JP2008261724A

JP2008261724A - 回転粘度計

Info

Publication number: JP2008261724A
Application number: JP2007104627A
Authority: JP
Inventors: Tadao Mishima; 直生三島
Original assignee: Mie University NUC
Current assignee: Mie University NUC
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】コンクリート工事は，施工条件に適したフレッシュコンクリートの流動性の決定や経時変化の考慮，振動締め固めの方法やその程度など，長年の経験に基づいて決定された，いわば「確実な経験則」で行われてきた。そこで、正確なレオロジー値の評価手段を提供する。
【解決手段】ロータが細孔材料で構成されることを特徴とする回転粘度計であって、該細孔材料が硬化モルタル製であることを特徴とする回転粘度計を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体特に高濃度サスペンションのレオロジー測定用回転粘度計のロータの材質に関わる技術である。

近年の，鉄筋コンクリート構造物の構造設計技術および使用材料の多様化・高度化に対して，施工技術に関しては立ち後れている感が否めない。これまでのコンクリート工事は，施工条件に適したフレッシュコンクリートの流動性の決定や経時変化の考慮，振動締め固めの方法やその程度など，長年の経験に基づいて決定された，いわば「確実な経験則」で行われてきた。

一方、研究室レベルの研究としては，フレッシュコンクリートの流動性の評価方法として，レオロジーを導入した研究が比較的多く報告されている。前述の共通の尺度となり得るのは，現時点ではレオロジー定数が最も有望である。

しかし，各研究における測定値はまちまちで，レオロジー定数として確定的な値が示されるには至っていない。これには大きく分けて以下のような問題があるためと考えられる。
i) レオロジーモデルとしてビンガムモデルを仮定している
ii) レオロジー試験装置の測定結果のみを評価の対象としている

このような問題に関しては，高濃度サスペンションに特有な性質を考慮し，振動による流動化や経時変化，閉塞などといった実施工における様々なフレッシュコンクリートの挙動を表現できる，高精度かつ実用的なレオロジーモデルの構築および定量化が早急に行われる必要があり，同時に，その測定方法に関しても研究される必要がある。

そこで本発明は、流体特に高濃度サスペンションのレオロジーを精度良く測定するための回転粘度計特にそのロータの適正な材質を提供することにある。

ここにおいて、本発明者等は本課題を解決すべく鋭意検討し、種々の試行を繰り返した後、本発明に到達した。

すなわち本発明は、ロータが多孔質材料で構成されることを特徴とする回転粘度計であって、該多孔質材料が硬化モルタル製であることを特徴とする回転粘度計である。

本発明の回転粘度計を用いることによって、モルタル等の高濃度サスペンションのレオロジーを正確に評価できる。

以下に本発明の好適な一実施の形態を説明するが、本発明の技術的範囲は下記の実施形態によって限定されるものでなく、その要旨を変更することなく様々に改変して実施することができる。また本発明の技術的範囲は均等の範囲にまで及ぶこともある。

回転粘度計によるフレッシュモルタルやフレッシュセメントペーストの測定時に，最も問題となるのが内円筒表面におけるすべりである。そこで，内円筒表面のすべりの状態を変化させて，コンシステンシー曲線および試料内部の変形状態を以下の実施例によって評価した。

図１に示す試験装置を用い，内円筒を通常の金属製ロータおよび試料との付着を改善する目的で作成した硬化モルタル製ロータ（水／セメント=65重量%，細骨材容積比s/m=0.55，気中養生，材齢2ヶ月）の2種類を用いた。内円筒サイズはφ50×100(mm)とした。

表１に用いた試料の調合を，図２に測定方法の概要を示す。外円筒となるプラスチック製のφ100×130mmの型枠を仕切り版で区切り，2色に色分けした試料を半量ずつ充填〔図２(a)参照〕し，仕切版を撤去後に型枠ごと回転粘度計の回転台に固定し，内円筒を挿入〔図２(b)参照〕してコンシステンシー曲線の測定を行った。測定後はそのまま硬化させ，材齢7 日で型枠を脱型し，図２(c)のように切断して断面の変形状態を観察した。ただし，内円筒の下部に関しては，内円筒挿入時に着色試料の境界が乱されているため，変形状態は考察の対象外とする。

試料の着色には，フタロシアニンを主成分とする粉末の青色着色剤を0.5g/L添加した。コンシステンシー曲線の測定時には，それぞれせん断ひずみ速度を1.7→3.3→0.6→5.0→0.3→0.0 (/s)の順に連続して6水準に変化させ，各せん断ひずみ速度において1回転（360°）ずつ変形を与えた。コンシステンシー曲線を作成する際には各せん断ひずみ速度時に計測されたせん断応力を平均した値を用いた。
モルタル用回転粘度計と同時に，B型回転粘度計による測定（コンシステンシー曲線のみ）も行った。図３にB型回転粘度計で用いたロータの形状を示す。

図４に，試料が全断面で均等に変形したと仮定した場合のコンシステンシー曲線を示す。いずれの試料においてもB型回転粘度計のせん断応力が非常に小さい値となっている。また，モルタル用回転粘度計では，セメントペーストでは内円筒の種類によらず，ほぼ同一のコンシステンシー曲線が得られているのに対し，モルタルでは，金属製ロータのせん断応力がモルタル製ロータの場合と比べて非常に小さな値となっている。

図５に試料断面の変形状態を示すが，これから明らかなように，セメントペーストではロータの種類によらず類似な変形をしているのに対し，モルタルでは金属製ロータを用いた場合にほとんど試料が変形していないことが解る。この様な測定されるコンシステンシー曲線および試料の変形状態の差は，内円筒表面のすべりによるものと考えられる。

通常，レオロジー試験を行う際には微振動を加えて試料容器に試料を充填するが，このときに，試料容器側面および金属製ロータ表面には余剰水が集まり，すべり層が形成される。これに対して，硬化モルタル製ロータでは，ロータの挿入時に表面の細孔が試料から余剰水を吸水することにより，ロータ表面に極薄い低ｗ／ｃ（水／セメント）の層を形成するため，ロータ表面にすべり層が形成されにくくなる。以上より，このすべり層の影響により，一般に用いられる金属製のロータでは，試料の変形抵抗性を正確に評価できていない場合がある。また，B型回転粘度計のようなロータの表面積が小さい場合には，さらに不利な状況となるため，測定時には注意が必要となる。

モルタル用回転粘度計の概要を示す図である。本発明における測定方法を示す図である。本発明に用いたロータの形状を示す図である。コンシステンシー曲線を示す図である。試験後の試料断面の変形状態を示す図である。

Claims

ロータが多孔質材料で構成されることを特徴とする回転粘度計。
前記多孔質材料が硬化モルタル製であることを特徴とする請求項１に記載の回転粘度計。
前記回転粘度計が高濃度サスペンションのレオロジー測定用であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の回転粘度計。