JPH0941670A - コンクリートの締固め工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】旧いコンクリート層にクラックを生ぜしめ
るなど悪影響を与えることなく、しかも周囲に大きな振
動や騒音を及ぼすことなく、良好にコンクリートを締め
固めることができる新規なコンクリートの締固め工法を
提供する。 【解決手段】硬化状態の旧いコンクリート層の上に新し
いコンクリート層を薄層状に打設するに際して、硬化状
態の旧いコンクリート層上の新しいコンクリートに対し
て超音波発振器２７からの超音波を作用せしめて新しい
コンクリートを締め固める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はコンクリートの締
固め工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートは圧縮に対して強く、剛性
が大きいこと、任意の形状，寸法の部材や構造物等を作
れること、耐久性，耐火性，耐震性に優れていること、
構造物等全体を単体的に作れることなど各種の利点を有
しており、高強度と耐久性を必要とする各種構造物，道
路用等として用いられている。

【０００３】ところで、例えばコンクリートにて道路形
成する場合、セメントに粗骨材（砂利），細骨材（砂）
及び水を適当な割合で配合してこれを流動状態で打設
し、硬化させるが、単にコンクリートを流し込んで硬化
させただけであるとコンクリート中に巣や大きな空隙が
生じ、十分な強度，耐力が得られない。そこで通常はコ
ンクリート打込み後に流動状態のコンクリートを締め固
めることが行われる。

【０００４】而して従来、その締固め方法として、コン
クリート打設層表面にプレートを当てて大きな荷重を下
向きに作用させたり、振動ないし衝撃力を加える方法が
用いられている。或いはコンクリート打設層中にバイブ
レータを貫入させて大きな振幅で振動させ、以てコンク
リート打設層に振動ないし衝撃力を作用させるといった
方法が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の締固め工法の場合、コンクリート打設層に対して物理
的に大きな荷重や衝撃力を作用させるために、周辺に振
動が伝播して悪い影響を及ぼしたり、大きな騒音を発生
させたりする問題がある他、既に硬化した旧いコンクリ
ート層に新しいコンクリート層を薄く継ぎ足すに際し
て、即ちコンクリート層の厚みを増すに際して、その適
用に難点があるという問題がある。

【０００６】例えば近時、道路や橋等を通行する車両の
重量規制が緩和され、これに伴って道路床版強度を増す
べく旧いコンクリート層の上側に新しいコンクリート層
を例えば５〜１０ｃｍの厚みで継ぎ足すことが検討され
ているが、その際、新しく打設した薄いコンクリート層
を上記方法で締め固めるとなると、過大な荷重ないし衝
撃力が旧いコンクリート層に加わり、旧いコンクリート
層にクラックが入ったりするなどの問題を生ずる恐れが
ある。

【０００７】またバイブレータを新しいコンクリート層
に貫入させて振動を加える方法にあっては、新しいコン
クリート層の厚みが薄すぎて実際上これを行うことは困
難である。即ち、新しい薄層コンクリートを打設するに
際して、従来その締固めのための適当な方法が提供され
ていないのが実情であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、コンクリートを流動状態で打設した後、超音
波発振器からの超音波を該流動状態のコンクリートに作
用せしめて該コンクリートを締め固めることを特徴とす
る（請求項１）。

【０００９】本願の別の発明は、硬化状態の旧いコンク
リートの層の上に新しいコンクリート層を薄層状に打設
するに際して、該硬化状態の旧いコンクリート層の上に
所定の薄い厚みで打設した流動状態の新しいコンクリー
トに対して、超音波発振器からの超音波を作用せしめて
該新しいコンクリートを締め固めることを特徴とする
（請求項２）。

【００１０】本願の更に別の発明は、請求項１又は２に
おいて、前記流動状態のコンクリートに対して直接的に
前記超音波発振器を接触させつつ、該超音波発振器を該
コンクリートに沿って移動させて行くことにより該コン
クリートを漸次締め固めて行くことを特徴とする（請求
項３）。

【００１１】

【作用及び発明の効果】以上のように請求項１の発明
は、流動状態のコンクリートに対して超音波発振器から
の超音波を作用させて締固めを行うものである。前述し
たように、従来の締固め工法は物理的に大きな荷重ない
し衝撃力を加えるものであって、これにより周辺への振
動の伝播や騒音の発生の問題を生ずるが、本発明に従っ
てコンクリートを締め固める場合、このような問題を生
じることなく良好にコンクリートを締め固めることがで
きる。

【００１２】具体的には、本発明に従って超音波発振器
からの超音波をコンクリートに作用させると、コンクリ
ート構成粒子のそれぞれが高い周波数で振動を起して、
その振動により安定な配列状態に移行しようとする。そ
の過程でコンクリート中に含まれていた空気がコンクリ
ート中より抜き出され、コンクリート中に巣や大きな空
隙が残るのが防止できる。

【００１３】或いはまた、粗密波である超音波によって
コンクリート内粒子に対し瞬間的な圧力インパルスが作
用し、コンクリート内粒子が安定な配列状態に移行しよ
うとする。その過程で過剰の空気が追い出されてコンク
リートが緻密化し、強度が効果的に高められる。

【００１４】本発明の締固め工法は、また、締固め処理
中にコンクリート内の粗骨材や細骨材等の比重の大きい
ものが沈降して骨材の分離を起すといった問題を生じな
い利点を有する。

【００１５】従来の締固め工法の場合、締固めが不十分
であると空気が十分に抜けず、従って強度が十分に向上
しない反面で、締固めを行い過ぎると粗骨材や細骨材等
がコンクリート層下部に沈降してしまう問題があり、締
固めに際しては十分な注意が必要である。しかるに本発
明においては、締固めの原理が従来工法と異なってお
り、粗骨材や細骨材が下部に沈降するまでの大きな繰返
し振動ないし衝撃力が加えられないためこのような問題
を生じず、安定した品質でコンクリートの締固めを行う
ことが可能である。

【００１６】請求項２の発明は、旧いコンクリート層の
表面に新しいコンクリート層を薄層状に継ぎ足すに際し
て、その新しいコンクリート層を、超音波発振器からの
超音波を作用させることで締固めを行うもので、本発明
によれば、新しいコンクリート層が厚みの薄いものであ
ってもこれに対して十分に超音波発振器からの超音波を
作用させることができ、締固めを支障なく良好に行うこ
とが可能であるばかりではなく、接合面での付着を従来
方法より強くすることができる。

【００１７】ところでこのように新しいコンクリート層
を旧いコンクリート層の表面に薄く継ぎ足すに際して
は、旧いコンクリート層と新しいコンクリート層との界
面の接着力を十分に高くすることが、コンクリート全体
の強度を高める上で必須の条件である。この点において
本発明の締固め工法の場合、それら旧いコンクリート層
と新しいコンクリート層との接着力を十分に強くできる
ことが実験により確認されている。

【００１８】次に請求項３の発明は、流動状態のコンク
リートに対して超音波発振器を直接的に接触させつつこ
れをコンクリートに沿って移動させて行くことで、コン
クリートを漸次締め固めて行くもので、本発明によれ
ば、一定の出力の超音波発振器を用いて広範囲に亘って
コンクリートを締め固めて行くことができる。

【００１９】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図３に示しているように、一対の側枠１０
と、上面に仕切板１６を有する底板１２と、前後の一対
の側板１４とを備えて成る型枠１８の成形部２０に対し
て、図１に示す粒度分布の粗骨材，細骨材とセメントと
水とを配合したコンクリートを流し込んで成形し、その
成形体を約１か月間養生して硬化させ、図５に示す寸法
のコンクリートブロック２２を得た。尚、仕切板１６は
成形したコンクリートを３つのブロックに分割するため
の切欠を形成するものである。

【００２０】次に、型枠１８の成形部２０に上記にて得
たコンクリートブロック２２を挿入するとともに、底板
１２の位置を下げて成形部２０を深くし、そこに、つま
り既に硬化した旧いコンクリート（コンクリートブロッ
ク２２）の上面に新たにコンクリートを厚み５ｃｍで打
設し、次いで図２に示すように所定の容器２６の内部に
超音波発信子２４と水とを収容して成る超音波発振器２
７（図４参照）を、その新たに打設したコンクリートの
上面に接触させ、そしてこれに超音波を作用させつつ、
超音波発振器２７を図４中左右方向に移動させてコンク
リートの締固めを行った（超音波発振器の出力は６００
Ｗ）。

【００２１】図５において、２８は旧いコンクリートブ
ロック２２の上に継ぎ足した新しいコンクリート層であ
る（新しいコンクリート層２８の養生期間は２８日）。
このようにして得た供試体３０に対し、図６に示す方法
でＰ方向に荷重を作用させ、曲げ強度を測定した。結果
が図７に示してある（図中の各点は９個の供試体３０の
測定値の平均値である）。

【００２２】図に示しているように本例に従い、新しく
打設したコンクリートに対して超音波を作用させること
でこれを良好に締め固めできることが分かる。特に２０
ｋＨｚで超音波を作用させた場合には高い破断強度を示
すとともに、破断個所も旧いコンクリートブロック２２
と新しいコンクリート層２８との界面以外の部分であ
り、それら旧いコンクリートブロック２２と新しいコン
クリート層２８とが強く接着していた。

【００２３】因みに試験用供試体作成に当って従来の方
法に従い、突き棒を用いて新しいコンクリート層の締固
めを行った場合、得られる測定値は１１．８ｋｇｆ／ｃ
ｍ²程度である。

【００２４】次に同様の方法にて断面円形の供試体を作
成し、一軸圧縮試験を行って最大圧縮応力値を求めた。
結果が図８に示してある。この例においても、周波数２
０ｋＨｚにおいて最も強い値が得られている。

【００２５】以上のように本発明に従い、打設したコン
クリートに対して超音波を作用させることで十分に締固
めを行うことができ、かかる締固め工法によれば大きな
振動や騒音を周囲に及ぼすことなく、効果的にコンクリ
ートの締固めを行うことができ、特に薄層コンクリート
に対しても支障なく締固めを行うことができるととも
に、継ぎ足し部分の接着界面での付着力を十分に強くす
ることができる。

【００２６】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において様々な変更を加えた態様において実施可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において用いたコンクリート
配合材としての粗骨材と細骨材との流動分布を示す図で
ある。

【図２】同実施例において用いた超音波発振器の構成を
示す図である。

【図３】同実施例において用いたコンクリート成形型枠
の構成を示す図である。

【図４】図３の型枠に流し込んだコンクリートに対して
締固めを行う方法の説明図である。

【図５】同実施例において得られた供試体としてのコン
クリートの形状を示す図である。

【図６】図５のコンクリート供試体に対する曲げ試験方
法の説明図である。

【図７】図６の曲げ試験にて得られた測定値を超音波発
振器からの周波数とともに示す図である。

【図８】図５とは異なる変形の供試体に対して一軸圧縮
試験を行ったときの測定値を超音波発振器の周波数とと
もに示す図である。

【符号の説明】

１８ 型枠 ２７ 超音波発振器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリートを流動状態で打設した後、
   超音波発振器からの超音波を該流動状態のコンクリート
   に作用せしめて該コンクリートを締め固めることを特徴
   とするコンクリートの締固め工法。
2. 【請求項２】 硬化状態の旧いコンクリートの層の上に
   新しいコンクリート層を薄層状に打設するに際して、該
   硬化状態の旧いコンクリート層の上に所定の薄い厚みで
   打設した流動状態の新しいコンクリートに対して、超音
   波発振器からの超音波を作用せしめて該新しいコンクリ
   ートを締め固めることを特徴とするコンクリートの締固
   め工法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記流動状態
   のコンクリートに対して直接的に前記超音波発振器を接
   触させつつ、該超音波発振器を該コンクリートに沿って
   移動させて行くことにより該コンクリートを漸次締め固
   めて行くことを特徴とするコンクリートの締固め工法。