JP6315242B2 - セメント中の混合材の判定方法および判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、セメントに混合される混合材の種類や混合量を判定する判定方法および判定装置に関し、特に、少量のセメントを使用して、混合材の種類や混合量を短期間で判定可能なセメント中の混合材の判定方法および判定装置に関するものである。

従来、少量のセメントを使用して、品種が明らかでない未知のセメント中に含まれる混合材の種類や混合量を判定する手法としては、Ｘ線回折により、結晶鉱物特有のピークを用いて判定する手法がある。しかしながら、この手法では、結晶質以外のガラス質の物質（例えば高炉スラグ、フライアッシュ）などは判別できないといった問題や、高価な装置を必要とし、特殊な解析アプリケーションを要するといった問題を抱えている。

一方、選択溶解法を用いた化学分析により、未知のセメント中の混合材を判定することも可能である。しかし、この手法は熟練の技術を要し、分析に時間がかかるといった問題がある。

他方、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した反射電子像のグレーレベルを画像解析し、未知のセメント中の混合材を判定する手法がある。しかしながら、上記のＸ線回折による手法と同様に、高価な装置を必要とすること、試料の前処理に研磨を行う必要があり、分析に関して技術と知識を要するといった問題がある。

なお、本発明に類似する技術として、コンクリート中のフライアッシュ量の推定方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の方法は、試料を取り出すために採取された、フライアッシュが混入されたフレッシュコンクリートからウェットスクリーニングにより粗骨材分を分離し、選択溶解法によりセメントおよび水和生成物を分離し、さらに所定比重の重液を用いた重液分離により軽比重細骨材分を分離し、残留固形分を乾燥して秤量し、該残留固形分から採取されたフレッシュコンクリート中のフライアッシュ量を推定するものである。

特開２０１１−２３２２８０号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少量のセメントを使用して、短期間でセメント中の混合材の種類や混合量を判定することができるセメント中の混合材の判定方法および判定装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法は、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する方法であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１工程と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１工程で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１工程で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法は、上述した発明において、第１工程において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２工程において求めた変化率を、第１工程で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定することを特徴とする。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法は、上述した発明において、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであることを特徴とする。

また、本発明に係るセメント中の混合材の判定装置は、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する装置であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１手段と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１手段で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１手段で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２手段とを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置は、上述した発明において、第１手段において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２手段において求めた変化率を、第１手段で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定することを特徴とする。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置は、上述した発明において、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであることを特徴とする。

本発明に係るセメント中の混合材の判定方法によれば、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する方法であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１工程と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１工程で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１工程で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２工程とを含むので、比較的少量のセメントを使用して、短期間（例えば１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法によれば、第１工程において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２工程において求めた変化率を、第１工程で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定するので、混合材の種類の判定精度を高めることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法によれば、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであるので、短期間（例えば１日）で比較的容易に求めることができるという効果を奏する。

また、本発明に係るセメント中の混合材の判定装置によれば、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する装置であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１手段と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１手段で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１手段で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２手段とを含むので、比較的少量のセメントを使用して、短期間（例えば１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置によれば、第１手段において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２手段において求めた変化率を、第１手段で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定するので、混合材の種類の判定精度を高めることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置によれば、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであるので、短期間（例えば１日）で比較的容易に求めることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法および判定装置の実施例を示す概略フローチャート図である。 図２は、伝導熱量計による容器内のセメントペーストの発熱特性の測定例を説明する図である。 図３は、セメントペーストの水和発熱速度と水和経過時間との関係の一例を示す図である。 図４は、混合材が混合されたセメントペーストの水和発熱速度と水和経過時間との関係の一例を示す図であり、（１）はフライアッシュの場合、（２）は石灰石微粉末の場合、（３）は高炉スラグ微粉末の場合の図である。 図５は、セメントに含まれる混合材量と発熱特性の変化量との関係の一例を示す図であり、（１）〜（３）はフライアッシュ、（４）〜（６）は石灰石微粉末、（７）〜（９）は高炉スラグ微粉末に関する図である。 図６は、本発明に係る対応関係の一例を示す図（フライアッシュの場合）である。 図７は、本発明に係る対応関係の一例を示す図（石灰石微粉末の場合）である。 図８は、本発明に係る対応関係の一例を示す図（高炉スラグ微粉末の場合）である。 図９は、判定材料として利用可能な発熱特性の変化率の一例を示す図である。

以下に、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法および判定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

［セメント中の混合材の判定方法］
まず、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法は、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する方法であって、第１工程（ステップＳ１）と第２工程（ステップＳ２）を含んで構成されている。

［第１工程］
第１工程（ステップＳ１）では、まず、ベースセメントペーストと、既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性ＣＲ、ＣＡをそれぞれ求める（ステップＳ１１）。

ここで、ベースセメントペーストとは、ベースセメントＲと水とを混合して作製したものである。ベースセメントＲとは、混合材が混合されるベースのセメントであり、標準的なセメントを用いることができる。また、既知セメントペーストとは、ベースセメントＲに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントＡと水とを混合して作製したものである。セメントに混合される混合材としては様々な材料が考え得るが、以下の説明では、混合材がフライアッシュ、石灰石微粉末、または、高炉スラグ微粉末のいずれかである場合を例にとり説明するものとする。

各セメントペーストの発熱特性ＣＲ、ＣＡの測定は、例えば次のようにして行うことができる。まず、図２に示すように、ポリエチレン製の有底円筒状の専用容器（例えば内径φ＝３０ｍｍ、φ１＝２８ｍｍ、高さｈ＝５０ｍｍ、厚さｄ＝１ｍｍ程度）の中で、少量のセメント（概ね１５ｇ）と所定量の水を使用して所定の水セメント比のセメントペーストを作製するとともに封緘状態に保持する。そして、セメントペーストの水和反応によって生じる発熱量を伝導熱量計によって測定する。

なお、図２は、６個の専用容器の発熱量を個別に測定可能な伝導熱量計を用いた測定例を示している。また、伝導熱量計による発熱量の具体的な測定原理については例えば下記の参考文献１に詳述されている。

［参考文献１］ 萩原清一、浅賀喜与志：セメント・コンクリートに用いる各種熱量計, Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 14, 451-458 (2007)

伝熱熱量計による発熱量の測定によって、図３に示すような発熱速度曲線が得られる。

図４は、混合材が混合されたセメントペーストの水和発熱速度と水和経過時間との関係の一例を示す図であり、（１）はフライアッシュの場合、（２）は石灰石微粉末の場合、（３）は高炉スラグ微粉末の場合を示している。

図４（１）〜（３）の各図の凡例において、Ｒはベースセメントペースト、ＦＡはフライアッシュ、ＬＳＰは石灰石微粉末、ＢＦＳは高炉スラグ微粉末を示しており、ＦＡ、ＬＳＰ、ＢＦＳに続く数字（％）はそれぞれベースセメントペーストに対する混合率（置換率）を示している。例えば（１）の凡例において「ＦＡ：５％」はベースセメントに対するフライアッシュの混合率が５％であることを示している。

この図４に示すように、セメントペーストの発熱量は、基本的に混合材の量に応じて減少する。また、図３および図４に示すように、セメントの水和反応が活発となり始める時間（ピークの谷の時間）Ｔｉおよびこのときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間（ピークの山の時間）Ｔ１およびこのときの発熱速度Ｋ１は、混合材の種類と量に依存する。また、水和反応によって生じる所定の期間（例えば２４時間＝１日）の発熱量Ｑ１（ピーク面積）も混合材の種類と量に依存すると考えられる。したがって、ステップＳ１１では、各セメントペーストについて得られた発熱速度曲線に基づいて、これらＱ１、Ｔｉ、Ｋｉ、Ｔ１、Ｋ１を上記の発熱特性ＣＲ、ＣＡとして測定する。

続いて、ステップＳ１１により求めた発熱特性ＣＲ、ＣＡに基づいて、ベースセメントペーストの発熱特性ＣＲに対する既知セメントペーストの発熱特性ＣＡの変化量Ｙ（％）（変化率）と、既知セメントＡに含まれる混合材の量Ｘ（％）（混合率または置換率）との対応関係Ｆを求める（ステップＳ１２）。なお、変化量Ｙは、Ｙ＝（ＣＡ−ＣＲ）／ＣＲ×１００％という演算式で求めることができる。

図５は、既知セメントＡに含まれる混合材の量（％）と発熱特性の変化量（％）との関係の一例を示す図である。図５において、（１）〜（３）はフライアッシュ、（４）〜（６）は石灰石微粉末、（７）〜（９）は高炉スラグ微粉末に関する図である。また、上段の図（１）、（４）、（７）は発熱量Ｑ１の変化量ΔＱ１に関するものであり、中段の図（２）、（５）、（８）は時間Ｔｉ、Ｔ１の変化量ΔＴｉ、ΔＴ１に関するものであり、下段の図（３）、（６）、（９）は発熱速度Ｋｉ、Ｋ１の変化量ΔＫｉ、ΔＫ１に関するものである。

上記のステップＳ１２においては、対応関係Ｆを求める前に、各混合材および各発熱特性ごとに図５に示すような関係図を作成する。そして、関係図の中から特に相関性の高い関係を抽出し、この関係を対応関係Ｆとして設定する。図６〜図８は、各混合材について特に相関性の高い対応関係を抽出した例を示したものである。図６〜図８においては、混合材の量ごとのプロットと回帰直線または回帰曲線（対応関係Ｆ）と相関係数Ｒの二乗を示している。

フライアッシュの場合は、図６（１）に示すように、発熱量Ｑ１が混合材の量に応じて直線的に減少する。また、図６（２）に示すように、ピークの山の発熱速度Ｋ１も混合材の量に応じて減少するため、フライアッシュの特定はこの二つの発熱特性Ｑ１、Ｋ１の変化量で判定可能である。また、図５（２）に示すように、フライアッシュは他の混合材に比べて時間Ｔｉが混合材の量に応じて増加するため、上記の二つの発熱特性に加えて、この挙動に基づいて種類を判定してもよい。

石灰石微粉末の場合は、図７（１）に示すように、発熱量Ｑ１が混合材の量に応じて２次曲線的に減少する。また、図７（２）に示すように、ピークの谷の発熱速度Ｋｉは混合材の量に応じて直線的に増加し、ピークの山の発熱速度Ｋ１は混合材の量に応じて直線的に減少するため、石灰石微粉末の特定はこの三つの発熱特性Ｑ１、Ｋｉ、Ｋ１の変化量で判定可能である。

高炉スラグ微粉末の場合は、図８（１）に示すように、発熱量Ｑ１が混合材の量に応じて２次曲線的に減少する。また、図８（２）に示すように、ピークの山の発熱速度Ｋ１も混合材の量に応じて２次曲線的に減少するため、高炉スラグ微粉末の特定はこの二つの発熱特性Ｑ１、Ｋ１の変化量で判定可能である。

図６〜図８をまとめたものが図９である。この図９に示すように、フライアッシュおよび高炉スラグ微粉末については、二つの発熱特性Ｑ１、Ｋ１の変化量を判定材料として利用できることがわかる。石灰石微粉末については、三つの発熱特性Ｑ１、Ｋｉ、Ｋ１の変化量を判定材料として利用できることがわかる。

このように、第１工程（ステップＳ１）において求める対応関係Ｆは、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係Ｆ１、Ｆ２であることが好ましい。このようにすれば、後述するように、混合材の種類の判定精度を高めることができる。

［第２工程］
第２工程（ステップＳ２）では、まず、未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性ＣＺを求める（ステップＳ２１）。ここで、未知セメントペーストとは、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントＺと水とを混合して作製したものである。

次に、第１工程（ステップＳ１）で求めたベースセメントペーストの発熱特性ＣＲに対する未知セメントペーストの発熱特性ＣＺの変化量ＹＺ（％）（変化率）を求める（ステップＳ２２）。

続いて、ステップＳ２２で求めた変化量ＹＺと、第１工程（ステップＳ１）で求めた対応関係Ｆとに基づいて、未知セメントＺ中に含まれる混合材の種類と混合材の量ＸＺ（％）（混合率）の少なくとも一方を判定する（ステップＳ２３）。

ここで、上述したように第１工程（ステップＳ１）において求める対応関係Ｆは、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係Ｆ１、Ｆ２であることが好ましい。このようにすれば、第２工程（ステップＳ２）において求めた変化量ＹＺを、上記二つの対応関係Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ当てはめて得られる混合材の各量ＸＺ１、ＸＺ２が近似する混合材の種類のものを、未知セメントＺ中に含まれる混合材の種類として判定することができる。

次に、第２工程（ステップＳ２）の具体的な処理方法について説明する。まず、未知セメントＺの中にフライアッシュ、石灰石微粉末、または、高炉スラグ微粉末のいずれかが混合されているものとする。未知セメントペーストの発熱特性ＣＺを測定したところ、例えばＫ１Ｚ＝９、ＫｉＺ＝１．６、Ｔ１Ｚ＝１２．５、ＴｉＺ＝２等が得られたものとする。これを用いて発熱特性ＣＲに対するＣＺの変化量ＹＺを演算する。ここで、発熱特性ＣＲであるＫ１Ｒ、ＫｉＲ、Ｔ１Ｒ、ＴｉＲ、Ｑ１Ｒは図４の凡例Ｒの水和発熱曲線を参照して求める。

さて、演算により得られた変化量ＹＺをΔＫｉＺ、ΔＫ１Ｚ、ΔＴｉＺ、ΔＴ１Ｚ、ΔＱ１Ｚとする。この変化量を図６〜図８の回帰直線または回帰曲線（対応関係Ｆ）に対して当てはめる。例えば、ΔＱ１Ｚ＝−２０％の場合には、図６（１）を対応関係Ｆ１とすると、これより混合材の量ＸＺ１＝２０％程度となる。さらに、ΔＫ１Ｚ＝−１４％の場合には、図６（２）を対応関係Ｆ２とすると、これより混合材の量ＸＺ２＝２０％程度となる。

これは、ＸＺ１≒ＸＺ２の条件を満足することから、未知セメントＺの中にフライアッシュが含まれ、その混合量は２０％であると判定することができる。なお、図７の石灰石微粉末や図８の高炉スラグ微粉末では、ＸＺ１≒ＸＺ２の条件が満たされないので、未知セメントＺの中の混合材はこれらの種類ではないことがわかる。

このように、本発明によれば、比較的少量のセメントを使用して水和発熱速度を測定することにより、発熱速度のピークの挙動から、短期間（例えば最短で１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができる。

また、上述したように、従来の手法でセメント中の混合材の種類や量を判定するには、熟練の技術と時間を要する化学分析技術でなければならない場合や、非結晶質を含む場合には定量できないという問題があった。これに対し、本発明によれば、所定のセメントペーストの発熱特性を測定し、対応関係Ｆに相当する回帰式を一度設定してしまえば、以後継続して、未知のセメントに含まれる未知の混合材の種類およびその量を判定でき、混合材の利用が一般的であるセメントの品質評価が可能となる。

また、本発明における発熱特性は、発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかを使用することができる。このような発熱特性は、水和発熱曲線より短期間（例えば１日）で比較的容易に求めることができる。

なお、上記の実施の形態では、セメントに混合される混合材がフライアッシュ、石灰石微粉末、または、高炉スラグ微粉末のいずれかである場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の混合材がセメントに混合される場合についても同様に適用可能である。ただし、既知の種類の混合材が未知セメントの中に１種類のみ含まれていることが本発明の適用上の前提である。

［セメント中の混合材の判定装置］
次に、本発明に係るセメント中の混合材の判定装置の実施の形態について説明する。

本発明に係るセメント中の混合材の判定装置は、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する装置であって、第１手段と第２手段とを含むものである。

ここで、第１手段および第２手段は、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法の第１工程および第２工程にそれぞれ対応するものであるから、以下の説明では上記の判定方法において説明した内容と重複する内容については説明を省略する。

第１手段は、ベースセメントペーストと、既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性ＣＲ、ＣＡを伝導熱量計によってそれぞれ求め、ベースセメントペーストの発熱特性ＣＲに対する既知セメントペーストの発熱特性ＣＡの変化量Ｙ（％）（変化率）と、既知セメントＡに含まれる混合材の量Ｘ（％）との対応関係Ｆを求めるものである。

この第１手段としては、発熱特性ＣＲ、ＣＡを求めるための部分を、伝導熱量計と各セメントペーストを封緘する専用容器とにより構成することができる。また、発熱特性ＣＡの変化量Ｙや混合材の量Ｘとの対応関係Ｆを求める部分を、例えばベースセメントペーストおよび既知セメントペーストの発熱特性ＣＲ、ＣＡや、既知セメントＡに含まれる混合材の量を表す情報があらかじめ格納されたデータベースまたはメモリと、このデータベースまたはメモリに格納された上記情報を読み出して、所定の演算処理を行う演算処理部を有するコンピュータとにより構成することができる。

第２手段は、未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を伝導熱量計によって求めるものである。そして、第１手段で求めたベースセメントペーストの発熱特性ＣＲに対する未知セメントペーストの発熱特性ＣＺの変化量ＹＺを求め、求めた変化量ＹＺと第１手段で求めた対応関係Ｆとに基づいて、未知セメントＺ中に含まれる混合材の種類およびその量ＸＺの少なくとも一方を判定するものである。

この第２手段としては、発熱特性ＣＺを求めるための部分を、伝導熱量計と未知セメントペーストを封緘する専用容器とにより構成することができる。また、発熱特性ＣＺの変化量ＹＺを求める部分や、混合材の種類およびその量ＸＺを判定する部分を、例えばベースセメントペーストおよび未知セメントペーストの発熱特性ＣＲ、ＣＺや、第１手段で求めた対応関係Ｆを表す情報があらかじめ格納されたデータベースまたはメモリと、このデータベースまたはメモリに格納された上記情報を読み出して、所定の演算処理を行う演算処理部を有するコンピュータとにより構成することができる。

このように、本発明に係るセメント中の混合材の判定装置によれば、上述した本発明の判定方法と同様、第１手段および第２手段という比較的簡易な構成により、比較的少量のセメントを使用して、短期間（例えば最短で１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができる。

以上説明したように、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法によれば、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する方法であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１工程と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１工程で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１工程で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２工程とを含むので、比較的少量のセメントを使用して、短期間（例えば１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができる。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法によれば、第１工程において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２工程において求めた変化率を、第１工程で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定するので、混合材の種類の判定精度を高めることができる。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定方法によれば、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであるので、短期間（例えば１日）で比較的容易に求めることができる。

また、本発明に係るセメント中の混合材の判定装置によれば、ベースセメントと混合材とからなるセメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する装置であって、ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１手段と、含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１手段で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１手段で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２手段とを含むので、比較的少量のセメントを使用して、短期間（例えば１日）で未知セメント中の混合材の種類や混合量を判定することができる。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置によれば、第１手段において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、第２手段において求めた変化率を、第１手段で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定するので、混合材の種類の判定精度を高めることができる。

また、本発明に係る他のセメント中の混合材の判定装置によれば、前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであるので、短期間（例えば１日）で比較的容易に求めることができる。

以上のように、本発明に係るセメント中の混合材の判定方法および判定装置は、セメントに混合される混合材の種類や混合量を判定するのに有用であり、特に、少量のセメントを使用して、混合材の種類や混合量を短期間で判定するのに適している。

Claims (6)

1. 混合材を含有しないセメントであるベースセメントと、前記混合材とからなる未知セメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する方法であって、
   ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１工程と、
   含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１工程で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１工程で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２工程と
   を含むことを特徴とするセメント中の混合材の判定方法。
2. 第１工程において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、
   第２工程において求めた変化率を、第１工程で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定することを特徴とする請求項１に記載のセメント中の混合材の判定方法。
3. 前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載のセメント中の混合材の判定方法。
4. 混合材を含有しないセメントであるベースセメントと、前記混合材とからなる未知セメントの中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する装置であって、
   ベースセメントと水とを混合して作製したベースセメントペーストと、ベースセメントに既知の種類の混合材を既知の量だけ含ませてなる既知セメントと水とを混合して作製した既知セメントペーストとについて、作製直後の水和反応による発熱特性をそれぞれ求め、ベースセメントペーストの前記発熱特性に対する既知セメントペーストの前記発熱特性の変化率と、既知セメントに含まれる前記混合材の量との対応関係を求める第１手段と、
   含まれる混合材の種類およびその量の少なくとも一方が未知である未知セメントと水とを混合して作製した未知セメントペーストについて、作製直後の水和反応による発熱特性を求め、第１手段で求めたベースセメントペーストの前記発熱特性に対する未知セメントペーストの前記発熱特性の変化率を求め、求めた変化率と第１手段で求めた前記対応関係とに基づいて、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類およびその量の少なくとも一方を判定する第２手段と
   を含むことを特徴とするセメント中の混合材の判定装置。
5. 第１手段において求める前記対応関係は、少なくとも異なる二つの発熱特性に関する対応関係であり、
   第２手段において求めた変化率を、第１手段で求めた少なくとも二つの前記対応関係に当てはめて得られる前記混合材の各量が近似する前記混合材の種類を、未知セメント中に含まれる前記混合材の種類として判定することを特徴とする請求項４に記載のセメント中の混合材の判定装置。
6. 前記発熱特性は、水和反応によって生じる所定の期間の発熱量Ｑ１、水和反応が活発となり始める時間Ｔｉ、このときの発熱速度Ｋｉ、時間Ｔｉの後において水和反応が最も活発となる時間Ｔ１、このときの発熱速度Ｋ１のいずれかであることを特徴とする請求項４または５に記載のセメント中の混合材の判定装置。

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