JP2715251B2 - Method and apparatus for measuring physical properties of substance liquefied by vibration - Google Patents

Method and apparatus for measuring physical properties of substance liquefied by vibration

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JP2715251B2
JP2715251B2 JP34550993A JP34550993A JP2715251B2 JP 2715251 B2 JP2715251 B2 JP 2715251B2 JP 34550993 A JP34550993 A JP 34550993A JP 34550993 A JP34550993 A JP 34550993A JP 2715251 B2 JP2715251 B2 JP 2715251B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば超硬練りコンク
リートのように、振動によって液状化して粘弾性体の性
状を呈する物質の物性を測定する方法と装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the physical properties of a substance which is liquefied by vibration and exhibits the properties of a viscoelastic body, such as ultra-hard concrete.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常のコンクリートに比べて単位水量が
著しく少ない(水/セメント比が約40%以下)超硬練
りコンクリートの成形には、振動と上載荷重とを同時に
加える振動締め固め法が採られている(例えば、特公昭
45−36305号公報、実公昭57−42635号公
報、特開平2−25303号公報参照)。この方法によ
れば、セメントペーストの量が少なくとも、骨材間隔を
小さくして付着強度を増加させることができるので、少
ないセメント量で所要の強度が得られしかもコンクリー
ト本来の品質向上も図れる。そしてまた、即時脱型によ
る経済性や、生産の多様化への対応性や、生産の自動化
への適応性など、工場生産にとっても非常に有利であ
る。
2. Description of the Related Art Vibration compaction, in which vibration and overburden are applied simultaneously, is used for the formation of ultra-hard concrete that has a unit water volume significantly smaller than that of ordinary concrete (water / cement ratio is about 40% or less). (See, for example, Japanese Patent Publication No. 45-36305, Japanese Utility Model Publication No. 57-42635, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-25303). According to this method, since the amount of cement paste can at least reduce the interval between aggregates and increase the adhesive strength, the required strength can be obtained with a small amount of cement, and the quality of the concrete itself can be improved. It is also very advantageous for factory production, such as economy due to immediate demolding, adaptability to diversification of production, and adaptability to automation of production.

【0003】通常のコンクリートについては、その物性
(粘性抵抗やワーカビリティー等)を測定する種々の方
法が既に提案され、満足できるものは少ないが、それな
りの精度は得られている。しかし、通常のコンクリート
に対して行っている測定法は、フレシッコンクリート自
体が初めから液状に流動するから実現できているもので
あり、当初は見掛け上、粉粒体と変わらず、振動締め固
めをしなければ液状化しない超硬練りコンクリートには
適用できない。超硬練りコンクリートは、振動締め固め
を行う以前の粉粒状態での物性を捉えてもほとんど意味
がなく、振動締め固め過程での物性を動的に捉えて初め
てその性質を把握できるものである。
Various methods for measuring physical properties (viscous resistance, workability, etc.) of ordinary concrete have already been proposed, and few are satisfactory, but a certain degree of accuracy has been obtained. However, the measurement method used for ordinary concrete can be realized because the fresh concrete itself flows into a liquid state from the beginning. It cannot be applied to ultra-hard concrete that does not liquefy unless it is done. It is almost meaningless to grasp the physical properties of the ultra-hardened concrete in the state of powder before vibration compaction, and the properties can only be grasped by dynamically capturing the physical properties in the vibration compaction process. .

【0004】超硬練りコンクリートは上記のような利点
があるにも拘わらず、従来はその振動締め固め過程での
物性を測定する方法がなかったので、振動締め固め条件
の設定や配合調整や骨材の選択などは、人の経験と勘に
頼らざるを得なかった。
[0004] Despite the advantages of ultra-hardened concrete as described above, there has been no method for measuring the physical properties during the vibration compaction process. The choice of materials had to rely on human experience and intuition.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、超硬
練りコンクリートのように、振動によって液状化して粘
弾性体の性状を呈する物質の物性を、振動締め固め過程
で動的にかつ容易に測定することができる測定方法及び
測定装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to dynamically and easily determine the properties of a substance which is liquefied by vibration to exhibit the properties of a viscoelastic body, such as super-hardened concrete, in a vibration compaction process. It is an object of the present invention to provide a measuring method and a measuring device which can perform measurement at a time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による測定方法
は、振動によって液状化する物質を容器に入れて、吊り
下げた球状体を物質中に埋入させ、この物質に上載荷重
及び振動を与えながら球状体の垂直方向の変位と、物質
中又は物質を伝播してきた振動を検出する。なお、本発
明において「球状体」とは、文字通りの球体に限らず、
球の変形体(例えば楕円球)や多面体をも含むものとす
る。
According to the measuring method of the present invention, a substance to be liquefied by vibration is put in a container, a suspended sphere is embedded in the substance, and a load and vibration are applied to the substance. While detecting the vertical displacement of the sphere and the vibration in or through the material. In the present invention, the “sphere” is not limited to a literal sphere,
It also includes a deformed sphere (for example, an elliptical sphere) and a polyhedron.

【0007】球状体に取り付けたセンサによって物質中
の振動を検出するのが良い。球状体の重量を平衡重錘の
重量と平衡させて、空気中における球状体の重量を0に
しておけば、容器内の物質が液状化したときその浮力に
よって球状体を浮上させることができる。球状体は一定
の引上げ力で物質中を引き上げても良い。
[0007] Preferably, vibrations in the substance are detected by a sensor attached to the spherical body. If the weight of the spherical body is balanced with the weight of the balance weight and the weight of the spherical body in the air is set to zero, the spherical body can be floated by the buoyancy when the substance in the container is liquefied. The sphere may be pulled up in the material with a constant pulling force.

【0008】容器に対して垂直方向に変位可能な加圧体
によって物質に上載荷重を与えることができる。この場
合、加圧体の垂直方向の変位を直接又は間接的に検出す
る。また、この加圧体の振動を検出すれば、物質を伝播
してきた振動を間接的に検出できることになる。容器を
振動機で振動させて物質に振動を与えることができる。
この場合、物質中又は物質を伝播してきた振動との比較
を行えるように、振動機の励振振動を検出する。
[0008] An overload can be applied to the substance by means of a pressurizing body which is vertically displaceable with respect to the container. In this case, the vertical displacement of the pressing body is directly or indirectly detected. Also, if the vibration of the pressurized body is detected, the vibration that has propagated the substance can be detected indirectly. The material can be vibrated by vibrating the container with a vibrator.
In this case, the excitation vibration of the vibrator is detected so that the vibration can be compared with the vibration in or through the substance.

【0009】本発明の第1の形態の測定装置は、振動に
よって液状化する物質を入れる上面開口した容器と、こ
の容器に振動を与える振動機と、容器内の物質に上載荷
重を与えるためこの容器に対して垂直方向に変位自在な
加圧体と、振動を検出するセンサを内蔵した球状体と、
この球状体を容器内の物質中に埋入させた状態で垂直方
向に変位可能に吊り下げる吊り下げ機構と、この吊り下
げ機構を介して球状体と重量を平衡させる平衡重錘と、
この平衡重錘又は吊り下げ機構の垂直方向の変位を検出
することにより球状体の垂直方向の変位を容器外で間接
的に検出する第1の変位センサと、加圧体の垂直方向の
変位を検出する第2の変位センサとからなる。
A measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention comprises a container having an upper surface opened to contain a substance to be liquefied by vibration, a vibrator for applying vibration to the container, and a vibrator for applying an overload to the substance in the container. A pressurized body that can be displaced vertically with respect to the container, a spherical body with a built-in sensor that detects vibration,
A suspending mechanism that suspends the spherical body so as to be vertically displaceable in a state of being embedded in the substance in the container, and an equilibrium weight that balances the weight with the spherical body through the suspending mechanism,
A first displacement sensor for indirectly detecting the vertical displacement of the spherical body outside the container by detecting the vertical displacement of the balance weight or the suspension mechanism; And a second displacement sensor for detecting.

【0010】本発明の第2の形態の測定装置は、振動に
よって液状化する物質を入れる上面開口した容器と、こ
の容器に振動を与える振動機と、容器内の物質に上載荷
重を与えるためこの容器に対して垂直方向に変位自在な
加圧体と、球状体と、この球状体を容器内の物質中に埋
入させた状態で垂直方向に変位可能に吊り下げる吊り下
げ機構と、この吊り下げ機構を介して球状体に一定の引
上げ力を与える引上げ用重錘と、この引上げ用重錘又は
吊り下げ機構の垂直方向の変位を検出することにより球
状体の垂直方向の変位を容器外で間接的に検出する第1
の変位センサと、加圧体の垂直方向の変位を検出する第
2の変位センサと、加圧体の振動を検出するセンサとか
らなる。
[0010] A measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention comprises a container having an upper surface opened to contain a substance to be liquefied by vibration, a vibrator for applying vibration to the container, and a vibrator for applying an overload to the substance in the container. A pressurizing body that is vertically displaceable with respect to the container, a spherical body, a suspending mechanism that suspends the spherical body so as to be vertically displaceable while being embedded in a substance in the container, and a suspending mechanism that suspends the spherical body. The lifting weight that applies a constant lifting force to the spherical body via the lowering mechanism, and the vertical displacement of the spherical body is detected outside the container by detecting the vertical displacement of the lifting weight or the suspending mechanism. The first to detect indirectly
, A second displacement sensor for detecting the vertical displacement of the pressurizing body, and a sensor for detecting the vibration of the pressurizing body.

【0011】[0011]

【作用】容器内の物質が、上載荷重及び振動を与えられ
て液状化すると、吊り下げられている球状体が、一旦下
降した後、又は下降することなく物質中を上昇してい
く。この変位を容器外で検出すると同時に、物質の振動
を検出すると、その振幅の変化と球状体の運動の推移の
両方から、液状化していく過程を時々刻々に捉えて液状
化の発現の時期を推定することができるとともに、締め
固めの進行状況や粘性の変化等を動的に捉えることがで
き、コンクリートの場合には、振動締め固めによる液状
化の発現の時期とワーカビリティーとの関係などを知る
ことができる。また、球状体の変位からその速度が得ら
れるため、締め固め過程での粘性係数等の測定も可能に
なる。更に、与える振動の振動数やその強度、コンクリ
ートの場合には水/セメント比などの条件を変えること
で、それとの関係も知ることができる。
When the substance in the container is liquefied by being subjected to an overload and vibration, the suspended spheres rise in the substance after descending or once without descending. When this displacement is detected outside the container and the vibration of the substance is detected at the same time, the process of liquefaction is captured every moment from both the change in the amplitude and the change in the movement of the spherical body, and the timing of the onset of liquefaction is determined. In addition to being able to estimate it, it can also dynamically grasp the progress of compaction and changes in viscosity, and in the case of concrete, know the relationship between the timing of liquefaction due to vibration compaction and workability, etc. be able to. In addition, since the speed is obtained from the displacement of the spherical body, it becomes possible to measure the viscosity coefficient and the like in the compaction process. Further, by changing conditions such as the frequency and intensity of the applied vibration and, in the case of concrete, the ratio of water / cement, the relationship with the conditions can be known.

【0012】また、上載荷重を加える加圧体の変位を検
出すれば、加圧体の沈降速度の減衰から締め固めの完了
時期を推定することができ、しかも物質の振動の振幅と
球状体の変位という2つのファクタに、加圧体の変位
(沈降速度)というファクタも加わるため、液状化の発
現の時期の推定や締め固めの進行状況の把握やワーカビ
リティーの判定などがより正確かつ容易になる。
Further, by detecting the displacement of the pressurized body to which the load is applied, the completion time of compaction can be estimated from the attenuation of the sedimentation velocity of the pressurized body, and the amplitude of vibration of the material and the spherical body can be estimated. In addition to the two factors of displacement, the factor of displacement of the pressurized body (settling velocity) is also added, which makes it more accurate and easy to estimate the timing of the onset of liquefaction, grasp the progress of compaction, and determine workability. .

【0013】球状体の変位及び加圧体の変位の両方と
も、容器外で検出できる。また、球状体に取り付けたセ
ンサで振動を検出する場合には、垂直方向に変位可能に
吊り下げられた球状体のそのときの位置での物質中の振
動を直接検出することになり、加圧体に備えたセンサで
振動を検出する場合には、物質中を伝播してきた振動を
外部で間接的に検出することになる。すなわち、球状体
の変位と加圧体の変位と物質の振動のいずれの検出も、
超硬練りコンクリートの実際の成形時と同様に、型枠に
代わる容器を加圧体で閉じて密閉状態にしたまま行える
ので、実際の成形工程に合わせた測定を行うことができ
る。
Both the displacement of the spherical body and the displacement of the pressurized body can be detected outside the container. In addition, when vibration is detected by a sensor attached to the spherical body, the vibration in the substance at the current position of the spherical body suspended vertically displaceably will be directly detected. When vibration is detected by a sensor provided on the body, vibration transmitted through a substance is indirectly detected outside. That is, the detection of both the displacement of the spherical body, the displacement of the pressurized body, and the vibration of the substance,
As in the case of the actual molding of the ultra-hardened concrete, the container can be closed with a pressurized body instead of the mold and kept in a closed state, so that the measurement in accordance with the actual molding process can be performed.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例とその実験結果を図面
を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention and experimental results thereof will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の第1実施例の測定装置を示
す。この測定装置は、一対の振動機1を取り付けた振動
テーブル2上に容器3を固定し、また球状体4を、吊り
下げ機構5によって図示しないフレームから吊り下げる
とともに、加圧体6を、吊り下げ機構7によって同じフ
レームから吊り下げている。振動テーブル2は、空気圧
クッションを利用した複数のダッシュポット(緩衝制動
器)8及び複数の支持スプリング9を介してベース10
上に水平に支持されている。この振動テーブル2が振動
機1により振動されると、容器3もこれと一体に振動す
る。容器3は、、本例の場合、コンクリートの成形型を
模したもので、上面が開口した有底の縦長円筒状で、か
つ硬化後のコンクリートを容易に取り出すことができる
ように、2つ割り構造になっている。
FIG. 1 shows a measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this measuring apparatus, a container 3 is fixed on a vibration table 2 on which a pair of vibrators 1 are mounted, a spherical body 4 is suspended from a frame (not shown) by a suspension mechanism 5, and a pressurizing body 6 is suspended. It is suspended from the same frame by the lowering mechanism 7. The vibration table 2 has a base 10 via a plurality of dashpots (buffer brakes) 8 using a pneumatic cushion and a plurality of support springs 9.
It is supported horizontally on top. When the vibration table 2 is vibrated by the vibrator 1, the container 3 also vibrates integrally therewith. In this example, the container 3 is a model of a concrete molding die, and has a vertically long cylindrical shape with an open top and is divided into two so that the hardened concrete can be easily taken out. It has a structure.

【0016】加圧体6は、容器3の内径より僅かに小さ
い外径の厚い円盤状で、吊り下げ機構7で吊り下げたま
ま容器3内に自在に挿入させることができる。この加圧
体6の中央には、上下に貫通する小さい孔11が設けら
れている。
The pressurizing member 6 is a thick disk having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the container 3 and can be freely inserted into the container 3 while being suspended by the suspension mechanism 7. At the center of the pressure body 6, a small hole 11 penetrating vertically is provided.

【0017】吊り下げ機構7は、上記フレームに、第1
組の2つの滑車12・12を同じ軸線上に軸支するとと
もに、第2組の2つの滑車13・13を同様に同じ軸線
上に軸支し、これら2組の滑車にワイヤ14を2つの部
分に分けて掛け、第1組の2つの滑車12・12から垂
下させたワイヤ14の2本の垂直部分14a・14aの
下端を加圧体6の上面に接続して、これら2本の垂直部
分14a・14aで加圧体6を水平状態に保持できるよ
うに吊り下げる一方、第2組の2つの滑車13・13か
ら垂下したワイヤ14の他方の2本の垂直部分14b・
14bがU字状に連続する部分に吊車15を掛け吊りし
たものである。この吊車15の軸16には、上載荷重調
整用重錘17を着脱自在に懸垂できるようになってい
る。第1組の2つの滑車12・12から垂下したワイヤ
14の2本の垂直部分14a・14aの中間には、加圧
体6から伝達してくる振動を絶縁するためスプリング1
8・18を介在させてある。
The suspension mechanism 7 includes a first
The two sets of two pulleys 12 are supported on the same axis, the second set of two pulleys 13 are also supported on the same axis, and two wires 14 are connected to the two sets of pulleys. The lower ends of the two vertical portions 14a of the wire 14 hanging from the two pulleys 12 of the first set are connected to the upper surface of the pressurizing body 6, and these two vertical While the pressurizing body 6 is suspended so as to be able to be held in a horizontal state by the portions 14a, the other two vertical portions 14b of the wire 14 hanging from the two pulleys 13 of the second set.
Reference numeral 14b denotes a hanging carriage 15 hung on a portion continuous in a U-shape. A weight 16 for adjusting the mounted load can be removably suspended on the shaft 16 of the lifting wheel 15. A spring 1 is provided between two vertical portions 14a of the wire 14 hanging from the first pair of pulleys 12 in order to insulate vibration transmitted from the pressurizing body 6.
8.18 are interposed.

【0018】一方、球状体4の吊り下げ機構5は、上記
フレームに軸支された2つの滑車19・20に1本のワ
イヤ21を掛け、滑車19から垂下させたワイヤ21の
垂直部分21aを加圧体6の孔11に挿通させてこの垂
直部分21aの下端に球状体4を接続する一方、この球
状体4の空気中における重量を0にするため、滑車20
から垂下させたワイヤ21の垂直部分21bの下端に平
衡重錘22を着脱可能に接続したものである。滑車19
から垂下させたワイヤ21の垂直部分21aの中間に
は、球状体4から伝達してくる振動を絶縁するためスプ
リング23を介在させてある。
On the other hand, the suspension mechanism 5 for the spherical body 4 hangs a single wire 21 on the two pulleys 19 and 20 pivotally supported by the above-mentioned frame, and attaches the vertical portion 21a of the wire 21 suspended from the pulley 19 The spherical body 4 is connected to the lower end of the vertical portion 21a by being inserted into the hole 11 of the pressurizing body 6, and the pulley 20 is used to reduce the weight of the spherical body 4 in the air to zero.
An equilibrium weight 22 is detachably connected to the lower end of a vertical portion 21b of a wire 21 hanging down from the wire. Pulley 19
A spring 23 is interposed in the middle of the vertical portion 21a of the wire 21 hanging down from the wire 21 to insulate the vibration transmitted from the spherical body 4.

【0019】球状体4は、表面が滑らかなプラスチック
球体又は金属球体の内部に、コンクリート中の振動を検
出する第1の振動センサ24を内蔵したものである。ま
た、加圧体6の上面には、コンクリートを伝播してきた
振動を検出する第2の振動センサ25が取り付けられ、
更に振動機1の励振振動を検出するため、振動テーブル
2上に第3の振動センサ26が取り付けられている。こ
れら振動センサ24・25・26として本例では加速度
センサを使用している。
The spherical body 4 has a first vibration sensor 24 for detecting vibration in concrete inside a plastic or metal sphere having a smooth surface. On the upper surface of the pressurizing body 6, a second vibration sensor 25 for detecting vibration transmitted through the concrete is attached,
Further, a third vibration sensor 26 is mounted on the vibration table 2 to detect the excitation vibration of the vibrator 1. In this example, acceleration sensors are used as the vibration sensors 24, 25, and 26.

【0020】また、上記フレームには、平衡重錘22の
垂直方向の変位量を検出する第1のレーザ変位計27
と、上載荷重調整用重錘17の垂直方向の変位量を検出
する第2のレーザ変位計28とがそれぞれ所定の高さ位
置に固定されている。平衡重錘22は、球状体4が下降
するとその変位量だけ上昇し、球状体4が上昇するとそ
の変位量だけ下降するので、第1のレーザ変位計27
は、球状体4の垂直方向の変位量を容器3の外部で間接
的に検出することになる。また、上載荷重調整用重錘1
7は、加圧体6が下降するとその変位量だけ上昇し、加
圧体6が上昇するとその変位量だけ下降するので、第2
のレーザ変位計28は、加圧体6の垂直方向の変位量を
間接的に検出することになる。
A first laser displacement meter 27 for detecting the amount of displacement of the balance weight 22 in the vertical direction is provided on the frame.
And a second laser displacement meter 28 for detecting the amount of vertical displacement of the weight 17 for adjusting the mounting load are fixed at predetermined height positions. The balance weight 22 rises by the amount of displacement when the spherical body 4 descends, and falls by the amount of displacement when the spherical body 4 rises.
Means that the amount of vertical displacement of the spherical body 4 is indirectly detected outside the container 3. In addition, the weight 1 for adjusting the loading load 1
7 is such that when the pressure body 6 is lowered, it rises by the displacement amount, and when the pressure body 6 rises, it falls by the displacement amount.
Is indirectly detecting the amount of vertical displacement of the pressure body 6.

【0021】図1に示した測定装置によって超硬練りコ
ンクリートの物性を測定するには、次のようにする。球
状体4が、空の容器3内の所定の高さ位置で宙吊り状態
を維持するように、容器3外でワイヤ21を一時的に固
定しておく。この状態で容器3内に粉粒状のフレッシュ
コンクリート29を投入し、球状体4がフレッシュコン
クリート29中に完全に埋入されたらワイヤ21の固定
を解除して球状体4をフレッシュコンクリート29中に
解放し、更にフレッシュコンクリート29を容器3内に
所定の高さまで投入する。そして、振動機1を起動して
から加圧体6をフレッシュコンクリート29上に載置
し、容器3内のコンクリート29を振動締め固めなが
ら、コンクリート29中の振動を振動センサ(加速度セ
ンサ)24で、加圧体6の振動を振動センサ(加速度セ
ンサ)25で、振動テーブル2の振動を振動センサ(加
速度センサ)26でそれぞれ検出するとともに、平衡重
錘22の垂直方向の変位をレーザ変位計27で、上載荷
重調整用重錘17の垂直方向の変位をレーザ変位計28
でそれぞれ検出する。
In order to measure the physical properties of ultra-hard concrete using the measuring device shown in FIG. The wire 21 is temporarily fixed outside the container 3 so that the sphere 4 maintains a suspended state at a predetermined height position in the empty container 3. In this state, the granular fresh concrete 29 is put into the container 3, and when the spherical body 4 is completely embedded in the fresh concrete 29, the fixing of the wire 21 is released to release the spherical body 4 into the fresh concrete 29. Then, the fresh concrete 29 is put into the container 3 to a predetermined height. Then, after starting the vibrator 1, the pressurizing body 6 is placed on the fresh concrete 29, and the vibration in the concrete 29 is detected by the vibration sensor (acceleration sensor) 24 while compacting the concrete 29 in the container 3 by vibration. The vibration of the pressurizing body 6 is detected by a vibration sensor (acceleration sensor) 25, the vibration of the vibration table 2 is detected by a vibration sensor (acceleration sensor) 26, and the vertical displacement of the balance weight 22 is measured by a laser displacement meter 27. Then, the vertical displacement of the weight 17 for adjusting the load is measured by the laser displacement meter 28.
Respectively.

【0022】次に、図2に示した本発明の第2実施例の
測定装置について説明する。この測定装置は、図1に示
した第1実施例の測定装置と次の点が相違する。すなわ
ち、図1の例では振動センサ24を内蔵した球状体4を
使用し、これを平衡重錘22と平衡させたが、図2の例
では、振動センサを備えない単なる球体(例えば鋼球)
である球状体30を使用する。また、この球状体30を
所定の引上げ力で強制的に引き上げことができるように
するため、平衡重錘22に加えて引上げ用重錘31を使
用する。これら重錘22・31と球状体30とを連結す
るワイヤ21の垂直部分21aの中間に、引上げ用重錘
31の荷重を電気的に検出するロードセル32と、その
検出された荷重を表示する荷重計33とを介在させる。
この荷重計33はスプリングを備えているので、球状体
30から伝達してくる振動をこのスプリングにより絶縁
できる。加圧体6の振動及び振動テーブル2の振動は図
1の例と同様に振動センサ25・26によりそれぞれ検
出する。
Next, a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described. This measuring apparatus differs from the measuring apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 in the following points. That is, in the example of FIG. 1, the spherical body 4 having the built-in vibration sensor 24 is used, and this is balanced with the balance weight 22. However, in the example of FIG. 2, a simple sphere (for example, a steel ball) without the vibration sensor is used.
Is used. Further, in order to enable the spherical body 30 to be forcibly pulled up by a predetermined lifting force, a lifting weight 31 is used in addition to the balance weight 22. A load cell 32 for electrically detecting the load of the lifting weight 31 and a load for displaying the detected load are provided between the vertical portions 21a of the wires 21 connecting the weights 22 and 31 and the spherical body 30. 33 in total.
Since the load meter 33 has a spring, vibration transmitted from the spherical body 30 can be insulated by the spring. The vibration of the pressure body 6 and the vibration of the vibration table 2 are detected by the vibration sensors 25 and 26, respectively, as in the example of FIG.

【0023】図2に示した測定装置によって超硬練りコ
ンクリートの物性を測定するには、次のようにする。球
状体30が、空の容器3内の所定の高さ位置で宙吊り状
態を維持するように、容器3外でワイヤ21を一時的に
固定しておく。この状態で容器3内に粉粒状のフレッシ
ュコンクリート29を所定高さまで投入して球状体30
をフレッシュコンクリート29中に完全に埋入させる。
そして、振動機1を起動してから加圧体6をフレッシュ
コンクリート29上に載置し、容器3内のコンクリート
29を振動締め固めながら、加圧体6の振動を振動セン
サ(加速度センサ)25で、振動機1の励振振動を振動
センサ26でそれぞれ検出する。コンクリート29の締
め固めがある程度進行して加圧体6の沈降が終息したと
推定される時点に、ワイヤ21の固定を解除して球状体
30をコンクリート29中に解放し、この球状体30
を、引上げ用重錘31による荷重と球状体30に働く浮
力とでコンクリート29中を強制的に引上げながら、引
上げ用重錘31の垂直方向の変位をレーザ変位計27で
検出するとともに、振動センサ25・26によって引き
続き振動を検出する。
The following describes how to measure the physical properties of the ultra-hard concrete using the measuring device shown in FIG. The wire 21 is temporarily fixed outside the container 3 so that the spherical body 30 maintains a suspended state at a predetermined height position in the empty container 3. In this state, the granular fresh concrete 29 is put into the container 3 to a predetermined height, and the spherical body 30
Is completely embedded in the fresh concrete 29.
Then, after the vibrator 1 is started, the pressurizing body 6 is placed on the fresh concrete 29, and while the concrete 29 in the container 3 is compacted by vibration, the vibration of the pressurizing body 6 is detected by a vibration sensor (acceleration sensor) 25. Then, the excitation vibration of the vibrator 1 is detected by the vibration sensor 26, respectively. When it is estimated that the compaction of the concrete 29 has progressed to some extent and the sedimentation of the pressurized body 6 has ended, the fixing of the wire 21 is released to release the spherical body 30 into the concrete 29, and the spherical body 30 is released.
The laser displacement meter 27 detects the vertical displacement of the lifting weight 31 while forcibly pulling up the concrete 29 by the load of the lifting weight 31 and the buoyancy acting on the spherical body 30, and the vibration sensor The vibration is continuously detected by 25 and 26.

【0024】図1の構造の測定装置により上述のような
方法で実験を行った。この場合、球状体4の直径38.
0mm、体積28.73cc、重量45g、密度1.5
7g/cm3 とした。この球状体4のコンクリート中で
の浮力は70gfである。また、容器3の内径(直径)
150mm、加圧体6の重量13.5Kgとし、その加
圧力を上載荷重調整用重錘17により0.038Kg/
cm2 に調整した。そして、フレッシュコンクリート2
9の水/セメント比を変え、そのそれぞれの場合ついて
振動センサ24・25・26により加速度を、レーザ変
位計27により球状体4の垂直方向の変位を、レーザ変
位計28により加圧体6の垂直方向の変位を同時に計測
した。但し、フレシュコンクリート29の量は、いずれ
の水/セメント比についても容器3内での高さが約30
0mm程度になるようにした。
An experiment was conducted by the above-described method using the measuring apparatus having the structure shown in FIG. In this case, the diameter of the spherical body 4 38.
0mm, volume 28.73cc, weight 45g, density 1.5
7 g / cm 3 . The buoyancy of the spherical body 4 in concrete is 70 gf. The inner diameter (diameter) of the container 3
150 mm, the weight of the pressurizing body 6 was 13.5 kg, and the applied pressure was 0.038 kg /
cm 2 . And fresh concrete 2
9, the acceleration was measured by the vibration sensors 24, 25 and 26, the vertical displacement of the spherical body 4 was measured by the laser displacement meter 27, and the pressure Vertical displacement was measured simultaneously. However, the amount of the fresh concrete 29 is about 30 in height in the container 3 for any water / cement ratio.
It was set to about 0 mm.

【0025】図3から図7に検出波形を示し、図3はフ
レッシュコンクリート29の水/セメント比が35%の
場合、図4は36%の場合、図5は38%の場合、図6
は40%の場合、図7は42%の場合で、いずれの場合
も、振動機1の励振振動数は85Hz、その励振加速度
は12Gの条件下で、フレッシュコンクリート29の投
入開始から350秒間計測したものである。これらの図
は、横軸に、フレッシュコンクリート29の投入開始か
らの振動締め固め時間を、縦軸に検出波形の高さをとっ
てあり、(1)は球状体4の変位を検出するレーザ変位
計27の出力波形、(2)は加圧体6の変位を検出する
レーザ変位計28の出力波形、(3)はコンクリート2
9内の振動を検出する振動センサ24の出力波形(加速
度振幅波形)、(4)は加圧体6の振動を検出する振動
センサ25の出力波形(加速度振幅波形)を表してい
る。以下、(1)を球状体変位波形、(2)を加圧体変
位波形、(3)をコンクリート加速度振幅波形、(4)
を加圧体加速度振幅波形と言う。
FIGS. 3 to 7 show detected waveforms. FIG. 3 shows a case where the water / cement ratio of the fresh concrete 29 is 35%, FIG. 4 shows a case where the water / cement ratio is 36%, FIG.
Is 40%, and FIG. 7 is 42%. In each case, the vibration frequency of the vibrator 1 is 85 Hz, the excitation acceleration is 12 G, and the measurement is performed for 350 seconds from the start of the introduction of the fresh concrete 29. It was done. In these figures, the horizontal axis indicates the vibration compaction time from the start of the introduction of the fresh concrete 29, and the vertical axis indicates the height of the detected waveform, and (1) indicates the laser displacement for detecting the displacement of the spherical body 4. (2) is the output waveform of the laser displacement meter 28 for detecting the displacement of the pressurized body 6, and (3) is the concrete 2
9 shows an output waveform (acceleration amplitude waveform) of the vibration sensor 24 for detecting the vibration in the pressure sensor 9, and (4) shows an output waveform (acceleration amplitude waveform) of the vibration sensor 25 for detecting the vibration of the pressurizing body 6. Hereinafter, (1) is a spherical body displacement waveform, (2) is a pressurized body displacement waveform, (3) is a concrete acceleration amplitude waveform, and (4).
Is called a pressure body acceleration amplitude waveform.

【0026】代表として水/セメント比が38%の場合
につき図8に別記して検出波形の解説をする。なお、単
位の異なる4つの波形を同一の時間軸(横軸)上に示す
ため、縦軸には目盛りを付さず、縦軸の左側に凡例とし
て各波形の大きさの標準を付記してある。
FIG. 8 shows a case where the water / cement ratio is 38% as a representative. In addition, since four waveforms having different units are shown on the same time axis (horizontal axis), no scale is attached to the vertical axis, and the standard of the size of each waveform is added as a legend on the left side of the vertical axis. is there.

【0027】(1)の球状体変位波形から分かるよう
に、球状体4は、フレッシュコンクリート 29中に解放
されると一旦は下降し、c時点から上昇に転じている。
一方、加圧体6は、(2)の加圧体変位波形から分かる
ように、フレッシュコンクリート29上に載置したb時
点からほぼc時点までの間は急速に下降するが、その後
は緩やかに下降している。また、(3)のコンクリート
加速度振幅波形から分かるように、コンクリート29中
の加速度振幅は、加圧体6をコンクリート29上に載置
したb時点から急峻に大きくなり、c時点付近で減衰し
て以後は同じような大きさが継続している。一方、加圧
体6の加速度振幅は、(4)の加圧体加速度振幅波形か
ら分かるように、加圧体6をコンクリート29上に載置
したb時点からランダムな変化を示しているが、c時点
まではいかない段階で終息し、以後は大きく変化するこ
となく次第に大きくなっている。
As can be seen from the spherical body displacement waveform of (1), when the spherical body 4 is released into the fresh concrete 29, it once falls, and starts to rise from the time point c.
On the other hand, as can be seen from the pressing body displacement waveform of (2), the pressing body 6 rapidly descends from the time point b when it is placed on the fresh concrete 29 to almost the time point c, but thereafter slowly. It is descending. Further, as can be seen from the concrete acceleration amplitude waveform of (3), the acceleration amplitude in the concrete 29 increases sharply from the point b when the pressing body 6 is placed on the concrete 29, and attenuates around the point c. Since then, the same size has continued. On the other hand, the acceleration amplitude of the pressurized body 6 shows a random change from the time point b when the pressurized body 6 is placed on the concrete 29, as can be seen from the pressurized body acceleration amplitude waveform of (4). It ends at a stage that does not reach the time point c, and thereafter it gradually increases without much change.

【0028】このようなことから、コンクリート29の
振動締め固め中における物性を次のように初期と中期と
終期の3つの段階に分けることができる。 初期段階(図8の横軸上に示した0からcの期間) コンクリート中の空気の放出が行われ、加圧体6(コン
クリート上面)が急速に沈下し、機械的な加圧締め固め
が行われる過程である。 中期段階(cからdの期間) コンクリートの粘性と弾性の同時作用により、締め固め
が促進される過程で、粒子間の間隔が最小に近づく。球
状体4の沈降が一旦止まって、上昇運動(浮上)に移
り、加速度振幅波形(3)及び(4)も小さくなる。加
圧体6の沈降は急速ではないが継続する。 終期段階(dからeの期間) コンクリート29の粘性が卓越し、その液状化(粘弾性
体の性状)が進行する液状化・付加加圧過程である。球
状体4は浮上していくが、加圧体6の沈降速度は最小に
なる。
Thus, the physical properties during compaction of the concrete 29 during vibration compaction can be divided into the following three stages: the initial stage, the middle stage, and the final stage. Initial stage (period from 0 to c shown on the horizontal axis in FIG. 8) Air in the concrete is released, and the pressurized body 6 (concrete upper surface) sinks rapidly, and mechanical pressure compaction is performed. This is the process that takes place. Middle stage (period from c to d) In the process of compaction being promoted by the simultaneous action of the viscosity and elasticity of concrete, the spacing between particles approaches a minimum. The sedimentation of the spherical body 4 stops once and moves to the ascending movement (floating), and the acceleration amplitude waveforms (3) and (4) also become smaller. The sedimentation of the pressurized body 6 is not rapid but continues. Final stage (period d to e) This is a liquefaction and additional pressurization process in which the viscosity of the concrete 29 is excellent and its liquefaction (properties of the viscoelastic body) proceeds. Although the spherical body 4 rises, the sedimentation speed of the pressurized body 6 is minimized.

【0029】このような3段階の区分けは、図8(図
5)の場合(水/セメント比38%)よりも、水/セメ
ント比が小さい図3の場合(水/セメント比35%)及
び図4の場合(水/セメント比36%)の方がより明瞭
であり、水/セメント比が大きい図6の場合(水/セメ
ント比40%)及び図7の場合(水/セメント比42
%)には明瞭さが低いことが分かる。また、これらの図
を比較することにより、水/セメント比と物性の変化の
関係も判定できる。なお、図6と図7とを比較すると、
図7の方が図6よりも区分けが明瞭であるが、これは測
定ムラによる。一般に超硬練りコンクリートとは、水/
セメント比が40%以下のものを言うが、図7は、40
%を越えても3段階の区分けが可能であることを示して
いる。
The three stages are classified into the case of FIG. 3 (water / cement ratio 35%) where the water / cement ratio is smaller than the case of FIG. 8 (FIG. 5) (water / cement ratio 38%) and The case of FIG. 4 (water / cement ratio 36%) is clearer, and the case of FIG. 6 (water / cement ratio 40%) and FIG. 7 (water / cement ratio 42
%) Shows that the clarity is low. Further, by comparing these figures, the relationship between the water / cement ratio and the change in physical properties can be determined. In addition, comparing FIG. 6 and FIG. 7,
7 is clearer than FIG. 6, but this is due to measurement unevenness. Generally, ultra-hard concrete is water /
FIG. 7 shows that the cement ratio is 40% or less.
It shows that three-stage classification is possible even when the percentage exceeds%.

【0030】上記の実験結果から、コンクリート中の加
速度振幅及び加圧体4の加速度振幅が急速に鎮静化し、
一旦下降した球状体4が浮上に移行するときをもって液
状化の発現の時期と推定することができる。また、加圧
体6の沈降速度の減衰から締め固めの完了時期を推定す
ることができる。そして、このことからコンクリートの
液状化とワーカビリティーの関係、及び締め固め完了と
ワーカビリティーの関係を判定することができる。
From the above experimental results, the acceleration amplitude in the concrete and the acceleration amplitude of the pressurized body 4 were quickly calmed down,
The timing of the onset of liquefaction can be estimated when the spherical body 4 that has once descended moves to the surface. Further, the completion time of compaction can be estimated from the attenuation of the sedimentation speed of the pressurizing body 6. From this, the relationship between concrete liquefaction and workability and the relationship between compaction completion and workability can be determined.

【0031】液状化の発現時期の推定は、上記のように
球状体4の挙動のみからでも可能であるが、更にコンク
リート中の加速度振幅波形の鎮静化までの時間も加味す
れば、より確実になる。図9に、振動センサ24が捉え
る加速度振幅波形(3)の鎮静化の時期と、球状体変位
波形(1)の浮上曲線が僅かに屈折する時期(この時期
を液状化の終了時期と推定)との関係を示す。この場
合、振動機1の励振振動数は85Hz、励振加速度は1
2Gとし、コンクリートの練置き時間を2分にしたとき
の測定値と17分にしたときの測定値の平均を求め、横
軸に水/セメント比(%)、縦軸に時間(秒)をとって
いる。また、図10に、水/セメント比と、コンクリー
ト中の加速度振幅が減衰するまでの時間との関係を示
す。この図は、横軸に水/セメント比(%)、縦軸に時
間(秒)をとり、振動機1の励振振動数は85Hzに固
定して、その励振加速度が10Gの場合を(A)、12
Gの場合を(B)、13Gの場合を(C)、14Gの場
合を(D)に示す。また、コンクリートの練置き時間を
2分にしたときの測定値を破線で結び、17分にしたと
きの測定値を実線で結んで表している。
Although the onset of liquefaction can be estimated only from the behavior of the spherical body 4 as described above, if the time required for the acceleration amplitude waveform in the concrete to calm down is further taken into consideration, it is more reliable. Become. FIG. 9 shows the timing of the sedation of the acceleration amplitude waveform (3) captured by the vibration sensor 24 and the timing at which the levitation curve of the spherical body displacement waveform (1) slightly refracts (this timing is estimated as the end timing of liquefaction). The relationship is shown below. In this case, the excitation frequency of the vibrator 1 is 85 Hz, and the excitation acceleration is 1
2G, the average of the measured value when the concrete mixing time was 2 minutes and the measured value when the concrete mixing time was 17 minutes was determined, and the water / cement ratio (%) was plotted on the horizontal axis, and the time (seconds) was plotted on the vertical axis. I am taking. FIG. 10 shows the relationship between the water / cement ratio and the time until the acceleration amplitude in the concrete attenuates. In this figure, the horizontal axis represents the water / cement ratio (%), the vertical axis represents time (seconds), the excitation frequency of the vibrator 1 is fixed at 85 Hz, and the excitation acceleration is 10 G (A). , 12
(B) for G, (C) for 13G, and (D) for 14G. Also, the measured value when the concrete placing time is 2 minutes is connected by a broken line, and the measured value when the concrete mixing time is 17 minutes is connected by a solid line.

【0032】図9から、またこの図と図10との比較か
ら、球状体変位波形(1)の浮上曲線が僅かに屈折する
までの時間と、コンクリート中の加速度振幅が減衰する
までの時間とは近似関係にあることが分かる。また、励
振加速度が13Gないし14Gでは、コンクリートが液
状化するまでの時間が短いので、実際の成形条件として
は良いが、ワーカビリティーの判定には、励振加速度が
10Gないし12Gの範囲が、水/セメント比と所要時
間との関係が明瞭であるため好都合である。更に、練置
き時間が測定値に関係していることから、練置き時間を
ワーカビリティーの判定の条件にすることが必要であ
る。なお、より正確な判定を期すためには、測定時の気
温、湿度などのコンクリートの性状に影響を及ぼす要素
について補正をすることが必要である。
From FIG. 9 and comparison between FIG. 9 and FIG. 10, the time until the levitation curve of the spherical body displacement waveform (1) slightly refracts and the time until the acceleration amplitude in the concrete attenuates. Are in an approximate relationship. In addition, when the excitation acceleration is 13G to 14G, since the time until the concrete is liquefied is short, it is good as an actual molding condition. However, in the determination of workability, the range of the excitation acceleration of 10G to 12G is determined by the water / cement. This is convenient because the relationship between the ratio and the required time is clear. Furthermore, since the mixing time is related to the measured value, it is necessary to use the mixing time as a condition for determining workability. In order to make a more accurate determination, it is necessary to correct factors that affect the properties of concrete, such as temperature and humidity at the time of measurement.

【0033】加圧体6の沈降の変化は、上記のようにコ
ンクリートの締め固めの進行と関係している。そこで、
加圧体6の沈降速度を、レーザ変位計28で測定した変
位量を時間微分することにより得て、その値がある時間
内(例えば7秒)に一定以下(例えば0.1mm以下)
になる時点をもって締め固めの完了と推定することがで
きる。また、コンクリート中の加速度振幅の変化もコン
クリートの締め固めの進行と関係しているので、この加
速度振幅が鎮静化するまでの時間からも締め固めの完了
を推定することが可能である。
The change in the sedimentation of the pressing body 6 is related to the progress of compaction of the concrete as described above. Therefore,
The sedimentation velocity of the pressurized body 6 is obtained by differentiating the displacement measured by the laser displacement meter 28 with time, and the value is fixed within a certain time (for example, 7 seconds) (for example, 0.1 mm or less).
It can be estimated that the compaction is completed at the point in time. Further, since the change in the acceleration amplitude in the concrete is also related to the progress of compaction of the concrete, it is possible to estimate the completion of compaction from the time until the acceleration amplitude is calmed down.

【0034】また、球状体4の浮上速度から次のように
コンクリート29の粘性係数を求めることができる。す
なわち、球状体4の平均浮上速度は、図8において、例
えばc時点からe時点までの時間tと、その時間tでの
変位量hからh/tで与えられ、これは球状体4とコン
クリート29との相対速度と見做すことができる。c時
点からe時点まで期間は、上記のようにコンクリート2
9が粘弾性体の性状を呈し、この中を球状体4が垂直に
上昇するので、極めて小さいレイノルズ数の流れの中を
球体が直線運動するときに成立する次の式を適用でき
る。この式は、図2の例のように球状体30を強制的に
引き上げる場合にも同様に適用できる。但し、この場合
は、球状体30の引き上げ速度をコンクリート29との
相対速度と見做すことができる。
The viscosity coefficient of the concrete 29 can be obtained from the floating speed of the spherical body 4 as follows. That is, in FIG. 8, the average ascent speed of the spherical body 4 is given by, for example, the time t from the time point c to the time point e and the displacement amount h at that time t by h / t. 29 can be regarded as a relative speed with respect to 29. From the time point c to the time point e, the concrete 2
9 shows the properties of the viscoelastic body, and the sphere 4 rises vertically in the viscoelastic body. Therefore, the following equation, which holds when the sphere moves linearly in a flow having an extremely small Reynolds number, can be applied. This equation can be similarly applied to the case where the spherical body 30 is forcibly pulled up as in the example of FIG. However, in this case, the lifting speed of the spherical body 30 can be regarded as a relative speed to the concrete 29.

【0035】F=3πμUD ここに、Fは球体の引上げ力(N)、μは粘性係数(K
N・s・m-2)、Uは球体とコンクリートとの相対速度
(m・s-1)、Dは球体の直径(m)、πは円周率であ
る。Fは、図1の例のように球状体4が浮力のみで上昇
する場合には、コンクリート中で働く浮力に置き換える
ことができ、図2の例の場合は引上げ用重錘31による
荷重である。
F = 3πμUD where F is the pulling force (N) of the sphere, and μ is the viscosity coefficient (K
N · s · m −2 ), U is the relative speed (m · s −1 ) between the sphere and concrete, D is the diameter (m) of the sphere, and π is the pi. F can be replaced by buoyancy acting in concrete when the spherical body 4 rises only by buoyancy as in the example of FIG. 1, and is the load by the pulling weight 31 in the example of FIG. .

【0036】図11に、図1の測定装置による球状体4
の浮上速度と、図2の測定装置による球状体30の引き
上げ速度とを比較して示す。また、図12に、球状体4
を浮上させた場合の粘性係数と、球状体30を引き上げ
た場合の粘性係数とを比較して示す。但し、球状体4の
大きさ及びコンクリート中での浮力は上記のとおりであ
る。また、球状体30の直径は28.5mmで、引上げ
用重錘31の重量は1Kgfである。これらの図におい
て、破線は球状体4の浮上させた場合、実線は球状体3
0の引き上げた場合である。また、振動機1の励振振動
数は85Hzに固定して、その励振加速度が10Gの場
合を(A)、12Gの場合を(B)、13Gの場合を
(C)、14Gの場合を(D)に示す。図11は横軸に
水/セメント比(%)、縦軸に速度(mm/s)をとっ
ている。図12は横軸に水/セメント比(%)、縦軸に
粘性係数μ(KN・s・m-2)をとっている。
FIG. 11 shows the spherical body 4 measured by the measuring apparatus shown in FIG.
2 is compared with the lifting speed of the spherical body 30 by the measuring device of FIG. Further, FIG.
Is compared with the viscosity coefficient when the spherical body 30 is pulled up. However, the size of the spherical body 4 and the buoyancy in concrete are as described above. The diameter of the spherical body 30 is 28.5 mm, and the weight of the pulling weight 31 is 1 kgf. In these figures, the broken line indicates the case where the spherical body 4 is floated, and the solid line indicates the spherical body 3
This is the case where 0 is raised. The excitation frequency of the vibrator 1 is fixed at 85 Hz, and the excitation acceleration is 10G (A), 12G (B), 13G (C), and 14G (D). ). FIG. 11 shows the water / cement ratio (%) on the horizontal axis and the speed (mm / s) on the vertical axis. FIG. 12 shows the water / cement ratio (%) on the horizontal axis and the viscosity coefficient μ (KN · s · m −2 ) on the vertical axis.

【0037】図11から分かるように、球状体4の浮上
速度は、水/セメント比が大きくなってもほとんど変わ
らないが、球状体30の引き上げ速度は水/セメント比
が大きくなるに従い大きくなっている。また、図12か
ら分かるように、球状体4を浮上させた場合の粘性係数
と球状体30を引き上げた場合の粘性係数とは、同じ水
/セメント比でほぼ同じ値になっているか、若干の違い
はあっても大差はなく、しかも水/セメント比の変化に
より同じような推移で変化している。2つの場合の粘性
係数がこのように近似していることから、また水/セメ
ント比の変化による粘性係数の変化が、2つの場合とも
明瞭に現れていることから、粘性係数を精度良く測定で
きることを、相互に照合して証明していると言える。
As can be seen from FIG. 11, the floating speed of the spherical body 4 hardly changes even when the water / cement ratio increases, but the lifting speed of the spherical body 30 increases as the water / cement ratio increases. I have. As can be seen from FIG. 12, the viscosity coefficient when the spherical body 4 is floated and the viscosity coefficient when the spherical body 30 is pulled up are almost the same at the same water / cement ratio, or are slightly different. Although there is a difference, there is no great difference, and it changes in a similar transition due to a change in the water / cement ratio. The viscosity coefficient can be measured accurately because the viscosity coefficients in the two cases are similar to each other and the change in the viscosity coefficient due to the change in the water / cement ratio clearly appears in both cases. Can be proved by collating each other.

【0038】前述のように図1の例では、コンクリート
中の振動と加圧体6の振動と振動テーブル2の振動の3
つの振動を検出し、また図2の例では、加圧体6の振動
と振動テーブル2の振動の2つの振動を検出する。そこ
で、3つ又は2つの振動の位相差を取り出せば、コンク
リートの物性の把握がより詳細になり、更には振幅比と
位相差の面からもコンクリートの性状の判定が行える。
As described above, in the example of FIG. 1, the vibration of the concrete, the vibration of the pressing body 6, and the vibration of the vibration table 2 are the same.
Two vibrations are detected, and in the example of FIG. 2, two vibrations, that is, the vibration of the pressurizing body 6 and the vibration of the vibration table 2 are detected. Therefore, if the phase difference between the three or two vibrations is taken out, the physical properties of the concrete can be grasped in more detail, and the property of the concrete can be determined from the aspect of the amplitude ratio and the phase difference.

【0039】なお、上記の説明では、振動によって液状
化する物質として超硬練りコンクリートを例にしたが、
このような物質としては、例えばスラグや地震時に液状
化する砂土などがあり、特にこのような砂土に対して本
発明を適用すれば、地震時の地盤の液状化現象の把握及
びその対策に役立てることができる。
In the above description, the concrete liquefied by vibration is exemplified by ultra-hard concrete.
Such materials include, for example, slag and sandy soil that liquefies during an earthquake, and in particular, if the present invention is applied to such sandy soil, understanding of the liquefaction phenomenon of the ground during an earthquake and its countermeasures. Can help.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明による効果を以下に列挙する。 超硬練りコンクリート等の振動によって液状化する
物質について、その振動締め固め過程での物性を、動的
にかつ容易に測定することができる。 液状化していく過程を時々刻々に捉えて液状化の発
現の時期を推定することができるとともに、締め固めの
進行状況や粘性の変化等を動的に捉えることができ、コ
ンクリートの場合には、振動締め固めによる液状化の発
現の時期とワーカビリティーとの関係などを知ることが
できる。 球状体の変位からその速度が得られるため、締め固
め過程での粘性係数等の測定も可能である。 与える振動の振動数やその強度、コンクリートの場
合には水/セメント比などの条件を変えることで、それ
との関係も知ることができる。 上載荷重を加える加圧体の変位を検出すれば、加圧
体の沈降速度の減衰から締め固めの完了時期を推定する
ことができ、しかも物質の振動の振幅と球状体の変位と
いう2つのファクタに、加圧体の変位(沈降速度)とい
うファクタも加わるため、液状化の発現の時期の推定や
締め固めの進行状況の把握やワーカビリティーの判定な
どがより正確かつ容易になる。 球状体に取り付けたセンサで振動を検出する場合に
は、垂直方向に変位可能に吊り下げられた球状体のその
ときの位置での物質中の振動を直接検出できるので、物
性の変化を正確に捉えることができる。また、コンクリ
ートのコンシステンシーの研究にも役立つ。 球状体の変位及び加圧体の変位の両方とも、容器外
で検出でき、しかも球状体に取り付けたセンサで振動を
検出する場合には、上記のように物質中の振動を直接検
出でき、また加圧体に備えたセンサで振動を検出する場
合には、物質中を伝播してきた振動を外部で間接的に検
出することができるので、球状体の変位と加圧体の変位
と物質の振動のいずれの検出も、超硬練りコンクリート
の実際の成形時と同様に、型枠に代わる容器を加圧体で
閉じて密閉状態にしたまま行えるので、実際の成形工程
に合わせた測定を行うことができる。 超硬練りコンクリートに限らず、地震時に液状化す
る砂土などの物性の把握にも適用できる。
The effects of the present invention are listed below. With respect to a substance that liquefies due to vibration of ultra-hard concrete or the like, the physical properties of the substance during the vibration compaction process can be dynamically and easily measured. In addition to capturing the process of liquefaction every moment, it is possible to estimate the onset of liquefaction and dynamically capture the progress of compaction and changes in viscosity.In the case of concrete, It is possible to know the relationship between the timing of liquefaction caused by vibration compaction and workability. Since the speed is obtained from the displacement of the spherical body, it is possible to measure the viscosity coefficient and the like in the compaction process. By changing conditions such as the frequency and intensity of the applied vibration and the water / cement ratio in the case of concrete, the relationship with the conditions can be known. Detecting the displacement of the pressurized body to which the load is applied can estimate the completion time of compaction from the decay of the sedimentation velocity of the pressurized body. In addition, since a factor called displacement (settling speed) of the pressurized body is added, estimation of the timing of occurrence of liquefaction, grasp of the progress of compaction, determination of workability, and the like become more accurate and easier. When vibration is detected by a sensor attached to a sphere, vibration in the substance at the current position of the sphere suspended vertically displaceably can be directly detected, so that changes in physical properties can be accurately detected. Can be caught. It is also useful for studying concrete consistency. Both the displacement of the spherical body and the displacement of the pressurized body can be detected outside the container, and when vibration is detected by a sensor attached to the spherical body, vibration in the substance can be directly detected as described above, When vibration is detected by the sensor provided in the pressurized body, the vibration that has propagated through the substance can be detected indirectly outside, so the displacement of the spherical body, the displacement of the pressurized body, and the vibration of the substance Can be detected while the container in place of the formwork is closed with a pressurized body and closed in the same way as during the actual molding of ultra-hardened concrete, so make measurements in accordance with the actual molding process. Can be. It can be applied not only to super-hardened concrete but also to grasp the physical properties of sand liquefied during an earthquake.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の測定装置を示す概要構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第2実施例の測定装置を示す概要構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a measuring apparatus according to a second embodiment.

【図3】図1の測定装置で実験した検出波形を示す図
で、コンクリートの水/セメント比を35%とした場合
である。
FIG. 3 is a diagram showing detection waveforms tested by the measurement device of FIG. 1 when the water / cement ratio of concrete is 35%.

【図4】コンクリートの水/セメント比を36%とした
場合の同様の図である。
FIG. 4 is a similar view when the water / cement ratio of concrete is 36%.

【図5】同じく水/セメント比を38%とした場合の図
である。
FIG. 5 is a diagram when the water / cement ratio is set to 38%.

【図6】同じく水/セメント比を40%とした場合の図
である。
FIG. 6 is a diagram when the water / cement ratio is set to 40%.

【図7】同じく水/セメント比を40%とした場合の図
である。
FIG. 7 is a diagram when the water / cement ratio is set to 40%.

【図8】コンクリートの水/セメント比が38%の場合
を代表として検出波形の解説をするための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a detected waveform as a representative when the water / cement ratio of concrete is 38%.

【図9】図1の測定装置による実験結果から得られたコ
ンクリート中の振動の加速度振幅波形の鎮静化の時期
と、球状体変位波形の浮上曲線が僅かに屈折する時期と
の関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the time at which the acceleration amplitude waveform of vibration in concrete obtained from the experimental results obtained by the measurement device of FIG. 1 is calmed down, and the time at which the levitation curve of the spherical body displacement waveform slightly refracts. It is.

【図10】同じく、水/セメント比とコンクリート中の
加速度振幅が減衰するまでの時間との関係を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the water / cement ratio and the time until the acceleration amplitude in concrete is attenuated.

【図11】図1の測定装置における球状体の浮上速度と
図2の測定装置における球状体の引き上げ速度とを比較
したグラフである。
11 is a graph comparing the flying speed of a spherical body in the measuring device of FIG. 1 with the lifting speed of the spherical body in the measuring device of FIG. 2;

【図12】図1の測定装置から得られた粘性係数と図2
の測定装置から得られた粘性係数とを比較したグラフで
ある。
FIG. 12 shows a viscosity coefficient obtained from the measuring apparatus of FIG. 1 and FIG.
5 is a graph comparing the viscosity coefficient obtained from the measurement device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動機 2 振動テーブル 3 容器 4 球状体 5 球状体の吊り下げ機構 6 加圧体 7 加圧体の吊り下げ機構 17 上載荷重調整用重錘 22 平衡重錘 24・25・26 振動センサ(加速度センサ) 27・28 レーザ変位計 29 コンクリート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrator 2 Vibration table 3 Container 4 Spherical body 5 Spherical body suspending mechanism 6 Pressurized body 7 Pressurized body suspending mechanism 17 Weight for adjusting load on top of load 22 Balanced weight 24, 25, 26 Vibration sensor (Acceleration Sensor) 27/28 Laser displacement meter 29 Concrete

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】振動によって液状化する物質を容器に入れ
て、吊り下げた球状体を物質中に埋入させ、この物質に
上載荷重及び振動を与えながら球状体の垂直方向の変位
と、物質中又は物質を伝播してきた振動を検出すること
を特徴とする、振動によって液状化する物質の物性測定
方法。
1. A substance which is liquefied by vibration is put in a container, a suspended spherical body is embedded in the substance, and a vertical displacement of the spherical body is given while applying a load and vibration to the substance, and A method for measuring physical properties of a substance which is liquefied by vibration, wherein the method detects a vibration which has propagated in or through the substance.
【請求項2】前記球状体に取り付けたセンサにより振動
を検出することを特徴とする請求項1に記載の、振動に
よって液状化する物質の物性測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein vibration is detected by a sensor attached to the spherical body.
【請求項3】前記球状体の重量を平衡重錘の重量と平衡
させ、前記物質の液状化による浮力によって球状体を浮
上させることを特徴とする請求項2に記載の、振動によ
って液状化する物質の物性測定方法。
3. The liquefaction by vibration according to claim 2, wherein the weight of the sphere is balanced with the weight of the balance weight, and the sphere is levitated by buoyancy due to liquefaction of the substance. A method for measuring the physical properties of a substance.
【請求項4】前記球状体を一定の引上げ力で前記物質中
を引き上げることを特徴とする請求項1に記載の、振動
によって液状化する物質の物性測定方法。
4. The method for measuring physical properties of a substance which is liquefied by vibration according to claim 1, wherein the spherical body is pulled up into the substance with a constant lifting force.
【請求項5】前記上載荷重を、前記容器に対して垂直方
向に変位可能な加圧体によって前記物質に与え、この加
圧体の垂直方向の変位を検出することを特徴とする請求
項1ないし4のいずれかに記載の、振動によって液状化
する物質の物性測定方法。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the overload is applied to the substance by a pressurizing body which is vertically displaceable with respect to the container, and the vertical displacement of the pressurizing body is detected. 5. The method for measuring the physical properties of a substance that is liquefied by vibration according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】前記加圧体の振動を検出することを特徴と
する請求項5に記載の、振動によって液状化する物質の
物性測定方法。
6. The method according to claim 5, wherein the vibration of the pressurizing member is detected.
【請求項7】前記容器を振動機で振動させ、この振動機
の励振振動を検出することを特徴とする請求項1又は2
或いは6に記載の、振動によって液状化する物質の物性
測定方法。
7. The apparatus according to claim 1, wherein said container is vibrated by a vibrator, and excitation vibration of said vibrator is detected.
Alternatively, the method for measuring physical properties of a substance that is liquefied by vibration according to 6.
【請求項8】振動によって液状化する物質を入れる上面
開口した容器と、この容器に振動を与える振動機と、容
器内の物質に上載荷重を与えるためこの容器に対して垂
直方向に変位自在な加圧体と、振動を検出するセンサを
内蔵した球状体と、この球状体を上記容器内の物質中に
埋入させた状態で垂直方向に変位可能に吊り下げる吊り
下げ機構と、この吊り下げ機構を介して球状体と重量を
平衡させる平衡重錘と、この平衡重錘又は上記吊り下げ
機構の垂直方向の変位を検出することにより球状体の垂
直方向の変位を容器外で間接的に検出する第1の変位セ
ンサと、上記加圧体の垂直方向の変位を検出する第2の
変位センサとを備えたことを特徴とする、振動によって
液状化する物質の物性測定装置。
8. A container having an open upper surface for containing a substance to be liquefied by vibration, a vibrator for applying vibration to the container, and being displaceable in a direction perpendicular to the container to apply an overload to the material in the container. A pressurizing body, a spherical body having a built-in sensor for detecting vibration, a suspending mechanism for suspending the spherical body so as to be vertically displaceable while being embedded in the substance in the container, and a suspending mechanism for suspending the spherical body. The balance weight that balances the weight with the spherical body via the mechanism, and the vertical displacement of the spherical body is detected indirectly outside the container by detecting the vertical displacement of the balance weight or the suspension mechanism. And a second displacement sensor for detecting a vertical displacement of the pressure body.
【請求項9】前記加圧体の振動を検出するセンサを備え
たことを特徴とする請求項8に記載の、振動によって液
状化する物質の物性測定装置。
9. The apparatus according to claim 8, further comprising a sensor for detecting a vibration of the pressurizing body.
【請求項10】振動によって液状化する物質を入れる上
面開口した容器と、この容器に振動を与える振動機と、
容器内の物質に上載荷重を与えるためこの容器に対して
垂直方向に変位自在な加圧体と、球状体と、この球状体
を上記容器内の物質中に埋入させた状態で垂直方向に変
位可能に吊り下げる吊り下げ機構と、この吊り下げ機構
を介して球状体に一定の引上げ力を与える引上げ用重錘
と、この引上げ用重錘又は上記吊り下げ機構の垂直方向
の変位を検出することにより球状体の垂直方向の変位を
容器外で間接的に検出する第1の変位センサと、上記加
圧体の垂直方向の変位を検出する第2の変位センサと、
上記加圧体の振動を検出するセンサを備えたことを特徴
とする、振動によって液状化する物質の物性測定装置。
10. A container having an open upper surface for containing a substance to be liquefied by vibration, a vibrator for applying vibration to the container,
A pressurizing body that is vertically displaceable with respect to the container in order to apply an overload to the material in the container, a spherical body, and a vertical body with the spherical body embedded in the material in the container. A suspending mechanism for suspending the movable body, a lifting weight for applying a constant lifting force to the spherical body via the suspending mechanism, and detecting a vertical displacement of the lifting weight or the hanging mechanism. A first displacement sensor for indirectly detecting the vertical displacement of the spherical body outside the container, a second displacement sensor for detecting the vertical displacement of the pressure body,
A physical property measuring device for a substance which is liquefied by vibration, comprising a sensor for detecting vibration of the pressurizing body.
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