特許 6647799 フレッシュコンクリートの品質管理方法、及びコンクリート構造物製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647799

(24)【登録日】2020年1月17日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】フレッシュコンクリートの品質管理方法、及びコンクリート構造物製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/00 20060101AFI20200203BHJP

   G01N 33/38 20060101ALI20200203BHJP

   C04B 40/02 20060101ALI20200203BHJP

   B28B 11/24 20060101ALI20200203BHJP

   B28B 7/34 20060101ALI20200203BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/00 M

   G01N33/38

   C04B40/02

   B28B11/24

   B28B7/34 F

   G01N1/28 B

   G01N1/28 E

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-86285(P2015-86285)

(22)【出願日】2015年4月20日

(65)【公開番号】特開2016-205940(P2016-205940A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2018年4月2日

(73)【特許権者】

【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国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】神頭 峰磯

(72)【発明者】

【氏名】土井 一慶

【審査官】 多田 達也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１９１９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９４１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０５２６５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特公昭４８−０２６９２９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 韓国公開特許第２００３−００１７１４１（ＫＲ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１４３８３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５２−０５６１２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

事前準備として、
試験練りを行ってフレッシュコンクリートの配合を決定し、
耐熱性を有する樹脂よりなる型枠に、前記フレッシュコンクリートを充填し、
前記型枠内で加圧することで前記フレッシュコンクリートの脱水をし、
前記型枠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、
前記型枠内の温度が前記型枠の変形を抑えられる所定温度以下となる高温・高圧状態で所定時間養生し、前記フレッシュコンクリートを硬化させ、
前記型枠から硬化した前記フレッシュコンクリートを脱型して促進養生供試体とし、
前記促進養生供試体の圧縮強度を測定し、
前記配合を元に前記促進養生供試体より得られる圧縮強度と、所定材齢の管理用供試体より得られる圧縮強度との相関関係である圧縮強度相関を調べ、
加熱時間と温度の相関関係である時間温度相関を調べ、
実施工の際に、
前記時間温度相関を用いて前記所定時間を決定して実施工用促進養生供試体を前記事前準備の手順で作製し、
該実施工用促進養生供試体より得られる圧縮強度より、前記圧縮強度相関を用いて所定材齢の管理用供試体の圧縮強度を推定して、前記フレッシュコンクリートが、要求品質を満たす事を確認すること、
を特徴とするフレッシュコンクリートの品質管理方法。

【請求項2】

請求項１に記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法において、
前記型枠の内部に充填される前記フレッシュコンクリートの温度を、温度計測手段を用いて測定し、
前記温度の変化を監視して前記所定温度を超える前に前記マイクロ波照射手段によるマイクロ波の照射を終え、
前記促進養生供試体を作製すること、
を特徴とするフレッシュコンクリートの品質管理方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のフレッシュコンクリート品質管理方法において、
前記型枠の前記樹脂にポリフェニレンサルファイドを用い、前記型枠内の温度が２００℃以下に設定されていること、
を特徴とするフレッシュコンクリートの品質管理方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法において、
前記型枠の大きさを、前記促進養生供試体の一辺の長さが７５ｍｍ以下の立方体となるサイズにすること、
を特徴とするフレッシュコンクリートの品質管理方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法を用いて、コンクリートを打込むこと、
を特徴とするコンクリート構造物製造方法。

【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、具体的にはマイクロ波を用いた促進養生を行ってコンクリートの圧縮強度を測定することでフレッシュコンクリートの品質管理を行う技術に関する。

【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ことで、フレッシュコンクリートの圧縮強度の早期確認が可能となる。この管理用供試体を用いることで、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、大型で強力なマイクロ波発生装置を必要とする他、実際に出願人がテストをした結果、実験条件によっては型枠の変形が認められて、圧縮強度の測定精度に影響が出ることが分かった。また、強力なマイクロ波発生装置は、電源の問題や大きさの問題から現場で運用するには不向きである。さらに、型枠の大きさから作業効率などにも問題があることが分かった。

【0006】

そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、より効率が良く精度の高いフレッシュコンクリートの品質管理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品質管理方法は、以下のような特徴を有する。

【0008】

（１）耐熱性を有する樹脂よりなる型枠に、フレッシュコンクリートを充填し、前記型枠内で加圧することで前記フレッシュコンクリートの脱水をし、前記型枠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、前記型枠内の温度が前記型枠の変形を抑えられる所定温度以下となる高温・高圧状態で所定時間養生し、前記フレッシュコンクリートを硬化させ、前記型枠から硬化した前記フレッシュコンクリートを脱型して促進養生供試体とし、前記促進養生供試体の圧縮強度を測定すること、を特徴とする。

【0009】

上記（１）に記載の態様によれば、マイクロ波照射手段を用いてフレッシュコンクリートにマイクロ波を照射して高温・高圧状態での養生を行い、促進養生供試体を作製する。このことで、圧縮強度試験を行うための管理用供試体を作製するのに必要な、フレッシュコンクリートの凝結・硬化に用いる時間を短縮できる。出願人の行った実験においても、マイクロ波を照射しての促進養生試験の結果は、管理用供試体の材齢２８日の圧縮強度であるσ２８と相関を示していることを確認している。この結果、管理用供試体の作製を早くできる上に、型枠の変形を抑えられるため圧縮強度試験の精度を向上させることが可能となる。その結果、より効率が良く精度の高いフレッシュコンクリートの品質管理方法の提供が可能となる。

【0010】

（２）（１）に記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法において、前記型枠の内部に充填される前記フレッシュコンクリートの温度を、温度計測手段を用いて測定し、前記温度の変化を監視して前記所定温度を超える前に前記マイクロ波照射手段によるマイクロ波の照射を終え、前記促進養生供試体を作製すること、が好ましい。

【0011】

上記（２）に記載の態様によれば、温度計測手段を用いて促進養生供試体を作製することが出来るので、フレッシュコンクリートの材料が変化した場合にも対応可能である。これは上記（１）に記載の「所定時間」を決めるにあたり、適切な温度条件になるように事前に実験が必要となる。この為、熱電対などの温度測定手段にて温度を監視しながら促進養生供試体を作製することで、事前実験の時間を短縮することが期待出来る。

【0012】

（３）（１）または（２）に記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法において、前記型枠の前記樹脂にポリフェニレンサルファイドを用い、前記型枠内の温度が２００℃以下に設定されていること、が好ましい。

【0013】

上記（３）に記載の態様によれば、樹脂に耐熱性が高く吸水性が低いため寸法安定性の高いポリフェニレンサルファイドを用い、型枠内の温度を２００℃以下に保っている。この結果、コンクリートの熱膨張に耐えて、変形を拘束できるので、型枠により作製される管理用供試体の寸法精度を高め、圧縮強度試験の精度を向上させることが可能となる。

【0014】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のフレッシュコンクリートの品質管理方法において、前記型枠の大きさを、前記供試体が７５ｍｍ以下の立方体となるサイズにすること、が好ましい。

【0015】

上記（４）に記載の態様によれば、型枠の大きさを管理用供試体の一辺の長さが７５ｍｍ以下とすることで、必要とされるマイクロ波の出力を抑えることができる他、同時に作製できる管理用供試体の数を増やすことが可能となり、圧縮強度試験に要する時間を短縮することが可能となる。

【0016】

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のコンクリートの品質管理方法において、事前準備として、試験練りを行って前記フレッシュコンクリートの配合を決定し、前記配合を元に前記促進養生供試体より得られる圧縮強度と、所定材齢の管理用供試体より得られる圧縮強度との相関関係である圧縮強度相関を調べ、実施工の際に、前記促進養生供試体より得られる圧縮強度より、前記圧縮強度相関を用いて所定材齢の管理用供試体の圧縮強度を推定して、前記フレッシュコンクリートが、要求品質を満たす事を確認することが好ましい。

【0017】

上記（５）に記載の態様によれば、圧縮強度試験で得られる結果を、実施工の際の荷卸し時、つまりフレッシュコンクリートの打込み前に推定することが可能となる為、フレッシュコンクリートの品質管理を向上させることができる。また、後に材齢２８日の圧縮強度であるσ２８の確認を行うので、ダブルチェックにもなる。これによってより一層確実な品質のコンクリートを打込むことができる。

【0018】

（６）（５）に記載のコンクリートの品質管理方法において、前記試験練りでの前記促進養生供試体を作製の際に、加熱時間と温度の相関関係である時間温度相関を調べ、前記実施工の際に行う前記促進養生供試体の作製に、前記時間温度相関を用いて前記所定時間を決定すること、が好ましい。

【0019】

上記（６）に記載の態様により、時間温度相関を用いて促進養生供試体の作製の所定時間を決定できるので、実施工の際に温度を測定しながら促進養生供試体を作製すると言った手間を省くことが可能となる。これにより、使用機器の簡略化やコストダウンに貢献できる。

【0020】

また、前記目的を達成するために、本発明の他の態様によるコンクリート構造物製造方法は、以下のような特徴を有する。

【0021】

（７）（１）乃至（６）のいずれか１つに記載のコンクリートの品質管理方法を用いて、コンクリートを打込むこと、を特徴とする。

【0022】

上記（７）に記載の態様によれば、より品質の高いコンクリートを打込めるため、コンクリートの配合ミス等のヒューマンエラーや構造物中の圧縮強度のバラツキを抑制できるため、安心で確実なコンクリート構造物の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態の、促進養生供試体を作製する型枠の斜視図である。

【図2】第１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3】第１実施形態の、促進養生供試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、促進養生供試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、加圧脱水工程を、（ｃ）に、促進養生工程を、（ｄ）に、脱型工程を、（ｅ）に、促進養生供試体の採寸工程を、（ｆ）に、圧縮強度試験工程を示している。

【図5】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6】第１実施形態の、加熱時間と温度の関係を示すグラフである。

【図7】第１実施形態の、σ２８と促進強度の関係を示すグラフである。

【図8】第１実施形態の、σ２８と促進強度の関係を示すグラフである。

【図9】第１実施形態の、別のσ２８と促進強度の関係を示すグラフである。

【図10】第２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11】第２実施形態の、促進養生供試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】

【0024】

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、促進養生供試体ＴＰを作製する型枠１００の斜視図を示す。型枠１００は、ガラス繊維で強化したポリフェニレンサルファイド樹脂（以下ＰＰＳ）が用いられている。型枠１００は、５面の板材から構成され、それぞれの板厚は数ｃｍ程度とされている。型枠１００の上面は開口しており、上蓋１０１によって塞がれる。型枠１００の四隅にはボルト１０２が設けられている。ボルト１０２は埋め込み構造でも、型枠１００の下面からボルト１０２を貫通させる構造でも良い。

【0025】

上蓋１０１の４隅にはボルト１０２を貫通する穴が設けられている。そして、型枠１００に上蓋１０１を被せた際に、型枠１００に設けられたボルト１０２を上蓋１０１に貫通させる。その状態で、後述の図４に示すように蝶ナット１０３などを用いて締め付けることで、上蓋１０１の内側で、内部に充填したフレッシュコンクリートＦＣを加圧し、加圧脱水が可能な構成となっている。型枠１００の内寸法は、促進養生供試体ＴＰの一辺が７５ｍｍの立方体が形成できるように設計されている。なお、型枠１００に用いる素材にはＰＰＳに限らず、マイクロ波を透過可能な耐熱合成樹脂、或いはセラミックス等の耐熱性の高い素材を用いても良い。

【0026】

図２に、圧縮強度試験の作業手順をフローチャートに示す。図３に、促進養生供試体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。図４に、促進養生供試体ＴＰの作製手順を模式化したものを図に示す。（ａ）は、フレッシュコンクリートＦＣ充填工程、（ｂ）は、加圧脱水工程、（ｃ）は、促進養生工程、（ｄ）は、脱型工程、（ｅ）は、促進養生供試体ＴＰの採寸工程、（ｆ）は、圧縮強度試験工程を模式的に示している。最初に、圧縮強度試験の作業手順について、図２を用いながら説明を行う。

【0027】

Ｓ１０では、試験練りを行い、相関図の作成を行う。試験練りは、水セメント比（
Ｗ／Ｃ）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、後述する促進養生供試体ＴＰの圧縮強度である促進強度（以下、「促進養生供試体ＴＰの圧縮強度」を「促進強度」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「σ２８」とする）の結果との相関を調べ、促進強度とσ２８との圧縮強度相関を示す相関図を作成する。図８に、σ２８と促進強度の関係をグラフに示す。図８は、試験練りを行いＷ／Ｃを変えて作製したσ２８と促進強度の関係を示すものであり、相関係数０．９８６という相関性を示している事が分かる。図８は、後述する促進養生供試体ＴＰの圧縮強度試験結果から現場で打込むフレッシュコンクリートＦＣのσ２８の推定に用いる。

【0028】

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ト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ト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。促進養生供試体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。

【0029】

Ｓ１２では、マイクロ波養生法による促進養生供試体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を型枠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。Ｓ１３では、Ｓ１２で作製した促進養生供試体ＴＰの外形寸法を測定する。図４（ｅ）に相当する。

【0030】

Ｓ１４では、促進養生供試体ＴＰの寸法が規定範囲内に収まっているかを判断する。寸法や平面度などが規定範囲内に収まらなければ、Ｓ１２の促進養生供試体ＴＰの作製過程からやり直す。規定寸法内に収まっていればＳ１５に移動する。Ｓ１５では、圧縮強度試験を行う。図４（ｆ）に示すように促進養生供試体ＴＰの圧縮強度試験を行って、圧縮強度を調べる。圧縮強度試験に用いる試験器はＪＩＳＢ７７２１の７（試験機の等級）に規定する１等級以上のものに準じる。ここで、Ｓ１０で求めた相関図を利用して促進養生供試体ＴＰの圧縮強度試験の結果からフレッシュコンクリートＦＣのσ２８を推定する。

【0031】

Ｓ１６では、試験結果の評価を行う。Ｓ１７では、圧縮強度試験の結果が規定範囲内にあるかを判定する。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、現場での打込みは行わない。

【0032】

次に、促進養生供試体ＴＰの作製手順について、図３を用いながら説明を行う。Ｓ２０で、型枠１００内にフレッシュコンクリートＦＣを打込む。図４（ａ）に相当する工程である。Ｓ２１で、型枠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。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型枠１００の外面温度を計測する。

【0033】

Ｓ２２で、型枠１００をボルト１０２で締め込み、加圧脱水する。図４（ｂ）に相当する工程であり、上述した様に型枠１００の四方にはボルト１０２が設けられ、これを貫通して上蓋１０１が配置される。そして、上部より蝶ナット１０３等を用いて閉め込むことで、内部に注入されたフレッシュコンクリートＦＣに加圧する。これによってフレッシュコンクリートＦＣが加圧脱水され、数十ｇの水が脱水される。適度に脱水しておくことで促進強度を適切に高めることができる。

【0034】

Ｓ２３で、型枠１００を電子レンジ２００に入れて加熱する。型枠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内の水分子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。

【0035】

Ｓ２４で、温度が２００℃以下であることを判断する。監視する温度は、型枠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の内部の温度と、型枠１００の外表面温度を計測する放射温度計によって計測される温度である。これらの結果を基に、型枠１００内のフレッシュコンクリートＦＣの温度が２００度を超えないように監視する。２００度を超えそうであればＳ２５に移行し、それまでは加熱を続ける。なお、この温度チェックは後述の図６に示される棚温度区間を越えてからのチェックとなる。

【0036】

Ｓ２５で、加熱を終了する。電子レンジ２００内部に配置された型枠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。試験時間は概ね８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。

【0037】

Ｓ２６で、脱型をして促進養生供試体ＴＰを取り出す。図４（ｄ）に相当する工程で、型枠１００の温度が下がったところで、型枠１００から硬化したフレッシュコンクリートＦＣの塊を脱型し、促進養生供試体ＴＰとする。そして処理を終了する。

【0038】

図９に、σ２８と促進強度の関係をグラフに示す。図９は図８とは別の現場で用いるフレッシュコンクリートＦＣを対象に行った試験練りの結果より得られた相関図である。相関係数は０．８９９であり、σ２８と促進強度とは高い相関関係を示している事が分かる。この様に、配合によって結果が変化するため、現場毎に図２に示すような手順での圧縮強度試験を行う必要がある。

【0039】

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５に示されるフレッシュコンクリートを製造する工場でのことであり、「荷卸し時」は図５に示されるミキサー車に積載されたフレッシュコンクリートを現場に供給する際である。

【0040】

なお、圧縮強度に関しては管理用供試体を製造後２８日で、圧縮強度試験を行って調べる。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。

【0041】

図５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。

【0042】

第１実施形態のフレッシュコンクリートの品質管理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。

【0043】

まず、第１実施形態のフレッシュコンクリートの品質管理方法は、耐熱性を有する樹脂よりなる型枠１００に、フレッシュコンクリートＦＣを充填し、型枠１００の外側からマイクロ波照射手段である電子レンジ２００を用いてマイクロ波Ｍを照射し、型枠１００内の温度が型枠１００の変形を抑えられる所定温度以下になる温度設定にて高温・高圧状態で所定時間養生し、フレッシュコンクリートＦＣを硬化させ、型枠１００から硬化したフレッシュコンクリートＦＣを脱型して促進養生供試体ＴＰとし、促進養生供試体ＴＰの圧縮強度を測定するものである。

【0044】

また、型枠１００の素材に用いられる樹脂にＰＰＳを用い、型枠１００内の温度が２００℃以下に設定されていることが好ましい。また、型枠１００の大きさを促進養生供試体ＴＰの一辺の長さが７５ｍｍ以下とすることが好ましい。

【0045】

型枠１００に耐熱性樹脂であるＰＰＳを使用している点で、特許文献１と同様ではあるが、温度管理を行うことで促進養生供試体ＴＰの試験精度を向上させ、現場での使用に耐えうる技術としている点で異なる。ＰＰＳの熱変形温度は２６０℃であり、第１実施形態ではガラス繊維強化ＰＰＳを使用しているが、２００℃を超える条件で加熱した場合、温度変形による促進養生供試体ＴＰの寸法公差が大きくなることが見込まれる。図６に、加熱時間と温度の関係をグラフに示す。図６では、縦軸に型枠１００に注入されたフレッシュコンクリートＦＣの内部温度（℃）を示す。横軸に経過時間（ｓｅｃ）を示す。加熱条件は電子レンジ２００の内部に型枠１００を１つ置き、７５０Ｗで１０分間連続加熱している。

【0046】

これによれば、フレッシュコンクリートＦＣは１２０℃前後まで温度上昇した後、所定時間温度上昇が止まる棚温度区間が続き、その後、急激な温度上昇が確認されている。出願人は１０分間連続加熱後にはフレッシュコンクリートＦＣの温度が２５０℃まで上昇していることを確認した。加熱条件を変えてもフレッシュコンクリートＦＣのこの温度傾向は同じであり、概ね２００℃辺りを境にすれば、型枠１００が変形する温度に達する前に促進養生供試体ＴＰの作製が可能であることを確認している。また、棚温度区間は、加熱条件として電子レンジ２００の出力を高めることで、その時間が短縮される傾向にあることを確認している。

【0047】

型枠１００のサイズを一辺が７５ｍｍの立方体となるように小型化したことも、有効に作用している。従来は、促進養生供試体ＴＰの１辺は１００ｍｍとされていたが、第１実施形態では一辺を７５ｍｍとしている。出願人はこのサイズの型枠１００を用い必要な促進養生供試体ＴＰの作製が可能であることを確認している。促進養生供試体ＴＰを小型化することで電子レンジ２００によって１度に加熱できる個数を２つに増やすことができた。なお、必要な促進養生供試体ＴＰの形成が可能であることを確認している。

【0048】

図７に、出願人が確認した促進強度とσ２８との関係を表すグラフを示す。縦軸にσ２８の試験結果を、横軸に促進強度の試験結果を示している。このグラフでは、型枠１００を電子レンジ２００内で加熱し、促進養生をした結果と同じ条件のσ２８の相関関係をグラフ化しており、異なる温度条件のデータもグラフのデータとして用いている。この結果、促進強度とσ２８の相関係数は０．８程度となった。そして図７に示される様な信頼区間を設定し、その範囲に入ってくるデータのみを採用することで精度の向上に期待ができる。温度条件が同一なものだけにデータを絞ると、０．９以上の相関係数が得られた事も確認した。この事から、促進強度とσ２８には強い相関性が確認できる。つまり、第１実施形態の促進養生を用いることで、適切なフレッシュコンクリートＦＣの品質管理を行うことが可能となる。

【0049】

また、第１実施形態では型枠１００の内部に充填されたフレッシュコンクリートＦＣの温度を監視しながら、電子レンジ２００で加熱することで、型枠１００の変形を抑えつつ促進養生を可能としている。更に、一辺を７５ｍｍとしたことで、同時に複数の型枠１００を処理しやすくなったことに加え、型枠１００毎に必要なエネルギー量を低く抑えることができるので、結果的に促進養生における作業効率を向上させている。

【0050】

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」としている。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、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。

【0051】

しかし第１実施形態では、圧縮強度試験を、規定日数経過時に加え、フレッシュコンクリートＦＣの荷卸しの際にも行うことでより好ましい結果が得られる。また、フレッシュコンクリートＦＣの荷卸し時には、生コン工場２０にて促進養生試験を行い、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望ましい。ミキサー車２５にて生コン工場２０から現場５０までフレッシュコンクリートＦＣを運搬する間に、促進養生試験を行うことが可能である。促進養生は１回あたり７分〜１０分程度の時間で終了するため、圧縮強度試験の実施を含めて３０分以内に完了することができる。

【0052】

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、促進養生を行い、圧縮強度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。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１実施形態の品質管理方法によって、事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。

【0053】

また、別途管理用供試体を用意しσ２８を確認してダブルチェックすれば、更なる品質向上に貢献することが可能である。またこうして製造したフレッシュコンクリートＦＣを用いて打設したコンクリート構造物は、高い品質が維持されるため、結果的にコンクリート構造物の寿命を延ばすことに貢献できる。

【0054】

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。

【0055】

第１実施形態では、表１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。これが、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１実施形態のフレッシュコンクリートＦＣの品質管理方法であれば、ミキサー車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。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。

【0056】

また、簡易な検査でフレッシュコンクリートＦＣ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、促進養生供試体ＴＰの１辺を７５ｍｍにするなどの工夫により、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することで、促進養生供試体ＴＰの寸法精度を高めることに貢献でき、圧縮強度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。

【0057】

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、促進養生供試体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異なる。以下に説明する。

【0058】

図１０に、第２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１０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、圧縮強度の相関性を示す相関図の他に、促進養生供試体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促進養生供試体ＴＰを作製する際に用いる。

【0059】

図１１に、促進養生供試体ＴＰの作製手順をフローチャートに示す。図１１は図３のフローチャートとほぼ同じであるが、図２のＳ２１に相当する熱電対を埋め込む手順が不要であり、Ｓ２４で温度にて判断する手順が、Ｓ４３に示される様に所定時間を経過したかで判断される。なお、図１０のＳ３０における試験練りの際に作製する促進養生供試体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。

【0060】

第２実施形態のフレッシュコンクリートの品質管理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。

【0061】

第２実施形態では第１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、実施工時における促進養生供試体ＴＰの作製には熱電対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、促進養生供試体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。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。

【0062】

以上、本発明に係るフレッシュコンクリートの品質管理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】

【0063】

２０ 生コン工場
２５ ミキサー車
３０ ポンプ車
５０ 現場
１００ 型枠
１０１ 上蓋
１０２ ボルト
１０３ 蝶ナット
１１０ 熱電対
２００ 電子レンジ
ＦＣ フレッシュコンクリート
ＴＰ 促進養生供試体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】