(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設コンクリートの施工管理方法において、
打設されるコンクリートの高さ方向に沿って対向延設される一対の電極棒を備えたレベルセンサーを設置し、
１つの前記レベルセンサーで、記電極棒間の静電容量に基づいて、前記コンクリートの打込み材料を確認し、前記静電容量の変化に基づいて、前記打設コンクリートの打ち上がり高さを測定し、打設されたコンクリートの締固め前後の前記静電容量の変化からコンクリートの締固め度を求め、
前記打ち上がり高さの経時的変化を測定することにより、コールドジョイントの発生可能性の有無を判断することを特徴とする打設コンクリートの施工管理方法。
【請求項２】
前記打設コンクリートは、高流動コンクリートであって、打設方向に配置された圧送管に設けられた開閉可能な複数の投入口から打設され、前記電極棒を前記投入口の前後に配置して、前記打ち上がり高さを測定することを特徴とする請求項１記載の打設コンクリートの施工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、打設コンクリートの施工管理方法に関し、特に、客観的なデータに基づいて打設コンクリートの品質を保証する施工管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
性能規定により設計されたコンクリート構造物の品質保証を行うためには、その構造物の個々の性能が、要求性能を満たしている品質であることを客観的に証明する必要がある。
【０００３】
このような品質保証を行う際には、コンクリートの硬化後に破壊試験を行うことができないので、コンクリートの打設段階における施工管理が非常に重要になる。
【０００４】
コンクリートの打設段階の施工管理では、以下に示す３つの項目が品質保証を行う際に必要となる。
▲１▼．打込み材料の確認（コンクリートとブリーディング水，雨水，油，もしくは材料がない状態の識別）
▲２▼．コンクリート打設の締固め度
▲３▼．コールドジョイントの発生の有無
このような項目の施工管理を行う手段としては、例えば、コンクリート打設の締固め度は、締固めを担当している技術者が、目視により局所的な打設状態を観察することにより行っている。
【０００５】
しかしながら、このような従来の施工管理方法には、以下に説明する技術的な問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、技術者による目視観察では、一回に多量のコンクリートを打設する場合には、技術者の目が隅々まで行き届かないことが多く、このような施工管理方法では、第三者が客観的に判断することができないので、コンクリート構造物の品質保証としては、極めて不十分なものであった。
【０００７】
ところで、近年、自己充填性を有し、締固めの不要な高流動コンクリートが開発され、普及し始めている。高流動コンクリートでは、締固めが不要なので、施工管理においては、締固め度の測定は不要になるものの、充填状況の把握が重要な要件となるので、電気抵抗や静電容量式のセンサーを用いて、局所的な充填状況を測定している。
【０００８】
ところが、このようなセンサーを用いたとしても、コンクリート構造物全体の品質保証を担保することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、客観的な判断が可能なデータに基づいて品質保証が行えるコンクリート打設の施工管理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、打設コンクリートの施工管理方法において、打設されるコンクリートの高さ方向に沿って対向延設される一対の電極棒を備えたレベルセンサーを設置し、１つの前記レベルセンサーで、前記電極棒間の静電容量に基づいて、前記コンクリートの打込み材料を確認し、前記静電容量の変化に基づいて、前記打設コンクリートの打ち上がり高さを測定し、打設されたコンクリートの締固め前後の前記静電容量の変化からコンクリートの締固め度を求め、前記打ち上がり高さの経時的変化を測定することにより、コールドジョイントの発生可能性の有無を判断するようにした。
このように構成した打設コンクリートの施工管理方法によれば、レベルセンサーの電極棒間の静電容量に基づいて、コンクリートの打込み材料を確認し、静電容量の変化に基づいて、打設コンクリートの打ち上がり高さを測定し、打設されたコンクリートの締固め前後の静電容量の変化からコンクリートの締固め度を求め、打ち上がり高さの経時的変化を測定することにより、コールドジョイントの発生の有無を判断するので、第三者が客観的に施工状態を確認することができる。
ここで、本発明のコンクリートの打込み材料の確認は、コンクリートとブリーディング水，雨水，油，もしくは材料がない状態の識別を意味している。
前記打設コンクリートは、高流動コンクリートであって、打設方向に配置された圧送管に設けられた開閉可能な複数の投入口から打設され、前記電極棒を前記投入口の前後に配置して、前記打ち上がり高さを測定することができる。
この構成によれば、高流動コンクリートの流動距離を管理することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる打設コンクリートの施工管理方法の一実施例を示している。
【００１２】
同図に示した施工管理方法は、ＬＮＧタンクの防液堤の施工に本発明を適用した場合を示している。同防液堤は、高さが約３８ｍ，内径が約８４ｍ，壁厚が約８０ｃｍの円筒形であり、打設コンクリートの１回の打ち込み高さが約４．３ｍであって、高さ方向に沿って９ロットに分け、かつ、周方向に沿って６分化さした状態でコンクリートを打設する。
【００１３】
本実施例の施工管理方法では、打設コンクリート中に少なくとも一対のレベルセンサー１０を設置して、レベルセンサー１０間の静電容量の変化に基づく残留電圧の違いを測定する。
【００１４】
ここで、本発明者らは、高流動コンクリートで実用化されているコンクリート充填感知センサでは、鉄筋が交錯し、散水や振動がある施工現場で、数メートルの高さが可能で、かつ、経済的に多数点での計測結果が得られる適当なセンサがないことを知得し、図２に示すようなレベルセンサー１０を試作し、予備実験をすることにした。
【００１５】
図２に示したレベルセンサー１０は、一対の対向配置された電極棒１０ａと、凹形断面の電極支持板１０ｂとを備えている。電極棒１０ａは、実施工に即して４．５ｍの長さを有し、下端と上端側とが間隔保持用の固定部材１０ｃにより支持板１０ｂに固定されている。
【００１６】
電極棒１０ａの上端は、中継端子ボックス１０ｄに接続され、中継端子ボックス１０ｄからは、電極棒１０ａと個別に電気的に接続されたケーブル１０ｅが延設されている。
【００１７】
このケーブル１０ｅには、図６に示す、スイッチボックス１２，データロガー１４，パソコン１６が接続されている。スイッチボックス１２は、電極棒１０ａに設定された電圧を印加するとともに、スイッチの切替により、電極棒１０ａ間の出力電圧を取出す。
【００１８】
データロガー１４は、スイッチボックス１２から送出されるデータを収集する。パソコン１６は、データロガー１４で収集されたデータに必要な演算処理を施し、打ち上がり高さなどをグラフィック表示する。
【００１９】
予備実験では、水：セメント：細骨材を１：１：３の質量比で練り混ぜたモルタルを、１５分毎に下端側から１０ｃｍずつ増加させ、１時間当たり４０ｃｍの速度で、打ち上がり高さが高くなるようにした。
【００２０】
この予備試験で用いたレベルセンサー１０の打ち上がり高さの測定原理は、以下のように説明される。フレッシュコンクリート（モルタル）中には、多数のイオンが存在しており、電極棒１０ａ間にコンクリートが介在すると、コンクリートを電解質とするコンデンサが形成される。
【００２１】
このコンデンサは、コンクリートの打ち上がりに伴って変化するので、レベルセンサー１０は、図３に示すように、ある電気抵抗（固有抵抗）を有するコンデンサが並列に接続されたものと考えられる。
【００２２】
つまり、コンクリートが電極棒１０ａ間に打設されて、打ち上がり高さが高くなるに従って、並列接続されるコンデンサの数が増し、静電容量が大きくなる。
【００２３】
このような静電容量の変化を測定すると、コンクリートの打ち上がり高さが判る。そこで、まず、電極棒１０ａ間に一定電圧を一定時間印加し、電極棒１０ａに電荷を与え、一定時間経過後に電極棒１０ａ間の電圧を測定することにした。
【００２４】
この計測回路の模式図を図４に示している。この計測回路では、Ｖｉｎ≒Ｅ（ｔ）と、Ｖｏｕｔ＝Ｅ（ｔ）／（Ｒ＋２ｒ）×Ｒの関係が成り立つ。ただし、Ｖｉｎ：印加電圧，Ｖｏｕｔ：出力電圧，Ｅ（ｔ）：充電電圧，Ｒ：固定抵抗，ｒ：固有抵抗
そこで、予備試験では、まず、データロガー１４からスイッチボックス１２を介して、電極棒１０ａ間にＶｉｎ＝２ｖの直流電圧を２０ｍｓｅｃ印加した後に、８０ｍｓｅｃの非印加時間を設ける方式で、１回の計測に付きこれを２１回繰り返すようにした。
【００２５】
そして、別のチャンネルを用いて、電圧の印加終了後１８０ｍｓｅｃ経過した後の電極棒１０ａ間の出力電圧Ｖｏｕｔを側と測定した。このときの測定結果を図４に示している。
【００２６】
図５に示した結果から明らかなように、電極棒１０ａ間の出力電圧Ｖｏｕｔとモルタルの打ち上がり高さとが、ほぼ比例関係に近い３次曲線となり、このような方式でコンクリートの打ち上がり高さの測定ができることを確認した。
【００２７】
また、上述した測定原理に基づくレベルセンサー１０では、測定原理が電極棒１０ａ間に介在する測定対象材料の充電特性に依存しているため、材料の種類が異なる較正曲線を予め作成しておくと、コンクリートの使用材料を確認することができるとともに、より一層正確にンクリートの打ち上がり高さを測定することができる。
【００２８】
以上の予備試験を踏まえて、防液堤に対する実施工では、図１に●示すように、全周のほぼ１／６、周長さが４５ｍの範囲内に、全長が約７ｍの電極棒（Ｌ０〜Ｌ８）１０ａを９本設置した。
【００２９】
各電極棒１０ａは、図６に示すように、打設コンクリートの圧送配管２０に設けられた開閉可能な投入口２２を挟んで、その両側に位置するように配置した。
【００３０】
電極棒１０ａには、スイッチボックス１２，データロガー１４，パソコン１６が接続されている。また、各投入口２２には、電動ゲートバルブ２４が設けられていて、この電動ゲートバルブ２４は、パソコン１６から送出される制御信号により、その開閉度合いがコントロールされる。
【００３１】
実施工に用いた打設コンクリートは、低熱ポルトランドセメントと膨張材とを併用したスランプフロー６５ｃｍ，設計基準強度６０Ｎ／ｍｍ2の自己充填性を有する高強度，高流動コンクリートである。
【００３２】
各電極棒１０ａの印加電圧および出力電圧の測定は、上述した予備試験と同じ条件で打設コンクリートの打ち上がり高さを測定した。図７に各電極棒１０ａの測定結果の平均値を示している。
【００３３】
図８および図９は、測定区間における施工状態のモニタ画面（パソコン１６）の一例を示している。このようなモニタリングを行うと、以下の制御が可能になる。
【００３４】
（１）モニタ画像により、防液堤を構築する際の全般的なコンクリートの打設状態が把握できるとともに、型枠内のコンクリートの平均打ち上がり速度をリアルタイムに確認することができ、図８，９に示した例では、平均打ち上がり速度が１ｍ／ｈで、安定したコンクリートの打設が行われたことを客観的に判断することができる。
【００３５】
（２）モニタ画像を見て、ある打設個所が著しく速く打ち上がったり、あるいは、遅く打ち上がる場合には、型枠の変形や偏荷重を回避するために、パソコン１６から電動ゲートバルブ２４に制御信号を送出して、バルブ２４の開度を調節して、このような不都合を回避することができる。
【００３６】
（３）打設コンクリートの品質面では、図８に示すように、ある個所の３０分当たりの変化量を求めることにより、打ち上がりが停止している個所を見つけ出すことができるため、コールドジョイントの発生の有無は、直接確認できないものの、投入口２２の制御により、その発生を回避することができる。
【００３７】
（４）電極棒１０ａが設置された区間のそれぞれの流動勾配の変化が、図１０に示すように求められるので、簡易的に打設中の高流動コンクリートのスランプフローの程度を判断することができる。
【００３８】
なお、上記実施例では、高流動コンクリートを用いた防液堤の構築に本発明を適用したので、締固め度合いの測定は、行わなかったが、締固めが必要なコンクリートを用いた場合には、締固め作業の前後で静電容量，残留電圧の変化を測定すると、客観的な締固め度の確認も可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる打設コンクリートの施工管理方法によれば、客観的な判断が可能なデータに基づいて品質保証が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる打設コンクリートの施工管理方法を適用した防液堤の平面説明図である。
【図２】本発明にかかる施工管理方法で用いる電極の一例を示す平面図と側面図である。
【図３】同電極の測定原理を示す説明図である。
【図４】同電極の測定状態の電気回路の説明図である。
【図５】同電極を用いたモルタルの打ち上がり高さの測定結果を示すグラフである。
【図６】図１に示した防液堤における施工管理方法に用いる装置類の全体配置図である。
【図７】図６に示した施工管理の方法における打設コンクリートの打ち上がり高さの経時変化を示すグラフである。
【図８】図６に示した施工管理方法における打設コンクリートの打ち上がり高さのモニタ画面の一例を示す図である。
【図９】図６に示した施工管理方法における打設コンクリートの打ち上がり高さのモニタ画面の他の例を示す図である。
【図１０】図６に示した施工管理方法における電極棒間の勾配の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０            電極
１０ａ          電極棒
１２            スイッチボックス
１４            データロガー
１６            パソコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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