JP5680493B2

JP5680493B2 - コンクリートのブリーディング量管理方法

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Publication number: JP5680493B2
Application number: JP2011151998A
Authority: JP
Inventors: 貴士羽渕; 亮一田中; 勝也細田
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: JP2013018158A

Description

本発明は、コンクリートのブリーディング量管理方法に関し、さらに詳しくは、コンクリート打設現場において、精度よく迅速にコンクリートのブリーディング量を把握してその品質を管理できるコンクリートのブリーディング量管理方法に関するものである。

近年、コンクリートに関しては、粒度、粒径などの品質が安定していて優れた骨材を確保することが難しくなっている。これに伴って、コンクリートのブリーディング量が過大になることが懸念される。また、冬季などの低温時には、コンクリートの凝結時間が長くなることに伴って材料分離する量が多くなるため、ブリーディング量が多くなる傾向がある。ブリーディング量が過大であると、コンクリート構造物の品質に悪影響が生じる。そのため、ブリーディング量を抑えるために、材料の配合について種々の検討がなされている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、材料配合を決定する際の試験練りのコンクリートが、目標とするブリーディング量であったとしても、ブリーディング量は骨材品質の変動や施工時の温度条件などによって変化するため、実際に現場で打設施工するコンクリートのブリーディング量を把握することが重要である。コンクリートのブリーディング量は、一般にＪＩＳＡ１１２３に規定された試験方法によって測定される。ところが、この試験方法では測定結果を得るまでに数時間を要する。そのため、コンクリートを打設する際に、その現場でブリーディング量を十分に把握できないという問題があった。

特開２０１０−７０４３９号公報

本発明の目的は、コンクリート打設現場において、精度よく迅速にコンクリートのブリーディング量を把握してその品質を管理できるコンクリートのブリーディング量管理方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンクリートのブリーディング量管理方法は、ＪＩＳＡ１１２３に規定されたコンクリートのブリーディング試験方法により、生コンクリートのブリーディング量を取得し、生コンクリートを加圧容器に収容して所定圧力で加圧する加圧試験により、生コンクリートの最終脱水率を取得して、前記取得したブリーディング量と最終脱水率との関係を予め把握しておき、生コンクリートを打設施工する際に、打設する生コンクリートに対して前記加圧試験を実施して最終脱水率を取得し、この取得した最終脱水率と、予め把握しているブリーディング量と最終脱水率との関係に基づいて、その生コンクリートのブリーディング量を推定することを特徴とする。

本発明によれば、ＪＩＳＡ１１２３に規定されたコンクリートのブリーディング試験方法により取得した生コンクリートのブリーディング量と、生コンクリートを加圧容器に収容して所定圧力で加圧する加圧試験により取得した生コンクリートの最終脱水率との関係を予め把握しておき、生コンクリートを打設施工する際に、打設する生コンクリートに対して前記加圧試験を実施する。したがって、コンクリート打設現場では短時間で完了する加圧試験を行なうだけでよい。そして、現場での加圧試験により取得した最終脱水率と、予め把握しているブリーディング量と最終脱水率との関係に基づいて、その生コンクリートのブリーディング量を推定するので、精度よく迅速にコンクリートのブリーディング量を把握でき、その品質を管理することが可能になる。

前記加圧試験として、例えば、ＪＳＣＥ−Ｆ５０２−２０１０に規定された加圧ブリーディング試験を行なう。これにより、新たな加圧試験方法を検討する必要がなく、従来の知見も利用できる。また、例えば、ブリーディング量の上限値を予め設定しておき、前記推定したブリーディング量が前記上限値を超えているか否かを判断する。これにより、コンクリート構造物の品質を一定水準以上に維持することができる。

本発明で行なう加圧試験の概要を例示する説明図である。ブリーディング率ＢＲと最終脱水率Ｄとの関係を示すグラフ図である。水セメント比とブリーディング率ＢＲ、最終脱水率Ｄとの関係を示すグラフ図である。スランプとブリーディング率ＢＲ、最終脱水率Ｄとの関係を示すグラフ図である。試料の練り上がりから試験開始までの経過時間と最終脱水率との関係を示すグラフ図である。

本発明のコンクリートのブリーディング量管理方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

まず、配合などの仕様の異なる多数種類の生コンクリートについて、ＪＩＳＡ１１２３に規定されたコンクリートのブリーディング試験方法を行なって、それぞれの仕様の生コンクリートのブリーディング量Ｂ（ブリーディング率ＢＲ）を取得しておく。例えば、水セメント比（Ｗ／Ｃ）、細骨材率（ｓ／ａ）、各材料の単位量、混和剤の種類や添加量、スランプなどを異ならせた多数種類の生コンクリートのブリーディング量Ｂを取得する。

ブリーディング量Ｂ（ｃｍ³／ｃｍ²）は、以下の（１）式により算出される。
Ｂ＝Ｖ／Ａ・・・（１）
ここで、Ｖは最終時まで累計したブリーディングによる水の容積（ｃｍ³）、Ａはコンクリート上面の面積（ｃｍ²）である。

ブリーディング量Ｂは、そのままでもよいが、例えば、ブリーディングＢに基づいてブリーディング率ＢＲを算出しておく。ブリーディング率ＢＲは、以下の（２）式により算出される。
ＢＲ＝（Ｖ×ρｗ／Ｗｓ）×１００％・・・（２）
ただし、Ｗｓ＝（Ｗ／ｃ）×Ｓ×１０００である。ここで、ρｗは試験温度における水の密度（ｇ／ｃｍ³）、Ｗｓは試料中の水の質量（ｇ）、Ｗはコンクリートの単位水量（ｋｇ／ｍ³）、ｃはコンクリートの単位容積質量（ｋｇ／ｍ³）、Ｓは試料の質量（ｋｇ）である。

また、上記の仕様の異なるそれぞれの生コンクリートＣについて、加圧試験を行なって、生コンクリートＣの最終脱水率Ｄを取得する。この加圧試験は、図１に例示する加圧試験機１を用いて行なう。この実施形態における加圧試験は、ＪＳＣＥ−Ｆ５０２−２０１０（２０１０年制定コンクリート標準示方書[基準編]土木学会規準および関連基準）に規定された加圧ブリーディング試験に準拠したものである。

生コンクリートＣの試料が収容された有底円筒状の加圧容器２の上端開口を塞ぐようにピストン３を設置し、加圧容器２を支持台４の上にセットする。支持台４のベースには複数本（例えば４本）の支柱８が立設されていて、それぞれの支柱８の上端部には反力板５が固設されている。反力板５の下面とピストン３の上面との間には油圧ジャッキ６が設けられている。油圧ジャッキ６は油圧ホースを通じて油圧ポンプ７に接続されている。加圧容器２の周壁下端部には排水コックが設けられ、排水コックの排水先にはメスシリンダ９が配置されている。

このようにセッティングした後は、油圧ポンプ７のレバーを操作して加圧容器２に収容された生コンクリートＣの試料上面の圧力が所定値（例えば３．５Ｎ／ｍｍ²）になるまで連続的に加圧する。この加圧により生コンクリートＣ中の水Ｗが排水コックを通じて排出されるので、その圧力を保持した状態で排水コックを開いて、所定時間ごとにメスシリンダ９で脱水量を測定する。例えば、加圧から１０分までの脱水量を測定する。ただし、加圧から３分以上経過し脱水量が３ｍｌ／分以下になったら圧力を５．０Ｎ／ｍｍ²までかけた後、圧力を開放する。したがって、加圧試験は１０分程度で完了し、コンクリート打設現場でも容易に行なうことができる。

このようにして生コンクリートＣを脱水状態にして、その際の最終脱水量を測定する。圧力容器２から取出した生コンクリートＣが明らかに未脱水に見える場合や非排水の残留水がある場合には、再度加圧試験を行なう。

加圧試験のやり方は、それぞれの仕様の生コンクリートＣの最終脱水率Ｄを短時間で取得できれば特に限定されないが、ＪＳＣＥ−Ｆ５０２−２０１０に規定された加圧ブリーディング試験を採用すれば、新たな加圧試験方法を検討する必要がなくなる。また、この試験方法を採用することにより、従来、この加圧ブリーディング試験で取得したデータや知見を利用できるので好適である。

最終脱水率Ｄは、以下の（３）式により算出される。
Ｄ＝（ｄ／ｗ）×１００％・・・（３）
ここで、ｄは加圧試験により得られた生コンクリートＣの最終脱水量、ｗは試料中の水量である。
試料中の水量ｗは、以下の（４）式により算出される。
ｗ＝１ｍ³当たりのコンクリートの水量×試料の質量／１ｍ³当たりのコンクリートの質量・・・（４）

上記のように取得したブリーディング量Ｂ、或いは、ブリーディング率ＢＲのデータと最終脱水率Ｄのデータをグラフにプロットして、両者の関係を予め把握しておく。ブリーディング率ＢＲと最終脱水率Ｄとの関係（以下、両者の関係）は、図２に例示するように相関関係がある。即ち、本発明者らは、生コンクリートＣの仕様によらず、両者の関係が非常に高い相関を有していることを見出し、本発明では、この相関関係を直接的または間接的に利用する。両者の関係は、パーソナルコンピュータ等に記憶しておく。

実際にコンクリートを打設する際には、打設現場にて生コンクリートＣの受入時に、その生コンクリートＣに対して加圧試験を実施する。そして、現場での加圧試験より取得した最終脱水率Ｄ１と、予め把握しているブリーディング率ＢＲと最終脱水率Ｄとの関係に基づいて、その生コンクリートＣのブリーディング量Ｂ１を推定する。即ち、取得した最終脱水率Ｄ１を、両者の関係が記憶されているパーソナルコンピュータに入力する。そして、両者の関係のグラフにおいて、その最終脱水率Ｄ１におけるに相当するＤ値でのブリーディング率ＢＲ１を演算し、このＢＲ１値からブリーディング量Ｂ１を算出する。

両者の関係は、非常に高い相関関係があることが判明しているので、推定したブリーディング量Ｂ１は実際のブリーディング量Ｂに近似していて高精度の推定値となる。したがって、本発明によれば、コンクリート打設現場において、精度よく迅速にコンクリートのブリーディング量Ｂを把握でき、これに伴って、打設したコンクリートの品質を管理することが可能になる。

例えば、ブリーディング量Ｂの上限値を予め設定しておき、推定したブリーディング量Ｂ１が上限値を超えているか否かを判断する。上限値を超えている場合は、その原因を究明して対策を講じるようにする。これにより、コンクリート構造物の品質を一定水準以上に維持することができる。上限値としては、例えば、日本建築学会ＪＡＳＳ５−２００９の水密コンクリートの品質で規定されている０．３０ｃｍ³／ｃｍ²以下にする。

現場において加圧試験を行なう頻度は、例えば、打設する生コンクリートに対して５０ｍ³〜１５０ｍ³毎とする。この頻度で加圧試験を実施すれば、打設するコンクリートの量が多くても、精度よくブリーディング量Ｂ１を把握できる。

また、新たにコンクリートを試験練りする時には、上記したブリーディング試験方法を実施してブリーディング量Ｂ１（ブリーディング率ＢＲ１）を取得するとともに、上記した加圧試験を実施して最終脱水率Ｄ１を取得して、取得したＢＲ１とＤ１の関係が、予め把握している両者の関係を満たしている（外れていない）ことを確認する。この際に、取得したブリーディング量Ｂ１が予め設定した上限値を超えている場合は、配合の見直しを行なう。

表１に示すように仕様を異ならせたコンクリート（１６種類）について、ブリーディング試験（ＪＩＳＡ１１２３）によるブリーディング率ＢＲおよび加圧ブリーディング試験（ＪＳＣＥ−Ｆ５０２）による最終脱水率Ｄを取得して両者の関係を把握した。

表１中、ｓ／ａは細骨材率（コンクリート中の全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比率）であり、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｓは山砂（表乾密度２．６）、Ｇは砕石（表乾密度２．７）、ＳＰは高性能ＡＥ減水剤、ＡｄはＡＥ減水剤である。尚、ＳＰおよびＡｄの単位（Ｃ×％）は、コンクリートに対する質量％である。加圧ブリーディング試験の加圧力は３．５Ｎ／ｍｍ²であり、試験開始時間とは試料の練り上がりから試験開始までの経過時間（分）である。

配合Ａ−２とＢ−２は、混和剤の添加量を変えてスランプを変化させたものである。配合Ｃ−２、Ｄ−２、Ｅ−２は、配合Ｂ−２に対してほぼ同じスランプのままで水セメント比（Ｗ／Ｃ）を下げたり、混和剤に高性能ＡＥ減水剤を用いたりした配合である。その他は上記の配合に対して、それぞれ同じ単位セメント量および細骨材率のままで単位水量を１０ｋｇ／ｍ³増減させた配合である。配合Ｆは水セメント比４０％、スランプフロー４０ｃｍ程度の中流動コンクリートである。

水セメント比とブリーディング率ＢＲ、最終脱水率Ｄとの関係を図３に示す。また、スランプとブリーディング率ＢＲ、最終脱水率Ｄとの関係を図４に示す。図３および図４の結果から、水セメント比、スランプが増大するとブリーディング率ＢＲが増大することが分かる。また、最終脱水率Ｄについてもブリーディング率ＢＲと同様に増大する傾向を示すことが分かる。しかしながら、水セメント比もスランプも、ブリーディング率ＢＲとの間に非常に高い相関関係は確認できなかった。一方、ブリーディング率ＢＲと最終脱水率Ｄとの間には、図２に例示したように非常に高い相関関係があることが確認できた。

また、表２に示すように４種類の配合について、加圧ブリーディング試験の加圧力や試験開始時間を異ならせて測定を行なった。その結果を図５に示す。

図５の結果から、試験開始時間までの時間が最終脱水率Ｄに及ぼす影響は小さく、実施工において受け入れ時の品質管理に要する時間（９０分〜１２０分程度）では許容できる範囲内であることが確認できた。また、加圧力は最終脱水率Ｄにはほとんど影響しないが、試験時間を１分程度短縮できることが分かった。

１加圧試験機
２加圧容器
３ピストン
４支持台
５反力板
６油圧ジャッキ
７油圧ポンプ
８支柱
９メスシリンダ
Ｃ生コンクリート
Ｗ水

Claims

ＪＩＳＡ１１２３に規定されたコンクリートのブリーディング試験方法により、生コンクリートのブリーディング量を取得し、生コンクリートを加圧容器に収容して所定圧力で加圧する加圧試験により、生コンクリートの最終脱水率を取得して、前記取得したブリーディング量と最終脱水率との関係を予め把握しておき、生コンクリートを打設施工する際に、打設する生コンクリートに対して前記加圧試験を実施して最終脱水率を取得し、この取得した最終脱水率と、予め把握しているブリーディング量と最終脱水率との関係に基づいて、その生コンクリートのブリーディング量を推定することを特徴とするコンクリートのブリーディング量管理方法。
前記加圧試験が、ＪＳＣＥ−Ｆ５０２−２０１０に規定された加圧ブリーディング試験である請求項１に記載のコンクリートのブリーディング量管理方法。
ブリーディング量の上限値を予め設定しておき、前記推定したブリーディング量が前記上限値を超えているか否かを判断する請求項１または２に記載のコンクリートのブリーディング量管理方法。