JPH0611426A - コンクリートの圧縮強度試験用供試体のキャッピング方法、キャッピング材、及び拘束材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の圧縮強度試験を簡単かつ短時間に行
うことができるコンクリート供試体のキャッピング方
法、キャッピング材、及び拘束材を提供することを目的
とするものである。 【構成】 本発明にあっては、多孔性硬質塑性材料より
なるキャッピング材２２をコンクリートの圧縮強度試験
用供試体２１上面に載置して載荷するようにしたことを
特徴とするコンクリートの圧縮強度試験用供試体のキャ
ッピング方法をその要旨とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンクリートの圧縮強度
試験用供試体（以下コンクリート供試体という）のキャ
ッピング方法、キャッピング材及び拘束材に関する。詳
細には、高精度の圧縮強度試験を簡単かつ短時間に行う
ことができるコンクリート供試体のキャッピング方法、
キャッピング材及び拘束材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート供試体のキャッピン
グ方法としては、例えばＪＩＳ−Ａ−１１３２−１９７
６「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に定め
られたものがあり、その方法は、以下の１）〜５）の工
程よりなる。１）キャッピングに用いる押板は、みがき
ガラスまたはみがき鋼板で、厚さを６ｍｍ以上とし、大
きさを型枠の直径より２５ｍｍ以上大きくする。２）コ
ンクリート供試体の上面はコンクリート供試体の軸に垂
直な平面に仕上げなければならない。仕上げた面に０．
０５ｍｍを超えるでこぼこがあってはならない。３）セ
メントペーストでキャッピングするときには、コンクリ
ートを詰め終わってから、適当な時期（カタ練りコンク
リートで２〜６時間、軟練コンクリートで６〜２４時
間）に上面の微粒分及びレイタンスを取り除いた後に水
で洗い、水を拭き取ったのちにセメントペーストを打ち
込み、押板で型枠の頂面まで一様に押し付ける。４）セ
メントペースト（水／セメント重量比２７〜３０％）は
用いる２〜４時間前に練り混ぜ、水を加えずに練り返し
て用いるものとする。５）押板がセメントペーストに固
着するのを防ぐため、押板の上面に油を塗るか、パラフ
ィン紙などの薄紙をはさむ。

【０００３】上記ＪＩＳ−Ａ−１１３２−１９７６に規
定された方法によれば、セメントペーストの収縮を削減
するため、打ち込み前２〜４時間前に練り混ぜ、水を加
えずに練り返して用いなければならない。このため、キ
ャッピングには大変に多くの労力と時間とを必要として
いた。

【０００４】又、別のキャッピング方法としては、オー
ストラリア標準規格（コンクリート供試体の圧縮試験方
法）に記載の方法がある。この方法は、スチール製の凹
型治具１２の内部に厚さ１３〜１５ｍｍのゴム板１４が
セットされており、これを図７に示すように、コンクリ
ート供試体１１のキャッピング面を下方にセットし圧縮
強度試験を行ったとき、該治具１２のゴム板１４がコン
クリート供試体１１上面の凹凸１３を緩和し均等に荷重
を載荷するというものである。

【０００５】しかしながら、上記キャッピング方法を用
いて圧縮強度試験を行った場合、載荷時に治具とコンク
リート供試体との間にゴム板が入り込み抜けなくなる。
又はコンクリートを直接接触させ高圧縮力で載荷するた
めにゴム板に亀裂、損傷が発生し早期に使用不可能とな
るという不具合を生じていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたものであり、高精度の圧縮強度試験
を簡単かつ短時間に行うことができるコンクリート供試
体のキャッピング方法、キャッピング材、及び拘束材を
提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、請求項１記載の発明にあっては、多孔性硬質
塑性材料よりなるキャッピング材をコンクリートの圧縮
強度試験用供試体上面に載置して載荷するようにしたこ
とを特徴とするコンクリートの圧縮強度試験用供試体の
キャッピング方法をその要旨とした。

【０００８】請求項２記載の発明にあっては、コンクリ
ートの圧縮強度試験用供試体上面に載置されるキャッピ
ング材であって、多孔性硬質塑性材料よりなることを特
徴とするキャッピング材をその要旨とした。

【０００９】請求項３記載の発明にあっては、内周面が
テーパー状に設けられた蓋部材又は環部材よりなり、請
求項２記載のキャッピング材を前記部材内部に収容し
て、載荷時の圧力でキャッピング材が側方へ変形しない
ようにこれを拘束する拘束材をその要旨とした。

【００１０】請求項４記載の発明にあっては、蓋部材又
は環部材の内側に弾性シートが収容されていることを特
徴とする拘束材をその要旨とした。

【００１１】まず、請求項１記載のコンクリート供試体
のキャッピング方法について説明する。このキャッピン
グ方法は、従来法に従って作成したコンクリート供試体
の上面に同コンクリート供試体上面の形状に合わせて成
形したキャッピング材を載置するだけの操作で完了す
る。使用するコンクリート供試体としては、ＪＩＳ−Ａ
−１１３２−１９７６に規定されているようなコンクリ
ートの打ち込みが完了し、硬化した供試体の表面仕上げ
をしないもので、コンクリート供試体の軸に対し、傾き
が２°以内かつ、表面の凹凸が５ｍｍ以内の程度のもの
が良い。

【００１２】図１及び図２に示すように、キャッピング
材２２全体に微細な孔を有し、かつ載荷時の圧力で順次
変形をする程度の硬さを有する塑性体（載荷方向のみ変
形し、弾力のないもの）よりなるキャッピング材２２を
コンクリート供試体２１上面に載置し、コンクリート供
試体２１の軸方向より荷重を載荷するのである。この載
荷時の圧力の大きさ、方向に従い、キャッピング材２２
内部の無数に形成された微細な孔は順次潰されていき、
キャッピング材２２はその圧力の大きさに従って圧縮変
形（圧縮方向に対する一軸変形）していく。同時にキャ
ッピング材２２のコンクリート供試体２１側も供試体２
１上面の凹凸２３の形状に沿って変形し、コンクリート
供試体２１上面には均等な荷重が加わるようになる。

【００１３】次に、請求項２記載のキャッピング材につ
いて説明する。キャッピング材は多孔性硬質塑性材料を
円盤状に成形したものであり、コンクリート供試体２１
上面の形状に合わせて、各々直径５ｃｍ、１０ｃｍ、１
２．５ｃｍ、１５ｃｍからなる４種類のものがある。多
孔性硬質塑性材料としては、例えばポリビニルアルコー
ルに酸を触媒としてホルムアルデヒドを結合させて得ら
れるホルマール化合物やポリウレタンホームなどが挙げ
られる。キャッピング材に占める孔の割合としては９０
％程度であり、載荷後のキャッピング材の厚みが０．２
ｃｍ以内となるものが好ましく、又、載荷時の圧力（少
なくとも５００ｋｇｆ／ｃｍ² ）に応じ順次変形をする
程度の硬さを有するものがよい。このキャッピング材に
圧力を加えた場合、図１及び図２に示すように、当該キ
ャッピング材２２はその圧力の大きさに従って圧縮変形
（圧縮方向に対する一軸変形）するようになっており、
従来のゴム板を用いたキャッピング方法のように圧力を
回避するために側方に変形したりすることがない。この
キャッピング材が圧力を加えた一方向にのみ圧縮変形す
る理由としては、当該キャッピング材が載荷時の圧力で
当該キャッピング材が容易に変形しない程度の硬さを有
しており、しかもキャッピング材内部の無数に形成され
た微細な孔が圧力の大きさ、方向に従って順次潰されて
いき体積変化を生じるためと考えられる。キャッピング
材２２の圧縮変形時において、キャッピング材２２のコ
ンクリート供試体２１側も供試体２１上面の凹凸２３の
形状に沿って変形し、コンクリート供試体２１上面には
均等な荷重が加わるようになる。

【００１４】尚、ホルマール化合物よりなるキャッピン
グ材を用いた場合には、載荷後圧力で潰されたキャッピ
ング材は水に漬けることにより吸水し膨潤して元の形状
に戻ることから、繰り返し使用することができる。

【００１５】次に、請求項３記載の拘束材について説明
する。本発明の拘束材は、図３及び図４に示すように、
蓋部材２５又は環部材２６よりなり、請求項２記載のキ
ャッピング材２２を前記部材２５、２６内部に収容し
て、載荷時の圧力でキャッピング材２２が側方へ変形し
ないようにこれを拘束するものである。

【００１６】請求項２記載のキャッピング材を用いたキ
ャッピング方法では載荷時にキャッピング材が側方へ変
形しないようこれを拘束する拘束材は基本的に不要であ
る。しかしながら、５００ｋｇｆ／ｃｍ² を越える圧力
を加えた場合、若干ではあるがキャッピング材が横方向
に変形を生ずる。このため、試験の精度を高めるという
意味で拘束材を用いることは有用である。

【００１７】図３及び図４に示すように、蓋部材２５又
は環部材２６よりなる拘束材内部にはキャッピング材２
２が収容されるようになっている。蓋部材２５又は環部
材２６は円盤状に成形されたキャッピング材２２の外形
状に合わせて若干大きな内周面を有し、キャッピング材
２２を収容したときに隙間のない状態となるように、環
部材２６の場合はキャッピング材２２が反対側から抜け
出てしまわないようにテーパー状に設けられている。

【００１８】蓋部材２５又は環部材２６よりなる拘束材
内部にキャッピング材２２を収容し、これをコンクリー
ト供試体２１上面に載せ、供試体２１上面側より載荷す
る。これにより拘束材内部のキャッピング材２２は供試
体２１上面の凹凸２３を捕らえつつ圧力の方向に圧縮変
形する。載荷時の圧力が５００ｋｇｆ／ｃｍ² を越える
と、キャッピング材２２が若干横方向へも変形するよう
になるが、拘束材が側面側よりその動きを拘束すること
から、圧縮変形は圧力の加わる方向にのみとなり、供試
体２１端部の横方向への引張り応力による破壊などが生
じることがない。

【００１９】尚、請求項４記載の拘束材のように、拘束
材の内側に弾性シートを収容しキャッピング材に積層さ
せてもよい。図３に示すように、コンクリート供試体の
上面形状は中央部分が凹状となっている場合が多い。こ
の供試体２１に５００ｋｇｆ／ｃｍ² を越える圧力を加
えた場合、供試体２１の中央付近の凹凸部２３の吸収が
十分に行われない前に、キャッピング材２２が供試体２
１端部において圧縮変形の限界に達してしまうことがあ
る。これにより、載荷する断面積は供試体端部の破壊に
共ない減少し供試体２１中央付近だけとなり、圧縮強度
が低下するという結果を招くことにもなる。このため、
拘束材内側に弾性シート２４を収容し、これにキャッピ
ング材２２を収容して弾性シート２４に積層させるので
ある。これにより、供試体２１の中央付近の凹凸部２３
の吸収が十分に行われるまでの間、キャッピング材２２
の供試体２１端部ではキャッピング材２２に換わって内
側の弾性シートが変形することになり、供試体２１全面
での載荷が行われるようになる。

【００２０】

【実施例】

実施例 ポリビニルアルコールに酸を触媒としてホルムアルデヒ
ドを結合させて得られるホルマール化合物を素材とし、
これをコンクリート供試体上面の形状に合わせて直径１
０ｃｍの円盤状に成形されたキャッピング材であって、
厚みが２ｃｍ程度（加圧後の厚みが０．２ｃｍ以内とな
る厚さ）のものを用い、このキャッピング材を乾燥した
状態でＪＩＳ−Ａ−１１３２−１９７６に規定されてい
る方法により作製した直径が１０ｃｍで上面の仕上げを
行っていないコンクリート供試体の上面に載置した。

【００２１】比較例 ＪＩＳ−Ａ−１１３２−１９７６「コンクリートの強度
試験用供試体の作り方」に定められたキャッピング方法
でセメントペーストにより実施例と同じコンクリート供
試体上面をキャッピングした。

【００２２】実施例の方法でキャッピングされたコンク
リート供試体と比較例の方法でキャッピングされたコン
クリート供試体とについて図２に示す圧縮強度試験を行
った。この結果を表１、表２、表３と図５とに示した。
尚、表３中、Ａは平均を示し、Ｂは標準偏差を示してい
る。表１、表２、表３と図５から明らかなように、比較
例の標準的なキャッピング方法でキャッピングされたコ
ンクリート供試体と実施例の方法でキャッピングされた
コンクリート供試体とは共に同様な強度を示しており、
実施例のキャッピング方法によれば標準法と同程度の精
度での圧縮強度試験を行うことができることが明らかと
なった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】次に、本発明のキャッピング方法を用いた
圧縮強度試験における載荷断面積と応力、収縮率との関
係を調べた。直径１５ｃｍと１０ｃｍの２種類のコンク
リート供試体２１について、図３に示す内側に弾性シー
ト２４を収納した蓋部材よりなる拘束材２５で拘束され
たキャッピング材２２を用い、圧縮強度試験を行った。
尚、弾性シート２４はＡＳ１５２３に規定されたもので
デュロメーター（Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）硬さが５０を満
足するものである。

【００２７】まず、内側に弾性シート２４が収納された
拘束材２５内部に実施例に示したキャッピング材２２
（直径１６．０ｃｍのものと直径１１．０ｃｍのもの）
を収容し、弾性シート２４に積層させる。次いで、この
キャッピング材２２を夫々コンクリート供試体２１上面
に載せ、上下方より載荷する。このときのコンクリート
供試体に加わる応力（ｋｇｆ／ｃｍ² ）、原寸法（ｍ
ｍ）、載荷寸法（ｍｍ）、収縮率（％）を表４、表５に
示し、収縮率と応力との関係を図６に示した。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】

【発明の効果】上記構成を備えたことにより、請求項１
記載のキャッピング方法にあっては、コンクリート供試
体の上面に同コンクリート供試体上面の形状に合わせて
成形したキャッピング材を載置するだけの簡単な操作で
高精度の圧縮強度試験を行うことができる。又、この方
法によればキャッピングのための時間と労力とを大幅に
削減することができると共にキャッピングの完了時間
（約２４時間）が短縮でき、養生又は試験が早期に実施
できる。

【００３１】請求項２記載のキャッピング材にあって
は、高精度の圧縮強度試験を行なうことができ、しかも
キャッピングのための時間と労力と大幅に削減すること
ができる。

【００３２】請求項３記載の拘束材にあっては、供試体
に５００ｋｇｆ／ｃｍ² を越える高い圧力を加える場合
でもキャッピング材が横方向に変形を生ずることがな
く、高精度の圧縮強度試験を行なうことができる。

【００３３】請求項４記載のキャッピング材にあって
は、供試体上面の形状が凹状になっており、これに５０
０ｋｇｆ／ｃｍ² を越える高い圧力を加える場合でも、
拘束材内側の弾性シートがキャッピング材の供試体端部
に加わる圧力で変形するため、供試体の中央付近の凹凸
部の吸収が十分に行われない前に、キャッピング材の供
試体端部での圧縮変形が限界に達してしまうことがな
く、供試体端部の破壊もおこらない。この結果、供試体
全面での載荷を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキャッピング材を用いてコンクリート
供試体上面をキャッピングした状態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のキャッピング方法でキャッピングされ
たコンクリート供試体を載荷した状態を示す断面図であ
る。

【図３】蓋部材よりなる拘束材を用いてキャッピングを
行い、供試体を圧縮している状態を示す断面図である。

【図４】環部材よりなる拘束材を用いてキャッピングを
行い、供試体を圧縮している状態を示す断面図である。

【図５】本発明のキャッピング方法によりキャッピング
されたコンクリート供試体と標準法によりキャッピング
されたコンクリート供試体との圧縮強度試験の結果を示
すグラフである。

【図６】コンクリート供試体に加わる収縮率と応力との
関係を示すグラフである。

【図７】従来のキャッピング方法でキャッピングされた
コンクリート供試体を示す断面図である。

【符号の説明】

２１ コンクリート供試体 ２２ キャッピング材 ２３ 凹凸 ２４ 弾性シート ２５ 環部材（拘束材） ２６ 蓋部材（拘束材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔性硬質塑性材料よりなるキャッピン
   グ材をコンクリートの圧縮強度試験用供試体上面に載置
   して載荷するようにしたことを特徴とするコンクリート
   の圧縮強度試験用供試体のキャッピング方法。
2. 【請求項２】 コンクリートの圧縮強度試験用供試体上
   面に載置されるキャッピング材であって、多孔性硬質塑
   性材料よりなることを特徴とするキャッピング材。
3. 【請求項３】 内周面がテーパー状に設けられた蓋部材
   又は環部材よりなり、請求項２記載のキャッピング材を
   前記部材内部に収容して、載荷時の圧力でキャッピング
   材が側方へ変形しないようにこれを拘束する拘束材。
4. 【請求項４】 前記蓋部材又は環部材の内側に弾性シー
   トが収容されていることを特徴とする請求項３記載の拘
   束材。