のコンクリート乾燥装置６において
は、中間板６５の下面に鏡面仕上げされたアルミニウム
等の金属板からなる反射板６６が取り付けられ、反射板
６６の下面に面状発熱体２が貼着されている。一方、図
８のコンクリート乾燥装置６においては、支持板６４の
下面に面状発熱体２が貼着され、面状発熱体２の下面に
反射板６６が取り付けられている。

【００３０】図７および図８のコンクリート乾燥装置６
の支持板６４上に乾燥すべきコンクリートを載置し、面
状発熱体２に通電すると、その面状発熱体２の両面から
それぞれ前方に遠赤外線が輻射される。図７のコンクリ
ート乾燥装置６では、面状発熱体２の下面から輻射され
た遠赤外線はそのまま下方へ直進し、面状発熱体２の上
面から輻射された遠赤外線は反射板６６により反射され
て下方に直進し、支持板６４上のコンクリートに到達す
る。

【００３１】一方、図８のコンクリート乾燥装置６で
は、面状発熱体２の上面から輻射された遠赤外線はその
まま上方へ直進し、面状発熱体２の下面から輻射された
遠赤外線は反射板６６により反射されて上方へ直進す
る。その輻射エネルギーのほとんどは支持板６４を透過
して支持板６４上のコンクリートに到達する。また、輻
射エネルギーの残りは支持板６４により吸収され、支持
板６４の温度を上昇させる。それにより、支持板６４自
体からも遠赤外線エネルギーが輻射され、支持板６４上
のコンクリートに到達する。

【００３２】図７および図８のコンクリート乾燥装置６
を用いてコンクリートの乾燥実験を行った。型枠にコン
クリートを打設し、支持板６４の上に載置する。乾燥時
間は１７．５時間とし、その乾燥時間の終了時に積算消
費電力を測定する。コンクリートの温度制御は、コンク
リートの温度を測定しつつ面状発熱体２の温度を制御す
ることにより行う。前養生２時間の後、温度上昇速度１
５℃／ｈで、最高温度６０℃となるように温度制御を行
う。

【００３３】まず、コンクリートの初期の温度が約２０
℃、外気温度が約９℃という条件で実験を行った。図７
のコンクリート乾燥装置６による乾燥では、脱型時の圧
縮強度が２２２ｋｇ／ｃｍ² となり、消費電力が５．２
５ｋＷとなり、図８のコンクリート乾燥装置６による乾
燥では、脱型時の圧縮強度が２３５ｋｇ／ｃｍ² とな
り、消費電力が２．５９ｋＷとなった。また、４週強度
は４８０〜５２０ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００３４】次に、寒中コンクリートを想定して、コン
クリートの初期の温度が約９〜１１℃、外気温度が約６
℃という条件で実験を行った。図７のコンクリート乾燥
装置６による乾燥では、脱型時の圧縮強度が１７６ｋｇ
／ｃｍ² 、４週強度が４７８ｋｇ／ｃｍ² となり、消費
電力が３．６０ｋＷとなった。図８のコンクリート乾燥
装置６による乾燥では、脱型時の圧縮強度が１６８ｋｇ
／ｃｍ² 、４週強度が４８４ｋｇ／ｃｍ² となり、消費
電力が３．５２ｋＷとなった。

【００３５】このように、外気温度が低い場合でも脱型
時の圧縮強度が１５０ｋｇ／ｃｍ²を越えており、強度
は十分であると考えられる。また、消費電力もさほど大
きくなく、比較的安いコストでコンクリートを養生でき
ると考えられる。なお、遠赤外線によれば、コンクリー
トの表面にある程度の水分が残った状態でコンクリート
を乾燥させることができる。上記の実験で乾燥されたコ
ンクリートの表面には、実際、湿気が残っており、かつ
コンクリートのしまりが良かった。

【００３６】なお、天板６１、側板６２および中間板６
５の材料は、例えば発砲スチロール等の断熱材であるこ
とが好ましいが、合成樹脂、木材、金属等の種々の材料
を用いることもできる。また、支持板６４の材料は、合
成樹脂のように遠赤外線を透過、あるいは吸収および輻
射する材料が好ましいが、木材、金属等の材料を用いる
こともできる。

【００３７】コンクリート乾燥装置６の構造は図７およ
び図８の構造に限定されず、乾燥させるべきコンクリー
トに遠赤外線を照射することができる構造であれば、他
の構造でもよい。また、コンクリートの上部および下部
の両方から遠赤外線を照射する構造でもよく、コンクリ
ートの側方から遠赤外線を照射する構造でもよい。

【００３８】次に、図７または図８のコンクリート乾燥
装置６を用いてプレキャストコンクリート部材を製造す
る方法を図９および図１０を参照しながら説明する。

【００３９】図９に示すように、台板７の上に枠材８，
９を設置し、混練されたコンクリート１０をその中に注
入する。台板７上のコンクリート１０をその台板７とと
もに図７または図８のコンクリート乾燥装置６の支持板
６４上に載せる。そして、面状発熱体２に通電すること
により、面状発熱体２から輻射される遠赤外線をコンク
リート１０に照射する。コンクリート１０が所定の強度
に硬化した後、そのコンクリート１０を台板７ともにコ
ンクリート乾燥装置６から取り出し、枠材８，９を取り
外す。このようにして、図１０に示すようなプレキャス
トコンクリート部材１１が製造される。

【００４０】なお、図７および図８のコンクリート乾燥
装置６を用いて製造されるプレキャストコンクリート部
材は、図１０に示すような形状に限らず、型枠を種々の
形状に設計することにより、種々の形状の柱、梁、壁
板、スラブ、屋根板等の部材を製造することができる。

【００４１】図７および図８のコンクリート乾燥装置６
を用いると、遠赤外線が空気を介することなく直接コン
クリートの内部に熱エネルギーを与えるので、表面にあ
る程度の湿気を残しつつコンクリートの内部および表面
を一様に乾燥させることができる。したがって、簡単な
設備で、短時間でプレキャストコンクリート部材を製造
することができる。

【００４２】図１１および図１２はこの発明の第３の実
施例による基礎梁の製造方法を示す図である。図１１に
おいて、台板１３の両端部にはヒンジ部１５により型枠
材１４が矢印の方向に回動可能に取り付けられている。
型枠材１４の所定箇所には面状発熱体２が貼着されてい
る。型枠材１４の材料としては、図１の型枠パネルＰの
面板１と同様の材料を用いる。

【００４３】この型枠材１４および台板１３により構成
される型枠に混練されたコンクリート１６を注入し、面
状発熱体２に通電すると、面状発熱体２の表面から遠赤
外線が輻射され、その輻射エネルギーのほとんどが型枠
材１４を透過してコンクリート１６に到達する。また、
輻射エネルギーの残りは型枠材１４により吸収され、型
枠材１４の温度を上昇させる。それにより、型枠材１４
自体からも遠赤外線が輻射される。コンクリート１６に
到達した遠赤外線の輻射エネルギーのほとんどがコンク
リート１６の内部で吸収され、コンクリート１６の内部
の分子運動を活発化させる。それにより、コンクリート
１６の内部で温度上昇が生じ、表面にある程度の湿気を
残しつつその内部および表面が一様に乾燥される。

【００４４】コンクリート１６が所定に強度に硬化した
後、型枠材１４を矢印１４の方向に回動させてコンクリ
ート１６から取り外すと、図１２に示すような基礎梁１
７が製造される。このようにして製造された基礎梁１７
をプレハブ住宅に用いると、その組み立てに要する時間
を大幅に短縮することができる。また、この基礎梁１７
は、プレハブ住宅に限らず、木造、鉄筋等の建物に使用
することができる。

【００４５】

【発明の効果】第１の発明によれば、簡単な設備でしか
も短期間でコンクリートを乾燥させることができる。し
たがって、鉄筋コンクリート工事の期間が短縮され、工
事費も削減することができる。

【００４６】第２および第３の発明によれば、鉄筋コン
クリート工事において型枠の存置期間を短縮することが
できる。したがって、鉄筋コンクリート工事の期間が短
縮され、工事費も削減することができる。

【００４７】第４の発明によれば、簡単な設備でしかも
短期間でコンクリートを乾燥させることができる。した
がって、コンクリート部材を安いコストで短期間に製造
することができる。

【００４８】第５の発明によれば、安いコストで短期間
にプレキャストコンクリート部材を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による型枠パネルを示
す斜視図である。

【図２】図１の型枠パネルの側面図である。

【図３】この発明の実施例に用いられる面状発熱体の模
式的な平面図である。

【図４】図３の面状発熱体の端部の断面図である。

【図５】図１の型枠パネルを用いて基礎梁を形成する方
法を説明するための断面図である。

【図６】図５の方法により形成された基礎梁の斜視図で
ある。

【図７】この発明の第２の実施例によるコンクリート乾
燥装置の一例を示す断面図である。

【図８】この発明の第２の実施例によるコンクリート乾
燥装置の他の例を示す断面図である。

【図９】図７または図８のコンクリート乾燥装置を用い
てプレキャストコンクリート部材を製造する方法を示す
斜視図である。

【図１０】図９の方法により製造されたプレキャストコ
ンクリート部材の斜視図である。

【図１１】この発明の第３の実施例による基礎梁の製造
方法を示す断面図である。

【図１２】図１１の方法により製造された基礎梁の斜視
図である。

【符号の説明】

１ 面板 ２ 面状発熱体 ４，１０，１６ コンクリート ５ 基礎梁 ６ コンクリート乾燥装置 ７ 台板 ８，９ 枠材 １１ プレキャストコンクリート部材 １７ 基礎梁 １００ 炭素繊維混抄紙 １０１，１０２ 樹脂層 １０３ 銅箔テープ １０４ 銀ペースト １０５ 導線 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠赤外線輻射体から輻射される遠赤外線
   によりコンクリートを乾燥させることを特徴とするコン
   クリートの乾燥方法。
2. 【請求項２】 混練されたコンクリートを成形して固化
   させるために用いる型枠パネルにおいて、面板に炭素繊
   維混抄紙からなる面状発熱体を取り付けたことを特徴と
   する型枠パネル。
3. 【請求項３】 炭素繊維混抄紙からなる面状発熱体が取
   り付けられた型枠パネルを用いて型枠を構成し、前記型
   枠内にコンクリートを打設し、前記面状発熱体から輻射
   される遠赤外線により前記型枠内のコンクリートを乾燥
   させることを特徴とするコンクリートの乾燥方法。
4. 【請求項４】 乾燥させるべきコンクリートに遠赤外線
   を照射する面状発熱体と、前記面状発熱体に通電する通
   電手段とを備えてなるコンクリート乾燥装置。
5. 【請求項５】 型枠内にコンクリートを注入し、前記型
   枠内のコンクリートを遠赤外線輻射体から輻射される遠
   赤外線により乾燥させることを特徴とするプレキャスト
   コンクリート部材の製造方法。