JP2011075528A - Composition estimation method of concrete hardened body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition estimation method of a concrete hardened body capable of estimating composition accurately even in the case of the concrete hardened body including a limestone aggregate, fly ash or the like, and estimating the composition by a simple operation. <P>SOLUTION: In this composition estimation method of the concrete hardened body, a multi-valued image of the concrete hardened body is subjected to binarization processing by using a threshold for aggregate amount estimation, and an estimation value of a unit aggregate amount is calculated based on expression (1) from an aggregate area ratio calculated from an acquired binarization-processed image. In the expression (1), V<SB>agg</SB>is the 'aggregate area ratio (%)'. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for estimating the blend of a hardened concrete.

打設されたコンクリートの品質確認やコンクリート構造物の耐久性診断等のために、コンクリート硬化体の配合を推定する必要がある。特に、コンクリート硬化体の配合の中でも単位水量は、単位セメント量とともに打設されたコンクリートの強度等の品質に影響を与える要因の一つである。   It is necessary to estimate the mix of the hardened concrete in order to check the quality of the placed concrete and diagnose the durability of the concrete structure. In particular, the unit water amount is one of the factors affecting the quality such as the strength of the concrete placed together with the unit cement amount in the blended hardened concrete.

そのため、例えば、コンクリート構造物等のコンクリート硬化体においてひび割れ等が生じた場合に、それが配合不良による圧縮強度の低下を原因とするものであるのか、又は経年劣化による圧縮強度の低下を原因とするものであるのかを判断するためには、コンクリート硬化体の配合を正確に推定する必要がある。   Therefore, for example, when cracks or the like occur in a hardened concrete body such as a concrete structure, it is caused by a decrease in compressive strength due to poor blending, or due to a decrease in compressive strength due to deterioration over time. In order to judge whether it is what to do, it is necessary to estimate correctly the mixing | blending of a concrete hardening body.

従来、コンクリート硬化体の配合を推定する方法としては、コンクリート硬化体を所定の粒度に微粉砕した試料を塩酸で処理した後に、不溶残分及び酸化カルシウムを定量し、それを指標として単位骨材量及び単位セメント量を推定する方法(非特許文献1参照)、コンクリート硬化体を所定の粒度に微粉砕した試料をグルコン酸ナトリウムに溶解させ、その溶解量から単位セメント量を推定する方法(非特許文献2参照)等が提案されている。   Conventionally, as a method of estimating the mixing ratio of a hardened concrete body, after treating a sample obtained by pulverizing a hardened concrete body to a predetermined particle size with hydrochloric acid, insoluble residue and calcium oxide are quantified, and the unit aggregate is used as an index. A method for estimating the amount and unit cement amount (see Non-Patent Document 1), a method in which a sample obtained by pulverizing a hardened concrete to a predetermined particle size is dissolved in sodium gluconate, and the unit cement amount is estimated from the dissolved amount (non- Patent Document 2) has been proposed.

「コンクリート専門委員会報告 F−18 硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験報告」,社団法人セメント協会,昭和42年9月"Concrete Technical Committee Report F-18 Joint Test Report on Estimating Compounding of Hardened Concrete," Cement Association, September 1967 「グルコン酸ナトリウムによる効果コンクリートの単位セメント量試験方法」,日本非破壊検査協会規格,NDIS−3422,2002年"Method for testing the amount of cement in effect concrete with sodium gluconate", Japan Nondestructive Inspection Association Standard, NDIS-3422, 2002

しかしながら、上記非特許文献1に記載の方法は、以下に詳述するように、配合推定値の精度が低く、信頼性に欠けるという問題がある。   However, as described in detail below, the method described in Non-Patent Document 1 has a problem in that the accuracy of the blend estimated value is low and the reliability is lacking.

すなわち、上記非特許文献1に記載の方法は、0.1N塩酸にコンクリート試料を溶解させ、濾過して得られた残渣を骨材量としているため、塩酸に溶解し得る石灰石骨材を含むコンクリート硬化体には適用することができないという問題がある。   That is, in the method described in Non-Patent Document 1, a concrete sample containing a limestone aggregate that can be dissolved in hydrochloric acid is obtained by dissolving a concrete sample in 0.1N hydrochloric acid and using a residue obtained by filtration as an aggregate amount. There exists a problem that it cannot apply to a hardening body.

また、上記方法では、水和反応に伴い生じる空隙とエントラップトエアとを区別することができないため、空気量を推定することができない。よって、単位水量を過大に又は過小に評価してしまう可能性が懸念されている。   In addition, in the above method, the air volume cannot be estimated because it is not possible to distinguish between the void generated due to the hydration reaction and the entrapped air. Therefore, there is concern that the unit water amount may be overestimated or underestimated.

さらに、コンクリート硬化体の単位容積質量から他の配合材料の単位量を差し引くことで単位水量を推定しているため、単位水量の推定値が他の配合材料の単位量に対する誤差を含むことになり、推定精度が低いという問題がある。   Furthermore, since the unit water amount is estimated by subtracting the unit amount of the other compounding material from the unit volume mass of the hardened concrete body, the estimated unit water amount includes an error with respect to the unit amount of the other compounding material. There is a problem that the estimation accuracy is low.

一方で、上記非特許文献2に記載の方法は、コンクリート粉砕物をグルコン酸ナトリウムに溶解させるため、石灰石骨材等を含むコンクリート硬化体であっても適用することができるが、熟練した操作が必要であるとともに、グルコン酸ナトリウムの粘性が高く濾過に時間がかかってしまうという問題がある。   On the other hand, the method described in Non-Patent Document 2 can be applied to a hardened concrete containing limestone aggregate or the like in order to dissolve the pulverized concrete in sodium gluconate. In addition to the necessity, there is a problem that sodium gluconate has a high viscosity and takes time for filtration.

このような問題点に鑑みて、本発明は、石灰石骨材を含むコンクリート硬化体であっても正確に配合を推定することができるとともに、簡易な操作により配合を推定することのできるコンクリート硬化体の配合推定方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention is capable of accurately estimating the blending of a hardened concrete containing limestone aggregate, and capable of estimating the blending by a simple operation. An object of the present invention is to provide a method for estimating the formulation of

上記課題を解決するために、本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、前記コンクリート硬化体の多値画像を、骨材量推定用閾値を用いて2値化処理し、得られた2値化処理画像より算出された骨材面積率から、下記式(1)に基づいて単位骨材量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法を提供する(請求項1)。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a method for estimating the blending of a hardened concrete body, wherein the multi-valued image of the hardened concrete body is binarized using an aggregate amount estimation threshold, A combination estimation method is provided, wherein a unit aggregate amount estimated value is calculated based on the following formula (1) from the aggregate area ratio calculated from the obtained binarized image (claim 1). ).

Figure 2011075528

式(1)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を表す。
Figure 2011075528

In formula (1), V agg represents “aggregate area ratio (%)”.

上記発明(請求項1)によれば、コンクリート硬化体を塩酸やグルコン酸ナトリウム等の溶媒に溶解させる必要がなく、コンクリート硬化体を撮像した多値画像を2値化処理した画像より、単位骨材量を算出することができるため、コンクリート硬化体に含まれる骨材や混和材等の種類を問わず、正確にかつ簡易にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。なお、本明細書において「多値画像」とは、画像における各画素の階調が2よりも大きい画像のことを意味し、例えば、256階調のカラー画像やモノクロ画像等が含まれる。   According to the above invention (Invention 1), it is not necessary to dissolve the hardened concrete in a solvent such as hydrochloric acid or sodium gluconate, and the unit bone is obtained from the binarized image of the multi-valued image obtained by imaging the hardened concrete. Since the amount of material can be calculated, it is possible to accurately and easily estimate the blend of the hardened concrete body regardless of the type of aggregate, admixture, etc. contained in the hardened concrete body. In the present specification, the “multi-valued image” means an image in which the gradation of each pixel in the image is greater than 2, and includes, for example, a 256-gradation color image or a monochrome image.

また、本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、前記コンクリート硬化体の多値画像を、空気量推定用閾値を用いて2値化処理し、得られた2値化処理画像からエントラップトエア部分判定用パラメータに基づいて抽出されたエントラップトエア部分の面積率を算出し、得られた面積率を前記コンクリート硬化体における空気量と推定することを特徴とする配合推定方法を提供する(請求項2)。   Further, the present invention is a method for estimating the blending of a hardened concrete body, wherein the multivalued image of the hardened concrete body is binarized using an air amount estimation threshold, and the obtained binarization process An area ratio of an entrapment air portion extracted from an image based on an entrapment air portion determination parameter is calculated, and the obtained area ratio is estimated as an air amount in the hardened concrete body. (Claim 2).

上記発明(請求項2)によれば、コンクリート硬化体を撮像した多値画像を2値化処理した画像より、従来の方法では推定することのできなかった空気量を推定することができるため、正確にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   According to the above invention (invention 2), the amount of air that could not be estimated by the conventional method can be estimated from the binarized image of the multi-valued image obtained by imaging the hardened concrete body. It is possible to accurately estimate the mixture of the hardened concrete.

上記発明(請求項2)においては、前記多値画像における未水和セメント部分、セメント水和物部分及び骨材部分よりも低輝度側に表示される略円形部分を前記エントラップトエア部分の画像として抽出するのが好ましい(請求項3)。   In the above invention (invention 2), the substantially circular portion displayed on the lower luminance side than the unhydrated cement portion, the cement hydrate portion, and the aggregate portion in the multi-valued image is an image of the entrapment air portion. It is preferable to extract as (Claim 3).

コンクリート硬化体中のエントラップトエア部分は、画像上における未水和セメント部分、セメント水和物部分及び骨材部分よりも低輝度側に略円形部分として表示されることから、上記発明(請求項3)によれば、コンクリート硬化体中の空隙部分とエントラップトエア部分とを明確に区別することができるため、コンクリート硬化体の空気量をより正確に推定することができる。   The entrapment air portion in the hardened concrete body is displayed as a substantially circular portion on the lower luminance side than the unhydrated cement portion, cement hydrate portion and aggregate portion on the image. According to 3), since the space | gap part and entrapped air part in a hardened concrete body can be distinguished clearly, the air quantity of a hardened concrete body can be estimated more correctly.

上記発明(請求項2,3)においては、前記エントラップトエア部分判定用パラメータが、円形度数又は円相当径であり、前記円形度数又は円相当径に基づいて、前記2値化処理画像から前記エントラップトエア部分の画像を抽出するのが好ましい(請求項4)。   In the above inventions (inventions 2 and 3), the entrapment air portion determination parameter is a circular power or a circle-equivalent diameter, and based on the circular power or a circle-equivalent diameter, It is preferable to extract an image of the entrapment air portion.

2値化処理された画像中の略円形粒子のうちの一部は、コンクリート硬化体に生じたひび割れやセメントの水和によって生じる空隙等であって、かかるひび割れや空隙をエントラップトエア部分として抽出してしまうと、空気量の推定精度及び後述する単位水量の推定精度が低下するおそれがある一方、コンクリート硬化体中に含まれる空気泡(エントラップトエア)は、略真円に近い円形粒子として画像上に表されるため、上記発明(請求項4)によれば、円形度数又は円相当径に基づいて2値化処理画像からひび割れや空隙部分とエントラップトエア部分とを区別することができ、より精度よく空気量を推定することができる。   Some of the nearly circular particles in the binarized image are cracks generated in the hardened concrete and voids caused by cement hydration, etc., and these cracks and voids are extracted as entrapped air parts. If it does, there is a possibility that the estimation accuracy of the air amount and the estimation accuracy of the unit water amount, which will be described later, may be lowered. On the other hand, the air bubbles (entrapped air) contained in the hardened concrete body are substantially circular particles as a circular particle. According to the above invention (Claim 4), since it is represented on the image, it is possible to distinguish a crack, a void portion, and an entrapped air portion from the binarized image based on the circular power or the equivalent circle diameter. Therefore, the air amount can be estimated more accurately.

さらに、本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、前記コンクリート硬化体の多値画像を、水セメント比推定用閾値を用いて2値化処理し、2値化処理画像より算出された未水和セメント面積率、空隙面積率及びセメント水和物面積率から、下記式(2)に基づいて水セメント比推定値を算出することを特徴とする配合推定方法を提供する(請求項5)。   Furthermore, the present invention is a method for estimating the blend of a hardened concrete body, wherein the multivalued image of the hardened concrete body is binarized using a threshold value for water cement ratio estimation, and from the binarized image. Provided is a composition estimation method characterized by calculating a water cement ratio estimated value based on the following formula (2) from the calculated unhydrated cement area ratio, void area ratio, and cement hydrate area ratio ( Claim 5).

Figure 2011075528

式(2)中、Vは「水体積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「セメントの水和膨張係数」を、VCPは「空隙面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、ρは「セメントの密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

In Formula (2), V W is “water volume fraction (%)”, V C is “initial cement volume fraction (%)”, V HP is “cement hydrate area ratio (%)”, δ V is “cement hydration expansion coefficient”, V CP is “void area ratio (%)”, V AH is “unhydrated cement area ratio (%)”, and ρ C is “cement density (g / Cm 3 ) ”.

上記発明(請求項5)によれば、コンクリート硬化体を塩酸やグルコン酸ナトリウム等の溶媒に溶解させる必要がなく、コンクリート硬化体を撮像した多値画像を2値化処理した画像より、水セメント比を算出することができるため、コンクリート硬化体に含まれる骨材や混和材等の種類を問わず、正確にかつ簡易にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   According to the above invention (invention 5), it is not necessary to dissolve the hardened concrete in a solvent such as hydrochloric acid or sodium gluconate, and from the image obtained by binarizing the multi-valued image obtained by imaging the hardened concrete, water cement Since the ratio can be calculated, the mixture of the hardened concrete body can be accurately and easily estimated regardless of the types of aggregates and admixtures contained in the hardened concrete body.

さらにまた、本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、上記発明(請求項5)に係る配合推定方法において算出された前記未水和セメント面積率から、下記式(3)に基づいて初期セメント体積率を算出し、上記発明(請求項1)に係る配合推定方法において算出された前記骨材面積率、上記発明(請求項2〜4)に係る配合推定方法において算出された前記エントラップトエア部分の面積率及び前記初期セメント体積率から、下記式(4)に基づいて単位セメント量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法を提供する(請求項6)。   Furthermore, the present invention is a method for estimating the blend of a hardened concrete body, and from the unhydrated cement area ratio calculated by the blend estimation method according to the above invention (invention 5), the following formula (3) The initial cement volume fraction is calculated based on the above, the aggregate area ratio calculated in the blend estimation method according to the invention (Claim 1), and calculated in the blend estimation method according to the invention (Claims 2 to 4). Further, the present invention provides a blending estimation method characterized in that a unit cement amount estimated value is calculated based on the following formula (4) from the area ratio of the entrapment air portion and the initial cement volume ratio (Claim 6).

Figure 2011075528
Figure 2011075528

Figure 2011075528

式(3)中、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「水和膨張係数」を表し、式(4)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を、Vairは「エントラップトエア部分の面積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、ρは「セメント密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

Wherein (3), V C is the "initial cement volume ratio (%)" a, V AH is "Mimizuwa cement area ratio (%)" a, V HP is "cement hydrate area ratio (%)" Δ V represents “hydration expansion coefficient”, and in formula (4), V agg represents “aggregate area ratio (%)”, and V air represents “area ratio of entrapped air part (%)”. , V C represents “initial cement volume fraction (%)”, and ρ C represents “cement density (g / cm 3 )”.

上記発明(請求項6)によれば、コンクリート硬化体を塩酸やグルコン酸ナトリウム等の溶媒に溶解させる必要がなく、コンクリート硬化体を撮像した多値画像を2値化処理した画像より、単位セメント量を算出することができるため、コンクリート硬化体に含まれる骨材や混和材等の種類を問わず、正確にかつ簡易にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   According to the above invention (invention 6), it is not necessary to dissolve the hardened concrete in a solvent such as hydrochloric acid or sodium gluconate, and the unit cement is obtained from the binarized image of the multi-valued image obtained by imaging the hardened concrete. Since the amount can be calculated, the mixture of the hardened concrete can be estimated accurately and easily regardless of the type of aggregate or admixture contained in the hardened concrete.

また、本発明は、コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、上記発明(請求項5)に係る配合推定方法により算出された水セメント比推定値と、上記発明(請求項6)に係る配合推定方法により算出された単位セメント量推定値とから、下記式(5)に基づいて単位水量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法を提供する(請求項7)。   In addition, the present invention is a method for estimating the blending of a hardened concrete body, the water cement ratio estimated value calculated by the blending estimation method according to the above invention (invention 5), and the above invention (invention 6). From the unit cement amount estimated value calculated by the blending estimation method, a unit water amount estimated value is calculated based on the following formula (5) (claim 7).

Figure 2011075528
Figure 2011075528

上記発明(請求項7)によれば、コンクリート硬化体を塩酸やグルコン酸ナトリウム等の溶媒に溶解させる必要がなく、コンクリート硬化体を撮像した多値画像を2値化処理した画像より、単位水量を算出することができるため、コンクリート硬化体に含まれる骨材や混和材等の種類を問わず、正確にかつ簡易にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   According to the above invention (invention 7), it is not necessary to dissolve the hardened concrete in a solvent such as hydrochloric acid or sodium gluconate, and the unit water amount is obtained from the binarized image of the multi-valued image obtained by imaging the hardened concrete. Therefore, regardless of the types of aggregates and admixtures contained in the hardened concrete body, it is possible to accurately and easily estimate the mixture of the hardened concrete body.

上記発明(請求項1〜7)においては、前記多値画像は、前記コンクリート硬化体を所定の大きさに切断して得られる試験片の一の面を撮像した多値画像であるのが好ましい(請求項8)。   In the said invention (inventions 1-7), it is preferable that the said multi-value image is a multi-value image which imaged one surface of the test piece obtained by cut | disconnecting the said concrete hardening body to a predetermined | prescribed magnitude | size. (Claim 8).

上記発明(請求項8)によれば、コンクリート構造物等のコンクリート硬化体の一部を試料片として用いて配合を推定することができる。   According to the said invention (invention 8), mixing | blending can be estimated using some concrete hardened bodies, such as a concrete structure, as a sample piece.

上記発明(請求項8)においては、前記多値画像は、研磨された前記試験片の一面を撮像した多値画像であるのが好ましい(請求項9)。かかる発明(請求項9)によれば、撮像面を研磨することにより、より正確にコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   In the said invention (invention 8), it is preferable that the said multi-value image is a multi-value image which image | photographed one surface of the polished said test piece (invention 9). According to this invention (invention 9), it is possible to estimate the mixture of the concrete hardened body more accurately by polishing the imaging surface.

本発明によれば、石灰石骨材を含むコンクリート硬化体であっても正確に配合を推定することができるとともに、簡易な操作により配合を推定することのできるコンクリート硬化体の配合推定方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a hardened concrete body containing a limestone aggregate, while being able to estimate a mixing | blending correctly, the mixing estimation method of the hardened concrete body which can estimate a mixing | blending by simple operation is provided. be able to.

本発明の一実施形態に係るコンクリート硬化体の配合推定方法における試験片の調製工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation process of the test piece in the mixing | blending estimation method of the hardened concrete body which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態における単位骨材量推定工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the unit aggregate amount estimation process in the embodiment. 同実施形態における空気量推定工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the air quantity estimation process in the embodiment. 同実施形態における水セメント比、単位セメント量及び単位水量推定工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the water cement ratio in the same embodiment, a unit cement amount, and a unit water amount estimation process.

以下、本発明の一実施形態に係るコンクリート硬化体の配合推定方法を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係るコンクリート硬化体の配合推定方法における試験片の調製工程を示すフローチャートであり、図2は、同実施形態における単位骨材量推定工程を示すフローチャートであり、図3は、同実施形態における空気量推定工程を示すフローチャートであり、図4は、同実施形態における水セメント比、単位セメント量及び単位水量推定工程を示すフローチャートである。
Hereinafter, the concrete estimation method of a hardened concrete according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a test piece preparation step in the method for estimating the mixture of hardened concrete according to the present embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing a unit aggregate amount estimating step in the same embodiment. These are the flowcharts which show the air quantity estimation process in the same embodiment, and FIG. 4 is a flowchart which shows the water cement ratio, unit cement quantity, and unit water quantity estimation process in the same embodiment.

〔試験片の調製〕
本実施形態に係るコンクリート硬化体の配合推定方法において用いられる配合推定用試験片を調製する方法としては、図1に示すように、まず、配合を推定しようとするコンクリート硬化体の一部を採取する(S101)。
(Preparation of test piece)
As a method of preparing a blend estimation test piece used in the blend concrete estimation method according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, first, a part of the concrete cured body to be blended is sampled. (S101).

本実施形態における配合推定対象となるコンクリート硬化体としては、例えば、鉄筋コンクリート構造物の基礎部、トンネルライニング、橋梁の桁等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the hardened concrete body to be blended and estimated in the present embodiment include, but are not limited to, a foundation part of a reinforced concrete structure, a tunnel lining, a bridge girder, and the like.

上記コンクリート硬化体に含まれるセメントとしては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント;都市ゴミ焼却灰及び/又は下水汚泥焼却灰を原料として製造した焼成物の粉砕物と石膏とからなるセメント(エコセメント)等が挙げられる。   The cement contained in the hardened concrete is not particularly limited. For example, various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement; Or the cement (eco-cement) etc. which consist of the pulverized material and gypsum of the baked material manufactured using the sewage sludge incineration ash as a raw material are mentioned.

また、上記コンクリート硬化体に含まれる骨材の種類も特に限定されるものではなく、天然骨材であってもよいし、人工骨材であってもよく、例えば、砂、砂利、砕砂、砕石、珪砂等を使用することができ、特に石灰石骨材を含むコンクリート硬化体においても適用し得る。なお、骨材の粒径も特に限定されるものではないが、本実施形態に係る配合推定方法において用いられる試験片の大きさを考慮すると、骨材の最大寸法が20mm程度のものであるのが好ましい。   The type of aggregate contained in the hardened concrete body is not particularly limited, and may be natural aggregate or artificial aggregate. For example, sand, gravel, crushed sand, crushed stone Silica sand or the like can be used, and it can be applied to a concrete concrete body including limestone aggregate. The particle size of the aggregate is not particularly limited, but considering the size of the test piece used in the composition estimation method according to the present embodiment, the maximum size of the aggregate is about 20 mm. Is preferred.

さらに、上記コンクリート硬化体には、通常のコンクリートを製造する際に用いられる混和剤が含まれていてもよく、例えば、リグニン系、ナフタリンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、AE剤(空気量調整剤)、凝結調整剤、防錆剤等が含まれていてもよい。   Furthermore, the above-mentioned hardened concrete may contain an admixture used in the production of ordinary concrete. For example, water reducing agents such as lignin, naphthalene sulfonic acid, melamine, and polycarboxylic acid. , An AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, an AE agent (air amount adjusting agent), a condensation adjusting agent, a rust preventive agent and the like may be contained.

コンクリート硬化体の一部を採取する際に、当該コンクリート硬化体のいかなる部分から採取してもよいが、好ましくはコンクリート硬化体の健全部から採取するのが好ましい。健全部から採取することで、より精度の高い配合推定が可能となる。   When a part of the hardened concrete body is collected, it may be collected from any part of the hardened concrete body, but it is preferably collected from a healthy part of the hardened concrete body. By collecting from the healthy part, it is possible to estimate the blending with higher accuracy.

コンクリート硬化体の一部を採取する場合、その採取量は、極めてわずかであればよく、具体的には、縦2cm×横3cm×厚さ1.5cm〜縦10cm×横10cm×厚さ1.5cm程度の大きさであればよい。この程度の大きさのものでれば、十分に高い精度の配合推定が可能となる。   When a part of the hardened concrete is collected, the amount to be collected may be very small. Specifically, the length is 2 cm × width 3 cm × thickness 1.5 cm to length 10 cm × width 10 cm × thickness 1. The size may be about 5 cm. If it is a magnitude | size of this grade, mixing | blending estimation with sufficient high precision will be attained.

このようにして採取したコンクリート硬化体の一部を、所定の大きさに切断する(S102)。切断後の試験片の大きさとしては、例えば、試験片の撮像面の大きさが6〜100cm程度であればよく、好ましくは、36〜100cm程度であればよい。 A portion of the hardened concrete body thus collected is cut into a predetermined size (S102). As the size of the test piece after cutting, for example, the size of the imaging surface of the test piece may be about 6 to 100 cm 2 , and preferably about 36 to 100 cm 2 .

次に、切断後の試験片を乾燥させる(S103)。コンクリート硬化体から採取された試験片中の空隙等に水分が含まれていると、後述する樹脂含浸(S104)工程において、試験片中の空隙等に十分に樹脂を流入させることができないおそれがあるが、試験片を乾燥させることによって、当該空隙等に含まれる水分を除去することができ、より精度の高い配合推定が可能となる。   Next, the cut specimen is dried (S103). If water is contained in the voids or the like in the test piece collected from the hardened concrete body, there is a possibility that the resin cannot sufficiently flow into the voids or the like in the test piece in the resin impregnation (S104) step described later. However, by drying the test piece, it is possible to remove moisture contained in the voids and the like, and it is possible to estimate the blending with higher accuracy.

試験片の乾燥方法は、特に限定されるものではなく、常法により行えばよく、例えば、真空乾燥、加熱乾燥、フリーズドライ等の手法により行えばよい。   The method for drying the test piece is not particularly limited, and may be performed by a conventional method, for example, by a method such as vacuum drying, heat drying, freeze drying, or the like.

続いて、乾燥後の試験片を所定の樹脂に含浸させる(S104)。試験片を樹脂に含浸させることにより、試験片中の空隙部分等に樹脂が入り込み、後述する各推定工程における画像処理(2値化処理)時に、当該空隙部分を的確に抽出することができるようになる。   Subsequently, the dried test piece is impregnated with a predetermined resin (S104). By impregnating the test piece with the resin, the resin enters the void portion or the like in the test piece, so that the void portion can be accurately extracted at the time of image processing (binarization processing) in each estimation process described later. become.

試験片を含浸させる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂等が挙げられ、当該樹脂が硬化する際の伸縮性が低収縮のものであるのが好ましく、当該樹脂の粘度は、200cP以下であるのが好ましい。樹脂の粘度が200cPを超えると、試験片中の空隙部分等への樹脂の流入が困難となるおそれがある。   Examples of the resin impregnated with the test piece include an epoxy resin, an acrylic resin, a polyester resin, a methacrylic resin, and the like, and the stretchability when the resin is cured is preferably low shrinkage, The viscosity of the resin is preferably 200 cP or less. If the viscosity of the resin exceeds 200 cP, it may be difficult to flow the resin into the voids in the test piece.

なお、試験片を含浸させる上記樹脂は、不透明タイプの樹脂用顔料等が混練されることで着色されたものであるのが好ましい。かかる顔料が混練されていることで、後述する単位骨材量推定工程において、骨材と空隙との判別を的確に行うことができるようになる。   The resin impregnating the test piece is preferably colored by kneading an opaque resin pigment or the like. By kneading the pigment, it is possible to accurately determine the aggregate and the void in the unit aggregate amount estimation step described later.

上記所定の樹脂に含浸させた試験片を乾燥させて当該樹脂を硬化させた後、当該試験片の撮像面を研磨する(S105)。試験片を含浸させた樹脂が試験片の撮像面で硬化することで、当該撮像面に凹凸ができてしまい、そのまま撮像面を撮像すると、画像上に凹凸による陰影等が表れてしまい、それによりコンクリート硬化体の配合推定精度が低下してしまうが、当該撮像面を研磨することで、高い精度でコンクリート硬化体の配合を推定することができる。   After drying the test piece impregnated with the predetermined resin to cure the resin, the imaging surface of the test piece is polished (S105). When the resin impregnated with the test piece is cured on the imaging surface of the test piece, the imaging surface becomes uneven, and if the imaging surface is imaged as it is, shadows due to the unevenness appear on the image, thereby Although the mixing | blending estimation precision of a hardened concrete body will fall, the mixing | blending of a hardened concrete body can be estimated with high precision by grind | polishing the said imaging surface.

試験片の撮像面の研磨方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる研磨装置を用いて行えばよい。また、研磨工程において使用し得る研磨材としては、シリコンカーバイト研磨材、ボロンカーバイト研磨材、ダイヤモンドペースト、アルミナ粉末等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの研磨材の平均粒度は、8〜60μm程度であればよい。   The method for polishing the imaging surface of the test piece is not particularly limited, and may be performed using a commonly used polishing apparatus. Examples of the abrasive that can be used in the polishing step include, but are not limited to, silicon carbide abrasive, boron carbide abrasive, diamond paste, and alumina powder. Moreover, the average particle size of these abrasives should just be about 8-60 micrometers.

なお、後述するように、試験片の撮像装置として電子顕微鏡を用いて反射電子像を取得しようとする場合には、上記の研磨材を用いて研磨した試験片の表面に対して、研磨材として粒径0.3〜3μmのアルミナ粉末等を用いたバフ研磨加工をさらに施すのが好ましい。   As will be described later, when a reflected electron image is to be obtained using an electron microscope as an imaging device for a test piece, the surface of the test piece polished using the above-described abrasive is used as an abrasive. Buffing using an alumina powder having a particle diameter of 0.3 to 3 μm or the like is preferably further performed.

最後に、撮像面を研磨した試験片の表面に蒸着膜を形成し、当該試験片に導電性を付与する(S106)。後述するように、少なくとも空気量の推定工程(図3)、並びに水セメント比、単位セメント量及び単位水量の推定工程(図4)においては、試験片の走査型電子顕微鏡像の反射電子像を取得することになる。しかしながら、コンクリートは導電性を有しないため、試験片に蒸着膜を形成せずに反射電子像を取得しようとすると、電子線を照射し続けることで試験片の表面が帯電し、反射する電子のパターンが乱れてしまい、正確な反射電子像を取得できないこととなってしまう。そこで、試験片の表面に導電性を有する蒸着膜を形成することで、正確な反射電子像を取得することが可能となる。   Finally, a vapor deposition film is formed on the surface of the test piece whose imaging surface is polished, and conductivity is imparted to the test piece (S106). As will be described later, at least in the air amount estimation step (FIG. 3) and the water cement ratio, unit cement amount and unit water amount estimation step (FIG. 4), the reflected electron image of the scanning electron microscope image of the test piece is obtained. Will get. However, since concrete does not have electrical conductivity, when attempting to acquire a reflected electron image without forming a deposited film on the test piece, the surface of the test piece is charged by continuing to irradiate the electron beam, and the reflected electrons The pattern is disturbed, and an accurate reflected electron image cannot be acquired. Therefore, an accurate reflected electron image can be acquired by forming a vapor deposition film having conductivity on the surface of the test piece.

上記蒸着膜としては、試験片の表面に導電性を付与し得る限り特に限定されるものではないが、例えば、炭素、白金パラジウム、金等が挙げられる。また、蒸着膜を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法により行うことができる。   Although it does not specifically limit as said vapor deposition film as long as electroconductivity can be provided to the surface of a test piece, For example, carbon, platinum palladium, gold | metal | money etc. are mentioned. Moreover, it does not specifically limit as a method of forming a vapor deposition film, It can carry out by a conventionally well-known method.

〔単位骨材量推定工程〕
本実施形態において、コンクリート硬化体の単位骨材量を推定するには、図2に示すように、まず、上述の試験片調製工程により調製された試験片の撮像面のカラー画像(多値画像)を取得する(S201)。
[Unit aggregate amount estimation process]
In this embodiment, in order to estimate the unit aggregate amount of the hardened concrete body, as shown in FIG. 2, first, a color image (multi-valued image) of the imaging surface of the test piece prepared by the above-described test piece preparation step. ) Is acquired (S201).

当該カラー画像の取得の方法としては、例えば、試験片の撮像面をデジタルカメラ等で撮影する方法、スキャナを用いて試験片の撮像面のカラー画像を取得する方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the method of acquiring the color image include a method of photographing the imaging surface of the test piece with a digital camera or the like, a method of acquiring a color image of the imaging surface of the test piece using a scanner, and the like. It is not limited.

取得するカラー画像の解像度は、600〜2400dpiであるのが好ましく、800〜1200dpiであるのがより好ましい。解像度が600dpi未満であると、画像における骨材部分とセメントペースト部分との界面の判別が困難になるおそれがあり、2400dpiを超えると、画像処理に長時間を要したり、市販の画像処理ソフトでは対応できなくなったりするおそれがある。   The resolution of the color image to be acquired is preferably 600 to 2400 dpi, and more preferably 800 to 1200 dpi. If the resolution is less than 600 dpi, it may be difficult to determine the interface between the aggregate portion and the cement paste portion in the image. If the resolution exceeds 2400 dpi, it may take a long time for image processing or a commercially available image processing software. There is a risk that it will not be possible.

次に、取得したカラー画像のノイズを除去する処理をする(S202)。かかるノイズを除去する処理としては、例えば、カラー画像に移動平均フィルタやメディアンフィルタ等をかける処理等が挙げられる。   Next, a process of removing noise from the acquired color image is performed (S202). Examples of the process for removing noise include a process for applying a moving average filter, a median filter, and the like to a color image.

上述のようにしてノイズが除去されたカラー画像を2値化処理し、第1の2値化画像を取得する(S203)。2値化処理は、ノイズが除去されたカラー画像中の骨材部分とセメントペースト部分との輝度差や明度差を利用して、骨材部分とセメントペースト部分とを区別し得るような閾値を適宜設定して行うことができる。これにより、第1の2値化画像上において骨材部分とセメントペースト部分とを明確に区別することができる。   The color image from which noise has been removed as described above is binarized to obtain a first binarized image (S203). The binarization process uses a luminance difference or brightness difference between the aggregate portion and the cement paste portion in the color image from which noise has been removed to set a threshold value that can distinguish the aggregate portion and the cement paste portion. It can be set appropriately. Thereby, the aggregate part and the cement paste part can be clearly distinguished on the first binarized image.

一方で、上記S201にて取得したカラー画像を常法によりモノクロ変換して、モノクロ画像を取得し(S204)、その後、当該モノクロ画像のノイズを除去する(S205)。なお、かかるノイズを除去する処理は、上述のカラー画像のノイズを除去する処理(S202)と同様の処理を行えばよい。   On the other hand, the color image acquired in S201 is subjected to monochrome conversion by a conventional method to acquire a monochrome image (S204), and then the noise of the monochrome image is removed (S205). The process for removing the noise may be the same as the process for removing the noise of the color image (S202).

このようにしてノイズが除去されたモノクロ画像を2値化処理して第2の2値化画像を取得する(S206)。かかる2値化処理は、動的閾値法を用い、上記S201にて取得したカラー画像中の骨材部分と目視で一致するように行うのが望ましいが、第1の2値化画像において抽出されなかった骨材部分(セメントペースト部分との輝度差や明度差がほとんどなく、セメントペースト部分と区別されなかった骨材部分)を抽出し得る方法であれば、特に限定されるものではない。   The monochrome image from which noise has been removed in this way is binarized to obtain a second binarized image (S206). Such binarization processing is desirably performed using a dynamic threshold method so that it visually matches the aggregate portion in the color image acquired in S201, but is extracted from the first binarized image. There is no particular limitation as long as it is a method that can extract an aggregate portion that has not been distinguished (an aggregate portion that has almost no difference in brightness and brightness from the cement paste portion and that is not distinguished from the cement paste portion).

さらに、上記S202でノイズが除去されたカラー画像を、空隙部分とそれ以外の部分との色度差を閾値として利用して2値化処理し、上記S201で取得したカラー画像上の空隙部分を抽出した第3の2値化画像を取得する(S207)。カラー画像上の空隙部分は、空隙に流入した樹脂に含まれる顔料の色で表示されるため、当該顔料の色に基づいて閾値としての色度差を適宜設定すればよい。   Further, the color image from which noise has been removed in S202 is binarized using the chromaticity difference between the gap and other parts as a threshold, and the gap on the color image acquired in S201 is determined. The extracted third binarized image is acquired (S207). Since the void portion on the color image is displayed with the color of the pigment contained in the resin that has flowed into the void, the chromaticity difference as the threshold may be set as appropriate based on the color of the pigment.

続いて、第1の2値化画像から第3の2値化画像を減算処理し、さらに第2の2値化画像を加算処理して、第4の2値化画像を取得する(S208)。上述のようにして得られる第1の2値化画像は、骨材部分とセメントペースト部分との色度差及び明度差を利用して2値化処理しているため、骨材部分として抽出される部分に空隙部分も含まれてしまう。また、セメントペースト部分の色度及び明度と区別し得ない色度及び明度を有する一部の骨材部分がセメントペースト部分として抽出されてしまう。そのため、第1の2値化画像から第3の2値化画像を減算処理し、さらに第2の2値化画像を加算処理することで、コンクリート硬化体中の骨材部分をより正確に2値化画像として表すことができ、単位骨材量を精度よく推定することができる。   Subsequently, the third binarized image is subtracted from the first binarized image, and the second binarized image is further added to obtain a fourth binarized image (S208). . The first binarized image obtained as described above is extracted as an aggregate part because it is binarized using the chromaticity difference and brightness difference between the aggregate part and the cement paste part. The void portion is included in the portion. In addition, some aggregate parts having chromaticity and lightness that cannot be distinguished from the chromaticity and lightness of the cement paste part are extracted as cement paste parts. Therefore, by subtracting the third binarized image from the first binarized image and further adding the second binarized image, the aggregate portion in the hardened concrete body is more accurately 2 It can be expressed as a valued image, and the amount of unit aggregate can be estimated with high accuracy.

そして、第4の2値化画像上の骨材部分と、上記S201にて取得したカラー画像上の骨材部分とが一致するように、第4の2値化画像における各画素の階調数(0又は1)を補正する(S209)。かかる補正により、さらに精度よく単位骨材量を推定することが可能となる。   Then, the number of gradations of each pixel in the fourth binarized image so that the aggregate portion on the fourth binarized image matches the aggregate portion on the color image acquired in S201. (0 or 1) is corrected (S209). Such correction makes it possible to estimate the unit aggregate amount with higher accuracy.

このようにして補正された第4の2値化画像における骨材部分の面積率(骨材面積率(%),Vagg)を算出する(S210)。このようにして算出された骨材面積率は、ステレオロジー理論に基づいて、骨材体積率であるとみなすことができるため、下記式(1)に従って単位骨材量の推定値を算出する(S211)。 The area ratio (aggregate area ratio (%), V agg ) of the aggregate part in the fourth binarized image corrected in this way is calculated (S210). Since the aggregate area ratio calculated in this way can be regarded as an aggregate volume ratio based on stereology theory, an estimated value of the unit aggregate amount is calculated according to the following formula (1) ( S211).

Figure 2011075528

式(1)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を表す。
Figure 2011075528

In formula (1), V agg represents “aggregate area ratio (%)”.

このように、本実施形態によれば、調製された試験片の撮像面についてのデジタルカラー画像を解析することで単位骨材量を推定することができるため、骨材として石灰石骨材を含むコンクリート硬化体であっても高精度で、かつ簡易な操作により単位骨材量を推定することができる。   Thus, according to this embodiment, the amount of unit aggregate can be estimated by analyzing the digital color image on the imaging surface of the prepared test piece, so that the concrete includes limestone aggregate as the aggregate. Even if it is a hardened body, the amount of unit aggregate can be estimated with high accuracy and simple operation.

〔空気量推定工程〕
本実施形態においてコンクリート硬化体中の空気量を推定するには、図3に示すように、まず、上述の試験片調製工程により調製された試験片を、走査型電子顕微鏡を用いて撮像した反射電子像を取得する(S301)。
[Air volume estimation process]
In order to estimate the amount of air in the hardened concrete body in the present embodiment, as shown in FIG. 3, first, a reflection obtained by imaging the test piece prepared by the above-described test piece preparation step using a scanning electron microscope. An electronic image is acquired (S301).

走査型電子顕微鏡によって撮像する際には、加速電圧を10〜15keV程度に、照射電流を200〜500pA程度に設定するのが好ましい。この範囲であれば、解像度の高い反射電子像を取得することができる。さらに、視野数を10〜20程度に設定することで、撮像箇所による気泡の偏在の影響を軽減することが可能となる。   When imaging with a scanning electron microscope, it is preferable to set the acceleration voltage to about 10 to 15 keV and the irradiation current to about 200 to 500 pA. Within this range, a reflected electron image with high resolution can be acquired. Furthermore, by setting the number of fields of view to about 10 to 20, it becomes possible to reduce the influence of the uneven distribution of bubbles due to the imaging location.

走査型電子顕微鏡を用いて反射電子像を取得するにあたり、当該走査型電子顕微鏡での観察倍率は50〜100倍であるのが好ましく、特に80〜100倍であるのが好ましい。また、反射電子像の解像度は、0.1〜2.0μm/pixelであるのが好ましく、特に0.5〜1.0μm/pixelであるのが好ましい。   In obtaining a reflected electron image using a scanning electron microscope, the observation magnification with the scanning electron microscope is preferably 50 to 100 times, and more preferably 80 to 100 times. The resolution of the reflected electron image is preferably 0.1 to 2.0 μm / pixel, and particularly preferably 0.5 to 1.0 μm / pixel.

続いて、得られた反射電子像を平滑化処理することで当該反射電子像のノイズを除去する(S302)。そして、ノイズの除去された反射電子像を2値化処理し、第5の2値化画像を取得する(S303)。   Subsequently, the obtained reflected electron image is smoothed to remove noise from the reflected electron image (S302). Then, the reflected electron image from which the noise has been removed is binarized to obtain a fifth binarized image (S303).

コンクリート硬化体中に含まれるエントラップトエア(空気泡)部分は、反射電子像上において略円形の粒子状として表されるため、上記2値化処理にあたり、反射電子像上において未水和セメント部分、セメント水和物部分及び骨材部分よりも低輝度側に認められる略円形粒子を抽出可能な閾値を設定するのが好ましい。   Since the entrapped air (air bubbles) part contained in the hardened concrete is represented as a substantially circular particle shape on the reflected electron image, the unhydrated cement part on the reflected electron image in the binarization process. It is preferable to set a threshold at which substantially circular particles recognized on the lower luminance side than the cement hydrate portion and the aggregate portion can be extracted.

また、反射電子像上の低輝度側に認められる略円形粒子には、コンクリート硬化体に生じたひび割れやセメントの水和によって生じる空隙等も含まれるため、第5の2値化画像中に認められる略円形粒子の面積率に基づいて空気量を算出すると、空気量の推定誤差が生じてしまうおそれがある。   In addition, the substantially circular particles recognized on the low-luminance side on the backscattered electron image include cracks generated in the hardened concrete and voids generated by hydration of the cement. Therefore, they are recognized in the fifth binarized image. If the air amount is calculated based on the area ratio of the substantially circular particles to be produced, there is a possibility that an estimation error of the air amount occurs.

そこで、本実施形態においては、上述のようにして得られた第5の2値化画像上の略円形粒子から、円形度数又は円相当径を指標として、エントラップトエアに該当する部分を抽出した第6の2値化画像を取得する(S304)。   Therefore, in the present embodiment, a portion corresponding to the entrapment air is extracted from the substantially circular particles on the fifth binarized image obtained as described above using the circular power or the equivalent circle diameter as an index. A sixth binarized image is acquired (S304).

具体的には、第5の2値化画像上の略円形粒子のうち、円形度数が0.95以上、又は円相当径が10μm以上の略円形粒子をエントラップトエア部分として抽出する。   Specifically, of the substantially circular particles on the fifth binarized image, substantially circular particles having a circular power of 0.95 or more or an equivalent circle diameter of 10 μm or more are extracted as an entrapment air portion.

その後、第6の2値化画像上のエントラップトエア部分が、反射電子像上のエントラップトエア部分と一致するように、第6の2値化画像における各画素の階調数(0又は1)を補正し(S305)、エントラップトエア部分の面積率を算出する(S306)。   Thereafter, the number of gradations (0 or 1) of each pixel in the sixth binarized image is set so that the entrapped air portion on the sixth binarized image matches the entrapped air portion on the backscattered electron image. ) Is corrected (S305), and the area ratio of the entrapped air portion is calculated (S306).

このようにして算出されたエントラップトエア部分の面積率は、ステレオロジーの理論からエントラップトエア部分の体積率と同等であるとみなすことができるため、当該面積率をコンクリート硬化体中の空気量と推定することができる。   Since the area ratio of the entrapped air part calculated in this way can be regarded as equivalent to the volume ratio of the entrapped air part from the theory of stereology, the area ratio is calculated based on the amount of air in the hardened concrete body. Can be estimated.

このように、本実施形態によれば、従来の方法では推定することのできなかったコンクリート硬化体中の空気量を精度よく推定することができる。   Thus, according to this embodiment, it is possible to accurately estimate the amount of air in the hardened concrete that cannot be estimated by the conventional method.

〔水セメント比、単位セメント量、単位水量推定工程〕
本実施形態においてコンクリート硬化体中の水セメント比、単位セメント量及び単位水量を推定するには、図4に示すように、まず、上述の試験片調製工程により調製された試験片を、走査型電子顕微鏡を用いて撮像した反射電子像を取得する(S401)。
[Water cement ratio, unit cement amount, unit water amount estimation process]
In this embodiment, in order to estimate the water cement ratio, unit cement amount and unit water amount in the hardened concrete body, as shown in FIG. 4, first, the test piece prepared by the above-mentioned test piece preparation step is scanned. A reflected electron image captured using an electron microscope is acquired (S401).

走査型電子顕微鏡によって撮像する際には、加速電圧を10〜15keV程度に、照射電流を500pA〜2nA程度に設定するのが好ましい。この範囲であれば、解像度の高い反射電子像を取得することができる。さらに、視野数は、反射電子像上から骨材部分やエントラップトエア部分を可能な限り排除することができるように適宜設定すればよいが、具体的には、20〜30程度に設定すればよい。   When imaging with a scanning electron microscope, it is preferable to set the acceleration voltage to about 10 to 15 keV and the irradiation current to about 500 pA to 2 nA. Within this range, a reflected electron image with high resolution can be acquired. Furthermore, the number of fields of view may be set as appropriate so that the aggregate portion and the entrapped air portion can be eliminated as much as possible from the reflected electron image. Specifically, the number of fields of view should be set to about 20 to 30. Good.

走査型電子顕微鏡を用いて反射電子像を取得するにあたり、当該走査型電子顕微鏡での観察倍率は250〜1000倍であるのが好ましく、特に500倍程度であるのが好ましい。また、反射電子像の解像度は、0.01〜0.02μm/pixelであるのが好ましく、特に0.01μm/pixelであるのが好ましい。   In obtaining a reflected electron image using a scanning electron microscope, the observation magnification with the scanning electron microscope is preferably 250 to 1000 times, and more preferably about 500 times. The resolution of the reflected electron image is preferably 0.01 to 0.02 μm / pixel, and particularly preferably 0.01 μm / pixel.

次に、得られた反射電子像のノイズを除去する(S402)。そして、ノイズの除去された反射電子像を、セメントペースト部分と骨材部分及びひび割れ部分との輝度差を閾値として利用して2値化処理し、骨材部分及びひび割れ部分を抽出した第7の2値化画像を取得する(S403)。そして、第7の2値化画像上の骨材部分及びひび割れ部分が、反射電子像上の骨材部分及びひび割れ部分と一致するように、第7の2値化画像における各画素の階調数(0又は1)を補正し、補正後の第7の2値化画像から骨材部分及びひび割れ部分の合計面積率を算出する。   Next, noise in the obtained reflected electron image is removed (S402). Then, the reflected electron image from which noise has been removed is binarized using the luminance difference between the cement paste portion, the aggregate portion, and the crack portion as a threshold value, and the aggregate portion and the crack portion are extracted. A binarized image is acquired (S403). Then, the number of gradations of each pixel in the seventh binarized image is such that the aggregate portion and crack portion on the seventh binarized image coincide with the aggregate portion and crack portion on the reflected electron image. (0 or 1) is corrected, and the total area ratio of the aggregate portion and the crack portion is calculated from the corrected seventh binarized image.

次に、得られた第7の2値化画像を反射電子像に加算、又は反射電子像から第7の2値化画像を減算することにより、反射電子像にマスク処理を施す(S404)。これにより、反射電子像からセメントペースト部分以外の部分(骨材部分、ひび割れ部分)を排除することができる。   Next, the obtained seventh binarized image is added to the reflected electron image, or the seventh binarized image is subtracted from the reflected electron image, thereby performing mask processing on the reflected electron image (S404). Thereby, parts (an aggregate part, a crack part) other than the cement paste part can be excluded from the reflected electron image.

続いて、マスク処理された反射電子像を2値化処理し、セメントペースト部分のうちの未水和セメント部分を抽出し得る第8の2値化画像、及びセメントの水和により生じた空隙部分を抽出し得る第9の2値化画像を取得する(S405)。   Subsequently, the masked backscattered electron image is binarized, an eighth binarized image from which the unhydrated cement portion of the cement paste portion can be extracted, and void portions generated by cement hydration A ninth binarized image from which can be extracted is acquired (S405).

第8及び第9の2値化画像を取得するに際し、それぞれ未水和セメント部分及び空隙部分を抽出し得る閾値を設定して、マスク処理された反射電子像を2値化処理するのが好ましい。特に、空隙部分の抽出にあたっては、反射電子像におけるグレイレベルの累積度数分布グラフに基づいて、低輝度側のスロープからセメント水和物のスロープに転じる屈曲点を閾値とするのが好ましい。   In obtaining the eighth and ninth binarized images, it is preferable to set threshold values for extracting the unhydrated cement portion and the void portion, respectively, and to binarize the masked backscattered electron image. . In particular, in the extraction of the void portion, it is preferable to set the inflection point at which the slope changes from the low luminance side slope to the cement hydrate slope as the threshold value based on the gray level cumulative frequency distribution graph in the reflected electron image.

そして、第8及び第9の2値化画像のそれぞれから、未水和セメント部分の面積率及び空隙部分の面積率を算出し(S406)、下記式によりセメント水和物の面積率を算出する(S407)。   Then, from each of the eighth and ninth binarized images, the area ratio of the unhydrated cement portion and the area ratio of the void portion are calculated (S406), and the area ratio of the cement hydrate is calculated by the following formula. (S407).

Figure 2011075528

式(6)中、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、Vcrackは「骨材部分及びひび割れ部分合計面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VCPは「空隙面積率(%)」を表す。
Figure 2011075528

Wherein (6), V HP is the "cement hydrate area ratio (%)" a, V crack the "aggregate portion and crack portions total area ratio (%)", V AH is "Mimizuwa cement area “ CP (%)”, and V CP represents “Void area ratio (%)”.

このようにして算出されたセメント水和物面積率、未水和セメント面積率及び空隙面積率から、下記式(2)に従って水セメント比推定値を算出する(S408)。   From the cement hydrate area ratio, the unhydrated cement area ratio and the void area ratio calculated in this way, a water cement ratio estimated value is calculated according to the following formula (2) (S408).

Figure 2011075528

式(2)中、Vは「水体積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「セメントの水和膨張係数」を、VCPは「空隙面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、ρは「セメントの密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

In Formula (2), V W is “water volume fraction (%)”, V C is “initial cement volume fraction (%)”, V HP is “cement hydrate area ratio (%)”, δ V is “cement hydration expansion coefficient”, V CP is “void area ratio (%)”, V AH is “unhydrated cement area ratio (%)”, and ρ C is “cement density (g / Cm 3 ) ”.

続いて、算出されたセメント水和物面積率から、下記式(3)に従って、初期セメント体積率を算出する(S409)。   Subsequently, an initial cement volume ratio is calculated from the calculated cement hydrate area ratio according to the following formula (3) (S409).

Figure 2011075528

式(3)中、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「水和膨張係数」を表す。
Figure 2011075528

Wherein (3), V C is the "initial cement volume ratio (%)" a, V AH is "Mimizuwa cement area ratio (%)" a, V HP is "cement hydrate area ratio (%)" ΔV represents “hydration expansion coefficient”.

さらに、算出された初期セメント体積率、単位骨材量推定工程により算出された骨材面積率、及び空気量推定工程により算出されたエントラップトエア部分の面積率から、下記式(4)に基づいて単位セメント量推定値を算出する(S410)。   Furthermore, from the calculated initial cement volume ratio, the aggregate area ratio calculated by the unit aggregate amount estimation step, and the area ratio of the entrapment air portion calculated by the air amount estimation step, the following formula (4) is used. The unit cement amount estimated value is calculated (S410).

Figure 2011075528

式(4)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を、Vairは「エントラップトエア部分の面積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、ρは「セメント密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

In the formula (4), the V agg is "aggregate area ratio (%)", the V air is "area ratio of the entrapped air portion (%)", V C is the "initial cement volume ratio (%)" , Ρ C represents “cement density (g / cm 3 )”.

さらにまた、上述のようにして算出された水セメント比推定値及び単位セメント量推定値から、下記式(5)に従って単位水量を算出する(S411)。   Furthermore, a unit water amount is calculated according to the following formula (5) from the water cement ratio estimated value and the unit cement amount estimated value calculated as described above (S411).

Figure 2011075528
Figure 2011075528

このように、本実施形態によれば、コンクリート硬化体の試験片の撮像面の画像を取得し、当該画像を解析するだけで、コンクリート硬化体の配合のうち、水セメント比、単位セメント量及び単位水量を、簡易な操作により精度よく推定することができる。   As described above, according to the present embodiment, an image of the imaging surface of the test piece of the hardened concrete body is obtained, and only by analyzing the image, the water cement ratio, unit cement amount and The unit water amount can be accurately estimated by a simple operation.

上述した単位骨材量推定工程、空気量推定工程、並びに水セメント比、単位セメント量及び単位水量推定工程によって、コンクリート硬化体に配合されている骨材や混和材の種類を問わず、コンクリート硬化体の配合を精度よく推定することができる。したがって、本実施形態に係る配合推定方法によれば、石灰石骨材を含むコンクリート硬化体であっても正確に配合を推定することができるとともに、簡易な操作により配合を推定することができる。   Regardless of the type of aggregate or admixture compounded in the hardened concrete, the concrete hardened by the above-mentioned unit aggregate amount estimation step, air amount estimation step, water cement ratio, unit cement amount and unit water amount estimation step The composition of the body can be accurately estimated. Therefore, according to the blending estimation method according to the present embodiment, blending can be accurately estimated even with a hardened concrete containing limestone aggregate, and blending can be estimated by a simple operation.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態の試験片調製工程において、樹脂含浸工程(S104)と撮像面研磨工程(S105)とを1回ずつ行っているが、これに限定されるものではなく、2回以上繰り返して行ってもよい。この場合において、2回目以降の撮像面研磨工程(S105)においては、研磨材としてアルミナ粉末等を用いたバフ研磨機にて撮像面を研磨するのが好ましい。   For example, in the test piece preparation step of the above embodiment, the resin impregnation step (S104) and the imaging surface polishing step (S105) are performed once, but the present invention is not limited to this and is repeated twice or more. You may go. In this case, in the second and subsequent imaging surface polishing steps (S105), it is preferable to polish the imaging surface with a buffing machine using alumina powder or the like as an abrasive.

〔実施例1〕
配合推定対象コンクリートとして、海水飛沫帯にて2年間暴露されていたコンクリート硬化体を用い、配合推定用試験片(試料1〜4)を調製した。当該コンクリート硬化体の使用材料及び配合を表1及び2に示す。なお、表2中の試料1及び3は、セメントとして普通ポルトランドセメントを用いたものであり、試料2及び4は、セメントとして低熱ポルトランドセメントを用いたものである。
[Example 1]
A test piece for mixing estimation (samples 1 to 4) was prepared by using a hardened concrete body exposed for two years in a seawater splash zone as the mixing estimation target concrete. Tables 1 and 2 show the materials used and the composition of the hardened concrete. Samples 1 and 3 in Table 2 are those using ordinary Portland cement as cement, and Samples 2 and 4 are those using low heat Portland cement as cement.

Figure 2011075528
Figure 2011075528

Figure 2011075528
Figure 2011075528

上記コンクリート硬化体から、2cm×4cm×2cmの試験片(骨材量推定用試験片)及び2cm角の試験片(空気量及び水セメント比推定用試験片)を切り出し、1週間真空乾燥した。   A 2 cm × 4 cm × 2 cm test piece (aggregate amount estimation test piece) and a 2 cm square test piece (air amount and water cement ratio estimation test piece) were cut out from the hardened concrete body and vacuum-dried for one week.

乾燥後の骨材量推定用試験片に、朱色塗料を混練した低粘性エポキシ樹脂(製品名:スペシフィックス−20,丸本ストルアス社製,粘度:185〜190cP)を減圧下にて含浸させた。含浸させた樹脂が硬化した後、研磨材としてSiC研磨材(♯240,400,800)及びBC研磨材(♯1000)を用い、研磨機としてマルトー社製のパワーラップ(製品名)を用いて試験片の撮像面を研磨した。 A test piece for estimating the amount of aggregate after drying was impregnated with a low-viscosity epoxy resin kneaded with vermilion paint (product name: Specifix-20, manufactured by Marumoto Struers, viscosity: 185 to 190 cP) under reduced pressure. . After the impregnated resin is cured, SiC abrasives (# 240, 400, 800) and B 4 C abrasives (# 1000) are used as abrasives, and a power wrap (product name) manufactured by Marto is used as a polishing machine. The imaging surface of the test piece was used for polishing.

また、乾燥後の空気量及び水セメント比推定用試験片を、内径1インチの円筒形モールドに収容し、当該円筒形モールド内に低粘性エポキシ樹脂脂(製品名:スペシフィックス−20,丸本ストルアス社製,粘度:185〜190cP)を流し込み、減圧下にて当該樹脂を含浸させた。含浸させた樹脂が硬化した後、研磨材としてSiC研磨材(♯240,400,800)及びBC研磨材(♯1000)を用い、研磨機としてマルトー社製のパワーラップ(製品名)を用いて試験片の撮像面を研磨した。その後、再度低粘性エポキシ樹脂を含浸させ、研磨材としてアルミナ粉末(粒径:3,1,0.3μm)を用い、バフ研磨機(エンギス社製,製品名:KENT3)にてバフ研磨加工を施した。研磨後、試験片に導電性を付与するため、カーボン蒸着を行った。 Moreover, the test piece for estimating the air amount and water cement ratio after drying is accommodated in a cylindrical mold having an inner diameter of 1 inch, and a low-viscosity epoxy resin fat (product name: Specifix-20, Marumoto) in the cylindrical mold. Struers, viscosity: 185 to 190 cP) was poured, and the resin was impregnated under reduced pressure. After the impregnated resin is cured, SiC abrasives (# 240, 400, 800) and B 4 C abrasives (# 1000) are used as abrasives, and a power wrap (product name) manufactured by Marto is used as a polishing machine. The imaging surface of the test piece was used for polishing. After that, impregnation with low-viscosity epoxy resin again, using alumina powder (particle size: 3, 1, 0.3 μm) as an abrasive, and buffing with a buffing machine (manufactured by Engis, product name: KENT3) gave. After polishing, carbon deposition was performed to impart conductivity to the test piece.

このようにして得られた単位骨材量推定用試験片、並びに空気量及び水セメント比推定用試験片について、以下のようにして画像処理を行い、コンクリート硬化体の配合推定を行った。なお、画像処理は、市販の画像解析ソフト(製品名:NanoHunter NS2K−Pro,ナノシステム社製)を用いて行った。   About the test piece for unit aggregate amount estimation obtained in this way, and the test piece for air quantity and water cement ratio estimation, image processing was performed as follows, and the mixture estimation of the hardened concrete body was performed. The image processing was performed using commercially available image analysis software (product name: NanoHunter NS2K-Pro, manufactured by Nanosystem).

(1)単位骨材量推定
単位骨材量推定用試験片の撮像面のカラー画像を、スキャナ(キャノン社製,製品名:CanoScanLiDE500F)を用いて取得し、得られたカラー画像に含まれるノイズを当該カラー画像に移動平均フィルタをかけることにより除去した後、骨材部分とセメントペースト部分との色度差及び明度差を利用して2値化処理を行い、第1の2値化画像を取得した。また、カラー画像をモノクロ変換して、当該モノクロ画像に移動平均フィルタをかけてノイズを除去した後、動的閾値法により2値化処理を行い、第2の2値化画像を取得した。さらに、カラー画像に含まれるノイズを除去した当該画像について、空隙部分とそれ以外の部分との色度差を利用して2値化処理を行い、第3の2値化画像を取得した。
(1) Unit Aggregate Amount Estimation A color image of an imaging surface of a unit aggregate amount estimation test piece is obtained by using a scanner (manufactured by Canon Inc., product name: CanoScanLiDE500F), and noise included in the obtained color image Is removed by applying a moving average filter to the color image, and then binarization processing is performed using the chromaticity difference and the brightness difference between the aggregate portion and the cement paste portion, and the first binarized image is obtained. I got it. Further, after the color image was converted into monochrome, the noise was removed by applying a moving average filter to the monochrome image, and then binarization processing was performed by a dynamic threshold method to obtain a second binarized image. Furthermore, the binarization process was performed on the image from which noise included in the color image was removed by using the chromaticity difference between the gap portion and the other portions, and a third binarized image was obtained.

取得した第1の2値化画像から第3の2値化画像を減算し、さらに第2の2値化画像を加算し、加算後の画像上の骨材部分と、カラー画像上の骨材部分とが目視で一致するように、加算後の画像の階調を補正した。このようにして得られた2値化画像より骨材部分の面積率を算出し、当該骨材面積率から、下記式(1)に基づいて単位骨材量を算出した。   The third binarized image is subtracted from the acquired first binarized image, the second binarized image is further added, and the aggregate portion on the image after the addition and the aggregate on the color image The gradation of the image after the addition was corrected so that the portion visually matched. The area ratio of the aggregate part was calculated from the binarized image thus obtained, and the unit aggregate amount was calculated from the aggregate area ratio based on the following formula (1).

Figure 2011075528

式(1)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を表す。
Figure 2011075528

In formula (1), V agg represents “aggregate area ratio (%)”.

(2)空気量推定
走査型電子顕微鏡(JSM−7001F,日本電子社製)を用い、観察倍率を100倍として取得した反射電子像について、移動平均フィルタをかけてノイズを除去した。ノイズを除去した後の反射電子像上における未水和セメント部分、セメント水和物部分及び骨材部分よりも低輝度側に認められる略円形粒子を抽出し得るように閾値を設定し、2値化処理を行った。得られた2値化画像上の略円形粒子のうち、円相当径が10μm以上、かつ円形度数が0.95以上のものをエントラップトエアとして抽出するように閾値を設定して、再度2値化処理を行った。
(2) Air amount estimation Using a scanning electron microscope (JSM-7001F, manufactured by JEOL Ltd.), the reflected electron image obtained with an observation magnification of 100 was applied with a moving average filter to remove noise. The threshold is set so that substantially circular particles recognized on the lower luminance side than the unhydrated cement part, cement hydrate part and aggregate part on the backscattered electron image after removing noise can be extracted, and binary The treatment was performed. Of the substantially circular particles on the obtained binarized image, a threshold is set so that particles having an equivalent circle diameter of 10 μm or more and a circular power of 0.95 or more are extracted as entrapment air, and the binary is again obtained. The treatment was performed.

このようにして得られた2値化画像上のエントラップトエアが、ノイズを除去した後の反射電子像上のエントラップトエアと一致するように、2値化画像の各画素の階調数を補正した。その後、補正後の画像よりエントラップトエア部分の面積率を算出し、当該面積率を空気量(Vair)と推定した。 The number of gradations of each pixel of the binarized image is set so that the entrapment air on the binarized image thus obtained matches the entrapment air on the backscattered electron image after removing noise. Corrected. Thereafter, the area ratio of the entrapped air portion was calculated from the corrected image, and the area ratio was estimated as the air amount (V air ).

(3)水セメント比推定
走査型電子顕微鏡(JSM−7001F,日本電子社製)を用い、観察倍率を500倍として取得した反射電子像について、移動平均フィルタをかけてノイズを除去した。反射電子像上の骨材部分及びひび割れ部分を抽出し得る閾値を設定した上で、2値化処理を行い、骨材部分及びひび割れ部分を抽出した2値化画像を取得し、その合計面積率(Vcrack)を算出した。
(3) Estimation of water cement ratio Using a scanning electron microscope (JSM-7001F, manufactured by JEOL Ltd.), noise was removed from a reflected electron image obtained with an observation magnification of 500 by applying a moving average filter. The threshold value that can extract the aggregate part and crack part on the backscattered electron image is set, then binarization processing is performed to obtain a binary image that extracts the aggregate part and crack part, and the total area ratio (V crack ) was calculated.

そして、ノイズを除去した後の反射電子像から骨材部分及びひび割れ部分を抽出した2値化画像を減算して、当該反射電子像についてマスク処理をした。マスク処理後の反射電子像上の未水和セメント部分を抽出し得る閾値を設定して2値化処理を行い、未水和セメント部分を抽出した2値化画像を取得した。   And the binarized image which extracted the aggregate part and the crack part from the reflected electron image after removing noise was subtracted, and the mask process was performed about the reflected electron image. A threshold value capable of extracting an unhydrated cement portion on the reflected electron image after the mask processing was set and binarization processing was performed to obtain a binarized image in which the unhydrated cement portion was extracted.

また、ノイズを除去した後の反射電子像に骨材部分及びひび割れ部分を抽出した2値化画像を加算して、当該反射電子像についてマスク処理をした。マスク処理後の反射電子像上の空隙部分を抽出し得る閾値を設定して2値化処理を行い、空隙部分を抽出した2値化画像を取得した。   Further, a binary image obtained by extracting an aggregate portion and a crack portion was added to the reflected electron image after removing noise, and the reflected electron image was masked. A binarization process was performed by setting a threshold value for extracting a void portion on the reflected electron image after the mask processing, and a binary image obtained by extracting the void portion was obtained.

そして、反射電子像上の未水和セメント部分及び空隙部分と、各2値化画像上の未水和セメント部分及び空隙部分とが目視で一致するように、各2値化画像の各画素の階調を補正した。   Then, each pixel of each binarized image is visually matched so that the unhydrated cement portion and void portion on the reflected electron image and the unhydrated cement portion and void portion on each binarized image are visually matched. The gradation was corrected.

補正後の画像から、未水和セメント部分及び空隙部分の合計面積率を算出し、下記式(6)に従って、セメント水和物の面積率を算出した。   From the corrected image, the total area ratio of the unhydrated cement part and the void part was calculated, and the area ratio of the cement hydrate was calculated according to the following formula (6).

Figure 2011075528

式(6)中、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、Vcrackは「骨材部分及びひび割れ部分合計面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VCPは「空隙面積率(%)」を表す。
Figure 2011075528

Wherein (6), V HP is the "cement hydrate area ratio (%)" a, V crack the "aggregate portion and crack portions total area ratio (%)", V AH is "Mimizuwa cement area “ CP (%)”, and V CP represents “Void area ratio (%)”.

このようにして算出されたセメント水和物面積率、未水和セメント面積率及び空隙面積率から、下記式(2)に従って、水セメント比推定値を算出した。   From the cement hydrate area ratio, the unhydrated cement area ratio, and the void area ratio calculated in this manner, a water cement ratio estimated value was calculated according to the following formula (2).

Figure 2011075528

式(2)中、Vは「水体積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「セメントの水和膨張係数」を、VCPは「空隙面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、ρは「セメントの密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

In Formula (2), V W is “water volume fraction (%)”, V C is “initial cement volume fraction (%)”, V HP is “cement hydrate area ratio (%)”, δ V is “cement hydration expansion coefficient”, V CP is “void area ratio (%)”, V AH is “unhydrated cement area ratio (%)”, and ρ C is “cement density (g / Cm 3 ) ”.

続いて、算出されたセメント水和物面積率から、下記式(3)に従って、初期セメント体積率を算出した。   Subsequently, the initial cement volume ratio was calculated from the calculated cement hydrate area ratio according to the following formula (3).

Figure 2011075528

式(3)中、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「水和膨張係数」を表す。
Figure 2011075528

Wherein (3), V C is the "initial cement volume ratio (%)" a, V AH is "Mimizuwa cement area ratio (%)" a, V HP is "cement hydrate area ratio (%)" ΔV represents “hydration expansion coefficient”.

さらに、算出された初期セメント体積率、骨材面積率及びエントラップトエア部分の面積率から、下記式(4)に基づいて単位セメント量推定値を算出した。   Further, an estimated unit cement amount was calculated from the calculated initial cement volume ratio, aggregate area ratio, and area ratio of the entrapment air portion based on the following formula (4).

Figure 2011075528

式(4)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を、Vairは「エントラップトエア部分の面積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、ρは「セメント密度(g/cm)」を表す。
Figure 2011075528

In the formula (4), the V agg is "aggregate area ratio (%)", the V air is "area ratio of the entrapped air portion (%)", V C is the "initial cement volume ratio (%)" , Ρ C represents “cement density (g / cm 3 )”.

さらにまた、上述のようにして算出された水セメント比推定値及び単位セメント量推定値から、下記式(5)に従って単位水量を算出した。   Furthermore, the unit water amount was calculated according to the following equation (5) from the water cement ratio estimated value and the unit cement amount estimated value calculated as described above.

Figure 2011075528
Figure 2011075528

上述したようにして推定されたコンクリート硬化体の配合を、当該コンクリート硬化体の配合とあわせて表3に示す。   Table 3 shows the composition of the hardened concrete body estimated as described above, together with the composition of the hardened concrete body.

〔比較例1〕
実施例1において使用したコンクリート硬化体(試料1〜4)を用い、コンクリート専門委員会報告 F−18 硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験報告(社団法人セメント協会,昭和42年9月)に記載の方法により、上記各試料1〜4の単位容積質量及び単位水量を求め、グルコン酸ナトリウムによる硬化コンクリートの単位セメント量試験方法(日本非破壊検査協会規格,NDIS−3422,2002年)に記載の方法により、上記各試料1〜4の単位セメント量を求めた。なお、単位骨材量は、下記式(7)〜(11)により算出した。結果を表3にあわせて示す。
[Comparative Example 1]
Using the concrete hardened body (samples 1 to 4) used in Example 1, the concrete committee report F-18 Joint test report on blended estimation of hardened concrete (Cement Association, September 1967) By the method, the unit volume mass and the unit water amount of each of the above samples 1 to 4 are obtained, and the method described in the unit cement amount test method of hardened concrete with sodium gluconate (Japan Nondestructive Inspection Association Standard, NDIS-3422, 2002) Thus, the unit cement amount of each of the above samples 1 to 4 was obtained. The unit aggregate amount was calculated by the following formulas (7) to (11). The results are shown in Table 3.

Figure 2011075528

式(7)中において、Xは「セメント量(%)」を、Yは「骨材量(%)」を、Zは「水量(%)」を表す。
Figure 2011075528

In the formula (7), X represents “cement amount (%)”, Y represents “aggregate amount (%)”, and Z represents “water amount (%)”.

Figure 2011075528

式(8)中において、aは「コンクリート試料の500℃強熱減量(%)」を、αは「骨材の600℃強熱減量(%)」を表す。なお、本比較例1においては、αを1.2%と仮定し、下記式(9)により水量(Z)をコンクリート試料の500℃強熱減量(a)及び骨材量(Y)で表すことができるため、上記式(7)は、下記式(10)で表すことができる。
Figure 2011075528

In the formula (8), a represents “500 ° C. ignition loss (%) of concrete sample”, and α represents “600 ° C. ignition loss (%) of aggregate”. In this comparative example 1, α is assumed to be 1.2%, and the amount of water (Z) is expressed by the 500 ° C. ignition loss (a) and the amount of aggregate (Y) of the concrete sample by the following formula (9). Therefore, the above formula (7) can be expressed by the following formula (10).

Figure 2011075528
Figure 2011075528

Figure 2011075528
Figure 2011075528

上記式(7)〜(10)による算出結果、表乾単位容積質量、コンクリートの吸収率及び骨材の吸収率を下記式(11)に代入することにより、単位骨材量を算出した。なお、骨材の吸収率は、1.8%と仮定した。   The amount of unit aggregate was calculated by substituting the calculation results by the above formulas (7) to (10), the table dry unit volume mass, the concrete absorption rate, and the aggregate absorption rate into the following equation (11). The aggregate absorption rate was assumed to be 1.8%.

Figure 2011075528

式(11)中において、Wは「単位容積質量(kg/m)」を、Yは「骨材量(%)」を、ρは「コンクリートの吸水率(%)」を、ρは「骨材の吸水率(%)」を表す。
Figure 2011075528

In the formula (11), W is “unit volume mass (kg / m 3 )”, Y is “aggregate amount (%)”, ρ 1 is “concrete water absorption (%)”, ρ 2 Represents “Aggregate water absorption (%)”.

Figure 2011075528
Figure 2011075528

表3に示すように、実施例1の方法によるコンクリート硬化体の配合推定値は、比較例1の方法によるそれよりも、実際の配合に近い値であることが確認された。このことから、実施例1の方法によれば、高い精度でコンクリート硬化体の配合を推定し得ることが確認された。特に、石灰石骨材を含むコンクリート硬化体であっても、単位骨材量を高精度で推定し得ることが判明した。また、従来の方法では推定することができなかった空気量に関しても、精度よく推定できることが確認された。   As shown in Table 3, it was confirmed that the blended estimated value of the hardened concrete by the method of Example 1 was closer to the actual blend than that by the method of Comparative Example 1. From this, it was confirmed that according to the method of Example 1, the blend of the hardened concrete body can be estimated with high accuracy. In particular, it was found that the amount of unit aggregate can be estimated with high accuracy even for a hardened concrete containing limestone aggregate. Moreover, it was confirmed that the air amount that could not be estimated by the conventional method can be estimated with high accuracy.

Claims (9)

コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、
前記コンクリート硬化体の多値画像を、骨材量推定用閾値を用いて2値化処理し、得られた2値化処理画像より算出された骨材面積率から、下記式(1)に基づいて単位骨材量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法。
Figure 2011075528

式(1)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を表す。
A method for estimating the composition of a hardened concrete,
Based on the aggregate area ratio calculated from the binarized image obtained by binarizing the multi-valued image of the hardened concrete body using the aggregate amount estimation threshold, the following formula (1) is used. And calculating a unit aggregate amount estimated value.
Figure 2011075528

In formula (1), V agg represents “aggregate area ratio (%)”.
コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、
前記コンクリート硬化体の多値画像を、空気量推定用閾値を用いて2値化処理し、得られた2値化処理画像からエントラップトエア部分判定用パラメータに基づいて抽出されたエントラップトエア部分の面積率を算出し、得られた面積率を前記コンクリート硬化体における空気量と推定することを特徴とする配合推定方法。
A method for estimating the composition of a hardened concrete,
The multi-valued image of the hardened concrete body is binarized using an air amount estimation threshold, and the entrapped air portion extracted from the obtained binarized image based on the entrapment air portion determination parameter A composition estimation method, wherein the area ratio is calculated and the obtained area ratio is estimated as the amount of air in the hardened concrete body.
前記多値画像における未水和セメント部分、セメント水和物部分及び骨材部分よりも低輝度側に表示される略円形部分を前記エントラップトエア部分の画像として抽出することを特徴とする請求項2に記載の配合推定方法。   The non-hydrated cement part, the cement hydrate part, and the substantially circular part displayed on the lower brightness side than the aggregate part in the multi-valued image are extracted as an image of the entrapment air part. 2. The method for estimating the formulation according to 2. 前記エントラップトエア部分判定用パラメータが、円形度数又は円相当径であり、
前記円形度数又は円相当径に基づいて、前記2値化処理画像から前記エントラップトエア部分の画像を抽出することを特徴とする請求項2又は3に記載の配合推定方法。
The entrapment air partial determination parameter is a circular power or an equivalent circle diameter,
The composition estimation method according to claim 2 or 3, wherein an image of the entrapment air portion is extracted from the binarized image based on the circular power or equivalent circle diameter.
コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、
前記コンクリート硬化体の多値画像を、水セメント比推定用閾値を用いて2値化処理し、2値化処理画像より算出された未水和セメント面積率、空隙面積率及びセメント水和物面積率から、下記式(2)に基づいて水セメント比推定値を算出することを特徴とする配合推定方法。
Figure 2011075528

式(2)中、Vは「水体積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「セメントの水和膨張係数」を、VCPは「空隙面積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、ρは「セメントの密度(g/cm)」を表す。
A method for estimating the composition of a hardened concrete,
The multi-valued image of the hardened concrete body is binarized using a water-cement ratio estimation threshold, and the unhydrated cement area ratio, void area ratio, and cement hydrate area calculated from the binarized image From the ratio, a water cement ratio estimated value is calculated based on the following formula (2), and a blend estimation method characterized by:
Figure 2011075528

In Formula (2), V W is “water volume fraction (%)”, V C is “initial cement volume fraction (%)”, V HP is “cement hydrate area ratio (%)”, δ V is “cement hydration expansion coefficient”, V CP is “void area ratio (%)”, V AH is “unhydrated cement area ratio (%)”, and ρ C is “cement density (g / Cm 3 ) ”.
コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、
請求項5に記載の配合推定方法において算出された前記未水和セメント面積率から、下記式(3)に基づいて初期セメント体積率を算出し、
請求項1に記載の配合推定方法において算出された前記骨材面積率、請求項2〜4のいずれかに記載の配合推定方法において算出された前記エントラップトエア部分の面積率及び前記初期セメント体積率から、下記式(4)に基づいて単位セメント量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法。
Figure 2011075528

Figure 2011075528

式(3)中、Vは「初期セメント体積率(%)」を、VAHは「未水和セメント面積率(%)」を、VHPは「セメント水和物面積率(%)」を、δは「水和膨張係数」を表し、式(4)中、Vaggは「骨材面積率(%)」を、Vairは「エントラップトエア部分の面積率(%)」を、Vは「初期セメント体積率(%)」を、ρは「セメント密度(g/cm)」を表す。
A method for estimating the composition of a hardened concrete,
From the unhydrated cement area ratio calculated in the blending estimation method according to claim 5, an initial cement volume ratio is calculated based on the following formula (3):
The said aggregate area ratio calculated in the mixing | blending estimation method of Claim 1, the area ratio of the said entrapment air part calculated in the mixing | blending estimation method in any one of Claims 2-4, and the said initial cement volume From the rate, a unit cement amount estimated value is calculated based on the following formula (4), and a blending estimation method characterized by:
Figure 2011075528

Figure 2011075528

Wherein (3), V C is the "initial cement volume ratio (%)" a, V AH is "Mimizuwa cement area ratio (%)" a, V HP is "cement hydrate area ratio (%)" Δ V represents “hydration expansion coefficient”, and in formula (4), V agg represents “aggregate area ratio (%)”, and V air represents “area ratio of entrapped air part (%)”. , V C represents “initial cement volume fraction (%)”, and ρ C represents “cement density (g / cm 3 )”.
コンクリート硬化体の配合を推定する方法であって、
請求項5に記載の配合推定方法により算出された水セメント比推定値と、請求項6に記載の配合推定方法により算出された単位セメント量推定値とから、下記式(5)に基づいて単位水量推定値を算出することを特徴とする配合推定方法。
Figure 2011075528
A method for estimating the composition of a hardened concrete,
From the water cement ratio estimated value calculated by the blending estimation method according to claim 5 and the unit cement amount estimated value calculated by the blending estimation method according to claim 6, a unit based on the following formula (5) A formulation estimation method characterized by calculating an estimated amount of water.
Figure 2011075528
前記多値画像は、前記コンクリート硬化体を所定の大きさに切断して得られる試験片の一の面を撮像した多値画像であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の配合推定方法。   The multi-value image is a multi-value image obtained by imaging one surface of a test piece obtained by cutting the hardened concrete body into a predetermined size. Method of estimating the composition of 前記多値画像は、研磨された前記試験片の一面を撮像した多値画像であることを特徴とする請求項8に記載の配合推定方法。   The composition estimation method according to claim 8, wherein the multi-value image is a multi-value image obtained by imaging one surface of the polished test piece.
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