JP2007263921A

JP2007263921A - コンクリート可使時間の測定方法および測定器具

Info

Publication number: JP2007263921A
Application number: JP2006093157A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mitani; 裕二三谷; Satoshi Kajio; 聡梶尾; Hitoshi Fujita; 仁藤田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】プロクター貫入試験装置を用いずに、コンクリートの可使時間を簡単に測定することができる測定方法と測定器具を提供する。
【解決手段】コンクリート凝結時の歪みを計測することによってコンクリートの可使時間を把握することを特徴とするコンクリート可使時間の測定方法であり、具体的には、コンクリート凝結時の歪み発生開始時をコンクリートの凝結始発時とし、例えば、コンクリート内部に設置する拘束棒と該拘束棒に装着した歪みゲージとを有する測定器具を用い、この歪みゲージによってコンクリート凝結時の歪み発生開始時を計測してコンクリート可使時間を測定する方法と測定器具。
【選択図】図１

Description

本発明はコンクリートの可使時間を簡単に測定する方法と器具に関する。より詳しくは、本発明は、従来のプロクター貫入試験装置を用いずに、コンクリートの凝結開始時間（可使時間）を簡単に測定する方法と器具に関する。

コンクリートは流動性の大きいフレッシュコンクリートの状態から水和反応の進行によって次第に可塑性を失って凝結し硬化する。この流動性を有する状態から凝結開始までの時間がコンクリートの可使時間に相当する。コンクリートの凝結時間を測定する方法としては、日本工業規格（JIS A 6204：付属書１「コンクリートの凝結時間試験方法」）の方法が知られている。この試験方法はプロクター貫入抵抗針による方法であり、規格に従って採取した未凝結のコンクリート試料を用い、コンクリートの粗骨材を除去してモルタルとし、所定寸法の容器にこの試料を入れ、プロクター貫入試験装置によって貫入針を試料に差し込み、針の先端が試料中に２５mm貫入したときの単位面積当たりの抵抗値を測定する方法であり、貫入抵抗が３.５Ｎ/mm²になったときの接水からの時間を凝結開始時間とし、貫入抵抗が２８.０Ｎ/mm²になったときの時間を凝結終結時間としている。
ＪＩＳＡ６２０４：付属書１

上記貫入抵抗試験による凝結時間の測定方法では、貫入抵抗が２８.０Ｎ/mm²を超えるまで少なくとも６回以上貫入試験を繰り返すように規定されている。この貫入操作を繰り返すために試験時間を通じて作業員が操作に付き添うことになり、従って、従来の貫入抵抗試験は人手を要し、しかも作業が煩雑である。また、試験装置も嵩張るので場所がとられると云う問題がある。

また、例えば、超速硬性セメント（商品名ジェットセメント等）を用いたコンクリートは接水後に短時間で急激に凝結が起こるので、貫入針の差し込みを一定時間ごとに断続的に行う従来の貫入抵抗試験では凝結開始時間の検出が不明瞭になり、コンクリートの可使時間の把握が不正確になる問題がある。

本発明は、従来の貫入抵抗試験に代えて、簡便にコンクリートの凝結開始時間を検出して可使時間を把握することができる信頼性の高い測定方法と測定器具を提供する。

本発明は、以下の構成によって上記課題を解決したコンクリート可使時間の測定方法と測定器具に関する。
（１）コンクリート凝結時の歪みを計測することによってコンクリートの可使時間を把握することを特徴とするコンクリート可使時間の測定方法。
（２）コンクリート凝結時の歪み発生開始時をコンクリートの凝結始発時とする上記(１)に記載のコンクリート可使時間の測定方法。
（３）コンクリート内部に設置する拘束棒と、該拘束棒に装着した歪みゲージとを有し、歪みゲージによってコンクリート凝結時の歪み発生開始時を測定することを特徴とするコンクリート可使時間の測定器具。
（４）拘束棒に歪みゲージと共に拘束棒両端に端板が設けられている上記(３)に記載するコンクリート可使時間の測定器具。
（５）拘束棒の表面に、ゲージ装着部分を除いて、ネジ山が設けられている上記(３)または上記(４)に記載するコンクリート可使時間の測定器具。

本発明の測定方法は、コンクリート凝結時の歪みを計測することによってコンクリートの可使時間を把握する方法であるので、従来のプロクター貫入試験装置を用いずに、コンクリートの可使時間を容易に測定することができる。

本発明の測定方法は、コンクリートの凝結による歪みをコンクリート内部に設置される拘束棒の歪みゲージによって連続的に計測するので、歪み発生時点すなわち凝結始発時点を正確に検出することができ、セメント接水後からコンクリート凝結始発時に至る可使時間を正確に把握することができる。

本発明の測定方法は、コンクリートの凝結による歪みはコンクリート内部に設置される拘束棒の歪みゲージによって連続的に計測されるので、貫入針を繰り返し試料に差し込む必要がなく、測定作業を大幅に簡略化することができる。

さらに、本発明の測定方法によれば、コンクリートの凝結歪みを歪みゲージによって連続的に計測するので、凝結始発時点を容易に検出することができ、従って、例えば、超速硬性セメントを用いたコンクリートについても可使時間を正確に把握することができる。

また、従来の貫入抵抗試験装置は貫入針を差し込む手段を有しているので試験装置が大型化するが、本発明の測定方法はコンクリートを充填する小型の測定器具を用いればよいので、場所をとらず、簡単に可使時間を測定することができる。

以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。
本発明の測定方法は、コンクリート凝結時の歪みを計測することによってコンクリートの可使時間を把握する方法である。具体的には、コンクリート凝結時の歪み発生開始時をコンクリートの凝結始発時としてコンクリート可使時間を測定する方法である。セメントの水和反応が開始するとコンクリート中の水分が水和反応に消費され、消費された水の体積分だけコンクリートが収縮する。すなわち水和反応開始時がコンクリート収縮開始時（凝結始発時）に相当するので、コンクリートの歪み発生開始時を測定すれば、コンクリートの凝結の始発時を特定することができ、セメント接水後からコンクリート凝結始発時に至る可使時間を正確に把握することができる。

また、膨張材を添加したコンクリートの場合には、水和反応によってコンクリートが凝結して膨張するので、この膨張歪みを測定することによって凝結始発時を特定することができ、セメント接水後からコンクリート凝結始発時に至る可使時間を正確に把握することができる。

本発明の測定方法に用いる測定器具の一例を図１〜図４に示す。図１の測定器具１０は、コンクリート１５の内部に設置する拘束棒１１と、該拘束棒１１の表面に装着した歪みゲージ１４とによって形成されており、歪みゲージ１４は外部の記録装置（図示省略）に接続されている。拘束棒１１は鋼製の棒を用いることができる。

図２に示すように、拘束棒１１を内部に埋め込んだコンクリート１５の凝結が開始すると、コンクリート１５に歪みが発生するので、この歪みが歪みゲージ１４によって連続的に測定される。測定した歪みの連続的な変化によって歪みの発生開始時を特定することができ、これによって可使時間を把握することができる。

図３の測定器具１０は、拘束棒１１に歪みゲージ１４と共に端板１２、１３を設けた装置例である。端板１２、１３は拘束棒１１の両端に相対向して設けられており、溶接などによって拘束棒１１に一体に固定されている。図４に示すように、端板１２、１３の間にコンクリート１５を充填し、拘束棒１１がコンクリート１５の内部に埋め込まれた状態で使用される。図３の測定器具においても、図１の測定装置と同様に、歪みゲージ１４によってコンクリート１５の歪みを測定し、歪み開始時点（凝結始発時点）を検出して可使時間を把握することができる。

図１および図３の何れの測定器具においも、拘束棒１１とコンクリート１５の接合性を高めるために、拘束棒１１の表面にはゲージ装着部分を除いてネジ山を設けたものが好ましい。また図３に示す端板１２，１３を設けた測定器具１０において、端板１２，１３の面積Ａｃと、拘束棒１１の断面積Ａｓの比Ｐ％（Ｐ＝Ａｓ／Ａｃ×１００：拘束鋼材比）が小さいほど（拘束棒の径が細い）、コンクリートの長さ変化に対する追従性が良いが、拘束棒１１が細過ぎると歪みゲージ１４を貼り付けるのが難しくなるので、拘束棒１１の直径は５mm〜１０mm程度（拘束鋼材比０.２〜０.５％）が好ましい。

なお、図１の測定器具は拘束棒１１の両端に端板を有していないが、拘束棒１１の長さが十分に確保されていれば、端板を設けなくてもコンクリート１５の歪みを測定することができるので、端板は必ずしも設けなくてもよい。一方、図３の測定器具によれば、拘束棒１１の長さが比較的短くてもコンクリート１５の歪みを測定することができるので、測定器具１０を十分に小型化できる利点がある。

以下、本発明の実施例を示す。
図３に示す測定器具を用い、端板の間にコンクリートを充填して凝結させ、凝結による長さ変化をゲージ１４で測定した。この結果を図５および図６に示した。なお、図５には無拘束状態で測定した結果を対比して示した。また、従来のプロクター貫入試験による始発点の測定例を示した。

使用した測定器具の仕様、充填したコンクリートの種類を以下に示す。
（１）測定器具：端板間の鋼棒長さ４００mm、端板面積１００mm四方、拘束鋼材比０.２％および０.５％の二種、歪みゲージ長さ約１０mm。
（２）図５は超速硬性セメント(商品名：スーパージェットセメント)を用いたコンクリートの一例。
（３）図６は普通ポルトランドセメントに膨張材を配合したコンクリートの一例。

〔実施例１〕
超速硬性セメント(商品名：スーパージェットセメント)を用いたコンクリートについて歪み測定した。この結果を図５に示した。超速硬性セメントを用いたコンクリートは、接水後４０分程度は歪みの変化が殆どないが、この初期時間の経過直後に急激にコンクリートが凝結して収縮し始め、約３０分の間に極小点まで収縮し、その後２〜３時間はやや長さが戻った後は最終的に材齢１０日前後に拘束収縮歪みが−２００〜−１５０（×１０^-6mm）に達する。

本発明の測定方法によれば、接水後の初期状態から凝結開始後の急激な歪みの変化を連続的に測定するので、凝結開始点（図中Ａ点：材齢０.０３日）が明確であり、接水後から凝結開始時間に至る可使時間（約４３分）を正確に把握することができる。なお、プロクター貫入試験において、プロクターの貫入時間の間隔が長すぎると、例えば、プロクターを差し込む時間が図中Ｂ点、Ｃ点であると、正確な凝結開始時間を把握するのが難しく、可使時間の測定が不正確になる。

一方、従来の規格（JIS A 6204：付属書１「コンクリートの凝結時間試験方法」）に基づくプロクター貫入試験によって、短時間にプロクターを貫入して測定した場合の凝結始発時点と本発明の方法によって測定した凝結始発時点（図中Ａ点）とは良く一致しており、従って、本発明の測定方法は従来の規格に基づく測定方法に代替可能であることが確認された。

〔実施例２〕
普通ポルトランドセメントに膨張材を配合したコンクリートについて歪み測定した例を図４に示す。この例では、普通ポルトランドセメントに膨張材を配合したコンクリートは、接水後から約６時間経過まで歪みは実質的に変化せず、水和反応が進行してコンクリートの凝結が始まると材齢（経過時間）に比例して膨張歪みが増加し、材齢１日前後に拘束膨張歪みが３００（×１０^-6mm）以上に達する。本発明の測定方法によれば、図４に示すように、歪みの変化を連続的に測定するので、凝結開始時点（材齢約０.２７日）が明確であり、コンクリートの可使時間（約６.５時間）を正確に把握することができる。

本発明に係る測定器具の概略図図１の測定器具を用いた測定方法の概略説明図本発明に係る他の測定器具の概略図図３の測定器具を用いた測定方法の概略説明図実施例１の結果を示すグラフ実施例２の結果を示すグラフ

符号の説明

１０−測定器具、１１−拘束棒、１２および１３−端板、１４−歪みゲージ、１５−コンクリート。

Claims

コンクリート凝結時の歪みを計測することによってコンクリートの可使時間を把握することを特徴とするコンクリート可使時間の測定方法。
コンクリート凝結時の歪み発生開始時をコンクリートの凝結始発時とする請求項１に記載のコンクリート可使時間の測定方法。
コンクリート内部に設置する拘束棒と、該拘束棒に装着した歪みゲージとを有し、歪みゲージによってコンクリート凝結時の歪み発生開始時を測定することを特徴とするコンクリート可使時間の測定器具。
拘束棒に歪みゲージと共に拘束棒両端に端板が設けられている請求項３に記載するコンクリート可使時間の測定器具。
拘束棒の表面に、ゲージ装着部分を除いて、ネジ山が設けられている請求項３または４に記載するコンクリート可使時間の測定器具。