JP3721500B2 - Method for evaluating properties of fresh concrete - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラックアジテータを用いてフレッシュコンクリートの水セメント比や材料分離特性を評価するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、コンクリートの品質において最も重要なのは圧縮強度であるが、その結果が分かるのは、一般に強度管理材齢２８日の時点である。このため、荷卸の時点で容易に圧縮強度を推定できる方法が求められている。
【０００３】
また、長距離圧送や下方圧送といった特殊な圧送、あるいは高強度コンクリートや高流動コンクリートを用いた特殊な圧送では、フレッシュコンクリートの品質変化が、圧送負荷の増大やポンプの閉塞事故に繋がるため、フレッシュコンクリートの品質（流動特性）を確実に管理する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレッシュコンクリートの水セメント比は、何らかの予期せぬ原因により調合時から変化する場合がある。したがって、荷下ろし時にも水セメント比をチェックすることが望ましく、このような要望に応えるために、水セメント比をチェックする方法がいくつか考案されている。しかし、簡便で実用的な方法はまだなく、その開発が望まれている。
【０００５】
一方、フレッシュコンクリートの流動特性を管理する場合には、スランプ試験を全ての使用すべきコンクリートについて行うことが困難であるため、確実な管理が行うことができない懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、簡便に、なおかつ、使用予定のコンクリートの全てについて特性の評価が可能であるようなフレッシュコンクリートの特性評価方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては、同じ特性（例えば、粘性や流動性状）を有するフレッシュコンクリートを同一量、同一のトラックアジテータに積載した場合に、トラックアジテータにおける回転数とトルク（または、駆動圧力）の関係が一致することに着目して以下の手段を採用し、それによりフレッシュコンクリートを輸送する際に一般的に用いられるトラックアジテータを用いて簡便にフレッシュコンクリートの特性を評価することを可能としたものである。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の発明は、トラックアジテータに所定量のフレッシュコンクリートを積載した場合における、前記トラックアジテータの回転数および駆動圧力と前記フレッシュコンクリートの特性との対応関係を予め調べておき、前記トラックアジテータに実際に使用するフレッシュコンクリートを前記所定量積載した場合に、該トラックアジテータの回転数および駆動圧力を検出し、この回転数および駆動圧力に基づき、前記対応関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比を推定するようにしたフレッシュコンクリートの特性評価方法であって、
前記対応関係を調べる際には、スランプ値および水セメント比の一方または双方が互いに異なりかつそれらの値が既知の複数種のフレッシュコンクリートを用意し、それらフレッシュコンクリートを前記トラックアジテータに積載してトラックアジテータを異なる回転数で回転させて各回転数に対応する駆動圧力をそれぞれ検出することにより、それら回転数と駆動圧力との変化関係を調べるとともに、該変化関係から、前記フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求め、さらに、該見掛けの塑性粘度と前記水セメント比との関係を、前記スランプ値ごとに予め求めておき、
実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを前記トラックアジテータに積載してトラックアジテータを異なる回転数で回転させて各回転数に対応する駆動圧力をそれぞれ検出し、それにより検出した回転数および駆動圧力に基づき、当該フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求める一方、当該フレッシュコンクリートのスランプ値を検査し、これら見掛けの塑性粘度とスランプ値に基づき、予めスランプ値ごとに求められた見掛けの塑性粘度と水セメント比との関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比を推定することを特徴としている。
【００１１】
このような構成により、フレッシュコンクリートの特性とトラックアジテータの回転数・トルクとの関係を、スランプ値ごとに見掛けの塑性粘度と水セメント比との関係として予め整理しておくことができる。これにより、実際に使用するフレッシュコンクリートについては、そのスランプ値と見掛けの塑性粘度とから、容易に水セメント比を推定することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、トラックアジテータに所定量のフレッシュコンクリートを積載した場合における、前記トラックアジテータの回転数および駆動圧力と前記フレッシュコンクリートの特性との対応関係を予め調べておき、前記トラックアジテータに実際に使用するフレッシュコンクリートを前記所定量積載した場合における回転数および駆動圧力に基づき、前記対応関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの材料分離特性を評価するようにしたフレッシュコンクリートの特性評価方法であって、
前記対応関係を調べる際には、所定量のフレッシュコンクリートをトラックアジテータに積載するとともに、それに加水して材料分離が許容できなくなる時点を特定し、その時点における前記トラックアジテータにおける回転数および駆動圧力を予め調べておき、
実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを前記所定量と同一量、前記トラックアジテータに積載して、材料分離が許容できなくなる時点における前記回転数でトラックアジテータを回転させてその際の駆動圧力を検出し、その検出した駆動圧力と材料分離が許容できなくなる時点における前記駆動圧力との比較により、前記フレッシュコンクリートにおける材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるか否かを判断することを特徴としている。
【００１３】
このような構成により、フレッシュコンクリートにおける材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるか否かを簡便に判断することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
以下、本発明の第一の実施の形態を図面を参照して説明する。
この実施の形態は、フレッシュコンクリートの輸送に通常用いられる図３に示すようなトラックアジテータ１を使用して、荷下ろしの時点で容易にコンクリートの圧縮強度（水セメント比）を推定するための方法について述べられたものであり、具体的には、図１および図２に示す手順に従って実行される。
【００１５】
ここに、図３に示すように、トラックアジテータ１は、油圧モータ２、油圧ポンプ３、オイルタンク４を有しており、これらは図４に示すような油圧回路で接続されている。すなわち、油圧ポンプ３によって発生する油圧により油圧モータ２が駆動され、これにより、トラックアジテータ１のドラム５（図３参照）が回転駆動される。
【００１６】
また、このトラックアジテータ１は、図４に示すように、トルク演算装置７を備えている。このトルク演算装置７は、油圧モータ２におけるオイルの入口側および出口側の油圧を検出する油圧検出器８，９に対してＡＤ変換器１０を介して接続されており、油圧検出器８および９によって検出された油圧の差、すなわち、油圧モータ２の駆動圧力Ｐを演算するとともに、この駆動圧力Ｐに基づいて、次の式（１）により、油圧モータ２に発生するトルクＴを算出する。
【００１７】
Ｔ＝Ｐ・ｑ・ｎ／（２π・１００） …（１）
ここに、
Ｔ：油圧モータ２の発生トルク（Ｎｍ）
Ｐ：駆動圧力（Ｎ／ｍｍ2）
ｑ：１回転あたりの所要流量（ｍｌ）
ｎ：機械効率
【００１８】
次に、トラックアジテータ１を用いたフレッシュコンクリートの水セメント比の推定の手順を、図１および図２を参照して説明する。
まず、図１のステップＳ１のように、使用すべきフレッシュコンクリートにおけるスランプ値ごとの水セメント比Ｗ／Ｃと見掛けの塑性粘度ｈととの対応関係を整理し、これにより、図５のような、スランプ値ごとの水セメント比Ｗ／Ｃと見掛けの塑性粘度ｈとの関係曲線を得る。
【００１９】
ここでステップＳ１は、図２に示すような手順で行われる。図２は、番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ）によって分類されたスランプ値および水セメント比Ｗ／Ｃのいずれか一方または双方が互いに異なるｎ種類のフレッシュコンクリートについて、水セメント比Ｗ／Ｃと見掛けの塑性粘度ｈとの対応関係を調べるための手順である。
【００２０】
ここでは、まず、ｉ＝１とした場合に（ステップＳ１０１）、フレッシュコンクリートｉの調合を行い（ステップＳ１０２）、さらに、このフレッシュコンクリートｉのスランプ試験を参考として行った後（ステップＳ１０３）、フレッシュコンクリートｉをトラックアジテータ１に所定量積載する（ステップＳ１０４）。
【００２１】
次に、フレッシュコンクリートｉを搭載したトラックアジテータ１において、油圧ポンプ３により発生させる油圧を調節し、これにより、異なった回転数（ｒ１，ｒ２）で油圧モータ２を回転させ、回転数ｒ１の際の駆動圧力Ｐ１および回転数ｒ２の際のＰ２を検出し（ステップＳ１０５）、この駆動圧力Ｐ１およびＰ２に基づいて、トルク演算装置７により、回転数ｒ１およびｒ２における油圧モータ２のトルクＴ１，Ｔ２を算出する（ステップＳ１０６）。
【００２２】
さらに、このようにして算出したトルクＴ１，Ｔ２と回転数ｒ１，ｒ２とから、フレッシュコンクリートｉの見掛けの塑性粘度ｈを求める（ステップＳ１０７）。ここでは、図６に示すようなトルクＴを縦軸に、回転数Ｎを横軸にとったグラフ上に、（トルクＴ１，回転数ｒ１）に対応する点Ｑ１と、（トルクＴ２，回転数ｒ２）に対応する点Ｑ２とをプロットし、点Ｑ１、Ｑ２間を結ぶ直線Ｌを考え、直線Ｌの傾きとして見掛けの塑性粘度ｈを求めることができる。
【００２３】
これは、一般に、コンクリートをビンガム体と仮定した場合に、せん断ひずみ速度Ｄとせん断応力Ｓとの関係が、
Ｄ＝０ （Ｓ≦Ｓy）
Ｄ＝（Ｓ−Ｓy）／ηp （Ｓ＞Ｓy） …（２）
（ここに、ηp：塑性粘度、Ｓy：降伏値。）
となることから、これとの類推により、トラックアジテータ１に積載したフレッシュコンクリートｉについて、
Ｔ＝ｇ＋ｈＮ …（３）
（ここに、ｇ：見掛けの降伏応力）
が成立すると考えられるため、トルクＴ−回転数Ｎの関係を表すグラフ上に、二点Ｑ１，Ｑ２をプロットすることにより、これら二点Ｑ１，Ｑ２を結ぶ直線Ｌの傾きとして見掛けの塑性粘度：ｈを求めることができると考えられるからである。
【００２４】
次に、フレッシュコンクリートｉのスランプ試験を行い、スランプ値を得る（ステップＳ１０８）。このとき、ｉ＝ｎであれば、ステップＳ１１０（図１参照）に進み、また、ｉ≠ｎであれば、ステップＳ１１１に進む（ステップＳ１０９）。
【００２５】
ステップＳ１１１では、ｉに１を加えることとし、さらに、ステップＳ１０２に戻る。これにより、ｉが１からｎまでの間、ステップＳ１０２からＳ１０８までの処理が繰り返しｎ回行われることとなり、ｎ種類のフレッシュコンクリートについて、見掛けの塑性粘度ｈおよびスランプ値のデータが得られることとなる。
【００２６】
また、フレッシュコンクリートｎについて、見掛けの塑性粘度ｈの算出およびスランプ試験が終了した場合には、ステップＳ１０９において、ｉ＝ｎと判断されることにより、ステップＳ１１０に移行する。このステップＳ１１０では、図５に示したような見掛けの塑性粘度ｈ（縦軸）と水セメント比Ｗ／Ｃ（横軸）との関係を表すグラフに、フレッシュコンクリート１〜ｎについて得られた結果、およびこれに対応するフレッシュコンクリート１〜ｎの調合時の水セメント比をプロットする。なお、この際、グラフはスランプ値ごとに分類して作成され、これにより、スランプ値ごとに見掛けの塑性粘度ｈとフレッシュコンクリートの水セメント比Ｗ／Ｃとの対応関係が整理される。
【００２７】
そしてステップＳ１１０の処理が終了したらステップＳ２（図１参照）にリターンする。
【００２８】
ステップＳ２では、実際に使用するフレッシュコンクリートをトラックアジテータ１に積載する。ここで、フレッシュコンクリートの積載量は、ステップＳ１においてトラックアジテータ１に積載したフレッシュコンクリートの量と同一とする。
【００２９】
そして、トラックアジテータ１によりフレッシュコンクリートを運搬し、トラックアジテータ１が現場に到着した後（ステップＳ３）、油圧モータ２の回転を変化させて、回転数ｒ１における駆動圧力Ｐ１aと、回転数ｒ２における駆動圧力Ｐ２aとを検出し（ステップＳ４）、これに基づき、実際に使用するコンクリートの見掛けの塑性粘度ｈaを算出する（ステップＳ５）。なお、ここで見掛けの塑性粘度ｈaを求めるための手順には、上述のステップＳ１０５からステップＳ１０７までの手順と同様の手順が用いられる。
【００３０】
さらに、実際に使用するコンクリートのスランプ試験を行い（ステップＳ６）、これにより得られたスランプ値に対応するスランプ値について予め整理された見掛けの塑性粘度ｈと水セメント比Ｗ／Ｃとのグラフを選択する。そして、このグラフに描かれた曲線を参照して、見掛けの塑性粘度ｈaから、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比（Ｗ／Ｃ）aを推定する。
【００３１】
この場合、具体的には、ステップＳ６で得られたフレッシュコンクリートのスランプ値が１８ｃｍであれば、図５に示したグラフのうち、スランプ値１８ｃｍについて描かれたものを選択し、このグラフから見掛けの塑性粘度ｈaに対応するものを読みとり、これを、実際に使用するコンクリートの水セメント比（Ｗ／Ｃ）aとする。
【００３２】
以上述べたフレッシュコンクリートの水セメント比の推定方法（フレッシュコンクリートの特性評価方法）によれば、トラックアジテータ１に所定量のフレッシュコンクリートを積載した場合において、トラックアジテータの回転数Ｎおよび油圧モータ２のトルクＴと水セメント比Ｗ／Ｃとの対応関係を予め調べておき、トラックアジテータ１に実際に使用するフレッシュコンクリートを同一量積載した場合に、トラックアジテータ１の回転数およびトルクを検出し、これに基づき、予め得られた対応関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性（水セメント比（Ｗ／Ｃ）a）を評価するようにしたため、フレッシュコンクリートを輸送する際に一般的に用いられるトラックアジテータ１を用いて簡便に水セメント比を評価することができる。したがって、荷下ろし時に特別な試験等を行うことなく、使用すべきフレッシュコンクリートの水セメント比を推定することができ、極めて実用性が高い。
【００３３】
また、上述のフレッシュコンクリートの水セメント比の推定方法は、ステップＳ１において、スランプ値および水セメント比の一方または双方が異なるｎ種類のフレッシュコンクリートについて、これらのフレッシュコンクリートをトラックアジテータ１に積載した場合の回転数および駆動圧力の変化関係を調べておくとともに、この変化関係から、フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度ｈを求め、さらに、見掛けの塑性粘度ｈと水セメント比Ｗ／Ｃとの関係を、スランプ値ごとに求めておき、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際に、ステップＳ４，５においてフレッシュコンクリートをトラックアジテータ１に積載した際に検出された回転数ｒ１，ｒ２および駆動圧力Ｐ１a，Ｐ２aに基づき、当該フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度ｈaを求める一方、ステップＳ６において当該フレッシュコンクリートのスランプ値を検査しておき、これら見掛けの塑性粘度ｈaとスランプ値に基づき、ステップＳ７において予めスランプ値ごとに求められた見掛けの塑性粘度ｈと水セメント比Ｗ／Ｃとの関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比（Ｗ／Ｃ）aを推定することとなっている。したがって、ビンガム体と考えられるフレッシュコンクリートの力学的特性を、降伏値に対応する部分についてはスランプ値に、塑性粘度に対応する部分については、回転数・トルクとの関係から得られる見掛けの塑性粘度に、それぞれ代表させて考えることができ、容易に測定できる物性値を利用して、簡便かつ正確に水セメント比の推定を行うことができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することができる。
例えば、上述のトラックアジテータ１に回転数とトルクの表示ができる計器をつければ、特別なノウハウを必要とすることなく、簡便にフレッシュコンクリートの特性評価を行うことができる。
【００３５】
また、上記実施の形態において、ステップＳ１において、予めフレッシュコンクリートの特性を調べる場合と、ステップＳ２からＳ７において、実際に使用するコンクリートの水セメント比を推定する場合とでコンクリートの温度条件を同一としておけば、双方における水の粘性や混和剤の効果を同一とすることができ、より高精度に水セメント比の推定を行うことができる。
【００３６】
［第二の実施の形態］
以下、本発明の第二の実施の形態を図面を参照して説明する。
なお、この実施の形態において、上記第一の実施の形態と同一の構成については、同符号を付し、その説明を省略することとする。
【００３７】
この第二の実施の形態は、フレッシュコンクリートの圧送性を確保しようとする場合に、フレッシュコンクリートにおける材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるかを否かを、トラックアジテータ１を使用して簡便に判断するためのものであり、具体的には、図７に示すような手順に従って実行される。
【００３８】
ここでは、まず、事前準備として、所定量のフレッシュコンクリートをトラックアジテータ１に積載し（ステップＳ２１）、次に、このフレッシュコンクリートに加水する（ステップＳ２２）。そして、フレッシュコンクリートの材料分離が許容できなくなる時点を特定する（ステップＳ２３）。これには、加圧ブリーディング試験を行うほか、目視による判断を採用するようにしても良い。そして、この際に、回転数をｒとした場合の油圧モータ２の駆動圧力Ｐ３を検査する（ステップＳ２４）。
【００３９】
ステップＳ２１からＳ２４に示すような事前準備を行った後、実際に使用するフレッシュコンクリートについての品質管理をＳ２５以下のステップにおいて行う。すなわち、実際に使用するフレッシュコンクリートを所定量、トラックアジテータに積載し（ステップＳ２５）、さらに、回転数をｒとした場合の油圧モータ２の駆動圧力Ｐ４を検査する（ステップＳ２６）。そして、ここで得られた駆動圧力Ｐ４と、材料分離が許容できなくなる時点での駆動圧力Ｐ３とを比較し（ステップＳ２７）、Ｐ４がＰ３を上回れば、当該フレッシュコンクリートに生じる材料分離が許容範囲内であると考えられることから、このフレッシュコンクリートを現場において使用するようにする。またＰ４がＰ３を下回った場合には、このフレッシュコンクリートに生じる材料分離が許容範囲内にないと考えられるために、このフレッシュコンクリートを返却処分するか、あるいは、スランプ試験などを行い、コンクリートの品質を再検査する（ステップＳ２８）。
【００４０】
上述のフレッシュコンクリートの材料分離が許容範囲内にあるか無いかを判断するための手順は、トラックアジテータ１に所定量のフレッシュコンクリートを積載した場合における、油圧モータ２の回転数および駆動圧力と、当該フレッシュコンクリートの流動特性（材料分離の許容範囲）との対応関係を調べておくとともに、実際に使用すべきフレッシュコンクリートを所定量トラックアジテータ１に積載した場合に、油圧モータ２の所定回転数ｒにおける駆動圧力Ｐ４を検出し、この回転数ｒおよび駆動圧力Ｐ４に基づき、上記対応関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの流動特性を判断するようにしたため、フレッシュコンクリートを輸送する際に一般的に用いられるトラックアジテータ１を用いて使用すべき全てのフレッシュコンクリートについて簡便に流動特性の評価をすることができ、極めて実用性が高い。
【００４１】
また、上述のフレッシュコンクリートの材料分離が許容範囲内にあるか無いかを判断するための手順は、予め、材料分離が許容できなくなる状態としたフレッシュコンクリートをトラックアジテータ１に積載した場合の油圧モータ２における回転数ｒおよび駆動圧力Ｐ３を調べておき、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを同一量トラックアジテータ１に積載した場合における回転数ｒでの油圧モータ２の駆動圧力Ｐ４を調べ、Ｐ３とＰ４とを比較して材料分離の程度の判断を行うこととしたため、材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるか否かを簡便に判断することができ、許容範囲内でフレッシュコンクリートに対して加水を行い圧送性に優れたフレッシュコンクリートを製造することが容易となる。
【００４２】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することができる。
例えば、上述のトラックアジテータ１に回転数と駆動圧力を表示できる計器をつければ、極めて容易にコンクリートの流動特性を把握することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るフレッシュコンクリートの特性評価方法は、トラックアジテータに所定量のフレッシュコンクリートを積載した場合において、トラックアジテータの回転数および駆動圧力とフレッシュコンクリートの特性との対応関係を予め調べておき、トラックアジテータに実際に使用するフレッシュコンクリートを同一量積載した場合に、トラックアジテータの回転数および駆動圧力を検出し、これに基づき、予め得られた対応関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価するようにしたため、フレッシュコンクリートを輸送する際に一般的に用いられるトラックアジテータを用いて簡便にフレッシュコンクリートの特性を評価することができ、従来と異なり、特別な試験等を省略することができ、極めて実用性が高い。
【００４４】
特に、請求項１に係る発明のフレッシュコンクリートの特性評価方法は、スランプ値および水セメント比の一方または双方が異なる複数種類のフレッシュコンクリートについて、これらのフレッシュコンクリートをトラックアジテータに積載した場合の回転数および駆動圧力の変化関係を調べておくとともに、この変化関係から、フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求め、さらに、見掛けの塑性粘度と水セメント比との関係を、スランプ値ごとに求めておき、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際に、フレッシュコンクリートをトラックアジテータに積載した際に検出された回転数および駆動圧力に基づき、当該フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求める一方、当該フレッシュコンクリートのスランプ値を検査しておき、これら見掛けの塑性粘度とスランプ値に基づき、予めスランプ値ごとに求められた見掛けの塑性粘度と水セメント比との関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比を推定することとなっている。したがって、ビンガム体と考えられるフレッシュコンクリートの力学的特性を、降伏値に対応する部分についてはスランプ値に、塑性粘度に対応する部分については、回転数・トルクとの関係から得られる見掛けの塑性粘度に、それぞれ代表させて考えることができ、容易に測定できる物性値を利用して、簡便かつ正確に水セメント比の推定を行うことができる。
【００４５】
また、請求項２に係る発明のフレッシュコンクリートの特性評価方法は、材料分離が許容できなくなる状態としたフレッシュコンクリートをトラックアジテータに積載した場合の回転数および駆動圧力を調べておき、実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを同一量トラックアジテータに積載した場合における回転数での駆動圧力を調べ、これにより、材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるか否かを簡便に判断できるため、使用すべき全てのフレッシュコンクリートについて、流動特性のチェックを簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ 】 本発明の第一の実施の形態を模式的に示す図であって、フレッシュコンクリートの水セメント比を推定する際の手順を示すフローチャートである。
【図２ 】 図１におけるステップＳ１の手順の詳細を示すフローチャートである。
【図３ 】 本発明の実施の形態において用いられるトラックアジテータを模式的に示す側面図である。
【図４ 】 図３に示したトラックアジテータにおける油圧回路および油圧回路に付属する電気回路の構成を模式的に示す回路図である。
【図５ 】 スランプ値ごとに得られる、フレッシュコンクリートの水セメント比（横軸）と見掛けの塑性粘度（縦軸）との関係曲線の例を概念的に示すグラフである。
【図６ 】 フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度の算定方法を示す図であって、トラックアジテータの回転数（横軸）とトルク（縦軸）について得られた直線関係の例を概念的に示すグラフである。
【図７ 】 本発明の第二の実施の形態を模式的に示す図であって、フレッシュコンクリートの水セメント比を推定する際の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ トラックアジテータ
２ 油圧モータ
７ トルク演算装置
８，９ 油圧検出器
ｈ，ｈa 見掛けの塑性粘度
Ｐ１，Ｐ１a，Ｐ２，Ｐ２a，Ｐ３，Ｐ４ 駆動圧力
ｒ，ｒ１，ｒ２ 回転数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for evaluating the water cement ratio and material separation characteristics of fresh concrete using a track agitator .
[0002]
[Prior art]
As is well known, the most important factor in the quality of concrete is the compressive strength, but the result is generally found at the age of 28 days of strength management. For this reason, a method that can easily estimate the compressive strength at the time of unloading is required.
[0003]
In addition, in special pumping such as long-distance pumping and downward pumping, or in special pumping using high-strength concrete or high-fluidity concrete, the quality change of fresh concrete leads to an increase in pumping load and pump clogging. It is necessary to reliably control the quality (flow characteristics) of concrete.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the water-cement ratio of fresh concrete may change from the time of blending due to some unexpected cause. Therefore, it is desirable to check the water cement ratio even when unloading, and several methods for checking the water cement ratio have been devised in order to meet such a demand. However, there is still no simple and practical method, and its development is desired.
[0005]
On the other hand, when managing the flow characteristics of fresh concrete, it is difficult to perform a slump test on all concrete to be used, and there is a concern that reliable management cannot be performed.
[0006]
This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the characteristic evaluation method of fresh concrete which can evaluate a characteristic simply and about all the concretes which are going to be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, when the same amount of fresh concrete having the same characteristics (for example, viscosity and fluidity) is loaded on the same track agitator, the rotation speed and torque (or Focusing on the fact that the relationship of the driving pressure is the same, the following measures are adopted, and the characteristics of fresh concrete can be easily evaluated using a truck agitator generally used when transporting fresh concrete. It is possible.
[0010]
That is, in the invention according to
When investigating the correspondence, a plurality of types of fresh concrete having one or both of a slump value and a water cement ratio that are different from each other are prepared, and the fresh concrete is loaded on the track agitator. By rotating the agitator at different rotational speeds and detecting the driving pressures corresponding to the respective rotational speeds, the change relation between the rotational speeds and the driving pressures is examined, and the apparent plasticity of the fresh concrete is determined from the change relations. Viscosity was determined, and the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio was previously determined for each slump value,
When evaluating the characteristics of the fresh concrete actually used, the fresh concrete is loaded on the track agitator, the track agitator is rotated at different rotational speeds, and the driving pressures corresponding to the respective rotational speeds are detected, respectively. The apparent plastic viscosity of the fresh concrete is obtained based on the rotational speed and the driving pressure detected by the above, while the slump value of the fresh concrete is inspected and previously obtained for each slump value based on the apparent plastic viscosity and the slump value. By referring to the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio, the water cement ratio of fresh concrete actually used is estimated.
[0011]
With such a configuration, the relationship between the characteristics of fresh concrete and the rotational speed / torque of the track agitator can be arranged in advance as the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio for each slump value. Thereby, about the fresh concrete actually used, a water cement ratio can be easily estimated from the slump value and the apparent plastic viscosity.
[0012]
Further, in the invention according to
When investigating the correspondence, a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator, and when it is added to the track agitator, a point of time when material separation becomes unacceptable is specified. Check in advance ,
When evaluating the characteristics of the fresh concrete that is actually used, the fresh concrete is loaded on the track agitator in the same amount as the predetermined amount, and the track agitator is rotated at the number of revolutions when the material separation becomes unacceptable. Whether or not the degree of occurrence of material separation in the fresh concrete is within an allowable range by comparing the detected driving pressure with the driving pressure at the time when the material separation becomes unacceptable . It is characterized by judging whether or not.
[0013]
With such a configuration, it is possible to easily determine whether or not the degree of material separation in the fresh concrete is within an allowable range.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
This embodiment is a method for easily estimating the compressive strength (water-cement ratio) of concrete at the time of unloading using a
[0015]
As shown in FIG. 3, the
[0016]
Furthermore, this
[0017]
T = P · q · n / (2π · 100) (1)
here,
T: Torque generated by the hydraulic motor 2 (Nm)
P: Driving pressure (N / mm 2 )
q: Required flow rate per rotation (ml)
n: Mechanical efficiency
Next, the procedure for estimating the water-cement ratio of fresh concrete using the
First, as shown in step S1 of FIG. 1, the correspondence between the water cement ratio W / C and the apparent plastic viscosity h for each slump value in the fresh concrete to be used is arranged, and as shown in FIG. A relationship curve between the water cement ratio W / C for each slump value and the apparent plastic viscosity h is obtained.
[0019]
Here, step S1 is performed according to the procedure shown in FIG. FIG. 2 shows the water cement ratio W / C for n types of fresh concrete in which one or both of the slump value and the water cement ratio W / C classified by the number i (i = 1,..., N) are different from each other. And the apparent plastic viscosity h.
[0020]
Here, first, when i = 1 (step S101), fresh concrete i is prepared (step S102), and after the slump test of fresh concrete i is performed as a reference (step S103), the fresh concrete i is prepared. A predetermined amount of concrete i is loaded on the track agitator 1 (step S104).
[0021]
Next, in the
[0022]
Further, the apparent plastic viscosity h of the fresh concrete i is obtained from the torques T1, T2 and the rotational speeds r1, r2 calculated in this way (step S107). Here, a point Q1 corresponding to (torque T1, rotational speed r1), and (torque T2, rotational speed) on a graph with the torque T as shown in FIG. 6 on the vertical axis and the rotational speed N on the horizontal axis. By plotting the point Q2 corresponding to r2) and considering the straight line L connecting the points Q1 and Q2, the apparent plastic viscosity h can be obtained as the slope of the straight line L.
[0023]
In general, when the concrete is assumed to be a Bingham body, the relationship between the shear strain rate D and the shear stress S is
D = 0 (S ≦ Sy)
D = (S−Sy) / η p (S> Sy) (2)
(Where η p is the plastic viscosity, Sy is the yield value)
Therefore, by analogy with this, for fresh concrete i loaded on the
T = g + hN (3)
(Where g is the apparent yield stress)
Therefore, by plotting the two points Q1 and Q2 on a graph representing the relationship of torque T and rotational speed N, the apparent plastic viscosity as the slope of the straight line L connecting these two points Q1 and Q2: This is because it is considered that h can be obtained.
[0024]
Next, a slump test of fresh concrete i is performed to obtain a slump value (step S108). At this time, if i = n, the process proceeds to step S110 (see FIG. 1), and if i ≠ n, the process proceeds to step S111 (step S109).
[0025]
In step S111, 1 is added to i, and the process returns to step S102. As a result, the processing from step S102 to S108 is repeatedly performed n times when i is from 1 to n, and apparent plastic viscosity h and slump value data can be obtained for n types of fresh concrete. Become.
[0026]
When the calculation of the apparent plastic viscosity h and the slump test are completed for fresh concrete n, it is determined in step S109 that i = n, and the process proceeds to step S110. In this step S110, the results obtained for the
[0027]
When the process of step S110 is completed, the process returns to step S2 (see FIG. 1).
[0028]
In step S2, fresh concrete actually used is loaded on the
[0029]
Then, after the fresh concrete is conveyed by the
[0030]
Furthermore, a concrete slump test is actually performed (step S6), and a graph of the apparent plastic viscosity h and the water cement ratio W / C arranged in advance for the slump value corresponding to the slump value obtained thereby is shown. select. Then, referring to the curve drawn in this graph, the water cement ratio (W / C) a of the fresh concrete actually used is estimated from the apparent plastic viscosity ha.
[0031]
In this case, specifically, if the slump value of the fresh concrete obtained in step S6 is 18 cm, the graph drawn for the slump value of 18 cm is selected from the graph shown in FIG. The value corresponding to the plastic viscosity ha is read, and this is defined as the water cement ratio (W / C) a of the concrete actually used.
[0032]
According to the method for estimating the water-cement ratio of fresh concrete described above (method for evaluating characteristics of fresh concrete), when a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the
[0033]
Moreover, the estimation method of the water cement ratio of the above-mentioned fresh concrete is the case where these fresh concretes are loaded on the
[0034]
In the above-described embodiment, other configurations can be adopted without departing from the spirit of the present invention.
For example, if the above-mentioned
[0035]
In the above embodiment, the temperature condition of the concrete is the same in the case where the characteristics of the fresh concrete are examined in step S1 in advance and in the case where the water-cement ratio of the concrete actually used is estimated in steps S2 to S7. If so, the viscosity of the water and the effect of the admixture on both sides can be made the same, and the water cement ratio can be estimated with higher accuracy.
[0036]
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0037]
The second embodiment uses the
[0038]
Here, first, as a preliminary preparation, a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator 1 (step S21), and then added to the fresh concrete (step S22). Then, a point in time at which the separation of the fresh concrete material is unacceptable is specified (step S23). For this purpose, in addition to the pressure bleeding test, visual judgment may be adopted. At this time, the driving pressure P3 of the
[0039]
After the preliminary preparation as shown in steps S21 to S24, quality control for fresh concrete actually used is performed in steps S25 and subsequent steps. That is, a predetermined amount of fresh concrete to be actually used is loaded on the track agitator (step S25), and the driving pressure P4 of the
[0040]
The procedure for determining whether or not the above-mentioned fresh concrete material separation is within an allowable range is the number of rotations and driving pressure of the
[0041]
The procedure for determining whether or not the above-mentioned fresh concrete material separation is within the allowable range is the hydraulic motor when the fresh concrete in which the material separation has become unacceptable is loaded on the
[0042]
In the above-described embodiment, other configurations can be adopted without departing from the spirit of the present invention.
For example, if the above-mentioned
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the method for evaluating characteristics of fresh concrete according to the present invention shows the correspondence between the rotational speed and driving pressure of the track agitator and the characteristics of the fresh concrete when a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator. When the same amount of fresh concrete actually used is loaded on the track agitator, the number of rotations and the driving pressure of the track agitator are detected, and based on this, the correspondence relationship obtained in advance is referred to and Since the properties of fresh concrete used in the construction are evaluated, it is possible to easily evaluate the properties of fresh concrete using a truck agitator generally used when transporting fresh concrete. Omit tests It can be, extremely high practicality.
[0044]
In particular, the method for evaluating characteristics of fresh concrete according to the first aspect of the invention relates to a plurality of types of fresh concrete having different one or both of a slump value and a water-cement ratio, and the number of rotations when these fresh concretes are loaded on a track agitator. And the change relationship of the driving pressure, and from this change relationship, the apparent plastic viscosity of the fresh concrete is obtained, and further, the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio is obtained for each slump value. When evaluating the characteristics of the fresh concrete actually used, the apparent plastic viscosity of the fresh concrete is obtained based on the rotational speed and driving pressure detected when the fresh concrete is loaded on the track agitator. Sura And check the relationship between the apparent plastic viscosity and water cement ratio determined for each slump value based on the apparent plastic viscosity and slump value. The water-cement ratio is to be estimated. Therefore, the mechanical properties of fresh concrete considered to be a Bingham body are the slump value for the portion corresponding to the yield value, and the apparent plastic viscosity obtained from the relationship between the rotation speed and torque for the portion corresponding to the plastic viscosity. In addition, the water cement ratio can be estimated simply and accurately using physical property values that can be considered as representatives and can be easily measured.
[0045]
Further, the method for evaluating the characteristics of the fresh concrete according to the second aspect of the present invention is actually used by examining the rotational speed and driving pressure when the fresh concrete in a state where the material separation becomes unacceptable is loaded on the track agitator. When evaluating the characteristics of fresh concrete, the driving pressure at the number of rotations when the same amount of fresh concrete is loaded on the track agitator is examined, and whether or not the degree of occurrence of material separation is within an allowable range. Therefore, it is possible to easily check the flow characteristics of all the fresh concrete to be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the present invention, and is a flowchart showing a procedure for estimating a water-cement ratio of fresh concrete.
FIG. 2 is a flowchart showing details of a procedure in step S1 in FIG.
FIG. 3 is a side view schematically showing a track agitator used in the embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a hydraulic circuit and an electric circuit attached to the hydraulic circuit in the track agitator shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a graph conceptually showing an example of a relationship curve between the water cement ratio (horizontal axis) and the apparent plastic viscosity (vertical axis) of fresh concrete obtained for each slump value.
FIG. 6 is a diagram showing a method for calculating the apparent plastic viscosity of fresh concrete, and is a graph conceptually showing an example of a linear relationship obtained for the rotational speed (horizontal axis) and torque (vertical axis) of the track agitator. It is.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a second embodiment of the present invention, and is a flowchart showing a procedure for estimating a water-cement ratio of fresh concrete.
[Explanation of symbols]
1
Claims (2)
前記対応関係を調べる際には、スランプ値および水セメント比の一方または双方が互いに異なりかつそれらの値が既知の複数種のフレッシュコンクリートを用意し、それらフレッシュコンクリートを前記トラックアジテータに積載してトラックアジテータを異なる回転数で回転させて各回転数に対応する駆動圧力をそれぞれ検出することにより、それら回転数と駆動圧力との変化関係を調べるとともに、該変化関係から、前記フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求め、さらに、該見掛けの塑性粘度と前記水セメント比との関係を、前記スランプ値ごとに予め求めておき、
実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを前記トラックアジテータに積載してトラックアジテータを異なる回転数で回転させて各回転数に対応する駆動圧力をそれぞれ検出し、それにより検出した回転数および駆動圧力に基づき、当該フレッシュコンクリートの見掛けの塑性粘度を求める一方、当該フレッシュコンクリートのスランプ値を検査し、これら見掛けの塑性粘度とスランプ値に基づき、予めスランプ値ごとに求められた見掛けの塑性粘度と水セメント比との関係を参照して、実際に使用するフレッシュコンクリートの水セメント比を推定することを特徴とするフレッシュコンクリートの特性評価方法。 When a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator, the correspondence between the rotational speed and driving pressure of the track agitator and the characteristics of the fresh concrete is examined in advance, and the fresh concrete actually used for the track agitator is When the predetermined amount is loaded, the rotational speed and driving pressure of the track agitator are detected, and the water-cement ratio of fresh concrete actually used is estimated based on the rotational speed and the driving pressure with reference to the correspondence relationship. A method for evaluating the properties of fresh concrete,
When investigating the correspondence, a plurality of types of fresh concrete having one or both of a slump value and a water cement ratio that are different from each other are prepared, and the fresh concrete is loaded on the track agitator. By rotating the agitator at different rotational speeds and detecting the driving pressures corresponding to the respective rotational speeds, the change relation between the rotational speeds and the driving pressures is examined, and the apparent plasticity of the fresh concrete is determined from the change relations. Viscosity was determined, and the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio was previously determined for each slump value,
When evaluating the characteristics of the fresh concrete actually used, the fresh concrete is loaded on the track agitator, the track agitator is rotated at different rotational speeds, and the driving pressures corresponding to the respective rotational speeds are detected, respectively. The apparent plastic viscosity of the fresh concrete is obtained based on the rotational speed and the driving pressure detected by the above, while the slump value of the fresh concrete is inspected and previously obtained for each slump value based on the apparent plastic viscosity and the slump value. A method for evaluating characteristics of fresh concrete, wherein the water cement ratio of fresh concrete actually used is estimated by referring to the relationship between the apparent plastic viscosity and the water cement ratio.
前記対応関係を調べる際には、所定量のフレッシュコンクリートをトラックアジテータに積載するとともに、それに加水して材料分離が許容できなくなる時点を特定し、その時点における前記トラックアジテータにおける回転数および駆動圧力を予め調べておき、
実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する際には、当該フレッシュコンクリートを前記所定量と同一量、前記トラックアジテータに積載して、材料分離が許容できなくなる時点における前記回転数でトラックアジテータを回転させてその際の駆動圧力を検出し、その検出した駆動圧力と材料分離が許容できなくなる時点における前記駆動圧力との比較により、前記フレッシュコンクリートにおける材料分離の発生の度合いが許容範囲内であるか否かを判断することを特徴とするフレッシュコンクリートの特性評価方法。 When a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator, the correspondence between the rotational speed and driving pressure of the track agitator and the characteristics of the fresh concrete is examined in advance, and the fresh concrete actually used for the track agitator is Based on the number of rotations and the driving pressure when the predetermined amount is loaded, referring to the correspondence relationship, a method for evaluating the characteristics of fresh concrete that is used to evaluate the material separation characteristics of the fresh concrete actually used,
When investigating the correspondence, a predetermined amount of fresh concrete is loaded on the track agitator, and when it is added to the track agitator, a point of time when material separation becomes unacceptable is specified. Check in advance ,
When evaluating the characteristics of the fresh concrete that is actually used, the fresh concrete is loaded on the track agitator in the same amount as the predetermined amount, and the track agitator is rotated at the number of revolutions when the material separation becomes unacceptable. Whether or not the degree of occurrence of material separation in the fresh concrete is within an allowable range by comparing the detected driving pressure with the driving pressure at the time when the material separation becomes unacceptable . A method for evaluating characteristics of fresh concrete, characterized by determining whether or not.
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