JPH1123456A - 水硬性流動体の水分量測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブリーディング水の影響を排除して水分量を
測定すること。 【解決手段】 コンクリートＣ中に測定部１９を浸漬す
る。測定部１９の投光,受光ファイバー１４，１６の先
端に装着された間隔保持治具１８は、円筒部１８０と半
球部１８１とからなるガラスであって、測定面（治具１
８の下端面）が凸状になっている。投光および受光ファ
イバー１４，１６の端面を凸状半球部１８１の焦点上に
設置すると、測定部１９をコンクリートＣ中に浸漬した
際に、投光ファイバー１４から照射される赤外線は、半
球部１８１を透過する際に平行光線に屈折されるととも
に、反射光を受光ファイバー１６の端面に入射させるこ
とができる。コンクリートＣ中のブリーディング水が浮
上してきた場合に、ブリーディング水は、凸状の半球部
１８１に沿って上昇し、測定面に停滞することがなくな
るので、高精度の水分量測定が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フレッシュコン
クリートやモルタルなどの水硬性流動体の水分量の測定
方法および測定装置に関し、特に、施工現場などにおい
て、水分量を直接かつ連続的に測定できる方法および装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートの品質を管理することは、
高強度化や高品質化が求められている近時のコンクリー
ト工事の信頼性や経済性を高めるために、極めて重要な
作業となっており、コンクリート工事の施工現場におい
ては、生コン運搬車のドラムなどからフレッシユコンク
リートを採取して各種の試験を行っている。

【０００３】コンクリートの品質管理項目のうち、圧縮
強度、特に、材齢２８日の圧縮強度は、非常に重要であ
るが、測定結果が出るまでに時間がかかりすぎて、打設
前の品質管理方法としては、適当なものとはいえない。

【０００４】短期間に圧縮強度を判定する方法として、
煮沸養生による材齢５〜２８時間の促進強度試験や、温
水養生による材齢４０〜５０時間の促進強度試験に基づ
く品質管理方法、あるいは、常温養生による材齢３〜７
日の早期強度試験に基づく品質管理方法が提案されてい
る。

【０００５】ところが、このような手段によって圧縮強
度を測定する期間を短縮したとしても、迅速性に欠ける
ため、打設前のフレッシュコンクリートの品質管理に適
用することができない。

【０００６】そこで、圧縮強度と密接に関連するフレッ
シュコンクリートの水セメント比に着目し、この水セメ
ント比を求めて、その結果から材齢２８日の圧縮強度を
推定する品質管理方法が、現状では、最も有効な品質管
理方法であると考えられている。

【０００７】このような品質管理方法においては、フレ
ッシュコンクリートの水分量の測定を行う必要があり、
従来は、ＪＩＳに規定されている「まだ固まらないコン
クリートの洗い分析試験方法」（ＪＩＳ１１１２）や、
電子レンジで乾燥する測定方法などを採用していた。

【０００８】しかしながら、このようなフレッシュコン
クリートの水分量の測定方法には、以下に説明する技術
的な問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、前述した従
来の水分量の測定方法は、いずれも試料をサンプリング
して測定する方法であって、フレッシュコンクリート全
体の水分量を測定することができないし、測定に１０〜
２０分程度の時間がかかっていた。

【００１０】また、フレッシュコンクリート全体での水
分量を正確に把握するためには、サンプリング回数を増
やすことになるが、サンプリング回数を増やすと、より
一層手間と時間がかかるという問題があった。

【００１１】そこで、本発明者らは、赤外線水分計でコ
ンクリートの水分量を測定することを検討した。赤外線
水分計は、測定対象物に、特定波長の赤外線を照射し、
その反射量から対象物の水分量を求めるものであり、瞬
時にその測定が終了するので、手間や測定時間を大幅に
改善することが期待できる。

【００１２】ところで、このような構成の水分計で水分
量を正確に測定しようとすると、測定対象物との間の間
隔を一定に保つ必要があり、このためには、赤外線の照
射ないしは反射光の受光部分に間隔保持用の治具を装着
する必要がある。

【００１３】ところが、間隔保持用治具を装着した状態
で、コンクリートなどの水硬性流動体の水分量を測定し
ようとすると、水硬性流動体中のブリーディング水が浮
上してきて、治具の測定面に付着し、正確な水分量の測
定ができないという問題がある。

【００１４】また、間隔保持用治具の測定面に骨材が接
触していると、同様に正確に水分量を求めることができ
ないという問題もあった。

【００１５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、正確な水
分量の測定が短時間にかつ連続的に行える水硬性流動体
の水分量の測定方法および測定装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、フレッシュコンクリート，モルタル，セ
メントペーストなどの水硬性流動体の水分量の測定方法
において、水に吸収される波長を有する赤外線を照射す
るとともに、照射した前記赤外線の反射光を受光する光
ファイバーと、前記光ファイバーの先端側に装着された
赤外線の透過可能な間隔保持治具とを備えた測定部を、
前記水硬性流動体中に浸漬し、断続的又連続的に移動さ
せ、移動中ないしは移動後に、前記反射光の反射量から
前記水硬性流動体の水分量を求めるようにした。水分
は、特定の波長、例えば、１．２，１．４５，１．９
４，２．９５μｍの赤外線を吸収する性質を有してお
り、含まれている水分量に比例して、その吸収量が大き
くなる。従って、測定対象水硬性流動体に、水に吸収さ
れる波長を有する赤外線を照射し、照射した赤外線の反
射量を測定すると、水硬性流動体の水分量を求めること
ができ、本発明では、このような測定原理を応用して、
水硬性流動体の水分量を連続的に測定する。このような
測定方法によれば、サンプリングをする必要がないの
で、迅速かつ連続的に水分量を求めることができる。本
発明の測定方法においては、測定部を、水硬性流動体中
に浸漬し、断続的又連続的に移動させ、移動中ないしは
移動後に、反射光の反射量から水硬性流動体の水分量を
求める。このような測定方法によれば、ブリーディング
水が治具の測定面に停滞しないので、正確な測定が行え
る。また、本発明の測定方法では、前記測定部の移動に
代えて、前記水硬性流動体を攪拌することができ、この
構成を採用してもブリーディング水の影響を排除するこ
とができる。さらに、本発明の測定方法では、前記間隔
保持治具を前記水硬性流動体に押圧しながら水分量を測
定することができる。この構成によれば、ブリーディン
グ水が測定面から追い出されるので、同様に、ブリーデ
ィング水の影響を排除することができる。また、本発明
の測定方法では、前記水硬性流動体に増粘剤を添加した
後に水分量を測定することができる。この構成によれ
ば、水硬性流動体にブリーディング水が発生しないの
で、正確な測定が可能になる。また、本発明の測定方法
では、前記測定部の浸漬操作に代えて、前記水硬性流動
体を前記測定部に付着させた後に水分量を測定すること
ができる。この構成によれば、水硬性流動体のブリーデ
ィング水の影響を完全に排除した状態での測定が可能に
なる。また、本発明は、フレッシュコンクリート，モル
タル，セメントペーストなどの水硬性流動体の水分量の
測定装置において、水に吸収される波長を有する赤外線
を照射するとともに、照射した前記赤外線の反射光を受
光する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端側に装
着された間隔保持治具とを有する測定部を備え、前記間
隔保持治具は、前記赤外線の透過部分が凸状に形成され
た測定面を有し、前記測定部を前記水硬性流動体中に浸
漬して、前記反射光の反射量から前記水硬性流動体の水
分量を求めるようにした。この構成によれば、浮上する
ブリーディング水が、間隔保持治具の凸レンズ状の部分
に沿って上方に逃げるので、正確な測定が可能になる。
さらに、本発明は、フレッシュコンクリート，モルタ
ル，セメントペーストなどの水硬性流動体の水分量の測
定装置において、水に吸収される波長を有する赤外線を
照射するとともに、照射した前記赤外線の反射光を受光
する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端側に装着
された間隔保持治具とを有する測定部を備え、前記間隔
保持治具は、Ｌ字またはＵ字状に屈曲され、前記測定部
を前記水硬性流動体中に浸漬し、前記赤外線を側方ない
しは上方に照射させて、前記反射光の反射量から前記水
硬性流動体の水分量を求めるようにした。この構成によ
れば、浮上するブリーディング水が、間隔保持治具の側
底面に停滞しないので、正確な測定が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、本発明にかかる水硬性流動体の測定方法および測定
装置で用いる赤外線水分計１０の測定原理図である。

【００１８】同図に示した水分計１０は、光源１１と、
光源１１の前面側に設けられた光学フィルター１２と、
光学フィルター１２からの出射光を受光する投光ファイ
バー１４と、被測定対象物からの反射光を受光する受光
ファイバー１６とを有している。

【００１９】投光および受光ファイバー１４，１６は、
それぞれが複数本のファイバー束から構成されていて、
これらを一体化させて、先端側が間隔保持治具１８に挿
入保持され、各ファイバー１４，１６の開口した端面
が、被測定対象物側を指向するようになっており、これ
らが測定部１９を構成している。

【００２０】受光ファイバー１６の出射端側には、ホト
トランジスタなどの光電変換素子２０が設置され、この
光電変換素子２０で変換された電気信号がサンプリング
回路２２を介して、アナログ演算回路２４に入力され
る。

【００２１】このように構成された水分計１０では、光
源１１から発射した光は、光学フィルター１２を通過さ
せることにより、赤外線領域の参照光と測定光および可
視光線とに分けられる。

【００２２】この場合、参照光は、水分に影響を受けな
い波長の赤外光であり、例えば、その波長が１．８μｍ
に設定される。一方、測定光は、水分に吸収される波長
の赤外光であって、例えば、その波長が１．９４μｍに
設定される。

【００２３】測定光，参照光は、投光ファィバー１４を
介して、測定対象物に照射される。照射された光は、測
定対象物の水分量に応じて、各波長毎に異なった量の反
射光が発生し、この反射光が受光ファイバー１６に受光
され、光電変換素子２０で電気信号に変換される。

【００２４】このような構成の水分計１０では、測定光
だけを被測定対象物に照射することだけで水分量を測定
することもできるが、測定対象物との間の距離の変動，
色，表面状態などの影響を受ける。

【００２５】そこで、このような影響を同じだけ受ける
参照光を同時に照射し、このような変動要因をアナログ
演算回路２４により演算して、測定値から除外する補正
を行い、より正確な測定ができるようにしている。

【００２６】本発明では、このような測定原理に基づく
水分計１０により、水硬性流動体、例えば、コンクリー
トの水分量を測定する。図２は、赤外線を用いる水分計
１０でコンクリートの水分量が測定できるか否かを実験
した場合の実験結果を示している。

【００２７】この実験においては、水セメント比が既知
のコンクリートを複数準備し、各コンクリート中に水分
計１０の測定部１９を浸漬して、出力電圧値を求めた。
図２において、横軸が被測定対象コンクリートの水セメ
ント比であり、縦軸が水分計１０の出力電圧値である。

【００２８】この実験結果から判るように、コンクリー
トの水セメント比と水分計１０の出力電圧値との間に、
一定の相関関係が認められ、予め、フレッシュコンクリ
ートの水セメント比ないしは水分量と、水分計１０の出
力電圧との関係を測定して、較正曲線を作成しておけ
ば、水分計１０の出力電圧値からフレッシュコンクリー
トの水セメント比ないしは水分量を求めることができ
る。

【００２９】図３から図６に本発明のより具体的な実施
例を示している。図３は、型枠中などに打設されたコン
クリートＣの水分量を測定する場合であって、コンクリ
ートＣ中に測定部１９を浸漬する。

【００３０】この実施例の測定部１９の投光および受光
ファイバー１４，１６の先端に装着された間隔保持治具
１８は、円筒部１８０と半球部１８１とからなるガラス
であって、測定面（治具１８の下端面） が凸状になっ
ている。

【００３１】円筒部１８０の側面側には、赤外線の不透
過膜１８２が形成されている。このように構成された治
具１８では、例えば、投光および受光ファイバー１４，
１６の端面を凸状半球部１８１の焦点上に設置すると、
測定部１９をコンクリートＣ中に浸漬した際に、投光フ
ァイバー１４から照射される赤外線は、半球部１８１を
透過する際に平行光線に屈折されるとともに、反射光を
受光ファイバー１６の端面に入射させることができる。

【００３２】また、コンクリートＣ中のブリーディング
水が浮上してきた場合に、ブリーディング水は、凸状の
半球部１８１に沿って上昇し、測定面に停滞することが
なくなるので、高精度の水分量測定が可能になる。

【００３３】本実施例の場合には、測定部１９は、コン
クリートＣ中に静止した状態で測定することができる
が、コンクリートＣ中で、継続的または連続的に移動さ
せ、移動中ないしは移動後に水分量を測定することもで
きる。

【００３４】この場合、測定部１９を移動させる際に
は、ブリーディング水が治具１８の測定面に停滞しない
ので、測定部１９の測定面は、必ずしも凸状に形成する
必要はなく、平坦面であってもよい。

【００３５】なお、以下に説明する測定方法において
は、いずれも測定面を凸レンズ状にする必要はない。

【００３６】水分計１０による測定間隔は、例えば、１
／５０〜１／１０秒程度に設定できるので、移動中にお
いても容易に測定することができ、２ないしは６０秒程
度測定した値の平均値をコンクリートＣの水分量とすれ
ばよい。

【００３７】以上のような測定方法および測定装置によ
れば、サンプリングをする必要がないので、迅速かつ連
続的に水分量を求めることができる。

【００３８】また、図３に示した測定方法では、測定部
１９の移動に代えて、コンクリートＣを適当な攪拌装置
を挿入して、コンクリートＣを攪拌しながら測定するこ
ともでき、このような測定方法でもブリーディング水の
影響を排除することができる。

【００３９】さらに、図３に示した測定方法では、間隔
保持治具１８をコンクリートＣに押圧しながら水分量を
測定することができ、この測定方法によっても、ブリー
ディング水が測定面から追い出されるので、同様に、ブ
リーディング水の影響を排除することができる。

【００４０】また、図３に示した測定方法では、コンク
リトーＣに増粘剤を添加した後に水分量を測定すること
ができ、この方法では、サンプリングが必要になるが、
コンクリートＣにブリーディング水が発生しないので、
正確な測定が可能になる。

【００４１】また、図３に示した測定方法では、測定部
１９の浸漬操作に代えて、コンクリートＣを測定部１９
の測定面に付着させた後に水分量を測定することがで
き、この方法によれば、サンプリングが必要になるが、
コンクリートＣのブリーディング水の影響を完全に排除
した状態での測定が可能になる。

【００４２】図４は、本発明にかかる水分量測定装置の
第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相
当する部分に同一符号を付してその説明を省略するとと
もに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

【００４３】同出に示した実施例では、投光および受光
ファイバー１４，１６の先端に装着した間隔保持治具１
８ａは、略Ｌ字形に屈曲形成された円筒体から構成され
ている。保持治具１８ａは、投光および受光ファイバー
１４，１６の端面の後部側に位置する赤外線の不透過部
１８０ａと、投光および受光ファイバー１４，１６の端
面の前部側に位置するガラス製の赤外線透過部１８１ａ
とを有している。

【００４４】赤外線透過部１８１ａの端面は、コンクリ
ートＣ中に浸漬された際に、側方に向けて赤外線を照射
する測定面となっていて、この実施例の場合には、平坦
面に形成されている。

【００４５】このように構成された間隔保持治具１８ａ
を使用しても、コンクリートＣのブリーディング水が、
測定面に停滞することがないので、高精度の水分量測定
が可能になる。

【００４６】図５は、本発明にかかる水分量測定装置の
第３実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相
当する部分に同一符号を付してその説明を省略するとと
もに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

【００４７】同出に示した実施例では、投光および受光
ファイバー１４，１６の先端に装着した間隔保持治具１
８ｂは、略Ｌ字形に屈曲形成された筒体から構成されて
いる。保持治具１８ｂは、投光および受光ファイバー１
４，１６の端面の後部側に位置する赤外線の不透過部１
８０ｂと、投光および受光ファイバー１４，１６の端面
の前部側に位置するガラス製の赤外線透過部１８１ｂと
を有している。

【００４８】赤外線透過部１８１ｂの端面は、コンクリ
ートＣ中に浸漬された際に、斜め上側方に向けて赤外線
を照射する測定面となっていて、この実施例の場合に
は、所定の角度で傾斜した傾斜面に形成されている。

【００４９】このように構成された間隔保持治具１８ａ
を使用しても、コンクリートＣのブリーディング水が、
測定面に停滞することがないので、高精度の水分量測定
が可能になる。

【００５０】図６は、本発明にかかる水分量測定装置の
第４実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相
当する部分に同一符号を付してその説明を省略するとと
もに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

【００５１】同出に示した実施例では、投光および受光
ファイバー１４，１６の先端に装着した間隔保持治具１
８ｃは、略Ｕ字形に屈曲形成された筒体から構成されて
いる。保持治具１８ｃは、投光および受光ファイバー１
４，１６の端面の後部側に位置する赤外線の不透過部１
８０ｃと、投光および受光ファイバー１４，１６の端面
の前部側に位置するガラス製の赤外線透過部１８１ｃと
を有している。

【００５２】赤外線透過部１８１ｃの端面は、コンクリ
ートＣ中に浸漬された際に、上方に向けて赤外線を照射
する測定面となっていて、この実施例の場合には、平坦
面に形成されている。

【００５３】このように構成された間隔保持治具１８ｃ
を使用しても、コンクリートＣのブリーディング水が、
測定面に停滞することがないので、高精度の水分量測定
が可能になる。

【００５４】なお、上記実施例では、水分計１０の出力
をアナログ形式で取出す場合を示したが、本発明の実施
は、これに限定されることはなく、例えば、アナログ形
式の出力値をデジタル形式に変換し、その後の演算処理
をパソコンなどで行うこともできる。

【００５５】また、上記実施例では、水硬性流動体とし
てフレッシュコンクリートを例示したが、本発明の実施
は、これに限定されることはなく、例えば、モルタル，
セメントペースト、自硬性安定液などの水分量の測定に
も適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる水硬性流動体の水分量の測定方法および
測定装置によれば、ブリーディング水の影響を排除し
て、高精度の水分量測定が短時間にかつ連続的に行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる測定方法および測定装置の測定
原理の説明図である。

【図２】本発明の測定方法における測定値とコンクリー
トの水セメント比との関係を示すグラフである。

【図３】本発明にかかる測定装置の第１実施例を示す測
定状態の説明図である。

【図４】本発明にかかる測定装置の第２実施例を示す測
定状態の説明図である。

【図５】本発明にかかる測定装置の第３実施例を示す測
定状態の説明図である。

【図６】本発明にかかる測定装置の第４実施例を示す測
定状態の説明図である。

【符号の説明】

１０ 水分計 １４ 投光ファイバー １６ 受光ファイバー １８，ａ，ｂ，ｃ 間隔保持治具 １９ 測定部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレッシュコンクリート，モルタル，セ
   メントペーストなどの水硬性流動体の水分量の測定方法
   において、 水に吸収される波長を有する赤外線を照射するととも
   に、照射した前記赤外線の反射光を受光する光ファイバ
   ーと、前記光ファイバーの先端側に装着された赤外線の
   透過可能な間隔保持治具とを備えた測定部を、 前記水硬性流動体中に浸漬し、断続的又連続的に移動さ
   せ、移動中ないしは移動後に、 前記反射光の反射量から前記水硬性流動体の水分量を求
   めることを特徴とする水硬性流動体の水分量測定方法。
2. 【請求項２】 前記測定部の移動に代えて、前記水硬性
   流動体を攪拌することを特徴とする請求項１記載の水硬
   性流動体の水分量測定方法。
3. 【請求項３】 前記間隔保持治具を前記水硬性流動体に
   押圧しながら水分量を測定することを特徴とする請求項
   １記載の水硬性流動体の水分量測定方法。
4. 【請求項４】 前記水硬性流動体に増粘剤を添加した後
   に水分量を測定することを特徴とする請求項１記載の水
   硬性流動体の水分量測定方法。
5. 【請求項５】 前記測定部の浸漬操作に代えて、前記水
   硬性流動体を前記測定部に付着させた後に水分量を測定
   することを特徴とする請求項１記載の水硬性流動体の水
   分量測定方法。
6. 【請求項６】 フレッシュコンクリート，モルタル，セ
   メントペーストなどの水硬性流動体の水分量の測定装置
   において、 水に吸収される波長を有する赤外線を照射するととも
   に、照射した前記赤外線の反射光を受光する光ファイバ
   ーと、前記光ファイバーの先端側に装着された間隔保持
   治具とを有する測定部を備え、 前記間隔保持治具は、前記赤外線の透過部分が凸状に形
   成された測定面を有し、 前記測定部を前記水硬性流動体中に浸漬して、前記反射
   光の反射量から前記水硬性流動体の水分量を求めること
   を特徴とする水硬性流動体の水分量測定装置。
7. 【請求項７】 フレッシュコンクリート，モルタル，セ
   メントペーストなどの水硬性流動体の水分量の測定装置
   において、 水に吸収される波長を有する赤外線を照射するととも
   に、照射した前記赤外線の反射光を受光する光ファイバ
   ーと、前記光ファイバーの先端側に装着された間隔保持
   治具とを有する測定部を備え、 前記間隔保持治具は、Ｌ字またはＵ字状に屈曲され、 前記測定部を前記水硬性流動体中に浸漬し、前記赤外線
   を側方ないしは上方に照射させて、前記反射光の反射量
   から前記水硬性流動体の水分量を求めることを特徴とす
   る水硬性流動体の水分量測定装置。