JP6576272B2

JP6576272B2 - インターロッキングブロックの凍結融解試験方法

Info

Publication number: JP6576272B2
Application number: JP2016043232A
Authority: JP
Inventors: 中村　浩章; 中村　　浩章; 宣人上田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2036-03-07
Also published as: JP2017161235A

Description

本発明は、インターロッキングブロックの凍結融解試験方法に関する。

インターロッキングブロックの耐久性指標として凍結融解抵抗性が挙げられる。インターロッキングブロック舗装設計施工要領においては、寒冷地において供用年数１０年以上経過したインターロッキングブロック舗装の凍結融解による破損実態について、製造会社に対してアンケート調査を実施し、その結果から、曲げ強度５．０ＭＰａ以上の普通インターロッキングブロックおよび曲げ強度３．０ＭＰａ以上の透水性インターロッキングブロックについて十分な凍結融解抵抗性を有する結論を得ている。
そして、これ以外のインターロッキングブロック（対象は曲げ強度３．０ＭＰａ以上の普通インターロッキングブロックおよび曲げ強度３．０ＭＰａ以上の保水性インターロッキングブロック）については、適切な試験やモニタリングなどで確認することが望ましいとされている。

一般的なコンクリートを対象とした凍結融解試験であるＪＩＳＡ１１４８（Ａ法：水中）は、インターロッキングブロックに適用したとき、非常に厳しい環境での評価基準となるためか、その供用実態を反映できず、暴露試験との整合がないので、インターロッキングブロックの評価試験方法としては不適切と判断される。
また、ＪＩＳＡ１１４８（非特許文献１）以外に知られているインターロッキングブロックの凍結融解試験方法として、例えば、ＡＳＴＭＣ１６４５があるが、本公定法は、普通インターロッキングブロックや透水性インターロッキングブロックについては暴露試験と同様の結果が得られており、当該種類のインターロッキングブロックの凍結融解試験としては適切であるといえる。
ところが、保水性インターロッキングブロックに対しては、暴露試験結果との乖離が認められ適切な評価試験方法とは言い難い面がある。

さらに、上述したＪＩＳＡ１１４８やＡＳＴＭＣ１６４５は、専用の試験装置を必要とするので、限られた機関でしか評価できない。

日本工業規格ＪＩＳＡ１１４８：２０１０コンクリートの凍結融解試験方法

そこで、本発明は、専用の試験装置を用いなくてもインターロッキングブロックの暴露試験結果と整合する凍結融解抵抗性を簡易に評価できるうえ、従来は評価が困難であった保水性インターロッキングブロックであっても評価可能なインターロッキングブロックの凍結融解試験方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために、特定の試験条件でインターロッキングブロックの凍結融解抵抗性を評価することを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［３］を提供するものである。

［１］インターロッキングブロック供試体の一部を水に浸漬しながら、所定サイクルの凍結及び融解を行った後の、当該インターロッキングブロック供試体の質量減少率を測定してインターロッキングブロックの凍結融解抵抗性を評価するインターロッキングブロックの凍結融解試験方法であって、
前記供試体の高さの１０〜３０％まで水に浸漬し、
−１７±７℃で１５〜１７時間の凍結と５℃以上で７〜９時間の融解を１サイクルとする凍結及び融解を１００〜２００サイクル行う、
ことを特徴とするインターロッキングブロックの凍結融解試験方法、を提供する。
［２］質量減少率が１質量％以下であれば凍結融解抵抗性を有すると評価する［１］に記載のインターロッキングブロックの凍結融解試験方法、を提供する。
［３］インターロッキングブロックが保水性インターロッキングブロックである［１］又は［２］に記載のインターロッキングブロックの凍結融解試験方法、を提供する。

本願について説明する。図１は、本発明の試験方法の凍結時の概念図を示している。凍結に用いる冷凍庫１１にはフォースターの市販冷凍庫を選定した。フォースター冷凍庫は、冷凍負荷温度が−１８℃以下であり、容易に入手可能である。冷凍庫の底に水１２をはり、底面から離間させる治具１３のうえに、供試体２０を載置した。

本発明では、インターロッキングブロック供試体２０の高さの１０〜３０％（好ましくは１１〜２５％、より好ましくは１２〜２０％）までを水１３に浸漬しなから、凍結及び融解のサイクルを行う。水の浸漬高さが前記範囲外では、特に、保水性インターロッキングブロックの評価が暴露試験と乖離する虞がある。

本発明では、凍結は−１７±７℃（好ましくは−１８±５℃）で１５〜１７時間行う。また、融解は、冷凍庫から取り出して、５℃以上（好ましくは７〜２０℃、より好ましくは９〜１６℃）で７〜９時間行う。凍結条件と融解条件が前記範囲外では、特に、保水性インターロッキングブロックの評価が暴露試験と乖離する虞がある。なお、前記温度は、測定環境の温度であり、公定法における供試体中心の温度ではない。

本発明では、上記条件の凍結と融解を１サイクルとする凍結及び融解を１００〜２００サイクル（試験期間の短縮の観点から、好ましくは１００〜１２０サイクル、より好ましくは１００サイクル）行う。当該サイクル数が、前記範囲外では、特に、保水性インターロッキングブロックの評価が暴露試験と乖離する虞がある。

本発明の凍結融解試験においては、凍結時に用いる冷凍庫として、ＪＩＣＣ９６０７におけるスリースター室又はフォースター室を使用することができる。

本発明において、インターロッキングブロック供試体の寸法は、評価精度等の観点から、実施工で使用するインターロッキングブロックと同じ寸法とすることが好ましい。例えば、縦２０ｃｍ×横１０ｃｍ×高さ６ｃｍのインターロッキングブロックを施工する場合は、本発明におけるインターロッキングブロック供試体の寸法も縦２０ｃｍ×横１０ｃｍ×高さ６ｃｍとすることが好ましい。
なお、実施工で使用するインターロッキングブロックが大型（縦横３０ｃｍ以上）の場合は、供試体の冷凍庫への格納や取り出しにおけるハンドリング性の観点から、当該供試体として、実施工で使用するインターロッキングブロックよりも上下面の面積を小さくした供試体を使用してもよい（なお、供試体の高さは実施工で使用するインターロッキングブロックと同じとする）。例えば、縦５０ｃｍ×横５０ｃｍ×高さ８ｃｍのインターロッキングブロックを施工する場合は、本発明におけるインターロッキングブロック供試体の寸法を、例えば、縦２０ｃｍ×横１０ｃｍ×高さ８ｃｍとしてもよい。

本発明では、凍結及び融解を１００〜２００サイクル行った後の質量減少率が１質量％以下であれば、当該インターロッキングブロックは凍結融解抵抗性を有すると評価する。なお、本発明では、同一のコンクリートで供試体を３個以上作成して試験を行い、その平均値で評価することが好ましい。

本発明の凍結融解試験方法は、普通、透水性、及び保水性インターロッキングブロックの評価が可能である。特に、従来は評価が困難であった保水性インターロッキングブロックであっても暴露試験と同様の凍結融解抵抗性を評価することができる。

本発明は、専用の試験装置を用いなくてもインターロッキングブロックの凍結融解抵抗性を評価できるうえ、従来は評価が困難であった保水性インターロッキングブロックであっても暴露試験と同様の凍結融解抵抗性を評価できるインターロッキングブロックの凍結融解試験方法を実現した。

本試験方法の凍結時の概念を示した模式図である。

（１）使用材料
以下の材料を使用した。
セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
細骨材：山砂（静岡県掛川市産）
粗骨材：砕石２００５（茨城県桜川市産）
６号砕石（茨城県桜川市産）
７号砕石（茨城県桜川市産）
水：水道水
メタカオリン：ブレーン比表面積１００００ｃｍ^２／ｇパーライトＢＦ粉（パーライトの製造工程で得られるバックフィーダー粉）：平均粒径２００μｍ以下、吸水率６０質量％
ＡＬＣ廃材：粒径１〜４ｍｍ、吸水率６５質量％
ロックウール廃材：粒径５ｍｍ以下、吸水率７０質量％
（２）コンクリートの配合
下記表１に各インターロッキングブロックの上記材料の組成配合（単位ｋｇ／ｍ^３）を示す。表１中の「種別」は、インターロッキングブロックのタイプとその曲げ強度（単位ＭＰａ）を示す。「その他」中の括弧内は、使用した材料名である。

（３）供試体の製造
コンクリートの混練はパン型ミキサを使用して、各材料を一括してミキサに投入して混練した。各コンクリートを使用して、縦２０×横１０ｃｍ×高さ６ｃｍの供試体を作製した。なお、透水性インターロッキングブロックと保水性インターロッキングブロックは、それぞれ規格値を満足するものであった。

（４）凍結融解試験（実施例）
各供試体の下部１ｃｍを水に浸漬しながら、−１８±５℃で１５〜１７時間の凍結と１４±３℃で７〜９時間の融解を１サイクルとする凍結及び融解を１００サイクル行った後、供試体の質量減少率を測定した。該質量減少率が１質量％以下であれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。評価は３個の供試体の平均値で行った。なお、凍結に用いる冷凍庫はフォースター室（市販品）を使用した。

（５）暴露試験
各供試体を、北海道札幌市郊外で１０年間屋外暴露後、当該供試体の相対動弾性係数（ＪＩＳＡ１１４８に準拠）を測定した。該相対動弾性係数が６０％以上であれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。評価は３個の供試体の平均値で行った。

（６）比較例１
ＡＳＴＭＣ１６４５（水中）に準拠して各供試体を質量損失量で評価した。該質量損失量が、２５サイクルで２００ｇ／ｍ^２以下、５０サイクルにおいて５００ｇ／ｍ^２以下のどちらかを満足すれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。

（７）比較例２
従来から提案されている簡易試験方法（コンクリート工学年次論文集，Vol.33，No.1の９４７−９５２頁参照）に準拠して評価した。具体的には、凍結条件−２０℃で１６時間、融解条件５℃で８時間を１サイクルとした。インターロッキングブロックは、水へ浸漬後、表乾状態にして、凍結融解を繰返した。融解中はブロックの水分が損失するので、ビニールフィルムで覆うことで水分の損失をとどめた。また、測定時には、多少の水分が損失する可能性があることから、同一条件下で評価を行うために、測定前に約３０分、測定後に約１０分水に浸漬させて表乾状態に再調整を行った。５０サイクル後に相対動弾性係数が６０％以上であれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。

（８）比較例３
ＪＩＳＡ１１４８（Ａ法：水中）に準拠して各供試体を相対動弾性係数で評価した。３００サイクル後に相対動弾性係数が６０％以上であれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。

（９）比較例４
ＪＩＳＡ１１４８（Ｂ法：気中）に準拠して各供試体を相対動弾性係数で評価した。３００サイクル後に相対動弾性係数が６０％以上であれば凍結融解抵抗性を有する（○）と評価した。以上の諸結果を表２に纏めて示す。

表２から、比較例１〜４の方法では、暴露試験の結果と異なる評価になることが示された。一方、本発明の凍結融解試験方法では、全てのインターロッキングブロックにおいて暴露試験と同様の評価が得られることがわかる。特に、従来は評価が困難であった保水性インターロッキングブロックであっても暴露試験と同様の凍結融解抵抗性を評価できる。

（１０）比較例５
表１のＬ又はＰの配合の供試体を使用して、当該供試体の下部３ｃｍを水に浸漬したこと以外は、上記実施例と同様にして凍結及び融解を行い、凍結融解抵抗性を評価した。その結果、Ｌ及びＰの配合の供試体の両方とも、凍結融解抵抗性は×となり、暴露試験の結果と乖離した。

（１１）比較例６
表１のＬ又はＰの配合の供試体を使用して、２５０サイクルの凍結及び融解を行ったこと以外は、上記実施例と同様にして凍結及び融解を行い、凍結融解抵抗性を評価した。その結果、Ｌ及びＰの配合の供試体の両方とも、凍結融解抵抗性は×となり、暴露試験の結果と乖離した。

１１冷凍庫
１２水
１３離間治具
２０供試体

Claims

インターロッキングブロック供試体の一部を水に浸漬しながら、所定サイクルの凍結及び融解を行った後の、当該インターロッキングブロック供試体の質量減少率を測定してインターロッキングブロックの凍結融解抵抗性を評価するインターロッキングブロックの凍結融解試験方法であって、
前記供試体の高さの１０〜３０％まで水に浸漬し、
−１７±７℃で１５〜１７時間の凍結と５℃以上で７〜９時間の融解を１サイクルとする凍結及び融解を１００〜２００サイクル行う、
ことを特徴とするインターロッキングブロックの凍結融解試験方法。
質量減少率が１質量％以下であれば凍結融解抵抗性を有すると評価する請求項１に記載のインターロッキングブロックの凍結融解試験方法。
インターロッキングブロックが保水性インターロッキングブロックである請求項１又は請求項２に記載のインターロッキングブロックの凍結融解試験方法。