JP2015507184A - セメント基材料凝結時間のテスト方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント基材料凝結時間のテスト方法に関するものである。
〔背景技術〕
初期凝結時間はコンクリート流し込み性能の発展を表す重要な指標であり、例えば、コンクリートのローリング施工中、上下層コンクリートの許容流し込み間隔時間は初期凝結時間に比べて短くし、新しく流し込ましたコンクリート表面の仕上げならし(第2回目の塗り)は初期凝結と末期凝結との間に完了しなければならない。そのため、施行現場にてコンクリート流し込みの初期凝結時間に対する判断を行わなければならない。
〔発明の内容〕
出願者の従来の研究結果によれば、標準養生温度(20℃±2℃)の下で、貫入抵抗が時間の経過による増加規則は毛細管負圧が時間経過による増加規則とよく似ていて、いずれも誘導期があって、誘導期が終わると速やかに増加するので、標準養生温度の下で、毛細管負圧テストに基づく自己乾燥収縮ゼロポイント(time-zero)を判定する方法であるが、この方法で利用すれば、自動に、正確且つ科学的に自己乾燥収縮の始まる時間を判定することができる。自己乾燥収縮のゼロポイント(time-zero)とは、標準養生温度条件の下で、セメント基に自己乾燥収縮が始まるポイントを指し、つまり、20℃±2℃の際、毛細管負圧の発展規則グラフ上から、誘導期が終わり、加速期が始まる時点を指す。既存の実験結果は毛細管負圧の増加および凝結時間と相似性があるものの、グラフから見ると一定の差異があり、ひいてはある情況では差異がかなり大きい。本出願者は大量の実験研究の結果、コンクリート表面にブリージング(これは普遍的に存在する現象)が存在すると、「time-zero」は凝結時間より遅れて、析出された水が十分吸収された後、毛細管負圧が増加され始まり、自己乾燥収縮も発生し始まるとのことを発現した。そのため、出願者は、自己乾燥収縮ゼロポイントはセメント基材料の凝結時間であるとは認められず、既存の毛細管負圧テスト結果も自己乾燥収縮のゼロポイント(time-zero)の判定の場合のみ使えるとのことを意識した。それだけでなく、工程構造から言って、標準温度の下での毛細管負圧と貫入抵抗との関係は、異なる温度での凝結時間の測定根拠にならないとのことを意識した。
(1)コンクリート表面のブリージングをリアルタイムに除去する時、密封条件の下で、コンクリート内部の初期毛細管負圧の増加規則は貫入抵抗増加の規則と全く一致している(図1を参照)。
前記セメント基材料の凝結時間テスト方法として、ブリージングのないセメント基材料の毛細管負圧を測定し、毛細管負圧が閾値Aになる時間を初期凝結時間とし、および/又は毛細管負圧が閾値Bになる時間を末期凝結時間とするが、その中、閾値A=9kPa、閾値B=55kPaで、又は閾値Aおよび閾値Bは次の方法によって確定される。同じ配合比率および原料で閾値確定用のセメント基材料を作り、ぎっしりと振動をかけてから、一部はテストダイスの中に入れて、ぎっしりと振動をかけてから、ダイスの中に入れたブリージングのないセメント基材料の毛細管負圧を測定し、同じ条件の下で、貫入抵抗法を利用して閾値確定用のセメント基材料の初期凝結時間と末期凝結時間を同時に測定するが、前記閾値確定用のセメント基材料の初期凝結時間と末期凝結時間に対応する毛細管の負圧はそれぞれ閾値Aと閾値Bである。前記同じ配合比率および原料とは、閾値確定用のセメント基材料と凝結時間測定用セメント基材料との配合比率および原料のことを指す。
b.プローブのボトムのセラミックスヘッドをセメント基材料に挿し入れ、圧力測定装置を通じてプローブ中の圧力P1を測定するが、P1とP0との差をセメント基材料の毛細管負圧とする。
1)毛細管負圧閾値の確定
実験室の標準養生温度の条件(20℃±2℃)の下で、施工用の原材料と配合比率を用いて、実験室にてコンクリートを撹拌してから、混合物を両部分に分けて、その中の一部分はGB 8076−87に従って凝結時間を測定する。それと同時に、残りの一部分をダイスに入れて、ダイスのボトムと四周を密封し、セラミックスプローブをボトムから水平にコンクリートの内部に埋設してから、テスト用ダイスの中にコンクリートを流し込み、ぎっしりと振動をかけるが、具体的な事情によっては、ダイスの上表面とコンクリートの表面において、前記ブリージング除去方式による処理を行う。テストを始める前に、毛細管負圧のデータ採集器に対してリセット操作を行っうてから、毛細管負圧と貫入抵抗を同時に測定し、初期凝結と末期凝結の際の毛細管負圧値AとBを測定し、測定値AとBをデータ採集器に入力し、それを閾値A(初期凝結)、閾値B(末期凝結)とする。
コンクリート施工の前に、予めセラミックスプローブを埋設しなければならない。セラミックスプローブの配置はコンクリート表面の施工手順によって配置することができ、初期施工の位置から始まり、コンクリート表面施工の時間間隔が1hを超える注入ポジション当たりに、なるべく1〜2個のセラミックスプローブを配置する。コンクリートの流し込み深さが小さい(500mm以下)の部位に対しては、プローブを鉛ワイヤでボトムの水平鉄筋上に縛り付け、流し込み深さが大きい部位に対しては、プローブをボトムのサイドモールドプレートを通り抜けるようにボトム鉄筋上に縛り付けることができる。
これからの試験又は実施例はいずれもCN200610038805.0に示すセメント基材料の初期毛細管負圧自動測定装置を用いて毛細管負圧を測定するものとし、前記毛細管負圧自動測定装置には、圧力センサーや、セラミックスヘッド、ヘッダー、パイププラグ、メスシリンダー、ニードルヘッド、データ採集および伝送装置などが含まれ、ヘッダーのボトムにはセラミックスヘッドが設置され、トップにはパイププラグが設置され、前記セラミックスヘッドの表面と内部には微小な隙間があり、前記微小な隙間の孔径は2μmで、圧力センサーはメスシリンダーの中に設置され、メスシリンダーのフロントに設置されるニードルヘッドはパイププラグを通り抜けてヘッダーの中に挿し入れられ、圧力センサーより測定されたデータはデータ採集と伝送装置によって分析・処理され、前記毛細管負圧測定方法には次のステップが含まれる。
b.プローブのボトムのセラミックスヘッドをセメント基材料に挿し入れ、圧力測定装置を通じてプローブ中の圧力P1を測定するが、P1とP0との差をセメント基材料の毛細管負圧とする。
金寧羊52.5R P.IIセメントや、粗粒率2.65である川砂、5−25mmの連続レベルに配合した玄武岩砂利を使用する。配合比率:鉱物粉をセメント質量の30%に配合し、水とゲル―との比率(水/(セメント+鉱物粉)、質量比)は0.40、ゲルと砂との比率は2.0、砂の比率は40%、江蘇博特新材料有限公司製のJM−Bナフタリン系減水剤粉剤は骨材(セメント+鉱物粉)総質量の1.0%で、凝結時間測定はGB 8076-87を適用する。コンクリートブリージング率はDL/T 5150-2001によって25.5%に測定された。
特定の温度条件の下で(20℃±2℃)、表1の配合比率を用いて、実験室にてセメント砂を調製する(金寧羊52.5R P.IIセメントや、粗粒率2.65である川砂、江蘇博特新材料有限公司製のJM−Bナフタリン系減水剤粉剤を添加剤とし、セメント砂のブリージング率はASTM243によって5.5%に測定された)。
配合比率は、セメント:水:砂:石:添加剤=1:0.32:1.32:2.00:0.01、原料は、江蘇博特新材料有限公司製のJM−Bナフタリン系減水剤粉剤を添加剤とし、金寧羊52.5R P.IIセメント、粗粒率2.65である川砂、5−25mm連続レベルに配合した玄武岩砂利であり、コンクリートブリージング率はDL/T 5150-2001によって、6.5%に測定された。
特定の温度条件の下で(20℃±2℃)、異なる水・ゲル比率(0.24、0.32、0.40)や、異なる種類の鉱物混合剤(フライアッシュ、シリコンアッシュ、鉱物粉末)と異なる鉱物混合剤の混合量(フライアッシュ20%、30%、40%、シリコンアッシュ5%、10%、鉱物粉末30%、50%、70%)、異なる減水剤種類(ナフタリン系減水剤、ポリカルボン酸減水剤)の13個シリーズにモルタルを調製し、リアルタイムブリージング除去と密封条件の下で、毛細管負圧と貫入抵抗との関係に対する実験研究と統計分析を行い、原材料としては、金寧羊52.5R P.IIセメントや、粗粒率2.65である川砂、5−25mmの連続レベルに配合した玄武岩砂利、江蘇博特新材料有限公司製のJM−Bナフタリン系減水剤粉剤とポリカルボン酸減水剤を添加剤とし、南京熱電工場の1級フライアッシュ、江南小野田のS95細かく磨いた鉱物粉、エルケム社のシリコンアッシュを使用する。
配合比率は、セメント:水:砂:石:添加剤=1:0.24:2.00:0.01、原料は、江蘇博特新材料有限公司製のJM−Bナフタリン系減水剤粉剤を添加剤とし、金寧羊52.5R P.IIセメント、粗粒率2.65である川砂、5−25mm連続レベルに配合した玄武岩砂利である。
コンクリートの配合比率は表3のとおりである。原料は、江蘇博特新材料有限公司製のJM−III膨張剤を膨張剤とし、JM−Bナフタリン系高効率減水剤粉剤を減水剤とし、金寧羊52.5R P.IIセメント、粗粒率2.65である川砂、5−31.5mm連続レベルに配合した石灰石砂利である。コンクリートブリージング率はDL/T 5150-2001によって4.5%に測定された。
実験室標準養生温度条件の下で(20℃±2℃)、表2の配合比率を用いて、実験室にてコンクリートを撹拌させてから、混合物を両部分に分けて、その中の一部分はGB 8076−87に従って凝結時間を測定する。それと同時に、残りの一部分をダイスに入れて、ダイスのボトムと四周を密封し、セラミックスプローブをボトムから水平にコンクリートの内部に埋設してから、テスト用ダイスの中にコンクリートを流し込み、ぎっしりと振動をかけ、セメント基材料表面に6mm厚さの高分子吸収樹脂布を被覆するとともに、その上面に2mm厚さのPVCビニル薄膜を被覆する。テストを始める時は、毛細管負圧のデータ採集器をリセットさせてから、毛細管負圧と貫入抵抗を同時に測定する。
コンクリート流し込み表面は3m×3m×4.5mの支え台で、コンクリート流し込み施工の前に、プローブをボトムのサイドモールドプレートのボトム鉄筋上に縛り付ける。圧力センサーの他の一端はデータ採集器に接続させ、施行現場に設置する。毛細管負圧データ採集器に予め設定された閾値Aは8.8KPa、閾値Bは54.5KPaである。施工人員の携帯電話番号をデータ採集器に入力して、指定ユーザーとする。データ採集器中に予めサンプリング時間とプログラムを設定し、1min間隔を以って、毛細管負圧Pを測定し、現場での実際測定値Pが8.8KPaに達すると、予定のユーザーに警報又はメッセージが自動に発送され、初期凝結時間になっていることを知らせ、現場での実際測定値Pが54.5KPaに達すると、予定のユーザーに警報又はメッセージが自動に発送され、末期凝結時間になっていることを知らせる。現場にて実際測定された初期凝結時間は4.5h、末期凝結時間は6.6hで、現場のコンクリート構造物中、コンクリート材料凝結時間に対する遠隔、自動、連続、原位置のモニタリングを実現した。
Claims (6)
- ブリージングのないセメント基材料の毛細管負圧を測定し、毛細管負圧が閾値Aになる時間を初期凝結時間とし、および/又は毛細管負圧が閾値Bになる時間を末期凝結時間とするが、その中、閾値A=8-10kPa、閾値B=54-56kPaで、又は閾値Aおよび閾値Bは次の方法によって確定される。同じ配合比率および原料で閾値確定用のセメント基材料を作り、ぎっしりと振動をかけてから、一部はテストダイスの中に入れて、ぎっしりと振動をかけてから、ダイスの中に入れたブリージングのないセメント基材料の毛細管負圧を測定し、同じ条件の下で、貫入抵抗法を利用して閾値確定用のセメント基材料の初期凝結時間と末期凝結時間を同時に測定するが、前記閾値確定用のセメント基材料の初期凝結時間と末期凝結時間に対応する毛細管の負圧はそれぞれ閾値Aと閾値Bであることを特徴とするセメント基材料凝結時間のテスト方法。
- 前記ブリージングがない、密封養生条件におけるセメント基材料はセメント基材料にブリージングのないボトム又はリアルタイムに表面のブリージングを除去し、表面にプラスチック薄膜などを被覆したセメント基材料となることを特徴とする請求項1に記載のセメント基凝結時間のテスト方法。
- セメント基材料の表面に厚さが5mm以上の高分子吸水樹脂布を被覆し、リアルタイムにセメント基材料表面のブリージングを除去、又はセメント基材料のスランプが220mm以下のコンクリートである時に、毛細管負圧を測定しようとするセメント基材料の四周が密封され、表面に開口のあるダイス又はテスト用ダイスの中に流し込まし、ダイスの中のコンクリートの表面を傾けると同時に、ダイス又はテスト用ダイスの上表面に厚さが2mm以上のフレキシブルPVCビニル薄膜を被覆させることによって、コンクリート表面から滲み出る自由水がダイス又はテスト用ダイスの上表面の開口から流れるようにすることによって、リアルタイムにコンクリート表面のブリージングを除去することを特徴とする請求項2に記載のセメント基凝結時間のテスト方法。
- 前記毛細管負圧のテスト方法:セメント基材料の初期毛細管負圧自動測定装置を使用するが、前記毛細管負圧自動測定装置には、圧力センサーや、セラミックスヘッド、ヘッダー、パイププラグ、メスシリンダー、ニードルヘッド、データ採集および伝送装置などが含まれ、ヘッダーのボトムにはセラミックスヘッドが設置され、トップにはパイププラグが設置され、前記セラミックスヘッドの表面と内部には微小な隙間があり、前記微小な隙間の平均孔径は1.5〜2.5μmで、圧力センサーはメスシリンダーの中に設置され、メスシリンダーのフロントに設置されるニードルヘッドはパイププラグを通り抜けてヘッダーの中に挿し入れられ、圧力センサーより測定されたデータはデータ採集と伝送装置によって分析・処理され、前記毛細管負圧測定方法には次のステップを含み:
a.ヘッダーの中に水を一杯注入して、セラミックスヘッドを水で濡らし、水によって十分飽和されたマイクロ型セラミックスヘッドやヘッダーおよびヘッダー中の水によってプローブが形成され、プローブ中の初期圧力P0が得られ、
b.プローブのボトムのセラミックスヘッドをセメント基材料に挿し入れ、圧力測定装置を通じてプローブ中の圧力P1を測定するが、P1とP0との差をセメント基材料の毛細管負圧とする、
ことを特徴とする請求項3に記載のセメント基凝結時間のテスト方法。 - 前記セメント基材料の初期毛細管負圧自動測定装置の測定範囲は80KPa以上で、精度は±1KPa以上であることを特徴とする請求項4に記載のセメント基凝結時間のテスト方法。
- 前記セメント基材料はコンクリートで、コンクリート中の粗い骨材を篩除けず、ブリージングがなく、密封養生条件の下でのコンクリート毛細管負圧を直接測定することを特徴とする請求項1−5のいずれかに記載のセメント基凝結時間のテスト方法。
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