JP3937509B2 - フレッシュコンクリートの空気量測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレッシュコンクリートの空気量の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フレッシュコンクリートの空気量の測定は、例えば、ＪＩＳに規定されている空気室圧力方法（ＪＩＳ Ａ 1128-1993）により一般的に行われている。この空気量の測定方法では、図３に示す空気量測定器が用いられている。
【０００３】
同図に示した空気量測定器は、測定容器１と圧力計２とを有している。測定容器１は、上端が開口し、内部に測定対象コンクリートＣを収納する容器本体１ａと、容器本体１ａの上端開口を気密閉塞する密閉蓋１ｂとを有している。
【０００４】
密閉蓋１ａの上面上には、隔壁１ｃを設けることにより空気室３が形成されている。圧力計２は、空気室３内の圧力を測定するようになっている。
【０００５】
密閉蓋１ｂには、容器本体１ａ内と空気室３との間を連通・閉塞する作動弁４と、容器１内に水を注水する注水口５とが設けられている。
【０００６】
このような構造の空気量測定器を用いる測定方法では、ボイルの法則（ＰＶ＝一定，Ｐ＝圧力，Ｖ＝気体の体積）利用し、コンクリートＣ中の空気量の体積変化による圧力変化を圧力計２で読取ることにより、コンクリートＣ中の見掛けの空気量を測定し、得られた値から骨材修正係数を減ずることにより空気量が求められる。
【０００７】
しかしながら、このような従来のフレッシュコンクリートの空気量測定方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上述した空気量測定器を用いる空気量測定方法では、容器本体１ａ内に測定対象コンクリートを詰めた後に、コンクリートの天端をストレートエッジを用いて、すり切るように指導されているとともに、容器本体１ａの天端についているモルタルやコンクリートを、密閉蓋１ｂの装着前にウエスで拭き取るように指導されている。
【０００９】
ところが、このようなすり切り操作や拭き取り作業は面倒である上に、特に、すり切り操作は、測定精度が低下する一因となっていた。
【００１０】
つまり、すり切り操作を行うと、コンクリート中のモルタルのみが容器本体１ａの外に出易く、モルタルのみが排出されると、コンクリート配合が実体と異なってくる。
【００１１】
また、すり切り操作を行う際に、コンクリートの天端が、容器本体１ａの天端より低くても、水の表面張力でモルタルがストレートエッジ側に引き寄せられ、コンクリートの天端が、容器本体１ａの天端と同一であると錯誤する場合があり、このまま測定が行われると、見掛けの空気量は、注水法では、小さくなり、非注水法では、大きくなるという問題があった。
【００１２】
さらに、特に注水法においては、作業手順を間違えたり、作動弁４の劣化などにより、空気室３内に容器１側から水が逆流して測定精度が低下するなどの問題も指摘されていた。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、面倒な操作や作業を伴うことなく、測定精度を向上させることができるフレッシュコンクリートの空気量測定方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、容器本体と密閉蓋とを備えた容器を用いるフレッシュコンクリートの空気量測定方法において、前記容器本体内に測定対象コンクリートを収容して、前記密閉蓋で閉塞し、前記測定対象コンクリート上の空間部に一次注水して、全体重量Ｗ₁を測定し、前記空間部に２次注水して、前記空間部の圧力値Ｐ₂と全体重量Ｗ₂とを測定し、
式
ｖ₀＝Ｐ₂・ｖ₂／（Ｐ₂−Ｐ₁）
ｖ₂＝（Ｗ₂−Ｗ₁）／ρ_T
Ｐ₁；大気圧，ρ_T；水のＴ℃における比重，ｖ₂；２次注水量
から前記測定対象コンクリートの見掛けの空気量ｖ₀（実容積）を求めるようにした。
ここで、いま、容器の容積Ｖ₀’が既知であり、容器と収容したコンクリートの重量の和がＷ₀とすると、一次注水重量Ｗ₀’は、
Ｗ₀’＝Ｗ₁−Ｗ₀
となる。
１次注水量をｖ₁とすると、コンクリートの容積Ｖは、
Ｖ＝Ｖ₀’−ｖ₁＝（Ｖ₀’−Ｗ₀’）／ρ_T
として求められるので、フレッシュコンクリートの空気量ｖ₀’（％）は、
ｖ₀／Ｖ×１００で容積％として求めることができる。
このような測定方法によれば、容器本体内に測定対象コンクリートを収容すれば空気量の測定が可能になり、天端のすり切り操作や拭き取り作業が不要になる。
また、本発明の測定方法では、すり切り操作を行わないので、測定対象コンクリートの実体の変更がなく、ありのままでの測定が行われ、測定精度の低下を回避することができる。
さらに、従来の測定器のように空気室がないので、水の逆流による測定精度の低下も発生しない。
また、本発明の測定方法では、前記２次注水の後に、３次注水して、前記空間部の圧力値Ｐ₃と全体重量Ｗ₃とを測定し、
式
ｖ₀＝（Ｐ₃・ｖ₃−Ｐ₂・ｖ₂）／（Ｐ₃−Ｐ₂）
ｖ₂，ｖ₃；１次注水量を含まない一次注水以降の加圧した水の積算量
から前記測定対象コンクリートの見掛けの空気量ｖ₀を求めることができる。
この測定方法によれば、大気圧Ｐ₁を測定することなく、見掛けの空気量ｖ₀を求めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明にかかるフレッシュコンクリートの空気量測定方法の一実施例を示している。
【００１６】
図２は、同測定方法に使用される測定器の容器１０の詳細であり、容器１０は、容器本体１２と密閉蓋１４とを有している。
【００１７】
容器本体１２は、上端が開口した有底円筒形状のものであり、上端開口縁には、フランジ部１２ａが形成されている。
【００１８】
密閉蓋１４は、容器本体１２のフランジ部１２ａと接合するフランジ部１４ａが下端外周縁に設けられた円錐台部１４ｂと、円錐台部１４ｂの上端に垂設され、上端が開口した円筒部１４ｃとを備え、全体形状が概略逆ロート状に形成されいる。
【００１９】
円錐台部１４ｂの傾斜面には、開閉可能な注水口１６と、後述する圧力校正器２４の接続が可能であって、かつ、開閉自在な接続口１８とが設けられている。円筒部１４ｃには、内部の空気を排出した後に、容器１０内を密封するための開閉弁２０が設けられている。
【００２０】
なお、図１，２においては、密閉蓋１４の円錐台部１４ｂの傾斜角度を図示の都合上、概略９０°程度に拡開した状態にしているが、実際には、この傾斜角度は、概略１８０°に近い平坦な角度に設定する。
【００２１】
このような容器１０を使用してフレッシュコンクリートの空気量を測定する際には、まず、図１（ａ）に示すように、容器本体１２内に測定対象コンクリートＣを収容する。
【００２２】
測定対象コンクリートＣの収容状態は、容器本体１２の天端近傍まで充填する必要はなく、任意の高さでよく、すり切り操作を行う必要はない。
【００２３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、容器本体１２のフランジ部１２ａに、密閉蓋１４のフランジ部１４ａを接合して、容器本体１４内を気密密閉した後に、接続口１８を閉止し、かつ、開閉弁２０を解放した状態で、注水口１６を解放して、コンクリートＣの上部側の空間に注水する。
【００２４】
そして、容器１０の内部の空気が追い出されて、空間が水と置換されると、注水口１６を閉止し、接続口１８に圧力校正器２４を接続して、接続口１８から注水し、容器１０の内部（接続口１８に残存していた空気）の空気を追い出す。
【００２５】
その後、開閉弁２０を閉止し、容器１０内を概略大気圧に保つ。なお、この場合、コンクリートＣには、注水した水の圧力が加えられているが、コンクリートＣの充填量を天端近傍までとし、密閉蓋１４の円錐台部１４ｂの傾斜角度を１８０°近くにすると、このときの注水量は、非常に少なくなるので、注水した水の圧力は無視できる。
【００２６】
密閉蓋１４で閉塞された容器１０は、注水前に重量計２２上に載せておき、以上の１次注水が完了すると、その全体重量Ｗ₁を測定する。
【００２７】
この場合、容器１０の容器の容積Ｖ₀’および、容器１０と収容したコンクリートＣの重量の和Ｗ₀を予め重量計２２で測定しておくと、一次注水重量Ｗ₀’（１次注水量ｖ₁に等しい）は、
Ｗ₀’＝Ｗ₁−Ｗ₀
として求めることができ、この一次注水重量Ｗ₀’と、水のＴ℃における比重ρ_TからコンクリートＣの容積Ｖは、
Ｖ＝Ｖ₀’−Ｗ₀’／ρ_T
として求められるので、フレッシュコンクリートＣの空気量ｖ₀’（％）や、コンクリートＣの単位容積重量を算出することができる。
【００２８】
全体重量Ｗ₁の測定が終了すると、そのままの状態で、図１（ｄ）に示すように、接続口１８に圧力校正器２４を接続して、接続口１８を解放する。圧力校正器２４は、それ自身から２次注水を接続口１８側に送り込み、その圧力値を測定するものであり、例えば、ドラックジャパン株式会社発売のＤＰＩ６０１ＨＡＶ（液圧高圧形）を用いることができる。
【００２９】
このような２次注水を行うと、コンクリート中の空気が圧縮されて、体積が収縮するが、この収縮量は、注水量に等しくなる。
【００３０】
つまり、測定対象コンクリートＣの見掛けの空気量がｖ₀（実容積）であり、これが２次注水によりｖ₂だけ収縮したとすると、
ｖ₂＝（Ｗ₂−Ｗ₁）／ρ_T ……▲１▼
の関係が成り立つ。ただし、ρ_T；水のＴ℃における比重とする。
【００３１】
一方、ボイルの法則により、図１（ｃ），（ｄ）の状態において、それぞれ以下の関係が成り立つ。
Ｐ₁・ｖ₀＝ｋ ……▲２▼
Ｐ₂（ｖ₀−ｖ₂）＝ｋ ……▲３▼
ここで、Ｐ₁；大気圧とする。
【００３２】
以上の▲１▼〜▲３▼式から、測定対象コンクリートＣの
見掛けの空気量ｖ₀＝Ｐ₂・ｖ₂／（Ｐ₂−Ｐ₁）
となり、Ｐ１，Ｐ２，ｖ₂は、それぞれ測定できるので、空気量ｖ₀（実容積）を求めることができる。
【００３３】
この場合、２次注水の量ないしは加圧圧力は、複数の値を段階的に設定し、それぞれの注水量ないしは圧力値で測定を行い、複数の見掛けの空気量ｖ_nを求め、これらの平均値を見掛けの空気量とすることもできる。
【００３４】
以上のようにして見掛けの空気量ｖ₀が求められると、コンクリートＣの容積Ｖを予め求めておくと、見掛けの空気量ｖ₀’（％）は、ｖ₀／Ｖ×１００で求めることができ、従来と同様に骨材修正係数での補正を行い、真の空気量を決定する。
【００３５】
さて、以上のようにして行われるフレッシュコンクリートの空気量測定方法によれば、容器本体１２内に測定対象コンクリートＣを収容すれば空気量ｖ₀の測定が可能になり、天端のすり切り操作や拭き取り作業が不要になり、面倒な操作や作業が排除される。
【００３６】
この場合、容器本体１２内に充填する測定対象コンクリートＣの高さは、均す必要がなく、例えば、本体１２の開口部から上方に多少盛り上がっていても、密閉蓋１４に接触しなければ測定することができる。
【００３７】
また、本発明の測定方法では、すり切り操作を行わないので、測定対象コンクリートＣの実体の変更がなく、ありのままでの測定が行われ、測定精度の低下を回避することができる。
【００３８】
さらに、従来の測定器のように空気室がないので、水の逆流による測定精度の低下も発生しない。
【００３９】
次に、本発明の別の実施例について説明する。上記実施例で説明した測定方法では、大気圧Ｐ₁の測定が必要になるが、以下のような測定方法を行えば、この測定が不要になる。
【００４０】
その測定方法は、図１（ｄ）に示した２次注水の後に、３次注水して、空間部の圧力値Ｐ₃と全体重量Ｗ₃とを測定する。２次および３次注水において、ｖ₂，ｖ₃を１次注水量を含まない一次注水以降の加圧した水の積算量とすると、以下の関係式が成り立つ。
Ｐ₁・ｖ₀＝Ｐ₂（ｖ₀−ｖ₂） ……▲４▼
Ｐ₁・ｖ₀＝Ｐ₃（ｖ₀−ｖ₃） ……▲５▼
この式▲４▼，▲５▼式を変形すると、
ｖ₀＝（Ｐ₃・ｖ₃−Ｐ₂・ｖ₂）／（Ｐ₃−Ｐ₂） ……▲６▼
となり、Ｐ₂，Ｐ₃，ｖ₂，ｖ₃がそれぞれ既知なので、この式から見掛けの空気量ｖ₀（実容積）および空気量ｖ₀’（％）をそれぞれ求めることができる。
【００４１】
なお、本発明の測定方法では、例えば、重量計２２および圧力校正器２４の出力信号をＡ／Ｄ変換器を介して、パソコンなどに入力すると、予め組まれたプログラムに従って、見掛けの空気量Ｖ₀（複数の見掛けの空気量Ｖ₀の平均値の演算も含む）を演算し、見掛けの空気量Ｖ₀から空気量を自動的に求めることも可能である。
【００４２】
また、図１（ｃ）で説明したようにコンクリートＣの単位容積重量を求めておくと、この単位容積重量と空気量および使用配合とから、コンクリートの水セメント比を求めることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるフレッシュコンクリートの空気量測定方法によれば、面倒な操作や作業を伴うことなく、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフレッシュコンクリートの空気量測定方法の一実施例の測定手順を順に示す断面説明図である。
【図２】図１の測定方法で使用する容器の断面説明図である。
【図３】従来の空気量測定器の説明図である。
【符号の説明】
１０ 容器
１２ 容器本体
１４ 密閉蓋
１６ 注水口
１８ 接続口
２０ 開閉弁
２２ 重量計
２４ 圧力校正器

Claims (3)

1. 容器本体と密閉蓋とを備えた容器を用いるフレッシュコンクリートの空気量測定方法において、
   前記容器本体内に測定対象コンクリートを収容して、前記密閉蓋で閉塞し、
   前記測定対象コンクリート上の空間部に一次注水して、全体重量Ｗ₁を測定し、
   前記空間部に２次注水して、前記空間部の圧力値Ｐ₂と全体重量Ｗ₂とを測定し、
   式
   ｖ₀＝Ｐ₂・ｖ₂／（Ｐ₂−Ｐ₁）
   ｖ₂＝（Ｗ₂−Ｗ₁）／ρ_T
   Ｐ₁；大気圧，ρ_T；水のＴ℃における比重，ｖ₂；２次注水量
   から前記測定対象コンクリートの見掛けの空気量ｖ₀を求めることを特徴とするフレッシュコンクリートの空気量測定方法。
2. 請求項１記載のフレッシュコンクリートの空気量測定方法において、
   前記２次注水の後に、３次注水して、前記空間部の圧力値Ｐ₃と全体重量Ｗ₃とを測定し、
   式
   ｖ₀＝（Ｐ₃・ｖ₃−Ｐ₂・ｖ₂）／（Ｐ₃−Ｐ₂）
   ｖ₂，ｖ₃；１次注水量を含まない一次注水以降の加圧した水の積算量
   から前記測定対象コンクリートの見掛けの空気量ｖ₀を求めることを特徴とするフレッシュコンクリートの空気量測定方法。
3. 前記測定対象コンクリートの容積値Ｖを測定し、前記空気量ｖ₀をこの容積値Ｖで除算することにより、前記空気量ｖ₀を容積％として求めることを特徴とする請求項１または２記載のフレッシュコンクリートの空気量測定方法。

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