JP4436730B2 - Test method for estimating unit water content of concrete and test apparatus used in the method - Google Patents
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Description
本発明はコンクリートの単位水量推定試験方法に係り、採取した懸濁液の濃度測定を行うことにより、短時間で、かつ簡易にコンクリートの単位水量を推定することができる試験方法および同方法に用いる試験装置に関する。 The present invention relates to a unit water amount estimation test method for concrete, and is used in the test method and method for estimating the unit water amount of concrete easily in a short time by measuring the concentration of the collected suspension. It relates to a test apparatus.
フレッシュコンクリートの単位水量の変動は、完成したコンクリート構造物の強度等の品質や耐久性に及ぼす影響が大きく、適正な単位水量でのコンクリート打設が行われるよう、コンクリート打設時に適正な単位水量が確保されているかの確認が重要視されてきている。 The change in unit water volume of fresh concrete has a large effect on the quality and durability of the finished concrete structure, such as strength. Confirmation of whether or not is secured has been regarded as important.
現在、種々の単位水量測定方法(装置)が実用化されてきている(非特許文献1)。非特許文献1に開示された単位水量の測定方法のうち、比較的普及したものとして、エアメータ法(非特許文献2)、電子レンジ法、静電容量法が知られている。
Currently, various unit water amount measuring methods (apparatuses) have been put into practical use (Non-patent Document 1). Among the methods for measuring the unit water amount disclosed in
非特許文献2に開示されたエアメータ法では、単位水量の変化によるコンクリートの単位容積質量と空気量の変化の関係を利用して、空気量と単位容積質量とを高精度に測定することにより、単位水量を求める方法が開示されている。電子レンジ法は、加熱乾燥により対象試料の蒸発水分量から単位水量を推定する方法で、その加熱乾燥手段として電子レンジ(高周波加熱装置)を利用するものである。静電容量法は、ウエットスクリーニングによって得られたモルタルの静電容量が水分量によって変化することを利用して推定単位水量を求める方法である。
In the air meter method disclosed in
ところで、上述の各測定方法とも迅速性、簡易性、正確性のいずれかの要件に問題があることが知られている。非特許文献2で開示されたエアメータ法は、単位水量の測定精度が使用するエアメータの測定精度に依存するため、高精度のエアメータを必要とし、またあらかじめ骨材の密度を正しく求めておくことが精度確保上、必要である。骨材密度は同一材料であっても、ストックヤードにおける貯蔵位置等によってわずかなから変動することが知られている。このため、その状態に応じて密度試験を行うのは煩雑であり、データの整合性に問題が生じやすい。
By the way, it is known that each of the above-described measurement methods has a problem in any of the requirements of quickness, simplicity, and accuracy. Since the air meter method disclosed in Non-Patent
また、電子レンジ法は、一般にウエットスクリーニングされたモルタルを試料とするため、ウエットスクリーニング作業の手間に加え、打設予定の配合におけるモルタル分の組成がウエットスクリーニング後のモルタル分の組成に整合しないおそれがある。また細骨材中の水分量やセメントの初期水和量等を事前に試験で求めておかなければならない。さらに静電容量法においても、ウエットスクリーニングモルタルが用いられ、単位水量の算出において、事前に単位量(水、セメント、細骨材、粗骨材)、表面乾燥密度(セメント、細骨材、粗骨材)、吸水率(各骨材)、試料質量、空気量等の測定項目を必要とし、測定が煩雑である。 In addition, since the microwave oven method generally uses wet-screened mortar as a sample, the composition of the mortar in the composition to be placed may not match the composition of the mortar after the wet screening in addition to the labor of the wet screening work. There is. In addition, the amount of water in the fine aggregate and the initial hydration amount of the cement must be determined in advance by testing. Furthermore, in the capacitance method, wet screening mortar is used, and in calculating the unit water amount, the unit amount (water, cement, fine aggregate, coarse aggregate) and surface dry density (cement, fine aggregate, coarse aggregate) are calculated in advance. Measurement items such as (aggregate), water absorption rate (each aggregate), sample mass, air volume, etc. are required, and the measurement is complicated.
さらに、上述した各測定方法では、まだ誤差要因が多い点が指摘されている。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、コンクリートに所定量の水を添加し、撹拌して得られた懸濁液の濃度測定を行うことにより、短時間で、かつ簡易にコンクリートの単位水量を推定することができる試験方法と同方法に用いる試験装置を提供することにある。 Furthermore, it has been pointed out that each measurement method described above still has many error factors. Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and by adding a predetermined amount of water to the concrete and measuring the concentration of the suspension obtained by stirring, Another object of the present invention is to provide a test apparatus that can be used for the same method as the test method that can easily estimate the unit water amount of concrete.
上記目的を達成するために、本発明は一定体積のコンクリート試料と、第1の希釈水とを撹拌容器内に投入し、該撹拌容器による前記コンクリート試料と希釈水との混合撹拌を行った直後に得られる、前記コンクリート試料に含有する結合材、骨材の微粉分及び水とが一様懸濁化した第1の懸濁液を採取し、該第1の懸濁液の濃度測定を行い、引き続き前記撹拌容器内に、第2の希釈液を加水し、同様の混合撹拌を行った直後に得られる第2の懸濁液の濃度を測定し、少なくとも第1の懸濁液と、第2の懸濁液の濃度をもとに、前記第1の希釈水と、第2の希釈水及び前記コンクリート試料の体積との関係から、前記コンクリート試料の水量を算出することで、該コンクリート試料のもととなるコンクリートの単位水量を推定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention immediately after a concrete volume of a certain volume and the first dilution water are put into a stirring vessel, and the concrete sample and the dilution water are mixed and stirred by the stirring vessel. And collecting the first suspension in which the binder, the fine particles of the aggregate and the water contained in the concrete sample are uniformly suspended, and measuring the concentration of the first suspension. Subsequently, the second diluent is added to the stirring vessel, and the concentration of the second suspension obtained immediately after the same mixing and stirring is measured, and at least the first suspension and the first suspension are measured. Based on the concentration of the suspension of 2, the amount of the concrete sample is calculated from the relationship between the first dilution water, the second dilution water, and the volume of the concrete sample. Estimating the unit water volume of the concrete that is the basis of To.
上述の推定試験に用いるための装置であって、所定の傾角に設定されたベース上に設置された回転駆動源と、該回転駆動源の回転軸を、水密性を保持して内部に貫通可能な外部容器と、該外部容器内に収容され、その内部にコンクリート試料が収容された際、前記コンクリート試料に含有する結合材、骨材の微粉分及び水とが透過可能な外周面が形成され、前記外部容器の底面を貫通した回転軸により伝達された回転駆動力により、前記外部容器内で回転可能な内部容器と、前記外部容器内に貯留した懸濁液を撹拌可能な撹拌手段と、前記懸濁液を前記内部容器に循環させるとともに、経路中に前記懸濁液を採取可能あるいは前記内部容器内に加水可能な液出入口を有する懸濁液循環手段とを備えたことを特徴とする。 A device for use in the estimation test described above, which can penetrate the rotary drive source installed on the base set at a predetermined tilt angle and the rotary shaft of the rotary drive source while maintaining watertightness. And an outer peripheral surface through which the binder, aggregate fines and water contained in the concrete sample can be permeated when a concrete sample is accommodated in the outer container. An internal container that can rotate in the external container by a rotational driving force transmitted by a rotary shaft that penetrates the bottom surface of the external container, and a stirring means that can stir the suspension stored in the external container; The suspension is circulated through the inner container, and the suspension is provided with a suspension circulation means having a liquid inlet / outlet capable of collecting the suspension in the path or capable of being hydrated in the inner container. .
また、この推定試験方法において、コンクリート試料を希釈する希釈水を、前記第2の希釈水より高次の希釈水加水まで繰り返して行うことで得られる前記コンクリート試料の単位水量を平均化し、前記コンクリート試料の単位水量を求めることが好ましい。 Further, in this estimation test method, the unit water amount of the concrete sample obtained by repeatedly performing the dilution water for diluting the concrete sample from the second dilution water to the higher-order dilution water is averaged, and the concrete It is preferable to determine the unit water amount of the sample.
本発明によれば、コンクリート種類、使用骨材の種類、配合にかかわりなく、フレッシュコンクリート中の単位水量を、たとえば現場等で、簡易な装置により迅速かつ高精度にに測定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, regardless of the type of concrete, the type of aggregate used, and the composition, the amount of unit water in fresh concrete can be measured quickly and accurately with a simple device, for example, at the site. Play.
以下、本発明のコンクリートの単位水量推定試験方法の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, as the best mode for carrying out the concrete unit water amount estimation test method of the present invention, the following examples will be described with reference to the accompanying drawings.
以下、実施例1として本発明の単位水量の測定原理、懸濁液の濃度測定に用いる試験装置の構成について説明する。
[単位水量の測定原理]
(サンプル採取、濃度測定)
本発明のコンクリートの単位水量の推定試験方法における単位水量の測定原理について、図1を参照して説明する。
Hereinafter, as Example 1, the measurement principle of the unit water amount of the present invention and the configuration of the test apparatus used for measuring the concentration of the suspension will be described.
[Measurement principle of unit water volume]
(Sample collection, concentration measurement)
The measurement principle of the unit water amount in the concrete unit water amount estimation test method of the present invention will be described with reference to FIG.
所定の水密容器内に、所定の混練り工程を経て得られた一定体積のフレッシュコンクリート試料と1次希釈水(以下、1次水と記す。)とを投入する。この水密容器に蓋をした状態で収容されたコンクリート試料と1次水とが完全に混合されるように撹拌動作を加える。通常、水密容器を連続揺動したり、十分な上下振動を加えるようにしてコンクリート材料と1次水との混合を図る。この撹拌動作の直後に、容器内には底部に粗骨材が底部に沈降堆積し、その上部に水とセメントと混和剤と骨材微粒分とが十分に混合された一様濃度の懸濁液が得られる。この懸濁液は、経時的に微粒分の沈降が進行するため、撹拌動作後にただちに所定量の懸濁液(1次サンプル)を採取する。そして、この1次サンプルの固形分の質量を後述する測定方法により測定し、懸濁液濃度を測定する。 A predetermined volume of fresh concrete sample obtained through a predetermined kneading step and a primary dilution water (hereinafter referred to as primary water) are put into a predetermined watertight container. A stirring operation is applied so that the concrete sample accommodated in a state where the watertight container is covered and the primary water are completely mixed. In general, the concrete material and the primary water are mixed by continuously shaking the watertight container or applying sufficient vertical vibration. Immediately after this agitation operation, coarse aggregate settles on the bottom of the container, and a suspension of uniform concentration in which water, cement, admixture and aggregate fine particles are sufficiently mixed on the top. A liquid is obtained. Since the suspension of the fine particles settles with time, a predetermined amount of the suspension (primary sample) is collected immediately after the stirring operation. And the mass of the solid content of this primary sample is measured by the measuring method mentioned later, and suspension concentration is measured.
その後、1次サンプルが採取された後の水密容器に所定量の2次希釈水(2次水)を加水し、上述と同様の撹拌動作を行い、撹拌直後の懸濁液(2次サンプル)を再度同一手法により採取し、同様にこの2次サンプルの濃度測定を行う。 Thereafter, a predetermined amount of secondary dilution water (secondary water) is added to the watertight container after the primary sample is collected, and the same stirring operation as described above is performed, and the suspension immediately after stirring (secondary sample) Are collected again by the same method, and the concentration of the secondary sample is measured in the same manner.
濃度測定においては、懸濁液を収容した試料容器の加熱と、加熱により試料が絶乾状態になり、高温状態にある試料容器の放冷を効率よく行うことが測定効率上、重要である。本実施例では、試料容器として、中央に蒸気抜き用の小孔が形成された密閉蓋ステンレス円筒容器を採用し、加熱装置により加熱し、試料の水分を完全蒸発させる。本実施例では、ガス加熱器を使用したが、電熱器等、通常の加熱手段を用いることできる。 In the concentration measurement, it is important in terms of measurement efficiency that the sample container containing the suspension is heated, the sample is completely dried by heating, and the sample container in a high temperature state is efficiently cooled. In the present embodiment, a hermetically sealed stainless steel cylindrical container having a small hole for venting is formed in the center as the sample container, and heated by a heating device to completely evaporate the moisture in the sample. In this embodiment, a gas heater is used, but normal heating means such as an electric heater can be used.
加熱後は、ただちに放冷装置内に試料容器自体を収容し、試料の絶乾状態が保持されるように試料容器の冷却を行う。本実施例では、放冷装置は排熱ファンが装備され、この排熱ファンの運転により、収容された試料容器が短時間に冷却される。このとき放冷装置内の試料が空気中の水分を吸湿しないように、放冷装置内にはシリカゲル等の乾燥剤を充填しておくことが好ましい。上述の加熱、放冷工程を経て得た試料(固形分)の質量測定を公知の計量手段により行う。この一連の測定工程は15分程度で行うことができる。 Immediately after the heating, the sample container itself is accommodated in the cooling apparatus, and the sample container is cooled so that the completely dry state of the sample is maintained. In the present embodiment, the cooler is equipped with an exhaust heat fan, and the stored sample container is cooled in a short time by the operation of the exhaust heat fan. At this time, it is preferable that the cooler is filled with a desiccant such as silica gel so that the sample in the cooler does not absorb moisture in the air. Mass measurement of the sample (solid content) obtained through the heating and cooling steps described above is performed by a known measuring means. This series of measurement steps can be performed in about 15 minutes.
(単位水量の算定)
上述の1次サンプル、2次サンプルから得られた懸濁液中の固形分の質量値を用いて、一連の下式により、練り上がり時のフレッシュコンクリートの単位水量を算出することができる。なお、この単位水量の算出は、試料中のコンクリートの混練り水、及び試験のために添加される1次水、2次水を含む試料中の懸濁液中の浮遊分にはセメント、混和材等の結合材、骨材の微粒分の量が一定に含まれるという仮定のもとに行っている。
(Calculation of unit water volume)
By using the mass value of the solid content in the suspension obtained from the above-mentioned primary sample and secondary sample, the unit water amount of fresh concrete at the time of kneading can be calculated by a series of the following equations. The calculation of the unit water amount is based on the mixing of cement and water in the suspension in the sample containing concrete mixed water and the primary water and secondary water added for the test. This is based on the assumption that the amount of fine particles of aggregates such as binders and aggregates is included.
第1回目と第2回目の懸濁液濃度測定値m1(%),m2(%)はそれぞれ(式1),(式2)で表すことができる。 The first and second suspension concentration measurement values m 1 (%) and m 2 (%) can be expressed by (Expression 1) and (Expression 2), respectively.
m1(%)=(b+p)/(w+w1)×100 …(式1) m 1 (%) = (b + p) / (w + w 1 ) × 100 (Formula 1)
m2(%)=(b+p)/(w+w1+w2)×100 …(式2)
ここで、b:コンクリート試料中の結合材の質量(kg),p:懸濁液中に浮遊した細骨材中の微粒分および粗骨材に付着していた固形分の質量(kg),w:コンクリート試料中の水量(kg),w1,w2:1次水、2次水の添加水量
m 2 (%) = (b + p) / (w + w 1 + w 2 ) × 100 (Expression 2)
Where, b: the mass of the binder in the concrete sample (kg), p: the mass of the fine particles in the fine aggregate suspended in the suspension and the mass of the solids attached to the coarse aggregate (kg), w: amount of water in concrete sample (kg), w 1 , w 2 : primary water, secondary water added water amount
(式1),(式2)からb+pを消去すると、試料中の水量(w)を求める式(式3)が導かれる。これにより、コンクリート1m3の単位水量は(式4)より求めることができる。 When b + p is eliminated from (Expression 1) and (Expression 2), an expression (Expression 3) for obtaining the amount of water (w) in the sample is derived. Thus, the unit amount of water of the concrete 1 m 3 can be obtained from (Equation 4).
w={w1×(m1−m2)−w2×m2}/(m2−m1)
…(式3)
w = {w 1 × (m 1 −m 2 ) −w 2 × m 2 } / (m 2 −m 1 )
... (Formula 3)
このとき、コンクリート1m3当たりの単位水量W(kg/m3)は、
W=w/v×1000 …(式4)
ここで、v:コンクリート試料の体積(l)
At this time, the unit water volume W (kg / m 3 ) per 1 m 3 of concrete is
W = w / v × 1000 (Formula 4)
Where v: volume of the concrete sample (l)
上述の展開より明らかなように、このとき得られるコンクリートの単位水量はコンクリートに用いられる材料の種類および配合に依存しないことが特徴である。また、単位水量推定のための検量線や補正係数が不要なため、配合や材料種類の不明なコンクリートにおいても単位水量が測定できるという利点がある。 As is clear from the above development, the unit water amount of the concrete obtained at this time is characterized by not depending on the type and composition of the material used for the concrete. Moreover, since a calibration curve and a correction coefficient for estimating the unit water amount are unnecessary, there is an advantage that the unit water amount can be measured even in concrete whose composition and material type are unknown.
なお、1次水、2次水を加水する際、1次水加水時に懸濁液濃度が約60%、さらに2次水加水時には、懸濁液濃度が50%になるように、1次水、2次水の加水量を決定することが好ましい。また、試験終了後に、内部容器に残留した骨材を洗い分析することにより、サンプリングしたコンクリート試料中のモルタル分の示方配合からの差異を知ることができ、単位水量の測定精度をさらに向上させることができる。 In addition, when water is added to the primary water and the secondary water, the primary water is added so that the suspension concentration is about 60% when the primary water is added, and the suspension concentration is 50% when the secondary water is added. It is preferable to determine the amount of secondary water added. In addition, after the test is completed, the aggregate remaining in the inner container is washed and analyzed, so that the difference from the composition of the mortar content in the sampled concrete sample can be known, and the measurement accuracy of the unit water volume can be further improved. Can do.
[単位水量推定試験装置] [Unit water quantity estimation test equipment]
上述のコンクリート単位水量推定試験を効率よく行え、1次サンプル、2次サンプルのとしての懸濁液を自動的に採取し、そのときの固形分の質量を容易に知ることができ、上述の算出方法により対象となるコンクリートの単位水量を精度良く推定できるようにしたコンクリート単位水量推定試験装置(以下、単に試験装置と記す。)の構成について説明する。
本実施例の試験装置は、図1に示したように、前端が所定の高さに調整可能な脚部3で支持され、固定床2上に設置され、脚部3を調整して所定の傾角で据え付けられた装置ベース4上に固定支持された円筒形状の外部容器10と、この外部容器10内に収容され、外周側面に形成された開口窓21に所定目合いの金網22が取り付けられ、外部容器10の底部中心孔(図示せず)を貫通して外部容器10内に延設された回転駆動軸11と外部容器10の下半蓋12に形成された中空軸受16に支持された状態で回転駆動軸11により外部容器10内で回転可能な内部容器20と、外部容器10の底面から回転軸13が突出し、この回転軸13の先端に撹拌翼14が装着された懸濁液撹拌装置15と、同様に外部容器10の底面に取着され、懸濁液撹拌装置15の近傍に懸濁液の取入口(図示せず)が設けられ、取入口から吸引した懸濁液を、外部容器10の下半蓋12に形成された中空軸受16を通過するように配管された循環パイプ30を介して内部容器20内に環流させる循環ポンプ17と、外部容器10内に延設され、内部容器20を回転する回転駆動軸11の駆動モータ5とを備えた構成からなる。
The above-mentioned concrete unit water amount estimation test can be performed efficiently, the suspension as the primary sample and secondary sample is automatically collected, the mass of the solid content at that time can be easily known, and the above calculation The configuration of a concrete unit water quantity estimation test apparatus (hereinafter simply referred to as a test apparatus) that can accurately estimate the unit water quantity of the target concrete by the method will be described.
As shown in FIG. 1, the test apparatus of the present embodiment is supported by a
装置ベース4の傾角は、内部容器20内のコンクリート試料の撹拌効率に影響を与える。たとえば図2に示したように、装置ベース4が固定床2となす角度が30°程度に設定した場合、もっとも内部容器20内のコンクリート試料のセメント粒子の付着や水分の偏りがないことが確認されている。この角度が25°より小さい状態では懸濁液の液漏れ等のおそれがあり、35°より大きい状態では内部容器20内のコンクリートの撹拌が十分に行えず、骨材のセメント粒子が容器内面に付着した状態となり、懸濁液の濃度が小さくなる傾向にある。
The inclination angle of the
外部容器10は、本実施例では、直径220mm,高さ180mmの金属製円筒形容器からなり、装置ベース4上に固定され、底部の中心位置には駆動モータ5の回転駆動軸11の端部がシール軸受19を貫通して固着されている。一方、上部の開口部側には円形断面の下半を覆うように、下半蓋12が着脱自在に設けられている。この下半蓋12は、液密性が保持され、内部容器20および外部容器10内に貯留された状態のコンクリートと懸濁液とが容器外にあふれたり、漏洩しないようになっている。さらに下半蓋12の外部容器10の中心軸線上には中空軸受16が形成され、内部容器20の内蓋24の断面中心位置に設けられた軸受25と協働して内部容器20の片側の回転支持軸として機能する。
In this embodiment, the
内部容器20は、本実施例では、直径210mm,高さ140mmの金属製円筒形容器からなり、上述したように、底部側が回転駆動軸11により、開口部側が内蓋に設けられた軸受により、外部容器10に対して同軸をなし、周囲に所定のクリアランスを保持して回転可能に外部容器10内に収容されている。内部容器20の外周面には、図2に示したように、所定寸法の開口窓21が周方向に所定間隔をあけて形成されており、さらに各開口窓21は金網22で覆われている。本実施例では、金網22の目合いを150μmとしたが、内部容器20内にコンクリート試料の骨材が貯留され、撹拌時にセメント等の結合材や骨材の微粒分が金網22を通じて自由に通過可能な程度の目合い寸法に設定すればよい。また、金網22の線径もコンクリート試料の撹拌時に骨材の衝突により変形しない程度の剛性が保持できる程度のものを使用すればよい。なお、内部容器20は回転時に十分な剛性が確保されれば、円筒形状フレームに金網22を張った篭状体としてもよい。
In this embodiment, the
この内部容器20は、図2に示したように、外部容器10の底部に設けられたシール軸受19を貫通して内部容器20の底部に連結された回転駆動軸11により回転する。回転駆動軸11、軸受25は、内部容器20が傾斜状態にあり、貯留されたコンクリート試料の重量が作用した際にも軸ブレを生じない程度の剛性の部材が使用されている。また、回転数は、駆動モータ5に連設されたギアボックス6により所定回転数に切り替えることができる。
As shown in FIG. 2, the
また、外部容器10底部と内部容器20底部との間には所定高さの空間18が形成されており、後述するように、両容器が傾いた状態で、この空間18内に溜まる懸濁液を撹拌する懸濁液撹拌装置としての撹拌翼14が外部容器10の装置ベース4よりに設けられている。一方、この撹拌翼14の近傍には懸濁液を、容器外部に設置された循環ポンプ17に吸引可能な懸濁液取入口(図示せず)が設けられている。
In addition, a
循環ポンプ17は、懸濁液等ように固形分を含む所定粘度の液状体を吸引し、閉塞なく所定圧で吐出可能な性能を有する公知の電動ポンプが用いられている。本実施例では、この循環ポンプ17には、外部容器10内の懸濁液を吸引し、再び内部容器20の上部開口側から容器内に送る循環パイプ30が配管されている。懸濁液は循環ポンプ17、循環パイプ30を介して環流される構造になっている。なお、この循環パイプ30の中間位置には三方弁31が設けられ、三方弁31の経路切替えにより、環流する懸濁液の一部を外部の試料容器に採取したり、後述する2次水の加水を循環パイプ30内に供給できるようになっている。
As the
ここで、簡単に上述した装置の機能について、図2を参照して説明する。
所定傾角に据え付けられた試験装置1の内部容器20に所定の混練り状態にあるコンクリート試料と希釈用の1次水が投入されると、コンクリート試料は内部容器20内に溜まり、1次水は金網22を通過して外部容器10内に溜まる。この状態で駆動モータ5により内部容器20を回転させ、内部のコンクリート試料を撹拌する。この撹拌と、内部容器20の回転に伴う遠心力がコンクリートに作用し、セメント、添加材などの微粒子分が分散し、金網22を通過して1次水が溜まっている外部容器10に溜まる。この状態で、外部容器10底部に装備された撹拌翼で外部容器10に溜まった1次水と金網22の通過成分とを高速撹拌する。また内部容器20の回転に伴う遠心力の作用により、内部容器20内の懸濁液の濃度が低下しないように、懸濁液は循環ポンプ17、循環パイプ30を介して内部容器20内に環流される。
Here, the function of the apparatus described above will be briefly described with reference to FIG.
When a concrete sample in a predetermined kneaded state and primary water for dilution are put into the
駆動モータ5は回転駆動軸11に連結されたギヤボックス6の変速機によって所定の回転数に制御可能であるが、本実施例では、回転数を30rpmとした。回転数が早すぎると遠心力によってコンクリート材料が内部容器20の内周面や金網22に張り付き十分な撹拌ができず、均一な濃度の懸濁液が得られない。一方、回転数が遅すぎるとセメントなどの微粒分を分散させ懸濁化させるのに時間を要する。
The
なお、図2に示された本実施例では、循環パイプ30の一部に設けられた三方弁31の一経路には2次水あるいはそれより高次の希釈水を加水可能な希釈水供給装置35と、1次サンプル、2次サンプルを採取し、採取したサンプルの懸濁液の濃度を自動的あるいはマニュアル操作により測定可能な懸濁液濃度測定装置36とが切り替え可能に装備された構成が示されている。
In the present embodiment shown in FIG. 2, a dilution water supply device capable of adding secondary water or higher-order dilution water to one path of a three-
(懸濁液の濃度測定装置)
懸濁液の濃度測定は、上述したような加熱工程、放熱工程と、固形分の質量測定により行うのが簡易である。しかし、装置の自動化を考慮した場合は、図2に示したように、希釈水供給装置や、公知の自動計測装置であるマイクロ波、レーザー、超音波、近赤外線等の濃度測定装置を循環パイプの経路上あるいは三方弁で切り替えた側に装備することが好ましい。これにより、1次水、2次水あるいはさらに高次の希釈水を自動計量して加水したり、撹拌直後の懸濁液の濃度をリアルタイムに連続測定することが可能になる。なお、上述のマイクロ波、レーザー、超音波、近赤外線等の測定装置では、測定対象に対応した検量線を必要に応じて用いた測定を行うことが好ましい。
(Suspension concentration measuring device)
It is easy to measure the concentration of the suspension by the heating process, the heat dissipation process and the mass measurement of the solid content as described above. However, when the automation of the apparatus is taken into consideration, as shown in FIG. 2, a circulating water pipe and a concentration measuring apparatus such as microwaves, lasers, ultrasonic waves, and near infrared rays, which are known automatic measuring apparatuses, are connected to the circulation pipe. It is preferable to equip it on the path | route or the side switched by the three-way valve. Thereby, primary water, secondary water, or higher-order diluted water can be automatically weighed and added, or the concentration of the suspension immediately after stirring can be continuously measured in real time. In the measurement apparatus such as the above-described microwave, laser, ultrasonic wave, near infrared ray, etc., it is preferable to perform measurement using a calibration curve corresponding to the measurement object as necessary.
なお、試験所要時間として、1次水、2次水の加水・撹拌(各5分)後、加熱放冷装置を用いた測定では、濃度測定に15分を要し、25分程度の試験時間が見込まれるが、濃度測定、加水等に自動化装置を用いることにより、3次水以上の高次の加水を行っても大幅な測定時間短縮が可能である。 The time required for the test is 15 minutes for the concentration measurement in the measurement using the heating and cooling apparatus after adding and stirring (5 minutes each) for the primary water and secondary water, and the test time is about 25 minutes. However, by using an automated device for concentration measurement, hydration, etc., the measurement time can be greatly shortened even if higher-order hydration of tertiary water or higher is performed.
以下、実施例2として、上述の試験装置1を用いた実験の手順と、その結果について図3〜図5を参照して説明する。
Hereinafter, as Example 2, the procedure of the experiment using the above-described
[コンクリート試料の使用材料]
コンクリート試料の使用材料は以下のとおりである。
1)セメント ;普通ポルトランドセメント(JIS R 5210)
密度 3.16g/cm3,比表面積3,310cm2/g
2)粗骨材 ;多久産砕石(密度2.7g/cm3,吸水率1.4%)
3)細骨材 ;筑後川川砂(密度2.56g/cm3,吸水率2.5%)
4)AE減水剤 ;変性リグニンスルホン酸化合物、ポリカルボン酸エーテル複合体 (商品名:ポゾリス78H)
5)AE剤 ;アルキルアリルスルホン酸化合物系陰イオン界面活性剤
(商品名:マイクロエア303A)
6)水 ;水道水
[Materials used for concrete samples]
The materials used for the concrete samples are as follows.
1) Cement: Ordinary Portland cement (JIS R 5210)
Density 3.16g / cm 3 , specific surface area 3,310cm 2 / g
2) Coarse aggregate: Crushed stone from Taku (density 2.7g / cm 3 , water absorption 1.4%)
3) Fine aggregate: Chikugogawa river sand (density 2.56g / cm 3 , water absorption 2.5%)
4) AE water reducing agent; modified lignin sulfonic acid compound, polycarboxylic acid ether complex (trade name: Pozzolith 78H)
5) AE agent: alkylallyl sulfonic acid compound anionic surfactant
(Product name: Micro Air 303A)
6) Water; tap water
[コンクリート配合]
上記使用材料を用いて、表−1に示した配合表に基づいた4種類のコンクリート試料(練り上がり1バッチ容量を1リットルとして計量)を用いた実験を行った。
[Concrete mix]
Using the above-mentioned materials, an experiment was conducted using four types of concrete samples (weighed with 1 batch volume of 1 kneaded after kneading) based on the recipe shown in Table-1.
[実験・測定手順]
まず、図3(a)〜(b)に示したように、試験装置1の装置ベース4を傾角30°に設定した状態で、外部容器10の下半蓋12を取り付け、上述のコンクリート試料を投入し、同時に1次水を加水する。このときの1次水W1の加水量としては、懸濁液濃度が約60%になるように決定する。この状態で5分間、内部容器20を30rpmで回転すると同時に、外部容器10の底部の撹拌翼を高速回転させ、懸濁液の濃度の均一化を行う。また、循環ポンプ17の運転により循環パイプ30を介して懸濁液Mを内部容器20に環流させ、コンクリート試料C中の微粒分を懸濁化を促進させる。所定の撹拌時間(本実施例では5分間)経過後、循環パイプ30に設けられた三方弁31から1次サンプルM1としての懸濁液を採取する(図3(c))。本実施例では、採取するサンプルの質量は10〜20gとしたが、懸濁液濃度の測定手段に応じた適正量を採取することが好ましい。本実施例では、上述の加熱放冷方式等の手順によって、各工程での質量測定を行い、濃度測定を行った。
[Experiment / Measurement Procedure]
First, as shown in FIGS. 3A to 3B, with the
次いで、1次サンプルM1を採取した状態から、引き続き、図4(d)に示したように三方弁31の取入口を介して2次水W2を加水する。2次水加水時には、懸濁液Mの濃度が50%になるように2次水W2の加水量を決定する。そして再度、1次サンプルM1採取時と同条件の内部容器20回転、懸濁液の撹拌、環流を行った後、2次サンプルM2としての懸濁液を採取し(図4(e))、同様の測定方法により懸濁液濃度を求める。
Then, from the state taken primary samples M 1, subsequently, hydro secondary water W 2 through the inlet of the three-
その後、上述の算出式(式4)をもとにコンクリートの単位水量推定値を求める。同示方配合における単位水量を縦軸とし、算出した単位水量推定値との相関関係を得たのが図5である。同図に示したように、本発明によるコンクリート単位水量推定試験によれば、高い相関関係で、対象としたフレッシュコンクリートの単位水量を推定できることが確認できた。 Thereafter, the estimated unit water amount of the concrete is obtained based on the above calculation formula (Formula 4). FIG. 5 shows a correlation with the calculated unit water amount estimated value with the unit water amount in the same composition as the vertical axis. As shown in the figure, according to the concrete unit water amount estimation test according to the present invention, it was confirmed that the unit water amount of the target fresh concrete can be estimated with high correlation.
なお、以上の説明では、1次サンプル、2次サンプルによる推定値算出を例に説明したが、自動加水装置、懸濁液の濃度測定の自動化装置の併用により、3次水以上の高次の加水による3次サンプル以上の高次の懸濁液の濃度を測定することもできる。これにより、多データの平均化による測定値の精度向上を図ることが可能になる。 In the above description, the estimated value calculation by the primary sample and the secondary sample has been described as an example. However, the combined use of the automatic hydration device and the automatic concentration measurement device for the suspension allows higher order higher than tertiary water. It is also possible to measure the concentration of a higher-order suspension of the third sample or higher due to water. As a result, it is possible to improve the accuracy of measurement values by averaging multiple data.
1 単位水量推定試験装置
4 固定ベース
5 駆動モータ
10 外部容器
11 回転駆動軸
14 撹拌翼
15 懸濁液撹拌装置
17 循環ポンプ
20 内部容器
21 開口窓
22 金網
30 循環パイプ
31 三方弁
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