JPS59195159A - 生コンクリ−トの品質検査方法および装置 - 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】 （イ）技術分野 本発明は生コンクリートの品質検査方法および装置に関
し、更に詳しくは、生コンクリートに含有する水とセメ
ントの重量比を測定し、生コンクリートの打設前にその
品質を検査し得る方法および装置に関する。

（ロ）発明の背景 現状の生コンクリートの受入れ検査は、スランプと空気
量の測定と、圧縮強度試験体の採取が行なわれるだけで
、コンクリートの最も重要な品質である圧縮強度は、所
定の材令が経過した後でなければ判明せず、従って、そ
の生コンクリートを打設し、硬化した後の判定であって
、受入れ検査時においてその品質を保証し得るものでは
ない。

近年、品質保証活動の盛り上りと現状の受入れ検査が品
質管理用として充分な条件を備えていないことから、実
験室的又は試行的に、未凝固状態におけるコンクリート
の品質判定法が多数提案されている。しかし、これらは
いずれも、圧縮強度との相関性（信頼性）、迅速性、操
作性および経済性のいずれかに問題点を有し、実用化さ
れ、広範囲に使われるに至ったものは無い。

（ハ）発明の目的 本発明は上記に鑑みなされたもので、生コンクリートの
セメント・水比が圧縮強度と極めて強い相関を有するこ
とに着目し、また、生コンクリートの製造工程における
事情から、その成分中のセメントの調合率に関しては、
計量器精度に係る誤差程度に収まっているという事実の
把握により、生コンクリートの水・セメント比を簡単か
つ迅速に、しかも高い精度で測定し得、もって生コンク
リートの受入れ時にその品質の判定に供し得る検査方法
および装置の提供を目的としている。

（ニ）発明の原理等 本発明は以下に示す原理および実験に基づ（事実等に基
づいている。

先ず、化コンクリートのセメント・水比Ｃ／Ｗ（水・セ
メント比の逆数）が、２８日強度Ｆ２９と次の（１）式
に示されるように相関関係に有り、セメント・水比Ｃ／
Ｗ又は水・セメント比Ｗ／Ｃが２８日強度Ｆ２？の代用
特性と成り得ること。

Ｆ２ｇ＝２４０　　・Ｃ／Ｗ−１４４（ｋｇ／ｃｏｔ）
　−（１１次に、通常の生コンクリートの製造工程にお
いて、各成分の調合が例えばパンチカートシステム等に
よって管理されており、各成分のうちセメントに関して
は、水分の含有等による計量誤差が無く、計量器精度に
よる誤差程度、ずなわぢ、ＪＩＳ八５へ０８で規定され
た範囲内に充分酸まっている事実。

更に、生コンクリートの成分中、水に関しては、骨材の
表面水の変動によってその調合率が大きく影響されるこ
とと、生コンクリートのスランプ調整は主として水の加
減によって行なわれることから、その調合率がＪＩＳ　
　Ａ３３０８の許容範囲から逸脱している場合が多く、
上述のセメントの調合率の正確さとから、通常の生コン
クリートの水・セメント比Ｗ／Ｃは、当該生コンクリー
トに含有される水量によって定まり、セメントの調合率
の変動は無視し得ること。

また、生コンクリートを構成するセメント、砂、砂利お
よび水の４つの成分中、砂利分はふるい等によって容易
に除去し得、従って残る３成分からなるモルタルを分析
対象試料と為し得ることである。

以上のことから、生コンクリートの水・セメント比Ｗ／
Ｃは、その生コンクリートからサンプリングしたモルタ
ルの重量とその水中重量が分りさえずれば、その値を直
ちに導き出すことができ、以下にその証明を行う。

今、測定すべき生コンクリートから抽出したモルタルの
重量をＭ、その内セメント、砂および水の重量をそれぞ
れＣ１ＳおよびＷとすると、Ｍ　＝　Ｃ＋Ｓ　＋Ｗ−（
２） また、そのモルタルの水中重量（ただし混入している空
気は排除しなければならない）をＭ′とし、セメント、
砂および水の比重をそれぞれρＣ２ρＳおよびρＷとす
れば ρ　Ｃρ　Ｓ　　　　ρＷ （２）、　（３１より ρＳ　　　　　　ρＷ　　　　ρ　Ｓ ｅ３　　ρＣρＷ　　９３ ０弱　　　　　ρＳ ここでρＣ１ρＳ、ρＷは既知であって、特にρｗ＝ｌ
であるから、’ｋｉ＋に２を定数とすれば、Ｗ＝Ｍ＋１
ｚ　　・Ｃ−ｋ　２　Ｍ　’−（５１５ （５）弐両辺をＣで除して Ｗ／Ｃ＝Ｍ／Ｃ＋に＋−に２・Ｍ’／Ｃセメント調合率
が既知で、その値をＰとすれｂｉ、Ｃ＝Ｍ−Ｐ であるから、 Ｗ／Ｃ＝　（１−に２・Ｍ　’　／　Ｍ）　／　Ｐ　十
ｋ　＋−（６）と求めることができる。

（ボ）方法発明の構成 本発明の生コンクリートの品質検査方法器よ、セメント
調合率が既知な生コンクリートから、砂利分を除去して
モルタルを抽出し、そのモルタル適当量をサンプリング
して重量を測定した後、水中での重量を測定し、当該生
コンクリートの７Ｆ．・セメント比をサンプリングモル
タルの重量および水中［ｔの関数として導出することを
特徴とじている。

（へ）装置発明の構成 本発明の生コンクリートの品質検査装置は、本体から下
方に懸吊される測定皿を有する電子天ぴんと、その測定
皿の囲りを水で満たし得る水槽装置と、試料モルタルを
収容する試料容器内に水を注入して内部を撹拌する撹拌
装置と、試料容器の位置を電子天びんの測定皿上および
撹拌装置の配設位置に変位せしめる駆動装置と、これら
各装置に指令信号を発して試料容器内のモルタルの重量
と撹拌後のモルタルの水中重量とが電子天びんによって
測定されるよう制御する制御部と、電子天びんからのモ
ルタル重量と水中重量とを入力し、これらを変数として
あらかしめ設定された関数に基づいてモルタル中の水・
セメント比を算出する演算部を備えたことを特徴として
いる。

（ト）方法発明の実施例 以下、図面に基づいて、本発明方法の実施例を説明する
。

第１図は、本発明の方法の実施例の手順を示すＭである
。

先ず、検査すべき生コンクリートを、例えは生コン車か
らの荷卸し地点で排出の中間時にハケソトに採取し、５
ｍ＋＋目のふるいでふるい分けして砂利分を除去してモ
ルタルを抽出し、その抽出したモルタルを、はかりによ
って所定の容器内に規定の例えば４００ｇだけはかり取
る。次に、そのばかり取ったモルタルに水を加えて充分
に撹拌し、モルタル内に混入している空気を排除し、例
えば数十秒静置してモルタルが容器にある程度沈澱する
のを待つ。その後、その容器ごと水中に浸漬して、ばか
りによってモルタルの水中重量Ｍ′を測定する。そして
、あらかじめ上述の（６）式に、重量（空中型ｆｆｌ）
　Ｍに規定の４００ｇを代入して、水・セメント比Ｗ／
Ｃとモルタル水中．ｆｆｔＭ’の相関図又は相関表を用
意しておき、測定したモルタルの水中重量Ｍ′から直ち
に当該生コンクリートの水・セメント比Ｗ／Ｃを読み取
る。あるいは、（６）式から、モルタル重ｉＭが一定の
場合には、水・セメント比Ｗ／Ｃはモルタル水中型ＭＭ
′の−次関数となるので、水中重量を測定するばかりが
３棹式ばかりの場合にはその分銅目盛に、バーニア式は
かりの場合にはそのバーニア目盛に、（６）式に基づく
水・セメント比Ｗ／Ｃの較正目盛を作成して貼着してお
けば、水中重量Ｍ′を読み取るまでもなく、直ちに水・
セメント比を読み取ることもできる。以上の本発明方法
の実施例によれば、生コンクリニドの採取から水・セメ
ント比の読取りまでに要する時間は、約６分以内である
。

（チ）装置発明の実施例 次に、本発明の装置の実施例を図面に基づいて説明する
。

第２図は、本発明に係る実施例装置の構成図である。

電子天びん１は、その本体から下方に懸吊される測定皿
２を有し、架台３上に載置されている。

測定皿２を囲む位置には、給水口４ａ、排水口４ｂを備
えた水槽４が配設−され、給水口４ａは給水バルブ５を
介してポンプ６に接続され、排水口４ｂは排水バルブ７
を介して大気に連通している。

試料モルタルを収容する試料容器８は、上下方向に駆動
されるホルダ９に引掛けられるよう形成されている。ボ
ルダ９は、モータ１０によって回転駆動されるねじ棹１
１に係合し、そのねし棹１１の回転に応じてガイドバー
１２ａ、１２ｂに沿って上下方向に駆動される。測定皿
２の鉛直方向上方には、プーリ１３ａ、１３ｂおよびベ
ルト１４によってねじ棹１１と連動して回転される撹拌
器１５が配設され、ホルダ９の駆動による試料容器８の
変位ば、ごれらを結ふ鉛直線上であって、その上端は撹
拌器１５が試料容器８内部を充分に撹拌し得る位置で、
下端は試料容器８が測定皿２上に載置される位置である
。その上端はおよび下端に対応するホルダ９の位置は、
それぞれ撹拌位置センサ１６および測定位置センサ１７
によって検知されるが、測定位置センサ１７の配設位置
は試料容器８が測定皿２上に載置される位置よりも若干
下方とし、重量測定時にボルダ９が試料容器８から離れ
るよう設定されている。また、これらセンサの略中間位
置には、スタート位置センサ１８が設けられている。

ホルダ９には、引掛けられた試料容器８内に向けて水を
吐出し得るノズル１９が取り付けられており、ノズル１
９はフレキシブルチューブ２０゜注水バルブ２１および
流量制御弁２２を介してポンプ６に接続されている。

上述したモータ１０の駆動はモータ駆動回路２３を介し
て、ポンプ６の駆動はポンプ駆動回路２４を介して、給
水バルブ５、排水バルブ７および注水バルブ２１の開閉
駆動はバルブ駆動回路２５を介して、それぞれシーケン
スコントローラ２６によって制御される。更に、シーケ
ンスコントローラ２６は電子天びん１にも風袋引指令信
号および重量読取指令信号を供給し、その指令に基づい
て読取られた重量値はコンピュータ２７に入力される。

シーケンスコントローラ２６ば撹拌位置センサ１６．測
定位置センサ１７およびスタート位置センサ１８による
ボルダ９の位置検出信号を入力し、これら各検出信号と
内蔵するタイマ出力とによって、後述するようなタイミ
ングのもとに各部の制御を行うよう構成されている。ま
た、このシーケンスコントローラ２６には、測定開始を
指令する為のスタートスイッチ２８および測定中である
旨の表示をする測定中表示ランプ２９が接続されている
。コンピュータ２７ば、電子天びん１がら供給されるデ
ータを変数として、後述する如く、あらかじめ記憶され
た関数式を用いて演算し、その結果を出力するよう構成
されている。

次に、上述の本発明実施例装置の作用を、その使用方法
とともに述べる。

第３図は本発明実施例装置により、生コンクリートの品
質検査を行う為の操作および装置の動作を示すフローチ
ャートである。

先ス、コンピュータ２７に測定条件、例えばセメントの
調合率や各種成分の比重等、を設定する。

そして、検査すべき生コンクリートを、例えば生コン車
からの荷卸し地点で排出の中間時にパケットに採取し、
５　ｍｍ目のふるいでふるい分けして砂利分を除去し、
抽出したモルタルを試料容器８内に適当量（４００ｇ程
度でよい）サンプリングして、スタート位置に待機して
いるホルダ９に引掛ける。そして、シーケンスコントロ
ーラ２６のスタートスイッチ２８を押ずと、シーケンス
コントローラ２６はあらかじめ設定された第４図に示す
如きタイムチャートに従って、各部を制御する。

ずなわち、スタートスイッチ２８を押ずと、電子天びん
１に風袋引信号が送られ風袋引処理が行われると同時に
、モータ１０がホルダ９を下降する方向に回転（逆転）
を開始し、ホルダ９の位置が測定位置センサ１７の配設
位置で停止する。そして電子天びん１は、シーケンスコ
ントローラ２６から指令されるタイミングで測定皿上の
試料モルタルのＭ量（空中重量）Ｍを測定して、コンピ
ュータ２７に供給する。その測定が終了すると、モータ
１０がホルダ９を上昇する方向に回転（正転）を始める
と同時に、ポンプ６が駆動されるとともに給水バルブお
よび注水バルブ２１が開かれ、水槽４および試料容器８
内に水が供給される。ホルダ９が上昇して撹拌位置セン
サ１６の配設位置に達すると、直ちにモータ１０が逆転
し、約３秒後に再び正転に転じ、この動作を数回繰り返
えす。このとき、ねじ棹１１に連動して回転している撹
拌器１５によって、試料容器８内の試料モルタルは注水
された状態で撹拌され、試料モルタル内に混入している
空気が排除される。その後、ホルダ９ばスタート位置セ
ンサ１８の配設位置にまで下降し、ポンプ６が停止され
、給水バルブ５および注水バルブ２１が閉じられる。ホ
ルダ９はスタート位置センザ１８配設位置において、１
０〜２０秒停止し、試料容器８内の試料モルタルが沈澱
するのを待つ。その後、ホルダ９は再び下降を始め、水
が満たされた水槽４内の測定位置センサ１７の配設位置
で停止し、電子天びん１によって試料モルタルの水中重
量Ｍ′が測定され、コンピュータ２７に供給される。コ
ンピュータ２７には、上述した（６）式が記憶されてお
り、当初に設定されたセメント調合率Ｐ等の条件に基づ
いて、試料モルタルの重量Ｍおよび水中重量Ｍ′から、
検査すべき生コンクリートの水・セメント比Ｗ／Ｃを算
出し、その結果等をプリントアウトする。また、ホルダ
９は上昇してスタート位置センサ１８の配設位置に停止
する。このとき同時に、排水バルブ７が開かれ、水槽４
内の水が排出される。

そして、試料容器８をホルダ９から外して、次の測定の
為に洗浄しておく。また、測定条件を変更する場合は、
コンピュータ２７６条件設定を変更しておく。

以上のように、生コンクリートからモルタルを抽出して
、試料容器８内にサンプリングし、スタートスイッチ２
８を押せば、自動的にサンプリングモルタルの重量およ
び混入空気排除後の水中重量が測定され、その値から生
コンクリートの水・セメント比が直ちにプリントアウト
される。スタートスイッチ２８を押してから水・セメン
ト比がプリントアウトされるまでに要する時間は、約２
分３０秒である。

（す）効果 以上説明したように、本発明によれば、生コンクリート
の圧縮強度と強い相関関係にあるセメント・水比を、迅
速かつ正確に測定することができ、受入れた生コンクリ
ートの調合が正しいか否かを、打設前に即座に判定でき
、躯体コンクリートの品質を確保できるようになった。

また、測定結果に基づいて、打設前に調合修正を行うこ
とができ、更に生コンクリート製造時に調合管理を行え
ば、強度の安定化が計れ、そのバラツキを小さくするこ
とができる。その結果、バラツキを考慮した調合強度の
決定において割増し係数を小さくすることができ、ひい
てはセメント量の低減が可能となり、省資源に役立つ。

また、ひび割れを低減することもできる。実験によれば
、通常１５〜３０ｋｇ／Ｍのセメン１〜量の低減を計り
得ることが判明している。

更に、本発明によっては、従来のある種の検査方法に見
られるような、操作性や経済性において何ら問題点を有
さず、広く実用化することができ、また測定の迅速性と
併せて、生コンクリートの製造工程へのフィードハック
に寄与すること大である。すなわち、簡単かつ速やかに
生コンクリートの水・セメント比を測定することができ
るので、そのデータを時系列的に求めて管理図を作成し
、異常原因を追求して直ちに製造工程への指令を発する
ことができる。また、水・セメント比の時系列データを
入力し、そのパターンに応じて自動的に異常原因の追求
を行う装置への発展を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法実施例の手順を示す図、第２図は本
発明実施例装置の構成図、第３図はその操作および装置
動作を示すフローチャート、第４図はその装置動作のタ
イムチャートである。 １−電子天びん、　　　　２−測定皿 ４−水槽、　　　　　　　５−給水ハルフ６−ボンブ、
　　　　　　７−・−排水ハルブ８−試料容器、　　　
　　９−ホルダ １０−モータ、　　　　　　１１−ねし棹１５−・撹拌
器、　　　　　　１９−ノズル２１−注水ハルブ、　　
　２７−コンピュータ２６−シーケンスニ１７トローラ 京都市中京区西ノ京桑原町１番 地株式会社島津製作所三条工場 内 ０発　明　者　西林−夫 京都市中京区西ノ京桑原町１番 地株式会社島津製作所三条工場 内 ０発　明　者　石田昇平 京都市中京区西ノ京桑原町１番 地株式会社島津製作所三条工場 内 ０出　願　人　株式会社島津製作所 京都市中京区河原町通二条下ル ーツ船大町３７８番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）セメント調合率が既知な生コンクリートから、砂
   利分を除去し７モルタルを抽出し、そのモルタルの適当
   量をサンプリングして重量を測定した後、水中での電量
   を測定し、当該生コンクリートの水２セメント比を上記
   重量および水中重量の関数として導出することを特徴と
   する生コンクリートの品質検査方法。 （２）上記モルタルのサンプリングを規定重量のはかり
   取りとし、当該コンクリートの水・セメント比をあらか
   じめ設定された水中重量・水セメント比の相関表より読
   み取ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の生
   コンクリ−１・の品質検査方法。 （３）上記関数が下記の式によって表されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の生コンクリートの品
   質検査方法。 Ｗ／Ｃ＝　　（１−に２　　・Ｍ　’　／　Ｍ　）　　
   ／　Ｐ　＋　ｋ　１ここで Ｗ／Ｃ：当該生コンクリートの水・セメント比Ｍ：サン
   プリングモルタルの重量 Ｍ′：サンプリングモルタルの水中重量Ｐ：当該生コン
   クリートのセメント調合率ｋｌ　　：　　（１／ρＳ−
   １／ρｃ）／（１−１／ρ５）ｋ２　：　１／　（１−
   １／ρＳ） ρＳ：砂の比重 ρＣ：セメントの比重 （４）サンプリングしたモルタルの水中重量の測定の前
   に、そのモルタルに水を加えて撹拌し、モルタル内に混
   入している空気を排除することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項記−載の生コンクリート
   の品質検査方法。 （５）本体から下方に懸吊される測定皿を有する電子天
   ぴんと、その測定皿の囲りを水で満たし得る水槽装置と
   、試料モルタルを収容する試料容器内に水を注入してそ
   の内部を撹拌する撹拌装置と、上記試料容器の位置を上
   記測定皿上および上記撹拌装置の配設位置に変位せしめ
   る駆動装置と、上記各装置に指令信号を発して上記試料
   容器内のモルタル重量と上記撹拌後のモルタル水中重量
   とが上記電子天びんによって測定されるよう制御する制
   御部と、上記電子天びんからの上記モルタル重量および
   水中重量とを入力し、それらを変数としてあらかじめ設
   定された関数に基づいてモルタル中の水・セメント比を
   算出する演算部を備えた生コンクリートの品質検査装置
   。