JP4844782B2 - フレッシュコンクリートの単位水量測定装置 - Google Patents
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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単位水量を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレッシュコンクリートの品質を管理することは、コンクリート工事の信頼性や経済性を高める上できわめて重要な作業であり、現場においては、ミキサー等からフレッシュコンクリートを採取して様々な試験を行っている。
【０００３】
フレッシュコンクリートの管理指標の一つとして、変形あるいは流動に対する抵抗性の程度を表すコンシステンシーがあるが、かかるコンシステンシーが小さいと、流動性が大きく打設が容易になる反面、材料分離が生じやすくなる。また、コンシステンシーが大きいと、材料分離が生じにくい反面、流動性に乏しく充填作業などが容易でない。
【０００４】
したがって、打設部位の状況に応じてコンシステンシーが適切に設定されるよう、例えばスランプ試験で確認する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、フレッシュコンクリートのコンシステンシーは、同じ水セメント比のコンクリートであれば、単位水量を小さくすればするほど大きくなり、ブリージングの発生も抑えることができる。
【０００６】
そのため、フレッシュコンクリートの単位水量を計測することは、コンクリートの品質上、大きな意義があり、従来においても、加熱法、ＲＩ法などが提案されていた。
【０００７】
しかしながら、加熱法は、試料が多くなると、当然ながら乾燥時間が長くなり、その間に水和反応で水量が減少し、単位水量を正確に把握することができないという問題を生じていた。
【０００８】
また、放射線を照射するＲＩ法では、他のコンクリート材料の影響を除外するための補正が必要になるというという問題を生じていた。
【０００９】
そして、このように単位水量を測定する方法すら、十分に確立されていないため、単位水量を測定する装置にいたっては、未だ開発されていないのが現状である。
【００１０】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、フレッシュコンクリートの単位水量を簡便かつ正確に計測することが可能なフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置は請求項１に記載したように、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を計測する圧力計測部と、前記フレッシュコンクリートの質量を計測する質量計測部と、前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測する容積計測部と、前記質量、前記容積、前記初圧力及び前記平衡圧力から前記フレッシュコンクリートの単位容積質量γ1及び空気量Ａ1（％）をそれぞれ演算する演算処理部と、該演算処理部に所定のデータを伝送する入力部とからなり、該入力部は、前記フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0を前記データとして入力することができるようになっているとともに、前記演算処理部は、前記入力部から伝送されてきた前記各データと、該演算処理部で演算された前記空気量Ａ1（％）及び前記単位容積質量γ1とから、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1と前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算するようになっているものである。
【００１２】
また、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置は、前記圧力計測部を、前記フレッシュコンクリートが収容される試料容器と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室を設けた蓋体とで構成するとともに、前記試料容器及び蓋体で囲まれた気密空間のうち、前記試料容器を除く残余空間に注水された水と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように前記空気室内の空気圧を上昇させた後、前記空気室を前記気密空間に連通させて前記空気室及び前記気密空間の空気圧を平衡させてそのときの平衡圧力を計測できるように構成するとともに、前記演算処理部を、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに前記圧力計測部で計測された前記初圧力及び平衡圧力を適用することによって前記フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積を前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除することで前記フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるように構成したものである。
【００１３】
本発明は、以下の内容を原理とするものである。なお、以下の説明では、質量や容量に関して具体的な単位で説明するが、これはあくまで発明を理解しやすくするための便宜であって、例えばｋｇがｇであっても、発明の本質からなんら逸脱するものではない。
【００１４】
また、本発明において、フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量（％）Ａ0及び単位容積質量γ0とは、示方配合や現場配合で設定された数値のみならず、水、セメント、細骨材、粗骨材といった各コンクリート材料を計量したときの実測値をも含む概念であるが、ここでは、発明の理解の便宜のため、示方配合で設定された数値として説明する。
【００１５】
まず、コンクリートの示方配合は、次式となる。
Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0＝Ｍ0 （１１）
Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG＝Ｖ0・（１−Ａ0／１００） （１２）
【００１６】
ここで、
Ｗ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの水量(kg)
Ｃ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりのセメント量(kg)
Ｓ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの細骨材量(kg)
Ｇ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの粗骨材量(kg)
Ｍ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの質量合計(kg)
ρw；水密度（ｇ／cｍ3）
ρc；セメント密度（ｇ／cｍ3）
ρs；細骨材密度（ｇ／cｍ3）
ρG；粗骨材密度（ｇ／cｍ3）
Ｖ0；フレッシュコンクリートの容積＝１ｍ3
Ａ0；フレッシュコンクリートの空気量（％）
【００１７】
したがって、フレッシュコンクリートの単位容積質量γ0（ｋｇ／ｍ3）は、次式のように表すことができる。
γ0＝Ｍ0／Ｖ0
＝（Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0）／（（Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG）／（１−Ａ0／１００）） （１３）
【００１８】
一方、実際に計測されたフレッシュコンクリートの単位容積質量（ｋｇ/ｍ3）をγ1とすると、かかるγ1は、本来であれば示方配合通り、
γ1＝Ｍ0／Ｖ0
＝（Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0）／（（Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG）／（１−Ａ0／１００）） （１４）
となるはずである。
【００１９】
しかしながら、実際には、計測されたγ1は、示方配合のγ0に一致しないことが多い。
【００２０】
これは、細骨材がその貯留環境の違いによって湿り状態がさまざまであるため、細骨材の実際の表面水率が示方配合で予想された細骨材の表面水率とは相違し、両者の間に誤差を生じがちであることに主に起因し、さらに空気量がやはり示方配合上の空気量とは異なることも原因となる。
【００２１】
本発明は、空気量を正確に計測すれば、細骨材の表面水率に関する誤差を逆に利用することで単位水量を推定することができるという画期的な技術思想である。
【００２２】
すなわち、このように細骨材の表面水率に関して誤差が生じやすく、そのため、実際に計測されたフレッシュコンクリートの単位容積質量（ｋｇ/ｍ3）γ1は、示方配合のγ0とは一般的には一致しない。
【００２３】
ここで、示方配合で設定された細骨材量Ｓ0中に、実際にはΔＷs（ｋｇ）の表面水が含まれていたとすると、フレッシュコンクリートの容積に関しては、実際には次式のようになる。すなわち、
（Ｗ0／ρw＋ΔＷs／ρw）＋Ｃ0／ρc＋（Ｓ0／ρs−ΔＷs／ρs）＋Ｇ0／ρG＝Ｖ1・（１−Ａ1／１００） （１６）
【００２４】
ここで、
Ｖ1；製造されたフレッシュコンクリートの容積（ｍ3）
Ａ1；製造されたフレッシュコンクリートの空気量（％）
【００２５】
したがって、（１２）式及び（１６）式から
ΔＷs（１／ρw−１／ρs）
＝Ｖ1・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００） （１７）
なる関係が導かれる。
【００２６】
一方、表面水率に誤差があったとしても、フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの質量合計に関しては、示方配合と製造された実際のものとの間に差は生じないので、
Ｖ1＝Ｍ1／γ1
＝Ｍ0／γ1
＝γ0・Ｖ0／γ1
となる。
【００２７】
この関係を用いて、（１７）式をΔＷsについて解くと、
ΔＷs＝（（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００））／（１／ρw−１／ρs） （１９）
となるので、製造されたフレッシュコンクリートに含まれる実際の水量Ｗ1は、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （２０）
となる。
【００２８】
ここで、表面水率の設定が実際のものとは違っていたことに起因して、製造されたフレッシュコンクリートの容積は、示方配合上の容積Ｖ0ではなく、Ｖ1となる。
【００２９】
したがって、製造されたフレッシュコンクリートの単位水量は、Ｗ1ではなく、次式で表されるＷ1′、すなわち
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （２４）
となる。
【００３０】
したがって、単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを実際に計測し、これを（１９）式に代入してΔＷsを算出すれば、（２４）式により、製造されたフレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′（ｋｇ／ｍ3）を求めることができる。
【００３１】
ちなみに、単位セメント量Ｃ1′（ｋｇ／ｍ3）、単位細骨材量Ｓ1′（ｋｇ／ｍ3）、単位粗骨材量Ｇ1′（ｋｇ／ｍ3）についても、以下の式でそれぞれ算出することができる。
Ｃ1′＝Ｃ1／Ｖ1 （２４）
Ｓ1′＝Ｓ1／Ｖ1 （２５）
Ｇ1′＝Ｇ1／Ｖ1 （２６）
【００３２】
本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いてフレッシュコンクリートの単位水量を測定するには、まず、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を圧力計測部で計測するとともに、前記フレッシュコンクリートの質量を質量計測部で、前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を容積計測部でそれぞれ計測し、前記質量、前記容積、前記初圧力及び前記平衡圧力から前記フレッシュコンクリートの単位容積質量γ1及び空気量Ａ1（％）を演算処理部で演算する。
【００３３】
一方、前記フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート容積Ｖ0、水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0を所定のデータとして入力部を用いて入力し、かかるデータを演算処理部に伝送する。
【００３４】
次に、前記入力部から伝送されてきた前記各データと、演算処理部で演算された空気量Ａ1（％）及び単位容積質量γ1とから、以下の演算を演算処理部にて行う。
【００３５】
すなわち、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1と前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算する。
【００３６】
質量計測部は、例えばロードセルを用いた秤で構成することができるし、容積計測部は例えばフレッシュコンクリートの空気量を計測するための公知のエアメータを転用することができる。
【００３７】
演算処理部は、専用の演算処理機で構成してもよいし、パソコンと該パソコンで動作するアプリケーションソフトとで構成してもよい。
【００３８】
入力部は、例えばマウスやキーボードで構成することができる。
【００３９】
圧力計測部は、どのように構成してもかまわないが、例えば前記フレッシュコンクリートが収容される試料容器と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室を設けた蓋体とで構成するとともに、前記試料容器及び蓋体で囲まれた気密空間のうち、前記試料容器を除く残余空間に注水された水と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように前記空気室内の空気圧を上昇させた後、前記空気室を前記気密空間に連通させて前記空気室及び前記気密空間の空気圧を平衡させてそのときの平衡圧力を計測できるように構成するとともに、前記演算処理部を、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに前記圧力計測部で計測された前記初圧力及び平衡圧力を適用することによって前記フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積を前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除することで前記フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるように構成してもよい。
【００４０】
このようにすれば、初圧力を任意に設定することが可能となって、従来のように初圧力を１００ｋＰａという決められた値に設定する必要がなくなり、空気量の算定が容易になる（ＪＩＳで規定された「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」参照）。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図１は、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を示した全体ブロック図である。同図でわかるように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置１は、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を計測する圧力計測部２と、フレッシュコンクリートの質量を計測する質量計測部３と、フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測する容積計測部４と、質量計測部３で計測された質量と容積計測部４で計測された容積とからフレッシュコンクリートの単位容積質量γ1を演算するとともに圧力計測部２で計測された初圧力及び平衡圧力からフレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出する演算処理部５と、該演算処理部に所定のデータを伝送する入力部６とから概ね構成してある。
【００４３】
ここで、圧力計測部２は図２に示すエアメータを改良して構成してあり、かかる圧力計測部２は、フレッシュコンクリートが収容される試料容器７と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室８が設けられた蓋体９とを備え、蓋体９に設けられた作動弁１０を下降させることでその先端で連通孔１１を塞ぎ、試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように空気室８内の空気圧を図示しない空気圧ポンプ等で上昇させた後、作動弁１０を上昇させることで空気室８を試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間に連通させて空気室８と該気密空間の空気圧とを平衡させるようになっており、空気室８には、上述した初圧力と平衡圧力とを計測する圧力センサー１２を設けてある。
【００４４】
圧力センサー１０は、従来公知のさまざまな圧力センサーで構成すればよいが、できるだけ精度の高いデジタルセンサを用いるのが望ましい。
【００４５】
質量計測部３は、ロードセルを用いた秤で構成してある。
【００４６】
容積計測部４は、上述したエアメータ１３を用いて構成してある。なお、その場合、試料容器７と蓋体９で囲まれた気密空間の容積が既知か、又は事前に計測可能でなければならない。
【００４７】
入力部６は、例えばマウスやキーボードで構成することができる。
【００４８】
演算処理部５は、パソコンと該パソコンで動作するアプリケーションソフトとで構成することが可能であり、必要に応じて図示しないプリンターや記憶装置を設けるようにすればよい。
【００４９】
ここで、演算処理部５は、圧力計測部２の一部を構成する圧力センサー１２及びロードセル秤からなる質量計測部３とデータ転送可能に構成してあり、該演算処理部には、圧力センサー１２から初圧力及び平衡圧力が、質量計測部３からさまざまな質量データが伝送されるようになっている。
【００５０】
一方、演算処理部５には、任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータを予め図示しない記憶装置に記憶させてあり、かかる関連付けデータに圧力計測部２で計測された初圧力及び平衡圧力を適用することによって、フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積をフレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除する、すなわち、
空気量Ａ1（％）＝（空気容積／Ｖ1）・１００
なる式によって、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるようになっている。
【００５１】
図３は、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いてフレッシュコンクリートの単位水量を測定する手順を示したフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置においては、まず、示方配合で定められた水、セメント、細骨材及び粗骨材を混練製造してなるフレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を圧力計測部２及び演算処理部５で演算するとともに、その質量Ｗを質量計測部３で、その容積Ｖ1を容積計測部４でそれぞれ計測し、次いで、計測された質量Ｗと容積Ｖ1とからフレッシュコンクリートの単位容積質量γ1を次式、
単位容積質量γ1＝質量Ｗ／容積Ｖ1
を用いて演算処理部５で演算する（ステップ１０１）。
【００５２】
ここで、ロードセル秤で構成された質量計測部３でフレッシュコンクリートの質量Ｗを測定するにあたっては、予め、空の試料容器７に蓋体９を取り付けた状態の質量Ｗ1を計測しておき、次いで、試料容器７にフレッシュコンクリートを入れた状態の質量Ｗ2を同様に計測し、しかる後、質量Ｗ2から質量Ｗ1を差し引いてフレッシュコンクリートの質量Ｗとすればよい。
【００５３】
また、容積計測部４でフレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測するには、上述した質量計測が終了した後、該フレッシュコンクリートが収容された状態の試料容器７に蓋体９を取り付け、次いで、試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間の残余空間に水を満たし、かかる状態の質量Ｗ3を再度計測し、しかる後、試料容器７及び蓋体９で囲まれた既知の内容積から注水量、すなわち（Ｗ3−Ｗ2）を差し引いてフレッシュコンクリートの容積Ｖ1とすればよい。
【００５４】
また、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を圧力計測部２および演算処理部５で計測するには、上述したようにフレッシュコンクリートの容積計測が終わった後、水が満たされた状態のまま、作動弁１０を下降させることでその先端で連通孔１１を塞ぎ、上述した気密空間と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように空気室８内の空気圧を図示しない空気圧ポンプ等で上昇させ、次いで、作動弁１０を上昇させることで空気室８を気密空間に連通させて空気室８内と気密空間内の空気圧を平衡させ、そのときの空気室８内の初圧力と平衡圧力とを圧力センサー１２で計測する。
【００５５】
そして、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を適用することによって、試料容器７内のフレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積をフレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除する、すなわち、
空気量Ａ1（％）＝（空気容積／Ｖ1）・１００
なる式によって、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出する。
【００５６】
上述した関連付けデータは、さまざまな初圧力に対する平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関係を例えばテーブルの形で演算処理部５の記憶装置に予め記憶させておき、これに圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を当てはめるようにすればよい。なお、予め作成される関連付けデータは、できるだけ多くの初圧力及び平衡圧力に対して空気容積を計測して作成しておくのが望ましいが、多くの初圧力及び平衡圧力に対して計測することができないために、圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を当てはめることができない場合には、適宜補間するようにしてもよいし、予め計測された任意の初圧力及び平衡圧力と空気容積との関係を用いて近似式を作成し、これを関連付けデータとしてもよい。
【００５７】
一方、フレッシュコンクリートの示方配合におけるコンクリート単位容積Ｖ0（＝１ｍ3）、単位水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0（ｋｇ／ｍ3）を所定のデータとして入力部６を用いて入力し、かかるデータを演算処理部５に伝送する（ステップ１０２）。ここで、Ｗ0は、フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの水量(kg)である。なお、かかるステップ１０２とステップ１０１とは同時進行でもよいし、逆の手順になってもよいことは言うまでもない。
【００５８】
次に、入力部６から伝送されてきた各データと、演算処理部５で演算された空気量Ａ1（％）及び単位容積質量γ1とからフレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を算出する演算を演算処理部５にて行う（ステップ１０３）。
【００５９】
すなわち、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度（ｇ／cｍ3）として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1とフレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置によれば、細骨材の表面水率に関する当初の設定値が実際の表面水率と誤差を生じ、その結果、単位容積質量が示方配合と実際に製造されたものと違った値になったとしても、むしろ、これを利用し、実際に製造された単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを計測することによって、実際に製造されたフレッシュコンクリートの単位水量を簡便かつ高い精度で推定することが可能となる。
【００６１】
なお、単位容積質量が示方配合と実際に製造されたものとの間で一致した場合には、細骨材の表面水率の設定値は実際のものと同じであり、したがって、単位水量は、示方配合の単位水量と同じであると考えることができる。
【００６２】
本実施形態では、フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量（％）Ａ0及び単位容積質量γ0を示方配合で設定された数値としたが、これに代えて、現場配合で設定された数値を用いてもよいし、各コンクリート材料の計量に誤差があったにも本発明を適用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のフレッシュコンクリートの単位水量測定装置によれば、細骨材の表面水率に関する当初の設定値が実際の表面水率と誤差を生じ、その結果、単位容積質量がフレッシュコンクリートを混練する前のものと実際に製造されたものとの間で違った値になったとしても、単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを実際に計測することによって、実際に製造されたフレッシュコンクリートの単位水量を高い精度で推定することが可能となる。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置の全体ブロック図。
【図２】圧力計測部２を示した断面図。
【図３】本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いて単位水量を算出する手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
１ フレッシュコンクリートの単位水量測定装置
２ 圧力計測部
３ 質量計測部
４ 容積計測部
５ 演算処理部
６ 入力部
【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単位水量を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレッシュコンクリートの品質を管理することは、コンクリート工事の信頼性や経済性を高める上できわめて重要な作業であり、現場においては、ミキサー等からフレッシュコンクリートを採取して様々な試験を行っている。
【０００３】
フレッシュコンクリートの管理指標の一つとして、変形あるいは流動に対する抵抗性の程度を表すコンシステンシーがあるが、かかるコンシステンシーが小さいと、流動性が大きく打設が容易になる反面、材料分離が生じやすくなる。また、コンシステンシーが大きいと、材料分離が生じにくい反面、流動性に乏しく充填作業などが容易でない。
【０００４】
したがって、打設部位の状況に応じてコンシステンシーが適切に設定されるよう、例えばスランプ試験で確認する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、フレッシュコンクリートのコンシステンシーは、同じ水セメント比のコンクリートであれば、単位水量を小さくすればするほど大きくなり、ブリージングの発生も抑えることができる。
【０００６】
そのため、フレッシュコンクリートの単位水量を計測することは、コンクリートの品質上、大きな意義があり、従来においても、加熱法、ＲＩ法などが提案されていた。
【０００７】
しかしながら、加熱法は、試料が多くなると、当然ながら乾燥時間が長くなり、その間に水和反応で水量が減少し、単位水量を正確に把握することができないという問題を生じていた。
【０００８】
また、放射線を照射するＲＩ法では、他のコンクリート材料の影響を除外するための補正が必要になるというという問題を生じていた。
【０００９】
そして、このように単位水量を測定する方法すら、十分に確立されていないため、単位水量を測定する装置にいたっては、未だ開発されていないのが現状である。
【００１０】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、フレッシュコンクリートの単位水量を簡便かつ正確に計測することが可能なフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置は請求項１に記載したように、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を計測する圧力計測部と、前記フレッシュコンクリートの質量を計測する質量計測部と、前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測する容積計測部と、前記質量、前記容積、前記初圧力及び前記平衡圧力から前記フレッシュコンクリートの単位容積質量γ1及び空気量Ａ1（％）をそれぞれ演算する演算処理部と、該演算処理部に所定のデータを伝送する入力部とからなり、該入力部は、前記フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0を前記データとして入力することができるようになっているとともに、前記演算処理部は、前記入力部から伝送されてきた前記各データと、該演算処理部で演算された前記空気量Ａ1（％）及び前記単位容積質量γ1とから、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1と前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算するようになっているものである。
【００１２】
また、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置は、前記圧力計測部を、前記フレッシュコンクリートが収容される試料容器と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室を設けた蓋体とで構成するとともに、前記試料容器及び蓋体で囲まれた気密空間のうち、前記試料容器を除く残余空間に注水された水と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように前記空気室内の空気圧を上昇させた後、前記空気室を前記気密空間に連通させて前記空気室及び前記気密空間の空気圧を平衡させてそのときの平衡圧力を計測できるように構成するとともに、前記演算処理部を、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに前記圧力計測部で計測された前記初圧力及び平衡圧力を適用することによって前記フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積を前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除することで前記フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるように構成したものである。
【００１３】
本発明は、以下の内容を原理とするものである。なお、以下の説明では、質量や容量に関して具体的な単位で説明するが、これはあくまで発明を理解しやすくするための便宜であって、例えばｋｇがｇであっても、発明の本質からなんら逸脱するものではない。
【００１４】
また、本発明において、フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量（％）Ａ0及び単位容積質量γ0とは、示方配合や現場配合で設定された数値のみならず、水、セメント、細骨材、粗骨材といった各コンクリート材料を計量したときの実測値をも含む概念であるが、ここでは、発明の理解の便宜のため、示方配合で設定された数値として説明する。
【００１５】
まず、コンクリートの示方配合は、次式となる。
Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0＝Ｍ0 （１１）
Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG＝Ｖ0・（１−Ａ0／１００） （１２）
【００１６】
ここで、
Ｗ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの水量(kg)
Ｃ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりのセメント量(kg)
Ｓ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの細骨材量(kg)
Ｇ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの粗骨材量(kg)
Ｍ0；フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの質量合計(kg)
ρw；水密度（ｇ／cｍ3）
ρc；セメント密度（ｇ／cｍ3）
ρs；細骨材密度（ｇ／cｍ3）
ρG；粗骨材密度（ｇ／cｍ3）
Ｖ0；フレッシュコンクリートの容積＝１ｍ3
Ａ0；フレッシュコンクリートの空気量（％）
【００１７】
したがって、フレッシュコンクリートの単位容積質量γ0（ｋｇ／ｍ3）は、次式のように表すことができる。
γ0＝Ｍ0／Ｖ0
＝（Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0）／（（Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG）／（１−Ａ0／１００）） （１３）
【００１８】
一方、実際に計測されたフレッシュコンクリートの単位容積質量（ｋｇ/ｍ3）をγ1とすると、かかるγ1は、本来であれば示方配合通り、
γ1＝Ｍ0／Ｖ0
＝（Ｗ0＋Ｃ0＋Ｓ0＋Ｇ0）／（（Ｗ0／ρw＋Ｃ0／ρc＋Ｓ0／ρs＋Ｇ0／ρG）／（１−Ａ0／１００）） （１４）
となるはずである。
【００１９】
しかしながら、実際には、計測されたγ1は、示方配合のγ0に一致しないことが多い。
【００２０】
これは、細骨材がその貯留環境の違いによって湿り状態がさまざまであるため、細骨材の実際の表面水率が示方配合で予想された細骨材の表面水率とは相違し、両者の間に誤差を生じがちであることに主に起因し、さらに空気量がやはり示方配合上の空気量とは異なることも原因となる。
【００２１】
本発明は、空気量を正確に計測すれば、細骨材の表面水率に関する誤差を逆に利用することで単位水量を推定することができるという画期的な技術思想である。
【００２２】
すなわち、このように細骨材の表面水率に関して誤差が生じやすく、そのため、実際に計測されたフレッシュコンクリートの単位容積質量（ｋｇ/ｍ3）γ1は、示方配合のγ0とは一般的には一致しない。
【００２３】
ここで、示方配合で設定された細骨材量Ｓ0中に、実際にはΔＷs（ｋｇ）の表面水が含まれていたとすると、フレッシュコンクリートの容積に関しては、実際には次式のようになる。すなわち、
（Ｗ0／ρw＋ΔＷs／ρw）＋Ｃ0／ρc＋（Ｓ0／ρs−ΔＷs／ρs）＋Ｇ0／ρG＝Ｖ1・（１−Ａ1／１００） （１６）
【００２４】
ここで、
Ｖ1；製造されたフレッシュコンクリートの容積（ｍ3）
Ａ1；製造されたフレッシュコンクリートの空気量（％）
【００２５】
したがって、（１２）式及び（１６）式から
ΔＷs（１／ρw−１／ρs）
＝Ｖ1・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００） （１７）
なる関係が導かれる。
【００２６】
一方、表面水率に誤差があったとしても、フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの質量合計に関しては、示方配合と製造された実際のものとの間に差は生じないので、
Ｖ1＝Ｍ1／γ1
＝Ｍ0／γ1
＝γ0・Ｖ0／γ1
となる。
【００２７】
この関係を用いて、（１７）式をΔＷsについて解くと、
ΔＷs＝（（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００））／（１／ρw−１／ρs） （１９）
となるので、製造されたフレッシュコンクリートに含まれる実際の水量Ｗ1は、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （２０）
となる。
【００２８】
ここで、表面水率の設定が実際のものとは違っていたことに起因して、製造されたフレッシュコンクリートの容積は、示方配合上の容積Ｖ0ではなく、Ｖ1となる。
【００２９】
したがって、製造されたフレッシュコンクリートの単位水量は、Ｗ1ではなく、次式で表されるＷ1′、すなわち
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （２４）
となる。
【００３０】
したがって、単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを実際に計測し、これを（１９）式に代入してΔＷsを算出すれば、（２４）式により、製造されたフレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′（ｋｇ／ｍ3）を求めることができる。
【００３１】
ちなみに、単位セメント量Ｃ1′（ｋｇ／ｍ3）、単位細骨材量Ｓ1′（ｋｇ／ｍ3）、単位粗骨材量Ｇ1′（ｋｇ／ｍ3）についても、以下の式でそれぞれ算出することができる。
Ｃ1′＝Ｃ1／Ｖ1 （２４）
Ｓ1′＝Ｓ1／Ｖ1 （２５）
Ｇ1′＝Ｇ1／Ｖ1 （２６）
【００３２】
本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いてフレッシュコンクリートの単位水量を測定するには、まず、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を圧力計測部で計測するとともに、前記フレッシュコンクリートの質量を質量計測部で、前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を容積計測部でそれぞれ計測し、前記質量、前記容積、前記初圧力及び前記平衡圧力から前記フレッシュコンクリートの単位容積質量γ1及び空気量Ａ1（％）を演算処理部で演算する。
【００３３】
一方、前記フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート容積Ｖ0、水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0を所定のデータとして入力部を用いて入力し、かかるデータを演算処理部に伝送する。
【００３４】
次に、前記入力部から伝送されてきた前記各データと、演算処理部で演算された空気量Ａ1（％）及び単位容積質量γ1とから、以下の演算を演算処理部にて行う。
【００３５】
すなわち、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1と前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算する。
【００３６】
質量計測部は、例えばロードセルを用いた秤で構成することができるし、容積計測部は例えばフレッシュコンクリートの空気量を計測するための公知のエアメータを転用することができる。
【００３７】
演算処理部は、専用の演算処理機で構成してもよいし、パソコンと該パソコンで動作するアプリケーションソフトとで構成してもよい。
【００３８】
入力部は、例えばマウスやキーボードで構成することができる。
【００３９】
圧力計測部は、どのように構成してもかまわないが、例えば前記フレッシュコンクリートが収容される試料容器と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室を設けた蓋体とで構成するとともに、前記試料容器及び蓋体で囲まれた気密空間のうち、前記試料容器を除く残余空間に注水された水と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように前記空気室内の空気圧を上昇させた後、前記空気室を前記気密空間に連通させて前記空気室及び前記気密空間の空気圧を平衡させてそのときの平衡圧力を計測できるように構成するとともに、前記演算処理部を、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに前記圧力計測部で計測された前記初圧力及び平衡圧力を適用することによって前記フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積を前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除することで前記フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるように構成してもよい。
【００４０】
このようにすれば、初圧力を任意に設定することが可能となって、従来のように初圧力を１００ｋＰａという決められた値に設定する必要がなくなり、空気量の算定が容易になる（ＪＩＳで規定された「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」参照）。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図１は、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を示した全体ブロック図である。同図でわかるように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置１は、単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を計測する圧力計測部２と、フレッシュコンクリートの質量を計測する質量計測部３と、フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測する容積計測部４と、質量計測部３で計測された質量と容積計測部４で計測された容積とからフレッシュコンクリートの単位容積質量γ1を演算するとともに圧力計測部２で計測された初圧力及び平衡圧力からフレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出する演算処理部５と、該演算処理部に所定のデータを伝送する入力部６とから概ね構成してある。
【００４３】
ここで、圧力計測部２は図２に示すエアメータを改良して構成してあり、かかる圧力計測部２は、フレッシュコンクリートが収容される試料容器７と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室８が設けられた蓋体９とを備え、蓋体９に設けられた作動弁１０を下降させることでその先端で連通孔１１を塞ぎ、試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように空気室８内の空気圧を図示しない空気圧ポンプ等で上昇させた後、作動弁１０を上昇させることで空気室８を試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間に連通させて空気室８と該気密空間の空気圧とを平衡させるようになっており、空気室８には、上述した初圧力と平衡圧力とを計測する圧力センサー１２を設けてある。
【００４４】
圧力センサー１０は、従来公知のさまざまな圧力センサーで構成すればよいが、できるだけ精度の高いデジタルセンサを用いるのが望ましい。
【００４５】
質量計測部３は、ロードセルを用いた秤で構成してある。
【００４６】
容積計測部４は、上述したエアメータ１３を用いて構成してある。なお、その場合、試料容器７と蓋体９で囲まれた気密空間の容積が既知か、又は事前に計測可能でなければならない。
【００４７】
入力部６は、例えばマウスやキーボードで構成することができる。
【００４８】
演算処理部５は、パソコンと該パソコンで動作するアプリケーションソフトとで構成することが可能であり、必要に応じて図示しないプリンターや記憶装置を設けるようにすればよい。
【００４９】
ここで、演算処理部５は、圧力計測部２の一部を構成する圧力センサー１２及びロードセル秤からなる質量計測部３とデータ転送可能に構成してあり、該演算処理部には、圧力センサー１２から初圧力及び平衡圧力が、質量計測部３からさまざまな質量データが伝送されるようになっている。
【００５０】
一方、演算処理部５には、任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータを予め図示しない記憶装置に記憶させてあり、かかる関連付けデータに圧力計測部２で計測された初圧力及び平衡圧力を適用することによって、フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積をフレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除する、すなわち、
空気量Ａ1（％）＝（空気容積／Ｖ1）・１００
なる式によって、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるようになっている。
【００５１】
図３は、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いてフレッシュコンクリートの単位水量を測定する手順を示したフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置においては、まず、示方配合で定められた水、セメント、細骨材及び粗骨材を混練製造してなるフレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を圧力計測部２及び演算処理部５で演算するとともに、その質量Ｗを質量計測部３で、その容積Ｖ1を容積計測部４でそれぞれ計測し、次いで、計測された質量Ｗと容積Ｖ1とからフレッシュコンクリートの単位容積質量γ1を次式、
単位容積質量γ1＝質量Ｗ／容積Ｖ1
を用いて演算処理部５で演算する（ステップ１０１）。
【００５２】
ここで、ロードセル秤で構成された質量計測部３でフレッシュコンクリートの質量Ｗを測定するにあたっては、予め、空の試料容器７に蓋体９を取り付けた状態の質量Ｗ1を計測しておき、次いで、試料容器７にフレッシュコンクリートを入れた状態の質量Ｗ2を同様に計測し、しかる後、質量Ｗ2から質量Ｗ1を差し引いてフレッシュコンクリートの質量Ｗとすればよい。
【００５３】
また、容積計測部４でフレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測するには、上述した質量計測が終了した後、該フレッシュコンクリートが収容された状態の試料容器７に蓋体９を取り付け、次いで、試料容器７及び蓋体９で囲まれた気密空間の残余空間に水を満たし、かかる状態の質量Ｗ3を再度計測し、しかる後、試料容器７及び蓋体９で囲まれた既知の内容積から注水量、すなわち（Ｗ3−Ｗ2）を差し引いてフレッシュコンクリートの容積Ｖ1とすればよい。
【００５４】
また、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を圧力計測部２および演算処理部５で計測するには、上述したようにフレッシュコンクリートの容積計測が終わった後、水が満たされた状態のまま、作動弁１０を下降させることでその先端で連通孔１１を塞ぎ、上述した気密空間と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように空気室８内の空気圧を図示しない空気圧ポンプ等で上昇させ、次いで、作動弁１０を上昇させることで空気室８を気密空間に連通させて空気室８内と気密空間内の空気圧を平衡させ、そのときの空気室８内の初圧力と平衡圧力とを圧力センサー１２で計測する。
【００５５】
そして、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を適用することによって、試料容器７内のフレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積をフレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除する、すなわち、
空気量Ａ1（％）＝（空気容積／Ｖ1）・１００
なる式によって、フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出する。
【００５６】
上述した関連付けデータは、さまざまな初圧力に対する平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関係を例えばテーブルの形で演算処理部５の記憶装置に予め記憶させておき、これに圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を当てはめるようにすればよい。なお、予め作成される関連付けデータは、できるだけ多くの初圧力及び平衡圧力に対して空気容積を計測して作成しておくのが望ましいが、多くの初圧力及び平衡圧力に対して計測することができないために、圧力センサー１２から伝送されてきた初圧力及び平衡圧力を当てはめることができない場合には、適宜補間するようにしてもよいし、予め計測された任意の初圧力及び平衡圧力と空気容積との関係を用いて近似式を作成し、これを関連付けデータとしてもよい。
【００５７】
一方、フレッシュコンクリートの示方配合におけるコンクリート単位容積Ｖ0（＝１ｍ3）、単位水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0（ｋｇ／ｍ3）を所定のデータとして入力部６を用いて入力し、かかるデータを演算処理部５に伝送する（ステップ１０２）。ここで、Ｗ0は、フレッシュコンクリート１ｍ3当たりの水量(kg)である。なお、かかるステップ１０２とステップ１０１とは同時進行でもよいし、逆の手順になってもよいことは言うまでもない。
【００５８】
次に、入力部６から伝送されてきた各データと、演算処理部５で演算された空気量Ａ1（％）及び単位容積質量γ1とからフレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を算出する演算を演算処理部５にて行う（ステップ１０３）。
【００５９】
すなわち、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度（ｇ／cｍ3）として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1とフレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置によれば、細骨材の表面水率に関する当初の設定値が実際の表面水率と誤差を生じ、その結果、単位容積質量が示方配合と実際に製造されたものと違った値になったとしても、むしろ、これを利用し、実際に製造された単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを計測することによって、実際に製造されたフレッシュコンクリートの単位水量を簡便かつ高い精度で推定することが可能となる。
【００６１】
なお、単位容積質量が示方配合と実際に製造されたものとの間で一致した場合には、細骨材の表面水率の設定値は実際のものと同じであり、したがって、単位水量は、示方配合の単位水量と同じであると考えることができる。
【００６２】
本実施形態では、フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量（％）Ａ0及び単位容積質量γ0を示方配合で設定された数値としたが、これに代えて、現場配合で設定された数値を用いてもよいし、各コンクリート材料の計量に誤差があったにも本発明を適用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のフレッシュコンクリートの単位水量測定装置によれば、細骨材の表面水率に関する当初の設定値が実際の表面水率と誤差を生じ、その結果、単位容積質量がフレッシュコンクリートを混練する前のものと実際に製造されたものとの間で違った値になったとしても、単位容積質量γ1と空気量Ａ1とを実際に計測することによって、実際に製造されたフレッシュコンクリートの単位水量を高い精度で推定することが可能となる。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置の全体ブロック図。
【図２】圧力計測部２を示した断面図。
【図３】本実施形態に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定装置を用いて単位水量を算出する手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
１ フレッシュコンクリートの単位水量測定装置
２ 圧力計測部
３ 質量計測部
４ 容積計測部
５ 演算処理部
６ 入力部
Claims (2)
- 単位水量の計測対象であるフレッシュコンクリートの初圧力及び平衡圧力を計測する圧力計測部と、前記フレッシュコンクリートの質量を計測する質量計測部と、前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を計測する容積計測部と、前記質量、前記容積、前記初圧力及び前記平衡圧力から前記フレッシュコンクリートの単位容積質量γ1及び空気量Ａ1（％）をそれぞれ演算する演算処理部と、該演算処理部に所定のデータを伝送する入力部とからなり、該入力部は、前記フレッシュコンクリートを混練する前のコンクリート単位容積Ｖ0、単位水量Ｗ0、空気量Ａ0（％）及び単位容積質量γ0を前記データとして入力することができるようになっているとともに、前記演算処理部は、前記入力部から伝送されてきた前記各データと、該演算処理部で演算された前記空気量Ａ1（％）及び前記単位容積質量γ1とから、実際に製造されたフレッシュコンクリートの水量Ｗ1を、ρw、ρsをそれぞれ水、細骨材の密度として、次式、
Ｗ1＝Ｗ0＋ΔＷs （１）
ΔＷs＝(（γ0／γ1）・Ｖ0・（１−Ａ1／１００）−Ｖ0・（１−Ａ0／１００）)／（１／ρw−１／ρs） （２）
で算出し、次いで、算出されたＷ1と前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1を用いて該フレッシュコンクリートの単位水量Ｗ1′を次式、
Ｗ1′＝Ｗ1／Ｖ1 （３）
により演算するようになっていることを特徴とするフレッシュコンクリートの単位水量測定装置。 - 前記圧力計測部を、前記フレッシュコンクリートが収容される試料容器と、その内部空間に連通遮断自在でかつ空気を蓄積可能な空気室を設けた蓋体とで構成するとともに、前記試料容器及び蓋体で囲まれた気密空間のうち、前記試料容器を除く残余空間に注水された水と遮断された状態で内部の圧力が所望の初圧力になるように前記空気室内の空気圧を上昇させた後、前記空気室を前記気密空間に連通させて前記空気室及び前記気密空間の空気圧を平衡させてそのときの平衡圧力を計測できるように構成するとともに、前記演算処理部を、予め記憶された任意の初圧力及び平衡圧力とフレッシュコンクリートの空気容積との関連付けデータに前記圧力計測部で計測された前記初圧力及び平衡圧力を適用することによって前記フレッシュコンクリートに含まれる空気容積を算出し、該空気容積を前記フレッシュコンクリートの容積Ｖ1で除することで前記フレッシュコンクリートの空気量Ａ1（％）を算出することができるように構成した請求項１記載のフレッシュコンクリートの単位水量測定装置。
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| JPH0822549B2 (ja) * | 1993-04-02 | 1996-03-06 | 全国生コンクリート工業組合連合会 | コンクリート単位水量及び強度の早期推定方法 |
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| JP3500591B2 (ja) * | 1995-07-28 | 2004-02-23 | 大成建設株式会社 | 無機水硬性混練物の単位水量測定方法 |
| JP3168911B2 (ja) * | 1996-04-02 | 2001-05-21 | 株式会社大林組 | フレッシュコンクリートの水セメント比評価方法 |
| JP3968821B2 (ja) * | 1997-06-17 | 2007-08-29 | 株式会社大林組 | フレッシュコンクリートの単位容積質量測定方法 |
| JP2000304708A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Shimadzu Corp | 単位水量測定装置 |
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