(57)【要約】【課題】実環境に沿いかつ劣化の進行をモデル式として表すことができる供試体の作製方法を提供する。【解決手段】鉄筋の外周に応じた形状の凹部１ａを有するスペーサ１の凹部１ａが鉄筋に当接した状態でコンクリートを固化させる。これにより、供試体の表面から鉄筋にかけて断面形状が均一で、かつ、鉄筋の所定の部分が外気に接触できるひびを形成することができる。この結果、実環境に沿いかつ劣化の進行をモデル式として表すことができる供試体を作製することができる。【選択図】  図２
2014181920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋が内部に配置された供試体の型枠にコンクリートまたはモルタルを流し込む工程と、
前記鉄筋のかぶり厚より全長が長いスペーサの一端に形成された前記鉄筋の外周に応じた形状の凹部が前記鉄筋に当接した状態で前記コンクリートまたは前記モルタルを固化させる工程と、
固化した前記コンクリートまたは前記モルタルから前記スペーサを引き抜く工程と
を有することを特徴とする供試体の作製方法。
【請求項２】
請求項１記載の供試体の作製方法において、
前記鉄筋は、軸線に直交する断面が略円形の棒状の部材からなり、
前記スペーサは、矩形の板からなり、
前記凹部は、前記スペーサの平面方向における形状が略半円である
ことを特徴とする供試体の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの劣化を試験するために用いられるコンクリートまたはモルタルの供試体の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建築物などの部材として鉄筋コンクリートが用いられている。この鉄筋コンクリートとは、鉄筋とコンクリートの複合材料であり、引っ張りに弱いコンクリートの強度を補うために、鉄筋が埋設されたものである。コンクリートと鉄筋の熱膨張率がほぼ等しいこと、圧縮に耐えるコンクリートと引張に耐える鉄筋との組合せが力学特性上有利なこと、ともに原材料が廉価であることなどから、鉄筋コンクリートは建設材料や土木材料として広く用いられてきた。このような鉄筋コンクリートにおいて、埋設されている鉄筋は、自然環境下では錆びやすいものであるが、アルカリ性のコンクリートで周囲を覆われているため、腐食しがたいものとされている。
【０００３】
しかしながら、長年の間に二酸化炭素などの酸性ガスなどによってコンクリートの中性化が進むと、鉄筋が腐食する恐れがある。また、経年変化などによりコンクリートにひび（亀裂）が入り、このひびが鉄筋に到達すると、外気が鉄筋に接触可能な状態となり、特に酸性ガスや塩分の影響を受けると、鉄筋はさらに錆びやすくなる。
【０００４】
したがって、コンクリートや鉄筋の劣化を把握することは、重要となる。そこで、このような劣化を把握するために各種試験が行われている。この試験では、鉄筋コンクリートの実構造物に代わり、実構造物を模擬するコンクリートやモルタルからなる供試体が用いられる。また、この供試体には、劣化を模擬したり、鉄筋のさびを考察したりするために、供試体の表面から鉄筋まで連続する隙間からなる模擬的なひび（亀裂）が形成されている（例えば、非特許文献１，２参照。）。現在、コンクリート供試体およびモルタル供試体へ模擬的なひびを形成する方法としては、スペーサを用いた方法や荷重をかける方法が代表的である。これらについて以下に説明する。
【０００５】
スペーサを用いる方法の場合、まず、図８に示すように、矩形の平板からなるスペーサ１００を用意する。そして、図９，図１０に示すように、型枠２００の内部に鉄筋を配置するとともにコンクリート（またはモルタル）３００を流し込んだ後、スペーサ１００を型枠２００内部に挿入する。このとき、スペーサ１００は型枠２００内部に配置された鉄筋に当接した状態とされる。コンクリート３００が固化すると、図１１に示すように、そのコンクリート３００に埋設されたスペーサ１００を抜き取る。これにより、図１２，図１３に示すように、コンクリート表面から鉄筋４００まで連通する直線状の模擬的なひび５０１が形成された供試体５００が作製される。ここで、ひび５０１は、スペーサ１００が鉄筋４００と１箇所で当接していたので、その１箇所のみを外部に露出させている。
【０００６】
なお、図１４に示すように、スペーサ６００には、鉄筋４００を挿通させる孔６０１をが形成するようにしてもよい。この場合、図１５に示すように、孔６０１に鉄筋４００を嵌通させた状態で、スペーサ６００を型枠２００内部に配置する。すると、図１６，図１７に示すように、コンクリート表面から鉄筋４００まで連通する直線状の模擬的なひび７０１を有する供試体７００が作製される。ここで、ひび７０１は、スペーサ６００が孔６０１により鉄筋４００の１箇所における全周で当接していたので、その全周を外部に露出させている。なお、この場合には、鉄筋４００が挿通されたスペーサ６００を抜き取る必要があるので、スペーサ６００は樹脂などの切断可能な材料から構成されている。
【０００７】
荷重をかける方法の場合、まず、図１８に示すように、内部に鉄筋が埋設された直方体状の供試体７００を用意し、この供試体７００の一つの側面（下面）の両端部を、地面等の平面上に配置した凸状の支点８０１，８０２の上に供試体７００の長手方向の両端部を載置する。また、供試体７００の上面の中央部を挟む位置に凸状の接触点８０３，８０４を配置し、これらの上に板状の部材８０５を掛け渡し、この部材８０５を供試体７００に向かって押圧する。これにより、接触点８０３，８０４の間の位置に、コンクリート表面から鉄筋まで連通する模擬的なひび７０１が形成される。このように形成されたひび７０１は、通常、鉄筋の１箇所の半周を露出させている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】飯塚康弘、西村次男、魚本健人「コンクリート用表面コーティング材料のひび割れ追従性に関する研究」土木学会第55回年次学術講演会予稿集V-404、平成１２年９月
【非特許文献２】飯塚康弘、西村次男、魚本健人「ひび割れを有するコンクリートに塗布した表面保護材料の100万回及び1000万回疲労実験」日本コンクリート工学会コンクリート工学年次論文集, Vol23, No.1, 2001 P427.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
模擬的なひびを入れたコンクリート供試体およびモルタル供試体を用いた試験では、実環境または劣化加速装置内に一定時間置くことで劣化を進行させ後、この前後の物理量の差分と経過時間とからコンクリートや鉄筋の劣化の度合いついて考察が行われる。このとき、供試体に発生する劣化は、コンクリート表面から鉄筋方向へ、そしてひびの表面からコンクリート内部へと進行していく。このような劣化の進行は、ひびの進行方向に対して垂直な断面形状がコンクリート表面から鉄筋にかけて均一であると、より簡易にモデル式で表すことができる。また、通常、実環境で生じるひびは、円柱状の鉄筋の半周（コンクリート表面側）が空気に触れている状態となっている。このため、実環境に沿い、かつ、劣化の進行をモデル式で表すことができる供試体には、断面形状が均一で、かつ、鉄筋の半周が空気に触れることができるひびが形成されていることが望ましい。
【００１０】
しかしながら、上述した従来の方法では、そのようなひびを形成することが困難であった。その理由は以下の通りである。
【００１１】
まず、スペーサを用いた方法では、コンクリート表面から鉄筋にかけて進行方向における断面形状が均一なひびを形成することは可能であるが、鉄筋の全周または１箇所が空気に触れる形状のひびしか形成することができなかった。
【００１２】
また、載荷を用いた方法では、鉄筋の半周が空気に触れることが可能な状態であるが、ひびは骨材を避けて入るために、断面形状が均一なひびを形成することが困難であった。
【００１３】
そこで、本発明は、実環境に沿いかつ劣化の進行をモデル式として表すことができる供試体の作製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】
【００１４】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る供試体の作製方法は、鉄筋が内部に配置された供試体の型枠にコンクリートまたはモルタルを流し込む工程と、一端に鉄筋の外周に応じた形状の凹部を有し、鉄筋のかぶり厚より全長が長いスペーサの一端に形成された鉄筋の外周に応じた形状の凹部が鉄筋に当接した状態でコンクリートまたはモルタルを固化させる工程と、固化したコンクリートまたはモルタルからスペーサを引き抜く工程とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
上記供試体の作製方法において、鉄筋は、軸線に直交する断面が略円形の棒状の部材からなり、スペーサは、矩形の板からなり、凹部は、スペーサの平面方向における形状が略半円であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鉄筋の外周に応じた形状のスペーサの凹部が鉄筋に当接した状態でコンクリートまたはモルタルを固化させることにより、供試体の表面から鉄筋にかけての断面形状が均一で、かつ、鉄筋の所定の部分が外気に接触できる模擬的なひびを形成することができるので、結果として、実環境に沿いかつ劣化の進行をモデル式として表すことができる供試体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、スペーサの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法により製造された供試体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る供試体の作製方法により製造された供試体の構成を模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、従来のスペーサの構成を模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、従来のスペーサを用いた供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１０】図１０は、従来のスペーサを用いた供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１１】図１１は、従来のスペーサを用いた供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１２】図１２は、従来のスペーサにより作製された供試体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、従来のスペーサにより作製された供試体の構成を模式的に示す正面図である。
【図１４】図１４は、従来のスペーサの構成を模式的に示す平面図である。
【図１５】図１５は、従来のスペーサを用いた供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１６】図１６は、従来のスペーサにより作製された供試体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１７】図１７は、従来のスペーサにより作製された供試体の構成を模式的に示す正面図である。
【図１８】図１８は、従来の載荷を用いた供試体の作製方法を模式的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る供試体の作製方法を示すフローチャートである。以下においては、コンクリートの供試体の作製方法の場合を例に説明するが、コンクリートをモルタルに変更することにより、モルタルの供試体の作製方法とすることができる。
【００２０】
まず、図２に示すように、スペーサ１を準備する（ステップＳ１）。このスペーサ１は、形成したい模擬的なひびの形状に対応しており、本実施の形態では平面視略長方形の平板から構成されている。一方の短辺には、供試体に埋設される鉄筋の外周面の形状に対応した凹部１ａが形成されている。本実施の形態において、鉄筋は円柱状、すなわち、軸線に直交する断面が略円形に形成されている。そこで、凹部１ａは、平面視略半円に形成されている。また、スペーサ１の全長、すなわち長辺の長さは、供試体に埋設される鉄筋のかぶり厚、すなわち、鉄筋から供試体表面までの距離よりも長くされている。
このようなスペーサ１の材料としては、例えば金属や樹脂など、コンクリートやモルタルに埋設しても形状が変化しない材料であれば、各種材料を用いることができる。
【００２１】
スペーサ１を用意すると、鉄筋が内部に配置された供試体の型枠内部にコンクリートを流し込む（ステップＳ２）。ここで、型枠の内部空間は、供試体の外形に応じた形状と形成されている。
【００２２】
型枠にコンクリートを流し込むと、図３に示すように、コンクリート３が流し込まれた型枠２にスペーサ１を挿入する（ステップＳ３）。このとき、スペーサ１の凹部１ａが型枠２内部に配置された鉄筋に当接するように、スペーサ１は配置される。これにより、鉄筋の１箇所における半周部分が、凹部１ａと当接することとなる。また、スペーサ１の凹部１ａが形成された端部と反対側の端部は、型枠２外部に露出している。
【００２３】
図４に示すように、コンクリート３が入れられた型枠２にスペーサ１を挿入すると、コンクリート３を固化させる（ステップＳ４）。コンクリート３の固化は、例えば、所定時間経過させることにより行われる。
【００２４】
コンクリート３が固化すると、図５に示すように、固化したコンクリート３に埋設されたスペーサ１を抜き取る（ステップＳ５）。また、固化したコンクリート３を型枠２から抜き取る（ステップＳ６）。これにより、図６，図７に示すように、鉄筋１２が埋設され、かつ、表面からその鉄筋１２まで連続する隙間からなる模擬的なひび１１が形成されたコンクリートの供試体１０が作製されることとなる。
【００２５】
ここで、供試体１０に形成されたひび１１は、スペーサ１が長手方向に均一な断面形状を有する板状に形成されているので、延在方向に垂直な断面形状が供試体１０の表面から鉄筋１２にかけて均一である。また、半円形の凹部１ａが円柱状の鉄筋１２に当接した状態でコンクリート３が固化したので、その当接していた部分、すなわち、鉄筋１２の半周は、ひび１１により外部に露出した状態となっている。このため、その半周部分は空気などの外気に接触することができる。
【００２６】
このようなひび１１を有する供試体１０を、実環境または劣化加速装置内に一定時間置くことで劣化の進行を待つことにより、この実験前後の物理量の差分と時間から劣化の進行をモデル式としてより容易に表すことができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、鉄筋１２の外周に応じた形状の凹部１ａを有するスペーサ１の凹部１ａが鉄筋１２に当接した状態でコンクリート３を固化させることにより、供試体１０の表面から鉄筋１２にかけて断面形状が均一で、かつ、鉄筋１２の所定の部分が外気に接触することができる模擬的なひび１１を形成することができるので、結果として、実環境に沿いかつ劣化の進行をモデル式として表すことができる供試体を作製することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、コンクリート３が流し込まれた型枠２にスペーサ１を挿入する場合を例に説明したが、型枠２内部に配置された鉄筋にスペーサ１の凹部１ａを嵌め込んだ後、その型枠２にコンクリートを流し込むようにしてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態においては、スペーサ１を抜き取った後に固化したコンクリート３を抜型した場合を例に説明したが、この順番は逆にするようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施の形態において、スペーサ１が矩形の板状に形成されている場合を例に説明したが、スペーサ１の形状は板状に限定されず、例えば直方体など形成するひびの形状に応じて適宜自由に設定することができる。
同様に、凹部１ａの形状についても半円形に限定されず、凹部１ａが鉄筋の１箇所における１点よりも広くかつ全周よりも短い範囲、より望ましくは鉄筋の１箇所における半周で当接するのであれば、当接する鉄筋の断面形状に応じて適宜自由に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ひびを有する供試体の作製方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…スペーサ、１ａ…凹部、２…型枠、３…コンクリート、１０…供試体、１１…ひび。
【図１】
2014181920.tif 000003
【図２】
2014181920.tif 000004
【図３】
2014181920.tif 000005
【図４】
2014181920.tif 000006
【図５】
2014181920.tif 000007
【図６】
2014181920.tif 000008
【図７】
2014181920.tif 000009
【図８】
2014181920.tif 000010
【図９】
2014181920.tif 000011
【図１０】
2014181920.tif 000012
【図１１】
2014181920.tif 000013
【図１２】
2014181920.tif 000014
【図１３】
2014181920.tif 000015
【図１４】
2014181920.tif 000016
【図１５】
2014181920.tif 000017
【図１６】
2014181920.tif 000018
【図１７】
2014181920.tif 000019
【図１８】
2014181920.tif 000020