JP2731798B2 - モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法 - Google Patents
モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモルタルまたはコンクリ
ートを得るための粒体に関する物性測定法に係り、モル
タルやコンクリートなばの液体と粉体および粒体を用い
たセメント混合物、特に粒体として砂などの天然産出粒
子や砕砂などの人工粒子の如きを用いた上記混合物に関
してその特性を判定し、配合設計ないし製造、管理など
をも含む該混合物の調整を合理的且つ的確に実施するた
めの新しい定量的物性を得しめようとするものである。 【０００２】即ち本発明は、セメント、フライアッシュ
などの粉体と水その他の液体および砂その他の細骨材な
どの粒体および必要に応じて砂利などの塊体を配合して
得られる混合物に関してワーカビリティ、ブリージン
グ、流動性などの特性を測定し、又当該混合系における
配合変化時の特性を判定し、更にはこのような混合物に
関し流動性その他の特性を最高状態として安定に得し
め、あるいはそれらの配合設計、製造、管理などを合理
的に行うことのできる物性測定技術に関する。 【０００３】 【従来の技術】各種土木、建築などに関してセメントな
どの水硬性物質粉末を用い、これに水を主体とした液体
と共に砂その他の細骨材を配合したモルタルを利用する
ことの多いことは周知の通りであり、又これに砂利や砕
石などの粗骨材や繊維材などをも配合したコンクリート
に関してもその特性としては上記３者の混合物において
基本的に求めることが可能で、適宜に添加剤を配合して
も同じ関係がある。同様のことは各種窯業製品を製造し
或いはその他の物理的、化学的製品を得るための資料調
整に関して不可欠的に必要であるが、斯様な調整に際し
ては前記したような資料粉粒の液体存在下における吸着
現象（その反面における分散現象）などがあり、所期す
る均斉な調整物を得ることができないことは周知の通り
である。このような現象はそうした調整物を用いて目的
製品を得る場合における成形性ないし充填性、ブリージ
ング性ないし分離性、更には該混練物の成形硬化によっ
て得られる製品の強度その他の特性に影響し、又該調整
物の搬送その他の荷役取扱いに影響する。従ってこの吸
着現象などに関してはそれなりに検討が加えられている
が、従来では単に理論的ないし定性的に理解するもので
ある。 【０００４】このような従来一般の技術的状態におい
て、本発明者等は曩に特願昭５８−５２１６号（特開昭
５９−１３１１６４号）や特開昭５８−２４５２３３号
（特開昭６０−１３９４０７号）のような提案をなし、
特にコンクリートないしモルタルに用いられる細骨材表
面における吸着液の定量化に関する試験測定法ないしそ
のような試験測定結果を利用した混練物の調整に関する
１連の手法を提案した。即ちこれらの先願技術は前記の
ような粒子ないし粉体表面に附着介在する水などの液体
に関し、毛細管現象的に粉粒間に保留停滞されたものと
粉粒表面に吸着されたものに区分して考案し、特にその
後者について定量的に試験測定しようとするもので、し
かも複数個の試料に対し同一遠心力条件による能率的な
測定が可能であり、それだけに上記したようなコンクリ
ートやモルタルなどの調整に関し従来の漫然として同じ
液体と理解把握されているものを区分して理解し、しか
もその測定結果を夫々の条件下に即応して定量的に得し
めるものであることからその混練、調整上画期的な改善
結果を得しめている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】前記したような従来一
般的な技術は、ＪＩＳ規定の如きにより細骨材に関し、
例えば表面乾燥飽水状態による吸水率と粗粒率、実績率
等の測定データを用い上記したような混練物等の液分を
把握調整しようとするものであって、具体的な混練物の
調整に当ってはその物性を的確に把握し制御することが
できない。即ちこのような混練物に関しては分離ブリー
ジング性ないしワーカビリティ、圧送性、締固め性等の
物性が必要であることは周知の通りであるが、これらの
物性は同じ砂であってもセメントが異ることによってそ
の特性が異り、又反対にセメントが同じであっても砂が
異ることにより得られた混練物の特性はやはり変動す
る。更に斯うした混練物を密実に充填成形するためには
振動その他の圧密処理を加えることが一般的であるが、
そうした振動その他の圧密処理に際して混練物の示す挙
動ないし変動は同じＪＩＳ規定による測定値のものであ
っても大幅に異っていることが殆んどである。又厚層に
コンクリート打ちをなし或いは型枠を縦形としてコンク
リートを打設充填した場合において打設充填された生コ
ンクリートまたはモルタルの示す様相は種々に変動した
ものとなる。 【０００６】ところで本発明者等は斯かる混練のための
配合水を分割し、その特定範囲における一部を均等に細
骨材へ附着させてからセメントを添加して１次混練し、
次いで残部の水を加えて２次混練することにより、フリ
ージングや分離が少く、しかもワーカビリティにおいて
優れた混練物を得しめ、又それによって得られる成形体
の強度その他を同じ配合条件において相当に高めること
のできる有利な技術を開発し業界の好評を得ているが、
そうした新技術を採用しても細骨材が異ることによって
具体的に得られる混練物における前記したような諸効果
の程度は種々に異ったものとなる。 【０００７】このような問題点を解決すべく本発明者等
によって提案された前記先願技術では粒子表面における
吸着液と、そうでないものとを区分するだけでなく、そ
の吸着液に関して定量的な解明を図るものであって、頗
る有効な手法と言えるが、この技術に関して具体的な測
定をなし、その結果を用いてコンクリートやモルタルの
調整をなした多数の結果について仔細を検討したとこ
ろ、夫々のモルタルやコンクリートなどの調整におい
て、なおそれなりの的確性を有し得ない傾向が認められ
た。即ちこれらの実験結果によると、細骨材のような骨
材類と粉体間の相互干渉性（セメントと骨材間のなじ
み）および骨材（細骨材を含む）の制御を確保すること
が容易でない。つまりこれら資材の表面粗度、材質、形
状、表面吸着力等、従来のＪＩＳ規定などで解明できな
い骨材の性質がコンクリートやモルタルの分離ブリージ
ング性、ワーカビリティ、圧送性、締固め性などに大き
く関与しているものと推定されるが、このような関係を
的確に解明し、合理的な混練物を得ることができない。 【０００８】従って具体的には試し練りを繰返し、でき
るだけ有利な配合混練条件を決定することとなるが、斯
うした試し練りは１つの結果を得るために相当の工数と
時間を必要とし、例えば得られる製品の強度まで求めよ
うとすると一般的に４週間をも必要とする。況して繰返
して調整し試験するとすれば著しい長時間が消費され、
具体的施工に即応できない。この故にこの試し練りは基
本的には夫々の作業者等による経験ないし勘により、又
比較的短時間内に測定結果の求められるもののみを試験
して全般を推定するようなこととならざるを得ず、合理
性を欠くと共に的確な合致を得ることができず、相当の
誤差範囲を見込むことが必要である。 【０００９】 【課題を解決するための手段】砂や粒状スラグ、人工細
骨材、ガラス球その他の粒体に対し水その他の液体とセ
メントなどの粉体を加えたモルタルまたはコンクリート
のような混合物を得るに当り、前記粒体を水中で圧密充
填操作した最密状態充填物を準備し、該最密状態におけ
る前記粒体の水中単位容積重量を求めることをによりモ
ルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物
性を測定する。 【００１０】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球そ
の他の粒体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体
を加えたモルタルまたはコンクリートのような混合物を
得るに当り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状
態充填物を準備し、該最密状態における前記粒体の水中
単位容積重量を求め、これを利用してモルタルまたはコ
ンクリートを得るための前記粒体間の間隔率を求めるこ
とによりモルタルまたはコンクリートを得るための粒体
に関する物性を測定する。 【００１１】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球そ
の他の粒体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体
を加えたモルタルまたはコンクリートのような混合物を
得るに当り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状
態充填物を準備すると共に絶乾で同様に圧密充填操作し
た最密状態充填物を準備し、これらの各最密状態におけ
る前記粒体の水中単位容積重量と絶乾単位容積重量とを
求め、これら両単位容積重量の差をモルタルまたはコン
クリートを得るために利用する微砂量として求めること
によりモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に
関する物性を測定する。 【００１２】 【作用】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他
の粒体に対し水その他の液体を加えた混合物を圧密充填
操作した最密状態充填物において上記粒体の水中単位容
積重量ρSWが求められ、このような最密状態充填物の粒
体に関する単位容積重量はモルタルやコンクリートなど
の混合物に関してその打設状態の物性を示す重要な因子
となる。 【００１３】又上記ρSWから前記最密状態充填物におい
て骨格的機能を果たす砂のような粒体についての水中条
件下の粒体間間隔ΨS W は、 ΨS W ＝ （１−Ｓ／ρSW）× １００ によって得られ、このような測定値によって現実のモル
タル、コンクリートなどにおいて的確に合致し精度の高
い特性値を提供し、前記混合物の予測、設計ないし製造
に関する具体的調整を合理化する。 【００１４】更に前記水中単位容積重量ρSWと共に絶乾
での同様に圧密充填操作した最密状態充填物における粒
体の絶乾単位容積重量ρSDとの差を微粒量（微砂量）と
して求めることができ、このような微粒量によっても該
粒体（細骨材）を用いて得られるモルタルまたはコンク
リートの特性を予測し、設計ないし製造に関する指標と
して利用される。 【００１５】 【実施例】上記したような本発明について更に説明する
と、本発明者等は上記したような粒体、粉体および液体
から成る混練物について、その配合混練条件により得ら
れる混練物ないし該混練物によって成形された製品の特
性などを的確に予測し、合理的に混練物を調整すること
について多年に亘る実地的検討と推考を重ねた結果、こ
のような混練物の挙動を的確に把握する指標として該混
合物における骨格的機能を果たす砂のような粒体に関し
その最密状態充填を形成したものにおける水中での単位
容積当り重量あるいはこの最密状態充填物における粒体
間の間隔率が、前記混練物ないしその製品の特性に対し
決定的地位を有することを発見し、このような関係を利
用して配合混練条件を決定することにより得られる混練
物の特性を的確に解明し、予測することに成功した。 【００１６】本発明において目的混合物に用いられる粉
体としてはポルトランドセメント類、アルミナセメン
ト、マグネシアセメント、石こう類、消石灰などの石灰
類、高炉スラグ、膨脹セメントなどの特殊セメント、フ
ライアッシュ、シリカヒューム、石粉、粘土ないし泥分
その他の無機または有機質の充填ないし増量目的で用い
られる粉状体がある。又粒体としては川砂や海砂、山
砂、砕砂、粒状スラグ、人工細骨材などの細骨材や金属
繊維、無機繊維などの繊維材、更に塊状体として砂利、
砕石などの粗骨材があり、又これら粒体ないし塊状体と
しては遮音や断熱あるいは耐火性、原子力遮断性、軽量
性、重量性などを附与するために用いられる各種骨材類
などがある。更に液体としては水が代表的であるが、こ
れに減水剤、急結剤、プラスチック類などの各種助剤な
いし添加剤を混合したものが広く用いられる。 【００１７】然して本発明者は上記したような細骨材な
どの粒体に関して、充分且つ大量に水分を附着含有させ
たものに遠心力などの脱水力を作用させることによりそ
の含水量が脱水力増大に伴い次第に低下することとなる
が、ある一定限度に達するとそれ以上に脱水力が増大し
ても殆んど含水量を低下することのない限界相対吸着水
率の存することを確認しており、同様に粉体に関しても
粉体相互が実質的に接触し且つ粉体粒子間に水が充満し
ていてしかも空気が実質的に存しないキャピラリー域に
達した状態において該粉体の限界的吸着水率の存するこ
とが確められている。更に前記粒体についての限界相対
吸着水率測定に関して粉体を併用することにより粒体間
における接点液の如きによる影響を回避し的確に測定結
果の得られる手法などを確立している。 【００１８】本発明においてはこれらの本発明者等によ
る新規開発技術に加えて前述したような最密状態充填物
についての解明を重ね、前記した粒体の水中単位容積重
量や粒体間の間隔率（反面解釈すれば充填率ということ
もできる）を求めるものである。即ち本発明者等は上記
したような細骨材等の骨材に関してその吸着液量を求め
るに当って粉体を併用することにより骨材間における接
点液の如きによる影響を該粉体の保液量として排除して
的確な測定結果を得しめ、又このような骨材の如き粒状
ないし繊維状体と粉体および液体から成る混合系に対し
遠心力を作用させて脱液処理するならば、作用する遠心
力の変化によって吸着液量が変化し、つまり遠心力の増
大に従って骨材に対する吸着液量が次第に低減すること
となるが、斯うした脱液処理の遠心力がある一定値を超
えると、それ以上に遠心力を増加させても吸着液量に殆
んど変動するつことがなくなり、前記したような吸着液
量の低減傾向の変曲するポイントの存することを確認
し、このような吸着液低減傾向の変更点を限界吸着水率
として理解している。 【００１９】然してこのような限界吸着水率は用いられ
た骨材、粉体あるいは液体の何れか１つまたは２つ以上
が変化することによってそれなりに変化し、従って具体
的に得られる吸着水率は相対限界吸着水率となるが、斯
うした限界基準吸着水率なるものは多数の実験結果から
どのような混合系においても存在し、又同じ混合組成の
ものにおいては常に一定である。例えば富士川産川砂
（Ｑ：2.４９，Ｆ．Ｍ．：2.６５，比重表乾ρH ：2.５
８，ρD ：2.５２，ρV ：1.７３９，ε：３１％，Ｓ
ｍ：６5.３cm2 ／ｇ）と普通ポルトランドセメントおよ
び代表的液体である水を用い、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）
を０、１、２、３と変化させた各試料について本発明者
等が曩に提案した特願昭５８−２４５２３３号（特開昭
60−１３９４０７号）の方法により遠心力３０Ｇ（Ｇは
重量）より１０００Ｇに亘る多様な脱水処理を行った結
果は、Ｓ／Ｃが０であるセメントペーストの含水率ＷP
／Ｃは前記したように作用する遠心力の如何によってそ
れなりに異る。 【００２０】又これに砂が混合され、Ｓ／Ｃの値が高く
なるに従って含水率が高くなるが、上記セメントペース
トの場合を基点としてＳ／Ｃの上昇に伴い含水率の上昇
する度合は、一定遠心力（例えば１５０Ｇ〜２００Ｇ）
以上となってもその遠心力増大にも拘わらず殆んど変化
がない。即ち１００Ｇ以下のような重力の比較的低い領
域においては３０Ｇ、６０Ｇ、８０Ｇ、１００Ｇの如く
相当に少い遠心力差条件を以て処理測定するのに対し
て、２００Ｇ以上においては１００Ｇ以上のような大き
い遠心力差条件で処理測定したものであっても、１５０
Ｇから２００Ｇとなることによって何れのＳ／Ｃの場合
においても比較的大きい含水率の低下があり、それより
重力条件が大となることによってもこの含水率低下の程
度が大幅に低減する様相が示され、しかもそのＳ／Ｃの
増加に伴う図表上の上昇傾斜角θ1は略一定であって、
殆んど変化がない。例えば、４８３Ｇと１０００Ｇとで
は５００Ｇ以上の遠心力増大があるに拘わらずその上昇
傾斜角θ1 は一定状態であり、２００Ｇの場合において
も上記１０００Ｇの場合と実質的に平行状態である。 【００２１】前記したような結果について、その遠心力
作用後の全含水量をＷZ とし、Ｃをセメント量、Ｓを砂
量とすると共に遠心力作用後の粉体の含水量をＷP 、ま
た遠心力作用後の砂の含水量をＷS となし、更に遠心力
処理後の前記傾斜角θ1 の正接（tan θ1 ）をβとする
と、上記ＷZ ／Ｃは次の数１のようになる。 【００２２】 【数１】ＷZ ／Ｃ＝ＷP ／Ｃ＋βＳ／Ｃ 【００２３】又、βは次の数２のように表わされる。 【００２４】 【数２】 β＝tan θ1 ＝（ＷS ／Ｃ）／（Ｓ／Ｃ）＝ＷS ／Ｓ 【００２５】従って前記した砂の含水量ＷS は次の数３
の如くなる。 【００２６】 【数３】ＷS ＝ＷZ −ＷP 【００２７】仍ってβは砂の含水量を砂量で除した含水
率となり、これを骨材の限界相対吸着水率とする。然し
て具体的にＷZ ／Ｃを数１によって求めると共にその精
度（ｒ2 ）を検討すると、次の表１の如くであった。 【００２８】 【表１】【００２９】即ち精度ｒ2 は少くとも0.９８以上である
ことが確認され、頗る高精度のものであることが確認さ
れた。 【００３０】又このような結果について、その遠心力Ｇ
と前記β、即ちＷS ／Ｓの関係は前記した２００Ｇまで
は相対吸着水率βが次第に低下するが、２００Ｇを超え
ることにより殆んど相対吸着水率βが低下しないで略水
平状の直線的な脱水結果が得られる様相は明かである。
即ち上記した２００Ｇまでの相対吸着水率β低下が２０
０Ｇ以上の遠心力作用時における略水平状直線とのなす
角度θ2 が求められ、このθ2 は夫々の骨材によってそ
れなりに異ることになるが、θ2 の角度如何は夫々の骨
材における脱水エネルギーの大きさによる脱水特性を代
表する１Ｇ当りの界面脱水率ということができる。前記
のように遠心力が増大しても相対吸着水率に殆んど変化
のない値は当該骨材に関する限界吸着水率（β0 ）と言
うことができる。又最大相対吸着水率β0 max はθ2 の
傾斜直線と重力０点との交点であり、骨材の全相対吸着
水率βGOは限界吸着水率β0 にβ0 max を加えたものと
なり、遠心力処理によって、該吸着水率β0 max が脱水
される関係をなすものであり、又、前記のように遠心力
増大により吸着水率の実質的に変化しない遠心力値をＧ
max として求めることができる。 【００３１】一方粉体のペーストに関してキャピラリー
域における含水率が混練操作時におけるトルクの最高値
近辺となることについては同じく本発明者等により特開
昭５８−５６８１５号公報の第４図などに発表されてい
る（該公報ではファニキュラーないしキャピラリーとさ
れているが、その後の検討によりキャピラリー域たるこ
とが確認されている）。即ち絶乾状態の粉体に対し次第
に加水しながら混練した場合において、その加水量が次
第に増加するに従って混練トルクは増大するが、斯うし
て水量増加に伴い次第に増加したトルクがトルク最高点
に達した後に更に水量が増加するならば今度は次第にト
ルクが減少することとなる。これはペースト中における
水が粉体粒子間の空隙を完全状態に満たしてスラリー状
態となり、しかもその粉体粒子間水量が次第に増加する
ことによって流動性が大となることによるものである。
つまり粉体粒子間の空隙が完全に水で満たされる（スラ
リーとなる）直前のキャピラリー域においては混練トル
クが最大状態となるわけで、このような混練トルク最大
状態で調整された混練物を用いるときはブリージング水
の発生を有効に縮減し、斯うした混練物による製品は強
度その他の特性において卓越したものとなることが前記
公開公報に示されている。 【００３２】ところで本発明者は上述したような粉体、
粒体および液体からなる混練物について前記のようにそ
れ以上に作用力を増大しても吸着水率βの実質的に低下
しない状態を遠心力で実施した場合を検討した結果、こ
の場合においてはその遠心力が例えば１５０〜２００Ｇ
（粒体の性状によって夫々の場合に若干の差がある）の
ように高いことから充填組織内に気孔が発生し、単に脱
水する場合は兎も角としても実際の充填打設組織と異な
ることになることに鑑み、上記のような気孔を発生しな
い遠心力以外の方法により前記遠心力１５０〜２００Ｇ
を作用せしめたものと同じ状態を形成することについて
検討した結果、突き固め方式や振動方式などによっても
同等の状態を形成し得ることを確認した。 【００３３】即ちこのような方法として本発明者は多く
の細骨材とセメント粉体との組合わせについて仔細に検
討した結果、その突き固め方式によるものは、直径が１
1.４cmで高さが9.８cmの容量１０００ccを有する円筒形
容器（容量マス）に試料約５００ccを装入してから重量
５００ｇのテーブルフロー用突き棒で容器内全般に亘っ
て平均に２５回以上の突き固め操作を行い、次いで支持
台面から２〜３cm上げて落下させるスタンピング操作を
３回以上行って突き固め充填状態を平均化し、その後更
に約５００ccの試料を装入して同じ突き固め操作とスタ
ンピングを行う方法が好ましいもの（但し一連の試験測
定に当っては全試料に関して同一試験条件を採用する）
であって、この方法で同じＳ／Ｃによる試料に対しＷ／
Ｃを次第に変化させた各種のものについて検討するなら
ば、得られた突き固め充填物においてそのＷ／Ｃが特定
の値を採った場合に最高の容重値が得られる。例えば細
骨材たる砂の粒径組成と合致し、しかも形状的に揃った
基準材として0.０７５〜５mmの径を有するガラス球を用
い、これにボルトランドセメントを、Ｓ／Ｃ＝１として
配合した試料についてＷ／Ｃを順次且つ種々に変化させ
て上記突き固めによる充填を行った場合には次の第２表
のような結果が得られ、Ｗ／Ｃを２８％としたものが単
位容積重量（以下容重という）ρにおいて２２３５ｇで
あって最高状態の充填状態を得しめ、これよりＷ／Ｃが
低くても高くても容重ρが小となる。 【００３４】 【表２】 【００３５】同様に同じガラス球とポルトランドセメン
トを用い、Ｓ／Ｃを３とした場合にはＷ／Ｃが３３％程
度のときに容重ρが２２２７ｇであって、このＷ／Ｃ値
より１％高くなり或いは低くなった場合には夫々に容重
ρの低くなる様相は第２表の場合と同じであり、更にＳ
／Ｃを６とした場合にはＷ／Ｃが４８％程度のときに容
重ρが最高値を示し、これよりＷ／Ｃ値が変動すること
により高くなっても低くなっても容重ρは低下する。 【００３６】斯うした様相は上記基準材としてのガラス
球が細骨材として一般的に用いられている天然砂（川砂
や海砂、山砂）、人工砂（砕砂やスラグ粒）の場合にお
いても全く同様であって、このようなＷ／Ｃ値との関係
でピーク点の存在する様相は粉体（セメント）について
混練トルクのピーク点の存在する様相と共通するものが
あり、しかも上記のように容重ρがピーク点を示すＷ／
Ｃが前記した１５０Ｇ〜２００Ｇの遠心力処理したとき
のそれと実質的に同じである。 【００３７】即ち本発明においてはこのような手法など
による充填状態を最密充填状態となし、この状態が水中
で行われることにより実際のこの種混練物の充填打設状
態によく合致していることから好ましい代表的試験方法
として利用することとし、突き棒による突き固めは上下
各層について２５回、スタンピングは各層毎に３回の夫
々一定のものとして実施した。 【００３８】ところで斯うした最密充填状態による試験
測定を多くの試料について実施した結果、この種混練物
における水量に関してそのセメント量，砂量に対し、前
記したα値およびβ値を似てしても解明することのでき
ない要因の存することを発見した。即ち斯うした要因
は、セメントおよび砂を種々に変化させたどのような試
料においても求められるものであるが、後述する測定例
におけると同じガラス球、相模川砕砂および富士川砂を
粒体として用い、これに普通ポルトランドセメントを粉
体として採用し、Ｓ／Ｃを種々に変化させた多様な混練
物を準備して前記最密充填状態を夫々形成したものにお
ける水量Ｗ／Ｃを、そのセメント量に対して前述したよ
うなα、βにより計算して求めた結果と、実際の混練物
についての実測値とを対比し要約的に示すと第１図の如
くである。つまりソリッドの測定点で示された計算値に
対して、ブランクの測定点を以て示された実測値は相当
にずれており、α、β以外の第３の要因が、斯うしたそ
れ以上に操作力を与えても実質的に含水量に変動を来さ
ない最密充填状態において存在するものと言える。 【００３９】詳言すると、成程Ｓ／Ｃが１程度の相対的
に砂の少ない状態においては砂粒子間において粉体（セ
メント）が多量に存在するから、そのような多量に存在
するセメントが斯うした第３の要因であるかのように考
えられるとしても、このＳ／Ｃが２ないし３以上となっ
て粉体（セメント）が相対的に少ない状態となってもこ
のような計算値と実測値との間の偏差は全く減少しない
で、規則的に増加する傾向を示すことは図示の通りであ
る。即ちこのような粉体、粒体および液体よりなる混練
物における液体においては前記α、βのみならず、更に
第３の要因が作用することは明確である。 【００４０】そこで本発明者等はこのような第３の要因
を解明することについて検討を重ねた結果、この第３の
要因は結局において充填された混練物の構造ないし組織
に原因して内部に保持される水分と言うべきであるが、
このような混練物の充填組織に関し斯かる構造ないし組
織を考察する場合において、その骨格的機能ないし構造
をなすものは砂であることが明らかであって、そのよう
な骨格的機能ないし構造を形成している砂のような粒体
間の間隙度合（緩み率ないし充填状態）が支配的機能を
なすものと考えられる。然るにこのような混練物用原料
として入手される砂のような粒体においては前記のよう
な骨格的機能ないし構造をなさない程度の微粒分（微砂
分）を附着混入することが不可避であって、斯うした微
粒分（微砂分）を差引いたものを用いなければ適切な解
明をなし得ない。然して斯うした微粒分（微砂分）を何
を以て、どのように求めることが妥当であるかについて
は従来において細小フルイ目による分別を行うようなこ
とで考慮されているとしても的確性を有するものでな
い。本発明者は砂の実績率測定を従来の絶乾固め方法の
締固め状態における空隙率を満たす程度の水中で実施し
た場合にその実績率が大きくなる事実を発見したが、こ
れは前記微粒分（微砂分）によるものであり、この微粒
量に関する微粒率（微粉率）ＭS は具体的に次の数４に
よって求めることとした。 【００４１】 【数４】ＭS ＝ （ρSW−ρSD）／ρS × １００ 【００４２】但し、ρSWは水中での嵩比重であり、ρSD
は絶乾状態の嵩比重である。 【００４３】更に上記のようにして微粒率（微粉率）を
求めた場合において、前述したような第３の要因として
重要な骨格的機能を果たす砂のような粒体間の間隔率Ψ
S は、現実には水中条件下であって、この水中条件下に
おける間隔率ΨS W は次の数５で得られるものである。 【００４４】 【数５】ΨS W ＝ （１−Ｓ／ρSW）×１００ 【００４５】従って絶乾状態を基準とする場合には補正
されたものとなるべきで、この絶乾状態の粒体間間隔率
ΨS D は次の数６のようになる。なお上記数５で得られ
る水中条件下の試料は定重量となるまで乾燥することで
絶乾状態となることは明らかである。 【００４６】 【数６】 ΨS D ＝ （１−Ｓ／ρSW）×１００ （％） 【００４７】又絶乾単位容積重量ρSDの測定は、上記の
容器（マス）に絶乾砂を３層に分けて入れ、その各１層
毎に左右両側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩
き、充填終了後その上面を角部を３角状とした定木で平
面状に均らし、その重量を測定する。 【００４８】更に上記水中単位容積重量ρSWの測定は、
上記とは別に５００mlのメスシリンダーに水を用意し、
以下のようにしても測定される。即ち前記容器（容重マ
ス：１０００cc）に１００mlの水を入れ、次に容器深さ
の３分の１に相当した絶乾砂を入れ、棒でよく攪拌した
後左右両側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩き、
更に３分の２までの深さに相当した砂を入れて同様に攪
拌し木槌で合計２０回軽く叩き、この時水が砂の上面に
数mm出るように必要に応じて注水する。同様容器上面か
ら２〜３mm下となるように砂と水を交互に入れ、２０回
叩き、次に容器上面で砂面と水面とが同一になるように
砂だけを入れ、又必要に応じては注水するか、ピペット
で水を吸い取るかし、吸い取った水はメスシリンダーに
戻すような操作をなし、容器上面で砂面と水面とが同一
で且つ平滑になるように金べらなどで均らし、その全重
量（Ｗ）を測定して数７により水中単位容積重量ρSWを
求める。 【００４９】 【数７】ρSW ＝〔Ｗ−｛ａ＋(500−ｂ）／ρW ｝〕／
１０００ × １／Ｖ 但し、ａ：容器の風袋 ｂ：メスシリンダーに残った水量 Ｖ：容器の容積でこの場合は１０００cc 【００５０】上記したような各方法で、径0.０７５〜５
mmのガラス球、富士川砂および相模川砕砂を用い砂（ガ
ラス球）／セメントの重量比（Ｓ／Ｃ）を０〜６とした
各試料について測定すると共に粒体間の間隔率（または
充填率）や微粒量ないし微粒率などを求めた結果は次の
表３から表５に示す如くである。 【００５１】なおこれら表３〜表５において、ＷP はセ
メントのキャピラリー域含水量，ＳW は砂の限界相対吸
着水量であって、ＷP ／Ｃ×１００が前記αであり、又
ＳW／Ｓ×１００が前記βである。更にＷW は前記セメ
ント（Ｃ）、砂（Ｓ）とそれらのαおよびβ以外構造内
水量であって、その如何が具体的に流動ないし成形化す
るか否かは兎も角として、少なくとも流動ないし成形に
潜在的に寄与するものであるからワーカブル水量と言う
べきである。更にρSDは正確にはρSVD とも言うべきも
のであって、砂の絶乾嵩比重であり、これに対するρSW
はρSVW とも言うべきものであって、ρSDの絶乾条件の
ものとは反対に砂の水中条件下における嵩比重である。 【００５２】 【表３】【００５３】 【表４】【００５４】 【表５】【００５５】然して上記のようにして本発明による新し
い測定ρSWおよびρSWとΨ SW を用いて得られた上述第
３〜５表のような測定結果によるときはこの新しいΨ S
W とワーカブル水量ＷW との関係を解析せしめ、粒体が
前記のようにガラス球、川砂および砕砂という材質的、
性状的に明かに異るものであるに拘わらず、このＷWと
前記Ψ SW との間には整然として殆んど変化のない所定
の関係が得られるものであることが確認された。つまり
このような結果によるときは、対数回帰式または指数回
帰式による全回帰曲線または個別回帰曲線の如きを求め
ることが可能であり、斯うした結果を用いることにより
このような混練物においてΨ SW が求められるならばワ
ーカブル水量ＷW を略適切に求めることが可能であり、
従って又そのブリージング水量ないし流動性、更には成
形体における強度その他の特性の如きをも有効に判定す
ることが可能である。 【００５６】 【発明の効果】以上説明したような本発明によるとき
は、セメントなどの粉体、砂などの粒体および水などの
液体による混合物に関し従来法における如き試し練りの
繰返しや統計的手法から脱却し、該混練物において骨格
的組織ないし機能を有する砂などの粒体についての最密
状態充填物における水中単位容積重量を求め、あるいは
これにその粒体間の間隔率を求めしめ、これらの新しい
測定値によって流動必要水、ブリージング水などを定量
的に仔細に解明し、実際の混合物、特にコンクリートや
モルタルの如き混練物の実態に即応した合理的な解明を
なし、ばらつきの少ない安定した品質を有する製品を予
測、企画し且つ適切に得しめるなどの効果を有してお
り、工業的にその効果の大きい発明である。
ートを得るための粒体に関する物性測定法に係り、モル
タルやコンクリートなばの液体と粉体および粒体を用い
たセメント混合物、特に粒体として砂などの天然産出粒
子や砕砂などの人工粒子の如きを用いた上記混合物に関
してその特性を判定し、配合設計ないし製造、管理など
をも含む該混合物の調整を合理的且つ的確に実施するた
めの新しい定量的物性を得しめようとするものである。 【０００２】即ち本発明は、セメント、フライアッシュ
などの粉体と水その他の液体および砂その他の細骨材な
どの粒体および必要に応じて砂利などの塊体を配合して
得られる混合物に関してワーカビリティ、ブリージン
グ、流動性などの特性を測定し、又当該混合系における
配合変化時の特性を判定し、更にはこのような混合物に
関し流動性その他の特性を最高状態として安定に得し
め、あるいはそれらの配合設計、製造、管理などを合理
的に行うことのできる物性測定技術に関する。 【０００３】 【従来の技術】各種土木、建築などに関してセメントな
どの水硬性物質粉末を用い、これに水を主体とした液体
と共に砂その他の細骨材を配合したモルタルを利用する
ことの多いことは周知の通りであり、又これに砂利や砕
石などの粗骨材や繊維材などをも配合したコンクリート
に関してもその特性としては上記３者の混合物において
基本的に求めることが可能で、適宜に添加剤を配合して
も同じ関係がある。同様のことは各種窯業製品を製造し
或いはその他の物理的、化学的製品を得るための資料調
整に関して不可欠的に必要であるが、斯様な調整に際し
ては前記したような資料粉粒の液体存在下における吸着
現象（その反面における分散現象）などがあり、所期す
る均斉な調整物を得ることができないことは周知の通り
である。このような現象はそうした調整物を用いて目的
製品を得る場合における成形性ないし充填性、ブリージ
ング性ないし分離性、更には該混練物の成形硬化によっ
て得られる製品の強度その他の特性に影響し、又該調整
物の搬送その他の荷役取扱いに影響する。従ってこの吸
着現象などに関してはそれなりに検討が加えられている
が、従来では単に理論的ないし定性的に理解するもので
ある。 【０００４】このような従来一般の技術的状態におい
て、本発明者等は曩に特願昭５８−５２１６号（特開昭
５９−１３１１６４号）や特開昭５８−２４５２３３号
（特開昭６０−１３９４０７号）のような提案をなし、
特にコンクリートないしモルタルに用いられる細骨材表
面における吸着液の定量化に関する試験測定法ないしそ
のような試験測定結果を利用した混練物の調整に関する
１連の手法を提案した。即ちこれらの先願技術は前記の
ような粒子ないし粉体表面に附着介在する水などの液体
に関し、毛細管現象的に粉粒間に保留停滞されたものと
粉粒表面に吸着されたものに区分して考案し、特にその
後者について定量的に試験測定しようとするもので、し
かも複数個の試料に対し同一遠心力条件による能率的な
測定が可能であり、それだけに上記したようなコンクリ
ートやモルタルなどの調整に関し従来の漫然として同じ
液体と理解把握されているものを区分して理解し、しか
もその測定結果を夫々の条件下に即応して定量的に得し
めるものであることからその混練、調整上画期的な改善
結果を得しめている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】前記したような従来一
般的な技術は、ＪＩＳ規定の如きにより細骨材に関し、
例えば表面乾燥飽水状態による吸水率と粗粒率、実績率
等の測定データを用い上記したような混練物等の液分を
把握調整しようとするものであって、具体的な混練物の
調整に当ってはその物性を的確に把握し制御することが
できない。即ちこのような混練物に関しては分離ブリー
ジング性ないしワーカビリティ、圧送性、締固め性等の
物性が必要であることは周知の通りであるが、これらの
物性は同じ砂であってもセメントが異ることによってそ
の特性が異り、又反対にセメントが同じであっても砂が
異ることにより得られた混練物の特性はやはり変動す
る。更に斯うした混練物を密実に充填成形するためには
振動その他の圧密処理を加えることが一般的であるが、
そうした振動その他の圧密処理に際して混練物の示す挙
動ないし変動は同じＪＩＳ規定による測定値のものであ
っても大幅に異っていることが殆んどである。又厚層に
コンクリート打ちをなし或いは型枠を縦形としてコンク
リートを打設充填した場合において打設充填された生コ
ンクリートまたはモルタルの示す様相は種々に変動した
ものとなる。 【０００６】ところで本発明者等は斯かる混練のための
配合水を分割し、その特定範囲における一部を均等に細
骨材へ附着させてからセメントを添加して１次混練し、
次いで残部の水を加えて２次混練することにより、フリ
ージングや分離が少く、しかもワーカビリティにおいて
優れた混練物を得しめ、又それによって得られる成形体
の強度その他を同じ配合条件において相当に高めること
のできる有利な技術を開発し業界の好評を得ているが、
そうした新技術を採用しても細骨材が異ることによって
具体的に得られる混練物における前記したような諸効果
の程度は種々に異ったものとなる。 【０００７】このような問題点を解決すべく本発明者等
によって提案された前記先願技術では粒子表面における
吸着液と、そうでないものとを区分するだけでなく、そ
の吸着液に関して定量的な解明を図るものであって、頗
る有効な手法と言えるが、この技術に関して具体的な測
定をなし、その結果を用いてコンクリートやモルタルの
調整をなした多数の結果について仔細を検討したとこ
ろ、夫々のモルタルやコンクリートなどの調整におい
て、なおそれなりの的確性を有し得ない傾向が認められ
た。即ちこれらの実験結果によると、細骨材のような骨
材類と粉体間の相互干渉性（セメントと骨材間のなじ
み）および骨材（細骨材を含む）の制御を確保すること
が容易でない。つまりこれら資材の表面粗度、材質、形
状、表面吸着力等、従来のＪＩＳ規定などで解明できな
い骨材の性質がコンクリートやモルタルの分離ブリージ
ング性、ワーカビリティ、圧送性、締固め性などに大き
く関与しているものと推定されるが、このような関係を
的確に解明し、合理的な混練物を得ることができない。 【０００８】従って具体的には試し練りを繰返し、でき
るだけ有利な配合混練条件を決定することとなるが、斯
うした試し練りは１つの結果を得るために相当の工数と
時間を必要とし、例えば得られる製品の強度まで求めよ
うとすると一般的に４週間をも必要とする。況して繰返
して調整し試験するとすれば著しい長時間が消費され、
具体的施工に即応できない。この故にこの試し練りは基
本的には夫々の作業者等による経験ないし勘により、又
比較的短時間内に測定結果の求められるもののみを試験
して全般を推定するようなこととならざるを得ず、合理
性を欠くと共に的確な合致を得ることができず、相当の
誤差範囲を見込むことが必要である。 【０００９】 【課題を解決するための手段】砂や粒状スラグ、人工細
骨材、ガラス球その他の粒体に対し水その他の液体とセ
メントなどの粉体を加えたモルタルまたはコンクリート
のような混合物を得るに当り、前記粒体を水中で圧密充
填操作した最密状態充填物を準備し、該最密状態におけ
る前記粒体の水中単位容積重量を求めることをによりモ
ルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物
性を測定する。 【００１０】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球そ
の他の粒体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体
を加えたモルタルまたはコンクリートのような混合物を
得るに当り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状
態充填物を準備し、該最密状態における前記粒体の水中
単位容積重量を求め、これを利用してモルタルまたはコ
ンクリートを得るための前記粒体間の間隔率を求めるこ
とによりモルタルまたはコンクリートを得るための粒体
に関する物性を測定する。 【００１１】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球そ
の他の粒体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体
を加えたモルタルまたはコンクリートのような混合物を
得るに当り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状
態充填物を準備すると共に絶乾で同様に圧密充填操作し
た最密状態充填物を準備し、これらの各最密状態におけ
る前記粒体の水中単位容積重量と絶乾単位容積重量とを
求め、これら両単位容積重量の差をモルタルまたはコン
クリートを得るために利用する微砂量として求めること
によりモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に
関する物性を測定する。 【００１２】 【作用】砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他
の粒体に対し水その他の液体を加えた混合物を圧密充填
操作した最密状態充填物において上記粒体の水中単位容
積重量ρSWが求められ、このような最密状態充填物の粒
体に関する単位容積重量はモルタルやコンクリートなど
の混合物に関してその打設状態の物性を示す重要な因子
となる。 【００１３】又上記ρSWから前記最密状態充填物におい
て骨格的機能を果たす砂のような粒体についての水中条
件下の粒体間間隔ΨS W は、 ΨS W ＝ （１−Ｓ／ρSW）× １００ によって得られ、このような測定値によって現実のモル
タル、コンクリートなどにおいて的確に合致し精度の高
い特性値を提供し、前記混合物の予測、設計ないし製造
に関する具体的調整を合理化する。 【００１４】更に前記水中単位容積重量ρSWと共に絶乾
での同様に圧密充填操作した最密状態充填物における粒
体の絶乾単位容積重量ρSDとの差を微粒量（微砂量）と
して求めることができ、このような微粒量によっても該
粒体（細骨材）を用いて得られるモルタルまたはコンク
リートの特性を予測し、設計ないし製造に関する指標と
して利用される。 【００１５】 【実施例】上記したような本発明について更に説明する
と、本発明者等は上記したような粒体、粉体および液体
から成る混練物について、その配合混練条件により得ら
れる混練物ないし該混練物によって成形された製品の特
性などを的確に予測し、合理的に混練物を調整すること
について多年に亘る実地的検討と推考を重ねた結果、こ
のような混練物の挙動を的確に把握する指標として該混
合物における骨格的機能を果たす砂のような粒体に関し
その最密状態充填を形成したものにおける水中での単位
容積当り重量あるいはこの最密状態充填物における粒体
間の間隔率が、前記混練物ないしその製品の特性に対し
決定的地位を有することを発見し、このような関係を利
用して配合混練条件を決定することにより得られる混練
物の特性を的確に解明し、予測することに成功した。 【００１６】本発明において目的混合物に用いられる粉
体としてはポルトランドセメント類、アルミナセメン
ト、マグネシアセメント、石こう類、消石灰などの石灰
類、高炉スラグ、膨脹セメントなどの特殊セメント、フ
ライアッシュ、シリカヒューム、石粉、粘土ないし泥分
その他の無機または有機質の充填ないし増量目的で用い
られる粉状体がある。又粒体としては川砂や海砂、山
砂、砕砂、粒状スラグ、人工細骨材などの細骨材や金属
繊維、無機繊維などの繊維材、更に塊状体として砂利、
砕石などの粗骨材があり、又これら粒体ないし塊状体と
しては遮音や断熱あるいは耐火性、原子力遮断性、軽量
性、重量性などを附与するために用いられる各種骨材類
などがある。更に液体としては水が代表的であるが、こ
れに減水剤、急結剤、プラスチック類などの各種助剤な
いし添加剤を混合したものが広く用いられる。 【００１７】然して本発明者は上記したような細骨材な
どの粒体に関して、充分且つ大量に水分を附着含有させ
たものに遠心力などの脱水力を作用させることによりそ
の含水量が脱水力増大に伴い次第に低下することとなる
が、ある一定限度に達するとそれ以上に脱水力が増大し
ても殆んど含水量を低下することのない限界相対吸着水
率の存することを確認しており、同様に粉体に関しても
粉体相互が実質的に接触し且つ粉体粒子間に水が充満し
ていてしかも空気が実質的に存しないキャピラリー域に
達した状態において該粉体の限界的吸着水率の存するこ
とが確められている。更に前記粒体についての限界相対
吸着水率測定に関して粉体を併用することにより粒体間
における接点液の如きによる影響を回避し的確に測定結
果の得られる手法などを確立している。 【００１８】本発明においてはこれらの本発明者等によ
る新規開発技術に加えて前述したような最密状態充填物
についての解明を重ね、前記した粒体の水中単位容積重
量や粒体間の間隔率（反面解釈すれば充填率ということ
もできる）を求めるものである。即ち本発明者等は上記
したような細骨材等の骨材に関してその吸着液量を求め
るに当って粉体を併用することにより骨材間における接
点液の如きによる影響を該粉体の保液量として排除して
的確な測定結果を得しめ、又このような骨材の如き粒状
ないし繊維状体と粉体および液体から成る混合系に対し
遠心力を作用させて脱液処理するならば、作用する遠心
力の変化によって吸着液量が変化し、つまり遠心力の増
大に従って骨材に対する吸着液量が次第に低減すること
となるが、斯うした脱液処理の遠心力がある一定値を超
えると、それ以上に遠心力を増加させても吸着液量に殆
んど変動するつことがなくなり、前記したような吸着液
量の低減傾向の変曲するポイントの存することを確認
し、このような吸着液低減傾向の変更点を限界吸着水率
として理解している。 【００１９】然してこのような限界吸着水率は用いられ
た骨材、粉体あるいは液体の何れか１つまたは２つ以上
が変化することによってそれなりに変化し、従って具体
的に得られる吸着水率は相対限界吸着水率となるが、斯
うした限界基準吸着水率なるものは多数の実験結果から
どのような混合系においても存在し、又同じ混合組成の
ものにおいては常に一定である。例えば富士川産川砂
（Ｑ：2.４９，Ｆ．Ｍ．：2.６５，比重表乾ρH ：2.５
８，ρD ：2.５２，ρV ：1.７３９，ε：３１％，Ｓ
ｍ：６5.３cm2 ／ｇ）と普通ポルトランドセメントおよ
び代表的液体である水を用い、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）
を０、１、２、３と変化させた各試料について本発明者
等が曩に提案した特願昭５８−２４５２３３号（特開昭
60−１３９４０７号）の方法により遠心力３０Ｇ（Ｇは
重量）より１０００Ｇに亘る多様な脱水処理を行った結
果は、Ｓ／Ｃが０であるセメントペーストの含水率ＷP
／Ｃは前記したように作用する遠心力の如何によってそ
れなりに異る。 【００２０】又これに砂が混合され、Ｓ／Ｃの値が高く
なるに従って含水率が高くなるが、上記セメントペース
トの場合を基点としてＳ／Ｃの上昇に伴い含水率の上昇
する度合は、一定遠心力（例えば１５０Ｇ〜２００Ｇ）
以上となってもその遠心力増大にも拘わらず殆んど変化
がない。即ち１００Ｇ以下のような重力の比較的低い領
域においては３０Ｇ、６０Ｇ、８０Ｇ、１００Ｇの如く
相当に少い遠心力差条件を以て処理測定するのに対し
て、２００Ｇ以上においては１００Ｇ以上のような大き
い遠心力差条件で処理測定したものであっても、１５０
Ｇから２００Ｇとなることによって何れのＳ／Ｃの場合
においても比較的大きい含水率の低下があり、それより
重力条件が大となることによってもこの含水率低下の程
度が大幅に低減する様相が示され、しかもそのＳ／Ｃの
増加に伴う図表上の上昇傾斜角θ1は略一定であって、
殆んど変化がない。例えば、４８３Ｇと１０００Ｇとで
は５００Ｇ以上の遠心力増大があるに拘わらずその上昇
傾斜角θ1 は一定状態であり、２００Ｇの場合において
も上記１０００Ｇの場合と実質的に平行状態である。 【００２１】前記したような結果について、その遠心力
作用後の全含水量をＷZ とし、Ｃをセメント量、Ｓを砂
量とすると共に遠心力作用後の粉体の含水量をＷP 、ま
た遠心力作用後の砂の含水量をＷS となし、更に遠心力
処理後の前記傾斜角θ1 の正接（tan θ1 ）をβとする
と、上記ＷZ ／Ｃは次の数１のようになる。 【００２２】 【数１】ＷZ ／Ｃ＝ＷP ／Ｃ＋βＳ／Ｃ 【００２３】又、βは次の数２のように表わされる。 【００２４】 【数２】 β＝tan θ1 ＝（ＷS ／Ｃ）／（Ｓ／Ｃ）＝ＷS ／Ｓ 【００２５】従って前記した砂の含水量ＷS は次の数３
の如くなる。 【００２６】 【数３】ＷS ＝ＷZ −ＷP 【００２７】仍ってβは砂の含水量を砂量で除した含水
率となり、これを骨材の限界相対吸着水率とする。然し
て具体的にＷZ ／Ｃを数１によって求めると共にその精
度（ｒ2 ）を検討すると、次の表１の如くであった。 【００２８】 【表１】【００２９】即ち精度ｒ2 は少くとも0.９８以上である
ことが確認され、頗る高精度のものであることが確認さ
れた。 【００３０】又このような結果について、その遠心力Ｇ
と前記β、即ちＷS ／Ｓの関係は前記した２００Ｇまで
は相対吸着水率βが次第に低下するが、２００Ｇを超え
ることにより殆んど相対吸着水率βが低下しないで略水
平状の直線的な脱水結果が得られる様相は明かである。
即ち上記した２００Ｇまでの相対吸着水率β低下が２０
０Ｇ以上の遠心力作用時における略水平状直線とのなす
角度θ2 が求められ、このθ2 は夫々の骨材によってそ
れなりに異ることになるが、θ2 の角度如何は夫々の骨
材における脱水エネルギーの大きさによる脱水特性を代
表する１Ｇ当りの界面脱水率ということができる。前記
のように遠心力が増大しても相対吸着水率に殆んど変化
のない値は当該骨材に関する限界吸着水率（β0 ）と言
うことができる。又最大相対吸着水率β0 max はθ2 の
傾斜直線と重力０点との交点であり、骨材の全相対吸着
水率βGOは限界吸着水率β0 にβ0 max を加えたものと
なり、遠心力処理によって、該吸着水率β0 max が脱水
される関係をなすものであり、又、前記のように遠心力
増大により吸着水率の実質的に変化しない遠心力値をＧ
max として求めることができる。 【００３１】一方粉体のペーストに関してキャピラリー
域における含水率が混練操作時におけるトルクの最高値
近辺となることについては同じく本発明者等により特開
昭５８−５６８１５号公報の第４図などに発表されてい
る（該公報ではファニキュラーないしキャピラリーとさ
れているが、その後の検討によりキャピラリー域たるこ
とが確認されている）。即ち絶乾状態の粉体に対し次第
に加水しながら混練した場合において、その加水量が次
第に増加するに従って混練トルクは増大するが、斯うし
て水量増加に伴い次第に増加したトルクがトルク最高点
に達した後に更に水量が増加するならば今度は次第にト
ルクが減少することとなる。これはペースト中における
水が粉体粒子間の空隙を完全状態に満たしてスラリー状
態となり、しかもその粉体粒子間水量が次第に増加する
ことによって流動性が大となることによるものである。
つまり粉体粒子間の空隙が完全に水で満たされる（スラ
リーとなる）直前のキャピラリー域においては混練トル
クが最大状態となるわけで、このような混練トルク最大
状態で調整された混練物を用いるときはブリージング水
の発生を有効に縮減し、斯うした混練物による製品は強
度その他の特性において卓越したものとなることが前記
公開公報に示されている。 【００３２】ところで本発明者は上述したような粉体、
粒体および液体からなる混練物について前記のようにそ
れ以上に作用力を増大しても吸着水率βの実質的に低下
しない状態を遠心力で実施した場合を検討した結果、こ
の場合においてはその遠心力が例えば１５０〜２００Ｇ
（粒体の性状によって夫々の場合に若干の差がある）の
ように高いことから充填組織内に気孔が発生し、単に脱
水する場合は兎も角としても実際の充填打設組織と異な
ることになることに鑑み、上記のような気孔を発生しな
い遠心力以外の方法により前記遠心力１５０〜２００Ｇ
を作用せしめたものと同じ状態を形成することについて
検討した結果、突き固め方式や振動方式などによっても
同等の状態を形成し得ることを確認した。 【００３３】即ちこのような方法として本発明者は多く
の細骨材とセメント粉体との組合わせについて仔細に検
討した結果、その突き固め方式によるものは、直径が１
1.４cmで高さが9.８cmの容量１０００ccを有する円筒形
容器（容量マス）に試料約５００ccを装入してから重量
５００ｇのテーブルフロー用突き棒で容器内全般に亘っ
て平均に２５回以上の突き固め操作を行い、次いで支持
台面から２〜３cm上げて落下させるスタンピング操作を
３回以上行って突き固め充填状態を平均化し、その後更
に約５００ccの試料を装入して同じ突き固め操作とスタ
ンピングを行う方法が好ましいもの（但し一連の試験測
定に当っては全試料に関して同一試験条件を採用する）
であって、この方法で同じＳ／Ｃによる試料に対しＷ／
Ｃを次第に変化させた各種のものについて検討するなら
ば、得られた突き固め充填物においてそのＷ／Ｃが特定
の値を採った場合に最高の容重値が得られる。例えば細
骨材たる砂の粒径組成と合致し、しかも形状的に揃った
基準材として0.０７５〜５mmの径を有するガラス球を用
い、これにボルトランドセメントを、Ｓ／Ｃ＝１として
配合した試料についてＷ／Ｃを順次且つ種々に変化させ
て上記突き固めによる充填を行った場合には次の第２表
のような結果が得られ、Ｗ／Ｃを２８％としたものが単
位容積重量（以下容重という）ρにおいて２２３５ｇで
あって最高状態の充填状態を得しめ、これよりＷ／Ｃが
低くても高くても容重ρが小となる。 【００３４】 【表２】 【００３５】同様に同じガラス球とポルトランドセメン
トを用い、Ｓ／Ｃを３とした場合にはＷ／Ｃが３３％程
度のときに容重ρが２２２７ｇであって、このＷ／Ｃ値
より１％高くなり或いは低くなった場合には夫々に容重
ρの低くなる様相は第２表の場合と同じであり、更にＳ
／Ｃを６とした場合にはＷ／Ｃが４８％程度のときに容
重ρが最高値を示し、これよりＷ／Ｃ値が変動すること
により高くなっても低くなっても容重ρは低下する。 【００３６】斯うした様相は上記基準材としてのガラス
球が細骨材として一般的に用いられている天然砂（川砂
や海砂、山砂）、人工砂（砕砂やスラグ粒）の場合にお
いても全く同様であって、このようなＷ／Ｃ値との関係
でピーク点の存在する様相は粉体（セメント）について
混練トルクのピーク点の存在する様相と共通するものが
あり、しかも上記のように容重ρがピーク点を示すＷ／
Ｃが前記した１５０Ｇ〜２００Ｇの遠心力処理したとき
のそれと実質的に同じである。 【００３７】即ち本発明においてはこのような手法など
による充填状態を最密充填状態となし、この状態が水中
で行われることにより実際のこの種混練物の充填打設状
態によく合致していることから好ましい代表的試験方法
として利用することとし、突き棒による突き固めは上下
各層について２５回、スタンピングは各層毎に３回の夫
々一定のものとして実施した。 【００３８】ところで斯うした最密充填状態による試験
測定を多くの試料について実施した結果、この種混練物
における水量に関してそのセメント量，砂量に対し、前
記したα値およびβ値を似てしても解明することのでき
ない要因の存することを発見した。即ち斯うした要因
は、セメントおよび砂を種々に変化させたどのような試
料においても求められるものであるが、後述する測定例
におけると同じガラス球、相模川砕砂および富士川砂を
粒体として用い、これに普通ポルトランドセメントを粉
体として採用し、Ｓ／Ｃを種々に変化させた多様な混練
物を準備して前記最密充填状態を夫々形成したものにお
ける水量Ｗ／Ｃを、そのセメント量に対して前述したよ
うなα、βにより計算して求めた結果と、実際の混練物
についての実測値とを対比し要約的に示すと第１図の如
くである。つまりソリッドの測定点で示された計算値に
対して、ブランクの測定点を以て示された実測値は相当
にずれており、α、β以外の第３の要因が、斯うしたそ
れ以上に操作力を与えても実質的に含水量に変動を来さ
ない最密充填状態において存在するものと言える。 【００３９】詳言すると、成程Ｓ／Ｃが１程度の相対的
に砂の少ない状態においては砂粒子間において粉体（セ
メント）が多量に存在するから、そのような多量に存在
するセメントが斯うした第３の要因であるかのように考
えられるとしても、このＳ／Ｃが２ないし３以上となっ
て粉体（セメント）が相対的に少ない状態となってもこ
のような計算値と実測値との間の偏差は全く減少しない
で、規則的に増加する傾向を示すことは図示の通りであ
る。即ちこのような粉体、粒体および液体よりなる混練
物における液体においては前記α、βのみならず、更に
第３の要因が作用することは明確である。 【００４０】そこで本発明者等はこのような第３の要因
を解明することについて検討を重ねた結果、この第３の
要因は結局において充填された混練物の構造ないし組織
に原因して内部に保持される水分と言うべきであるが、
このような混練物の充填組織に関し斯かる構造ないし組
織を考察する場合において、その骨格的機能ないし構造
をなすものは砂であることが明らかであって、そのよう
な骨格的機能ないし構造を形成している砂のような粒体
間の間隙度合（緩み率ないし充填状態）が支配的機能を
なすものと考えられる。然るにこのような混練物用原料
として入手される砂のような粒体においては前記のよう
な骨格的機能ないし構造をなさない程度の微粒分（微砂
分）を附着混入することが不可避であって、斯うした微
粒分（微砂分）を差引いたものを用いなければ適切な解
明をなし得ない。然して斯うした微粒分（微砂分）を何
を以て、どのように求めることが妥当であるかについて
は従来において細小フルイ目による分別を行うようなこ
とで考慮されているとしても的確性を有するものでな
い。本発明者は砂の実績率測定を従来の絶乾固め方法の
締固め状態における空隙率を満たす程度の水中で実施し
た場合にその実績率が大きくなる事実を発見したが、こ
れは前記微粒分（微砂分）によるものであり、この微粒
量に関する微粒率（微粉率）ＭS は具体的に次の数４に
よって求めることとした。 【００４１】 【数４】ＭS ＝ （ρSW−ρSD）／ρS × １００ 【００４２】但し、ρSWは水中での嵩比重であり、ρSD
は絶乾状態の嵩比重である。 【００４３】更に上記のようにして微粒率（微粉率）を
求めた場合において、前述したような第３の要因として
重要な骨格的機能を果たす砂のような粒体間の間隔率Ψ
S は、現実には水中条件下であって、この水中条件下に
おける間隔率ΨS W は次の数５で得られるものである。 【００４４】 【数５】ΨS W ＝ （１−Ｓ／ρSW）×１００ 【００４５】従って絶乾状態を基準とする場合には補正
されたものとなるべきで、この絶乾状態の粒体間間隔率
ΨS D は次の数６のようになる。なお上記数５で得られ
る水中条件下の試料は定重量となるまで乾燥することで
絶乾状態となることは明らかである。 【００４６】 【数６】 ΨS D ＝ （１−Ｓ／ρSW）×１００ （％） 【００４７】又絶乾単位容積重量ρSDの測定は、上記の
容器（マス）に絶乾砂を３層に分けて入れ、その各１層
毎に左右両側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩
き、充填終了後その上面を角部を３角状とした定木で平
面状に均らし、その重量を測定する。 【００４８】更に上記水中単位容積重量ρSWの測定は、
上記とは別に５００mlのメスシリンダーに水を用意し、
以下のようにしても測定される。即ち前記容器（容重マ
ス：１０００cc）に１００mlの水を入れ、次に容器深さ
の３分の１に相当した絶乾砂を入れ、棒でよく攪拌した
後左右両側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩き、
更に３分の２までの深さに相当した砂を入れて同様に攪
拌し木槌で合計２０回軽く叩き、この時水が砂の上面に
数mm出るように必要に応じて注水する。同様容器上面か
ら２〜３mm下となるように砂と水を交互に入れ、２０回
叩き、次に容器上面で砂面と水面とが同一になるように
砂だけを入れ、又必要に応じては注水するか、ピペット
で水を吸い取るかし、吸い取った水はメスシリンダーに
戻すような操作をなし、容器上面で砂面と水面とが同一
で且つ平滑になるように金べらなどで均らし、その全重
量（Ｗ）を測定して数７により水中単位容積重量ρSWを
求める。 【００４９】 【数７】ρSW ＝〔Ｗ−｛ａ＋(500−ｂ）／ρW ｝〕／
１０００ × １／Ｖ 但し、ａ：容器の風袋 ｂ：メスシリンダーに残った水量 Ｖ：容器の容積でこの場合は１０００cc 【００５０】上記したような各方法で、径0.０７５〜５
mmのガラス球、富士川砂および相模川砕砂を用い砂（ガ
ラス球）／セメントの重量比（Ｓ／Ｃ）を０〜６とした
各試料について測定すると共に粒体間の間隔率（または
充填率）や微粒量ないし微粒率などを求めた結果は次の
表３から表５に示す如くである。 【００５１】なおこれら表３〜表５において、ＷP はセ
メントのキャピラリー域含水量，ＳW は砂の限界相対吸
着水量であって、ＷP ／Ｃ×１００が前記αであり、又
ＳW／Ｓ×１００が前記βである。更にＷW は前記セメ
ント（Ｃ）、砂（Ｓ）とそれらのαおよびβ以外構造内
水量であって、その如何が具体的に流動ないし成形化す
るか否かは兎も角として、少なくとも流動ないし成形に
潜在的に寄与するものであるからワーカブル水量と言う
べきである。更にρSDは正確にはρSVD とも言うべきも
のであって、砂の絶乾嵩比重であり、これに対するρSW
はρSVW とも言うべきものであって、ρSDの絶乾条件の
ものとは反対に砂の水中条件下における嵩比重である。 【００５２】 【表３】【００５３】 【表４】【００５４】 【表５】【００５５】然して上記のようにして本発明による新し
い測定ρSWおよびρSWとΨ SW を用いて得られた上述第
３〜５表のような測定結果によるときはこの新しいΨ S
W とワーカブル水量ＷW との関係を解析せしめ、粒体が
前記のようにガラス球、川砂および砕砂という材質的、
性状的に明かに異るものであるに拘わらず、このＷWと
前記Ψ SW との間には整然として殆んど変化のない所定
の関係が得られるものであることが確認された。つまり
このような結果によるときは、対数回帰式または指数回
帰式による全回帰曲線または個別回帰曲線の如きを求め
ることが可能であり、斯うした結果を用いることにより
このような混練物においてΨ SW が求められるならばワ
ーカブル水量ＷW を略適切に求めることが可能であり、
従って又そのブリージング水量ないし流動性、更には成
形体における強度その他の特性の如きをも有効に判定す
ることが可能である。 【００５６】 【発明の効果】以上説明したような本発明によるとき
は、セメントなどの粉体、砂などの粒体および水などの
液体による混合物に関し従来法における如き試し練りの
繰返しや統計的手法から脱却し、該混練物において骨格
的組織ないし機能を有する砂などの粒体についての最密
状態充填物における水中単位容積重量を求め、あるいは
これにその粒体間の間隔率を求めしめ、これらの新しい
測定値によって流動必要水、ブリージング水などを定量
的に仔細に解明し、実際の混合物、特にコンクリートや
モルタルの如き混練物の実態に即応した合理的な解明を
なし、ばらつきの少ない安定した品質を有する製品を予
測、企画し且つ適切に得しめるなどの効果を有してお
り、工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 最密充填状態混合物におけるＷ／ＣとＳ／Ｃ
の変化状態を計算値と実測値について併せて示した図
表。
の変化状態を計算値と実測値について併せて示した図
表。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位容積
重量を求めることを特徴とするモルタルまたはコンクリ
ートを得るための粒体に関する物性測定法。 ２．砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位容積
重量を求め、これを利用してモルタルまたはコンクリー
トを得るための前記粒体間の間隔率を求めることを特徴
とするモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に
関する物性測定法。 ３．砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
を準備すると共に絶乾で同様に圧密充填操作した最密状
態充填物を準備し、これらの各最密状態における前記粒
体の水中単位容積重量と絶乾単位容積重量とを求め、こ
れら両単位容積重量の差をモルタルまたはコンクリート
を得るために利用する微砂量として求めることを特徴と
するモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関
する物性測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097711A JP2731798B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097711A JP2731798B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11703787A Division JPH0833385B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 液体、粉体および粒体による混合物の基本流動水量測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921796A JPH0921796A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2731798B2 true JP2731798B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14199494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7097711A Expired - Fee Related JP2731798B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731798B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101539566B (zh) * | 2006-03-14 | 2013-11-27 | 江苏博特新材料有限公司 | 混凝土早期毛细管负压的测试方法 |
| CN107500658B (zh) * | 2017-09-23 | 2021-04-06 | 四川省三台县波特兰商品砼有限公司 | 一种密实砼的配比方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0833385B2 (ja) * | 1987-05-15 | 1996-03-29 | 靖郎 伊東 | 液体、粉体および粒体による混合物の基本流動水量測定法 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7097711A patent/JP2731798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0921796A (ja) | 1997-01-21 |
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