JP7365180B2 - Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete - Google Patents
Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete Download PDFInfo
- Publication number
- JP7365180B2 JP7365180B2 JP2019182041A JP2019182041A JP7365180B2 JP 7365180 B2 JP7365180 B2 JP 7365180B2 JP 2019182041 A JP2019182041 A JP 2019182041A JP 2019182041 A JP2019182041 A JP 2019182041A JP 7365180 B2 JP7365180 B2 JP 7365180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concrete
- mass
- concrete plate
- drying
- moisture content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
本発明は、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を簡易に測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for easily measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete.
従来、コンクリート内部の相対湿度の測定方法は、
(i）コンクリートの乾燥面からの各深さ位置に、湿度センサ（電気湿度計）を埋込んで測定する方法
(ii) コンクリートの乾燥面からの各深さ位置に、測定孔を設け、その空間の湿度を湿度センサで計測する方法
がある（非特許文献１）。
また、コンクリート内部の乾燥収縮ひずみの測定方法は、
(iii)コンクリートの乾燥面からの各深さ位置に埋込みひずみ計を設置し、連続測定する方法
(iv)コンクリートの乾燥面からの各深さ位置に変位計を設置し、連続測定する方法
がある（非特許文献２）。
また、コンクリート内部の相対含水率の測定方法は、
(v) コンクリートの乾燥面からの各深さ位置に水分計を埋込み、連続測定する方法
(vi）所定の材齢でコンクリートを薄く割裂して得た供試体を、１０５℃で乾燥した後の質量から含水率を算出する方法
がある（非特許文献１）。
Traditionally, the method of measuring relative humidity inside concrete is
(i) Measurement method by embedding a humidity sensor (electric hygrometer) at each depth from the dry surface of concrete
(ii) There is a method in which measurement holes are provided at various depth positions from the drying surface of concrete and the humidity in the space is measured with a humidity sensor (Non-Patent Document 1).
In addition, the method for measuring drying shrinkage strain inside concrete is
(iii) Continuous measurement method by installing embedded strain gauges at various depths from the dry surface of concrete
(iv) There is a method of installing a displacement meter at each depth position from the drying surface of concrete and performing continuous measurement (Non-Patent Document 2).
In addition, the method for measuring the relative moisture content inside concrete is
(v) Continuous measurement method by embedding a moisture meter at each depth from the dry surface of the concrete.
(vi) There is a method of calculating the moisture content from the mass of a specimen obtained by splitting concrete thinly at a predetermined age and drying it at 105° C. (Non-Patent Document 1).
しかし、前記従来の測定方法には、以下の課題があった。すなわち、
(ａ) ひずみ計や水分計など設置か所が多いほど、コスト高になる。
(ｂ) コンクリートの乾燥面に近い位置（深さ５ｃｍ以下）のごく表層に、センサやひずみ計を設置するのは困難である。
(ｃ) 所定の材齢で割裂する方法は、各材齢分の供試体を作製する必要がある。
(ｄ) 一つの供試体から、相対湿度と乾燥収縮ひずみ、または相対含水率と乾燥収縮ひずみは測定できるとしても、相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率の三つの測定は困難である。
However, the conventional measuring method has the following problems. That is,
(a) The more places such as strain gauges and moisture meters are installed, the higher the cost will be.
(b) It is difficult to install sensors and strain gauges in the very surface layer close to the drying surface of concrete (at a depth of 5 cm or less).
(c) In the method of splitting at a predetermined age, it is necessary to prepare specimens for each age.
(d) Even if it is possible to measure relative humidity and drying shrinkage strain, or relative moisture content and drying shrinkage strain from a single specimen, it is difficult to measure relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content.
そこで、本発明は、単一の装置を用いて、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を、簡易に測定する方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for easily measuring the relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete using a single device.
本発明者は、前記目的にかなう測定方法を検討した結果、下記の構成を有する測定方法は前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。 As a result of studying measurement methods that meet the above objectives, the inventors have found that a measurement method having the following configuration can achieve the above objectives, and have completed the present invention.
［１］下記（Ａ）～（Ｄ）、および（Ｅ）または（Ｅ’）工程を経て、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を測定する、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率の測定方法。
（Ａ）コンクリートの円柱成形体からコンクリート板を複数切り出した後、１枚を除く複数のコンクリート板の周囲をラバーリング（ゴム輪）で封止して供試体を作製する、供試体作製工程
（Ｂ）型枠の内側に円周方向に設けた複数の溝に、前記複数の供試体を設置した後、該供試体の上から、同じく内側に円周方向に複数の溝および測定孔を設けた型枠を被せて密封する、供試体設置工程
（Ｃ）所定の乾燥期間において、型枠内の複数の供試体で仕切られた、型枠内のそれぞれの空間に、前記測定孔から湿度センサを挿入して、該空間の中心部に設置した湿度センサにより、コンクリート内部の模擬空間の相対湿度を乾燥期間ごとに測定する、相対湿度測定工程
（Ｄ）前記相対湿度測定工程の直後に、供試体を型枠から取り出してラバーリングを外し、直ちに、（i）複数のレーザー変位計、（ii）乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための正三角形の３つの頂点または正方形の４つの頂点を形成するように配置してなる支持部材、および、（iii）該支持部材の一部を埋設してなる台座を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置を用いてコンクリート板の長さ、および質量（Ｍｔ）を測定することを繰り返す、長さおよび質量の測定工程
（Ｅ）コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２８日以上の場合は、前記コンクリート板の質量（Ｍｔ、Ｍ０）と、１０５℃で２４時間乾燥したコンクリート板の質量（Ｍ１０５／２４）を用いて、下記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する、相対含水率の算出工程
Ｗｓ＝Ｍ０－Ｍ１０５／２４ ・・・（１）
Ｗｔ＝Ｍｔ－Ｍ１０５／２４ ・・・（２）
ただし、（１）式中、Ｗｓはコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｍ０は乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）における、作製したすべてのコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（２）式中、Ｗｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表し、Ｍｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の質量を表す。
Ｗｒ＝１００×Ｗｔ／Ｗｓ ・・・（３）
ただし、（３）式中、Ｗｒは相対含水率を表し、Ｗｓは（１）式で算出したコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｗｔは（２）式で算出した所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表す。
（Ｅ’）コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２７日以下の場合は、前記（１）および（２）式中のＭ１０５／２４に代えて、下記（４）および（５）式を経て算出したＭ１０５／２４’を用いて、前記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する、相対含水率の算出工程
Ｗsat＝（Ｍ０－Ｍ１０５／２４）／Ｍ１０５／２４ ・・・（４）
Ｍ１０５／２４’＝Ｍ０／（１＋Ｗsat） ・・・（５）
ただし、（４）式中、Ｗsatはコンクリート板の飽和含水率を表し、Ｍ０はコンクリート板の乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）における作製したすべてのコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４はコンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（５）式中、Ｍ１０５／２４’は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量の推定値を表わす。
なお、前記（Ａ）供試体作製工程において、コンクリート板を複数切り出す作業と、該コンクリート板の周囲をラバーリング（ゴム輪）で封止する作業の間に、１枚を除いた複数のコンクリート板について、コンクリート板の質量（Ｍ
０
）を測定するとともに、乾燥収縮ひずみ測定装置を用いて該複数のコンクリート板の基長を測定する。そして、残りの１枚のコンクリート板について、質量（Ｍ
０
）を測定した後、１０５℃で２４時間乾燥して、その質量（Ｍ
１０５／２４
）を測定する。
［２］前記コンクリート板の厚さが０．５～５ｃｍである、前記［１］に記載のコンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率の測定方法。
[1] Measure the relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside the concrete through the following steps (A) to (D), and (E) or (E'). Methods for measuring shrinkage strain and relative moisture content.
(A) Specimen preparation process (in which a plurality of concrete plates are cut out from a concrete cylindrical molded body, and then the circumference of the plurality of concrete plates except for one is sealed with a rubber ring (rubber ring) to prepare a specimen. B) After installing the plurality of specimens in the plurality of grooves provided in the circumferential direction inside the formwork, from above the specimens, a plurality of grooves and measurement holes are also provided in the circumferential direction inside the formwork. (C) Specimen installation step (C) During a predetermined drying period, a humidity sensor is inserted into each space in the formwork partitioned by a plurality of specimens in the formwork through the measurement hole. Immediately after the relative humidity measurement step (D), the relative humidity of the simulated space inside the concrete is measured every drying period using a humidity sensor installed in the center of the space. Remove the specimen from the formwork, remove the rubber ring, and immediately install (i) multiple laser displacement gauges, (ii) three vertices of an equilateral triangle or four squares to support the specimen for drying shrinkage strain measurements. The length and mass of a concrete plate is measured using a drying shrinkage strain measuring device that includes at least a supporting member arranged to form a vertex, and (iii) a pedestal formed by burying a part of the supporting member. ( E) Length and mass measurement step that repeats the measurement of 0 ) and the mass (M 105/24 ) of the concrete plate dried for 24 hours at 105°C, calculate the relative moisture content (Wr) through the following formulas (1) to (3). Calculation process Ws=M 0 -M 105/24 ...(1)
Wt=Mt-M 105/24 ...(2)
However, in formula (1), Ws represents the saturated water content of the concrete plate, M 0 represents the mass of all the concrete plates produced when the drying period is zero (at the start of drying), and M 105/24 is It represents the mass of a concrete plate dried at 105°C for 24 hours. Furthermore, in formula (2), Wt represents the water content of the concrete plate during a predetermined drying period, and Mt represents the mass of the concrete plate during the predetermined drying period.
Wr=100×Wt/Ws...(3)
However, in formula (3), Wr represents the relative moisture content, Ws represents the saturated water content of the concrete plate calculated using formula (1), and Wt represents the concrete plate during the predetermined drying period calculated using formula (2). represents the water content of
(E') If the drying start time of the concrete plate is 27 days or less based on the age of the concrete, the following ( 4 ) and ( 5) Relative water content calculation step of calculating the relative water content (Wr) through the above formulas (1) to (3) using M 105/24 ' calculated through the formula Wsat = (M 0 - M 105/24 )/M 105/24 ...(4)
M105 /24 '= M0 /(1+Wsat)...(5)
However, in formula (4), Wsat represents the saturated moisture content of the concrete plate, M 0 represents the mass of all concrete plates manufactured when the drying period of the concrete plate is zero (at the start of drying), and M 105/24 represents the mass of a concrete plate dried at 105°C for 24 hours. Furthermore, in formula (5), M 105/24 ' represents an estimated value of the mass of a concrete plate dried at 105° C. for 24 hours.
In addition, in the above-mentioned (A) specimen preparation process, between the work of cutting out multiple concrete plates and the work of sealing the periphery of the concrete plates with a rubber ring, all but one concrete plate were cut out. The mass (M 0 ) of the concrete plates is measured, and the base lengths of the plurality of concrete plates are measured using a drying shrinkage strain measuring device. Then, after measuring the mass (M 0 ) of the remaining concrete plate, it is dried at 105° C. for 24 hours, and its mass (M 105/24 ) is measured.
[2] The method for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete according to [1] above, wherein the concrete plate has a thickness of 0.5 to 5 cm.
本発明は単一の装置を用いて、コンクリートの内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を簡易的に取得でき、これらによりコンクリート中の水分移動による乾燥収縮特性を知ることができる。 The present invention can easily obtain the relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete using a single device, and from these, the drying shrinkage characteristics due to moisture movement in concrete can be known.
本発明は、前記（Ａ）供試体作製工程、（Ｂ）供試体設置工程、（Ｃ）相対湿度測定工程、（Ｄ）乾燥収縮ひずみおよび質量の測定工程、および（Ｅ）相対含水率の算出工程を経て、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を測定する方法である。
以下、前記各工程に分けて説明する。
The present invention provides the above (A) specimen preparation step, (B) specimen installation step, (C) relative humidity measurement step, (D) drying shrinkage strain and mass measurement step, and (E) relative moisture content calculation. This method measures the relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete through the process.
Each of the above steps will be explained separately below.
（Ａ）供試体作製工程
該工程は、コンクリートの円柱成形体からコンクリート板を複数切り出した後、該コンクリート板の周囲をラバーリング（ゴム輪）で封止して供試体を作製する工程である。
ここで、前記コンクリートに用いるセメントや混和材は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、エコセメント、速硬セメント、フライアッシュ、シリカフューム、膨張材、および収縮低減剤等が挙げられる。
前記コンクリート板の大きさは、特に限定されないが、その厚さは、割れ難さと乾燥の速さの兼ね合いから、０．５～５ｃｍが好適である。前記ラバーリングは、型枠と供試体が接した位置から湿気が漏れることを防止するために用いる。さらに湿気の漏洩を完全に防止するために、上下の型枠の溝をシリコンオイル等の油で埋めるとよい。
(A) Specimen production process This process is a process in which a plurality of concrete plates are cut out from a concrete cylindrical molded body, and then the periphery of the concrete plates is sealed with a rubber ring (rubber ring) to produce a specimen. .
Here, the cement and admixture used for the concrete are not particularly limited, and include ordinary Portland cement, early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, blast furnace cement, ecocement, quick hardening cement, fly ash, and silica fume. , expansion materials, shrinkage reducing agents, and the like.
The size of the concrete plate is not particularly limited, but its thickness is preferably 0.5 to 5 cm from the viewpoint of resistance to cracking and speed of drying. The rubber ring is used to prevent moisture from leaking from the position where the mold and the specimen are in contact. Furthermore, to completely prevent moisture leakage, it is best to fill the grooves in the upper and lower formwork with oil such as silicone oil.
（Ｂ）供試体設置工程
該工程は、型枠の内側に円周方向に設けた複数の溝に、前記供試体を設置した後、該供試体の上から、同じく内側に円周方向に複数の溝および測定孔を設けた型枠を被せて密封する工程である。
型枠の材質は、特に限定されないが、溝切り等の加工が容易なことから、好ましくはアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂である。また、前記測定孔は、湿度センサを挿入しない間は、ゴム栓等で塞いでおく。
(B) Specimen installation process In this process, after installing the specimen in a plurality of grooves provided in the circumferential direction inside the formwork, from above the specimen, This is the process of covering and sealing a formwork with grooves and measurement holes.
The material of the formwork is not particularly limited, but resins such as acrylic resin and vinyl chloride resin are preferred because they are easy to process such as grooving. Further, the measurement hole is closed with a rubber stopper or the like while the humidity sensor is not inserted.
（Ｃ）相対湿度測定工程
該工程は、所定の乾燥期間において、前記測定孔から湿度センサを挿入して相対湿度を測定する工程である。
前記湿度センサは、市販のセンサでよく、例えば、IST HYT939（シスコム社製）が挙げられる。
本発明の技術的特徴は、コンクリート板を、密閉した型枠内に複数枚設置して構成した複数の区間（空間）内を、コンクリート板中の湿気や水分が拡散移動する現象を、コンクリート内部での湿気や水分の拡散移動に喩えて、このコンクリート内部を模擬した空間（模擬空間）内の相対湿度を測定すれば、図１に示すように、湿度センサが水分に接することなく相対湿度を測定できる点にある。湿度センサが水分に接すると、測定精度は低下する。
(C) Relative Humidity Measuring Step This step is a step of inserting a humidity sensor through the measurement hole to measure relative humidity during a predetermined drying period.
The humidity sensor may be a commercially available sensor, such as IST HYT939 (manufactured by Syscom).
The technical feature of the present invention is to prevent the phenomenon of moisture and moisture in the concrete plates from diffusing and moving within multiple sections (spaces) constructed by installing multiple concrete plates in a sealed formwork. If we measure the relative humidity in a space that simulates the inside of concrete (simulated space), we can measure the relative humidity without the humidity sensor coming into contact with moisture, as shown in Figure 1. It is in a measurable point. When a humidity sensor comes into contact with moisture, measurement accuracy decreases.
（Ｄ）乾燥収縮ひずみおよび質量の測定工程
該工程は、前記相対湿度測定工程の直後に、供試体を型枠から取り出してラバーリングを外し、直ちに、コンクリート板の乾燥収縮ひずみおよび質量を測定する工程である。
本発明において、乾燥収縮ひずみの測定に用いる装置は、後掲の図３に示すような、（i）複数のレーザー変位計、（ii）乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための正三角形の３つの頂点または正方形の４つの頂点を形成するように配置してなる支持部材、および、（iii）該支持部材の一部を埋設してなる台座を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置が好適である。
(D) Drying shrinkage strain and mass measurement process In this process, immediately after the relative humidity measurement process, the specimen is taken out of the formwork, the rubber ring is removed, and the drying shrinkage strain and mass of the concrete plate are immediately measured. It is a process.
In the present invention, the apparatus used for measuring drying shrinkage strain includes (i) a plurality of laser displacement gauges, (ii) an apparatus for supporting a specimen for measuring drying shrinkage strain, as shown in FIG. 3 below. A drying shrinkage strain measuring device comprising at least a support member arranged to form three vertices of a triangle or four vertices of a square, and (iii) a pedestal in which a part of the support member is embedded. suitable.
（Ｅ）および（Ｅ’）相対含水率の算出工程
該工程は、コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２８日以上の場合は、前記コンクリート板の質量（Ｍｔ、Ｍ０）と、１０５℃で２４時間乾燥したコンクリート板の質量（Ｍ１０５／２４）を用いて、下記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する工程である。
Ｗｓ＝Ｍ０－Ｍ１０５／２４ ・・・（１）
Ｗｔ＝Ｍｔ－Ｍ１０５／２４ ・・・（２）
ただし、（１）式中、Ｗｓはコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｍ０は乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）におけるコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（２）式中、Ｗｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表し、Ｍｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の質量を表す。
Ｗｒ＝１００×Ｗｔ／Ｗｓ ・・・（３）
ただし、（３）式中、Ｗｒは相対含水率を表し、Ｗｓは（１）式で算出したコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｗｔは（２）式で算出した所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表す。
また、コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２７日以下の場合は、前記（１）および（２）式中のＭ１０５／２４に代えて、下記（４）および（５）式を経て算出したＭ１０５／２４’を用いて、前記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する工程である。
Ｗsat＝（Ｍ０－Ｍ１０５／２４）／Ｍ１０５／２４ ・・・（４）
Ｍ１０５／２４’＝Ｍ０／（１＋Ｗsat） ・・・（５）
ただし、（４）式中、Ｗsatはコンクリート板の飽和含水率を表し、Ｍ０はコンクリート板の乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）におけるコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４はコンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（５）式中、Ｍ１０５／２４’は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量の推定値を表わす。
このように、コンクリート板の乾燥の開始時期がコンクリートの材齢で２８日以上の場合と２７日以下の場合で、相対含水率の算出工程の内容が異なる理由は、コンクリートの材齢が２８日以上の場合、コンクリート板中のセメントの水和は飽和状態に近いため、水和による水分の消費よりも、乾燥による水分の減少が大きいため、水和による水分の消費量は無視できるのに対し、コンクリートの材齢が２７日以下の場合、水和による水分の消費は無視できないため、水和による水分の消費と乾燥による水分の減少の両方を考慮しなければならないからである。
なお、（４）式と（５）式の導出は以下のとおりである。
まず、工程（Ａ）において円柱供試体からコンクリート板を複数切り出す際に、型枠内に設置するためのコンクリート板のほかに、余分に切り出したコンクリート板を用いて、Ｍ０とＭ１０５／２４を求め、（４）式により乾燥開始時のコンクリート板の飽和含水率を算出する。この飽和含水率を全コンクリート板の飽和含水率として用い、各コンクリート板の乾燥期間がゼロの質量（Ｍ０）から、１０５℃で２４時間乾燥した質量を逆算するように（５）式にて予測する。これにより１０５℃で２４時間乾燥することなく、絶乾状態の質量を推定でき、水和による水分減少の影響も考慮することができる。
(E) and (E') Relative moisture content calculation process If the drying start time of the concrete plate is 28 days or more based on the age of the concrete, this process calculates the mass (Mt, M 0 ) of the concrete plate. This is a step of calculating the relative moisture content (Wr) using the following equations (1) to (3) using the mass (M 105/24 ) of the concrete plate dried at 105° C. for 24 hours.
Ws=M 0 -M 105/24 ...(1)
Wt=Mt-M 105/24 ...(2)
However, in formula (1), Ws represents the saturated water content of the concrete board, M0 represents the mass of the concrete board at zero drying period (at the start of drying), and M105 /24 represents the concrete board at 105°C. represents the mass after drying for 24 hours. Furthermore, in formula (2), Wt represents the water content of the concrete plate during a predetermined drying period, and Mt represents the mass of the concrete plate during the predetermined drying period.
Wr=100×Wt/Ws...(3)
However, in formula (3), Wr represents the relative moisture content, Ws represents the saturated water content of the concrete plate calculated using formula (1), and Wt represents the concrete plate during the predetermined drying period calculated using formula (2). represents the water content of
In addition, if the drying start time of the concrete plate is 27 days or less based on the age of the concrete, the following formulas (4) and (5) can be used in place of M 105/24 in formulas (1) and (2) above. This is a step of calculating the relative water content (Wr) using the formulas (1) to (3) using M 105/24 ' calculated using the formula.
Wsat=(M 0 -M 105/24 )/M 105/24 ...(4)
M105 /24 '= M0 /(1+Wsat)...(5)
However, in formula (4), Wsat represents the saturated moisture content of the concrete plate, M 0 represents the mass of the concrete plate when the drying period of the concrete plate is zero (at the start of drying), and M 105/24 represents the saturated moisture content of the concrete plate. It represents the mass dried at 105°C for 24 hours. Furthermore, in formula (5), M 105/24 ' represents an estimated value of the mass of a concrete plate dried at 105° C. for 24 hours.
In this way, the reason why the content of the relative moisture content calculation process differs depending on when the drying time of the concrete plate starts is 28 days or more and 27 days or less is that the age of the concrete is 28 days or less. In the above case, the hydration of the cement in the concrete plate is close to the saturated state, so the loss of water due to drying is greater than the consumption of water due to hydration, so the amount of water consumed due to hydration can be ignored. This is because when the age of the concrete is 27 days or less, the consumption of water due to hydration cannot be ignored, so both the consumption of water due to hydration and the decrease in water due to drying must be considered.
Note that the equations (4) and (5) are derived as follows.
First, when cutting out multiple concrete plates from the cylindrical specimen in step (A), in addition to the concrete plates to be installed in the formwork, extra cut concrete plates are used to create M 0 and M 105/24 . The saturated moisture content of the concrete plate at the start of drying is calculated using equation (4). Using this saturated moisture content as the saturated moisture content of all concrete plates, use equation (5) to back calculate the mass of each concrete plate after drying for 24 hours at 105°C from the mass (M 0 ) with zero drying period. Predict. As a result, the mass in an absolutely dry state can be estimated without drying at 105° C. for 24 hours, and the influence of water loss due to hydration can also be taken into account.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）普通ポルトランドセメント（略号：Ｃ）
太平洋セメント社製である。
（２）山砂（略号：Ｓ）
表乾密度は２．５６ｇ／ｃｍ３である。
（３）砂岩砕石（略号：Ｇ）
表乾密度は２．６６ｇ／ｃｍ３である。
（４）上水道水（略号：Ｗ）
（５）ＡＥ減水剤（略号：ＡＤ）
商品名はポゾリスＮｏ．７０［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
（６）ＡＥ剤（略号：ＡＥ）
商品名はマスターエア４０４［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
1. Materials used (1) Ordinary Portland cement (abbreviation: C)
Manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.
(2) Mountain sand (abbreviation: S)
The surface dry density is 2.56 g/ cm3 .
(3) Crushed sandstone (abbreviation: G)
The surface dry density is 2.66 g/ cm3 .
(4) Tap water (abbreviation: W)
(5) AE water reducing agent (abbreviation: AD)
The product name is Pozolith No. 70 [registered trademark], manufactured by BASF.
(6) AE agent (abbreviation: AE)
The product name is Master Air 404 [registered trademark] and it is manufactured by BASF.
２．コンクリート板の作製と基長および質量の測定
表１に示すコンクリートの配合に従い、前記の各材料を容量５０リッターのパン型ミキサに一括して投入し、２分間混練した後、該混練物を内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打設して成形しコンクリートを得た。次に、該コンクリートを２０℃で７日間湿空養生した後に脱型し、図１の（Ａ）に示すように、コンクリートの底面（打設面とは反対の面）側から切り出して、厚さ１ｃｍのコンクリート板を６枚作製し、そのうちの５枚はコンクリート板の質量（Ｍ０）と、図３に示す乾燥収縮ひずみ測定装置を用いてコンクリート板の基長を測定した。また、残りの１枚は、質量（Ｍ０）を測定した後、１０５℃で２４時間乾燥して、その質量（Ｍ１０５／２４）を測定した。
2. Preparation of concrete plate and measurement of basic length and mass According to the concrete formulation shown in Table 1, the above-mentioned materials were put into a 50-liter pan mixer at once, mixed for 2 minutes, and the mixed material was Concrete was obtained by pouring and shaping into a formwork of 10 cm and height of 20 cm. Next, the concrete was cured in humid air at 20°C for 7 days, then removed from the mold, and as shown in Figure 1 (A), the concrete was cut from the bottom side (the side opposite to the pouring side) and thickened. Six concrete plates with a diameter of 1 cm were produced, and for five of them, the mass (M 0 ) of the concrete plates and the basic length of the concrete plates were measured using a drying shrinkage strain measuring device shown in FIG. The remaining one sheet was measured for its mass (M 0 ), then dried at 105° C. for 24 hours, and its mass (M 105/24 ) was measured.
３．模擬空間の相対湿度、コンクリート板の長さおよび質量の測定
次に、前記コンクリート板の円周をラバーリングで被覆した５枚の供試体と、５個の湿度センサ（IST HYT939、シスコム社製）をアクリル樹脂製型枠内に、図１の（ｂ）や図２の（ｄ）に示すように設置した後、残りのアクリル樹脂製型枠を、図２の（ｅ）に示すように被せて全体を封印し、コンクリート内部の模擬空間として５つの空間を構成した。そして、図４に示す乾燥期間毎に、これらの５つの模擬空間内の湿度を測定するとともに、供試体を型枠から取り出し、直ちに供試体のラバーリングを外して、コンクリート板の長さと質量（Ｍｔ）を測定した。なお、１枚のコンクリート板の長さと質量を測定する間、残りの４枚のコンクリート板は、空気中での乾燥を防ぐため密閉袋に入れて一時保管した。そして、長さと質量を測定したコンクリート板は、直ちに密閉袋に入れて保管するとともに、新たなコンクリート板を密閉袋から取り出して、同様にして、コンクリート板の長さと質量の測定、および密閉袋への返却と保管を繰り返した。
５枚のコンクリート板の長さと質量の測定が終了した後は、再度、コンクリート板の円周をラバーリングで被覆して、供試体と湿度センサを型枠内に再び設置し、乾燥および前記各種の測定を継続した。
乾燥期間と、測定した相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および、算出した相対含水率の関係を図４に示す。
図４に示すように、本発明の測定方法によれば、コンクリート内部の相対湿度、乾燥収縮ひずみ、および相対含水率を簡易に測定できる。
3. Measurement of relative humidity in the simulated space, length and mass of concrete plates. Next, we measured five specimens whose circumferences were covered with rubber rings and five humidity sensors (IST HYT939, manufactured by Syscom). After installing it in the acrylic resin formwork as shown in Fig. 1(b) and Fig. 2(d), cover the remaining acrylic resin formwork as shown in Fig. 2(e). The entire building was sealed, and five spaces were created to simulate the interior of the concrete. Then, during each drying period shown in Figure 4, the humidity in these five simulated spaces was measured, the specimen was taken out of the formwork, the rubber ring of the specimen was immediately removed, and the length and mass of the concrete plate ( Mt) was measured. While measuring the length and mass of one concrete plate, the remaining four concrete plates were temporarily stored in an airtight bag to prevent them from drying out in the air. Immediately store the concrete board whose length and mass have been measured in an airtight bag, take out a new concrete board from the airtight bag, measure the length and mass of the concrete board, and place it in an airtight bag. The item was returned and stored repeatedly.
After measuring the length and mass of the five concrete plates, the circumference of the concrete plates was covered with a rubber ring again, the specimen and the humidity sensor were placed in the formwork again, and dried and Continued measurements.
FIG. 4 shows the relationship between the drying period, measured relative humidity, drying shrinkage strain, and calculated relative moisture content.
As shown in FIG. 4, according to the measuring method of the present invention, the relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete can be easily measured.
１ 供試体
２ 台座
３ 支持部材
４ レーザー変位計（ただし、黒色の矢印はレーザーを示す。）
1
Claims (2)
（Ａ）コンクリートの円柱成形体からコンクリート板を複数切り出した後、１枚を除く複数のコンクリート板の周囲をラバーリング（ゴム輪）で封止して供試体を作製する、供試体作製工程
（Ｂ）型枠の内側に円周方向に設けた複数の溝に、前記複数の供試体を設置した後、該供試体の上から、同じく内側に円周方向に複数の溝および測定孔を設けた型枠を被せて密封する、供試体設置工程
（Ｃ）所定の乾燥期間において、型枠内の複数の供試体で仕切られた、型枠内のそれぞれの空間に、前記測定孔から湿度センサを挿入して、該空間の中心部に設置した湿度センサにより、コンクリート内部の模擬空間の相対湿度を乾燥期間ごとに測定する、相対湿度測定工程
（Ｄ）前記相対湿度測定工程の直後に、供試体を型枠から取り出してラバーリングを外し、直ちに、（i）複数のレーザー変位計、（ii）乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための正三角形の３つの頂点または正方形の４つの頂点を形成するように配置してなる支持部材、および、（iii）該支持部材の一部を埋設してなる台座を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置を用いてコンクリート板の長さ、および質量（Ｍｔ）を測定することを繰り返す、長さおよび質量の測定工程
（Ｅ）コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２８日以上の場合は、前記コンクリート板の質量（Ｍｔ、Ｍ０）と、１０５℃で２４時間乾燥したコンクリート板の質量（Ｍ１０５／２４）を用いて、下記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する、相対含水率の算出工程
Ｗｓ＝Ｍ０－Ｍ１０５／２４ ・・・（１）
Ｗｔ＝Ｍｔ－Ｍ１０５／２４ ・・・（２）
ただし、（１）式中、Ｗｓはコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｍ０は乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）における、作製したすべてのコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（２）式中、Ｗｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表し、Ｍｔは所定の乾燥期間におけるコンクリート板の質量を表す。
Ｗｒ＝１００×Ｗｔ／Ｗｓ ・・・（３）
ただし、（３）式中、Ｗｒは相対含水率を表し、Ｗｓは（１）式で算出したコンクリート板の飽和含水量を表し、Ｗｔは（２）式で算出した所定の乾燥期間におけるコンクリート板の含水量を表す。
（Ｅ’）コンクリート板の乾燥の開始時期が、コンクリートの材齢で２７日以下の場合は、前記（１）および（２）式中のＭ１０５／２４に代えて、下記（４）および（５）式を経て算出したＭ１０５／２４’を用いて、前記（１）～（３）式を経て相対含水率（Ｗｒ）を算出する、相対含水率の算出工程
Ｗsat＝（Ｍ０－Ｍ１０５／２４）／Ｍ１０５／２４ ・・・（４）
Ｍ１０５／２４’＝Ｍ０／（１＋Ｗsat） ・・・（５）
ただし、（４）式中、Ｗsatはコンクリート板の飽和含水率を表し、Ｍ０はコンクリート板の乾燥期間がゼロ（乾燥開始時）における作製したすべてのコンクリート板の質量を表わし、Ｍ１０５／２４はコンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量を表す。また、（５）式中、Ｍ１０５／２４’は、コンクリート板を１０５℃で２４時間乾燥した質量の推定値を表わす。
なお、前記（Ａ）供試体作製工程において、コンクリート板を複数切り出す作業と、該コンクリート板の周囲をラバーリング（ゴム輪）で封止する作業の間に、１枚を除いた複数のコンクリート板について、コンクリート板の質量（Ｍ ０ ）を測定するとともに、乾燥収縮ひずみ測定装置を用いて該複数のコンクリート板の基長を測定する。そして、残りの１枚のコンクリート板について、質量（Ｍ ０ ）を測定した後、１０５℃で２４時間乾燥して、その質量（Ｍ １０５／２４ ）を測定する。 The relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside the concrete are measured through the following steps (A) to (D), and (E) or (E'). and methods for measuring relative moisture content.
(A) Specimen preparation process (in which a plurality of concrete plates are cut out from a concrete cylindrical molded body, and then the circumference of the plurality of concrete plates except for one is sealed with a rubber ring (rubber ring) to prepare a specimen. B) After installing the plurality of specimens in the plurality of grooves provided in the circumferential direction inside the formwork, from above the specimens, a plurality of grooves and measurement holes are also provided in the circumferential direction inside the formwork. (C) Specimen installation step (C) During a predetermined drying period, a humidity sensor is inserted into each space in the formwork partitioned by a plurality of specimens in the formwork through the measurement hole. Immediately after the relative humidity measurement step (D), the relative humidity of the simulated space inside the concrete is measured every drying period using a humidity sensor installed in the center of the space. Remove the specimen from the formwork, remove the rubber ring, and immediately install (i) multiple laser displacement gauges, (ii) three vertices of an equilateral triangle or four squares to support the specimen for drying shrinkage strain measurements. The length and mass of a concrete plate is measured using a drying shrinkage strain measuring device that includes at least a supporting member arranged to form a vertex, and (iii) a pedestal formed by burying a part of the supporting member. ( E) Length and mass measurement step that repeats the measurement of 0 ) and the mass (M 105/24 ) of the concrete plate dried for 24 hours at 105°C, calculate the relative moisture content (Wr) through the following formulas (1) to (3). Calculation process Ws=M 0 -M 105/24 ...(1)
Wt=Mt-M 105/24 ...(2)
However, in formula (1), Ws represents the saturated water content of the concrete plate, M 0 represents the mass of all the concrete plates produced when the drying period is zero (at the start of drying), and M 105/24 is It represents the mass of a concrete plate dried at 105°C for 24 hours. Furthermore, in formula (2), Wt represents the water content of the concrete plate during a predetermined drying period, and Mt represents the mass of the concrete plate during the predetermined drying period.
Wr=100×Wt/Ws...(3)
However, in formula (3), Wr represents the relative moisture content, Ws represents the saturated water content of the concrete plate calculated using formula (1), and Wt represents the concrete plate during the predetermined drying period calculated using formula (2). represents the water content of
(E') If the drying start time of the concrete plate is 27 days or less based on the age of the concrete, the following ( 4 ) and ( 5) Relative water content calculation step of calculating the relative water content (Wr) through the above formulas (1) to (3) using M 105/24 ' calculated through the formula Wsat = (M 0 - M 105/24 )/M 105/24 ...(4)
M105 /24 '= M0 /(1+Wsat)...(5)
However, in formula (4), Wsat represents the saturated moisture content of the concrete plate, M 0 represents the mass of all concrete plates manufactured when the drying period of the concrete plate is zero (at the start of drying), and M 105/24 represents the mass of a concrete plate dried at 105°C for 24 hours. Furthermore, in formula (5), M 105/24 ' represents an estimated value of the mass of a concrete plate dried at 105° C. for 24 hours.
In addition, in the above-mentioned (A) specimen preparation process, between the work of cutting out multiple concrete plates and the work of sealing the periphery of the concrete plates with a rubber ring, all but one concrete plate were cut out. The mass (M 0 ) of the concrete plates is measured, and the base lengths of the plurality of concrete plates are measured using a drying shrinkage strain measuring device. Then, after measuring the mass (M 0 ) of the remaining concrete plate, it is dried at 105° C. for 24 hours, and its mass (M 105/24 ) is measured.
The method for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete according to claim 1, wherein the concrete plate has a thickness of 0.5 to 5 cm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019182041A JP7365180B2 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019182041A JP7365180B2 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021056178A JP2021056178A (en) | 2021-04-08 |
| JP7365180B2 true JP7365180B2 (en) | 2023-10-19 |
Family
ID=75272515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019182041A Active JP7365180B2 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7365180B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114878793A (en) * | 2022-05-16 | 2022-08-09 | 中南大学 | Environmental simulation device for concrete shrinkage deformation test in plateau complex coupling environment |
| CN115561427B (en) * | 2022-05-31 | 2024-08-02 | 青岛理工大学 | Humidity-controlled clay shrinkage deformation measuring device and method |
| CN116930469B (en) * | 2023-09-19 | 2023-12-01 | 中交建筑集团有限公司 | Crack hazard degree data detection equipment for concrete shrinkage experiments |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002333390A (en) | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Fujita Corp | Method of making concrete test body and water content measuring method of concrete |
| JP2009144321A (en) | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Tobishima Corp | Wet curing management system and wet curing management method |
| JP2013195186A (en) | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Fujita Corp | Method and apparatus for evaluating water content of cement-based material during hardening process |
| US20140111231A1 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | University Of Houston | Systems and methods utilizing carbon nanofiber aggregate for performance monitoring of concrete structures |
| JP2020051089A (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 公立大学法人 富山県立大学 | Method for suppressing deterioration of concrete structure |
| JP2020106332A (en) | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 太平洋セメント株式会社 | Measuring method of relative humidity in concrete |
-
2019
- 2019-10-02 JP JP2019182041A patent/JP7365180B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002333390A (en) | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Fujita Corp | Method of making concrete test body and water content measuring method of concrete |
| JP2009144321A (en) | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Tobishima Corp | Wet curing management system and wet curing management method |
| JP2013195186A (en) | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Fujita Corp | Method and apparatus for evaluating water content of cement-based material during hardening process |
| US20140111231A1 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | University Of Houston | Systems and methods utilizing carbon nanofiber aggregate for performance monitoring of concrete structures |
| JP2020051089A (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 公立大学法人 富山県立大学 | Method for suppressing deterioration of concrete structure |
| JP2020106332A (en) | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 太平洋セメント株式会社 | Measuring method of relative humidity in concrete |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 佐藤健太朗，養生方法やセメントの相違がコンクリートの内部湿度・乾燥収縮に与える影響，第３７回土木学会関東支部技術研究発表会，2010年 |
| 吉岡昌洋，せき板除去後のコンクリート中の水分移動に関する基礎実験，コンクリート工学年次論文集，2008年07月30日，Vol.30 No.2，Page.205-210 |
| 坂田直子，コンクリートブロック部材のモデル降水による水分移動に及ぼすユニット及び目地構工法の影響，日本建築仕上学会大会学術講演会研究発表論文集，2013年10月17日，Vol.2013，Page.145-148 |
| 大野拓也，コンクリート内部の湿気移動速度に及ぼすセメント種類の影響，コンクリート工学年次論文集，2019年06月15日，Vol.41 No.1，Page.419-424 |
| 木下竜一，湿度勾配を与えたコンクリートの含水率測定に関する基礎的研究，コンクリート工学年次論文集，Vol.33 No.1，2011年06月15日，Page.779-784 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021056178A (en) | 2021-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7365180B2 (en) | Methods for measuring relative humidity, drying shrinkage strain, and relative moisture content inside concrete | |
| Alderete et al. | Physical evidence of swelling as the cause of anomalous capillary water uptake by cementitious materials | |
| Han et al. | Effect of internal curing on internal relative humidity and shrinkage of high strength concrete slabs | |
| Zhang et al. | Experimental study on the relationship between shrinkage and interior humidity of concrete at early age | |
| CN110702536B (en) | Rock mass structural plane shear failure surface morphology evolution law research method and system | |
| Li et al. | The effect of chloride binding on the predicted service life of RC pipe piles exposed to marine environments | |
| JP6118129B2 (en) | Linear expansion coefficient test method | |
| Samouh et al. | Experimental and numerical study of size effect on long-term drying behavior of concrete: influence of drying depth | |
| Pazderka et al. | Underground air duct to control rising moisture in historic buildings: Improved design and its drying efficiency | |
| JP2018200293A (en) | Dry shrinkage distortion measurement device, dry shrinkage distortion measurement method, and dry shrinkage distortion estimation method | |
| JP2019020306A (en) | Method for predicting final value of drying shrinkage deformation of concrete | |
| CN109030794B (en) | Concrete temperature rise rapid detection method | |
| JP7245046B2 (en) | Method for measuring relative humidity inside concrete | |
| Chen et al. | A novel two-dimensional method to measure surface shrinkage in cementitious materials | |
| Namikawa et al. | Experimental determination of softening relations for cement-treated sand | |
| CN108828198B (en) | Early concrete crack induction testing device | |
| Chen et al. | Corrosion-Induced Cracking in Reinforced Concrete due to Chloride Contamination and Ingress. | |
| Liu et al. | Permeability of high-performance concrete incorporating presoaked lightweight aggregates for internal curing | |
| JP7106373B2 (en) | Method for Predicting Drying Shrinkage Strain of Concrete | |
| JP2003262581A (en) | Method for testing durability of concrete | |
| JP2022139392A (en) | Humidity measuring device, equilibrium mass measuring method, equilibrium moisture content acquisition method, and diffusion coefficient acquisition method | |
| Latha et al. | Swell–shrink properties of stabilised earth products | |
| Wang et al. | Progress of carbonation in chloride contaminated concrete | |
| JP6933930B2 (en) | How to predict the ultimate value of drying shrinkage strain of concrete | |
| CN207194906U (en) | Precast lining structure for tunnel model test |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220907 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230614 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230622 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231004 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231006 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7365180 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |