JP2022093272A - 供試体型枠、及び供試体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な供試体を提供する。
【解決手段】 供試体型枠は、合成樹脂により筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の一方の開口を塞ぐよう設けられ、合成樹脂により板状に形成された底板と、前記底板の板面のうち、外側の板面に対して立てた状態で設けた板状の補強材と、前記底板の外縁に沿って、前記筒状体の長さ方向に設けられた高台とを有する。前記補強材は、前記底板の外縁から中央の方向に長さのある状態で設けられており、前記高台の内壁面と連結し、かつ、当該高台の高さと略同じ高さとなっている。これにより、底板の板厚方向の膨張変形を防止することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、供試体型枠、及び供試体製造方法に関するものである。

例えば、特許文献１には、引き裂き用の摘み１５が設けられた、合成樹脂製のコンクリート供試体用型枠が開示されている。
また、特許文献２には、上部筒口縁に舌片１３ａが設けられた、プラスチック製のコンクリート強度試験用供試体成形型枠が開示されている。
また、特許文献３には、縦方向に２分割されている円筒部が含まれたコンクリート供試体成形用型枠が開示されている。

特開２００９－１９０２２５号公報 特許第３１９８０３８号公報 特開２００４－１４４４８６号公報

本発明は、良好な供試体を提供することを目的とする。

本発明に係る供試体型枠は、合成樹脂により筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の一方の開口を塞ぐよう設けられ、合成樹脂により板状に形成された底板と、前記底板の板面のうち、外側の板面に対して立てた状態で設けた、板状の補強材とを有する。

好適には、前記補強材は、前記底板の外縁から中央の方向に長さのある状態で設けられている。

好適には、前記底板の外縁に沿って、前記筒状体の長さ方向に設けられた高台をさらに有し、前記補強材は、前記高台の内壁面と連結し、かつ、当該高台の高さと略同じ高さである。

好適には、前記底板の板面のうち、前記補強材を設けた面と同じ面に設けた底面溝と、前記筒状体の外側の壁面に形成され、前記底板を設けた一方の端部から他方の開口端まで連続する側壁溝と、前記底板の板面のうち、前記補強材を設けた面と同じ面に設けられた突起部とをさらに有し、前記補強材及び前記突起部は、前記底面溝に囲まれた領域内に位置し、前記底面溝及び前記側壁溝は、互いに連結し連続するよう形成され、前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さ、及び、前記側壁溝を設けた位置の前記筒状体の厚さは、前記突起部に対する作用によって開裂する程度の厚さに形成されている。

好適には、前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さは、前記側壁溝を設けた位置の前記筒状体の厚さより薄く形成されている。

好適には、前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さにおいて、前記底板の中央から外縁の方向に向かうにしたがって、徐々に厚くなるよう形成されている。

好適には、供試体の原材料を充填した場合に、前記筒状体又は前記底板が膨張変形する位置に配置される補強部材をさらに有する。

また、本発明に係る供試体製造方法は、合成樹脂により筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の一方の開口を塞ぐよう設けられ、合成樹脂により板状に形成された底板と、前記底板の板面のうち、外側の板面に対して立てた状態で設けた、板状の補強材とを有する供試体型枠に対して、供試体の原材料を充填する工程と、充填された原材料が硬化した後で、前記突起部に力を加えて、前記底板から前記供試体型枠を開裂させる工程と、開裂した前記供試体型枠から、供試体を取り出す工程とを含む。

本発明によれば、良好な供試体を提供することができる。

本実施形態における供試体型枠１を底板側から見た斜視図である。 本実施形態における供試体型枠１を開口側から見た斜視図である。 本実施形態における供試体型枠１の正面図、背面図、右側面図及び左側面図である。 本実施形態における供試体型枠１の平面図、底面図、及び断面図である。 供試体型枠１の側面溝１２及び底面溝２４を詳細に説明する図である。 供試体の原材料を充填した供試体型枠１を例示する図である。 分解した状態の供試体型枠１を例示する図である。 供試体Ｃの製造方法を説明する図である。 実施形態の供試体型枠１における変形例１を例示する図である。 実施形態の供試体型枠１における変形例２を例示する図である。 実施形態の供試体型枠１における変形例２を例示する図である。 実施形態の供試体型枠１における変形例３を例示する図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
図１は、本実施形態における供試体型枠１を底板側から見た斜視図である。
図２は、本実施形態における供試体型枠１を開口側から見た斜視図である。
図３は、本実施形態における供試体型枠１の正面図、背面図、右側面図及び左側面図である。
図４は、本実施形態における供試体型枠１の平面図、底面図、及び断面図である。
図１～図４に例示するように、供試体型枠１は、筒状体１０、底板２０、及び高台３０を有する。筒状体１０、底板２０、及び高台３は、透明又は半透明な合成樹脂によって射出成形され、上記各構成が一体的に形成されている。
筒状体１０は、合成樹脂により筒状に形成される。本例の筒状体１０は、直径５ｃｍ、高さ１２ｃｍの円筒形状である。また、筒状体１０は、側面溝１２、補助突起１４、及び、フランジ１７を含む。

側面溝１２は、筒状体１０の外側の壁面に形成された溝であり、底板２０を設けた一方の端部から他方の開口端まで連続して設けられる。本例の側面溝１２は、筒状体１０の両端を直線で結ぶように、筒状体１０の上下方向に二条形成され、底板２０を設けた一方の端部で、底板２０に設けられた二条の底面溝２４に連続している。側壁溝１２を設けた位置の筒状体１０の厚さは、例えば、突起部２２に対する作用によって開裂する程度の厚さに形成されている。具体的には、側面溝１２の深さは、人力で引っ張った場合に開裂する程度のものである。これにより、側面溝１２に挟まれた領域（以下、領域５０）は、筒状体１０から分離する。また、側壁溝１２は、底面溝２４と互いに連結して形成される。なお、人力で引っ張り筒状体１０から開裂する、領域５０は、後述する補助突起１４、及び、底面溝２４に囲まれた領域５１と一体となっている。

補助突起１４は、筒状体１０の開口端に形成された突起であり、側面溝１２に挟まれた領域に連まれる。
フランジ１７は、筒状体１０の開口端に形成された鍔である。フランジ１７のフランジ面は、平滑に形成される。

底板２０は、合成樹脂により板状に形成された板材であり、筒状体１０の一方の開口を塞ぐ。本例の底板２０は、薄い円盤形状である。また、底板２０は、突起部２２、底面溝２４、及び、補強板２６を含む。

突起部２２は、底板２０の板面のうち、補強材２６を設けた面と同じ面から突出した突起である。換言すると、突起部２２は、底板２０の外側面から突出した突起である。例えば、突起部２２は、高さ１．０ｍｍ～３．０ｍｍの円柱であるが、これに限定されるものではなく、ペンチ等でつまむことができる大きさ及び形状であればよい。本例の突起部２２は、円形の底板２０の中心から外側に突出した円柱である。突起部２２は、底面溝２４により囲まれた領域内に位置する。

底面溝２４は、底板２０の板面のうち、補強材２６を設けた面と同じ面に形成された溝である。底面溝２４は、底板２０の外側（すなわち筒状体１０の外側に位置する）の壁面に形成された溝である。本例の底面溝２４は、突起部２２及び補強材２６を囲むよう形成され、底板２０の外縁で、二条の側面溝１２に連続しており、ここから、底板２０の中心方向に同じ間隔で二条延び、突起部２２の両脇から、突起部２２を中心とした円弧を描いている。
また、底面溝２４を設けた位置の底板２０の厚さは、例えば、突起部２２に対する作用によって開裂する程度の厚さに形成されている。具体的には、底面溝２４の深さは、人力で引っ張った場合に開裂する程度のものである。これにより、底面溝２４に挟まれた領域（以下、領域５１）は、底板２０から分離する。なお、人力で引っ張り底板２０から開裂する、領域５１は、補助突起１４、及び、領域５０と一体となっている。

補強板２６は、底板２０の板面のうち、底板２０の外側の板面に対して立てた状態で設けた板状の突起である。補強板２６は、底板１０の外縁から中央の方向に長さのある状態で設けられている。本例の補強板２６は、高さ１．０ｍｍ～３．０ｍｍの板材であり、底板１０の外縁から底板１０の中心に位置する突起部２２の方向に、長手方向を向けた状態で設けられる。また、補強板２６の高さ（短手方向の長さ）は、補強板２６の端面と高台３０の端面とが略同じ高さである。略同じ高さとは、補強板２６の端面と高台３０の端面とが略揃うような高さである。なお、略同じ高さには、底板１０の変形が許容範囲内であれば、補強板２６の端面と高台３０の端面とに僅かな段差がある高さのものも含まれる。補強板２６は、後述する高台３０の内壁面と連結した補強板と、領域５１内に位置する補強板とを含む。

高台３０は、底板２０の外縁に沿って、筒状体１０の長さ方向に設けられた台である。高台３０は、突起部２２と同じ、又は、突起部２２よりも高く突出しており、領域５１を除いて設けられる。なお、高台３０のうち領域５１を除いた部分を、切欠部２８と称呼する。

図５は、供試体型枠１の側面溝１２及び底面溝２４を詳細に説明する図である。
図５に例示するように、底面溝２４を設けた位置の底板２０の厚さにおいて、底面溝２４ａ（円弧を描いた部分の底面溝２４）の位置における底板２０の厚さｔは、例えば０．３ｍｍ～０．４ｍｍ、本例では０．３５ｍｍの厚さである。また、底面溝２４ｂ（底板２０の外縁部における二条部分の底面溝２４）の位置における底板２０の厚さｔは、例えば０．６ｍｍ～０．７ｍｍ、本例では０．６５ｍｍの厚さである。なお、本例の底面溝２４を設けた位置の底板２０の厚さは、底板２０の中央から外縁に向かうにしたがって、徐々に厚くなるよう形成されている。そのため、中央から外縁に向かうにしたがって０．３５ｍｍから０．６５ｍｍの厚さに徐々に厚くなっている。これにより、開裂しやすくしている。
また、側面溝１２の設けた位置の筒状体１０の厚さｔは、例えば０．６ｍｍ～１．２ｍｍ、本例では１．１ｍｍの厚さで均一ある。なお、側面溝１２を設けた位置の筒状体１０の厚さにおいて、筒状体１０のうち底板２０を設けた一方の端部から開口端に向かうにしたがって、徐々に厚くなるよう形成してもよい。
このように、底面溝２４を設けた位置の底板２０の厚さｔは、側壁溝１２を設けた位置の筒状体１０の厚さｔより薄く形成されている。

図６は、供試体の原材料を充填した供試体型枠１を例示する図である。
図６（Ａ）は、補強板２６を有する供試体型枠１を例示する図であり、図６（Ｂ）は、補強板２６を有しない供試体型枠１を例示する図である。
図６（Ａ）に例示するように、供試体の原材料のうち、供試体型枠１が変形する程度に比較的重量の重い原材料を充填する場合、供試体型枠１は、底板２０が変形する。一方で、図６（Ｂ）に例示するように、供試体型枠１は、底板２０と設置面との間に補強板２６が位置しているため、底板２０が変形しない。
このように、本例の供試体型枠１は、供試体型枠１が変形する程度に比較的重量の重い原材料を充填する場合であっても、底板２０の変形を防止することができ、良好な供試体を製造することができる。

図７は、分解した状態の供試体型枠１を例示する図である。
図７に例示するように、本例の供試体型枠１は、突起部２２又は補助突起１４を引っ張ることにより、図１に例示した側面溝１２及び底面溝２４に囲まれた領域、即ち、領域５０及び領域５１が、供試体型枠１から外れ、供試体型枠１を大きく開くことができる。

図８は、供試体の製造方法を説明する図である。
図８（Ａ）に例示するように、作業者は、まず、供試体型枠１の円筒内に、供試体の原材料（例えば、コンクリートやモルタルなど）を充填する。供試体型枠１は半透明な樹脂で形成されているため、供試体型枠１内の原材料の状態を視認することができる。さらに、供試体型枠１は、補強板２６により、底板２０の板厚方向の膨張変形を防止することができる。なお、本例では、便宜上、原材料を満充填しているが、これに限定されるものではない。
次に、図８（Ｂ）に例示するように、作業者は、充填された供試体の原材料が硬化した後で、突起部２２を引っ張り、底面溝２４、側面溝１２の順に開裂させ、領域５０及び領域５１を外していく。
図８（Ｃ）に例示するように、作業者は、溝（側面溝１２及び底面溝２４）に囲まれた領域５０及び領域５１を、供試体型枠１から外した後で、供試体型枠１を開き、供試体型枠１内で硬化した供試体Ｃを離型し、供試体Ｃを得る。

以上説明したように、本実施形態における供試体型枠１によれば、底板２０の板厚方向の膨張変形を防止することができるため、表面形状が平滑な底面を有する円柱形状の供試体を製造できる。また、供試体型枠１は、外側面のみに溝が形成されており、内側面は平滑であるため、表面の滑らかな供試体を製造できる。さらに、本例の供試体型枠１は透明又は半透明な樹脂で一体成形されているため、原材料の状態を視認しながら、供試体型枠１に原材料を充填できるため、気泡を減少させながら原材料を充填できる。
また、本例の供試体型枠１を底面側から開裂させることにより、損傷の少ない供試体を得ることができる。特に、比較的硬度の低い供試体を製造する場合に好適である。
また、本例の供試体型枠１は、樹脂で一体成形されているため、廃棄の際の分別が不要である。さらに、廃棄する供試体型枠１を複数まとめて、廃棄物の容積を抑えることができる。

次に、上記実施形態の変形例を説明する。なお、変形例では、上記実施例と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
［変形例１］
図９は、実施形態の供試体型枠１における変形例１を説明する図である。
比較的大きな供試体型枠１０である場合には、図９に例示するように、筒状体１０の外側面にリブ１９を設けてもよい。例えば、リブ１９は、他の構成と同様に樹脂で一体成形されている。本例のリブ１９は、供試体型枠１の上端から下端まで（フランジ１７の位置から高台３０の先端まで）延びた細長い四角柱形状である。なお、リブ１９の形状は、三角柱や円柱でもよく、半円柱等であってもよい。
このようなリブ１９は、供試体型枠１の変形を抑制することができるため、例えば、筒状体１０が直径１０ｃｍ、高さ２２ｃｍである場合などに好適である。

［変形例２］
図１０は、実施形態の供試体型枠１における変形例２を例示する図である。
図１１は、実施形態の供試体型枠１における変形例２を例示する図である。
図１０及び図１１に例示するように、本例の供試体型枠１において、筒状体１０の外側の側面に、補強部材６０を貼付した構成をとってもよい。
本例の供試体型枠１は、図１に例示した筒状体１０から領域５０及び領域５１を、手でより裂きやすくした形態である。本例では、筒状体１０から領域５０及び領域５１を裂きやすくするために、側面溝１２の設けた位置の筒状体１０の厚さｔを、例えば０．５ｍｍ以下の全体的に均一な厚みとし、可能な限り薄くしている。そのため、供試体の原材料を充填した場合に、側面溝１２の位置において、筒状体１０の側壁面が板厚方向に膨張変形してしまう厚みとなっている。そこで、本例では、筒状体１０の外側の側面に、補強部材６０を貼付した構成をとることで、手による裂きやすさと、筒状体１０の膨張変形防止とを兼備することができる。以下、その構成の詳細を説明する。

補強部材６０は、着脱自在であり、手で裂くことができるシート材である。補強部材６０は、紙、布、又は合成樹脂により形成された支持体と、支持体に積層した粘着層とを含む。本例の補強部材６０は、縦糸と横糸とを交互に織って形成された、合成樹脂製の支持体を含み、縦糸方向及び横糸方向に伸縮しにくい。補強部材６０は、縦糸と横糸とを交互に織ってあるため、織り目に沿って手で裂くことができる。また、補強部材６０は、手で裂くことができるシート材であるならば、編目状のシート材（網材も含む）であってもよい。また、補強部材６０は、筒状体１０の内部を確認できる程度に、透明又は半透明であってもよい。
また、補強部材６０の幅は、例えば、２５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、図１０及び図１１に例示した本例の補強部材６０の幅は、５０ｍｍである。また、補強部材６０の厚みは、手で裂くことができる厚み、及び、筒状体１０の壁面に配置した状態で筒状体１０より伸縮しにくい厚みであり、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。好ましくは、補強部材６０の厚みは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、本例では０．１３ｍｍである。
補強部材６０は、供試体の原材料を充填した場合に、筒状体１０の膨張変形する位置に配置される。図１０に例示した補強部材６０は、筒状体１０の長さ方向に配置される。補強部材６０は、側面溝１２、及び、領域５０を含む位置に配置される。側面溝１２は、筒状体１０に供試体の原材料を充填した場合に、他の側面と比して厚みが薄いため、筒状体１０の板厚方向に膨張変形する。そのため、補強部材６０は、側面溝１２、及び、領域５０を含む位置に配置することが好ましい。また、補強部材６０は、側面溝１２、及び、領域５０を含むならば、筒状体１０の外側全面に配置してもよい。このように、筒状体１０の側面溝１２、及び、領域５０を含む位置に配置することで、側面溝１２を設けた位置の筒状体１０の厚さｔを、筒状体１０の上下方向全体的に均一の厚みにしても、良好な供試体を得ることができる。

また、図１１に例示した補強部材６０は、筒状体１０の円周方向に一周に配置される。補強部材６０は、例えば筒状体１０の上下方向（材軸方向）において、底板２０側から１/３の位置、換言すると、フランジ１７側から２/３の位置を含むように配置する。筒状体１０は、供試体の原材料を充填された場合に、底板２０側から１/３の位置により負荷がかかるため、筒状体１０の板厚方向に膨張変形する。そのため、補強部材６０は、筒状体１０の底板２０から１/３の位置に配置することが好ましい。
このように、筒状体１０の壁面に補強部材６０を配置した供試体型枠１に、供試体の原材料を充填しても、補強部材６０は、筒状体１０の板厚方向における膨張変形を抑制することができる。
また、補強部材６０は、織り目に沿って手で裂くことができるため、充填された供試体の原材料が硬化した後で、突起部２２を引っ張り、底面溝２４、側面溝１２の順に開裂させ、領域５０及び領域５１を筒状体１０から外していくに伴って、補強部材６０を裂くことができるため、筒状体１０から補強部材６０を別途剥す手間がかからない。

［変形例３］
図１２は、実施形態の供試体型枠１における変形例３を説明する図である。
図１２に例示するように、本例の供試体型枠１において、筒状体１０の底板２０に、補強部材６２を配置した構成をとってもよい。
補強部材６２は、金属で形成され、少なくとも一方が平滑な面を有する板材である。補強部材６２は、例えばステンレス、アルミニウム、鉄、又は鋼等を主成分としたの平板材であり、または、これら平板材の表面をメッキ処理したものであってもよい。なお、本例の補強部材６２は、鋼板に亜鉛メッキの表面処理を施したボンデ鋼であり、両面が平滑な面を有する平板材である。また、補強部材６２の形状は、筒状体１０の内径と同じ形状であり、本例の補強部材６２は、筒状体１０の内径形状と同じ円形形状である。また、補強部材６２の大きさは、筒状体１０の底板２０の一部を覆うことができる大きさであり、本例の補強部材６２は、筒状体１０の内径と略同じ大きさ（筒状体１０の内径より僅かに小さい大きさを含む）である。また、補強部材６２の厚みは、供試体型枠１に供試体の原材料を充填されても、板厚方向に変形しない厚みであり、例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の厚みであり、本例の補強部材６２の厚みは、１ｍｍの厚みである。
補強部材６２は、供試体の原材料を供試体型枠１に充填する前に、筒状体１０の内側において底板２０上に配置される。配置された補強部材６２は、底板２０の膨張変形する位置、本例では、底板２０全体を覆うよう配置される。
このように、底板２０上に補強部材６２を配置した供試体型枠１に、供試体の原材料を充填しても、補強部材６２は、底板２０の板厚方向における膨張変形を抑制することができる。

１ 供試体型枠
１０ 筒状体
１２ 側面溝
１４ 補助突起
１７ フランジ
２０ 底板
２２ 突起部
２４ 底面溝
２６ 補強板
３０ 高台
５０ 側面溝１２に挟まれた領域
５１ 底面溝２４に挟まれた領域
６０、６２ 補強部材

Claims (8)

1. 合成樹脂により筒状に形成された筒状体と、
   前記筒状体の一方の開口を塞ぐよう設けられ、合成樹脂により板状に形成された底板と、
   前記底板の板面のうち、外側の板面に対して立てた状態で設けた、板状の補強材と
   を有する
   供試体型枠。
2. 前記補強材は、前記底板の外縁から中央の方向に長さのある状態で設けられている
   請求項１に記載の供試体型枠。
3. 前記底板の外縁に沿って、前記筒状体の長さ方向に設けられた高台
   をさらに有し、
   前記補強材は、前記高台の内壁面と連結し、かつ、当該高台の高さと略同じ高さである
   請求項２に記載の供試体型枠。
4. 前記底板の板面のうち、前記補強材を設けた面と同じ面に設けた底面溝と、
   前記筒状体の外側の壁面に形成され、前記底板を設けた一方の端部から他方の開口端まで連続する側壁溝と、
   前記底板の板面のうち、前記補強材を設けた面と同じ面に設けられた突起部と
   をさらに有し、
   前記補強材及び前記突起部は、前記底面溝に囲まれた領域内に位置し、
   前記底面溝及び前記側壁溝は、互いに連結し連続するよう形成され、
   前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さ、及び、前記側壁溝を設けた位置の前記筒状体の厚さは、前記突起部に対する作用によって開裂する程度の厚さに形成されている
   請求項３に記載の供試体型枠。
5. 前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さは、前記側壁溝を設けた位置の前記筒状体の厚さより薄く形成されている
   請求項４に記載の供試体型枠。
6. 前記底面溝を設けた位置の前記底板の厚さにおいて、前記底板の中央から外縁の方向に向かうにしたがって、徐々に厚くなるよう形成されている
   請求項５に記載の供試体型枠。
7. 供試体の原材料を充填した場合に、前記筒状体又は前記底板が膨張変形する位置に配置される補強部材
   をさらに有する
   請求項１に記載の供試体型枠。
8. 合成樹脂により筒状に形成された筒状体と、前記筒状体の一方の開口を塞ぐよう設けられ、合成樹脂により板状に形成された底板と、前記底板の板面のうち、外側の板面に対して立てた状態で設けた、板状の補強材とを有する供試体型枠に対して、供試体の原材料を充填する工程と、
   充填された原材料が硬化した後で、前記突起部に力を加えて、前記底板から前記供試体型枠を開裂させる工程と、
   開裂した前記供試体型枠から、供試体を取り出す工程と
   を含む供試体製造方法。

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