特開 2017-53827 コンクリートの圧縮強度推定方法

(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2017-53827(P2017-53827A)

(43)【公開日】2017年3月16日

(54)【発明の名称】コンクリートの圧縮強度推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/40 20060101AFI20170224BHJP

   C04B 40/00 20060101ALI20170224BHJP

   G01N 33/38 20060101ALI20170224BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/40 B

   C04B40/00

   G01N33/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-180165(P2015-180165)

(22)【出願日】2015年9月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神頭 峰磯

(72)【発明者】

【氏名】土井 一慶

【テーマコード（参考）】

4G112

【Ｆターム（参考）】

4G112RA07

(57)【要約】

【課題】現場で圧縮強度を推定できる簡易なフレッシュコンクリートの圧縮強度推定方法の提供。
【解決手段】耐熱性を有する容器１００に、フレッシュコンクリートＦＣを充填し、容器１００の外側からマイクロ波照射手段を用いてマイクロ波Ｍを照射して高温状態で所定時間養生して、フレッシュコンクリートＦＣを半硬化させた貫入抵抗試験体ＴＰに貫入抵抗試験器１５０を用いて貫入抵抗値を測定し、貫入抵抗値を用いて貫入抵抗測定用試験体ＴＰの圧縮強度を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

耐熱性を有する容器に、フレッシュコンクリートを充填し、
前記容器の外側からマイクロ波照射手段を用いてマイクロ波を照射して高温状態で所定時間養生し、前記フレッシュコンクリートを半硬化させ、
半硬化状態にある前記フレッシュコンクリートに貫入抵抗試験器を用いて貫入抵抗値を測定し、
前記貫入抵抗値を用いて前記フレッシュコンクリートが硬化して形成されたコンクリートの圧縮強度を推定すること、
を特徴とするコンクリートの圧縮強度推定方法。

【請求項2】

請求項１に記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、
前記フレッシュコンクリートの試験練りの際に、
前記フレッシュコンクリートを用いて管理用供試体を作製し、
前記フレッシュコンクリートを半硬化させて貫入抵抗値を測定し、
前記管理用供試体の圧縮強度と前記貫入抵抗値との相関関係を求め、
前記フレッシュコンクリートを製造した工場より出荷する際に、
前記貫入抵抗試験器を用いた貫入抵抗値の測定を行い、
前記相関関係を用いて前記貫入抵抗値より、これから打込もうとする前記フレッシュコンクリートが硬化した場合に得られる圧縮強度を推定すること、
を特徴とするコンクリートの圧縮強度推定方法。

【請求項3】

請求項１に記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、
前記フレッシュコンクリートの試験練りの際に、
前記フレッシュコンクリートを用いて管理用供試体を作製し、
前記フレッシュコンクリートを半硬化させて貫入抵抗値を測定し、
前記管理用供試体の圧縮強度と前記貫入抵抗値との相関関係を求め、
前記フレッシュコンクリートを打込む現場にて、
前記貫入抵抗試験器を用いた貫入抵抗値の測定を行い、
前記相関関係を用いて前記貫入抵抗値より、これから打込もうとする前記フレッシュコンクリートが硬化した場合に得られる圧縮強度を推定すること、
を特徴とするコンクリートの圧縮強度推定方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、
前記フレッシュコンクリートの前記マイクロ波を用いた養生時間が、前記貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２以上となるように設定されること、
を特徴とするコンクリートの圧縮強度推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリートの圧縮強度を推定する方法に関し、具体的には貫入抵抗試験器を用いて貫入抵抗値を得て、この結果から材齢２８日の圧縮強度との相関性を利用してコンクリートの圧縮強度を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、フレッシュコンクリートの品質管理は、フレッシュコンクリートを打込む際に、その打込みに用いるフレッシュコンクリートで管理用供試体を作製して圧縮強度を測定していた。圧縮強度の測定は通常は材齢２８日の管理用供試体を用いて行い、これを基準として判断している。これは、コンクリート構造物に用いたフレッシュコンクリートより管理用供試体を作製し、２８日間かけて凝結・硬化した時点で圧縮強度を確認する試験である。その為、この時間を短縮して早期に圧縮強度を求める技術が切望されていた。

【0003】

特許文献１には、供試体の製造方法に関する技術が開示されている。フレッシュコンクリートを充填した型枠を圧力容器内に収容してマイクロ波を照射して高温、高圧状態で所定時間コンクリートを養生する。その後、型枠を圧力容器内から取り出すと共に、脱型して供試体を作製する。この様にマイクロ波を用いて高温、高圧状態での養生によって、管理用供試体の早期作製が実現できるので、コンクリートの圧縮強度の早期確認が可能となる。この養生を促進した管理用供試体（以下、「促進養生供試体」と称する）を用いることで、実際に現場で打設するフレッシュコンクリートの品質管理を実現できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−１９１９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、促進養生供試体を作製して圧縮強度試験を行う必要がある為に、１回の圧縮強度試験を行うのに１時間弱程度の時間を要する。この為、従来よりも時間が短縮されるとは言え、複数のロットの圧縮強度について全数検査を行う事を考えると、更なる時間短縮の必要がある。また、現場にてコンクリートの圧縮強度を推定したい場合には、現場にて促進養生供試体を作製する必要がある他、現場にて圧縮強度試験機を用いて促進養生供試体の圧縮強度を調べる必要がある。通常、圧縮強度試験機は荷重容量が１００ｋＮ程度の装置であっても１ｔ程度の重量があり、しっかりした基礎の上に設置して使う事が求められる。この為、現場で作製した促進養生供試体の圧縮強度を、現場にて圧縮強度試験機を用いて測定することは困難である。

【0006】

そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、短時間で圧縮強度を推定できる簡易なコンクリートの圧縮強度推定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明の一態様によるフレッシュコンクリートの圧縮強度推定方法は、以下のような特徴を有する。

【0008】

（１）耐熱性を有する容器に、フレッシュコンクリートを充填し、前記容器の外側からマイクロ波照射手段を用いてマイクロ波を照射して高温状態で所定時間養生し、前記フレッシュコンクリートを半硬化させ、半硬化状態にある前記フレッシュコンクリートに貫入抵抗試験器を用いて貫入抵抗値を測定し、前記貫入抵抗値を用いて前記フレッシュコンクリートが硬化して形成されたコンクリートの圧縮強度を推定すること、を特徴とする。

【0009】

上記（１）に記載の態様によれば、容器に入れたフレッシュコンクリートを半硬化させ、貫入抵抗試験器を用いてコンクリートの貫入抵抗値を測定することで圧縮強度の推定が可能となる。この為、フレッシュコンクリートを打込む前に、短時間でフレッシュコンクリートの品質をチェックできる。この結果、建設するコンクリート構造物の品質を高める事に貢献することが出来る。

【0010】

（２）（１）に記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、前記フレッシュコンクリートの試験練りの際に、前記フレッシュコンクリートを用いて管理用供試体を作製し、前記フレッシュコンクリートを半硬化させて貫入抵抗値を測定し、前記管理用供試体の圧縮強度と前記貫入抵抗値との相関関係を求め、前記フレッシュコンクリートを製造した工場より出荷する際に、前記貫入抵抗試験器を用いた貫入抵抗値の測定を行い、前記相関関係を用いて前記貫入抵抗値より、これから打込もうとする前記フレッシュコンクリートが硬化した場合に得られる圧縮強度を推定すること、が好ましい。

【0011】

上記（２）に記載の態様によれば、特許文献１に示した技術と比較しても促進養生供試体を作らず、フレッシュコンクリートを半硬化の状態にして貫入抵抗値を測定すれば良いため、加熱時間を短縮できる。また、貫入抵抗値の測定も圧縮強度試験に比べて手軽に出来るため、圧縮強度の推定に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

【0012】

（３）（１）に記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、前記フレッシュコンクリートの試験練りの際に、前記フレッシュコンクリートを用いて管理用供試体を作製し、前記フレッシュコンクリートを半硬化させて貫入抵抗値を測定し、前記管理用供試体の圧縮強度と前記貫入抵抗値との相関関係を求め、前記フレッシュコンクリートを打込む現場にて、前記貫入抵抗試験器を用いた貫入抵抗値の測定を行い、前記相関関係を用いて前記貫入抵抗値より、これから打込もうとする前記フレッシュコンクリートが硬化した場合に得られる圧縮強度を推定すること、が好ましい。

【0013】

上記（３）に記載の態様によれば、貫入抵抗試験器を用いてコンクリートの圧縮強度の推定ができるため、フレッシュコンクリートを打設する現場においても手軽に実施することが可能となる。この結果、フレッシュコンクリートを打込む直前の圧縮強度を含めた品質管理が可能となり、より高い品質のコンクリート構造物の施工が実現出来る。

【0014】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のコンクリートの圧縮強度推定方法において、前記フレッシュコンクリートの前記マイクロ波を用いた養生時間が、前記貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２以上となるように設定されること、が好ましい。

【0015】

上記（４）に記載の態様により、適切な貫入抵抗値を図ることが可能となる。出願人の実験によれば、半硬化状態のフレッシュコンクリートの貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２以上であれば概ね圧縮強度と貫入抵抗値の適切な相関関係が得られることが分かっている。このため、例えば試験練り段階でフレッシュコンクリートを硬化する過程でどの程度の時間加熱すれば、貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２以上となるかを調査することで、スムーズな貫入抵抗試験が実施でき、結果的にコンクリートの圧縮強度の推定に要する時間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態の、貫入抵抗測定用試験体の作製手順を模式化したものであり、（ａ）に、フレッシュコンクリート充填工程を、（ｂ）に、温度計測手段を埋め込む様子を、（ｃ）に、促進養生工程を、（ｄ）に、貫入抵抗値の測定の様子を示している。

【図2】第１実施形態の、貫入抵抗試験の作業手順を示すフローチャートである。

【図3】第１実施形態の、貫入抵抗測定用試験体の作製手順を示すフローチャートである。

【図4】第１実施形態の、フレッシュコンクリートの運搬例を示す模式図である。

【図5】第１実施形態の、貫入抵抗値とσ２８の関係を示すグラフである。

【図6】第３実施形態の、圧縮強度試験の作業手順を示すフローチャートである。

【図7】第３実施形態の、貫入抵抗測定用試験体の作製手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明を行う。図１に、第１実施形態の、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製手順を模式化したものであり、（ａ）に、フレッシュコンクリート充填工程を、（ｂ）に、温度計測手段を埋め込む様子を、（ｃ）に、促進養生工程を、（ｄ）に、貫入抵抗値の測定の様子を示している。貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作製する容器１００は、蓋付きの樹脂容器を想定している。無論、容器１００に用いる材質については、耐熱性があればガラス製や陶器製であっても良いが、上蓋１０１で蓋ができることと、マイクロ波を透過できるような物性の材質であることが望ましい。なお詳細は後述するが、容器１００内で加熱されて半硬化状態となったフレッシュコンクリートＦＣを貫入抵抗測定用試験体ＴＰとしている。

【0018】

また、容器１００の開口部は所定の面積がある事が望ましい。これは、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの表面積の確保を目的としている。出願人の実験によれば、容器１００の壁面付近より、中央部の方が柔らかくなる傾向にある事が分かっていて、貫入抵抗測定部位を確保するためには容器１００の開口面積は広い方が望ましい。上蓋１０１の材質は問わないが、耐熱性があり適切にフレッシュコンクリートＦＣからの水分蒸発を防げる機能が必要となる。温度計測手段１１０は、熱電対を想定している。電子レンジ２００は、マイクロ波照射手段であり、容器１００に対してマイクロ波Ｍを適切に照射できる機能を有している。

【0019】

貫入抵抗試験器１５０は、ハンディ型のプッシュプルゲージを想定しており、容易に可搬できる。貫入抵抗測定は、大型の機械でも行うことが出来るが、現場での運用を考えてハンディ型の小型機を用いることが望ましい。そして貫入抵抗試験器１５０の先端には円柱形状の貫入針１５１が取り付けられている。この貫入針１５１を貫入抵抗測定用試験体ＴＰの表面から挿入して、貫入抵抗値を測定する。詳しくは後述する。

【0020】

図２に、貫入抵抗試験の作業手順をフローチャートに示す。図３に、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製手順をフローチャートに示す。なお、これらのフローチャートは、説明の都合上、手順を簡略化して説明している。最初に、貫入抵抗試験の作業手順について、図２を用いながら説明を行う。

【0021】

Ｓ１０では、試験練りを行い、貫入抵抗相関図の作成を行う。試験練りは、水セメント比（以下、「Ｗ／Ｃ」とする）の異なる３種類以上の配合を使用する。この試験練りにより、後述する貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値（以下、「貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値」を単に「貫入抵抗値」とする）と管理用供試体の材齢２８日の圧縮強度であるσ２８（以下、「管理用供試体の材齢２８日の圧縮強度」を単に「σ２８」とする）の結果との相関を調べ、貫入抵抗値とσ２８との貫入抵抗相関を示す相関図を作成する。

【0022】

図５に、貫入抵抗値とσ２８の関係をグラフに示す。縦軸はσ２８を、横軸は貫入抵抗値を示している。図５は、試験練りを行いＷ／Ｃを変えて測定した貫入抵抗値とσ２８の関係を示すものであり、Ｗ／Ｃが４０％、５０％、６０％の貫入抵抗測定用試験体ＴＰと管理用供試体をそれぞれ用意し、貫入抵抗値とσ２８を測定し、その平均値を用いてグラフ化している。その結果、相関係数は０．９程度の高い相関性を示している事が分かった。そして、後述する貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値より、図５を用いてコンクリート構造物のσ２８を推定する。Ｓ１０においても、Ｗ／Ｃが４０％、５０％、６０％の貫入抵抗測定用試験体ＴＰをそれぞれ用意し、貫入抵抗試験器１５０を用いて貫入抵抗値を測定する。そして、σ２８を求めるためのＷ／Ｃが４０％、５０％、６０％の管理用供試体をそれぞれ用意し、圧縮強度を測定する。そして、図５に示すような貫入抵抗値とσ２８との相関関係を求める。この相関関係を示す図を貫入抵抗相関図と称する。

【0023】

Ｓ１１では、コンクリートの練り混ぜを行う。骨材（砂利）や水、添加剤を普通ポルトランドセメントに加えて練り混ぜ、フレッシュコンクリートＦＣを作製する。なお、第１実施形態では普通ポルトランドセメントを使用しているが、早強セメントや高炉セメントなど他の種類のセメントを用いることを妨げない。このフレッシュコンクリートＦＣは、後述する現場５０に建設されるコンクリート構造物に用いる。貫入抵抗測定用試験体ＴＰもこの際に同じフレッシュコンクリートＦＣを用いて作る。ここで練り混ぜられるフレッシュコンクリートＦＣは一般的にコンクリート構造物に用いられるものである。

【0024】

Ｓ１２では、マイクロ波養生法による貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製を行う。第１実施形態ではマイクロ波発生装置として電子レンジ２００を用いている。フレッシュコンクリートＦＣを容器１００内に入れて、電子レンジ２００の内部にてマイクロ波Ｍを照射し、促進養生を行う。具体的には後述する。

【0025】

Ｓ１３では、貫入抵抗試験を行う。図１（ｄ）に示すように貫入抵抗測定用試験体ＴＰに貫入抵抗試験器１５０を用いて貫入抵抗値を測定する。ここで、Ｓ１０で求めた貫入抵抗相関図を利用して貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗試験の結果から、コンクリート構造物のσ２８の圧縮強度を推定する。

【0026】

Ｓ１４では、試験結果の評価を行う。Ｓ１５では、貫入抵抗試験の結果から推定される圧縮強度が規定範囲内にあるかを判定する。コンクリート構造物の圧縮強度が規定範囲内になければ、Ｓ１１のコンクリートの練り混ぜからやり直す。規定範囲に収まっていれば、処理を終了する。Ｓ１１からやり直す場合は、現場での打込みを中止する。

【0027】

次に、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製手順について、図３を用いながら説明を行う。

【0028】

Ｓ２０で、容器１００内にフレッシュコンクリートＦＣを打込む。図１（ａ）に相当する工程である。Ｓ２１で、容器１００内に流し込まれたフレッシュコンクリートＦＣに熱電対１１０を埋め込む。そして上蓋１０１で容器１００を密閉する。この熱電対１１０でフレッシュコンクリートＦＣ内の温度を計測する。ただし、熱電対１１０での温度計測の他に、図示しない放射温度計を用いて容器１００の外面温度を計測するのが好ましい。

【0029】

Ｓ２２で、容器１００を電子レンジ２００に入れて加熱する。容器１００はマイクロ波Ｍを透過するので、マイクロ波ＭはフレッシュコンクリートＦＣ内の水分を振動させて発熱する。この熱がフレッシュコンクリートＦＣ内の水和反応を促進している。

【0030】

Ｓ２３で、温度が１００℃を超えたことを判断する。監視する温度は、容器１００の内部に配置した熱電対１１０によって計測されるフレッシュコンクリートＦＣの内部の温度である。なお、容器１００の外表面等を、図示しない放射温度計を用いて測定し、その温度を参考にするのが好ましい。これらの結果を基に、容器１００内のフレッシュコンクリートＦＣの温度が１００℃を超えたところでＳ２４に移行し、それまでは加熱を続ける。

【0031】

Ｓ２４で、加熱を終了する。電子レンジ２００内部に配置された容器１００に、マイクロ波Ｍが照射されることでフレッシュコンクリートＦＣ内を加熱するが、マイクロ波Ｍの照射を止めることで、フレッシュコンクリートＦＣ内の加熱は終了する。加熱時間は概ね３分〜５分程度を想定しているが、フレッシュコンクリートＦＣの配合などによって、必要な加熱時間が異なることから、温度による管理が望ましいと思われる。なお、この段階で容器１００内のフレッシュコンクリートＦＣは半硬化状態となっている。前述した通り、ここではこの手順にて容器１００内で半硬化状態になったものを貫入抵抗測定用試験体ＴＰとしている。なお、この半硬化状態は貫入抵抗測定用試験体ＴＰに対する貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２程度（以上となるのが望ましい）になることを目安に温度管理される。

【0032】

ここで、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値を３．５Ｎ／ｍｍ^２以上にしている理由は、出願人が実験で確認した結果、貫入抵抗値が低すぎる場合には測定対象が柔らかすぎることで数値にばらつきが出る傾向があり、高すぎると貫入針１５１の挿入が難しくなる上、加熱時間を長く必要とするために効率が悪くなる事が分かったからである。このため、コンクリートの凝結始発時間に相当すると思われる貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、望ましくは３．５Ｎ／ｍｍ^２程度を目安に温度管理されることが望ましい。逆に言えば、加熱時間は貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２程度を目安に設定されても良い。その為には例えば試験練りの段階で加熱時間を徐々に延ばし、貫入抵抗値を逐次測定をしてその関係を調査するような手法も考えられる。

【0033】

Ｓ２５で、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値を測定する。図１（ｄ）に相当する工程で、容器１００の温度が下がったところで、容器１００内の貫入抵抗測定用試験体ＴＰに対して貫入抵抗試験器１５０に備えられた貫入針１５１を差し込み、貫入抵抗値を測定する。容器１００内の貫入抵抗測定用試験体ＴＰに貫入針１５１の先端を挿入して、９点ほど貫入抵抗値を測定し、平均値を求めて貫入抵抗値とする。この際に、出来るだけ容器１００の中央付近を測定することが望ましい。そして処理を終了する。

【0034】

図４に、フレッシュコンクリートＦＣの運搬例を図に示す。フレッシュコンクリートＦＣは、生コン工場２０で製造されて、ミキサー車２５でコンクリート構造物を建設する現場５０まで運搬される。そして、現場５０にてポンプ車３０によってフレッシュコンクリートＦＣが打込まれる。ミキサー車２５での運搬時間は３０分程度、そして荷卸しに１５分程度かかると見込まれていて、生コン工場２０から現場５０での打込みまで４５分程度かかることを想定している。

【0035】

表１は、コンクリートの品質管理項目について表に示す。

【表1】

この表１では、「品質確認時期」について、左側に「従来方法」を右側に「第１実施形態の方法」について説明している。「工場」は図４に示されるフレッシュコンクリートＦＣを製造する工場でのことであり、「荷卸し時」は図４に示されるミキサー車２５に積載されたフレッシュコンクリートＦＣを現場に供給する際である。

【0036】

なお、圧縮強度に関してはフレッシュコンクリートＦＣを用いて管理用供試体を作製し、その後、材齢２８日の管理用供試体を用いて圧縮強度試験を行い、その圧縮強度を調査している。ただし、「工場」での圧縮強度の検査については上述した通り、生コン工場２０において貫入抵抗試験器１５０を用いて貫入抵抗値を測定し、貫入抵抗相関図から管理用供試体を用いてσ２８を測定した際に得られるであろう圧縮強度を推定している。第１実施形態のコンクリートの品質管理方法では、基本的に「荷卸し時」と「工場」での検査を行い、ダブルチェックをしている。「塩化物含有量」や「単位水量」は「荷卸し時」に１度検査をすれば足りるので従来と同様としている。圧縮強度は、「工場」と「２８日後」のダブルチェックとしている。

【0037】

第１実施形態のコンクリートの圧縮強度推定方法は上記構成であるので、以下に示す作用及び効果を奏する。

【0038】

まず、第１実施形態のコンクリートの圧縮強度推定方法は、耐熱性を有する容器１００に、フレッシュコンクリートＦＣを充填し、容器１００の外側からマイクロ波照射手段を用いてマイクロ波Ｍを照射して高温状態で所定時間養生し、フレッシュコンクリートＦＣを半硬化させた貫入抵抗測定用試験体ＴＰに貫入抵抗試験器１５０を用いて貫入抵抗値を測定し、貫入抵抗値を用いてコンクリートの圧縮強度を推定するものである。

【0039】

また、フレッシュコンクリートＦＣの試験練りの際に、フレッシュコンクリートＦＣを用いて管理用供試体を作製し、フレッシュコンクリートＦＣを用いて貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作製し、管理用供試体のσ２８と貫入抵抗測定用試験体ＴＰの貫入抵抗値との相関関係を求め貫入抵抗相関図を作る。そして、フレッシュコンクリートＦＣを現場５０で打込むにあたり、出荷前に予め生コン工場２０内で、貫入抵抗試験器１５０を用いた貫入抵抗値の測定を行い、貫入抵抗値を得る。そして、貫入抵抗値から貫入抵抗相関図を用いてσ２８を推定する。つまり、これから打込もうとするフレッシュコンクリートＦＣを用いて管理用供試体を作製した場合に得られる材齢２８日の圧縮強度の推定が可能となる。

【0040】

上述した図５に示すような、貫入抵抗値とσ２８の相関関係が得られることは既に分かっている。このため、試験練りの際にフレッシュコンクリートＦＣのＷ／Ｃを変えて作製した貫入抵抗測定用試験体ＴＰと管理用供試体を用い、貫入抵抗値とσ２８を求め、相関関係を得ることで、そのフレッシュコンクリートＦＣの管理用供試体を作ったときに得られるであろう圧縮強度が、予め生コン工場２０内で作製した貫入抵抗測定用試験体ＴＰを用いて貫入抵抗値を調べることで判明する。この結果、そのフレッシュコンクリートＦＣを現場５０で打込む前に、フレッシュコンクリートＦＣを打込んだ後のコンクリートの品質が予想でき、コンクリート構造物の品質向上に寄与できる。

【0041】

一般的に、フレッシュコンクリートの性能は材料依存性が高く、ある程度の性能のバラツキは生じやすい。そのため、コンクリート標準示方書では、圧縮強度において「設計基準強度を下回る確率が５％以下であることを、適当な生産者危険率で推定できること」と定めている。従来は、フレッシュコンクリートＦＣを用いて管理用供試体を作製し、σ２８を確認して、３回の試験の内、１回の試験が呼び強度８５％以上、かつ３回の平均値が呼び強度以上という条件を満足するかを判断していた。そして条件が満たされなければ、該当するコンクリート構造物に補強・補修などの手段を講じる必要があり、条件を満足すれば、打込まれたコンクリートは生産者危険率が規定を満たすと判断されている。

【0042】

しかし第１実施形態では、フレッシュコンクリートＦＣの荷卸し前に、生コン工場２０にて貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作製し貫入抵抗試験を行うことで、前述したようにその試験結果次第でフレッシュコンクリートＦＣの打込みを行うかどうかの判断をすることができる。促進養生は１回あたり３分〜５分程度の時間で終了するため、貫入抵抗試験の実施を含めて１０分以内に完了することができる。

【0043】

この様に短時間で、フレッシュコンクリートＦＣを用いて現場５０にて打込んでできるコンクリートの圧縮強度を、現場５０に行く前に、或いはミキサー車２５で搬送している間に測定することができるので、現場５０にてフレッシュコンクリートＦＣを打込む前に、そのフレッシュコンクリートＦＣの品質を判断することが可能となる。この結果、そのフレッシュコンクリートＦＣの品質に問題があれば、打込みを中止でき、結果的にコンクリート構造物の品質を高める事に貢献することが可能となる。

【0044】

次に本発明の第２の実施形態について説明する。第２実施形態は第１実施形態と用いる機器や手順はほぼ同じであるが、貫入抵抗測定用試験体ＴＰを用いた貫入抵抗値の測定する場所が異なる。以下に説明する。

【0045】

第２実施形態では、表２のような検査を行う。

【表2】

つまり、第１実施形態との違いは、生コン工場２０内で行っていた検査項目の殆どを現場５０にて行う点にある。検査項目の内、「スランプ」「空気量」「コンクリート温度」は「荷卸し時」に検査をすることとし、「圧縮強度」は「荷卸し時」と「２８日後」に行っている。

【0046】

基本的には生コン工場２０内で検査を行う方が貫入抵抗試験を行い易いが、本発明で用いる貫入抵抗測定用試験体ＴＰは電子レンジ２００を用いて短時間で作製できるため、電源が確保できれば現場５０での作製が可能である。また、貫入抵抗試験についても、ハンディタイプの貫入抵抗試験器１５０を用いれば良い為、現場５０でも貫入抵抗試験を行うことは可能である。

【0047】

つまり、生コン工場２０からフレッシュコンクリートＦＣを出荷した後、現場５０にて促進養生を行って貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作成する。そして、貫入抵抗試験を実施した上で、現場５０に到着したフレッシュコンクリートＦＣが、打込みに適するフレッシュコンクリートＦＣであるかどうかを、現場５０でフレッシュコンクリートＦＣを打込む前に判断ができる。また、品質確認作業を現場５０に集約することで、作業の工数を削減するメリットも得られる。フレッシュコンクリートＦＣの製造にあたっては、配合ミスなどのヒューマンエラーや構造物中の圧縮強度のバラツキは避けられなかったが、第２実施形態の品質管理方法によって、打込み前に基準に満たないフレッシュコンクリートＦＣを排除できる。つまり、前述した生産者危険率そのものを排除できることとなるため、結果的に品質向上に貢献することができる。

【0048】

これは、フレッシュコンクリートＦＣの性質上、この練り混ぜから荷卸しまでの時間までの時間が長くなるほど、フレッシュコンクリートＦＣのスランプや空気量が低下し、初期ひび割れの発生やコールドジョイントの生成、充填不良などを引き起こす虞が高くなるためである。このため、ＪＩＳでも練り混ぜから荷卸しまでの時間を９０分以内と定めている。しかし、こうしたフレッシュコンクリートＦＣの性状は、温度依存性の他に骨材などにも影響されるので、練り混ぜから荷卸しまでの時間だけで管理するだけでは、コンクリートの品質を最低限保証できるに過ぎず、品質向上に繋がらなかった。

【0049】

第２実施形態では、表２に示すような運用形態を採ることで、コンクリートの品質に関して検査精度を上げることができる。この結果、コンクリート構造物の寿命を延ばすことにも貢献する。また、第２実施形態のコンクリートの圧縮強度推定方法であれば、ミキサー車５０での移動にあたって品質が変化したかどうかという点もチェックすることができる。つまり、輸送による品質の変化を確認することができる。こうした品質の変化を監視できれば、予め生コン工場２０でのフレッシュコンクリートＦＣ製造工程にて、品質の変化に対応した配合・練り混ぜなどを実施できる可能性がある。

【0050】

また、貫入抵抗試験器１５０を用いた簡易な検査でコンクリートの品質のチェックが可能であるため、フレッシュコンクリートＦＣの品質向上に寄与できる。フレッシュコンクリートＦＣの品質管理に関してはこれまでも様々な方法が提案されてきたが、時間が掛かったり、手間が掛かったり、といった要因で実際には殆ど行われてこないのが実情である。しかしながら、半硬化状態の貫入抵抗測定用試験体ＴＰを用いて貫入抵抗試験を行う事で、検査時間の短縮が可能となった。また、熱電対１１０等を用いて促進養生の温度管理をすることで、貫入抵抗試験の信頼性を高めることが可能となった。このことで、よりフレッシュコンクリートＦＣの品質向上に資することとなった。

【0051】

次に本発明の第３の実施形態について説明する。第３実施形態は第１実施形態と用いる機器や手順はほぼ同じであるが、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製において時間と温度の相関関係を求め、それを利用する点で事なる。以下に説明する。

【0052】

図６に、第３実施形態の圧縮強度試験の作業手順をフローチャートに示す。図６は図２のフローチャートとほぼ同じであるが、Ｓ３０の記載だけ異なる。Ｓ３０では、貫入抵抗値とσ２８との相関性を示す貫入抵抗相関図の他に、貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作製するにあたって、加熱時間と温度との相関である時間温度相関を調べて図示しない時間温度相関図を得る。このＳ３０での温度時間相関は、Ｓ３２でのマイクロ波養生法にて貫入抵抗測定用試験体ＴＰを作製する際に用いる。

【0053】

図７に、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製手順をフローチャートに示す。図７は図３のフローチャートとほぼ同じであるが、図３のＳ２１に相当する熱電対を埋め込む手順が不要であり、Ｓ２３で温度にて判断する手順が、Ｓ４２に示される様に所定時間を経過したかどうかで判断される。なお、図６のＳ３０における試験練りの際に作製する貫入抵抗測定用試験体ＴＰに関しては、図３の手順に基づいて作製され、この際に時間温度相関が調査される。

【0054】

第３実施形態のコンクリートの圧縮強度推定方法は上記構成であるので、以下に示す作用及び効果を奏する。

【0055】

第３実施形態では第１実施形態または第２実施形態とは異なって、Ｓ３０の試験練りの段階で時間温度相関が調べられた上で、実施工時における貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製には熱電対１１０などの温度計測手段を用いず、時間で管理するようにしている。この結果、貫入抵抗測定用試験体ＴＰ作製時における手順の簡略化が図られ、ヒューマンエラーの要因を減らす事が可能となる。特に第２実施形態のように現場５０での運用とする場合、貫入抵抗測定用試験体ＴＰの作製や貫入抵抗値の測定は、現場５０の作業員の判断に委ねられるケースが考えられる。このため、現場５０の作業員の手間を少しでも減らすことが出来ることは、運用において大きなメリットとなる。さらに、使用機器の簡略化やコストダウンを図ることができる。

【0056】

以上、本発明に係るフレッシュコンクリートＦＣの圧縮強度推定方法の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0057】

２０ 生コン工場
２５ ミキサー車
３０ ポンプ車
５０ 現場
１００ 容器
１０１ 上蓋
１１０ 熱電対
２００ 電子レンジ
ＦＣ フレッシュコンクリート
ＴＰ 貫入抵抗測定用試験体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】