(57)【要約】【課題】コンクリート湿潤養生方法およびその設備を提供すること。【解決手段】コンクリート橋梁の橋面に少なくとも湿潤養生用マットを備えたコンクリート養生用マットを敷設し、前記養生用マット８上面に所定の間隔をおいて配置された散水用配管１１を設置し、前記養生用マット８および散水用配管１１を覆うようにシート材を設け、前記コンクリート養生用マット８またはシート材のいずれか一方に断熱材を設けた状態で、散水用配管から養生用マット上に養生水を連続して散水し、養生水を一定の水温に制御すると共に、湿潤養生状態を保つようにするコンクリート湿潤養生方法。散水用配管１１に養生水供給用タンク７が接続され、橋面の下流側に集水部１３が設けられ、集水部１３に接続する貯水タンク１４が設けられ、貯水タンク１４と給水タンク７とは、送水ポンプ１５および水温制御装置１７を備えた管路を介して接続されているコンクリート湿潤養生設備。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート橋梁におけるコンクリートの養生方法において、コンクリート橋梁の橋面に少なくとも湿潤養生用マットを備えたコンクリート養生用マットを敷設し、前記養生用マット上面に所定の間隔をおいて配置された散水用配管を設置し、散水用配管から養生用マット上に養生水を連続して散水し、養生水を一定の水温に制御すると共に、湿潤養生状態を保つようにすることを特徴とするコンクリート湿潤養生方法。
【請求項２】
養生水が流れる下流側に集水部を設け、集水した養生水に含まれる不純物を取り除いた後、再度、不純物を取り除いた養生水を散水することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート湿潤養生方法。
【請求項３】
前記養生用マットおよび散水用配管を覆うようにシート材を設け、前記コンクリート養生用マットまたはシート材のいずれか一方に断熱材を設けた状態で養生されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート湿潤養生方法。
【請求項４】
コンクリート橋梁におけるコンクリートの養生設備において、コンクリート橋梁の橋面に少なくとも湿潤養生用マットを備えたコンクリート養生用マットが敷設され、前記養生用マット上面に所定の間隔をおいて配置された散水用配管が設置され、前記散水用配管に養生水供給用タンクが接続され、橋面コンクリートの下流側に散水された養生水の集水部が設けられ、前記集水部に接続する貯水タンクが設けられ、前記貯水タンクと給水タンクとは、送水ポンプおよび水温制御装置を備えた管路を介して接続されていることを特徴とするコンクリート湿潤養生設備。
【請求項５】
集水部から給水タンクの間の通水路部分に、ろ過器が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート湿潤養生設備。
【請求項６】
前記養生用マットおよび散水用配管を覆うようにシート材が設けられ、前記コンクリート養生用マットまたはシート材のいずれか一方に断熱材が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のコンクリート湿潤養生設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現場施工よるコンクリート橋梁のコンクリートの養生方法およびその設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちコンクリートを打設して築造される現場施工によるコンクリート橋梁では、所定区間（１ブロック）のコンクリート打込み後、コンクリートの露出面（橋面）は一定期間、養生用マット等をぬらしたもので覆うか、養生用マットに散水、湛水を行い、コンクリート表面の湿潤状態に保つようにしている。前記の養生用マットヘの散水は、湿潤養生に必要な一定期間内に定期的に行っている。
【０００３】
橋面以外のブロックの部分は、側部型枠あるいは底部型枠あるいは内側型枠により直接外気に触れていない部分であるので、水和反応によるコンクリートの温度上昇あるいは外気温による温度上昇および乾燥等の影響を受けるため、特に橋面部分の養生には、高度な技術が要求される。
【０００４】
打設されたコンクリートの養生を行う場合、外気温との関係で、日平均気温が４℃以下の気象条件下では、養生中のコンクリートが凍結しないように寒中コンクリートとして施工したり、日平均気温が２５度以上の気象条件下では、コンクリート表面の急激な蒸発によるひび割れあるいは温度ひび割れを防止するため暑中コンクリートとして施工するようになる。すなわち、外気温が低くコンクリートが凍結する恐れがある場合には、コンクリートの温度を高めるようにしたり、逆に外気温が高い場合には、冷却する養生となるため、例えば、１５℃近辺の外気温のもとで養生施工できると品質の高いコンクリート構造物を構築することができる。
【０００５】
前記のように一定温度にするために、使用される養生材料としては、例えば、断熱養生シートが知られている。この断熱養生シートは、例えば、２枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に空気を円筒状に密封してなる空気セルを所定間隔で複数設けた気泡シートの両面に、補強防水シートを接着または逢製加工などで貼着して構成される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、湿潤用マットと断熱用マットとを組み合わせた２層構造の断熱養生用マットも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、養生方法としては、断熱部材とその周囲を被包する防水性シートを備えた養生用マットで、所定の熱伝達率以下となるように設定して断熱養生する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−１３７３６４号公報
【特許文献２】特開平６−２８５８３２号公報
【特許文献３】特開平６−１２９０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来の養生方法は、コンクリート打込み後、一定期間湿潤状態を保持するために定期的に散水等の作業が必要となる。また一定の湿潤状態を保持するために均一に散水する必要がある。
【０００９】
ひび割れ対策として、コンクリートの力学的性能、品質、耐久性を高めるためにはできるだけ長く湿潤状態を保ち、かつ、外気との温度差を小さくすることである。そのためには適正な水温を散水して一定温度の湿潤状態を保つことが重要である。
【００１０】
しかし、前記従来の場合は、断続的な散水であるため、コンクリートを湿潤養生させる場合、一定の湿潤状態を保持し、かつ適正な水温の養生水を散水して一定温度の湿潤状態を保つことが困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は前記の課題を解消することができ、コンクリートを湿潤養生させる場合、一定の湿潤状態を保持し、かつ適正な水温を散水して一定温度の湿潤状態を保つことが可能なコンクリート湿潤養生方法およびその設備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】
【００１２】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のコンクリート湿潤養生方法では、コンクリート橋梁におけるコンクリートの養生方法において、コンクリート橋梁の橋面に少なくとも湿潤養生用マットを備えたコンクリート養生用マットを敷設し、前記養生用マット上面に所定の間隔をおいて配置された散水用配管を設置し、散水用配管から養生用マット上に養生水を連続して散水し、養生水を一定の水温に制御すると共に、湿潤養生状態を保つようにすることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明のコンクリート湿潤養生方法において、養生水が流れる下流側に集水部を設け、集水した養生水に含まれる不純物を取り除いた後、再度、不純物を取り除いた養生水を散水することを特徴とする。
また、第３発明では、第１発明または第２発明のコンクリート湿潤養生方法において、前記養生用マットおよび散水用配管を覆うようにシート材を設け、前記コンクリート養生用マットまたはシート材のいずれか一方に断熱材を設けた状態で養生されていることを特徴とする。
第４発明のコンクリート湿潤養生設備においては、コンクリート橋梁におけるコンクリートの養生設備において、コンクリート橋梁の橋面に少なくとも湿潤養生用マットを備えたコンクリート養生用マットが敷設され、前記養生用マット上面に所定の間隔をおいて配置された散水用配管が設置され、前記散水用配管に養生水供給用タンクが接続され、橋面コンクリートの下流側に散水された養生水の集水部が設けられ、前記集水部に接続する貯水タンクが設けられ、前記貯水タンクと給水タンクとは、送水ポンプおよび水温制御装置を備えた管路を介して接続されていることを特徴とする。
第５発明では、第４発明のコンクリート湿潤養生設備において、集水部から給水タンクの間の通水路部分に、ろ過器が設けられていることを特徴とする。
第６発明では、第４または第５発明のコンクリート湿潤養生設備において、前記養生用マットおよび散水用配管を覆うようにシート材が設けられ、前記コンクリート養生用マットまたはシート材のいずれか一方に断熱材が設けられていることを特徴とする
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、湿潤養生マットあるいはこれに断熱養生シートを付加した状態で、散水、水温管理を一体に管理することにより、コンクリート養生面を理想的な状態で、湿潤状態を一定に保つことができる。したがって、品質の高いコンクリート構造物を構築することができる。また、水温をコントロールすることにより、外気との温度差を小さくすることが可能となり、温度差によりコンクリートに作用する温度応力が低減され、コンクリートにひび割れ等の有害な損傷を生じる恐れを排除することができる。
また、コンクリート湿潤養生設備も、簡単な設備でよいので、施工も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明の一実施形態のコンクリート湿潤養生設備を示したもので、この形態では、橋桁を１ブロック毎に張り出し施工する場合に、場所打ちコンクリートによる上床版３１および下床版３２と、これらを接続する鋼板ウェブ３３とにより、新設の１ブロック区間の桁コンクリートブロック４が構成されている。
【００１６】
前記のコンクリートブロック４における上床版３１用のコンクリート５を打設後、新設の上床版用コンクリート５の上面に、少なくとも湿潤養生用マット６を備えたコンクリート養生用マット８が布設され、前記の養生用マット８から既設側上床版３１側に離れた位置において、養生水給水タンクとしての給水用タンク７が設置され、前記給水用タンク７の下部に給水接続管９を介して、桁幅方向に延長する養生水供給用大径管１０の中間部が接続され、前記養生水供給用大径管１０には、これに直角に散水用配管としての散水用ホース１１の基端側が接続され、前記散水用ホース１１には、その長手方向の両側に散水孔が長手方向に間隔をおいて多数設けられている。前記の散水用ホース１１として、合成樹脂（例えば、塩化ビニル）製の市販のホ−スを使用すると、安価であり、散水孔の穿設も容易に形成することができる。
【００１７】
所定の養生用橋桁ブロックにおける橋軸直角方向の両側には、適宜、橋軸方向に延長する水止め用堰板１２が橋軸方向に延長するように設けられて、湿潤養生可能にされている。
【００１８】
前記の散水用ホース１１の中間部から先端部は、湿潤用マット６の上に、適宜位置決め支承部材（図示を省略した）を介して配置され、また、前記の各散水用ホース１１の先端部は閉塞されている。前記の散水用ホース１１は橋軸方向に延長すると共に、橋軸直角方向に間隔をおいて平行に多数設置されている。
【００１９】
前記の湿潤養生用マット６の先端側の下部には、新設コンクリートブロック４における橋軸方向の新設側の端部の上部端面に、橋幅方向に延長するように、集水樋１３が設けられている。
【００２０】
前記集水樋１３は、例えば、その一端側（図１では、右側）が下方に傾斜するように配置され、集水樋１３の下流側端部には、ろ過器２２が設けられて、養生コンクリートから溶出されて養生還水に含まれる有害成分が除去されて、貯水タンクとしての集水用タンク１４に貯水される。前記の集水用タンク１４は、桁幅方向端部から僅かに離れた位置に、適宜、ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入された状態の既設コンクリートブロック２３上に設置されたワーゲン（移動式作業車）における作業足場等に設置された支持部材により支持される（図示を省略した）。
【００２１】
前記の散水用ホース１１には、その左右両側には、部材長手方向に間隔をおいて、散水孔が設けられている。
【００２２】
前記の集水用タンク１４には、電動式送水ポンプ１５が設置され、そのポンプ１５の吐き出し口には、送水管路１６の入り口が接続され、前記の送水管路１６の中間部には、養生水温制御装置１７が設けられている。
【００２３】
前記の養生水温制御装置１７には、外気温検知装置および水温検知装置並びに養生水加熱装置あるいは養生水冷却装置あるいは養生水加熱兼冷却装置が装備され、外気温および送水中の還流養生水の温度を検知して、養生水の温度制御が可能にされている。
【００２４】
前記の養生水温度制御装置１７により、所定の温度に制御された養生水は、給水用タンク７の上部から貯留される（図４参照）。
【００２５】
給水用タンク７に接続すると共に、給水用大径管１０に接続する接続管９には、必要に応じ、手動式等の給水バルブ（図示を省略した）が設けられ、流量制御される。また、隣り合う散水用ホース１１間の給水用大径管１０の中間部にも、必要に応じ給水制御バルブ（図示を省略した）が設けられ、散水用ホース１１に供給される養生水の供給量が制御されるように構成される。
【００２６】
散水用ホース１１を覆うように、橋体上には、断熱シート１８が設けられている。これにより、断熱された状態で新設コンクリートブロック４は、断熱養生されていると共に、湿潤養生されている。
【００２７】
また、湿潤養生用マット６からなる養生用マット８に代えて、図３に示すように、下面側に配置される湿潤養生用マット６と上面側に配置される保湿養生用マット１９との間に、橋軸方向に延長すると共に、橋軸直角方向に間隔をおいて平行に配置された散水用ホース１１を備えた２層構造の養生用マット８ｂを使用するようにしてもよい。そのような２層構造の養生用マット８を使用する場合には、散水用ホース１１等を含む新設コンクリートの橋面全体を覆うシートとしては、断熱性のないシート１８ｂとしたり、シート１８ｂを省略することもできる。
【００２８】
前記のように散水用ホース１１から散水される養生水により、湿潤養生用マット６は常時、水で潤された状態となり、コンクリート表面が乾燥してひび割れる恐れを排除することができる。また、連続して通水して湿潤養生または湿潤・断熱養生が可能にされているので、橋面全体を覆うシート（断熱シート１８，あるいはシート１８ｂ）を省略することもできる。
【００２９】
前記の湿潤用マットとしては、板状の保水材とその外側を包囲する透水性シート材により構成するようにすればよい。
また、断熱用マットとしては、帯板状の断熱部材の外側を包む袋状の防水性シート材とにより構成すればよい。また、前記の湿潤用マットと保湿用マットの間に間隔をおいて平行に散水用ホースを介在させた状態で重合し接着または逢着により一体化した２層構造の湿潤・保湿養生用マットとしてもよい。
【００３０】
前記の断熱養生シートとしては、例えば、２枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に空気を円筒状に密封してなる空気セルを所定間隔で複数設けた気泡シートの両面に、補強防水シートを接着または逢製加工などで貼着した断熱養生シートを使用することもできる。
【００３１】
次に、図１あるいは図３に示すような養生設備により、連続して通水して湿潤・断熱養生した場合と、通水しないで湿潤・断熱養生した場合を想定して数値解析した場合について説明する。
【００３２】
例えば、初期条件あるいは初期設定として、外気温を５℃とし、保湿養生用マット１９または湿潤養生用マット６あるいは打設するコンクリートの初期温度を５℃とした場合、外気温にプラス５℃として設定し、養生水の温度は１５℃として設定され、通水温を１５℃として設定する。
また、橋面上に敷設する湿潤・断熱養生用マットからなるコンクリート養生用マット８の熱伝達率を２．５Ｗ／ｍ２℃、１ブロックのコンクリートを支承する合板型枠の熱伝達率を８．０Ｗ／ｍ２℃、鋼板ウェブ部分の鋼部材の熱伝達率を１４．０Ｗ／ｍ２℃とした場合、本発明のように、橋面上を常時養生水を通水状態として湿潤・断熱養生した場合と、常時通水しない、通常の湿潤・断熱養生をした場合を比較したグラフを図５に示す。
【００３３】
本発明の方法により常時通水した場合と、通水しない通常の湿潤養生の場合とについて、材齢（日）の経過により最大主応力の変化を測定した。最大主応力の測定位置は、図６に示すように、波形鋼板ウェブ３３から橋軸直角方向に大きく離れた上面側の位置１と、下面側の位置２と、波形鋼板ウェブ３３から橋軸直角方向に近接した位置３の３箇所である。
【００３４】
図７は、前記のように、新設のコンクリートブロック４における側面および底面部が型枠装置（図示を省略）および断熱養生部材により養生された状態におけるコンクリートブロック４の上床版３１上面側に、養生水を橋軸方向に流した場合に、打設されたコンクリートの水和反応熱の影響を受けている状態で、外気温により養生水の温度変化を示したもので、例えば、夏季（または日中）などの外気温が高い場合には、養生水は加硫側に向かって温度上昇し、また、冬季（または朝晩）などの外気温が低い場合には、下流側に下向きの温度降下を起こす。そのため、循環養生水の水温測定装置２０により水温を測定すると共に、外気温測定装置２１により外気温を測定して、それらの測定信号を養生水温制御装置（水温コントロールユニット）１７送信して、養生水を加熱あるいは冷却するようにし、ろ過された養生水は養生水温制御装置１７で養生に適した温度に調整され、再び散水用水タンクヘ送られて散水する。
【００３５】
なお、図７に示すグラフにおいては、例えば、上流側（散水用ホース１１の基端側）と下流側（集水樋１３側）とでは、図７に示すように変化するものと想定した。
【００３６】
図５は、本発明のように常時通水による断熱・湿潤養生されたコンクリートの場合（図５における湿潤養生―１、湿潤養生―２、湿潤養生―３で示す曲線）と、通水をしない通常の断熱・湿潤養生されたコンクリート場合（図５における通常―１、通常―２、通常―３で示す曲線）について、材齢（日）の経過と共に最大主応力（Ｎ／ｍｍ２）の変化を示している。なお、本発明のように通水する湿潤・断熱養生を、通水する湿潤・断熱養生または湿潤・断熱養生あるいは単に湿潤養生とも言い、本発明のように通水しない湿潤・断熱養生を、通常の湿潤・断熱養生あるいは単に通常の養生とも言う。
【００３７】
図５から、通水しない通常の湿潤・断熱養生のみである場合には、材齢２日目において、上床版３１下側の測定位置において、最大主応力（Ｎ／ｍｍ２）が最高値に達し、０．８Ｎ／ｍｍ２強の値を示していることがわかる。一方同じ測定位置で、本発明のように通水する湿潤・断熱養生した場合には、湿潤養生―２の曲線で示すように、最大主応力でほぼ、０．３Ｎ／ｍｍ２程度降下していることがわかる。
また、本発明のように通水する湿潤・断熱養生した場合には、最大主応力が低下することから、従来の通常の養生の場合よりも、より理想的にコンクリートを養生させることができ、品質の高い橋梁用コンクリートブロックあるいはコンクリート製橋梁を構築することができる。また、上床版部の温度応力が高くなることによるひび割れ等の防止を図ることも可能になる。
【００３８】
橋面上に養生水を連続して流して通水させる本発明のコンクリート湿潤養生方法では、図８に示すように上床版上面の温度が、材齢１日も経ない時期において、養生に好ましい温度に低下させることができるが、単なる湿潤養生の場合には、図９に示すように、上床版上面板の表面の温度は、上床版の厚さ中央部付近Ｃの温度に近い高い温度となることがわかる。したがって、図８に示す本発明のように養生させる場合には、図９に示す場合よりも、最大主応力を低減させることができることがわかる。また、材齢の経過にともなって、本発明のコンクリート湿潤養生方法の場合は、上床版３１の表面温度を含めて上床版３１の各部の温度が、図９に示す場合に比べて、外気温５℃に接近しない状態で一定して安定するため、安定した養生温度で養生させることができ、そのため、高品質のコンクリートブロックを構築することができる。
【００３９】
前記実施形態では、養生水の水温を１５℃として、設定する形態を説明したが、外気温、型枠等の条件が異なる場合には、設計により適宜、最適な養生水温となるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のコンクリート湿潤養生方法により新設コンクリートブロック部分の上床版上面を養生している状態を示す平面図である。
【図２】図１の縦断正面図である。
【図３】図２における湿潤養生用マットに代えて２層構造の養生用マットとした場合を示す縦断正面図である。
【図４】養生水温度制御装置（水温コンクリートユニット）付近を示す縦断正面図である。
【図５】本発明のように通水による湿潤・断熱養生した場合と、通水しない通常の断熱養生をした場合との、床版上面および下面側における最大主応力度を比較したグラフである。
【図６】上床版における測定位置を示す縦断正面図である。
【図７】養生水を新設コンクリートにおける上流側（既設側端部）から下流側に流した場合における温度低下した状態を示す図である。
【図８】本発明のコンクリート湿潤養生方法により養生した場合における材齢と温度変化の関係を示すグラフである。
【図９】通水しない潤養生方法により養生した場合における材齢と温度変化の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  上床版上面の測定位置
２  上床版下面の測定位置
３  鋼板ウェブ近傍の上床版上面の測定位置
４  コンクリートブロック
５  コンクリート
６  湿潤養生用マット
７  給水用タンク（給水タンク）
８  コンクリート養生用マット
９  給水接続管
１０  養生水供給用大径管
１１  散水用ホース（散水用配管）
１２  水止め用堰板
１３  集水樋
１４  集水用タンク（貯水タンク）
１５  ポンプ
１６  送水管路
１７  養生水温度制御装置
１８  断熱シート
１８ｂ  シート
１９  保湿養生用マット
２０  水温測定装置
２１  外気温測定装置
２２  ろ過器
２３  既設コンクリートブロック
３１  上床版
３２  下床版
３３  鋼板ウェブ
【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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【図９】
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