(57)【要約】【課題】密度試験およびフロー試験に要する手間と費用を低減することを可能とした密度フロー試験装置および土の試験方法を提案する。【解決手段】フロー板２と、円筒体４と、底蓋５とを備える密度フロー試験装置１と、この密度フロー試験装置１を利用した土の試験方法である。底蓋５は、円筒体４の下端に着脱可能に設けられて、円筒体４の下端を遮蔽する。また、フロー板２の中央部には、底蓋５と同じ平面形状で、かつ、底蓋５の厚さと同じ深さの凹部２１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロー板と、円筒体と、底蓋と、を備える密度フロー試験装置であって、
前記底蓋は、前記円筒体の下端に着脱可能に設けられて当該円筒体の下端を遮蔽し、
前記フロー板の中央部には、前記底蓋と同じ平面形状で、かつ、当該底蓋の厚さと同じ深さの凹部が形成されていることを特徴とする、密度フロー試験装置。
【請求項２】
前記底蓋に、上部に拡径部を有するボルト孔が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の密度フロー試験装置。
【請求項３】
前記円筒体の側面にフランジが形成されていて、
前記フランジに頭部が係止されたボルトを前記ボルト孔に螺着することで、前記底蓋が前記円筒体の下端に着脱可能に装着されることを特徴とする、請求項２に記載の密度フロー試験装置。
【請求項４】
前記フランジが、前記円筒体に対して着脱可能であることを特徴とする、請求項３に記載の密度フロー試験装置。
【請求項５】
請求項１に記載の密度フロー試験装置を利用する土の試験方法であって、
前記円筒体に前記底蓋を装着して円筒形容器を形成する準備工程と、
前記円筒形容器に試料を満たした状態で当該円筒形容器の質量を測定する密度試験工程と、
前記底蓋を前記凹部に挿入した状態で、前記底蓋から取り外した前記円筒体を引き上げて前記試料のフロー値を測定するフロー試験工程と、を備えていることを特徴とする、土の試験方法。
【請求項６】
前記密度試験工程では、前記底蓋に形成されたボルト孔に螺着されたボルトを介して前記底蓋が前記円筒体に装着されており、
前記フロー試験工程では、前記ボルトを取り外した後、前記ボルト孔に蓋をした状態で前記フロー値を測定することを特徴とする、請求項５に記載の土の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密度フロー試験装置およびこれを利用した土の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動化処理土を含むスラリー系固化処理土（以下、処理土という）において、材料分離抵抗性や固化強度（一軸圧縮強度）が、材料品質の管理項目として重要である。一方、処理土の製造直後にこれらの試験を実施した場合であっても、試験結果が判明するのは、材料分離抵抗性は３時間後、固化強度は２８日後である。そのため、材料品質の試験結果が得られるときには、流動化処理土は既に打設が完了し地中に埋戻されている。
【０００３】
密度試験とフロー試験は、早期に試験結果を確認できるため、試験結果に応じて処理土の配合を調整することが可能である。そのため、処理土を製造する際には、密度試験とフロー試験を複数回実施して、泥土及び処理土の品質を確認するのが望ましい。例えば、特許文献１には、泥土密度とフロー値とを測定して、その結果に応じた製造管理を行う流動化処理土の製造方法が開示されている。
【０００４】
密度試験及びフロー試験は、例えば、処理土の配合試験を行う際に実施される。配合試験では、まず、泥土の配合（土と水との配合）を設定する。土と水との配合を決定する際に、密度試験とフロー試験とを繰り返すことで、適切な配合を決定することができる。
【０００５】
泥土（土と水）の配合が決定したら、泥土と固化材の配合を設定する。このとき、泥土と固化材とを混合した処理土について密度試験とフロー試験とを繰り返し行うことで、適切な配合を決定することができる。
【０００６】
また、処理土の製造時においても密度試験とフロー試験を実施するのが望ましい。例えば、土と水から製造した泥土（または泥水）が配合試験で決定された密度とフロー値を満足しているかを確認するため、あるいは、単に土と水から製造した泥土が所要の性能を満足しているかを確認するために、所定の製造量毎に密度試験とフロー試験を行うことが望ましい。
【０００７】
さらに、泥土に固化材を混練りして処理土を製造した後、処理土の密度とフロー値が配合試験で決定された値の許容範囲にあるかを確認するために、あるいは所要の品質が確保されている値に近いか否かを確認するために、品質管理試験の一環として密度試験とフロー試験を行う。
【０００８】
このように、処理土の製造直後に密度試験とフロー試験を実施し、これらの試験の結果と配合の際に決めた目標値とを比較すれば、要求品質に適う材料分離や強度が確保されるか否かを、精度よく推定することができる。したがって、配合試験の段階において密度試験とフロー試験を頻繁に実施すれば、要求品質に対して適切な配合を選択できる。また、製造段階において密度試験とフロー試験を頻繁に実施すれば、品質の安定化のための調整を図ることができる。さらに、品質管理試験の段階において密度試験及びフロー試験を製造量に見合う回数実施すれば、品質の保証効果が高まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１７−０１４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
密度試験およびフロー試験は、試験設備の整った室内において技術者が手作業で行うのが一般的である。そのため、密度試験およびフロー試験は、試験回数に応じて費用、労力および時間が増加する。すなわち、密度試験及びフロー試験は、品質の向上を目的として実施回数を増やすことが望まれる一方で、実施回数を増やすことで費用および時間が増加してしまう。
そのため、本発明は、密度試験およびフロー試験に要する手間と費用を低減することを可能とした密度フロー試験装置および土の試験方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決する本発明の密度フロー試験装置は、フロー板と、円筒体と、底蓋とを備える密度フロー試験装置である。前記底蓋は、前記円筒体の下端に着脱可能に設けられて当該円筒体の下端を遮蔽する。また、前記フロー板の中央部には、前記底蓋と同じ平面形状で、かつ、当該底蓋の厚さと同じ深さの凹部が形成されている。
【００１２】
また、前記密度フロー試験装置を利用した本発明の土の試験方法は、前記円筒体に前記底蓋を装着して円筒形容器を形成する準備工程と、前記円筒形容器に試料を満たした状態で当該円筒形容器の質量を測定する密度試験工程と、前記底蓋を前記凹部に挿入した状態で、前記底蓋から取り外した前記円筒体を引き上げて前記試料のフロー値を測定するフロー試験工程とを備えている。
【００１３】
本発明の密度フロー装置および土の試験方法によれば、密度試験とフロー試験とを同一の装置を利用して実施できるので、２種類の試験に要する手間を省略できる。そのため、フロー試験に要するコストで、密度とフロー値が測定できる。すなわち、従来の土の試験方法によって、密度試験およびフロー試験を１０回ずつ実施するコストで、両試験の２０回分程度のデータを採取することができるようになる。その結果、従来よりも少ない費用で多くの試験結果を得ることが可能となり、ゆえに、安価に品質の向上に寄与することが期待できる。
【００１４】
なお、前記密度フロー試験装置において、上部に拡径部を有するボルト孔が前記底蓋に形成されているのが望ましい。この密度試験装置を利用した土の試験方法では、前記底蓋に形成されたボルト孔に螺着されたボルトを介して前記底蓋を前記円筒体に装着した状態で密度試験工程を行い、前記フロー試験工程では前記ボルトを取り外した前記ボルト孔に蓋をした状態で前記フロー値を測定すればよい。かかる密度フロー装置および土の試験方法によれば、ボルト孔がフロー試験の妨げになることがない。
【００１５】
前記密度フロー試験装置においては、前記円筒体の側面にフランジが形成されている場合には、前記フランジに頭部が係止されたボルトを前記ボルト孔に螺着することで、前記底蓋を前記円筒体の下端に着脱可能に装着するのが望ましい。前記フランジは、前記円筒体に対して着脱可能であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の密度フロー試験装置および土の試験方法によれば、密度試験およびフロー試験に要する手間と費用を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る密度フロー試験装置の斜視図である。
【図２】図１の密度フロー試験装置の分解斜視図である。
【図３】フランジと底蓋との接合状況を示す拡大断面図である。
【図４】ボルト孔に蓋をした状態を示す拡大断面図である。
【図５】スペーサーの一例を示す断面図である。
【図６】フランジの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施形態では、流動化処理土を含むスラリー系固化処理土の材料品質の管理に使用する密度フロー試験装置１について説明する。本実施形態の密度フロー試験装置１は、密度試験およびフロー試験の両方に使用されるものであり、図１に示すように、フロー板２と、円筒形容器３とを備えている。
【００１９】
フロー板２は、ＮＥＸＣＯ「エアモルタル及びエアミルクの試験方法（ＪＨＳ  Ａ  ３１３−１９９２）」のコンシステンシー試験方法のシリンダー法に基づいて、４００ｍｍ×４００ｍｍの正方形の板材とする。フロー板２は、厚さ１２ｍｍの表面が滑らかな板材からなる。なお、フロー板２を構成する材料やフロー板２の形状寸法は限定されるものではない。図２に示すように、フロー板２の上面中央部には、直径１１６ｍｍ、深さ７ｍｍの円形の凹部２１が形成されている。なお、凹部２１の形状寸法は限定されるものではなく、円筒形容器３の底蓋５の形状に応じて適宜径呈すればよい。本実施形態の凹部２１は、有底である。また、フロー板２の裏面は平坦である。そのため、フロー板２は、裏返すことで、通常のフロー試験に使用することが可能である。なお、凹部２１は、フロー板２を貫通する孔であってもよい。
【００２０】
円筒形容器３は、図１に示すように、円筒体４と、底蓋５とを備えている。
円筒体４は、図２に示すように、上面および下面が開口した筒状部材である。本実施形態では、ＮＥＸＣＯ「エアモルタル及びエアミルクの試験方法（ＪＨＳ  Ａ  ３１３−１９９２）」のコンシステンシー試験方法のシリンダー法に基づいて、内径８０ｍｍ×高さ８０ｍｍ（容積：約４０２ｃｃ）の円筒体４を使用する。なお、円筒体４の肉厚は５ｍｍである。円筒体４の側面には、フランジ４１が設けられている。本実施形態のフランジ４１は、円筒体４に対して着脱可能である。なお、フランジ４１は、円筒体４に対して一体に固定されていてもよい。また、円筒体４の形状寸法は限定されるものではない。
【００２１】
フランジ４１は、平面視円形の板材からなる。フランジ４１の中央部には円筒体４の外径と同等以上の内径の円筒体挿通孔４２が貫通している。本実施形態では、内径９０．４ｍｍ、外径１１６ｍｍ、厚さ５ｍｍの板材によりフランジ４１を構成する。また、フランジ４１には、円筒体挿通孔４２を挟んで対向する位置に一対のボルト挿通孔４３，４３が貫通している。本実施形態のボルト挿通孔４３は、内径が３．２ｍｍである。なお、ボルト挿通孔４３の数および配置は限定されるものではないが、周方向に対して等間隔に配設されているのが望ましい。また、フランジ４１の形状寸法は限定されるものではない。
【００２２】
フランジ４１は、円筒体４の外面に形成されたスペーサー４４に係止される。スペーサー４４は、フランジ４１の円筒体挿通孔４２の内径よりも大きな外径を有している（例えば、せり出し幅３ｍｍ）。本実施形態のスペーサー４４は、円筒体４に装着された筒状のスペーサーリング４５からなる。円筒体４の下部をスペーサーリング４５に挿通すると、円筒体４の下部にフランジ４１を係止可能な段差（スペーサー４４）が形成される。このとき、スペーサーリング４５は、円筒体４の外面に固定する。なお、スペーサーリング４５の円筒体４への固定方法は限定されるものではなく、例えば、ビス等を介して固定してもよいし、溶接してもよい。
【００２３】
底蓋５は、円筒体４の下端に着脱可能に設けられて、円筒体４の下端を遮蔽する。底蓋５は、フロー板２の凹部２１と同じ平面形状で、かつ、凹部２１の深さと同じ厚さを有している。本実施形態では、底蓋５として、直径１１６ｍｍ、厚さ７ｍｍの板材を使用する。底蓋５の形状寸法は限定されるものではない。底蓋５には、一対のボルト孔５１，５１が形成されている。一対のボルト孔５１，５１は、フランジ４１の一対のボルト挿通孔４３，４３に対応する位置（底蓋５の中心を挟んで対向する位置）形成されている。なお、ボルト孔５１の数および配置は限定されるものではないが、ボルト挿通孔４３の位置に対応する必要がある。
【００２４】
底蓋５は、図３に示すように、ボルト６をボルト孔５１に螺着することで、円筒体４の下端に着脱可能に装着される。ボルト６は、ボルト挿通孔４３に挿通することで頭部がフランジ４１に係止される。本実施形態のボルト孔５１は、底蓋５の上面側（フランジ４１側）から順に拡径部５２、一般部５３およびナット収納部５４を有している。
【００２５】
一般部５３は、ボルト６を挿通可能な内径を有した平面視円形の孔であって、拡径部５２とナット収納部５４とを連通している。拡径部５２は、一般部５３よりも大きな内径を有した平面視円形の凹部である。本実施形態の拡径部５２は、深さが１ｍｍである。なお、拡径部５２の平面形状は、一般部５３よりも大きな平面形状を有していれば限定されるものではない。また、拡径部５２の深さも限定されるものではなく、適宜決定すればよい。ナット収納部５４は、底蓋５の底面に開口する凹部であって、ボルト６に螺合されるナット６１を収納可能な形状を有している。ナット収納部５４は、一般部５３よりも大きな平面形状を有している。ナット収納部５４に収納されたナット６１の中心は、一般部５３の中心と一致する。なお、ナット収納部５４は、必要に応じて形成すればよく、例えば、一般部５３の内面に雌ネジを形成した場合には、ナット収納部５４は省略してもよい。
【００２６】
以下、密度フロー試験装置１を利用した土の試験方法について説明する。本実施形態の土の試験方法は、準備工程、密度試験工程およびフロー試験工程を備えている。
準備工程では、円筒体４に底蓋５を装着して円筒形容器３を形成する。円筒体４と底蓋５は、フランジ４１のボルト挿通孔４３に挿通したボルト６を底蓋５のナット収納部５４に収納されたナット６１に螺合することにより固定する（図３参照）。本実施形態では、ボルト６として六角穴付きボルトを使用するが、ボルト６の構成は限定されるものではない。
【００２７】
密度試験工程では、試料の単位体積質量を算出する。密度試験工程は、底蓋５が円筒体４に装着された状態で行う。まず、円筒形容器３を試料（処理土または泥土）で満たし、円筒形容器３の上面に平らなガラス板等（図示せず）を圧着することで、試料の余盛部分を排除する。次に、試料で満たした状態の円筒形容器３全体の質量を測定する。測定した質量から円筒形容器３の質量を差し引くことで、内容物（試料）の質量を算出し、内容物の質量から試料の単位体積重量を算出する。
【００２８】
フロー試験工程では、試料のフロー値を測定する。フロー試験工程では、まず、円筒形容器３の底蓋５をフロー板２の凹部２１に挿入する。底蓋５は、凹部２１と同形状であるため、底蓋５の上面とフロー板２の上面が面一になる。次に、ボルト６を取り外し、図４に示すように、天端が平坦なリベット（蓋）５５を底蓋５のボルト孔５１に挿入する。リベット５５は、頭部が拡径部５２と同形状を有している。ボルト孔５１にリベット５５を挿入することで、底蓋５の上面が平坦になる。続いて、底蓋５から取り外した円筒体４を引き上げることで、フロー板２上に広がった試料のフロー値を測定する。
【００２９】
本実施形態の密度フロー試験装置１およびこの密度フロー試験装置１を利用した土の試験方法によれば、密度試験とフロー試験とを同一の装置を利用して実施できるため、２種類の試験を別々の装置により実施する場合に比べて、試験に要する手間を削減できる。そのため、フロー試験に要するコストで、密度とフロー値が測定できる。その結果、従来よりも少ない費用で多くの試験結果を得ることが可能となり、ゆえに、安価に品質の向上に寄与することが期待できる。
【００３０】
また、ボルト６を介して底蓋５を円筒体４に装着した状態で密度試験工程を行い、フロー試験工程ではボルト６を取り外したボルト孔５１をリベット５５で蓋をした状態でフロー値を測定するため、密度試験からフロー試験に移行する手間が少ない。また、ボルト孔５１がフロー試験の妨げになることもない。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、円筒体４にスペーサーリング４５を装着することで、スペーサー４４を形成したが、スペーサー４４は、円筒体４に一体に形成されていてもよい。このようなスペーサー４４としては、例えば、図５に示すように、円筒体４の外面に形成された段差であってもよいし、円筒体４の外面に形成された突起（凸部）であってもよい。また、スペーサー４４は、必要に応じて形成すればよい。例えば、円筒体４が下端に向かうにしたがって拡径するように円錐状の場合には、スペーサー４４を省略し、環状のフランジ４１を円筒体４の側面に直接係止させればよい。
【００３２】
また、前記実施形態では、フランジ４１として、環状の別部材を円筒体４に装着する場合について説明したが、図６に示すように、フランジ４１は、円筒体４の外面に一体に固定されていてもよい。また、フランジ４１は、必ずしも環状である必要はなく、複数の部材（ブラケット）を円筒体４の外周に等間隔に固定されたものであってもよい。
また、ボルト孔５１の蓋は、ボルト孔５１の上面を遮蔽することが可能な部材であればよく、リベット５５に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３３】
１    密度フロー試験装置
２    フロー板
２１  凹部
３    円筒形容器
４    円筒体
４１  フランジ
５    底蓋
５１  ボルト孔
５５  リベット（蓋）
６    ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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