(57)【要約】【課題】型枠を容易に形成できる型枠形成方法等を提供する。【解決手段】柔軟性を有し、水和により硬化するコンクリートマット１を鉄筋３に巻付けて設置した後、コンクリートマット１に水分を供給し、コンクリートマット１を硬化させる。こうして硬化したコンクリートマット１により型枠が形成され、その内側にコンクリート４を打設して構造体１００を構築する。コンクリートマット１は、セメント粒子を保持する繊維層を止水層と透水層の間に有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有し、水和により硬化するマット状の型枠材を設置する工程と、
前記型枠材に水分を供給し、前記型枠材を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする型枠形成方法。
【請求項２】
前記型枠材は、セメント粒子を保持する繊維層を止水層と透水層の間に有することを特徴とする請求項１記載の型枠形成方法。
【請求項３】
前記型枠材は、表面に突起を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の型枠形成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の型枠形成方法において設置した前記型枠材を含む型枠の内側に充填材を充填することで構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の型枠形成方法において設置した前記型枠材に硬化材を塗布することで構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法。
【請求項６】
前記構造体には補強材が埋設され、
前記型枠材は、前記補強材に取り付けて設置されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の構造体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型枠形成方法および構造体の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートによる構造体の構築工事では、コンクリートを打設する前に型枠が形成される。型枠にはコンクリートの打設中や打設後の変形が小さいことが求められ、剛性が比較的高い型枠材、例えば合板や鉄板（メタルフォーム）が用いられる。
【０００３】
その他、特許文献１には、セメント、水、補強繊維および起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を型枠内に充填し、これを養生固化してなる型枠用パネルが記載されている。また特許文献２には、ガラス繊維からなる立体織物にポリエステル樹脂等を塗布含浸し加熱硬化させてなる型枠パネルが記載されている。これらの型枠材は十分な剛性を有する他、断熱性や防水性等の面でも優れた機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-74344号公報
【特許文献２】特開平11-91037号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように剛性の高い型枠材を用いる場合、型枠の形成に手間と時間を要する。例えば曲面や複雑な形状を有する構造体を構築する場合、当該構造体に合わせた形状の型枠材を多数用意し、それらを接合して型枠として用いるが、型枠材を多数製作したり、型枠材同士を接合したりするのに手間がかかる。
【０００６】
また、型枠材の保管にスペースも取り、重量の面でも課題がある。例えば大判の型枠材は、これを運搬する際や設置する際にクレーンによる揚重作業が必要になり、型枠の形成に手間がかかる。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、型枠を容易に形成できる型枠形成方法等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】
前述した課題を解決するための第１の発明は、柔軟性を有し、水和により硬化するマット状の型枠材を設置する工程と、前記型枠材に水分を供給し、前記型枠材を硬化させる工程と、を有することを特徴とする型枠形成方法である。
【０００９】
本発明では、柔軟性が高く、水和により硬化するマット状の型枠材を使用することで、従来の工法に比べて型枠材の取り扱いが簡単であり、曲面や複雑な形状を有する型枠も、その形状に合わせて型枠材を変形させることで容易に形成できる。また型枠材はロール状に巻いて保管できるため、現場の型枠保管スペースも削減できる。
【００１０】
前記型枠材は、セメント粒子を保持する繊維層を止水層と透水層の間に有することが望ましい。
この型枠材は、セメントの水和反応によって十分な剛性が得られる。また当該型枠材を埋設型枠として構造体の本体構造に利用できるので、型枠の脱型作業を省略し工期を短縮できる。さらに、型枠材を軽量とできるので人力で運搬、設置を行うことが可能となり、型枠材の運搬や設置に係るクレーン作業を省略できる。
【００１１】
前記型枠材は、表面に突起を有することが望ましい。
これにより、型枠材を埋設型枠として利用し構造体を構築する際に、構造体の材料と型枠材の付着性を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の型枠形成方法において設置した前記型枠材を含む型枠の内側に充填材を充填することで構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法である。
本発明では、上記の型枠材あるいは当該型枠材と他の型枠材によって形成された型枠の内側にコンクリート等の充填材を充填することで、中実の構造体を構築できる。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明の型枠形成方法において設置した前記型枠材の側面に硬化材を塗布することで構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法である。
本発明では、上記の型枠材の側面に硬化材を塗布することで、構造体の構築を簡易に行うことができる。
【００１４】
前記構造体には補強材が埋設され、前記型枠材は、前記補強材に取り付けて設置されることも望ましい。
型枠材は鉄筋などの補強材に取付けることで容易に自立させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、型枠を容易に形成できる型枠形成方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】構造体１００の構築方法を示す図。
【図２】コンクリートマット１を示す図。
【図３】構造体１００’の構築方法を示す図。
【図４】鉄筋５を示す図。
【図５】突起１４を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る構造体１００の構築方法を示す図である。図１（ａ）〜（ｄ）は構造体１００の構築方法における各工程を示したものであり、上図は構造体１００の構築途中の状態を上から見た図、下図は当該状態を側方から見た図である。これは後述する図３においても同様である。
【００１９】
本実施形態では柱状の構造体１００を構築するものとし、まず図１（ａ）に示すように構造体１００の鉄筋３を先組みして配置する。そして、図１（ｂ）に示すように鉄筋３の周囲にコンクリートマット１を筒状に巻き付け、平面において鉄筋３を囲む閉領域を形成する。コンクリートマット１は鉄筋３の外側に取り付けて自立させる。
【００２０】
コンクリートマット１の巻付方法は特に限定されず、例えば帯状のコンクリートマット１を鉄筋３の周囲にスパイラル状に巻付け、、当該コンクリートマット１の幅方向の端部同士をラップさせてもよい。コンクリートマット１の鉄筋３への取付方法も特に限定されないが、例えば鉄筋３から外側に突出するピン（不図示）を鉄筋３に設け、このピンにコンクリートマット１を刺すようにして配置すれば、コンクリートマット１の取付が簡単になる。
【００２１】
図２（ａ）はコンクリートマット１を示す図である。コンクリートマット１は、水分を供給する前は柔軟性を有し、水分を供給すると水和により硬化するマット状の型枠材である。このようなコンクリートマット１としては、GCCM(Geosynthetic  Cementitious  Composite  Mats)やFlexible  Concrete  Sheetと呼ばれるものがあり(例えばRangesh  M.  Jajodia,  Dr.  S.  G.  Makarande,  Prof.  M.  R.  Nikhar,  “Behavioral  Study  of  Flexible  Concrete  Sheet”,  International  Journal  of  Design  in  Civil  Engineering,  Volume  1  Issue  1,  Page  1-6)、例えばConcrete  Canvas社の商品名「Concrete  Canvas」や、Milliken  Infrastructure  Solutions社の商品名「Concrete  Cloth」を用いることができる。
【００２２】
コンクリートマット１は、図２（ｂ）で厚さ方向の断面構成を示すように、止水層１１と透水層１３の間にセメントが含浸された繊維層１２を有する３層構造となっている。
【００２３】
止水層１１は例えばポリ塩化ビニル等の樹脂により形成され、透水層１３は合成繊維や綿による布状の織物の層である。繊維層１２はポリエチレンやポリプロピレンなどの繊維を立体的に織り込んだ層であり、繊維の隙間に水硬性材料であるセメント粒子（セメント粉末）が保持される。本実施形態では、透水層１３が外側になるようにコンクリートマット１が鉄筋３に巻きつけられる。
【００２４】
コンクリートマット１は柔軟性に富んでおり、そのため図２（ａ）に示すようにロール状に巻いて保管することができ、保管スペースも取らない。また小分けにしたバッチ状製品であれば人力で運搬して現場への搬入と設置を行うことができ、クレーン作業が不要である。
【００２５】
構造体１００の構築方法の説明に戻る。本実施形態では、次に、図１（ｃ）に示すようにコンクリートマット１の側方からコンクリートマット１に水分を供給し、繊維層１２のセメント粒子を水和反応させ、コンクリートマット１を硬化させる。コンクリートマット１の強度の発現は速やかで工期が延びることも無く、水分を供給してから24時間後には最終強度（40N/mm2程度）の80%の強度を発現する。水分の供給方法は特に限定されない。
【００２６】
こうして硬化したコンクリートマット１による型枠が形成され、その内側に図１（ｄ）に示すようにコンクリート４（充填材）を打設して充填する。これにより柱状の構造体１００が構築される。コンクリートマット１の配置に用いた鉄筋３は、構造体１００の補強材として機能する。また、コンクリートマット１は埋設型枠として残置し構造体１００の一部として利用する。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態では、柔軟性が高く、水和により硬化するコンクリートマット１を型枠材として使用することで、従来の工法に比べて型枠材の取り扱いが簡単であり、曲面や複雑な形状を有する型枠も、その形状に合わせてコンクリートマット１を変形させることで容易に形成できる。本実施形態では柱状の構造体１００を構築しているが、コンクリートマット１を型枠材として用いることで様々な形状の構造体を容易に構築でき、例えば壁状の構造体を構築することも可能である。またコンクリートマット１はロール状に巻いて保管できるため、現場の型枠保管スペースも削減できる。
【００２８】
また、コンクリートマット１は、セメント粒子を保持する繊維層１２を止水層１１と透水層１３の間に有するものであり、セメントの水和反応によって十分な剛性が得られる。またコンクリートマット１を埋設型枠として構造体１００の本体構造に利用できるので、型枠の脱型作業を省略し工期を短縮できる。さらに、コンクリートマット１は軽量とできるので人力で運搬、設置を行うことが可能となり、その運搬や設置に係るクレーン作業を省略できる。
【００２９】
また、本実施形態ではコンクリートマット１によって形成された型枠の内側にコンクリート４を充填することで、中実の構造体１００を構築できる。構造体１００には補強材として鉄筋３が埋設され、コンクリートマット１はこの鉄筋３に取付けて配置することで容易に自立させることができる。なお、コンクリートマット１は、鉄筋３に限らず、構造体１００に埋設される形鋼や樹脂製ロッド等の各種の補強材に取付けて配置することが可能である。
【００３０】
しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば、鉄筋３等の補強材のかぶり厚さを考慮し、コンクリートマット１をスペーサ（不図示）を挟んで補強材に取付けることも可能である。また補強材の代わりに仮設の架台（不図示）にコンクリートマット１を巻き付けて配置し、コンクリートマット１の硬化後、架台を撤去することも可能である。補強材はコンクリート４の充填前に配置すればよいが、補強材を配置しなくてもよい場合もある。あるいは、コンクリートマット１を上から吊るす、といった設置方法も場合によっては考えられる。
【００３１】
また、本実施形態ではコンクリートマット１の内側に充填材として通常のコンクリート４を充填しているが、充填材はこれに限らず、改良土や高流動コンクリート、砂利等を用いてもよい。また本実施形態ではセメントを水硬性材料として用いているが、その他の水硬性材料、例えば鉄鋼スラグ等を代わりに用いる可能性もある。
【００３２】
また、本実施形態ではコンクリートマット１により型枠を形成し、その内側に充填材を充填しているが、コンクリートマット１と他の型枠材により型枠を形成し、その内側に充填材を充填してもよい。いずれにせよ、型枠がコンクリートマット１を含み、その内側に充填材が充填されるような構成であればよい。
【００３３】
次に、本発明の別の例を第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００３４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、図１（ａ）〜図１（ｃ）の手順でコンクリートマット１による型枠を形成した後、図３（ａ）に示すようにコンクリートマット１の外側に硬化材２を塗布する。硬化材２にはコンクリートやセメントなどのセメント系材料を用い、これをコンクリートマット１の外周面全体に塗布する。硬化材２の養生を行って硬化材２を硬化させると、硬化材２とコンクリートマット１により構造体１００’の外殻部分１０１が構築される。
【００３５】
本実施形態では、吹付機械ａを用いてコンクリートマット１の外側に硬化材２を吹き付けることで、コンクリートマット１の側方での作業により硬化材２の塗布を行う。吹付後の硬化材２の表面は例えば人力でコテ仕上げして平滑にする。
【００３６】
硬化材２の硬化後、図３（ｂ）に示すように外殻部分１０１の内側にコンクリート４を打設することで、柱状の構造体１００’の内側部分が構築される。この例では外殻部分１０１がコンクリート４の打設時の型枠として機能し、コンクリートマット１と硬化材２により型枠としてより高い剛性、強度が得られる。
【００３７】
第２の実施形態でも、コンクリートマット１を型枠に用いることで第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、コンクリートマット１の外側に硬化材２を塗布することで、コンクリート４の打設時の型枠としてより高い剛性、強度が得られる。
【００３８】
なお、図４に示すように、硬化材２に補強材として鉄筋５を埋設することも可能である。この場合、事前に鉄筋５を組立てて、その内側にコンクリートマット１を取付けることで、コンクリートマット１を自立して配置させることも可能である。なお、前記と同様、硬化材２に埋設する補強材は鉄筋５に限らない。
【００３９】
また、硬化材２は、高強度かつ高剛性であること、構造体１００’の表面に位置するため高耐久な材料であることが望ましく、本実施形態のようにコンクリートやモルタルでもよいが、超高強度繊維補強コンクリート（UFC）を用いることがより好ましい。このような硬化材２は鋼繊維が混入されており引張強度が高いため、構造体１００’内部の鉄筋３の量を減らす、もしくは省略することができる。また硬化材２には、硬化を早めるため既知の硬化促進剤を添加することも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では吹付により硬化材２の塗布を行うが、硬化材２の塗布は、左官的方法により硬化材２を塗り付けて行うことも可能である。さらに、外殻部分１０１の出来形の３次元データに基づいて硬化材２の塗布を自動で行う自動塗布装置（３Ｄプリンタ）を用いることも可能である。コテ仕上げについても、上記と同様の３次元データに基づいてコテ仕上げを自動で行う自動コテ仕上げ装置を用いることが可能である。これらの装置を用いることで、外殻部分１０１の施工の自動化が可能になり、外殻部分１０１の構築が容易になる。
【００４１】
また、本実施形態ではコンクリートマット１と硬化材２による外殻部分１０１の内側にコンクリート４を充填して中実の構造体１００’を構築しているが、コンクリート４の充填を省略して（外殻部分１０１のみにより構成される）中空の構造体を構築することも可能であり、コンクリートマット１は例えば前記の鉄筋５の内側に取付けて筒状に配置する。また中空の構造体を構築する場合、コンクリートマット１の内側に硬化材２を塗布することも可能である。この場合は、鉄筋３の外側にコンクリートマット１を巻付けて配置することで、当該鉄筋３を硬化材２内に埋設し、硬化材２の補強材として機能させることができる。
【００４２】
また、図５に示すようにコンクリートマット１の表面に突起１４を設け、外殻部分１０１を構成する材料である硬化材２との一体性を向上させるようにしてもよい。図５の例ではコンクリートマット１の外側に突起１４を設けているが、コンクリートマット１の内側に同様の突起を設け、構造体１００’の内側部分を構成するコンクリート４との一体性を高めることも可能である。
【００４３】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４４】
１：コンクリートマット
２：硬化材
３、５：鉄筋
４：コンクリート
１１：止水層
１２：繊維層
１３：透水層
１４：突起
１００、１００’：構造体
１０１：外殻部分
【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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