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特開2022-139392湿度測定装置、平衡質量の測定方法、平衡含水率の取得方法、及び拡散係数の取得方法
(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】P2022139392
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】湿度測定装置、平衡質量の測定方法、平衡含水率の取得方法、及び拡散係数の取得方法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/38 20060101AFI20220915BHJP
G01N 27/22 20060101ALN20220915BHJP
【ＦＩ】
G01N33/38
G01N27/22 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021039755
(22)【出願日】2021-03-11
(71)【出願人】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(72)【発明者】
【氏名】大野 拓也
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 竜
(72)【発明者】
【氏名】曽根 涼太
(72)【発明者】
【氏名】丸山 一平
【テーマコード（参考）】
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G060AA01
2G060AA14
2G060AB02
2G060AE19
2G060AF10
2G060BD08
2G060HC10
2G060KA04
(57)【要約】 （修正有）
【課題】一つの装置を用いて、一度に複数の相対湿度におけるコンクリートの含水量を短期間で取得できる方法等を提供する。
【解決手段】筐体１１を備え、筐体は、側壁１２と、側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部１３を有し、側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部１４と、側壁の内壁面と閉塞部とに囲まれ、開口部から閉塞部までの間の空間である空間部１５と、セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部１６と、放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部１７とを形成可能に構成され、内壁面には、第１配置部に配置された供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、第２配置部は、第１配置部よりも他端部側に設けられる。
【選択図】図１
【解決手段】筐体１１を備え、筐体は、側壁１２と、側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部１３を有し、側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部１４と、側壁の内壁面と閉塞部とに囲まれ、開口部から閉塞部までの間の空間である空間部１５と、セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部１６と、放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部１７とを形成可能に構成され、内壁面には、第１配置部に配置された供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、第２配置部は、第１配置部よりも他端部側に設けられる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメント質硬化体の湿度を測定するための湿度測定装置であって、
筐体を備え、
前記筐体は、
側壁と、
前記側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部と、を有し、
前記側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部と、
前記側壁の内壁面と前記閉塞部とに囲まれた空間であって、前記開口部から前記閉塞部までの間の空間である空間部と、
セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部と、
放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部と、を形成可能に構成され、
前記内壁面には、前記第１配置部に配置された前記供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、
前記第２配置部は、前記第１配置部よりも、前記他端部側に設けられる湿度測定装置。
筐体を備え、
前記筐体は、
側壁と、
前記側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部と、を有し、
前記側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部と、
前記側壁の内壁面と前記閉塞部とに囲まれた空間であって、前記開口部から前記閉塞部までの間の空間である空間部と、
セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部と、
放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部と、を形成可能に構成され、
前記内壁面には、前記第１配置部に配置された前記供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、
前記第２配置部は、前記第１配置部よりも、前記他端部側に設けられる湿度測定装置。
【請求項2】
複数の前記第１配置部は、前記側壁の長手方向に沿って前記内壁面に設けられ、
前記供試体が配置された場合に、当該供試体により、前記長手方向の垂直断面において前記空間部を遮断可能な形状で形成されている請求項１に記載の湿度測定装置。
前記供試体が配置された場合に、当該供試体により、前記長手方向の垂直断面において前記空間部を遮断可能な形状で形成されている請求項１に記載の湿度測定装置。
【請求項3】
前記閉塞部は、前記第２配置部を兼ねる請求項１又は２に記載の湿度測定装置。
【請求項4】
前記第２配置部は、前記空間部の一部領域であって、当該一部領域は、前記第１配置部に配置された隣接する前記供試体同士の間の空間部よりも広い領域である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の湿度測定装置。
【請求項5】
前記筐体は、前記長手方向において分割可能に構成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の湿度測定装置。
【請求項6】
前記側壁の内壁面は、前記空間部が角柱状又は円柱状となるように、形成されている前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の湿度測定装置。
【請求項7】
前記湿度測定器を備える請求項１乃至６のいずれかに記載の湿度測定装置。
【請求項8】
下記（Ａ）及び（Ｂ）工程を経た後、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の湿度測定装置に備えられた湿度測定器により、供試体に仕切られた空間内の湿度を測定し、該湿度が平衡に達したときの供試体の平衡質量を測定する平衡質量の測定方法。
（Ａ）セメント質硬化体から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体を作製する、供試体の作製工程
（Ｂ）前記供試体及び、放湿剤又は吸湿剤を、前記湿度測定装置の筐体に配置する配置工程
（Ａ）セメント質硬化体から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体を作製する、供試体の作製工程
（Ｂ）前記供試体及び、放湿剤又は吸湿剤を、前記湿度測定装置の筐体に配置する配置工程
【請求項9】
前記供試体の作製工程において、切り出される各供試体の厚さは０．５～５ｃｍである請求項８に記載の平衡質量の測定方法。
【請求項10】
前記配置工程において、放湿剤が配置され、当該放湿剤は保管容器に入れられた液体である請求項８又は９に記載の平衡質量の測定方法。
【請求項11】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の平衡質量を用いて、平衡含水率を算出して取得する平衡含水率の取得方法。
【請求項12】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の放湿剤又は吸湿剤の質量の変化、及び供試体の質量の変化から、拡散係数を算出して取得する、拡散係数の取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート内部の湿度環境を模した空間（以下、略して「模擬空間」ということもある。）内の湿度を測定する装置、及び該装置を用いて平衡質量を測定する方法等に関する。ここで、平衡質量とは、コンクリート等のセメント質硬化体の吸湿と放湿が平衡に達したときのセメント質硬化体の質量をいう。
【背景技術】
【0002】
コンクリートの長期の耐久性を高めてコンクリートの寿命を延ばす上で、コンクリート内部の水分や湿気の移動特性を知ることが重要である。この湿気の移動特性を把握する際に用いる特性値の一つに平衡含水率がある。平衡含水率とは、材料周辺の水蒸気を吸湿又は放湿して、吸湿及び放湿が平衡に達したときの、材料中の蒸発可能な水分の質量又は体積と、該材料の乾燥時の質量または体積の比で表される。
そして、この平衡含水率をフィックの第一法則の水分流束の式に代入して得られる拡散係数は、湿気移動解析等のシミュレーションを行う場合に必要な特性値である。また、複数の相対湿度に対し、対応する複数の平衡含水率をプロットすると、材料の吸湿・放湿特性を表わす平衡含水率曲線が得られる。
そして、この平衡含水率をフィックの第一法則の水分流束の式に代入して得られる拡散係数は、湿気移動解析等のシミュレーションを行う場合に必要な特性値である。また、複数の相対湿度に対し、対応する複数の平衡含水率をプロットすると、材料の吸湿・放湿特性を表わす平衡含水率曲線が得られる。
【0003】
現在、平衡含水率を取得する方法は、ＪＩＳ Ａ １４７５「建築材料の平衡含水率測定方法」に規定されている（非特許文献１、非特許文献２）。該方法は、ある相対湿度のデシケータ又はチャンバーの中に試験片を入れ、試験片の吸湿と放湿が平衡に達したときの含水量に基づき、平衡含水率を算出する方法である。
【0004】
しかし、前記ＪＩＳの方法は複数の相対湿度において平衡含水率を取得する場合、次の課題がある。すなわち、相対湿度の水準の数のデシケータ等と試験片を用意する場合は、同じ相対湿度でも試験片のバラツキにより平衡含水率が変わることがある。また１台のデシケータ等を相対湿度の水準の数だけ使い回す場合は、平衡に達するまで長時間かかるから、複数の平衡含水率を取得するには、その分、時間がかかる。特に試験片がコンクリートでは、試験片の大きさによっては含水量が平衡に達するまで６か月以上も要することがあり、実用的ではない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】ＪＩＳ Ａ １４７５「建築材料の平衡含水率測定方法」
【非特許文献2】中央試験所、「建築材料の平衡含水率試験」、（財）建材試験センター、建材試験情報５ '０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、前記課題に鑑み、一つの装置で、一度に複数の湿度におけるコンクリートの質量を短期間で取得できる湿度測定装置等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】
本発明者は、前記目的にかなう湿度測定装置等を検討した結果、下記の構成を有する湿度測定装置等は前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。
【0008】
［１］セメント質硬化体の湿度を測定するための湿度測定装置であって、
筐体を備え、
前記筐体は、
側壁と、
前記側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部と、を有し、
前記側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部と、
前記側壁の内壁面と前記閉塞部とに囲まれた空間であって、前記開口部から前記閉塞部までの間の空間である空間部と、
セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部と、
放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部と、を形成可能に構成され、
前記内壁面には、前記第１配置部に配置された前記供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、
前記第２配置部は、前記第１配置部よりも、前記他端部側に設けられる湿度測定装置。
［２］複数の前記第１配置部は、前記側壁の長手方向に沿って前記内壁面に設けられ、
前記供試体が配置された場合に、当該供試体により、前記長手方向の垂直断面において前記空間部を遮断可能な形状で形成されている前記［１］に記載の湿度測定装置。
［３］前記閉塞部は、前記第２配置部を兼ねる前記［１］又は［２］に記載の湿度測定装置。
［４］前記第２配置部は、前記空間部の一部領域であって、当該一部領域は、前記第１配置部に配置された隣接する前記供試体同士の間の空間部よりも広い領域である前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［５］前記筐体は、前記長手方向において分割可能に構成されている前記［１］乃至［４］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［６］前記側壁の内壁面は、前記空間部が角柱状又は円柱状となるように、形成されている前記［１］乃至［５］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［７］前記湿度測定器を備える前記［１］乃至［６］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［８］下記（Ａ）及び（Ｂ）工程を経た後、前記［１］乃至［７］のいずれかに記載の湿度測定装置に備えられた湿度測定器により、供試体に仕切られた空間内の湿度を測定し、該湿度が平衡に達したときの供試体の平衡質量を測定する平衡質量の測定方法。
（Ａ）セメント質硬化体から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体を作製する、供試体の作製工程
（Ｂ）前記供試体及び、放湿剤又は吸湿剤を、前記湿度測定装置の筐体に配置する配置工程
［９］前記供試体の作製工程において、切り出される各供試体の厚さは０．５～５ｃｍである前記[８]に記載の平衡質量の測定方法。
[１０］前記配置工程において、放湿剤が配置され、当該放湿剤は保管容器に入れられた液体である前記[８]又は[９]に記載の平衡質量の測定方法。
［１１］前記［８］乃至［１０］のいずれかに記載の平衡質量を用いて、平衡含水率を算出して取得する平衡含水率の取得方法。
［１２］前記［８］乃至［１０］のいずれかに記載の放湿剤又は吸湿剤の質量の変化、及び供試体の質量の変化から、拡散係数を算出して取得する、拡散係数の取得方法。
筐体を備え、
前記筐体は、
側壁と、
前記側壁の長手方向の一端部側に形成される開口部と、を有し、
前記側壁の長手方向の他端部側に形成される閉塞部と、
前記側壁の内壁面と前記閉塞部とに囲まれた空間であって、前記開口部から前記閉塞部までの間の空間である空間部と、
セメント質硬化体の供試体が配置される複数の第１配置部と、
放湿剤又は吸湿剤が配置される第２配置部と、を形成可能に構成され、
前記内壁面には、前記第１配置部に配置された前記供試体に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器を設置可能な設置部が形成されており、
前記第２配置部は、前記第１配置部よりも、前記他端部側に設けられる湿度測定装置。
［２］複数の前記第１配置部は、前記側壁の長手方向に沿って前記内壁面に設けられ、
前記供試体が配置された場合に、当該供試体により、前記長手方向の垂直断面において前記空間部を遮断可能な形状で形成されている前記［１］に記載の湿度測定装置。
［３］前記閉塞部は、前記第２配置部を兼ねる前記［１］又は［２］に記載の湿度測定装置。
［４］前記第２配置部は、前記空間部の一部領域であって、当該一部領域は、前記第１配置部に配置された隣接する前記供試体同士の間の空間部よりも広い領域である前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［５］前記筐体は、前記長手方向において分割可能に構成されている前記［１］乃至［４］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［６］前記側壁の内壁面は、前記空間部が角柱状又は円柱状となるように、形成されている前記［１］乃至［５］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［７］前記湿度測定器を備える前記［１］乃至［６］のいずれかに記載の湿度測定装置。
［８］下記（Ａ）及び（Ｂ）工程を経た後、前記［１］乃至［７］のいずれかに記載の湿度測定装置に備えられた湿度測定器により、供試体に仕切られた空間内の湿度を測定し、該湿度が平衡に達したときの供試体の平衡質量を測定する平衡質量の測定方法。
（Ａ）セメント質硬化体から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体を作製する、供試体の作製工程
（Ｂ）前記供試体及び、放湿剤又は吸湿剤を、前記湿度測定装置の筐体に配置する配置工程
［９］前記供試体の作製工程において、切り出される各供試体の厚さは０．５～５ｃｍである前記[８]に記載の平衡質量の測定方法。
[１０］前記配置工程において、放湿剤が配置され、当該放湿剤は保管容器に入れられた液体である前記[８]又は[９]に記載の平衡質量の測定方法。
［１１］前記［８］乃至［１０］のいずれかに記載の平衡質量を用いて、平衡含水率を算出して取得する平衡含水率の取得方法。
［１２］前記［８］乃至［１０］のいずれかに記載の放湿剤又は吸湿剤の質量の変化、及び供試体の質量の変化から、拡散係数を算出して取得する、拡散係数の取得方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の湿度測定装置を用いれば、一度に複数の湿度におけるセメント質硬化体の平衡質量を短期間で測定できるから、セメント質硬化体の平衡含水率等を容易に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の湿度測定装置の一例を示す模式図（断面図）である。
【図2】セメント質硬化体から供試体を複数切り出した状態の一例を示す模式図と、供試体、湿度測定器、及び放湿剤又は吸湿剤を配置した湿度測定装置の一例を示す模式図（断面図）である。
【図3】分割した状態の筐体の第１配置部に供試体を配置した後、該筐体を重ね合わせる過程の一例を示す模式図である。
【図4】筐体を分割した状態の一例を示す模式図（断面図）であって、（ａ）は供試体を配置した分割した筐体と、（ｂ）は供試体を配置していない分割した筐体を示す図である。
【図5】筐体を分割した状態の一例を示す斜視図であって、（ａ）は供試体を配置した分割した筐体と、（ｂ）は供試体を配置していない分割した筐体を示す図である。
【図6】本発明の平衡含水率の取得方法により取得した平衡体積含水率を用いて作成した平衡体積含水率曲線の一例を示す図である。
【図7】供試体の質量減少率をプロットした図である。
【図8】平衡体積含水率に対し拡散係数をプロットした図である。
【図9】相対湿度に対し平衡体積含水率をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、前記のとおり、湿度測定装置、平衡質量の測定方法、平衡含水率の取得方法、及び拡散係数の取得方法である。以下、本発明について、湿度測定装置、平衡質量の測定方法、平衡含水率の取得方法、及び拡散係数の取得方法に分けて説明する。
【0012】
１．湿度測定装置
本発明の湿度測定装置１は筐体１１を備え、前記筐体１１は、側壁１２と、側壁１２の長手方向の一端部側に形成される開口部１３と、前記側壁１２の長手方向の他端部側に形成される閉塞部１４とを有する。
前記筐体１１の外形は、特に限定されないが、筐体の作製の容易さや取り扱いの容易さから、好ましくは角柱状又は円柱状である。また、前記筐体１１の側壁１２の内壁面は、空間部１５が角柱状又は円柱状となるように形成されている。
筐体１１の材質は、特に限定されないが、第１配置部１６や第２配置部１７等の加工が容易なことから、好ましくはアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂である。前記筐体１１は、前記供試体２１の設置を容易にするため、好ましくは、前記長手方向において分割可能に構成されている。前記開口部１３は外気と接していて湿気の流路となる。
前記他端部側に形成される閉塞部１４は、例えば、底面であり、該底面の上に載置台（第２配置部１７）を置く構成や、第２配置部１７を筐体１１に一体成型した構成がある。
本発明の湿度測定装置１は筐体１１を備え、前記筐体１１は、側壁１２と、側壁１２の長手方向の一端部側に形成される開口部１３と、前記側壁１２の長手方向の他端部側に形成される閉塞部１４とを有する。
前記筐体１１の外形は、特に限定されないが、筐体の作製の容易さや取り扱いの容易さから、好ましくは角柱状又は円柱状である。また、前記筐体１１の側壁１２の内壁面は、空間部１５が角柱状又は円柱状となるように形成されている。
筐体１１の材質は、特に限定されないが、第１配置部１６や第２配置部１７等の加工が容易なことから、好ましくはアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂である。前記筐体１１は、前記供試体２１の設置を容易にするため、好ましくは、前記長手方向において分割可能に構成されている。前記開口部１３は外気と接していて湿気の流路となる。
前記他端部側に形成される閉塞部１４は、例えば、底面であり、該底面の上に載置台（第２配置部１７）を置く構成や、第２配置部１７を筐体１１に一体成型した構成がある。
【0013】
また、前記湿度測定装置１は、前記側壁１２の内壁面と前記閉塞部１４とに囲まれた空間であって、前記開口部１３から前記閉塞部１４までの間の空間である空間部１５を有する。前記筐体１１の側壁１２の内壁面は、好ましくは、前記空間部１５が角柱状又は円柱状となるように形成されている。このように、前記空間部１５は角柱状又は円柱状となるように形成されると、角柱や円柱の型枠や、円柱のコンクリートのコア抜きの形状が一般的なので、実施が容易になる。
また、前記閉塞部１４は、前記第２配置部１７を兼ねてもよい。
前記空間部１５は、供試体２１によって複数の空間に仕切られた場合、該空間は、供試体２１の作製に用いられたコンクリート等のセメント質硬化体の内部の湿度環境を模した空間になる。
また、前記閉塞部１４は、前記第２配置部１７を兼ねてもよい。
前記空間部１５は、供試体２１によって複数の空間に仕切られた場合、該空間は、供試体２１の作製に用いられたコンクリート等のセメント質硬化体の内部の湿度環境を模した空間になる。
【0014】
前記側壁１２の内壁面は、前記セメント質硬化体２の供試体２１が配置される複数の第１配置部１６と、放湿剤又は吸湿剤２２が配置される第２配置部１７が形成可能に構成されている。
前記内壁面には、前記第１配置部１６に配置された前記供試体２１に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器１８を設置可能な設置部１９が形成されており、前記第２配置部１７は、前記第１配置部１６よりも、前記他端部側に設けられる。
前記内壁面には、前記第１配置部１６に配置された前記供試体２１に仕切られた空間の湿度を測定するための湿度測定器１８を設置可能な設置部１９が形成されており、前記第２配置部１７は、前記第１配置部１６よりも、前記他端部側に設けられる。
【0015】
前記第１配置部１６は、前記側壁１２の長手方向に沿って前記内壁面に複数設けられ、前記供試体２１が配置された場合に、当該供試体２１により、前記長手方向の垂直断面において前記空間部１５を遮断可能な形状で形成されている。ここで、前記第１配置部１６が前記空間部１５を遮断可能な形状で形成されているとは、例えば、前記第１配置部１６が溝の場合に、垂直断面が円形なら、円周の一部分でなく全体に渡って溝が形成されていることを意味する。また、前記第１配置部１６は、供試体２１を設置して空間部１５を遮断可能な形状であればよく、例えば、凹部（溝）又は凸部が挙げられる。例えば、筐体１１が分割可能に構成される場合には、分割された筐体１１にそれぞれ、凹部（溝）又は凸部が設けられており、重ね合わせた際に、これらの凹部（溝）又は凸部が垂直断面方向に連なるように構成され、これにより、第１配置部１６が形成される。
前記第２配置部１７は、前記空間部１５の一部領域であって、当該一部領域は、前記第１配置部１６に配置された隣接する前記供試体２１同士の間の空間部１５よりも広い領域である。前記第２配置部１７をより広い領域としたのは、湿度の測定期間が長期に渡る場合、多量の吸湿剤等が必要になるから、このような容積の大きな吸湿剤等でも、広い領域にすれば前記第２配置部１７に配置できるからである。
前記第２配置部１７は、前記空間部１５の一部領域であって、当該一部領域は、前記第１配置部１６に配置された隣接する前記供試体２１同士の間の空間部１５よりも広い領域である。前記第２配置部１７をより広い領域としたのは、湿度の測定期間が長期に渡る場合、多量の吸湿剤等が必要になるから、このような容積の大きな吸湿剤等でも、広い領域にすれば前記第２配置部１７に配置できるからである。
【0016】
さらに、前記内壁面には、前記第１配置部１６に配置された複数の前記供試体２１に仕切られた空間内の湿度を測定するための湿度測定器１８を設置可能な設置部１９が形成されている。
そして、前記設置部１９は、側壁１２を貫通する挿入孔が挙げられるが、これに限られない。例えば、湿度測定器１８の検知部に予め接着する等して取り付ける構成の場合には、この筐体１１の内壁面と検知部との接着部が前記設置部１９に相当する。
また、前記湿度測定装置１は、前記設置部１９に前記湿度測定器１８を備えていてもよい。
そして、前記設置部１９は、側壁１２を貫通する挿入孔が挙げられるが、これに限られない。例えば、湿度測定器１８の検知部に予め接着する等して取り付ける構成の場合には、この筐体１１の内壁面と検知部との接着部が前記設置部１９に相当する。
また、前記湿度測定装置１は、前記設置部１９に前記湿度測定器１８を備えていてもよい。
【0017】
２．湿度測定方法
該湿度測定方法は、前記（Ａ）及び（Ｂ）工程を経た後、前記湿度測定装置１に備えられた湿度測定器１８により、前記供試体２１に仕切られた空間内の湿度を測定し、該湿度が平衡に達したときの供試体２１の平衡質量を測定する方法である。以下、前記各工程に分けて説明する。
該湿度測定方法は、前記（Ａ）及び（Ｂ）工程を経た後、前記湿度測定装置１に備えられた湿度測定器１８により、前記供試体２１に仕切られた空間内の湿度を測定し、該湿度が平衡に達したときの供試体２１の平衡質量を測定する方法である。以下、前記各工程に分けて説明する。
【0018】
（Ａ）供試体の作製工程
該工程は、セメント質硬化体２から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体２１を作製する工程である。
前記セメント質硬化体２は、コンクリート、又はモルタル等が挙げられる。また、前記セメント質硬化体２に用いるセメント、骨材、及び混和材は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、エコセメント、速硬セメント、川砂利、山砂利、砕石、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、硅砂、高炉スラグ、フライアッシュ、及びシリカフューム等が挙げられる。
前記供試体２１の形状は、前記空間部１５の形状が円柱状であれば円板状であり、角柱状であれば角板状である。また、前記供試体２１の厚さは、特に限定されないが、０．５ｃｍ以上とすると供試体２１が切り出す際等に割れにくく、５ｃｍ以下とすると、平衡に達するまでの期間が相対的に短くなるため、特に好ましい。
また、前記封止部材は、第１配置部１６と供試体２１が接した箇所において湿気の漏洩を封止するために用いるから、封止機能があれば特に限定されず、例えばラバーリング等が挙げられる。さらに前記封止機能を強化するため、前記第１配置部１６をシリコンオイル等で埋めるとよい。
該工程は、セメント質硬化体２から板を複数切り出した後、該板の周囲を封止部材で封止して供試体２１を作製する工程である。
前記セメント質硬化体２は、コンクリート、又はモルタル等が挙げられる。また、前記セメント質硬化体２に用いるセメント、骨材、及び混和材は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、エコセメント、速硬セメント、川砂利、山砂利、砕石、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、硅砂、高炉スラグ、フライアッシュ、及びシリカフューム等が挙げられる。
前記供試体２１の形状は、前記空間部１５の形状が円柱状であれば円板状であり、角柱状であれば角板状である。また、前記供試体２１の厚さは、特に限定されないが、０．５ｃｍ以上とすると供試体２１が切り出す際等に割れにくく、５ｃｍ以下とすると、平衡に達するまでの期間が相対的に短くなるため、特に好ましい。
また、前記封止部材は、第１配置部１６と供試体２１が接した箇所において湿気の漏洩を封止するために用いるから、封止機能があれば特に限定されず、例えばラバーリング等が挙げられる。さらに前記封止機能を強化するため、前記第１配置部１６をシリコンオイル等で埋めるとよい。
【0019】
（Ｂ）供試体及び、放湿剤又は吸湿剤の配置工程
該工程は、前記供試体２１及び、放湿剤又は吸湿剤２２を、前記湿度測定装置１の筐体１１に配置する配置工程である。また、該工程には、前記筐体１１が長手方向に分割された状態において、該筐体１１に構成された第１配置部１６に、複数の前記供試体２１を配置するともに、該筐体１１に構成された第２配置部１７に、放湿剤又は吸湿剤２２を配置した後に、該筐体１１を重ね合わせて、前記供試体２１及び、前記放湿剤又は吸湿剤２２を密閉する工程も含めることができる。
放湿剤２２を用いた場合、供試体２１は吸湿し、吸湿剤２２を用いた場合、供試体２１は放湿する。このように、本発明の湿度測定方法は、放湿剤又は吸湿剤２２を用いるという簡単な操作により、吸湿過程又は放湿過程における湿度を容易に測定することができる。
また、前記放湿剤２２及び吸湿剤２２は、所定の放湿機能や吸湿機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、これらは液体であっても固体であってもよい。液体を用いる場合には、シャーレ等の保管容器に入れて配置される。
液体としては、例えば、水、又は飽和塩水溶液等を用いることができ、飽和塩水溶液としては、塩化亜鉛水溶液、塩化マグネシウム水溶液、硝酸マグネシウム水溶液等が挙げられる。前記飽和塩水溶液は、密封した容器内の相対湿度を一定に保つことができる。また、固体としては、例えば、シリカゲル、又は生石灰等を用いることができる。
前記湿度測定器１８は、特に限定されず、市販の湿度センサでよく、例えば、IST HYT939（シスコム社製）等が挙げられる。また、前記設置部１９が挿入孔の場合、湿度センサを挿入しない間はゴム栓等で塞いでおくとよい。
本発明の湿度測定方法の技術的特徴の一つは、コンクリート内部の湿度環境を模した空間として、前記供試体２１に仕切られた空間内の湿度を測定する点にある。その効果として、一つの測定装置で一度に複数の測定ができるため、１つのデシケータを使いまわすような従来の測定方法に比べて、早期に試験結果が得られるものであり、また、複数のデシケータを使用した場合に生じるような装置間の測定バラつきが発生せず、精度よく測定できる。加えて、図２に例示するように、湿度測定器１８が水分に接することなく、湿度を簡易かつ精度よく測定できる。
該工程は、前記供試体２１及び、放湿剤又は吸湿剤２２を、前記湿度測定装置１の筐体１１に配置する配置工程である。また、該工程には、前記筐体１１が長手方向に分割された状態において、該筐体１１に構成された第１配置部１６に、複数の前記供試体２１を配置するともに、該筐体１１に構成された第２配置部１７に、放湿剤又は吸湿剤２２を配置した後に、該筐体１１を重ね合わせて、前記供試体２１及び、前記放湿剤又は吸湿剤２２を密閉する工程も含めることができる。
放湿剤２２を用いた場合、供試体２１は吸湿し、吸湿剤２２を用いた場合、供試体２１は放湿する。このように、本発明の湿度測定方法は、放湿剤又は吸湿剤２２を用いるという簡単な操作により、吸湿過程又は放湿過程における湿度を容易に測定することができる。
また、前記放湿剤２２及び吸湿剤２２は、所定の放湿機能や吸湿機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、これらは液体であっても固体であってもよい。液体を用いる場合には、シャーレ等の保管容器に入れて配置される。
液体としては、例えば、水、又は飽和塩水溶液等を用いることができ、飽和塩水溶液としては、塩化亜鉛水溶液、塩化マグネシウム水溶液、硝酸マグネシウム水溶液等が挙げられる。前記飽和塩水溶液は、密封した容器内の相対湿度を一定に保つことができる。また、固体としては、例えば、シリカゲル、又は生石灰等を用いることができる。
前記湿度測定器１８は、特に限定されず、市販の湿度センサでよく、例えば、IST HYT939（シスコム社製）等が挙げられる。また、前記設置部１９が挿入孔の場合、湿度センサを挿入しない間はゴム栓等で塞いでおくとよい。
本発明の湿度測定方法の技術的特徴の一つは、コンクリート内部の湿度環境を模した空間として、前記供試体２１に仕切られた空間内の湿度を測定する点にある。その効果として、一つの測定装置で一度に複数の測定ができるため、１つのデシケータを使いまわすような従来の測定方法に比べて、早期に試験結果が得られるものであり、また、複数のデシケータを使用した場合に生じるような装置間の測定バラつきが発生せず、精度よく測定できる。加えて、図２に例示するように、湿度測定器１８が水分に接することなく、湿度を簡易かつ精度よく測定できる。
【0020】
３．平衡含水率の取得方法
該平衡含水率の取得方法は、前記平衡質量を用いて平衡含水率を算出して取得する方法である。前記平衡含水率は下記（１）式、又は（２）式を用いて算出する。
Ｗｗ＝１００×（Ｍｅ－Ｍｃ）／Ｍｃ ・・・（１）
Ｗｖ＝１００×（Ｍｅ－Ｍｃ）／Ｖ ・・・（２）
ただし、（１）式中、Ｗｗは供試体２１の平衡質量含水率を表わし、Ｍｅは湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を表わし、Ｍｃは乾燥して恒量になった各供試体２１の質量を表わす。また、（２）式中、Ｗｖは各供試体２１の平衡体積含水率を表わし、Ｍｅは湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を表わし、Ｍｃは乾燥して恒量になった各供試体２１の質量を表わし、Ｖは各供試体２１の体積を表わす。
該平衡含水率の取得方法は、前記平衡質量を用いて平衡含水率を算出して取得する方法である。前記平衡含水率は下記（１）式、又は（２）式を用いて算出する。
Ｗｗ＝１００×（Ｍｅ－Ｍｃ）／Ｍｃ ・・・（１）
Ｗｖ＝１００×（Ｍｅ－Ｍｃ）／Ｖ ・・・（２）
ただし、（１）式中、Ｗｗは供試体２１の平衡質量含水率を表わし、Ｍｅは湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を表わし、Ｍｃは乾燥して恒量になった各供試体２１の質量を表わす。また、（２）式中、Ｗｖは各供試体２１の平衡体積含水率を表わし、Ｍｅは湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を表わし、Ｍｃは乾燥して恒量になった各供試体２１の質量を表わし、Ｖは各供試体２１の体積を表わす。
【0021】
４．拡散係数の取得方法
該取得方法は、放湿剤又は吸湿剤２２の質量の変化、及び供試体２１の質量の変化から、各供試体２１を通過する単位時間及び単位面積あたりの水分量である水分流束と、そのときの隣り合う供試体２１の平衡体積含水率の差を供試体２１の厚さで除して平衡含水率勾配を求め、該水分流束、及び平衡体積含水率勾配を用いて下記（３）式により拡散係数を算出して取得する方法である。
Ｄ＝Ｊ／（ｄＷｖ／ｄＸ） ・・・（３）
ただし、（３）式中、Ｄは拡散係数（ｃｍ２／ｄａｙ）を表わし、Ｊは水分流束（ｇ／ｃｍ２・ｄａｙ）を表わし、ｄＷｖ／ｄＸは平衡体積含水率勾配（（ｇ／ｃｍ３）／ｃｍ）を表す。
前記質量の変化は、少なくとも、測定開始時と、湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を測定して求めるが、その際、供試体２１の封止部材は装着した状態、又は脱着した状態のいずれでもよい。
なお、本文では、拡散係数は前記（３）式を用いて算出したが、拡散係数の取得方法はこれに限定されない。例えば下記（４）式のような値を用いてもよい。
ただし、（４）式中、Ｄは拡散係数を表わし、Ｗは含水率を表わし、Ｗ０は１００％、λはボルツマン変数を表わす。なお、ボルツマン変数とは乾燥面からの距離を乾燥期間の平方根で除した値である。
該取得方法は、放湿剤又は吸湿剤２２の質量の変化、及び供試体２１の質量の変化から、各供試体２１を通過する単位時間及び単位面積あたりの水分量である水分流束と、そのときの隣り合う供試体２１の平衡体積含水率の差を供試体２１の厚さで除して平衡含水率勾配を求め、該水分流束、及び平衡体積含水率勾配を用いて下記（３）式により拡散係数を算出して取得する方法である。
Ｄ＝Ｊ／（ｄＷｖ／ｄＸ） ・・・（３）
ただし、（３）式中、Ｄは拡散係数（ｃｍ２／ｄａｙ）を表わし、Ｊは水分流束（ｇ／ｃｍ２・ｄａｙ）を表わし、ｄＷｖ／ｄＸは平衡体積含水率勾配（（ｇ／ｃｍ３）／ｃｍ）を表す。
前記質量の変化は、少なくとも、測定開始時と、湿度が平衡に達したときの各供試体２１の質量を測定して求めるが、その際、供試体２１の封止部材は装着した状態、又は脱着した状態のいずれでもよい。
なお、本文では、拡散係数は前記（３）式を用いて算出したが、拡散係数の取得方法はこれに限定されない。例えば下記（４）式のような値を用いてもよい。
【実施例0022】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）普通ポルトランドセメント（略号：Ｃ）
太平洋セメント社製である。
（２）山砂（略号：Ｓ）
表乾密度は２．５６ｇ／ｃｍ３である。
（３）砂岩砕石（略号：Ｇ）
表乾密度は２．６６ｇ／ｃｍ３である。
（４）上水道水（略号：Ｗ）
（５）ＡＥ減水剤（略号：ＡＤ）
商品名はポゾリスＮｏ．７０［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
（６）ＡＥ剤（略号：ＡＥ）
商品名はマスターエア４０４［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
１．使用材料
（１）普通ポルトランドセメント（略号：Ｃ）
太平洋セメント社製である。
（２）山砂（略号：Ｓ）
表乾密度は２．５６ｇ／ｃｍ３である。
（３）砂岩砕石（略号：Ｇ）
表乾密度は２．６６ｇ／ｃｍ３である。
（４）上水道水（略号：Ｗ）
（５）ＡＥ減水剤（略号：ＡＤ）
商品名はポゾリスＮｏ．７０［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
（６）ＡＥ剤（略号：ＡＥ）
商品名はマスターエア４０４［登録商標］で、ＢＡＳＦ社製である。
【0023】
２．供試体の作製
表１に示す配合に従い、前記の各材料を容量５０リッターのパン型ミキサに一括して投入し、２分間混練した後、該混練物を内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打設して成形しセメント質硬化体２（コンクリート）を得た。次に、該硬化体を２０℃で２８日間封緘養生した後に脱型し、図２に示すように切り出して、厚さ１ｃｍの供試体２１を１０枚作製した。
次に、前記供試体２１の円周を封止部材（ラバーリング）で被覆して１０枚の供試体２１を得た。
表１に示す配合に従い、前記の各材料を容量５０リッターのパン型ミキサに一括して投入し、２分間混練した後、該混練物を内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打設して成形しセメント質硬化体２（コンクリート）を得た。次に、該硬化体を２０℃で２８日間封緘養生した後に脱型し、図２に示すように切り出して、厚さ１ｃｍの供試体２１を１０枚作製した。
次に、前記供試体２１の円周を封止部材（ラバーリング）で被覆して１０枚の供試体２１を得た。
【0024】
【表1】
【0025】
３．平衡質量の測定、及び平衡体積含水率の取得
次に、図２、図４、及び図５に示すように、前記１０枚の供試体２１、及び蒸留水が入った容器（シャーレ）を、分割した状態の、アクリル製の筐体１１の第１配置部１６（溝）、及び第２配置部１７（底面）に、それぞれ配置した後、前記筐体１１と１０個の湿度測定器１８（湿度センサIST HYT939、シスコム社製）が設置部１９（挿入孔）に挿入された筐体１１を重ね合わせて、１０か所の模擬空間と開口部１３を構成した。
次に、相対湿度が１２％の環境下に前記湿度測定装置１を保管し、これらの１０か所の模擬空間内の相対湿度を測定して、湿度が平衡に達したときの各供試体２１を前記湿度測定装置１から取り出して、直ちに供試体２１のラバーリングを外し、各供試体２１の質量（平衡質量）を測定した。ここで、前記「湿度が平衡に達したとき」とは、1日あたりの相対湿度の変化が０．１％以下となったときである。また、１枚の供試体２１の平衡質量を測定する間、残りの９枚の供試体２１は、空気中での乾燥を防ぐため密閉袋に入れて一時的に保管した。
さらに、各供試体２１は１０５℃で２４時間乾燥して、各供試体２１の乾燥質量を測定した。
そして、前記平衡質量、乾燥質量、及び前記（２）式を用いて平衡体積含水率を算出して取得した。なお、供試体２１の体積は７８．５ｃｍ３を用いた。
図６に取得した平衡体積含水率を用いて作成した平衡体積含水率曲線を示す。なお、各供試体２１の平衡含水率に対応する相対湿度は供試体２１を挟む２つの空間の相対湿度の平均値を用いている。つまり、平衡質量の測定値は、測定対象の供試体２１を挟む２つの空間の相対湿度の平均値における、平衡質量に相当する。
次に、図２、図４、及び図５に示すように、前記１０枚の供試体２１、及び蒸留水が入った容器（シャーレ）を、分割した状態の、アクリル製の筐体１１の第１配置部１６（溝）、及び第２配置部１７（底面）に、それぞれ配置した後、前記筐体１１と１０個の湿度測定器１８（湿度センサIST HYT939、シスコム社製）が設置部１９（挿入孔）に挿入された筐体１１を重ね合わせて、１０か所の模擬空間と開口部１３を構成した。
次に、相対湿度が１２％の環境下に前記湿度測定装置１を保管し、これらの１０か所の模擬空間内の相対湿度を測定して、湿度が平衡に達したときの各供試体２１を前記湿度測定装置１から取り出して、直ちに供試体２１のラバーリングを外し、各供試体２１の質量（平衡質量）を測定した。ここで、前記「湿度が平衡に達したとき」とは、1日あたりの相対湿度の変化が０．１％以下となったときである。また、１枚の供試体２１の平衡質量を測定する間、残りの９枚の供試体２１は、空気中での乾燥を防ぐため密閉袋に入れて一時的に保管した。
さらに、各供試体２１は１０５℃で２４時間乾燥して、各供試体２１の乾燥質量を測定した。
そして、前記平衡質量、乾燥質量、及び前記（２）式を用いて平衡体積含水率を算出して取得した。なお、供試体２１の体積は７８．５ｃｍ３を用いた。
図６に取得した平衡体積含水率を用いて作成した平衡体積含水率曲線を示す。なお、各供試体２１の平衡含水率に対応する相対湿度は供試体２１を挟む２つの空間の相対湿度の平均値を用いている。つまり、平衡質量の測定値は、測定対象の供試体２１を挟む２つの空間の相対湿度の平均値における、平衡質量に相当する。
【0026】
図６に示すように、本発明の測定方法によれば、一つの装置を用いて、一度に複数の相対湿度における供試体２１の平衡質量を測定できるから、平衡含水率の取得は容易で、平衡含水率曲線を短期間で作成できる。また、図９には、ＪＩＳ Ａ １４７５「建築材料の平衡含水率測定方法」に則り、相対湿度１２、３３、４５、５９、７４、８５、および９６％に調湿したデシケータ内に厚さ１ｃｍの供試体２１を保管することにより取得した平衡含水率曲線の結果を併記している。本発明の平衡含水率曲線は、供試体２１を挟む２つの空間の相対湿度の平均値を用いるものであるが、図９に示す通り、ＪＩＳＡ１４７５の測定方法による測定結果を、高い精度で再現できていることがわかる。
また、図７は、乾燥期間における、供試体２１の質量減少率について、開口部１３から空間部１５を除いて３ｃｍの位置にある供試体２１を示したものである。図７に示すように、ＪＩＳ Ａ １１２９「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」（図７において「ＪＩＳ法」と表記する。）が規定する１０×１０×４０ｃｍのコンクリート供試体を、相対湿度が６０％の環境下に保管した場合、平衡状態に達するまで１８０日以上要するのに対し、本発明では乾燥期間が１２０日程度で平衡状態となり、測定期間を大幅に短縮できるから、本発明は実用性や利便性が極めて高い。なお、図７は一例であり、開口部１３から空間部１５を除いて、１ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍの供試体２１の質量減少率についても、同様に、ＪＩＳ法と比較して、測定期間を大幅に短縮できるものである。
また、図７は、乾燥期間における、供試体２１の質量減少率について、開口部１３から空間部１５を除いて３ｃｍの位置にある供試体２１を示したものである。図７に示すように、ＪＩＳ Ａ １１２９「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」（図７において「ＪＩＳ法」と表記する。）が規定する１０×１０×４０ｃｍのコンクリート供試体を、相対湿度が６０％の環境下に保管した場合、平衡状態に達するまで１８０日以上要するのに対し、本発明では乾燥期間が１２０日程度で平衡状態となり、測定期間を大幅に短縮できるから、本発明は実用性や利便性が極めて高い。なお、図７は一例であり、開口部１３から空間部１５を除いて、１ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍの供試体２１の質量減少率についても、同様に、ＪＩＳ法と比較して、測定期間を大幅に短縮できるものである。
【0027】
４．拡散係数の取得
前記各供試体２１の平衡質量の測定の際、蒸留水が入った容器の質量も測定した。そして、各供試体２１及び容器の質量の変化は、測定開始時と、湿度が平衡に達したときの各供試体２１及び容器の質量の差から求めた。次に、各供試体２１及び容器の質量の変化から、各供試体２１を通過する単位時間及び単位面積あたりの水分量である水分流束と、そのときの隣り合う供試体２１の平衡体積含水率の差を供試体２１の厚さで除して平衡体積含水率勾配を求めた。そして、該水分流束、及び平衡体積含水率勾配を用いて前記（３）式により拡散係数を算出して取得した。図８に平衡体積含水率に対する拡散係数のグラフを示す。本発明の拡散係数の取得方法によれば、平衡体積含水率に対する拡散係数を短期間で容易に求めることができる。
前記各供試体２１の平衡質量の測定の際、蒸留水が入った容器の質量も測定した。そして、各供試体２１及び容器の質量の変化は、測定開始時と、湿度が平衡に達したときの各供試体２１及び容器の質量の差から求めた。次に、各供試体２１及び容器の質量の変化から、各供試体２１を通過する単位時間及び単位面積あたりの水分量である水分流束と、そのときの隣り合う供試体２１の平衡体積含水率の差を供試体２１の厚さで除して平衡体積含水率勾配を求めた。そして、該水分流束、及び平衡体積含水率勾配を用いて前記（３）式により拡散係数を算出して取得した。図８に平衡体積含水率に対する拡散係数のグラフを示す。本発明の拡散係数の取得方法によれば、平衡体積含水率に対する拡散係数を短期間で容易に求めることができる。
【符号の説明】
【0028】
１ 湿度測定装置
１１ 筐体
１２ 側壁
１３ 開口部
１４ 閉塞部
１５ 空間部
１６ 第１配置部
１７ 第２配置部
１８ 湿度測定器
１９ 設置部
２ セメント質硬化体
２１ 供試体
２２ 放湿剤又は吸湿剤
１１ 筐体
１２ 側壁
１３ 開口部
１４ 閉塞部
１５ 空間部
１６ 第１配置部
１７ 第２配置部
１８ 湿度測定器
１９ 設置部
２ セメント質硬化体
２１ 供試体
２２ 放湿剤又は吸湿剤
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
