(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱温度を超えると変形する材料により形成されていて、
コンクリート構造物の表層部に形成された凹部に配設される受熱評価用具であって、
前記凹部に挿入される基部と、前記基部に突設された突部とを備えていることを特徴とする、受熱評価用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災によるコンクリートの変質（劣化）を評価するための受熱評価用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、火災等による受熱温度が耐熱温度（例えば、３００℃程度）を超えると、耐力が低下（劣化）する恐れがある。例えば、トンネル内の火災によって覆工コンクリートが劣化すると、コンクリートの表層部分が崩落して二次的な被害が生じる恐れがある。
そのため、コンクリート構造物内やコンクリート構造物近傍で火災が生じた場合には、コンクリートの劣化部分の範囲を特定し、この劣化部分をはつり取って（削り取って）補修する必要がある。
【０００３】
コンクリートの劣化部分を特定する際には、技術者の目視観察に加え、シュミットハンマーによる強度測定を行うのが一般的である。また、必要に応じてコンクリート構造物から試験用のコアを採取して、圧縮強度試験等を行う場合もある。
ところが、目視観察やシュミットハンマーによる強度測定をどの範囲まで行うかを特定するのは困難なため、広範囲にわたって実施する必要があった。
【０００４】
そのため、特許文献１には、コンクリートの熱劣化の範囲を簡易に判定することを目的として、コンクリート構造物の表層部に、コンクリート劣化温度で不可逆的に変色する感温組成物を塗布した有底の中空筒体を埋設しておき、火災後に中空筒体内の感温組成物の変色を確認する熱劣化範囲検出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８８９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の熱劣化範囲検出方法は、中空筒体の内部に感温塑性物が塗布されているので、変色を確認する際には各中空筒体の内部を覗きこむ必要がある。しかしながら、道路トンネル等のような大規模な構造物の場合には、高い位置に点在する感温組成物（中空筒体の内部）を確認するために、足場等の仮設部材を設置する必要があり、その作業に手間と費用がかかる。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、火災によるコンクリートの変質（劣化）を目視で簡易に評価することを可能とした受熱評価用具を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明の受熱評価用具は、耐熱温度（例えば、３００℃程度）を超えると変形する材料により形成されていて、コンクリート構造物の表層部に形成された凹部に配設されていることを特徴としている。
【０００９】
かかる受熱評価用具によれば、受熱評価用具の変形を目視するのみで、コンクリートの受熱温度が耐熱温度を超えたか否かを確認することができる。
すなわち、受熱評価用具が変形している場合には、その周囲のコンクリートが耐熱温度を超える熱を受けていると推定できるため、熱劣化を受けている可能性があると評価することができる。このように、本発明によれば、受熱評価用具の外形を目視するのみでコンクリートの熱劣化のおおよその範囲を特定することができるため、確認作業に要する手間と費用を削減することができる。
【００１０】
前記受熱評価用具が、前記凹部に挿入された基部と前記基部に突設された突部を備えていれば、コンクリート表面に配設された突部または蓋部により受熱評価用具の変形を確認することができるため、離れた位置からも視認しやすい。
前記突部が、前記基部に立設された棒状体または板状体であれば、突部の倒れにより簡易に変形を確認することができる。また、前記突部が、密閉された中空体であれば、突部の膨張や破裂により簡易に変形を確認することができる。
さらに、前記基部が、前記コンクリート構造物に埋設されたインサートに挿入されていれば、インサートの蓋材を別途用意する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の受熱評価用具によれば、火災によってコンクリートが劣化した範囲を目視で簡易に特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る受熱評価用具が設置されたトンネルを示す断面図である。
【図２】（ａ）は受熱評価用具の設置状況を示す拡大断面図、（ｂ）は受熱評価用具が熱変形した状態を示す拡大断面図、（ｃ）は受熱評価用具が熱変形した状態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、インサートの設置方法の各段階を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、受熱評価用具の他の形態を示す断面図である。
【図５】（ａ）は他の形態に係るコンクリート構造物を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の一部分を示す拡大断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は受熱評価用具のその他の形態を示す断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は受熱評価用具のさらに他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態では、図１に示すように、トンネル（コンクリート構造物）Ｔに設置された受熱評価用具１を利用して、火災による覆工コンクリートＣの変質を判断する場合について説明する。
本実施形態では、トンネルＴの上半（スプリングラインＳＬよりも上部分）に、複数の受熱評価用具１，１，…が設置されている。なお、受熱評価用具１は、トンネルＴの下半に設けてもよい。
【００１４】
受熱評価用具１は、図２（ａ）に示すように、トンネルＴの表層部（覆工コンクリートＣ）に形成された凹部２に配設されている。本実施形態の凹部２は、トンネルＴの覆工コンクリートＣに埋設されたインサート２１により形成されている。すなわち、凹部２は、インサート２１の雌ネジ部分である。
なお、凹部２の形成方法は限定されるものではなく、例えば、覆工コンクリートＣを形成する際に型枠を設置することにより形成してもよいし、受熱評価用具１を覆工コンクリートＣに直接埋め込むことにより形成してもよい。
【００１５】
本実施形態のインサート２１の外面には１ｃｍ毎の目盛２２が３本（３ｃｍ分）刻印されている。なお、インサート２１の目盛２２は必要に応じて設ければよい。また、目盛２２は必ずしも刻印により設ける必要はなく、例えば突条により設けてもよいし、塗料等により記載してもよい。
【００１６】
受熱評価用具１は、耐熱温度を超えると変形する材料（例えば、スーパーエンジニアリングプラスチック）を成型することにより形成されていて、基部１１と評価部（蓋部）１２とを有している。本実施形態では、耐熱温度を、覆工コンクリートＣの表層部（耐火層コンクリート）の圧縮強度が低下する恐れがある３００℃に設定する。なお、耐熱温度は、受熱評価用具１を設置するコンクリート構造物のコンクリートの材質に応じて適宜設定すればよい。また、受熱評価用具１を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、ポリフタル酸アミドやポリフェニレンサルファイド等、耐熱温度に応じて、適宜使用する樹脂を選択すればよい。
【００１７】
基部１１は、インサート２１（凹部２）に挿入された部分であって、インサート２１に螺着される。基部１１の表面（内空に面した端面）には、評価部１２が設けられている。
評価部（蓋部）１２は、板状を呈しており、インサート２１の表面を覆うことで、インサート２１の蓋として機能する。
【００１８】
受熱評価用具１は、インサート２１の型枠固定用部材の一部に形成するのが望ましい。
すなわち、型枠固定用部材は、図３（ａ）に示すように、受熱評価用具１と受熱評価用具１から分離可能な型枠固定用治具１３を有している。型枠固定用治具１３は、型枠３へ固定可能に構成されているのが望ましい。
【００１９】
インサート２１を型枠３に固定する際には、図３（ｂ）に示すように、インサート２１に受熱評価用具１の基部１１を螺着させた状態で、型枠固定用治具１３を型枠３の取付穴３１に挿入する。
型枠固定治具１３は、先端に爪部１４が形成されていて、取付穴３１を挿通すると爪部１４が取付穴３１に係止されるように構成されている。
【００２０】
型枠３にインサート２１を設置したら、図３（ｃ）に示すように、型枠３の背面にコンクリートを打設する。なお、インサート２１は、型枠３が設置された後に型枠３に固定してもよいし、型枠３を設置する前に型枠３に固定してもよい。
【００２１】
コンクリートに所定の強度が発現したら、図３（ｄ）に示すように、型枠３を撤去する。このとき、型枠固定用治具１３は、評価部（蓋部）１２との接合部からはずれることで、型枠３とともに撤去される。
一方、受熱評価用具１（評価部１２）は、インサート２１に固定された状態で残置されることで、インサート２１の蓋材として機能する。
【００２２】
受熱評価用具１を利用したコンクリート構造物の熱劣化範囲特定方法は、火災後に受熱評価用具１の変形を目視することにより行う。
受熱評価用具１の耐熱温度は、覆工コンクリートＣの圧縮強度が低下する恐れがある受熱温度と同程度に設定されているため、受熱評価用具１の変形を確認することで、その周囲の覆工コンクリートＣの圧縮強度が低下している恐れがあることを確認することができる。
【００２３】
トンネルＴ内で火災が起きた場合は、図２（ｃ）に示すように、覆工コンクリートＣの表面に点在する受熱評価用具１の評価部１２の変形の有無を目視により確認する。次に、評価部１２が変形した複数の受熱評価用具１の位置を確認することで、覆工コンクリートＣの受熱による劣化部分の範囲Ａを特定することができる。
そして、劣化部分の範囲Ａを特定したら、当該範囲Ａの覆工コンクリートＣに対して強度測定を実施し、補修のための詳細設計を行うとともに、当該劣化部分の補修を行う。
【００２４】
以上、本実施形態の受熱評価用具１およびコンクリート構造物の熱劣化範囲特定方法によれば、受熱評価用具１の変形を目視するのみで、覆工コンクリートＣの受熱温度が耐熱温度を超えたか否かを確認することができる。しかも、受熱評価用具１の外形を目視するのみで覆工コンクリートＣの熱劣化のおおよその範囲を特定することができるため、確認作業に要する手間と費用を削減することができる。
【００２５】
また、受熱評価用具１の変形の確認は、覆工コンクリートＣの表面から配設された評価部１２を目視すればよいため、離れた位置からも視認しやすい。そのため、高所作業車等を用いなくても、トンネルの上部の受熱状況を確認することができる。
また、評価部１２が板状体であるため、評価部１２の折れにより簡易に変形を確認することができる。
【００２６】
また、基部１１が、トンネルＴに埋設されたインサート２１に挿入されているため、インサート２１の蓋材を別途用意する必要がない。そのため、インサートを利用して設備機器を取り付ける場合には、インサート使用時まで塵等の異物の浸入によるインサートの破損を防止することができる。
また、基部１１がインサート２１の奥まで挿入されているため、評価部１２に変形が生じた受熱評価用具１をインサート２１から抜き出して基部１１の変形を確認することで、覆工コンクリートＣの厚さ方向に対する受熱状況を確認することもできる。
【００２７】
また、インサート２１の外面に付された目盛２２により、補修時のはつり深さを確認することができる。そのため、はつり量を必要最小限に抑えることができるとともに、誤って構造鉄筋に損傷を与えることを防止することができる。
受熱評価用具１の設置個所を、覆工コンクリートＣの構造鉄筋の位置に対応するように設定しておけば、詳細点検用のコア抜きを実施する際の目印として利用することができる。
【００２８】
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、評価部１２が、インサート２１の表面に設けられた板状の部材（蓋部）である場合について説明したが、評価部１２の構成は限定されない。例えば、図４（ａ）に示すように、評価部１２を基部１１から突設された棒状体または板状体（突部）により形成してもよい。この受熱評価用具１によれば、図４（ｂ）に示すように、評価部（突部）１２の倒れによって、受熱状況を確認することができる。
また、図４（ｃ）に示すように、内部に空気またはガスが充填された密閉中空体により評価部（突部）１２が形成されていてもよい。この受熱評価用具１によれば、図４（ｄ）に示すように、評価部（突部）１２の膨張または破裂によって、受熱状況を確認することができるため、トンネルＴの頂部に設けられている場合であっても、遠くから視認することができる。
【００２９】
また、前記実施形態では、トンネルＴの覆工コンクリートＣに受熱評価用具１を設置する場合について説明したが、トンネルＴは、必ずしも覆工コンクリートＣを打設するいわゆる山岳トンネルである必要はない。例えば、シールドトンネルやＴＢＭ等のセグメントに受熱評価用具１を設けてもよい。このとき、受熱評価用具１は、セグメント等のプレキャスト部材に予め設けられていてもよいし、セグメントを組み立てた後にセグメントに予め埋め込まれたインサート２１に設置してもよい。
また、受熱評価用具１は、インサート２１への設置に限定されるものではなく、例えば、セグメントのグラウトホールに設置してもよいし、コンクリートに直接埋め込んでもよい。また、受熱評価用具１は、既設コンクリート構造物を削孔することにより形成された凹部２に設置してもよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、トンネルＴに受熱評価用具１を設ける場合について説明したが、受熱評価用具１を設けるコンクリート構造物は限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、ボックスカルバートであってもよいし、橋台、橋脚やコンクリート建物等であってもよい。
また、コンクリート構造物に設けられる受熱評価用具１は、設置個所に応じて異なる形状を有していてもよい。
【００３１】
受熱評価用具１は、図５（ｂ）に示すように、コンクリート構造物のコンクリートを打設する際に型枠を固定するセパレータ４の端部に固定してもよい。このとき、受熱評価用具１は、プラスチックコーンの跡部である凹部４１内において露出するセパレータ４の端部に螺着すればよい。こうすることで、既設のコンクリート構造物に対しても受熱評価用具１を設けることができる。
【００３２】
受熱評価用具１は、必ずしも基部１１と評価部１２とを有している必要はない。例えば、図６（ａ）および（ｃ）に示すように、グラウトホール等の凹部２に挿入された筒状（断面門型）の部材であってもよい。この受熱評価用具１によれば、下向き（トンネル頂部等）または横向き（側壁等）に開口する凹部２を遮蔽するように設置した場合には、耐熱温度を超える受熱によって受熱評価用具１が凹部２から溶け出すため、コンクリートＣの受熱状況を確認することができる（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。一方、受熱評価用具１を上向き（底版等）に開口する凹部２を遮蔽するように設置した場合には、耐熱温度を超える受熱によって受熱評価用具１が凹部２内に溶け落ちて開口が露出するため、コンクリートＣの受熱状況を一目で確認することができる（図６（ｃ）および（ｄ）参照）。
また、受熱評価用具１は、図７（ａ）に示すように密実な部材であってもよい。この受熱評価用具１であっても、図７（ｂ）に示すように、耐熱温度を超える受熱によって凹部２から溶け出すため、コンクリートＣの受熱状況を確認することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１    受熱評価用具
１１  基部
１２  評価部
１３  型枠固定用治具
１４  爪部
２    凹部
２１  インサート
３    型枠
Ｔ    トンネル
Ｃ    覆工コンクリート
【図１】
0006508986.tif 000002
【図２】
0006508986.tif 000003
【図３】
0006508986.tif 000004
【図４】
0006508986.tif 000005
【図５】
0006508986.tif 000006
【図６】
0006508986.tif 000007
【図７】
0006508986.tif 000008