(57)【要約】【課題】より精度の高い温度ひび割れ指数を算出するために、各種熱特性値を簡易で安価に求めることができる小型のコンクリート試験装置およびコンクリート試験方法の提供。【解決手段】断熱性能の高い真空断熱容器からなる容器１と、容器１内部を加熱するヒータ６と、容器１内部を冷却するペルチェ素子を用いた冷却装置１６と、容器１内部の温度分布を均一にするためのファン７，８と、容器１内部に収納されるコンクリート供試体３内部に埋設された測温手段１０と、測温手段１０、ヒータ７，８および冷却装置１６に接続され、温度制御を行うためのプログラミング可能な温度調節器１２，１３とを備えたコンクリート試験装置。このコンクリート試験装置Ａにより断熱温度上昇試験を行い、断熱温度上昇試験を行った後の供試体３を用いて熱拡散係数試験および熱容量試験を行い、各試験により高温履歴を受けた供試体３の力学的特性値を求める試験を行う。【選択図】  図１
2006118996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性能の高い真空断熱容器からなる容器と、
前記容器内部を加熱するヒータと、
前記容器内部を冷却するペルチェ素子を用いた冷却装置と、
前記容器内部の温度分布を均一にするためのファンと、
前記容器内部に収納されるコンクリート供試体内部に埋設された測温手段と、
前記測温手段、前記ヒータおよび冷却装置に接続され、温度制御を行うためのプログラミング可能な温度調節器と
を備えたことを特徴とするコンクリート試験装置。
【請求項２】
前記容器は、内部に、前記コンクリート供試体を複数本収納可能であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート試験装置。
【請求項３】
前記容器と、前記ヒータと、前記冷却装置と、前記ファンと、前記測温手段とからなる試験装置ユニットを複数、前記温度調節器に並列に接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート試験装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のコンクリート試験装置により断熱温度上昇試験を行い、
前記断熱温度上昇試験を行った後のコンクリート供試体を用いて熱拡散係数試験および熱容量試験を行い、
前記各試験により高温履歴を受けたコンクリート供試体の力学的特性値を求める試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のコンクリート試験装置を用いたコンクリート試験方法であって、事前に取得したコンクリート構造物の温度履歴もしくは構造体モデル試験体の温度履歴を前記温度調節器にプログラミングし、これを再現するように前記温度調節器により前記真空断熱容器内でコンクリート供試体の温度制御を行うことにより、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度管理試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のコンクリート試験装置を用いたコンクリート試験方法であって、施工中のコンクリート構造物に前記温度調節器と接続した測温体を挿入し、計測した温度を目標値として、前記温度調節器により前記真空断熱容器内でコンクリート供試体の温度制御を行うことにより、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度管理試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの各種特性値を測定する試験装置およびそれを用いたコンクリート試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムに代表されるような寸法の非常に大きな構造物（マスコンクリート）では、セメントの水和熱によって温度応力と呼ばれる応力が発生し、ひび割れ（温度ひび割れ）を生じる原因となる。そのため、マスコンクリートでは、水和熱による温度上昇を考慮して設計、施工することが要求される。同様な温度ひび割れの現象は、近年における鉄筋コンクリート構造物の大量急速施工、高強度化などによって、例えば、橋台、橋脚、擁壁、カルバート等についても生じるため、特に大型の構造物でなくても、マスコンクリートとして扱わなければならない構造物が増加している。
【０００３】
従来においては、鉄筋コンクリート構造物の温度ひび割れに対しては、ひび割れ抑制のための統一的な指針や基準がなく、施工現場毎に計画、施工されている。ひび割れが発生した場合も、個々に検討されているのが現状で、特に、耐久性に対する影響が考えられる大きなひび割れに対しては、学識経験者等にその判断が委ねられていた。
【０００４】
しかし、近年においては、性能照査型の示方書に移行し、設計段階のみならず施工計画段階においても温度ひび割れの照査を行うケースが増えてきた。温度ひび割れ指数の計算においては、打設時の外気温や日照条件などの不確定なパラメータが多く用いられるが、入力するコンクリートの各種熱特性値も推定値を用いる場合が多い。推定した熱特性値と実際の熱特性値との間に大きな差異があると、温度ひび割れ指数の算出結果に多大な誤差を生ずる。示方書によると各種熱特性値は試験により求めることを原則としているが、大規模もしくは特殊な構造物の検討の場合を除いては、終局断熱温度上昇量および温度上昇速度に関する定数は、既往のデータや推定式から求める場合がほとんどのようである。さらに熱伝導率および力学的特性値に至っては、精度の良い推定式（特に、高温履歴を受けたコンクリートの強度推定式）がなく、また既往のデータも少ないため、決定根拠が希薄な推定値を用いているケースが多いように思われる。さらに、特殊なセメント、混和材料および配合を用いる場合（例えば、特許文献１，２参照）には、既往のデータから推定値を定めることが難しく、示方書に示されているように試験によって求める必要性がある。
【０００５】
コンクリート構造物の熱特性試験としては、断熱温度上昇試験、熱拡散係数試験および熱容量試験があり、すべての試験が終わった供試体は、高温履歴を受けたコンクリートとしての強度特性値の試験を行う。断熱温度上昇試験装置としては、例えば、特許文献３〜６に開示されたものがある。
【０００６】
特許文献３には、供試体を格納する熱媒ジャケットを内設した試験槽を備えた断熱温度上昇試験装置であって、試験槽を断熱状態に維持する断熱壁面により囲繞した断熱室と、断熱壁の内部を一定温度に保持する温度調節手段とを備えたコンクリート等の断熱温度上昇試験装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、試料内部の温度上昇に試料容器表面温度を追随させた試験環境により、試料の自己発熱量およびその発熱速度を測定する自己発熱を伴う試料の断熱温度上昇試験装置において、加圧装置を接続させた端圧試料容器に熱媒ジャケットを一体に形成させた断熱温度上昇試験容器を備えた断熱温度上昇試験装置が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、着脱自在な蓋を有し、コンクリート試料を出入自在に収容する空間を設け、蓋を含む容器外面を加熱するヒータを一体に設けた試料容器と、この試料容器を収容するとともにこの試料容器を収容した空間を真空状態に減圧保持する真空容器と、この真空容器を所定真空度まで減圧する減圧装置と、試料容器内のコンクリート試料の中心温度および周辺温度を測定するとともにその測定温度に基づきヒータへの供給電力を調節する温度制御装置とを備えたコンクリートの断熱温度上昇試験装置が開示されている。
【０００９】
特許文献６には、試験体形状に合わせた外形を有し、内部を中空にし、この中空部を真空にできる排気口を設けた本体部と、この本体部の外面に沿って埋設されて本体部表面温度をコンクリートの水和反応による発熱状態を模して昇温させるヒータとからなる断熱温度上昇試験装置の断熱保持能力検定装置が開示されている。
【００１０】
大掛かりな機械を使用することなく、簡単に、また実際の構造体とほぼ同じ温度履歴を受けた供試体を得る手法としては、特許文献７に開示されたものがある。この特許文献７には、コンクリート構造体と同じ断面寸法の空間部を確保し、この空間部の底に断熱材の底板を配設し、その上に、上面開放の合成樹脂製周壁の外容器をスタンドにより支承して立設し、この外容器内に容易に破断可能な簡易型枠容器をなるべく隙間なく配置し、前記空間部内でこの簡易型枠容器内および外容器外の両方へ構造体と同じコンクリートを打設し、簡易型枠容器にキャップをして封かん状態とし、さらに、前記空間部の上を断熱材で覆い、養生期間経過後、簡易型枠容器を取り出して内部から供試体を得る構造体コンクリートの供試体の作成方法が開示されている。
【００１１】
また、高強度コンクリートおよび高流動コンクリートの強度管理試験装置としては、例えば、特許文献８〜１０に開示されたものがある。
特許文献８には、発泡スチロール等の断熱材壁で密閉した内部空間中に混練後のコンクリート供試体を置き、コンクリート供試体内部で生ずる水和熱の経時的変化、コンクリート供試体の熱特性、断熱材壁の伝熱特性、および断熱材壁外の気温により温度を変化させるコンクリート供試体の断熱養生法が開示されている。
【００１２】
特許文献９には、強度を推定しようとするコンクリート構造物と同じコンクリートを円筒容器状の型枠内に打設するとともに、その上部開口を蓋で閉塞して供試体を成型し、コンクリートの打設直後の型枠と蓋の外表面全面を、周方向で複数個に分割するとともに全体を均一な厚みとした断熱性の被覆材で被覆し、被覆材どうしの合わせ箇所をシール材でシールし、所定期間養生後に型枠内から供試体を取り出して、その強度を測定するコンクリート構造体の強度管理法が開示されている。
【００１３】
特許文献１０には、高強度コンクリートの供試体を温度制御可能な養生槽内に入れ、部材温度追従養生温度、つまり、実大の構造体内部の温度履歴と同じ条件の温度で供試体を養生する際に、供試体の部材温度追従養生期間を部材が最高温度に達する時間の少なくとも約１．４倍の期間とし、それ以降は現場封緘養生したところに高強度コンクリート供試体でもって判定することとした高強度コンクリートの構造体強度管理方法が開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１４３３１１号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４０３４号公報
【特許文献３】特開平６−１８４５７号公報
【特許文献４】特開平８−２４７９７８号公報
【特許文献５】特開２０００−３２９７１９号公報
【特許文献６】特開２００２−１８１７５０号公報
【特許文献７】特開平８−１５２３８６号公報
【特許文献８】特開平６−２０１５４８号公報
【特許文献９】特開平５−８７７１６号公報
【特許文献１０】特開平５−２９４７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、各種熱特性値を測定する試験にはそれぞれの試験装置が必要となり、高額な費用が必要となるため、設計段階や施工計画段階で熱特性値を試験によって求めることは、特殊な工事を除いて現状ではほとんど行われていない。
【００１６】
そこで、本発明は、より精度の高い温度ひび割れ指数を算出するために、各種熱特性値を簡易で安価に求めることができる小型のコンクリート試験装置およびそれを用いたコンクリート試験方法を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、事前に取得したコンクリート構造物の温度履歴、または、施工中のコンクリート構造物に挿入した測温体により計測した温度に基づき、再現性高く強度管理試験または強度試験を行うことを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、断熱性能の高い真空断熱容器からなる容器と、前記容器内部を加熱するヒータと、前記容器内部を冷却するペルチェ素子を用いた冷却装置と、前記容器内部の温度分布を均一にするためのファンと、前記容器内部に収納されるコンクリート供試体内部に埋設された測温手段と、前記測温手段、前記ヒータおよび冷却装置に接続され、温度制御を行うためのプログラミング可能な温度調節器とを備えたことを特徴とするコンクリート試験装置である。
【００１８】
本発明の第２の構成は、第１の構成の容器は、内部に、コンクリート供試体を複数本収納可能であることを特徴とするコンクリート試験装置である。
【００１９】
本発明の第３の構成は、第１の構成の容器と、ヒータと、冷却装置と、ファンと、測温手段とからなる試験装置ユニットを複数、前記温度調節器に並列に接続したことを特徴とするコンクリート試験装置である。
【００２０】
本発明の第４の構成は、第１〜第３のいずれかの構成のコンクリート試験装置により断熱温度上昇試験を行い、前記断熱温度上昇試験を行った後のコンクリート供試体を用いて熱拡散係数試験および熱容量試験を行い、前記各試験により高温履歴を受けた供試体の力学的特性値を求める試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法である。
【００２１】
本発明の第５の構成は、第１〜第３のいずれかの構成のコンクリート試験装置を用いたコンクリート試験方法であって、事前に取得したコンクリート構造物の温度履歴もしくは構造体モデル試験体の温度履歴を前記温度調節器にプログラミングし、これを再現するように前記温度調節器により前記真空断熱容器内でコンクリート供試体の温度制御を行うことにより、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度管理試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法である。
【００２２】
本発明の第６の構成は、第１〜第３のいずれかの構成のコンクリート試験装置を用いたコンクリート試験方法であって、施工中のコンクリート構造物に温度調節器と接続した測温体を挿入し、計測した温度を目標値として、前記温度調節器により前記真空断熱容器内で供試体の温度制御を行うことにより、高強度・高流動コンクリートの強度管理試験を行うことを特徴とするコンクリート試験方法である。
【００２３】
本発明は、１台で複数の熱特性値の測定および各種強度管理試験ができる安価で小型なコンクリート試験装置を提供するものである。
マスコンクリートの温度ひび割れ抑制用試験は、断熱温度上昇試験、熱拡散係数試験および熱容量試験、高温履歴を受けたコンクリートの力学的特性値を求める試験を、共通の供試体を用いて一連の試験として行うことができる。
断熱温度上昇試験で求めた終局断熱温度上昇量、温度上昇速度に関する定数、熱拡散係数試験および熱容量試験で求めた熱伝導率、高温履歴を受けたコンクリートの力学的特性値を求める試験で求めた圧縮強度、ヤング係数は、全て温度ひび割れ制御プログラムに用いられるパラメータである。
【００２４】
試験方法としては、まず断熱温度上昇試験を行った後、同じ供試体を用いて熱拡散係数試験を行う。熱拡散係数試験は、２０℃一定とした供試体を５０℃の温水に入れ昇温過程をＧｌｏｖｅｒ法により解析し求める。５０℃となったコンクリート供試体は、その直後、２０℃の水中に浸漬し、降温過程より熱容量の測定を行う。さらに、全ての試験が終わったコンクリート供試体は、高温履歴を受けたコンクリートとしての強度特性値の試験ができる。
【００２５】
高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度管理試験は、事前に取得したコンクリート構造物の温度履歴を温度調節器にプログラミングし、これを再現するように温度制御を行うか、もしくは施工中の構造物に温度調節器と接続した測温体を挿入し、計測した温度を目標値として温度制御を行うことにより行うことができる。
【００２６】
また、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度試験は、事前に取得した構造体モデル試験体の温度履歴を温度調節器にプログラミングし、これを再現するように温度制御を行うか、もしくは装置内で打設後数日間のみ断熱状態とすることにより行うことができる。
【００２７】
本発明のコンクリート構造物の各種特性値を試験する装置は、容器に断熱性能の高い真空断熱容器を用いることを特徴とし、これにより外気温（外乱）の変動を受けず高い制御精度を実現でき、また、温度変動が小さいため加熱・冷却装置を小型化できる。
【００２８】
また、冷却装置にペルチェ素子を用いることを特徴とし、これにより装置全体の大幅な小型化、低廉化が図れる。
【００２９】
また、従来の断熱温度上昇試験機と異なり、コンクリート試験を複数の強度試験用型枠に入れ養生することを特徴とし、断熱試験後に強度試験が可能となる。
【００３０】
強度管理用試験としては、最大８本のコンクリート供試体を同時に養生できる装置であるが、加熱・冷却装置を内蔵した真空断熱容器を温度調節器に接続することにより装置の増設が容易にでき、８本以上の供試体の養生が可能となる。
【００３１】
本発明装置は、加熱装置、冷却装置、容器内の温度を均一にするためのファンを真空断熱容器内に内蔵することを特徴とし、これにより小型化が図れる。
【００３２】
さらに、温度履歴を温度調節器にプログラミングし、温度制御を行うためのプログラミング可能な温度調節器を用いることにより、高精度の温度制御が可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明においては、次の効果を奏する。
（１）容器に断熱性能の高い真空断熱容器を用いることにより、外気温（外乱）の変動を受けず高い制御精度を実現でき、また、温度変動が小さいため加熱・冷却装置を小型化できる。
（２）冷却装置にペルチェ素子を用いることにより、装置全体の大幅な小型化、低廉化が図れる。
（３）従来の断熱温度上昇試験機と異なり、コンクリート試料を複数の強度試験用型枠に入れ養生することにより、断熱温度上昇試験後に強度試験が可能となる。
（４）強度管理用試験としては、例えば最大８本のコンクリート供試体を同時に養生できる装置であるが、加熱・冷却装置を内蔵した真空断熱容器（試験装置ユニット）を複数、温度調節器に接続することにより装置の増設が容易にでき、８本以上のコンクリート供試体の養生が可能となり、効率的、経済的な試験ができる。
（５）加熱装置、冷却装置、容器内の温度を均一にするためのファンを真空断熱容器内に内蔵することにより、小型化が図れる。
（６）温度履歴を温度調節器にプログラミングし、温度制御を行うためのプログラミング可能な温度調節器を用いることにより、再現性の高い試験を行うことができる。
（７）施工業者が独自に、構造物に使用するコンクリートの熱特性値の確認試験を行い、温度ひび割れの照査を行うことが可能となる。
（８）コンクリートを供給する生コンクリート業者が装置を使用し、発注者から指示されたスランプ、強度確認等の試験練りの際に、各種熱特性値の測定試験も一連の試験として実施することにより、出荷コンクリートの品質管理・品質保証を行うことができる。
（９）本発明の装置を用いて多くの試験が実施され、各種熱特性値のデータの集積が行われ、種々のコンクリートについての関係式が求まれば、これを温度ひび割れ解析プログラムに反映させ、ひび割れ指数計算精度の向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１２を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る断熱温度上昇試験装置の構成を示す断面図、図２は同装置内における供試体の配置例を示す平面図である。図１および図２において、本実施の形態に係る断熱温度上昇試験装置Ａは、２個の断熱性能の高い大型真空断熱容器（φ３３×３６ｃｍ）１−１と１−２を、２段組積みした容器１を有しており、真空断熱容器１−１，１−２の間には、ゴムパッキンを取り付けた樹脂製のリング２を配置し、空気の流入出を防いでいる。容器１の内部には、φ１０×２０ｃｍの供試体（簡易型枠にフレッシュコンクリートを入れ、締め固めて蓋をしたもの）３が、アルミニウム製の台４の上に、４個×２段の８個まで収納できるようになっている。容器１の内部の底部には、台５を介してヒータ６とその上に耐熱ファン７が設置されており、上部には、容器１内の温度分布を均一にするために耐熱ファン８が設けられている。また、容器１には、容器１内を冷却するためのペルチェ素子内蔵ファン１６が設置されている。
【００３５】
各供試体３のうち、少なくとも１個には、測温体として、熱電対（例えばＰｔ１００）１０が埋設されており、供試体２の中心温度を用いて高精度な温度測定を行っている。また、ヒータ６の高精度温度制御のためにも熱電対１１が用いられている。容器１の外部には、容器１内の温度を制御するための２台の温度調節器１２，１３と、ペルチェ素子内蔵ファン１６の制御用ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）１４と、ヒータ６の制御用ＳＳＲ１５とが設置されている。温度調節器１２と１３のいずれか１つはプログラミング可能としている。
【００３６】
この実施の形態においては、容器１として、断熱性能の高い真空断熱容器（例えば、シャトルドラム（ＪＩＫ−Ｗ１８、内容量は１８Ｌ））を用いたことにより、外乱（外気温）の影響を受けにくく、安定した温度制御が可能となる。また、加熱・冷却装置が小型化できる。
【００３７】
また、容器１には、供試体３が最大８本セットでき、試験終了後に、熱拡散係数、熱容量および強度特性値の試験（後述）が可能となる。さらに、温度調節器１２，１３を２台用い、互いにリンクさせることにより、コストを削減することができる。なお、この２台の温度調節器１２，１３は、熱拡散係数、熱容量試験にも用いられる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態に係る熱拡散係数試験装置Ｂの構成を示す図であり、断熱温度上昇試験装置Ａで用いた容器１の一方の真空断熱容器１−１を用いて、その内部に、熱電対１０を埋設した供試体３を入れ、熱媒としての水を一定（５０℃）に保って、熱電対１０により供試体３の熱拡散係数を測定するものである。真空断熱容器１−１内の水温を制御するために、温度調節器１２を用いる。水温の加熱は、真空断熱容器１−１の開口部に載せる架台２１と、供試体３を所定の位置に支持する供試体台２２と、モータ２３，ギアヘッド２４，回転軸２５，シースヒータ２６，撹拌羽根２７，２８を一体構造としたものを用いる。攪拌羽根２８は、回転軸２５に固定されており、攪拌羽根２７と同じように回転駆動される。
【００３９】
本熱拡散係数試験装置Ｂの特徴としては、以下の通りである。
攪拌用モータ２３、シースヒータ２６等を一体構造とし、取り付け可能とすることにより、断熱温度上昇試験で用いた真空断熱容器１−１を利用できる。
【００４０】
温度制御装置内の温度調節器１２と１個の真空断熱容器１−１を用い、熱拡散係数試験を行うことができるため、温度調節器１３ともう一つの真空断熱容器１−２を用いて熱容量試験（後述）が同時にできる。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態に係る熱容量試験装置Ｃの構成を示す図であり、断熱温度上昇試験装置Ａで用いた容器１の一方の真空断熱容器１−２を用いて、その内部に発泡スチロール容器を入れ、その中に所定の水量の２０℃の水を入れる。そして、水中に熱電対１０を埋設した供試体３を入れ、熱容量試験を行うものである。
【００４２】
真空断熱容器１−２の内部には、発泡スチロール等の断熱材で構成した断熱容器３１を取り付けることにより、高い断熱性を確保する。断熱容器３１の底部にはペルチェ素子３２を内蔵したファン３３を取り付け、断熱容器３１内部の熱媒としての水の温度制御（８００ｃｃの水を２０℃に一定に保つ）を行う。水温の制御には、断熱温度上昇試験で用いた温度調節器１２と１３のうち、一方の温度調節器１３を用いることができる。
【００４３】
この熱容量試験装置Ｃにおいては、断熱温度上昇試験で用いた真空断熱容器１−２を容器とし、内部に発泡スチロール等の断熱容器３１を取り付けることによって、高い断熱性を確保できる。また、断熱温度上昇試験で用いたペルチェ素子内蔵ファン１６を冷却装置として転用することができる。
【００４４】
次に、以上の構成の断熱温度上昇試験装置Ａ、熱拡散係数試験装置Ｂ、および熱容量試験装置Ｃを用いたコンクリート試験方法について説明する。図５はそのコンクリート試験方法の流れを示すものである。熱容量試験の後に、各種力学的特性試験ができる。
【００４５】
１．断熱温度上昇試験
まず、サミットモールド（商品名）の缶の中に同一バッチのコンクリートを流し込んでφ１０×２０ｃｍの供試体３を所用本数作成した。このとき、３本の供試体３のうち２本の中心部に熱電対１０の先端が位置するように配置する（図５（ａ）参照）。コンクリートの配合は、最大骨材寸法２０ｍｍ、練上り温度２０℃、混和剤種類は高性能ＡＥ減水剤、スラグ混入率４０％、スラグ比表面積４０００ｃｍ2／ｇを用いた配合である。
この供試体３を用いて、市販の断熱温度上昇試験機（株式会社マルイ製、ＴＢＣ−１０００）と本発明の実施の形態に係る小型断熱温度上昇試験装置Ａにより断熱温度上昇試験を行った。前記の市販の断熱温度上昇試験機の大きさは、１４６×６１×８３．５ｃｍと大型で設置スペースを広く占有するのに対し、本実施の形態の断熱温度上昇試験装置は、容器１がφ３３×７６ｃｍ、温度制御装置（温度調節器１２，１３）が３１×２８×１８ｃｍで、小さな設置スペースで済む。
【００４６】
この断熱温度上昇試験装置Ａの容器１内に、供試体３を収納し、熱電対１０により断熱温度上昇量を９４時間（約４日間）測定した（図５（ｂ）参照）。
表１は、断熱温度上昇試験の結果を示したものである。
【００４７】
【表１】
2006118996.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｑ∞は、最小二乗法により求めた終局断熱温度上昇量、γは、温度上昇速度に関する定数である。表１の結果より、市販の断熱温度上昇試験機と本発明の断熱温度上昇試験装置の温度履歴はほぼ一致していることが分かる。４日目の時点での温度上昇量は、本発明試験装置の場合、４０．５℃および４０．３℃であり、断熱温度上昇試験機では４１．５℃となっている。その差は１℃程度であった。また、各装置による実測値およびＱ＝Ｑ∞（１−ｅ-γt）による近似式を図６に示す。
【００４９】
２．熱伝導率の算出方法
断熱温度上昇試験を行った後、同じ供試体を用いて熱拡散係数試験を行う。熱拡散係数試験は、図３に示した熱拡散係数試験装置Ｂを用いて行う。まず、図４に示した熱容量試験装置Ｃを用いて２０℃一定とした供試体（図５（ｃ）参照）を、熱拡散係数試験装置Ｂにおいて温度制御された５０℃の温水に入れ、昇温過程をＧｌｏｖｅｒ法により解析し求めた（図５（ｄ）参照）。その解析により求められた熱拡散係数ｈ2の試験結果を図７に示す。
【００５０】
図７において、温度変化Θ’＝（Θ1−Θt）／（Θ1−Θ0）である。ここで、Θ1は水温、Θ0は供試体の初期材齢、Θtは時刻ｔにおける供試体の温度である。
図７の温度降下行程結果から、Ｇｌｏｖｅｒ法により熱拡散係数を求める。
供試体１  ｈ21＝０．００３１７（ｍ2／ｈ）
供試体２  ｈ22＝０．００３１３（ｍ2／ｈ）
【００５１】
次に、５０℃となった供試体は、その直後、熱容量試験装置Ｃの２０℃の水中に浸漬し、降温過程より熱容量の測定を行う（図５（ｅ）参照）。その試験結果を図８に示す。
Ｇｌｏｖｅｒ法で求めた熱拡散係数ｈ2と、図８の温度降下行程の温度変化より、熱容量ρｃを求める。
【００５２】
供試体１  ρｃ1＝４８６．２（ｋｃａｌ／ｍ3／℃）［２０３５（ｋＪ／ｍ／ｈ／℃）］
供試体２  ρｃ2＝４９０．０（ｋｃａｌ／ｍ3／℃）［２０５１（ｋＪ／ｍ／ｈ／℃）］
熱伝導率（λ）は、λ＝ρｃ×ｈ2より、
供試体１  λ1＝１．５４（ｋｃａｌ／ｍ／ｈ／℃）［６４４６（Ｊ／ｍ／ｈ／℃）］
供試体２  λ2＝１．５３（ｋｃａｌ／ｍ／ｈ／℃）［６４０４（Ｊ／ｍ／ｈ／℃）］
【００５３】
全ての試験が終わった供試体３は、高温履歴を受けたコンクリートとしての強度特性値の試験が可能となる（図５（ｆ）参照）。
【００５４】
強度管理用の試験としては、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度試験として使用できる。図９は、強度管理用試験で断熱養生を行う方法を示す説明図であり、図１と同じ構成となっている。
【００５５】
強度管理用の試験は、図１０に示すように、事前に取得したコンクリート構造物の温度履歴を温度調節器１２にプログラミングし、これを再現するように温度制御を行うか、もしくは図１１に示すように、施工中のコンクリート構造物に温度調節器１２と接続した測温体を挿入し、計測した温度を目標値として温度制御を行うことにより、高強度コンクリートもしくは高流動コンクリートの強度管理試験を行うことができる。
【００５６】
例えば、高強度コンクリートの強度試験は、図１２に示すように、事前に取得したマス試験体の温度履歴を温度調節器１２にプログラミングし、これを再現するように温度制御を行うか、もしくは装置内でコンクリート打設後、数日間のみ断熱状態とすることにより行う。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、１台で複数の熱特性値の測定および各種強度管理試験ができる安価で小型なコンクリート試験装置およびそれを用いたコンクリート試験方法として、コンクリート構造物の温度ひび割れ抑制対策およびコンクリートの品質管理に、好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係る断熱温度上昇試験装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る断熱温度上昇試験装置内における供試体の配置例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る熱拡散係数試験装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る熱容量試験装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るコンクリート試験方法の流れを示す説明図である。
【図６】終局断熱温度上昇量および温度上昇速度に関する定数を示すグラフである。
【図７】解析により求められた熱拡散係数の試験結果を示すグラフである。
【図８】熱容量試験結果を示すグラフである。
【図９】強度管理用試験で断熱養生を行う方法を示す説明図である。
【図１０】構造物の温度履歴を温度調節器にプログラミングして高強度もしくは高流動コンクリートの品質管理試験を行う方法を示す説明図である。
【図１１】施工中の構造物の温度履歴を再現して高強度もしくは高流動コンクリートの品質管理試験を行う方法を示す説明図である。
【図１２】コンクリートの強度試験を行う機器の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ  断熱温度上昇試験装置
Ｂ  熱拡散係数試験装置
Ｃ  熱容量試験装置
１  容器
１−１，１−２  真空断熱容器
２  リング
３  供試体
４，５  台
６  ヒータ
７  耐熱ファン
８  耐熱ファン
１０，１１  熱電対（測温体）
１２，１３  温度調節器
１４，１５  ＳＳＲ
１６  ペルチェ素子内蔵ファン
２１  架台
２２  供試体台
２３  モータ
２４  ギアヘッド
２５  回転軸
２６  シースヒータ
２７，２８  撹拌羽根
３１  断熱容器
３２  ペルチェ素子
３３  ファン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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