(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記流水層の下端部が断面U字状に折り曲げられていることにより、端部に通水路が形成されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のコンクリート養生装置。
【背景技術】
【0002】
コンクリート構造物は、脱型後の乾燥収縮によって表面にひび割れが生じるおそれがある。
そのため、例えば、トンネル工事では、脱型後の覆工コンクリートの表面の湿潤状態を保持することを目的として、覆工コンクリートの表面にミスト(水蒸気)を噴霧する散水養生や、覆工コンクリートの表面に沿って水の層を形成する(水を供給する)湛水養生等を採用する場合がある。
【0003】
例えば、特許文献1には、覆工コンクリートの表面をシートにより覆い、覆工コンクリートとシートとの間の空間に超音波加湿器により発生された水蒸気を充満させる養生方法が開示されている。
また、特許文献2には、一面側に多数の凸部を有した養生シートを覆工コンクリートの表面に添着させるとともに、覆工コンクリートの頂部において養生シートと覆工コンクリートとの間に散水手段を配設し、この散水手段から散水することで養生シートと覆工コンクリートとの隙間に水を流す養生方法が開示されている。なお、養生シートは、吸引手段によって、凸部の周囲を負圧にすることでコンクリートに密着されている。
【0004】
また、特許文献3には、不透水シートにメッシュの浸水物を添着した養生シートと、養生シートとコンクリート間の上端部に連通した有孔パイプとを備え、有孔パイプから散水した養生水を、浸水物を通して吸引するコンクリート養生装置が開示されている。
また、特許文献4には、脱型後の覆工コンクリート面に沿ってアーチ状のバルーンを密着させるとともに、当該覆工コンクリート面に水を供給する方法が開示されている。
【0005】
なお、特許文献5には、パネルフォームを装着させた状態で型枠を展開させて、コンクリートを打設した後、パネルフォームを存置させたまま型枠を撤去した状態でコンクリートの養生を行う覆工コンクリートの構築方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1の養生方法は、覆工コンクリートの表面から隙間をあけてシートを設置する必要があるため、設置作業に手間がかかるとともに、超音波加湿器の電気配線、水の供給路等を備えた複雑な構成のため、設備費や維持管理等にコストがかかる。
また、特許文献2の養生方法は、養生シートと覆工コンクリートとの隙間を流れる水が一定の水みちを流れることで、覆工コンクリートの表面の全体にわたって均一に湿潤させることができないおそれがあった。コンクリート表面を均一に養生できないと、出来形にムラが生じるおそれがある。
【0008】
また、特許文献2および特許文献3に記載の養生方法は、吸引手段を要するため、設備費や管理にコストがかかる。また、吸引手段によって、吸引することで養生シートに皺ができやすく、コンクリートの表面に悪影響をおよぼすおそれがあるとともに、皺によって養生水の流れが妨げられ、養生水がコンクリートの表面に行きわたらないおそれがある。さらに、吸引手段によって負圧にすることで、養生シートの凸部をコンクリート面に密着させるため、凸部の先端面とコンクリートとの接触面に養生水がいきわたらないおそれがある。
特許文献4に記載の養生方法は、コンクリート表面に直接養生水を流すため、コンクリート表面が溶脱するおそれがある。
【0009】
特許文献5に記載の養生方法は、パネルフォームを存置させているものの、給水養生や湛水養生に比べてコンクリートの乾燥収縮が進行するおそれがある。パネルフォームが密着した状態で乾燥収縮が進行すると、コンクリート表面が荒れるおそれがある。
【0010】
このような観点から、本発明は、比較的簡易かつ安価に、均一な養生を行うことができるコンクリート養生装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するための本発明のコンクリート養生装置は、コンクリートの表面に水分を供給する給水層と、前記給水層の裏面に沿って形成された流水層とを備え、前記給水層は、不織布または織布
と、前記不織布または前記織布の裏面に配管された給水管とを有し、前記流水層は、表面に複数の凸部を有した樹脂製のシート材からなり、前記凸部の先端が前記給水層の裏面に当接されていることを特徴としている。
【0012】
かかるコンクリート養生装置によれば、給水層全体に水分が浸透するため、コンクリート表面全体を均一に湿潤させることができる。
また、特別な設備等を要しないため、設備費や維持管理等にコストがかかることもない。
また、不織布または織布からなる給水層を介してコンクリート表面に水分を供給するため、水の流れによってコンクリート表面の成分が溶脱することはない。すなわち、水分は不織布または織布の繊維同士の隙間を浸透することでコンクリートの表面に供給されるため、コンクリート表面における水の流速が小さく、コンクリート表面が浸食され難い。
【0013】
前記凸部が、養生水の流下方向に対して千鳥状に配置されていれば、流下する養生水が凸部により分散し、コンクリートに対して全面的に水分を供給することより効率的に養生を行うことが可能となる。
また、下端部において前記流水層を断面U字状に折り曲げて通水路を形成すれば、養生シート下端部からの養生水の流出を防止し、ひいては、コンクリート構造物の周囲の地盤部分において、養生水の浸み込みによる泥ねい化や水たまりによる汚れを防止することができる。
さらに、コンクリートと給水層(不織布または織布)との間に網体(フラットヤーン)が介設されていれば、コンクリートと給水層とが付着することを防止できる。そのため、コンクリート養生装置の転用回数を増やすことが可能となる。
前記給水層は、熱融着で前記流水層に固定されているのが望ましい。
【0014】
なお、前記コンクリートがトンネルの覆工コンクリートである場合には、前記給水層は、前記覆工コンクリートの全面を覆う第一不織布と、前記覆工コンクリートの肩部よりも上部分を覆う第二不織布と、前記第一不織布と前記第二不織布との間に配管された給水管とを有していてもよい。
【0015】
かかるコンクリート養生装置によれば、トンネルの上部(肩部よりも上部分)では、余剰水が重力によって流水層に至るが、この余剰水は、流水層内をトンネル下部にむけて流下し、トンネルの下部の給水層に水が供給されるため、覆工コンクリートの全体に水分を供給することが可能となる。
【0016】
第二の発明に係るコンクリート養生装置は、コンクリートの表面に沿って形成された流水層を備えており、前記流水層は表面に複数の凸部を有した樹脂製のシート材からなり、前記凸部が千鳥状に配置されていることを特徴としている。
また、第三の発明に係るコンクリート養生装置は、コンクリートの表面に沿って形成された流水層を備えており、前記流水層は、表面に複数の凸部を有した樹脂製のシート材からなり、下端部が断面U字状に折り曲げられていることにより、端部に通水路が形成されていることを特徴としている。
【0017】
前記凸部が、円錐台状であれば、円柱状の場合に比べて給水層への接触率(接触面積)が小さくなるため、養生水の給水効率が向上する。この場合、流水層と給水層との接触面積は、給水層全体の面積の10%未満であるのが望ましい。
前記シート材の曲げ剛性が5N/巾25mm以上、好ましくは5〜20N/巾25mmの範囲内であれば皺になりにくく、かつ、圧縮性に優れている。そのため、シート材に皺が形成されることによって養生水の流路が閉塞されることがなく、養生水をコンクリート全体に供給することができる。また、シート材は、圧縮性に優れ潰れにくいため、シート材が潰れることで養生水の流路が閉塞されることがない。
【発明の効果】
【0018】
本発明のコンクリート養生装置によれば、比較的簡易かつ安価に、より均一な養生を行うことで、高品質なコンクリートを形成することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の実施形態では、
図1に示すように、トンネルTの施工時に、覆工コンクリートC
Tの養生に使用するコンクリート養生装置1について説明する。
コンクリート養生装置1は、脱型後の覆工コンクリートC
Tの表面に当接させる。
コンクリート養生装置1は、その内面に配設された抑え部材2により、覆工コンクリートC
Tの内面に押し当てられている。
【0021】
本実施形態では、抑え部材2として、空気により膨らむバルーンを採用している。抑え部材2を構成するバルーンは、トンネルT(覆工コンクリートC
T)の内面形状に応じて円弧状に形成されていて、コンクリート養生装置1に対して押圧力を付与する。
なお、抑え部材2の構成は限定されるものではなく、例えば、鋼材等を組み合わせることにより形成された仮設支持部材等であってもよい。
【0022】
コンクリート養生装置1は、
図2(a)および(b)に示すように、給水層3および流水層4を備えている。
給水層3は、覆工コンクリートC
Tに当接していて、覆工コンクリートC
Tの表面に水分(養生水W)を供給する。
【0023】
本実施形態の給水層3は、トンネル下部(アーチ肩部よりも下側の側壁部分)とトンネル上部(アーチ肩部よりも上部分)とにおいて、異なる構成を有している。
すなわち、トンネル下部の給水層3では、
図2(a)に示すように、覆工コンクリートC
Tの内面(表面)を覆う不織布(第一不織布31)のみで形成されている。一方、トンネル上部の給水層3では、覆工コンクリートC
Tの表面を覆う第一不織布31と、第一不織布31の内面(裏面)を覆う第二不織布32と、第一不織布31と第二不織布32との間に配管された給水管33とにより形成されている。
【0024】
第一不織布31は、トンネル上部とトンネル下部との間で連続しており、覆工コンクリートC
Tに当接した状態で覆工コンクリートC
Tの全面(養生対象領域の全体)を覆っている。
第一不織布31は、覆工コンクリートC
Tの周長(トンネル周方向の長さ)よりも大きい長さを有していて、両端部(下端部)を折り曲げた状態で配設されている(
図3参照)。なお、第一不織布31の長さは限定されるものではなく、例えば、覆工コンクリートC
Tの周長(トンネル周長)と同じ長さであってもよい。
第一不織布31のトンネル軸方向の長さは、覆工コンクリートC
Tの打設スパン長と同等の長さ(本実施形態では10.5乃至12.0m)を有している。
【0025】
第二不織布32は、覆工コンクリートC
Tの上部(アーチ肩部よりも上部分)を覆う長さを有している。なお、第二不織布32によって覆工コンクリートC
Tを覆う範囲は適宜設定すればよく、例えば、中心角45°よりも上部分とすればよい。
本実施形態では、第二不織布32として、第一不織布31と同様の物性を有したものを使用するが、第一不織布31と第二不織布32は、異なる物性を有していてもよい。
【0026】
本実施形態では、不織布31,32として、親水性ポリプロピレンからなるシンワ株式会社製の不織布(6670−1W)を使用するが、不織布31,32に使用する材料は限定されにない。本実施形態で使用する不織布31,32の物性を表1に示す。
【0028】
給水管33は、覆工コンクリートC
Tの上部(アーチ肩部よりも上部分)において、トンネル軸方向に沿って配管されている。
本実施形態では、
図3に示すように、3本の給水管33を等間隔で配管している。中央の給水管33はトンネル天端付近、左右の給水管33,33は左右のアーチ肩部付近に配管されている。なお、給水管33の本数は限定されるものではない。
【0029】
給水管33は、多数の孔(図示せず)が形成されたいわゆる有孔管である。給水管33の先端は遮蔽されている。また、給水管33の基端には送水管34,34,…が接続されている。
送水管34は、ポンプPを介して圧送された養生水Wを給水管33に送水する。給水管33に送水された養生水Wは、給水管33から排出されて、第一不織31および第二不織布32に浸透し、覆工コンクリートC
Tの表面に供給される。
【0030】
また、第一不織布31に浸透した養生水Wは、覆工コンクリートC
Tの表面に供給されるとともに、トンネル下部(アーチ肩部よりも下部分)へ流下する。
また、第二不織布32に浸透した養生水Wのうちの余剰水は、流水層4へ流出する。
【0031】
流水層4は、
図2(a)および(b)に示すように、給水層3の内面(裏面)に沿って形成されている。
流水層4は、表面に複数の凸部42,42,…を有した熱可塑性樹脂のシート材41からなる。凸部42の先端は、給水層3(不織布31,32)に熱溶着されている。なお、シート材41の固定方法は限定されない。
【0032】
凸部42は、円錐台状に形成されている。本実施形態の凸部42は、頂部が直径2mm、底部が直径6mm、高さが4.5mmに形成されており、隣り合う凸部42同士の離隔距離(間隔)は2mmとなっている。そのため、本実施形態の流水層4(凸部の先端)と給水層3との接触面積は、給水層3全体の面積の10%未満である。
なお、凸部42の形状は限定されるものではなく、例えば、円柱状であってもよいし角錐台状であってもよい。また、本実施形態のシート材41の凸部42は中空であるが、凸部42は必ずしも中空である必要はない。また、シート材41は、水が浸透しない材質(例えば樹脂等)であれば限定されるものではなく、必ずしも熱可塑性樹脂である必要はないが、本実施形態では、ポリプロピレンポリマー(PP)により形成されている。また、本実施形態では、シート材41として、曲げ剛性が5N/巾25mm以上、好ましくは5〜20N/巾25mmの範囲内の物を使用する。表2にシート材の原料物性を示す。
【0034】
凸部42の先端面は、給水層3(第一不織布31または第二不織布32)の背面に熱融着で固定されている。なお、給水層3と流水層4との固定方法は限定されるものではなく、例えば、ホットメルト(接着剤)を介して固定してもよい。また、給水層3と流水層4は、周縁において固定されていてもよい。
【0035】
シート材41は、
図3に示すように、覆工コンクリートC
Tの周長(トンネル周長)よりも大きい長さを有していて、両端部(下端部)を折り曲げた状態で配設されている。なお、シート材41のトンネル周方向の長さは限定されるものではなく、例えば、覆工コンクリートC
Tの周長(トンネル周長)と同じ長さであってもよい。
シート材41のトンネル軸方向の長さは、覆工コンクリートC
Tの打設スパン長と同等の長さ(本実施形態では10.5乃至12.0m)を有している。
【0036】
図4(a)に示すように、複数の凸部42,42,…は、千鳥状に配置されている。
流水層4に浸透した養生水Wは、凸部42の周囲の空間(シート材41と給水層3との隙間)を流下する。このとき、複数の凸部42,42,…が千鳥状に配置されているため、養生水Wの流下方向は分散するようになる。
流下層4を流下する養生水Wの一部は再び給水層3(第一不織布31または第二不織布32に浸透し、残りの養生水W(余剰水)は覆工コンクリートC
Tの脚部の通水路6へ流下する。
【0037】
通水路6は、
図4(b)に示すように、コンクリート養生装置1の下端部において、給水層3および流水層4の下端部を断面U字状に折り曲げることにより形成されている。
通水路6は、給水層3および流水層4から流下した余剰水をトンネル軸方向に沿って流す水路として機能する。
【0038】
なお、通水路6は、必要に応じて形成すればよく、例えば、トンネルTの路盤(底版)に予め水路が形成されている場合等には省略してもよい。
また、通水路6はシート材のみで形成されていてもよい。
【0039】
覆工コンクリートC
Tの肩部よりも上部分(トンネル上部)には、
図2(b)に示すように、表層5が形成されている。表層5は、
図2(c)に示すように、給水層3と覆工コンクリートC
Tとの間に介設された網体51からなる。
本実施形態では、網体51として、フラットヤーン(扁平な糸)を採用している。フラットヤーンに使用する材料は限定されるものではないが、本実施形態では、ポリエチレンからなるダイヤテックス株式会社製のフラットヤーンクロスを採用する。表3にフラットヤーンの物性を示す。
【0041】
第一不織布31は、網体51の網目を通じて覆工コンクリートC
Tに接している。
なお、表層5は、必要に応じて形成すればよい。また、表層5を形成する網体51は、フラットヤーンに限定されるものではなく、例えば、樹脂製の網体であってもよい。また、網体51の網目の大きさは適宜設定すればよく、例えば、縦×横を3.0×3.0mm〜7.0×7.0mmの範囲内とすればよい。本実施形態では、網体51を予め第一不織布31の表面に固定しておく。なお、網体51の固定方法は限定されるものではなく、例えば熱融着や接着剤等により固定すればよい。
【0042】
本実施形態では、
図3に示すように、コンクリート養生装置1のトンネル軸方向先端および後端に、妻部止水材7がトンネル周方向に沿って配設されている。
妻部止水材7を構成する材料は限定さえるものではないが、例えば、スポンジ状の樹脂製部材を使用すればよい。
妻部止水材7は、コンクリート養生装置1の妻部から養生水Wが流出することを防止する。
【0043】
コンクリート養生装置1では、給水管33を介して供給された養生水Wが、第一不織布31に浸透することにより覆工コンクリートC
Tの表面に供給される。
トンネルTの上部(アーチ肩部よりも上部分)では、給水管33から供給された養生水Wが、直接第一不織布31および第二不織布32に浸透することで、重力とは逆方向に対しても効率的に覆工コンクリートC
Tの表面に供給される。
第一不織布31に浸透した養生水Wのうちの一部は、第一不織布31内を流下することでトンネルTの側壁部分(アーチ肩部よりも下部分)へと供給され、残りは第二不織布32に浸透する。
【0044】
第二不織布32に浸透した水分のうちの一部は、再び第一不織布31に浸透し、残りは流水層4へ流出する。
流水層4に流出した水分は、凸部42によって分散されるとともに、トンネルの下部へ流下し、一部は再び給水層3に浸透し、残りは通水路6に流下する。
そして、通水路6に流下した水分は、トンネル軸方向に沿って流下する。
【0045】
なお、養生水Wの供給方法(通水管理方法)は限定されるものではない。
例えば、養生水Wを2分間給水した後、5分間給水を停止することにより、給水を断続的に行ってもよい。
また、給水を断続的に行う際に、0.1Mpaで1〜3回給水した後、0.2Mpaで4回給水する等、吸水圧力を変化させてもよい。
さらに、時間当たりの養生水Wの給水量は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【0046】
以上、本実施形態のコンクリート養生装置1によれば、給水層3により覆工コンクリートC
Tの表面に水分が供給されるため、脱型後のコンクリートの急激な乾燥が抑制される。したがって、覆工コンクリートの乾燥による収縮を防止することで、品質を向上させることができる。
また、水分は、不織布(第一不織布31)を介してコンクリートの表面に供給されるため、コンクリートの表面を多量の水が流下することはなく、したがって、水の流れによってコンクリート表面の成分が溶脱することはない。すなわち、水分は不織布の繊維同士の隙間を浸透することでコンクリートの表面に供給されるため、コンクリート表面における水の流速が小さく、コンクリート表面が浸食され難い。
【0047】
また、不織布全体に水分を浸透させるため、スパン全体にわたって、コンクリート表面を均一に湿潤させることができる。シート材41に流下した水分は、凸部42の配置によって分散されるため、水分を全体に供給しやすい。
毛細管現象を利用して不織布に水を浸透させることで、重力に逆らって、上向きに水分を供給することができる。
【0048】
トンネルの上部(肩部よりも上部分)では、養生水Wの一部(余剰水)が重力によって流水層4に至るが、この余剰水は、流水層4内をトンネル下部に向けて流下する過程で、トンネルTの下部の給水層3に供給されるため、覆工コンクリートC
Tの全体に水分を供給することが可能となる。
トンネルTの上部(アーチ肩部よりも上部分)では、網体51(表層5)が介設されているため、第一不織布31が覆工コンクリートに付着することが防止されている。そのため、覆工コンクリートC
Tの表面の美観性が維持される。
トンネルTの脚部に流下した水分は、通水路6に流下するため、トンネルTの路面(底面)に養生水Wが流れ出すことを防止することができ、ひいては、路盤の強度が低下することや路盤が汚れること等を防止することができる。
【0049】
流水層4の凸部42が円錐台状であるため、不織布31,32との接地面積が小さいため、不織布31,32と流水層4を流れる水とが接しやすく、給水層3全体へ養生水を供給しやすい。すなわち、本実施形態の流水層4は、凸部42の給水層3に対する接触面積が10%未満と、小さいため、給水層3への養生水の供給を効率的に行うことができる。
不織布31,32からなる給水層3を介して養生水Wを供給するため、必要最小限水量でコンクリートの全面に養生水Wを供給することが可能となる。したがって、使用養生水Wの量が比較的少なくてすみ、経済的である。
【0050】
前記シート材41として、曲げ剛性が5N/巾25mm以上(好ましくは5〜20N/巾25mm)の範囲内のものを使用しているため、皺になりにくく、かつ、圧縮性に優れている。そのため、シート材に皺が形成されることによって養生水の流路が閉塞されることがなく、養生水をコンクリート全体に供給することができる。また、シート材は、圧縮性に優れ、潰れにくいため、シート材が潰れることで養生水の流路が閉塞されることもない。なお、曲げ剛性が5N/巾25mm未満だと、シート材に皺が生じるおそれがあり、曲げ剛性が20N/巾25mmを超えると、製品重量が大きくなり、施工性に影響を及ぼす。ここで、本明細書における「曲げ剛性」とは、25mm巾×100mm長さの試験片に対して、支点間距離50mmで曲げ速度10mm/minによって、万能引張試験機にて3点曲げ試験を測定した曲げ強力をいう。
【0051】
給水層と流水層とを熱融着により固定しているため、施工時に給水層(不織布)に皺等ができにくい。また、予め固定しておくことで、施工が容易となる。
また、養生水Wの供給を断続的に行うことで、養生水Wの供給量を制御することができる。
【0052】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、覆工コンクリートC
T側から、第一不織布、第二不織布の順に積層する場合について説明したが、覆工コンクリートC
T側から第二不織布、第一不織布の順で積層されていてもよい。また、給水層3は、必ずしも不織布が二重に積層されている必要はなく、1層の不織布のみで形成されていてもよいし、3層以上の不織布により形成されていてもよい。
【0053】
また、前記実施形態では、トンネル上部とトンネル下部において、給水層3の構成が異なっている場合について説明したが、給水層3は、全体にわたって同じ構成であってもよく、例えば、第一不織布31とシート材41とを積層してなる給水層を覆工コンクリートC
Tの全面に配置してもよい。
【0054】
前記実施形態では、トンネルの覆工コンクリートの養生に本発明のコンクリート養生装置を使用した場合について説明したが、コンクリート養生装置が適用可能なコンクリート構造物は限定されるものではない。例えば、側壁、床版や天井版等のコンクリート部材の養生時に使用してもよい。また、ボックスカルバートの内面の養生に使用してもよい。
【0055】
また、前記実施形態では、給水層3内に配管された給水管33により養生水Wを供給する場合について説明したが、養生水Wの供給方法は限定されない。例えば、流水層4に養生水Wを供給し、流水層4から給水層3に養生水Wを浸透させてもよい。
前記実施形態では、トンネル上部の覆工コンクリートC
Tと給水層3との間に網体51を介設する場合について説明したが、網体51の設置個所は限定されるものではなく、例えば、トンネル側壁部分の覆工コンクリートと給水層3との間に介設してもよい。また、天井版の養生に本発明のコンクリート養生装置1を使用する場合には、コンクリート部材の下面と給水層3との間に網体51を介設するのが望ましい。
【0056】
前記実施形態では、給水層3を不織布により形成する場合について説明したが、給水層3は織布により形成してもよい。
また、凸部42が千鳥状に配設されたシート材を採用することで、養生水の流下方向を分散させて、コンクリート全体に養生水を行きわたるようにすれば、給水層3を省略することも可能である。
前記実施形態では、給水層3(第一不織布31)および流水層4(シート材41)の下端部を断面U字状に折り曲げることにより通水路6を形成したが、給水層3を省略した場合等には、シート材41のみで通水路6を形成してもよい。