(57)【要約】【課題】シース管をコンクリート構造体の内部に残置することなく、簡易な手段でより確実に開口部を形成することができるコンクリート構造体の製造方法を提供する。【解決手段】  コンクリート構造体１の製造方法は、内孔１２を有し且つ弾性体からなる筒状型枠１０、及び筒状型枠１０の内孔１２の内径Ｄ３よりも大きい外径Ｄ１，Ｄ２を有し且つ硬質部材からなる芯棒２０を準備する工程と、筒状型枠１０を開口部３に対応する位置に配置する工程と、内孔１２に芯棒２０を挿入して筒状型枠１０を半径方向外側に拡径する工程と、芯棒２０が挿入されて拡径した筒状型枠１０の周囲を含むようにコンクリートＣを打設する工程と、打設したコンクリートＣの硬化後に、芯棒２０を内孔１２から抜き出して、筒状型枠１０を半径方向内側に縮径させて脱型し、開口部３を形成する工程と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するコンクリート構造体を製造する製造方法であって、
内孔を有し且つ弾性体からなる筒状型枠、及び、前記筒状型枠の前記内孔の径よりも大きい外径を有し且つ硬質部材からなる芯棒を準備する工程と、
前記筒状型枠を前記開口部に対応する位置に配置する工程と、
前記筒状型枠の前記内孔に前記芯棒を挿入して前記筒状型枠を半径方向外側に拡径する工程と、
前記芯棒が挿入されて拡径した前記筒状型枠の周囲を含むようにコンクリートを打設する工程と、
打設した前記コンクリートの硬化後に、前記芯棒を前記筒状型枠の前記内孔から抜き出して、前記筒状型枠を半径方向内側に縮径させて脱型し、前記開口部を形成する工程と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造体の製造方法。
【請求項２】
前記内孔は、前記筒状型枠の中心軸に沿って形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項３】
前記筒状型枠は、略円柱形状、略角柱形状、略円錐台形状、又は、略角錐台形状であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項４】
前記筒状型枠を配置する工程では、前記筒状型枠の外径が前記コンクリート構造体の表面側よりも内部側の方が広くなるように前記筒状型枠を配置することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項５】
前記筒状型枠の伸び率は少なくとも５０％以上であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項６】
前記筒状型枠の前記内孔は底部を有する非貫通孔であることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項７】
前記筒状型枠は、その外周面に半径方向外側に凸となる突出部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項８】
前記芯棒はテーパ形状を呈していることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項９】
前記開口部に鉄製部材を挿入すると共に充填剤を注入して硬化させ、前記鉄製部材を固定する工程を更に備えることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載のコンクリート構造体の製造方法に用いられる開口部形成部材であって、
内孔を有し、且つ、弾性体からなる筒状型枠と、
前記筒状型枠の前記内孔の径よりも大きい外径を有し、且つ、硬質部材からなる芯棒と、
を備えることを特徴とする開口部形成部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有するコンクリート構造体の製造方法、及び、当該製造方法に用いられる開口部形成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プレキャストコンクリート構造体等の接合箇所において所定の接合強度を確保するため、接合箇所に鉄筋等を用いることが行われている（例えば特許文献１参照）。この鉄筋等を用いるには、プレキャストコンクリート構造体に鉄筋等を接着固定材料（例えばモルタル）で固定するための開口部が必要とされることがある。このような開口部を形成する場合、例えばスパイラルシースを用い、プレキャストを行う際に開口部を形成したい箇所にスパイラルシースを設置しておき、スパイラルシースを設置した型枠内にコンクリートを打設する。これにより、プレキャストコンクリート構造体に開口部が形成される。また、スパイラルシースの代わりに、液体で膨張可能なチューブを用いて、プレキャストコンクリート構造体に開口部を形成する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特平７−２９２７７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スパイラルシース等のシース管を用いてコンクリートを打設して開口部を形成する場合、シース管をコンクリート構造体の内部に埋設したままとなるため、シース管を他の開口部の形成に再利用することができず、製造コストが高くなってしまうという問題があった。しかも、シース管がコンクリート構造体内に残置されるため、使用できるシース管の材料が限られたり、また、シース管の種類によっては残置されることによりコンクリート構造体に悪影響を与える可能性もあった。
【０００５】
一方、液体で膨張可能なチューブを用いてコンクリートを打設して開口部を形成する方法では、チューブの設置からコンクリートの打設、そしてコンクリートの硬化後脱型までの長期に亘り、チューブ内の液体圧力を高圧状態で一定に保持する必要があり、注入装置等の設備を含め装置全体が大がかりになってしまうという問題がある。しかも、液体の圧力を管理するための部材、例えば逆止弁に不具合が発生したりして、長期に亘って圧力を一定に保持することが難しい場合も想定される。また、チューブが破損してしまった場合にも、長期に亘って圧力を一定に保持することが難しく、所定形状の開口部が形成できない可能性もある。
【０００６】
そこで、本発明は、シース管等をコンクリート構造体の内部に残置することなく、しかも簡易な手段でより確実に開口部を形成することができるコンクリート構造体の製造方法、及び、当該製造方法に用いられる開口部形成部材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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係るコンクリート構造体の製造方法は、開口部を有するコンクリート構造体を製造する製造方法であって、内孔を有し且つ弾性体からなる筒状型枠、及び、筒状型枠の内孔の径よりも大きい外径を有し且つ硬質部材からなる芯棒を準備する工程と、筒状型枠を開口部に対応する位置に配置する工程と、筒状型枠の内孔に芯棒を挿入して筒状型枠を半径方向外側に拡径する工程と、芯棒が挿入されて拡径した筒状型枠の周囲を含むようにコンクリートを打設する工程と、打設したコンクリートの硬化後に、芯棒を筒状型枠の内孔から抜き出して、筒状型枠を半径方向内側に縮径させて脱型し、開口部を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係るコンクリート構造体の製造方法では、弾性体からなる筒状型枠の内孔に硬質部材からなる芯棒を挿入して拡径してからコンクリートを打設し、その後、逆に芯棒を抜き出して筒状型枠を縮径して脱型し、開口部を形成するようにしている。この場合、筒状型枠と芯棒といった簡易な手段を用いることで開口部を形成することができ、また、筒状型枠と芯棒をコンクリート構造体から取り除くため、これらが内部に残置することなく、容易に再利用することができる。しかも、弾性体からなる筒状型枠を硬質部材からなる芯棒によって拡径するといった手法であるため、液体でチューブを膨張させるような方法に比べ、所定の径の型枠、つまり拡径した筒状型枠を、長期に亘って安定して得ることができる。その結果、本製造方法によれば、より確実に開口部を形成することが可能となる。更に、本製造方法では、大掛かりな開口部形成装置も不要となるため、開口部を有するコンクリート構造体の製造コストを低減することもできる。
【０００９】
また、上記コンクリート構造体の製造方法では、内孔は、筒状型枠の中心軸に沿って形成されていることが好ましい。この場合、半径方向外側への拡径を均等に行うことが可能となり、開口部を精度よく形成することができる。
【００１０】
また、上記コンクリート構造体の製造方法では、筒状型枠は、略円柱形状、略角柱形状、略円錐台形状、又は、略角錐台形状であることが好ましい。ここで、「略円柱形状」としたのは、円柱形状の筒状型枠だけでなく、円柱形状の型枠の外周にリブ等の突起を設けた形状や、逆に外周に溝等を設けた形状、更には外径が異なる円柱部を組み合わせた段差形状等も含む趣旨である。なお、「略角柱形状」、「略円錐台形状」及び「略角錐台形状」も同様の趣旨である。
【００１１】
また、上記コンクリート構造体の製造方法では、筒状型枠を配置する工程では、筒状型枠の外径がコンクリート構造体の表面側よりも内部側の方が広くなるように筒状型枠を配置することが好ましい。本製造方法では、コンクリート構造体の内部側の方が径が広くなるように配置した型枠であっても芯棒を抜き出すことで容易に脱型することができるので、内部側の方が径の広い開口部を容易に形成することができる。このようにして形成された拡底の開口部によれば、開口部内に設置して充填剤（例えばモルタル等）によって固定される鉄筋をアンカー効果により確実に固定させることができる。
【００１２】
上記コンクリート構造体の製造方法では、筒状型枠の伸び率は少なくとも５０％以上であることが好ましい。この場合、芯棒を筒状型枠の内孔に挿入して半径方向外側への拡径作業を適度な力で行うことができ、作業効率を向上させることができる。なお、ここでいう「伸び率」は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に基づいて算出される値である。
【００１３】
上記コンクリート構造体の製造方法では、筒状型枠の内孔は底部を有する非貫通孔であることが好ましい。この場合、コンクリートを打設した際に、筒状型枠の内孔内にコンクリートが入り込んでしまうことを防止することができ、好適な開口部を形成することができる。
【００１４】
上記コンクリート構造体の製造方法では、筒状型枠は、その外周面に半径方向外側に凸となる突出部が形成されていてもよい。この場合、内周面に凹凸のある開口部を形成することができる。このようにして形成された開口部によれば、開口部内に設置して充填剤（例えばモルタルやグラウト等）によって固定される鉄筋をアンカー効果により確実に固定させることができる。
【００１５】
上記コンクリート構造体の製造方法では、芯棒はテーパ形状を呈していてもよい。この場合、芯棒を筒状型枠の内孔に挿入する作業等を容易に行うことができる。
【００１６】
上記コンクリート構造体の製造方法は、開口部に鉄製部材を挿入すると共に充填剤を注入して硬化させ、鉄製部材を固定する工程を更に備えていてもよい。この工程を備えることにより、コンクリート構造物を鉄製部材を介して他の部材により確実に接合させることができる。
【００１７】
また、本発明は、別の側面として、上記何れかのコンクリート構造体の製造方法に用いられる開口部形成部材に関し、この開口部形成部材は、内孔を有し且つ弾性体からなる筒状型枠と、筒状型枠の内孔の径よりも大きい外径を有し且つ硬質部材からなる芯棒と、を備えること特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シース管等をコンクリート構造体の内部に残置することなく、簡易な手段でより確実に開口部を形成することができるコンクリート構造体の製造方法、及び、当該製造方法に用いる開口部形成部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る製造方法によって作製されるコンクリート構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るコンクリート構造体の製造方法に用いる筒状型枠と芯棒の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す筒状型枠の内孔に芯棒を挿入した状態を示す斜視図である。
【図４】打設したコンクリートの硬化後に、図３に示す筒状型枠から芯棒を取り除いた状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るコンクリート構造体の製造方法に用いる筒状型枠と芯棒の変形例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す筒状型枠と芯棒を用いて形成されるコンクリート構造体の開口部を示す断面図である。
【図７】本発明に係るコンクリート構造体の製造方法に用いる筒状型枠と芯棒の別の変形例を示す斜視図である。
【図８】図７に示す筒状型枠と芯棒を用いて形成されるコンクリート構造体の開口部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係るコンクリート構造体の製造方法によって作製されるコンクリート構造体について、図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る製造方法によって作製されるコンクリート構造体の一例を示す斜視図である。図１に示すように、コンクリート構造体１は、箱抜き等により例えば複数の開口部３を有するプレキャストコンクリート構造体であり、図１に示す例では、例えば１６個の開口部３を有している。なお、本実施形態に係る製造方法によって作製されるコンクリート構造体は、プレキャストコンクリート構造体に限定されるわけではなく、建設現場で型枠を設置してコンクリートを打設して形成されたコンクリート構造体であってもよい。
【００２２】
次に、上述したようなコンクリート構造体１を製造する方法について、図２〜図４を参照し、プレキャストを例にとって説明する。
【００２３】
まず、図２に示す筒状型枠１０と芯棒２０とを準備する（準備する工程）。筒状型枠１０は、ゴム等の弾性体から構成された略円柱形状の型枠部材であり、その中心軸に沿って内孔１２が形成されている。筒状型枠１０には、その外周に半径方向外側に突出するリブ１４（突出部）が設けられている。リブ１４を設けることにより、後述するように、コンクリート構造体１の開口部３を形成する際、かかる開口部３の内周面５に溝５ａを形成することができ、プレキャストコンクリート等の接合の際、かかる溝５ａにモルタルやグラウト等の充填剤が入り込んで硬化することにより、継手用の鉄筋等をコンクリート構造体１に確実に固定させることができる。なお、リブ１４に代えて、多数の突起（突出部）を筒状型枠１０の外周面に設けてもよい。
【００２４】
筒状型枠１０は、例えば天然ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、又はシリコーンゴム等のゴム弾性体から構成されており、所定の伸び率を有している。筒状型枠１０を構成するゴム弾性体の伸び率としては、例えば、少なくとも５０％以上であり、好ましくは１００％以上である。また、弾性体の伸び率の上限は、本発明の趣旨から逸脱しない限り特に限定されるものではないが、例えば２００％である。ここでいう「伸び率」は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に基づいて算出される値である。なお、筒状型枠１０の内孔１２は、底部を有する非貫通孔であるが、貫通孔としてもよい。
【００２５】
芯棒２０は、筒状型枠１０よりも硬い材料、例えば鉄や木材等の硬質部材から構成されている。芯棒２０は、筒状型枠１０の内孔１２の内径Ｄ３よりも大きい外径Ｄ１，Ｄ２を有している。図２に示す例では、芯棒２０は、筒状型枠１０の内孔１２に挿入する先端側の外径Ｄ２の方が基端側の外径Ｄ１よりも小さくなるテーパ形状（円錐台形状）を呈しているが、先端側の外径Ｄ２と基端側の外径Ｄ１とが同じである円柱形状であってもよい。芯棒２０は中実の棒部材であることが好ましいが、中空形状であってもよい。なお、上述した芯棒２０の外径Ｄ１，Ｄ２や筒状型枠１０の外径及び内孔１２の内径Ｄ３については、作製したい開口部の形状に応じて適宜設定することができる。
【００２６】
続いて、筒状型枠１０及び芯棒２０の準備が終了したら、筒状型枠１０をプレキャスト用の製造装置（不図示）の所定の位置に配置する（配置する工程）。筒状型枠１０を配置する位置は、作製されるコンクリート構造体１における開口部３に対応する位置である。そして、かかる位置に配置された筒状型枠１０の内孔１２に芯棒２０を挿入し、筒状型枠１０を半径方向外側に拡径する（拡径する工程）。筒状型枠１０が所定の伸び率を有し且つ芯棒２０が筒状型枠１０よりも硬い材料から構成されているので、図３に示すように、上述した芯棒２０の挿入により、筒状型枠１０を所定の大きさに拡径した筒状型枠１０ａとすることができる。拡径した筒状型枠１０ａの外周形状は、作製されるコンクリート構造体１の開口部３の形状に略一致する。なお、上記では、筒状型枠１０を所定箇所に設置した後に芯棒２０を内孔１２に挿入したが、逆に芯棒２０を内孔１２に挿入して拡径された筒状型枠１０ａを所定の位置に配置するようにしてもよい。
【００２７】
続いて、拡径された筒状型枠１０ａが所定の位置に配置されると、その筒状型枠１０ａの周囲を含むようにコンクリートＣを打設する（打設する工程）。その後、打設したコンクリートＣが硬化する。
【００２８】
続いて、打設したコンクリートＣが硬化すると、図４に示すように、筒状型枠１０ａの内孔１２から芯棒２０を抜き出して、筒状型枠１０ａを半径方向内側に縮径させる。この縮径により、筒状型枠１０が打設硬化したコンクリートＣから剥離されて脱型され、しかも筒状型枠１０の外周面とコンクリートＣの開口部３の内周面との間に十分な隙間３ａが形成される。そして、この隙間３ａを利用して、筒状型枠１０をリブ１４の存在等を考慮することなく、開口部３から引き出すことができる。以上により、コンクリート構造体１に開口部３が形成される。
【００２９】
そして、このようにして形成されたコンクリート構造体１に対し、その開口部３に鉄筋等の鉄製部材を挿入すると共にモルタルやグラウト等からなる充填剤を注入して硬化させ、かかる鉄製部材をコンクリート構造体１に固定するように用いることができる。このように継手用の鉄製部材をコンクリート構造体１に固定させることで、かかるコンクリート構造体１を他のプレキャストコンクリート構造体に所定の接合強度で接合することができる。なお、コンクリート構造体１を接合するのは、他のプレキャストコンクリート構造体に限られる訳ではなく、建設現場で打設等されたコンクリート構造体でもよく、また、コンクリート構造体以外の部材（鉄製部材等）でもよい。
【００３０】
以上、本実施形態に係るコンクリート構造体１の製造方法によれば、ゴム弾性体からなる筒状型枠１０の内孔１２に鉄等の硬質部材からなる芯棒２０を挿入して拡径してからコンクリートＣを打設し、その後、逆に芯棒２０を抜き出して筒状型枠１０を縮径して脱型し、開口部３を形成している。このように、筒状型枠１０と芯棒２０といった簡易な手段を用いることで開口部３０を形成することができ、また、筒状型枠１０と芯棒２０をコンクリート構造体１から取り除くため、これらが内部に残置することもなく、筒状型枠１０と芯棒２０とを容易に再利用することができる。しかも、弾性体からなる筒状型枠１０を硬質部材からなる芯棒２０によって拡径するといった手法であるため、従来技術で提案されているような液体でチューブを膨張させる方法等に比べ、所定の径の型枠、つまり拡径した筒状型枠１０ａを長期に亘って安定して得ることができる。その結果、本製造方法によれば、より確実に開口部３を形成することが容易に可能となる。更に、本製造方法では、大掛かりな装置も不要となるため、開口部３を有するコンクリート構造体１の製造コストを低減することもできる。
【００３１】
また、本実施形態に係るコンクリート構造体１の製造方法では、内孔１２は、筒状型枠１０の中心軸に沿って形成されている。このため、半径方向外側への拡径を均等に行うことが可能となり、開口部３を精度よく形成することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るコンクリート構造体１の製造方法では、筒状型枠１０の伸び率は少なくとも５０％以上である。このため、芯棒２０を筒状型枠１０の内孔１２に挿入して半径方向外側への拡径作業を適度な力で行うことができ、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態に係るコンクリート構造体１の製造方法では、筒状型枠１０の内孔１２は底部を有する非貫通孔である。このため、コンクリートＣを打設した際に、筒状型枠１０の内孔１２内にコンクリートが入り込んでしまうことを防止することができ、好適な開口部３を形成することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係るコンクリート構造体１の製造方法では、筒状型枠１０は、その外周面に半径方向外側に凸となるリブ１４等が形成されている。この場合、内周面５に凹凸のある開口部３を形成することができる。そして、このようにして形成された開口部によれば、開口部３内に設置して充填剤（例えばモルタルやグラウト等）によって固定される鉄筋をアンカー効果により確実に固定させることができる。
【００３５】
また、本実実施形態に係るコンクリート構造体の製造方法では、芯棒はテーパ形状を呈している。このため、芯棒２０を筒状型枠１０の内孔１２に挿入する作業等を容易に行うことができる。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変形を適用できる。例えば上述した実施形態では、筒状型枠１０がリブ１４を備えていたが、筒状型枠１０がリブ１４を備えずに、円柱形状の筒状型枠を用いるようにしてもよい。また、図５に示すように、円錐台形の筒状型枠１０ｂであってもよく、この円錐台形の筒状型枠１０ｂの外周にリブ等の突出部を設けるようにしてもよい。このような略円錐台形状の筒状型枠１０ｂを用いて上記同様に開口部３ｂを形成すると、図６に示すように、コンクリート構造体１ｂの内部側の方が径の広い拡底の開口部３ｂを容易に形成することができる。従来の方法であると、かかる拡底形状の開口部３ｂを形成した場合、型枠を抜き出すのが困難であるが、本実施形態による方法によれば、コンクリートＣの硬化後に芯棒２０を抜き出して筒状型枠１０ｂを縮径させるので、かかる形状の場合であっても容易に筒状型枠１０ｂを脱型して開口部３ｂから取り出すことができる。なお、この場合においては、筒状型枠１０ｂを配置する工程において、筒状型枠１０ｂの外径がコンクリート構造体１ｂの表面側よりも内部側の方が広くなるように筒状型枠１０ｂを配置する必要がある。そして、このようにして形成された拡径の開口部３ｂによれば、開口部３ｂ内に設置して充填剤（例えばモルタルやグラウト等）によって固定される鉄筋をアンカー効果により確実に固定させることができる。
【００３７】
また、筒状型枠１０ｃは、図７に示すように、径の異なる円柱部１６，１８を組み合わせた略円柱形状の部材であってもよい。この場合も、図８に示すように、コンクリート構造体１ｃの内部側の方が径の広い拡底の段差を有する開口部３ｃを容易に形成することができる。このようにして形成された拡径の開口部３ｃでも、開口部３ｃ内に設置して接着剤によって固定される鉄筋等をアンカー効果により確実に固定させることができる。また、筒状型枠１０は、略円柱／略円錐台形といった形状に限られる訳ではなく、略角柱形状や略角錐台形状であってもよいし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、筒状型枠１０の形状を適宜、変更してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…コンクリート構造体、３…開口部、１０，１０ａ…筒状型枠、１２…内孔、１４…リブ（突出部）、２０…芯棒、Ｃ…コンクリート、Ｄ１，Ｄ２…外径、Ｄ３…内径。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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