JPH03138547A - 高強度コンクリート成分量測定用検量線作成方法 - 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】 〈産業子の利用分野〉 本発明は、高強度コンクリートの品質管理のために、コ
ンクリート中に混入されるシリカフニームや各種混和材
等の成分量を測定するために用いられる検量線の作成方
法に関する。

〈従来の技術〉 例えば、高強度化のために用いられるシリカフニームは
、セメントのＩ／ｌｏｏ稈度の径を持ち、酸化珪素５ｉ
Ｏｚを主成分とする超微粒子であり、このようなシリカ
フニームを利用する場合、その混入率が小さいと所要の
強度を発現できず、一方、混入率が大きいと、シリカフ
ニームがボヅラン祠であってそれ自体に水硬性がほとん
どないためにコンクリート強度を低下する傾向にあり、
通常、セメントに対して重量比で５〜２０％混入するこ
とが必要であり、コンクリートの品質を管理する−１−
で、シリカフニームの混入率などを精度良く測定するこ
とが重要である。また、他の混和材についても、それら
の混入率などを精度良く測定することが重要である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、通常行われるところの化学的手法によっ
て測定しようとしても、コンクリ−１・の使用材料であ
るセメントおよび骨材のいずれにも、シリカフニームの
主成分である酸化珪素ＳｉＯｚが含まれているため、こ
のような化学的手法による測定では、精度が低下して実
際上測定不能である欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、コンクリートの高強度化および高品質化を目的とし
て用いられるシリカフニームや各種混和材等の超微粒子
の混入率などを、セメント等の粒径および比重の違いに
よる水中での沈降速度の差を利用して測定するに際し、
それらを精度良（測定する上で有用な検量線を作成でき
るようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の高強度コンクリート成分量測定用検量線作成方
法は、上述のような目的を達成するために、顆粒状の混
和材を超音波処理によって分解し、その混和材とセメン
トおよび細骨材それぞれの所定量づつとを混入するとと
もに水および分散剤を加えて撹拌分散処理した後に、容
器内の試料の懸濁液部分に位置するように被測定体を収
容し、その被測定体の重量を測定するとともに、その測
定した重量の経時的変化を読み取り、混入した混和材量
と懸濁液比重との相関を示す検量線を作成する。

く作用〉 本発明の高強度コンクリ−１・成分量測定用検量線作成
方法の構成によれば、混和材の使用形態としては、セメ
ントに顆粒状または粉末状の混和材を混入する場合があ
るが、粉末状の場合、その嵩が多くなるとともに混入の
際の粉の飛散があるために、取り扱いにくい不都合があ
り、通常、顆粒状またはスラリー状で使用されているの
が実情である。

このような状況下において、顆粒状の混和材と粉末状の
混和材それぞれをセメントに混入して懸濁液の比重の変
化を測定したところ、両者に大きな差があり、顆粒状の
混和材ではセメントと同様な変化を示し、顆粒状の混和
材による検量線の作成が困難であるという結果に到達し
た。そこで、鋭意研究の結果、超音波処理を施すことに
より、顆粒状の混和材を容易に分解できて、実使用のコ
ンクリートとして練り混ぜられた場合と同様の分解され
た混和材を得られることを見出すに至り、このことに着
目して、セメントと混和材との粒径の差による水中での
沈降速度の違いに基づいた懸Ｓ液の比重の変化から検量
線を精度良く作成することができる。

〈実施例〉 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

先ず、検量線を作成する上で使用する比重測定装置につ
いて説明する。

第１図の正面図に示すように、架台１上に測定器ケース
２が設けられ、その測定器ケース２の下面に付設された
床下秤量用のフックに、硬質ガラス製で円柱状の被測定
体３が吊り下げ保持され、その被測定体３を、測定器ケ
ース２の下方に載置した試料収容容器としての容量１乏
のメスシリンダ４内に挿入できるようになっている。

前記測定器ケース２には、被測定体３の吊り下げ保持部
における支持圧を受は止め、その支持圧を電気的量に変
換して出力する測定器としてのロードセル５が設けられ
ている。この測定器としては、ロードセル５に限らず、
例えば、歪ゲージなど各種のものが採用できる。

ロードセル５から出力された信号は、第２図のブロック
図に示すように、演算手段としてのマイクロコンピュー
タ６に入力され、 懸濁液比重−（浮力／被測定体体積）−（測定時の水比
型と１５°Ｃの比重との差） に基づき、１５°Ｃの懸濁液の比重に換算するように構
成されている。上記被測定体体積は、比重測定時の温度
を測定し、その温度から１５°Ｃを引いた値に体積膨脂
係数を乗算した値を１５°Ｃで予め求めておいた体積に
加えた値（１５°Ｃ未満のときには減算した値）とする
ようになっている。

測定器ケース２の外面に数値表示用のデイスプレー７が
付設され、このデイスプレー７にマイクロコンピュータ
６が接続され、換算された懸濁液の比重を表示するよう
に構成されている。

次に、上述の比重測定装置を用いて顆粒状のシリカフユ
ーム量を求めるための検量線の作成について説明する。

先ず、予備実験について説明する。

実験方法 セメン（・とシリカフニームとを合馴した総重量（Ｃ＋
ＳＦ　）を６０ｇから１４０ｇまで２０ｇずつ変化させ
、各々シリカフニー１．量を内削で０．１０．２０％混
入したものに、表−１に示すコンクリートの調合割合に
相当する量の細骨材を加え、ビーカーの中で少量の水と
高性能Ａ［減水剤３ｃｃと共に撹拌し、モルタル状にし
たものを前述した比重測定装置のＩＰのメスシリンダ４
に入れ、ゴム栓をし゛ζ３０秒間に１２回の撹拌を行っ
た。

表−１コンクリ−１・の調合割合 その後、直ちにメスシリンダ４を前述した比重測定装置
の所定位置に静置するとともに、そのメスシリンダ４内
に被測定体３を挿入し、水中重量液の比重の経時的変化
に明確な違いが現れていることが明らかであった。

また、撹拌終了後３０秒経過した後における、各混入率
ごとの総重量（Ｃ＋　ＳＦ　）　と懸濁液の比重との関
係をプロットシたとごろ、第４図のグラフに示す結果を
得た。

この結果から、撹拌終了からの時間経過が少ない場合は
、総重量（Ｃ＋ＳＦ）と懸濁液の比重とは直線的な比例
関係にあることが明らかであった。そして、懸濁液の比
重をｙ、総重量（ＣモＳＰ）をＸとしたときに、’／　
＝０．０００６２５　ｘ−１−０，９９８３６と係数を
設定することにより、寄与率がＲ２＝０．９８６と極め
て良好な相関を示すことができた。

更に、セメントのみの重量（Ｃ）と、撹拌終了後３０秒
経過した時点を基準として、そのときの懸濁液の比重を
５分経過した時点で測定した懸濁液の比重から引いた差
との関係を求めたところ、第５図のグラフに示す結果を
得た。

この結果においても、懸濁液の比重の差とセメント重ｉ
ｔ　（Ｃ）との間に、直線的な比例関係があの変化の測
定を行った。

実験に使用した材料は、表−２に示す通りのものであり
、シリカフニームとしては、顆粒状のシリカフニームを
超音波洗浄器によって３０分間分解処理したものを用い
た。

表−２使用祠料 以上の条件の丁で懸濁液の比重の経時的変化を測定した
ところ、総重量（Ｃ＋ＳＦ）が６０ｇ、１００　ｇおよ
び１４０ｇそれぞれのものにおいて、第３図の（ａ）、
（ｂ）および（Ｃ）それぞれのグラフに示す結果を得た
。

ごの結果から、総重ｌ（Ｃ＋ＳＦ）が同じであっても、
シリカフニームの混入率の違いによって懸濁ることが明
らかであった。また、懸濁液の５分後と３０秒後との比
重差をｙ、セメント重ｉｆ　（Ｃ）をＸとしたときに、
Ｖ　＝　−０，００３０１ｘ−０，０００３０１と係数
を設定することにより、寄与率がＲ”　＝０．９Ｅｉ７
と極めて良好な相関を示すことができた。

このような予備実験の結果、撹拌終了後初期の段階で総
重量（Ｃ＋ＳＦ）を判定し、５分程度経過した段階でセ
メント重量（Ｃ）を判定してその差を求めることにより
シリカフニーム重量（ＳＦ）を判定できることが明らか
であった。

次に、本発明である検量線の作成方法について説明する
。

顆粒状のシリカフニームを超音波処理によって分解し、
そのシリカフニームとセメントと細骨材それぞれの定量
づつとを混入するとともに水を加えて撹拌処理しく調合
割合は、表−１に示したコンクリートから粗骨材を篩分
けした形のモルタルと同じである）、得られた試料の定
量を抽出して、前述比重測定装置における容器としての
メスシリンダ４に収容し、その試料を撹拌分散処理した
後に、メスシリンダ４内の試料の懸濁液部分に位置する
ように被測定体３を挿入して収容し、その被測定体３の
重量を測定するとともに、その測定した重量の経時的変
化を読み取り、シリカフニーム混入率と懸濁液比重との
相関を示す検量線であるシリカフニームとセメントとを
合計した総意１ｔ（Ｃ＋ＳＦ）　、および、セメント量
それぞれに対する検量線を作成した。

ここにおいて、シリカフニームとセメントとを合計した
総重量（Ｃ＋５Ｉ７）を９０ｇ、１３０ｇ、シリカフニ
ーム混入率を内削で０１１０．２０％として懸濁液の比
重を測定した。

そして、総重量（Ｃ−１−ＳＦ）の検量線を、静置後３
０秒、１分および２分それぞれで求めたところ、第６図
のグラフに示す結果を得た。また、セメント重量（Ｃ）
の検量線を、１分後の懸濁液の比重を基準とし、５分後
、１０分後および１５分後との比重の差で求めたところ
、第７図のグラフに示す結果を得た。

〈確認実験〉 次いで、上述のようにして得た検量線を用いて行った、
モルタルやコンクリ−１・におけるセメントやシリカフ
ニームなどの成分量とかシリカフプ−ム混入率などの確
認実験について説明する。

この実験においては、前述のシリカフニームとセメント
とを合計した総重量（Ｃ−＋−ＳＦ　）の検量線として
、静置後１分後のものを採用し、また、セメント重量（
Ｃ）の検量線として、５分後と１分後との比重の差をと
ったものを採用した。

そして、水ｉＷやその水ＭＷと総意ｉｔ　（ｃ　−＋−
ｓｐ　）との比を求めるために、篩分けによって採取し
たモルタルを高周波加熱装置（出力５００Ｗの電子レン
ジ）により加熱乾燥し、水分を乾燥蒸発させて蔭発前の
モルタル重量から水分蒸発後のモルタル重量を差し引（
ことにより自動的に水量Ｗを求め、更に、静置後１分後
の懸濁液の比重ならびに５分後と１分後との比重の差そ
れぞれをも自動的に求めるようにコンクリート成分量測
定装置が構成されており、その構成ならびに測定動作に
ついて先に説明しておく。

１ ２ 第８図の縦断面図に示すように、ハウジング８の被加熱
物収容室９内の下部に受は皿１０が設けられ、一方、被
加熱物収容室９の上部に、高周波加熱手段としてのマグ
ネトロン１１が設けられ、受は皿１０に載置された容器
１２内に収容されたモルタル試料中の水分を高周波加熱
によって蒸発除去できるように構成されている。

受は皿１０の支持部には圧電センサ１３が付設され、受
は皿１０に載置された容器１２およびそれに収容された
モルタル試料の重量を、加熱開始前から加熱完了後にわ
たって測定するように構成されている。

図中１４は運転スイッチを示している。

第９図のブロック図に示すように、前記ロードセル５、
圧電センサ１３と運転スイッチ１４、ならびに、例えば
、５分ごとなどに信号を出力する第１のタイマ］５それ
ぞれがマイクロコンピュータ６に接続されるとともに、
言１時用の第２のタイマ１６がマイクロコンピュータ６
に接続されている。

マイクロコンピュータ６には、重量変化率算出手段１７
、水量算出手段１８、水量Ｗと総重量（Ｃ＋ＳＦ）との
比算出手段１９、総重量（Ｃ＋ＳＦ　）算出手段２０、
セメント量（Ｃ）算出手段２１、シリカフニーム量（Ｓ
Ｆ）算出手段２２およびシリカフニーム混入率算出手段
２３が備えられている。

前記重量変化率算出手段１７では、水分蒸発に伴う重量
の減少変化を測定し、その重量変化が設定量（例えば、
０．１ｇ）以下になったときに蒸発が完了したと判断す
るようになっている。

前記水量算出手段１８では、重量変化率算出手段１７で
の蒸発完了の判断に伴い、蒸発運転開始前の重量から蒸
発完了後の重量を減算して水量Ｗを求めるようになって
いる。

前記総重量（ｃ＋ｓＰ）算出手段２０では、第２のタイ
マ１６の計時による３０秒後における懸濁液の比重に基
づき、前述した検量線との比較によってセメント重量と
シリカフニーム重量とを合計した総重量（Ｃ＋ＳＦ）を
求めるようになっている。

また、セメント量（Ｃ）算出手段２１では、第２のタイ
マ１６の旧時による５分後における懸濁液の比重に基づ
き、前述した検量線との比較によってセメント重量（Ｃ
）を求めるようになっている。

前記水量Ｗと総重量（Ｃ−＋−ＳＦ　）との比算出手段
１９では、水量算出手段１８によって求められた水量Ｗ
と、総重量（Ｃ４−ＳＦ　）算出手段２０によって求め
られた総重量（Ｃ＋ＳＦ）とから、それらの比を求める
ようになっている。

前記シリカフニーム量（ＳＦ）算出手段２２では、総重
量（Ｃ４−ＳＦ　）算出手段２０によって求められた総
意ｉ１　（Ｃ−＋−ＳＦ　）から、セメンｂｉｔ　（Ｃ
）算出手段２１によって求められたセメント重量（Ｃ）
を減算してシリカフニームｌ　（ＳＦ）を求めるように
なっている。

そして、シリカフニーム混入率算出手段２３では、シリ
カフニーム量（ＳＦ）算出手段２２によって求められた
シリカフニーム量（ＳＦ）と、総重量（Ｃ十ＳＦ）算出
手段２０によって求められた総重量（Ｃ十ＳＦ）とから
、それらの比を求めるようになってい一上記測定装置を
用い、表−３に示す条件で作成したモルタルおよびコン
クリートの８種類を試料として測定したところ、同表−
３の測定結果に示すデータが得られた。

なお、超音波処理したものは、顆粒状シリカフ、−ムを
超音波洗浄器で３０分間処理したものを用いた。

また、練り混ぜは、モルタルミキサーの場合は、１．５
ｆｆで１２０秒、オムニミキサーの場合は、４１で６０
秒それぞれ行った。そして、この練り混ぜ後に、懸濁液
比重測定用に２５０ｇをのモルタルを採取し、高性能減
水剤３ｃｃを添加して１分撹拌した後、前述同様にして
懸濁液の比重の変化を測定した。

（以下、余白） この結果、シリカフニームを超音波処理したものでは、
そのシリカフニーム混入率（ＳＦ／Ｃ＋　ＳＦ）の誤差
範囲が、シリカフニームを混入しない場合を除いて、約
１２％（Ｎｏ、　　６の６０分後のデータのみ２０％に
なっているが、これは何らかの異常があったものと推測
される）であり、超音波処理しなかったものの誤差範囲
が、約１９〜４７％であるのに仕べ、精度を向上できて
いることが明らかであった。

また、その水量Ｗと総意Ｎ（Ｃ＋ＳＦ）との比（Ｗ／Ｃ
＋ＳＦ）が、超音波処理したものでは２８．９〜３０．
７％の範囲にあり、超音波処理しなかったものではほと
んどが３１．７％以上であるのに比べ、精度を向上でき
ていることが明らかであった。

上記具体例では、混和材の一例としてのシリカフニーム
について説明したが、本発明方法は、他の混和材に対し
ても適用できる。

〈発明の効果〉 本発明の高強度コンクリ−１・成分量測定用検量線作成
方法によれば、顆粒状の混和材に対して超音波処理を施
すことにより、実使用の場合と同様に分解された状態で
精度の良い検量線を作成できるから、コンクリート受は
入れ時に、練り上げられた打設前のコンクリートを試料
としてサンプリングし、その試料から粗骨材を篩分けて
分離除去した後、粗骨材分離後の試料の定量を抽出して
容器に収容し、その試料を撹拌分散処理した後に、容器
内の試料の懸濁液部分に位置するように被測定体を収容
し、その被測定体の重量を測定するとともに、その測定
した重量の経時的変化を読み取って懸濁液の比重の変化
を測定し、そうして得た比重を本発明で得た検量線に当
てはめることにより、混入した混和材量やセメント量等
を精度良く測定できるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る高強度コンクリート成分量測定用
検量線作成方法の実施例を示し、第１図は、本発明方法
に使用する比重測定装置の正面図、第２図はブロック図
、第３図は、懸濁液の比重の経時的変化を示すグラフ、
第４図は、総重量（Ｃ＋ＳＦ）と懸濁液の比重との関係
を示すグラフ、第５図は、セメント重量（Ｃ）と懸濁液
の比重差との関係を示すグラフ、第６図は、総重量（Ｃ
＋ＳＦ）の検量線を示すグラフ、第７図は、セメント重
量の検量線を示すグラフ、第８図は、コンクリート成分
量測定装置の縦断面図、第９図は、コンクリート成分量
測定装置の概略構成を示すブロック図である。 ３・・・被測定体 ４・・・容器としてのメスシリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）顆粒状の混和材を超音波処理によって分解し、そ
   の混和材とセメントおよび細骨材それぞれの所定量づつ
   を混入するとともに水および分散剤を加えて撹拌分散処
   理した後に、容器内の試料の懸濁液部分に位置するよう
   に被測定体を収容し、その被測定体の重量を測定すると
   ともに、その測定した重量の経時的変化を読み取り、混
   入した混和材量と懸濁液比重との相関を示す検量線を作
   成することを特徴とする高強度コンクリート成分量測定
   用検量線作成方法。