(57)【要約】【課題】  セメント構築物に使用されたモルタル及びコンクリートの情報を直接ＩＣタグに記入して埋設すると共に、コンピューターに入力し、構築物の品質を管理する。【解決手段】  セメント、骨材及び水を混練したモルタル又はコンクリートを打設するにあたり、出荷時から打設時までの間にモルタル又はコンクリートの一部を試験ユニットに充填する一方、ＩＤ番号を記入した非接触ＩＣタグを当該モルタル又はコンクリートに埋設すると共に、上記試験ユニットを所定の日数保存した後、少なくとも圧縮強度を測定し、構築物の所在地を始め、構築物の各部位に関する上記情報及びモルタル又はコンクリートの必要な情報をコンピューターに入力し、整理統合して永久保存し、以後、構築物のいずれかの部位に、リーダーを近接させてＩＣタグの情報を読み取ることにより、上記コンピューターから各部位の詳細に至るまで構築物全体の情報を得ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、骨材及び水を混練してモルタル又はコンクリートを製造し、打設するにあたり、出荷時から打設時までの間にモルタル又はコンクリートの一部を試料として採取し、試験ユニットに充填する一方、                                    該モルタル又はコンクリートの少なくともＩＤ番号を記入した非接触、パッシブ型ＩＣタグを、構築物の当該モルタル又はコンクリートの打設部位に埋設すると共に、
上記試験ユニットを、打設現場に極力近似した環境で所定の日数保存した後、破壊して少なくとも圧縮強度を測定し、
構築物の所在地を始め、構築物の各部位に関する圧縮強度を始めモルタル又はコンクリートの必要な情報をホストコンピューターに入力し、整理統合して恒久保存し、以後、ＩＤ番号により上記ホストコンピューターにアクセスすることができると共に、構築物のいずれかの部位に、リーダーを近接させて少なくとも１個のＩＣタグの情報を読み取ることにより、上記ホストコンピューターにアクセスすることができ、各部位の詳細に至るまで構築物全体の情報を得ることができることを特徴とするセメント構築物の品質管理方法。
【請求項２】
モルタル又はコンクリートに埋設するＩＣタグに、ＩＤ番号に加えて原材料の詳細、その配合比、計量値及び混練年月日と出荷時刻を入力することを特徴とする請求項１に記載するセメント構築物の品質管理方法。
【請求項３】
モルタル又はコンクリートに埋設するＩＣタグに、ＩＤ番号に加えて打設年月日、受入れ時刻、打設時のモルタル又はコンクリートのフレッシュ性状及びモルタル又はコンクリートの温度を記入することを特徴とする請求項１又は２に記載するセメント構築物の品質管理方法。
【請求項４】
モルタル又はコンクリートに埋設するＩＣタグに、ＩＤ番号に加えて配筋図を記入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載するセメント構築物の品質管理方法。
【請求項５】
各ＩＣタグから読み取った情報は、常にホストコンピューターに入力された情報と一致していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載するセメント構築物の品質管理方法。
【請求項６】
上記ＩＣタグを、打設するモルタル又はコンクリートに、予め４．５ｍ3 に１個以上の割合で配合して混練することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載するセメント構築物の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路、鉄道、橋梁、トンネル、護岸等のインフラ及び商業ビル、家屋、公共建築物等のセメント構築物に使用されたモルタル及びコンクリートに関する情報を、直接ＩＣタグに書き込んで埋設すると共に、ホストコンピューターに入力し、セメント構築物の品質を恒久的に管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モルタルはセメントと細骨材を水と混練したものであり、コンクリートはセメントと細骨材と粗骨材と水を混練したものである。これらは静置すると凝結・硬化し、高い圧縮強度を有するので広く構造物、建築物に使用されている。
一般に、モルタルやコンクリートの強度は水／セメント比に依存すると言われている。しかしながら、セメントの比率を高くすると作業性が低下するため限界がある。そこで、減水剤をはじめとする各種セメント混和剤が使用され、水の比率を低下させても高い作業性を維持し、より高強度のモルタル・コンクリートが追求されている。
【０００３】
モルタル、コンクリートの品質に関しては、硬化した後であっては専門家といえども、外部からでは判断できない。完成した構築物を破壊して強度を確認することは不可能であり、強いて必要な場合には、穴を穿設してコンクリートの一部を試験片として取出し、この試験片を破壊して圧縮強度を測定している。この方法は、この穴に再度コンクリートを充填して補修しているが、構築物の強度を阻害することは明らかであり、採用し難い。
モルタル・コンクリートが広く使用されている現在、建設直後には、モルタル及びコンクリートの情報は管理されているが、２〜３年後には紛失し、後に至って詳細な情報を入手することは困難な現状である。
【０００４】
現実に打設している建設現場であっても、モルタル・コンクリートの硬化後の強度については、専門家であっても外部からは予測することは困難である。流動性を有するコンクリートの一部サンプルを採って同時に同一条件で硬化させ、このサンプルの２８日後の強度を破壊して測定しなければ判断することはできない。
更に、配合に関する情報は重要である。使用したセメントや骨材の種類及び量、更には混和剤の種類、量等、需要者が最も知りたい情報である。また、何かの事情でセメントの混練時から長時間経過後に打設されたとしても、硬化後であってはこれらの事実を判断することはできない。
【特許文献１】特開平３−２６５５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
混練されたモルタルやコンクリートは一種の生ものと考えることができる。したがって鮮度が重要で、混練後は時々刻々と分子レベルでの硬化反応は進行し、コンシステンシーは変化している。したがって、混練時と打設時との時間差や温度は重要な情報であるが、現実にはこれを記録する手段はない。まして、すでに完成した建築物、構築物の打設２８日後の強度等を確認する習慣が存在しなかった。
更に、橋梁、道路の耐久性の確認、建造物の全部又は一部の売買に際しても、使用されたモルタルやコンクリートの圧縮強度、全ての原材料の品質、配合比、物性等は重要な情報でありながら、これを入手する慣習は存在しなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的とし、その構成は、セメント、骨材及び水を混練してモルタル又はコンクリートを製造し、打設するにあたり、出荷時から打設時までの間にモルタル又はコンクリートの一部を試料として採取し、試験ユニットに充填する一方、該モルタル又はコンクリートの少なくともＩＤ番号を記入した非接触、パッシブ型ＩＣタグを、構築物の当該モルタル又はコンクリートの打設部位に埋設すると共に、上記試験ユニットを、打設現場に極力近似した環境で所定の日数保存した後、破壊して少なくとも圧縮強度を測定し、構築物の所在地を始め、構築物の各部位に関する圧縮強度を始めモルタル又はコンクリートの必要な情報をホストコンピューターに入力し、整理統合して永久保存し、以後、ＩＤ番号により上記ホストコンピューターにアクセスすることができると共に、構築物のいずれかの部位に、リーダーを近接させて少なくとも１個のＩＣタグの情報を読み取ることによっても、上記ホストコンピューターにアクセスすることができ、各部位の詳細に至るまで構築物全体の情報を得ることができることを特徴とし、ＩＣタグの有する情報は常に、ホストコンピューターの情報と一致していることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、セメント構築物の各部位の、使用されたモルタルやコンクリート、そのフレッシュ性状、更には鉄筋の配筋に関する詳細な情報を一体の建築物、一体の構造物としてホストコンピューターに整理、統合して永久保存し、必要に応じてこれら情報を必要とする人が、このコンピューターにアクセスして目的とする構築物の情報を得られるようにするものである。道路、トンネルのような長距離の構築物に関しては、一定距離又は工区毎に分割し、分割された区間全体に関する情報が得られる。
【０００８】
更に、構築物にリーダーを近接させて少なくとも１個の埋設されたＩＣタグからの情報を読み取れば、この情報に基づいてホストコンピューターにアクセスすることができ、現実に測定不可能な圧縮強度も予測することができる。
そのためには、打設したモルタルやコンクリートの表面付近に、少なくともＩＤ番号、好ましくは配合やスランプ又はフロー等他の情報を記入した非接触、パッシブ型ＩＣタグ埋設するか、或いは前もってモルタルやコンクリートに少なくともＩＤ番号を記入した非接触、パッシブ型ＩＣタグを配合しておくことが必要である。
【０００９】
一方、リーダーを近接させることにより読み取ったＩＤ番号から、ホストコンピューターにアクセスすることが可能になり、整理統合して入力された構築物全体の各部位のモルタル、コンクリート情報を得ることができる。この場合、ＩＣタグに他の情報があれば、この情報とホストコンピューターの情報とは常に一致しているものである。
これら情報に基づいて、建築物のオーナーはその耐久性を判断し、補修、建て替えの時期を決定することが可能であり、道路の管理者にとっては、補修の優先順位を決定する資料となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を採用することにより、古い個々の建築物や構造物についても、埋設されたＩＣタグの情報を読み取ることにより、全体の強度と共に、何本目の橋脚とか４階西壁何本目の柱とか、局所的にもコンクリートの強度を知ることが可能になり、補修期間の設定や建築物の全部或いは一部売買に関しても必要な情報を随時得ることが可能になり、セメント構築物の信頼性が一段と向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明はコンクリートのみならず、モルタルにも適用することができる。モルタルとはセメントと細骨材を水で混練したものであり、コンクリートとはセメントと細骨材と粗骨材と水を混練したものである。
セメントには普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントの他、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等の各種混合セメントがある。更に、近時、シリカフューム等の球形微粒子を配合したり、II型無水石こう等を配合して強度を増強させた特殊セメント、トンネル工事にあっては、アルミナセメントのような急結性特殊セメント等もあり、いわゆる、水硬性物質と呼ばれるものを全て包含する。
【００１２】
細骨材とは、径５ｍｍ以下の砂であり、川砂、山砂が主として使用される。この場合も密度や産地の他、平均粒径の表示も必要である。近時、砂が不足し、海砂を洗浄して使用することがあるが、海砂は充分に洗浄しないと塩分が残り、耐久性に影響するため含有塩分の表示も必要である。
粗骨材とは径５ｍｍ以上の砕石であり、これも密度、産地及び平均粒径を表示する。近時、砕石も不足しがちで、破壊したコンクリート建造物の破片を使用することもある。
【００１３】
練混ぜ水は本来清水を使用するが、近時、特許文献１に示すように、遅延剤を配合してセメントの水和反応を抑制したスラッジ水を練混ぜ水及びセメントの一部として再使用する方法が採用されつつあり、スラッジ水の配合量、特性も記載すべき事項である。
更に、モルタルやコンクリートの配合にあたっては、各種セメント混和剤を使用する。混和剤としては、減水剤、ＡＥ剤、遅延剤、促進剤、膨張剤、発泡剤、グラウト剤等多岐にわたる。特に減水剤は広く使用され、リグニンスルホン酸塩系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、ナフタリンスルホン酸系高性能減水剤及びポリカルボン酸系超高性能減水剤等が挙げられるが、減水剤の種類及び量により、同一水／セメント比でありながらスランプ又はフローが増大しワーカビリティが向上する。
【００１４】
スランプとは、ＪＩＳ  Ａ  １１０１に準拠して測定した数値であり、底径１０ｃｍ、上径２０ｃｍ、深さ３０ｃｍのスランプコーン内にモルタル又はコンクリートを充填し、上面を下にして平面上に載置してスランプコーンを引き上げる。この時、モルタル又はコンクリートは柔らかいため、高さ３０ｃｍを保つことができない。３０ｃｍ−モルタル又はコンクリートの高さ（ｃｍ）＝スランプであり、柔らかいコンクリート程スランプが大きい。
フローもＪＩＳ  Ａ  １１０１に準拠して測定した数値であり、平板上で上記スランプコーンを引き上げた時に広がった生コンの径をｃｍで表現したものである。これらもホストコンピューター及びＩＣタグに記入する。
【００１５】
モルタル又はコンクリートのフレッシュ性状とは、スランプ又はフローの他に、単位水量、空気量、モルタル又はコンクリートの温度、塩素イオン量等を指称する。
混練後、経過時間の少ない生コンは良好なスランプ又はフローを有するが、時間の経過と共にスランプやフローは低下する傾向があり、気温が高い場合には特にこの傾向が著しい。したがって、出荷時のスランプ又はフローのみならず、打設時のスランプ又はフローが重要である。本発明にあっては出荷時のスランプ又はフローと打設時のスランプ又はフローをホストコンピューターに保存することが好ましく、特に打設時のスランプ又はフローは重要である。
【００１６】
本発明における配合とは、モルタル又はコンクリート１ｍ3 当たりに配合する、セメント、細骨材、粗骨材、混和剤、清水等の各成分の重量であり、一般にｋｇ／ｍ3 として表現される。
ホストコンピューターには、この他モルタル又はコンクリートの空気量、強熱減量、温度、更には、配筋図等も書き込むことが好ましい。
【００１７】
本発明に使用されるＩＣタグは、非接触型で、電池を内蔵せず、アンテナを有するパッシブタイプが好ましい。モルタルに埋設或いは配合するのであるから、比較的小容量で細骨材と同等の大きさ、好ましくは５ｍｍ角以下である。近時、ＩＣ技術の進歩が目ざましく、この大きさでもＩＤの他に、モルタル又はコンクリートの全ての原材料に関する情報や配合、出荷年月日、出荷時刻、スランプ又はフロー、構築物の所在地、打設部位等多くの情報を書き込むことができる。
【００１８】
図１はリーダー１がＩＣタグ２の情報を受け取る機構の説明図である。３はＩＣチップであり、この中に情報が入力されている。４はアンテナである。リーダー１が一定周波数の電波を送ると、アンテナ４が受信した電波から起電し、ＩＣチップの情報を読みだす。そして、起電した電力を用い、ＩＣチップから読みだした情報をリーダー１に向けて送信する。
リーダー１がＩＣタグ２から情報を読みだす時に使用する電波の周波数帯に限定はないが、現在国内で使用されている周波数帯は１３．５６ＭＨｚ帯と２．４５ＧＨｚ帯の２種類がある。１３．５６ＭＨｚ帯は読み取り距離がやや短く、２．４５ＧＨｚ帯は１ｍ近い読み取り距離を有するが、水分に弱い。直線的距離が長く、且つ水分にも強いＵＨＦ帯（９００ＭＨｚ帯）の電波が好ましい。
【００１９】
セメント又はコンクリートに関する情報を書き込まれたＩＣタグは、打設するモルタル又はコンクリートの表面近くに埋設してもよい。この場合は埋設部位が浅く、且つ前もって判明しているため、リーダーによる読み取りが容易であり、埋設するＩＣタグの数量も少量で足りる。一方、埋設作業が面倒な場合には出荷するモルタル又はコンクリート中にＩＣタグを混練して、そのまま打設する。この場合にはリーダーで構築物表面を探索していけば、近辺のＩＣタグが反応して情報を提供する。この場合には、モルタル又はコンクリート４．５ｍ3 あたり少なくとも１個、好ましくは２個以上のＩＣタグを混練する。
【００２０】
モルタル又はコンクリートの試料の採取は、出荷から打設までの間に行い、好ましくは打設時であり、より好ましくは出荷時と打設時の２回に分けて行う。試料は少なくとも１本、好ましくは２本以上の試験ユニットに充填し、打設現場と近似した環境で硬化させ、一定日数経過後に破壊して強度を測定する。蒸気養生やオートクレーブ養生を行う場合には、試験ユニットも同様の条件で硬化させる。
モルタル及びコンクリートは時間の経過と共に強度を増大するが、その増大速度は次第に緩徐になり、一般には２８日強度をもってモルタル又はコンクリートの強度として表現する。本発明においては、２８日と限定するものではないが、一般的日数である。以後もコンクリートは徐々に強度を増大していく。
【００２１】
モルタル及びコンクリートの特性はその圧縮強度の大きさにある。したがって、一定日数経過後の強度としては、圧縮強度が重要である。次いで、曲げ強度や引張強度、耐水性等も測定して記入することが好ましい。
又、振動締め固めを行う場合には、試験ユニットにも同様の振動を与える必要がある。試験場所は生コン工場であっても、建設現場であっても、第三者機関でっても特に限定はない。
【００２２】
図２は本発明コンピューターネットワークの模式図である。
生コン工場は独立した生コン製造専門工場に限らず、打設に必要なモルタル又はコンクリートを混練するプラントであればよい。生コン工場から生コンを建設現場に搬送する間に、モルタル又はコンクリートの一部を試料として採取し、試験ユニットに充填して所定の日数保存する。生コンには、ＩＤ番号の他、モルタル又はコンクリートに関する情報を書き込んだＩＣタグを混練するか、或いは別途持参し、打設するモルタル又はコンクリートの表面近くに埋設する。
【００２３】
別途設けたホストコンピューターには、生コン工場から出荷した生コンのＩＤ番号、その他の情報を入力する。試験ユニット保存機関は当該試験ユニットを所定の日数打設現場と近似した条件で保存後、圧縮強度、その他の特性を破壊して試験しその結果を、建設現場は搬送された生コンの打設部位を、それぞれホストコンピューターに入力する。ホストコンピューターでは、入力された各情報を整理統合し、構築物全体における各部位の特性を詳細に記録する。その上で、ホストコンピューター内の情報は書換え不能及び消去不能にする。
【００２４】
ユーザー、すなわち、施主、建築士、国、地方公共団体、国土交通に関する省庁、建築物の売買関係者等が構築物に関する情報を必要とした場合には、ＩＤ番号が判明している場合には直接ホストコンピューターにアクセスして情報を得ることができる。既に書類が紛失していても、リーダーにより、図１に示すようにして、埋設されたＩＣタグの情報を得れば、ホストコンピューターの情報にアクセスすることができる。この場合に、ＩＣタグから得られた情報はホストコンピューターから得られた情報と一致していなければならない。情報が一致することにより、ホストコンピューターの情報の信憑性が格段に向上する。
【００２５】
本発明は生コンの練り混ぜプラントからアジテータ車で建設現場に搬送し、打設するまでの間に、好ましくは打設時に、強度測定用の試料を採取し、別途、所定期間保存して圧縮強度を始め各種強度を測定して恒久的に保存する一方、構築物に用いられたモルタル又はコンクリートに関する情報を入力されたＩＣタグをモルタル又はコンクリート内に埋設することにある。その結果、ＩＣタグの情報は構築物が存在する限り、読み取り可能であり、これだけでも構築物のその部位の品質は保証される。全てのＩＣタグを読み取る手間を省くためにも、少なくとも１個のＩＣタグの情報により、構築物全体の情報を入手できるホストコンピューターを常にアクセス可能な状態に置き、セメント構築物の品質を保証するものである。
【００２６】
本発明はコンクリート二次製品にも適用することができる。例えば、Ｕ字溝、ポックスカルバート、遠心力成型管、各種コンクリートブロック等にも使用して、製品を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】リーダーがＩＣタグの情報を受け取る機構の説明図である。
【図２】本発明コンピューターネットワークの模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  リーダー
２  ＩＣタグ
３  ＩＣチップ
４  アンテナ
【図１】
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【図２】
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