(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、細骨材、粗骨材、減水剤、凝結遅延剤および水を含有するコンクリートの二次製品の製造方法であって、予め加熱された型枠に混練りした前記コンクリートを充填し、前記コンクリートが硬化を開始した後、速やかに型枠底板を残したまま脱型することを特徴とするコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項２】
脱型時の前記コンクリートの圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ2以上である請求項１記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項３】
前記セメントは、水和反応によリポルトランドセメント水和物と共にエトリンガイトが生成する速硬性セメントあるいは急硬性セメントである請求項１又は２記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項４】
予め前記型枠が４０〜８５℃に加熱されている請求項１乃至３のいずれかの項に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、建築分野で使用されるコンクリート二次製品の製造方法に関するものである。なお、本発明でいうコンクリートとは、コンクリートを総称するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート二次製品の製造方法は、スランプが３〜１０ｃｍ程度のコンクリー卜に振動を掛けながら型枠に充填し、前置き２〜３時間後に蒸気により１５〜２０℃／ｈｒの速度で昇温し、最高温度６５℃程度で３〜５時間程度保持した後、製品の大きさや形にも依存するが強度が１５〜２５Ｎ／ｍｍ2になった時点で脱型するものである。従って、練混ぜ時から脱型までの所要時間は５〜８時間掛かっている。
【０００３】
コンクリート二次製品を製造する際のコンクリートのスランプを３〜１０ｃｍ程度に調整する理由は、振動締固めを容易に行うことを考慮したものである。スランプが大き過ぎると、コンクリートの振動によって材料分離やブリーディングが発生したり凝結遅延が生じる。
【０００４】
また、昇温速度を１５〜２０℃／ｈｒの範囲に制御するのは、急激に温度上昇させるとコンクリートが熱膨張によりひび割れを生じるためであり、コンクリートの耐久性が著しく低下する。最高温度については、温度を高くし過ぎると脱型強度は高くなるが長期の強度増進が小さく、一般的な出荷材齢において設計強度が得られなくなるためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリート二次製品の製造方法において、コンクリートのプレキャスト化が進む中、品種の多様化と工期に間に合わせるために短期間に多量の製品を製造することが要求されている。これに対応するためには、高価な型枠を多数準備しなければならず、製品のコストアップの原因となっている。さらに、蒸気養生を行うため、成形場所から蒸気養生室までの運搬、多数の製品を一度に蒸気養生するためのピットを設置する大きなスペース、蒸気を発生すための燃料費等が大きなコスト負担となっている。
【０００６】
これらの課題を解決するため、水硬性の高いセメントを使用したり、塩化物、硝酸塩、亜硝酸塩等で代表される硬化促進剤をコンクリートに添加して、生産効率を高めることが試みられている。しかしながら、これら硬化促進剤の効果は不十分で前置き時間の大幅な短縮は困難である。そこで、加熱養生と硬化促進剤の添加を組み合わせることにより、短時間の強度増進を図ることが試みられているが、逆に長期強度の増進が得られないという課題があった。
【０００７】
また、急硬材（剤）等を使用し早期脱型も試みられているが、四季の温度変化によりコンクリートの硬化時間が大きく異なるため、コンクリートがミキサ内で硬化する等、作業時間のコントロールが困難なため実用化に至っていないのが実状である。
【０００８】
さらに、蒸気養生を前提とした短時間強度の発現と長期強度の増進を同時に実現するために、セッコウと硫酸アルミニウムや、ミョウバン石と亜硝酸ナトリウム等を組み合わせたエトリンガイトを生成させる添加材の提案（特開平４−１６００４２号公報）がなされているが、十分な効果を発揮するまでには至っていない。
【０００９】
本発明者らは、これらの状況を鑑み、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、コンクリートの硬化開始後に脱型を行ない、脱型した型枠を効率良く使用し、初期強度や長期強度に優れたコンクリート二次製品を効率的に製造することにより、前記課題を解決することができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、セメント、細骨材、粗骨材、減水剤、凝結遅延剤および水を含有するコンクリートの二次製品の製造方法であって、予め加熱された型枠に混練りした前記コンクリートを充填し、前記コンクリートが硬化を開始した後、速やかに型枠底板を残したまま脱型することを特徴とするコンクリート二次製品の製造方法である。
【００１１】
本発明においては、脱型時のコンクリートの圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ2以上であるのが好ましい。
また、コンクリートが速硬性であるのが好ましい。
また、予め型枠が４０〜８５℃に加熱されているのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明のコンクリート二次製品の製造方法は、組立て及び分離が可能な型枠を用いて、予め加熱された該型枠に混練りしたコンクリートを充填し、コンクリートが硬化を開始し型枠から分離できるようになった後、速やかに型枠底板を残したまま脱型することを特徴とする。
【００１３】
本発明で使用する型枠は、各々の独立した部材からなり、それらの部材を組み合わせて構成されているために、それらの部材を分離することにより脱型を行うことができる。
【００１４】
本発明で使用する型枠底板を残す型枠とは、従来の型枠では、型枠底板はコンクリートの形状に合わせて、例えば内型枠又は外型枠に組み合せて取り付けられており、これら型枠は一度に脱型され、コンクリートに吊り金具を取り付けて重機により運搬されるが、本発明では、内型枠、外型枠の他に、独立した型枠底板（運搬しやすいように平板に加工されている）を組み合わせた型枠を用い、内型枠、外型枠を脱型した後、型枠底板上に製品を残し、型枠底板に負荷をかけて運搬するものである。
【００１５】
また、従来の型枠では、底板は外型枠または内型枠に取り付られている場合と、底板が外型枠または内型枠から独立している場合があるが、本発明の型枠底板とは、（１）従来の型枠の底板の形状は、製品形状に合わせているが、本発明の型枠底板は平板であり、また（２）従来の型枠の底板は、製品を運搬しないため耐力的なことを考慮していないが、本発明では製品の重量に十分に耐えるものが用いられる点が異なる。
【００１６】
本発明におけるコンクリートに使用されるセメントは、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメントや、速硬性セメントあるいは急硬性セメント等に凝結遅延剤を添加し、凝結時間を延長したものが挙げられる。中でも、即時脱型するためには、速硬性セメントあるいは急硬性セメントを使用することが好ましい。
【００１７】
速硬性セメントあるいは急硬性セメントは、特に限定されるものではないが、例えば、水和反応によリポルトランドセメント水和物と共にエトリンガイト＝Ｃ3Ａ・ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ（Ｃ＝ＣａＯ、Ａ＝Ａｌ2Ｏ3と略記）が生成するセメント及び急硬材を混合したセメント等を用いることができる。
凝結遅延剤は、特に限定されるものではないが、例えば、オキシカルボン酸系遅延剤を用いることができる。
【００１８】
本発明で使用する減水剤は、特に限定されるものではなく、一般に、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤と呼ばれているものであり、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系、メチルナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系、アントラセンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系及びこれらとリグニンの共縮合物系のポリアルキルアリルスルホン酸塩系、並びにメラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系、ポリカルボン酸系等が挙げられる。
【００１９】
練り混ぜ直後のコンクリートの温度は、好ましくは１０〜５０℃、より好ましくは２０〜３０℃である。コンクリートの温度が１０℃未満では硬化時間が長くなり過ぎ、短時間の強度発現が小さくなるため好ましくなく、５０℃を超えると硬化時間が早くなり過ぎ、コンクリートの型枠への充填時間が取れないことから好ましくない。凝結遅延剤を添加することにより遅延することは可能だが、添加量が多くなり不経済であることと、コンクリートの温度変化によりその都度添加量を変えることは、現場でのトラブルの原因となる。したがって、コンクリートの温度を制御することにより、例えば、厳冬期には加熱保温等を行い、年間を通して一定のコンクリート配合で作業時間の安定したコンクリートを製造することが肝要である。
【００２０】
本発明において、予め加熱しておく型枠温度は、好ましくは４０〜８５℃、より好ましくは５０〜７５℃である。８５℃を超えるとコンクリートが熱膨張を起こすだけでなく、脱型後の急激な温度変化によりコンクリート製品にひび割れが生ずること、さらに、長期の強度増進が小さくなる等のため好ましくない。４０℃未満では強度不足によるひび割れの発生や短時間強度が小さく、３０分以内の脱型は困難となる場合があり好ましくない。本発明では、型枠に充填されたコンクリートは、予め加熱された型枠に接したコンクリートから凝結を開始し、全体が硬化する。
【００２１】
本発明で使用する型枠の加熱方法は、特に限定されるものではなく、蒸気や電熱器、温水、電磁波等のあらゆる方法が使用できる。
【００２２】
本発明におけるコンクリートの脱型時の圧縮強度は、充填したコンクリートが型枠底板をそのまま残した時に、自立し形状変化を起こさず側面型枠に付着しない程度の強度であり、通常、１Ｎ／ｍｍ2以上である。従来の型枠底板を残さない脱型方法では、１５〜２５Ｎ／ｍｍ2以上の強度が必要であり、本発明では型枠底板をそのまま残すために低強度で脱型が可能となる。
また、本発明のコンクリート二次製品の製造方法は、製品のサイズや形状に関係なく適用できる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例で詳細に説明するが、これらに限られるものではない。
実施例で使用する材料及び試験方法を以下にまとめて記す。
【００２４】
＜使用材料＞
（１）コンクリート材料
セメント：速硬性セメント（電気化学工業社製：デンカスーパーセメント）
細骨材：新潟県姫川産川砂
粗骨材：新潟県姫川産砕石
減水剤：グレースケミカルズ社製「スーパー２００」、ポリカルボン酸系
凝結遅延剤：電気化学工業社製、セッター（オキシカルボン酸系）
【００２５】
＜試験方法＞
（１）圧縮強度：ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準拠し測定した。
（２）硬化時間：熱電対をコンクリート中に埋め込み温度上昇から判定。
【００２６】
実施例１
表１に示すコンクリート配合を用いて、コンクリート温度が２０℃となるようにコンクリート材料温度を調整して練混ぜ、表２に示す様に、圧縮強度測定用型枠（内径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱）を加熱しない場合（２０℃）と、所定の温度（５０〜７０℃）に加熱した場合について、型枠に充填した後、３０分後に型枠から取り出し、直ちに強度を測定した。
なお、型枠は型枠底板と、縦方向に２分割可能な円筒型を組み合わせたものである。
【００２７】
また、２８日強度用供試体は、材齢１日で脱型し、２８日室内養生後、圧縮強度を測定した。上記の結果を表２に示す。
【００２８】
【表１】
0004508347.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004508347.tif 000003
【００３０】
（注）硬化時間はコンクリートが凝結し強度が増進し始めた時間を示す。
【００３１】
表２から、型枠を予め加熱しない型枠温度が２０℃の比較例（実験Ｎｏ．１，２）では、硬化時間が長く初期強度が小さいため、何れの型枠脱型方法においても短時間で脱型することは不可能であるが、本発明の実施例（実験Ｎｏ．４，５）の予め型枠を加熱し、型枠底板をそのまま残した場合には、型枠に充填後３０分で１Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度を発現しており、即時脱型が可能であると共に、初期強度、長期強度が高いことが判る。
【００３２】
実施例２
形状が内幅１０００ｍｍ、内高１０００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、厚み１３０ｍｍのボックスカルバートの製造を表１に示すコンクリートを用い、コンクリート温度２０℃、型枠温度７０℃の条件で型枠に充填した後、３０分後に型枠から取り出した。
【００３３】
実際のコンクリート製品であるボックスカルバートにおいても、脱型時に型枠底板を残すことによつて、３０分以内の即時脱型が可能であつた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、型枠底板を残して脱型可能な型枠を用いて、予め加熱した型枠に混練りしたコンクリートを充填し、型枠脱型時に型枠底板をそのまま残すことによつて、コンクリートの硬化開始後に速やかに脱型が可能となり、初期強度や長期強度に優れたコンクリート二次製品を効率的に製造することができる。