JP3142787B2 - コンクリートの材料分離測定方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、まだ固まっていな
いコンクリートの材料（粗骨材とモルタル）分離を測定
する方法と、その測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、コンクリートは、セメン
ト、細骨材、混和剤、水からなるモルタルと、粗骨材と
から構成されている。そして、これらの混合割合により
コンクリートの性質が相違することも周知の事実であ
り、コンクリートの打設には使用目的や打設の方法に応
じた性質を有するフレッシュコンクリートを使用しなく
てはならない。そこで、打設前に、用いるフレッシュコ
ンクリートが、適したものか否かを試験する必要があ
る。

【０００３】一般に、このフレッシュコンクリートの試
験として、ＪＩＳ Ａ １１０１に規定されるスランプ
試験およびＪＩＳ Ａ １１２８に規定される空気量試
験が行われている。

【０００４】上記スランプ試験は、規定の大きさのスラ
ンプコーンに試料を充填した後、コーンを引き上げ、自
重により変形、沈下した試料頂部の下がり（スランプ
値）を測定することにより、その流動性を試験するもの
である。また上記空気量試験は、通常、上面が開放され
た円筒形容器、および空気室、圧力計などが付属した蓋
部分により構成されるエアメーターを用い、容器内にコ
ンクリート試料を充填した後、蓋により気密に密閉し、
所定の手順でコンクリート中の空気量を測定するもので
ある。

【０００５】なお、打設されるコンクリートが具備すべ
き性質としては、上記スランプ試験により測定される流
動性の他に、コンクリートの粗骨材とモルタルの分離に
対する抵抗性が重要であり、従来のコンクリートの場合
では、スランプ試験におけるコンクリート試料の崩れ方
などを目視で観察することにより判定することが一般的
である。

【０００６】近年、高性能の減水剤を用いて、従来のコ
ンクリートに比べて著しく流動性を高めた、所謂高流動
コンクリートなどの技術が開発、実用化されている。一
般にコンクリートの流動性を高めるほど材料分離に対す
る抵抗性は低下する傾向にあり、これら高流動性を有す
るコンクリートの製造、施工においては、流動性ととも
に、コンクリートの材料分離抵抗性について、これを的
確に試験、評価することが、従来のコンクリート以上
に、極めて重要な課題となってくる。

【０００７】高流動性を有するコンクリートの施工にお
いて、一般に、材料分離はコンクリートが型枠内を流動
する際のモルタル分と粗骨材の分離、またはコンクリー
ト打設終了後の粗骨材の分離、沈降という形で現れる。

【０００８】こうした分離現象に対する抵抗性を測定す
る手法は現在のところ未確立であり、現状では、上記ス
ランプ試験において、コンクリート試料の流動による円
形状の広がり（スランプフロー）を測定して流動性の指
標とすると同時に、粗骨材がモルタル分と一緒に、均一
に広がっているか否かなどを目視観察することによって
定性的に判定していることが多い。なお高流動コンクリ
ートの分離抵抗性を定量的に評価する方法の提案として
は、わずかに特開平７−１２０４５８号としての出願
が、見られるのみである。

【０００９】上記特開平７−１２０４５８号に示された
ものは、フレッシュコンクリートの投入と排出が可能な
開口が形成された車輪形状の型枠を、その中心軸を中心
に任意の回転数と回転速度で回転させるようにした装置
を用いて、型枠内に投入されたフレッシュコンクリート
を所定の条件で流動させた後、型枠内の所定位置、二箇
所からコンクリートを採取し、このコンクリートに含ま
れるそれぞれの骨材の量をモルタル分を取り除いた上で
比較計量することにより、骨材とモルタルの分離状況を
把握するというものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】高流動性を有するコン
クリートにおける材料分離抵抗性を評価する方法とし
て、上述のスランプフロー測定時に粗骨材の広がり、均
一性などを目視観察する方法では、当然のことながら定
量的な評価、判定は不可能であり、観察されたコンクリ
ートの状態をもとに、打設時のコンクリートの分離抵抗
性を推測することは極めて困難である。

【００１１】また特開平７−１２０４５８号に示された
発明では、コンクリートの材料分離についての試験が可
能であるが、型枠を回転させるための駆動装置を備えた
専用の大掛かりな試験装置を必要とするという問題点が
あった。

【００１２】またその方法も試験装置にかけた後の型枠
内の二箇所からコンクリートを採取し、これをふるいを
用いて水洗いをすることにより、モルタル分を取り除い
た上で、残った骨材を所定の（表乾）状態にして重量を
測定する必要があり、煩雑で作業能率も悪いという問題
点があった。

【００１３】さらにこの方法では、コンクリートの分離
状況を測定するために、上記スランプ試験、空気量試験
などに用いた試料とは別に、新たなフレッシュコンクリ
ート試料を必要とし、試験のために資源を無駄に消費し
てしまうという問題点も有していた。

【００１４】またこの特開平７−１２０４５８号に示さ
れた方法を含め、従来の方法では、型枠内に打設された
コンクリート中の粗骨材が、経時的にどのように分離、
沈降し、最終的にどのような粗骨材の分布状態でコンク
リートが硬化するかを定量的に予測、判定することは不
可能であり、必要に応じて、ある程度の寸法を有するモ
デル部材にコンクリートを打設し、コア供試体等を採取
して粗骨材の分布状態を確認するなどの試験をする必要
があった。

【００１５】本発明は、上記従来発明の装置や方法が有
していた問題点の改善を課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のうち請求項１記載の発明は、上面が開放
された容器に収容されたコンクリート試料上に、所定の
重量並びに形状を有する貫入羽根を自重降下可能に載置
し、この貫入羽根の時間経過に伴う沈降寸法を測定する
ことにより、コンクリート中の粗骨材とモルタルの分離
状況を把握するようにしたことを特徴とするコンクリー
トの材料分離測定方法である。

【００１７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、平面視Ｈ形に形成された貫入羽根を用
いて、沈降寸法の測定をコンクリート試料の表面に対し
て貫入羽根を９０°平面回転させた二箇所の位置で二工
程に分けて行うことを特徴とする。

【００１８】請求項３記載の発明は、上記請求項１また
は請求項２記載の方法に用いる容器とコンクリート試料
として、空気量試験に用いられたものを利用することを
特徴とする。

【００１９】請求項４記載の発明は、上記方法に用いら
れる装置を、コンクリートが収容された容器と係合し、
この容器上に取り付けられる枠体と、この枠体で垂直方
向に移動可能に保持され、下端に貫入羽根が取り付けら
れたスライド杆とで構成し、上記スライド杆は、錘を載
荷可能に上端を枠体上に突出して設け、上記枠体には、
スライド杆の移動寸法を目視可能な目盛り、あるいは目
印を設けたことを特徴とする。

【００２０】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の装置において、枠体が空気量試験容器と係合可能なも
のであり、貫入羽根が空気量試験容器内に没入可能な寸
法であることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態に基づ
き本発明を詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明に係るコンクリートの材料
分離測定装置を容器上にセットした状態を示す正面図、
図２はその平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であ
る。図示したようにこの材料分離測定装置は、容器２０
の上面に固定される枠体１と、この枠体１に上下移動可
能に保持されたスライド杆２とからなる。

【００２３】上記枠体１は、上面が開放された容器２０
の上部端縁に接するリング状の水平部１ａと、この水平
部１ａを跨いでその中心の上方に立設される垂直部１ｂ
とからなり、垂直部１ｂには、通孔を有するナイロン製
のスライド軸受け４，５を上下に取り付けている。

【００２４】スライド杆２は、上記スライド軸受け４，
５を上下に貫通し、下端に二枚の金属板３ａ，３ａを十
字形に組み合わせてなる貫入羽根３（図４参照）を取り
付けている。また枠体１から突出したスライド杆２の上
端側には、錘受け６をねじで固定し、この錘受け６上の
スライド杆２に挿入されたリング状の錘７を下方移動不
可に保持するようにしている。

【００２５】なお、図３において符号１０は、枠体１の
垂直部１ｂの一側に螺進可能に取り付けられ、先端がス
ライド杆２に圧接することにより、このスライド杆２の
摺動を規制するストッパーノブ、８はスライド杆２と平
行に、枠体１の垂直部１ｂに取り付けられた直尺、２ａ
はスライド杆２に設けられた測定開始時の起点を示す目
印、９は枠体１を容器２０に連結固定するための止めね
じを示す。

【００２６】本発明のコンクリートの材料分離測定装置
は、上記の構成を有している。

【００２７】なお、上記材料分離測定装置が取り付けら
れる容器２０は、フレッシュコンクリートを収容可能に
上面が開放されたものであれば、特にその形状を限定す
るものではないが、空気量試験などに用いられる有底円
筒形のものが望ましく、ここでは、空気量試験用の容器
（内径が１９０ｍｍ、内部深さが１８０ｍｍの規格を有
する）を用いた。よって、貫入羽根３もこれに対応する
ようにその大きさを決定している。

【００２８】次に上記装置を用いた本発明のコンクリー
トの材料分離測定方法について述べる。

【００２９】まず空気量試験を行った後の容器２０上
に、内部にこの試験に用いたコンクリートの試料２１を
収納したまま、図５に示すように枠体１を載置し、止め
ねじ９でこの枠体１を容器２０に固定する。この時、ス
ライド杆２は貫入羽根３の下端がコンクリートの表面に
接する位置となるように、予めストッパーノブ１０でス
ライド不可に固定しておく。またスライド杆２の上部に
は、所定の重さの錘７を取り付けている。

【００３０】次にストッパーノブ１０を緩めスライド杆
２の固定を解除すると、スライド杆２は貫入羽根３と錘
７を含む自重により、下降しようとし、貫入羽根３は、
所定の圧力で試料２１の上面に接することとなる。この
時、試料であるフレッシュコンクリートは、モルタル２
１ａと粗骨材２１ｂが均一に混ざり合った状態にあるの
で、貫入羽根３はコンクリート試料２１中の粗骨材２１
ｂと接することにより、それ以上の下降が阻止される。
図９は、この試験開始時の状態を示す要部の簡略平面図
である。

【００３１】この状態で暫く放置すると、やがて粗骨材
２１ｂとモルタル２１ａの分離が始まり、粗骨材２１ｂ
で保持されていた貫入羽根３は、粗骨材２１ｂのコンク
リート試料２１中への沈降に伴って図６に示すように下
降を開始する。

【００３２】そして時間の経過に伴って粗骨材２１ｂと
モルタル２１ａの分離が進行し、貫入羽根３は図７に示
すようにさらにコンクリート試料２１中に沈降すること
となる。

【００３３】この経過を追っていくと、やがて貫入羽根
３のコンクリート試料２１中への沈降速度が徐々に遅く
なり、図８並びに図１０に示した状態で安定する。な
お、貫入羽根３として厚さ約１ｍｍ、幅と高さがそれぞ
れ１００ｍｍと１０ｍｍの大きさを有する二枚の金属板
３ａ，３ａを十字形に組み合わせたものを用い、錘とし
て３００ｇ載荷した実験では、この状態に移行するま
で、約３０分を要した。

【００３４】この状態でスライド杆２に設けた目印２ａ
が、枠体２に設けた直尺８のどの位置まで移動している
かを測定することにより、貫入羽根３の降下寸法が判明
し、粗骨材２１ｂとモルタル２１ａの分離がどの程度生
じているかが、把握できる。

【００３５】なお、深さ１８０ｍｍの空気量試験装置用
の容器２０を用いて上記と同一の条件で実験したとこ
ろ、この降下寸法が６５ｍｍ以上になると、打設にコン
クリートの材料分離に起因する障害が起きはじめること
が判明した。このように本発明方法では、貫入羽根３の
沈降寸法がコンクリートの材料分離と相関性を有するの
で、その寸法を測定することにより、コンクリートの材
料分離の程度が定量的に把握できるものである。

【００３６】なお、材料分離の程度が著しく、本装置に
よる測定開始時に、既に粗骨材の沈降がある程度進展し
ている試料の場合においては、測定開始後、直ちに材料
分離の程度が定量的数値となって測定されることとな
る。

【００３７】上記では貫入羽根３として二枚の金属板３
ａ，３ａを十字形に組み合わせたものを例示したが、貫
入羽根３は柔らかいモルタル２１ａ中に沈み込む程度の
底部面積を有するものであればどのようなものであって
も良く、例えば、平面視Ｉ形や図１１に示すように平面
視Ｈ形に形成されたものであっても良い。なお、このよ
うな中心対称ではない貫入羽根を用いた場合は、上記と
同様に測定を行った後、一度この貫入羽根を引き上げ、
コンクリート試料に対して９０°平面回転させた位置で
もう一度、同様に測定を行い、沈降寸法の測定を二箇所
で二工程に分けて行えば、より正確な測定が可能となる
ので、望ましい。

【００３８】またスライド杆２に載荷する錘７の重さや
測定に要する時間などは、各種条件下での実験データか
ら最も誤差の少ない範囲で決定すれば良い。

【００３９】さらにまた、上記では空気量試験用の容器
２０と係合する測定装置を用いて空気量試験に引き続
き、材料分離測定を行った例を示したが、本発明は、所
定の重量が載荷される貫入羽根を試料上に置き、その沈
降寸法からコンクリートの材料分離を測定するようにし
た点を要旨としており、コンクリートを収容する容器は
空気量試験用のものとは、別の物であっても良く、また
新たな試料を用いて空気量試験とは別に材料分離測定の
みを行うこととしても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち請求項
１記載の発明は、コンクリートの材料分離がコンクリー
ト上に載置された貫入羽根の沈降寸法を測定することに
より、極めて容易に把握でき、これにより、打設時のコ
ンクリートの分離抵抗性を通常の品質管理試験において
定量的に把握することが可能となる上、さらに打設終了
後のコンクリート中の粗骨材の分布状態、分離の有無に
ついても直接的に推測、評価できる効果を有する。

【００４１】請求項２記載の発明は、平面視Ｈ形状の貫
入羽根を用いて二箇所で測定を行うことにより、より正
確なコンクリートの材料分離の測定が可能になる。

【００４２】請求項３記載の発明は、空気量試験に用い
られた容器とコンクリート試料を用いることにより、コ
ンクリートの材料分離測定のための準備に費やす手間が
削減され、作業能率が向上する。また従来、個々の試験
に別々に要していたコンクリート試料が共通化され、省
資源にも優れた効果を奏する。

【００４３】請求項４記載の発明は、コンクリートの材
料分離測定が行える装置を駆動源などを一切用いること
無く、簡単な構成でかつコスト低廉に実現し、導入が促
進されると共に、その取扱性も向上する。

【００４４】請求項５記載の発明は、材料分離測定装置
が空気量試験容器に取り付けられるようにすることによ
り、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、装置の一
層のコストダウンがはかられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリートの材料分離測定装置
を容器上にセットした状態を示す正面図である。

【図２】図１に示した材料分離測定装置の平面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明装置に用いられる貫入羽根の平面図であ
る。

【図５】本発明方法を説明する容器と装置の簡略断面図
であり、測定開始前の状態を示す。

【図６】本発明方法を説明する容器と装置の簡略断面図
であり、測定開始直後の状態を示す。

【図７】本発明方法を説明する容器と装置の簡略断面図
であり、材料分離が進行した状態を示す。

【図８】本発明方法を説明する容器と装置の簡略断面図
であり、材料分離がほぼ完了した状態を示す。

【図９】図５の要部簡略平面図である。

【図１０】図８要部簡略平面図である。

【図１１】本発明方法に用いられる貫入羽根の他の例を
示す平面図である。

【符号の説明】

１ 枠体 １ａ 水平部 １ｂ 垂直部 ２ スライド杆 ２ａ 目印 ３ 貫入羽根 ３ａ 金属板 ４，５ スライド軸受け ６ 錘受け ７ 錘 ８ 直尺 ９ 止めねじ １０ ストッパーノブ ２０ 容器 ２１ コンクリート試料 ２１ａ モルタル ２１ｂ 粗骨材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 紘一 京都市左京区上高野西氷室町19−106 (56)参考文献 特開 平７−120458（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−244043（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−506540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/38

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面が開放された容器に収容されたコン
   クリート試料上に、所定の重量並びに形状を有する貫入
   羽根を自重降下可能に載置し、この貫入羽根の時間経過
   に伴う沈降寸法を測定することにより、コンクリート中
   の粗骨材とモルタルの分離状況を把握するようにしたこ
   とを特徴とするコンクリートの材料分離測定方法。
2. 【請求項２】 平面視Ｈ形に形成された貫入羽根を用い
   て、沈降寸法の測定を、コンクリート試料の表面に対し
   て貫入羽根を９０°平面回転させた二箇所の位置で二工
   程に分けて行うことを特徴とする請求項１記載のコンク
   リートの材料分離測定方法。
3. 【請求項３】 空気量試験に用いられた容器とコンクリ
   ート試料を用いることを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のコンクリートの材料分離測定方法。
4. 【請求項４】 コンクリートが収容された容器と係合
   し、この容器上に取り付けられる枠体と、 この枠体で垂直方向に移動可能に保持され、下端に貫入
   羽根が取り付けられたスライド杆とからなり、 上記スライド杆は、錘を載荷可能に上端が枠体上に突出
   して設けられ、 上記枠体には、スライド杆の移動寸法を目視可能な目盛
   り、あるいは目印が設けられたことを特徴とするコンク
   リートの材料分離測定装置。
5. 【請求項５】 枠体が空気量試験容器と係合可能に形成
   されると共に、貫入羽根が空気量試験容器内に没入可能
   な寸法に形成されたことを特徴とする請求項４記載のコ
   ンクリートの材料分離測定装置。