JPH07504367A - コンクリート製構造部材の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 コンクリート製構造部材の製造装置及び製造方法本発明は、長手方向に沿って複 数の中空チャンネルが延びるコンクリート製構造部材の製造装置に関する。

このようなコンクリート製構造部材を製造する装置は既に知られている。この装 置の一例は、米国特許番号３．１７７．５５２に詳述されている。この公知の装 置は、大きな長さのコンクリート製構造部材を製造することを目的としており、 コンクリート製の構造部材を作業フロアに水平に固定したまま、装置を作業フロ アにわたつて動かして、２回の作業サイクルでコンクリート製構造部材を製造す る。この目的のため、この装置は、コンクリート製構造部材の底部層を形成する 第１のコンクリート注入部材と、その底部層のコンクリートを押し固める手段と 、底部層の上に第２のコンクリート層を流し込む第２のコンクリート注入部材と 、その第２コンクリート層を同様に押し固める手段と、中空チャンネルがコンク リート構造部材に形成されることを確実にする手段とから成る。

第１の押し固め手段はバイブレータシューを有するバイブレータ部材であり、バ イブレータシューの下側は、形成しようとするチャンネルの下側の外形に対応す る外形を有している。このバイブレータシューが振動すると、指度性（ｌｈｉ＊ ｏｌ＋ｏｐｉｃ　）のコンクリート塊が流動性を持つようになり、その結果コン クリート塊は押し固まり、チャンネルの下側が形成される。チャンネルに最終的 な形を付与する役割を果たす部材は、形成しようとするチャンネルの外形に対応 する外形を有する棒材またはパイプからなり、そのパイプは、第１のバイブレー タ部材から第２のコンクリート注入部材と第２のバイブレータ部材とを超えて伸 びている。

第１の層上に第２のコンクリート層を流し込む間、パイプはコンクリートを流動 化する第２のバイブレータ部材の助けで、コンクリートがチャンネル間のチャン ネル壁部にのみ到達し押し固まることを確実にする。この点に関し、第２のバイ ブレータ部材は平坦な下側面、すなわち、製作しようとするコンクリート製構造 部材の上側面の形に対応した形状の下側面を持つ。

パイプあるいは棒材は装置と共に移動し、基本的には装置に保持されており、し たがって形成されたコンクリート塊に対して一定の速度を有している。しかし、 コンクリート塊に対するパイプの摩擦を減少するために、パイプの長手方向に振 動が与えられる。この振動は、たとえば、約５Ｈｚの振動数と約６ｍｍの振幅で 与えられる。一方、第１のバイブレータ部材のバイブレータシューは、典型的に は、約３０００−９０００Ｈｚの振動数と約１ｍｍ以下の振幅で振動する。

こうして、第１のバイブレータ部材のバイブレータシューとパイプは別個の分離 した部品として構成される。一方、パイプからバイブレータシューの距離は、パ イプの振幅と流し込まれるコンクリート塊にある砂利粒の最大断面寸法によって 決まる。もし、この最大寸法が約２２ｍｍであれば、その距離は少なくとも約３ Ｑｍｍとなる。

その結果、チャンネルとチャンネルとの間に既に形成された壁部は、第１のバイ ブレータシューとパイプとの間で支えを持たないことになり、第１の作業サイク ルで形成されるこれら壁部の高さは制限されてしまう。その結果、第２の作業サ イクルでは、チャンネル壁部を形成するためにコンクリートをかなり深く流し込 む必要があり、このことは形成されるコンクリートが比較的流動的でなければな らないことを意味する。これは、比較的湿ったコンクリートを使うことで解決さ れるが、そうすると、最終的に達成される強度の面において好ましくない結果と なり、このことはコンクリートにもっとセメントを使うことを必要とし、比較的 高価になってしまう。また、第１のバイブレータシューとパイプとの間の距離の 結果、パイプの断面寸法を第１のバイブレータシューで形成されたチャンネルの 下側の断面寸法より小さくしなければならない。さもないと、前方に動いている 間、パイプの前面が形成されたコンクリートをこすりでしまい、側壁の厚みが制 御できずバラツキが生じ、側壁にひびが入ったり、さらには側壁を完全に破壊し てしまう。しかし、既に形成されたチャンネル壁とパイプとの間に空間を形成す ると、その空間はチャンネルを望ましい形にするためには埋めなければならない 。というのは、チャンネルの形状のバラツキはひび割れを生じさせる可能性があ るからである。この空間は第２のバイブレータ部材によりコンクリートが再び流 動的になりパイプの下へと流れ込んでゆくことで埋められる。しかし、これは第 ２のバイブレータ部材が比較的深い動作範囲を持つことを必要とする。さらに、 コンクリート構造部材には、普通、チャンネルとチャンネルとの間に金属製プリ ストレス棒材が設けられている。少なくとも、そのうちのいくつかの棒材は、第 １の作業サイクルで流し込まれたコンクリートに囲まれている。既に流し込まれ たコンクリートは、第２の作業サイクルで再び流動的になりパイプの下に流れる ので、このコンクリートは上記のブリストレス棒材に沿って流れ、実際、結果的 にコンクリートと棒材との間の接着性において欠陥品となってしまうことが判明 している。

このような問題は、コンクリート製構造部材が複雑な製造工程を持つことに起因 し、このため既に設定されている基準に合う製品を得るために、多数のパラメー タを制御しなければならない。この点に関して重要なことは、その製造工程が製 造しようとする構造部材の全長にわたって同じに保たれることであり、その構造 部材は約１２０ｍの長さに作られ、続いて顧客の仕様に従りて適当な長さに切ら れる。許容範囲を超えた誤差が生じると製品は不良品となる。

こうして、上記の問題は明らかとなった。実際上、コンクリートがプリストレス 線に十分に接着しないということが認められ、このことは、きちんと作業パラメ ータを設定しなかったことの結果であると考えられ、作業パラメータは上記に述 べたように狭い制限内に設定しなければならない。

本発明の目的は、このような問題を解決し、制御すべきパラメータの数を減らし 、かっ／または、もっと適切にパラメータを制御でき、それにより製造されたコ ンクリート製構造部材の不良品の割合がより少なくなる装置を提供することであ る。

この目的を達成するために、本発明は次のような知見に基づいている。すなわち 、コンクリートがブリストレス線に十分に接着しないのは、第１の作業行程で流 し込まれたコンクリートの後流れ（ｔｌｌｔｒ−ｆｌｏｗ）に起因しており、そ の後流れは、既に形成されたチャンネル部分の寸法よりパイプの寸法が小さいと いう事実の結果である。第１のバイブレータシューとパイプはある距離をもって 位置決めされており、第１のバイブレータシューとパイプの間の空間には今まで は何もなかったので、そのパイプの寸法は小さくせざるを得ない。また、本発明 は次のような知見にも基づいている。すなわち、前述の空間を弾性材で埋めるこ とが可能であり、このことで第１のバイブレータシューとパイプとがお互いにマ イナスに影響し合うことはなく、それどころか、さらなる改善が見込まれる。

本発明によれば、上記に述べたような装置は、各々のバイブレータシューとパイ プとの間に弾性充填材を配置して、その充填材の外形を、少な（とも下側と少な くとも側部の一部がバイブレータシューの外形からパイプの外形へと徐々に変化 する形状とすることを特徴としている。バイブレータシューとパイプと弾性充填 材とは、上記に述べた位置で同一の外形、同一の寸法を持つことが好ましい。

本発明は、さらに、コンクリート構造部材を製造する方法に関する。本発明によ る方法は、上記に述べた装置を使用することを特徴とし、その結果、製造される コンクリート製構造部材は、より良い特性を持つことができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明装置の好ましい実施例を詳述することによ って本発明をさらに詳しく説明する。

図ＩＡ、ＩＢは、それぞれ、コンクリート製構造部材の縦断面図と横断面図であ る。

図２Ａは、コンクリート製構造部材の製造装置の概略側面図である。

図２Ｂは、図２八に示されている装置の概略正面図である。

図３Ａ、３Ｂは、製造工程において連続して行われる段階におけるコンクリート 製構造部材の断面図である。

図４Ａ、４Ｂは、従来技術の欠点を説明する図である。

図５Ａは、バイブレータシューとくぼみパイプとの間に設けられた本発明による 弾性充填片の側面図である。

図５Ｂは、図５ＡのＢ−Ｂ線断面図である。

図ＩＡ、ＩＢは、たとえば、システムフロア−で構造部材として機能するのに適 切なコンクリート製構造部材１００の縦断面図と横断面図とをそれぞれ示す。

構造部材１００は、下側面１０１と、上側面１０２と、適当な輪郭形状を持った 側面壁１０３とから構成されている。図に示されているように、下側面１０１と 上側面１０２とは好ましくは平坦である。構造部材１００は、さらに、構造部材 １００の長手方向に伸びかつ間にチャンネル！！１０６を持つ多数の中空チャン ネル１０４と、上側面１０２に加えられた負荷によりコンクリート内に生じる引 張り力を吸収する多数の金属製プリストレス棒材１０５とを含む。ブリストレス 棒材１０５は、構造部材１００の下側面１０１の近傍にあり、常に各中空チャネ ル１０４の隣にある。このようなコンクリート製構造部材１００は、それ自体知 られている。

図２Ａは、コンクリート製構造部材１００を製造する装置１の概略側面図である 。装置１は、作業フロア１２上、たとえば、作業フロア１２に設けられたレール 上を図１の矢印Ｆ１に示される方向に車輪１１によって移動可能なマシンフレー ム１０を含む。図２Ｂの正面図に示されているように、マシンフレーム１０の横 方向側部には車輪１１が設けられており、その間の作業フロア１２上には、製造 しようとする構造部材１００の側面壁１０３の輪郭形状を形成する外形を持つ２ つの鋳型１３が設置されている。

マシンフレーム１０の前部付近には、製造しようとする構造部材１００の底部層 １１０を作業フロア１２上に形成するための第１のコンクリート注入部材２０が 取り付けられている（図３Ａ参照）。コンクリート注入部材２０は流し込もうと するコンクリート２２の貯蔵容器２１と、コンクリート２２を吐出する流出ノズ ル２３とから構成されている。流出ノズル２３の幅は、製造しようとする構造部 材１００の幅に対応する幅とすることができるが、もつと幅の狭い流出ノズルを 複数個並べて配置してもよい。

流出ノズル２３の近くにおいて、底部層１１０のコンクリートを押し固める第１ の押し固め手段３０がマシンフレーム１０に取り付けられている。図示実施例で は、第１の押し固め手段３０は作ろうとする中空チャンネル１０４の各々に対応 するバイブレータシュー３１と、バイブレータシュ−３１に接続され、バイブレ ータシュー３１に振動を付与するモーター３２とから構成されている。各バイブ レータシュー３１に個別のモーター３２を設けてもよいが、１つのモーター３２ を複数個のバイブレータシュー３１に接続するのが好ましい。バイブレータシュ ー３１は、通常、約３０００−９０００Ｈｚの振動数と約１ｍｍ以下の振幅で振 動するものとし、このバイブレータシューの振動で揺変性（ｊｂｉｘｏ１ｔｏ山 ）のコンクリート塩は流動性を持つようになり、その結果コンクリート塩は押し 固まり、バイブレータシュー３１の外形に沿って平らになる。

構造部材１００を製造している間、装置１は前方（Ｆｌの方向）に連続的に移動 ・し、ある時点でバイブレータシュー３１が底部層１１０を離れる。この時点は 第１の作業サイクルの終了とみなすことができ、ここで、製造しようとする構造 部材１００の下側面１０１と中空チャンネル１０４の壁の下部分１１１とが形成 される。

さらに、マシンフレーム１０の後部側付近には、底部層１１０上に第２のコンク リート層１２０を流し込むための第２のコンクリート注入部材４０が取り付けら れている。コンクリート注入部材４０は、流し込もうとするコンクリート４２の 貯蔵容器４１と、コンクリート４２を吐出する流出ノズル４３とから構成されて いる。コンクリート４２は、底部層１１０のコンクリート２２と同一の組成であ ることが好ましい。もし、そうであれば、貯蔵容器２１．４１は共通の貯蔵容器 または共通の供給管につながれるか、２つの貯蔵容器２１．４１の代わりに１つ の共通の貯蔵容器が設けられる。流出ノズル４３の幅は、製造しようとする構造 部材１００の幅に対応する幅とすることができるが、もつと幅の狭い流出ノズル を複数個並べて配置してもよい。

流出ノズル４３の近くにおいて、第２のコンクリート層１２０のコンクリートを 押し固めるための第２の押し固め手段５０がマシンフレーム１０に取り付けられ ている。図示実施例では、第２の押し固め手段５０はノくイブレータ板５１を含 み、このバイブレータ板５１の下側面は、製造しようとする構造部材１００の上 側面１０２の所望の輪郭形状に応じた外形とされている。例えば　、（イブレー タ板５１は、図示するごとく、製造しようとする構造部材１００の幅に対応する 幅を持つ平坦な単一のバイブレータ板５１であってもよい。さらに、押し固め手 段５０は、バイブレータ板５１に接続され、バイブレータ板５１に振動を付与す るモーター５２を含む。このモーター５２により）（イブレータ板５１は例えば ）くイブレータシュー３１と同じ振動数と振幅で振動する。

さらに、くぼみ部材６０がマシンフレーム１０に取り付けられている。このくぼ み部材６０はバイブレータシュー３１の近傍からノ（イブレータ板５１を超えて 伸びており、これによって製造しようとする構造部材１００に中空チャンネル１ ０４を確実に作るようにする。このくぼみ部材６０は、チャンネルごとに中実の 棒剤あるいは好ましくは中空のバイブロ１を含み、バイブロ１はチャンネル１０ ４に望まれる輪郭形状に応じた外形を有する。図示実施例では、図３Ｂに示され るように、バイブロ１は多くは楕円形である。

バイブレータ板５１が振動すると、揺変性のコンクリート塩は流動性を持つよう になり、その結果コンクリート塩は押し固まるとともに、バイブロ１間を流動し 、上側ではバイブレータ板５１の外形に沿って平らになる（図３Ｂ参照）。

第２のコンクリート注入部材４０、押し固め手段５０及びバイブロ０が通過する と、コンクリート２２．４２は製造しようとする構造部材１００の最終形状の形 態で残される（図ＩＢ参照）。コンクリート２２．４２はもちろんまだ固まって はいないが、凝固する間、この最終形状を維持するのに十分な強度を有している 。

バイブロ１にはモーター６２が接続されており、このモーター６２によりバイブ ロ１は図２Ａに矢印Ｆ２で示されるようにバイブロ１の長手方向に振動し、バイ ブロ１とコンクリート２２との間の摩擦を減少させる。この振動は、例えば、約 ５Ｈｚの振動数と約６ｍｍの振幅で与えられる。

公知の装置では、バイブレータシュー３１とバイブロ１との間に空間７０があり 、バイブレータシュー３１とバイブロ１との各振動が互いに影響し合うのを防い でいる。この空間の長さは、バイブロ１の長手方向で測定して、少なくともバイ ブロ１の振動Ｆ２の振幅と同じでなければならならず、これはコンクリート２２ ．４２にある砂利粒の最大断面寸法に応じて増大し、実際空間７０の長さは約３ ０ｍｍはどになる。この空間７０の長さ範囲において、第１の作業サイクルで形 成されたチャンネル壁部１１１には支えが何もなくなる。この点に関し、バイブ レータシュー３１の近くの空間７０で自身を支えるチャンネル壁部１１１は、依 然としてバイブレータシュー３１の振動の影響を受け、すなわちこれらのチャン ネル壁部１１１は支えなしで揺らされ、かつこの位置にある材料２２は未だ比較 的流動的であることに留意されたい。したがって、チャンネル壁部１１１が“つ ぶれる”のを防ぐために、その高さを比較的低く制限する必要がある。図４Ａに より詳しく示すように、バイブロ１の寸法は対応するバイブレータシュー３１の 寸法より小さく、これによりバイブロ１が前方に動いている間に、底部層１１０ の流し込まれたコンクリート２２に沿ってそれをこすらないようにしている（図 ４Ｂ参照）。その結果、先に述べたような複雑さが生じる。図４０は、第２のの コンクリート層１２０を形成するため、コンクリート４２がバイブロ１の間に深 く流れ込まなければならない状態を示しており、さらに、バイブロ１と底部　′ 層１１０との間のスリット１２１が充填されなければならない状態をも示してい る。この目的のため、コンクリート２２．４２は、比較的流動的でなければなら ない。

本発明による装置はこのような欠点はない。それは、図５Ａに示すように、バイ ブレータシュー３１とバイブロ１との間にある空間７０は弾性充填片２００で塞 がれているからである。図５Ａから明らかなように、弾性充填片２００はバイブ レータシュー３１とバイブロ１はと高くする必要がない。少なくとも、バイブレ ータシュ−３１、弾性充填片２００及びバイブロ１が流し込まれたコンクリート ２２に接触する高さ範囲において、弾性充填片２００はバイブレータシュー３１ の外形からバイブロ１の外形へと徐々に変化する外形を有している。図５Ａ。

５Ｂに示しであるように、バイブレータシュー３１、弾性充填片２００及びバイ ブロ１は、上述した位置で同一の外形と同一の寸法を持つことが好ましい。

本発明により改善された装置を使用してコンクリート製構造部材１００を製造す るとき、その第１の作業サイクルでは、壁部は高く形成することができ、しかも より流動性の少ないコンクリートを使用することができ、さらに、コンクリート のプリストレス棒材への接着力が強くなるとともに、制御されるべきパラメータ 数が少なくなり、これらのパラメータの設定値がクリティカルではなくなり、不 良品の割合が減少する。

図５Ａ、５Ｂは、バイブレータシュー３１とバイブロ１との間に容易に取り付は 得る弾性充填片２００の好ましい実施例を示す。この取り付けの容易性は、実際 上、非常に有益ある。それは、弾性充填片２００は、例えばゴムなどの弾性材で できており、弾性充填片２００をこするコンクリートの研削作用によって摩耗し やすく、そのため、すばやく交換しなければならないからである。

弾性充填片２００は約１２ｃｍの長さを持ち、この長さは適切な長さであること が分かっている。この弾性充填片２００の両端には、それぞれバイブレータシュ ー３１とバイブロ１のフランジ３５．６５に対応するフランジ２０１．２０２が 、例えば接着剤によって取り付けられている。フランジ２０１．２０２とが取り 付けられた弾性充填片２００は、フランジ２０１．２０２がそれぞれバイプレー クシニー３１とバイブロ１に取り付けられた取り付は片３６．６６に当接するま で、バイブレータシュー３１とペイプ６１のフランジ３５．６５に沿って下から 容易に滑入される。したがって、フランジ２０１．２０２は、例えば、図示する ような取り付けねじ３７，６７によって、それぞれ取り付は片３６．６６に取り 付けることができる。

ＦＩＧ、ＩＡ ＦＩＧ、１Ｂ ＦＩＧ、　２Ｂ ＦＩＧ、３Ａ ＦＩＧ、３Ｂ ＦＩＧ、　４Ｂ ＦＩＧ、　５Ａ ＦＩＧ、　５Ｂ 国際調査報告 １□１−胸　灯凰９３１Ｏ叩４４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長手方向に伸びる中空チャンネル（１０４）が形成されたコンクリート製構 造部材（１００）の製造装置（１）であって、製造しようとする構造部材（１０ ０）の底部層（１１０）を作業フロア上に形成する第１のコンクリート注入部材 （２０）と、底部層（１１０）のコンクリートを押し固める第１の押し固め手段 （３０）と、 底部層（１１０）の上に第２のコンクリート層（１２０）を流し込む第２のコン クリート注入部材（４０）と、第２のコンクリート層（１２０）のコンクリート を押し固める第２の押し固め手取（５０）と、 製造しょうとする構造部材（１００）に中空チャンネル（１０４）を形成するこ とを確実にするくぼみ部材（６０）とを含むコンクリート性構造部材の製造装置 において、 第１の押し固め手段（３０）とくぼみ部材（６０）との間に弾性充填部材（２０ ０）を配置し、この前記弾性充填部材（２００）外形を、少なくとも下側と少な くとも側部側の一部で、第１の押し固め手段（３０）の外形からくぼみ部材（６ ０）の外形へと徐々に変化する形状としたことを特徴とするコンクリート製構造 部材の製造装置。 ２．第１の押し固め手段（３０）と弾性充填部材（２００）とくぼみ部材（６０ ）とが前記の位置で同一の外形と同一の寸法とを有することを特徴とする請求の 範囲第１項記載のコンクリート製構造部材の製造装置。 ３．長手方向に伸びる中空チャンネル（１０４）が形成されたコンクリート製構 造部材（１００）の製造方法において、請求の範囲第１項または第２項に記載の 製造装置（１）を用いることを特徴とする製造方法。 ４．長手方向に伸びる中空チャンネル（１０４）が形成されたコンクリート製構 造部材（１００）において、請求の範囲第１項または第２項に記の製造装置（１ ）によって製造されることを特徴とする構造部材。