JPS58500141A - コンクリ−トの強度決定用試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コンクリートの強度決定用試験機 本発明はコンクリートの強度を決定する試験機に関し、工場や敷地内のコンクリ ート構造若しくは構造要素の品質試験を行うのに特に適するものである。

この機械はコンクリートを破壊に至る壕で荷重するユニットを備える。この荷重 ユニットはコンクリートの成る部分に張力を加え、かつ破壊を引き起す破細強度 を決定する装置、例えば力測定器を持つ。この力測定器は試験すべきコンクリー トの表面上に配置した支持体にセットされる。

コンクリート及び強化コンクリート建物の分野では、プレハブ構造に応用する場 合であっても単一の建物を建てる場合であっても、固化するコンクリートの技術 的因子、わけてもその機械的性質を決定する可能性がなければならない。コンク リートによる初期の建物では、特定の試験片、いわゆるテストキューブ（ｔｅ８ ｔｃｕｂｅ　）や特定の形状、例えばスポンジフィンガ状の単なる試験片を用意 するのが普通であった。これらの試験片は破壊に至るまで荷重され、その破細強 度から、そのコンクリートの強度についての結論を引出すことができる。

しかしながら、これらの試験では単に有益な結果が得らするというだけであって 、建物の構造における機械的性質についての十分に安全な結論をここから引き出 すことはできない。この第１の最重要な理由は、もちろんのことであるが、試験 片の注入情況が現実の構造のコンクリ−トのそれと異っているととにある。その 上、生のコンクリートの固化は実質上異った条件下で生ずるのである。

経験上、試験片上で測定した強度因子は構造に対して現実以上の利点を与える。

従って、現実の構造から取られた標本を破細し及びこれらの破細の結果の評価を 基にして機械的試験を行う努力がここ数１０年間も行われてきているのである。

このような行程において、標本、即ちテストキューブは明確な場所上の完成構造 から取られ、それから破壊に至るまで荷重される。しかしながら、このような方 法は第１にそれが粗雑であるという理由でまた第２に切断作業に伴って生ずる応 力によって構造全体を破壊したシ荷重をかけたりしてはいけないという理由で使 用することができない。このことは次のような解決手段、即ち異った形態のポン チをコンクリート材料中にその固化に先立って埋め込みこれを引き抜くとき要す る力から、機械的性質についての結論を出すようにした解決手段が出てきた動機 である。

この試験方法は疑義のないほど有利ではないというのがこれまでの経験である。

これは、ポンチの引き抜き中に破細断面は偶発的であり、各々の場合について異 った形状及び寸法を持つという理由による。

従って、注意深い力測定にも係わらず、断面を不正確にしか知ることができない ということに帰因して、測定値は十分に信頼できない。このような測定方法の１ つが米国特許明細置薬４，１０４，５４０号に開示されている。

前述の″ポンチ引出し″よシもつと信頼性が高い方法として、空孔率の値と水− セメント係数の値とからコンクリート強度に対する結論を引出すものである。こ の種方法の一つが東独特許明細置薬１０２．０４３号明細書に記載されている。

幾分類似した考えを基礎とする強度決定方法がカナダ第２．６０７，９１９号、 米国第３，９７４，６７９号、及び仏国第２．３２３，１４９の特許明細書に書 かれである。

これらの全ての解決手段は、不確実な基本データに帰因して、試験から引出され る結論が漠然としているという共通の欠点を持つ。

コンクリート試験におけるもっと進歩したものとしては、標本を試験すべき部材 中に型入れしてしまうという方法がある。そのような方法は西独第１．９１７， ２４２号、第１，９１７，７３０号、米国第３．１７６．０３５号の特許明細書 に見ることができる。

４ こわらの方法では所謂試験芯が型入わ−し、それから試験すべきコンクリートよ り取出され、その後試験機上で破壊する１で荷重される。そのような方法の変形 として最も役に立つのは伸縮自在な２重ヌリーブをコンクリート部材中に埋入す るものである。このような改良した方法でも１だ、破細された断面は幾分不備か であり、そのため試験結果を相互に比較するのは困難であった。

この分野で最も近代的である試験方法は固化したコンクリートから切り出さ五る 標本を使用するものであり、最終的な引張強度の測定によって機械的性質に対す る結論を引出すことができる。そのような方法の代表的なものとしては米国特許 第３，８６１，２０１号、及び本質的に同一のオーヌトラリア国特許第３２０． ３１３号の明細書に開示されている。この方法はコンクリートの強度特性の決定 を後で固化される材料中で決するのに適している。即ち、特定形状の固体が材料 中に埋め込ｌれ、材料の固化後に抜き出される。

この方法は幾つかの良いアイデアを含んでいる。

しかし、試験結果は直接に最終強度でなくコンクリートの圧線強度、曲げ引張強 度やせん断強度等の異った多数の因子によっても影響され、仮の破細強度を示す ものである。従って、異ったコンクリートの５　持表昭５８−５００１４１　（ ３）質を比較するのが極めて困難である。

多少類似した考えとしては、型入れとその後の固化によって生産される材料の強 度特性を決定する試験方法に基礎をおくもので、米国特許明細置薬３．５４１， ８４５号明細書に示されている。この方法の信頼性は前に挙げたものより劣る。

これは引抜かねる試験片が、せん断力と引張力とによって同時に荷重されるから である。応力は、異った局部的環境に帰因して、生じ、与えられた場合は高い偶 然性で優先する。

コンクリート及び強化コンクリート構造の試験を明確に行うものとして米国特許 第３，５９５，０７２号の明細書に開示のものについても同様の経験がある。

その主たる欠点は試験結果とコンクリートの現実のいわゆるキーーブ強度との間 に単純で厳密な相関関係を述べることができないことにある。

同一のことが仏画特許第２．３１３，６７７号の内容にも関係する。この方法に よって、曲げ強度のみを述べることができ、またこの場合、試験結果を広く変動 させその比較を擬わせる型入れや他の環境の局部的欠陥が重大な役目をする。

本発明は工場と場所との双方での品質試験をするのに適する一方、他方ではその 方法の利点を保有することのできる試験機の改良を目指すもので、この方法によ れば、試験片は、公知の解決手段では、破細の不確かな断面から生ずる欠陥を同 時に除くことによって、コンクリート部材から引抜かれる。

この分野において、本発明は作りつけの構造の強度についての直接的な情報を与 える解決手段を実現し、高い安全性及び信頼性をもちながら試験を迅速にかつ簡 単に低費用で行うことができ、更に、誤差全最小に試験を行えることを目指すも のである。

本発明のアイディアは、組み付はコンクリート部材若しくは構造に関する直接情 報及び同時にキーーブ強度と唯一の相関関係に存る試験結果は、引張荷重を受け たとき破壊が決定された断面に沿って常に同一箇所で生ずるように試験機が構成 されているとともに、得られるということを基礎とするものであるＯ これらの目的のため、本発明では、コンクリートの強度の決定のため、特に、工 場や敷地での構造若しくは構造部材の品質試験のための試験機でｈって、破壊に 至るまでコンクリートを荷重するための荷重ユニットヲ備え、その荷重ユニット はコンクリートの一部分に引張応力を加えるようになっておシかつ被試験コンク リートの表面上にセントされるものにおいて、コンクリートが生での状態でその コンクリート中に破断力、ゾが埋設され、引抜ヘッドはこの破断カップに固定さ れ、該引抜ヘッドはカップを固化した後のコンクリートから引抜くためのもので あり、かつ力伝達連結具によって引抜ヘッドはカノノに連結され、好ましくはね じ付きの連結片で終端する継手が力測定器即ちその・・ウジングと、力測定器即 ちその・・ウノングにマツチする引抜へ、ドとの間に挿看されていることを特徴 とする。

本発明の試験機の別の特徴によれば、破断カソゾは被試験コンクリートの表面か らコンクリートの内部に向けて小さくなる断面をもつ好ましくは円錐台状外被で ある中実回転体として形成され、その外被は、これをコンクリートの表面に近い 引抜ヘッドに固定するためのカラーを持つ。破断カップを形成する中実回転体は 被試験コンクリートの表面に大体垂直な長手方向軸線を持つ。

破断力ツノのカラーは解放自在連結部材、好ましくはねじによって引抜ヘッドに 取付けられる。コンクリート内において最も遠くまで延びている破断カップのフ ランジは中実回転体の長手方向軸線と平行な母線を持つ筒状外被より成り、好ま しくは可撓性リングが筒状外被にスナップ嵌合されている。実現可能な実施例と して引抜ヘッドは破断カップのカラーに取付けられるディスクとディスクに単一 ユニットをなすように剛直連結される。

他の実現可能な実施例では引抜ヘッドはブレーキカップのカラーに取付けたディ スクとディスクに相対回転可能な連結によって連結される軸とを持つ。

この後者の場合引抜ヘッドの軸（ま６碗の形態をなして終端しており、かつディ スクはその６碗を収容する凹碗を形成したう１すを有している。

支持フレームは破試験コンクリートの表面上に位置する部分、例えばベースリン グと、力測定器をその上にセットするに適した部分、例えば支持ディスクと、ペ ースリング及び支持ディヌク間に位置する間隔部材と、例えば脚とより成る。他 の実施例では支持フレームは高い剛性の単一の支持装置として形成されている。

支持フレームの支持ディスクは継手が挿通するのを可能とする中心孔を備え、力 測定器と引抜ヘッドとの間の連結を行うようにしている。

本発明の試験機は従来の同様な目的に使用される装置と比較して幾つかの利点を もつ。その最も重要な利点は、従来の解決手段と較べて、コンクリート中に埋設 された破壊カップによる引張荷重の効果の下で形成されるコンクリートの６ケー キ”が同一のかつ正確に定義される断面で常に引抜かれるのが実現することであ る。

その利点の一つは試験サンプルは組み付けるべき、又は既に組み付けられた構造 エレメントから単に引抜くことができることであり、従って、その型組み及び環 境が構造エレメント自体のそれに一致する。

引抜かれたケーキは寸法が小さく残った孔は美観上障害にはならず、中空のまま にしておくことができる。しかしながら、問題のある場所では修理者の手によっ て容易に詰めることはできる。

ケーキの引抜は高い測定粘度を与える機械的若しくは液圧的荷重測定と容易に関 連づけられる。必要であればデジタル表示組合せた歪ゲージによって荷重を測定 することもできる。破断断面はコンクリート本体内で比較的深く、試験結果は表 面欠陥若しくは変更によって影響されない利点がある。

このような装置は技術的にも進歩しているだけでなく経済的にも有利である。比 較データによれば試験費用はテヌトキーーブを準備し破壊する１、かつ前述の如 く多々不満足な結果しか与えない公知の試験方法の１／８にすぎない。

本発明を図面をもとに詳細に説明する。図面において： 第１図は試験機の実施例における長手方向断面図第２図は他の実施例の長手方向 断面図 第３図は第３の実施例の長手方向断面図第４図は支持フレームの代りに使用てれ る支持装置の実施例 第５図は破断カフ）及びその破断部分を示す図本発明を以下図面によって説明す る。

第１図はコンクリート７中に埋設した破断カッゾロが概略的な長手方向断面をも って示される。そのカッゾロは円錐台状の外被６　ａ　ｆ持ち、その断面の寸法 はコンクリート７の表面７ａから内部に向って小さくなっている。外被６ａにこ れと便宜上一体として作られたカラー６ｂが連結され、そのカラー６ｂはねじ８ によって引抜ヘッド５に剛直にしかし取外しは自在に取付けされる。そのねじ８ は好ましくは力、ゾロの長手方向軸線に平行となっている。

引抜へラド５は、第２図によれば、便宜上単一体として形成したディスク５ａと 軸５ｂとより成る。

ディヌク５ａ及びカラー６ｂの周囲に沿って相互に芯の合った孔が穿設され、そ の中にねじ８がねじ込まれる。引抜ヘッド５と公知の、本発明の主題とは係わり のない力測定器１との間に継手４があシ、その継手４は連結片２を持玉て終端し ておシ、力測定器ｌからの負荷を引抜へラド５に伝達する役目を負うＯ 継手４は、ねじ結合若しくはバヨネット錠止具等で解放自在に引抜へラド５に連 結することができる。

連結片２は、便宜上、継手４に対して回転させることができ、力測定器１は連結 片２を受け取るためのハウジング１ａを備える。

力測定器１を支持しかつコンクリート７の構造に対するその位置の安定化のため 、支持フレーム３が設けられる。第１図の実施例の場合、支持フレーム３はコン クリート７の表面７ａ上にセットさハるベークリング３ａ、力測定器１をその上 にセットする支持ディヌク３ｂ、及びこれらを相互に連結する脚３ｃよシ成る。

脚３ｃの代シに、例えば角錐台又は円錐台状のマントルを持つ単一のスカートと することができる。

そのどちらの場合でも、もちろんのことであるが、支持ディスク３ｂ内に継手４ の挿通のための中心孔３ｄを穿設する必要がある。

第２図において、引抜ヘッドが長手方向断面で示され、ここではディスク５ａは 凹面状の碗の形態をなすライナ５ｄを備える。ライナ５ｄはボール−ソケット継 手のように引抜へラド５の軸５ｄの一端に形成される凸面伏碗５ｃを保持してお シ、ディスク５ａと軸５ｂとの間で微少の相対回転を可能としている。

このような特別の構成に基づいて、破断カッゾロの内部のコンクリートケーキは 引張荷重のみによって常に引抜かれる。従って、力ｙ　ｆ　６は、ステッキング を引起すかつ試験の結果を阻害する偏心荷重を１２ 受けることがない。

第３図には、引抜力が力測定器１から引抜ヘッド５にねじ条を介して伝達される 実施例を示す。この場合、引抜ヘッド５はねじ孔５ｅを持ち、とのねじ孔は力測 定器１の一部を構成するねじゴル）ｌｂと係合する。

第４図において、支持フレーム３の最も単純な形態が、中心孔３ｄを持つ支持リ ング３ｅとして示される。便宜上、支持リング３ｅけ、力測定器１を載置するの に適した肩部を持つ。

テストの最中に下方に向って小さくなる断面の破断カノゾは、生のコンクリート が固化しないうちに試験すべきコンクリート構造又はコンクリート部材の所定の 箇所に配置される。生コンクリートがカラー６ｂの孔に侵入するのを防止するた め成る種のキャップ１０（第５ａ図）がカラー６ｂ上にはめられる。

キャップは、甘た、破断カッゾロのカラー６ｂの上面がコンクリート７の表面７ ａに平行になるのを容易にする役目も果す。破断カップ６の外被６ａの外側を耐 粘着剤、例えばマルバニーグリース若しくは分離オイルで潤滑し、コンクリート がそれに対し付着するのを防止すると良い。即ち、これは、最後には試験結果に 影響するからである。

１３１み一１ＨＵ５８−５（ｉ０１４１　（５）コンクリートの固化後に、所定 時間でキャップ１０がブレーキカッゾロから外され、そり、から、引抜ヘッドを それに対し嵌合しかつねじ８を挿入締結することにより、ノヨイント４及び連結 片２を介し力測定器１との力連結が実現される。力測定器を作動することにより 、引抜力が緩いと徐々に増大し、コンクリートケーキ７ｂがコンクリート７の表 面から破断するに至る。

第５ｂ図では、コンクリートケーキ７ｂに面した側でブレーキカッゾロの最も遠 くに延びるフランツ６ｄは筒状外被６ｅ内で終端しており、その母線は破断カッ プの長手方向軸線に平行であるものを考えている。この構成によって、コンクリ ートケーキ７ｂがフラン−）６ｄに沿って裂けることが十分安全に行われる。成 る場合に、破壊状、況は、例えば高分子や金属で作られた可撓性リング９を筒状 外被中に挿入することで、更に改良される。

破断の瞬間で読取られる力の値の、破断された断面積に対する商は試験されたコ ンクリートに対し不明確でない強度値を与える。これは、円錐台状に形成された コンクリートケーキ７ｂは、引張力の方向に平行でかつ長手方向軸に垂直な母線 金持つ筒状外被に沿って常に破裂されるという事実に第１に奇因するものである 。

Ｆｉｇ、　４ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コンクリートの強度の決定のため、特に、工場や敷地での構造若しくは構造 部材の品質試験のための試験機であって、破壊に至るまでコンクリートを荷重す るための荷重ユニットを備え、その荷重ユニットはコンクリートの一部分に引張 応力を加えるようになっておりかつ被試験コンクリートの表面上にセットされる ものにおいて、コンク！Ｊ　−）　（７）　カ生での状態でそのコンクリート中 に破断カッｆ（６）が埋設され、引抜ヘッド（５）はこの破断カップ（６）に固 定され、該引抜ヘッド（５）はカップ（６）を固化した後のコンクリート（７） から引抜くためのものであり、かつ力伝達連結具によって引抜ヘッドはカップに 連結され、好ましくはねじ付きの連結片（２）で終端する継手（４）が力測定器 （１）即ちそのハウジング（１ａ）と、力測定器（１）即ちそのノ・ウノング（ １ａ）に適合する引抜ヘッド（５）との間に挿着されていることを特徴とするコ ンクリート強度試験機。 ２、　破断カフ７°（６）は被試験コンクリート（７）の表面（７ａ）からコン クリート（７）の内部に向けて小さくなる断面をもつ好ましくは円錐台状外被（ ６ａ）である中実回転体として形成され、その外被は、これをコ〉・クリート（ ７）の表面（７ａ）に近い引抜ヘッド（５）に固定する。ためのカラー（６ｂ） を持つことを特徴とする請求の範囲第１項の試験機。 ３、破断カッｆ（６）を形成する中実回転体は被試験コンクリート（７）の表面 （７ａ）に大体垂直な長手方向軸線を持つことを特徴とする請求の範囲第２項の 試験機。 ４、破断力ツノ（６）のカラー（６ｂ）は解放自在連結部材、好ましくはねじ（ ８）によって引抜ヘッド（５）に取付けられることを特徴とする請求の範囲第２ 項若しくは第３項の試験機。 ５　コンクリート（７）内において最も遠くまで延びている破断カップ（６）の フランツ（６ｄ）は中実回転体の長手方向軸線（６ｃ）と平行な母線を持ング（ ９）が筒状外被（６ｅ）にスナップ嵌合されていることを特徴とする請求の範囲 第２項から第４項のいづれかの試験機。 ６、　引抜ヘッド（５）は破断カップ（６）のカラー（６ｂ）に取付けられるデ ィスク（５ａ）とディスク（５ａ）に単一ユニットをなすように剛直連結される 軸（５ｂ）とを持つ請求の範囲第１項から第５項のいづれかの試験機。 ７　引抜ヘッド（５）は破断カッｆ（６）のカラー（６ｂ）に取付けたディスク （５ａ）と、ディスクと相対回転するよう連結された軸（５ｂ）とより成る請求 の範囲第１項から第５項のいづれかの試験機。 ８、　引抜ヘッド（５）の軸（５ｂ）は６碗（５ｃ）の形態をなして終端してお り、かつディスク（５ａ）はその６碗（５ｃ）を収容する凹碗を形成したライナ （５ｄ）を有している請求の範囲第７項の試験機。 ９、　支持フレーム（３）は被試験コンクリート（７）の表面（７ａ）上に位置 する部分、例えばベースリング（３ａ）と、力測定器（１）をその上にセットす るに適した部分、例えば支持ディスク（３ｂ）を、ベースリング（３ａ）及び支 持ディスク（３ｂ）間に位置する間隔部材、例えば脚（３ｃ）とよシ成る請求の 範囲第１項から第８項のいづれかの試験機。 １０、支持フレーム（３）は高い剛性の単一の支持装置（３ｅ）として形成され ていることを特徴とする試験機。 １１、　支持フレーム（３）のディスク（３ｂ）は継手（４）が挿通するのを可 能とする中心孔（３ｄ）を備え、力測定器（１）と引抜ヘッド（５）との間の連 結を行うようにしていることを特徴とする試験機。