WO2007043454A1 - コンクリート床構造およびその施工方法 - Google Patents

コンクリート床構造およびその施工方法 Download PDF

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WO2007043454A1
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concrete
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expansion
section
expansive
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tadahiro Ohmi
Yasuyuki Shirai
Hideo Hanaoka
Hiroki Akatsuka
Keiji Uchida
Shigeyuki Goto
Tetsushi Kanda
Akira Hibino
Haruki Momose
Original Assignee
Tohoku University
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    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/12—Flooring or floor layers made of masses in situ, e.g. seamless magnesite floors, terrazzo gypsum floors

Definitions

  • the present invention relates to a concrete floor structure such as a soil slab having a large area and a relatively large thickness, particularly in an industrial facility, and a construction method thereof.
  • Patent Document 1 discloses the following concrete structure.
  • columns and beams are cast with ordinary concrete
  • walls are cast with expanded concrete.
  • Expanded concrete expands for about a week after placement, but ordinary concrete does not expand, so compressive stress acts on the walls.
  • the walls, columns, and beams shrink and dry, but because the wall is thin, the walls shrink more quickly than the columns and beams.
  • the wall is pulled by the columns and beams.
  • the tensile stress caused by the drying shrinkage generated on the wall is canceled out by the compressive stress introduced in the initial stage, and as a result, the wall does not crack.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 59-126834
  • the object of the present invention is to generate cracks due to the above complex factors, such as openings and cracks in concrete joints, even in large-area and relatively thick soil slabs in industrial facilities.
  • An object of the present invention is to provide a concrete floor structure and its construction method that can prevent the occurrence of rust.
  • the invention according to claim 1 is a concrete floor structure characterized in that sections in which concrete having different expansion coefficients are placed are alternately arranged.
  • the invention according to claim 2 is the above-described concrete floor structure, in which the section in which concrete having different expansion coefficients is placed is divided into the section in which concrete without the expansion material is placed, and the expansion material It consists of a section with cast concrete.
  • the section where concrete with different expansion rates is placed is the section where concrete with a large amount of expansion material added is placed. And a section in which concrete with a small amount of expansion material added is placed.
  • the concrete placement range of the concrete floor is divided into a plurality of sections, and concrete having different expansion coefficients is alternately arranged in the plurality of sections. It is a concrete floor construction method characterized in that it is placed on the floor.
  • the invention according to claim 5 is the above concrete floor construction method, wherein the section in which concrete having a different expansion coefficient is placed is divided into a section in which concrete containing no expansion material is placed, and an expansion material It is made up of a section into which concrete is placed.
  • the concrete floor is composed of a section in which concrete without expansive material is placed and a section in which concrete with expansive material is placed. Since these are alternately arranged, the section in which the concrete containing no expansion material is placed and the section in which the concrete containing the expansion material is placed are adjacent to each other. In this case, since the concrete is expanded in the section where the concrete containing the expansion material is placed, the opening or cracking in the concrete joint portion with the adjacent section where the concrete containing no expansion material is inserted is generated. Occurrence is suppressed.
  • the concrete containing expansive material (low thermal expansion concrete) that has been placed after the concrete containing no expansive material (low heat concrete) is placed is expanded. Therefore, the expansion load of low thermal expansion concrete acts on low thermal concrete. Compressive stress can be generated in low heat concrete. As a result, the generation of openings in the concrete joints between the sections is suppressed.
  • the concrete floor structure and the construction method thereof are effective especially for buildings where indoor air quality is a problem, such as semiconductor factories.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining a first step of a concrete floor structure construction method according to the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view for explaining a second step of the concrete floor structure construction method according to the present invention.
  • FIG. 2B is a plan view for explaining another example of the second step of the concrete floor structure construction method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal side view of a floor slab which is an embodiment of a concrete floor structure according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a concrete placing sequence in the concrete floor structure construction method according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the change with time of the concrete strain in the concrete floor structure according to the present invention.
  • Fig. 6 is a graph showing the opening width of the concrete joint in the concrete floor structure according to the present invention.
  • Figure 1 shows a concrete floor according to the present invention. It is a top view for demonstrating the 1st process in a construction method.
  • 2A and 2B are plan views for explaining two examples of the second step in the concrete floor construction method according to the present invention.
  • the present invention is implemented in a large-area and relatively thick soil slab in an industrial facility or the like, and a concrete placement area is divided into a plurality of sections in advance to set a plurality of sections. .
  • a plurality of strip-shaped sections 1 are set in the concrete placement area by setting a plurality of dividing lines extending in the vertical direction.
  • the setting form of the plurality of sections is not limited to this.
  • the plurality of sections 1 are set in a grid pattern.
  • Area of each compartment 1 and 1000 m 2 approximately, for example.
  • every other expansion material is put, and concrete (first concrete) 2 is placed.
  • the concrete 2 containing no expansive material uses, for example, low heat concrete.
  • the cement type is low heat Portland cement, and the water cement ratio is 45 to 60%.
  • the section 1 in which the low heat concrete 2 is cast may be cracked, as shown in Fig. 1, the vertically long section may be further divided into two at the center by a horizontal dividing line.
  • this example is referred to as a modification of FIG.
  • the initial strength of the concrete is developed after 3 days or more, and then it is expanded in the remaining section 1 other than the low heat concrete 2 as shown in Fig. 2A.
  • Concrete with expansive material (second concrete) 3 is, for example, low thermal expansive concrete, low heat portland cement as the cement type, ettringite-lime composite expansive material, 45-60 in the water cement ratio. %, The amount of expanded material added is 15-25KgZm 3 of cement weight.
  • the low heat concrete 2 and the low heat expansion concrete 3 are alternately placed in the plurality of sections 1.
  • the low heat concrete 2 and the low heat expansion concrete 3 may be alternately placed in a checkered pattern in a plurality of grid-like sections 1.
  • the expansion load of the low thermal expansion concrete 3 acts on the slab in the section 1 where the low thermal concrete 2 is placed, and the low thermal concrete 2 can generate a compressive stress.
  • the occurrence of an opening in the concrete joint 4 between each section 1 is suppressed.
  • FIG. 4 shows a concrete floor construction example based on the modification of FIG.
  • the symbols in each section 1 indicate the order of placing concrete.
  • Low heat concrete (L) 2 is placed in each section 1 from the first P1 to the third P3, and the fourth P4 section 1
  • Low thermal expansion concrete (LE) 3 was placed on the wall.
  • the floor slab is 500mm thick, and the concrete is placed in the hottest months from August to September.
  • Fig. 5 is a graph of the measurement results of the strain of the frame concrete in the above construction example, and shows the change over time of the strain behavior of the expansion and contraction of the frame.
  • Figure 5 shows that the housing contracted when the strain became negative, and the larger the absolute value of this negative strain, the greater the possibility of cracking.
  • the concrete temperature due to heat of hydration after concrete pouring is reduced by about 40 ° C in maximum force, and the amount of temperature shrinkage due to the temperature drop is close to 40 O / z m.
  • the influence of drying shrinkage strain is great.
  • FIG. 6 shows a change with time of the width of the joint joint in the concrete joint portion 4.
  • FIG. The vertical axis in Fig. 6 represents the joint joint width (opening of joints), and a larger value indicates that the joint gap opens. As shown in FIG. 6, it was found that an opening was generated in the concrete joint 4 by observation of the surface of the housing.
  • the expansion coefficient is increased by providing a difference in the amount of addition of the expansion material that achieves concrete having different expansion rates between the concrete containing no expansion material and the concrete containing the expansion material. The effect can be exhibited even when different.

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  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

　産業施設などにおける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラブなどであっても、複合的な要因によるひび割れ発生、コンクリート打継ぎ部における開口やひび割れの発生を防止することができるコンクリート床構造およびその施工方法を提供する。 　本発明によるコンクリート床構造は、互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画を交互に配置して構成される。互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画は、例えば、膨張材の入っていないコンクリートを打設した区画と、膨張材入りコンクリートを打設した区画である。

Description

コンクリート床構造およびその施工方法
技術分野
[0001] 本発明は、特に産業施設などにおける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラ ブなどの、コンクリート床構造およびその施工方法に関するものである。
背景技術
[0002] 大面積のコンクリート床を施工する場合、コンクリートを一度に大量に打設すると、コ ンクリート自体が高温になり、収縮によるひび割れが発生しやすくなる。そこで、予め コンクリートの打設領域を複数区画に分割設定し、各区画を順次打設していく。しか し、大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラブの場合、コンクリートの硬化初期に 生じる水和熱、外気温の低下に伴う温度収縮、および長期的な乾燥収縮に起因して コンクリート打継ぎ部に開口やひび割れが発生する。
[0003] 特に、近年、クリーンルームを有する半導体工場等の生産施設では、微振動を防 止する必要から生産エリアの床の剛性を高めることが求められている。このために、 床の部材厚が大きくなる傾向にあり、例えば 400mm以上の厚さの土間スラブが施工 されることち多い。
[0004] また、上記のようなクリーンルームを有する生産施設では、室内空気質の厳しい管 理が必要であり、生産施設を構成するコンクリートからのアウトガスの低減が非常に重 要な課題になっている。
[0005] しかし、前記のような大面積かつ厚さの大きい土間スラブを施工するに際しては、コ ンクリート打継ぎ部における開口やひび割れの発生が避けられず、ここ力 アンモ- ァなどのアウトガスが排出され、室内空気質を汚染する原因となっている。
[0006] コンクリート打継ぎ部における開口発生に対処する方法として、従来、例えばコンク リート打継ぎ部の上面に予め目地棒を入れておき、コンクリート硬化後にこの目地棒 を除去してその部分にシール材などを施工する方法がある。しかし、シール材自身か らのアウトガスの放出が問題となり、また、シール材の経年劣化に起因したシール機 能の低下によりコンクリートからのアンモニアの放出のおそれは依然として解消されな い。
[0007] 一方、ひび割れの発生に対処するために、例えば、特許文献 1には以下のようなコ ンクリート構造物が開示されている。このコンクリート構造物においては、柱および梁 が普通コンクリートで打設され、壁が膨張コンクリートで打設される。膨張コンクリート は打設後 1週間程度膨張するが、普通コンクリートは膨張しないため、壁に圧縮応力 が作用する。その後、壁、柱および梁は乾燥収縮するが、壁は部材厚が薄いため、 柱、梁よりも早く収縮する。その結果、壁は柱、梁により引っ張られることになる。この とき、壁に生じた乾燥収縮による引張応力は初期に導入された圧縮応力で打ち消さ れ、その結果、壁にはひび割れが発生しない。
[0008] し力しながら、産業施設などにおける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラブ などでは、いわゆるマスコンクリートに顕著な硬化初期の水和熱による温度応力、長 期的な乾燥収縮、土間コンクリートの温度低下に伴う温度収縮の 3つが作用する。こ のような複合的な要因によるひび割れ発生に対しては、特許文献 1に記載のようなコ ンクリート構造物では対処しきれな ヽ。
[0009] 特許文献 1：特開昭 59— 126834号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明の目的は、産業施設などにおける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間ス ラブなどであっても、上記の複合的な要因によるひび割れ発生、コンクリート打継ぎ 部における開口やひび割れの発生を防止することができるコンクリート床構造および その施工方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 請求項 1に記載の発明は、互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画を交 互に配置したことを特徴とするコンクリート床構造である。
[0012] 請求項 2に記載の発明は、上記のコンクリート床構造において、互いに膨張率の異 なるコンクリートを打設した区画が、膨張材の入っていないコンクリートを打設した区 画と、膨張材入りコンクリートを打設した区画とからなる。なお、互いに膨張率の異な るコンクリートを打設した区画は、膨張材の添加量の多いコンクリートを打設した区画 と、膨張材の添加量の少ないコンクリートを打設した区画とからなるものでも良い。
[0013] 請求項 4に記載の発明は、コンクリート床を施工するに際し、コンクリート床のコンク リート打設範囲を複数の区画に分割し、これら複数の区画に対し、互いに膨張率の 異なるコンクリートを交互に打設することを特徴とするコンクリート床施工方法である。
[0014] 請求項 5に記載の発明は、上記のコンクリート床施工方法において、互いに膨張率 の異なるコンクリートを打設した区画が、膨張材の入っていないコンクリートを打設し た区画と、膨張材入りコンクリートを打設した区画とからなるようにされる。
[0015] 請求項 7に記載の発明は、上記のコンクリート床施工方法において、膨張材の入つ ていないコンクリートを打設した後に、膨張材入りコンクリートを打設する。すると、膨 張材入りコンクリートが膨張することにより、膨張材入りコンクリートの膨張載荷が膨張 材の入って ヽな 、コンクリートの打設された区画に対して作用し、膨張材の入って!/ヽ ないコンクリートに圧縮応力を発生させる。
[0016] 請求項 1および 2に記載の発明によれば、例えば、コンクリート床が膨張材の入って いないコンクリートを打設した区画と膨張材の入っているコンクリートを打設した区画と で構成され、これらが交互に配置されるから、膨張材の入っていないコンクリートを打 設した区画と膨張材の入っているコンクリートを打設した区画が互いに隣接すること になる。この場合、膨張材の入っているコンクリートを打設した区画はコンクリートが膨 張するから、隣接する膨張材の入っていないコンクリートを打設した区画とのコンクリ ート打継ぎ部における開口やひび割れの発生が抑制される。
[0017] 請求項 4および 5に記載の発明によれば、例えば、膨張材の入っていないコンクリ ートを打設した後に、この打設区画に隣接して膨張材の入っているコンクリートを打 設する。これにより、先行して打設した膨張材の入っていないコンクリートに対して、 膨張材入りのコンクリートを打設した区画の側から圧縮応力を発生させることが可能と なる。その結果、コンクリート打継ぎ部における開口やひび割れの発生が抑制される
[0018] 請求項 7に記載の発明によれば、膨張材の入っていないコンクリート (低熱コンクリ ート)を打設した後に打設された膨張材入りコンクリート (低熱膨張コンクリート）が膨 張することにより、低熱膨張コンクリートの膨張載荷が低熱コンクリートに対して作用し 、低熱コンクリートに圧縮応力を発生させることができる。その結果、各区画間のコン クリート打継ぎ部における開口の発生が抑制される。
発明の効果
[0019] 本発明によるコンクリート床構造およびその施工方法によれば、産業施設などにお ける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラブなどであっても、マスコンクリートに 顕著な硬化初期の水和熱による温度応力、長期的な乾燥収縮、土間コンクリートの 温度低下に伴う温度収縮の 3つが作用する複合的な要因によるひび割れ発生や、コ ンクリート打継ぎ部における開口、ひび割れの発生を防止することができる。これによ りコンクリートからのアウトガス発生を防ぐことができる。したがって、本発明によるコン クリート床構造およびその施工方法は、特に半導体工場等、室内空気質が問題とな る建物につ 、て実効性のあるものである。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]図 1は、本発明によるコンクリート床構造の施工方法の第 1工程を説明するため の平面図である。
[図 2A]図 2Aは、本発明によるコンクリート床構造の施工方法の第 2工程を説明する ための平面図である。
[図 2B]図 2Bは、本発明によるコンクリート床構造の施工方法の第 2工程の別の例を 説明するための平面図である。
[図 3]図 3は、本発明によるコンクリート床構造の実施形態である床スラブの縦断側面 図である。
[図 4]図 4は、本発明によるコンクリート床構造の施工方法におけるコンクリート打設順 序の一例を説明するための図である。
[図 5]図 5は、本発明によるコンクリート床構造における躯体コンクリートひずみの経時 変化を示したグラフである。
[図 6]図 6は、本発明によるコンクリート床構造におけるコンクリート打継ぎ部の開口幅 を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。図 1は本発明によるコンクリート床の 施工方法における第 1工程を説明するための平面図である。図 2A、図 2Bは本発明 によるコンクリート床の施工方法における第 2工程を 2つの例について説明するため の平面図である。
[0022] 本発明は、産業施設などにおける大面積でかつ比較的厚さの大きい土間スラブな どにおいて実施されるもので、コンクリートの打設領域を予め複数に分割して複数の 区画を設定する。
[0023] 図 1ではコンクリートの打設領域に、縦方向に延びる複数の分割線を設定すること のより複数の短冊状の区画 1を設定している。しかし、複数の区画の設定形態はこれ に限らず、例えば図 2Bに示すように縦、横方向に延びる格子状の分割線を設定する ことにより、複数の区画 1を碁盤目状に設定するようにしても良い。各区画 1の面積は 一例として 1000m2程度とする。
[0024] 上記のように分割した複数の区画 1に対し 1つ置きに膨張材の入って 、な 、コンクリ ート（第 1のコンクリート） 2を打設する。膨張材の入っていないコンクリート 2は、例えば 、低熱コンクリートを使用するもので、セメント種類としては低熱ポルトランドセメント、 水セメント比は 45〜60%である。
[0025] 低熱コンクリート 2を打設した区画 1は、ひび割れ発生の可能性があるため、図 1に 示すように縦長の区画を中央で横方向の分割線でさらに 2分割しても良い。以下で はこの例を図 1の変形例と呼ぶ。
[0026] こうして低熱コンクリート 2を先行して打設した後、 3日以上経過してコンクリートの初 期強度が発現した後、図 2Aに示すように低熱コンクリート 2以外の残りの区画 1に膨 張材入りのコンクリート 3を打設する。膨張材入りコンクリート (第 2のコンクリート） 3は、 例えば、低熱膨張コンクリートを使用するもので、セメント種類としては低熱ポルトラン ドセメント、膨張材はエトリンガイト—石灰複合系膨張材、水セメント比は 45〜60%、 膨張材添カ卩量はセメント重量のうち 15〜25KgZm3である。
[0027] このようにして複数の区画 1に低熱コンクリート 2と低熱膨張コンクリート 3とが交互に 打設される。図 2Bで説明したように、碁盤目状の複数の区画 1に、低熱コンクリート 2 と低熱膨張コンクリート 3とが交互に市松模様的に打設されても良い。
[0028] 低熱コンクリート 2の後に打設した低熱膨張コンクリート 3は、図 3に示すように膨張 する。これにより、低熱膨張コンクリート 3の膨張載荷が低熱コンクリート 2の打設され た区画 1のスラブに対して作用し、低熱コンクリート 2に圧縮応力を発生させることが できる。その結果、各区画 1間のコンクリート打継ぎ部 4に開口が発生することが抑制 される。
[0029] 図 4は図 1の変形例に基づいたコンクリート床の施工例を示す。図 4において、各区 画 1内の符号はコンクリートの打設順序を示し、 1番目 P1から 3番目 P3までの各区画 1には低熱コンクリート (L) 2を打設し、 4番目 P4の区画 1に低熱膨張コンクリート (LE ) 3を打設した。床スラブの厚さは 500mmで、コンクリート打設時期は 8〜9月の最も 気温の高くなる時期である。
[0030] 図 5は前記施工例における、躯体コンクリートのひずみの計測結果のグラフであり、 躯体の膨張収縮のひずみ挙動の経時変化を表したものである。図 5ではひずみが負 側になった場合に躯体が収縮したことを表し、この負側のひずみの絶対値が大き ヽ ほどひび割れの可能性が増すことを意味する。コンクリート打設後の水和熱によるコ ンクリート温度は最大値力も 40°C程度低下し、その温度低下による温度収縮量は 40 O /z m近くとなる。その他、乾燥収縮ひずみの影響も大きい。
[0031] これらの複合要因の影響を受けた結果である図 5のひずみの値は、低熱膨張コンク リート 3の場合で打設直後（数日後）のひずみとほぼ同じである。一方、低熱コンクリ ート 2においても収縮ひずみは 100 m程度と軽微な値に止まっており、収縮挙動が ほぼ収束している。
[0032] 図 5によれば、コンクリート打継ぎ部 4において開口、ひび割れ発生の原因となるコ ンクリートの体積収縮が非常に小さくなつたことがわかる。
[0033] 図 6は、コンクリート打継ぎ部 4における打継ぎ目地の幅の経時変化を表したもので ある。図 6の縦軸は打継ぎ目地の幅（目地の開き）を表し、大きな値ほど目地の隙間 が開 、て 、ることを示す。図 6に示されるように躯体表面の観察調査によってコンクリ ート打継ぎ部 4に開口の発生して 、な 、ことが判明した。
[0034] 前記実施形態は、膨張材の入っていないコンクリートと膨張材入りコンクリートとで 互いに膨張率の異なるコンクリートを実現している力 膨張材の添加量に差を持たせ ることにより膨張率が異なるようにした場合も効果を発揮できる。

Claims

請求の範囲
[1] 互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画を交互に配置したことを特徴とす るコンクリート床構造。
[2] 互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画は、膨張材の入っていないコンク リートを打設した区画と、膨張材入りコンクリートを打設した区画である請求項 1記載 のコンクリート床構造。
[3] 互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画は、膨張材の添加量の多いコン クリートを打設した区画と、膨張材の添加量の少ないコンクリートを打設した区画であ る請求項 1記載のコンクリート床構造。
[4] コンクリート床を施工するに際し、コンクリート床のコンクリート打設範囲を複数の区 画に分割し、これら複数の区画に対し、互いに膨張率の異なるコンクリートを交互に 打設することを特徴とするコンクリート床施工方法。
[5] 互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画は、膨張材の入っていないコンク リートを打設した区画と、膨張材入りコンクリートを打設した区画である請求項 4記載 のコンクリート床施工方法。
[6] 互いに膨張率の異なるコンクリートを打設した区画は、膨張材の添加量の多いコン クリートを打設した区画と、膨張材の添加量の少ないコンクリートを打設した区画であ る請求項 4記載のコンクリート床施工方法。
[7] 膨張材の入っていないコンクリートを打設した後に、膨張材入りコンクリートを打設し 、膨張材入りコンクリートが膨張することにより、膨張材入りコンクリートの膨張載荷が 膨張材の入っていないコンクリートの打設された区画に対して作用し、膨張材の入つ ていないコンクリートに圧縮応力を発生させる請求項 5記載のコンクリート床施工方法
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