(57)【要約】【課題】施工性や経済性の低下を防止しつつ、コンクリートの強度や耐久性および美観を向上させることができるコンクリートの充填検知装置、充填検知方法、コンクリートの余剰水脱水装置、および、余剰水脱水方法を提供する。【解決手段】外壁に貫通孔が形成されたパイプ部２と、パイプ部２の内部への水の流入を許容しつつ、パイプ部２の内部へのセメントの流入を規制する透水性部材７と、パイプ部２の内部空間を負圧にするポンプ部４と、パイプ部２の内部空間の圧力を測定する圧力計６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁に貫通孔が形成されたパイプ部と、
前記パイプ部の内部への水の流入を許容しつつ、前記パイプ部の内部へのセメントの流入を規制する透水性部材と、
前記パイプ部の内部空間を負圧にするポンプ部と、
前記パイプ部の内部空間の圧力を測定する圧力計と、を備えることを特徴とするコンクリートの充填検知装置。
【請求項２】
前記パイプ部と前記ポンプ部との間に、可撓性を有したホース部を備え、
前記ホース部と前記パイプ部との接続部に、前記圧力計を備える請求項１に記載のコンクリートの充填検知装置。
【請求項３】
前記透水性部材は、シート状に形成され、前記パイプ部を覆うように巻き付け固定されている請求項１又は２に記載のコンクリートの充填検知装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のコンクリートの充填検知装置を用いた充填検知方法であって、
前記パイプ部をコンクリートに挿入して前記パイプ部の内部空間の圧力を測定する圧力測定工程を備えることを特徴とする充填検知方法。
【請求項５】
外壁に貫通孔が形成されたパイプ部と、
前記パイプ部の内部への水の流入を許容しつつ、前記パイプ部の内部へのセメントの流入を規制する透水性部材と、
前記パイプ部の内部空間を負圧にするポンプ部と、を備えることを特徴とするコンクリートの余剰水脱水装置。
【請求項６】
前記パイプ部と前記ポンプ部との間に、可撓性を有したホース部を備える請求項５に記載のコンクリートの余剰水脱水装置。
【請求項７】
前記透水性部材は、シート状に形成され、前記パイプ部を覆うように巻き付け固定されている請求項５又は６に記載のコンクリートの余剰水脱水装置。
【請求項８】
請求項５から７の何れか一項に記載のコンクリートの余剰水脱水装置を用いた余剰水脱水方法であって、
前記パイプ部をコンクリートに挿入して、コンクリート内の余剰水を吸引する余剰水吸引工程を有することを特徴とする余剰水脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリートの充填検知装置、充填検知方法、コンクリートの余剰水脱水装置、および、余剰水脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なコンクリート構造物は、セメント、水、砂や砂利等の骨材などの材料で構成された生コンクリートを型枠に打ち込み充填して硬化させて構築している。
型枠内に打ち込まれたコンクリートは、バイブレータによって入念に締め固めることで密実なコンクリートとなる。しかし、コンクリートを打ち込んで堆積した部分と別の堆積した部分との合流部分が十分に締め固められなかったり、空気を多く巻き込んだ部分ができたりした場合、型枠の隅角部やかぶりで豆板（ジャンカとも言う）などが発生してしまう。
【０００３】
一方で、上記コンクリートにあっては、施工性を考慮して、セメントの水和反応に必要な水量よりも多い水量とされることがある。この場合、余分な水が分離して、軽い部分が上昇して構造物の上部ほど単位水量が増えるとともに、骨材等の重い材料は沈降する、いわゆるブリーディング現象が発生してしまう。さらに、上記の場合、硬化後のコンクリートから水分が徐々に蒸発して乾燥収縮していくこととなる。
【０００４】
ブリーディングが多いコンクリートや、乾燥収縮量の多いコンクリートは、硬化後にひび割れ等の有害な隙間を作り出してしまい、コンクリートの強度や耐久性、美観を損なう大きな要因となっている。ブリーディングや乾燥収縮を低減するためには、コンクリートに含まれる水量を減少させた低水セメント比のコンクリート、収縮低減を目的とした混和材料を添加したコンクリート、あるいは、余剰水を排出する透水型枠などの各種対策が提案されている。しかしながら、これらの対策は、施工性の低下や、不経済な施工になるなどの不具合がある。
【０００５】
さらに、旧コンクリート打継面に散布された水、施工中の降雨、地下構造物における地下水の流入など、コンクリートの施工中に余分に入り込む可能性のある水により水量が増加してしまうという課題もある。
そこで、特許文献１には、コンクリートバイブレータに付加機能を与えて、余剰水を取り除く技術が提案されている。この特許文献１に記載された装置は、余剰水をバイブレータの振動棒とともに挿入した螺旋コイル体内に集めて引き上げることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００４５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の装置は、バイブレータの振動棒の外周全体にコイルなどを配置するため、本来の目的である締固めのための振動が有効に伝達されないことが懸念される。また、上記螺旋コイルを用いる場合、コイル内部に集まった水をバイブレータの引き上げの度に捨てなければならないため、広範囲を概ね５０ｃｍ間隔で繰り返し締め固める作業で相当の負担となることが予測される。
また、特許文献１の装置によりコンクリートの締固めを行う際には、未充填箇所の残存を防止するために、余分に締固めの作業を行わなければならず、作業が長時間化して作業者の負担が増加してしまう。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、施工性や経済性の低下を防止しつつ、コンクリートの強度や耐久性および美観を向上させることができるコンクリートの充填検知装置、充填検知方法、コンクリートの余剰水脱水装置、および、余剰水脱水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】
【０００９】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係るコンクリートの充填検知装置は、外壁に貫通孔が形成されたパイプ部と、前記パイプ部の内部への水の流入を許容しつつ、前記パイプ部の内部へのセメントの流入を規制する透水性部材と、前記パイプ部の内部空間を負圧にするポンプ部と、前記パイプ部の内部空間の圧力を測定する圧力計と、を備えることを特徴としている。
このように構成することで、パイプ部をコンクリートの内部に挿入して、ポンプ部によりパイプ部の内部空間を負圧にすることで、コンクリートに多量の空気が巻き込まれていたり、未充填部が形成されていたりする場合には、コンクリートに多量の空気が巻き込まれていない場合や、未充填部が形成されていない場合と比較して、パイプ部の内部圧力が高い異常圧力となるため、この異常圧力を圧力計により検知することができる。
【００１０】
さらに、この発明に係るコンクリートの充填検知装置は、上記コンクリートの充填検知装置の前記パイプ部と前記ポンプ部との間に、可撓性を有したホース部を備え、前記ホース部と前記パイプ部との接続部に前記圧力計を備えていてもよい。
このように構成することで、ポンプ部とは個別にパイプ部のみを移動させることができる。また、ポンプ部をパイプ部から離間して配置することができる。
【００１１】
さらに、この発明に係るコンクリートの充填検知装置は、上記コンクリートの充填検知装置の前記透水性部材が、シート状に形成され、前記パイプ部を覆うように巻き付け固定されるようにしてもよい。
このように構成することで、貫通孔をシート状に形成された透水性部材によって外側から覆うことができるとともにパイプ部の外面に固定できる。
【００１２】
この発明に係る充填検知方法は、上記コンクリートの充填検知装置を用いた充填検知方法であって、前記パイプ部をコンクリートに挿入して、前記パイプ部の内部空間の圧力を測定する圧力測定工程を備えることを特徴としている。
このように構成することで、パイプ部の内部空間が異常圧力となった場合に、これを検知することができるため、コンクリートに多量の空気が巻き込まれた箇所やコンクリートの未充填部を検知することができる。
【００１３】
この発明に係るコンクリートの余剰水脱水装置は、外壁に貫通孔が形成されたパイプ部と、前記パイプ部の内部への水の流入を許容しつつ、前記パイプ部の内部へのセメントの流入を規制する透水性部材と、前記パイプ部の内部空間を負圧にするポンプ部と、を備えることを特徴としている。
このように構成することで、コンクリート内部の余剰水を透水性部材および貫通孔を介してパイプ部の内部に吸引して、積極的に外部に排出することができる。
【００１４】
さらに、この発明に係るコンクリートの余剰水脱水装置は、上記コンクリートの余剰水脱水装置の前記パイプ部と前記ポンプ部との間に、可撓性を有したホース部を備えていてもよい。
このように構成することで、ポンプ部とは個別にパイプ部のみを移動させることができる。また、ポンプ部をパイプ部から離間して配置することができる。
【００１５】
さらに、この発明に係るコンクリートの余剰水脱水装置は、上記コンクリートの余剰水脱水装置の前記透水性部材が、シート状に形成され、前記パイプ部を覆うように巻き付け固定されていてもよい。
このように構成することで、貫通孔をシート状に形成された透水性部材によって外側から覆うことができるとともにパイプ部の外面に固定できる。
【００１６】
この発明に係る余剰水脱水方法は、上記コンクリートの余剰水脱水装置を用いた余剰水脱水方法であって、前記パイプ部をコンクリートに挿入して、コンクリート内の余剰水を吸引する余剰水吸引工程を有することを特徴としている。
このようにすることで、パイプ部の周囲に存在するコンクリート内の余剰水を吸引して除去することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係るコンクリートの充填検知装置、充填検知方法、コンクリートの余剰水脱水装置、および、余剰水脱水方法によれば、施工性や経済性の低下を防止しつつ、コンクリートの強度や耐久性および美観を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態における充填検知装置の概略構成図である。
【図２】上記充填検知装置のパイプ部近傍を拡大した斜視図である。
【図３】上記充填検知装置による充填検知作業のフローチャートである。
【図４】上記充填検知装置による余剰水脱水作業のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の一実施形態に係る充填検知装置（余剰水脱水装置）１について説明する。
この実施形態における充填検知装置１は、型枠Ｋに打ち込まれたコンクリートＣの充填状態を検知するとともに、コンクリートＣ内の余剰水を除去する装置である。
図１に示すように、充填検知装置１は、パイプ部２と、ホース部３と、ポンプ部４と、接続部５と、圧力計６と、透水性部材７と、を備えている。
【００２０】
図１、図２に示すように、パイプ部２は、断面輪郭が円形の中空棒状に形成された有底円筒状の有孔管１０を備えている。有孔管１０は、型枠Ｋに打ち込まれた直後のコンクリートＣ中に挿入される部位である。この実施形態におけるパイプ部２は、底部１０ａと反対側の端部１０ｂに、接続部５と接続可能なコネクタ部材１０ｃが取り付けられている。有孔管１０の長さは、上記コンクリートＣの深さと同等以上とすることが好ましい。また、有孔管１０の外径は、取扱い性の観点から例えば数ｍｍ〜数ｃｍ程度とされることが好ましい。有孔管１０は、打ち込まれた直後のコンクリートＣ中に挿入したときに破損しない程度の強度を有する材質とされる。具体的には、鋼製や、ポリ塩化ビニルなどの樹脂製とされている。
【００２１】
有孔管１０の周壁（外壁）には、内部空間と外部空間とを連通する複数の貫通孔１１が形成され、例えば、周壁の全体に均一に分散配置されている。これら貫通孔１１は、断面円形に形成され、その孔径が、例えば、０．１〜数ｍｍとされている。ここで、貫通孔１１の断面形状は、上述した円形状以外に、矩形状、スリット状など種々の形状としてもよい。なお、有孔管１０の断面輪郭が円形の場合を一例に説明したが、円形に限られず、例えば、扁平な矩形状等であっても良い。
【００２２】
ホース部３は、その一端がパイプ部２に接続され、他端がポンプ部４に接続されている。このホース部３は、パイプ部２の内部空間とポンプ部４の吸引口１２とを接続する可撓性を有した筒状の部材からなる。ここで、ホース部３としては、例えば、外圧によりその内部通路がつぶれない真空用のゴム管を用いることが好ましい。
【００２３】
接続部５は、上記パイプ部２とホース部３との間に介在する、いわゆるＴ字継手である。このＴ字継手は、３つの接続端部１３のうち２つの接続端部１３が、それぞれパイプ部２とホース部３とに接続され、残りの１つの接続端部１３が圧力計６に接続されている。つまり、接続部５は、パイプ部２の内部空間とホース部３の内部空間とを連通させるとともに、パイプ部２の内部空間と圧力計６の内部とを連通させている。
【００２４】
ポンプ部４は、パイプ部２の内部空間を負圧にする真空ポンプからなる。この真空ポンプの吸引口１２には、上述したホース部３の、パイプ部２とは反対側の端部３ｂが接続され、排出口１４には、例えば、吸引された水を集水する集水ビン（図示せず）などが配される。このポンプ部４には、図示しないＯＮ／ＯＦＦスイッチが設けられ、このＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ操作されると、バッテリ電力などにより駆動して吸引を開始する。一方で、ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ操作されると駆動を停止する。ここで、ＯＮ／ＯＦＦスイッチは、ポンプ部４のケーシングなどに配置しても良いが、操作性の観点から接続部５の近傍に配置してもよい。
【００２５】
圧力計６は、パイプ部２の内部空間の圧力を測定する。ここで、パイプ部２の内部空間の内圧は、接続部５の内部空間の内圧と同等であることから、この実施形態における圧力計６は、接続部５を介してパイプ部２の内部空間の圧力を測定する。圧力計６としては、例えば、ブルドン管等を用いた圧力計を用いることが好ましい。このブルドン管を用いた圧力計は、比較的安価であるため、圧力計６を設けることによる装置のコスト増加を抑制することができる。
【００２６】
透水性部材７は、上述したパイプ部２の内部への水の流入を許容しつつ、パイプ部２の内部へのセメント粒子の流入を規制する。透水性部材７は、セメント粒子が透過できない非常に目の細かいメッシュを有したシート状に形成されている。この透水性部材７は、パイプ部２に対して、有孔管１０の外周を覆うように巻き付けた状態で、接着剤や両面テープ等の固定手段（図示せず）により固定されている。この際、透水性部材７は、パイプ部２の外面との隙間からセメント粒子がパイプ部２の内部に流入しないように固定される。なお、透水性部材７の固定は、接着剤や両面テープを用いた方法に限られず、隙間からセメント粒子が入り込まない固定方法であればよく、例えば、バンド状の部材などにより透水性部材７を外側から締め付けて固定するようにしても良い。
【００２７】
この実施形態における充填検知装置は、上述した構成を備えており、次に、上記充填検知装置を用いたコンクリートＣの充填検知作業について図３を参照しながら説明する。
まず、初めに吸引工程を行う（ステップＳ０１）。より具体的には、型枠Ｋに打ち込まれた直後のコンクリートＣ内に、パイプ部２を挿入する。その後、ポンプ部４のＯＮ／ＯＦＦスイッチを、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと操作する。これにより、ポンプ部４が駆動する。なお、ポンプ部４の駆動を開始した後に、コンクリートＣ内にパイプ部２を挿入しても良い。
【００２８】
次いで、上記吸引工程を行いつつ、圧力測定工程を行う（ステップＳ０２）。より具体的には、圧力計６によりパイプ部２の内部空間の圧力測定を行う。そして、圧力計６によって計測された圧力が異常か否かを判定する（ステップＳ０３）。
【００２９】
ここで、圧力計６においては、ポンプ部４の駆動が開始されると、パイプ部２の周囲がコンクリートＣで埋め尽くされていれば、パイプ部２の内部空間の圧力が大気圧よりも低下していることを読み取ることができる。一方で、パイプ部２の周囲のコンクリートＣが多量の空気を巻き込んでいる場合や、パイプ部２の周囲のコンクリートＣに未充填部分がある場合には、コンクリートＣが適正に充填されている箇所よりも圧力計６で計測される圧力が高くなる。つまり、圧力が異常な状態となる。
【００３０】
上述した判定の結果、圧力が異常ではない場合（ステップＳ０３でＮｏの場合）には、作業者は、再度コンクリートＣの別の箇所で上述した吸引工程を行う。すなわち、一旦、ポンプ部４の駆動を停止し、パイプ部２をコンクリートＣから抜き出した後、再度コンクリートＣの別の箇所にパイプ部２を挿入する。
一方で、圧力が異常である場合（ステップＳ０３でＹｅｓの場合）には、多量の空気の巻き込みがある箇所か、未充填箇所の少なくとも一方であるため、当該圧力計測した箇所において締固め工程（ステップＳ０４）を行う。
【００３１】
締固め工程においては、パイプ部２をコンクリートＣから引き抜いて、図示しないバイブレータなどを用いて、再度十分にコンクリートＣの締固めを行う。そして、その後、上述した一連の充填検知の各作業工程を、打ち込まれたコンクリートＣの全体に亘って繰り返し行う。そして、多量の空気の巻き込みがある箇所および未充填箇所が検知されなくなったと判断できた時点で上記充填検知作業を終了する。
【００３２】
次に、上述した充填検知装置１を用いた余剰水脱水作業について図４を参照しながら説明する。
まず、余剰水吸引工程を行う（ステップＳ０５）。より具体的には、まず、上述した充填検知作業の吸引工程（ステップＳ０１）と同様に、型枠Ｋなどに打ち込まれた直後のコンクリートＣ内に、パイプ部２を挿入する。次いで、ポンプ部４のＯＮ／ＯＦＦスイッチを、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと操作する。これにより、ポンプ部４が駆動してパイプ部２の内部空間が負圧になる。すると、パイプ部２の周囲に存在する余剰水、換言すれば、コンクリートＣ中に浮遊する余剰水が、透水性部材７および貫通孔１１を介して吸引され、連続的にコンクリートＣの外部へ排出される。なお、ポンプ部４を駆動開始した後に、コンクリートＣ内にパイプ部２を挿入するようにしても良い。
【００３３】
次いで、余剰水を所定量排出した後、締固め工程を行う（ステップＳ０６）。この締固め工程は、上述した充填検知作業の締固め工程と同様であり、パイプ部２をコンクリートＣから引き抜いて、図示しないバイブレータなどを用いてコンクリートＣの締固めを行う。そして、更なる余剰水の排出が必要な場合は、上記各工程を繰り返す。
【００３４】
したがって、上述した実施形態の充填検知装置１によれば、パイプ部２をコンクリートＣの内部に挿入して、ポンプ部４によりパイプ部２の内部空間を負圧にすることで、コンクリートＣ内部の余剰水を透水性部材７および貫通孔１１を介してパイプ部２の内部に吸引して、積極的に外部に排出することができる。また、コンクリートＣに多量の空気が巻き込まれていたり、未充填部が形成されていたりする場合には、パイプ部２の内部圧力がコンクリートＣに多量の空気が巻き込まれない場合や、未充填部が形成されていない場合と比較して内部圧力が高い異常圧力となるため、この異常圧力を圧力計６により検知することができる。その結果、施工性や経済性の低下を防止しつつ、ブリーディングおよび乾燥収縮を低減してコンクリートＣの強度や耐久性および美観を向上させることができる
【００３５】
さらに、ポンプ部４とパイプ部２とがホース部３により接続されることで、ポンプ部４とは個別にパイプ部２を移動させることができるため、ポンプ部４をパイプ部２から離間配置することができる。その結果、パイプ部２をコンクリートＣの内部に挿入する際の操作性を向上できる。また、コンクリートＣに挿入する作業を行いつつ、容易にパイプ部２内の圧力を読み取ることができる。
【００３６】
また、透水性部材７がシート状に形成されパイプ部２を覆うように巻き付け固定されることで、透水性部材７によって貫通孔１１を外側から覆うことができるとともにパイプ部２の外面に固定できる。その結果、貫通孔１１を介してセメント粒子がパイプ部２の内部に流入することを、より確実に防止することができるとともに、貫通孔１１の内部やパイプ部２の内側に透水性部材７を配する場合と比較して容易に透水性部材７を取り付けることができる。また、透水性部材７がパイプ部２を覆うように固定されていることで、透水性部材７のみを容易に交換することが可能となる。
【００３７】
さらに、上述した実施形態の充填検知装置１によれば、コンクリートＣ内の余剰水の除去を行うとともに、コンクリートＣに多量の空気が巻き込まれた箇所やコンクリートＣの未充填箇所を検知することができる。その結果、余剰水の除去を行いつつ充填検知を行うことができるため、個別の装置で余剰水の除去と充填検知を行う場合と比較してコストならびに工数を低減することができる。
【００３８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
【００３９】
例えば、上述した実施形態においては、充填検知作業と余剰水除去作業とを個別に行う場合について説明したが、余剰水を除去しながら、圧力計の計測結果に基づき充填検知を行うようにしても良い。
【００４０】
さらに、上述した実施形態においては、ポンプ部４とパイプ部２とをホース部３を介して接続する場合を説明したが、ホース部３を省略しても良い。
また、透水性部材７がシート状に形成される場合について説明したが、貫通孔１１を塞ぐことが可能な形状であれば、透水性部材７の形状はシート状に限られるものではない。また、透水性部材７がパイプ部２の外面側に配される場合を一例に説明したが、パイプ部２の内面側や、外面と内面との間に配してもよい。
【００４１】
さらに、上述した実施形態においては、圧力計６として、ブルドン管を用いる場合について説明したが、ブルドン管以外の構造を有した圧力計６を用いても良い。
また、パイプ部２が直線状に形成される場合について説明したが、直線状に限られず、湾曲した形状であっても良い。
また、上述した実施形態においては、パイプ部２が有底円筒状に形成される場合について説明したが、この形状に限られるものではない。例えば、パイプ部２を筒状として、その底部を透水性部材７で塞ぐようにしても良い。
【００４２】
さらに、上述した実施形態においては、充填検知装置１によりコンクリートＣの充填検知と余剰水の除去を両方行う場合について説明したが、充填検知装置１を充填検知にのみ用いても良く、また、充填検知装置１を余剰水脱水装置として余剰水の除去のみに用いるようにしても良い。さらに、余剰水脱水装置として用いる場合は、上述した圧力計６を省略しても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１  充填検知装置（余剰水脱水装置）
２  パイプ部
３  ホース部
３ｂ  端部
４  ポンプ部
５  接続部
６  圧力計
７  透水性部材
１０  有孔管
１０ａ  底部
１０ｂ  端部
１０ｃ  コネクタ部材
１１  貫通孔
１２  吸引口
１３  接続端部
１４  排出口
【図１】
2014227683.tif 000003
【図２】
2014227683.tif 000004
【図３】
2014227683.tif 000005
【図４】
2014227683.tif 000006