JP3830484B2 - 型枠及びコンクリート構造物の製作方法 - Google Patents
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自己収縮の材料面からの対策としては、膨張性混和剤を混入したり収縮低減剤を混入するなどの方法が取られてきた。
また、特許文献2においては、型枠の転用を可能とすることを目的として、アルカリ分解性物質で形成したフィルムを貼付した型枠に関する発明が開示されている。
<1>セメント系混合材料の中でも特に繊維補強セメント系混合材料は、水分が非常に少なく凝結に20時間程度を要し、打設後にコテ均しをおこないながら表面仕上げをすることが困難である。また、表面にできた気泡は型枠下面のみならず打設した均し面においても生じるため、打設面を平坦に均すことが困難である。
<2>高強度コンクリートにおいては自己収縮が問題となるが、補強鉄筋や型枠が自己収縮を拘束している場合、セメント系混合材料が硬化して強度が発現する際に自己収縮に対する上記拘束によって引張応力やクラックが発生するといった問題が生じる。
<3>自己収縮の材料面からの対策として膨張性混和剤を混入したり収縮低減剤を混入するなどの方法を使用した場合、これらの材料によって生成されるエトリンガイトが圧縮強度を20〜30%程度低下させる。さらに、セメント質マトリックスの細孔空隙が増大する傾向になるので、塩分浸透や水分侵入に対する抵抗性が低下して耐久性能が大幅に低下する問題が生じ得る。
<4>自己収縮の材料面からの対策として膨張性混和剤を混入したり収縮低減剤を混入するなどの方法を使用した場合、かかる材料費用は高価であり、工事費の高騰の問題が生じる。
<1>脱気シートを備えた型枠を使用することによって、例えば超高強度の繊維補強セメント系混合材料によるコンクリート構造物の製作において、密実で平滑な仕上がり表面をつくることができる。
<2>脱気シートを備えた型枠を使用することによって、仕上がり面を含めて全面を型枠で覆うことができるため、複雑な形状のコンクリート構造物であっても精度のよい製作が可能となる。
<3>脱気シートは、例えば繊維補強セメント系混合材料から発生する気泡を取り除くものであり、セメントペーストは穴あきフィルムによって遮断される。したがって、脱気シートがセメント系混合材料内で目詰まりをおこす可能性は極めて低く、かかる脱気シートを備えた型枠は転用が可能で経済的である。
<4>変形追随シートを備えた型枠を使用することによって、自己収縮による内部応力の発生を防止することができる。したがって、内部応力による内部欠陥や内部ひび割れなどの発生を防止することが可能となる。
<5>変形追随シートは、その表面をフィルムにて保護しているため、変形追随シートを備えた型枠は転用が可能で経済的である。
本発明の型枠1は、板材2と、該板材2の表面に備えた、フィルム層311と吸気シート312と穴あきフィルム層313の三層構造からなる脱気シート31とから構成される型枠11である(図1参照)。また、型枠1のその他の実施例として、板材2と、該板材2の表面に備えた、フィルム層41と軟質ボード42とからなる変形追随シート4とから構成される型枠12を製作することもできる(図3参照)。さらに、板材2と、該板材2の表面に備えた、フィルム層41と軟質ボード42とからなる変形追随シート4と、該変形追随シート4の表面に備えた、吸気シート321と穴あきフィルム層322の二層構造からなる脱気シート32とから構成される型枠13を製作することもできる(図4参照)。
脱気シート3及び変形追随シート4についてはその詳細を後述する。
板材2は、従来、型枠として使用されている公知のボードであって、木製、鋼製、アルミ合金製、プラスチック製などのボードを使用できる。
一方、板材2に後述する変形追随シート4を貼付して構成された型枠12を使用する主な目的は、型枠12によって構成される器内(又は型枠12及び板材2から構成される器内)に充填されたフレッシュなセメント系混合材料5が自己収縮する際に、かかる変形追随シート4の変形によって該セメント系混合材料5の拘束を緩和してクラックの発生を制御することである。
さらに、板材2に後述する変形追随シート4及び脱気シート32を貼付して構成された型枠13を使用する主な目的は、セメント系混合材料5内部の気泡7を効果的に脱気することと、セメント系混合材料5の自己収縮によって生じ得るクラックの制御の双方をおこなうことを可能とすることである。
使用するセメント系混合材料5が例えば高強度セメント系混合材料であったり繊維補強セメント系混合材料である場合、その自己収縮に対する補強鉄筋や型枠などの拘束による引張応力の発生、それに起因するクラックの発生が大きな問題であった。本発明は、従来の型枠をかかる問題に対処可能な構成としたあらたな型枠1を提供するものである。
ここで、繊維補強セメント系混合材料としては、例えば、セメント、ポゾラン系反応粒子(例えば、珪石の微粉末、フライアッシュ、高炉スラグ、石灰粉など)、シリカフューム、粒径6mm以下の珪砂あるいは砂、少なくとも一種類の高性能減水剤、および水から構成されるセメント系マトリックス混合物に、直径が0.05〜0.3mmで、長さが8〜16mmの繊維(金属繊維あるいはビニロン繊維などの化学繊維)を容積で1〜4%程度混入して得られる繊維補強セメント系混合材料を使用することができる。
脱気シート3は、図1に示すようにフィルム層311と吸気シート312と穴あきフィルム層313から構成される場合と、図4に示すように吸気シート321とフィルム層322から構成される場合がある。尤も、吸気シート321とフィルム層322から構成される脱気シート32は、型枠構成要素として変形追随シート4が付加されている場合に使用するのがよい。
以下、フィルム層311と吸気シート312と穴あきフィルム層313の三層構造からなる脱気シート31について説明する。
なお、図2にセメント系混合材料5内の気泡7が穴33から脱気している状況を示す。
吸気シート312の厚みは、例えば0.5〜1.5mm程度に製作するのが好ましい。吸気性能を確保しながらも、過度の厚みを備えないようにするためである。
穴あきフィルム層313は、例えばポリエステル系樹脂などにより製作することができる。
脱気量が少ない場合はフィルム層312に穴あきを設ける必要はないが、脱気量が多い場合は、例えば5〜10μm程度の穴径を有する複数の穴を備えて製作するのが好ましい。
変形追随シート4は、フィルム層41と軟質ボード42とから構成される。板材2と変形追随シート4の一体化は、板材2の表面に軟質ボード42を貼付し、軟質ボード42の表面にフィルム層41を貼付しておこなう。
軟質ボード42は、例えばポリスチレン製材料にて、その厚さを5〜10mm程度に製作することができる。なお、かかる軟質ボード42の厚さ(t)は、製作しようとするコンクリート構造物6の自己収縮すると想定される範囲長さ(L)と自己収縮による歪み(ε)より、t=(5〜10)×L×εにて算定することができる。
軟質ボード42の表面にフィルム層41を設けることにより、セメント系混合材料5として繊維補強セメント系混合材料を使用する場合、金属繊維が軟質ボード42に刺さるなどして損傷を与えることを防止することができる。
製作にあたり、板材2又は型枠1を使用してコンクリート構造物6を成形する器を構成する。かかる器は、製作する構造物の形状によって多様であり、実施例1に示す多角形状のほか、矩形、円柱形などが想定される。使用する型枠1及び板材2の組合せは、上記するように脱気が必要な箇所と変形追随必要箇所を勘案して決定するのがよい。
器内にセメント系混合材料5を上からホースなどのトレミーパイプを介して充填する場合は、器の天井は開放された状態となる。そこで、成形した器内にセメント系混合材料5を充填し、器の天井は少なくとも脱気シート31,32を備えた型枠11又は型枠13を蓋として設置する。なお、図5に器の天井に型枠11を設置した場合に気泡7が天井に向かって移動している状況を示す。
セメント系混合材料5として繊維補強セメント系混合材料を使用した場合、その天井表面をコテ仕上げするのは極めて困難である。したがって、繊維補強セメント系混合材料の打設が所定レベルまで達した際に、その表面をほぼ平坦となるように荒均しをおこない、荒均し後に型枠11又は型枠13を蓋として設置する。
なお、上記する繊維補強セメント系混合材料の打設の所定レベルとは、型枠11又は型枠13の蓋をした際に該型枠11,13下面が繊維補強セメント系混合材料に接するような高さである。したがって、型枠11又は型枠13の蓋を繊維補強セメント系混合材料の上に設置した際に、該型枠11,13の上面に重しを置くなどして型枠11,13の平坦面が均等に繊維補強セメント系混合材料に接触するようにすることで、脱気シート31,32を介して気泡7が抜け易くなり、平坦な仕上がり面をつくることができる。
ここで、荒均しに際しては、図示しないが、その断面がV字状あるいはU字状の均し棒に振動機を取り付けた均し装置を使用するのが効果的である。かかる均し装置を使用することにより、短時間に表面仕上げをおこなうことが可能となる。
2・・・・板材
3・・・・脱気シート
31・・・脱気シート
311・・フィルム層
312・・吸気シート
313・・穴あきフィルム層
32・・・脱気シート
321・・吸気シート
322・・穴あきフィルム層
4・・・・変形追随シート
41・・・フィルム層
42・・・軟質ボード
5・・・・セメント系混合材料
6・・・・コンクリート構造物
Claims (4)
- 繊維補強セメント系混合材料製の張出部を備える箱型断面のコンクリート構造物用の型枠であって、
前記型枠は、コンクリート構造物の上面を成形する上枠と、コンクリート構造物の箱部の内側を成形する内枠と、コンクリート構造物の張出部と箱部の外側を成形する外枠と、から構成し、
前記内枠は、木製又は鋼製又はアルミ合金製又はプラスチック製の板材と、該板材全面に備えた変形追随シートより構成し、
前記外枠は、木製又は鋼製又はアルミ合金製又はプラスチック製の板材と、該板材のうちコンクリート構造物の張出部に対応する部位に付設した変形追随シートより構成し、
前記変形追随シートは、フィルム層と軟質ボードから構成したことを特徴とする、
型枠。 - 箱部底版を成形する内枠の変形追随シート表面に脱気シートを付設し、
前記脱気シートは、吸気シートと穴あきフィルム層の二層構造から構成したことを特徴とする、前記請求項1に記載の型枠。 - 前記上枠は、
木製又は鋼製又はアルミ合金製又はプラスチック製の板材と、前記板材表面に備えた、フィルム層と吸気シートと穴あきフィルム層の三層構造からなる脱気シートとから構成し、
又は、前記板材と、板材表面に備えたフィルム層と軟質ボードからなる変形追随シートと、前記変形追随シート表面に備えた、吸気シートと穴あきフィルム層の二層構造からなる脱気シートとから構成したことを特徴とする、前記請求項1又は請求項2に記載の型枠。 - 前記請求項1乃至3のいずれかに記載の型枠を使用し、繊維補強セメント系混合材料を該型枠内に充填して製作する、張出部を備える箱型断面のコンクリート構造物の製作方法であって、
前記型枠を使用してコンクリート構造物を成形する器を構成し、
前記器内に繊維補強セメント系混合材料を充填し、
前記請求項3に記載の上枠を前記器の蓋として設置することを特徴とする、
コンクリート構造物の製作方法。
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