JPH11133009A - コンクリート供試体の耐久性試験方法、該方法に用いる超音波測定用コンクリート供試体容器、及び該容器を用いた凍結融解試験自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凍結融解を繰り返した場合のコンクリート供
試体に生じる抵抗性の変化を精度よく正確に数値化で
き、コンクリート供試体を試験の度に容器から出し入れ
不要な極めて容易に且つ短時間に測定でき、しかも、経
時劣化の様子を全サイクルにわたって連続して自動測定
可能で、更に、同時に強度測定試験等の各種の試験が可
能なコンクリート供試体の耐久性試験方法、該方法に用
いるコンクリート供試体容器、及び凍結融解試験自動測
定装置の提供。 【解決手段】 凍結融解の一定のサイクル毎に、超音波
発生装置を用いてコンクリート供試体が容器内に保持さ
れた状態で、融解時直後のコンクリート供試体中の超音
波の伝播速度を測定し、凍結融解の繰り返しによって生
じる経時劣化を自動測定するコンクリート供試体の耐久
性試験方法等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート供試
体を急速に、且つ交互に繰り返して凍結融解することに
よってコンクリート供試体に生じる経時劣化を超音波発
生装置を用いて自動測定して、コンクリート供試体の耐
久性試験を容易に且つ経時的に精度よく行うことが可能
なコンクリート供試体の耐久性試験方法、該方法に用い
る超音波測定用コンクリート供試体容器、及び該容器を
用いた凍結融解試験自動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より行われているコンクリートの耐
久性の試験方法としては、水中における凍結融解の急速
繰り返しによって、コンクリートの凍結融解作用に対す
る抵抗性を試験する凍結融解試験方法（ＪＩＳ Ａ６２
０４）がある。コンクリートの耐久性に影響をおよぼす
大きな要因の一つは、コンクリート中に存在している水
の凍結融解に伴って起こる損傷にあると考えられるから
である。上記したＪＩＳによって規定されている従来の
耐久性の試験方法では、凍結融解サイクルの上限を２０
０サイクルとし、その間に３６サイクル以内に１回の間
隔で、融解行程終了直後に、コンクリート供試体のたわ
み振動の一次共鳴振動数の測定（ＪＩＳＡ１１２７）を
行って耐久性指数を求めている。

【０００３】具体的には、先ず、コンクリートに所定の
凍結融解サイクルを与えるのに必要な冷却及び加熱装置
と、該装置によって冷却及び加熱される試験槽と、一定
条件で養生された断面が１辺１００ｍｍの正方形である
長さ４００ｍｍの直方体形状のコンクリート供試体を収
納するための供試体容器とを用意し、冷媒が充填されて
いる試験槽内に供試体容器を入れて、該容器内のコンク
リート供試体を上記冷却及び加熱装置によって繰り返し
凍結融解して、コンクリート供試体に強制的に劣化を生
じさせる。次に、このような凍結融解サイクルを一定の
回数続けた後、融解した直後のコンクリート供試体のた
わみ振動の一次共鳴振動数を測定する。そして、この振
動数の測定操作を凍結融解サイクルの一定の間隔毎に行
うことによって、凍結融解によりコンクリート供試体に
生じる経時劣化の変化を測定し、コンクリートの耐久性
の試験方法としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来行
われている方法では、たわみ振動の一次共鳴振動数を測
定する場合に、コンクリート供試体を、水が充填されて
いるコンクリート供試体容器内から手作業によって取り
出し、コンクリート供試体の表面をブラシ等で表面を清
浄にした後、水気をふき取ってから測定しているため、
その作業に多大な労力を要している。更に、このように
して振動数を測定した後、直ちにコンクリート供試体を
コンクリート供試体容器内に戻し、再び凍結融解サイク
ルを繰り返し、一定のサイクル終了後に再度上記のたわ
み振動の一次共鳴振動数の測定操作を行う必要がある
が、この際には、コンクリート供試体容器の内壁をよく
すすぎ、新鮮な水に入れ換えるといった作業を行う必要
もある。このように、従来行われているコンクリートの
耐久性の試験方法は、非常に煩雑で多大な労力と時間を
要するとうい問題を有していた。

【０００５】又、ＪＩＳでは３６サイクル以内に１回の
間隔で振動数を測定することになっているが、凍結融解
によって生じるコンクリート供試体の劣化の状態をより
正確に精度よく測定するためには、凍結融解の１サイク
ル毎に測定することが好ましいが、１サイクル毎の測定
を上記した従来の手作業による測定方法で行うのは困難
であり、全サイクルにわたって経時劣化を逐一測定する
ことは殆ど不可能であった。又、手作業で行う場合に
は、特に、繰り返し行われるたわみ振動の一次共鳴振動
数の測定を、測定条件を常に一定にして測定することが
困難であり、測定精度が劣るという問題もあった。

【０００６】これに対し、近年では、地球規模での環境
保護が叫ばれており、一度使用したコンクリートを粉砕
して再度使用する再生骨材コンクリートが使われ始めて
いるが、再生骨材コンクリートは、天然骨材を使用した
コンクリートに比べて耐久性に劣ることが知られてい
る。構造物を建造する場合に、所望するよりも耐久性に
劣るコンクリートを使用した場合には、構造物の強度や
耐久性が損なわれることはもとより、安全性の面からも
大きな問題を生じる恐れがある。そこで、再生骨材コン
クリートを配合させた場合におけるコンクリートの凍結
融解作用に対する抵抗性（耐久性）を容易に且つ正確に
確認できる試験方法の開発が望まれている。更に、天然
骨材を使用したコンクリートについては勿論のこと、特
に、これ迄に使用実績の殆どなかった再生骨材コンクリ
ートについては、耐久性の変化（劣化状態）に対するコ
ンクリート内部の状態を物理的或いは化学的に確認する
ことのできる試験方法の開発が望まれている。

【０００７】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、ＪＩＳで使用しているのと同様の
コンクリート供試体を、急速に交互に繰り返して冷却凍
結及び加熱融解させることができ、この凍結融解を繰り
返し強制的に行うことによってコンクリート供試体に生
じる抵抗性の変化の程度（即ち、劣化の状態）を、精度
よく正確に数値化することができ、且つ、重量物である
コンクリート供試体を供試体容器から試験のたび毎に出
し入れすることなく、極めて容易に、試験にかかる時間
を従来法に比べて格段に短縮して測定することができ、
しかも、経時劣化の様子を全サイクルにわたって連続し
て自動測定することが可能なコンクリート供試体の耐久
性試験方法を提供することにある。更に、本発明の目的
は、上記した優れた効果を有するコンクリート供試体の
耐久性試験方法を実現するための超音波測定用コンクリ
ート供試体容器、該容器を用いた凍結融解試験自動測定
装置を提供することにある。又、本発明の別の目的は、
凍結融解を繰り返し強制的に行うことによってコンクリ
ート供試体に生じる経時劣化を連続自動測定するだけで
なく、劣化が生じているのと同様の履歴を有するコンク
リート供試体について、強度の測定試験等の破壊試験を
同時に行うことによりコンクリートの劣化状態と他の特
性とを比較検討することも可能なコンクリート供試体の
耐久性試験方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、コンクリー
ト供試体容器内に収納したコンクリート供試体の冷却凍
結及び加熱融解を交互に繰り返し、凍結融解の一定のサ
イクル毎に、コンクリート供試体がコンクリート供試体
容器内に保持されている状態で、超音波発生装置を用い
て融解時直後のコンクリート供試体中を伝播する超音波
の伝播速度を測定し、凍結融解の繰り返しにより生じる
コンクリート供試体の経時劣化を自動測定することを特
徴とするコンクリート供試体の耐久性試験方法、該方法
に用いる超音波測定用コンクリート供試体容器、及び該
容器を用いた凍結融解試験自動測定装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記した従来技術
の問題点を解決すべく鋭意研究の結果、凍結融解を繰り
返し強制的に行うことによって生じるコンクリート供試
体の劣化状態を測定する場合に、容器内からコンクリー
ト供試体を外部に取り出さずにコンクリート供試体容器
内に収納された状態で、コンクリート供試体内を伝播す
る超音波の伝播速度を測定することによって、コンクリ
ート供試体に生じた劣化状態を精度よく正確に数値化で
きることを知見して本発明に至った。本発明者の検討に
よれば、特に、特定の構造を有するコンクリート供試体
容器及び凍結融解試験自動測定装置を使用すれば、上記
の効果が容易に得られることがわかった。即ち、上記の
ような構成とすることによって、重量物であるコンクリ
ート供試体を、測定の度に供試体容器内から出し入れす
る必要がなくなるので、極めて容易にコンクリート供試
体の劣化状態を知ることができ、しかも、試験にかかる
時間を従来法に比べて格段に短縮することができる。
又、コンクリート供試体の経時劣化の様子を凍結融解の
１サイクル毎に逐一連続的に測定することが可能となる
ので、より正確さと精度に優れた試験結果を得ることが
可能となる。更に、本発明の好ましい態様によれば、コ
ンクリート供試体の劣化状態と同時に、コンクリート供
試体の強度試験結果を得ることができるので、同一の試
験で、より有用な解析をすることが可能となる。

【００１０】以下、図面を参照しながら、本発明を更に
詳細に説明する。図１は、本発明のコンクリート供試体
の耐久性試験方法を適用した本発明の凍結融解試験自動
測定装置の模式的な説明概略図である。図１に示した装
置は、大きくは、超音波発生装置ａと、凍結融解槽ｂ
と、これらの装置を制御する制御部とからなる。制御部
は、凍結融解槽ｂの冷却加熱制御を行う制御部ｄと、全
体を制御するためのシステムコントローラーｓを有して
いる。そして、本発明の凍結融解試験自動測定装置の凍
結融解槽ｂ内には、少なくともコンクリート供試体容器
が収納されていることを要するが、図１に例示した装置
では、中央に超音波測定用コンクリート供試体容器ｃ１
が配置されており、その両側に、温度測定用のコンクリ
ート供試体容器ｃ２と、各種試験用のコンクリート供試
体容器ｃが夫々配置されている。又、図１に示した装置
では、これらのコンクリート供試体容器内への給排水手
段を有しており、必要に応じて適宜に各容器内に水を充
填するようにコントロールできる給排水部ｅが設けられ
ている。

【００１１】先ず、図１に例示したような本発明の凍結
融解試験自動測定装置の主要部である、超音波測定用コ
ンクリート供試体容器について説明する。 （１）超音波測定用コンクリート供試体容器 本発明のコンクリート供試体容器は、コンクリート供試
体を収納するための収納ケースと、超音波発振子ｘと超
音波受振子ｙとを有し、該超音波発振子ｘと超音波受振
子ｙとが夫々、収納ケース内のコンクリート供試体の対
峙している２つの面に高密着部材を介して圧接して配置
されるように構成されていることを特徴とする。このよ
うなコンクリート供試体容器によれば、図３に示したよ
うに、収納ケースの内部にコンクリート供試体ｆが収
納された状態で、該コンクリート供試体ｆの上下の面
に、必要に応じて高密着部材を介して超音波発振ｘと
超音波受振子ｙとが圧接配置することができるので、超
音波発振ｘと超音波受振子ｙに接続されている不図示の
超音波発生装置によって発生させた超音波を、安定した
条件でコンクリート供試体内に伝播させることが可能と
なる。この結果、コンクリート供試体を容器内に収容し
た状態で、コンクリート供試体内を伝播する超音波伝播
速度を自動測定することができ、更に、凍結融解の１サ
イクル毎に連続して超音波伝播速度を自動測定すること
も可能となり、凍結融解を行うことによってコンクリー
ト供試体に生じる経時劣化を正確に精度よく測定でき、
コンクリート供試体についての耐久性試験を容易に短時
間に且つ正確に精度よくすることができる。

【００１２】ここで、コンクリート供試体の対峙してい
る２つの面に超音波発振ｘと超音波受振子ｙとを圧接配
置させる方法について説明する。即ち、凍結融解を行う
ことによってコンクリート供試体内部に生じる劣化の状
態を、超音波発生装置を用いて正確に精度よく測定する
には、一定条件下で測定することが好ましいが、このた
めには、超音波発振ｘと超音波受振子ｙとを、コンクリ
ート供試体ｆの表面に何等かの力によって押し付け、超
音波発振ｘと超音波受振子ｙとがコンクリート供試体の
表面に安定して密着するような状態で取り付けて、一定
加圧条件下で測定するとよい。

【００１３】図３に例示した本発明の超音波測定用コン
クリート供試体容器は、コンクリート供試体容器を縦方
向に設置する方式のものであるが、この場合は、超音波
発振子ｘは、容器の下部にセットされることになるた
め、超音波発振子ｘは、コンクリート供試体の重量で、
高密着部材を介してコンクリート供試体を圧接されて
いるので、容器上部に設けられている超音波受振子ｙの
ように、圧接させるための部材を設けなくてもよい。
図３の例では、超音波受振子ｙをコンクリート供試体表
面に圧接させる圧接部材としてバネ状の圧接部材を使
用しており、このバネの弾性によって、超音波受振子ｘ
はコンクリート供試体の表面に密着されている。更に、
図３の例では、コンクリート供試体との密着性を向上さ
せるため、超音波発振子ｘの下に緩衝材を設けてある
が、本発明においては、緩衝材は必ずしも必須ではな
い。この際に使用する緩衝シートの形成材料として
は、例えば、各種のゴムやエラストマー等のある程度の
柔軟性と強度を有する材料を使用すればよい。

【００１４】一方、上部の超音波受振子ｙは、図３に例
示した容器においては、圧接部材の力により高密着部
材を介し、コンクリート供試体に超音波受振子ｙを一
定の圧力をもって圧接させている。この際に使用する高
密着部材としては、超音波発振子及び受振子を、コン
クリート供試体表面に安定して一定の圧力をもって密着
して取り付けることができるように、滑りにくい、しか
も超音波をよく伝播する材質で、ある程度の柔軟性と強
度を有する、耐水性、耐寒性及び耐圧性に優れた材料に
よって形成することが好ましい。例えば、シリコーンゴ
ムの板が好ましいが、本発明は、勿論これに限定される
ものではない。

【００１５】図４に例示した本発明の超音波測定用コン
クリート供試体容器は、コンクリート供試体を、図３に
示した場合と異なり、水平方向に設置する方式のもので
あるが、この場合は、超音波発振子ｘと受振子ｙとを、
共にバネ状の圧接部材の力によって高密着部材を介
してコンクリート供試体の表面に密着させている。この
結果、超音波発振ｘと超音波受振子ｙとを、コンクリー
ト供試体ｆの表面に一定の加圧条件で圧接させて、コン
クリート供試体ｆの内部を伝播する超音波伝播速度を常
に安定した状態で測定することが可能となる。尚、図３
及び図４に示した例では、圧接部材としてコイル状の
バネを使用しているが、本発明は、これに限定されず、
超音波発振子ｘ及び／又は超音波受振子ｙとをコンクリ
ート供試体の表面に一定の力で安定して圧接させること
ができるものであれば、板状バネや弾性体で圧接した
り、螺子締めする等いずれの方法によってもよい。

【００１６】ＪＩＳ Ａ６２０４では、凍結融解の行程
中、常に、約３ｍｍ厚の水で全面覆われた状態で行うよ
うに規定されている。従って、図３に示した例では、こ
の規定に準じ、コンクリート供試体と、これを収納する
ための収納ケースとを用い、コンクリート供試体を収
納した場合に、コンクリート供試体の外壁と収納ケース
の内壁との間が約３ｍｍの間隙を有するように構成
し、その部分に水を充填することができるようにするこ
とが好ましい。この場合に、上記の間隙への給排水の充
填を容易に且つ必要に応じて適宜にできるようにするた
めには、図３に示したように、収納ケースに、給排水
口と排水口とを設け、これらの給排水口からの給排
水をシステムコントローラーｓによって制御する給排水
部ｅで自動的に行えるように給排水手段を設けて構成す
るとよい。

【００１７】又、上記のような構成の本発明の超音波測
定用コンクリート供試体容器では、コンクリート供試体
の出し入れを容易にすることができ、且つコンクリート
供試体の全面を水で覆われた状態にした場合に容器から
の水漏れを防ぐため、図３に示したように、収納ケース
の両端をフランジ形状とし、フランジ形状に合わせた
金属板で挟み、ボルトネジ止め構造とすることが好まし
い。又、収納ケースの形成材料としては、水が充填さ
れること、収納ケース内に収納されるコンクリート供
試体が重量物であり、且つ収納ケース内でコンクリー
ト供試体の冷凍凍結と加熱融解が繰り返し行われるた
め、耐水性、耐寒性および耐熱性に優れ、更に、凍結融
解によって体積の膨張・収縮が起こるため、剛性の材料
よりも柔軟性があり、伸びのある引張り強度に優れた材
料を用いることが好ましい。このようなものとしては、
例えば、天然ゴムや、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ及びＥＰＤＭ
等の合成ゴムが挙げられ、特に、天然ゴムで形成すれば
よい。本発明は、勿論これに限定されるものではない。

【００１８】本発明の超音波測定用コンクリート供試体
容器の形状は、ＪＩＳ Ａ６２０４で規定されている凍
結溶解用コンクリート供試体の形状が、断面が正方形で
その一辺の長さが１００ｍｍ、長さは４００ｍｍである
ので、これに準じた寸法のコンクリート供試体を収納し
得る供試体容器とすればよい。しかし、本発明はこれに
限定されず、例えば、強度試験に用いられる直径１００
ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状の供試体や、或いは、各
種試験に合わせた形状・寸法の供試体容器を用いること
もできる。

【００１９】次に、本発明の凍結融解試験自動測定装置
を構成するその他の構成部材について説明する。 （２）超音波発生装置 コンクリート供試体中を伝播する超音波速度を測定し
て、凍結融解を繰り返すことによって生じるコンクリー
ト供試体内部の損傷状態を検知してコンクリートの劣化
状況を把握するために用いる。この方法は、非破壊検査
法であるため、同じコンクリート供試体の経時劣化を連
続且つ長期間にわたって測定することが出来る。本発明
者らの検討によれば、例えば、繰り返し凍結融解によっ
てコンクリート供試体にひび割れや空隙等の損傷が生じ
た場合には、損傷の程度により異なるが、健全なコンク
リートに比べ５〜３０％超音波伝播速度が遅くなる。更
に損傷が大きい場合には、それ以上の遅れを生じる。

【００２０】コンクリート供試体中を伝播する超音波速
度の測定は、先に説明した図３或いは図４に示したよう
な構成の本発明の超音波測定用供試体容器ｃ１の収納ケ
ース内に、ＪＩＳの規格に準じた形状及び養生したコ
ンクリート供試体ｆを設置し、そのままの状態で、超音
波発生装置に接続されている超音波発振子ｘと超音波受
振子ｙとにより、凍結融解の特定サイクル毎に、或い
は、１サイクル毎に、コンクリート供試体が融解した直
後に、超音波伝播速度を測定することができる。１サイ
クル毎に測定すれば、経時劣化を連続的にモニターする
ことが出来る。

【００２１】（３）凍結融解槽 本発明の凍結融解試験自動測定装置で使用するコンクリ
ート供試体を繰り返し凍結融解するための凍結融解槽ｂ
は、適宜のサイクルで、安定してコンクリート供試体を
凍結融解をすることができるものであれば、いずれのも
のでもよい。例えば、ＪＩＳ ６２０４で使用されてい
ると同様に、熱媒体方式を用いる方式のものでもよい
が、強制空気循環方式で構成してもよい。最近は、冷凍
機や恒温槽の性能が良くなり、強制空気循環方式でも十
分に対応することができる。熱媒体方式を採用すれば、
強制空気循環方式よりも加熱冷却効率においては勝る。
しかし、熱媒体にコンクリート供試体容器を浸す必要が
あるため、超音波発振子ｘや受振子ｙの形成材料を、使
用する熱媒体に耐え得るタイプにしなければならない。
このため、コンクリート供試体容器の取り扱い操作や恒
温槽のメンテナンスの煩雑さは、強制空気循環方式に比
べて劣る。

【００２２】凍結融解条件については、ＪＩＳ Ａ６２
０４では、コンクリート供試体の中心温度が−１８℃〜
５℃（±２℃）の範囲と規定されている。又、凍結融解
槽の熱媒体の温度が−２５℃〜２０℃の範囲とされてい
る。そして、凍結融解１サイクルに要する時間は３時間
以上４時間以内となっているので、これに準じて凍結融
解槽の制御条件を設定する必要がある。この際、強制空
気循環方式を用いる場合には、凍結融解槽内が空気のた
め、熱媒体方式を採用した場合に比べて熱伝導が劣り、
冷却加熱条件も温和になるため、凍結融解槽の温度制御
範囲を−３０℃〜３０℃の範囲に広げる必要がある。し
かし、このように構成したとしても、コンクリート供試
体の凍結融解条件に及ぼす影響は少なく問題はない。

【００２３】（４）給排水手段 先に説明したコンクリート供試体の全面を覆うようにし
て充填される容器内の水は、凍結融解サイクルを繰り返
し行っている間に、コンクリート供試体からの溶出物や
破砕物などにより汚れ、水の入れ換えが必要になる場合
がある。本発明の凍結融解試験自動測定装置において
は、先に説明したように、このような場合に、適宜に且
つ容易に水の入れ換えを可能とするために給排水手段を
設けることが好ましい。尚、水の汚れが少なく、又、超
音波測定に支障がない場合は、水の入れ換えをせず長期
サイクルの測定も可能である。

【００２４】先に述べたように、本発明の凍結融解試験
自動測定装置は、上記したような構成部材からなり、少
なくとも凍結融解槽ｂ内に本発明の超音波測定用コンク
リート供試体容器ｃ１が配置され、凍結融解槽ｂ内て、
コンクリート供試体ｆが、一定のサイクルで繰り返し凍
結融解されるように構成されるが、本発明においては、
この場合に、図１に示したように、凍結融解槽ｂ内に超
音波測定用コンクリート供試体容器ｃ１とは別の温度測
定用コンクリート供試体容器ｃ２を配置した態様とする
ことが好ましい。このようにすれば、超音波測定用コン
クリート供試体容器ｃ１と共に凍結融解槽ｂ内に併設さ
れたコンクリート供試体容器ｃ２に設けられた温度セン
サーからの温度情報により、凍結融解槽ｂの温度制御を
より正確に行うことが可能となる。以下、この場合に使
用する温度測定用コンクリート供試体容器ｃ２について
説明する。

【００２５】（５）温度測定用コンクリート供試体容器 図５に示すように、温度測定用コンクリート供試体容器
ｃ２は、先に説明した超音波測定用コンクリート供試体
容器ｃ１と略同様に構成されるが、超音波の伝播速度を
測定するための超音波発振ｘと超音波受振子ｙの代わり
に、温度センサーｔの素子が、コンクリート供試体の中
心部に位置するように設置されている。この結果、凍結
融解槽ｂ内で行われるコンクリート供試体に対する冷却
凍結行程における冷却温度の制御管理と、加熱融解行程
における加熱温度の制御管理のために用いることのでき
るコンクリート供試体の温度情報が、システムコントロ
ーラーｓに出力され、凍結融解槽ｂの温度制御、及び超
音波の伝播速度の測定のタイミングをより正確に行うこ
とが可能となる。

【００２６】更に、本発明の凍結融解試験自動測定装置
においては、図１に示したように、凍結融解槽ｂ内に、
超音波測定用コンクリート供試体容器ｃ１とは別の、強
度試験等の各種の試験に供されるコンクリート供試体を
得るための各種試験用コンクリート供試体容器を配置し
ておくことも好ましい。即ち、超音波測定用コンクリー
ト供試体を破壊試験に供することはできないが、このよ
うにすれば、超音波測定用コンクリート供試体と同様の
履歴を有するコンクリート供試体が得られるので、これ
をコンクリート供試体容器から取り出して、強度試験等
の破壊試験等に用いることができる。この際、図１に示
したように、複数本の各種試験用コンクリート供試体容
器を配置しておけば、超音波伝播速度測定の値の変化に
合わせて、供試体をコンクリート供試体容器から取り出
して種々の破壊試験を行い、種々の特性について知見す
ることが可能となるので、より有用な解析が可能とな
る。以下、この場合に使用する各種試験用コンクリート
供試体容器ｃについて説明する。

【００２７】（６）各種試験用コンクリート供試体容器 図６に示すように、各種試験用コンクリート供試体容器
ｃは、先に説明した超音波測定用コンクリート供試体容
器ｃ１とほぼ同様に構成されるが、超音波の伝播速度を
測定するための超音波発振ｘと超音波受振子ｙが設けら
れておらず、コンクリート供試体の凍結融解のみを行う
容器である。図１に示したように、各種試験用コンクリ
ート供試体容器を複数設けておけば、例えば、凍結融解
サイクル毎に測定している超音波伝播速度の変化に合わ
せて、コンクリート供試体を適宜に凍結融解槽ｂから取
り出して、寸法、質量、供試体の外観などを調べた後、
強度試験等の破壊試験用の供試体として用いればよい。
従って、各種試験用コンクリート供試体容器の形状や寸
法は、超音波測定用コンクリート供試体と同様の形状の
供試体が得られるものであっても良いが、より好適に
は、各種試験用に好適な形状の供試体に合わせ決めれば
よい。例えば、圧縮強度試験に用いる場合には、直径１
００ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱形供試体を収納し得る
形状の供試体容器とすればよい。

【００２８】（７）システムコントローラー 本発明の凍結融解試験自動測定装置においては、上記し
た構成部材が、システムコントローラーｓによって一括
して制御できるように構成することが好ましい。この結
果、特に好ましい本発明の態様によれば、温度測定用コ
ンクリート供試体容器内に配置されている温度センサー
ｔからの温度情報によって、凍結融解槽ｂ内の温度管理
を最適な条件で行うことが可能となり、繰り返し一定の
サイクルで安定して、コンクリート供試体を急速に凍結
融解することができる。更に、その１サイクル毎に、最
良のタイミングでコンクリート供試体が融解した直後の
一定の条件下に、コンクリート供試体の超音波伝播速度
の測定が可能となって精度のよい測定がなされる。又、
コンクリート供試体の全面を覆っている水の出し入れ
も、自動的に行えるように給排水部ｅの制御を行うこと
もできる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明のコンクリート供試体の耐久性
試験方法による実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ ＜超音波法と強度試験の組合せによる経時劣化の測定＞
本実施例では、図１に示した本発明の凍結融解試験自動
測定装置を使用した。即ち、図１に示した装置を使用
し、同一条件で同時に凍結融解処理を行うためのコンク
リート供試体を、配合割合等について同一条件で複数本
作製した。そして、その内の１本を凍結融解前の強度試
験用供試体として残し、他の供試体の内の１本を、超音
波測定用の供試体として超音波測定用コンクリート供試
体容器ｃ１の収納ケース内に収納し（図３参照）、コン
クリート供試体の対峙した面に夫々超音波発振子と受振
子とを取り付け、更に１本は、中心部に穴を空け温度測
定用コンクリート供試体容器ｃ２内に収納して、温度セ
ンサーｔの素子が、コンクリート供試体の中心部に位置
するように設置した（図５参照）。更に残りのコンクリ
ート供試体は、強度試験用供試体として用いるために、
各種試験用コンクリート供試体容器ｃの収納ケース内
に、夫々収納した（図６参照）。そして、超音波測定用
コンクリート供試体について、１サイクル毎に、２００
サイクル迄、コンクリート内部の超音波の伝播速度を測
定した。

【００３０】図１に示した装置では、温度センサーｔに
よってもたらされるコンクリート供試体の温度情報が、
システムコントローラーｓに出力されるように構成さ
れ、これに基づいて凍結融解槽ｂの温度制御を行うこと
ができるように構成されているので、凍結融解槽ｂの温
度制御が正確になされる。更に、上記の温度情報に基づ
いて、凍結融解の１サイクルが終了したことを確認しな
がら融解直後におけるコンクリート供試体の超音波の伝
播速度の測定を行える。この結果、本実施例によって得
られる情報量は従来の方法に比べて格段に多く、劣化状
態を正確に且つ精度よく解析することができた。又、上
記で得られた凍結融解サイクルにおいて生じた超音波速
度の変化に合わせ、適宜に強度試験用供試体の１本を凍
結融解槽から取り出して強度試験を行った。この結果、
破壊強度の値よって直接経時劣化を求めることができ、
超音波伝播速度と強度との相関を求めることができた。

【００３１】これに対し、従来法のコンクリートの凍結
融解試験方法では、供試体を破壊してしまう強度試験を
行うことはできないので、１本の供試体について凍結融
解開始直前におけるたわみ振動の一次共鳴振動と、一定
の凍結融解サイクル毎におけるたわみ振動の一次共鳴振
動を測定し、計算式により間接的に耐久性指数を出して
経時劣化を求めている。しかも、測定の度に、水が充填
されているコンクリート供試体容器の内からコンクリー
ト供試体を取り出し、表面を清浄処理するという煩雑な
作業の後に一次共鳴振動を測定をする必要があるので、
本実施例の場合のように１サイクル毎に振動を測定する
ことは困難であり、３６サイクル以内に１回ずつのラフ
な測定が行われている。従って、このような情報量では
充分な解析が行えない場合もあった。

【００３２】実施例２ ＜超音波法による経時劣化の測定＞本実施例では、図２
に示した本発明の凍結融解試験自動測定装置を使用し
た。そして、配合割合や配合材料が異なる複数の供試体
を作製し、その内の一本は、中心部に穴を空け温度測定
用コンクリート供試体容器ｃ２内に収納し、その他の供
試体を超音波測定用コンクリート供試体容器ｃ１内に夫
々セットし、夫々について凍結融解サイクル毎に超音波
伝播速度の変化を連続測定した。この結果、作製条件の
異なる多数のコンクリート供試体について並列に凍結融
解サイクル毎の超音波伝播速度の変化を連続測定するこ
とが可能となり、コンクリートの配合割合や配合材料が
異なる複数のコンクリート供試体についての耐久性を迅
速且つ容易に試験することができた。

【００３３】実施例３ ＜再生骨材コンクリートへの超音波法の適用例＞本実施
例では、実施例２で使用したと同様の図２に示した本発
明の凍結融解試験自動測定装置を使用した。そして、天
然骨材コンクリートと現在注目されている再生骨材コン
クリート（リサイクル骨材）について耐久性試験を行な
った。天然骨材コンクリートＡと、製造方法の異なる再
生骨材コンクリートＢ、Ｃ及びＤを使用して実施例１で
作製したと同様の方法で４種類のコンクリート供試体を
作製した。これらを超音波測定用コンクリート供試体容
器ｃ１内に夫々セットし、温度測定用コンクリート供試
体容器ｃ２内には、天然骨材コンクリートＡと同様の供
試体を入れて、夫々について凍結融解サイクル毎に超音
波伝播速度の変化を連続測定した。この結果を図７に示
した。図７から明らかなように、天然骨材コンクリート
Ａでは、１００サイクル迄、コンクリート内部の超音波
の伝播速度は変化しなかったが、再生骨材コンクリート
Ｂでは２０サイクルを超えると徐々に伝播速度が遅くな
り、８４サイクルで測定不能となり、又、再生骨材コン
クリートＣでは４６サイクルで、再生骨材コンクリート
Ｄでは１３サイクルで測定不能となってしまった。これ
らの測定不能となった再生骨材コンクリートの供試体を
取り出して観察したところ、外部及び内部に崩壊が見ら
れた。

【００３４】

【発明の効果】上記で説明した本発明によれば、ＪＩＳ
で使用しているのと同様のコンクリート供試体を、急速
且つ安定して交互に繰り返し冷却凍結及び加熱融解させ
ることによって強制的にコンクリート供試体を劣化させ
て、この劣化の程度を精度よく正確に数値化することが
でき、且つ、重量物であるコンクリート供試体を供試体
容器から出し入れすることなく極めて容易に、試験にか
かる時間を従来法に比べて格段に短縮して測定すること
ができ、しかも、経時劣化の様子を全サイクルにわたっ
て連続して自動測定することができるコンクリート供試
体の耐久性試験方法が提供される。又、本発明によれ
ば、凍結融解を繰り返し強制的に行うことによってコン
クリート供試体に生じる経時劣化を連続自動測定するだ
けでなく、劣化が生じているのと同様の履歴を有するコ
ンクリート供試体について、強度の測定試験等の破壊試
験を同時に行うことができる結果、コンクリートの劣化
状態と他の特性とを比較検討することが可能となり、有
用な解析結果を得ることが可能なコンクリート供試体の
耐久性試験方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凍結融解試験自動測定装置の模式な説
明概略図である。

【図２】本発明の凍結融解試験自動測定装置の模式な説
明概略図である。

【図３】本発明の超音波測定用コンクリート供試体容器
の一具体例を示す断面図である。

【図４】本発明の超音波測定用コンクリート供試体容器
の別の具体例を示す断面図である。

【図５】本発明の凍結融解試験自動測定装置で使用する
温度測定用コンクリート供試体容器の一具体例を示す断
面図である。

【図６】本発明の凍結融解試験自動測定装置で使用する
各種試験用コンクリート供試体容器の一具体例を示す断
面図である。

【図７】本発明の凍結融解試験自動測定装置で１サイク
ル毎に測定した各種の供試体についての超音波伝播速度
の測定結果である。

【符号の説明】 ：収納ケース ：ボルト ：高密着部材 ：圧接部材 ：緩衝材 ：給排水口 ：排水口 ａ：超音波発生装置 ｂ：凍結融解槽 ｃ：各種試験用コンクリート供試体容器 ｃ１：超音波測定用コンクリート供試体容器 ｃ２：温度測定用コンクリート供試体容器 ｄ：冷却加熱制御部 ｅ：給排水部 ｆ：コンクリート供試体 ｇ：冷却器 ｈ：加熱器 ｓ：システムコントローラー ｔ：温度センサー ｐ：給排水ポンプ ｖ１：給水バルブ ｖ２：排水バルブ ｘ：超音波発振子 ｙ：超音波受振子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート供試体容器内に収納したコ
   ンクリート供試体の冷却凍結及び加熱融解を交互に繰り
   返し、凍結融解の一定のサイクル毎に、コンクリート供
   試体がコンクリート供試体容器内に保持されている状態
   で、超音波発生装置を用いて融解時直後のコンクリート
   供試体中を伝播する超音波の伝播速度を測定し、凍結融
   解の繰り返しにより生じるコンクリート供試体の経時劣
   化を自動測定することを特徴とするコンクリート供試体
   の耐久性試験方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコンクリート供試体の
   耐久性試験方法に使用する超音波測定用コンクリート供
   試体容器であって、コンクリート供試体を収納するため
   の収納ケースと、超音波発振子ｘと超音波受振子ｙとを
   有し、該超音波発振子ｘと超音波受振子ｙとが夫々、収
   納ケース内のコンクリート供試体の対峙している２つの
   面に圧接して配置されるように構成されていることを特
   徴とする超音波測定用コンクリート供試体容器。
3. 【請求項３】 更に、収納ケース内に水を供給及び排水
   するための給排水手段が設けられている請求項２に記載
   の超音波測定用コンクリート供試体容器。
4. 【請求項４】 超音波発生装置と、コンクリート供試体
   容器内に収納されたコンクリート供試体の冷却凍結と加
   熱融解とを交互に繰り返すための凍結融解槽とを有し、
   コンクリート供試体が凍結融解する一定のサイクル毎
   に、上記超音波発生装置によって発生する超音波が、融
   解時のコンクリート供試体中を伝播する超音波伝播速度
   を連続自動測定できるように構成された凍結融解試験自
   動測定装置において、上記凍結融解槽内に１以上のコン
   クリート供試体容器を有し、且つコンクリート供試体容
   器の少なくとも１つが請求項１に記載の超音波測定用コ
   ンクリート供試体容器であることを特徴とする凍結融解
   試験自動測定装置。
5. 【請求項５】 凍結融解槽内に、超音波測定用コンクリ
   ート供試体容器とは別に、コンクリート供試体内部の温
   度を測定するための温度センサーを有する温度測定用コ
   ンクリート供試体容器が収納され、得られる温度情報に
   応じて凍結融解槽の温度制御及び超音波発生装置の制御
   が行われる請求項４に記載の凍結融解試験自動測定装
   置。
6. 【請求項６】 凍結融解槽内に、超音波測定用コンクリ
   ート供試体容器とは別に、各種試験用コンクリート供試
   体容器が収納されている請求項４又は請求項５に記載の
   凍結融解試験自動測定装置。