説明

高強度コンクリートの施工方法

【課題】打設した高強度コンクリートの養生を簡便に且つしっかりと行うことができる高強度コンクリートの施工方法を提供する。
【解決手段】高強度コンクリートの施工方法によって、例えば柱100を構築する。まず、棒材20やパイプ材30が存在する空間10a’内に高強度コンクリートを打設する。この高強度コンクリートの表面は打ち継ぎ面となる。このとき、打ち継ぎ面からは、棒材20やパイプ材30が突出している。続いて、この打ち継ぎ面に泡沫310を配置する。その後、打ち継ぎ面の上方にコンクリートを打設する。このようにして、高強度コンクリートの打ち継ぎを行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高強度コンクリートの施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高層建築物を施工する際には、まず、建築物の主筋などの周囲を囲むように型枠を設置し、続いて、型枠によって形成された空間内にコンクリートを打設する。コンクリートの打設は、鉛直方向に打ち継ぎながら行われる。主筋などは、最終的には、コンクリート内に埋設される。
【0003】
ここで、打ち継ぎの際に形成される打ち継ぎ面では、打設したコンクリートが露出するため、コンクリートが乾燥する。そこで、乾燥を防止するために、コンクリートが硬化するまでの間、コンクリート表面を覆っている(養生)。コンクリート表面を覆うものとして、合成樹脂エマルジョンや合成ゴムラテックス等の蒸発抑止膜(例えば、特許文献1参照)や、養生シートが提案されている。
【0004】
ところで、近年では、高層建築物の構造躯体材料として、普通コンクリートよりも強度が高い高強度コンクリート(設計基準強度37N/mm2以上のコンクリート)が使用されることが多い。
【特許文献1】特開昭63−134752号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、コンクリートに埋設される主筋などは、コンクリートの厚みを部分的に小さくする(断面欠損)。このため、コンクリートに、特には主筋間において、ひび割れが生じやすい。ひび割れの大きさや本数によっては、建築物の構造的な欠陥となる可能性がある。
【0006】
また、コンクリートが高強度コンクリートである場合、ブリーディング水の量が、普通コンクリートの場合よりも少ない。このため、高強度コンクリートは、普通コンクリートに比べて、表面が乾燥しやすい。この乾燥に起因して、高強度コンクリートの表面には、打設直後から、こわばり(偽凝結)が発生する。そして、表面の乾燥(こわばりを含む)などのために、高強度コンクリートには、プラスチックひび割れが生じやすい。したがって、高強度コンクリートを打設した場合には、養生をしっかりと行う必要がある。
【0007】
さらに、建築物の主筋などは、最終的にはコンクリートに埋設されるものの、打ち継ぎの際には、打ち継ぎ面から突出することになる。このように突出した主筋を避けるように、上記蒸発抑止膜や上記養生シートを配置するのは、非常に手間がかかり煩雑である。具体例を挙げると、突出した主筋に合わせて養生シートを配置する場合、養生シートを例えば短冊状に裁断し、裁断した養生シートを個別に敷き詰める必要がある。
【0008】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、打設した高強度コンクリートの養生を簡便に且つしっかりと行うことができる高強度コンクリート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】
【0009】
かかる目的を達成するために、本発明の高強度コンクリートの施工方法は、補強材又は設備材が存在する空間内に高強度コンクリートを先行打設するステップと、前記補強材又は設備材が突出する、前記高強度コンクリートの打ち継ぎ面に、泡沫を配置するステップと、前記打ち継ぎ面の上方にコンクリートを後行打設して打ち継ぐステップとを有することを特徴とする。
【0010】
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、泡沫により、打ち継ぎ面が覆われるので、高強度コンクリートの養生を行うことができる。ここで、泡沫は、打ち継ぎ面から突出している補強材又は設備材の周囲を容易に取り囲むので、高強度コンクリートの養生を簡便に且つしっかりと行うことができる。
【0011】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は、前記高強度コンクリートを先行打設した直後に、前記打ち継ぎ面に配置されること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、高強度コンクリートの乾燥、特に表面のこわばりをより確実に防止することができる。
【0012】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は、注入手段を用いて、ある補強材又は設備材と、他の補強材又は設備材との間に注入されることによって、前記打ち継ぎ面に配置されること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、注入手段を用いるので、ある補強材又は設備材と、他の補強材又は設備材との間のような、手が入りにくい狭い空間へも泡沫を容易に配置することができる。
【0013】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は、前記打ち継ぎ面に配置された後に自然消滅すること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、泡沫を除去する必要をなくすことができる。このため、手間がかからない。
【0014】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は、先行打設された前記高強度コンクリートが凝固を開始するまで、前記泡沫による前記打ち継ぎ面の保湿が維持されるような厚さとなるように、前記打ち継ぎ面に配置されること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、先行打設された高強度コンクリートが凝固を開始する前における、高強度コンクリートの乾燥(表面のこわばりを含む)を確実に防止することができる。
【0015】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は白色であること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、白色の泡沫が、照射される日光を反射するので、高強度コンクリートの表面温度の上昇を抑えることができる。これにより、高強度コンクリートの乾燥をより確実に防止することができる。
【0016】
かかる高強度コンクリートの施工方法であって、前記泡沫は、発泡モルタルの原料となる起泡剤を用いて生成されていること、が望ましい。
このような高強度コンクリートの施工方法によれば、泡沫の素となる起泡剤が発泡モルタルの原料であるので、先行打設された高強度コンクリートや後行打設されたコンクリートと接触しても、それらコンクリートに対して悪影響を及ぼさない。このため、コンクリートの良好な性質を発揮(維持)させることが可能である。
【発明の効果】
【0017】
本発明の高強度コンクリートの施工方法によれば、高強度コンクリートを打ち継ぐ際において、打設した高強度コンクリートの養生を簡便に且つしっかりと行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の一実施形態としての高強度コンクリートの施工方法について図面に基づいて説明する。
【0019】
図1は、本発明の実施形態に係る高強度コンクリートの施工方法によって構築された建築物としての柱の外観を示す斜視図である。図2は、図1に示すような柱(建築物)を施工するときの施工手順を示すフローチャート(工程図)である。図3は、図2のステップS20において型枠が設置されたときの状態を示す斜視図である。図4は、図2のステップS30で打設された高強度コンクリートの表面に泡沫を配置するときの状態を示す断面図である。図5は、図2のステップS10〜S50の工程を経て構築された柱(建築物)の外観を示す斜視図である。
【0020】
本実施形態に係る高強度コンクリートの施工方法は、高強度コンクリートを打ち継ぎながら、柱、梁、基礎、壁などの建築物を構築する際に実施可能である。以下の説明では、図1に示すような柱100を構築する場合を例に挙げて説明する。この柱100は、図1に示すように、下方コンクリート10aと、上方コンクリート10bとを備えている。柱100は、高強度コンクリートを鉛直方向に打ち継ぐことで構築される。このため、上方コンクリート10bは、下方コンクリート10aの天端面をなす打ち継ぎ面の上方に配置されている。
【0021】
続いて、図1に示す柱100を構築するときの施工手順を、高強度コンクリートの打ち継ぎを中心に、説明する。
【0022】
図2に示すように、まず、柱100に配設される補強材の配筋と、設備材の配管とを行う(ステップS10)。補強材は、例えば鋼鉄製の棒材20(図3〜図5参照)であり、主に、柱100の鉛直方向に沿って複数配置される。したがって、棒材20は、柱100の主筋をなすことになる。また、複数の棒材20の周囲には、図3〜図5に示すように、線材21も配置されている。線材21は、主筋に対する副筋として機能するものであり、これも補強材の一例である。また、設備材は、例えば中空のパイプ材30(図3参照)である。
【0023】
次に、柱100の下方コンクリート10aを形成するための複数の型枠200を組み立てるように設置する(ステップS20)。設置した型枠200によって囲まれた空間内には、図3に示すように、棒材20やパイプ材30が存在することになる。そして、棒材20やパイプ材30が存在する空間であって、予め設定した天端レベルまでの空間10a’(図3参照)に、高強度コンクリートを打設する(ステップS30)。高強度コンクリートの設計基準強度は、例えば60N/mm2である。そして、このようにして打設された高強度コンクリートの表面(天端面)は、打ち継ぎ面となる。
【0024】
続いて、打設した高強度コンクリートの表面、すなわち打ち継ぎ面に、図4に示すように、泡沫310を配置する(ステップS40)。泡沫310の配置は、高強度コンクリートを打設した直後に行うことが好ましい。
【0025】
ここで、高強度コンクリートの表面からは、棒材20及びパイプ材30が突出している。しかし、ここで配置される泡沫310は、不定形であるため、棒材20及びパイプ材30の周囲を容易に取り囲むことが可能である。このため、泡沫310は、高強度コンクリートの表面(打ち継ぎ面)を全域に亘って覆い、保湿する。これにより、高強度コンクリートの養生が行われる。また、泡沫310は、空気層を構成する。空気層は断熱効果が高い。このため、高強度コンクリートの養生を適切な環境下で行うことができる。
【0026】
また、本実施形態では、泡沫310の配置の際、図4に一部を示す発泡機300を用いる。発泡機300は、泡沫310の素となる起泡剤と、気体(例えば空気)とを所定の割合で混合し撹拌することで、均一な泡沫310を生成するものである。このとき、起泡剤の体積が増すので、起泡剤の使用量は少なくてよい。そして、図4に示すように、発泡機300のホースの先端にある吐出口300a(ノズル)を、棒材20やパイプ材30の近傍であって打ち継ぎ面近傍に近付け、吐出口300aから泡沫310を吐出させる。これにより、泡沫310は、棒材20と棒材20との間や、棒材20とパイプ材30との間に注入されることになる。ここで、高強度コンクリート表面に配置される泡沫310の厚さは、後述する泡沫保持時間に応じて調整される。本実施形態では、泡沫310の厚さが40mmとなるように、泡沫310の吐出量が調整される。
【0027】
泡沫310の素となる起泡剤としては、界面活性剤を主成分とする起泡剤を所定の溶媒で例えば100倍に希釈したものを用いる。起泡剤としては、発泡モルタルの原料として用いられる起泡剤を用いることが好ましい。このような起泡剤の例としては、炭化水素系界面活性剤(例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩)を主成分とし、気泡安定剤として各種セルロース誘導体やポリビニルアルコール、脂肪族アルコール、水溶性高分子等を併用したもの、を挙げることができる。このような発泡モルタルの原料を起泡剤として用いることにより、泡沫310(又は泡沫310が自然消滅した後に残存する起泡剤)が、凝固前や凝固後のコンクリートに接触しても、コンクリートに対して悪影響を及ぼさない。このため、コンクリートの良好な性質を発揮(維持)させることが可能である。また、本実施形態では、上述したような起泡剤を用いることにより、泡沫310を白色としている。
【0028】
そして、打設した高強度コンクリートの表面に泡沫310を配置した状態で、例えば20時間放置する(ステップS50)。この放置の間に、高強度コンクリートの凝固(凝結)が進行する。なお、高強度コンクリートが凝結を開始する時刻(始発時間)は、原料の練混ぜを開始してから6〜8時間後である。したがって、高強度コンクリートを打設してから6〜8時間に亘って放置することで、高強度コンクリートの凝結が確実にみとめられることになる。
【0029】
また、この放置の間に、泡沫310は徐々に自然消滅していき、その厚みが徐々に小さくなる。最終的には、泡沫310は、完全に自然消滅する。ここで、泡沫310による高強度コンクリートの保湿を十分な時間に亘って維持するためには、泡沫310が完全に自然消滅するまでの時間(以下、「泡沫保持時間」という)が、上述した高強度コンクリートの凝結が確実にみとめられるまでに必要な時間(6〜8時間)とほぼ同じ、又はそれよりも長いことが好ましい。ところで、泡沫保持時間は、泡沫310の厚さを調整することによって、調整することができる。そこで、本実施形態では、泡沫310の厚さを、泡沫310を配置する際に、例えば40mm以上とすることで、6〜8時間の泡沫保持時間が確保されるように調整している。
【0030】
その後、泡沫310の自然消滅と高強度コンクリートの凝結とが確認されたら、作業者は、更なる打ち継ぎ(他の打ち継ぎ面の形成)を行うか否かを判断する(ステップS60)。なお、通常は、更なる打ち継ぎを行うか否かは、施工開始前に判明している。したがって、ここでは、後続の打ち継ぎ作業があるか否かを確認することになる。
【0031】
更なる打ち継ぎが必要である場合には(ステップS60でYES)、ステップS20〜S50の作業を繰り返す。本実施形態では、上方コンクリート10bを構築するために、高強度コンクリートの打ち継ぎを行う。打ち継ぎの前に、必要に応じて、型枠200の撤去や更なる配筋や更なる配管を行ってもよい。図5には、下方コンクリート10aを構築するために用いた型枠200が撤去された後の状態であって、上方コンクリート10bを形成するための型枠を設置する前の状態が示されている。図5に示すように、泡沫310は自然消滅している。
【0032】
一方、更なる打ち継ぎが必要でない場合には(ステップS60でNO)、最終打設を行う(ステップS70)。本実施形態では、図示していないが、上方コンクリート10bのさらに上方に高強度コンクリートが打設される。これにより、打ち継ぎ面から突出している棒材20及びパイプ材30や、線材21が埋設される。なお、最終打設した高強度コンクリートの表面に要求されている平滑さに応じて、均しやコテ押さえを行ってもよい。その後、不要となった型枠200などを撤去する(ステップS80)。そして、本工程を完了する。こうして、棒材20、線材21、及びパイプ材30が埋設された柱100(図1)が構築される。
【0033】
本実施形態の高強度コンクリートの施工方法によれば、打設した高強度コンクリートの表面(打ち継ぎ面)に、泡沫310が配置される(ステップS40)。この泡沫310により、打ち継ぎ面を覆って高強度コンクリートの保湿を行うことで、高強度コンクリートの養生が行われる(ステップS50)。ここで、泡沫310は、打ち継ぎ面から突出する棒材20及びパイプ材30の周囲を容易に取り囲む。このため、高強度コンクリートの養生を簡便に且つしっかりと行うことができる。具体的には、高強度コンクリートの表面の乾燥(こわばりを含む)を防止することができ、その結果、プラスチックひび割れの発生を抑制することができる。
【0034】
ところで、棒材20やパイプ材30は、高強度コンクリートに埋設されるため、高強度コンクリートの断面欠損となる。しかし、本実施形態によれば、高強度コンクリートの養生がしっかりと行われるため、断面欠損に起因するひび割れの発生も抑制することができる。
【0035】
また、本実施形態のように、泡沫310の配置を、高強度コンクリートを打設した直後に行うことで、高強度コンクリートの乾燥を確実に防止することができる。特に、高強度コンクリート打設直後から発生する表面のこわばりの発生を抑制することができる。
【0036】
また、泡沫310を配置するために、発泡機300が用いられる。このため、泡沫生成作業が簡便となる。また、発泡機300には、吐出口300aを有するホースが設けられているので、泡沫配置作業が簡便である。特に、図4に示した例では、複数の棒材20や線材21のために、棒材20と棒材20との間や、棒材20とパイプ材30との間に手が入りにくくなっているが、発泡機300を用いることにより、このような狭い空間であっても、棒材20間や、棒材20及びパイプ材30の間に泡沫310を容易に注入することが可能となる。
【0037】
さらに、泡沫310は、打ち継ぎ面に配置された後に、自然消滅する(ステップS50)。このため、泡沫310を高強度コンクリートの表面から除去する必要をなくすことができる。なお、泡沫310に代えて、従来のように、養生シートや蒸発抑止膜を配置した場合には、撤去する必要がある。このため、本実施形態では、手間がかからない。
【0038】
また、上述した実施形態では、泡沫310を配置する際に泡沫310の厚さを調整することによって、泡沫保持時間を、上述した高強度コンクリートの凝結が確実にみとめられるまでに必要な時間とほぼ同じ、又はそれよりも長くなるように調整している。言い換えると、泡沫310は、打設された高強度コンクリートが凝結を開始するまで、泡沫310による打ち継ぎ面の保湿が維持されるような厚さとなるように、打ち継ぎ面に配置される。これにより、泡沫310による高強度コンクリートの保湿を十分な時間に亘って維持することができる。このため、高強度コンクリートの乾燥(表面のこわばりを含む)を確実に防止することができる。
【0039】
また、上述した実施形態では、泡沫310が白色であるので、高強度コンクリートの表面に向かって照射する日光を、泡沫310で反射することができる。このため、高強度コンクリートの表面温度の上昇を抑えることができる。これにより、高強度コンクリートの乾燥をより確実に防止することができる。なお、高強度コンクリートの表面に日光が照射されにくい場合などには、泡沫310として、白色のものを準備しなくてもよい。つまり、泡沫310は白色でなくてもよい。
【0040】
なお、上述した実施形態では、泡沫310の生成に、発泡機300を用いている。この発泡機300は、噴出装置付きのものが好ましい。噴出装置付きの発泡機300を用いることにより、泡沫310を噴出させることが可能となる。これにより、供給口300aを高強度コンクリートの表面に近付ける必要がなくなり、泡沫配置作業がより簡便となる。また、棒材20やパイプ材30間の空間に泡沫310を確実に配置したい場合には、噴出装置による噴出圧力を下げて、供給口300aを高強度コンクリートの表面に近付ければよい。
【0041】
又は、泡沫310の生成に、発泡機300を用いなくてもよい。発泡機300を用いない場合、泡沫310の素となる液体を容器内でハンドミキサーなどを用いて空気と撹拌することにより泡沫310を生成する。泡沫310の配置は、容器からシャベル等で掬うことで、又は、容器を傾けることで可能となる。
【0042】
なお、高強度コンクリートの凝結が確実にみとめられるまでに必要な時間は、高強度コンクリートの成分、施工時の環境(例えば気温や湿度)、及び日照の有無などによって異なる。したがって、泡沫310を配置する際の泡沫310の厚さも、高強度コンクリートの凝結が確実にみとめられるまでに必要な時間に応じて適宜調整することが好ましい。また、上述した実施形態では、泡沫保持時間を泡沫310の厚さを調整することで調整したが、泡沫310の素となる起泡剤を希釈するときの希釈率や、泡沫310の素となる起泡剤の成分を調整することによって調整してもよい。
【0043】
また、上述した実施形態では、起泡剤(泡沫310の素)として、炭化水素系界面活性剤を主成分とし、気泡安定剤として各種セルロース誘導体やポリビニルアルコール、脂肪族アルコール、水溶性高分子等を併用したもの、を用いるとした。ここで、炭化水素系界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、及び非イオン界面活性剤が挙げられる。好適に使用できるのは、アニオン界面活性剤であり、RCOONa等:カルボン酸塩、ROSO3Na等:硫酸エステル塩、RSO3Na等:スルホン酸塩等、公知のものであり、具体的には高級脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(既述)、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、N−アシルアルキルタウリン塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸等が挙げられる。
【0044】
また、上記起泡剤に代えて、他の起泡剤を用いてもよい。例えば、蛋白質界面活性剤を主成分として、さらに鉄塩や水溶性高分子等を併用したものを用いてもよい。ここで、蛋白質系界面活性剤としては、ケラチン加水分解物(ケラチン加水分解蛋白質)や、コラーゲン加水分解物等が挙げられる。さらにいうと、泡沫310の素は、起泡剤に限られることはない。泡立つ材料であって、高強度コンクリートなどのコンクリートに悪影響を及ぼさない材料であればいかなる材料であってもよい。
【0045】
また、上述した実施形態では、高強度コンクリートを打設(先行打設)して下方コンクリート10aを構築し、その後、下方コンクリート10aの上方に、高強度コンクリートを打設(後行打設)した。しかし、後行打設されるコンクリートは、普通コンクリートであってもよい。同様に、最終打設されるものは、高強度コンクリートであっても、普通コンクリートであってもよい。
【0046】
また、上述した実施形態では、主に柱100を建築物(の一部)として構築する場合について説明したが、上述した説明は、柱100以外の建築物、例えば、梁、基礎、又は壁を構築する場合についても適用することができる。
【0047】
また、上述した実施形態では、補強材は、棒材20や線材21であるとしたが、他のものであってもよく、例えば、H形鋼であってもよい。また、設備材は、パイプ材30であるとしたが、パイプ材30に限られることはなく、また、単数に限られることもない。
【0048】
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の実施形態に係る高強度コンクリートの施工方法によって構築された建築物としての柱の外観を示す斜視図である。
【図2】図1に示すような柱(建築物)を施工するときの施工手順を示すフローチャート(工程図)である。
【図3】図2のステップS20において型枠が設置されたときの状態を示す斜視図である。
【図4】図2のステップS30で打設された高強度コンクリートの表面に泡沫を配置するときの状態を示す断面図である。
【図5】図2のステップS10〜S50の工程を経て構築された柱(建築物)の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0050】
10a 下方コンクリート、10a’ 空間、10b 上方コンクリート、
20 棒材、21 線材、30 パイプ材、100 柱、200 型枠、
300 発泡機、300a 吐出口(ノズル)、310 泡沫

【特許請求の範囲】
【請求項1】
補強材又は設備材が存在する空間内に高強度コンクリートを先行打設するステップと、
前記補強材又は設備材が突出する、前記高強度コンクリートの打ち継ぎ面に、泡沫を配置するステップと、
前記打ち継ぎ面の上方にコンクリートを後行打設して打ち継ぐステップと、
を有することを特徴とする高強度コンクリートの施工方法。
【請求項2】
前記泡沫は、前記高強度コンクリートを先行打設した直後に、前記打ち継ぎ面に配置されることを特徴とする請求項1に記載の高強度コンクリートの施工方法。
【請求項3】
前記泡沫は、注入手段を用いて、ある補強材又は設備材と、他の補強材又は設備材との間に注入されることによって、前記打ち継ぎ面に配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高強度コンクリートの施工方法。
【請求項4】
前記泡沫は、前記打ち継ぎ面に配置された後に自然消滅することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の高強度コンクリートの施工方法。
【請求項5】
前記泡沫は、先行打設された前記高強度コンクリートが凝固を開始するまで、前記泡沫による前記打ち継ぎ面の保湿が維持されるような厚さとなるように、前記打ち継ぎ面に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の高強度コンクリートの施工方法。
【請求項6】
前記泡沫は白色であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の高強度コンクリートの施工方法。
【請求項7】
前記泡沫は、発泡モルタルの原料となる起泡剤を用いて生成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の高強度コンクリートの施工方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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