JP7048048B2 - 配合設計基準値設定方法、及び硬化体配合試験方法 - Google Patents
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Description
(1)簡易な試験を行うだけで、最適配合(特に水粉体比)を求めることができる。この結果、多くの粉体を再利用することができ、単位セメント量の増加を抑制することができる。
(2)試験結果に基づく配合の材料で施工を行うことから、完成した硬化体の品質と施工品質(例えば締固め時間)が安定する。
(3)巻き出した塑性混練物を締め固める場合、流動性の低下による締固め不足や、流動性の上昇によるブリーディングの発生を抑制することができる。
本願発明の配合設計基準値設定方法について、図1を参照しながら詳しく説明する。図1は、本願発明の配合設計基準値設定方法の主な工程の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する工程を示し、左列にはその工程に必要なものを、右列にはその工程から得られるものを示している。
はじめに、第1の試験配合にしたがって粉体とセメント、水が投入されて混錬される(Step101)。このとき、超流体工法にしたがって水の量は最適含水比程度(例えば、最適含水比~最適含水比+10%)とするとよい。主材料が混錬される結果、固練りでゼロスランプの「塑性混練物」が得られる。
塑性混練物が得られると、図2や図3(a)に示すように、この塑性混練物Pmを振動盤200上に設置された試験容器100内に詰め込む(Step102)。図2は振動盤200上に設置された試験容器100を示す断面図であり、図3は本願発明の配合設計基準値設定方法と硬化体配合試験方法の主な工程を示すステップ図である。図2に示すように試験容器100は、側壁101を有する中空の筒状のものであり、コンクリートスランプ試験用のコーンなどを利用することができる。また振動盤200は、載置板201と、この載置板201を支持する支持脚202、載置板201に振動を加える加振機203を含んで構成されるもので、実施工として行われる超流体工法と同様の振動条件(例えば、振動数3,000~5,000rpm、振幅0.5~2.0mm)で加振することができる。
超流体工法は、ゼロスランプの塑性混練物Pmから半固化体を生成することを一つの特徴としている。したがって、図1と図3(b)に示す「半固化体生成工程(Step104)は、一般工法によるケースでは行われず、超流体工法によるケースのみ行われる。既述したとおり、塑性混練物Pmに対して振動を加えると、ベアリング効果によって粒子間が分離し、粒子の周囲に水分とセメント分がまんべんなく行き渡る。その結果、塑性混練物は有効応力を失って間隙水圧のみとなり、いわゆる液状化現象を起こす。そして、塑性混練物が液状化したものがいわばプリン状の「半固化体」であり、未固結(硬化体ほど十分硬化していない)ではあるもののゼロスランプであって、しかも液状化により粒子配置が一様かつ密実となっており、さらに焼却灰中に含まれたケイ素やアルミナ分と水、セメントの水和反応により安定した結晶体が生成されている。具体的には、図3(b)に示すように、振動盤200を利用して試験容器100内の塑性混練物Pmに振動を加えて半固化体を生成する。このとき実施工で予定している振動条件と同じ条件で加振すると、より施工現場に即した基準値を得ることができて好適となる。
一般工法によるケースでは、試験容器100内に塑性混練物Pmが詰め込まれると、図3(c)に示すように塑性混練物Pmから試験容器100を抜き取り、そして図3(d)に示すように試験容器100が抜き取られた塑性混練物Pmに対して、振動盤200を利用して振動を加える(Step104)。このとき、振動時間や振動数、振幅などあらかじめ定めた振動条件にしたがって振動を加える。
用意した全ての種類(図1ではn種類)の試験配合で振動フロー値が得られると(Step106)、試験施工を行う(Step107)。具体的には、全種類の試験配合にしたがってそれぞれ混練物を生成し、実際にその混錬物を巻き出して締固めを行う(あるいは型枠内に打込んで固化ブロックを製作する)。そして、試験配合ごとに、構造物の強度(供試体の一軸強度など)や、構造物の品質(ブリーディングや表面クラックの有無など)、施工性(締固めの容易性を示すコンパクタビリティなど)などを試験施工結果として記録する。
全種類の試験配合による施工試験が完了すると、最も良好な試験施工結果が得られた試験配合を選出し、これを最適配合とする。さらに、最適配合の材料で得られた振動フロー値を「基準振動フロー値」として設定する(Step108)。この基準振動フロー値が、今後、硬化体の配合設計を行う際の基準となるわけである。
続いて本願発明の硬化体配合試験方法について、図4を参照しながら詳しく説明する。図4は、本願発明の硬化体配合試験方法の主な工程の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する工程を示し、左列にはその工程に必要なものを、右列にはその工程から得られるものを示している。なお、既に説明した配合設計基準値設定方法と同様の内容に関しては、ここでは詳しい説明を避けることとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「1.配合設計基準値設定方法」で説明したものと同様である。
はじめに、設計配合にしたがって粉体とセメント、水が投入されて混錬される(Step201)。このとき、超流体工法に基づいて水の量は最適含水比程度(例えば、最適含水比~最適含水比+10%)とされ、主材料が混錬される結果、固練りでゼロスランプの「塑性混練物」が得られる。
塑性混練物が得られると、図3(a)に示すように混練物詰め込み工程(Step202)が行われる。ここでも本願発明の配合設計基準値設定方法と同様、一般工法によるケースでは、例えば突き棒による突き固めを行いながら塑性混練物Pmを試験容器100内に詰め込み、超流体工法によるケースでは、振動盤200で振動を加えながら塑性混練物Pmを試験容器100内に詰め込むことができる。
本願発明の硬化体配合試験方法も、本願発明の配合設計基準値設定方法と同様、半固化体を生成する半固化体生成工程(Step203)は超流体工法によるケースのみで行われる。具体的には、図3(b)に示すように、振動盤200を利用して試験容器100内の塑性混練物Pmに振動を加えて半固化体を生成する。このとき実施工で予定している振動条件と同じ条件で加振すると、より施工現場に即した適否判断を行うことができて好適となる。
一般工法によるケースでは、図3(d)に示すように試験容器100が抜き取られた塑性混練物Pmに対して所定の振動条件で振動を加え(Step204)、図3(e)に示すように振動フロー値を測定する(Step205)。一方、超流体工法によるケースでは、図3(d)に示すように試験容器100が抜き取られた半固化体Ssに対して所定の振動条件で振動を加え(Step204)、図3(e)に示すように振動フロー値を測定する(Step205)。
振動フロー値取得工程によって、その設計配合による振動フロー値が取得されると、その振動フロー値と基準振動フロー値を照らし合わせ、その結果に基づいて当該設計配合の適否を判定する(Step206)。例えば、振動フロー値が基準振動フロー値を下回るとその設計配合は適切と判断し、振動フロー値が基準振動フロー値を上回るとその設計配合は適切でないと判断する。あるいは、振動フロー値が基準振動フロー値を上回るとその設計配合は適切と判断し、振動フロー値が基準振動フロー値を下回るとその設計配合は適切でないと判断することもできるし、基準振動フロー値を基準とした許容範囲内に振動フロー値が収まればその設計配合は適切と判断することもできる。
101 側壁
102 定規体
200 振動盤
201 載置板
202 支持脚
203 加振機
300 基準円
Pm 塑性混練物
Ss 半固化体
Claims (2)
- 粉体、セメント、及び水を含む材料からなる硬化体における配合設計時の基準値を設定する方法であって、
試験配合に基づく粉体、セメント、及び水を含む材料を混錬することで、ゼロスランプの塑性混練物を生成する混練物生成工程と、
振動盤上に設置された試験容器内に、前記塑性混錬物を詰め込む混錬物詰め込み工程と、
前記振動盤によって前記試験容器内の前記塑性混練物に振動を加えることで、該塑性混練物に含まれる粉体の周囲にセメント及び水を浸透させ、未固結であってゼロスランプである半固化体を生成する半固化体生成工程と、
前記試験容器を抜き取った前記半固化体に対して、あらかじめ設定した条件で前記振動盤によって振動を加え、該半固化体の底面の広がりを示す振動フロー値を得る振動フロー値取得工程と、を備え、
複数種類の試験配合による塑性混練物を使用して試験施工を行い、該試験施工の結果に基づいて複数種類の試験配合の中から最適配合を決定するとともに、該最適配合に対応する振動フロー値を配合設計時の基準となる基準振動フロー値とする、
ことを特徴とする配合設計基準値設定方法。 - 粉体、セメント、及び水を含む材料からなる硬化体の配合を判定する試験方法であって、
設計配合に基づく粉体、セメント、及び水を含む材料を混錬することで、ゼロスランプの塑性混練物を生成する混練物生成工程と、
振動盤上に設置された試験容器内に、前記塑性混錬物を詰め込む混錬物詰め込み工程と、
前記振動盤によって前記試験容器内の前記塑性混練物に振動を加えることで、該塑性混練物に含まれる粉体の周囲にセメント及び水を浸透させ、未固結であってゼロスランプである半固化体を生成する半固化体生成工程と、
前記試験容器を抜き取った前記半固化体に対して、あらかじめ設定した条件で前記振動盤によって振動を加え、該半固化体の底面の広がりを示す振動フロー値を得る振動フロー値取得工程と、を備え
前記振動フロー値と、基準となる基準振動フロー値と、を照らし合わせることによって、前記硬化体の前記設計配合の適否を判定する、
ことを特徴とする硬化体配合試験方法。
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