(57)【要約】【課題】振動台式コンシステンシー試験など，特別な装置を使用せずに，遠心成形コンクリートの成形性を簡便に評価する方法を提供すること。【解決手段】台板上に設置した円筒容器にＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」で測定されるスランプ０〜５ｃｍのコンクリートを充填する工程と、前記円筒容器を引き抜いた後に、振動数１００〜２５０Ｈｚのバイブレータを用いて台板に１．０〜１００Ｊ・ｓ／ｍ３の振動エネルギーを与える工程と、前記コンクリートのフローを測定し、コンクリートの遠心成形性の評価指標とする工程とを含む、遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台板上に設置した円筒容器に、ＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」で測定されるスランプ０〜５ｃｍのコンクリートを充填する工程と、
前記円筒容器を引き抜いた後に、振動数１００〜２５０Ｈｚのバイブレータを用いて台板に１．０〜１００Ｊ・ｓ／ｍ３の振動エネルギーを与える工程と、
前記コンクリートのフローを測定し、コンクリートの遠心成形性の評価指標とする工程とを含むことを特徴とする、遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法。
【請求項２】
前記コンクリートのフローが２５０ｍｍ以上である場合、コンクリートの遠心成形性が優れるとの評価指標とする、請求項１に記載の遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法。
【請求項３】
前記コンクリートは、コンクリート１ｍ３当たり水を９０〜１５０ｋｇ、セメントを４００〜６００ｋｇ、高強度混和材を３０〜６０ｋｇ、細骨材を６００〜８５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ及びセメントに対して化学混和剤を１．０〜３．０質量％含む、請求項１又は２に記載の遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，パイルなど遠心成形して製造するコンクリートの遠心成形性（仕上り）を，フレッシュコンクリートによる簡単な評価試験により評価・予測して，遠心成形製品の成形不良を未然に防止するための試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，フレッシュコンクリートの流動性の評価は，スランプ試験やスランプフロー試験が用いられており，スランプ値やスランプフロー値が流動性の良否の指標とされている。
【０００３】
また，建設現場で流し込み施工されるコンクリートの流動性に関する施工性の良否の評価方法としては，例えば，台板上のコンクリートを加振するフロー試験である特許文献１や特許文献２が提案されている。特許文献１のスランプ値の適用範囲は１８〜２３ｃｍ，特許文献２のスランプ値の適用範囲は８〜１５ｃｍであり，これらは，やや硬練り〜軟練りコンクリートを対象としている。
【０００４】
一方，コンクリートを遠心成形して製造するパイル等には，超硬練りコンクリートが用いられており，練上がり直後のスランプは３ｃｍ程度であるが，特に暑中期はスランプの経時変化が大きく，練上がり数十分程度でスランプは０ｃｍとなる場合がある。スランプが０ｃｍでも，遠心成形した際に，豆板や空洞などの不良箇所がなく成形できる場合と，成形不良になる場合とがある。特許文献３には，超硬練りであるスランプ２．５ｃｍ程度の舗装用コンクリートの振動台式コンシステンシー試験方法（土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｆ５０１−１９９９）を用いて，遠心成形コンクリートの成形不良を評価する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０６９７３
【特許文献２】特開２００９−２８１７９８
【特許文献３】特開２００３−２８６０６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法では、装置が高価であることや，装置の質量が大きく，持ち運びが不便などの問題がある。このため，このような装置を所有していない工場では，スランプ試験のみでコンクリートのフレッシュ性状を評価していることから，製品を遠心成形して製造後，脱型した際に初めて成形不良が確認され，製品の補修作業や廃棄処分が必要となり，遠心成形して製造する製品工場の費用負担増加の一因となるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の振動台式コンシステンシー試験など，特別な装置を使用せずに，遠心成形コンクリートの成形性を簡便に評価する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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討した結果、超硬練りコンクリートに所定の振動を与えてスランプを測定することにより遠心成形コンクリートの成形性を簡便に評価出来ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、台板上に設置した円筒容器にＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」で測定されるスランプ０〜５ｃｍのコンクリートを充填する工程と、前記円筒容器を引き抜いた後に、振動数１００〜２５０Ｈｚのバイブレータを用いて台板に１．０〜１００Ｊ・ｓ／ｍ３の振動エネルギーを与える工程と、前記コンクリートのフローを測定し、コンクリートの遠心成形性の評価指標とする工程とを含むことを特徴とする、遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法に関する。
【００１０】
本発明は、また、前記コンクリートのフローが２５０ｍｍ以上であることを、コンクリートの遠心成形性に優れるとの評価指標とする、遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法に関する。
【００１１】
本発明は、また、前記コンクリートは、コンクリート１ｍ３当たり水を９０〜１５０ｋｇ、セメントを４００〜６００ｋｇ、高強度混和材を３０〜６０ｋｇ、細骨材を６００〜８５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ、セメントに対して化学混和剤を１．０〜３．０質量％含むことを特徴とする遠心成形コンクリートの遠心成形性評価試験方法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超硬練りコンクリートに所定の振動を与えてスランプを測定することにより遠心成形コンクリートの成形性を簡便に評価する評価試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】遠心成形性評価試験方法の概要を示した図である。（イ）は円筒容器にコンクリート試料を充填し、試料を成形する図、（ロ）は成形した試料にバイブレータで振動を与える図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を以下に説明する。
図１は，加振フロー試験の概要を示す図である。加振フロー試験装置１においては，台板３上に円筒容器２を設置してコンクリートを充填した後，円筒容器２を引き抜く。次に、型枠バイブレータ等のバイブレータ４によって所定の振動エネルギーを取手５を介して台板３に与えた後に、台板３上のコンクリートのフローを測定し，これによって遠心成形性の良否を評価する。
【００１５】
円筒容器は，直径１０〜２０ｃｍ，高さ１０〜２０ｃｍの金属性ものが好ましく，直径１３〜１８ｃｍ，高さ１３〜１８ｃｍのものがより好ましく、直径１４〜１７ｃｍ，高さ１４〜１７ｃｍのものが更に好ましく、直径１５ｃｍ，高さ１５ｃｍが最も好ましい。直径と高さとの比は１：０．５〜２：１が好ましく、１：０．８〜１．２：１が好ましい。直径に対して高さが高過ぎる場合は，加振時にコンクリートが転倒しやすくなり，フローが測定できなくなる。直径に対して高さが低過ぎる場合は，加振時にコンクリートは転倒しにくいが，コンクリートが崩れにくく，遠心成形性の良否が判断しにくくなる。
【００１６】
台板はＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に規定される金属製の板が好ましい。
円筒容器にコンクリートを充填し、その後、引き抜く方法は、ＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて行なうのが好ましい。具体的には、台板の中央に設置した円筒容器にコンクリートを何層かに、好ましくは2層以上に分けて詰め、各層を突き棒により突き固めて充填する。その後、円筒容器を台板に対し、垂直上方向に引き抜く。
【００１７】
円筒容器を引き抜いた後のコンクリートに振動を与える際には，台板３に振動を与えることとする。コンクリートには一定の振動を均等に与えることが望ましいため、例えば台板上に溶接等により剛接合されたような取手５を介して振動を与えるのが好ましい。なお、試験においては、接合された取手に振動を与えることで均等に振動が伝播することが確認された。
【００１８】
コンクリートに与える振動エネルギーは、１．０〜１００Ｊ・ｓ／ｍ３、好ましくは１０〜８０Ｊ・ｓ／ｍ３、更に好ましくは２０〜６０Ｊ・ｓ／ｍ３である。コンクリートに与える振動エネルギーが小さすぎ、スランプの台板の振動時間が極端に長くなると、コンクリート間の差が不明確となる。また、振動エネルギーが極端に大きく、スランプの台板の振動時間が極端に短くなると、同様にコンクリート間の差が不明確となる。適切な振動時間としては、例えば振動数が１４０〜１８０Ｈｚのバイブレータを用いた場合は、振動時間は、５〜６０秒、より好ましくは２０〜５０秒である。これらは上記のコンクリートに与える振動エネルギーおよびその好ましい振動エネルギーに相当する。
【００１９】
振動を与えるのに使用するバイブレータは、型枠バイブレータ等の加振面が平らで振動数が１００〜２５０Ｈｚであるバイブレータを使用することが好ましく、１２０〜２００Ｈｚであればより好ましく、１４０〜１８０Ｈｚであれば更に好ましい。振動数が２５０Ｈｚを超えるようなバイブレータを使用すると、過剰な振動の影響によりコンクリート性状の良否に関わらず材料分離が生じ，過度に流動する。市販されているエクセン社製の壁打用バイブレータを好適に使用することができる。
【００２０】
コンクリートに振動を与えた後、フローを測定する。遠心成形性に優れるコンクリートとしての評価指標は、振動数が１６０Ｈｚのバイブレータを用いて５０Ｊ・ｓ／ｍ３の振動エネルギーを与えた場合、ＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」で測定されるスランプ０〜５ｃｍのコンクリートであれば、加振フローとして２５０ｍｍ以上、好ましくは３００ｍｍ以上、更に好ましくは３５０ｍｍ以上である。また，加振により，コンクリートが流動せずに崩れるものは遠心成形性が悪く，供試体の内外面や端面に豆板や空洞などの不良箇所がある。スランプは上述したように０〜５ｃｍであるが、１〜５ｃｍであることがより好ましく、２〜５ｃｍであれば更に好ましい。
【００２１】
前記コンクリートは、コンクリート１ｍ３当たり水を９０〜１５０ｋｇ、好ましくは１００〜１４０ｋｇ、更に好ましくは１１５〜１３０ｋｇ含む。また、セメントを４００〜６００ｋｇ、好ましくは４１０〜５００ｋｇ、更に好ましくは４５０〜４８０ｋｇ含む。高強度混和材を３０〜６０ｋｇ、好ましくは３５〜５５ｋｇ、更に好ましくは４０〜５０ｋｇ含む。細骨材を６００〜８５０ｋｇ、好ましくは６３０〜８００ｋｇ、更に好ましくは６５０〜７５０ｋｇ含む。粗骨材を８００〜１２００ｋｇ、好ましくは９００〜１１７０ｋｇ、更に好ましくは１０００〜１１５０ｋｇ含む。セメントに対して化学混和剤を１．０〜３．０質量％、好ましくは１．２〜２．５質量％、更に好ましくは１．５〜２．２質量％含む。これらの範囲のコンクリートであれば、遠心成形用コンクリートとして使用可能であり、かつ、本発明に係る評価方法を適用出来る。
高強度混和材としては特に限定されないが、例えば、デンカΣ１０００やデンカΣ２０００（いずれも電気化学工業（株）製）、あるいは、ノンクレーブやスーパーノンクレーブ（いずれも住友大阪セメント（株）製）等が挙げられる。化学混和剤としては特に限定しないが、例えば高性能減水剤マイティＨＳ、マイティ１５０、マイティ１５０ＲＸ（いずれも花王(株)製）やＰＳ、ＰＳＲ（いずれもフローリック(株)製）等が挙げられる。
【００２２】
本試験によって遠心成形性に優れると判断されるコンクリートは，実際に遠心成形して製品を製造される際にも，豆板や空洞等の欠陥が形成されにくいため，高耐久な製品とすることができる。また，補修作業が必要となる製品や廃棄となる製品が発生しなくなる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明の内容を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００２４】
［使用材料］
コンクリートの使用材料を以下に示す。
（１）セメント（記号：Ｃ）
・普通ポルトランドセメント（密度：３．１６ｇ／ｃｍ３，宇部興産(株)製）  （記号：Ｎ）
・早強ポルトランドセメント（密度：３．１４ｇ／ｃｍ３，宇部興産(株)製）  （記号：Ｈ）
（２）混和材
・コンクリート二次製品用高強度混和材  デンカΣ１０００（密度：２．７９ｇ／ｃｍ３，電気化学工業(株)製）  （記号：Σ１０００）
（３）骨材
(i)細骨材（記号：Ｓ）
・海砂（表乾密度：２．５８ｇ／ｃｍ３，吸水率：１．６４％，福岡県玄界灘産）
・砕砂（岩種：硬質砂岩，表乾密度：２．６８ｇ／ｃｍ３，吸水率：２．５２％，福岡県北九州市産）
海砂と砕砂の混合比率を，海砂：砕砂＝８：２とした。
(ii)粗骨材（記号：Ｇ）
・砕石１５０５（岩種：硬質砂岩，表乾密度：２．７０ｇ／ｃｍ３，吸水率：０．５６％，山口県山口市産）
・砕石２０１５（岩種：硬質砂岩，表乾密度：２．７０ｇ／ｃｍ３，吸水率：０．５６％，山口県山口市産）
（４）化学混和剤
・マイティＨＳ：高性能減水剤I種，ナフタレン系，花王(株)製（記号：ＨＳ）
（富配合向け）
・マイティ１５０：高性能減水剤I種，ナフタレン系，花王(株)製（記号：１５０）
・マイティ１５０ＲＸ：高性能減水剤I種，ナフタレン系，花王(株)製（記号：１５０ＲＸ）
（５）練混ぜ水（記号：Ｗ）
・上水道水
【００２５】
［コンクリートの配合］
表１にコンクリートの配合を示す。目標スランプは，基準配合を３ｃｍとし，単位水量または混和剤添加量を変化させたものについて実施した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
［練混ぜ］
コンクリートの練混ぜは，強制二軸練りミキサ（容量：５０リットル）を使用し，１バッチの練混ぜ量は４０リットルとした。練混ぜ方法は，粗骨材，細骨材および粉体材料（セメントおよび混和材）を投入してから，水（化学混和剤を含む）を加えて練混ぜることとし，練混ぜ時間は２４０秒とした。
【００２８】
［供試体の成形］
供試体は，φ２０×３０×４ｃｍの遠心成形供試体とし，供試体の容量に相当するコンクリート量を質量で計りとり型枠に詰めた後，表２に示す遠心成形条件により成形した。供試体の成形は練混ぜ直後および４５分後とした。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
［養生］
遠心成形供試体の養生は，表３の条件により蒸気養生を行った。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
［コンクリートの試験項目および方法］
（１）スランプ
ＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて行った。測定は，練上り直後および４５分後とした。
（２）空気量
ＪＩＳ  Ａ  １１２８「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法（空気室圧力方法）」に準じて行った。測定は，練上り直後とした。
（３）コンクリート温度
ＪＩＳ  Ａ  １１５６「フレッシュコンクリートの温度測定方法」に準じて行った。測定は，練上り直後とした。
（４）加振フロー試験
φ１５×１５ｃｍの円筒容器を用いた加振フロー試験とした。試験手順は以下の通りとした。
(i）台板（スランプ板）上に配置したφ１５×１５ｃｍの円筒容器にコンクリート試料を２層に分けて詰め，各層を１５回突き固めた後，円筒容器を引き抜いた。
(ii)周波数１６０Ｈｚのバイブレータを用いて台板を加振した。加振時間は３０秒とした。この際の振動エネルギーは３０Ｊ・ｓ／ｍ３である。
(iii)加振後のフロー値を測定した。測定は，練上り直後および４５分後とした。なお，加振によりコンクリートが流動せずに崩れた場合は，「崩れ」と評価する。
（５）遠心成形性
遠心成形供試体（φ２０×３０ｃｍ）の遠心成形性を目視により評価した。判定基準は表４とした。
【００３３】
【表４】
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【００３４】
［実施例］
表５に材料および配合条件を変化させたコンクリートのスランプ試験結果，加振フロー試験結果および遠心成形性の評価を示す。また，図２に加振フロー毎の遠心成形性の評価を示す。
【００３５】
実施例１および実施例２は，普通ポルトランドセメントを用いた場合の基準とするコンクリートの配合である。実施例３〜実施例６は基準とする配合の単位水量を変化させた配合，実施例７および実施例８は，混和剤量を変化させた配合，実施例９〜実施例１２は混和剤の銘柄を変えた配合である。
【００３６】
実施例１３および実施例１４は，早強ポルトランドセメントを用いた場合の基準とするコンクリートの配合である。実施例１５〜実施例２２は基準とする配合の単位水量を変化させた配合，実施例２３〜実施例２６は混和剤量を変化させた配合である。
【００３７】
実施例１〜実施例２６より，加振フローが２５０ｍｍ未満の場合や，加振フロー試験においてコンクリートが流動せずに崩れるものは全て遠心成形性が悪く、加振フローが２５０ｍｍ以上の場合は、全て遠心成形性が良かった。従って、スランプ０〜５ｃｍのコンクリートの加振フローが２５０ｍｍ以上であることを遠心成形性の評価指標とすることが出来る。
【００３８】
【表５】
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1)「崩れ」とは，加振により流動せずに崩れたものであり，フロー測定できなかったものを表す。
【符号の説明】
【００３９】
１  加振フロー試験装置
２  円筒容器
３  台板
４  バイブレータ
５  取手
【図１】
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