JP4807744B2 - フレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定方法及び判定器具 - Google Patents

Description

本発明は有機繊維が混入された、まだ固まらないコンクリート（フレッシュコンクリート）の有機繊維の混入量の良否判定技術に関する。

火災時に高強度コンクリートは、爆裂する畏れがあることが知られている。また、普通コンクリートでも急激に温度が上昇しやすい環境、例えばトンネル等使用されると火災時にコンクリートが爆裂する場合がある。このようなコンクリートの爆裂を防止するために、ポリプロピレン等の有機繊維をコンクリートに混入する方策が提案されている（特許文献１）。

このようなコンクリートでは有機繊維が適量かつ均一に混入されているか否かを検査することで安全性を確保することが必要となる。従来の検査方法では、JIS A 1103 骨材微粒分量試験方法の試験方法を応用し、まず、フレッシュコンクリートから採取された定量の試料を水に分散させて複数種類の篩にかけ、試料から骨材、セメントペーストを段階的に排除して有機繊維を取り出す。そして、この取り出した有機繊維を乾燥させた後、重量を測定し、重量の測定結果に基づき良否判断を行なっている。

特開平８−１８９０８０号公報

しかし、従来の検査方法では、篩作業に数時間を要するだけでなく、取り出したした有機繊維の乾燥にも時間を要するため、全体的に検査時間が長時間になるという問題がある。また、篩作業の過程で有機繊維の一部が流されてしまい、検査精度が必ずしも高くないという問題もある。

そこで、本発明の目的は、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定を短時間で精度良く行なうことにある。

本発明によれば、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートと、前期有機繊維よりも比重が重く、前記フレッシュコンクリートのセメント及び骨材よりも比重が軽い液体と、を容器の相対的に断面積の大きい第１部分内に投入する投入工程と、
前記容器第１部分内において前記液体に前記フレッシュコンクリートを攪拌または加振により分散する分散工程と、
前記容器第１部分の蓋となる第３部分と、これに連なる前期第１部分より断面積の小さい第２部分と、を前記容器第１部分に装着する蓋装着工程と、
蓋の上部である前記容器第２部分から前記液体を補充する液体補充工程と、
前記フレッシュコンクリートから分離して浮上した前記有機繊維により形成される有機繊維層の厚さにより、前記フレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否を判定する工程と、
を備えたことを特徴とするフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定方法が提供される。

この検査方法では、前記セメント及び前記骨材の沈殿と、前記有機繊維の浮上とを利用してこれらを分離する。分離に要する時間は篩を用いる場合に比べて大幅に短縮できる。そして、前記有機繊維層の厚さは前記フレッシュコンクリート内の前記有機繊維の混入量に比例することから、当該厚さから前記有機繊維の混入量が適正であるかを判断できる。前記有機繊維は前記容器に収容されていることから篩を用いる場合のように前記有機繊維が流されてしまうことがなく、検査精度を向上することができる。また、前記有機繊維の乾燥も必要ないことから検査時間の短縮化が図れる。こうして本発明の検査方法によれば、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの検査を短時間で精度良く行なうことができる。

本発明においては、前期容器が、相対的に断面積の大きい第１部分と、前期第１部分より上部の相対的に断面積が小さい第２部分と、を有し、前期液体は前期有機繊維層が前期第２部分において形成される量だけ前期容器内に投入されるので、前期第１部分は前期フレッシュコンクリート及び前期液体の収容空間としてより大きな空間を確保することに寄与し、前期第２部分は前期有機繊維層の厚さとして、判定が行い易い厚さを確保することに寄与する。

また、本発明においては、前記容器が前記第１部分と前記第２部分とを分離可能であるので、前記第１部分への前記フレッシュコンクリート及び前記液体の投入を容易にする。

また、本発明においては、前記容器が複数の穴が形成され、浮上した前記有機繊維の上昇を規制する規制部材を備えているので、前期有機繊維層の上限は前記規制部材となり、前期液体の投入量が正確でなくてもよく、また、前記有機繊維層の厚さの判断を容易にする。

また、本発明においては、前記容器が、前記規制部材の下方に表示され、前期有機繊維層の厚さを判定する指標を有するので、前記フレッシュコンクリートの良否判断を目視のみで簡易に行なえる。

また、本発明においては、前記分散工程では、前記液体とフレッシュコンクリートを撹拌するか又は前記液体とフレッシュコンクリートを加振する工程の少なくともいずれかである構成を採用することができる。この構成によれば、前記液体への前記フレッシュコンクリートの分散が促進され、検査時間の短縮化を図れる。

また、本発明によれば、上記判定方法に適した判定器具として、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定器具であって、前記フレッシュコンクリート及び前記有機繊維よりも比重が重く、前記フレッシュコンクリート及び骨材よりも比重が軽い液体を収容する容器を備え、前期容器は、相対的に断面積の大きい第１部分と、前記第１部分より上部の相対的に断面積が小さい第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、を有し、前記第３部分は、前記第２部分と一体に形成され、かつ、その断面積が前記第１部分側から前記第２部分側へ向かって徐々に小さくなっており、かつ、その内面にはユズ肌状の凹凸が設けられ、前記第１部分と、前記第２及び第３部分と、は互いに分離可能であり、前記第１部分の上部外周面と第３部分の下部内周面にネジを刻設してあり、前記第２部分は上方及び下方が開放した少なくとも一部は透明な材料で構成されている筒状体と、複数の穴を有した上下に仕切る規制部材からなり、前期筒状体の外周面には少なくとも１本の指標線が施されていることを特徴とする判定器具が提供される。

以上述べた通り、本発明は有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定を短時間で精度良く行なうことができる。

＜第１実施形態＞
図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態に係るコンクリートの検査方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、容器１０、フレッシュコンクリートの試料２０並びに液体３０を用意する。容器１０は上方が開放した有底筒状体をなしている。容器１０は例えば樹脂製であり、外部から内部が透かして見える透明な材料（例えば、無色透明、有色透明の材料）から構成される。容器１０は円筒体であっても角筒体であってもよいが、本実施形態では円筒体である。

試料２０は、検査の対象となる、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートから採取されるものであり、セメントペースト２１、骨材２２及び有機繊維２３が混練されたものである。試料２０は現場で作製されたフレッシュコンクリートから予め定めた量だけ採取される。骨材２２には砂等の細骨材、小石等の粗骨材が含まれる。有機繊維２３は例えばポリプロピレンからなり、コンクリートの爆裂抑止のために混入されたものである。

液体３０は、有機繊維２３よりも比重が重く、セメントペースト２１を構成するセメント及び骨材２２よりも比重が軽い液体である。一般にセメントの比重は３以上、骨材の比重は２．５以上である。有機繊維２３としてポリプロピレンを用いた場合、その比重は約０．９である。従って、液体３０としては例えば水を用いることができる。液体３０は、有機繊維２３との比重差を増大するために、塩等の比重調整剤を溶解し、より大きな比重とすることもできる。

次に、図１（ｂ）に示すように、試料２０と液体３０とを容器１０内に投入する。続いて、容器１０内において液体３０に試料２０を分散させる。試料２０の分散を促進するため、図１（ｃ）に示すように、撹拌棒１等による容器１０内の液体３０及び試料２０の撹拌、加振機２等による液体３０及び試料２０の加振、の少なくともいずれかを行なうことが望ましい。撹拌棒１等に付着した有機繊維２３は、少量の液体２０で容器１０内に洗い落とされる。また、試料２０の分散を促進するため、液体３０には界面活性剤等の分散促進剤を混入しておくことが望ましい。これは検査時間の短縮化に寄与する。

試料２０が液体３０に分散した後、そのまま放置しておくと、図２（ａ）に示すように、液体３０との比重差により、骨材２２及びセメント２１’の混合体は、容器１０の底部に沈殿する一方、有機繊維２３は浮上して液体３０の上部に集まり、有機繊維層２３’を形成する。なお、有機繊維２３が密に集合した有機繊維層２３’が形成されるよう、液体３０には消泡剤を混入しておくことが望ましい。

しかして、図２（ｂ）に示すように有機繊維層２３’の厚さ（高さ）ｄを計測することで、有機繊維２３の試料２０中の含有量が分かる。有機繊維２３の含有量が規定値以上であればフレッシュコンクリートが良品と判定し、規定値未満であれば不良品と判定することができる。つまり、有機繊維層２３’の厚さｄはフレッシュコンクリート内の有機繊維２３の混入量に比例することから、厚さｄから有機繊維２３の混入量が適正であるかを判断できる。また、フレッシュコンクリートから複数の試料２０を採取して上記検査を行なうことで、有機繊維２３が均一に混入されているかも判断できる。

有機繊維２３の含有量は容器１０の断面積と厚さｄとにより概算値が算出できるが、容器１０の断面積及び試料２０の量との関係は予め分かっているので、厚さｄが予め定めた厚さ以上か否かでフレッシュコンクリートの良否判定を行なうことが簡易である。

このように本実施形態の検査方法では、セメント２１’及び骨材２２の沈殿と、有機繊維２３の浮上とを利用してこれらを分離する。分離に要する時間は篩を用いる場合に比べて大幅に短縮できる。そして、有機繊維２３は容器１０に収容されていることから篩を用いる場合のように有機繊維２３が流されてしまうことがなく、検査精度を向上することができる。また、有機繊維２３の乾燥も必要ないことから検査時間の短縮化が図れる。こうして本実施形態の検査方法によれば、有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの検査を短時間で精度良く行なうことができる。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では容器１０として、その断面積が上下方向で一様なものを用いた。容器１０はその断面積が大きければ試料２０や液体３０の投入作業、分散作業が容易となるが、有機繊維層２３’の厚さが均一とならない場合や、厚さが薄くて厚さを計測しずらい場合がある。そこで、本実施形態では断面積が異なる容器を用いる。図３及び図４は本発明の第２実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。

図３（ａ）は本実施形態で用いる容器１１０を示す。容器１１０は本体部１１１と蓋部１１２とから構成されており、互いに分離可能となっている。本体部１１１は上記の容器１０と同様の構成であり、上方が開放した有底筒状体をなしている。本体部１１１は容器１１０において相対的に断面積が大きい第１部分を構成する。

蓋部１１２は上方及び下方が開放した筒状体をなしている。蓋部１１２は例えば樹脂製であり、外部から内部が透かして見える透明な材料からなる。蓋部１１２は容器１１０において相対的に断面積が小さい第２部分である上端部１１２ａと、上端部１１２ａの下部に一体に形成されたテーパ部１１２ｂと、から構成されている。テーパ部１１２ｂの内面に有機繊維２３が付着しにくいように、当該内面にはユズ肌状の凹凸を設けることが望ましい。

上端部１１２ａの外周面には上下に離間した指標線１１３及び１１４が施されている。指標線１１３は液体３０の液面位置の指標である。また、指標線１１４は有機繊維層２３’の厚さを判定するための指標である。本実施形態の場合、蓋部１１２全体が外部から内部が透かして見える透明な材料である場合を想定するが、少なくとも指標線１１３から指標線１１４の間の部分が透明な材料であればよい。

テーパ部１１２ｂはその断面積が第１部分である本体部１１１側から第２部分である上端部１１２ａ側へ向って徐々に小さくなっている。本実施形態の場合、テーパ部１１２ｂの断面積はその下部においては本体部１１１の断面積と略一致し、その上部においては上端部１１２ａの断面積と一致するよう、連続的に変化している。

本体部１１１と蓋部１１２とは、本実施形態の場合、本体部１１１の上部に蓋部１１２の下部が嵌合する構成となっているが、本体部１１１の上部外周面、蓋部１１２の下部内周面にネジを刻設した螺合構造としてもよい。

次に、本実施形態における検査方法について説明する。まず、本体部１１１と蓋部１１２とを分離し、図３（ｂ）に示すように本体部１１１に試料２０と液体３０とを投入する。続いて、本体部１１１内において液体３０に試料２０を分散させる。試料２０の分散を促進するため、上記第１実施形態と同様に、図３（ｃ）に示すように、撹拌棒１等による本体部１１１内の液体３０及び試料２０の撹拌、加振機２等による液体３０及び試料２０の加振、の少なくともいずれかを行なうことが望ましい。また、上記第１実施形態と同様に液体３０には界面活性剤等の分散促進剤や消泡剤を混入しておくことが望ましい。

試料２０が液体３０に分散した後、図４（ａ）に示すように蓋部１１２を本体部１１１に装着する。続いて、蓋部１１２の上端から容器１１０内に液体３０を補充する。図４（ｂ）に示すように、液体３０はその液面が指標線１１３に達するまで補充する。つまり、有機繊維層２３’が上端部１１２ａ内において形成される量だけ液体３０を補充する。

液体３０の補充後、テーパー部１１２ｂを軽く打撃したり、容器１０を軽く加振することで、テーパ部１１２ｂの内面に付着した有機繊維２３も浮上させることにより、図４（ｃ）に示すように、有機繊維２３のほぼ全量が浮上して液体３０の上部に集まり、有機繊維層２３’を形成する。

しかして、有機繊維層２３’が指標線１１４の下方にまで形成されていた場合、フレッシュコンクリートが良品と判定し、指標線１１４に達していない場合は不良品と判定することができる。

本実施形態によれば、本体部１１１によりフレッシュコンクリートの試料２０及び液体３０の収容空間としてより大きな空間を確保する一方、上端部１１２ａにより有機繊維層２３’の厚さとして、検査が行い易い厚さを確保することができる。また、本体部１１１と蓋部１１２とを分離可能である構成としたことにより、本体部１１１へのフレッシュコンクリートの試料２０及び液体３０の投入作業、分離作業を容易にすることができる。

また、指標線１１４を設けたことにより、フレッシュコンクリートの良否判定を目視のみで簡易に行なえる。更に、テーパ部１１２ｂを設けたことにより、浮上する有機繊維２３が上端部１１２ａ内に集まり易いという効果もある。

＜第３実施形態＞
上記第２実施形態では指標線１１３に合わせて液体３０を補充する必要があり、指標線１１３と液体３０との液面を合わせる作業が必要となる。本実施形態はこのような作業を不要とするものである。図５（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図であり、図５（ａ）は本実施形態で用いる容器２１０を示す。容器２１０は上記第２実施形態の容器１１０に規制部材２２０を追加したものである。図５（ａ）において容器１１０と同じ構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。

規制部材２２０は、容器１１０における指標線１１３の位置において上端部１１２ａ内に配設されている。規制部材２２０は、複数の穴２２１が形成され、上端部１１２ａの内部空間を上下に仕切る仕切り部材である。本実施形態の場合、規制部材２２０は上端部１１２ａに一体に形成されているが、別部材として上端部１１２ａ内に固定する構成としてもよい。

容器２１０を用いた検査方法の手順については上記第２実施形態と同じである。液体３０は穴２２１を通過することにより規制部材２２０を通過できるが、有機繊維２３は穴２２１を通過できず、従って、規制部材２２０を通過できない。このため、図５（ｂ）に示すように浮上した有機繊維２３の上昇が規制部材２２０により規制され、有機繊維層２３’の上限は規制部材２２０の下面となる。液体３０の補充はその液面が規制部材２２０を超えるように行なえばよく、その量が正確でなくてもよい。また、規制部材２２０を目安として有機繊維層２３’の厚さを観察できるので、厚さの判断を容易化できる。

（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第３実施形態に係るコンクリートの検査方法の説明図である。

符号の説明

１０、１１０、１２０ 容器
２０ 試料
２１ セメントペースト
２２ 骨材
２３ 有機繊維
３０ 液体

Claims (2)

1. 有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートと、前期有機繊維よりも比重が重く、前記フレッシュコンクリートのセメント及び骨材よりも比重が軽い液体と、を容器の相対的に断面積の大きい第１部分内に投入する投入工程と、
   前記容器第１部分内において前記液体に前記フレッシュコンクリートを攪拌または加振により分散する分散工程と、
   前記容器第１部分の蓋となる第３部分と、これに連なる前期第１部分より断面積の小さい第２部分と、を前記容器第１部分に装着する蓋装着工程と、
   蓋の上部である前記容器第２部分から前記液体を補充する液体補充工程と、
   前記フレッシュコンクリートから分離して浮上した前記有機繊維により形成される有機繊維層の厚さにより、前記フレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否を判定する工程と、
   を備えたことを特徴とするフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定方法。
2. 有機繊維が混入されたフレッシュコンクリートの有機繊維の混入量の良否判定に用いられる判定器具であって、
   前記フレッシュコンクリート及び前記有機繊維よりも比重が重く、前記フレッシュコンクリートのセメント及び骨材よりも比重が軽い液体を収容する容器を備え、
   前記容器は、
   相対的に断面積の大きい第１部分と、前記第１部分より上部の相対的に断面積が小さい第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、を有し、
   前記第３部分は、前記第２部分と一体に形成され、かつ、その断面積が前記第１部分側から前記第２部分側へ向かって徐々に小さくなっており、かつ、その内面にはユズ肌状の凹凸が設けられ、
   前記第１部分と、前記第２及び第３部分と、は互いに分離可能であり、前記第１部分の上部外周面と第３部分の下部内周面にネジを刻設してあり、
   前記第２部分は上方及び下方が開放した少なくとも一部は透明な材料で構成されている筒状体と、複数の穴を有した上下に仕切る規制部材からなり、前期筒状体の外周面には少なくとも１本の指標線が施されていることを特徴とする判定器具。

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