JP6464471B2 - 供試体の品質判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質判定方法およびこの品質判定方法に用いる型枠に関するものである。

従来、レディーミクストコンクリートの受入検査において、圧縮強度試験用の供試体は、ＪＩＳ Ａ １１３２（コンクリート強度試験用供試体の作り方）に記載の方法に従って採取される。

ＪＩＳ Ａ １１３２では、型枠の取り外し時期は、コンクリートを型枠に詰め終わってから１６時間以上３日以内とし、基本的に硬化コンクリートに悪影響を及ぼさない範囲としている。また、型枠を取り外すまでの間、衝撃、振動および水分の蒸発を防がなければならないとし、型枠を取り外した後、強度試験を行うまでの供試体の養生温度を２０±２℃と定めている。

一方、養生中のコンクリートの温度を計測管理する従来の技術として、例えば特許文献１または特許文献２に記載のものが知られている。

特開平１０−８２１７２号公報 特公平７−７２７２３号公報

ところで、上記のＪＩＳ Ａ １１３２には、型枠を取り外すまでの間の養生温度に関する具体的な記述はない。そこで本発明者は、硬化コンクリートに悪影響を及ぼさない養生温度の範囲について検討するため、供試体の作製に関して以下のような２つの実験を行った。

（ａ）実験１
この実験１では供試体の養生条件を固定とし、コンクリートの調合の影響を検討した。調合を表１に示す。脱型するまでの間の養生温度（２０℃、２５℃、３０℃、４０℃）をパラメータとして、材齢１日で脱型し、その後、２８日まで標準養生を行った各調合の圧縮強度試験結果を図７に示す。また、２０℃を基準としたときの各温度条件下の圧縮強度の割合（圧縮強度率）を図８に示す。

図７および図８からわかるように、調合（セメント種類、水セメント比）によらず、コンクリート打設から脱型までの養生温度が高いほど、圧縮強度が低下した。特に、４０℃では、圧縮強度は５％以上低下した。

（ｂ）実験２
この実験２では、調合を固定し、養生温度を４０℃とした場合の継続時間・与える時期の影響を検討した。調合を表２に、養生条件を表３に示す。脱型するまでの間の養生の継続時間をパラメータとして、材齢１日で脱型し、その後、２８日まで標準養生を行った各調合の圧縮強度試験結果を図９に示す。また、２０℃を基準としたときの各温度条件下の圧縮強度の割合（圧縮強度率）を図１０に示す。なお、図９の横軸の文字は、「養生温度−継続時間−養生温度を与えた時期（表３中のａまたはｂ）」を意味している。例えば、「４０℃−１ｈ−ａ」は、供試体採取直後（型枠にコンクリートを打ち込んだ直後）から４０℃条件下に１時間あった場合である。

図９および図１０からわかるように、供試体採取直後から４０℃条件下に３時間以上あった場合には、養生温度の継続時間が長いほど、圧縮強度は低下することがわかる。特に、３時間あった場合には、圧縮強度は７％低下している。また、供試体硬化後に４０℃条件下に３時間あった場合には、圧縮強度の低下はみられなかった。

以上のことから、調合（セメント種類、水セメント比）によらず、供試体採取直後から４０℃以上の環境下に３時間以上曝されると５％を超える圧縮強度の低下が起こり得る可能性が示唆される。

つまり、供試体採取直後の数時間について、圧縮強度試験用の供試体が基本的に硬化コンクリートに悪影響を及ぼさない範囲に管理されていたかどうかを知るためには、養生温度を計測する必要がある。

従来の一般的な温度の計測方法は、例えば図１１の写真の例に示すように、熱電対とデータロガーから構成される。熱電対は表層の外気の影響を避けるために型枠の内側に設置する必要があるため、温度計測用の供試体を別途用意する必要もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを簡便に判定することのできる供試体の品質判定方法および型枠を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る供試体の品質判定方法は、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質を判定する方法であって、供試体用の型枠にコンクリートを打ち込んだ直後から型枠を取り外すまでの間のコンクリートの養生温度を測定し、測定した養生温度とこの養生温度の継続時間に基づいて、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法は、上述した発明において、型枠に打ち込んだコンクリートの外表面または型枠の内面の少なくとも一方に設置した示温材により、コンクリートの養生温度を測定することを特徴とする。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法は、上述した発明において、測定した養生温度が４０℃以上である状態が３時間以上継続した場合に、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたと判定することを特徴とする。

また、本発明に係る型枠は、上述した供試体の品質判定方法に用いる型枠であって、コンクリートの養生温度を測定するための示温材を備えることを特徴とする。

本発明に係る供試体の品質判定方法によれば、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質を判定する方法であって、供試体用の型枠にコンクリートを打ち込んだ直後から型枠を取り外すまでの間のコンクリートの養生温度を測定し、測定した養生温度とこの養生温度の継続時間に基づいて、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたか否かを判定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを簡便に判定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法によれば、型枠に打ち込んだコンクリートの外表面または型枠の内面の少なくとも一方に設置した示温材により、コンクリートの養生温度を測定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを、低コストかつ低環境負荷でより簡便に判定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法によれば、測定した養生温度が４０℃以上である状態が３時間以上継続した場合に、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたと判定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを、より詳細に判定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る型枠によれば、上述した供試体の品質判定方法に用いる型枠であって、コンクリートの養生温度を測定するための示温材を備えるので、この型枠を用いることで、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かの判定を、低コストでより簡便に行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る供試体の品質判定方法の実施の形態を示す概略手順図である。 図２は、本発明に係る型枠の実施の形態を示す図であり、示温材の設置箇所を示す写真図である。 図３は、示温材の変色前後の説明図である。 図４は、供試体温度（封かん温度）と外気温の関係の一例を示す図である。 図５は、養生温度が４０℃である状態が１時間継続した場合（呈色なし）の一例を示す写真図である。 図６は、養生温度が４０℃である状態が３時間継続した場合（４０℃を示す青色の呈色あり）の一例を示す写真図である。 図７は、実験１の圧縮強度試験結果の一例を示す図である。 図８は、実験１の２０℃に対する圧縮強度の割合の一例を示す図である。 図９は、実験２の圧縮強度試験結果の一例を示す図である。 図１０は、実験２の２０℃に対する圧縮強度の割合の一例を示す図である。 図１１は、従来の一般的な温度の計測方法の一例を示す写真図である。

以下に、本発明に係る供試体の品質判定方法および型枠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。

本発明の実施の形態に係る供試体の品質判定方法は、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質を次のような手順にて判定するものである。すなわち、図１に示すように、まず、供試体用の型枠にコンクリートを打ち込み（ステップＳ１）、打ち込んだ直後から型枠を取り外すまでの間のコンクリートの養生温度を測定し（ステップＳ２）、測定した養生温度が所定の温度Ｔ以上である状態が所定の時間ｔ以上継続した場合に（ステップＳ３でＹｅｓ）、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態（不適切な状態）に供試体が管理されていたと判定する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３でＮｏの場合には、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼさない状態（適切な状態）に供試体が管理されていたと判定する（ステップＳ５）。

このように、本発明によれば、養生温度とその継続時間を測定することで、供試体から型枠を脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを簡便に判定することができる。

なお、使用する供試体の形状や型枠の仕様、型枠へのコンクリートの打ち込み方等については、上述したＪＩＳ Ａ １１３２に準拠したものを採用することが好ましい。例えば、供試体は、直径の２倍の高さをもつ円柱形とすることが望ましい。また、型枠は、非吸水性でセメントに侵されない材料（例えば鋼材、ぶりき、紙又はプラスチック）で造られたものとし、型枠の内面には、コンクリートを打ち込む前に鉱物性の油または非反応性のはく離材を薄く塗るものとすることが望ましい。

また、上記のステップＳ３の閾値である温度Ｔ、時間ｔとしては、例えば上述した実験１、実験２の考察によって得られた温度Ｔ＝４０℃、時間ｔ＝３時間を採用することができる。この場合、上記のステップＳ３〜Ｓ５は次のように読み替えられる。すなわち、測定した養生温度が４０℃以上である状態が３時間以上継続した場合に（ステップＳ３）、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態（不適切な状態）に供試体が管理されていたと判定する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３でＮｏの場合には、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼさない状態（適切な状態）に供試体が管理されていたと判定する（ステップＳ５）。

このようにすることで、供試体から型枠を脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを、より詳細に判定することができる。

また、本発明に係る型枠は、上述した本発明に係る供試体の品質判定方法に用いる型枠であって、非吸水性でセメントに侵されない材料で構成される有底円筒状のものである。本発明に係る型枠の実施の形態を、図２に示す。この型枠は、コンクリートを打ち込んだ際に、直径の２倍の高さをもつ円柱形状の供試体を作製可能となっている。この型枠の内面には、コンクリートの養生温度を測定するための示温材が設置されている。より具体的には、示温材は、型枠の側面の中間高さ部分と、底面の中央部分とに設置されている（図２の設置箇所を参照）。

示温材は、あらかじめ設定した特定の温度に達すると色が変わる材料を用いた温度検知材である。示温材の色の変化を目視することで、温度変化や温度履歴を明瞭に把握することができる。この示温材としては、例えば、溶解性顔料の融点を利用して特定の温度で変色し、一度変色すると元の色に戻らない不可逆性の示温エレメント部を有する小片状のシートを用いることができる。

図３は、縦横３０ｍｍの矩形のベース部の中央に、直径１１ｍｍの円形の示温エレメント部を設けたシート状の示温材の変色前後の状態を示したものである。この図に示すように、示温材の示温エレメント部は、これが置かれた環境の温度があらかじめ設定した特定の温度になると不可逆的に変色する。図の例では、７０℃以上に温度が上昇すると示温エレメント部の色が白色から青色に変色する場合を示している。

この示温材は、耐熱性フィルムで密封されて、水、薬品、油等の影響を受けにくいもの、裏面に耐熱性粘着材が塗布されて、測温部に貼り付けて使用可能なものが好ましい。以上のような仕様を満足する示温材としては、例えば、日油技研工業株式会社製のサーモラベル（登録商標）がある。本実施の形態では、こうした示温材を型枠の内面（側面、底面）に貼り付けた後、型枠にコンクリートを打ち込んで、硬化中のコンクリートの養生温度を測定し、脱型後に示温材の色を目視で確認する。ここで、型枠の内面に貼り付ける示温材に代えて、または、これらの示温材に加えて、コンクリート打込み直後にコンクリート上面をラップ材等によりラッピングした後、その上に示温材を設置してもよい。そして、このコンクリート上面（外表面）の示温材により脱型前の供試体の温度変化を目視できるようにしてもよい。さらに、コンクリート打込み前または後に、型枠の外側の側面や外側の底面に示温材を貼り付けて、脱型前の供試体の温度変化を目視できるようにしてもよい。

本実施の形態で用いる示温材は、４０℃以上（例えば４５℃）で呈色するものが好ましく、４０℃で呈色するものがより好ましい。ここで、呈色温度が４０℃未満の示温材を使用しないのは、コンクリートの受け入れ時の最大温度は３５℃であるからである。また、コンクリート自体の発熱を加味しても３７℃までは容易に達する可能性があるが、気温が４０℃を超えることがほとんどないように、供試体が適切に管理されていれば、供試体の温度が４０℃を超えることはほとんどないからである。供試体の温度が夏期・冬期の気温を超えることがないことを示す一例を図４に示す。なお、図４中「封かん」は供試体の温度を示している。

図５および図６は、上記の実験２と同様の実験において、示温材としてサーモラベル（登録商標）（４０℃基準および４５℃基準のもの）を貼り付けた型枠を用いて養生温度を測定する状況を示したものである。ここで、示温材は、型枠の内側の側面および底面に加え、型枠の外側の側面およびラップ材を介してコンクリート上面に貼り付けてある。

図５に示すように、養生温度４０℃の状態が１時間継続した場合には、示温材は呈色しないことが確認された。また、図６に示すように、養生温度４０℃の状態が３時間継続した場合には、４０℃基準の示温材は呈色するのに対し、４５℃基準の示温材は呈色しないことが確認された。

本実施の形態のように、型枠やコンクリートに配置した示温材で温度を計測する方法は、従来の熱電対等を用いた温度計測方法よりも簡便である。また、本実施の形態では、圧縮強度試験用の供試体で養生温度を直接確認でき、従来の熱電対等を用いた温度計測方法のように温度測定用の供試体を準備せずに済むので、無駄な廃棄物が減って環境にも優しい。また、示温材は、熱電対等に比較して安価であり、温度測定を低コストに行える。

したがって、本実施の形態によれば、圧縮強度試験用の供試体を用いて型枠を脱型するまでの間の養生温度を測定することにより、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かの判定を、低コストでより簡便に行うことができる。

また、脱型後に示温材が呈色していれば、脱型前の供試体が適切に管理されていなかったと推定できる。したがって、仮にその後の試験で得られる圧縮強度が呼び強度を下回る強度割れが発生した場合には、原因および責任の所在（例えば、脱型前の養生管理責任者）を明らかにすることが可能である。

また、本実施の形態に係る供試体の品質判定方法を採用することで、脱型前の供試体について不適切な管理がなされるのを抑制することもできる。これによって、脱型前の供試体の品質を適正に保持することができる。

以上説明したように、本発明に係る供試体の品質判定方法によれば、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質を判定する方法であって、供試体用の型枠にコンクリートを打ち込んだ直後から型枠を取り外すまでの間のコンクリートの養生温度を測定し、測定した養生温度とこの養生温度の継続時間に基づいて、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたか否かを判定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを簡便に判定することができる。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法によれば、型枠に打ち込んだコンクリートの外表面または型枠の内面の少なくとも一方に設置した示温材により、コンクリートの養生温度を測定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを、低コストでより簡便に判定することができる。

また、本発明に係る他の供試体の品質判定方法によれば、測定した養生温度が４０℃以上である状態が３時間以上継続した場合に、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたと判定するので、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを、より詳細に判定することができる。

また、本発明に係る型枠によれば、上述した供試体の品質判定方法に用いる型枠であって、コンクリートの養生温度を測定するための示温材を備えるので、この型枠を用いることで、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かの判定を、低コストでより簡便に行うことができる。

以上のように、本発明に係る供試体の品質判定方法および型枠は、コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質判定方法に有用であり、特に、脱型するまでの間、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす状態に供試体が管理されていたか否かを簡便に判定するのに適している。

Claims (2)

1. コンクリートの圧縮強度試験に用いる供試体の品質を判定する方法であって、
   供試体用の型枠にコンクリートを打ち込んだ直後から型枠を取り外すまでの間のコンクリートの養生温度を測定し、測定した養生温度が４０℃以上である状態が３時間以上継続した場合に、圧縮強度試験の結果に影響を及ぼす可能性のある状態に供試体が管理されていたと判定することを特徴とする供試体の品質判定方法。
2. 型枠に打ち込んだコンクリートの外表面または型枠の内面の少なくとも一方に設置した示温材により、コンクリートの養生温度を測定することを特徴とする請求項１に記載の供試体の品質判定方法。