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技術 型枠内コンクリートの表面水検出方法

出願人 鹿島建設株式会社
発明者 平井淳一柿崎正義阿部保彦
出願日 1994年2月17日 (26年10ヶ月経過) 出願番号 1994-020318
公開日 1995年8月29日 (25年3ヶ月経過) 公開番号 1995-229297
状態 特許登録済
技術分野 コンクリート打設にともなう現場作業 液位または流動性固体のレベルの測定 電気的手段による材料の調査、分析
主要キーワード 未充填状態 実状態 絶縁リード線 電気接点間 金属製板部材 実効幅 金属槽 被測定抵抗
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年8月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

目的

抵抗値経時的変化により型枠内コンクリート表面水を検出する方法の提供。

構成

コンクリート型枠1内の所定部位計測電極4を取付け、所定部位より下方の広い平滑な型枠内面の領域内に校正電極3を取付ける。コンクリート20の打設時に校正電極3と打設されたコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化の履歴カーブCとして測定し記録する。所定部位の計測電極4とコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化の履歴をカーブMとして測定し、さきに記録された校正電極3における抵抗値の経時的変化と計測電極4における抵抗値の経時的変化との差により所定部位における打設コンクリート20の表面水21を検出する。

概要

背景

型枠内におけるコンクリート表面部のコンクリート充填の確実な検出をするため、本出願人は特願平5−175682号に電極利用のコンクリート充填検出方法を提案した。本発明の理解に必要な限度においてこの検出方法を図7により簡単に説明する。

コンクリート型枠1内の板部材2の近傍部位に、リード線17付の電気接点5、6が取付けられた薄い絶縁シート7からなる電極35を配設する。コンクリート打設時にコンクリート20による電気接点5、6間の導通を、電源22と両電気接点5、6との間に接続された電流計13に電流が流れることよって検知し、被打設コンクリート構造物の表面を形成すべき前記近傍部位におけるコンクリート20の充填を検出する。他方、電極35の部位のコンクリート表面12に空気溜まり8が残った場合には、電気接点5、6間に導通が生じないので、電流計13に電流が流れないことによりコンクリート未充填を検出できる。空気溜まり8を防止するためには、空気抜き9を設け矢印Aのように空気を逃がすことが行われている。上記従来例では、電流計13は実質上所定値以上の電流の存否により導通の有無のみを検出しており、この電流計13を発光ダイオード置換えることも提案されている。

概要

抵抗値経時的変化により型枠内コンクリートの表面水を検出する方法の提供。

コンクリート型枠1内の所定部位計測電極4を取付け、所定部位より下方の広い平滑な型枠内面の領域内に校正電極3を取付ける。コンクリート20の打設時に校正電極3と打設されたコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化の履歴カーブCとして測定し記録する。所定部位の計測電極4とコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化の履歴をカーブMとして測定し、さきに記録された校正電極3における抵抗値の経時的変化と計測電極4における抵抗値の経時的変化との差により所定部位における打設コンクリート20の表面水21を検出する。

目的

本発明は、この期待に応えるため、抵抗値の経時的変化による型枠内コンクリートの表面水検出方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

コンクリート型枠内面所定部位計測電極取付け、前記所定部位より下方の広い平滑な型枠内面に校正電極を取付け、コンクリート打設時に前記校正電極により打設されたコンクリート抵抗値経時的変化を測定して記録し、前記所定部位の計測電極により打設されたコンクリートの抵抗値の経時的変化を測定し、前記校正電極における抵抗値の経時的変化と前記計測電極における抵抗値の経時的変化との相対比較により前記所定部位におけるコンクリートの表面水を検出してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法

請求項2

請求項1の表面水検出方法において、前記校正電極及び前記計測電極にそれぞれ絶縁シート上に取付けた一対の電気接点と各電気接点に接続された絶縁リード線とを設け、前記校正電極又は計測電極によりコンクリートの抵抗値を前記校正電極又は計測電極における前記一対の電気接点間で測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項3

請求項1の表面水検出方法において、前記校正電極及び前記計測電極にそれぞれ絶縁シート上に取付けた1個の電気接点と各電気接点に接続された絶縁リード線とを設け、前記型枠内の前記校正電極より低い部位にリード線付き対向電極を設け、前記校正電極又は計測電極によりコンクリートの抵抗値を前記校正電極又は計測電極と前記対向電極との間で測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項4

請求項3の表面水検出方法において、前記型枠を金属製とし、前記対向電極を前記金属製型枠の前記下方部位より下方の部分としてなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項5

請求項2の表面水検出方法において、前記校正電極及び計測電極のそれぞれの一対の電気接点にそれぞれ接続された絶縁リード線対の間の通過電流により前記抵抗値の経時的変化を測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項6

請求項5の表面水検出方法において、前記校正電極及び計測電極の各々の絶縁リード線対の間に、発光量が通過電流に応じて変化する発光ダイオードを接続し、前記発光量により前記抵抗値の経時的変化を測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項7

請求項3の表面水検出方法において、前記校正電極の絶縁リード線と前記対向電極のリード線との間及び前記計測電極の絶縁リード線と前記対向電極のリード線との間に、それぞれ電流計を接続し、その電流計を流れる電流により前記抵抗値の経時的変化を測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

請求項8

請求項4の表面水検出方法において、前記校正電極の絶縁リード線と前記金属製型枠との間及び前記計測電極の絶縁リード線と前記金属製型枠との間に、それぞれ電流計を接続し、その電流計を流れる電流により前記抵抗値の経時的変化を測定してなる型枠内コンクリートの表面水検出方法。

技術分野

(ヘ)打設時のコンクリート抵抗計測値を容易に記録保存することができる。

0001

本発明は、型枠内コンクリート表面水検出方法に関し、とくに型枠内の目視が困難なコーナー部、上蓋部下面等でコンクリートの頂面に滞留する表面水を検出しコンクリート打込み段階でコンクリート充填状況の的確な判定に資する型枠内コンクリートの表面水検出方法に関する。

背景技術

0002

ここに、「コンクリートの表面水」(以下に表面水と呼ぶ場合がある。)とは水洗い後の型枠内残存水及びブリージング等で生ずる水等がコンクリートの表面に滞留したものをいう。

0003

型枠内におけるコンクリート表面部のコンクリート充填の確実な検出をするため、本出願人は特願平5−175682号に電極利用のコンクリート充填検出方法を提案した。本発明の理解に必要な限度においてこの検出方法を図7により簡単に説明する。

発明が解決しようとする課題

0004

コンクリート型枠1内の板部材2の近傍部位に、リード線17付の電気接点5、6が取付けられた薄い絶縁シート7からなる電極35を配設する。コンクリート打設時にコンクリート20による電気接点5、6間の導通を、電源22と両電気接点5、6との間に接続された電流計13に電流が流れることよって検知し、被打設コンクリート構造物の表面を形成すべき前記近傍部位におけるコンクリート20の充填を検出する。他方、電極35の部位のコンクリート表面12に空気溜まり8が残った場合には、電気接点5、6間に導通が生じないので、電流計13に電流が流れないことによりコンクリート未充填を検出できる。空気溜まり8を防止するためには、空気抜き9を設け矢印Aのように空気を逃がすことが行われている。上記従来例では、電流計13は実質上所定値以上の電流の存否により導通の有無のみを検出しており、この電流計13を発光ダイオード置換えることも提案されている。

0005

電流計や発光ダイオードにおける所定値以上の電流の有無による従来のコンクリート充填の検出では、打設コンクリートの頂面部に表面水がある場合に、表面水の電気抵抗が空気のそれに比してかなり小さいので、この様な表面水をコンクリートと誤判定するおそれがあり、コンクリート充填検出の信頼性が損われる欠点が避けられなかった。

0006

コンクリート及び表面水の抵抗値に関する各種実験や計測の結果によれば、コンクリートの配合条件、コンクリート打設条件、環境条件等により、現実のコンクリートの抵抗値は変化しバラツキがあること、セメントと水のみの混合物の抵抗値に大幅なバラツキがあること、及びコンクリート表面水の抵抗値に大きな変動幅のあること等が認められる。

0007

図6は、コンクリートと表面水とを抵抗値の大小により確実に識別するのは困難であることを示す。図中、横軸は抵抗値であり、縦軸サンプル数である。この図の斜線部分の抵抗値はコンクリート及び表面水の何れもがとり得るので、この部分の抵抗値のみによってはコンクリートと表面水とを識別できない。

0008

型枠内における表面水の検出が重要であることを図2により説明する。金属槽25に対するコンクリート・ライニング26による保護、例えば放射能をコンクリート・ライニング26中で減衰させる遮蔽コンクリート壁の場合、図2(C)のコンクリート厚さDが遮蔽の有効性を左右する。コンクリート・ライニング26中に何等かの原因で空隙29が生じ、たとえその深さHが浅くとも幅Lが広い場合には、遮蔽に対して有効なコンクリート・ライニング26の実効幅が(D−L)に減少し、遮蔽効果が著しく損われる。この様な空隙29は、例えば金属槽25へ水平に結合された金属管27を埋め込むようなコンクリート・ライニング26を形成する場合に、型枠1(図1参照)内のコンクリート20に表面水21が存在し、これが金属管27の表面に沿って残留し、コンクリート20の凝縮後にその表面水21が蒸発又は浸出等で消滅することにより発生する。この様な表面水21は、たとえその量が僅かであってもコンクリート20の頂面に広く浅く残留する時は、コンクリート・ライニング26の遮蔽機能阻害する虞がある。従って、表面水とコンクリートとを明確に識別する方法の開発が強く期待されている。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、この期待に応えるため、抵抗値の経時的変化による型枠内コンクリートの表面水検出方法を提供することを目的とする。

0010

本発明者は、特定のコンクリート型枠に1回の打設作業投入される実質上同一組成のコンクリートに関しては、コンクリートが充実して充填される部分と表面水との間に抵抗値の差が生ずることに注目した。即ち、特定組成のコンクリートが充実状態に充填されている部分と、その組成のコンクリートの表面水との間には明確な抵抗値の差が存在する。図1(A)〜図1(C)を参照するに、1回の混練操作で作られる実質上同一組成のコンクリートを打設する場合、コンクリート型枠1内でコンクリート20が必ず充実状態に充填される部分における抵抗値の経時的変化は、コンクリート20打設前の空気の高抵抗からコンクリート表面水21の低抵抗を経て充填コンクリート20の中程度の抵抗に至るカーブCのような履歴をたどる。図1(C)の縦軸は計測部分の抵抗値を示す。他方、コンクリート型枠1内の他の部分においてコンクリート20が完全には充填されず表面水21が残留する場合には、その部分の抵抗値の経時的変化が、図1(C)のカーブMのように表面水の抵抗値又はその近傍にとどまりコンクリート20の抵抗値までは増大しない。

0011

従って、型枠1中のコンクリート20が必ず充填される部分におけるコンクリート20打設時の抵抗値の経時的変化を記録しておき、型枠1内でその直後にコンクリートが充填されるべき部分における抵抗値の経時的変化を測定し、測定した抵抗値の経時的変化を前記記憶された抵抗値の経時的変化と比較すれば、前記直後に充填されるべき部分で発生し得る表面水21の残存、即ちコンクリート未充填を検出することが可能になる。抵抗値の絶対値の比較ではなく、コンクリートが完全に充填される場合の抵抗値変化の履歴カーブと表面水が残存する場合の抵抗値変化の履歴カーブとの相対比較を用いれば、コンクリート表面水の残存即ちコンクリート未充填状態を確実に検出することができる。

0012

本発明の型枠内コンクリートの表面水検出方法は、コンクリート型枠1内面所定部位計測電極4を取付け、前記所定部位より下方の広い平滑な型枠内面に校正電極3を取付け、コンクリート20の打設時に前記校正電極3と打設されたコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化を図1(C)のカーブCのように測定して記録し、前記所定部位の計測電極4とコンクリート20との間の抵抗値の経時的変化、例えば図1(C)のカーブMのような経時的変化を測定し、前記校正電極3における抵抗値の経時的変化と前記計測電極4における抵抗値の経時的変化との差により前記所定部位におけるコンクリート20の表面水21を検出する。

0013

ここにコンクリート型枠1内の所定部位とは、例えば図1(A)のリブ部2Aの下面隅部の様に、打設されたコンクリート20の回り込みが困難とされ、特にコンクリート表面水の存在やコンクリート充填の確認を要する部分である。 また「広い平滑な型枠内面」とは、型枠1へのコンクリート20の投入時に、コンクリート20が必ず充填される部分を形成するような広い平滑な型枠内面を意味する。

0014

校正電極3又は計測電極4と型枠内コンクリート20との間の抵抗値の経時的変化を測定する回路の一例を図1(B)に示す。この場合、型枠1の板部材2が金属製であってコンクリート20と接触する一方の電極として作用し、校正電極3は板部材2の内面に固定される絶縁シート7上の電気接点5からなり、計測電極4は同様な絶縁シート7A上の電気接点5Aからなるものとして説明する。しかし、本発明は図示例の金属製の板部材2からなる型枠1、図示構造の校正電極3及び計測電極4に限定されない。電源22の電圧を電流計13及び/又は発光ダイオード15を介してこの場合金属製の板部材2と校正電極3の電気接点5との間に加えれば、図1(B)に可変抵抗で等価的に示す板部材2内の空間10における抵抗値の変化を電流計13の電流iの読みにより測定することができる。

0015

図1(C)のカーブCは前記電流値逆数である抵抗値の変化を示す。即ち、空間10が空気のみである時は抵抗値は大きく(無限大)、例えばコンクリート打設開始から時間T0経過時にコンクリート20が板部材2と校正電極3の電気接点5との間に充填されると、コンクリートの抵抗値は中程度となるので、電流値は中程度となる。その中間段階で表面水21が板部材2と校正電極3の電気接点5との間に存在する場合には、表面水21の抵抗値がコンクリートよりも小さいので、校正電極3で計られる抵抗値も小さくなり、この条件下のカーブCは極小抵抗値のある形となる。図中レベルTはコンクリート20の充填を示す中程度の抵抗値、即ちコンクリート充填に対するしきい値を示す。

0016

図1(C)のカーブMは、電源22の電圧を金属製の板部材2と計測電極4の電気接点5Aとの間にカーブCの場合と同様に加えた場合の電流計13の電流iの読みの逆数である抵抗値の変化を示す。カーブMの場合には、計測電極4の部位において空気が例えば表面水21等の非常に低い抵抗の物質で置換えられるが、コンクリート20の充填がないので、抵抗値はしきい値Tに達しない。よって、カーブCとカーブMとの間に差が存在することを検知すれば、その差により表面水21の残存即ちコンクリート未充填が発生したことを検出できる。他方、計測電極4の部位においてコンクリート20が充填された場合には、計測電極4でもカーブCと同様な結果が得られ、カーブCとカーブMとの間に差が存在しなくなることは明らかである。

0017

こうして、本発明の目的である「抵抗値の経時的変化により型枠内コンクリート表面の充填を識別する方法」の提供が達成される。

0018

なお、発光ダイオード15の輝度通過電流の大きさに応じて変化し、その輝度の変化の観察によりコンクリート20の充填と未充填とを識別できる場合には、電流計13を省略できる。

0019

また、表面水21の残存即ちコンクリート未充填部分が検出された場合には、バイブレータ(図示せず)等を用いてコンクリートに振動を与え表面水21を型枠1から追い出し板部材2の表面全域までコンクリート20を充填し、良好なコンクリート打設を確保する。図1(C)の鎖線カーブVは、バイブレータ等による表面水21の追い出しとコンクリート充填の実現を示す。

0020

板部材2が金属製でなく例えば木製である場合には、校正電極3及び計測電極4の対極となる対向電極(図示せず)を型枠1の内面の校正電極3の下方部位に取付けることができる。さらに、校正電極3及び計測電極4の各々に、図7(C)のように一対の接点5、6を設け、各接点にリード線17を接続した構造を用いてもよい。この場合には一対の接点5、6間の抵抗値の測定により、校正電極3又は計測電極4と型枠1内コンクリート20との間の抵抗値を求めることができる。

0021

コンクリート未充填の表面が残りがちな構造の一例として、金属槽25に対するコンクリート・ライニング26における金属槽25と金属管27との結合部分を図2に示す。図2(A)はコンクリート・ライニング26の一部を切欠して、金属管27の金属槽25側端末部におけるガセットプレート28の配置を示し、図2(B)は図2(A)の矢印B方向から見た要部拡大図であり、コンクリート未充填検出のための校正電極3及び計測電極4の配置例を示す。この場合金属槽25の垂直壁面図1(A)における型枠1の金属製板部材2の垂直部分に相当し、金属管27の下部表面は図1(A)におけるリブ2Aに相当するので、金属槽25の垂直壁面と金属管27の下部表面との交差部分には表面水の残存即ちコンクリート未充填が発生し易い。この部分においてコンクリート未充填を確実に検出しバイブレータ等による対策をとるため、金属槽25の垂直壁面上であって金属管27との結合部の近傍に校正電極3を取付け、金属管27の下部表面上の金属槽25との結合部近傍に計測電極4を取付ける。

0022

図3及び図4を参照するに、コンクリート未充填が発生し易い部分が複数個所(A、B、‥‥‥、L)ある場合には、それぞれの個所に校正電極と計測電極とのペア3A、4A;3B、4B;‥‥‥;3L、4Lを設け、それらを共通のA/D変換回路30に接続し、この変換回路30によるディジタル変換により、各個所のコンクリート充填状況をコンピュータ31を介して表示器32上に図4の様に複数のカーブとして示すことができる。必要に応じ、図3測定値磁気ディスク等の記憶手段33に記憶することができる。

0023

図5は、32チャンネルのA/D変換回路30を用い、16個所のコンクリート充填状況を観察する例を示す。この場合、複数の金属管27a、27b、‥‥‥が金属槽25に接続されており、校正電極と計測電極とのペア3A、4A;‥‥‥の配置を展開図的に表わしたパネル34を示す。図中の記号N-1、Nは電極のペア3N-1、4N-1;3N、4Nをそれぞれ示す。この場合には、各電極3、4における電流を各電極に接続された個別発光ダイオード15(図1(B)参照)により測定している。それらの発光ダイオード15をパネル34上の対応電極の位置に取付け、パネル34上の各発光ダイオード15にそれぞれ対応する電極の記号を付している。本発明者の実験によれば、表面水21が残存する場合に、被測定抵抗値がコンクリート充填時に比して1/2程度であり、適当な電圧対輝度特性の発光ダイオードを用いるならば、表面水21残存時の計測電極4側発光ダイオード15の輝度が校正電極3に接続された発光ダイオード15のコンクリート充填時の輝度よりも目視により検出できる程に明るくなることが確認され、高精度の表面水検出が可能であることを確認できた。またこの場合、高輝度の発光ダイオードに対応する計測電極4の位置でバイブレータ等によりコンクリート20の充填を促進したところ、コンクリート充填度の改善、従って当該発光ダイオードの輝度改善の得られることも確認できた。

0024

以上の説明において、金属製型枠1、単一電気接点5からなる校正電極3及び計測電極4、発光ダイオード15による金属槽25と金属管27との結合部におけるコンクリート充填の検出等を参照したが、本発明の用途はこれらの例に限定されず、木製型枠1、二電気接点5及び6付きの校正電極3及び計測電極4、発光ダイオード以外の抵抗値検出手段の利用等が可能である。

0025

以上詳細に説明したように本発明の型枠内コンクリートの表面水検出方法は、抵抗値の経時的変化により型枠内コンクリートの表面水を検出するので、次の顕著な効果を奏する。

図面の簡単な説明

0026

(イ)型枠内のコンクリートが回り難い部位におけるコンクリート未充填を容易にしかも確実に検出することができる。
(ロ)コンクリート抵抗値の絶対値を必要とせず相対値で足りるので、精密測定を必要としない。
(ハ)校正電極と計測電極との間隔を小さくし、両電極におけるコンクリート打設時間の差を短くし、両電極における測定値に対する環境の影響を最小レベルに抑えることができる。
(ニ)良質なコンクリートが確保できる位置に校正電極を設置すれば、計測電極における測定値が校正電極におけるそれと一致するまでバイブレータ等による充填促進を行うことにより、広範囲にわたって良質なコンクリート充填を確保することができる。
(ホ)複数のコンクリート打設位置におけるコンクリート充填状況をパネルによりリアルタイム監視することができる。

--

0027

図1は、本発明の一実施例の説明図である。
図2は、コンクリート・ライニング付き金属槽への金属管接続部の説明図である。
図3は、複数位置におけるコンクリート未充填を同時観察するための電気回路図である。
図4は、複数位置におけるコンクリート充填状況のカーブを同時表示する表示器の説明図である。
図5は、複数位置におけるコンクリート未充填を同時観察するための充填状況表示例である。
図6は、コンクリート及び表面水の抵抗値を比較して示す図である。
図7は、従来のコンクリート表面充填検査方法の説明図である。

0028

1コンクリート型枠2板部材2A:リブ部、
3校正電極4計測電極5、5A、6電気接点
7、7A絶縁シート8空気溜まり 9空気抜き孔
10 空間 12 表面部 13電流計
15発光ダイオード17リード線20コンクリート
21表面水22電源25金属槽
26 コンクリート・ライニング27金属管
28ガセットプレート29 空隙 30 A/D変換回路
31コンピュータ32表示器33 記憶手段
34パネル35:電極。

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