JP2023170639A - プレキャストコンクリート部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレキャストコンクリート部材の製造に要する時間を短縮する。
【解決手段】プレキャストコンクリート部材１００は、コンクリート構造体１０と、コンクリート構造体１０の表面に貼付されたシート２０と、を備え、シート２０は、コンクリート構造体１０の表面を水から保護する防水層２１と、防水層２１に接着され、コンクリート構造体１０におけるコンクリートが浸透した状態で硬化することによりコンクリート構造体１０に固着したコンクリート浸透層２２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、プレキャストコンクリート部材及びその製造方法に関する。

コンクリート躯体を構築する工法として、工場等で製造されたプレキャストコンクリート部材を構築現場でつなぎ合わせてコンクリート躯体を構築するプレキャスト工法が知られている。プレキャストコンクリート部材の防水性を高めるために、防水層を備えたプレキャストコンクリート部材が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート部材は、コンクリート構造体としてのコンクリートセグメントと、コンクリートセグメントの外表面に形成された防水層としての樹脂製のライニング層と、を有する。ライニング層は、コンクリートセグメントの形成後、コンクリートセグメントの外表面に接着剤としてのプライマーを塗布し、未硬化の樹脂をプライマー上に塗布し硬化させることにより形成される。

特開２００１－３４９１９２号公報

特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート部材では、コンクリート構造体の表面が湿っている状態で接着剤をコンクリート構造体の表面に塗布すると、接着剤の付着力が低下し、防水層がコンクリート構造体から剥離するおそれがある。防水層の剥離を防ぐためには、コンクリート構造体のもとになる未硬化のコンクリートを型枠に充填した後、コンクリート構造体が硬化しその表面が乾くまで待って、コンクリート構造体の表面に接着剤を塗布し防水層を設けることになる。そのため、プレキャストコンクリート部材の製造に時間がかかる。

本発明は、プレキャストコンクリート部材の製造に要する時間を短縮することを目的とする。

本発明は、コンクリート構造体と、コンクリート構造体の表面に貼付されたシートと、を備え、シートは、コンクリート構造体の表面を水から保護する防水層と、防水層に接着され、コンクリート構造体におけるコンクリートが浸透した状態で硬化することによりコンクリート構造体に固着したコンクリート浸透層と、を備える。

また、本発明は、プレキャストコンクリート部材の製造方法であって、型枠にフレッシュコンクリートを充填するフレッシュコンクリート充填工程と、防水層と、防水層に接着されフレッシュコンクリートが浸透可能なコンクリート浸透層と、を備えたシートをフレッシュコンクリートの表面に貼付するシート貼付工程と、を備え、シート貼付工程では、フレッシュコンクリートの表面が乾く前にコンクリート浸透層をフレッシュコンクリートに接触させてフレッシュコンクリートをコンクリート浸透層に浸透させる。

本発明によれば、プレキャストコンクリート部材の製造に要する時間を短縮することができる。

本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材を用いて構築されたコンクリート躯体の断面図である。 図１に示すＩＩ部の拡大断面図である。 図２に示すＩＩＩ部の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の製造方法を説明するための図４に続く工程の図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の製造方法を説明するための図５に続く工程の図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係るプレキャストコンクリート部材（以下、「ＰＣａ部材」とも称する）１００を用いて構築されたコンクリート躯体１の断面図である。ここでは、コンクリート躯体１が地下構造物である場合について説明するが、コンクリート躯体１は、地上構造物であってもよい。

図１に示すように、コンクリート躯体１は、地盤を掘削して形成された空間Ｓに構築される。空間Ｓの壁面は土留め２によって形成されている。土留め２によって、地盤が支持されている。

コンクリート躯体１は、工場等で製造され空間Ｓに搬入されたＰＣａ部材１００どうしを不図示の連結具を介してつなぎ合わせることで構築される。図示を省略するが、コンクリート躯体１の構築後、コンクリート躯体１の上方は埋め戻されてもよい。また、土留め２とコンクリート躯体１との間に裏込め材が注入されてもよい。

図２は、図１に示すＩＩ部の拡大断面図である。なお、図２では、鉛直方向に隣り合うＰＣａ部材１００の拡大断面図が示されているが、水平方向に隣り合うＰＣａ部材１００の拡大断面図も略同じである。

図２に示すように、ＰＣａ部材１００は、コンクリート構造体１０を備えている。隣り合うＰＣａ部材１００のコンクリート構造体１０の間には、シール部材５が設けられている。シール部材５は、弾性を有する材料から形成されており、隣り合うコンクリート構造体１０によって圧縮されて隣り合うコンクリート構造体１０の間を封止する。シール部材５により、地盤から漏出する地下水が隣り合うコンクリート構造体１０の間を通ってコンクリート躯体１の内部空間に流入することを防止することができる。

コンクリート構造体１０の表面には、欠けやクラックが形成されることがある。この場合に、コンクリート構造体１０の表面に地下水が触れると、当該表面の欠けやクラックを通じて地下水がコンクリート構造体１０から漏出するおそれがある。

そこで、本実施形態では、コンクリート構造体１０に防水処理を施している。具体的には、ＰＣａ部材１００は、コンクリート構造体１０の表面のうち地盤側の表面である地盤側面１０ａに貼付されたシート２０を備えている。シート２０は、ＰＣａ部材１００を製造するための工場等においてコンクリート構造体１０に貼付される。コンクリート躯体１の構築時には、ＰＣａ部材１００は、シート２０が地盤側に位置するように配置される。

シート２０は、防水性を有しており、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａを地下水から保護する。そのため、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに地下水が触れなくなる。したがって、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに欠けやクラックが生じている場合においても、欠けやクラックを通じた漏水を防止することができる。

ＰＣａ部材１００を用いたコンクリート躯体１の構築では、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに防水処理が予め施されているため、コンクリート躯体１の構築後に地盤側面１０ａへの防水施工が不要となる。したがって、防水施工用の足場が不要になり、足場の組立作業及び解体作業をなくすことができると共に足場での高所作業をなくすことができる。

また、コンクリート構造体１０における地盤側面１０ａの防水処理（シート２０の貼付）は、工場等で行われるため、コンクリート躯体１の構築現場で行われる防水施工と比較して、作業性はよく、防水品質を高めることができる。

さらに、従来ではコンクリート躯体１と土留め２（図１参照）との間に足場を組立ててコンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに防水施工を行っていたところ、本実施形態では、そのような足場が不要になる。そのため、コンクリート躯体１を土留め２により近づけて構築することができる。したがって、地盤の掘削必要範囲を小さくすることができ、コンクリート躯体１の構築期間を短縮することができると共に構築費用を低減することができる。

コンクリート構造体１０の表面のうちシール部材５と地盤側面１０ａの縁との間の連結面地盤側領域１０ｂは、シート２０と同様に防水性を有するカバー部材４によって覆われている。そのため、コンクリート構造体１０の連結面地盤側領域１０ｂに地下水が触れなくなる。したがって、コンクリート構造体１０の連結面地盤側領域１０ｂに欠けやクラックが生じている場合においても、欠けやクラックを通じた漏水を防止することができる。

カバー部材４は、例えば、コンクリート構造体１０どうしをつなぎ合わせる前に連結面地盤側領域１０ｂに予め貼付される。コンクリート構造体１０どうしをつなぎ合わせるときにコンクリート構造体１０どうしの間にカバー部材４を配置して隣り合うコンクリート構造体１０によってカバー部材４を挟持してもよい。

以下、シート２０の構造及びＰＣａ部材１００の製造方法について、図３から図６を参照して詳述する。

図３は、図２に示すＩＩＩ部の拡大断面図である。図３に示すように、シート２０は、防水層２１と、防水層２１に接着されたコンクリート浸透層２２と、を備えており、コンクリート浸透層２２がコンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに接触した状態で地盤側面１０ａに貼付される。

防水層２１は、水が透過し難い材料、一般的に防水機能があると扱われている、例えば、エチレン酢酸ビニル（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）、合成樹脂又は重合樹脂から形成される。

コンクリート浸透層２２は、シート２０がコンクリート構造体１０に貼付される前の状態では、フレッシュコンクリート（より具体的にはフレッシュコンクリート１１のペースト分）が浸透可能である。コンクリート浸透層２２には、例えば、網体又は布を用いることができる。布は、織布であっても不織布であってもよい。

シート２０は、防水層２１に接着された補強層２３と、補強層２３に接着された防水層２４と、を更に備えている。コンクリート浸透層２２、防水層２１、補強層２３及び防水層２４は、この順に設けられている。ＰＣａ部材１００の製造時には、シート２０は、防水層２１、コンクリート浸透層２２、補強層２３及び防水層２４が予め一体化された状態でコンクリート構造体１０に貼付される。

補強層２３は、防水層２１の材料よりも伸縮性が小さい材料から形成されており、防水層２１の形状を保持する。そのため、シート２０をコンクリート構造体１０に貼付するときに、シート２０が変形したりしわになったりすることを防止することができる。したがって、コンクリート構造体１０にシート２０を容易に貼付することができる。

防水層２４は、防水層２１と同様に、水が透過し難い材料、例えば、エチレン酢酸ビニル（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）、合成樹脂又は重合樹脂から形成される。本実施形態では防水層２１に防水層２４が重ねられた二重構造をシート２０が有しているため、シート２０の防水性をより高めることができる。防水層２４は、防水層２１の材料と同じ材料から形成されていてもよいし、防水層２１の材料とは異なる材料から形成されていてもよい。

防水層２１、２４は、耐塩害性を有していることが好ましい。この場合には、地下水が塩分を含んでいたとしても塩分によるシート２０の腐食を軽減することができる。

図４から図６は、ＰＣａ部材１００の製造方法を説明するための図である。ＰＣａ部材１００の製造では、まず、図４に示すように、型枠６にまだ硬化しない状態のフレッシュコンクリート１１を充填する（フレッシュコンクリート充填工程）。フレッシュコンクリート１１は、スランプ値が例えば１～４ｃｍ程度である。

なお、「スランプ値」は、硬化前のコンクリートの軟らかさを示す値であり、スランプ値が大きいほど軟らかいことを意味する。スランプ値は、例えばＪＩＳ（日本工業規格）Ａ １１０１：２００５に規定されているスランプ試験方法により測定される。

図示を省略するが、フレッシュコンクリート充填工程ではフレッシュコンクリート１１の充填前に、予め組み立てられた鉄筋かごが型枠６の内部に配置される。その後、フレッシュコンクリート１１が型枠６に充填され、フレッシュコンクリート１１の締固めが行われる。

次に、図５に示すように、型枠６に充填されたフレッシュコンクリート１１の表面仕上げが行われる（表面仕上げ工程）。表面仕上げ工程では、木ごてや金ごてなどの治具１２を用いて、フレッシュコンクリート１１における露出表面が均される。これにより、フレッシュコンクリート１１の露出表面が平面状に仕上げられる。平面状に仕上げられた露出表面が、図２及び図３に示されるコンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに対応する。

次に、図６に示すように、シート２０をフレッシュコンクリート１１の露出表面に貼付する（シート貼付工程）。このとき、シート２０を、図３に示す防水層２１、コンクリート浸透層２２、補強層２３及び防水層２４が予め一体化された状態で用意する。そして、フレッシュコンクリート１１の露出表面が乾く前に、コンクリート浸透層２２をフレッシュコンクリート１１の露出表面に接触させてシート２０をフレッシュコンクリート１１の露出表面に貼付する。これにより、フレッシュコンクリート１１（より具体的にはフレッシュコンクリート１１のペースト分）がシート２０のコンクリート浸透層２２に浸透する。

シート貼付工程では、シート２０にしわやエアだまりなどが生じないように、シート２０を木ごてや金ごてなどの不図示の治具を用いて均一にフレッシュコンクリート１１に貼付することが好ましい。フレッシュコンクリート１１にシート２０を貼付けする時期は、例えばＪＩＳ（日本工業規格）Ａ １１４７：２０１９に規定される「コンクリートの凝結時間試験方法」による、コンクリートの始発時間以前の時刻が好ましく、コンクリートの終結時間以前の時刻であっても良い。

図示を省略するが、シート貼付工程後、蒸気養生工程が行われる。蒸気養生工程では、蒸気が充満した蒸気室内に、シート２０が貼付されたフレッシュコンクリート１１を保管する。これにより、フレッシュコンクリート１１の硬化を早めることができる。フレッシュコンクリート１１の硬化により、コンクリート構造体１０が成形される。

蒸気養生工程では、シート２０のコンクリート浸透層２２（図３参照）にフレッシュコンクリート１１が浸透しているため、フレッシュコンクリート１１が経時的に硬化しコンクリート構造体１０となる過程で、コンクリート浸透層２２に浸透したフレッシュコンクリート１１も硬化し、シート２０がコンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに固着する。つまり、シート２０は、フレッシュコンクリート１１の硬化と並行してコンクリート構造体１０に固着する。したがって、フレッシュコンクリート１１の表面が乾くのを待たずにコンクリート構造体１０にシート２０を貼付することができ、ＰＣａ部材１００の製造に要する時間を短縮することができる。

コンクリート浸透層２２の一部の領域のみにフレッシュコンクリート１１が浸透し硬化している場合には、地下水がコンクリート浸透層２２の他の領域に浸透可能である。このようなＰＣａ部材１００を用いてコンクリート躯体１を構築した場合、コンクリート浸透層２２における当該他の領域に地下水が浸透し、コンクリート構造体１０における地盤側面１０ａの欠けやクラックを通じて地下水がコンクリート構造体１０から漏出するおそれがある。

このような理由から、フレッシュコンクリート１１は、コンクリート浸透層２２の全体に浸透していることが好ましい。この場合には、フレッシュコンクリート１１の硬化後、コンクリート浸透層２２に地下水が浸透不能になる。したがって、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａにおける欠けやクラックを通じた漏水をより確実に防止することができる。

フレッシュコンクリート１１の硬化後、型枠６がコンクリート構造体１０から外される（脱型工程）。以上により、ＰＣａ部材１００の製造が完了する。なお、蒸気養生工程後、シート２０が貼付されたコンクリート構造体１０を水中に保管する水中養生工程を行ってもよい。

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

本実施形態では、フレッシュコンクリート１１の露出表面が乾く前に、コンクリート浸透層２２をフレッシュコンクリート１１の露出表面に接触させてシート２０をフレッシュコンクリート１１の露出表面に貼付する。そのため、フレッシュコンクリート１１が硬化しコンクリート構造体１０となる過程で、コンクリート浸透層２２に浸透したフレッシュコンクリート１１も硬化し、シート２０がコンクリート構造体１０の地盤側面１０ａに固着する。したがって、フレッシュコンクリート１１の表面が乾くのを待たずにコンクリート構造体１０にシート２０を貼付することができ、ＰＣａ部材１００の製造に要する時間を短縮することができる。

コンクリート浸透層２２が網体又は布である場合には、フレッシュコンクリート１１がより確実にコンクリート浸透層２２に浸透する。したがって、シート２０をコンクリート構造体１０により確実に固着させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａは、平面状に形成されているが、平面状でなくてもよく、例えば湾曲して形成されていてもよい。地盤側面１０ａが湾曲して形成されたコンクリート構造体１０としては、例えば、シールドトンネルの一部を構成するセグメントがある。シールドトンネルを構築するシールド工法では、シールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後方（坑口側）で複数のセグメントをトンネル周方向及びトンネル軸方向に連結する。つまり、コンクリート躯体１は、シールドトンネルであってもよく、コンクリート構造体１０は、シールドトンネルの一部を構成するセグメントであってもよい。

上記実施形態では、コンクリート構造体１０の地盤側面１０ａにシート２０が貼付されているが、シート２０は、地盤側面１０ａ以外の表面、例えば、コンクリート構造体１０における地盤側面１０ａとは反対側の表面に貼付されていてもよい。つまり、シート２０は、コンクリート構造体１０の表面に貼付されていればよい。

上記実施形態では、シート貼付工程後、蒸気養生工程を行っているが、蒸気養生工程を行わなくてもよい。例えば、シート貼付工程後、蒸気養生を用いずに例えば屋外環境下で養生してもよい。

上記実施形態では、シート２０は、防水層２１及びコンクリート浸透層２２に加え、補強層２３及び防水層２４を備えているが、補強層２３及び防水層２４を備えておらず防水層２１及びコンクリート浸透層２２のみを備えていてもよい。

上記実施形態では、コンクリート構造体１０を地下水から保護する場合について説明したが、本発明は、地下水からの保護に限られない。例えば、コンクリート躯体１が地上構造物である場合には、コンクリート構造体１０を雨水から保護するためにシート２０が用いられてもよい。つまり、本発明は、シート２０は、水からコンクリート構造体１０を保護するために用いられていればよい。

１００・・・プレキャストコンクリート部材
６・・・型枠
１０・・・コンクリート構造体
１０ａ・・・地盤側面（表面）
１１・・・フレッシュコンクリート
２０・・・シート
２１・・・防水層
２２・・・コンクリート浸透層

Claims (4)

1. コンクリート構造体と、
   前記コンクリート構造体の表面に貼付されたシートと、を備え、
   前記シートは、
   前記コンクリート構造体の前記表面を水から保護する防水層と、
   前記防水層に接着され、前記コンクリート構造体におけるコンクリートが浸透した状態で硬化することにより前記コンクリート構造体に固着したコンクリート浸透層と、を備える、
   プレキャストコンクリート部材。
2. 前記コンクリート浸透層は、網体又は布である、
   請求項１に記載のプレキャストコンクリート部材。
3. プレキャストコンクリート部材の製造方法であって、
   型枠にフレッシュコンクリートを充填するフレッシュコンクリート充填工程と、
   防水層と、前記防水層に接着され前記フレッシュコンクリートが浸透可能なコンクリート浸透層とを有するシートを、前記フレッシュコンクリートの表面に貼付するシート貼付工程と、を備え、
   前記シート貼付工程では、前記フレッシュコンクリートの表面が乾く前に前記コンクリート浸透層を前記フレッシュコンクリートに接触させて前記フレッシュコンクリートを前記コンクリート浸透層に浸透させる、
   プレキャストコンクリート部材の製造方法。
4. 前記コンクリート浸透層は、網体又は布である、
   請求項３に記載のプレキャストコンクリート部材の製造方法。