JPS63142232A - コンクリ−トの強度発現予測方法および装置 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明はコンクリートの強度発現予測方法および該強
度発現予測方法を実現するための強度発現に副装置に関
する。

「従来の技術」 従来、マスコンクリートの温度履歴に応じた、コンクリ
ートの強度発現性の把握方法は大別して２通りある。

すなわち、（り実物大の試験体コンクリートで６所定材
令でコア抜きを行い試験片を採取し、該採取した試験片
に対し強度試験を実行し強度を求める方法。（２）第８
図に示したマスコンクリートの強度管理システムにより
強度を求める方法。

（１）の方法は試験体コンクリートよりコア状の試験片
を採取し、採取した試験片に対し強度試験を実施して強
度を求める方法であり、（２）の方法は次ぎに述べるマ
スコンクリートの強度管理ソステムにより強度を求める
方法である。すなわち、第８図において８ａは実施工マ
スコンクリートであり、実際に打設されたコンクリート
構造体である。

８ｂは発熱、熱伝導シミュレーションシステムである。

この発熱、熱伝導シミュレーションシステムは、次ぎに
述べるような想定の基に製作されたものである。すなわ
ち、最小部材寸法方向のコンクリートの一次元棒状モデ
ルを設定し、その両端面に型わくや露出などの施工時の
境界条件をそのまま与えて、コンクリートに水和による
発熱や熱伝導、熱伝達挙動を実行させることができれば
、コンクリートのモデルは自動的に最小部材寸法方向の
経時的な温度変化の状態や温度分布の状態を示すことに
なる。

すなわち、上記のモデルを具体化できれば、マスコンク
リートの温度経過の予測に際して水和による発熱量、発
熱速度や熱伝導、熱伝達特性などを実験、調査によって
求める作業をおこなうことなく、また熱的諸特性値を用
いて解析作業を進めることなく、直接に最小部材寸法方
向の経時的な温度変化や温度分布の状態の予測値が入手
できる。

このような、想定の基に上記モデルを具体化し、システ
ム化したものがマスコンクリートの発熱、熱伝導シミュ
レーションシステムである。

この発熱、熱伝導スミュレーションシステムは第９図、
第１Ｏ図に示すような構成となっている。

すなわち、断熱槽１２＋内へ試験用のコンクリートを打
ち込むことによって断面が約３０ｃｍＸ３０ｃｍの棒状
コンクリート１２２が成形され、棒状コンクリートの内
部温度と周囲４面の温度条件が常に一致するように自動
制御（Ｐ　ｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　　ｐｌｕｓｒ　ｎ
ｔｅｇｒａｌ　　ｐｌｕｓ　　Ｄ　ｅｒｉｖａｔｉｖｅ
　　Ａ　ｃｔｉｏｎ）が行なわれる。温度の制御は、棒
状コンクリートＩ２２の内部温度を温度制御器１２３（
Ｐ、１．Ｄ。

Ａｃｔｉｏｎ）がＣ−Ｃ熱電対１２４で検知し、４而断
熱槽内の制御用ヒータと熱伝導板１２５に、検知した温
度条件と同一の温度条件を常にリアルタイムで作るよう
指令制御することによって行なわれる。

このため、４面断熱槽１２１内では棒状コンクリート１
２２周囲４面の方向への熱伝導、熱伝達挙動が一切生じ
ない状態が作られ、このため槽１２１内のコンクリート
は自動的に水和に因る発熱と長手方向（最小部材厚方向
）の熱伝導、熱伝達挙動を実行することになる。

上記の結果、上記４而断熱槽＋２１内へ試験用コンクリ
ートを打ち込むことによって、マスコンクリート部材の
水和による発熱と最小部材寸法方向の熱伝導、熱伝達挙
動が自動的にシミュレートでき、また、部材最小寸法方
向の経時的な温度変化の状態や温度分布の状態の予測値
が試験によって直接人手できるものである。

８ｃはマスコンクリートの強度管理システムであり、こ
の強度管理システムは温度（差）表示器８ｄｌｓ温度制
御器８ｄ３等より構成される制御ボックス８ｄ、水槽８
ｇ、該水槽内に置かれた供試体８ｈ、温度情報をフィー
ドバックするため上記水槽８ｇ内に配置された熱電対８
ｅ、同様に供試体８ｈを加熱するためのヒータ及びファ
ンよりなる過熱ユニット８ｆ等より構成されている。

このように構成されたマスコンクリートの強度管理シス
テム８ｃは上記発熱、熱伝導シミュレーション・システ
ム８ｂが打ち出す部材温度の予測値を制御ボックス８ｄ
内の制御器８ｄ、が検知し、検知した温度と同一の温度
条件をコンクリート供試体８ｈに常にリアルタイムで与
えるように過熱ユニット８「に自動的に指示を出し、こ
の結果、若材令時に非定常な高温状態を履歴するマスコ
ンクリート部材の強度発現の状態の予測値が、水槽８ｇ
内のコンクリート供試体によって入手することができる
。

なお、この強度管理システムは、実施工マスコンクリー
ト部材に適当な間隔で埋設されたＣ−Ｃ熱電対を制御ボ
ックス８ｄに接続し、実施工マスコンクリート部材の温
度データを採取することにより、実施工時のマスコンク
リートの強度管理に利用ずろ事乙できる。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ しかし、上述した方法には次に挙げる問題点が存する。

すなわち（１）の方法では、実験規模が大きくなり、費
用が高額になり経済的ではない。（２）の方法によれば
、原子力発電施設のように大規模な現場では数百ｍにわ
たって熱電対を設置する必要があり、また、マスコンク
リートの温度経過を与えるための、発熱、熱伝導シミュ
レーションシステムにコンクリートを打設する必要があ
り、実験条件が限定されてしまう。

この発明は上述した問題点を除去するために為されたも
のであり、本発明の目的は経済的であるとともに簡便で
あり、さらに試験用コンクリートを打設することにより
実験条件が限定されることのないコンクリートの強度発
現予測方法、および該予想方法を実現するためのコンク
リートの強度発現予測装置を提供することを目的として
いる。

「問題点を解決するための手段」 第１の発明によれば、記憶手段に記憶された温度履歴情
報を読みだし、よみだした温度履歴情報をもとに試験体
が載置された容器内の温度を制御し、この結果容器内に
載置された試験体に温度履歴を与えることを特徴とする
コンクリートの強度発現予測方法により上記問題点を解
決する。第２の発明によれば、温度制御情報を基に容器
内の温度を制御し、容器内に載置された試験体に対し温
度履歴を与え、必要な温度履歴を有した試験体を得ろこ
とができるコンクリートの強度発現予測装置において、
温度履歴情報を記憶するための記憶手段と、該記憶手段
より温度履歴情報をよみだす、読みだし手段と、該読み
だし手段により読みだした温度履歴ｒｎ報をもとに、該
温度履歴情報に対応する温度に容器内の温度を制御する
温度制御手段とを具備したことを特徴とするコンクリー
トの強度発現予測装置により上記問題点を解決する。

「作用」 この発明によれば、記憶手段にあらかじめ入力された温
度履歴データを読みだし、該よみだした温度履歴データ
に従って温度制御手段により容器内の温度を制御し、試
験体に対し温度履歴を付与する。このため、温度履歴デ
ータにより、経済的かつ簡便に必要な温度履歴を有した
試験片を作成することができる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック構成
図である。この図において、２はディジタルプログラム
温調器である。このディジタルプログラム温調器２は第
２図に示す構成となっている。

この図において２１はプログラム調節計である。

このプログラム調節計は出力端子２１ａ、２１ｂ。

温度情報をフィードバックするために用いられる白金抵
抗体（熱電対）が接続される端子２１ｃ、２１ｄ、２１
ｅ、交流電源入力端子２１ｆ、２１ｇ、制御用トライア
ック出力端子２１ｈ、タイムシグナル出力端子２１ｉ、
２１３等を具備している。さらに、上述したプログラム
調節計２１は第３図に示すような構成となっている。す
なわち、温度センサよりフィードバックされる温度情報
に対応したアナログ信号ＤＴａｉを増幅するための増幅
回路３１、該増幅回路３１の出力信号ＤＴａｏをディジ
タルデータＤＴｄｏに変換しマイクロコンピュータ３４
に入力するＡ／Ｄ変換回路３２、データの入出力を操作
するためのキーボード３３、トライアック等により構成
されたバッファリレー制御用信号出力回路３５等より構
成されている。ここで、上記マイクロコンピュータ３４
はＣＰＵＳＲＡＭ。

ＲＯＭ等のメモリ、Ｉ１０インターフェース等から成る
周知のものである。そしてマイクロコンビ一−タ３４が
具備するＲＡＭには第４図に示すデータテーブルＴ　Ｂ
　Ｌ　Ｉが設定されている。このデータテーブルＴ　Ｂ
　Ｉ、１には、たとえば第５図に示すようなマスコンク
リート（最小部材厚１．ＧＭのコンクリート梁）中心部
についての温度履歴曲線実測値データＤ　ｒｏ−Ｄ　ｒ
ｎ−＋と表面部についての温度履歴曲線実測値データＤ
　１ｉｏ−％−Ｄ　ｓｎ〜１とが各々時間間隔情報Ｄｔ
ｏ−Ｄｉｎ−＋ととらに連続したアドレスＡ０〜Ａｎ−
，、ａｏ−ａｎ−１に格納されている。この実測値デー
タは上記キーボード３３により入力することができる。

ここで、上記時間間隔情報Ｄｔｋは次の実測値デ−タＤ
ｒｋ＋１までの時間間隔情報である。このため、上記温
度履歴曲線実測値データＤｒｋ、Ｄｓｋにより明らかに
なる履歴曲線の変化率が大きいところほど上記時間間隔
は小さくなっており、上記履歴曲線の近似誤差を小さく
している。

第２図に戻り、２２は点弧角ユニットである。

この点弧角ユニット２２はプログラム調節計２１の出力
するシリアルな点弧角制御信号Ｄｐｃをうけて、該制御
信号Ｄｐｃに対応するとともに、ＡＣｌｏｏＶ、５０１
（ｚのゼロクロスに同期した位相制御パルス信号Ｐｐを
出力するように構成されている。

２３はサイリスク回路であり、サイリスタ２３ａ１該サ
イリスク２３ａのアノードに接続された端子２３Ａ、カ
ソードに接続された端子２３に１ゲートに接続された端
子２３Ｇにより構成されている。そして、上記端子２３
ＡはＡＣｌｏｏＶの交流電源に接続され、−刃端子２３
には第１図に示ずヒータ負荷に接続されている。

２４は分配器（ディストリビュータ）であり、この分配
器はＡ　Ｃ＋　００　Ｖの交流電力をＤＣ２４Ｖの直流
電力に変換するためのレギュレータを具備しており、Ａ
ＣｌｏｏＶの交流電源の入力端子２４　ａ、　２４　ｂ
ＳＤ　Ｃ２４Ｖの直流電力出力端子２４ｃ、２４ｄを具
備している。

２５はａ接点端子２５Ａ、２５Ｂがオン／オフしてタイ
ムシグナルを出力するＤＣ２４Ｖのリレーであり、２５
Ｃ，２５Ｄは該リレーのコイル、端子である。

２６はリレー２５と同様にａ接点がオンすることにより
警報を出力することのできるバッファリレー（ＡＣ１０
０Ｖリレー）である。ここで第１図に戻る。

３は試験体が置かれた容器である。

４はＣ−Ｃ熱電対であり、上記容器３内の温度情報をフ
ィードバックするため該容器３内の右側壁のやや下方位
置に配置されている温度検出センサであり、第２図に示
したプログラム調節計２１の端子の２１ｃ、２１ｄに接
続されている。

５は上記サイリスク回路２３の端子２３にとＡｃ１ｏｏ
ｖの交流電源のコモンとの間に接続された上記ヒータ負
荷である。そして、該ヒータ負荷は上記熱電対４と同様
、容器３内の右側壁のやや下方位置で上記熱電対近傍に
配置されている。６はコンクリート試験体であり、容器
の底部３ａから多少離れた位置に載置されている。そし
てこのコンクリート試験体は直径１０ｃｍ、長さ２０ｃ
ｍ程度の円柱形状を成しており打設後ブリージングが終
了した後、型枠と共に槽内に載置されている。

次に本実施例の動作について述へる。本実施例ではマス
コンクリートの中心部の強度発現予測を行う。

まず、ディジタルプログラム調温器の図示していないス
タートボタンが押される。デジタルプログラム温調器２
ではプログラム調節計２１に内蔵されているＲＡＭに設
定されているデータテーブル’ｒ　Ｂ　Ｌ　ＩよりＣＰ
Ｕが実測値データＤｒ、および時間間隔データＤｔ、を
よみだす。プログラム調節計２１の端子２１ａ、２１ｂ
からは上記時間間隔データＤｔｏに対応する期間点弧角
制御信号Ｄｐｃが出力される。点弧ユニット２２では位
相制御パルスＰｐがサイリスク回路２３の端子２３Ｇに
加えられる。この結果、ヒータ負荷５には電力が供給さ
れ試験体６が加熱される。一方、容器３内の温度情報は
Ｃ−Ｃ熱電対４によりディジタルプログラム温調器のプ
ログラム調節計２１にフィードバックされる。そして、
上記実測値データＤｆｏに対応する温度に容器３内の温
度が制御される。この、実測値データＤｒｏに対応する
温度に容器３内の温度を一致させるようにする制御は、
あらかじめマイクロコンピュータ３４のＲＯＭ等に記憶
されである温度制御プログラムをｃＰＵが実行すること
によりおこなわれる。

上記時間間隔データＤｔ、対応する期間が経過すると、
ＣＰＵはアドレスＡ１より次の実測値データＤｆ、およ
び時間間隔データＤｔ、をよみだす。そして、上記同様
時間間隔データＤｔ、に対応する期間、容器３内の温度
を上記実測値データＤｔ、に対応する温度に維持するよ
うに制御する。

このような容器３内の温度制御をディジタルブログラム
温調器２に実行させることにより、容器３内の温度履歴
は、萌期ＲＡＭに設定されたテーブルＴＢＬＩに格納さ
れた温度履歴曲線データ（第５図参照）が示す履歴と同
一のものとなる。すなわち、テーブルＴＢＬ　１に格納
されている温度履歴を容器３内に実現できる。

このため、容器３内に載置された試験体６は、容器３内
の温度履歴と同一の温度履歴を有することになる。

このようにして得られた試験体６は温度履歴付与の途中
で容器３より取り出すことができる。そしてキャッピン
グをおこない圧縮試験等を実施することができろ。上記
温度履歴曲線データが（ａ）マスコンクリートの表面部
および中心部と同一な温度履歴曲線データである場合（
ｂ）２０Ｃの標準水中で養生した場合（２０℃一定の温
度履歴）、それぞれの試験体に対し圧縮強度、弾性計数
を測定しグラフ化した図を第６図、第７図に示す。

また、上記実測値データからマスコンクリートの温度履
歴曲線についての経時的な変化予測データを求め、この
予測Ｗｉを上記実測値データと同様に’Ｉ’　ｎ　Ｌ　
１１．：格納するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、試験体の温度
履歴を温度履歴データをらとに付与するため、必要な温
度履歴を存した試験体を容易、かつ簡便に入手すること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図はディジタルプログラム温調器の構成を示すブロ
ック図、第３図はプログラム調節計の構成を示すブロッ
ク図、第４図はデータテーブル’ｒ　［（Ｌ　１の構成
を示す図、第５図はマスコンクリートの表面部および中
心部についての温度履歴曲線データをしめず図、第６図
はコンクリートの弾性係数の経時変化を示す図、第７図
はコンクリートの圧縮強度の経時変化を示す図、第８図
は従来のマスコンクリートの強度管理システムを示すブ
ロック図、第９図はマスコンクリートの発熱、熱伝導シ
ミュレーションシステムを示す図、第１θ図は棒状コン
クリート１２２の立断面を示す図である。 ２　・・・・・・ディジタルプログラム温調器、３・旧
・・容器、４・・・・・・熱電対、５・・・・・・ヒー
タ負荷、６・・・・・・試験体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記憶手段に記憶された温度履歴情報を読みだし、
   よみだした温度履歴情報をもとに試験体が載置された容
   器内の温度を制御し、この結果容器内に載置された試験
   体に温度履歴を与えることを特徴とするコンクリートの
   強度発現予測方法。
2. （２）温度制御情報を基に容器内の温度を制御し、容器
   内に載置された試験体に対し温度履歴を与え、必要な温
   度履歴を有した試験体を得ることができるコンクリート
   の強度発現予測装置において、温度履歴情報を記憶する
   ための記憶手段と、該記憶手段より温度履歴情報をよみ
   だす読みだし手段と、該読みだし手段により読みだした
   温度履歴情報をもとに、該温度履歴情報に対応する温度
   に容器内の温度を制御する温度制御手段とを具備したこ
   とを特徴とするコンクリートの強度発現予測装置。