JP2005249630A - フレッシュコンクリートの全量検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的に供給されるコンクリート全量に対し、所要のスランプの範囲にあるかどうかを容易に判定することができ、品質変動等により特定スランプに対して過大なスランプであるコンクリート或いは過小なスランプであるコンクリートを排除することが可能となり、不適切なコンクリーとの打設に起因するジャンカ、ひび割れ等の品質問題の回避につながるフレッシュコンクリートの全量検査方法及びその装置を提案する。
【解決手段】投入部６より投入したフレッシュコンクリート４を、投入時の勢いを制御する制御手段を介して、投入部対向低部に於いて下縁より水平跳ね出し板９を突設した流出口１０より流出し、上記流出口１０の開口面積を、特定スランプのコンクリート４が上記流出口を通過し、且つ、特定スランプ未満のコンクリート４が投入量に対して流出量不足となる如く、予め特定された設定値とした。
【選択図】図１

Description

本発明はフレッシュコンクリートの全量検査方法及びその装置に関し、詳しくは、建築又は土木構造物に用いるコンクリートを建築現場に受け入れる際に実施するフレッシュコンクリートの性能評価のための検査方法とその装置に関する。

一般コンクリートは作業性の良さは「ＪＩＳ Ａ １１０１コンクリートのスランプ試験方法」によるスランプで代表される。スランプはサンプリングした試料をコーン状の容器に詰め、容器を上方に抜き取った後、コンクリートの元の高さからの下がりを測定して得られ、この値が小さい程硬いコンクリート、値が大きいほど柔らかいコンクリートと判断する。スランプ試験は採取サンプルを対象とした抜き取り検査である。

フレッシュコンクリートの性状のうちスランプは施工性，充填性と密接に関係するのでスランプの確認は重要であり、コンクリートの受け入れ時に発注時に指定したとおりのものが納入されているか受け入れ検査を行う。

スランプ試験のほかにも、高強度コンクリートや高流動コンクリートでは粘性や骨材の分離抵抗性を評価する必要があり、スランプ試験におけるコンクリートの広がりを測定するスランプフロー試験やＬフロー試験（特許文献１参照）やＯロート試験（特許文献２参照）などが提案されているが、一般のコンクリートへの適用は困難である。また、いずれもサンプリング試料を対象とした抜き取り試験となっている。

一般コンクリートを対象とした流動性評価方法として、傾斜型Ｌフロー試験が提案されているが（特許文献３参照）、サンプリング試料を対象としており、コンクリー全量の検査はすることが出来ない。

また、コンクリートの流動性を連続的に評価する検査装置が提案されている（特許文献４参照）。この全量検査装置は、高流動コンクリートを対象にポンプ配管の筒先に受けホッパーを、またそれに繋がるＵ字管及び流出口を設けたもので、高流動性のコンクリートを通過させた際に詰まりを生じない高さにホッパーの高さを設定したことを特徴としているが、一般的なコンクリートに適用すると高低差をかなり大きくする必要があり、かつ施工に支障のない速度での流動が困難なこと、不適切なコンクリートと判断された場合の圧送配管中のコンクリートの撤去作業に手間が掛かることなどの理由から実用に供さない。

また、高流動コンクリートのように非常に流動性の高いコンクリートを対象としたもので、一般のコンクリートを採用した場合は水平に流動しにくいため適用ができないコンクリート全量検査器が提案されている（特許文献５参照）。

更に、受け入れホッパーに連続的にコンクリートを投入し、接続するＵ字状の曲がり管を通って落差により流出口まで自己流動させ、流動しない場合は流動性が悪く不合格と判断し打設を中止する生コンクリートの流動性検査方法も提案されている（特許文献６参照）。この方法は、高流動性コンクリートや高流動モルタルおよび締め固めを充分行わない軟練りコンクリートを主眼においており、一般的なコンクリートに適用するには、生コン車のシュートの最高高さとコンクリートポンプ車のホッパー高さの関係から自己流動する程の落差はとれないため実用に供しない。

いずれも高流動コンクリートのように非常に自己流動性が高いコンクリートに対して流動性の評価や分離抵抗性、間隙通過性の評価を目的とするものであり、普通のコンクリートに適用することは出来ない。
特許第２５８９７５７号公報 特許第２９８４０８７号公報 特開平２−２０８５６４号公報 特開平９−３２８８９９号公報 特開２００３−４７２８号公報 特開平１０−３１８９０３号公報

レディーミクストコンクリート工場で製造されたレディーミクストコンクリートは、コンクリート運搬車で建設現場に輸送される。その受入れ時のフレッシュコンクリート性状の検査・確認は、「ＪＡＳＳ５ 使用するコンクリートの品質管理・検査」により、受入れ時随時、或いは強度試験採取時、或いは打ち込み中に品質変化が認められた場合に実施されることとなっている。５０〜１５０ｍ³ に一回程度の頻度でスランプの確認がなされている。これをコンクリート運搬車に換算すると１０〜３０台に１台程度の頻度で抜き取り検査のスランプ試験を実施している。また、ワーカビリティは目視により検査している。全てのコンクリートに対し、コンクリートの硬さが適格であるか判定し、不適格なコンクリートを排除することができる検査方法或いは装置があれば、信頼性の高い高品質躯体の構築が可能となる。

本発明は、従来困難であった一般的な、例えば、スランプ８〜２３cmのコンクリートを対象として、連続的に供給されるコンクリート全量に対し、所要のスランプの範囲にあるかどうかを容易に判定することができ、品質変動等により特定スランプに対して過大なスランプであるコンクリート、或いは過小なスランプであるコンクリートを排除することが可能となり、不適切なコンクリートの打設に起因するジャンカ，ひび割れ等の品質問題の回避につながるフレッシュコンクリートの全量検査方法及びその装置を提案するものである。

本請求項１発明は、上記課題を解決するため、投入部より投入したフレッシュコンクリートを、投入時の勢いを制御する制御手段を介して、投入部対向底部に於いて下縁より水平跳ね出し板を突設した流出口より流出し、上記流出口の開口面積を、特定スランプのコンクリートが上記流出口を通過し、且つ、特定スランプ未満のコンクリートが投入量に対して流出量不足となる如く、予め特定された設定値としたことを特徴とするフレッシュコンクリートの全量検査方法として構成した。

本請求項２発明は、上記流出口より流出したコンクリートのヘッド高さをセンシングするとともに、上記特定スランプのコンクリートの想定されるヘッド高さより低いことで上記特定スランプを越えるコンクリートと判別する請求項１記載のフレッシュコンクリートの全量検査方法として構成した。

本請求項３発明は、コンクリートを投入する投入部と、コンクリートの投入時の勢いを制御する機能をもつ邪魔板と、コンクリートを流出する流出部とからなる容器状であって、上記流出部は、上記投入部対向底部に於いて下縁に水平跳ね出し板を突出した流出口を備えるとともに、上記流出口の開口高さを、特定スランプのコンクリートが上記流出口を通過し、且つ、上記特定スランプ未満のコンクリートが投入量に対して流出量不足となる如く、予め特定された設定値であることを特徴とするフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本請求項４発明は、上記投入部より投入された上記特定スランプ未満のコンクリートの、投入量に対する流出量不足を検知する検知システムを備えてなる請求項３発明のフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本請求項５発明は、上記投入量に対する流出量不足を検知する検知システムが、上記流出口下流に設けたポンプ車のホッパーと、該ホッパー内に流出したコンクリート界面レベルを検知するレベル計とを備えてなる請求項４発明のフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本請求項６発明は、上記流出口より流出するコンクリートのヘッド高さをセンシングして、上記特定スランプのコンクリートの想定されるヘッド高さより低いことで上記特定スランプを越えるコンクリートと判定する検知システムを設けてなる請求項３記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本請求項７発明は、上記検知システムが、上記流出口上方に一端を回動可能に連結するとともに、上記流出口より流出するコンクリート上に自由端を載置する揺動板と、該揺動板の高さを検知するレーザー変位計とを備えてなる請求項６記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本請求項８発明は、上記流出口の開口高さの調整を行う調整機構を備えてなる請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置として構成した。

本発明によるフレッシュコンクリートの全量試験方法及びその装置によれば、使用するコンクリートの全量について所定の範囲の性能を有しているか判定でき、コンクリートの品質変動により過度に硬いコンクリートや過度に柔らかい分離気味のコンクリーとを排除することが可能となる。これにより、硬すぎるコンクリートの使用による充填不良や、柔らかい分離気味のコンクリートの使用による不均質やひび割れを低減することができ、信頼性の高い、高品質躯体の構築が可能となる。

本発明のフレッシュコンクリートの全量検査方法及び装置は、その打設にあたり目的とする特性を備えたものであるか否か、その全量に対して逐次検査しながらの使用が可能な方法及び装置であり、例えば、コンクリート運搬車とコンクリートポンプ車との間，或いはコンクリート運搬車とバケットとの間に配置して検査するものである。

図１は本発明の検査方法を採用した本発明装置の一例を示すもので、装置１は、枠組足場２上に載置されてシュート３からのコンクリート４をポンプ車５に流出する如く配置されている。また、装置１は、図２に示す如く、コンクリートの投入部６と、コンクリートの投入時の勢いを制御する機能をもつ邪魔板７と、コンクリートを流出する流出部８とを備えた容器状をなし、また、上記流出部８は、上記投入部対向低部に於いて下縁に水平跳ね出し板９を突出した流出口10を備えている。

更に図３に概略図で示す如く、前壁11と、両側壁12、底壁13及び後壁14を備えた上端開口の箱型をなし、開口した後部上方を投入部６とし、また、投入部６の対向底部である前壁11下部に上記流出口10を開口している。また、投入部６と流出口10の中間部には、投入時のコンクリートの勢いを弱め直接的に投入部から流出口にコンクリートが流れることを防止する上記邪魔板７を設けている。邪魔板７は、前壁11上部より後方を向いた傾斜状に両側壁12間に掛け渡して構成している。更に、後壁14は投入したコンクリートが円滑に流出口10に到達するとともに、装置内残留物を極力少なくするために、開口縁より前方へ傾斜下降し且つ中央部より両側壁に向かって広がる如く形成しており、具体的には、上端縁部を後方へ平面視台形状に突出させ、また、突出した中央の二頂点から各側壁12の後部下端とを結ぶ一辺を斜辺として水平上辺及び側壁後辺とで直角三角形状をなす一対の三角板状部14a ，14a を両側に、前記各斜辺を両側傾斜辺とする正面視台形状で前方へ傾斜下降する台形状部14b を中央に、それぞれ配置した形態に後壁14を形成している。

尚、装置の具体的形状としてはこれに限られず、例えば、図７に示す如く、邪魔板７として、両側壁12の中央部に後方を向いた傾斜状に掛け渡した中央邪魔板7aと、その上縁に間隔を開けて下縁を配置して後方を向いた傾斜状に両側壁12間に掛け渡した上部邪魔板7bとで構成する如く分割した邪魔板を用いても良く、後壁14も単なる傾斜させたものであっても良い。また、稀に固まり状のコンクリートが混入することがあるため、全量検査装置へ入るのを避けるために、投入部に骨材の分離が生じ難い５０〜１００mm程度のメッシュを設置することも可能である。

また、水平跳ね出し板９は、流出口10から流出したコンクリートの案内を目的とし、また、後述する特定スランプを越えるコンクリートを検知する検知システムを採用する際に必要となる。水平跳ね出し板９の突出幅Ｄは特に限定されないが、例えば０〜４０cm程度の突出幅が採用される。

本発明方法では上記流出口10の開口面積の突出幅を予め特定された設定値としている。硬いコンクリートは流出口の開口面積が小さいほど流れにくくなるが、流出口10の開口面積を予め特定された適切な設定値とすることにより、特定スランプのコンクリートが上記流出口を通過し、また、特定スランプ未満（特定スランプのものより硬い，或いは流動性に乏しいもの等）のコンクリートは流出口を通過しないか或いは投入量に対して流出量が少なくなり、その結果、放置すれば流出口上流がオーバーフローする等の現象が発生する。上記特定スランプとしては、良好な施工が行えることが知られている、例えばＪＩＳ Ａ １１０１試験に於いて８〜２３cm程度のコンクリートを採用する。

従って、この特定スランプのコンクリートと上記開口面積との相関性を調べ、この特定スランプのコンクリートに対応する開口面積を予め設定しておき、この予め特定した設定値の開口高さに於いて、特定スランプのものより硬い，或いは流動性に乏しい特定スランプ未満のコンクリートが、投入量に対して流出量が少なくなり放置すれば流出口上流にオーバーフローする等の現象を発生し、過小スランプを検知することができ、結果としてコンクリートの供給ができなくなり、不適切なコンクリートを排除することが可能となる。

また、上記装置１は、上記投入部６より投入された特定スランプ未満のコンクリートの挿入量に対する流出量不足を検知する検知システムを備えている。この検知システムは、上記流出口10下流に設けたポンプ車５のホッパー15と、該ホッパー15内に流出したコンクリート４の界面レベルを検知するレベル計16とを備えている。ホッパー15内に流出したコンクリート４はポンプ車５により順次供給されるため、装置１内に投入量に対する流出量不足が生じる場合にはホッパー15への流出量が減少し、従ってホッパー15内のコンクリート界面レベルをモニタリングしておき，或る閾値以上にレベルが下がったときに過小スランプであると判定することができる。この様な検知システムを設けることにより、上記過小スランプの検出が可能であるとともに、生コン車の操作人がコンクリートを荷卸しするときの速度をホッパーのレベルがある一定範囲になるようコントロールする目安となる。

レベル計16は、例えば図４に示す如く、上下動可能なフロート17をコンクリート界面に載置し、コンクリート界面の上下動によりフロート17が上下動し、所定の値以上にレベルが下がった時にマイクロスイッチ18が作動し、連繋させた回転灯等の警報ランプや警報ブザー等により通報する。尚、図中19はフロート17の上下動に連動して上下動するレベル表示を示す。

一方、流出口を流出したコンクリートでも、予め特定された基準値外（許容の範囲を越える柔らかいもの，流動性の大きいもの等）のコンクリートが存在する。これらは打設コンクリートが不均質となる等の不都合を生じる虞があり、それらを排除する必要性を求められる。本発明装置１はこれらの特定スランプを越えるコンクリートを判別するため、上記流出口10より流出するコンクリート４のヘッド高さをセンシングする検知システムを設けている。この検知システムは、上記流出口より流出したコンクリートのヘッド高さをセンシングするとともに、上記特定スランプのコンクリートの想定されるヘッド高さと比較して、それより低いことで特定スランプを越えるコンクリートであると判定するもので、特定したスランプの許容範囲を越える柔らかいコンクリートは流出速度が速く設定した開口面積に対してコンクリート流出断面積が小さくなる。コンクリートの投入速度が大きくなっても流出速度も速くなるため、結局コンクリート界面と開口高さとの隙間は大きくなる。この隙間を計測特定することにより特定スランプを越えることを判定する。

図示例では、上記流出口10上方に一端を回動可能に連結するとともに、上記流出口10より流出するコンクリート４上に自由端を載置する揺動板20と、該揺動板20の高さを検知するレーザー変位計21とを備えた検知システムを設けている。図５に於いて、流出口10より流出したコンクリート４のヘット高さＨ₁ が特定したスランプのコンクリート４の想定されるヘッド高さＨ₂ より低いことで、特定スランプを越えるコンクリートであると判定し、連繋させた回転灯等の警報ランプや警報ブザー等により通報する。尚、レーザー変位計21に変えて上記揺動板の角度をレバー型リミットスイッチにより検出しても良く、その他、流出するコンクリーヘッドの高さをセンシングすることができれば種々の方法を採用できる。また、変位計に判定機能が無い場合、計測データの記録、ネットワークを介しての離れた場所からの判定の確認のためには、データを有線あるいは無線でパソコン端末等に転送するよう構成すると良い。

また、上記流出口10は、その開口高さＨを調整することによりその開口面積を調整することができる調整機構を備えている。図示例では、前壁11前面に可動板22を上下動可能に設け、この可動板22を上下動させることにより流出口10の開口高さを調整できる如く構成している。可動板22の上下動にはその上部に連繋させた螺子棒23をハンドル24にて回転させることにより、螺合した連繋部分が上下動する如く構成している。尚、調整幅は適宜選択すればよく、特に限定されないが、例えば、４〜２０cmの範囲で調整できると良い。

また、上記水平跳ね出し板９も、その突出幅を調整できる調整機構を備えている。図示例では、水平跳ね出し板９を流出口10前方へ先端を突出し、後端を装置１後方へ突出する長板27の先端部として構成しており、この長板27を装置後方で前後させることによりその突出幅を調整する如く構成している。また、装置１が検査中かどうかの判断を下すには、検査装置の底面に接触型リミットスイッチを設置しておき、荷重がかからない場合に電源が入らないようにしておくことも可能である。また、容器の両側に発光及び受光の光電センサーを取り付けることでコンクリートを投入中がどうかを判定することも可能である。

上記の如く構成した装置１を使用して、上記開口高さＨの設定値を特定する例を以下に示す。表１の調合のコンクリートを生コン工場で製造し、アジテータ車とポンプ車の間に図１に示す配置で図２に示す試験装置を配置し、表２の設定条件で投入速度を10ｍ³ ／Ｈ，20ｍ³ ／Ｈ，40ｍ³ ／Ｈとして生コンクリートを投入した。投入後の閉塞の有無、オーバーフローの有無、及び、図５の方法で流出口とコンクリート界面までの隙間をレーザー変位計21で計測した。結果を表３及び表４に示す。尚、グラフは表４をブラフ化したものである。

表１に於いて、セメントは普通ポルトランドセメントを使用し、化学混和剤としてセメント重量の０．２５％のＡＥ減水剤を使用し、調合は、水セメント比５５％一定として、練り上がり時のスランプが１２．５cm，１５cm，１８cm，２１cm，２２．５cmとなるよう単位推量，細骨材料を決定した。

試験結果より、スランプに対して閉塞あるいはオーパーフローするときの開口高さの設定が可能となる。また、レーザー変位計による流出部の揺動板20の変位測定結果から、測定スランプに対して過大スランプとなる場合は１０〜５０mm程度の差が生じており、この差を検出することで過大スランプの判定が可能となる。以上のことから指定スランプに対し、下限の硬いコンクリートが納入されると閉塞或いはオーバーフローする開口寸法に設定し、過小スランプを検出し、上限のチェックは所定の流動部の高さで行うことで過大スランプを検出することができることが確認できた。

本発明装置の使用状態を説明する説明図である。（実施例１） 本発明装置の側面図である。（実施例１） 本発明装置の概略斜視図である。（実施例１） 本発明装置に設置するレベル計を示す正面図である。（実施例１） 本発明装置に設置する検知システムを示す説明図である。（実施例１） 本発明装置の使用状態を説明する説明図である。（実施例１） 本発明装置の概略斜視図である。（実施例２）

符号の説明

１…全量検査装置，２…枠組足場，３…シュート，４…コンクリート，５…ポンプ車， ６…投入部，７…邪魔板、８…流出部，９…水平跳ね出し板，10…流出口，11…前壁， 12…側壁，13…底壁，14…誘導壁，15…ホッパー，16…レベル計，17…フロート，
18…マイクロスイッチ，19…レベル表示，20…揺動板，21…レーザー変位計，
22…可動板，23…螺子棒，24…ハンドル，25…目盛り，26…針，27…長板，
Ｈ…開口高さ，Ｄ…突出幅

Claims (8)

1. 投入部より投入したフレッシュコンクリートを、投入時の勢いを制御する制御手段を介して、投入部対向底部に於いて下縁より水平跳ね出し板を突設した流出口より流出し、上記流出口の開口面積を、特定スランプのコンクリートが上記流出口を通過し、且つ、特定スランプ未満のコンクリートが投入量に対して流出量不足となる如く、予め特定された設定値としたことを特徴とするフレッシュコンクリートの全量検査方法。
2. 上記流出口より流出したコンクリートのヘッド高さをセンシングするとともに、上記特定スランプのコンクリートの想定されるヘッド高さより低いことで上記特定スランプを越えるコンクリートと判別する請求項１記載のフレッシュコンクリートの全量検査方法。
3. コンクリートを投入する投入部と、コンクリートの投入時の勢いを制御する機能をもつ邪魔板と、コンクリートを流出する流出部とからなる容器状であって、上記流出部は、上記投入部対向底部に於いて下縁に水平跳ね出し板を突出した流出口を備えるとともに、上記流出口の開口高さを、特定スランプのコンクリートが上記流出口を通過し、且つ、上記特定スランプ未満のコンクリートが投入量に対して流出量不足となる如く、予め特定された設定値であることを特徴とするフレッシュコンクリートの全量検査装置。
4. 上記投入部より投入された上記特定スランプ未満のコンクリートの、投入量に対する流出量不足を検知する検知システムを備えてなる請求項３発明のフレッシュコンクリートの全量検査装置。
5. 上記投入量に対する流出量不足を検知する検知システムが、上記流出口下流に設けたポンプ車のホッパーと、該ホッパー内に流出したコンクリート界面レベルを検知するレベル計とを備えてなる請求項４発明のフレッシュコンクリートの全量検査装置。
6. 上記流出口より流出するコンクリートのヘッド高さをセンシングして、上記特定スランプのコンクリートの想定されるヘッド高さより低いことで上記特定スランプを越えるコンクリートと判定する検知システムを設けてなる請求項３記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置。
7. 上記検知システムが、上記流出口上方に一端を回動可能に連結するとともに、上記流出口より流出するコンクリート上に自由端を載置する揺動板と、該揺動板の高さを検知するレーザー変位計とを備えてなる請求項６記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置。
8. 上記流出口の開口高さの調整を行う調整機構を備えてなる請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のフレッシュコンクリートの全量検査装置。

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