JPH0690152B2 - コンクリート硬化度判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンクリートの硬化度判定方法に関するもの
であり、より具体的にはコンクリート中へ発信させた電
磁波のうちコンクリートの表層部を通過した表面伝播波
を受信し、その表面伝播波の減衰によりコンクリートの
混練物中に含まれる自由水量を測定して、非破壊検査方
法により打設コンクリートの硬化度を判定するコンクリ
ートの硬化度判定方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に土木建築現場において、コンクリートの施工を行
う場合、その現場の目的に応じたコンクリート強度が得
られるように、過去の経験や実験値からコンクリートの
材料及び配合を選定する。

そして、これら選定した材料を適切な割合で混合してコ
ンクリートを施工するが、施工現場における天候やその
他の各種諸条件等により予定した強度が所定の時間では
得られない場合がある。そのためコンクリートの品質管
理が非常に重要となってくる。

例えば、RCD工法によるダム施工現場においては、コン
クリート打設後早期にリフト上をコンクリート運搬用ダ
ンプトラックが走行するため、打設後に走行が可能とな
る時期の判定、即ち走行が可能となるコンクリートの硬
化度を正確に知る必要がある。

また、一般コンクリートにおいても、型枠の解体時期が
コンクリートの品質上、或は工程管理上重要であるた
め、その強度を正確に知る必要がある。

そこで上記のような場合には、そのコンクリートと同じ
配合のものを予め試験施工するか、或は施工硬化後にコ
ンクリートの一部を破壊採取した供試体か、または予め
作成しておいた供試体の強度を判定することにより打設
したコンクリートの硬化度を推定していた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のようなRCD工法によるコンクリートの場
合、その打設後にコンクリート運搬用ダンプトラックの
走行が可能な時期の判定は、試験施工の判定結果によっ
て推定しているため実際の施工時の環境条件と異なり、
正確なコンクリートの硬化度を知ることが出来ないのが
現状であり、しかもその判定には多大な時間と経費を必
要とした。

また一般的なコンクリートの場合も、その型枠の解体時
期が上記と同様な方法、又は経験的な方法によって行わ
れているため、上記と同様の問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その
目的はコンクリートの硬化度を短時間で正確に、しかも
安価に判定する方法を提供することである。

（課題を達成するための手段） 以上の課題を達成するための本発明のコンクリートの硬
化度判定方法は、電磁波を発信する発信器と、それを受
信する受信器と、これら発信器及び受信器を制御する制
御器と、受信器からの信号を表示する表示器とによりコ
ンクリート混練物中に含まれる自由水量を測定する水分
測定装置を構成し、該水分測定装置における発信器と受
信器とをそれぞれ適宜間隔をもってコンクリートの表面
上に設置して発信器から所定の間隔で電磁波を発信する
とともに、これらの電磁波のうちコンクリートの表層部
を通過する表面伝播波を受信器で受信し、該受信した表
面伝播波の減衰によって前記自由水量を測定し、予め設
定された自由水量とコンクリートの硬化度との関係に基
づくデータにより、前記自由水量の測定結果からコンク
リートの硬化度を判定することを特徴とする構成とし、
前記発進器と受信器とは適宜間隔をもった状態でコンク
リートの表面上を移動させながら発信器から所定の間隔
で電磁波を発信することを特徴とする構成とすることで
ある。

（作用） 而して上記方法によれば、発信器及び発信器をコンクリ
ートの表面上に設置し、該発信器から所定の間隔で発信
させた電磁波のうち、コンクリートの表層部を通過する
表面伝播波を受信器で受信する。この表面伝播波は、コ
ンクリートの内部を通過する際に減衰が生じるが、コン
クリート混練物中に含まれている自由水量によってその
減衰の程度が異なることを利用し、その減衰された表面
伝播波の電圧を測定することにより自由水量を計測す
る。

一方、コンクリート混練物はセメントの水和反応の進行
に伴って自由水量が減少するので、自由水量と硬化度と
の関係を予め設定しておくことにより、自由水量の測定
結果からコンクリートの硬化度を判定することができ
る。

また、前記発信器及び発信器を搭載した走行台車で表面
上を移動させることにより、測定回数を多くし、かつ、
任意の調子位置での測定が可能となるとともに、不均質
な状態にあるコンクリートの硬化度を平均的に把握する
ことが可能となる。

（実施例） 以下本発明のコンクリートの硬化度判定方法の一実施例
を図面にもとづいて説明する。

第２図は50Vppの電圧、1GHzの周波数で発信した電磁波
が、砂供試体中を伝播した後に受信器で受信された表面
伝播波の電圧値をプロットしたものである。この場合送
信及び受信アンテナは17cm×14cmの大きさで、その間隔
は35cmとした。

これによると、気乾から飽和に至る過程で自由水量の増
加とともに表面伝播波が減衰されて小さくなっていく傾
向が明らかである。

コンクリート混練物の場合はセメント粒子のイオン性に
より受信電圧値の大きさが異なるが、水分量に対する傾
向は同一である。

またコンクリートは時間の経過と共にセメントが水と反
応する水和作用により自由水量が減少し、硬化していく
というメカニズムを保有する。

このときの自由水量の硬化度との関係は、現場配合と同
じコンクリートの配合試験等により、予め把握してお
く。

すなわち、どの程度の自由水量になれば、RCD工法では
ダンプトラックの走行が可能になるか、一般コンクリー
トでは脱型が可能になるか予め設定しておく。

そこで、本発明のコンクリートの硬化度判定方法は、表
面伝播波が自由水量に比例して減衰が生じることを利用
して、打設したコンクリート混練中の自由水量を測定
し、それに基づいてコンクリートの水和度を推定するこ
とにより硬化度を判定するものであり、第１図に示すよ
うな水分測定装置Ａで判定するものである。

水分測定装置Ａは発信器１と、受信器２と、これら発信
器１及び受信器２を制御する制御器３と、発信器１から
の信号を表示する表示器４とにより構成されている。

発信器１はパルス幅が例えば1nsec程度のごく狭いパル
ス状の電力を発生するパルサ５と、このパルサ５から出
力されるパルス状の電力により、パルス状の電磁波を発
信するダイポールアンテナ6aと、ダイポールアンテナ6a
にパルス状の電力を与えるバラン5aと、ダイポールアン
テナ6aの背面側をシールドし、電磁波がダイポールアン
テナ6aの背面側に漏れないようにシールドするシールド
カバー7aとによって構成されている。

受信器２は前記と同様にダイポールアンテナ6bと、バラ
ン5bと、シールドカバー7bと、高周波増幅器８と、該高
周波増幅器８の利得を制御する利得制御回路９によって
構成されている。

また発信器１と受信器２には信号の授受を行い表示器４
にその受信信号を送り込む制御器３が連結されている。

発信器１のダイポールアンテナ6aの背面に取り付けたシ
ールドカバー7aはダイポールアンテナ6aから発信された
電磁波が前方にだけ発信され、背面側に漏れないように
シールドし、空気中を伝わって受信器２に電磁波が伝播
しないようにすることを目的としてもうけられる。その
ため材質はより高いシールド効果が得られるフェライト
が用いられる。

また受信器２側のダイポールアンテナ6bにもシールドカ
バー7bを被覆している。

このシールドカバー7bはダイポールアンテナ6bが発信器
１から発信した電磁波だけを受信するようにダイポール
アンテナ6bの背面側をシールドすることが目的とされ、
発信器１と同様にフェライト製のシールドカバー7bが用
いられる。

受信器２は設けられた高周波増幅器８は利得制御回路９
によって電磁波の発信周期と同期して利得が制御され
る。

高周波増幅器８で増幅した受信信号は制御器３を通じて
表示器４に受けられて表示されるものである。

次に、実際の現場において水分測定装置Ａを使用して自
由水量を測定する方法について説明する。

第１図に示すように発信器１と受信器２とを打設したコ
ンクリートｍの表面上に25cm〜2m間隔で設置する。この
発信器１と受信器２との間隔は測定対象深さに応じて適
宜に設定される。

そして発信器１から150MHz〜1GHzの電磁波をコンクリー
トｍ中へ発信させると同時に、受信器２を作動させて電
磁波のうちコンクリートｍの表層部を伝播する表面伝播
波を受信できるように、高周波増幅器８に利得をもたせ
るように制御する。すなわち、探査深度が大きくするた
めには低周波の周波数を用いるが、そのためにはアンテ
ナ自体の形状を大きく（送受信アンテナの間隔を大き
く）する必要がある。

このコンクリートｍの表層部を伝播した表面伝播波は、
該コンクリートｍ中に含まれる自由水量に比例して減衰
した状態で受信器２に受信され、制御器３を通じて表示
器４に表示される。

そしてその表面伝播波の電圧値から第２図に示すよう
に、コンクリートｍ中の自由水の容積含水率の変化を測
定することができる。

一方、コンクリートの圧縮強度は、その配合や養生条件
等により変化するが、第３図の（ａ）に示すような経時
変化を示すことが一般に知られている。また、そのとき
の水和反応量は定性的に第３図の（ｂ）のような経時変
化を示す。したがって、（混練水量）＝（水和反応量）
＋（自由水量）とすれば、コンクリート中に含まれる自
由水量と圧縮強度との関係は、模式的に第３図の（ｃ）
のように求められるはずである。

このように、コンクリートの配合・養生条件等の設計条
件が定まると、室内実験等による通常の強度管理試験時
にコンクリート中に含まれる自由水量を測定して圧縮強
度との関係を予め設定しておく。

そして、前記のコンクリートの表面付近を伝播する電磁
波の減衰から測定された容積含水率（コンクリート中に
含まれる単位体積当りの自由水量に等しい）に基づいて
コンクリートの硬化度を測定するものである。

これによって、ダンプトラックの走行可否や型枠の解体
時期等の判定が可能となる。

また、発信器１及び受信器２が、コンクリート表面上を
移動しながら上記と同様の測定をすることにより不均質
状態の判定、即ち場所によって異なるコンクリートの硬
化度を正確に判定することができる。

尚、上記測定は勿論型枠の上から行うことも可能であ
る。

（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

現場における天候やその他の各種諸条件等により変
化するコンクリートの硬化度を短時間で迅速かつ正確
に、しかも安価に判定することができる。

RCD工法におけるダンプトラックの走行の可否や、
一般コンクリートにおける脱型の可否について速やかに
判断することができるので、コンクリートの品質、その
他の判定等が正確にでき合理的な工程管理が可能にな
る。

水分測定装置における発信器と受信器とをそれぞれ
コンクリートの表面上に設置、又はコンクリートの表面
上を移動させながらコンクリートの表層部を通過する表
面伝播波の減衰による自由水量によりコンクリートの硬
化度を判定したことにより、該コンクリートを破壊する
ことなくその硬化度を判定をすることができるととも
に、不均質状態のコンクリート、即ち場所によって異な
るコンクリートの硬化度の判定を迅速かつ正確に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水分量測定装置の使用状態を示すブロ
ック図、第２図は砂の容積含水率に対して表面伝播波の
値を示したプロット図、第３図の（ａ）はコンクリート
の圧縮強度の経時変化を示す図、（ｂ）は水和反応量の
経時変化を示す図、（ｃ）は圧縮強度と自由水量との関
係を示した図である。 A:水分量測定装置、1:発信器 2:受信器、3:制御器 4:表示器、m:コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 徹 東京都大田区南蒲田１―１―20 (72)発明者 中川 雅弘 埼玉県川口市芝西１―13―６ (56)参考文献 特開 昭63−138243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−104843（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁波を発信する発信器と、それを受信す
   る受信器と、これら発信器及び受信器を制御する制御器
   と、受信器からの信号を表示する表示器とによりコンク
   リート混練物中に含まれる自由水量を測定する水分測定
   装置を構成し、該水分測定装置における発信器と受信器
   とをそれぞれ適宜間隔をもってコンクリートの表面上に
   設置して発信器から所定の間隔で電磁波を発信するとと
   もに、これらの電磁波のうちコンクリートの表層部を通
   過する表面伝播波を受信器で受信し、該受信した表面伝
   播波の減衰によって前記自由水量を測定し、予め設定さ
   れた自由水量とコンクリートの硬化度との関係に基づく
   データにより、前記自由水量の測定結果からコンクリー
   トの硬化度を判定することを特徴とするコンクリートの
   硬化度判定方法。
2. 【請求項２】前記発進器と受信器とは適宜間隔をもった
   状態でコンクリートの表面上を移動させながら発信器か
   ら所定の間隔で電磁波を発信することを特徴とする請求
   の範囲第１項記載のコンクリートの硬化度判定方法。