JP2000206016A - Ｃｆｔ柱充填コンクリ―ト等の強度推定用のコンクリ―ト供試体の製作方法及び製作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度をより的
確に推定することができて、強度的にも経済的にも無駄
のない合理的なＣＦＴ柱を形成することができるように
すること。 【解決手段】 型枠内に打ち込んだコンクリートを密閉
状態で軸圧縮力を付与しながら養生して、ＣＦＴ柱充填
コンクリートの強度推定用コンクリート供試体を製作す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＦＴ柱充填コン
クリートの強度推定用のコンクリート供試体の製作方法
及び製作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば建築構造物の構造材である柱とし
て、鋼管の内部にコンクリートを充填したコンクリート
充填鋼管（以下、「ＣＦＴ」という）柱が用いられるこ
とがある。このＣＦＴ柱は、軸圧縮力を充填コンクリー
トと鋼管とで分担して受けるため、鋼管材の軸力負担分
を小さくすることができること、鋼管の局部座屈を充填
コンクリートにより防ぐことができること、充填コンク
リートを鋼管による拘束で３軸応力状態にすることがで
き、このコンファインド効果により充填コンクリートの
耐力を高めることができること、などの利点を有する。

【０００３】ところで、このＣＦＴ柱の充填コンクリー
トの強度の推定は、コンクリート供試体を製作し、その
供試体に対し実施した圧縮等の強度試験の結果に基づい
て行われるが、この供試体の製作は、従来より、ＲＣ
造、ＳＲＣ造の構造物の場合と同様に、鋼製型枠に打ち
込んで製作したコンクリート供試体を標準水中あるいは
現場水中養生するというようにして行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
ＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度は、上記のようにし
て製作されたコンクリート供試体の強度とは、次のよう
な理由から大きく異なっている。即ち、ＣＦＴ柱の充填
コンクリートは、外気に曝されることなく柱鋼管内に密
閉されるものであるため、養生条件が現場水中養生等の
場合とは大きく異なる。しかも、ＣＦＴ柱を採用する構
造物の多くは高層建物であるため、下層部の充填コンク
リートは、コンクリートの自重により高い軸圧縮力を受
け、その圧密作用で圧縮強度が上昇するのに、供試体の
製作においてそのことが考慮されていない。

【０００５】そのため、上記のようにして製作されたコ
ンクリート供試体の強度試験結果から推定されるＣＦＴ
柱の充填コンクリートの強度は、実際のＣＦＴ柱の充填
コンクリートの強度を過少評価することとなり、そのた
め、設計監理上、ＣＦＴ柱用のコンクリートには、コン
クリート設計規準強度を大きく上回る調合を求められ、
実際のＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度を無駄に大き
なものにし、また、フレッシュコンクリートの高流度化
にてそもそも高価であるＣＦＴ用コンクリートのコスト
を更に上昇させているという問題がある。

【０００６】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、ＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度をより的確に推
定することができて、強度的にも経済的にも無駄のない
合理的なＣＦＴ柱を形成することができる、ＣＦＴ柱充
填コンクリート等の強度推定用のコンクリート供試体の
製作方法及び製作装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、型枠内に
打ち込んだコンクリートを密閉状態で軸圧縮力を付与し
ながら養生することを特徴とするＣＦＴ柱充填コンクリ
ート等の強度推定用のコンクリート供試体の製作方法に
よって解決される。

【０００８】即ち、この製作方法では、型枠がＣＦＴ柱
の鋼管として機能し、打ち込まれたコンクリートは、密
閉された型枠内において、ＣＦＴ柱の鋼管内で養生され
ていくのと同じ養生条件のもとで養生されていく。しか
も、この養生中、型枠内のコンクリートに軸圧縮力を付
与するものとしているから、ＣＦＴ柱の充填コンクリー
トの圧縮強度が圧密作用で上昇するのと同様に、型枠内
のコンクリートの圧縮強度が圧密作用で上昇されてい
く。これにより、実際のＣＦＴ柱の充填コンクリートの
強度と同一ないしは近似する強度のコンクリート供試体
を得られる。従って、この供試体の強度試験結果に基づ
き実際のＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度をより的確
に推定することができて、コンクリート設計規準強度を
大きく上回ることのない調合のコンクリートを用いて強
度的にも経済的にも無駄のない合理的なＣＦＴ柱を形成
することができる。

【０００９】上記の方法実施に用いる供試体製作装置に
は、特段の制限はなく、各種の製作装置が用いられてよ
いのであるが、例えば次のような製作装置を用いるとよ
い。即ち、コンクリート供試体の外周面を成形する両端
開放の型枠本体と、型枠本体の一端に着脱可能に取り付
けられる第１の蓋体と、型枠本体の他端に螺合して取り
付けられ、螺進途中で型枠内の打設コンクリートに圧縮
力を導入する第２の蓋体とが備えられ、内部の養生され
たコンクリート供試体が、第１蓋体を取り外した状態で
の第２蓋体の更なる螺進によって、型枠本体の外に押し
出されるものとなされていることを特徴とするＣＦＴ柱
充填コンクリート等の強度推定用のコンクリート供試体
の製作装置である。

【００１０】この製作装置では、第１の蓋体を型枠本体
の一端に取り付け、他端開口を通じて型枠内にコンクリ
ートを打ち込み、そして、第２の蓋体を型枠本体の他端
に螺合し、螺進させていくことにより、型枠内の打設コ
ンクリートに容易に所定の圧縮力を導入することができ
る。のみならず、所定の材齢に達した後の脱型は、ま
ず、第２の蓋体を型枠本体から取り外し、そして、第１
の蓋体を更に螺進させていくことで、型枠本体内の供試
体は型枠本体から押し出されて取り出され、製作装置か
らの供試体の取出しを容易に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態では、図１及び図２に示
す製作装置を用いて、ＣＦＴ柱充填コンクリートの強度
推定用供試体を製作する。

【００１２】同図に示す製作装置１において、２は型枠
本体、３は第１の蓋体としての下部蓋体、４は第２の蓋
体としての上部蓋体である。

【００１３】型枠本体２は、両端を開放した円筒状の部
材で、その内周面にてコンクリート供試体５の外周面を
成形する。この型枠本体２の上下の端部には所定の厚さ
のフランジ部２ａ，２ｂが外方に張り出して型枠本体２
と一体に備えられている。下フランジ部２ａには、下部
蓋体３からのネジ棒部６を通す取付け孔７が設けられて
いる。また、型枠本体２の上端部の内周面には、上部蓋
体４を螺合させる雌ネジ８が形成されており、この雌ネ
ジ８の外周側に上フランジ部２ｂが位置するようにし
て、上フランジ部２ｂにより雌ネジ８の周囲を高剛性に
している。

【００１４】下部蓋体３は、型枠本体２の下フランジ部
２ａにボルト接合されて型枠本体２の下端開口を密閉状
態に塞ぐものである。ボルト接合は、下部蓋体３から上
方に突出させたネジ棒部６を型枠本体２の下フランジ部
２ａの孔７に通し、下フランジ部２ａから上方に突出す
るネジ棒部６にナット９を螺合させ締め付けるという形
式のものである。ナット９をネジ棒部６に螺合して締め
付けることで、下部蓋体３を型枠本体２に一体的に取り
付けることができ、ナット９を緩めてネジ棒部６から外
すことで、下部蓋体３を型枠本体２から取り外すことが
できる。

【００１５】上部蓋体４は、型枠本体２の上端開口を塞
ぐと共に、型枠本体２内に打ち込まれたコンクリート１
０に軸圧縮力を導入するもので、型枠本体２の上端部内
周面の雌ネジ８に螺合される所定長さの雄ネジ体４ａを
備えており、この雄ネジ体４ａの上端面には、型枠本体
２の上フランジ部２ｂと同径の円盤４ｂが同芯状態で一
体に連設され、更に、外周が円以外の異形、例えば６角
形の回転操作用突起４ｃが雄ネジ体４ａと同芯状態にこ
の円盤４ｂの上面に一体に連接されている。

【００１６】型枠本体２の内部の直径は、雌ネジ８部分
の直径よりも幾分大きく設計されており、上部蓋体４の
雄ネジ体４ａを型枠本体２の雌ネジ８と螺合させ、雄ネ
ジ体４ａを螺進させていくことで、雄ネジ体４ａの先端
面が雌ネジ８を越えて型枠本体２の内方に突出されてい
くようになされており、これにより、型枠本体２に打ち
込まれたコンクリート１０の上面を押して、このコンク
リート１０に軸圧縮力を導入できるようになされてい
る。この雄ネジ体４ａの長さ寸法は、型枠本体２に打ち
込まれたコンクリートの上面高さ位置と、型枠本体２の
上端開口の高さ位置との間の距離寸法よりも長く設計さ
れ、雄ネジ体４ａを型枠本体２内に螺進させていく途中
段階で、雄ネジ体４ａがコンクリート１０の上面を押し
始めるようになされている。

【００１７】また、型枠本体２の上フランジ部２ｂの外
周面には、図２に示すように、軸圧縮力設定用の目盛り
標示１１が設けられると共に、上部蓋体４の円盤４ｂの
外周面には、この目盛り標示１１による軸力設定の基準
となる基準目盛り標示１２が設けられ、上部蓋体４を回
転螺進させて、基準目盛り標示１２の基準目盛りの位置
を目盛り標示１１のどの目盛り位置に位置させるかで、
型枠本体２に打ち込まれたコンクリート１０への導入軸
圧縮力の大きさを設定できるようになされている。

【００１８】コンクリート供試体は、上記の製作装置１
を用いて次のようにして製作する。即ち、まず、コンク
リート受入れ検査において行われる空気量試験に用いた
コンクリートを利用し、採取コンクリートの単位容積重
量を求め、この単位容積重量から供試体１本当たりの重
量を算定する。そして、図３（イ）に示すように、型枠
本体２の下端に下部蓋体３を取り付け、これを重量計量
器にのせ、図３（ロ）に示すように、供試体１当たりの
重量のコンクリート１０を型枠本体２の上端開口を通じ
て型枠本体２内に打ち込む。

【００１９】しかる後、図３（ハ）に示すように、打ち
込まれたコンクリート１０の上面にゴムパッキン１３を
設置すると共に、上部蓋体４を型枠本体２に螺合させ、
レンチで上部蓋体４の突起を回転させて、上部蓋体４の
雄ネジ体４ａを型枠本体２内に螺進させていって、図１
に示すように、雄ネジ体４ａの下面にてコンクリート１
０の上面を押し、コンクリート１０に軸圧縮力を導入し
ていく。導入する軸圧縮力の大きさは、試験対象のＣＦ
Ｔ柱の充填コンクリートに作用する軸圧縮力に相当する
大きさである。目盛り標示１１，１２を目視しながら上
部蓋体４を回転していくことで、軸圧縮力を所定の大き
さに容易に設定することができ、かつ、複数の供試体間
における軸圧縮力の差を極力小さなものにできる。

【００２０】こうして型枠本体２内のコンクリート１０
に所定の軸圧縮力をかけた状態の製作装置１を、図示し
ない発砲スチロール製の容器に入れて密封し、コンクリ
ート１０を養生していく。コンクリート１０は、密閉さ
れた製作装置１内で圧縮力を受けながら養生されていく
ことで、ＣＦＴ柱の鋼管内で養生されていくのと同一な
いしは近似した条件のもとで養生されていく。

【００２１】そして、所定の材齢に達した後、製作装置
１内の供試体５の取出しを行う。取出しは次のようにし
て行う。即ち、図４（ニ）に示すように、まず、製作装
置１の下部蓋体３をナット９を緩めて取り外す。ナット
９を緩めることで、上部蓋体４の雄ネジ体４ａと型枠本
体２の雌ネジ８との螺結状態も緩められる。次いで、図
４（ホ）に示すように、上部蓋体４を更なる螺進方向に
回転させていく。これにより、供試体５は上部蓋体４の
雄ネジ体４ａに押されて型枠本体２の外へと押し出され
ていき、製作装置１から、供試体５が取り出され、供試
体５を得られる。

【００２２】こうして得られた供試体５を用いて、強度
試験を実施する。供試体５は、上記のように、その製作
過程のおいて軸圧縮力を付与され、ＣＦＴ柱の鋼管内で
養生されていくのと同一ないしは近似した条件のもとで
養生されているので、その強度は、実際のＣＦＴ柱の充
填コンクリートの強度と同一ないしは近似したものにな
る。従って、この供試体５の強度試験結果に基づき、実
際のＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度をより的確に推
定できて、コンクリート設計規準強度を大きく上回るこ
とのない調合のコンクリートを用いて強度的にも経済的
にも無駄のない合理的なＣＦＴ柱を形成することができ
る。

【００２３】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明は上記の実施形態に限られるものではなく、発明思
想を逸脱しない範囲で、各種の変更を行うことが可能で
ある。例えば、上記の製作装置の変形例として、型枠本
体２を縦に複数分割、例えば２分割されるような構成と
すると共に、上部蓋体４の雄ネジ体４ａの先端に型枠本
体２の内方内周面と摺接する径大部を備えさせた構成と
してもよい。また、より正確な軸力設定を行う場合は、
型枠本体２の側面に圧力計設置用の孔を設け、この孔に
設置した圧力計で内部コンクリート１０の側圧を測定
し、その測定値から所定の算出式によって作用軸力を求
めて軸力設定を行うようにしてもよい。また、上記の実
施形態では、製作装置１内のコンクリート１０を圧縮す
るのに、ネジによる締付け機構を用いているが、これに
限らず、液圧などによる各種軸圧縮力導入機構が用いら
れてよい。供試体５の製作は、型枠内に打ち込んだコン
クリートを密閉状態で軸圧縮力を付与しながら養生でき
るような各種の製作装置を用いて行われてよい。また、
本発明は、ＣＦＴ柱の充填コンクリートに限らず、ＣＦ
Ｔ柱の充填コンクリートと同じようなあるいは類似する
各種コンクリートの強度推定用コンクリート供試体の製
作に広く用いられてよいことはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】上述の次第で、本発明のＣＦＴ柱充填コ
ンクリート等の強度推定用のコンクリート供試体の製作
方法は、型枠内に打ち込んだコンクリートを密閉状態で
軸圧縮力を付与しながら養生するものであるから、実際
のＣＦＴ柱の充填コンクリートの強度と同一ないしは近
似する強度の供試体を得えられ、この供試体の強度試験
結果に基づいて実際のＣＦＴ柱の充填コンクリートの強
度をより的確に推定することができ、強度的にも経済的
にも無駄のない合理的なＣＦＴ柱を形成することができ
る。

【００２５】また、本発明の製作装置は、上記のような
構成を有するものであるから、第２の蓋体の螺進操作
で、型枠内の打設コンクリートに容易に所定の圧縮力を
導入することができると共に、同じく第２の蓋体の更な
る螺進操作で供試体を製作装置から容易に取り出すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に用いる製作装置の一実施形態を示
す縦断面図である。

【図２】同製作装置の分解斜視図である。

【図３】図（イ）ないし図（ハ）はそれぞれ、図４
（ニ）（ホ）とともに本発明方法を順次に示す縦断面図
である。

【図４】図（ニ）及び図（ホ）はそれぞれ、図３（イ）
ないし（ハ）とともに本発明方法を順次に示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１…製作装置 ２…型枠本体 ３…下部蓋体（第１の蓋体） ４…上部蓋体（第２の蓋体） １０…コンクリート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型枠内に打ち込んだコンクリートを密閉
   状態で軸圧縮力を付与しながら養生することを特徴とす
   るＣＦＴ柱充填コンクリート等の強度推定用のコンクリ
   ート供試体の製作方法。
2. 【請求項２】 コンクリート供試体の外周面を成形する
   両端開放の型枠本体と、 型枠本体の一端に着脱可能に取り付けられる第１の蓋体
   と、 型枠本体の他端に螺合して取り付けられ、螺進途中で型
   枠内の打設コンクリートに圧縮力を導入する第２の蓋体
   とが備えられ、内部の養生されたコンクリート供試体
   が、第１蓋体を取り外した状態での第２蓋体の更なる螺
   進によって、型枠本体の外に押し出されるものとなされ
   ていることを特徴とするＣＦＴ柱充填コンクリート等の
   強度推定用のコンクリート供試体の製作装置。