特開2017-138165(P2017-138165A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2017-138165生コンクリート類の塑性変形性能評価方法及び装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-138165(P2017-138165A)
(43)【公開日】2017年8月10日
(54)【発明の名称】生コンクリート類の塑性変形性能評価方法及び装置
(51)【国際特許分類】
   G01N 11/00 20060101AFI20170714BHJP
   G01N 33/38 20060101ALI20170714BHJP
   G01N 3/00 20060101ALI20170714BHJP
【FI】
   G01N11/00 E
   G01N33/38
   G01N3/00 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2016-18430(P2016-18430)
(22)【出願日】2016年2月2日
(71)【出願人】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号
(74)【代理人】
【識別番号】100110711
【弁理士】
【氏名又は名称】市東 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100078798
【弁理士】
【氏名又は名称】市東 禮次郎
(72)【発明者】
【氏名】白井 俊輔
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号 鹿島建設株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】露木 健一郎
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号 鹿島建設株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】曽我部 直樹
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号 鹿島建設株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】横関 康祐
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号 鹿島建設株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】上田 昭郎
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目3番1号 鹿島建設株式会社内
【テーマコード(参考)】
2G061
【Fターム(参考)】
2G061AA04
2G061AB01
2G061BA18
2G061CA08
2G061CC01
2G061DA16
2G061EA10
(57)【要約】
【課題】生コンクリート類に外力を加えて塑性変形性能を評価する方法及び装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一部分が可撓性の周壁11で囲まれた容器10の内部に生コンクリート類Cを充填し,可撓性周壁11に所定大きさ及び向きの荷重Pを加えたときの可撓性周壁11又は生コンクリート類Cの変形量δを計測し,その変形量δにより生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価する。好ましくは容器10に,荷重付加時に容器10内の生コンクリート類Cを溢流又は変形させる溢流部17を設ける。更に好ましくは,加圧手段20に,可撓性周壁11の全体に接する密封空間22を形成する形成手段21と,密封空間22内に加圧流体Fを導入する導入手段24とを含め,加圧流体Fの導入により可撓性周壁11の全体に荷重Pを均一に加える。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一部分が可撓性の周壁で囲まれた容器の内部に生コンクリート類を充填し,前記可撓性周壁に所定大きさ及び向きの荷重を加えたときの当該可撓性周壁又は生コンクリート類の変形量を計測し,前記変形量により生コンクリート類の塑性変形性能を評価してなる生コンクリート類の塑性変形性能評価方法。
【請求項2】
請求項1の方法において,前記容器に,前記荷重付加時に容器内の生コンクリート類を溢流又は変形させる溢流部を設けてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価方法。
【請求項3】
請求項2の方法において,前記溢流部により,前記容器内の生コンクリート類を荷重の向きと異なる向きに溢流又は変形させてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価方法。
【請求項4】
請求項1から3の何れかの方法において,前記可撓性周壁全体に荷重を均等に加えてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価方法。
【請求項5】
請求項1から4の何れかの方法において,前記加える荷重の大きさを変えながら可撓性周壁又は生コンクリート類の変形量の計測を繰り返し,前記変形量の荷重に対する変化率により生コンクリート類の塑性変形性能を評価してなる生コンクリート類の塑性変形性能評価方法。
【請求項6】
少なくとも一部分が可撓性の周壁で囲まれた内部に生コンクリート類を充填する容器,前記可撓性周壁に所定大きさ及び向きの荷重を加える荷重付加手段,及び前記荷重付加時の可撓性周壁又は生コンクリート類の変形量を計測する計測手段を備え,前記変形量により生コンクリート類の塑性変形性能を評価してなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項7】
請求項6の装置において,前記容器に,前記荷重付加時に容器内の生コンクリート類を溢流又は変形させる溢流部を設けてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項8】
請求項7の装置において,前記溢流部により,前記容器内の生コンクリート類を荷重の向きと異なる向きに溢流又は変形させてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項9】
請求項6から8の何れかの装置において,前記荷重付加手段に,前記可撓性周壁全体に接する密封空間を形成する形成手段と当該密封空間内に加圧流体を導入する導入手段とを含め,前記加圧流体の導入により可撓性周壁全体に荷重を均等に加えてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項10】
請求項9の装置において,前記容器を少なくとも一方が可撓性の筒状周壁と両端面とで囲まれた筒状容器とし,前記荷重付加手段により筒状周壁の外面全体に筒径内向きの荷重を均等に加え,前記計測手段により筒状周壁の筒径方向の撓み量又は筒軸方向の歪み量を計測してなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項11】
請求項9の装置において,前記容器を可撓性の内側筒状周壁と非可撓性の外側筒状周壁との間のドーナツ状断面空間に生コンクリート類を充填する二重筒状容器とし,前記荷重付加手段により内側筒状周壁の内面全体に筒径外向きの荷重を均等に加え,前記計測手段により筒状周壁の筒径方向の撓み量又は筒軸方向の歪み量を計測してなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【請求項12】
請求項10又は11の装置において,前記筒状容器の片側端面に生コンクリート類を取り入れる開閉可能な充填口を設け,前記筒状容器の反対側端面に生コンクリート類を溢流又は変形させる溢流部を設けてなる生コンクリート類の塑性変形性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は生コンクリート類の塑性変形性能評価方法及び装置に関し,とくに生コンクリート類のスランプ値と相関のある塑性変形性能を評価する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
施工前の未だ固まらない状態のフレッシュコンクリート,生コンクリート,固練りモルタル等(以下,これらをまとめて生コンクリート類という)には,施工時に型枠のすみずみや鉄筋の周囲に十分にいきわたるような変形性を有すること,締固めや仕上げが容易にできるような流動性を有すること,施工中に材料分離を生じないこと,といった施工に適する様々な性能が求められる(非特許文献1)。このような施工性に影響を与える生コンクリート類の性能は全体としてワーカビリティと呼ばれるが,そのうち変形ないし流動に対する抵抗性の性能はコンシステンシーと呼ばれており,従来は主にスランプ試験により評価されている。
【0003】
スランプ試験は,図7(A)及び(B)に示すような高さ30cmのスランプコーン40に生コンクリート類Cを充填したのち引き上げ,図7(C)に示すように自重によって変形したコンクリーCの沈下量SL(cm)をスランプ値として評価する方法である。スランプ値の大きい生コンクリート類は流動性が高く施工作業が容易であるが,流動性を確保するために水分量を増やすこと等に起因して作業中に材料分離を生じる傾向が大きくなるため,コンクリート構造物の品質低下の原因となりうる。そのため,生コンクリート類の施工サイトでは,予めスランプ目標値を設定し,コンクリートプラントにおいてスランプ値が目標値となるように製造された生コンクリート類を順次スランプ値として評価して受け入れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭62−066136号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】小林一輔ほか「最新コンクリート工学(第6版)」森北出版,2015年8月31日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし,生コンクリート類のスランプ値は時間経過やポンプ圧送の影響によって変化するので,上述したようにコンクリートプラントから生コンクリート類を受け入れる施工サイトでは,プラントからの経路における渋滞の影響等によって用いるコンクリートのスランプ値にバラツキを生じる問題点がある。また,プラントにおける練り混ぜバッチ毎の使用材料の品質や環境温度の影響によって,生コンクリート類のスランプ値にバラツキを生じる場合もある。施工する生コンクリート類のスランプ値のバラツキは,当然に施工性能に違いを生じさせるので,スランプ目標値を前提とした同じ条件で施工するとコンクリート構造物の品質低下を招くおそれがある。このような構造物の品質低下を防止するため,施工サイトにおいて受け入れた生コンクリート類の性能を連続的に管理してバラツキを避けたいとの要望がある。
【0007】
図7のスランプ試験はバッチ式であるから,施工サイトに順次供給される生コンクリート類の性能を連続的に管理する場合に適用することは困難である。本発明者は,通常状態において生コンクリート類は非圧縮性とみなすことができるから,スランプ値を「自重による塑性変形性能の程度」と理解すれば,自重に代えて外力により生コンクリート類の塑性変形性能を計測することもできはずであるとの着想を得た。生コンクリート類に外力を加えてスランプ値と相関のある塑性変形性能を評価することができれば,そのような評価方法を生コンクリート類の施工サイトに適用して順次供給される生コンクリート類の性能を連続的に管理することが期待できる。
【0008】
そこで本発明の目的は,生コンクリート類に外力を加えて塑性変形性能を評価する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
図1図2及び図3(A)の実施例を参照するに,本発明による生コンクリート類の塑性変形性能評価方法は,少なくとも一部分が可撓性の周壁11で囲まれた容器10の内部に生コンクリート類Cを充填し(図1(A)及び(B)参照),可撓性周壁11に所定大きさ及び向きの荷重Pを加えたときの可撓性周壁11又は生コンクリート類Cの変形量δを計測し(図1(C)及び(D)参照),変形量δにより生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価してなるものである。
【0010】
また,図1図2及び図3(A)の実施例を参照するに,本発明による生コンクリート類の塑性変形性能評価装置は,少なくとも一部分が可撓性の周壁11で囲まれた内部に生コンクリート類Cを充填する容器10,可撓性周壁11に所定大きさ及び向きの荷重Pを加える荷重付加手段20,及び荷重付加時の可撓性周壁11又は生コンクリート類Cの変形量δを計測する計測手段30を備え,変形量δにより生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価してなるものである。
【0011】
好ましくは,図1図2及び図3(B)に示すように,容器10に,荷重付加時に容器10内に充填された生コンクリート類Cを溢流又は変形させる溢流部17を設ける。望ましくは,溢流部により,容器10内の生コンクリート類Cを荷重Pの向きと異なる向きに溢流又は変形させる。更に好ましくは,図1及び図2に示すように,荷重付加手段20に,可撓性周壁11の全体に接する密封空間22を形成する形成手段21と,密封空間22内に加圧流体Fを導入する導入手段24とを含め,加圧流体Fの導入により可撓性周壁11の全体に荷重Pを均等に加える。
【0012】
望ましい実施例では,図1に示すように,容器10を可撓性の筒状周壁11と非可撓性の両端面とで囲まれた筒状容器10aとし,荷重付加手段20により筒状周壁11の外面全体に筒径内向きの荷重Pを均等に加え,計測手段30により筒状周壁11の筒径方向の撓み量δ(図1参照)又は筒軸方向の歪み量δ(図4参照)を計測する。筒状容器10aの片側端面に生コンクリート類Cを取り入れる開閉可能な充填口16を設け,筒状容器10aの反対側端面に生コンクリート類Cを溢流又は変形させる溢流部17を設けることができる。
【0013】
望ましい他の実施例では,図2に示すように,容器10を可撓性の内側筒状周壁11と非可撓性の外側筒状周壁12との間のドーナツ状断面空間に生コンクリート類Cを充填する二重筒状容器(10b+10c)とし,荷重付加手段20により内側筒状周壁11の内面全体に筒径外向きの荷重Pを均等に加え,計測手段30により筒状周壁11の筒径方向の撓み量δ又は筒軸方向の歪み量δを計測する。この場合も,筒状容器(10b+10c)の片側端面に生コンクリート類Cを取り入れる開閉可能な充填口16を設け,筒状容器(10b+10c)の反対側端面に生コンクリート類Cを溢流又は変形させる溢流部17を設けることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明による生コンクリート類の塑性変形性能評価方法及び装置は,少なくとも一部分が可撓性の周壁11で囲まれた容器10の内部に生コンクリート類Cを充填し,可撓性周壁11に所定大きさ及び向きの荷重Pを加えたときの可撓性周壁11又は生コンクリート類Cの変形量δを計測し,その変形量δにより生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価するので,次の有利な効果を奏する。
【0015】
(イ)可撓性周壁11で囲まれた容器10の内部に生コンクリート類Cを充填したうえで外力Pを加え,内部の生コンクリート類Cの塑性変形に応じた周壁11又はコンクリートCの変形量δを計測することにより,その変形量δから外力Pに応じた生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価することができる。
(ロ)容器10に生コンクリート類Cを加圧向きと異なる向きに溢流又は変形させる溢流部17を設け,生コンクリート類Cを容器10内に充填したのち加圧向きと異なる向きに溢流又は変形させることにより,生コンクリート類Cの流動性だけでなく変形性の反映された変形量δを計測することができ,変形量δとスランプ値との相関性を高めることができる。
【0016】
(ハ)また,生コンクリート類Cと接触する可撓性周壁11の全体に荷重Pを均等に加えることにより,生コンクリート類Cの一部分だけでなく全体的な流動性及び変形性の反映された変形量δを計測することができ,変形量δとスランプ値との相関性を更に高めることが期待できる。
(ニ)生コンクリート類を可撓性周壁11で囲まれた容器10に充填して加圧するサイクルを繰り返すことにより,施工サイトにおいて順次供給される生コンクリート類の塑性変形性能を連続的に管理することが可能となる。
(ホ)また,本発明の評価装置を規格外の生コンクリート類を分別するシステムと組み合わせることにより,塑性変形性能を連続的に管理しながら規格外の生コンクリート類を容易に排除することができ,生コンクリート類を用いた構造物の品質向上に貢献することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
以下,添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。
図1】本発明による塑性変形性能評価装置の一実施例の説明図である。
図2】本発明による塑性変形性能評価装置の他の実施例の説明図である。
図3】本発明による塑性変形性能評価装置の更に他の実施例の説明図である。
図4】本発明による塑性変形性能評価装置の更に他の実施例の説明図である。
図5】本発明による塑性変形性能評価装置をコンクリート圧送路に適用して生コンクリート類の性能を連続的に管理する実施例の説明図である。
図6】本発明で計測する生コンクリート類の塑性変形性能とスランプ値との相関性を示すグラフの一例である。
図7】従来のスランプ試験の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1は,本発明の塑性変形性能評価装置1の一実施例を示す。図示例の評価装置1は,少なくとも一方が可撓性の円筒状周壁11と両端面とで囲まれた内部に生コンクリート類Cを充填する筒状容器10aと,可撓性周壁11又は端面に所定大きさ及び向きの荷重Pを加える荷重付加手段20と,荷重付加時の可撓性周壁11又は端面の変形量δを計測する計測手段30とを有する。筒状容器10aの内部に生コンクリート類Cを充填したのち,荷重付加手段20により可撓性周壁11又は端面に外側から内側向きの所定荷重Pを加えて内部の生コンクリート類Cを塑性変形させ,計測手段30により可撓性周壁11又は端面の変形量δを計測することにより生コンクリート類Cの塑性変形性能を把握する。
【0019】
図示例の筒状容器10は,円筒状周壁11を可撓性とし,両端面を非可撓性としたものである。すなわち,片側の非可撓性端面に生コンクリート類Cを取り入れる蓋体16a付き充填口16を設け,反対側の非可撓性端面に内部の生コンクリート類Cを荷重付加時に溢流又は変形させる蓋体17a付き溢流部17を設け,両端面を除く円周面全体を可撓性材料製,例えばゴム膜その他の可撓膜製の可撓性周壁11としている。ただし,生コンクリート類Cを充填する容器10は円筒状に限るわけではなく,例えば図3(A)の他の実施例に示すように容器10を箱状とし,その箱状容器10の6周面のうち少なくとも一部,例えば1面(頂面)を可撓性壁11とすることができる。また,筒状容器10を用いる場合も,円筒状周壁11と両端面との少なくとも一方が可撓性であれば,可撓性の何れか一方に荷重Pを加えたときの他方の変形量δを計測することにより,生コンクリート類Cの塑性変形性能を把握することができる。
【0020】
図1の評価装置1を用いて生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価する場合は,先ず溢流部17を閉鎖すると共に充填口16を開放し,図1(A)及び(B)に示すように,生コンクリート類Cを内部に取り入れて充填する。例えば図5に示すように,筒状容器10の開放した充填口16をコンクリート圧送路40(上流側圧送路40aと下流側圧送路40bとの間)に挿入することにより,圧送路40を連続的に流れる生コンクリート類Cの一部を抜き取って容器10内に取り入れることができる。図5の実施例では,後述するように,コンクリート圧送路40と筒状容器10との間に挿入された閉止板46が充填口16の蓋体16aとして機能する。
【0021】
筒状容器10内に生コンクリート類Cを充填したのち,図1(C)及び(D)に示すように,充填口16を閉鎖すると共に溢流部17を開放し,内部の生コンクリート類Cが塑性変形できる領域を設ける。そのうえで,荷重付加手段20により可撓性周壁11の外面に容器10の内側向きの荷重P,図示例では筒径内向きの荷重Pを加えて内部の生コンクリート類Cを溢流部17に溢流させて塑性変形させ,生コンクリート類Cの塑性変形に応じて変形する可撓性周壁11の変形量δを計測手段30によって計測する。可撓性周壁11の変形量δは部位毎に相違しうるが,例えば予め可撓性周壁11の構造を考慮して荷重付加時に最大変形する部位を定め,その最大変形する部位の変形量δを計測する。可撓性周壁11の変形量δには生コンクリート類Cの流動性及び変形性が反映されており,その変形量δから生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価することができる。
【0022】
図1の実施例では,溢流部17を筒状容器10の端面に設けた開口(溢流口)としているが,溢流部17は開口に限定されず,例えば図3(A)及び(B)に示すように,溢流口の外側に生コンクリート類Cの塑性変形に必要な荷重以下の背圧が作用する空間又は管路(溢流空間又は溢流管路)を設けて溢流部17としてもよい。すなわち,容器10の周壁の一部分に生コンクリート類Cの塑性変形に必要な荷重で外側へ変形可能な部位を設けて溢流部17とすることができる。
【0023】
また,図1の実施例では,筒状容器10の片側端面に充填口16を設けると共に反対側端面に溢流部17を設けているが,充填口16を溢流部17としても機能させることにより,筒状容器10の一方の端面を常に閉止することも可能である。すなわち,充填口16から生コンクリート類Cを内部に取り入れて充填したのち,可撓性周壁11への荷重Pの付加時に内部の生コンクリート類Cを充填口16(溢流部17)から溢流させて塑性変形させることができる。更に,図1では計測手段30により可撓性周壁11の変形量δを計測しているが,例えば図3(A)及び(B)に示すように,計測手段30により塑性変形する生コンクリート類Cの変形量δを直接計測してもよい。なお,図1の溢流部17の蓋体17aは,充填口16の蓋体16aと同様に開閉可能なものであり,例えば図5の閉止板46と同様のものとすることができる。
【0024】
図3(A)の塑性変形性能評価装置1は,箱状容器10の1面(頂面)を可撓性壁11とすると共に他の5面を非可撓性壁12とし,可撓性壁11と対向する非可撓性壁12に蓋体17a付き溢流部17を設け,他の非可撓性壁12に蓋体16a付き充填口16を設けたものである。溢流部17には生コンクリート類Cの塑性変形荷重以下の背圧が作用するピストン35の一端を嵌合させ,そのピストン35を溢流部17の蓋体17aとして機能させる。また,ピストン35の他端を計測シリンダ36に嵌合させ,ピストン35と計測シリンダ36とにより計測手段30を構成する。
【0025】
図3(A)の評価装置1を用いて生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価する場合は,先ず溢流部17のピストン35をロック(溢流部27を閉鎖)すると共に充填口16を開放したうえで,生コンクリート類Cを内部に取り入れて充填する。生コンクリート類Cを充填したのち,充填口16を閉鎖すると共にピストン35のロックを解除(溢流部27を開放)したうえで,可撓性壁11にピストン移動方向の荷重Pを加えて内部の生コンクリート類Cを溢流部17に溢流させ,塑性変形した生コンクリート類Cの変形量を計測手段30の計測シリンダ36によって計測する。図3(A)の実施例では,可撓性壁11の加圧向きと生コンクリート類Cの溢流する向きとが一致している。
【0026】
図3(B)は,図3(A)と同様の箱状容器10を用い,容器10に充填された生コンクリート類Cを可撓性壁11の加圧向きと異なる向きに溢流又は変形させる塑性変形性能評価装置1の実施例を示す。図3(A)のように可撓性壁11の加圧向きと生コンクリート類Cの溢流向きとが一致している場合は,可撓性壁11に加えた荷重Pによって生コンクリート類Cを流動させることはできるが,生コンクリート類Cを十分に変形させることができず,変動量δに生コンクリート類Cの流動性及び変形性が十分に反映されないおそれがある。図3(B)のように可撓性壁11の加圧向きと生コンクリート類Cの溢流向きとを相違させることにより,可撓性壁11に加えた荷重Pによって生コンクリート類Cを流動させると共に変形させ,変動量δに生コンクリート類Cの流動性及び変形性を十分反映させることができる。なお,図3(B)の評価装置1を用いた場合も,溢流部17が可撓性壁11と対向しない非可撓性壁12に設けられている点を除き,生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価する方法は図3(A)の場合と同様である。
【0027】
図1の評価装置1においても,可撓性周壁11の加圧向きは筒径方向であるのに対し,生コンクリート類Cの溢流向きは筒軸方向であるから,図3(B)の場合と同様に容器10内に充填された生コンクリート類Cを可撓性壁11の加圧向きと異なる向きに溢流又は変形させることができ,可撓性周壁11の変形量δに生コンクリート類Cの変形性及び流動性を十分反映させ,スランプ値との相関性の高い変形量δを計測することが期待できる。また,図3の箱状容器10では可撓性周壁11と生コンクリート類Cとの接触面積が比較的小さいのに対し,図1の円筒状容器10aは両端面を除く円周面全体を可撓性とし,可撓性周壁11と生コンクリート類Cとの接触面積を大きくすることにより,可撓性壁11に加えた荷重Pにより生コンクリート類Cを全体的に流動及び変形させ,可撓性周壁11の変形量δに生コンクリート類Cの全体的な流動性及び変形性を反映させることができる。
【0028】
望ましくは,図1に示すように,荷重付加手段20によって生コンクリート類Cと接触する可撓性周壁11の全体に所定大きさ及び向きの荷重Pを均等に加える。図1のように可撓性周壁11が比較的広い面積で生コンクリート類Cと接触する場合に,可撓性周壁11に加える荷重Pが不均等であると,生コンクリート類Cを全体的に流動及び変形させることができないおそれを生じる。可撓性周壁11の全体に荷重Pを均等に加えることにより,可撓性周壁11の変形量δに生コンクリート類Cの全体的な流動性及び変形性を十分に反映させ,変形量δとスランプ値との相関性を更に高めることが期待できる。
【0029】
図1の荷重付加手段20は,可撓性周壁11の全体に接する密封空間22を形成する形成手段21と,密封空間22内に加圧流体Fを導入する導入手段24とを有し,加圧流体Fの導入によって生コンクリート類Cと接触する可撓性周壁11の全体に荷重Pを均等に加えている。すなわち,図示例では可撓性周壁11の外面全体を所要間隙で気密又は水密に覆う隔壁を形成手段21とし,その隔壁21と可撓性周壁11との間隙を密封空間22とし,導入手段24から隔壁21の導入孔18を介して密閉空間22内に加圧流体Fを導入して筒状周壁11の外面全体に筒径内向きの荷重Pを均等に加えている。加圧流体は,供給排出速度の観点からは気体であることが望ましいが,液体とすることも可能である。
【0030】
図1の計測手段30aは,可撓性周壁11の外面全体に筒径内向きの荷重Pを均等に加えたときの筒状周壁11の筒径方向の撓み量を変形量δとして計測するものである。従来技術に属する様々な撓み量の計測手段30aを適用できるが,例えば計測手段30aに所定長さの棒状部材を含め,その棒状部材の一端を可撓性周壁11に枢着すると共に,棒状部材の他端を隔壁21の計測孔19を介して隔壁21の外側に突出させ,隔壁21の外側の突出長さの変動により荷重付加時の可撓性周壁11の撓み量δを計測する。予め可撓性周壁11の構造を考慮して荷重付加時に撓み量が最大となる部位を定め,計測手段30aにより最大撓み部位の撓み量δを計測することができるが,計測手段30aにより複数部位の撓み量を計測し,それらから所定演算式(例えば平均演算式)により筒状周壁11の変形量δを算出してもよい。なお,図示例の計測孔19は,密封空間22を壊さないように気密性又は水密性のものとし,できるだけ摺動抵抗の小さいものが望ましい。
【0031】
図1のような撓み量の計測手段30aに代えて,図4に示すように,可撓性周壁11の外面全体に筒径内向きの荷重Pを均等に加えたときの筒状周壁11の筒軸方向の歪み量を変形量δとして計測する計測手段30bを用いることも可能である。歪み量の計測手段30bも従来技術に属する様々なものを適用できるが,例えば筒状周壁11の外面上の筒軸方向に離れた2点間の外面に沿った距離(弧長)又は鉛直に隔てた距離(弦長)の変動により荷重付加時の可撓性周壁11の歪み量δを計測する。この場合は,図4に示すように,外面全体に筒径内向きの荷重Pを均等に加えたときにほぼ円弧状に変形する可撓性周壁11を用いることが望ましい。また,可撓性周壁11の構造を考慮して荷重付加時に歪み量が最大となる部位を予め定め,計測手段30bにより最大歪み部位の歪み量δを計測することができるが,計測手段30aにより複数部位の歪み量を計測し,それらから所定演算式(例えば平均演算式)により筒状周壁11の変形量δを算出してもよい。
【0032】
本発明の塑性変形性能評価装置1によれば,可撓性周壁11で囲まれた容器10の内部に生コンクリート類Cを充填したうえで外力Pを加え,内部の生コンクリート類Cの流動性及び変形性が反映された可撓性周壁11の変形量δを計測するので,スランプ値と相関のある生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価することができる。また,容器10内の生コンクリート類Cを加圧向きと異なる向きに溢流又は変形させることにより,生コンクリート類Cの流動性及び変形性が十分に反映された変形量δを計測することができ,変形量δからスランプ値との相関性が高い塑性変形性能を評価することができる。更に,可撓性周壁11の全体に荷重Pを均等に加えることにより,変形量δとスランプ値との相関性を一層高めることも期待できる。
【0033】
図6は,本発明の塑性変形性能評価装置1により計測した変形量δとスランプ値との相関性を示すグラフの一例である。例えば,可撓性周壁11に加える荷重Pの大きさを変えながら変形量δの計測を繰り返し,変形量δの荷重Pに対する変化率を求める。図6(A)に示すように,変形量δの荷重Pに対する変化率はスランプ値に対応していると想定されるので,予め生コンクリート類Cのサンプルを利用して図6(A)のような変形量δの荷重Pに対する変化率とスランプ値との複数の対応関係を求めておけば,計測対象の生コンクリート類Cの変形量δの荷重Pに対する変化率からその生コンクリート類Cのスランプ値を推定することができる。
【0034】
また図6(B)は,図6(A)のような変形量δの荷重Pに対する変化率とスランプ値との対応関係を,荷重P毎に整理して変形量δとスランプ値との対応関係に変換したグラフを示す。図6(B)のような所定荷重Pのグラフを予め求めておけば,計測対象の生コンクリート類Cに所定荷重Pを加えたときの変形量δを計測することにより,所定荷重Pのグラフから変形量δをスランプ値に変換して求めることも可能である。
【0035】
こうして本発明の目的である「生コンクリート類に外力を加えて塑性変形性能を評価する方法及び装置」の提供を達成することができる。
【実施例1】
【0036】
図2は,本発明の塑性変形性能評価装置1の他の実施例を示す。図示例の評価装置1は,可撓性の内側筒状周壁11と非可撓性の外側筒状周壁12との間のドーナツ状断面空間に生コンクリート類Cを充填する二重筒状容器(10b+10c)と,内側筒状周壁11の内面全体に筒径外向きの荷重Pを均等に加える荷重付加手段20と,筒状周壁11の筒軸方向の歪み量δを計測する計測手段30とを有する。図示例の二重筒状容器(10b+10c)においても両端面は非可撓性であり,片側端面に生コンクリート類Cを取り入れる蓋体16a付き充填口16を設け,反対側端面に内部の生コンクリート類Cを荷重付加時に溢流又は変形させる蓋体17a付き溢流部17を設けている。
【0037】
図2の内側筒状周壁11は,両端面を除く円周面全体を可撓性材料製,例えばゴム膜その他の可撓膜製としたものであり,図2の外側筒状周壁12は,内側筒状周壁11の外面全体を所要間隙で覆う非可撓性のものであり,内外周壁11,12の間隙を生コンクリート類Cの充填空間としている。また,図2(B)に示すように,内側筒状周壁11の内部には軸方向に沿って芯材が延在しており,その芯材の両端で内側筒状周壁11の両端面を気密又は水密に塞ぐことにより筒体周壁11の内側全体と密封空間22としている。図示例の芯材は,内側筒状周壁11の全体に接する密封空間22を形成する形成手段21として機能する。
【0038】
図2の内側筒状周壁11の内部には,芯材に沿って密封空間22に加圧流体Fを導入する導入手段24が設けられており,加圧流体Fの導入によって内側筒状周壁11の内面全体に筒径外向きの荷重Pを均等に加えることができる。加圧流体は,供給排出速度の観点からは気体であることが望ましいが,液体とすることも可能である。また図示例の計測手段30bは,図4の場合と同様に,可撓性周壁11の内面に荷重Pを加えたときの可撓性周壁11の筒軸方向の歪み量を変形量δとして計測するものである。歪み量の計測手段30bに代えて,図1の場合と同様の撓み量の計測手段30aを用いることも可能である。
【0039】
図2の評価装置1を用いて生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価する場合は,溢流部17を閉鎖すると共に充填口16を開放したうえで,図2(A)及び(B)に示すように,内側筒状周壁11と外側筒状周壁12との間隙に生コンクリート類Cを取り入れて充填する。図2の評価装置1も,例えば図5のコンクリート圧送路40に充填口16を挿入することにより,圧送路40を連続的に流れる生コンクリート類Cの一部を抜き取って二重筒状容器(10b+10c)の内部に取り入れることができる。
【0040】
二重筒状容器(10b+10c)内に生コンクリート類Cを充填したのち,図2(C)及び(D)に示すように,充填口16を閉鎖すると共に溢流部17を開放して生コンクリート類Cが塑性変形できる領域を設けたうえで,荷重付加手段20により可撓性周壁11の内面に筒径外向きの荷重Pを加えて生コンクリート類Cを溢流部17に塑性変形させ,塑性変形に応じた可撓性周壁11の変形量δを計測手段30b(又は計測手段30a)によって計測する。図2の評価装置1においても,可撓性周壁11の変形量δには生コンクリート類Cの流動性及び変形性が反映されており,その変形量δからスランプ値との相関性の高い塑性変形性能を評価することができる。
【実施例2】
【0041】
図5は,上述した本発明の塑性変形性能評価装置1を施工サイトのコンクリート圧送路に適用した実施例を示す。図5(A)に示す施工サイトは,受け入れ施設41から打設現場43までコンクリート圧送路40が配置されており,そのコンクリート圧送路40の途中に図5(B)のような切り替え装置45を介して本発明の評価装置1が挿入されている。切り替え装置45は,通常時は上流側圧送路40aと下流側圧送路40bとを接続して生コンクリート類Cを打設現場43に送り出すが,適宜に上流側圧送路40aを一時的に評価装置1に接続替えし,上流側圧送路40aの生コンクリート類Cを評価装置1に抜き取って塑性変形性能を評価することができる。
【0042】
図5(B)に示す切り替え装置45は,上流側圧送路40aの下流端に接続されて揺動自在なS管47と,S管47の開口46aの周囲に取り付けられた閉止板46と,S管47の開口46aを下流側圧送路40bと評価装置1との間で揺動させる揺動手段48とを有する。閉止板46は,S管47の開口46aを下流側圧送路40b,評価装置1の何れか一方の取入れ口と接続したときに,他方の取入れ口を閉鎖する蓋体として機能する。切り替え装置45により上流側圧送路40aの生コンクリート類Cを評価装置1に抜き取るサイクルを繰り返すことにより,施工サイトにおいて順次供給される生コンクリート類の塑性変形性能を連続的に管理することができる。なお,切り替え装置45は図示例に限定されるわけではなく,図5(A)に示すような切替弁V1,V2を用いて切り替え装置45とすることも可能である。
【0043】
また,図示例の下流側圧送路40bには,切替弁V3,V4を用いて規格外の生コンクリート類Cを廃棄施設44に分別するシステムが組み合わされている。例えば,評価装置1において計測された変形量δを制御装置42に伝送して生コンクリート類Cの塑性変形性能を評価し,塑性変形性能が規格内であるときは下流側圧送路40bから打設現場43に生コンクリート類Cを送り出すが,規格外の塑性変形性能が検出された場合は切替弁V3,V4を用いて生コンクリート類Cを下流側圧送路40bから廃棄施設44に送り出す。制御装置42の一例は,図6(A)又は(B)に示すようなグラフを記憶し,変形量δを入寮して生コンクリート類Cの塑性変形性を自動的に評価するプログラムが搭載されたコンピュータである。なお,同コンピュータに,塑性変形性能が規格外の生コンクリート類を検知した際に,管理者にその旨を通知する機能を付与することで,規格外の生コンクリート類の取り扱いに対して,管理者が迅速な判断,対応を行うことが可能となる。図5のように生コンクリート類Cの塑性変形性能を連続的に管理しながら規格外の生コンクリート類を排除することにより,生コンクリート類を用いた構造物の品質向上に貢献することが期待できる。
【符号の説明】
【0044】
1…塑性変形性能評価装置
10…容器 10a…筒状容器
10b,10c…二重筒状容器
11…可撓性壁 12…非可撓性壁
16…充填口 16a…蓋体(閉止板)
17…溢流部 17a…蓋体(閉止板)
18…導入孔 19…計測孔
20…荷重付加手段
21…形成手段 21a…隔壁
21b…形状保持芯材 22…密閉空間
23a,23b…シール部材
24…導入手段(導入路) 26…流体供給装置
30…計測手段
30a…撓み量計測器 30b…歪み量計測器
32…計測ケーブル
35…ピストン 36…計測シリンダ
40…コンクリリート圧送路 41…受け入れ施設
42…制御装置 43…打設現場
44…廃棄施設 45…切り替え装置
46…閉止板 46a…開口
47…S管 48…揺動手段
50…スランプコーン
C…生コンクリート類 D…初期量
δ…変形量 P…荷重
F…流体 V…開閉弁
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7