JPS6226703B2 - - Google Patents

Description

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
ための試験機であつて、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ツトを備え、その
荷重ユニツトはコンクリートの一部分に引張応力
を加えるようになつておりかつ被試験コンクリー
トの表面上にセツトされるものにおいて、コンク
リート７が生での状態でそのコンクリート中に破
断カツプ６が埋設され、引抜ヘツド５はこの破断
カツプ６に固定され、該引抜ヘツド５はカツプ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つて引抜ヘツ
ドはカツプに連結され、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即ちそのハウジング
１ａに適合する引抜ヘツド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 破断カツプ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状され、その外被は、これを
コンクリート７の表面７ａに近い引抜ヘツド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 破断カツプ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 破断カツプ６のカラー６ｂは解放自在連結部
材、好ましくはねじ８によつて引抜ヘツド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
ている破断カツプ６のフランジ６ｄは中実回転体
の長手方向軸線６ｃと平行な母線を持つ筒状外被
６ｅより成り、好ましくは可焼性リング９が筒状
外被６ｅにスナツ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項のいづれか一項
の試験機。

６ 引抜ヘツド５は破断カツプ６のカラー６ｂに
取付けられるデイスク５ａとデイスク５ａに単一
ユニツ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項のいづれか一項
の試験機。

７ 引抜ヘツド５は破断カツプ６のカラー６ｂに
取付けたデイスク５ａと、デイスクと相対回転す
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 引抜ヘツド５の軸５ｂは凸碗５ｃの形態をな
して終端しており、かつデイスク５ａはその凸碗
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３
ａと、力測定器１をその上にセツトするに適した
部分、例えば支持デイスク３ｂを、ベースリング
３ａ及び支持デイスク３ｂ間に位置する間隔部
材、例えば脚３ｃとより成る請求の範囲第１項か
ら第８項のいづれか一項の試験機。

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請
求の範囲第１項から第８項のいづれか一項の試験
機。

１１ 支持フレーム３のデイスク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と引抜ヘツド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請求の範囲第９項又は
第１０項の試験機。

明細書 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ま
で荷重するユニツトを備える。この荷重ユニツト
はコンクリートの或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ツトされ
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つても単
一の建物を建てる場合であつても、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
ゆるテストキユーブ（testcube）や特定の形状、
例えばスポンジフインガ状の単なる試験片を用意
するのが普通であつた。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
果が得られるというだけであつて、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ートのそれと
異つていることにある。その上、生のコンクリー
トの固化は実質上異つ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。従つて、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
ユ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に切断作業に伴つて生ずる応
力によつて構造全体を破壊したり荷重をかけたり
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、即ち異つ
た形態のポンチをコンクリート材料中にその固化
に先立つ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
場合について異つた形状及び寸法を持つという理
由による。従つて、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つが米国特許明細書
第4104540号に開示されている。

前述の“ポンチ引出し”よりもつと信頼性が高
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書
第102043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
2607919号、米国第3974679号、及び仏国第
2323149の特許明細書に書かれてある。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つと進歩したもの
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1917242号、第1917730号、米国第3176035号の
特許明細書に見ることができる。

これらの方法では所謂試験芯が型入れし、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まで荷重される。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重ス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また、破
細された断面は幾分不確かであり、そのため試験
結果を相互に比較するのは困難であつた。

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れる標本を使用する
ものであり、最終的な引張強度の測定によつて機
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
3861201号、及び本質的に同一のオーストラリア
国特許第320313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まれ、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
ンクリートの圧縮強度、曲げ引張強度やせん断強
度等の異つた多数の因子によつても影響され、仮
の破細強度を示すものである。従つて、異つたコ
ンクリートの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
固化によつ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、米国特許明細書
第3541845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
れる試験片が、せん断力と引張力とによつて同時
に荷重されるからである。応力は、異つた局部的
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3595072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
現実のいわゆるキユ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。

同一のことが仏国特許第2313677号の内容にも
関係する。この方法によつて、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
時に除くことによつて、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、誤差を最小に試験を行えることを目指すもの
である。

本発明のアイデイアは、現実に作られたコンク
リート部材若しくは構造に関する直接情報と、試
験結果のキユーブ強度に対する一意的な相関関係
とは、引張り荷重に対して破壊が同一箇所で所定
の断面に沿つて常に生ずるように試験機が構成さ
れているという条件の下で、得られるということ
に基礎をおくものである。これにより、従来の公
知の試験機にあつた測定結果の大きな変動が解決
されるばかりでなく、これと同時に特別の能力を
持たなくても、良好な測定できるように操作可能
な試験機を実現することが可能である。

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
あつて、破壊に至るまでコンクリートを荷重する
ための荷重ユニツトを備え、その荷重ユニツトは
コンクリートの一部分に引張応力を加えるように
なつておりかつ被試験コンクリートの表面上にセ
ツ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カツプが埋設さ
れ、引抜ヘツドはこの破断カツプに固定され、該
引抜ヘツドはカツ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
によつて引抜ヘツドはカツプに連結され、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
即ちそのハウジングと、力測定器即ちそのハウジ
ングにマツチする引抜ヘツドとの間に挿着されて
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、破断カツ
プ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
抜ヘツドに固定するためのカラーを持つ。破断カ
ツ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。

破断カツプのカラーは解放自在連結部材、好ま
しくはねじによつて引抜ヘツドに取付けられる。
コンクリート内において最も遠くまで延びている
破断カツ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ツプ嵌合され
ている。実現可能な実施例として引抜ヘツドは破
断カツプのカラーに取付けられるデイスクとデイ
スクに単一ユニツ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ツドはブレー
キカツプのカラーに取付けたデイスクとデイスク
に相対回転可能な連結によつて連結される軸とを
持つ。この後者の場合引抜ヘツドの軸は凸碗の形
態をなして終端しており、かつデイスクはその凸
碗を収容する凹碗を形成したライナを有してい
る。

支持フレームは被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
をその上にセツトするに適した部分、例えば支持
デイスクと、ベースリング及び支持デイスク間に
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
デイスクは継手が挿通するのを可能とする中心孔
を備え、力測定器と引抜ヘツ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ツプによる引張荷重
の効果の下で形成されるコンクリートの“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、従つて、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つ
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つて容易に詰めることはで
きる。

ケーキの引抜は高い測定精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
つ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つ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
ば試験費用はテストキユーブを準備し破壊する、
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される支持
装置の実施例。

第５図は破断カツプ及びその破断部分を示す
図。

第６図は第５図のＡ部分の拡大図である。

本発明を以下図面によつて説明する。

第１図はコンクリート７中に埋設した破断カツ
プ６が概略的な長手方向断面をもつて示される。
そのカツプ６は円錐台状の外被６ａを持ち、その
断面の寸法はコンクリート７の表面７ａから内部
に向つて小さくなつている。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によつて引抜ヘツド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は好ましくはカツプ６の長手方向軸線に平
行となつている。

引抜ヘツド５は、第２図によれば、便宜上単一
体として形成したデイスク５ａと軸５ｂとより成
る。デイスク５ａ及びカラー６ｂの周囲に沿つて
相互に芯の合つた孔が穿設され、その中にねじ８
がねじ込まれる。引抜ヘツド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があり、その継手４は連結片２を持王て終端し
ており、力測定器１からの負荷を引抜ヘツド５に
伝達する役目を負う。

継手４は、ねじ結合若しくはバヨネツト錠止具
等で解放自在に引抜ヘツド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上にセツト
されるベースリング３ａ、力測定器１をその上に
セツトする支持デイスク３ｂ、及びこれらを相互
に連結する脚３ｃより成る。

脚３ｃの代りに、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、支持デイスク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、引抜ヘツドが長手方向断面で
示され、ここではデイスク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―ソケツト継手のように引抜ヘツド５の軸５ｄ
の一端に形成される凸面状碗５ｃを保持してお
り、デイスク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、破断カツプ
６の内部のコンクリートケーキは引張荷重のみに
よつて常に引抜かれる。従つて、カツプ６は、ス
テツキングを引起すかつ試験の結果を阻害する偏
心荷重を受けることがない。

第３図には、引抜力が力測定器１から引抜ヘツ
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、引抜ヘツド５はねじ孔５ｅを持ち、こ
のねじ孔は力測定器１の一部を構成するねじボル
ト１ｂ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３ｆとして
示される。便宜上、支持リング３ｆは、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つて小さくなる断面の
破断カツプは、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
或る種のキヤツプ１０（第５図）がカラー６ｂ上
にはめられる。

キヤツプは、また、破断カツプ６のカラー６ｂ
の上面がコンクリート７の表面７ａに平行になる
のを容易にする役目も果す。破断カツプ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。

コンクリートの固化後に、所定時間でキヤツプ
１０が破断カツプ６から外され、それから、引抜
ヘツ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、ジヨイント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、引抜力が緩慢かつ連続的
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６図では、コンクリートケーキ７ｂに面した
側で破断カツプ６の最も遠くに延びるフランジ６
ｄは筒状外被６ｅ内で終端しており、その母線は
破断カツプの長手方向軸線に平行であるものを考
えている。この構成によつて、コンクリートケー
キ７ｂがフランジ６ｄに沿つて裂けることが十分
安全に行われる。或る場合に、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を
持つ筒状外被に沿つて常に破裂されるという事実
に第１に帰因するものである。

本発明に係る試験機の測定精度は最も高い要求
であつても果すことができる。従来のキユーブ破
壊方法に取つて代えることができる。構造の幾つ
かの箇所で測定が可能であり、安全品質管理を実
現し、この試験安定によりセメントの節約した構
造を実現できる。破断カツプ６は、非酸化性の鋼
材で作られているので無制限にコンクリート７中
に残すことができる。従つて、その構造の寿命期
間内で、後の時でも測定が可能であり、コンクリ
ートの経年特性を決定することができる。