JP5219937B2 - 改良土の供試体をキャッピングする方法、及びこの方法に用いる補助具 - Google Patents

Description

本発明は、改良土の供試体をキャッピングする方法、及びこの方法に用いる補助具に関し、とくに強度試験の信頼性を確保するための技術に関する。

特許文献１には、安定処理土等の土質強度の試験用供試体の作成に関し、供試体作製の標準化を図り測定値の信頼性を確保すべく、供試体を作製する型枠として、円筒の一端にねじを設け、このねじにより結合する平蓋状の底盤を取り付けることが記載されている。

一軸圧縮試験などの改良土の強度試験に際しては、供試体の端面は平坦でなければならない。ここで例えばコンクリートのように供試体の強度が十分に大きい場合には、供試体の端面を研磨機により研磨したり、供試体の上面側からキャッピング（ＪＩＳ Ａ１１３２）することにより端面を平坦に成形することができる。また土質試料のように供試体の強度が十分に小さい場合には、供試体の端面を針金を用いて削ることにより、端面を平坦に成形することができる（ＪＩＳ Ａ１２１６）。

実開平４−１２０３６１号公報

ところで、一般に改良土の供試体はコンクリートやモルタル等の供試体等に比べて強度が小さく脆くて崩れやすい。このため、わずかな衝撃により容易に端面が破損し、研磨機により研磨しようとすると端面に凹凸が生じて平坦化が困難である。また改良土はコンクリートに比べて組織が粗く、上面側からのキャッピングではセメントペーストが供試体の隙間にしみ込んでしまいその結果供試体が補強され、強度試験の信頼性が低下する。また改良土の強度は一般に土質試料に比べて大きいため、針金による成形は困難である。

本発明はこのような背景技術に基づいてなされたもので、改良土の供試体をキャッピングし強度試験の信頼性を確保することが可能な、改良土の供試体をキャッピングする方法、及びこの方法に用いる補助具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一つは、
改良土の供試体をキャッピングする方法であって、
一端が開口し平坦な内底面を有する中空筒状を呈し、その側面に前記開口の端縁から前記内底面に向けてスリットが設けられた補助具に、その内底面から所定高さ位置まであらかじめセメントペーストを注入し、
前記補助具の内径に略等しい外径を有する柱状の改良土の供試体を、その端面を前記セメントペーストに密着させるように前記補助具に前記開口から挿入し、
前記補助具の側面を前記供試体の外側面に密着させて前記セメントペーストを硬化させる。

本発明によれば、簡素な構成からなる補助具を用い、改良土の供試体を容易にキャッピングすることができる。また補助具の側面に設けられているスリットの作用により補助具の開口の度合いを調節することができるので、例えば供試体中に含まれる水分等により供試体の外形精度に多少のばらつきがあっても、供試体を容易かつ確実に補助具に挿入（セット）することができる。

また補助具の開口の度合いを調節することができるので、供試体を容易に上下移動させることができ、供試体の端面をセメントペーストに確実に密着させることができる。またスリットを通じて余剰のセメントペーストを補助具の外に押し出すことができるので、セメントペーストの量をキャッピングに必要十分な量に調節することができ、強度試験の信頼性を確保することができる。

またスリットの作用により補助具の側面を供試体の側面に確実に密着させることができ、セメントペーストが硬化するまで供試体を確実に正しい位置に保持（垂直に維持）しておくことができる。

また供試体の下面側からキャッピングするため、セメントペーストが重力により供試体の隙間にしみ込んでしまうこともなく、供試体の強度に影響を与えることがない。

尚、補助具に注入するセメントペーストの正常は、セメントペーストが補助具の外に自然に流出してしまわない程度に硬く、かつ、作業性が損なわれない程度に軟らかいことが好ましい。このため、セメントペーストの水セメント比（Ｗ／Ｃ）は、例えば０．３〜０．４とすることが好ましい。

スリットは、補助具の開口の度合いを容易に調節することができるように、例えば補助具の軸心に対して対称な位置関係となるように複数箇所に設ける。

補助具は、一端が開口し平坦な内底面を有する、例えば市販の中空筒状の容器を用いて構成し、スリットは容器の側面に開口の端縁から内底面に向けて切り込むことにより設けられる。このように、本発明の補助具は市販の容器等を用いて容易に構成することができる。

セメントペーストの硬化させる際、補助具の側面とスリット形状の部分とを束ねてスリット形状の部分によりスリットを閉塞しつつ補助具の側面の周囲にテーピングを施すことにより、スリット形状の部分を補助具の側面とともに供試体の外側面に密着させるようにする。このようにすることで、セメントペーストが硬化するまでの間、供試体を確実に正しい形状、正しい姿勢に保持しておくことができる。

補助具は、例えば、樹脂（硬質塩化ビニル）、紙、又は金属（鉄、アルミニウム、ブリキ）等の素材を用いて構成する。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、改良土の供試体をキャッピングし強度試験の信頼性を確保することができる。

補助具１０の外観斜視図である。 補助具１０の断面図である。 改良土の供試体５０をキャッピングする方法を説明するフローチャートである。 供試体５０を補助具１０に挿入した状態を示す補助具１０の外観斜視図である。 供試体５０を補助具１０に挿入した状態を示す補助具１０等の断面図である。 テーピング６１を施した状態を示す補助具１０等の外観斜視図である。 キャッピングされた供試体５０について一軸圧縮試験を行っている様子を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１Ａに改良土の供試体５０をキャッピングする際に用いる補助具１０の外観斜視図を、また図１Ｂに補助具の断面図を示している。これらの図に示すように、補助具１０は、一端が開口し他端に底面１２を有する中空略円筒形状を呈している。補助具１０の内底面１２１は平坦であり、補助具１０をその開口１１を上向きにしてその軸心が垂直になるように地面５に載置した状態において内底面１２１は地面５に平行となる。

後述するように、補助具１０の内側には円柱状に成形された改良土の供試体５０が挿入される。また補助具１０の内側形状は、挿入される供試体５０の外形と略等しい（例えば直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍ）。

図１Ａに示すように、補助具１０の側面１３には複数（図１Ａ，図１Ｂでは２つ）の矩形のスリット２１が設けられている。スリット２１は、いずれも開口１１の端縁１１１から底面１２に向かって形成されている。各スリット２１の底（各スリット２１の底面１２側の端部）は、補助具１０の底面１２から所定の高さに位置している。尚、各スリット２１は補助具１０の軸心に対称な位置関係で設けられている。

補助具１０は、一端が開口し平坦な内底面を有する中空略円筒状の容器（例えば市販の容器）等を用いることで、容易に構成することができる。補助具１０（容器）の素材は、樹脂（硬質塩化ビニル）、紙、又は金属（鉄、アルミニウム、ブリキ）等である。

スリット２１は、側面１３を開口１１の端縁１１１から内底面１２１に向けてスリット２１の形状の切り込みを入れることにより設けられている。尚、切り込みにより形成されるスリット２１形状の面（以下、切り出し片１３１と称する。）は、その付け根の部分１３４において補助具１０の側面１３に接続している（側面１３から切離しない）。

図１Ａ，図１Ｂに示すように、切り出し片１３１の開口１１側（上方側）の端部１３３には、側面１３を裂いてスリット２１を設ける際に切り出し片１３１の持ち手として機能するリング１３２が設けられている。

図２Ａ，図２Ｂは、以上の構成からなる補助具１０を用いて行われる、改良土の供試体５０をキャッピングする方法を説明するフローチャートである。以下、同図を参照しつつ上記キャッピング方法について説明する。

供試体５０のキャッピングに際しては、まず補助具１０にその内底面１２１から所定の高さ位置までセメントペースト５１を注入（打設）する（Ｓ２１１）。尚、注入するセメントペースト５１の性状は、セメントペースト５１が補助具１０の外に自然に流出してしまわない程度に硬く、また作業性が損なわれない程度に軟らかいことが好ましい。このため、セメントペースト５１の水セメント比（Ｗ／Ｃ）を例えば０．３〜０．４とする。セメントペースト５１の種類はとくに限定されるわけではないが、例えば供試体５０の作成後に強度試験を迅速に実施する必要があるような場合は速硬性のものを使用する。またセメントペースト５１に代えて石膏等の他の素材を用いることもできる。

次に補助具１０の内径に略等しい外径を有する略円柱状に成形された改良土の供試体５０を、補助具１０の開口１１から挿入（嵌装）する（Ｓ２１２）。改良土は、例えば火力発電所から排出されるフライアッシュ（石炭灰）を混ぜたものである。供試体５０は、例えば特許文献１に開示される方法により略円柱状に成形する。

次に供試体５０を上下に移動させ、供試体５０の下側端面５６をセメントペースト５１に密着させる（Ｓ２１３）。その際、スリット２１を通じて余剰のセメントペースト５１を補助具１０の外に押し出して、セメントペースト５１の量をキャッピングに必要十分な量に調節する。図３Ａ又は図３Ｂに、供試体５０が補助具１０に挿入されている状態を示している。

このとき、補助具１０の開口１１の度合い（側面の開き具合）は、補助具１０の側面１３に設けられているスリット２１の作用によって容易に調節することができる。このため、例えば、供試体５０中に含まれる水分等により供試体５０の外形精度に多少のばらつきがあるような場合でも、供試体５０を補助具１０に容易かつ確実に挿入することができる。

次に、補助具１０の側面１３を供試体５０の外側面５３に密着させ、供試体５０を垂直に保持してセメントペースト５１を硬化させる（養生する）（Ｓ２１４）。このとき、補助具１０の側面１３と切り出し片１３１とを束ね、切り出し片１３１によりスリット２１を閉塞しつつ補助具１０の側面の周囲にテーピング６１を施す。図４に補助具１０にテーピング６１を施した後の状態を示している。

以上のようにしてセメントペースト５１を硬化させることで、スリット２１の作用により補助具１０の側面１３を供試体５０の外側面５３に確実に密着させることができる。またセメントペースト５１が硬化するまで供試体５０を確実に正しい形状、正しい姿勢（垂直な姿勢）に保持しておくことができる。

セメントペースト５１が硬化した後は、供試体５０を補助具１０から脱型する（取り外す）（Ｓ２１５）。このとき、供試体５０を補助具１０から容易に脱型することができないようであれば、補助具１０の側面１３を切り裂いたり、テーピング６１を解くなどして、供試体５０を補助具１０から脱型する。

表１に以上の方法によりキャッピングを施した供試体５０について、一軸圧縮試験を行った結果を示している。表１には比較のため同じ改良土についてキャッピングしていない供試体５０について行った一軸圧縮試験の結果も併記している。

表１から本実施形態の方法により改良土の供試体５０にキャッピングを行っても一軸圧縮試験の結果に殆ど影響を与えないことがわかる。図５にキャッピング後の供試体５０について一軸圧縮試験を実施している様子を示す。同図において、符号７１、７２は加圧板であり、符号７３は変位計である。

以上に説明したように、本実施形態のキャッピング方法によれば、強度試験の測定精度を確保しつつ改良土の供試体５０をキャッピングすることができる。このため、高い精度で改良土の供試体５０について強度試験を行うことができる。また簡素な構成からなる補助具１０を用いて供試体５０を容易にキャッピングすることができる。

また補助具１０の側面１３に設けられているスリット２１の作用により補助具１０の開口の度合いを調節することができるので、例えば供試体５０中に含まれる水分等により供試体５０の外形精度に多少のばらつきがあるような場合でも、供試体５０を容易かつ確実に補助具１０に挿入（セット）することができる。

また補助具１０の開口の度合いを調節することができるので、供試体５０を容易に上下移動させることができ、供試体５０の下側端面５６をセメントペースト５１に確実に密着させることができる。またスリット２１を通じて余剰のセメントペースト５１を補助具１０の外に押し出すことができるので、セメントペースト５１の量をキャッピングに必要十分な量に調節することができ、一軸圧縮試験等の強度試験の信頼性を確保することができる。

またスリット２１を設けたことにより補助具１０の側面１３を供試体５０の外側面５３に確実に密着させることができるので、セメントペースト５１が硬化するまで供試体５０を確実に正しい形状、正しい姿勢に保持しておくことができる。

また供試体５０の下面側からキャッピングするため、セメントペースト５１が重力により供試体５０の隙間にしみ込んでしまうようなこともなく、供試体５０の強度に影響を与えることもない。

以上、実施の形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

１０ 補助具
１１ 開口
１１１ 端縁
１２ 底面
１３ 側面
１３１ 切り出し片
１２１ 内底面
２１ スリット
５０ 供試体
５１ セメントペースト
５３ 外側面
５５ 上側端面
５６ 下側端面
６１ テーピング
７１，７２ 加圧板
７３ 変位計

Claims (7)

1. 改良土の供試体をキャッピングする方法であって、
   一端が開口し平坦な内底面を有する中空筒状を呈し、その側面に前記開口の端縁から前記内底面に向けてスリットが設けられた補助具に、その内底面から所定高さ位置まであらかじめセメントペーストを注入し、
   前記補助具の内径に略等しい外径を有する柱状の改良土の供試体を、その端面を前記セメントペーストに密着させるように前記補助具に前記開口から挿入し、
   前記補助具の側面を前記供試体の外側面に密着させて前記セメントペーストを硬化させる
   ことを特徴とするキャッピング方法。
2. 請求項１に記載のキャッピング方法であって、
   前記補助具に注入する前記セメントペーストの水セメント比（Ｗ／Ｃ）が０．３〜０．４である
   ことを特徴とするキャッピング方法。
3. 請求項１に記載のキャッピング方法であって、
   前記補助具の軸心に対して対称な位置関係で複数の前記スリットが設けられている
   ことを特徴とするキャッピング方法。
4. 請求項１に記載のキャッピング方法であって、
   前記補助具は一端が開口し平坦な内底面を有する中空筒状の容器を用いて構成され、
   前記スリットは、前記容器の側面を前記開口の端縁から前記内底面に向けて前記スリットの形状に切り込むことにより設けられる
   ことを特徴とするキャッピング方法。
5. 請求項４に記載のキャッピング方法であって、
   前記スリット形状の部分は前記容器の前記側面から切離せずに前記容器に保持され、
   前記セメントペーストの硬化させる際、前記補助具の側面と前記スリット形状の部分とを束ねて前記スリット形状の部分により前記スリットを閉塞しつつ前記補助具の側面の周囲にテーピングを施すことにより、前記スリット形状の部分を前記補助具の側面とともに前記供試体の前記外側面に密着させる
   ことを特徴とするキャッピング方法。
6. 請求項１に記載のキャッピング方法であって、
   前記補助具の素材が樹脂（硬質塩化ビニル）、紙、又は金属（鉄、アルミニウム、ブリキ）のうちの少なくともいずれかである
   ことを特徴とするキャッピング方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のキャッピング方法に用いる前記補助具であって、
   一端が開口し平坦な内底面を有する中空筒状を呈し、その側面に前記開口の端縁から前記内底面に向けてスリットが設けられている
   ことを特徴とする補助具。

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