(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状のコンクリート構造物のコンクリート養生装置であって、互いに連通する複数の空気セルから構成される気室を有し、前記コンクリート構造物または該コンクリート構造物を型枠とともに封止するバルーンと、前記気室内に空気を供給し、前記コンクリート構造物のコンクリート表面または前記型枠に前記バルーンを密着保持させる空気供給装置とを含む、養生装置。
【請求項２】
前記複数の空気セルは、縫込みを設けることにより形成される、請求項１に記載の養生装置。
【請求項３】
前記バルーンは、上部を閉鎖するための第１バルーンと、前記コンクリート構造物の側面または前記型枠を包囲し、該側面または該型枠に密着保持される第２バルーンとから構成される、請求項１または２に記載の養生装置。
【請求項４】
前記バルーンは、前記第１バルーンと前記第２バルーンとを連結する第１連結手段と、前記第２バルーンの長手方向に切断された端部同士を連結する第２連結手段とを備える、請求項３に記載の養生装置。
【請求項５】
前記空気供給装置は、加熱手段を備え、加熱した前記空気を前記気室内に供給する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の養生装置。
【請求項６】
柱状のコンクリート構造物のコンクリート養生方法であって、互いに連通する複数の空気セルから構成される気室を有するバルーンにより、前記コンクリート構造物または該コンクリート構造物を型枠とともに封止する工程と、空気供給装置により前記気室内に空気を供給し、前記コンクリート構造物のコンクリート表面または前記型枠に前記バルーンを密着保持させる工程とを含む、方法。
【請求項７】
前記複数の空気セルは、縫込みを設けることにより形成される、請求項６に記載の養生方法。
【請求項８】
前記バルーンは、上部を閉鎖するための第１バルーンと、前記コンクリート構造物の側面または前記型枠を包囲し、該側面または該型枠に密着保持される第２バルーンとから構成されており、前記封止する工程は、第１連結手段により前記第１バルーンと前記第２バルーンとを連結し、第２連結手段により前記第２バルーンの長手方向に切断された端部同士を連結する工程を含む、請求項６または７に記載の養生方法。
【請求項９】
前記空気供給装置は、加熱手段を備え、加熱した前記空気を前記気室内に供給する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状のコンクリート構造物を構築する際のコンクリートの養生に使用される養生装置および該コンクリートの養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐久性、耐火性、耐震性を有する建造物を構築するために、圧縮力に強いコンクリートに、引っ張り力に強い鉄筋を補強材として埋め込んで一体化させた鉄筋コンクリート（ＲＣ）が使用されている。この鉄筋コンクリートを用いてコンクリート構造物を構築する場合、その施工の一工程に、打設したコンクリートやモルタルが硬化作用を充分に発揮するように保護する養生工程が含まれる。
【０００３】
橋脚や建造物の柱等の柱状のコンクリート構造物におけるコンクリートの養生には、散水や養生マット等を用いた湿潤養生、表面をシート等で覆い、内部にヒータ等を設置して給熱する給熱養生がある。
【０００４】
例えば、空気を封入した中空の上層と、水を貯留する中空の中層と、この中層からの水を浸潤する保水性の下層とからなる三層構造で、下層が保水マット、中層が貯水と重しを兼ねるウォーターマット、上層が保温・断熱効果を有するエアーマットとして機能する養生マットが提案されている（特許文献１参照）。この養生マットは、中層へ水を補給できるようにするため、中層への注水口が設けられている。この養生マットは、養生しようとするコンクリート面の全体に、ムラなく連続的に湛水させることができ、また、保水性がよく、コンクリートにとって適切な養生条件にでき、しかも重しが不要であり、さらには、敷設する作業性も良いというものである。このマットを使用する養生は、上記でいう湿潤養生である。
【０００５】
また、コンクリートの打ち込み後の基礎全体を養生シートで覆い、その養生シートの周縁部に土を載せる等して密封し、その養生シート内に送風装置をもって所要の温度の空気を吹き込み、養生シートをドーム形に膨らませ、その状態において養生する方法およびそれに用いる装置が提案されている（特許文献２参照）。これは、上記でいう、給熱養生である。
【０００６】
湿潤養生および給熱養生の一例を挙げ、各養生について説明してきたが、これらの養生には以下の問題があった。
【０００７】
湿潤養生の場合、繰り返し散水作業が必要となり、水分の供給管理が面倒であり、鉛直方向の壁面全体をムラなく湿潤状態に保持することが困難で、柱の高さが高く、かつ大断面のコンクリート構造物では充分な養生効果を期待することが難しい。
【０００８】
給熱養生の場合、コンクリート構造物を覆う養生シートの設置が面倒であり、ヒータ等の加熱装置を使用することに伴い、安全性に問題があり、また、養生シート内部の温度および湿度の管理が必要である。
【特許文献１】特開平９−０４９３２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２４７３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、上記バルーンを用いることで、コンクリート表面全体をムラなく湿潤状態に保持することができ、取り付けが簡単で、外環境との直接的な接触を防止し保温効果も期待することができる養生装置および養生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】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、柱状のコンクリート構造物を、気室を有するバルーンで封止し、空気供給装置により気室に空気を送り、バルーンを膨張させ、このバルーンをコンクリート構造物の表面に密着保持させることにより、概ねその表面全体に密着保持し、コンクリートを湿潤状態に保持させることができ、保温効果も期待できることを見出した。すなわち、上記課題は、本発明の養生装置および養生方法を提供することにより達成される。
【００１１】
本発明のコンクリート養生装置は、気室を有し、コンクリート構造物または該コンクリート構造物を型枠とともに封止するバルーンと、気室内に空気を供給し、コンクリート構造物のコンクリート表面または型枠にバルーンを密着保持させる空気供給装置とを含む。
【００１２】
バルーンは、気室が互いに連通する複数の空気セルから構成されることが好ましい。この構成にすることで、コンクリート構造物のコンクリート表面全体または型枠全体に概ね一様に密着保持させることができ、コンクリートの湿潤状態をより良好に保持することができ、より高い保温効果を期待することができる。
【００１３】
バルーンは、上部を閉鎖するための第１バルーンと、コンクリート構造物の側面または型枠を包囲し、該側面または該型枠に密着保持される第２バルーンとから構成することができる。
【００１４】
また、バルーンは、第１バルーンと第２バルーンとを連結する第１連結手段と、第２バルーンの長手方向に切断された端部同士を連結する第２連結手段とを備えることができる。これにより、コンクリート構造物に簡単にバルーンを取り付けることができる。
【００１５】
空気供給装置は、加熱手段を備えることができ、加熱した空気を気室内に供給することができる。冬季等の外環境が厳しい状況においても、加熱した空気を供給することで、コンクリート表面での保温効果を期待することができる。
【００１６】
本発明では、コンクリートの養生方法も提供する。本発明の方法は、気室を有するバルーンにより、コンクリート構造物または該コンクリート構造物を型枠とともに封止する工程と、空気供給装置により気室内に空気を供給し、コンクリート構造物のコンクリート表面または型枠にバルーンを密着保持させる工程とを含む。
【００１７】
バルーンが、上部を閉鎖するための第１バルーンと、コンクリート構造物の側面または型枠を包囲し、該側面または該型枠に密着保持される第２バルーンとから構成される場合、上記封止する工程は、第１連結手段により第１バルーンと第２バルーンとを連結し、第２連結手段により第２バルーンの長手方向に切断された端部同士を連結する工程を含むことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の養生装置および養生方法を提供することにより、上記湿潤養生および給熱養生の問題を解決し、コンクリート表面をムラなく湿潤状態に保持することができ、温度および湿度の管理をすることなく湿潤および保温効果を期待することができる。このように湿潤および保温効果を期待することができるため、水分の供給管理が不要で、また、ヒータ等を使用しないため、安全上の問題もない。さらに、各連結手段を備える構成にすることで、コンクリート構造物への設置作業が容易になり、バルーンを高さ方向および周方向に連結し、柱高が高いコンクリート構造物や大断面のコンクリート構造物にも適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のコンクリート養生装置および養生方法について説明する前に、簡単に柱状のコンクリート構造物を説明する。図１は、柱状のコンクリート構造物を例示した図である。柱状のコンクリート構造物は、例えば、木製またはＦＲＰ（繊維強化プラスチック樹脂）製の型枠を設置し、その型枠内にコンクリート１０を流し込み、コンクリートが固まる前に、所定の配列、ピッチで、所定径および長さの鉄筋１１が挿入され、その後、コンクリート１０が硬化されることにより構築される。図１には、型枠を取り除いた脱型後のコンクリート構造物が示されており、コンクリート構造物の側壁１２に近隣した内部に、鉄筋１１が等間隔で配列するように埋設されているのが示されている。
【００２０】
次に、図２を参照して、本発明のコンクリート養生装置を説明する。コンクリート養生装置は、図１に示すような柱状のコンクリート構造物２０を封止するバルーン２１ａ、２１ｂと、バルーン２１ａ、２１ｂに空気を供給する空気供給装置２２とから構成される。バルーン２１は、空気を貯留する気室を有し、気室に連続し、空気供給装置２２により供給される空気を受け入れるための空気供給穴が設けられる。このバルーン２１ａ、２１ｂは、空気が供給される前は収縮した状態であるが、空気が供給されるにつれて膨張するものである。バルーン２１ａ、２１ｂは、柱状のコンクリート構造物２０の周囲を取り囲むようにして設置され、その後、空気が供給され、膨張することにより、コンクリート構造物２０のコンクリート表面に密着保持される。なお、脱型されていない場合には、バルーン２１ａ、２１ｂは、コンクリート構造物２０を型枠とともに封止し、空気の供給により型枠に密着保持される。コンクリート構造物２０のコンクリート表面または型枠は、バルーン２１ａ、２１ｂで概ね一様に密着保持され、さらにバルーン２１ａ、２１ｂ内に供給された空気によって内部と外部とを遮断するため、ムラなく湿潤状態を保持し、高い保温効果を良好に保持することができるため、コンクリート表面からの水分逸散に伴う乾燥収縮ひび割れの発生や、セメントの水和発熱に起因した温度ひび割れの発生等を抑制することができる。
【００２１】
図２に示す実施形態では、バルーン２１ａ、２１ｂは、例えば、同じ大きさの２枚のゴムシートの所定位置に縫込みを設け、それらを重ね合わせ、周囲を溶着または接着することにより作成されている。このバルーン２１ａ、２１ｂは、コンクリート構造物２０の上部を閉鎖するバルーン２１ａと、その側面を包囲し、その側面に密着するバルーン２１ｂとから構成され、バルーン２１ａとバルーン２１ｂとが第１連結手段２４によって、バルーン２１ｂの長手方向に切断された端部同士が第２連結手段２５によって、バルーン２１ｂとその下部の図示しないバルーンとが第３連結手段２６によってそれぞれ連結され、コンクリート構造物２０が封止されている。
【００２２】
縫込み２７は、バルーン２１ａ、２１ｂの長手方向およびそれに垂直となる周方向に交差するように複数設けられ、複数の矩形の小部屋である空気セル２８を形成している。ここで、縫込みとは、縫い込まれた部分をいう。この縫込み２７では、空気の通り道が狭くなっているものの、空気セル２８同士は連通している。このため、１つの空気供給穴を通して空気を供給するのみで、複数の空気セル２８のそれぞれに空気を供給し、バルーン２１ａ、２１ｂを膨張させることができる。なお、縫込み２７を設け、複数の空気セル２８を形成することで、縫込み２７が存在する部分で自在に折り曲げることができ、柱状のコンクリート構造物２０が円柱、四角柱、六角柱といった様々な形状であっても対応することが可能となり、コンクリート表面または型枠への密着追従性を高め、その密着を保持することができる。さらに、バルーン２１ａ、２１ｂの膨張圧を各空気セル２８によって分散させることで耐久性の向上効果も得られる。
【００２３】
第１連結手段２４、第２連結手段２５および第３連結手段２６は、マジックテープ（登録商標）等の、微小な鉤状フックとループの２つの形状のものからなる面ファスナー、ジッパー（登録商標）等の、左右一列に布に留めつけた細かい、銅やアルミニウム等の金属またはポリエステルやポリアセタール等のプラスチックの歯を噛み合わせたり、離したりして開閉することができるファスナーとすることができる。なお、面ファスナーは、鉤状フックとループの組み合わせに限らず、両面がマッシュルーム形状のフックや矢尻形のフックのものとすることもできる。これら面ファスナーは、強く押しあてられることにより、互いが引っかかり、くっつくものである。このようなファスナーを連結手段として使用することで、簡単に連結することができ、かつ封止することができる。
【００２４】
コンクリート構造物２０の側面または型枠を包囲するように設置する場合、中空円筒状に成形したバルーン２１ｂが必要である。予め中空円筒状に成形したバルーン２１ｂは、コンクリート構造物２０の上部に吊り上げ、コンクリート構造物２０のコンクリート表面に接触しないように降下させる必要がある。これでは簡単に設置することはできない。そこで、上記のような長手方向に切断された両端部に第２連結手段２５である上記ファスナーの一方と他方とを設けた構造にすることで、吊り上げることなく、簡単に連結および封止することができる。なお、コンクリート構造物２０の上部は、鉄筋がむきだしになっている場合があり、この場合にはバルーン２１ａに限られるものではなく、単なるシートであってもよい。シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等のプラスチック樹脂材料からなるものとすることができる。
【００２５】
また、コンクリート構造物２０の柱高が高い場合には、バルーン２１ｂのみからなるバルーンを複数連結し、最後に１つのバルーン２１ａおよびバルーン２１ｂからなるバルーンを連結して、柱高の高いコンクリート構造物２０を封止することができる。さらに、第２連結手段２５を設けたバルーン２１ｂは、コンクリート構造物２０の周方向に連結することができ、大断面のコンクリート構造物にも適用することができる。また、バルーン２１ａ、２１ｂは、使用後、空気を抜くことで再利用可能となり、周方向および高さ方向に連結可能であるため、様々な形状、高さ、断面のコンクリート構造物に対して使い回しすることができる。
【００２６】
空気供給装置２２は、冬季等の外環境が厳しい状況において保温効果を高めるため、所定温度に加熱した空気を供給することができる。加熱には、ヒータ等の加熱手段を用いることができる。例えば、約０℃の空気を、約２０℃〜約４０℃に加熱することができる。なお、空気供給装置２２としては、ファン、ブロワ、圧縮機を用いることができる。
【００２７】
脱型した後のコンクリート構造物２０を養生する場合には、バルーン２１ｂは、図３（ａ）に示すようにコンクリート構造物２０の周囲を包囲するように設置され、気室２９内に空気が供給されて膨張し、コンクリート構造物２０のコンクリート表面に密着保持される。また、脱型していないコンクリート構造物２０を養生する場合には、バルーン２１ｂは、図３（ｂ）に示すように型枠３０の周囲を包囲するように設置され、気室２９内に空気が供給されて膨張し、型枠３０に密着保持される。なお、バルーン２１ｂは、気室２９が互いに連通する複数の空気セル２８を形成するように縫込み２７が設けられている。
【００２８】
空気セル２８は、縫込み２７により矩形に形成することができる。本発明では、空気セル２８の数、大きさ、形状は、いかなる数、大きさ、形状であってもよい。バルーン２１ａ、２１ｂを作成するゴムシートは、天然ゴムのほか、ブタジエン、イソプレン、スチレンブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂から選択される合成ゴムからなるシートを用いることができる。表面への密着性においてはゴムシートが好ましいが、ゴムシートに限られるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等のプラスチック樹脂材料からなるシートを用いて作成することもできる。
【００２９】
次に、図４を参照して、本発明の養生方法について説明する。ここに示す養生装置は、空気セルの数等が異なるものの、図２に示す養生装置とほぼ同様のものである。図４（ａ）は、コンクリート構造物２０にバルーン２１ａ、２１ｂを取り付けているところを示した図である。ここでは、各連結手段に、複数の歯を噛み合わせることにより連結されるファスナーが用いられている。まず、バルーン２１ａ、２１ｂはファスナーによる連結が解除され、広げられた状態とされる。バルーン２１ｂを、コンクリート構造物２０の両側からその周囲を包囲するように覆い、バルーン２１ｂの長手方向に切断された両端部に設けられたファスナーの歯と歯を噛み合わせ、端部同士を連結する。また、下側のバルーンの上端に設けられる歯とバルーン２１ｂの下端に設けられる歯を噛み合わせ、下側のバルーンにバルーン２１ｂを連結する。最後に、コンクリート構造物２０の上部を閉鎖するバルーン２１ａの端部に設けられる歯と第２バルーンの上端に設けられる歯を噛み合わせ、バルーン２１ａとバルーン２１ｂとを連結して、コンクリート構造物２０を封止する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、バルーン２１ａ、２１ｂの気室に連続する空気供給穴３１に、ライン３２を介して空気供給装置２２を接続する。柱高が高いコンクリート構造物や大断面のコンクリート構造物の場合には、複数のバルーン２１ｂがファスナーによって連結されるため、各バルーン２１ｂに空気供給装置２２が接続される。
【００３１】
その次に、空気供給装置２２を起動させ、バルーン２１ａ、２１ｂに空気を供給する。バルーン２１ａ、２１ｂの気室内に空気が供給されると、図４（ｃ）に示すように、気室を構成する複数の空気セルのそれぞれが連通しているため、バルーン２１ａ、２１ｂは膨張し、コンクリート構造物２０のコンクリート表面に密着し、その表面に保持される。コンクリート表面に密着保持されたバルーン２１ｂおよび上部を閉鎖するバルーン２１ａにより、コンクリート表面全体をムラなく湿潤状態に保持することができ、特にヒータ等を必要とせず、内部の湿度および温度の管理が不要となるため、コンクリート表面からの水分の逸散に伴う乾燥収縮ひび割れや、セメントの水和発熱に起因した温度ひび割れの発生を抑制することができる。
【００３２】
これまで本発明のコンクリート養生装置および方法を、図面を参照して詳細に説明してきたが、本発明の養生装置は図面に示された実施形態に限定されるものではない。コンクリート表面または型枠への密着追従性を向上させるため、縫込みを設け、複数の空気セルを形成した構造のバルーンについて説明したが、複数の空気セルを形成するためには縫込み以外、格子状の枠部材（例えば、プラスチック樹脂からなる枠部材）にシートを貼付した構造にすることもできる。この場合、各格子内において膨張可能なようにシートを弛ませて貼付することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】柱状のコンクリート構造物を例示した図。
【図２】本発明の養生装置を例示した図。
【図３】コンクリート構造物にバルーンを密着させたところを示した図。
【図４】養生装置を用いて養生を行っているところを示した図。
【符号の説明】
【００３４】
１０…コンクリート、１１…鉄筋、１２…側壁、２０…コンクリート構造物、２１ａ、２１ｂ…バルーン、２２…空気供給装置、２４…第１連結手段、２５…第２連結手段、２６…第３連結手段、２７…縫込み、２８…空気セル、２９…気室、３０…型枠、３１…空気供給穴、３２…ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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