特許 7257797 コンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-06

(45)【発行日】2023-04-14

(54)【発明の名称】コンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/02 20060101AFI20230407BHJP

   G01N 33/38 20060101ALI20230407BHJP

【ＦＩ】

E04G21/02 104

G01N33/38

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019010455

(22)【出願日】2019-01-24

(65)【公開番号】P2020117950

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浦野 真次

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４２９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５６２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１７３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７３９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２０１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２１／０２

Ｅ０４Ｇ ２１／１０

Ｇ０１Ｎ ３３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリートの凝結時間を判定する装置であって、
コンクリートの表面の硬度を計測する土壌硬度計である硬度計測手段と、計測した硬度を支持強度に換算し、さらにこの支持強度をコンクリートの貫入抵抗値に換算する換算手段と、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定する判定手段とを備え、
支持強度と貫入抵抗値の関係を示す回帰式として、コンクリートの凝結の始発時間に対応する貫入抵抗値を境に異なる回帰直線式をあらかじめ設定しておき、
前記換算手段は、前記回帰直線式に、換算した支持強度を代入することで、換算した支持強度に対応する貫入抵抗値を求めることを特徴とするコンクリート凝結時間判定装置。

【請求項2】

コンクリートの凝結時間を判定する方法であって、
コンクリートの表面の硬度を土壌硬度計で計測する計測ステップと、計測した硬度を支持強度に換算し、さらにこの支持強度をコンクリートの貫入抵抗値に換算する換算ステップと、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定する判定ステップとを備え、
支持強度と貫入抵抗値の関係を示す回帰式として、コンクリートの凝結の始発時間に対応する貫入抵抗値を境に異なる回帰直線式をあらかじめ設定しておき、
前記換算ステップは、前記回帰直線式に、換算した支持強度を代入することで、換算した支持強度に対応する貫入抵抗値を求めることを特徴とするコンクリート凝結時間判定方法。

【請求項3】

コンクリートを施工する方法であって、
請求項１に記載のコンクリート凝結時間判定装置、または、請求項２に記載のコンクリート凝結時間判定方法を用いてコンクリートの凝結時間を判定した後、判定した凝結時間に基づいて硬化前のコンクリートの表面の押え作業を行うことを特徴とするコンクリート施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、打込み後のコンクリートの表面を仕上げるためのコンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、直押え床やスラブ状構造物のコンクリート施工において、押え作業は、（１）レベル出し（かき板均し）→（２）定規ずり→（３）アマ出し（機械コテ（円盤）使用）→（４）金ゴテ仕上げ（機械コテ（プロペラ）使用）の作業順序で概ね行われている。このうち（３）、（４）の作業は、コンクリートの凝結硬化速度と密接に関係するが（例えば、特許文献１を参照）、そのタイミングに関わる凝結時間を現場で測定することはまれであり、作業者の経験と勘によるところが大きい。

【0003】

図３は押え着手のタイミングの説明図、図４は外気温による凝結時間の変化の一例である。図３に示すように、上記の（３）、（４）の作業の着手タイミングは一般に、凝結を示すプロクター貫入抵抗値が０．３～１．０Ｎ／ｍｍ^２の時点とされている。一方、コンクリートの凝結硬化速度は、図４に示すように、外気温にも大きく左右される。こうしたことから、上記作業の着手タイミングを施工管理者が判断するためにはプロクター貫入試験などの煩雑な現場試験が必要であるため、上述したように作業者の経験と勘に委ねられていたのが現状である。

【0004】

なお、本出願人は、コンクリートの表面の押え作業のタイミングに関して、特許文献２に記載の床押え施工方法を既に提案している。これは、コテ装置を使用して硬化前のコンクリート床面の押え作業を行うための方法であって、床面に打ち込まれるコンクリートに、気温に応じて凝結遅延剤または凝結促進剤を添加してコンクリートの凝結速度を調整し、打ち込んだ後のコンクリート床面の押え作業を開始するタイミングを制御するステップと、制御したタイミングでコンクリート床面の押え作業を開始するステップとを備えるものである。これにより、作業効率を向上することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－０６１０７５号公報

【文献】特願２０１８－１４２８５９号（現時点で未公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記の従来の特許文献２では、実際のコンクリートの凝結硬化速度は、施工条件によって異なるため、養生の開始タイミングが計画通りにいくことが難しいと考えられることから、凝結硬化の計測箇所を何箇所か設けて、代用特性（土壌硬度計やデュロメータおよび電気抵抗値などであらかじめ把握）で確認することを提案している。しかし、実際の土壌硬度計などの代用特性の使用方法は明らかではなく、現場で簡易に凝結時間を判定することのできる技術が求められていた。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンクリートの凝結時間を簡易に判定することのできるコンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法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】

【0008】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置は、コンクリートの凝結時間を判定する装置であって、コンクリートの表面の硬度を計測する硬度計測手段と、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算する換算手段と、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定装置は、上述した発明において、硬度計測手段は土壌硬度計であり、換算手段は硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算することを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るコンクリート凝結時間判定方法は、コンクリートの凝結時間を判定する方法であって、コンクリートの表面の硬度を計測するステップと、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算するステップと、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定するステップとを備えることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定方法は、上述した発明において、土壌硬度計で硬度を計測した後、計測した硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算することを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係るコンクリート施工方法は、コンクリートを施工する方法であって、上記のコンクリート凝結時間判定装置、または、コンクリート凝結時間判定方法を用いてコンクリートの凝結時間を判定した後、判定した凝結時間に基づいて硬化前のコンクリートの表面の押え作業を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置によれば、コンクリートの凝結時間を判定する装置であって、コンクリートの表面の硬度を計測する硬度計測手段と、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算する換算手段と、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定する判定手段とを備えるので、現場でプロクター貫入試験をすることなく、また試験用試料を採取することなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができるという効果を奏する。

【0014】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定装置によれば、硬度計測手段は土壌硬度計であり、換算手段は硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算するので、コンクリートの品質に大きな影響を与えることなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができるという効果を奏する。

【0015】

また、本発明に係るコンクリート凝結時間判定方法によれば、コンクリートの凝結時間を判定する方法であって、コンクリートの表面の硬度を計測するステップと、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算するステップと、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定するステップとを備えるので、現場でプロクター貫入試験をすることなく、また試験用試料を採取することなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができるという効果を奏する。

【0016】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定方法によれば、土壌硬度計で硬度を計測した後、計測した硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算するので、コンクリートの品質に大きな影響を与えることなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができるという効果を奏する。

【0017】

また、本発明に係るコンクリート施工方法によれば、コンクリートを施工する方法であって、上記のコンクリート凝結時間判定装置、または、コンクリート凝結時間判定方法を用いてコンクリートの凝結時間を判定した後、判定した凝結時間に基づいて硬化前のコンクリートの表面の押え作業を行うので、作業者の経験と勘に頼ることなく、判定結果に基づいて押え作業を開始でき、施工管理を容易にすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法の実施の形態を示す図である。

【図2】図２は、支持強度（換算値）と貫入抵抗値の関係の一例を示す図であり、（１）は貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ^２以下、（２）は貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ^２以上の場合である。

【図3】図３は、押え着手のタイミングの説明図である。

【図4】図４は、外気温による凝結時間の変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0020】

図１に示すように、本実施の形態に係るコンクリート凝結時間判定装置１０は、硬度計測手段１２と、換算手段１４と、判定手段１６とを備える。

【0021】

硬度計測手段１２は、コンクリートの表面の硬度を計測するものであり、例えば土壌硬度計で構成することができる。本実施の形態では、測定原理が山中式土壌硬度計のものを想定しているが、他の方式の硬度計でもよい。また、アナログ式、デジタル式のどちらでもよい。

【0022】

換算手段１４は、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算するものである。この換算手段１４は、コンピュータなどの演算装置と、メモリやデータベースなどの記録装置と、キーボードなどの入力装置と、モニタなどの出力装置を用いて構成されているが、本発明はこれに限るものではない。換算手段１４による換算は、あらかじめ設定した換算表や換算式などを用いて行うことができる。例えば、データベースなどに換算表や換算式を登録しておき、換算手段１４がこの換算表や換算式を参照することで、計測した硬度を貫入抵抗値に換算する。換算手段１４は、計測した硬度を支持強度に一旦換算してから、この支持強度を貫入抵抗値に換算してもよい。

【0023】

判定手段１６は、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定するものである。この判定手段１６は、コンピュータなどの演算装置と、メモリやデータベースなどの記録装置と、キーボードなどの入力装置と、モニタなどの出力装置を用いて構成されているが、本発明はこれに限るものではない。判定手段１６による判定は、あらかじめ設定した判定条件などを用いて行うことができる。例えば、データベースなどに判定条件を登録しておき、判定手段１６がこの判定条件と貫入抵抗値を比較参照することで、コンクリートの凝結時間を判定する。

【0024】

上記構成の動作および作用について説明する。
まず、打込んだコンクリートの施工箇所の中から硬度の計測箇所を設定する。計測箇所とする場所は、コンクリート締固め時にφ１００～２００ｍｍ程度の囲いなどを設置して、粗骨材の影響が少なくなるように、コンクリート表層にモルタルを集めて簡単に仕上げておくことが好ましい。ただし囲いはなくてもよい。モルタルを集めた箇所を作るのは、土壌硬度計が粗骨材に接触して測定値の変動が大きくなることを避けるためである。

【0025】

その箇所において、コンクリートのブリーディングがひいて水分が見えなくなった後、土壌硬度計を水平に持ち、土壌硬度計の先端の円錐部をコンクリート表面に円錐部上のつばが密着するまで確実に押し付ける。土壌硬度計の本体の指標が移動しないように静かに円錐部を引き抜き、本体の硬度目盛の値を読む。測定は、同一時間に３回以上行ってその平均を取ると精度が向上するが、モルタル面に押し付ける場合は１回でもよい。なお、デジタル式の土壌硬度計の場合は、デジタル値で表示される。

【0026】

次に、こうして計測した硬度を換算手段１４で支持強度（Ｎ／ｍｍ^２）に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算する。

【0027】

図２は、支持強度と貫入抵抗値の関係の一例を示したものである。この図には、土壌硬度計に添付の換算表から読み取った支持強度、プロクター貫入試験による実験値のプロットと、このプロットの回帰式を示している。この図によれば、貫入抵抗値（ｙ）と、土壌硬度計から得た支持強度（ｘ）との関係は、凝結の始発時間に対応する貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ^２を境に異なる回帰式で表すことができる。貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ^２以下の場合は、図２（１）に従い、凝結の貫入抵抗値＝１．２５×支持強度（換算値）＋０．３（Ｎ／ｍｍ^２）という関係式を用いることができる。貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ^２を超えた場合は、図２（２）に従い、凝結の貫入抵抗値＝１．７５×支持強度（換算値）＋０．１７（Ｎ／ｍｍ^２）という関係式を用いることができる。なお、この図に示すように、実験では多少のばらつきが認められる。しかし、押え作業の着手タイミングの凝結の貫入抵抗値の数値は厳密ではないため、問題ない精度である。

【0028】

次に、上記の関係式に支持強度を代入することで、貫入抵抗値を求める。求めた貫入抵抗値に基づいて、判定手段１６がコンクリートの凝結時間を判定する。この判定結果に基づいて、押え作業（例えば、アマ出し（機械コテ（円盤）使用）、金ゴテ仕上げ（機械コテ（プロペラ）使用））の着手タイミングを決定する。

【0029】

実際のコンクリートの凝結硬化速度は、施工条件によって異なるため、押え作業の着手タイミングに関連する凝結時間を把握することは難しいと考えられる。しかしながら、本実施の形態によれば、現場でプロクター貫入試験をすることなく、また試験のために試料を別の容器に取ることなく、極めて簡易に凝結の貫入抵抗値を測定することができる。これにより、極めて簡易にコンクリートの凝結時間を判定することができる。また、施工管理者も測定値や判定結果に基づいて作業を管理することができ、作業者の経験と勘に頼らなくてよい。

【0030】

また、現場のコンクリートでモルタルとする部分は全体のごく一部であり、コンクリートの品質に影響を及ぼすほどの面積ではなく、かつ仕上げの作業で土壌硬度計の刺し穴も消すことが可能である。さらに、現場でコンクリートと同一箇所で計測するため、温度履歴などが同一の条件で実施でき、信頼性が高い。

【0031】

また、本実施の形態に係るコンクリート施工方法は、上記のコンクリート凝結時間判定装置１０または判定方法を用いてコンクリートの凝結時間を判定した後、判定した凝結時間に基づいて硬化前のコンクリートの表面の押え作業を行うものである。これによれば、作業者の経験と勘に頼ることなく、判定結果に基づいて押え作業を開始でき、施工管理を容易にすることができる。

【0032】

以上説明したように、本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置によれば、コンクリートの凝結時間を判定する装置であって、コンクリートの表面の硬度を計測する硬度計測手段と、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算する換算手段と、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定する判定手段とを備えるので、現場でプロクター貫入試験をすることなく、また試験用試料を採取することなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができる。

【0033】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定装置によれば、硬度計測手段は土壌硬度計であり、換算手段は硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算するので、コンクリートの品質に大きな影響を与えることなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができる。

【0034】

また、本発明に係るコンクリート凝結時間判定方法によれば、コンクリートの凝結時間を判定する方法であって、コンクリートの表面の硬度を計測するステップと、計測した硬度をコンクリートの貫入抵抗値に換算するステップと、換算した貫入抵抗値に基づいてコンクリートの凝結時間を判定するステップとを備えるので、現場でプロクター貫入試験をすることなく、また試験用試料を採取することなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができる。

【0035】

また、本発明に係る他のコンクリート凝結時間判定方法によれば、土壌硬度計で硬度を計測した後、計測した硬度を支持強度に換算し、さらに支持強度を貫入抵抗値に換算するので、コンクリートの品質に大きな影響を与えることなく、極めて簡易に凝結時間を判定することができる。

【0036】

また、本発明に係るコンクリート施工方法によれば、コンクリートを施工する方法であって、上記のコンクリート凝結時間判定装置、または、コンクリート凝結時間判定方法を用いてコンクリートの凝結時間を判定した後、判定した凝結時間に基づいて硬化前のコンクリートの表面の押え作業を行うので、作業者の経験と勘に頼ることなく、判定結果に基づいて押え作業を開始でき、施工管理を容易にすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0037】

以上のように、本発明に係るコンクリート凝結時間判定装置、判定方法およびコンクリート施工方法は、打込み後のコンクリートの表面を仕上げる作業の着手タイミングを判断するのに有用であり、特に、作業者の経験と勘に頼ることなく簡易に判断するのに適している。

【符号の説明】

【0038】

１０ コンクリート凝結時間判定装置
１２ 硬度計測手段
１４ 換算手段
１６ 判定手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】