JP2012141234A - 圧縮強度試験の保護具及び圧縮強度試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高強度コンクリートの圧縮強度試験を行う場合に、供試体が圧縮破壊を起こす際の爆裂音が周囲に拡散するのを抑制できるとともに、供試体の破片が周囲に飛散するのを防止する。
【解決手段】 上下の加圧板１０、１１間に供試体１５を設置し、前記上下の加圧板１０，１１により前記供試体１５が破壊されるまで圧縮荷重を加える圧縮強度試験に用いられる保護具１であって、前記下側の加圧板１１の上面に設置して用いられ、内部に前記供試体１５を収容可能であるとともに、上部が開口された容器状をなし、かつ、少なくとも底部が前記上下の加圧板１０、１１と同一の機械的性質を有する材料から形成される保護容器を２備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮強度試験の保護具及び圧縮強度試験方法に関し、特に、圧縮強度試験で破壊された供試体の破片が周囲に飛び散るのを防止するのに有効な圧縮強度試験の保護具及び圧縮強度試験方法に関する。

一般に、建築材料、土木材料等のコンクリートの性能評価をする場合、対象のコンクリートの圧縮強度試験を行って圧縮強度を求め、この圧縮強度に基づいて対象のコンクリートの性能評価を行っている。

例えば、高強度コンクリートの性能評価を行う場合には、ＪＩＳ Ａ１１３２（コンクリート強度試験用供試体の作り方）に基づいて、所定の直径（１００ｍｍ、１２５ｍｍ、又は１５０ｍｍ）、高さ（直径の２倍）の円柱形の高強度コンクリートの供試体を作製し、この供試体を圧縮試験機に設置し、ＪＩＳ Ａ１１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）に基づいて圧縮強度試験を行うことにより、供試体の圧縮強度を求めている。

具体的には、圧縮試験機の上下の加圧板間に高強度コンクリートの供試体を設置し、供試体の中心軸が加圧板の中心に一致するように供試体の位置の微調整を行い、この後に、上下の加圧板間で供試体に一様の速度で荷重を加えて、供試体が破壊するまで荷重を加え続け、供試体の破壊後に圧縮試験機が示す最大荷重を読み取り、この最大荷重を供試体の断面積で除した値を圧縮強度としている。

ところで、高強度コンクリートは、設計基準強度が３６〜１００Ｎ／ｍｍ^２程度のコンクリートであり、普通コンクリートよりも圧縮強度が高いため、圧縮強度試験において、供試体に荷重を加えていって供試体が限界に達した際に、一気に供試体に破壊が生じて、供試体の破片が爆裂音を伴って周囲に飛散するため、作業者の安全を確保する何らかの手段が必要になる。

上記のような供試体の爆裂音の発生、及び破片の飛散の問題に対処するため、特許文献１には、軸方向に伸縮可能な螺旋状線材からなる保護具を用い、この保護具を試験片（供試体）の周囲に装着し、この保護具で試験片（供試体）を保護することにより、試験片（供試体）が圧縮破壊される際の破片の周囲への飛散、及び爆裂音の発生を防止するように構成した発明が記載されている。

特開平１０−２３９２２７号公報

しかし、特許文献１に記載の保護具では、小さい破片が螺旋状線材の螺旋間から周囲に飛散するおそれがある。また、圧縮強度試験の後に、保護具を供試体の周囲から取り外し、その後に、破壊された試験片の破片を上下の加圧板間から取り除く作業が必要になり、その作業に手間がかかる。

また、試験片（供試体）を上下の加圧板間に設置する場合に、下側の加圧板の中心に供試体の中心軸を一致させる芯出しを目視により行っているため、その作業に手間がかかる。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、供試体の破片が周囲に飛散するのを確実に防止できるとともに、圧縮強度試験の後に、破壊された供試体の破片を取り除く作業を容易に行うことができ、さらに、供試体の芯出しを容易に行うことができる、圧縮強度試験の保護具及び圧縮強度試験方法を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、上下の加圧板間に供試体を設置し、前記上下の加圧板により前記供試体が破壊されるまで圧縮荷重を加える圧縮強度試験に用いられる保護具であって、前記下側の加圧板の上面に設置して用いられ、内部に前記供試体を収容可能であるとともに、上部が開口された容器状をなし、かつ、少なくとも底部が前記上下の加圧板と同一の機械的性質を有する材料から形成される保護容器を備えていることを特徴とする。

本発明の圧縮強度試験の保護具によれば、供試体を保護容器内に収容した状態で下側の加圧板の上部に設置し、この状態で上下の加圧板間で供試体に荷重を加えることにより、供試体の圧縮強度試験を行うことができる。従って、供試体が圧縮破壊する際に、爆裂音が周囲に拡散するのを防止できるとともに、破片が周囲に飛散するのを防止できる。また、供試体の破片は、保護容器内に収容されるので、保護容器を上下の加圧板から取り外す際に、保護容器と一緒に供試体の破片を上下の加圧板間から取り除くことができ、供試体の破片の除去に要する手間を削減することができる。さらに、保護容器は、少なくとも底部が加圧板と同一の機械的性質を有する材料から形成されているので、保護容器が供試体の圧縮強度試験の結果に影響を与えることはない。

また、本発明において、前記保護容器の底部は、前記下側の加圧板の上面と同一形状、及び同一寸法に形成されるとともに、前記保護容器の上部開口には蓋が着脱可能に設けられ、該蓋の前記底部の中心に対応する部分には、前記供試体を挿通させる芯出し孔が設けられていることとしてもよい。

本発明の圧縮強度試験の保護具によれば、保護容器の内部に供試体を収容した状態で保護容器を下側の加圧板の上部に設置し、保護容器の周面が下側の加圧板の周面と面一となるように保護容器の位置の調整を行い、この状態で保護容器の上部開口に蓋を装着し、蓋の芯出し孔内を供試体の上端が挿通するように、供試体の保護容器内における位置を調整することにより、供試体の中心軸を下側の加圧板の中心に一致させることができる。そして、供試体を保護容器内の所定の位置に位置決めした後に、保護容器から蓋を取り外し、上下の加圧板間で供試体に荷重を加えることにより、供試体の圧縮強度試験を行うことができる。

さらに、本発明において、前記保護容器の上端部には、前記供試体に前記上下の加圧板で荷重を加える際に、前記上側の加圧板が前記保護容器と干渉するのを避ける逃げ部が設けられていることとしてもよい。

本発明の圧縮強度試験の保護具によれば、上下の加圧板で供試体に荷重を加える際に、上側の加圧板を保護容器の逃げ部内に逃すことができるので、上側の加圧板が保護容器と干渉して保護容器が破損するようなことはなく、また、供試体の圧縮強度試験に影響を与えるようなこともない。

さらに、本発明において、前記上下の加圧板は、同一寸法の円板状に形成されるとともに、前記保護容器は、底部が閉塞された筒状に形成され、該保護容器の上端部には、外方に張り出た前記上側の加圧板よりも大径の筒状の前記逃げ部が設けられていることとしてもよい。

本発明の圧縮強度試験の保護具によれば、上下の加圧板で供試体に荷重を加える際に、円板状の上側の加圧板を、上側の加圧板よりも大径の筒状に形成された保護容器の逃げ部内に逃すことができるので、上側の加圧板が保護容器と干渉するのを防止できる。

さらに、本発明において、前記保護容器の周壁は、外部から内部を透視可能な透明体又は半透明体で形成されていることとしてもよい。

本発明の圧縮強度試験の保護具によれば、保護容器の周壁は、透明体又は半透明体で形成されているので、保護容器の外部から内部を透視することが可能となり、保護容器の外部から保護容器内の供試体の状態を確認しながら、供試体の圧縮強度試験を行うことができる。

さらに、本発明の圧縮強度試験方法は、請求項１〜５の何れか１項に記載の圧縮強度試験の保護具を用いた圧縮強度試験方法であって、前記下側の加圧板の上面に、内部に前記供試体を収容した状態の前記保護容器を設置し、前記上下の加圧板により前記供試体が破壊されるまで圧縮荷重を加えることを特徴とする。

以上、説明したように、本発明の圧縮強度試験の保護具及び圧縮強度試験方法によれば、供試体が圧縮破壊される際に、供試体の爆裂音が周囲に拡散するのを抑制できるとともに、供試体の破片が周囲に飛散するのを防止できる。また、保護容器と一緒に供試体の破片を上下の加圧板間から取り除くことができるので、供試体の破片を取り除く作業を容易に行うことができる。さらに、供試体の下側の加圧板の上部への設置を容易に行うことができる。

本発明による圧縮強度試験の保護具の一実施の形態を示した概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による圧縮強度試験の保護具の一実施の形態が示されている。本実施の形態の圧縮強度試験の保護具１は、例えば、建築材料、土木材料等のコンクリートの性能評価をする場合に行われる供試体１５の圧縮強度試験に適用されるものであって、特に、高強度コンクリート（設計基準強度が３６〜１００Ｎ／ｍｍ^２程度のコンクリート）の圧縮強度試験に有効なものである。

圧縮試験機は、例えば、ＪＩＳ Ｂ７７２１（引張試験機・圧縮試験機）に規定する１等級の圧縮試験機であって、硬度が５５ＨＲＣ以上の鋼製の円板状の耐圧盤（加圧板１０、１１）を有し、上下の加圧板１０、１１間で供試体１５に荷重を加えることにより、供試体１５の圧縮強度試験を行うことができるものである。
なお、本実施の形態においては、ステンレス鋼（ＳＵＳ４５０Ｃ、硬度６０ＨＲＣ）からなる加圧板１０、１１を備えた圧縮試験機を用いている。

本実施の形態の圧縮強度試験の保護具１は、図１に示すように、圧縮試験機の下側の加圧板１１の上部に設置される上部が開口された保護容器２と、保護容器２の上部開口に着脱可能に装着される蓋６とから構成されている。

保護容器２は、底部３が閉塞された円筒状をなすものであって、圧縮試験機の上下の加圧板１０、１１と同一の機械的性質を有する材料（ステンレス鋼、ＳＵＳ４５０Ｃ、硬度６０ＨＲＣ）から形成され、この保護容器２の内部に高強度コンクリートの供試体１５が収容可能に構成されている。

保護容器２は、供試体１５の高さより僅かに浅い深さ、又は供試体１５の高さと同一深さに形成され、この保護容器２の内部に、供試体１５をその中心軸１５ａが鉛直方向を向くように収容することにより、供試体１５の全体を保護容器２の内部に収容することができる。

保護容器２は、底部３の外径が下側の加圧板１１の直径と同一寸法に形成され、保護容器２を下側の加圧板１１の上部に設置したときに、下側の加圧板１１の周面１１ｂと保護容器２の周面２ａとが面一となるように、保護容器２の下側の加圧板１１の上部における位置を調整することにより、保護容器２の底部３の中心３ａを下側の加圧板１１の中心１１ａに一致させることができる。

保護容器２の上端部には、他の部分よりも大径の径方向外方に張り出る筒状の逃げ部４が一体に設けられている。逃げ部４は、内径が上側の加圧板１０の直径よりも大径に形成されるとともに、上下の加圧板１０、１１間で供試体１５に荷重を加えて供試体１５が圧縮破壊を起こす際に、上側の加圧板１０が到達する位置よりも深く形成されている。この逃げ部４により、上下の加圧板１０、１１で供試体１５に荷重を加える際に、上側の加圧板１０が保護容器２と干渉するのを避けることができる。

保護容器２の逃げ部４の上部開口の内周面側には係止部５が設けられ、この係止部５に蓋６の周縁部の下面側を係止させることにより、保護容器２の上部開口に蓋６を装着した状態に保持することができる。

係止部５は、例えば、保護容器２の逃げ部４の内周面側に全周に亘って設けた段差、所定の間隔ごとに設けた突起等によって構成される（本実施の形態において、段差によって係止部５を構成している）。

蓋６は、保護容器２の逃げ部４の上部開口に着脱可能に設けられる円板状をなすものであって、中心部に供試体１５を挿通させる芯出し孔７が貫通した状態で設けられている。保護容器２の内部に供試体１５を収容し、保護容器２の逃げ部４の上部開口に蓋６を装着し、蓋６の芯出し孔７内に供試体１５の上端を挿通させることにより、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３の中心３ａに一致させることができ、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３を介して下側の加圧板１１の中心１１ａに一致させることができる。

なお、蓋６は、供試体１５を下側の加圧板１１の上部の所定の位置に位置決めした後に、保護容器２の上部開口から取り外すものとする。また、蓋６の保護容器２への着脱を容易にするために、図示はしないが、蓋６の上面側に把手、指を挿入させる孔、切り欠き等を設けてもよい。さらに、蓋６は、保護容器２と同一材質の材料で形成する必要はないが、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３の中心３ａに一致させる際に、変形しない程度の剛性を有する材料で形成することが好ましい。

そして、上記のように構成した本実施の形態の圧縮強度試験の保護具１を用いて高強度コンクリートの性能評価を行うには、まず、ＪＩＳ Ａ１１３２（コンクリート強度試験用供試体の作り方）に基づいて、所定の直径（１００ｍｍ、１２５ｍｍ、又は１５０ｍｍ、本実施の形態では１００ｍｍ）、高さ（直径の２倍、本実施の形態では２００ｍｍ）の円柱形の高強度コンクリートの供試体１５を作製する。

次に、上記の供試体１５を保護具１の保護容器２の内部に中心軸１５ａが鉛直方向を向くように収容し、この状態で保護容器２を圧縮試験機の下側の加圧板１１の上部に設置し、保護容器２の周面２ａと下側の加圧板１１の周面１１ｂとが面一となるように保護容器２の下側の加圧板１１の上部における位置を調整することにより、保護容器２の底部３の中心３ａを下側の加圧板１１の中心１１ａに一致させる。

次に、保護容器２の上部開口に蓋６を装着し、蓋６の中心部の芯出し孔７内に供試体１５の上端を挿通させることにより、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３の中心３ａに一致させ、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３を介して下側の加圧板１１の中心１１ａに一致させる。

そして、この後に、保護容器２の上部開口から蓋６を取り外し、圧縮試験機を作動させ、ＪＩＳ Ａ１１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）に基づいて、供試体１５の圧縮強度試験を行う。

具体的には、上下の加圧板１０、１１間で供試体１５に一様の速度で荷重を加え、供試体１５が破壊するまで荷重を加え続け、供試体１５の破壊後に圧縮試験機が示す最大荷重を読み取り、この最大荷重を供試体１５の断面積で除した値を圧縮強度とすることにより、評価対象の高強度コンクリートの圧縮強度を求めることができる。

この場合、供試体１５が収容されている保護容器２は、圧縮試験機の上下の加圧板１０、１１と同一の機械的性質を有する材料から形成されているので、保護容器２が供試体１５の圧縮強度試験の結果に影響を与えることはない。

上記のように構成した本実施の形態の圧縮強度試験の保護具１にあっては、上下の加圧板１０、１１で供試体１５に荷重を加え、供試体１５が限界に達して供試体１５に圧縮破壊が生じても、供試体１５は保護容器２の内部に収容されているので、供試体１５の破壊の際の爆裂音が周囲に拡散するのを抑制できるとともに、供試体１５の破片１６が周囲に飛散するのを防止でき、作業者の安全を確保しながら、供試体１５の圧縮強度試験を行うことができる。

また、保護容器２を圧縮試験機から取り外す際に、保護容器２内に収容されている供試体１５の破片１６を圧縮試験機から一緒に取り除くことができるので、供試体１５を圧縮試験機から取り除く作業を容易にすることができる。

さらに、圧縮試験機の下側の加圧板１１の上部に供試体１５を設置する場合に、供試体１５を保護容器２内に収容した状態で、保護容器２を下側の加圧板１１の上部に設置して、保護容器２の周面２ａを下側の加圧板１１の周面１１ｂに合わせ、この後に、保護容器２の上部開口に蓋６を装着して、蓋６の芯出し孔７内に供試体１５の上端を挿通させることにより、供試体１５の中心軸１５ａを保護容器２の底部３を介して下側の加圧板１１の中心１１ａに一致させることができるので、供試体１５の下側の加圧板１１の上部の所定の位置への位置決め作業を容易にすることができる。

なお、前記の説明においては、保護容器２の全体を上下の加圧板１０、１１と同一の機械的性質を有する材料（ステンレス鋼、ＳＵＳ４５０Ｃ、硬度６０ＨＲＣ）で形成したが、保護容器２の底部３のみを上下の加圧板１０、１１と同一の機械的性質を有する材料で形成し、保護容器２の周壁を外部から内部を透視可能な材料（透明樹脂、又は半透明樹脂）で形成してもよい。保護容器２の周壁をこのような材料で形成することにより、保護容器２の外部から供試体の状態を観察しながら供試体１５に荷重を加えることができる。

また、前記の説明においては、本発明の圧縮強度試験の保護具１を高強度コンクリートの供試体１５の圧縮強度試験に適用したが、普通コンクリートや、その他の建築材料、土木材料等の供試体の圧縮強度試験に本発明の圧縮強度試験の保護具１を適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏する。

さらに、前記の説明においては、上下の加圧板１０、１１を円板状としたが、上下の加圧板１０、１１を他の形状（四角形板状等）としてもよい。その場合には、下側の加圧板１１の形状に合致するように保護容器２を形成すればよい。

１ 保護具
２ 保護容器
２ａ 周面
３ 底部
３ａ 中心
４ 逃げ部
５ 係止部
６ 蓋
７ 芯出し孔
１０ 加圧板
１１ 加圧板
１１ａ 中心
１１ｂ 周面
１５ 供試体
１５ａ 中心軸
１６ 破片

Claims (6)

1. 上下の加圧板間に供試体を設置し、前記上下の加圧板により前記供試体が破壊されるまで圧縮荷重を加える圧縮強度試験に用いられる保護具であって、
   前記下側の加圧板の上面に設置して用いられ、内部に前記供試体を収容可能であるとともに、上部が開口された容器状をなし、かつ、少なくとも底部が前記上下の加圧板と同一の機械的性質を有する材料から形成される保護容器を備えていることを特徴とする圧縮強度試験の保護具。
2. 前記保護容器の底部は、前記下側の加圧板の上面と同一形状、及び同一寸法に形成されるとともに、前記保護容器の上部開口には蓋が着脱可能に設けられ、該蓋の前記底部の中心に対応する部分には、前記供試体を挿通させる芯出し孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮強度試験の保護具。
3. 前記保護容器の上端部には、前記供試体に前記上下の加圧板で荷重を加える際に、前記上側の加圧板が前記保護容器と干渉するのを避ける逃げ部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮強度試験の保護具。
4. 前記上下の加圧板は、同一寸法の円板状に形成されるとともに、前記保護容器は、底部が閉塞された筒状に形成され、該保護容器の上端部には、外方に張り出た前記上側の加圧板よりも大径の筒状の前記逃げ部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮強度試験の保護具。
5. 前記保護容器の周壁は、外部から内部を透視可能な透明体又は半透明体で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の圧縮強度試験の保護具。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の圧縮強度試験の保護具を用いた圧縮強度試験方法であって、
   前記下側の加圧板の上面に、内部に前記供試体を収容した状態の前記保護容器を設置し、前記上下の加圧板により前記供試体が破壊されるまで圧縮荷重を加えることを特徴とする圧縮強度試験方法。

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