JP2000193579A - コンクリ―トの流動性評価方法および流動性調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧入工法に用いられるコンクリートの流動性
を、複雑な試験装置や方法を用いず,経験を要さず簡易
に評価できるコンクリートの流動性評価方法を提供す
る。 【解決手段】 小径端を開閉蓋２で閉鎖し,かつ下にし
て床Ｆ上の円筒５に保持した逆さスランプコーン１に、
練り終えたコンクリート６を充填し、開閉蓋２を開放し
てからコンクリート６が流れ落ちてしまうまでの流出時
間を測定する。単位モルタル量およびセメントペースト
量／モルタル量比を変化させたコンクリートについて、
逆さスランプコーン１による流出時間の測定を繰り返
し、流出時間が２秒以下になったときのコンクリートの
配合を、圧入施工に適したコンクリートの配合として決
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、柱や壁等の型枠で
囲まれた空間に圧入により打設されるコンクリートの流
動性評価方法および流動性調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートは、セメント,水,砂等の細
骨材,礫等の粗骨材,増粘剤や減水剤等の混和剤を混練し
たものであるが、後打ち壁等に圧入工法で打設されるコ
ンクリートは、鉄筋が配設された型枠内の狭い空間をコ
ンクリートが骨材分離を起こさずに良好に流れていく性
能,換言すれば良好な流動性と間隙通過性および材料分
離に対する抵抗性,つまり良好なワーカビリティー(作業
性)を有している必要がある。特に、壁型枠のように、
鉄筋が配筋され、流動幅が狭く、かつ流動距離が長い部
位の圧入に用いるコンクリートには、良好なワーカビリ
ティーが必要である。上記ワーカビリティーの第１要因
である流動性は、生コンクリートの含水量に依存する流
動性を表わすコンシステンシーと、セメントや骨材粒子
間の摩擦や噛み合いの程度とによって決まり、コンシス
テンシーは、JIS A 1101で定められたコンクリートのス
ランプ試験で調べることができる。しかし、スランプ試
験では、間隙通過性および材料分離に対する抵抗性は、
目視により判断するため、定量的な評価ができず、人に
よって判断基準がバラツク。

【０００３】上記流動性に加えて第２要因である材料分
離に対する抵抗性を調べる方法として、高流動コンクリ
ート等のワーカビリティー試験に用いられるＬ型フロー
試験が知られている。このＬ型フロー試験は、縦400(厚
さ80)mm×横1000(厚さ160)mmのＬ字状縦断面をもつ奥行
200mmの両端が開口した中空箱体を用い、箱体縦部分に
単位モルタル量および(セメントペースト量／モルタル
量)比を種々変化させた供試コンクリートを装入し、こ
のコンクリートが箱体横部分に流れ出たフロー距離,フ
ロー速度および箱体縦部分のコンクリート沈下量からコ
ンクリートの降伏値と塑性粘度を評価するものである。
ここで、降伏値とは、コンクリートを応力-ひずみ速度
の関係が線形になる塑性流動体(ビンガム流体)と見なし
た場合、コンクリートが流動し始める応力であり、塑性
粘度とは、流動後のコンクリートの流動性を表わす指標
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンクリー
トの流動性は、既述の如くコンシステンシーの他にセメ
ントや骨材粒子間の摩擦や噛み合いの程度で決まり、粗
骨材と細骨材は、天然物であって採取場所や製造方法に
よって性状にバラツキがあるため、コンクリートの組成
配合を一定にしても流動性は一定にならない。そのた
め、圧入施工に先立って、特定の骨材を選び、組成配合
を決めてコンクリートを混練し、試験施工によってその
コンクリートのワーカビリティーの良否および圧入工法
への適正を判断する必要があり、この判断には経験者が
要るか、そうでなければ試行錯誤を重ねざるをえず、試
験施工にも手間や費用がかかるという問題がある。従
来、コンクリートのワーカビリティーを調べる方法とし
て、例えば特許公報第2745479号,特開昭63−44077号公
報,特開平9−250980号公報,特開平9−318622号公報,特
開平10−176982号公報に記載の種々の手法が提案されて
いるが、いずれの方法も試験装置や試験方法が複雑であ
るとか、測定や評価に手間がかかるとかいった問題があ
る。

【０００５】高流動コンクリートに適用される上記Ｌ型
フロー試験を例に挙げると、特定の骨材を用い,単位モ
ルタル量とセメントペースト量／モルタル量比とを変化
させた種々の供試コンクリートについて、それらの降伏
値と塑性粘度を回転翼型粘度計で測定する一方、上述の
Ｌ型中空箱体および縦部分から横部分への移行部に障害
物鉄筋を設けた同寸法のＬ型中空箱体の各縦部分に上記
供試コンクリートを装入し、夫々についてフロー距離を
測定し、両者のフロー距離が同じ場合に圧入施工に適
と、そうでない場合に圧入施工に不適と判定した。

【０００６】図５(Ａ),(Ｂ)は、上記Ｌ型フロー試験に
おけるフロー距離を横軸に,降伏値と塑性粘度を縦軸に
とって、試験結果である圧入施工の適否を○×で表わし
ている。図５(Ａ)を見ると、フロー距離が短く(180mm),
降伏値が高い(24kgfcm)所にも○があり、フロー距離が長
く(430mm),降伏値が低い(18kgfcm)所にも×があること
から、適否が混在していてグラフ上で明確に区分できな
いことが判る。試験結果を塑性粘度で整理した図５(Ｂ)
を見ても、同様に適否が混在していて、グラフ上で適否
を明確に区分できない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、圧入工法に用い
られるコンクリートの流動性つまりワーカビリティー
を、複雑な試験装置や方法を用いず,経験を要さず簡易
に評価でき、圧入工法に適した配合比のコンクリートを
迅速に決定することができるコンクリートの流動性評価
方法および流動性調整方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１のコンクリートの流動性評価方法は、両端が開
口した截頭円錐形の筒体に、この筒体の小径端を閉鎖
し,かつ下にして保持して練り終えたコンクリートを充
填し、上記小径端を開放してから上記コンクリートが流
れ落ちてしまうまでの流出時間を測定して、コンクリー
トの流動性の良否を判定することを特徴とする。

【０００９】単位モルタル量とセメントペースト量／モ
ルタル量比とを変化させた種々の供試コンクリートにつ
いて、請求項１の流動性評価方法で測定された流出時間
を横軸にとり、供試コンクリートの降伏値と塑性粘度を
夫々縦軸にとって、同じ供試コンクリートについてのＬ
型フロー試験と障害物の鉄筋を設けたＬ型フロー試験の
結果である圧入施工の適否をプロットしたところ、流出
時間が短く,降伏値および塑性粘度が低い領域に適が集
まるという顕著な相関関係が確かめられた。従って、円
錐台状容器からコンクリートが流れ落ちるまでの流出時
間を測定し、測定した時間が上記適域に入るか否かを判
断するだけで、複雑な試験装置や方法および経験を要さ
ずに、圧入施工に対するそのコンクリートの適否を容易
かつ直ちに判定することができる。

【００１０】請求項２のコンクリートの流動性評価方法
は、上記截頭円錐形の筒体が、スランプコーンであるこ
とを特徴とする。請求項２の流動性評価方法では、截頭
円錐形の筒体が、コンクリートのコンシステンシーを調
べるのに広く用いられているスランプコーンであるの
で、一層簡易に圧入施工に対するそのコンクリートの適
否を判定できる。

【００１１】請求項３のコンクリートの流動性評価方法
は、測定した上記流出時間が２秒以下であるとき、コン
クリートの流動性が良好と判定することを特徴とする。
請求項３の流動性評価方法では、円錐台状容器をスラン
プコーンにした場合の流出時間でみた上記適領域は、２
秒以下であることが確かめられている。従って、圧入施
工に対するコンクリートの適否を一層簡易かつ確実に判
定できる。

【００１２】請求項４の発明は、型枠で囲まれた空間に
圧入して打設されるコンクリートの流動性調整方法であ
って、セメントと骨材と水を混和剤とともに混練して配
合したコンクリートを、小径端を閉鎖し,かつ下にして
保持したスランプコーン内に充填した後、上記小径端を
開放してから上記コンクリートが流れ落ちてしまうまで
の流出時間を測定し、測定した流出時間が２秒を超える
場合、単位モルタル量またはモルタル量に対するセメン
トペースト量の比を変化させて配合を調整したコンクリ
ートについて、上記スランプコーンによる流出時間の測
定を繰り返し、流出時間が２秒以下になったときのコン
クリートの配合を、圧入打設時のコンクリートの配合と
して決定することを特徴とする。

【００１３】単位モルタル量とセメントペースト量／モ
ルタル量比とを変化させた種々の供試コンクリートにつ
いて、請求項４の流動性調整方法で測定された流出時間
を横軸にとり、供試コンクリートの降伏値と塑性粘度を
夫々縦軸にとって、同じ供試コンクリートについてのＬ
型フロー試験結果である圧入施工の適否をプロットした
ところ、流出時間が２秒以下で,降伏値および塑性粘度
が低い領域に適が集まるという顕著な相関関係が確かめ
られた。従って、スランプコーンからコンクリートが流
れ落ちるまでの流出時間が２秒を超える場合は、単位モ
ルタル量またはセメントペースト量／モルタル量比を変
化させて配合を調整したコンクリートについて、流出時
間の測定を繰り返し、流出時間が２秒以下になったとき
のコンクリートの配合を圧入施工に用いればよいので、
圧入施工に適したコンクリートを、複雑な試験装置や方
法および経験を要さずに迅速かつ確実に決定することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。この実施の形態では、セメント
に普通ポルトランドセメントを用い、水セメント比が圧
入施工で一般的な57〜42％の範囲になるように水,骨材,
混和剤を加えて混練したコンクリートを用いた。圧入施
工で良好なワーカビリティーを得るには、圧力に対する
変形抵抗,つまり降伏値が小さく、その変形に対して材
料が分離しない程度の塑性粘度が要求され、降伏値およ
び塑性粘度は、コンクリートの単位モルタル量とセメン
トペースト量／モルタル量比とに密接に関係する。そこ
で、単位モルタル量(コンクリート１m³当たりのモルタ
ル量:リッター)およびセメントペースト量／モルタル量
比(％)を変化させた種々の供試コンクリートについて、
それらの降伏値と塑性粘度を回転翼型粘度計で測定する
一方、これらの供試コンクリートを、既に述べた障害物
鉄筋のないＬ型中空箱体および障害物鉄筋あるのＬ型中
空箱体の縦部分に装入して、横部分へのフロー距離を夫
々測定し、両者のフロー距離が同じ場合を圧入施工に適
と、後者のフロー距離が前者のフロー距離より短い場合
を圧入施工に不適と判定し、これを圧入施工に適したコ
ンクリートの調合基準の前提とした。

【００１５】図１は、上記圧入施工試験の結果を、単位
モルタル量を横軸に,セメントペースト量／モルタル量
比を縦軸にとり、適,不適を図中の○,×で示しており、
図中の破線から上の領域が圧入施工に適したコンクリー
トの配合組成の範囲であることが判る。従って、圧入施
工に用いるコンクリートは、図１の破線から上の適領域
の単位モルタル量およびセメントペースト量／モルタル
量比に調合される。

【００１６】図２は、請求項２,３に記載のコンクリー
トの流動性評価方法の一例を示している。この流動性評
価方法は、図２(Ａ)に示すように、JIS A 1101のスラン
プ試験で規定された円錐台状のスランプコーン１を用
い、このスランプコーン１(高さ30cm)の小径端(10cmφ)
に開閉蓋２を設け,かつ下にして、スランプコーン１の
中間外周部に設けた鍔部３を床Ｆに載置した円筒５の頂
部で保持し、鍔部４をもつ頂部の大径端(20cmφ)から、
上記圧入施工に適した配合組成のコンクリート６をショ
ベル７により一杯に装入する。次いで、図２(Ｂ)に示す
ように、下端の開閉蓋２を一気に開いて、図２(Ｃ)に示
すように、スランプコーン１内のコンクリート６を流れ
落とさせるとともに、開閉蓋２を開いた時点からコンク
リート６が流れ落ちてしまうまで(図２(Ｄ)参照)の流出
時間を測定する。そして、測定した流出時間が２秒以下
であるコンクリートを圧入施工に適したコンクリートと
判定するのである。

【００１７】上記適否の判定基準となる流出時間を２秒
としたのは、図３に示す実験事実に基づく。即ち、段落
［0014］で述べたように回転翼粘度計で降伏値,塑性粘
度が、Ｌ型フロー試験と障害物の鉄筋を設けたＬ型フロ
ー試験による圧入施工の適否が夫々既に求まっている種
々の供試コンクリートについて、上述のスランプコーン
１による流出時間の測定を行なった。そして、測定した
流出時間を横軸に、上記降伏値,塑性粘度を夫々縦軸に
とって、圧入施工の適,否を○,×で図中に示したのが、
図３(Ａ),(Ｂ)である。図３(Ａ),(Ｂ)を見ると、左下の
１点鎖線で囲まれた領域に○印が集まっていて顕著な相
関性が認められ、流出時間が２秒以下の場合に、降伏値
が20kgfcm以下(圧力に対する変形抵抗が小さい)、塑性
粘度が1kgfcm/rpm以下(変形に対して材料が分離しない
程度の塑性粘度)となって、圧入施工に適したワーカビ
リティーのコンクリートが得られることが判る。

【００１８】上記実施の形態では、円錐台状の容器に、
コンクリートのコンシステンシーを調べるのに広く用い
られているスランプコーン１を使用し、流出時間が２秒
以下であるか否かで適否を判定しているので、圧入施工
に対するコンクリートの適否を非常に簡易かつ迅速に判
定できるという利点がある。なお、本発明の流動性評価
方法には、上記スランプコーンに限らず、請求項１に記
載の円錐台状に容器を用いることもでき、その場合の適
否判定に用いる流出時間は、実験で得られる２秒以外の
時間とすればよい。

【００１９】図４は、本発明の請求項４に記載のコンク
リートの流動性調整方法の一例を示すフローチャートで
あり、流動性調整はこのフローチャートにより次のよう
に行なわれる。まず、ステップＳ１の仮配合計画で、採
取場所等によって異なる細骨材(砂)や粗骨材(礫)の性状
も考慮して圧入施工に用いるコンクリートのセメント,
水,骨材,混和剤の組成配合を決める。次に、ステップＳ
２で、上記組成配合に基づきそのコンクリートの単位モ
ルタル量およびセメントペースト量／モルタル量比を計
算する。そして、計算した単位モルタル量およびセメン
トペースト量／モルタル量比が図１の圧入適領域にある
か否かを、ステップＳ３で判断し、適領域になければ、
ステップＳ８に進んで、セメントペースト量を増やす
か,細骨材の割合(単位モルタル量)を増やして組成配合
が適領域に入るように調整した後、ステップＳ２に戻る
一方、適領域にあれば、ステップＳ４に進んで、上記組
成配合の材料を混練する。

【００２０】次いで、混練したコンクリートを、ステッ
プＳ５で、図２で述べた逆さのスランプコーン１に一杯
に装入し、下端の開閉蓋２を開いてからコンクリート６
が流れ落ちてしまうまでの流出時間を測定する。そし
て、測定した流出時間が２秒以下であるか否かを、ステ
ップＳ６で判断し、２秒以下であれば、良好な圧入施工
のワーカビリティーを有するので、ステップＳ７に進ん
でその組成配合を打設時のコンクリートの配合として決
定する一方、２秒を超える場合は、ステップＳ８に進ん
で、流出時間を短縮すべくセメントペースト量を増やす
か,細骨材の割合(単位モルタル量)を増やした後、ステ
ップＳ２に戻り、ステップＳ６で肯となるまで、Ｓ２〜
Ｓ６,Ｓ８のステップを繰り返す。このように、上記実
施の形態のコンクリートの流動性調整方法は、単位モル
タル量およびセメントペースト量／モルタル量比を変化
させて配合を調整したコンクリートについて、逆さスラ
ンプコーンを用いた流出時間の測定を繰り返し、流出時
間が２秒以下になったときのコンクリートの配合を圧入
施工に用いればよいので、従来のように複雑な試験装置
や方法および経験を要さず、採取場所等によって異なる
骨材(砂,礫)の性状に無関係に、容易,迅速かつ確実に圧
入施工に適したコンクリートの配合を決定することがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
のコンクリートの流動性評価方法は、両端が開口した截
頭円錐形の筒体に、この筒体の小径端を閉鎖し,かつ下
にして保持して練り終えたコンクリートを充填し、上記
小径端を開放してから上記コンクリートが流れ落ちてし
まうまでの流出時間を測定して、コンクリートの流動性
の良否を判定するので、円錐台状容器からコンクリート
が流れ落ちるまでの流出時間を測定し、測定した時間が
上記適域に入るか否かを判断するだけで、複雑な試験装
置や方法および経験を要さずに、圧入施工に対するその
コンクリートの適否を容易かつ直ちに判定することがで
きる。

【００２２】請求項２のコンクリートの流動性評価方法
は、上記截頭円錐形の筒体が、スランプコーンであるの
で、一層簡易に圧入施工に対するそのコンクリートの適
否を判定できる。また、請求項３のコンクリートの流動
性評価方法は、逆さスランプコーンを用いて測定した流
出時間が２秒以下であるとき、コンクリートの流動性が
良好と判定するので、圧入施工に対するコンクリートの
適否を一層簡易かつ確実に判定できる。

【００２３】請求項４の圧入江法によるコンクリートの
流動性調整方法は、セメントと骨材と水を混和剤ととも
に混練して配合したコンクリートを、小径端を閉鎖し,
かつ下にして保持したスランプコーン内に充填した後、
上記小径端を開放してから上記コンクリートが流れ落ち
てしまうまでの流出時間を測定し、測定した流出時間が
２秒を超える場合、単位モルタル量またはモルタル量に
対するセメントペースト量の比を変化させて配合を調整
したコンクリートについて、上記スランプコーンによる
流出時間の測定を繰り返し、流出時間が２秒以下になっ
たときのコンクリートの配合を、圧入打設時のコンクリ
ートの配合として決定するので、流出時間が２秒を超え
る場合は、単位モルタル量またはセメントペースト量／
モルタル量比を変化させて配合を調整したコンクリート
について、流出時間の測定を繰り返し、流出時間が２秒
以下になったときのコンクリートの配合を圧入施工に用
いればよいから、圧入施工に適したコンクリートを、複
雑な試験装置や方法および経験を要さずに容易,迅速か
つ確実に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 コンクリートの単位モルタル量を横軸に,セ
メントペースト量／モルタル量比を縦軸にとって、本発
明による圧入施工の適,不適を○,×で示した図である。

【図２】 請求項２,３に記載のコンクリートの流動性
評価方法の一例を示す図である。

【図３】 逆さスランプコーンを用いた供試コンクリー
トの流出時間の測定値を横軸に,回転翼粘度計で測定し
た供試コンクリートの降伏値,塑性粘度を縦軸にとっ
て、本発明による圧入施工の適,否を○,×で示した図で
ある。

【図４】 本発明の請求項４に記載のコンクリートの流
動性調整方法の一例を示すフローチャートである。

【図５】 従来のＬ型フロー試験におけるコンクリート
のフロー距離を横軸に, 回転翼粘度計で測定した上記コ
ンクリートの降伏値と塑性粘度を縦軸にとって、試験結
果である圧入施工の適否を○×で表わした図である。

【符号の説明】

１…スランプコーン、２…開閉蓋、３,４…鍔部、５…
円筒、６…コンクリート、７…シャベル、Ｆ…床。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 起橋 孝徳 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 河野 政典 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 Ｆターム(参考） 4G055 AA01 EA03 FA05 4G056 DA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が開口した截頭円錐形の筒体に、こ
   の筒体の小径端を閉鎖し,かつ下にして保持して練り終
   えたコンクリートを充填し、上記小径端を開放してから
   上記コンクリートが流れ落ちてしまうまでの流出時間を
   測定して、コンクリートの流動性の良否を判定すること
   を特徴とするコンクリートの流動性評価方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコンクリートの流動性
   評価方法において、上記截頭円錐形の筒体は、スランプ
   コーンであることを特徴とするコンクリートの流動性評
   価方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のコンクリートの流動性
   評価方法において、測定した上記流出時間が２秒以下で
   あるとき、コンクリートの流動性が良好と判定すること
   を特徴とするコンクリートの流動性評価方法。
4. 【請求項４】 型枠で囲まれた空間に圧入して打設され
   るコンクリートの流動性調整方法であって、 セメントと骨材と水を混和剤とともに混練して配合した
   コンクリートを、小径端を閉鎖し,かつ下にして保持し
   たスランプコーン内に充填した後、上記小径端を開放し
   てから上記コンクリートが流れ落ちてしまうまでの流出
   時間を測定し、測定した流出時間が２秒を超える場合、
   単位モルタル量またはモルタル量に対するセメントペー
   スト量の比を変化させて配合を調整したコンクリートに
   ついて、上記スランプコーンによる流出時間の測定を繰
   り返し、流出時間が２秒以下になったときのコンクリー
   トの配合を、圧入打設時のコンクリートの配合として決
   定することを特徴とするコンクリートの流動性調整方
   法。