コンクリートスラブとその施工方法
【課題】マスコンクリートスラブに生じ得る温度ひび割れの幅を効果的に狭めることができ、該温度ひび割れの数を効果的に低減することができるコンクリートスラブの施工方法を提供する。
【解決手段】地下構造物１００を構成するコンクリートスラブ１０，２０の施工方法であって、スラブ用の型枠１内に、複数の直線状の管路２，…を間隔を置いて設置し、型枠１内にコンクリートを打設した後に各管路２，…に冷触媒もしくは温触媒空気を流す方法である。なお、打設されたコンクリートが最高温度となるまで各管路２，…に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させるのが好ましい。
【解決手段】地下構造物１００を構成するコンクリートスラブ１０，２０の施工方法であって、スラブ用の型枠１内に、複数の直線状の管路２，…を間隔を置いて設置し、型枠１内にコンクリートを打設した後に各管路２，…に冷触媒もしくは温触媒空気を流す方法である。なお、打設されたコンクリートが最高温度となるまで各管路２，…に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させるのが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物を構成する床版や頂版などのコンクリートスラブとその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地下構造物の大深度化に伴い、土水圧や地下水の揚圧力に抗するために、該地下構造物を構成する床版や頂版などのスラブの厚みはおのずと厚くならざるを得ない。この地下構造物がＲＣ造もしくはＳＲＣ造の場合には、スラブの厚みが厚くなることでマスコンクリートとなってしまい、フレッシュコンクリートの水和熱に起因する温度ひび割れを如何に抑止できるかが構造物の品質を左右する重要なファクターとなる。この温度ひび割れの発生メカニズムは、セメントの水和熱に伴うコンクリートの温度上昇や温度低下によってコンクリート部材の自由変形が拘束され、コンクリートの内部および外部に拘束応力が生じ、これらの拘束応力によって温度ひび割れが誘発されるものである。この温度ひび割れは、コンクリート打設後数日以内にコンクリート表面の表面ひび割れが生じ易く、コンクリートスラブを貫通する貫通ひび割れにいたっては数日〜２週間程度でその発生が顕著となる。
【０００３】
ここで、マスコンクリートとは、対象部材の厚みや寸法が大きく、セメントの水和熱による温度上昇を考慮した施工を要するコンクリートのことであり、広がりのあるコンクリートスラブにおいては、その厚みが８０〜１００ｃｍ以上のものが対象となる。施工条件が夏期か冬期か等によっても相違するものの、フレッシュコンクリートが硬化する際には部材内部の温度が６０℃以上にまで達し、コンクリートが熱膨張し、収縮することによって温度ひび割れが誘発される。
【０００４】
マスコンクリートの温度ひび割れを抑止する方策としては、たとえばダムコンクリートのように粗骨材の寸法を８０ｍｍ以上と大きくすることでセメント量を低減する方法や、低熱コンクリートを使用する方法、水和熱抑制混和剤を添加する方法、誘発目地を適所に配する方法、フレッシュコンクリートの打設後にコンクリートをクーリングする方法などのいずれか一つ、もしくは複数の組み合わせが一般におこなわれている。
【０００５】
その中でも、通常の普通コンクリートを使用することでコスト増を回避でき、構造的弱部となり得る誘発目地を設けない温度ひび割れ対策として、フレッシュコンクリートをクーリングする方法が好ましい。
【０００６】
このマスコンクリートのクーリング法に関する従来技術として、たとえば特許文献１に開示のマスコンクリートのパイプクーリング方法を挙げることができる。
【０００７】
このクーリング法は、予め型枠内に２本のクーリングパイプを配置しておき、各クーリングパイプに冷却水を送水することで型枠内に打設されたマスコンクリートを冷却するものである。より具体的には、内径が２０ｍｍ程度のクーリングパイプの配管経路をマスコンクリートの中心部から周縁部に向かって冷却水が送水されるように設定しておくものであり、これにより、高温になるマスコンクリートの中心部に供給直後の冷却水を送水することができ、この冷却水との熱交換によって中心部を効率良く冷却できるというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３６０３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示のマスコンクリートのパイプクーリング方法によれば、フレッシュコンクリートの水和熱に起因する温度ひび割れを効果的に抑止することができる。しかし、冷触媒（冷媒）に水を適用していることにより、水を供給するための大規模（大出力）なポンプ等の動力源を要し、特に上記するコンクリート構造物の施工においてたとえば冷触媒供給動力源が地上に設置される場合には、その出力性能は極めて大きなものとならざるを得ない。コンクリート構造物（地下構造物）が大深度化するにつれてこの課題はより顕著なものとなる。
【００１０】
さらには、使用されるクーリングパイプが２０ｍｍ径程度の小径のものであること、これをマスコンクリートの中央から周辺へ複雑に蛇行させて配設するものであること、より、クーリングパイプの製作や設置に手間と時間を要することは必至であり、マスコンクリートの規模が大きくなるにつれて、この課題もまた一層顕著なものとなる。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物のスラブの規模、すなわちマスコンクリートの規模が大きくなっても、極めて簡易な構成でかつ容易に打設後のコンクリートの温度上昇を効果的に抑止することのできる、コンクリートスラブの施工方法とコンクリートスラブを提供することを目的とする。また、寒冷条件においては、マスコンクリートの急激な温度低下を抑止することのできるコンクリートスラブの施工方法とコンクリートスラブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明によるコンクリートスラブの施工方法は、コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブの施工方法であって、スラブ用の型枠内に、複数の直線状の管路を間隔を置いて設置し、前記型枠内にコンクリートを打設し、各管路に冷触媒もしくは温触媒となる空気を流すものである。
【００１３】
本発明の施工方法は、地下道やそのランプ部、地下の駅舎、地下の商業施設、地下貯槽タンク等をその用途とする地下構造物や、マンション、ビル、上下水道施設、廃棄物処分施設などの地上構造物、半地下構造物の床版や頂版などのスラブの施工をその対象とするものであり、特に、マスコンクリートからなるスラブの製造過程で形成され得る温度ひび割れを効果的に抑止できるコンクリートスラブの施工方法に関するものである。ここで、温度ひび割れの抑止とは、温度ひび割れ幅をより狭くすること、温度ひび割れの数を少なくすること、を意味している。
【００１４】
この施工方法では、スラブ用の型枠内に２本以上の直線状の管路をそれぞれ間隔を置いて設置しておき、型枠内にコンクリートを打設するとともに各管路に冷触媒として空気（外気やこれを冷却したものなど）を流すことをその構成としている。冷媒空気の管路への送気のタイミングは、スラブ用のコンクリート打設の前段階であってもよいし、コンクリート打設の途中段階であってもよいし、スラブ用のコンクリートが完全に打設された直後の段階であってもよい。なお、冬期施工や寒冷地における施工など、寒冷条件でのスラブ用のコンクリートの施工に際しては、各管路に温触媒として空気を流すことにより、コンクリート内温度の急激な低下とこれに起因するひびわれの発生を抑止することができる。
【００１５】
ここで、型枠内に配設される管路は、たとえば型枠を構成する対向した２つの側枠間の離間長程度の長さを有し、かつ、直線状に延びた形態となっており、この管路が所定の間隔を置いて複数配設されるものである。
【００１６】
この管路は、フレッシュコンクリートによる圧力に対してその内空を維持できる程度の断面剛性および素材からなるものであり、鋼管は勿論のこと、コンクリート製、樹脂製（炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を含む）など、その素材は適宜選定される。また、管路の断面形状も円形、楕円形、矩形など、その素材と相俟って所望の断面剛性を有するものであれば特に限定されるものではない。さらに、型枠内に配設される管路の本数はスラブの規模や管径等によって変化するものであるが、２本の場合、３本の場合、もしくは４本以上の場合等、適宜の本数が設定される。
【００１７】
たとえば地上に配置されたエアコンプレッサ等の触媒（冷触媒もしくは温触媒）供給動力源から複数の直線状の管路のそれぞれに触媒空気が送気され、管路を流れ出た空気は地上に通じるホース等を介して排気される。
【００１８】
本発明の施工方法が対象とするコンクリートスラブは、その厚みが１ｍ程度以上で、たとえば２〜４ｍ程度のマスコンクリートであり、したがって、管路の寸法も比較的大きなものとなる。たとえば、管路の高さ（断面円形の管路の場合はその外径）がコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３程度の範囲に設定するのが好ましい。この範囲は、上記する厚み程度のコンクリートスラブに対し、たとえばクーリング効果が十分に得られる範囲であることが本発明者等によって特定されている。
【００１９】
上記する特許文献１に開示の従来技術と比較すると、管路（クーリングパイプ）を直線状としたこと、管路の断面寸法が１０００ｍｍ程度と極めて大きいこと、より、管路の製作手間が格段に省力化され、より高い冷却効果を期待することができるものである。
【００２０】
さらに、本発明の施工方法はコンクリート構造物のコンクリートスラブをその対象としているが、触媒として水や油等の液体ではなく空気（たとえば外気）を使用することにより、エアコンプレッサ等の触媒供給動力源を可及的に小規模（低出力）なものにでき、施工コストの高騰が抑えられる。
【００２１】
上記する本発明によるコンクリートスラブの施工方法によれば、簡素なクーリング構成で、しかも簡易な方法にて、マスコンクリートスラブのフレッシュコンクリートの温度上昇速度（勾配）を緩やかにでき、もってコンクリート内部の最高温度を可及的に低下させることで温度ひび割れの発生を効果的に抑止することができる。また、寒冷条件では、フレッシュコンクリートの温度低下速度を緩やかにでき、同様にひび割れの発生を効果的に抑止することができる。さらに、管路の体積分だけスラブコンクリート量を低減することができ、コンクリートの打設回数も低減できることから、工費の大幅な削減が期待できる。
【００２２】
また、本発明によるコンクリートスラブの施工方法の好ましい実施の形態において、前記型枠内に打設されたコンクリートが略最高温度となるまで各管路に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させるものである。
【００２３】
マスコンクリートの規模にもよるが、フレッシュコンクリート打設後にマスコンクリートが最高温度に達するまでの期間は、数日〜１週間程度が一般的である。
【００２４】
そこで、マスコンクリートが略最高温度に達するまでは上記のごとく冷触媒空気を管路に連続的に流すことにより、該管路を介してマスコンクリートを空冷し、最高温度を可及的に低く抑えるものである。なお、ここでいう「略最高温度」とは、最高温度は勿論のこと、それよりも１〜数℃低い温度を含む意味である。
【００２５】
たとえばマスコンクリートが最高温度に達したら、冷触媒空気の送気を停止させる。これは、最高温度到達後で温度低下しているマスコンクリートの温度低下速度が早いと、コンクリートスラブの温度変化に伴う自由な軸変形や曲げ変形が拘束されて引張応力が生じ、場合によっては貫通ひび割れに至るという事実に鑑み、したがって最高温度到達後のマスコンクリートの温度低下速度（勾配）を緩やかにすることでこれを抑止する効果を期待するものである。
【００２６】
本発明者等の検証によれば、外気温が２７℃程度の夏期施工条件下（温度ひび割れにとって最も厳しい施工条件）で版厚が４ｍ程度のスラブに関し、従来一般の施工方法によるスラブ中央の最高温度が６５℃程度であったのに対して、上記する本発明の施工方法によるスラブ中央の最高温度は５６℃程度とおよそ１０℃程度も最高温度を低下できることが分かっている。この最高温度の低下により、温度ひび割れにとって最も厳しい施工条件でしかも４ｍ程度という極めて厚いスラブの施工に対し、ひび割れ幅を大幅に狭くでき、ひび割れ指数（ひび割れに対する安全性指標）を大幅に向上できることも同様に特定されている。
【００２７】
また、本発明によるコンクリートスラブの施工方法の他の実施の形態は、前記コンクリート構造物が、コンクリートスラブである底版および頂版と、外側壁と、を有し、さらに仕切壁にて２以上の空間を有する多連構造物の場合に、前記管路がコンクリートスラブ内における前記仕切壁の上方もしくは下方で不連続となるように、型枠内に管路を配設するものである。
【００２８】
仕切壁にて２以上の空間が画成された多連のコンクリート構造物においては、たとえば、スラブの端部間（２つの外側壁間）に延びる管路をその途中の仕切壁上で分断し、隙間を形成する。この隙間は、仕切壁筋の配筋スペースや、あるいは作業員の通路スペースに供される。
【００２９】
たとえば、同一軸方向に延びる管路がその途中で不連続となり、分断された第１、第２の管路からなる場合には、第１、第２の管路それぞれに触媒供給動力源に通じる触媒流入ホースと各管路から空気を排気する触媒排気ホースが取り付けられることになる。
【００３０】
さらに、本発明によるコンクリートスラブは、コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブであって、前記コンクリートスラブには、間隔を置いて配設された複数の直線状の管路が埋設されており、該管路は、冷触媒もしくは温触媒となる空気を流してコンクリート打設後のコンクリート温度の低下もしくは低下抑止に供されるものである。
【００３１】
本発明のコンクリートスラブは、既述する触媒空気が流れる直線状で２以上の管路が間隔を置いて埋設されたものである。
【００３２】
高剛性の素材から形成された管路をスラブ内に埋設し、該管路にスラブの具備すべき強度特性、すなわち、せん断抵抗や曲げ抵抗の一部を期待するものであってもよいし、低剛性の素材から形成された管路を使用し、管路には何等の強度特性も期待せず、あくまでも触媒供給管としての用途のみに供されるものであってもよい。
【００３３】
この管路の高さをコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲に設定しておくことにより、フレッシュなマスコンクリートの冷却効果を十分に期待することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から理解できるように、本発明によるコンクリートスラブの施工方法によれば、２以上で直線状の管路を間隔を置いて型枠内に配し、動力源の負荷が少ない空気を冷触媒もしくは温触媒として管路に提供するだけの極めて簡易な方法により、たとえば２ｍ以上の厚みのコンクリートスラブに生じ得る温度ひび割れ幅を効果的に狭めることができ、該温度ひび割れの数を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１ａは本発明のコンクリートスラブを具備する地下構造物を模式的に示した縦断面図であり、図１ｂはそのｂ−ｂ矢視図であり、図２はコンクリートスラブを製造するための製造装置の一実施の形態を示した斜視図である。なお、図示例は、管路内に冷触媒である空気を流す実施例を説明したものであるが、寒冷条件下では温触媒である空気が同様に管路に提供されるものである。
【００３６】
図示する鉄筋コンクリート製の地下構造物１００は、底版１０と、これから立ち上がる外側壁３０、対向する外側壁３０，３０間に配設された仕切壁４０と、これら外側壁３０、仕切壁４０上に位置する頂版２０とから大略構成されており、仕切壁４０の左右に空間５０Ａ，５０Ｂを有する２連構造物となっている。
【００３７】
この底版１０と頂版２０には、それらの断面の中央位置に、間隔を置いて複数の管路２Ａ，２Ｂが埋設されている。この管路２Ａ，２Ｂは、コンクリート打設後にその内部に冷触媒空気を流し、コンクリートの温度上昇を抑えるために供されるものである。なお、底版１０と頂版２０が本発明でいうコンクリートスラブであり、２ｍ以上の厚みを有するマスコンクリートである。一つの実施例として、図１ｂで示す管路２Ｂの管径を１．１ｍ程度とし、管路２Ｂ，２Ｂ間のピッチを１．９ｍ程度に設定することができる。
【００３８】
この地下構造物１００の製造方法を概説すると、まず、不図示の土留壁にて土圧もしくは土水圧を支保しながら地上から所定深度まで地盤の開削をおこない、底版１０、外側壁３０、頂版２０の順に躯体の構築がおこなわれる。なお、必要に応じて揚水処理や地盤改良などの補助工法が併用される。
【００３９】
次に、マスコンクリートである底版１０の施工方法を図２〜４に基づいて説明する。なお、図２は仕切壁が存在しない場合のコンクリートスラブの施工方法を説明するものであり、図１に示す地下構造物１００の底版１０の施工方法は、仕切壁筋が立ち上がる場合を説明した図４に基づくものである。
【００４０】
図２は、コンクリートスラブの施工方法を説明した図であり、より具体的には、型枠内にフレッシュコンクリートを打設する前の状況を説明したものである。
【００４１】
底枠１２と、側枠１１，…と、から型枠１を組み付け、底枠１２上にスペーサにてかぶりを確保した姿勢で２方向に延びるスラブ筋ＳＲを配筋し、さらに、側枠１１内に壁筋ＫＲを配筋する。
【００４２】
スラブ筋ＳＲ上にこれと間隔を置いて、３本の直線状の管路２，…を相互に間隔を置いて配設する。この管路２の配設レベルは、施工されるスラブの厚みのほぼ中央レベルであり、たとえばスラブ筋ＳＲに不図示のスペーサを支持させ、当該スペーサにて管路２を支持させる。
【００４３】
この管路２は、鋼管、コンクリート製、樹脂製、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）など、少なくともフレッシュコンクリートから受ける圧力に対して断面を保持できる適宜の素材から形成されている。また、図示例では、管路２の断面が（中空）円形であるが、そのほかにも中空の楕円形、矩形など、適宜の断面形状が選定できる。
【００４４】
また、管路２の外径はスラブ厚の１／３〜２／３程度の範囲に設定されており、２〜４ｍ程度のスラブ厚の場合には、管路２の外径を０．７〜１．５ｍ程度に設定でき、さらに、管路２の長さは、１０ｍ〜１８ｍ程度に設定できる。
【００４５】
管路２の両端近傍の側面には、管路内に冷触媒空気を吸気するための吸気口２１と、管路内を流れた冷触媒空気を排気するための排気口２２が設けてあり、たとえば地上に設置されたコンプレッサ３と吸気口２１が吸気ホース４にて連通される。さらに、排気口２２には排気ホース５の一端が連通され、各管路２に連通する排気ホース５，…の他端が蛇腹状の集排ホース６に収容されている。
【００４６】
図２にはフレッシュコンクリートは図示されていないが、型枠１内にコンクリートが充填されると、コンプレッサ３に吸気された（図中のＸ０方向）外気は、吸気ホース４を介し（図中のＸ１方向）、吸気口２１を介して管路２内を流れ（Ｘ２方向）、排気口２２、排気ホース５および集排ホース６を介して（Ｘ３方向）、地上へ排気される（Ｘ４方向）。この管路２への外気の送気と管路２からの排気は、所定時間に亘って連続的におこなわれるものである。なお、図示例では各管路２，…の吸気口２１，…を手前側に揃えて配設しているが、コンクリート内部温度分布の状況によっては、それらの配設位置が異なる形態であってもよい。
【００４７】
図３は、型枠１内にフレッシュコンクリートが打設され、外気の送気と排気がおこなわれている状況を説明した図である。
【００４８】
具体的には、フレッシュコンクリートが型枠１内に打設されると同時に連続的な外気の送気と排気が実行され、コンクリート内部の温度が最高温度かそれに近い温度となるまで、この外気の連続的な送気が実行され、コンクリート内部の温度上昇が抑制される。
【００４９】
次に、コンクリート内部の温度が最高温度となった段階で外気の送気を停止し、コンクリート内部の温度低下速度を可及的に緩やかにする。
【００５０】
上記する最高温度までのクーリング制御と最高温度以降の緩やかな温度低下制御により、従来のマスコンクリートに比して温度ひび割れ幅を狭くすることができ、温度ひび割れ数を低減することができる。
【００５１】
図４は、図１で示す地下構造物１００の底版１０を施工する方法を説明している。図示するように、スラブの中央付近で仕切壁筋ＫＲ’が立ち上がっていることから、同一軸Ｌに沿う直線状の管路は仕切壁筋ＫＲ’の左右にて分断された管路２Ａ，２Ｂから構成される。
【００５２】
各管路２Ａ，２Ｂには吸気口２１と排気口２２が設けてあり、型枠１内にコンクリートが打設されると、不図示のコンプレッサから吸気ホース４を介して冷触媒空気が送気され、管路内を流れ、排気ホース５を介して排気される。なお、図示例では、スラブの中央側に管路２Ａ，２Ｂの排気側が位置するようにして、一つの集排ホース６にて各排気ホース５，…の端部が収容されている。
【００５３】
図５で示すように、底版１０を構築し、外側壁３０、仕切壁４０を順次構築し、最後に頂版２０を構築することにより、マスコンクリートからなる底版および頂版を具備する地下構造物１００が構築される。なお、底版１０や頂版２０内には、冷触媒空気が送気される複数本の管路２，…が埋設された状態となっており、地下構造物の供用後には、この管路２を排気ダクトや汚水ダクトとして使用することも可能である。
【００５４】
[３次元ＦＥＭ温度応力解析とその結果]
本発明者等は、図１で示す２連の地下構造物の左右いずれかの１連構造をモデル化し、冷触媒空気が送気される管路を具備する本発明のコンクリートスラブを有する解析モデル（実施例）と、管路を具備しない従来構造の解析モデル（比較例）をコンピュータ内で３次元ＦＥＭモデルとしてモデル化し、温度応力解析をおこなった。ここで、解析において、外気温を２７℃の夏期施工条件とし、コンクリート打設後の１週間程度を外気送気期間とした。さらに、実施例の解析モデルにおける管路の径は１．１ｍであり、１．９ｍピッチで配設した。
【００５５】
実施例、比較例の解析条件に関し、上記以外の条件を以下の表１に、解析モデルと解析結果の温度分布を図６，７に、頂版、外側壁、底版の最高温度、最小ひび割れ指数およびひび割れ幅に関する解析結果を表２に示す。ここで、最小ひび割れ指数とは、コンクリート部材の引張強度特性値と引張主応力の比のことであり、１未満ではひび割れ危険度が高くなることを示すものである。また、開削工法における地下構造物（地下トンネルを含む）の許容ひび割れ幅は一般に０．３ｍｍに設定される。
【表１】
【表２】
【００５６】
図６に示す解析モデルＭ１は、頂版モデルＳＭ１、側壁モデルＷＭおよび底版モデルＳＭ２から構成され、一つの側壁モデルＷＭと底版モデルＳＭ２には型枠モデルＫＨが繋がれている。
【００５７】
一方、図７に示す解析モデルＭ２は、解析モデルＭ１とほぼ同様の構成となっているが、さらに、頂版モデルＳＭ１と底版モデルＳＭ２内に管路モデルＰＭが組み込まれている。
【００５８】
図６には解析結果の一つである温度分布が示されており、底版モデルＳＭ２の温度領域Ａ２は５５〜６０℃の温度領域であり、その内部の温度領域Ａ１は６０〜６６℃の温度領域である。また、頂版モデルＳＭ１の温度領域Ａ４は５５〜６０℃の温度領域であり、その内部の温度領域Ａ３は６０〜６６℃の温度領域である。側壁は頂版や底版に比してその厚みは薄く、したがってコンクリート温度はスラブよりも低い値を呈している。
【００５９】
これに対し、図７で示す解析結果においては、管路モデルＰＭを配したことにより、頂版モデルＳＭ１や底版モデルＳＭ２の中央に位置する温度領域Ａ８、Ａ５がそれらの外周に位置する温度領域Ａ９、Ａ６よりも低い温度となっており、温度領域Ａ８、Ａ５は４０〜４５℃、温度領域Ａ９、Ａ６が４５〜５０℃となっている。なお、この解析モデルＭ２では、底版モデルや頂版モデルの外周側の温度領域Ａ１０、Ａ７で最高温度を示し、およそ５６℃程度となっている。
【００６０】
上記する表２より、比較例に対して実施例の最高温度は１０℃程度も低くなり、その結果、許容ひび割れ幅（０．３０ｍｍ）を満足しない比較例のひび割れ幅（頂版で０．３４ｍｍ）が、実施例では０．０６ｍｍとなり、その２０％程度のひび割れ幅にまで狭められることが分かった。
【００６１】
さらに、最小ひび割れ指数に関し、比較例では、頂版で１未満となり、底版ではほぼ１となっており、いずれもひび割れの可能性が高くなっているのに対して、実施例では、頂版で１．６０、底版で１．５８となり、ひび割れ危険度が極めて小さくなっていることが分かる。
【００６２】
本解析により、マスコンクリートの打設後にその内部に配設された管路に冷媒空気を流すことにより、ひび割れ幅を大幅に狭められることが実証された。
【００６３】
しかも、本発明によるコンクリートスラブの施工方法では、直線状の管路を型枠内に設置するだけの極めて簡易な方法によるものであり、さらには、地上の外気を冷触媒に使用することで触媒供給動力源の負荷を可及的に低くすることができる（よって、小出力動力源の使用が可能）ことより、製造コストを高騰させることなく、品質に優れたマスコンクリートスラブを具備する地下構造物を構築することができる。さらに、管路の体積分だけスラブコンクリート量を低減でき、もってコンクリートの打設回数が低減され、工費の大幅な削減に繋がるものである。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）は本発明のコンクリートスラブを具備する地下構造物を模式的に示した縦断面図であり、（ｂ）はそのｂ−ｂ矢視図である。
【図２】コンクリートスラブの施工方法の一実施の形態を示した斜視図である。
【図３】型枠内に打設されたフレッシュコンクリートを冷触媒空気にて冷却している状況を説明した斜視図である。
【図４】コンクリートスラブの施工方法の他の実施の形態を示した斜視図である。
【図５】側壁の途中レベルまで施工が完了した状態を説明した斜視図である。
【図６】３次元ＦＥＭ温度応力解析で使用された従来のコンクリート構造物の解析モデルと、解析結果を示した模式図である。
【図７】３次元ＦＥＭ温度応力解析で使用された本発明のコンクリートスラブを具備するコンクリート構造物の解析モデルと、解析結果を示した模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…型枠、１１…側枠、１２…底枠、２，２Ａ，２Ｂ…管路（クーリングパイプ）、２１…吸気口、２２…排気口、３…コンプレッサ、４…吸気ホース、５…排気ホース、６…集排ホース、１０…底版、２０…頂版、３０…外側壁、４０…仕切壁、５０Ａ，５０Ｂ…空間、１００…地下構造物、ＫＲ…壁筋、ＫＲ’…仕切壁筋、ＳＲ…スラブ筋、Ｍ１…従来のコンクリート構造物の解析モデル、Ｍ２…本発明のコンクリートスラブを具備するコンクリート構造物の解析モデル、ＰＭ…管路モデル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物を構成する床版や頂版などのコンクリートスラブとその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地下構造物の大深度化に伴い、土水圧や地下水の揚圧力に抗するために、該地下構造物を構成する床版や頂版などのスラブの厚みはおのずと厚くならざるを得ない。この地下構造物がＲＣ造もしくはＳＲＣ造の場合には、スラブの厚みが厚くなることでマスコンクリートとなってしまい、フレッシュコンクリートの水和熱に起因する温度ひび割れを如何に抑止できるかが構造物の品質を左右する重要なファクターとなる。この温度ひび割れの発生メカニズムは、セメントの水和熱に伴うコンクリートの温度上昇や温度低下によってコンクリート部材の自由変形が拘束され、コンクリートの内部および外部に拘束応力が生じ、これらの拘束応力によって温度ひび割れが誘発されるものである。この温度ひび割れは、コンクリート打設後数日以内にコンクリート表面の表面ひび割れが生じ易く、コンクリートスラブを貫通する貫通ひび割れにいたっては数日〜２週間程度でその発生が顕著となる。
【０００３】
ここで、マスコンクリートとは、対象部材の厚みや寸法が大きく、セメントの水和熱による温度上昇を考慮した施工を要するコンクリートのことであり、広がりのあるコンクリートスラブにおいては、その厚みが８０〜１００ｃｍ以上のものが対象となる。施工条件が夏期か冬期か等によっても相違するものの、フレッシュコンクリートが硬化する際には部材内部の温度が６０℃以上にまで達し、コンクリートが熱膨張し、収縮することによって温度ひび割れが誘発される。
【０００４】
マスコンクリートの温度ひび割れを抑止する方策としては、たとえばダムコンクリートのように粗骨材の寸法を８０ｍｍ以上と大きくすることでセメント量を低減する方法や、低熱コンクリートを使用する方法、水和熱抑制混和剤を添加する方法、誘発目地を適所に配する方法、フレッシュコンクリートの打設後にコンクリートをクーリングする方法などのいずれか一つ、もしくは複数の組み合わせが一般におこなわれている。
【０００５】
その中でも、通常の普通コンクリートを使用することでコスト増を回避でき、構造的弱部となり得る誘発目地を設けない温度ひび割れ対策として、フレッシュコンクリートをクーリングする方法が好ましい。
【０００６】
このマスコンクリートのクーリング法に関する従来技術として、たとえば特許文献１に開示のマスコンクリートのパイプクーリング方法を挙げることができる。
【０００７】
このクーリング法は、予め型枠内に２本のクーリングパイプを配置しておき、各クーリングパイプに冷却水を送水することで型枠内に打設されたマスコンクリートを冷却するものである。より具体的には、内径が２０ｍｍ程度のクーリングパイプの配管経路をマスコンクリートの中心部から周縁部に向かって冷却水が送水されるように設定しておくものであり、これにより、高温になるマスコンクリートの中心部に供給直後の冷却水を送水することができ、この冷却水との熱交換によって中心部を効率良く冷却できるというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３６０３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示のマスコンクリートのパイプクーリング方法によれば、フレッシュコンクリートの水和熱に起因する温度ひび割れを効果的に抑止することができる。しかし、冷触媒（冷媒）に水を適用していることにより、水を供給するための大規模（大出力）なポンプ等の動力源を要し、特に上記するコンクリート構造物の施工においてたとえば冷触媒供給動力源が地上に設置される場合には、その出力性能は極めて大きなものとならざるを得ない。コンクリート構造物（地下構造物）が大深度化するにつれてこの課題はより顕著なものとなる。
【００１０】
さらには、使用されるクーリングパイプが２０ｍｍ径程度の小径のものであること、これをマスコンクリートの中央から周辺へ複雑に蛇行させて配設するものであること、より、クーリングパイプの製作や設置に手間と時間を要することは必至であり、マスコンクリートの規模が大きくなるにつれて、この課題もまた一層顕著なものとなる。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物のスラブの規模、すなわちマスコンクリートの規模が大きくなっても、極めて簡易な構成でかつ容易に打設後のコンクリートの温度上昇を効果的に抑止することのできる、コンクリートスラブの施工方法とコンクリートスラブを提供することを目的とする。また、寒冷条件においては、マスコンクリートの急激な温度低下を抑止することのできるコンクリートスラブの施工方法とコンクリートスラブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明によるコンクリートスラブの施工方法は、コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブの施工方法であって、スラブ用の型枠内に、複数の直線状の管路を間隔を置いて設置し、前記型枠内にコンクリートを打設し、各管路に冷触媒もしくは温触媒となる空気を流すものである。
【００１３】
本発明の施工方法は、地下道やそのランプ部、地下の駅舎、地下の商業施設、地下貯槽タンク等をその用途とする地下構造物や、マンション、ビル、上下水道施設、廃棄物処分施設などの地上構造物、半地下構造物の床版や頂版などのスラブの施工をその対象とするものであり、特に、マスコンクリートからなるスラブの製造過程で形成され得る温度ひび割れを効果的に抑止できるコンクリートスラブの施工方法に関するものである。ここで、温度ひび割れの抑止とは、温度ひび割れ幅をより狭くすること、温度ひび割れの数を少なくすること、を意味している。
【００１４】
この施工方法では、スラブ用の型枠内に２本以上の直線状の管路をそれぞれ間隔を置いて設置しておき、型枠内にコンクリートを打設するとともに各管路に冷触媒として空気（外気やこれを冷却したものなど）を流すことをその構成としている。冷媒空気の管路への送気のタイミングは、スラブ用のコンクリート打設の前段階であってもよいし、コンクリート打設の途中段階であってもよいし、スラブ用のコンクリートが完全に打設された直後の段階であってもよい。なお、冬期施工や寒冷地における施工など、寒冷条件でのスラブ用のコンクリートの施工に際しては、各管路に温触媒として空気を流すことにより、コンクリート内温度の急激な低下とこれに起因するひびわれの発生を抑止することができる。
【００１５】
ここで、型枠内に配設される管路は、たとえば型枠を構成する対向した２つの側枠間の離間長程度の長さを有し、かつ、直線状に延びた形態となっており、この管路が所定の間隔を置いて複数配設されるものである。
【００１６】
この管路は、フレッシュコンクリートによる圧力に対してその内空を維持できる程度の断面剛性および素材からなるものであり、鋼管は勿論のこと、コンクリート製、樹脂製（炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を含む）など、その素材は適宜選定される。また、管路の断面形状も円形、楕円形、矩形など、その素材と相俟って所望の断面剛性を有するものであれば特に限定されるものではない。さらに、型枠内に配設される管路の本数はスラブの規模や管径等によって変化するものであるが、２本の場合、３本の場合、もしくは４本以上の場合等、適宜の本数が設定される。
【００１７】
たとえば地上に配置されたエアコンプレッサ等の触媒（冷触媒もしくは温触媒）供給動力源から複数の直線状の管路のそれぞれに触媒空気が送気され、管路を流れ出た空気は地上に通じるホース等を介して排気される。
【００１８】
本発明の施工方法が対象とするコンクリートスラブは、その厚みが１ｍ程度以上で、たとえば２〜４ｍ程度のマスコンクリートであり、したがって、管路の寸法も比較的大きなものとなる。たとえば、管路の高さ（断面円形の管路の場合はその外径）がコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３程度の範囲に設定するのが好ましい。この範囲は、上記する厚み程度のコンクリートスラブに対し、たとえばクーリング効果が十分に得られる範囲であることが本発明者等によって特定されている。
【００１９】
上記する特許文献１に開示の従来技術と比較すると、管路（クーリングパイプ）を直線状としたこと、管路の断面寸法が１０００ｍｍ程度と極めて大きいこと、より、管路の製作手間が格段に省力化され、より高い冷却効果を期待することができるものである。
【００２０】
さらに、本発明の施工方法はコンクリート構造物のコンクリートスラブをその対象としているが、触媒として水や油等の液体ではなく空気（たとえば外気）を使用することにより、エアコンプレッサ等の触媒供給動力源を可及的に小規模（低出力）なものにでき、施工コストの高騰が抑えられる。
【００２１】
上記する本発明によるコンクリートスラブの施工方法によれば、簡素なクーリング構成で、しかも簡易な方法にて、マスコンクリートスラブのフレッシュコンクリートの温度上昇速度（勾配）を緩やかにでき、もってコンクリート内部の最高温度を可及的に低下させることで温度ひび割れの発生を効果的に抑止することができる。また、寒冷条件では、フレッシュコンクリートの温度低下速度を緩やかにでき、同様にひび割れの発生を効果的に抑止することができる。さらに、管路の体積分だけスラブコンクリート量を低減することができ、コンクリートの打設回数も低減できることから、工費の大幅な削減が期待できる。
【００２２】
また、本発明によるコンクリートスラブの施工方法の好ましい実施の形態において、前記型枠内に打設されたコンクリートが略最高温度となるまで各管路に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させるものである。
【００２３】
マスコンクリートの規模にもよるが、フレッシュコンクリート打設後にマスコンクリートが最高温度に達するまでの期間は、数日〜１週間程度が一般的である。
【００２４】
そこで、マスコンクリートが略最高温度に達するまでは上記のごとく冷触媒空気を管路に連続的に流すことにより、該管路を介してマスコンクリートを空冷し、最高温度を可及的に低く抑えるものである。なお、ここでいう「略最高温度」とは、最高温度は勿論のこと、それよりも１〜数℃低い温度を含む意味である。
【００２５】
たとえばマスコンクリートが最高温度に達したら、冷触媒空気の送気を停止させる。これは、最高温度到達後で温度低下しているマスコンクリートの温度低下速度が早いと、コンクリートスラブの温度変化に伴う自由な軸変形や曲げ変形が拘束されて引張応力が生じ、場合によっては貫通ひび割れに至るという事実に鑑み、したがって最高温度到達後のマスコンクリートの温度低下速度（勾配）を緩やかにすることでこれを抑止する効果を期待するものである。
【００２６】
本発明者等の検証によれば、外気温が２７℃程度の夏期施工条件下（温度ひび割れにとって最も厳しい施工条件）で版厚が４ｍ程度のスラブに関し、従来一般の施工方法によるスラブ中央の最高温度が６５℃程度であったのに対して、上記する本発明の施工方法によるスラブ中央の最高温度は５６℃程度とおよそ１０℃程度も最高温度を低下できることが分かっている。この最高温度の低下により、温度ひび割れにとって最も厳しい施工条件でしかも４ｍ程度という極めて厚いスラブの施工に対し、ひび割れ幅を大幅に狭くでき、ひび割れ指数（ひび割れに対する安全性指標）を大幅に向上できることも同様に特定されている。
【００２７】
また、本発明によるコンクリートスラブの施工方法の他の実施の形態は、前記コンクリート構造物が、コンクリートスラブである底版および頂版と、外側壁と、を有し、さらに仕切壁にて２以上の空間を有する多連構造物の場合に、前記管路がコンクリートスラブ内における前記仕切壁の上方もしくは下方で不連続となるように、型枠内に管路を配設するものである。
【００２８】
仕切壁にて２以上の空間が画成された多連のコンクリート構造物においては、たとえば、スラブの端部間（２つの外側壁間）に延びる管路をその途中の仕切壁上で分断し、隙間を形成する。この隙間は、仕切壁筋の配筋スペースや、あるいは作業員の通路スペースに供される。
【００２９】
たとえば、同一軸方向に延びる管路がその途中で不連続となり、分断された第１、第２の管路からなる場合には、第１、第２の管路それぞれに触媒供給動力源に通じる触媒流入ホースと各管路から空気を排気する触媒排気ホースが取り付けられることになる。
【００３０】
さらに、本発明によるコンクリートスラブは、コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブであって、前記コンクリートスラブには、間隔を置いて配設された複数の直線状の管路が埋設されており、該管路は、冷触媒もしくは温触媒となる空気を流してコンクリート打設後のコンクリート温度の低下もしくは低下抑止に供されるものである。
【００３１】
本発明のコンクリートスラブは、既述する触媒空気が流れる直線状で２以上の管路が間隔を置いて埋設されたものである。
【００３２】
高剛性の素材から形成された管路をスラブ内に埋設し、該管路にスラブの具備すべき強度特性、すなわち、せん断抵抗や曲げ抵抗の一部を期待するものであってもよいし、低剛性の素材から形成された管路を使用し、管路には何等の強度特性も期待せず、あくまでも触媒供給管としての用途のみに供されるものであってもよい。
【００３３】
この管路の高さをコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲に設定しておくことにより、フレッシュなマスコンクリートの冷却効果を十分に期待することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から理解できるように、本発明によるコンクリートスラブの施工方法によれば、２以上で直線状の管路を間隔を置いて型枠内に配し、動力源の負荷が少ない空気を冷触媒もしくは温触媒として管路に提供するだけの極めて簡易な方法により、たとえば２ｍ以上の厚みのコンクリートスラブに生じ得る温度ひび割れ幅を効果的に狭めることができ、該温度ひび割れの数を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１ａは本発明のコンクリートスラブを具備する地下構造物を模式的に示した縦断面図であり、図１ｂはそのｂ−ｂ矢視図であり、図２はコンクリートスラブを製造するための製造装置の一実施の形態を示した斜視図である。なお、図示例は、管路内に冷触媒である空気を流す実施例を説明したものであるが、寒冷条件下では温触媒である空気が同様に管路に提供されるものである。
【００３６】
図示する鉄筋コンクリート製の地下構造物１００は、底版１０と、これから立ち上がる外側壁３０、対向する外側壁３０，３０間に配設された仕切壁４０と、これら外側壁３０、仕切壁４０上に位置する頂版２０とから大略構成されており、仕切壁４０の左右に空間５０Ａ，５０Ｂを有する２連構造物となっている。
【００３７】
この底版１０と頂版２０には、それらの断面の中央位置に、間隔を置いて複数の管路２Ａ，２Ｂが埋設されている。この管路２Ａ，２Ｂは、コンクリート打設後にその内部に冷触媒空気を流し、コンクリートの温度上昇を抑えるために供されるものである。なお、底版１０と頂版２０が本発明でいうコンクリートスラブであり、２ｍ以上の厚みを有するマスコンクリートである。一つの実施例として、図１ｂで示す管路２Ｂの管径を１．１ｍ程度とし、管路２Ｂ，２Ｂ間のピッチを１．９ｍ程度に設定することができる。
【００３８】
この地下構造物１００の製造方法を概説すると、まず、不図示の土留壁にて土圧もしくは土水圧を支保しながら地上から所定深度まで地盤の開削をおこない、底版１０、外側壁３０、頂版２０の順に躯体の構築がおこなわれる。なお、必要に応じて揚水処理や地盤改良などの補助工法が併用される。
【００３９】
次に、マスコンクリートである底版１０の施工方法を図２〜４に基づいて説明する。なお、図２は仕切壁が存在しない場合のコンクリートスラブの施工方法を説明するものであり、図１に示す地下構造物１００の底版１０の施工方法は、仕切壁筋が立ち上がる場合を説明した図４に基づくものである。
【００４０】
図２は、コンクリートスラブの施工方法を説明した図であり、より具体的には、型枠内にフレッシュコンクリートを打設する前の状況を説明したものである。
【００４１】
底枠１２と、側枠１１，…と、から型枠１を組み付け、底枠１２上にスペーサにてかぶりを確保した姿勢で２方向に延びるスラブ筋ＳＲを配筋し、さらに、側枠１１内に壁筋ＫＲを配筋する。
【００４２】
スラブ筋ＳＲ上にこれと間隔を置いて、３本の直線状の管路２，…を相互に間隔を置いて配設する。この管路２の配設レベルは、施工されるスラブの厚みのほぼ中央レベルであり、たとえばスラブ筋ＳＲに不図示のスペーサを支持させ、当該スペーサにて管路２を支持させる。
【００４３】
この管路２は、鋼管、コンクリート製、樹脂製、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）など、少なくともフレッシュコンクリートから受ける圧力に対して断面を保持できる適宜の素材から形成されている。また、図示例では、管路２の断面が（中空）円形であるが、そのほかにも中空の楕円形、矩形など、適宜の断面形状が選定できる。
【００４４】
また、管路２の外径はスラブ厚の１／３〜２／３程度の範囲に設定されており、２〜４ｍ程度のスラブ厚の場合には、管路２の外径を０．７〜１．５ｍ程度に設定でき、さらに、管路２の長さは、１０ｍ〜１８ｍ程度に設定できる。
【００４５】
管路２の両端近傍の側面には、管路内に冷触媒空気を吸気するための吸気口２１と、管路内を流れた冷触媒空気を排気するための排気口２２が設けてあり、たとえば地上に設置されたコンプレッサ３と吸気口２１が吸気ホース４にて連通される。さらに、排気口２２には排気ホース５の一端が連通され、各管路２に連通する排気ホース５，…の他端が蛇腹状の集排ホース６に収容されている。
【００４６】
図２にはフレッシュコンクリートは図示されていないが、型枠１内にコンクリートが充填されると、コンプレッサ３に吸気された（図中のＸ０方向）外気は、吸気ホース４を介し（図中のＸ１方向）、吸気口２１を介して管路２内を流れ（Ｘ２方向）、排気口２２、排気ホース５および集排ホース６を介して（Ｘ３方向）、地上へ排気される（Ｘ４方向）。この管路２への外気の送気と管路２からの排気は、所定時間に亘って連続的におこなわれるものである。なお、図示例では各管路２，…の吸気口２１，…を手前側に揃えて配設しているが、コンクリート内部温度分布の状況によっては、それらの配設位置が異なる形態であってもよい。
【００４７】
図３は、型枠１内にフレッシュコンクリートが打設され、外気の送気と排気がおこなわれている状況を説明した図である。
【００４８】
具体的には、フレッシュコンクリートが型枠１内に打設されると同時に連続的な外気の送気と排気が実行され、コンクリート内部の温度が最高温度かそれに近い温度となるまで、この外気の連続的な送気が実行され、コンクリート内部の温度上昇が抑制される。
【００４９】
次に、コンクリート内部の温度が最高温度となった段階で外気の送気を停止し、コンクリート内部の温度低下速度を可及的に緩やかにする。
【００５０】
上記する最高温度までのクーリング制御と最高温度以降の緩やかな温度低下制御により、従来のマスコンクリートに比して温度ひび割れ幅を狭くすることができ、温度ひび割れ数を低減することができる。
【００５１】
図４は、図１で示す地下構造物１００の底版１０を施工する方法を説明している。図示するように、スラブの中央付近で仕切壁筋ＫＲ’が立ち上がっていることから、同一軸Ｌに沿う直線状の管路は仕切壁筋ＫＲ’の左右にて分断された管路２Ａ，２Ｂから構成される。
【００５２】
各管路２Ａ，２Ｂには吸気口２１と排気口２２が設けてあり、型枠１内にコンクリートが打設されると、不図示のコンプレッサから吸気ホース４を介して冷触媒空気が送気され、管路内を流れ、排気ホース５を介して排気される。なお、図示例では、スラブの中央側に管路２Ａ，２Ｂの排気側が位置するようにして、一つの集排ホース６にて各排気ホース５，…の端部が収容されている。
【００５３】
図５で示すように、底版１０を構築し、外側壁３０、仕切壁４０を順次構築し、最後に頂版２０を構築することにより、マスコンクリートからなる底版および頂版を具備する地下構造物１００が構築される。なお、底版１０や頂版２０内には、冷触媒空気が送気される複数本の管路２，…が埋設された状態となっており、地下構造物の供用後には、この管路２を排気ダクトや汚水ダクトとして使用することも可能である。
【００５４】
[３次元ＦＥＭ温度応力解析とその結果]
本発明者等は、図１で示す２連の地下構造物の左右いずれかの１連構造をモデル化し、冷触媒空気が送気される管路を具備する本発明のコンクリートスラブを有する解析モデル（実施例）と、管路を具備しない従来構造の解析モデル（比較例）をコンピュータ内で３次元ＦＥＭモデルとしてモデル化し、温度応力解析をおこなった。ここで、解析において、外気温を２７℃の夏期施工条件とし、コンクリート打設後の１週間程度を外気送気期間とした。さらに、実施例の解析モデルにおける管路の径は１．１ｍであり、１．９ｍピッチで配設した。
【００５５】
実施例、比較例の解析条件に関し、上記以外の条件を以下の表１に、解析モデルと解析結果の温度分布を図６，７に、頂版、外側壁、底版の最高温度、最小ひび割れ指数およびひび割れ幅に関する解析結果を表２に示す。ここで、最小ひび割れ指数とは、コンクリート部材の引張強度特性値と引張主応力の比のことであり、１未満ではひび割れ危険度が高くなることを示すものである。また、開削工法における地下構造物（地下トンネルを含む）の許容ひび割れ幅は一般に０．３ｍｍに設定される。
【表１】
【表２】
【００５６】
図６に示す解析モデルＭ１は、頂版モデルＳＭ１、側壁モデルＷＭおよび底版モデルＳＭ２から構成され、一つの側壁モデルＷＭと底版モデルＳＭ２には型枠モデルＫＨが繋がれている。
【００５７】
一方、図７に示す解析モデルＭ２は、解析モデルＭ１とほぼ同様の構成となっているが、さらに、頂版モデルＳＭ１と底版モデルＳＭ２内に管路モデルＰＭが組み込まれている。
【００５８】
図６には解析結果の一つである温度分布が示されており、底版モデルＳＭ２の温度領域Ａ２は５５〜６０℃の温度領域であり、その内部の温度領域Ａ１は６０〜６６℃の温度領域である。また、頂版モデルＳＭ１の温度領域Ａ４は５５〜６０℃の温度領域であり、その内部の温度領域Ａ３は６０〜６６℃の温度領域である。側壁は頂版や底版に比してその厚みは薄く、したがってコンクリート温度はスラブよりも低い値を呈している。
【００５９】
これに対し、図７で示す解析結果においては、管路モデルＰＭを配したことにより、頂版モデルＳＭ１や底版モデルＳＭ２の中央に位置する温度領域Ａ８、Ａ５がそれらの外周に位置する温度領域Ａ９、Ａ６よりも低い温度となっており、温度領域Ａ８、Ａ５は４０〜４５℃、温度領域Ａ９、Ａ６が４５〜５０℃となっている。なお、この解析モデルＭ２では、底版モデルや頂版モデルの外周側の温度領域Ａ１０、Ａ７で最高温度を示し、およそ５６℃程度となっている。
【００６０】
上記する表２より、比較例に対して実施例の最高温度は１０℃程度も低くなり、その結果、許容ひび割れ幅（０．３０ｍｍ）を満足しない比較例のひび割れ幅（頂版で０．３４ｍｍ）が、実施例では０．０６ｍｍとなり、その２０％程度のひび割れ幅にまで狭められることが分かった。
【００６１】
さらに、最小ひび割れ指数に関し、比較例では、頂版で１未満となり、底版ではほぼ１となっており、いずれもひび割れの可能性が高くなっているのに対して、実施例では、頂版で１．６０、底版で１．５８となり、ひび割れ危険度が極めて小さくなっていることが分かる。
【００６２】
本解析により、マスコンクリートの打設後にその内部に配設された管路に冷媒空気を流すことにより、ひび割れ幅を大幅に狭められることが実証された。
【００６３】
しかも、本発明によるコンクリートスラブの施工方法では、直線状の管路を型枠内に設置するだけの極めて簡易な方法によるものであり、さらには、地上の外気を冷触媒に使用することで触媒供給動力源の負荷を可及的に低くすることができる（よって、小出力動力源の使用が可能）ことより、製造コストを高騰させることなく、品質に優れたマスコンクリートスラブを具備する地下構造物を構築することができる。さらに、管路の体積分だけスラブコンクリート量を低減でき、もってコンクリートの打設回数が低減され、工費の大幅な削減に繋がるものである。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）は本発明のコンクリートスラブを具備する地下構造物を模式的に示した縦断面図であり、（ｂ）はそのｂ−ｂ矢視図である。
【図２】コンクリートスラブの施工方法の一実施の形態を示した斜視図である。
【図３】型枠内に打設されたフレッシュコンクリートを冷触媒空気にて冷却している状況を説明した斜視図である。
【図４】コンクリートスラブの施工方法の他の実施の形態を示した斜視図である。
【図５】側壁の途中レベルまで施工が完了した状態を説明した斜視図である。
【図６】３次元ＦＥＭ温度応力解析で使用された従来のコンクリート構造物の解析モデルと、解析結果を示した模式図である。
【図７】３次元ＦＥＭ温度応力解析で使用された本発明のコンクリートスラブを具備するコンクリート構造物の解析モデルと、解析結果を示した模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…型枠、１１…側枠、１２…底枠、２，２Ａ，２Ｂ…管路（クーリングパイプ）、２１…吸気口、２２…排気口、３…コンプレッサ、４…吸気ホース、５…排気ホース、６…集排ホース、１０…底版、２０…頂版、３０…外側壁、４０…仕切壁、５０Ａ，５０Ｂ…空間、１００…地下構造物、ＫＲ…壁筋、ＫＲ’…仕切壁筋、ＳＲ…スラブ筋、Ｍ１…従来のコンクリート構造物の解析モデル、Ｍ２…本発明のコンクリートスラブを具備するコンクリート構造物の解析モデル、ＰＭ…管路モデル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブの施工方法であって、
スラブ用の型枠内に、複数の直線状の管路を間隔を置いて設置し、
前記型枠内にコンクリートを打設し、各管路に冷触媒もしくは温触媒となる空気を流す、コンクリートスラブの施工方法。
【請求項２】
前記型枠内に打設されたコンクリートが略最高温度となるまで各管路に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させる、請求項１に記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項３】
前記コンクリート構造物が、コンクリートスラブである底版および頂版と、外側壁と、を有し、さらに仕切壁にて２以上の空間を有する多連構造物の場合に、
前記管路がコンクリートスラブ内における前記仕切壁の上方もしくは下方で不連続となるように、型枠内に管路を配設する、請求項１または２に記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項４】
前記管路の高さがコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項５】
コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブであって、
前記コンクリートスラブには、間隔を置いて配設された複数の直線状の管路が埋設されており、該管路は、冷触媒もしくは温触媒となる空気を流してコンクリート打設後のコンクリート温度の低下もしくは低下抑止に供される、コンクリートスラブ。
【請求項６】
前記管路の高さがコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲である、請求項５に記載のコンクリートスラブ。
【請求項１】
コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブの施工方法であって、
スラブ用の型枠内に、複数の直線状の管路を間隔を置いて設置し、
前記型枠内にコンクリートを打設し、各管路に冷触媒もしくは温触媒となる空気を流す、コンクリートスラブの施工方法。
【請求項２】
前記型枠内に打設されたコンクリートが略最高温度となるまで各管路に空気を流し、コンクリートが略最高温度となった際に空気の流れを停止させる、請求項１に記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項３】
前記コンクリート構造物が、コンクリートスラブである底版および頂版と、外側壁と、を有し、さらに仕切壁にて２以上の空間を有する多連構造物の場合に、
前記管路がコンクリートスラブ内における前記仕切壁の上方もしくは下方で不連続となるように、型枠内に管路を配設する、請求項１または２に記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項４】
前記管路の高さがコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリートスラブの施工方法。
【請求項５】
コンクリート構造物を構成するコンクリートスラブであって、
前記コンクリートスラブには、間隔を置いて配設された複数の直線状の管路が埋設されており、該管路は、冷触媒もしくは温触媒となる空気を流してコンクリート打設後のコンクリート温度の低下もしくは低下抑止に供される、コンクリートスラブ。
【請求項６】
前記管路の高さがコンクリートスラブの厚みの１／３〜２／３の範囲である、請求項５に記載のコンクリートスラブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３５８０８（Ｐ２００９−２３５８０８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８４３８６（Ｐ２００８−８４３８６）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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