JP3500591B2 - 無機水硬性混練物の単位水量測定方法 - Google Patents

無機水硬性混練物の単位水量測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートやモ
ルタルなどの無機水硬性混練物の単位水量を測定する方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート製造工場における品質管理
は、製造の自動化、装置の高度化、計量設備の精度の向
上などによって、非常に合理的である。しかし、コンク
リート調合の管理は、骨材の表面水について1日数回の
測定を行ってコンクリート製造の骨材の表面水率を設定
し、骨材の表面水の変動によるコンクリートのスランプ
のバラツキをバッチャーマンの目視によって把握して微
調整を行っているのが現状である。このため、骨材の表
面水の変動をコンクリート調合に充分反映させていると
はいえず、骨材の表面水の変動はコンクリートの単位水
量に大きな影響を与えることになっている。コンクリー
トの単位水量は硬化後のコンクリートの強度や耐久性に
重要な影響を与える。それ故、まだ固まらないコンクリ
ートの単位水量を、建設現場でコンクリート受け入れ時
に迅速に測定することで、コンクリートの品質管理を行
う必要がある。
【0003】しかし、まだ固まらないコンクリートの単
位水量を測定する方法としては、加熱乾燥方法、アルコ
ールと比重計による方法、コンクリートの空中質量、水
中質量及び構成材料の密度から推定する方法などが提案
されている。しかし、それぞれ次のような問題点がある
ので、建設現場で行う方法としては必ずしも適切ではな
い。 <イ>加熱乾燥方法では、試験の時間が約30分と長い
上に、その結果を求めるために予備実験として調合を変
化させたコンクリートを試し練りして水量を測定する必
要がある。 <ロ>アルコールと比重計による方法では、セメントの
一部がアルコール濃度に比例してアルコール水混合液に
溶解してしまうので、測定精度が落ちる問題点がある。 <ハ>空中質量、水中質量及び構成材料の密度から推定
する方法では、コンクリートの空中質量と水中質量の差
からコンクリートの体積を求め、コンクリート調合と各
構成材料の密度から計算でセメントと骨材の体積を求め
て、その合計と前述のコンクリート体積との差を水量と
する方法であるが、常に水量を小さく見積もる傾向があ
り、測定精度が落ちる問題点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、まだ固まら
ない無機水硬性混練物の単位水量を迅速に正確に測定す
る方法にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、無機水硬性混
練物の単位水量測定方法において、まだ固まらない無機
水硬性混練物の一部を取り出して試料とし、該試料の空
中での質量と水中での質量の差から該試料の体積を求
め、骨材の密度、水中で測定したセメントの密度、及
び、無機水硬性混練物の調合のセメント量と骨材量の比
率とからセメントと骨材の合計体積を求め、該試料の体
積と、セメントと骨材の合計体積との差を求めて、該試
料の水量とすることにより、まだ固まらない無機水硬性
混練物の単位水量を求めることを特徴とする、無機水硬
性混練物の単位水量測定方法、又は、上記無機水硬性混
練物の単位水量測定方法において、無機水硬性混練物
は、コンクリート又はモルタルであることを特徴とす
る、無機水硬性混練物の単位水量測定方法、又は、上記
無機水硬性混練物の単位水量測定方法において、無機水
硬性混練物は、コンクリートであり、まだ固まらないコ
ンクリートの一部を取り出して試料とし、該試料の空中
での質量と水中での質量を測定後、該試料から粗骨材を
取り出し、該粗骨材の水中での質量を測定して粗骨材量
を求め、骨材を粗骨材と細骨材に分けて扱うことを特徴
とする、無機水硬性混練物の単位水量測定方法にある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 <イ>測定原理 フレッシュコンクリートやモルタルなどの無機水硬性混
練物の単位水量を求める方法は、まだ固まらない無機水
硬性混練物の一部を取り出して試料とし、この試料につ
いて空中質量、即ち大気中で測定した質量、及び水中質
量、即ち水中で測定した質量を求め、更に、これらの質
量と無機水硬性混練物の構成材料の密度から単位水量を
測定するものでる。なお、無機水硬性混練物としてコン
クリートやモルタルなどがあり、コンクリートは、骨材
として細骨材と粗骨材を含み、モルタルは粗骨材を含ま
ないとして定義されるており、以下では、主にコンクリ
ートについて説明するが、モルタルなどの他の無機水硬
性混練物にも本発明が適用できる。
【0007】<ロ>セメントの密度測定 構成材料の密度のうちセメントについては、従来のJIS
R 5201セメントの物理試験方法の比重試験では鉱油を用
いているが、コンクリート中では、セメントは水と接し
た状態であり、その状態では水へのセメント成分の溶解
やセメント粒子への水の吸着によって、セメントの密度
が変化することが知られた。その違いを表1に示す。
【表1】
【0008】そこで、コンクリート中でのセメントの密
度は水中での密度を採用する。セメントの水中の密度
は、空中質量と水中質量の測定によって求める。例え
ば、セメントの密度測定は、ステンレス製容器にセメン
ト約1500gを採取し、空中質量を0.1gまで測定
する。これに約等量の水を加えて、均一に混合する。次
に、真空ポンプでセメントペースト中の気泡を脱気す
る。更に、セメントペーストを例えば、図1のような固
体密度測定装置1を使用して水中質量を0.1gまで測
定する。このようにして求めた空中質量と水中質量か
ら、セメントの水中での密度ρC (g/cm3 )は、空
中質量×水の密度/(空中質量−水中質量)により算出
することができる。
【0009】固体密度測定装置1は、架台4に電子天秤
2を配置し、電子天秤2で測定物の重量を測定する。測
定物として、例えばセメントペースト8の水中での重量
を測定する場合、セメントペースト8をステンレス容器
7に入れ、容器7自体を水9で充満した水槽5に入れ、
かご6を介して吊り棒3で吊り下げて行うことができ
る。
【0010】水中でのセメントの密度は、接水後は殆ど
変化がなく、コンクリートの凝結前には、練り上がり後
の時間によらずセメントの密度は一定であることが分か
った。この経時変化を表2に示す
【表2】
【0011】<ハ>骨材の密度測定 骨材は水と不活性であるため、JIS A 1109細骨材の比重
及び吸水率試験方法、JIS A 1110粗骨材の比重及び吸水
率試験方法で測定した密度を採用する。
【0012】<ニ>コンクリートの水中質量測定 コンクリートの水中質量測定は、空中質量を測定したコ
ンクリート試料に予め水を加えて攪拌して、コンクリー
ト中の空気を完全に追い出した後、水中質量の測定を行
う。
【0013】以下に、単位水量の算出手順を説明する。 <イ>コンクリート試料の取出 コンクリートの単位水量を算出する場合、まだ固まらな
いコンクリートについて、一部を取りだしコンクリート
試料とする。このコンクリート試料について、空中質量
(コンクリート試料の空中質量測定値CONS (g))と
水中質量(コンクリート試料の水中質量測定値C
ONW (g))を測定する。
【0014】<ロ>粗骨材の質量の算出 コンクリート試料から、水洗いして粗骨材を分離し、水
中での粗骨材の質量(コンクリート試料の粗骨材の水中
質量測定値GW (g))を測定する。この水中質量測定
値GW 、及び予め求めてある水の密度ρW と粗骨材の密
度ρG からコンクリート試料中の粗骨材の質量G
S (g)を、式1により算出する。
【式1】
【0015】<ハ>セメント量の算出 コンクリート調合の水量WC 、セメント量CC と細骨材
量SC の比率、及びコンクリート試料の空中質量測定値
ONS と粗骨材の質量GS からコンクリート試料中のセ
メント量CS を式2により算出する。
【式2】
【0016】<ニ>細骨材量の算出 セメント量の算出と同様の測定値を利用して、コンクリ
ート試料中の細骨材量推定値SS を式3により算出す
る。
【式3】
【0017】<ホ>試料中の水量の算出 コンクリート試料の水中質量測定値CONW と空中質量測
定値CONS には、式4の関係を有している。この式4の
各材料の体積VG 、VS 、VC 、VW を密度ρG
ρS 、ρC 、ρW を用いて表すと式5となる。式5のW
S がコンクリート試料中の水量であるので、この式を展
開して水量算出式を式6として導入する。従って、コン
クリート試料中の水量WS は、既に求めた測定値を用い
て式6により算出することができる。
【式4】
【式5】
【式6】
【0018】<ヘ>コンクリートの単位水量の算出 コンクリート試料の単位水量Wは、試料中の水量WS
式6から導入された式7を用いて、既に求めた測定値か
ら算出される。
【式7】
【0019】
【実施例】以下、3種類のコンクリート調合について、
コンクリートの単位水量の測定方法を説明する。 <イ>コンクリート調合 コンクリート調合において、セメントは普通ポルトラン
ドセメントを、細骨材は砕砂と陸砂の混合を、粗骨材は
硬砂岩砕石を、及び混和剤は高性能AE減水剤を使用し
た。これらセメント、細骨材、粗骨材及び水の密度を表
3に示し、3種類A、B、Cのコンクリート調合を表4
に示す。なお、ここで、混和剤は、水と同等と見なして
扱っている。
【表3】
【表4】
【0020】<ロ>各調合の測定結果 まだ固まらないコンクリートAからその一部を取り出
し、3回測定を行った。その測定結果を表5に示す。各
測定結果について、表3乃至表4のデータを参照して、
コンクリート試料中の水量を式(6)から求める。そこ
で、まず粗骨材の質量GS を式(1)から求める。更
に、試料中の細骨材量SS とセメント量CS を式(3)
と式(2)から各々求める。そして、最後にコンクリー
トの単位水量を式(7)から求め、これらの計算結果を
表6に示す。
【表5】
【表6】
【0021】コンクリート調合Aと同様に、コンクリー
ト調合BとCについても試料を一部取り出し、3回測定
を行った。コンクリート調合Bの測定結果及び計算結果
を表7及び表8に示す。また、コンクリート調合Cの測
定結果及び計算結果を表9及び表10に示す。このよう
に測定した結果は、調合した単位水量とほぼ一致してお
り、簡単な計算により正確でかつ迅速に測定できる。
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【0022】なお、実施例としてコンクリートを扱って
あるが、モルタルの場合でも、粗骨材を除いて計算すれ
ば、コンクリートとほぼ同様にしてモルタルの単位水量
を求めることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 <イ>本発明で使用する機器は、汎用性の秤であり、取
り扱いが容易で、特別な技術を必要とせず、誰でも簡単
に測定でき、必要な精度を得ることができる。 <ロ>試料の乾燥などの特別な手順を必要としないの
で、測定の手間がかからない。従って、迅速に測定する
ことが可能であり、早期に測定結果を知ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体密度測定装置の概略図
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−147264(JP,A) 特開 昭59−195159(JP,A) 特開 平6−285841(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/38 G01N 9/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機水硬性混練物の単位水量測定方法にお
    いて、 まだ固まらない無機水硬性混練物の一部を取り出して試
    料とし、 該試料の空中での質量と水中での質量の差から該試料の
    体積を求め、 骨材の密度、水中で測定したセメントの密度、及び、無
    機水硬性混練物の調合のセメント量と骨材量の比率とか
    らセメントと骨材の合計体積を求め、 該試料の体積と、セメントと骨材の合計体積との差を求
    めて、該試料の水量とすることにより、まだ固まらない
    無機水硬性混練物の単位水量を求めることを特徴とす
    る、 無機水硬性混練物の単位水量測定方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の無機水硬性混練物の単位
    水量測定方法において、 無機水硬性混練物は、コンクリート又はモルタルである
    ことを特徴とする、 無機水硬性混練物の単位水量測定方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の無機水硬性混練物の単位
    水量測定方法において、 無機水硬性混練物は、コンクリートであり、まだ固まら
    ないコンクリートの一部を取り出して試料とし、 該試料の空中での質量と水中での質量を測定後、該試料
    から粗骨材を取り出し、該粗骨材の水中での質量を測定
    して粗骨材量を求め、骨材を粗骨材と細骨材に分けて扱
    うことを特徴とする、 無機水硬性混練物の単位水量測定方法。
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