(57)【要約】【課題】散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を施工現場において簡易に把握し管理できる管理方法を提供する。【解決手段】このコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法は、打設されたコンクリート表面について、JIS A1101（コンクリートのスランプ試験方法）で用いられる突き棒を落下距離750mmで自由落下させたときの突き棒のコンクリート表面からの貫入長さを測定するＮ式貫入試験を行い、Ｎ式貫入試験により得られた貫入量が20〜40mmの範囲内であるとき、コンクリート表面に対し打継処理剤を散布する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設されたコンクリート表面について、JIS A1101（コンクリートのスランプ試験方法）で用いられる突き棒を落下距離750mmで自由落下させたときの前記突き棒のコンクリート表面からの貫入長さを測定するＮ式貫入試験を行い、
前記Ｎ式貫入試験により得られた貫入量が20〜40mmの範囲内であるとき、前記コンクリート表面に対し打継処理剤を散布することを特徴とするコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法。
【請求項２】
前記打継処理剤は樹脂エマルションを主成分とした薬剤である請求項１に記載のコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの打継処理剤を散布する時期を管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート施工において、散布するのみで通常の打継処理（打継目の処理を行い、粗骨材粒を露出させる方法）と同等の性能を確保できるとされる打継処理剤が開発され、様々な現場で適用されている。この場合、打継処理に際しての労力軽減や処理水の問題、さらには処理品質の均一性を目的として適用されるが、その諸特性については明らかとされていない部分が未だに多く、定量的な情報が少ないのが現状である。
【０００３】
従来の打継目の処理方法には、硬化前処理方法と硬化後処理方法およびこれらを併用した方法がある。硬化前処理方法としては、コンクリートの凝結終了後、高圧の空気または水でコンクリート表面の薄層を除去し、粗骨材粒を露出させる方法が用いられている。この処理方法は、打継目が比較的広い場合に効率のよい方法であるが、打継目の処理作業に適した時期を逸すると、コンクリートの強度が高くなり過ぎて粗骨材粒の露出が困難である。このような施工上の制約を緩和するため、コンクリート打継目に凝結遅延剤を散布して、コンクリート打継表面の薄層部の硬化を計画的に遅らせ、処理時期を大幅に延長できる打継処理方法が一般的とされる。
【０００４】
また、鉄製錘体を打設直後のコンクリート表面に自由落下させ、鉄製錘体の衝突による表面の痕跡の寸法を測定し、痕跡の寸法とプロクター貫入抵抗値との関係に基づいてコンクリート等の凝結度を測定する装置・方法が提案されている（特許文献１）。また、打設したコンクリートについて、電気伝導率を計測することで、そのコンクリートの凝結の進行を連続的に把握し、コンクリートの最適な打重ね時間間隔を得るようにしたコンクリートの打重ね管理方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−９４６１２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
打継処理剤は、散布するのみで通常の打継処理（凝結遅延剤＋高圧水）と同等の性能を確保可能であるが、この打継処理剤を散布する時期（タイミング）が重要とされている。例えば、メーカーの推奨散布時期は、ブリーディング水がコンクリートに引き込まれる時点またはブリーディング水を拭き取った時点とされているが、基本的には目視を主体とした主観的判断となっているのが現状である。このように、基本的に目視による管理であったため、判断の遅れにより最適な打継処理剤の散布タイミングを逸する場合があった。また、目視による管理は実施者の主観に基づく部分が大きく、客観的な判断が困難であった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を施工現場において簡易に把握し管理できる管理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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法は、打設されたコンクリート表面について、JIS A1101（コンクリートのスランプ試験方法）で用いられる突き棒を落下距離750mmで自由落下させたときの前記突き棒のコンクリート表面からの貫入長さを測定するＮ式貫入試験を行い、前記Ｎ式貫入試験により得られた貫入量が20〜40mmの範囲内であるとき、前記コンクリート表面に対し打継処理剤を散布することを特徴とする。
【０００９】
本発明者等は、Ｎ式貫入試験による貫入量が打継処理剤の最適な散布時期を定量的に判断する指標として使用可能でかつ適切であり、その貫入量が20〜40mmの範囲内にある時が打継処理剤の最適な散布時期であることを見出した。これにより、散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を施工現場において簡易に把握し管理することができる。
【００１０】
本発明の管理方法によれば、Ｎ式貫入試験により測定した貫入量によって、散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を客観的に判断することができ、従来の目視による主観的な判断ではなく、定量的な判断が可能となる。このため、いかなるコンクリート配合においてもＮ式貫入試験による貫入量を用いて打継処理剤の適切な散布時期を管理することが可能である。
【００１１】
また、Ｎ式貫入試験は、施工現場において容易に実施することができ、場所的な制限がないので、本発明の管理方法は、あらゆるコンクリート施工現場に容易に適用可能である
【００１２】
また、前記打継処理剤は樹脂エマルションを主成分とした薬剤を使用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法によれば、散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を施工現場において簡易に把握し管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態によるコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の管理方法において用いるＮ式貫入試験を説明するための概念図である。
【図３】本実験例における供試体の作製を説明するための概略図である。
【図４】本実験例における直接引張り試験の詳細図である。
【図５】本実験例における透気試験の概要を示す図である。
【図６】本実験例における各ケースの引張強度（平均）を示す図である。
【図７】本実験例における各ケースの透気係数を示す図である。
【図８】本実験例における各ケースの貫入量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態によるコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法を説明するためのフローチャートである。図２は、図１の管理方法において用いるＮ式貫入試験を説明するための概念図である（「コンクリート構造物におけるコールドジョイント問題と対策」（土木学会）平成12年7月31日発行）。
【００１６】
まず、図２を参照して、Ｎ式貫入試験について説明する。Ｎ式貫入試験は、コールドジョイントの簡易判定法として用いられ、JIS A1101:2005（コンクリートのスランプ試験方法）に用いる突き棒を落下させたときの貫入量の経時変化からコールドジョイントの判定を行う簡易判定方法の一つで、コンクリート施工現場において容易に実施可能である。
【００１７】
すなわち、図２のように、鋼または金属製の丸棒からなり先端を半球状とした直径16mm×長さ500mmの突き棒１１を、直径25mm×長さ1000mmの塩ビ管１０の上端に突き棒１１の中心１１ａ（先端から250mmの位置）を合わせて、コンクリート表面Ｓ上に鉛直方向に置かれた塩ビ管１０をガイドにして、打設されたコンクリート表面Ｓに自由落下させる。このときの落下距離は750mmである。塩ビ管１０を引き抜き、突き棒１１がコンクリート表面Ｓから貫入した長さを測定し、貫入量とする。
【００１８】
次に、図１を参照して、本実施形態によるコンクリート打継処理剤散布時期の管理方法のステップＳ０１〜Ｓ０４について説明する。
【００１９】
まず、コンクリートの打設が施工現場において行われ（Ｓ０１）、打継処理剤の散布が必要な場合、図２のように、打設されたコンクリート表面ＳにおいてＮ式貫入試験を実施する（Ｓ０２）。
【００２０】
Ｎ式貫入試験による貫入量が20〜40mmの範囲内であれば、打継処理剤の散布が適切な時期であると判断し（Ｓ０３）、打設されたコンクリート表面Ｓに対し打継処理剤を散布する（０４）。
【００２１】
Ｎ式貫入試験による貫入量が40mmを超えた場合（Ｓ０３）、所定時間経過後、ステップＳ０２に戻りＮ式貫入試験を再度行う。
【００２２】
なお、同時期にＮ式貫入試験を複数回行い、その平均値を貫入量として打継処理剤の散布時期を判断するようにしてもよい。
【００２３】
また、ブリーディング試験・プロクター貫入試験等の事前試験を実施し、あらかじめコンクリートのブリーディング特性・凝結特性を把握し、Ｎ式貫入試験を行う時期を決めておくことが好ましい。
【００２４】
本発明者等は、後述の実験・研究結果から明らかなように、Ｎ式貫入試験による貫入量が打継処理剤の最適な散布時期を定量的に判断する指標として使用可能でかつ適切であることを見出した。すなわち、打継処理剤の最適な散布時期（タイミング）は貫入量が20〜40mmの範囲内にある時である。
【００２５】
本実施形態の管理方法によれば、Ｎ式貫入試験により測定した貫入量によって、散布するのみで通常の打継処理と同等の性能を確保可能なコンクリート打継処理剤の適切な散布時期を客観的に判断することができ、従来の目視による主観的な判断ではなく、定量的な判断が可能となる。したがって、いかなるコンクリート配合においてもＮ式貫入試験による貫入量を用いて打継処理剤の適切な散布時期を管理することが可能である。
【００２６】
また、Ｎ式貫入試験は、施工現場において容易に実施することができ、場所的な制限がないので、本実施形態の管理方法は、あらゆるコンクリート施工現場に容易に適用可能である。
【００２７】
また、実際のコンクリート施工では、ブリーディングの状態やコンクリートの凝結の進行程度等の打継界面の状態を目視により確認するとともに、Ｎ式貫入試験による貫入量により管理することで、打継処理剤の適切な散布時期について定性的な判断に定量的な判断指標を付加して管理することができる。
【００２８】
［実験例］
次に、本発明者等による、Ｎ式貫入試験による貫入量が打継処理剤の最適な散布時期を定量的に判断する指標として使用可能でかつ適切であることを見出すに至った実験例について以下、説明する。
【００２９】
（実験概要）
本実験例では、力学的性能と耐久性能および現場管理手法に大別される3種類の実験を実施した。検討項目を表１に示す。力学的性能実験では、ひび割れ発生における直接の要因と考えられる引張応力に着目し、直接引張試験から打継部の引張抵抗性を評価した。また、耐久性能実験では、打継部表層の緻密さの把握を目的として透気試験（Torrent法）を行った。さらに、現場管理手法に関する実験として、通常コールドジョイント判定の指標の一つとして用いられるN式貫入試験を実施した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
（実験ケース）
実験ケースは打継処理剤散布時期別に表２に示されるケース1〜6の6ケースに通常打継処理のケース7を加えた全7ケースとした。なお、本実験の前に事前試験（ブリーディング試験・プロクター貫入試験）を実施し、あらかじめコンクリートのブリーディング特性・凝結特性を把握することで、散布時期を決定した。このうち、ケース5（ブリーディング水が引き込まれる時点）については具体的な経過時間を決定することが困難であるため、便宜上、ケース3（200分）とケース6（300分）の中間時点（250分）とした。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
（供試体作製）
直接引張試験はコア供試体で行うこととし、表２に示す散布時期の異なる打継目を設けたスラブ状のコンクリート部材からコア削孔を行って供試体を採取した。また、コンクリートの使用材料と配合およびフレッシュ性状を表３、表４に示す。コア採取部材は図３に示す形状とし、1層目のコンクリート打込み後に打継処理剤および凝結遅延剤をメーカー推奨の標準散布量にて用いた。ケース7は翌日に高圧水を用いて表面の脆弱層を除去し粗骨材粒を露出させた。2層目は1層目打込みから10日後に打ち込んだ。なお、直接引張試験用の供試体については、万能試験機による載荷実験を行えるよう、あらかじめコア削孔中心位置にインサートを設置した（図４参照）。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
【表４】
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【００３６】
（打継処理剤）
打継処理剤は樹脂エマルションを主成分とした薬剤であり、コンクリート打込み後に散布するだけで打継処理が行えるというメリットを有するものである。樹脂エマルションを用いた打継処理の品質には、次の3つの要因が大きな影響を与えるとされる（前中敏伸，門中章二，森田 浩，伊藤篤司：超微粒子タイプの樹脂エマルションを水平打継ぎ面処理に用いた検討，コンクリート工学年次論文集，Vol.23，No.2，pp.1201-1206，2001.6）。
（a）旧コンクリートの改質層の結合力（アンカー効果）
（b）レイタンス成分の固定化（樹脂改質効果）
（c）新コンクリートと改質層の結合力（キレート効果）
本実験例では樹脂エマルションの中でも比較的粘度が小さいためにコンクリート表層部の脆弱層への浸透が期待でき、（a）旧コンクリートの改質層の結合力（アンカー効果）に効果を有すると考えられるPAE系エマルションを主成分とした打継処理剤を使用した。
【００３７】
（試験方法）
本実験例における評価項目のうち、引張強度は直接引張試験により評価した。
直接引張試験の方法には様々なものが提案されているが、簡易に実験が行えることに主眼を置き、供試体内部にあらかじめインサートを埋設して載荷用治具と接続することで万能試験機による載荷を可能としている。載荷用治具とインサートとの接続部はピン構造とし、軸方向力のみを伝達する構造とした。また、打継処理部表層の緻密さについては、透気試験（Torrent法）により評価した（コンクリート技術シリーズ80，構造物表面のコンクリート品質と耐久性能検証システム研究小員会（335 委員会）成果報告書およびシンポジウム講演概要集，土木学会，pp30-36）。透気試験は、表層のコンクリートの透気性を原位置において繰り返し測定できる非破壊試験であり、表５に示すように試験から得られる透気係数を基に、表層透気性品質を5段階に区分して評価した。
【００３８】
【表５】
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【００３９】
表面透気試験機は、チャンバー・真空ポンプ・制御盤・測定器で構成され、チャンバーは図５のように二重構造となっている。外側のチャンバーで横方向からの空気を吸引しつつ、内側のチャンバーからも空気を吸引し、コンクリートに一定時間負圧を与えた後、この圧力が回復するまでの経時的変化を測定することによって透気係数を算出する。透気係数の算定式は、Poisseuille’sの式と理想気体の状態方程式であるボイル＝シャルルの法則から構成されている。次の式（1）に透気係数の算定式を示す。
【００４０】
【数１】
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ここに、k：透気係数（m2）、μ：空気の粘性係数（Nsm-2）、Vc：測定空気量（m3）、ε：コンクリートの空隙率（m3m-3）、A：チャンバー断面積（m2）、P1：内側チャンバー内の圧力（時間関数）（Nm-2）、dP1/dt：時間tの導関数（Nm-2sec-1）、Pa：大気圧（Nm-2）である。
【００４１】
一方、散布時期の現場管理手法に関する実験については、施工現場において容易に実施可能であることを考慮し、コールドジョイントの簡易判定法として用いられるＮ式貫入試験を行った。上述の図２のように、Ｎ式貫入試験はJIS A1101（コンクリートのスランプ試験方法）に用いる突き棒を落下させたとき（落下距離=750mm）の貫入量の経時変化から、コールドジョイントの判定を行う簡易判定方法の一つである。一般にコールドジョイントは貫入抵抗値が0.01〜1.0N/mm2の範囲で生じるとされ、Ｎ式貫入試験はこの範囲で検出感度が高いために、幅広い範囲での管理に適しているとされる（コンクリートライブラリー103，コンクリート構造物のコールドジョイント問題と対策，土木学会，pp51-643）。試験体の寸法は500×500×500mmとし、概ね前述の表２に示される練混ぜ開始からの経過時間において試験を実施した。
【００４２】
（実験結果）
ブリーディング・凝結特性
供試体作製と並行してブリーディング試験（JIS A1123）およびプロクター貫入試験（JIS A 1147）を実施した。ブリーディング量は0.06cm3/cm2、ブリーディング率は1.41%程度であり、累積ブリーディング量が最大となるのは練混ぜ開始から200分程度経過時であった。また凝結の始発は練混ぜ開始から350分程度、終結は500分程度経過時であった。
【００４３】
直接引張強度
表６に直接引張試験結果一覧を、また図６に引張強度平均の比較を示す。引張強度は2層目打込みから28日経過時のものである。ケース2を除いて、概ねケース1からケース7の順に引張強度は増大する傾向にある。また、ケース4〜6の引張強度の差異は比較的小さい。一方で最も引張強度が小さいのはケース1であり、最も高いものはケース7であった。ただし、ケース7が平均で1.5N/mm2程度であったのに対してケース4〜6は1.3〜1.4N/mm2程度であったことから、打継処理剤を用いることによって引張強度が通常打継処理よりも大きく下回るといった傾向は認められなかった。このことから、適切な使用方法および適切な散布時間を厳守すれば通常打継処理とほぼ同等の引張強度を期待できるものと考えられる。
【００４４】
【表６】
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【００４５】
透気係数
表７および図７に透気試験結果一覧および各ケースの透気係数の比較を示す。表内の散布時期（分）はコンクリートの練混ぜ開始時からの経過時間を示している。各ケースにおける透気係数の値は0.01〜1.0（×10-16m2）の範囲にあり、透気性グレードは「3〜2」、さらに透気性評価は「一般〜良」の範囲である。この結果より、散布時期の違いによる透気係数の差異は比較的小さいものであり、打継処理剤の使用によって打継目の緻密さが極端に小さくなるといった明確な傾向は確認できなかった。しかし、ケース4およびケース5については、測定値のばらつきが他のケースと比較して小さいものであった。このことは、散布時期の違いにより打継界面の緻密さに大きな差異は認められないものの、ケース4またはケース5のタイミングを目安として散布を行うことで、安定した処理品質の確保が可能となることを示唆している。またケース5の透気性評価は全ケースの中で唯一「良」であることからも、処理品質の面においてはケース5のタイミングを目安とすることが相応しいと考えられる。ケース4・5のばらつきが他ケースと比較して小さい理由は、打継界面に存在する水分量の多寡の影響が支配的と考えられる。ケース4・5では他ケースよりも打継界面の水分が少ないため、処理剤の希釈程度も小さいと想定される。さらにケース5では、処理剤がブリーディング水と共に内部に引き込まれ、ケース4と比較して浸透深さが大きいために透気係数が小さくなったと推察される。ケース6において透気係数のばらつきが大きい要因は明らかではないが、凝結が進行し処理剤がコンクリート内部に引き込まれる程度に局所的な差異があったことが挙げられる。
【００４６】
【表７】
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【００４７】
Ｎ式貫入試験における貫入量
表８に各実験ケースにおけるN式貫入試験の貫入量一覧を示す。なお、この表における行は打継処理剤の散布時期の違いであり、列はN式貫入試験を実施した時期を示している。時間が経過するにつれて各実験ケースにおける貫入量は徐々に小さくなる傾向が確認できる。この一覧表を経過時間と貫入量との相関に置き換えたグラフを図８に示す。図８の横軸は練混ぜ開始からの経過時間であり、各々のプロットはＮ式貫入試験3回の平均値を示す。この結果から、打継処理剤散布時期の違いによって貫入量に大きな差異は認められなかった。経過時間90分程度では貫入量に比較的大きなばらつきが見られたが、時間の経過とともにその傾向は徐々に小さくなり、200分を過ぎるとばらつきが20〜40mmの範囲に収まる結果となった。これは突き棒落下地点での粗骨材の有無が支配的であるが、コンクリートの凝結が進行するにつれて粗骨材以外のモルタル部分の硬化が進むため、その影響が徐々に小さくなることが容易に推察できる。
【００４８】
【表８】
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【００４９】
前述の直接引張試験および透気試験の結果から、打継処理剤散布の時期として相応しいと考えられるのは、ケース4（ブリーディング最大後拭き取り時点）およびケース5（ブリーディング水が引き込まれる時点）という結果であった。すなわち、ケース４（散布時期200分）では、試験時間200分および250分の時点の貫入量は表8および図8から27mm〜18mm、ケース5（散布時期250分）では同試験時間において38mm〜27mmであった。つまりこれらのタイミング（ケース4およびケース5）に該当するＮ式貫入試験の貫入量は図８からほぼ20〜40mmの範囲にあることが確認できる。この場合、施工現場においてＮ式貫入試験を実施し、貫入量が20〜40mmの範囲を目安とすることで打継処理剤の最適な散布時期の管理が可能になるものと考える。実際にはＮ式貫入試験のみによる管理ではなく、打継界面の状態（例えばブリーディングの状態やコンクリートの凝結の進行程度等）を目視により確認し、さらにこのＮ式貫入試験を併用することにより、これまでに行われてきた定性的な判断に定量的な判断指標を付加することが可能になるものと考える。
【００５０】
上述の実験例によれば、上記適切な散布時期に該当するＮ式貫入試験の貫入量は20〜40mm程度の範囲にあり、この範囲を目安としたＮ式貫入試験を現場管理手法として実施することで最適散布時期を定量的に把握できると考えられる。
【００５１】
以上のように本発明を実施するための形態および実験例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実験例では、PAE系エマルションを主成分とした打継処理剤を使用したが、本発明は、これに限定されず、他の打継処理剤を使用した場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 塩ビ管
１１ 突き棒
Ｓ コンクリート表面
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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