コンクリートの施工コンクリート工学研究室岩城一郎コンクリート工事の流れ • 材料の選定（材料設計）→配合設計→製造→施工（製造と施工を総称して施工と呼ぶ）→完成（供用） • いくら良質の材料を選定し，適切な配合設計を行ったとしても，施工が悪いとできあがったコンクリートの品質は劣悪なものとなる．製造と施工は業者が異なる． • コンクリートの施工手順：材料の計量→練混ぜ→運搬 →打込み→締固め→養生，その他（型枠，足場，支保工），全ての手順で細心の注意を払うこと．どれか一つでもミス・手抜きがあるとN.G. • 材料の計量：ある程度の計量誤差を許容，一般の生コン工場（バッチャープラント）には自動計量装置が配備練混ぜ • 練混ぜ：均質なコンクリートを作るため，ミキサにより行う行為． • ミキサの種類・バッチミキサ：1バッチずつ分けて練るミキサ（１バッチ：1回分のコンクリート） - 重力式ミキサ：可傾式ミキサ（左下） - 強制練りミキサ：パン型（中央下）と2軸（右下）に大別・連続ミキサ：コンクリート材料を連続的に投入し，練混ぜ可能なミキサ→ダム等の大規模構造物 • 練混ぜ時間少→十分に均質にならない．混和剤が効かない．多→ 骨材が粉砕しワーカビリティーが変化，エントレインドエアが抜ける等練混ぜに関する留意事項 • バタリング：練混ぜを開始する際に，ミキサにモルタル分が付着して，配合が変わることを防ぐため，あらかじめミキサにモルタルを付着させておく行為 • 練返し：固まり始めたコンクリートを再び練り混ぜること →加水行為を伴う場合，厳禁！！ • 加水行為：固まり始めたコンクリートに意識的に水を加え，練返しを行うことによりコンクリートを軟らかくする行為→コンクリートの品質に悪影響を及ぼす大問題（見た目はわからないだけに悪質→飲酒運転に相当） →現場での単位水量測定試験の導入（アルコールの検査）→測定誤差の問題（誤認逮捕）→今後の課題 • 練直し：打込み前の固まり始める以前にわずかに材料分離したコンクリートを再び練り混ぜること→可（実験でも行っている．）運搬 • プラントから現場→一般にトラックアジテータを使用 • 場内運搬（荷降し地点から打込み地点までの運搬） • バケット（バケツ）：分離も少なく最も望ましい．主としてダム工事に適用 • コンクリートポンプ：（問題はあるが，施工効率が高いため）主流，材料分離の恐れ，圧送管の閉塞による問題．他に，ベルトコンベア，シュート等三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社打込み（打設） • 打込み：現場に運搬されたコンクリートを所定の位置に行き渡らせる作業．練混ぜから打込みまでの時間を管理する必要あり（夏場：1.5hr以内，それ以外：2hr以内） • 打継目：旧コンクリートと新しいコンクリートの継目，旧コンクリート表面のレイタンスの処理が必要 • 打込み計画：1層あたりの厚さは40-50cm以下．基本は，下層のコンクリートが固まり始める前に上層のコンクリートを打込む（打込み時間とボリュームの関係） • コールドジョイント：下層のコンクリートがすでに固まり始めており，上層のコンクリートと一体化しない場合の境界面→コンクリートの水密性，耐久性に悪影響山陽新幹線のトンネルコンクリート剥落事故（1999）：コールドジョイント部で剥落→第三者被害（コンクリートの剥落により人，ものが破損する被害）大打込みの概念コールドジョイントの例写真：「コンクリート名人養成講座」日経コンストラクションより蒸発水打設直後骨材セメント数時間後硬化後レイタンス締固め • 締固め：打ち込まれたコンクリートから不要の空気（エントラップトエア）を追い出す（コンクリートの緻密化）⇔コンクリートを型枠の隅々まで行き渡らせる作業 • 振動機による施工（内部振動機，型枠振動機） • 過度の締固め：エントレインドエアまで追い出す． →耐凍害性上問題表面振動方式内部振動方式型枠振動方式テーブル振動方式以上，EXEN HPより養生 • 養生：コンクリート打込み後，コンクリートの強度が十分に発揮されるよう（十分な水和反応が進むよう），適当な期間，必要な温度と湿度を確保して，外力が作用しないように保護すること（軽視されがちだが非常に重要な作業） • 水和反応：・水（湿度）による問題：水がないと水和反応できない→乾燥させない．外から水分を供給．・温度による問題：低温では水和反応が遅い．→なかなか強度が出ない．氷点下では凍害を起こす．→所定の温度に保つ．セメント水水和直後数時間後数日後～数年後養生の種類 • 湿潤養生：打ち込み直後：直射日光，風，雨を防ぐ（急激な温湿度の変化を防ぐ）→湿布養生，散水養生（水分の供給：一般に最低5日間） • 封かん養生：コンクリートを不透水性の材料で覆い，コンクリート内部からの水分の蒸発を防ぐ． • 温度制御養生：気温が著しく低い場合→給熱養生，保温養生（打込み直後のコンクリートは決して凍らせない．所定の強度発現性を確保） • 高温下：パイプクーリング等→水和熱の抑制 • 他に，蒸気養生，オートクレーブ養生：工場製品，工期短縮（水和の促進），高強度化型枠・支保工 • 型枠：コンクリートを打ち込むための枠（鋳型）．位置，寸法の精度，継ぎ目の精度→コンクリートおよび構造物の品質に大きく影響 • 支保工：打ち込まれたコンクリートの重量を支えるためのもの．所定の強度と剛性を確保 • 足場：高所の作業をするための作業場三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社ベトナムカントー橋崩落事故 2007年9月26日、地上30mで橋は崩壊し、事故が起こった時には250人の労働者が斜面で作業をしていた。翌27日には52人が死亡し、140人が怪我をしたと報告された。左写真：Ken-Platz HPより，右写真：Wikipedia HPより