JP4189546B2 - 表面からの蒸発の現場測定装置及び方法 - Google Patents

Description

背景
本発明は、表面からの蒸発の現場測定方法及び表面からの蒸発の測定装置に関する。養生技術、中でも、コンクリート構造物及び要素の硬化における温度及び湿度状態の調整及び制御に関する。この養生技術は、更に、例えば、コンクリート硬化（「湿分硬化」）特性の最適な進行を達成するためのコンクリートの初期硬化段階における水分状態の測定／調整／制御を含む。

最近１０年間、コンクリート技術の開発は、新しい高性能コンクリートコンセプトに基づいて形成されてきた。一般的に、従来のコンクリートには、０．４０〜０.６０の範囲の水／セメント比（ｗ／ｃ比）が用いられるが、今日の流動化剤は、２０％までのシリカヒュームが添加される場合、０.２０〜０.３０のｗ/ｃ比を有する比較的流動性のコンクリートの製造を可能にした。これらの極めて高密度なコンクリートによって、従来のコンクリートが一般的に３０〜５０ＭＰａのコンクリート強度を有するのと比較して、２００〜４００ＭＰａのコンクリート強度が工業的に達成可能となった。

デンマークコンクリートリサーチは、この新しいコンセプトの学術的及び実験的開発において中心的な役割を有しており、また、デンマーク企業は、今日、特殊製品を目的とする高性能コンクリートの工業的な実施に従事している。

養生技術において、高性能コンクリートコンセプトという用語は、硬化中の最適又は制御された湿分硬化の要求が非常に増大していることを意味する。低ｗ／ｃ比では、初期硬化段階における水分の低下でも、その後の硬化及びコンクリートの特性現象に悪影響を及ぼす。

高性能コンクリートの分野では、製造過程におけるコンクリートの湿分硬化状態の測定／調整／制御のために、シンプルな使用の可能な方法の必要性が、将来、拡大することが期待されている。

問題の提示
混練及び成型後の初期には、コンクリートは、可塑性で加工可能である。コンクリートの硬化、固まって固体になる時間は、通常、水を加えて混練した後、４〜８時間で起こる。硬化時間中及びその直後、コンクリートの強度は、非常に低く、この状態では、成型コンクリートは、あらゆる形態の機械的影響を非常に受け易い。

コンクリートが硬化前及び硬化中の間に、過度の乾燥にさらされると、コンクリートの表面にひび割れが生じる。このひび割れ、塑性収縮ひび割れは、バインダの硬化段階で、メニスカス状態の間げき水の表面張力が過度に毛細管引張応力を増大させることによって生じる。

従来のコンクリートについて、高温下の成型、低湿及び高い風速の場合、初期硬化段階における塑性収縮によるひび割れの損傷は、伝統的に問題を引起している。この損傷は、コンクリート／モルタルが薄い層に成型されるとき、例えば、修復作業に関係する吹付けのとき、厳しいものとなる。層が薄くなる結果として、蒸発によって決定される水分の減少が、この場合には、塑性収縮によるひび割れの損傷を引起す。

アメリカコンクリート研究報告ＡＣＩ３０５Ｒ−９１によれば、実際のひび割れの損傷は、初期硬化段階における蒸発による水分の減少が約１ｋｇ／ｍ²ｈ未満であれば、大量のコンクリート、すなわち、比較的大きな寸法のコンクリート構造物では、避けることができる。しかしながら、例えば吹付けの薄い層については、許容できる蒸発速度がかなり低い。

高性能コンクリートは、特に初期硬化段階において、乾燥の影響を受けやすい。これは、大抵は、次の３つの特性の同時発生によるものである。
・コンクリートの多孔性及び透湿性低さは、表面領域からの蒸発による水分の低減が、限られた広さでのみ、コンクリートの下から加えられる水分を交換することを意味する。
・コンクリートの固体粒子の高い集中は、「剛性」システムを作り、その結果として、少量の水分の低下でさえ、粒子システムは「ロック」し、そうなると、更に、水分の減少がメニスカスの成立及び間隙流体の毛細管引張応力を引起す。
・付加されたシリカヒュームは、一般的に、０.１μｍの粒子寸法を有し、これは、セメント粒子の平均寸法の約１００分の１であり、このため、早期乾燥による毛細管引張応力は、通常のコンクリートよりもかなり大きくなる。

高性能コンクリートにおいて、これらの有害な物理的現象は、硬化中にひび割れる傾向を助長するバインダ相において、かなりの程度の自己収縮が生じるという事実によって、更に悪化される。

このため、本発明の目的は、表面、特に、セメント安定材からなる表面からの蒸発であるが、一般的に、物体が表面から蒸発するあらゆる表面からの蒸発を測定するための方法及び装置を生み出すことである。

この問題の以下の説明は、セメントベース材の初期硬化段階について言及する。
湿ったセメント安定材の表面に適応する熱力学の原理は、運動選手又は動物の皮膚表面、自然に気化が進行する植物の葉の表面、塗装表面等の表面処理商品の表面、これは、表面処理剤の溶剤が表面処理作用剤の硬化に関連して蒸発するが、このようないくつかの他の状況と比較することができる。要するに、本発明の原理は、これにより、本装置とその表面との間で熱接触できるあらゆるタイプの表面に同様に適用することができる。

蒸発減の測定
湿ったコンクリート表面からの蒸発速度は、下にあるコンクリートの熱容量と発熱との間の相互作用、雰囲気温度及び湿度及び周囲の風速の複合によって決定される。成型後、コンクリートの表面温度は、雰囲気に関する擬湿度温度平衡（pseudo-psychrometric temperature equilibrium）で調整する。湿りコンクリート表面からの蒸発速度は、その後、次のような多くの時間変動パラメータによって影響される。
−空気温度：θ_a（ｔ）
−相対湿度：ＲＨ（ｔ）
−コンクリート表面の風速ｖ（ｔ）
−硬化コンクリートの発熱：Ｑ（ｔ）

蒸発過程の潜在能力の違いを決定しているのは、雰囲気の蒸気分圧と湿りコンクリート表面の飽和蒸気分圧との間の差圧Δｐ（ｔ）である。コンクリートの表面温度及びこれによって決定する電位差Δｐ（ｔ）は、対流的に決定されるコンクリート表面の境界層における熱及び湿気の伝達によって影響され、これも雰囲気の風速による。

局所的な気候、環境の作用及び下にあるコンクリートの発熱の相互作用は、技術的な計算及び測定を複雑にする。

特定の単純化された状態では、ほぼ正確な熱力学的な計算方式は、この湿りコンクリート表面と周囲空気との境界層における組み合わされた湿気−熱の伝達を設定することができ、これにより、蒸発速度の予想を可能にする。これは、図１に示され、湿った硬化中のコンクリート表面からの蒸発速度の予測に現在使用されている計算図表の例を示している（ＡＣＩ３０５Ｒ−９１）。

しかしながら、この成型、硬化中のコンクリートからの蒸発減を測定／調整／制御するための方法が建築技術に適用された場合、実際の自然の多数のファクタによって制限される。
・蒸発速度を予想するのに使用されるパラメータは、時間及び所与の成型コンクリート構造の配置で変化する。
・局所的な蒸発速度の予想は、少なくとも４つの測定を必要とし、その２つは、局所的な風速ｖ及び局所的な相対湿度ＲＨであり、測定技術の観点から「過渡状態」に注意すべきである。
・標準測定機によって、設定臨界時間におけるコンクリートの表面温度の水和熱の影響を表示することは困難である。
・必要な測定機及び湿った表面からの蒸発速度を予想するために必要な経験は、測定技術の広大な知識を要求する。

本発明に従った装置の全体的な着想は、測定が困難な時間で変動するパラメータに基づいてコンクリートからの蒸発速度の瞬間的な値のほぼ正確な予測をさせる代りに、硬化中の湿りコンクリート表面からの実際の積算された蒸発減を測定することである。この測定コンセプトは、本発明に従った装置の異なる複数のプロトタイプでテストされている。

上述の問題及び本発明の背景の全体的な着想は、表面からの物質の蒸発の現場測定のための本発明に従った装置の設計を導き、この装置は、吸水性の多孔性材料からなる規定された面積の蒸発表面を有し、この蒸発表面が測定表面から蒸発するのと同じ物質を収容するリザーバと接続していることが明確である。

使用中、本装置が測定表面に密着されたとき、本装置に設けられた蒸発表面として作用する吸水性の多孔質表面は、蒸発表面のすぐ上及びその材料表面のすぐ上に同一の境界条件が存在するのを確実にする。

セメントベースの材料、特に、上述のようなコンクリートの場合、表面から蒸発する物質は、主に水である。水のリザーバを設けることによって、上述のコンクリート表面の蒸発状態は、本装置の蒸発表面上の蒸発状態と完全に一致する。リザーバに直接接続する多孔質の吸水性材料は、このため、蒸発の結果として、リザーバの外へ流体を吸引する。このことは、実際の測定表面からの物質の積算された蒸発を表示できるようにする。

本発明の一実施形態では、リザーバは、毛細管である。毛細管は、非常に細い内径を有し、このため、蒸発表面からの少量の蒸発でも、毛細管内の物質の表面（液体表面）の変位が測定可能となる。

本発明の更なる好ましい実施形態では、測定表面からの蒸発の程度は、本装置に取付けられた目盛で読取ることができる。制御された条件下で本装置をテストすることにより、目盛は、本装置が使用される厳密な表面に適合するように較正することができる。実際の蒸発減が制御された条件下で目盛によって表示され、多数のテストが記述されたあと、硬化中のセメント表面からの蒸発減の測定に使用する装置に対応する較正されたスケールが提供される。

同様な方法で、コンクリート表面について以下に説明するように、表面処理された表面、運動選手又は動物の皮膚表面をテストし、あるいは、植物の葉からの蒸発を表示することが可能である。これにより、異なる表面からの蒸発の測定に較正されたスケールを提供することが可能である。

本発明の更なる好ましい実施形態では、毛細管内の物質は、着色され、管の一端がシールされて、このシールを使用前に壊さなければならないようになっており、あるいは、この代りに、毛細管は、蒸発表面に接続されない端部が開放している。本装置の後者のバージョンを使用する場合、その管は、その場で液体で満たされる。これを行う一つの方法は、毛細管の吸込によって毛細管に満たされる液体に開口端を浸すことである。

先に述べたバージョンの毛細管では、殆ど完全に緊密に梱包されていたとしても、搬送中又は長期の貯蔵中に、気泡が生じるので、後者の実施形態が好ましい。この問題は、毛細管が現場で測定される直前又は短時間前に満たされれば、完全に防止される。加えて、測定表面からの積算された蒸発減は、毛細管内の物質が着色され、これにより、目立つことで簡単に読み取られる。

本装置は、蒸発を生じる表面に良好に熱接触する状態で、実際の蒸発過程をシミュレートすることができる。このため、本発明の更なる好ましい実施形態では、蒸発表面及び毛細管は、熱伝導性の基板上に設けられている。蒸発が測定されるべき表面と本装置との間のこの熱接触を確実にすることによって、蒸発表面上の液体が測定表面からの水和熱を含む同一の境界条件におかれるのを確実にする。

本発明の一つの特定の実施形態は、アルミニウム又は蒸発表面と緊密に熱接触する側にアルミニウムコーティングした合成材料で作られた基板を特徴とする。この実施形態は、アルミニウムが特に熱伝導性に優れた金属であることから、特に好ましい。

更なる好ましい実施形態では、多孔質、吸水性材料は、例えば、石膏、フェルト、繊維状材料又は焼結セラミック材料から選択されている。以下に、蒸発表面が強化された石膏で作られている具体的な実施形態が記載されている。多孔質及び吸水性材料の性状は、本装置の使用意図による。この状況において最も重要な特徴は、蒸発減が表示されるそれらの測定表面と同一の環境において、物質を毛細管から蒸発表面へ移動させることができる多孔質、吸水性材料を使用することである。

更なる好ましい実施形態では、目盛は、毛細管又は基板上に設けられて、本装置の蒸発表面からの毛細管内の物質の測定された積算された蒸発減を表示し、例えば、ｋｇ／ｍ²のような明確に定義された単位を表示する。これにより、測定表面からの蒸発減を継続的に不明確でなく記録する使用者の作業がシンプルで簡単になる。

本発明の更なる実施形態では、電子データ収集のための手段が本装置に設けられている。この手段は、インタフェイスを有するＩＣＣチップ（集積回路カード）を含むことができる。蒸発は、例えば、表面からの蒸発に比例して抵抗が増大する毛細管内の抵抗の測定に基づいて、又は、例えば毛細管内の液体の表面に向かうレーザダイオードからのレーザビームによって、また、表面からの反射の干渉を記録する感光ダイオードによって、あるいは、この代りに、多数の感光ダイオードを毛細管に沿って測定スケールに対応させて配置して、これによる毛細管内の液体の表面を通過を示すダイオードの光の角度の変化を測定し、これによる蒸発表面からの蒸発を測定することによって、記録することができる。チップは、コンピュータによって更に処理するために、インタフェイスを介して直接、データをダウンロードすることができるように、一定に規定されたインターバルでログデータをプログラムすることができる。

本発明の更なる実施形態では、本装置は、可撓性の熱伝導性材料で作られ、これにより、本装置は、他のタイプの表面での使用に適合することができる。この点については、特に皮膚表面である。この適用例では、本装置は、皮膚に接着するバンドエイド状の製品として設計される。

本発明の特定の実施形態では、本装置は、使い捨て計器として製造することが可能である。本発明に従った他の実施形態では、特に電子機器が使用され、このため、計器がより高価なものでは、本装置は、リザーバ／毛細管が交換可能で、かつ、蒸発表面は、清浄又は交換されるように設計される。

次に、本発明を添付図面を参照して説明し、図１は、ＡＣＩ３０５Ｒ−９１（暑中コンクリート施工）に従った硬化中の湿ったコンクリートの表面からの蒸発速度を予想するために使用されるルーチンの標準計算図表を示している。

図２aは、初期硬化段階における風の影響を示している。両方の供試体は、ｗ／ｃ比が３.３０で２０％シリカヒュームを加えた高性能コンクリートのバインダ相を有する。左の供試体は、２０℃及び相対湿度５０％の静止空気において１６時間硬化後の状態を示す写真に基づいて描かれている。同じ雰囲気中の右の供試体は、風速４〜５ｍ／ｓに曝されている。これらの図示の供試体は、１５ｃｍ×１５ｃｍで試料厚が１０ｃｍである。風負荷は、可塑収縮の結果として、ひび割れ損傷を悪化させることは明白である。

図２ｂは、初期硬化段階における乾燥の影響を示している。左の供試体は、ｗ／ｃ比０．５及びシリカヒューム付加０％の通常のコンクリートのバインダ相を示している。右の供試体は、ｗ／ｃ比０．３、シリカヒューム付加２０％の高性能コンクリートのバインダ相を示している。両供試体とも２０℃及び相対湿度５０％の静止雰囲気における１６時間硬化後の状態を示す写真に基づいて描かれている。これらの図示の供試体は、１５×１５ｃｍで試料厚が１０ｍｍである。左の通常のコンクリートのバインダ相は、ひび割れの初期徴候を示し、右の高性能コンクリートのバインダ相は、塑性収縮による深刻なひび割れを示している。

本発明に従った装置（１）の生産及びテストされるプロトタイプが図３ａに示されている。この測定システムは、水／石膏比０.６０の石膏の円形蒸発表面（２）からなる。φ０．９ｍｍの内孔を有する嵌め込まれた毛細管は（３）は、蒸発表面（２）に液圧接触している。

蒸発表面は、毛細管とともに、０.５×１５×６５ｍｍのアルミニウム基板（４）の表面に取付けられ、又は、同じ寸法のアルミニウム板が貼り付けられた１．５ｍｍのアクリル樹脂板に嵌め込まれている。

毛細管（３）は、着色された水が入っている。測定中、本装置は、蒸発表面と下層とが同じ温度になるように、湿った下層に緊密に熱接触される。基板（４）の目盛は、石膏表面からの蒸発減がｋｇ／ｍ²の単位で直接読めるように較正されている。

本装置を工業的に大量生産する場合、次の２つの実施形態が可能である。
１．本装置は、低水分吸収性の硬質プラスチック、例えばポリスチレンで射出成形される。毛細管は、案内溝に取付けられる独立したガラスチューブとすることができ、又は、基板自体に成型、開口することができる。蒸発表面は、毛細管の端部の円形の石膏充填キャビティに形成される。基板の全厚は、１.６〜１.８ｍｍになる。本装置の最終形態は、大体において、図３に示されるプロトタイプのようになる。
２.基板（４）は、０.２〜０.３ｍｍのアルミニウム板から一度に成形されて打抜かれ、成形中に、約１.４ｍｍの深さの毛細管用の溝が、石膏が充填される蒸発表面用の同じ深さの円形キャビティと一体に形成される。この実施形態の温度特性は、アルミニウムの高い熱拡散率によって、１.に記載された実施形態よりも優れている。

本装置の感度及び測定範囲は、毛細管と蒸発表面との間の直径比の選択を通して、多数の異なる応用例に適応することができる。

実際の適用例について、毛細管（３）の端部は、基板（４）から突出して、シールすることができる。毛細管及び蒸発表面（２）の真空充填後、基板は、図３ｂに示されるように、拡散防止シールを有する水分飽和された防藻の繊維質のホルダに包まれる。

測定目的のため、シールがはがされ、毛細管の端部が壊されて、本装置は、選択された測定ポイント上のコンクリート表面に押込まれる。

上述のように、他の実施形態は、蒸発表面から離れた端部で開口された空の毛細管を特徴とすることができる。この毛細管は、使用する直前に、これを液体に浸すことによって充填される。

本装置の操作を文書にするために、製造されたプロトタイプによって多くの測定がなされた。これらの測定の間、本装置は、図６に見られる０．００１ｇのデジタルスケール上に配置された規定された面積の蒸発領域を有する供試体に取付けられた。供試体からの実際の蒸発減ｋｇ／ｍ²は、このようにして、記録され、本装置によって示される結果と比較される。供試体の表面の風速ｖ（ｍ／ｓ）及びＲＨ（％）は、テスト中に変化する。

測定過程の間、周囲の空気の温度θ_a及び相対湿度ＲＨ、同様に風速ｖ及び湿った表面の温度θ_tが記録される。

図４ａ〜ｄは、供試体が複合された乾燥処置に曝された測定過程の一例を示している。

図４ａは、初期硬化段階における自由な供試体上の相対湿度ＲＨを示す。ＲＨは、ＲＨが９０〜１００％にわたる期間を除いて約３５％である。

図４ｂは、初期硬化段階における供試体の表面での大体の風速を示す。図に示されるように、風速は、測定中に、その時間の一部で一定に保たれ、そして、増大及び減少される。最大風速４〜５ｍ／ｓで、供試体は、一定時間、静止した空気に取囲まれる。

図４ｃは、測定中、供試体からの測定された蒸発速度を示している。蒸発速度は、最大風速の期間中、約０ｋｇ／ｍ²ｈから約０.７０ｋｇ／ｍ²ｈにわたって変化することに注意すべきである。最大蒸発速度は、供試体の温度が室の湿度に近い値に上昇する時間にわたる期間の直後に生じることに特に注意する。湿度冷却が供試体の温度を減少させると、蒸発速度は再び減少する。

図４ｄは、測定中に、測定された供試体からの積算された蒸発減を示す。この曲線は、図４ｃに示される蒸発速度の時間積分を表している。テスト中、初期ひび割れ徴候は、１００〜１２０分間曝された後に、表面に見られ、１４０〜１５０分後、表面に明瞭で深く、開いたひび割れとなる。塑性収縮ひび割れ構造の危険は、供試体の厚さに、高く依存するという理論を裏付ける。

図４ａは、相対湿度ＲＨの変化を示し、図４ｂは、テスト中になされる風速ｖの変化を示す。図４ｃに示されるように、蒸発速度は、境界条件におけるこれらの変化によって重大な影響を受ける。テスト中、測定された供試体からの積算された蒸発減は、図４ｄに示されている。

一例として、０．７０ｋｇ／ｍ²ｈの蒸発速度は、１２０分後に測定され、すぐにカバーされる期間へ続く。この時点の後、供試体の温度は、周囲の空気温度、すなわち約２２℃に一致し、相対湿度は、約３５％、また、風速は約４．５ｍ／ｓ（約１６ｋｍ／ｈ）である。これらの境界条件を使用して、ＡＣＩ３０５Ｒ−９１の計算図表（図１）において、（Ａ）で示されるように、計算によって約０．７０ｋｇ／ｍ²ｈの蒸発速度を予想することができ、これは、測定された値に近い。図４ｃから分かるように、計算図表によって進行中の乾燥処置の評価は、４つの独立した時間のパラメータが含まれ、それぞれが蒸発速度を決定するため、好都合な測定技術ではない。更に、実際に養生パラメータを決定するのは、図４ｄに対応する積分された蒸発減である。

比較において、本装置によって実行されたテストは、境界条件の複雑な変化にもかかわらず、本発明に従った技術を用いて積分された蒸発減を簡単に非常に正確に決定することができることを示している。この実行された乾燥テストにおいて、本装置によって測定された蒸発減は、図５に示される蒸発減と比較される。

図５は、図４に示される硬化について、その境界条件の下での本装置のテストの一例である。テストされる供試体は、ｗ／ｃ比０．３０、シリカヒューム２０％が加えられたバインダ相である。この図は、較正された装置から読取った値と比較された測定された蒸発減ｋｇ／ｍ²を示している。使用された装置は、長方形の蒸発表面を有するプロトタイプであり、製造に関連する利点を有する設計である。このテストの実行は、図６に示されている。

図６は、本装置のプロトタイプをテストするために使用される実行テストを示す。テストされるバインダ相は、１５ｃｍ×１５ｃｍの型で成形される。成形後、本装置は、バインダ相に取付けられ、型は、図示されるように、０，００１ｇの精度を有するスケール上に配置される。

このため、本装置は、技術的に次ことを特徴とする。
・吸水性の多孔質材料で作られた規定された面積の領域を有する蒸発表面は、新規に成形するコンクリートの表面に確実に熱接触されて、蒸発表面上の局所的な気候が次の時間変動蒸発パラメータによって与えられる。表面温度θ（ｔ）、気温θ_a（ｔ）、相対湿度ＲＨ（ｔ）及び風速ｖ（ｔ）は、対応するコンクリート表面上の局所的な気候に一致する。
・大気温度θ_a（ｔ）に関係する擬湿度温度低下θ（ｔ）−θ´（ｔ）は、メータの蒸発表面とコンクリートの周囲の表面とで同じである。
・嵌め込まれた毛細管等のリザーバから蒸発表面に水分が加えられ、毛細管は、蒸発表面から蒸発する水分量ｗ（ｋｇ／ｍ²）を毛細管の較正されたスケール上で読取ることができる。
あらゆる点で表示される蒸発表面からの総蒸発減、ｗ（ｋｇ／ｍ²）は、測定され積分された時間変動する相互に独立したコンクリート表面上の蒸発パラメータ、表面温度θ（ｔ）、気温θ_a（ｔ）、相対湿度ＲＨ（ｔ）及び風速ｖ（ｔ）の結果に等しい。

本装置を用いた方法は、次のことを特徴とする。
・簡単な剥ぎ取りの後、新規な成形コンクリート表面に押込むことによって、作動させて機能させることができる安価で、大量生産可能で、分配可能な測定器である。
・湿った硬化中のコンクリート表面からの積算された蒸発減の測定は、温度及び湿度を測定する方法についての具体的な技術的知識のないものによって、建築現場において、迅速かつ簡単に実行することができる。
・測定は、コンクリート作業のための作業仕様書における湿分硬化の要求を適当に規定して制御可能に処置することを可能にする。
・簡単かつ安価な方法で、測定によって作業の実行するものに、コンクリートの湿分処理を完了するための作業説明書における要求の受け入れを記録することを可能にする。
・測定は、硬化中の湿ったコンクリート表面からの蒸発減の複雑で高価な技術的評価に取って代り、同時に、蒸発減の決定において、高度な確実性及び正確性を与えられると考える。

このように、本装置は、初期硬化段階におけるコンクリート表面からの水分蒸発の現場での測定のための新規な方法を創り出す。初期硬化段階における乾燥の程度を決定したとき、今日まで使用された方法と比較して、本装置は、簡単、確実、かつ、より正確な硬化中のコンクリートからの蒸発を決定する方法を提供し、同様に、塑性収縮による有害なひび割れ損傷を含む養生問題を防止できるようにする。

本発明の１つの具体的な実施形態は、次のグループを対象とする。
対象グループＡ：コンクリート構造物、コンクリート舗装、コンクリートパイプ、コンクリート製品又は通常のコンクリートによるコンクリートの修復の成形に従事する会社である。これらの場合、本装置は、初期硬化段階においてコンクリートが曝される乾燥処置の現場での測定／調整／制御に適用することができる。これらの種類のコンクリート施工についての今日の施工規定は、書類で提供することが困難な湿分硬化の多くの具体的な要求を規定する。そのような要求の例は、後に示すＤＳ（デンマークコード）４８２：１９９９からの抜粋に記載されている。いわゆる暑中コンクリート施工に関連して、建設現場の乾燥処置の測定／調整／制御のための方法が特に必要とされている。

対象グループＢ：高性能コンクリートの工業的実施及び利用に従事する会社である。最新の高性能コンクリートのバインダ相は、特に乾燥処置に影響されやすい。養生技術において、このことは、これらの種類の製品の製造には、最適化され、制御された湿分硬化の要求が非常に増大していることを意味する。本装置は、これらの湿分硬化に対するより厳しい要求に、容易に応じられるようにする。高性能コンクリートで製造された特殊化された製品の市場は、近年、増大してきている。

乾燥に関するＤＳ４２８：１９９９からの抜粋
９．７ 硬化期間におけるコンクリートの保護
コンクリートは、硬化期間における有害な影響に対して保護されるべきである。
注：有害な影響とは、例えば、直射日光、強風、凍結、水分及び洗い流しである。これらの影響は、搬送、位置決め、圧縮中又は硬化期間の終了前のいかなる時にも生じ得る。
開放された表面は、過酷な乾燥に対して保護されるべきであり、また、全ての構造物は、有害な温度の影響から保護されるべきである。
受動環境クラスの乾燥に対する保護は、特に要求される場合にのみ実行されるべきである。
注：乾燥保護は、通常、内側表面及び床に要求される。

９.７.１ 乾燥
コンクリートは、塑性収縮によるひび割れ形成を避けるため、及び、セメントの水和のために充分な水分が確実に提供されるために、硬化期間中に、過酷な乾燥に対して保護されなければならない。
注：上記のことは、保護の最新の可能性の成立及び保護の持続の重大な要求をなす。塑性収縮ひび割れは、硬化時間になるまで生じる。コンクリートの硬化時間は、ＤＳ４２３.１７を参照して決定され、又は、ＤＳ４２３.３７を参照してコンクリートの発熱に基づいて決定される。

９.７.１.１ 保護の成立の時期
全ての開放表面は、コンクリートの成形後、可及的速やかに、表９.７.１.１ａに示されるように、過酷な乾燥に対して保護されなければならない。

表９．７．１．１ａに示される水分の量は、０．２ｍ以上の厚さを有する層に対応する。０．２ｍ未満の厚さについては、比例して減少されるはずである。しかしながら、乾燥に対する保護は、遅くとも硬化が始まるまでに、実行されなければならない。
注：表９.７.１.１ａに規定された要求に従っていることを証明するための書類が提供されていない場合、表面の保護は、表９．７．１．１ｂによる成形時間から許容される期間の満了前になされなければならない。

９．７．１．２ａに示される時間は、０．２ｍ以上の厚さを有する層に対応する。０．２ｍ未満の厚さについては、比例して短縮される。

９．７．１．２ 保護の持続期間
コンクリート表面の充分な水和及び密度確保するため、コンクリート表面は、表９．７．１．２ａに示されるような過酷な乾燥に対して保護されなければならない。

注：持続期間は、測定されたコンクリートの断熱発熱パラメータに基づいて計算される。この熱パラメータが確定されなかった場合、表９．７．１．２ｂに示される値は、通常、過酷な乾燥を避けるのに充分である。

¹⁾コンクリートの硬化が混練後５時間よりあとに始まった場合、表示された成熟度時間は、それに応じて変化する。
²⁾コンクリートの成熟度は、最大１０ｍｍの深さでコンクリート表面を測定することによって、報告される。
要求される乾燥保護は、
−型を取外してコンクリートの開放表面を覆い、
−防湿部材で覆い、
−周囲の相対湿度を充分高く維持し、
−表面の湿り及び乾きの繰返しを防止して、表面を常に湿った状態で保ち、
−計画仕様において要求されていなければ、テスト方法ＴＩ−Ｂ３３の参照によって決定される少なくとも７５％の効率因子を有するシーリング剤が提供されるシーラントを使用し、
−フレッシュコンクリート表面を濡らしてもいい場合には、濡らすことによって、提供することができる。

ＡＣＩ３０５Ｒ−９１（暑中コンクリート施工）に従った硬化中の湿ったコンクリートの表面からの蒸発速度を予想するために使用されるルーチンを示す標準計算図表である。 図２ａ及び２ｂは、それぞれ、初期硬化段階における風及び乾燥の影響を示す図である。 本発明に従った装置を示す図である。 密封パッケージされた本発明に従った装置を示す図である。 図４ａ〜ｄは、本発明に従った装置をテストするときの測定プログラムの例を示す図である。 本発明の装置による測定結果と実際に測定された重量減との比較を示すグラフ図である。 本装置をテストするためのテスト構成を示す図である。

Claims (11)

1. 吸水性の多孔質材料からなる規定された面積の蒸発表面を有し、該蒸発表面は、測定する表面から蒸発する物質と同じ物質が入ったリザーバに開口連通し、該リザーバは、毛細管であり、該毛細管には前記蒸発表面からの蒸発量を直接読取ることができるように較正された目盛が設けられていることを特徴とする表面からの物質の蒸発を現場で測定するための装置。
2. 前記毛細管内の物質が着色され、前記毛細管は、一端部がシールされて、この場合は、使用前に前記シールが壊され、または、前記蒸発表面とは反対側の端部が開放して、この場合は、使用前に前記毛細管が満たされることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記蒸発表面及び前記毛細管は、熱伝導性の基板上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記基板は、アルミニウム板、又は、前記表面に緊密に熱接触される側にアルミニウムコーティングを有する合成樹脂板であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記毛細管は、前記基板と一体化されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記基板は、可撓性の熱伝導性材料で作られていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記吸水性の多孔質材料は、次のグループ：石膏、フェルト、繊維材料及び／又は焼結セラミック材料の１つから選択されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記目盛は、当該装置の前記蒸発表面からの前記物質の積算された蒸発減を示すように較正されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
9. 特に時間変動する及び／又は積算された蒸発減を含む電子データ収集のための手段、及び、外部ユニットとの電子通信のための手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに従った装置で表面からの物質の蒸発を現場で測定する方法であって、
    −使用前に、前記毛細管のシールされた端部が壊され、又は、代りに前記毛細管が満たされ、
    −前記表面についての蒸発条件と前記装置の前記蒸発表面についての蒸発条件とが同じになるように、前記蒸発表面が前記表面に緊密に熱接触され、これにより、前記表面からの総蒸発を前記毛細管上で読取れるようにしたことを特徴とする方法。
11. 前記表面は、セメントベースの材料であり、前記毛細管は、セメントベースの表面からの蒸発減を示すように較正され、これによって、前記セメントベースの材料の表面からの積算された蒸発減が示されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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