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公開番号2024167053
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2024068416
出願日2024-04-19
発明の名称セメント系物質の充填管理方法
出願人青木あすなろ建設株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/22 20060101AFI20241122BHJP(測定;試験)
要約【課題】充填中のフレッシュコンクリートの充填位置を、簡単な構造の検出プローブを用いて容易かつ低コストで検出することが可能セメント系物質の充填管理方法を提供すること。
【解決手段】セメント系物質の充填空間に2芯被覆電線からなる検出プローブを設置し、該検出プローブを用いて静電容量を測定してセメント系物質の充填状況を検知することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セメント系物質の充填空間に２芯被覆電線からなる検出プローブを設置し、該検出プローブを用いて静電容量を測定して前記セメント系物質の充填状況を検知する充填管理方法であって、
２芯被覆電線の中間部に２芯の各芯の被覆部を除去した非被覆部を設けるとともに、前記２芯の一端側の末端を絶縁処理し、他端側を電気の入力及び計測装置の接続線とし、前記被覆部及び前記非被覆部を一体形成した第１の検出プローブ及び／又は、
２芯被覆電線の１芯の中間部に被覆部を除去した非被覆部を設けるとともに、２芯の各一端側の端末を絶縁処理し、他端側を電気の入力及び計測装置の接続線とし、前記被覆部及び前記非被覆部を一体形成した第２の検出プローブを設置し、
前記セメント系物質の充填空間への前記セメント系物質の充填時に、前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブに交流電圧を印加して、２芯間の静電容量を測定し、静電容量の値の変化に基づいて、前記セメント系物質の充填状況を検知することを特徴とするセメント系物質の充填管理方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブをセメント系物質の充填空間に、鉛直かつ非被覆部が上端側の所定の位置になるように設置し、
前記２芯の被覆部において静電容量を測定して充填高さを測定するとともに、
前記第１の検出プローブにおいては上端側の所定位置に設けた２芯の非被覆部における静電容量を測定し、
前記第２の検出プローブにおいては１芯の非被覆部における静電容量を測定し、前記２芯の被覆部における静電容量と前記非被覆部の静電容量の変化により、非被覆部の所定位置の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項３】
前記第２の検出プローブを前記セメント系物質の充填空間に鉛直に設置した状態において、
前記第２の検出プローブの２芯の被覆部における静電容量の変化を検出した充填高さを、１芯が被覆部で他の１芯が非被覆部の定点高さを検出した高さに修正することを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項４】
前記セメント系物質の充填前の状態における静電容量の初期値を０Ｆに補正して測定を開始することを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項５】
予め、セメント系物質の充填状況と、セメント系物質の硬化温度及び硬化時間の変化に伴う静電容量の変化を調べ、充填状況に対する静電容量の比例定数を求めておき、実際のセメント系物質の充填状況の検知に反映させることを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項６】
前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブを、前記セメント系物質の充填状況の検知位置に１本又は２本以上水平方向に配設し、被覆部と非被覆部の静電容量及び／又は電気抵抗の変化に基づいて、前記セメント系物質の充填状況を検知することを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項７】
前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブにおける２芯被覆電線がフラットケーブルであることを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項８】
静電容量の測定方法が、前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブに交流電流を印加した状態でインピーダンスと位相角を測定し、容量性リアクタンスを算出し、静電容量を求める方法であり、前記交流電流が５ｍＶｒｍｓ～５Ｖｒｍｓ、周波数が１ＫＨｚ～５ＭＨｚの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項９】
前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブの電気の入力及び計測装置の接続側の端部に、接続用コネクタを用いて他の２芯被覆電線を接続することを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
【請求項１０】
前記第１の検出プローブ及び／又は前記第２の検出プローブの前記他端側と計測装置とを、前記検出プローブとは異なる導線を用いて接続することを特徴とする請求項１に記載のセメント系物質の充填管理方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化前のコンクリート（フレッシュコンクリート）や硬化前のモルタル（フレッシュモルタル）等のセメント系物質の充填管理方法に関し、詳しくは、トンネルの覆工コンクリートやニューマチックケーソン等の充填空間へのセメント系物質の充填状況を管理するセメント系物質の充填管理方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリート構造物を施工する際には、型枠で囲まれた閉塞空間内にフレッシュコンクリート等を充填する。例えば、山岳トンネル工事では、掘削した内空の地山面を被覆する覆工コンクリートを打込む際、セントルと呼ばれているトンネルアーチ形状の型枠が用いられる。このような用途に用いられる一般的な型枠長は９～１２ｍで、コンクリートの充填１スパンをその長さで行い、その後トンネル方向に順次移動して施工する。一般に掘削した地山面は防水シートで被覆しており、防水シート内空面とセントル外周面との間の空間にセントル型枠面に設けた検査窓を充填口としてコンクリートポンプ車で覆工用コンクリートを充填する。
【０００３】
コンクリートの打込み高さ５０ｃｍ程度毎にバイブレータによる締固めを行い、検査窓を切り替えて左右が水平レベルで打ち上がるように打ち込みを進める。さらに、コンクリートの打込み高さに応じて検査窓を上方に切り替えつつ打込みを進め、最後に天端部吹上げ口１箇所からの打込みでコンクリートを充填する。
【０００４】
天端部吹上げ口からの打込みまでは、セントル型枠に偏圧がかからないように、左右均等にできるだけ水平に、コンクリートを連続して打込まなければならないとされており、打込み時の左右のコンクリート高さに大きな差が生じると、セントルに大きな圧力や偏圧が作用して横振れし、セントルの位置が移動したり、偏荷重による型枠変形や押出しによる施工目地部に不具合が発生するおそれがある。また、打重ね時間が長くなるとコールドジョイントの原因にもなる。
【０００５】
このような施工上の不具合を防ぐため、コンクリートの打込み高さを管理することは品質管理上重要となるが、従来、この打込み高さの確認は、狭隘なセントル内に複数ある検査窓から作業員が照明を当てながら目視により行われていた。また、検査窓から離れた場所については目視確認が困難になることもあった。
【０００６】
また、覆工コンクリートをトンネル天端部とセントル上部との間の閉塞空間に充填するとき、トンネル天端部の隅々まで密実に充填することが重要である。そのために、充填コンクリートが、天端部長手方向に沿って確実に充填されていることを確認する必要があるが、閉塞空間であるため目視確認ができず、充填中に作業員が妻型枠からの充填コンクリートやブリージング水の漏れ状況や漏れ位置等を見ながら、充填状況を推測している。
【０００７】
そこで、充填コンクリートの充填の確認、充填高さを検出するために、これまでに以下に示す提案がなされている。例えば、一定間隔で隔てた２導体からなる検出部をコンクリート充填用型枠内の所定の位置に固定し、コンクリートを検出部の間隙に充填しつつ型枠内へ密に充填した時の充填時静電容量を計測し、充填時静電容量と充填時静電容量との比較により充填したコンクリートの充填度を求める静電容量によるコンクリート充填確認方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
また、充填されるコンクリートの高さ方向に沿って対向延設される少なくとも一対の電極棒を備えたレベルセンサを設置し、電極棒の静電容量に基づいて、コンクリートの打込み材料を確認し、また、静電容量の変化に基づいて、充填コンクリートの打ち上がり高さを測定する方法（特許文献２）や、水平方向に一定の間隔をおいて互いに平行して上下方向に延在する一対の電極線を絶縁材で被覆してなるレベルセンサを空所内に設置し、前記空所にコンクリートが充填されるのに伴い、コンクリートの比誘電率に応じて一対の電極線間に生じる静電容量の変化に基づいて空所に充填されたコンクリートの打ち上がり高さを算出する方法（特許文献３）が提案されている。
【０００９】
また、トンネルの内壁面に前記内壁面を覆うように取着される防水シートであって、防水シートに、コンクリートに接触する長さに応じて検出量が変化する細長のレベルセンサーが、その長手方向を前記トンネルの長手方向あるいは周方向に沿って延在するように取り付けられ、レベルセンサーの検出を一対の電極線間に生じる静電容量で行う方法が提案されている（特許文献４）。
【００１０】
さらに、二つの棒状電極を備えるフレッシュコンクリートセンサを、充填状況を確認したい箇所に配置し、当該フレッシュコンクリートセンサに対して商用電源から供給される交流電圧を印加して電気抵抗を測定し、フレッシュコンクリートの充填を検出する方法（特許文献５）や、シート部材と充填物の充填状況を検知するセンサとを有し、前記シート部材は、基材と、この基材に沿って配線されたリード線とを有し、前記センサは、上部電極層、圧電層、下部電極層が順に積層された圧電式センサ又は静電容量式センサと、２つの電極が所定の離隔幅で対向配置された抵抗式センサとから構成され、覆工コンクリートなどの充填物の充填状況を検知する方法（特許文献６）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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