JPH1086121A - 型枠用コンクリートボード及びその製造方法 - Google Patents

型枠用コンクリートボード及びその製造方法

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JPH1086121A
JPH1086121A JP24774396A JP24774396A JPH1086121A JP H1086121 A JPH1086121 A JP H1086121A JP 24774396 A JP24774396 A JP 24774396A JP 24774396 A JP24774396 A JP 24774396A JP H1086121 A JPH1086121 A JP H1086121A
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concrete
formwork
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prestress
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JP24774396A
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Takehiro Yamazaki
竹博 山崎
Kazuo Yamada
一夫 山田
Shiyounei Go
承寧 呉
Takeshi Tsuruta
健 鶴田
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OZAWA CONCRETE KOGYO KK
Oriental Construction Co
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
OZAWA CONCRETE KOGYO KK
Oriental Construction Co
Chichibu Onoda Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造数ケ月後も有効なプレストレスが維持で
きる2方向ケミカルプレストレスコンクリート板からな
る型枠用コンクリートボード及びその製造方法を提案す
る。 【解決手段】 コンクリート構造物を形成するための型
枠に使用し、その内側に打設されるコンクリートの硬化
後も取り外さない型枠用コンクリートボード及びその製
造方法であって、内部に筋材を2方向に配設した成形用
型枠内に、石灰系膨張材を単位セメント量の10%以
上、好ましくは10〜30%、さらに好ましくは15〜
30%置換率で配合した高膨張コンクリートを打設し製
造したもの及びこのように製造する製造方法による。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造数ケ月後も有
効なプレストレスが維持できる2方向ケミカルプレスト
レス(以下、CPという)コンクリート板からなる型枠
用コンクリートボード及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】コンクリート施工の省力化、木材資源の
保護、構造物の耐久性向上等の観点から、引張強度の高
いポリマー含浸コンクリート(PIC)やレジンコンク
リート(REC)製パネルを埋設型枠として使用する事
例が増えてきた。しかし、引張強度の低い普通コンクリ
ートを薄肉パネルに使用した場合、打設コンクリートの
側圧や自重によってひび割れが生じないような2方向プ
レストレスを導入する必要が生じる。具体的に工場でプ
レストレスを導入する方法としては、鋼棒又はワイヤ等
を引き伸ばしてコンクリートに定着するプレテンション
方式が最も一般的に知られている。この方法では、パネ
ル厚さとしては6cm程度のものが得られているのみで
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレテ
ンション方式の2方向プレストレスを導入した薄肉パネ
ルを製造しようとすると、定着部にひびわれが発生し、
プレストレスの導入が困難になったり、さらに、パネル
厚さが厚いため、施工性に問題を有するなど、経済性や
製造技術の面から実用化が遅れている現状である。
【0004】また、2方向プレストレスの導入にCPを
使用することは容易であるが、土木学会制定の“膨張コ
ンクリート設計施工指針”では膨張量の限界を工場製品
でも200×10-6以上1000×10-6以下と規定し
ている。しかし、この程度の微小な膨張率では、3〜5
cm厚さのパネルを製造した場合クリープや乾燥に起因
する収縮によってプレストレスは大きく減退し、消失す
ることになる。即ち、従来のCPコンクリート(以下C
PCと呼ぶ)では、打設時の温度にもよるが、材令2週
間以内で最大ひずみに達し、その後1〜2カ月程度で膨
張ひずみは消失して引張状態に移行することが一般的で
あり、実用化への障害となっている。そこで本発明者ら
は、PC鋼棒、鉄筋及び炭素繊維補強筋(CFRP)、
アラミド繊維補強筋(AFRP)等の降伏値の高い筋材
を用い、土木学会制定の“膨張コンクリート設計施工指
針”の制限値の数倍に達する数千(×10-6)の膨張ひ
ずみを発生する膨張コンクリートを打設してCPを導入
し、有効プレストレスを確保した。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記のように、本発明者
らは埋設型枠として用いるコンクリートボードの開発に
際し、降伏値の高い筋材を2方向に配設し、並びに従来
の制限値の数倍に達する膨張ひずみを発生する高膨張コ
ンクリート、具体的には石灰系膨張材を単位セメント量
の10%以上、好ましくは10〜30%、さらに好まし
くは15〜30%置換率で配合した高膨張コンクリート
を用いることにより、現場打ちされる構造用コンクリー
トの側圧や自重によってひび割れが生じず、自身の乾燥
収縮により消失せずに長期間維持されるプレストレスが
導入できることを見出した。
【0006】
【発明の実施の形態】
[1]2方向CPC板の特性実験 (1)まず、本発明に用いる原材料について説明する。
本発明に用いる石灰系膨張材は、酸化カルシウム(Ca
O)の水和膨張に基づくものであり、工業的に製造市販
されているので容易に入手することができる(商品名
『エクスパン』(株)小野田社製)。この石灰系膨張材
の膨張機構は、酸化カルシウム(CaO)の水和生成物
である水酸化カルシウム〔Ca(OH)2〕の六角板状
の結晶への結晶成長によるとされ、エトリンガイトの膨
張に比べて大きいことが知られている。尚、一般に膨張
材の混和量についてはコンクリートの単位膨張材量[k
g/m3 ]として取り扱われ、セメントと膨張材との混
合物は結合材と称されるので、以下の説明においてもこ
れに準じる。実験には、定着用膨張材として開発された
比重3.14の石灰系膨張材(以下、単に膨張材とい
う)を用いた。
【0007】また、前記石灰系膨張材を配合してなる高
膨張コンクリートは、それ以外の組成について特に限定
するものではなく、従来の膨張コンクリートと同様の組
成配合にすることができる。尚、高性能AE減水剤を使
用して緻密で乾燥収縮の小さいコンクリートにすること
が望ましい。実験には、粗骨材として最大寸法13m
m、比重2.73の砕石、細骨材として比重2.53の
海砂を使用し、セメントには比重3.15の普通ポルト
ランドセメントを使用した。膨張コンクリートの配合例
のいくつかを表1に示す。ここに示す配合例では、単位
水量を170kg/m3 、細骨材率を48%、空気量5
%とし、混和材として高性能AE減水剤を用いた。膨張
材量はセメント量425kg/m3 に対する置換率で
は、最大25%、106kg/m3 までの量を使用し
た。
【表1】
【0008】本発明に用いる筋材は、通常鉄筋コンクリ
ートに用いられている緊張材の中でも降伏値の高いもの
が好適に用いられ、具体的にはPC鋼棒、鉄筋、PC鋼
線および炭素繊維撚り線(炭素繊維補強筋,CFR
P)、アラミド繊維組紐(アラミド繊維補強筋,AFR
P)等の連続繊維を挙げることができる。実験には、3
本撚りPC鋼線(SWPD3)、炭素繊維φ5mm撚り
線(CFRP)、アラミド繊維φ5mm組紐(AFR
P)の3種類を使用したが、その機械的性質を表2に示
す。伸び率(3.5%,1.5%,2.4%)から見て
何れの筋材も10,000×10-6程度までの緊張に対
して破断の危険性はない。
【表2】
【0009】(2)次に、実験に用いた供試体の形状及
び寸法について説明する。供試体は打設後24時間で脱
型し、20℃空気中養生した。強度測定にはφ10×2
0cm円柱状供試体を、基本膨張量の測定には10×1
0×30cm角柱状供試体を用いた。一方向プレストレ
ス供試体には図1に示す3.5×10×50cm、2方
向プレストレス供試体には図2に示す5×50×50c
m薄板を用いた。2方向プレストレス供試体について、
一方向の筋材を板厚方向の中心に、それと直角な方向の
筋材を先の筋材に対して交互に上下に千鳥位置となるよ
うに配置した。
【0010】(3)膨張ひずみ及び有効プレストレスの
測定方法について説明する。膨張ひずみは、図1のよう
に供試体中央部に20cm間隔で設置した標点をホイッ
トマーゲージで測定すると共に、鉄筋に打設前に貼付し
たワイヤーストレインゲージと脱型後供試体表面に貼付
したワイヤーストレインゲージとから測定した。また、
供試体の膨張ひずみを材令90日まで測定した後、曲げ
試験を実施して有効プレストレスを測定した。ひび割れ
発生直後に除荷してひび割れ直交方向にワイヤーストレ
インゲージを貼付し、再ひび割れ荷重から有効プレスト
レスを算出した。尚、載荷供試体のスパンは30cm、
3等分点に2点集中荷重を載荷した。
【0011】[2]実験結果 (1)膨張材量と強度との関係について説明する。従
来、CPCでは、60kg/m3 程度以下の膨張材を水
結合材比45〜60%で打設した例が多い。一般に膨張
率を高くすれば結晶が粗くなり、コンクリートの強度の
低下を生じる。ここでは膨張材置換率を0,10,2
5,20,22.5,25%として無拘束状態の強度試
験を行った結果を図3に示した。普通ポルトランドセメ
ントを用いた場合、膨張材の25%の置換による圧縮強
度低下は材令28日で38%程度であった。
【0012】(2)膨張量の長期性状について説明す
る。膨張材置換率と膨張ひずみとはほぼ比例関係にある
ことが知られており、それらの関係から10000×1
-6の膨張ひずみを得るために膨張材置換率を25%と
して3カ月間のひずみ測定を行った。PC鋼棒を0,
1,2,3本用いた供試体各3体ずつの実測膨張ひずみ
を、種類毎に平均して図4に示した。図4からばらつき
は見られるが、3ケ月後でもほぼ一定の安定した膨張ひ
ずみを維持していることが分かる。また、筋材量が多く
なるほど膨張ひずみは小さくなる結果が得られた。
【0013】(3)2方向CPC薄板の膨張ひずみにつ
いて説明する。膨張量が10,000×10-6程度で高
強度が得られるように、膨張材置換率を22.5%、W
/Bを32.5%として、5cm間隔に筋材を並べ、そ
の直交方向に上下千鳥に筋材を配置して2方向CPC薄
板を3体ずつ3種類合計9体作製した。打設後のひずみ
測定値を図5に示した。その結果、2方向配筋の場合、
1方向配筋よりもやや膨張ひずみが小さくなる傾向が得
られた。
【0014】(4)再ひび割れ試験によるCPの算定に
ついて説明する。PC薄板の支間30cmとし、2点集
中荷重で曲げ試験を実施してひび割れ発生及び再ひび割
れ荷重からプレストレスを算出した。それらの結果は表
3に示した。
【表3】 表3より明らかなようにさらに筋材量を増やせば40k
gf/cm2 以上のプレストレス導入も可能である。こ
の時CP導入ではプレテンション方式の場合と逆にポア
ソン効果によって鋼線は細くなる方向にあるため、筋材
径とコンクリート配合(骨材径、膨張材料等)の調整に
より、最小厚さ20mmのものまでが作製可能である。
【0015】[3]まとめ 以上、[1]及び[2]にて、本発明の2方向CPC板
の特性に係る実験の一例を示したが、これらの或いはそ
の他の実験の結果、2方向CPC板について以下の知見
が得られた。 ・ 膨張材を20%程度用いた高膨張コンクリートは3
ケ月以後も安定したプレストレスを維持できる。 ・ 膨張ひずみの増大に伴って、コンクリートの強度は
低下する傾向を示すが、膨張材置換率25%、膨張ひず
み2万〜3万×10-6発生時でも38%の圧縮強度低下
率であった。尚、膨張材の置換率が10乃至15%より
小さいと、従来の膨張コンクリートと同様にプレストレ
スが乾燥収縮により消失してしまう。また、30%より
大きいと、圧縮強度の低下が許容されないものとなる。 ・ 同一単位膨張材量を使用した時、水結合材比の低下
に伴い膨張ひずみはやや低下する傾向にある。 ・ かぶりは2方向PC板では12.5mm(2.5
φ)であったが、ひび割れは全く見られず互いに直角方
向の膨張ひずみによるプレストレスは等しい値であっ
た。
【0016】[4]埋設型枠としての試行 前記のように作製される本発明の2方向CPC板を埋設
型枠として適用するには、例えば図6に示すようにコン
クリート構造物1が板状の場合には、打ち込んだ後打ち
コンクリートが硬化した後に取り外すベニヤ合板等から
なる成形用型枠2,2を対向状に配設した底部に、2方
向CPC板3を敷設し、次いで構造用コンクリート4を
打設して養生すれば良い。また、例えば図7に示すよう
にコンクリート構造物1が梁のように長尺な棒状の場合
には、本発明の2方向CPC板3をほぼ角溝状に組み立
てて外面を支保工して内部に構造用コンクリート4を打
設して養生すれば良い。尚、構造用コンクリート4内部
には鉄筋を配設したり、通常のプレストレスコンクリー
トとしても良い。
【0017】その際、この2方向CPC板は、前記のよ
うに長期間に亙って安定したプレストレスが維持される
ので、埋設型枠として長期間に亙って優れた特性を安定
に維持するものとなった。即ち、打設コンクリートの側
圧や自重、荷重によってひび割れが生じることがなく、
仮りに僅かな過載荷重によって亀裂が生じたとしても、
荷重が除かれれば亀裂は閉じるものとなった。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の型枠用コン
クリートボードは、内部に筋材を2方向に配設した成形
用型枠内に、石灰系膨張材を単位セメント量の通常10
%以上、好ましくは10〜30%、さらに好ましくは1
5〜30%の置換率で配合した高膨張コンクリートを打
設する構成であるため、導入されたプレストレスが長期
間に亙って安定に維持され、埋設型枠として長期間に亙
って優れた特性を安定に維持するものとなる。即ち、打
設コンクリートの側圧や自重、荷重によってひび割れが
生じることがなく、仮りに僅かな過載荷重によって亀裂
が生じたとしても、荷重が除かれれば亀裂は閉じるもの
となる。
【0019】また、本発明の型枠用コンクリートボード
の製造方法は、成形後の保存中に乾燥収縮等によりプレ
ストレスが消失することがないので、作り貯めを行うこ
とができ、歩留まりが向上する。勿論、プレテンション
方式によるプレストレスの導入のように特殊な緊張装置
等を必要としないので、実用的価値が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】1方向PC板供試体の標点を示す斜視図であ
る。
【図2】2方向PC供試体を示す斜視図である。
【図3】膨張材置換率と圧縮強度の関係を示す相関図で
ある。
【図4】鋼線拘束量の膨張量への影響を示す相関図であ
る。
【図5】2方向PC板の打設後の経過時間と膨張量を示
す相関図である。
【図6】埋設型枠としての一例を示す斜視断面図であ
る。
【図7】埋設型枠としての他の一例を示す斜視断面図で
ある。
【符号の説明】
1 コンクリート構造物 2 成形用型枠 3 2方向CPC板 4 構造用コンクリート(後打ちコンクリート)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 竹博 福岡県糟屋郡古賀町花鶴ケ丘35−29 (72)発明者 山田 一夫 千葉県佐倉市大作2−4−2 秩父小野田 株式会社中央研究所内 (72)発明者 呉 承寧 栃木県真岡市鬼怒ケ丘5 オリエンタル建 設株式会社技術研究所内 (72)発明者 鶴田 健 東京都杉並区上高井戸1−7−16 小沢コ ンクリート工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート構造物を形成するための型
    枠に使用し、その内側に打設されるコンクリートの硬化
    後も取り外さない型枠用コンクリートボードであって、 内部に複数の筋材が2方向に配設されると共に石灰系膨
    張材を単位セメント量の10%以上の置換率で配合した
    高膨張コンクリートで構成されることを特徴とする型枠
    用コンクリートボード。
  2. 【請求項2】 高膨張コンクリートは、石灰系膨張材を
    単位セメント量の10〜30%の置換率で配合してなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の型枠用コンクリート
    ボード。
  3. 【請求項3】 高膨張コンクリートは、石灰系膨張材を
    単位セメント量の15〜30%の置換率で配合してなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の型枠用コンクリート
    ボード。
  4. 【請求項4】 コンクリート構造物を形成するための型
    枠に使用し、その内側に打設されるコンクリートの硬化
    後も取り外さない型枠用コンクリートボードの製造方法
    であって、 内部に筋材を2方向に配設した成形用型枠内に、石灰系
    膨張材を単位セメント量の10%以上の置換率で配合し
    た高膨張コンクリートを打設することを特徴とする型枠
    用コンクリートボードの製造方法。
JP24774396A 1996-09-19 1996-09-19 型枠用コンクリートボード及びその製造方法 Pending JPH1086121A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011084861A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Nippon Concrete Gijutsu Kk ステンレス鉄筋補強埋設型枠
WO2021015299A1 (ja) * 2019-07-22 2021-01-28 株式会社Hpc沖縄 プレストレストコンクリート
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