JP2004301577A

JP2004301577A - コンクリートの空気量測定方法

Info

Publication number: JP2004301577A
Application number: JP2003092922A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shioda; 博之塩田
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】高精度で、且つ、現場の管理試験として手軽に行える簡便性を有した人工軽量粗骨材を用いるコンクリートの空気量測定方法を提供する。
【解決手段】ｘを見掛け上空気量（％）、ｙをモルタル空気量（％）とした場合に、ｙ＝０．３ｘ−０．８の式を用いて、測定試料のコンクリートの測定した見掛け上空気量から、モルタル空気量を算定する。式の適用範囲を、見掛け上空気量ｘは１０％以上、２０％以下の範囲とする。見掛け上空気量とモルタル空気量との関係を、例えば、見掛け上空気量１％刻み毎に、それぞれモルタル空気量を対応させた換算表を予め用意しておけば、現場では一々計算することなくモルタル空気量を求めることができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶乾状態の軽量粗骨材を用いたコンクリートの空気量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの空気量を測定する方法はＪＩＳに幾つか規定されているが、しかし、これらの規定は、現場管理試験、精度の観点からみて、軽量粗骨材を用いたコンクリートの空気量測定方法としては十分とは言えない。
【０００３】
質量からフレッシュコンクリートの単位容積質量、空気量をそれぞれ求める方法（例えば、非特許文献１参照）があるが、単位容積質量はセメント及び骨材の密度によって大きく影響を受け、空気量に誤差を生じさせ易い。
【０００４】
また、最大寸法が５０ｍｍ以下の粗骨材を対象とする規定もある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
一方、現場で実施するという観点から、試験方法として簡便な規定もある（例えば、非特許文献３参照）。しかし、かかる規定は、最大寸法が４０ｍｍ以下の普通骨材に適用して有効な規定で、骨材修正係数が正確に求められない多孔質の骨材を用いたコンクリートに対しては適当な試験方法とは言い難い。
【０００６】
【非特許文献１】
ＪＩＳＡ１１１６「フレッシュコンクリートの単位容積質量試験方法及び空気量の質量による試験方法（質量方法）」
【０００７】
【非特許文献２】
ＪＩＳＡ１１１８「フレッシュコンクリートの空気量の容積による試験方法（容積方法）」
【０００８】
【非特許文献３】
ＪＩＳＡ１１２８「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法（空気室圧力方法）」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
絶乾状態の軽量粗骨材は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、連続気泡、あるいは独立気泡の多孔質（中が無数の空隙を有する）骨材である。この骨材を用いたコンクリートの空気量の測定方法として、現在のところ最も適切な試験方法としては、非特許文献２に記載の方法がある。しかし、この試験方法は、測定に多くの労力、時間、熟練度を要し、現場での管理試験には不向きである。
【００１０】
現場での管理試験としては、簡便、且つ迅速に求められる非特許文献３に規定の測定方法が好ましい。しかし、この方法では、絶乾状態の人工軽量粗骨材を用いたコンクリートの場合は、骨材中の空隙を含んだ見掛け上の空気量が測定されてしまう。本来測定すべきは、図７に示すように、コンクリートの空気量（ここでは「モルタル中の空気量」を指す）である。そのため、かかる測定方法は、正確な空気量の測定方法とは言えない。
【００１１】
このようにＪＩＳで規定されている前記空気量の測定方法には、それぞれ以下のような問題点がある。
【００１２】
すなわち、非特許文献１に記載の方法では、絶乾状態の人工骨材を用いた場合には、時間ととともに人工軽量骨材の密度が変化するので、空気量を正確に算出することができない。
【００１３】
非特許文献２に規定の方法では、人工軽量骨材のような多孔質の骨材を用いたコンクリートに対しても適用できる試験方法ではあるが、測定に多くの労力と時間を要し、管理試験方法としては難点があり、現場では使用できず実効性に乏しい。
【００１４】
非特許文献３に記載の方法は、現場で最も使用されている試験方法ではあるが、絶乾状態の人工軽量骨材を用いた場合には、骨材中の空隙も空気量として測定してしまうので、正確な空気量を求めることができない。
【００１５】
このように高精度で、現場管理試験に手軽に採用できるような実効性を有する人工軽量粗骨材の空気量測定方法は、現状では十分に確立されているとは言い難い。
【００１６】
コンクリートの空気量を測定する目的は、練り上がったコンクリートが設計の仕様を満足しているか否かを確認するために行うものであり、極めて重要な測定である。仕様を満足しない場合には、以下のような重大な問題が発生する。
【００１７】
すなわち、コンクリート中の空気量が４％以下、もくしは７％以上の場合、凍結融解抵抗性が著しく低下する。さらに、空気量が１％増加すると、圧縮強度が平均５％も低下する。
【００１８】
このようにコンクリート中の空気量がどの程度含まれるかによって、コンクリートの強度特性が大きく変わり、現場ではかかる空気量の測定を管理試験で確実に行うことが、コンクリートの現場品質管理として重要である。
【００１９】
そのため、コンクリートの空気量の測定方法としては、高精度に空気量の測定が行えることと、現場の忙しい環境条件の中でも手軽に、間違いなく行える方法であることが好ましい。
【００２０】
測定が簡便に行えるということは、例えば、コンクリートのサンプリング回数を増やして管理試験を多く行うことができることに繋がり、品質管理をより行き届いたものにすることに繋がる重要な問題であると言える。
【００２１】
また、現場ではコンクリートミキサ車を必要以上に待たせずに管理試験を行うことができ、現場搬入用車両の運行管理上も極めて有効である。
【００２２】
本発明の目的は、高精度で、且つ、現場の管理試験として手軽に行える簡便性を有した軽量粗骨材を用いるコンクリートの空気量測定方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶乾状態の軽量粗骨材を使用するコンクリートの空気量測定方法であって、見掛け上空気量とモルタル空気量との相関関係を求めるための前記コンクリートの基準試料から、基準試料中の前記軽量粗骨材の空隙も含んだ前記見掛け上空気量を測定し、前記基準試料から、基準試料中の前記軽量粗骨材を除いたモルタルに含まれる前記モルタル空気量を測定し、測定された前記見掛け上空気量と、測定された前記モルタル空気量との相関関係を導き、前記基準試料とは異なる前記コンクリートの測定試料について測定した見掛け上空気量に対応するモルタル空気量を、前記相関関係から求めることを特徴とする。
【００２４】
かかる構成のコンクリートの空気量測定方法において、前記測定試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量が、前記基準試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量に比べて、絶対容積で、３００リットル／ｍ^３以上、５００リットル／ｍ^３以下の範囲で異なることを特徴とする。
【００２５】
上記いずれかのコンクリートの空気量測定方法において、前記相関関係とは、前記見掛け上空気量とモルタル空気量との２変数の関係を示す回帰直線式であることを特徴とする。
【００２６】
本発明は、絶乾状態の軽量粗骨材を使用するコンクリートの空気量の測定方法であって、ｘを見掛け上空気量（％）、ｙをモルタル空気量（％）とした場合に、ｙ＝０．３ｘ−０．８の式を用いて、測定した見掛け上空気量から、前記モルタル空気量を算定することを特徴とする。
【００２７】
かかる構成のコンクリートの空気量測定方法において、前記見掛け上空気量ｘは１０％以上、２０％以下の範囲で適用することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
本発明のコンクリートの空気量測定方法が有効に適用できるコンクリートは、絶乾状態の軽量骨材として、自然粗骨材、人工粗骨材を用いた軽量コンクリートである。
【００３０】
かかる軽量コンクリートは、例えば次のような使用材料を配合することにより製造できる。すなわち、セメントとしては、普通・早強ポルトランドセメント（ＪＩＳＲ５２１０）を使用することができる。
【００３１】
粗骨材は、絶乾乾燥状態（含水率０％）から、気乾状態（含水率５％）の人工軽量骨材である。例えば、人工軽量粗骨材として、例えば、単位容積質量０．７０〜０．９０ｋｇ／Ｌ、絶乾密度１．２０〜１．４０ｋｇ／Ｌ、実積率６０％、および吸水率１０％以下（２４時間）程度の諸物性を有する人工軽量粗骨材を使用することができる。
【００３２】
かかる人工軽量粗骨材としては、例えば、商品名「メサライト」（日本メサライト工業株式会社製品）、または「アサノライト」（日本セメント株式会社製品）あるいは、単位容積質量０．６０〜０．７０ｋｇ／Ｌ、絶乾密度０．９０〜０．９５ｋｇ／Ｌ、実積率６０％以上、吸水率１０％以下（２４時間）程度の諸物性を有する人工軽量粗骨材、商品名「スーパーメサライト」（日本メサライト工業株式会社製品）とする「原料：膨張頁岩系（非）造粒型」がある。
【００３３】
細骨材は、普通骨材及び人工軽量骨材とする。例えば、単位容積質量１．００〜１．２０ｋｇ／Ｌ、絶乾密度１．６０〜１．７５ｋｇ／Ｌ、および吸水率１５％以下（２４時間）程度の諸物性を有する人工軽量細骨材が該当する。より具体的には、例えば、商品名「メサライト」（日本メサライト工業株式会社製品）、または「アサノライト」（日本セメント株式会社製品）が挙げられ、「原料：膨張頁岩系非造粒型」で、これらは通常品（プレウエッテイング）を使用することができる。
【００３４】
混和剤は、コンクリート化学混和剤（ＪＩＳＡ６２０４）のＡＥ剤、および高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。
【００３５】
かかる配合材料を用いて、図１に示すように、以下の手順により絶乾状態の軽量骨材を用いたコンクリートの空気量の算定式を導いた。かかる算定式を求めるための基準試料としてのコンクリートは、セメント、水、細骨材、粗骨材、混和剤からなる図２の表１に示す組成を有しており、以下のようにして製造した。
【００３６】
すなわち、図２の表１の組成に合わせて、セメント、細骨材、粗骨材を秤量してミキサに投入し、３０秒攪拌する。その後、水、混和剤を図２の表１に示す組成比に合わせた量を投入し、さらに６０秒攪拌する。このようにして混練したコンクリートをミキサから取り出し、さらにスコップで数回かき混ぜた。
【００３７】
このようにして、ステップＳ１０で前記記載の人工軽量粗骨材を用いたコンクリートを製造する。製造されたコンクリートから２つの試料を採取する。一方の試料から、ステップＳ１１で、改良型エアメータにより「骨材中の空隙を含んだ見掛け上の空気量」を測定する。
【００３８】
他方の試料を、ステップＳ１２でウエットスクリーニングにより「モルタル」と「粗骨材」とに分ける。分けた「モルタル」を、ステップＳ１３で、モルタルエアメータによりモルタル空気量を測定する。
【００３９】
このようにして求めた見掛け上空気量と、モルタル空気量とを、図３の表２に示した。
【００４０】
上記表２の結果をプロットして、図４に示すように、相関図を作成する。図４に示すように、相関図から見掛け上空気量と、モルタル空気量との相関関係を適切に表す関係式を導いた。例えば、相関分析、あるいは最小二乗法等を利用して求めればよく、ステップＳ１４で、回帰直線として、ｘを見掛け上空気量（％）、ｙをモルタル空気量（％）とした場合に、ｙ＝０．３ｘ−０．８なる式を導いた。
【００４１】
コンクリートの現場管理では、上記式に測定した見掛け上空気量を代入することにより、モルタル空気量を求めることができる。しかし、実際には、一々算定式に代入して結果を求めるのは面倒なこともある。さらに、場合によっては、計算間違いを起こす可能性もある。
【００４２】
そこで、精度を損なわない範囲で、簡便に迅速にモルタル空気量を知る方法として、本発明者は、換算表を用いる方法を発案した。すなわち、図４に示す実験結果から判断して、上記算定式は、見掛け上空気量が１０％以上、２０％以下でよい相関関係を示すことが分かる。
【００４３】
そこで、ステップＳ１５で、見掛け上空気量を１０％以上から２０％以内の範囲で、１％刻みで、対応するモルタル空気量を上記式から算出して一覧とし、かかる一覧から一目でモルタル空気量の判断をステップＳ１６で行えるようにした。その様子を、図５の表３に示す。
【００４４】
ここで、見掛け上空気量を１％刻みとした理由は、圧縮強度を５％以内の範囲に抑えるためであり、より正確には、１％未満の刻みを行っても構わない。
【００４５】
かかる換算表から、例えば、求めた値に最も近い見掛け上空気量に対応するモルタル空気量を探せば、その値が求めるコンクリートの空気量と判断することができる。圧縮強度５％以内の誤差で、空気量の判断が行える。
【００４６】
すなわち、図５に示す換算表は、改良型エアメータで測定された「骨材中の空隙も含んだ見掛け上の空気量」に換算するための表であり、この換算表を用いることで、改良型エアメータで測定された「骨材中の空隙も含んだ見掛け上の空気量」を、計算することなく、一目で「モルタル中の空気量」を確認することができる。
【００４７】
このようにして見掛け上の空気量から、コンクリートの空気量を迅速に見出す方法は、本発明者により初めて提案されたものである。
【００４８】
本発明の適用に際しては、上記関係式を導いた基準試料と同様の組成の軽量コンクリートの空気量測定には勿論最適であるが、同種の軽量粗骨材を用いた軽量コンクリートであれば多少組成が異なった範囲のコンクリートに適用しても構わない。適用範囲としては、測定試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量が、基準試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量に比べて、絶対容積で、３００リットル／ｍ^３以上、５００リットル／ｍ^３以下の範囲で異なる場合には実用上問題なく適用することができる。
【００４９】
次に、測定試料の見掛け上の空気量を測定する方法について説明する。先ず、現場での管理試験の状況を考慮に入れると、非特許文献２に示すような簡便、且つ迅速な測定方法が求められる。そこで、本発明では、現場での管理試験が簡便且つ迅速にできること、及び従来の方法から余り逸脱した試験方法にならないことを目指して、測定方法を従来のエアメータを改良した程度で使用できるようにした。
【００５０】
絶乾状態の骨材は、骨材自身を軽量化するために、中が無数の空隙を有する多孔質材料である。そのため、従来のエアメータで本発明の測定対象とするコンクリートの空気量を測定すると、骨材の空隙を空気量として測定してしまう。そのため、測定器の針が振り切れて測定できないこととなる。
【００５１】
一方、種々の条件を想定し室内実験を行った結果、図３の表２に示すように、コンクリートの「骨材中の空隙も含んだ見掛け上の空気量」は、最大でも１８％であることが分かった。そこで、測定範囲を、余裕を見て、従来のエアメータの最大目盛り１０％を最大２０％まで拡大して対応した。
【００５２】
すなわち、従来のエアメータを改良して、図６に示すように、測定範囲を１０％から２０％まで測定範囲を拡大した。目盛り板を入れ換えるだけで十分に対応できる簡単なものである。
【００５３】
このようにして得られた改良型エアメータによる測定試料のコンクリートの見掛け上空気量測定は、従来のエアメータと同じ手順で行えばよい。
【００５４】
先ず測定対象となる製造したコンクリートを３層に分けて、図７に示す改良型エアメータ１０の容器１１に詰める。容器１１に詰める際には、各層毎に２５回突き棒で突く。突き棒が通らなくなるように各層毎に１０〜１５回木槌でたたく。このようにして三層に分けて詰めたコンクリートの表面を、最後に平らに均す。均した後、蓋１２を閉じる。
【００５５】
その後、全ての弁を閉じ、空気ポンプでエアメータ１０に圧力を加え、圧力計１３の指針を０の目盛りに合わせる。その後、作動弁を開く。作動弁を開きながら、木槌でエアメータ１０の側面を叩き、再び作動弁を開き「骨材中の空隙も含んだ見掛け上の空気量」を測定する。
【００５６】
このように本発明の空気量の測定方法では、絶乾状態の人工軽量粗骨材を用いたコンクリートの空気量を、従来とは異なる特殊な測定器を用いることなく従来のエアメータの目盛り範囲を改良する程度で測定することができる。そのため、操作には特段新たな手順や熟練を要さず、現場でも従来要領で簡単かつ正確に空気量の測定が行える。
【００５７】
このように簡便に、且つ精度高く空気量を測定できることで、絶乾状態の軽量骨材を用いたコンクリートの圧縮強度、耐久性（凍結融解抵抗性）等の品質管理を従来以上に効率的に、且つ、安定して行うことができる。
【００５８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で必要に応じて変更してもよい。
【００５９】
例えば、前記説明では、関係式を求める場合の基準試料として、前述の組成のコンクリートを使用したが、測定対象とするコンクリートの組成毎に、関係式を求めておけば、より正確な空気量を求めることができる。
【００６０】
併せて、前記説明の見掛け上空気量と、モルタル空気量との関係は、前記関係式に限定するものではなく、組成毎に、骨材種毎に、異なったものであっても構わない。
【００６１】
また、上記説明では、エアメータの目盛り範囲を拡大した改良型を示したが、換算表を適用する条件で使用することを前提として、見掛け上空気量を示す目盛りに代えてモルタル空気量を、あるいは見掛け上空気量とモルタル空気量を併記しておけば、一々換算表を確認する手間が省ける。
【００６２】
【発明の効果】
本発明により、絶乾状態の軽量粗骨材を用いた軽量コンクリートの精度の高い空気量の測定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る見掛け上空気量とモルタル空気量との関係を求める手順を示すフロー図である。
【図２】基準試料としてのコンクリートの組成を示す図表である。
【図３】コンクリートの見掛け上空気量と、それに対応したモルタル空気量との実験結果を示す図表である。
【図４】表２の結果から得られた見掛け上空気量と、モルタル空気量との相関図である。
【図５】見掛け上空気量からモルタル空気量を見出すための換算関係を示す図表である。
【図６】本発明で使用するエアメータの圧力計の目盛り状況を示す正面図である。
【図７】本発明で使用するエアメータにコンクリートを詰めた状態を示す断面説明図である。
【図８】（ａ）は骨材の連続気泡、（ｂ）は骨材の独立気泡の状況をそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
１０エアメータ
１１容器
１２蓋
１３圧力計

Claims

絶乾状態の軽量粗骨材を使用するコンクリートの空気量測定方法であって、
見掛け上空気量とモルタル空気量との相関関係を求めるための前記コンクリートの基準試料から、基準試料中の前記軽量粗骨材の空隙も含んだ前記見掛け上空気量を測定し、
前記基準試料から、基準試料中の前記軽量粗骨材を除いたモルタルに含まれる前記モルタル空気量を測定し、
測定された前記見掛け上空気量と、測定された前記モルタル空気量との相関関係を導き、
前記基準試料とは異なる前記コンクリートの測定試料について測定した見掛け上空気量に対応するモルタル空気量を、前記相関関係から求めることを特徴とするコンクリートの空気量測定方法。
請求項１記載のコンクリートの空気量測定方法において、
前記測定試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量が、前記基準試料に配合されている絶乾状態の軽量粗骨材の量に比べて、絶対容積で、３００リットル／ｍ^３以上、５００リットル／ｍ^３以下の範囲で異なることを特徴とするコンクンリート空気量測定方法。
請求項１または２記載のコンクリートの空気量測定方法において、
前記相関関係とは、前記見掛け上空気量とモルタル空気量との２変数の関係を示す回帰直線式であることを特徴とするコンクリートの空気量測定方法。
絶乾状態の軽量粗骨材を使用するコンクリートの空気量測定方法であって、
ｘを見掛け上空気量（％）、ｙをモルタル空気量（％）とした場合に、
ｙ＝０．３ｘ−０．８の式を用いて、
測定した見掛け上空気量から、前記モルタル空気量を算定することを特徴とするコンクリートの空気量測定方法。
請求項４記載のコンクリートの空気量測定方法において、
前記見掛け上空気量ｘは１０％以上、２０％以下の範囲で適用することを特徴とするコンクリートの空気量測定方法。