JP6473721B2

JP6473721B2 - コンクリートひび割れ制御方法

Info

Publication number: JP6473721B2
Application number: JP2016163222A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎石原; 清美稲葉; 誠司郎泉; 崇晴中田
Original assignee: みらい建設工業株式会社
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2036-08-24
Also published as: JP2018031157A

Description

本発明は、コンクリートひび割れ制御方法に関する。

コンクリート工事では、水和熱に起因した温度上昇によってひび割れ（以下、「温度ひび割れ」という）が生じる場合がある。そのため、コンクリート内に予め配管されたパイプに冷媒（冷水や冷気等）を通流させるパイプクーリングが実施される場合がある。パイプクーリングを行うとコンクリートの温度上昇が制御され、ひいては、温度ひび割れが抑制される。
一方、パイプクーリングによってコンクリートの温度が急激に低下した場合にもコンクリートにひび割れが生じるおそれがある。

そのため、例えば、特許文献１には、水和熱によるコンクリートの温度上昇および急激なコンクリートの温度低下を抑制することを目的としたパイプクーリング方法が開示されている。特許文献１のパイプクーリング方法は、コンクリート内部の温度とコンクリート外部の温度との温度差に応じて、パイプ内に通流させる冷媒の温度を調整する方法である。

また、特許文献２には、パイプクーリングによるコンクリートの予測温度を予め解析しておき、施工時のコンクリートの測定温度と予測温度との温度差に応じて、冷媒の温度や流量を制御するパイプクーリング方法が開示されている。

特開２０１６−０８９３５７号公報特開２０１４−００５７１６号公報

特許文献１のパイプクーリング方法は、温度が低下し始めた後のコンクリートの温度が再び上昇することを抑えつつ、コンクリートの温度が急激に低下することを防ぐ必要があるため、冷却用流体の温度管理が難しかった。また、コンクリートの温度に応じて冷却用流体の温度を調整するための装置を必要とする等、設備が高価になるおそれがあった。
また、特許文献２のパイプクーリング方法は、予測温度を解析する作業に手間がかかる。

このような観点から、本発明は、簡易かつ安価にコンクリートの温度ひび割れを抑制することを可能としたコンクリートひび割れ制御方法を提案することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明は、コンクリート内に予め配管されたパイプ内に冷媒を前記コンクリートの温度に応じて温度調節することなく通流させるコンクリートひび割れ制御方法であって、前記コンクリートの最高温度が確認されてから所定時間経過後（例えば、３〜１２時間後）に、前記パイプ内での冷媒の通流を停止することを特徴としている。なお、コンクリートの温度を複数の測定点で測定した場合には、前記複数の測定点で測定された温度のうちの最も高い温度を抽出温度として時間毎に保存し、前記抽出温度の時刻歴データにおいて温度の低下が確認されたらその直前の抽出温度を最高温度とするのが望ましい。

かかるコンクリートひび割れ制御方法によれば、水和熱によるコンクリート温度の上昇を抑えることができるとともに、コンクリートの温度が低下し始めた後に冷媒の通流を停止させることで、コンクリートの温度が急激に低下することを防止し、ひいては、コンクリートにひび割れが生じることを防止することができる。

本発明のコンクリートひび割れ制御方法によれば、簡易かつ安価にコンクリートの温度ひび割れを抑制することが可能となる。

本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法の概要を示す模式図である。本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法の実証実験での温度測定結果を示すグラフである。

本実施形態では、コンクリートの温度ひび割れを抑制するためのコンクリートひび割れ制御方法について説明する。
本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法は、コンクリート１内に予め配管されたパイプ２内に、水槽３からポンプ圧送された冷水（冷媒）Ｗを通流させる、いわゆるパイプクーリングを採用するものである。なお、パイプ２内に通流させる冷媒は、冷水Ｗに限定されるものではなく、例えば、空気であってもよい。また、冷水は、水道水を使用してもよいし、河川水や地下水などを採取した水を使用してもよい。また、水槽３内では、冷水の温度調整を行ってもよい。また、冷水（冷媒）の供給方法はポンプ圧送に限定されるものではない。

コンクリート１には、図１に示すように、複数の温度センサー４，４，…が間隔（例えば２００ｍｍピッチ）をあけて配置されている。各温度センサー４は、コンクリート１の打設開始後から、１分間に１回の割合で測定点（温度センサーが設置されている位置）の温度を測定する。なお、温度測定の頻度は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。また、温度センサー４の配置や数も限定されるものではなく、適宜決定すればよい。

温度センサー４は有線または無線によりコンピュータ５に接続されており、温度センサー４による計測結果は、コンピュータ５に送信される。コンピュータ５は、送信された温度データを時間毎に保存する。また、コンピュータ５は、保存された温度データのうちの最も高い温度を抽出する。

抽出された温度（以下、「抽出温度」という）の時刻歴データにおいて、温度の低下が確認されたら、その直前の抽出温度を最高温度と認定する。すなわち、温度の低下が確認された場合には、温度低下の開始直前の温度を最高温度と認定する。
最高温度が確認されたら、最高温度が測定された時点から６時間後に冷水の供給を停止する。本実施形態では、コンピュータ５から送信された信号により、ポンプ６が自動停止する。なお、ポンプ６は手動で停止させてもよい。

なお、最高温度が認定されてから６時間以内に、抽出温度よりも高い温度（以下、「第二抽出温度」という）が確認された場合には、先に認定された最高温度はキャンセルし、第二抽出温度を最高温度と認定する。そして、冷水の供給を停止する時間を、第二抽出温度が測定された時点から６時間後に変更する。

なお、最高温度が確認されてから冷水の供給を停止するまでの時間は６時間に限定されるものではなく、例えば３〜１２時間の範囲内で設定する等、適宜決定すればよい。
また、冷水の供給を停止した後にコンクリートの温度が上昇した場合であっても、冷水の供給を再開する必要はない。

以上、本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法（コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリング）によれば、コンクリートの温度が低下し始めた後に冷媒の通流を停止させることで、コンクリートの温度が急激に低下することを防止することができる。そのため、コンクリートの急激な温度低下に起因するひび割れを防止することができる。

また、本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法によれば、水和熱によるコンクリート温度の上昇を抑えることができ、ひいては、コンクリートの温度ひび割れが生じることを防止することができる。
コンクリートの温度に応じて冷水の温度を調整する必要がなく、複雑な解析や装置を必要としないため、簡易かつ安価に、コンクリートのひび割れを防止することができる。

以下、本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法（コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリング）について実施した実証実験結果について説明する。
本実証実験は、外気が４℃を下回る環境下において打設したコンクリートの温度変化をコンクリート内の３カ所の測点（実施例１〜３）で測定した。温度測定は、コンクリート打設直後から開始し、最高温度が確認されてから６時間後に冷水の供給を停止した後も数日間続けて行った。なお、コンクリートは、シート養生を行い、シート内の温度が５〜１５℃の範囲内になるように維持した。

また、比較例として、コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリングを行わない場合（比較例１〜３）と、最高温度が確認された後も冷水を供給し続けた場合（比較例４〜６）についても、それぞれコンクリート内に設定した３カ所の測点で温度測定を行った。
実験結果を図２に示す。

図２に示すように、コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリングを行わない比較例１〜３では、コンクリートの温度が３４〜３７℃まで上昇した。
一方、冷水の供給を停止することなく、パイプクーリングを継続した比較例４〜６では、最高温度（３０℃前後）の確認後、コンクリートの温度が１日に５〜７℃低下することが確認された。

これに対し、実施例１〜３では、最高温度が３０℃程度に抑えられ、コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリングを行わない場合に比べて水和熱による温度上昇を抑えることができた。
また、最高温度が確認された後は、一定期間、温度低下が抑制され、その後、緩やかに温度が低下する結果となった。

なお、実施例２では、冷水の供給を停止してから、コンクリートの温度が３２℃程度まで上昇することが確認されたが、比較例１〜３よりも低い温度にとどまる結果となった。これは、水和反応に伴う温度上昇ではなく、冷水の冷却効果が停止されたことによるものと推測される。

このように、本実施形態のコンクリートひび割れ制御方法（コンクリートひび割れ制御対策に係るパイプクーリング）によれば、水和熱によるコンクリート温度の上昇を抑えることができるとともに、コンクリートの温度が急激に低下することを防止し、ひいては、コンクリートにひび割れが生じることを防止することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、コンクリート内部に温度センサーを設置する場合について説明したが、温度センサーの設置個所は限定されるものではなく、コンクリートまたは型枠の外面に設置してもよい。
前記実施形態では、測点毎の温度により最高温度を決定した（複数の測点で測定した温度のうちの最も高い温度を最高温度とした）が、最高温度は、複数の測点で測定した温度の平均温度で決めてもよい。

１コンクリート
２パイプ
３水槽
４温度センサー
５コンピュータ
６ポンプ

Claims

コンクリート内に予め配管されたパイプ内に冷媒を前記コンクリートの温度に応じて温度調節することなく通流させるコンクリートひび割れ制御方法であって、
前記コンクリートの最高温度が確認されてから所定時間経過後に、前記パイプ内での冷媒の通流を停止することを特徴とする、コンクリートひび割れ制御方法。
前記最高温度が確認されてから３〜１２時間後に前記冷媒の通流を停止することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリートひび割れ制御方法。
複数の測定点で前記コンクリートの温度を測定し、前記複数の測定点で測定された温度のうちの最も高い温度を抽出温度として時間毎に保存し、前記抽出温度の時刻歴データにおいて温度の低下が確認されたらその直前の抽出温度を前記最高温度とすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコンクリートひび割れ制御方法。