JP5880981B2 - コンクリート表面の吸水試験方法及び吸水試験装置 - Google Patents
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Description
前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、微小時間間隔で継続的に検出して、注水完了後の経過時間及び吸水速度を測定し、所定の経過時間において測定された前記吸水速度に基づいて、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を行うことを特徴とするコンクリート表面の吸水試験方法を提供する。
本発明に係る上記吸水試験は、非破壊試験であり、本発明の吸水試験方法は更に、少なくとも下記(1)〜(3)のいずれかの構成を有する。
(1)前記原因因子又は評価因子の同定又は比較のため、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量を少なくとも測定すべく、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を用い、前記吸水チャンバに対する水の注入を15秒以内に完了して、前記コンクリート表面の吸水量の計測を注水開始後15秒以内に開始する(請求項1)。
(2) 前記原因因子又は評価因子は、コンクリート打設時の水セメント比、或いは、コンクリート打設後の型枠存置期間であり、
前記水セメント比又は型枠存置期間の同定又は比較のために、前記水量の検出を注水開始後15秒以内に開始し、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量の変化を含む前記水量の変化を測定する(請求項2)。
(3)前記水量は、前記チャンバ内の水圧によって検出される(請求項3)。
また、吸水チャンバへの注水時に吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を用いた本発明の吸水試験方法によれば、注水時に空気泡が吸水カップ内に残留するのを防止し、これにより、注水速度を加速して注水時間を大幅に短縮することができる。このような脱気手段を用いることにより、水の注入を15秒以内、好ましくは、10秒以内(平均約5秒)に完了することができるので、コンクリート表面の吸水量の計測は、注水開始後15秒以内(好ましくは、10秒以内)に開始することができる。このような早期の計測開始により、少なくとも、注水開始後の1分未満に生じるコンクリート表面の初期吸水量を測定し、コンクリート表面の吸水特性を正確に把握することができる。
殊に、注水開始後1分未満(特に、30秒未満)の時間帯に生じるコンクリート面の吸水特性には、多くの情報が含まれる。本発明により、このような初期的なコンクリート面の吸水特性を個々の実構造物に関して正確に測定することにより、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を効果的に行うことが可能となる。
好ましくは、脱気手段は、シリンダー部(水頭管)の管路下端部に設けられた下方拡開部、或いは、管路が開口する吸水カップ内壁面の傾斜からなる。変形例として、吸水チャンバ最下端部の排水管からの注水によりシリンダー部の管路全体を脱気手段として用い、或いは、吸水カップに付加的に設けられた排気口等を脱気手段として用いても良い。
前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微小時間間隔で継続的に検出するための検出部を備えた検出器と、
該検出器の検出結果が入力され且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し又は記録する測定装置とを有することを特徴とするコンクリート表面の吸水試験装置を提供する。
本発明の吸水試験装置は更に、少なくとも下記(1)〜(3)のいずれかの構成を有する。
(1)前記検出器は、前記吸水チャンバ内の水圧を検出する水圧センサである(請求項8)。
(2)前記検出器は、注水開始後1分未満の時間に水量の検出を開始する検出器であり、
前記吸水カップは、前記吸水チャンバに対する水の注入を15秒以内に完了するために、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を有する(請求項9)。
(3)複数の前記吸水カップの位置を固定するための位置固定具を有し、該位置固定具は、前記コンクリート表面から間隔を隔てた位置に配置された横架材と、該横架材によって支持され且つ前記吸水カップを前記コンクリート表面に向かって押圧する押圧具と、前記横架材の位置を保持し且つ該横架材を前記コンクリート構造物に一体的に連結する保持具とを有し、
前記水量の検出を注水開始後1分未満の時間に開始し、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量を測定するために、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段が、各々の前記吸水カップに設けられる(請求項12)。
y=dx/dt ・・・・・(1)
ここに、yは吸水速度(ml/m2/sec)、xは、コンクリート表面の単位面積(m2)あたりの累積吸水量(ml)、tは、時間(sec)である。
(1) 橋台
材齢:8年
セメント: 高炉B種
構造物の特徴:打重ね部及びセパレーターの近傍に多数のマイクロクラックが発生している。表面は乾燥している。
(2) ボックスカルバート
材齢:7年
セメント: 高炉B種
構造物の特徴:内部は日射が直接当たらず、常時湿度が高いためにコンクリート表面が湿っている。
y=a×t-n ・・・・・(2)
ここに、a、nは定数である。
上式(2)の定数aは、吸水開始後1秒時点での吸水速度を表すパラメータであり、主にコンクリート表面の緻密性(品質)と関連する。定数nは、一般には0.5±0.2の値をとる。定数nは、経時的な吸水量の変化を示すパラメータであり、時間経過とともに吸水速度が低下する度合いを示す。定数nは、主にコンクリート内部(表層部分)の緻密性と関連した値であり、nの値が大きい場合、コンクリート内部の緻密性(品質)が良いことを意味する。但し、この理論式は、理論的且つ理想的で均質な細孔組織の吸水特性を示すにすぎない。
(1)コンクリートの配合又は調合
・水セメント比
・単位水量
・セメントの種類
・混和材料の使用の有無
(2)フレッシュコンクリート(硬化前のコンクリート)の性状
・ブリーディング現象発生の有無又は程度
・材料分離抵抗性
(3)コンクリートの施工
・打込み速度
・締固め
・打込み温度
・環境温度
・部材寸法及び部材形状
・部材の拘束条件
・型枠撤去後の環境作用(気温、雨水の作用、湿度、日射の影響)
・養生条件(型枠存置期間、型枠撤去後の積極的な養生(湿潤養生等))
(4)環境要因
・気温、雨水の作用、湿度、日射
・材齢
(1)コンクリートの細孔組織の緻密性
(2)メゾレベルの空隙による緻密性の低下
・ブリーディング現象による骨材下等の空隙
・微細ひび割れ
・打継ぎ目、打重ね部
2 吸水試験具
3 位置固定具
6 注水器具
7 可撓注水管
9 水位計測装置
10 シリンダー部
20、20’ 吸水カップ
30 固定螺子
40 吸着部
50 減圧装置
60 円筒形容器
70 管継手又は接続具
80 連結ボルト
90 水圧センサ
90a 検知部
91 自動記録装置
92 制御信号線
B 吸水チャンバ
E 吸引チャンバ
L 鉛直距離
S コンクリート構造物
V 鉛直面
LL 水平面
W 水
HL 初期水位
WL 水面
Claims (19)
- 吸水カップの吸水開口の縁部を新設又は既設のコンクリート構造物のコンクリート表面に密接させ、吸水試験用の水を前記吸水チャンバ内に注入し、前記吸水カップ内の吸水チャンバから前記コンクリート構造物に吸水される水量を原位置測定するコンクリート表面の吸水試験方法において、
該吸水試験は、前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、微小時間間隔で継続的に検出して、注水完了後の経過時間及び吸水速度を測定し、所定の経過時間において測定された前記吸水速度に基づいて、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を行うための非破壊試験であり、
前記原因因子又は評価因子の同定又は比較のため、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量を少なくとも測定すべく、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を用い、前記吸水チャンバに対する水の注入を15秒以内に完了して、前記コンクリート表面の吸水量の計測を注水開始後15秒以内に開始することを特徴とするコンクリート表面の吸水試験方法。 - 吸水カップの吸水開口の縁部を新設又は既設のコンクリート構造物のコンクリート表面に密接させ、吸水試験用の水を前記吸水チャンバ内に注入し、前記吸水カップ内の吸水チャンバから前記コンクリート構造物に吸水される水量を原位置測定するコンクリート表面の吸水試験方法において、
該吸水試験は、前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、微小時間間隔で継続的に検出して、注水完了後の経過時間及び吸水速度を測定し、所定の経過時間において測定された前記吸水速度に基づいて、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を行うための非破壊試験であり、
前記原因因子又は評価因子は、コンクリート打設時の水セメント比、或いは、コンクリート打設後の型枠存置期間であり、
前記水セメント比又は型枠存置期間の同定又は比較のために、前記水量の検出を注水開始後15秒以内に開始し、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量の変化を含む前記水量の変化を測定することを特徴とするコンクリート表面の吸水試験方法。 - 吸水カップの吸水開口の縁部を新設又は既設のコンクリート構造物のコンクリート表面に密接させ、吸水試験用の水を前記吸水チャンバ内に注入し、前記吸水カップ内の吸水チャンバから前記コンクリート構造物に吸水される水量を原位置測定するコンクリート表面の吸水試験方法において、
該吸水試験は、前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、微小時間間隔で継続的に検出して、注水完了後の経過時間及び吸水速度を測定し、所定の経過時間において測定された前記吸水速度に基づいて、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を行うための非破壊試験であり、
前記水量は、前記チャンバ内の水圧によって検出されることを特徴とするコンクリート表面の吸水試験方法。 - 前記時間間隔は、10秒以下の時間であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の吸水試験方法。
- 前記吸水チャンバに対する水の注入を15秒以内に完了して前記コンクリート表面の吸水量の計測を注水開始後15秒以内に開始することを特徴とする請求項3に記載の吸水試験方法。
- 前記吸水開口は、5000mm2以上の開口面積を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の吸水試験方法。
- 前記コンクリート表面に作用する負圧、或いは、前記コンクリート構造物に埋設された既設螺子部材との機械的連結手段を用いて、前記吸水カップを前記コンクリート表面に一体的に連結することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の吸水試験方法。
- 新設又は既設のコンクリート構造物の非破壊吸水試験を行うためのコンクリート表面の吸水試験装置であって、原位置吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバを備えた吸水カップを有し、該吸水カップは、前記コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口を備えており、前記コンクリート表面が前記吸水開口を介して前記吸水チャンバ内の水に接触して吸水するコンクリート表面の吸水試験装置において、
前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微小時間間隔で継続的に検出するための検出部を備えた検出器と、
該検出器の検出結果が入力され且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し又は記録する測定装置とを有し、
前記検出器は、前記吸水チャンバ内の水圧を検出する水圧センサであることを特徴とするコンクリート表面の吸水試験装置。 - 新設又は既設のコンクリート構造物の非破壊吸水試験を行うためのコンクリート表面の吸水試験装置であって、原位置吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバを備えた吸水カップを有し、該吸水カップは、前記コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口を備えており、前記コンクリート表面が前記吸水開口を介して前記吸水チャンバ内の水に接触して吸水するコンクリート表面の吸水試験装置において、
前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微小時間間隔で継続的に検出するための検出部を備え、注水開始後1分未満の時間に水量の検出を開始する検出器と、
該検出器の検出結果が入力され且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し又は記録する測定装置とを有し、
前記吸水カップは、前記吸水チャンバに対する水の注入を15秒以内に完了するために、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を有することを特徴とするコンクリート表面の吸水試験装置。 - 前記水圧センサの検知部は、前記吸水チャンバの最下部又はその近傍の水圧を検出するように前記吸水カップ内に挿入されることを特徴とする請求項8に記載の吸水試験装置。
- 前記測定装置は、前記検出器の検出値を前記吸水量に変換する検出値変換手段と、単位時間当りの吸水量の変化又は変動に基づいて吸水速度を演算する吸水速度演算手段とを有することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の吸水試験装置。
- 新設又は既設のコンクリート構造物の非破壊吸水試験を行うためのコンクリート表面の吸水試験装置であって、原位置吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバを備えた吸水カップを有し、該吸水カップは、前記コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口を備えており、前記コンクリート表面が前記吸水開口を介して前記吸水チャンバ内の水に接触して吸水するコンクリート表面の吸水試験装置において、
前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微小時間間隔で継続的に検出するための検出部を備えた検出器と、
該検出器の検出結果が入力され且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し又は記録する測定装置とを有し、
複数の前記吸水カップの位置を固定するための位置固定具を有し、該位置固定具は、前記コンクリート表面から間隔を隔てた位置に配置された横架材と、該横架材によって支持され且つ前記吸水カップを前記コンクリート表面に向かって押圧する押圧具と、前記横架材の位置を保持し且つ該横架材を前記コンクリート構造物に一体的に連結する保持具とを有し、
前記水量の検出を注水開始後1分未満の時間に開始し、注水開始後の1分未満の時間帯に生じるコンクリート表面の初期吸水量を測定するために、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段が、各々の前記吸水カップに設けられたことを特徴とするコンクリート表面の吸水試験装置。 - 前記保持具は、前記コンクリート構造物の表面に負圧下に吸着する吸着手段、或いは、前記コンクリート構造物に埋設された既設螺子部材に螺合する機械的連結手段を有し、前記吸着手段又は機械的連結手段は、前記横架材に作用する前記押圧具の反力を超える力で該横架材を前記コンクリート構造物に連結することを特徴とする請求項12に記載の吸水試験装置。
- 前記吸着手段は、前記コンクリート表面に吸着可能な吸着部と、該吸着部と前記コンクリート表面との間で密封された負圧チャンバと、該負圧チャンバ内の空気を吸引する減圧装置に対して前記負圧チャンバを接続する減圧装置接続手段とを有することを特徴とする請求項13に記載の吸水試験装置。
- 前記既設螺子部材は、前記コンクリート構造物に少なくとも部分的に埋め込まれたセパレーターからなり、前記機械的連結手段は、前記セパレーターの螺子部に螺合する螺子連結部を備えた連結具からなることを特徴とする請求項13に記載の吸水試験装置。
- 前記吸水開口は、5000mm2以上の開口面積を有することを特徴とする請求項8乃至15のいずれか1項に記載の吸水試験装置。
- 前記吸水カップは、前記吸水チャンバへの注水時に該吸水チャンバ内の空気泡の排出を促進する脱気手段を有することを特徴とする請求項8又は10に記載の吸水試験装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載された吸水試験方法において、吸水カップ内の水を所定圧力に加圧してコンクリート表面の透水量を測定することを特徴とするコンクリート表面の吸水試験方法。
- 請求項8乃至17のいずれか1項に記載された吸水試験装置の吸水カップに加圧手段を更に設け、該加圧手段により、前記吸水チャンバ内の水を所定圧力に加圧してコンクリート表面の透水量を測定するようにしたことを特徴とするコンクリート表面の吸水試験装置。
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