(57)【要約】【課題】本発明は、フレッシュコンクリートの施工性を簡便かつ精度よく評価する方法を提供する。【解決手段】本発明は、フレッシュコンクリートのデジタル画像を暗部と明部に二値化して求めた暗部の割合に基づき、該コンクリートの施工性を評価するフレッシュコンクリートの施工性評価方法である。また、本発明は、好ましくは、（Ａ）画像撮影工程、（Ｂ）二値化処理工程、および（Ｃ）暗部面積率算出工程を経て算出した暗部面積率を、フレッシュコンクリートの施工性を評価するための指標として用いるフレッシュコンクリートの施工性評価方法である。【選択図】図４
2015081907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレッシュコンクリートのデジタル画像を暗部と明部に二値化して求めた暗部の割合に基づき、該コンクリートの施工性を評価することを特徴とするフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
【請求項２】
下記（Ａ）〜（Ｃ）工程を経て算出した暗部面積率を、フレッシュコンクリートの施工性を評価するための指標として用いる、請求項１に記載のフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
（Ａ）スランプ試験においてスランプコーンを引き上げた後のフレッシュコンクリートを、デジタルカメラを用いて撮影して画像を得る、画像撮影工程
（Ｂ）前記画像をグレースケールに変換してデジタル化して得た輝度に基づき閾値を定め、該閾値に基づき該画像を暗部と明部に二値化する、二値化処理工程
（Ｃ）前記暗部の面積と明部の面積に基づき、下記（１）式を用いてコンクリートの暗部面積率を算出する、暗部面積率算出工程
暗部面積率＝１００×暗部の面積／（暗部の面積＋明部の面積）    ・・・（１）
【請求項３】
前記二値化処理工程において、下記（２）式のクラス間分散／クラス内分散の比が最大になるｔ値を前記閾値と定める、請求項１または２に記載のフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
【数１】
2015081907.tif 000006
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレッシュコンクリートのデジタル画像を二値化することによって、該コンクリートの施工性を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレッシュコンクリートの施工性は、ワーカビリティー、コンシステンシー、および材料分離抵抗性等のフレッシュ性状の各種特性を包含する概念で、通常、スランプ試験により評価されている。該試験は、スランプコーンにフレッシュコンクリートを詰め、突棒で突いて均質化したあと、スランプコーンを引き上げ、コンクリート頂部が沈下した高さを測定するという極めて簡便な方法であり、フレッシュコンクリートの品質管理手法として、長年、多用されてきた。しかし、近年の混和剤技術の進歩や、天然骨材の枯渇による砕砂・砕石の使用等により、同一のスランプを有するコンクリートであっても、施工性が大きく異なる場合があることが知られてきた。また、最近の耐震設計の変更にともなう構造物の過密配筋によりコンクリートの施工の難易度が高くなり、施工性のより適切な評価が求められている。
【０００３】
そこで、フレッシュコンクリートの施工性を評価する方法がいくつか提案されている。
たとえば、ＪＳＣＥ３４１委員会が提案した「フレッシュコンクリートの加振ボックス充てん試験方法（案）」は、スランプが８〜２１ｃｍ程度のコンクリートを評価対象として、図１に示すように、ボックス形容器等の充てん装置とバイブレータを用いて、該装置内のＡ室とＢ室の間に設置した障害鉄筋の間にコンクリートを通過させて、コンクリートの施工性（充てん性）を評価する方法である。
また、特許文献１では、下記第一および第二の試験方法による判定結果が所定の基準を満たすか否かで、高流動コンクリートの材料分離抵抗性を評価する方法が提案されている。そして、前記第一の試験方法とは、スランプフロー試験後の平坦に拡がったコンクリート供試体に対し、モルタル分の外縁部と、放射方向の端部に位置する所定の粒径以上の粗骨材の重心との距離を計測してその計測値を平均し、かかる平均値が所定の設定値内に収まるか否かを判定する方法である。また、前記第二の試験方法とは、平坦に拡がったコンクリート供試体を環状の外側部分とこれの内側部分とに分割するとともに、所定の粒径以上の粗骨材に対する、コンクリート供試体全体の粗骨材密度と、前記外側部分の粗骨材密度と前記内側部分の粗骨材密度とを求め、これらの粗骨材密度が略等しいか否かを判定する方法である。
【０００４】
また、特許文献２では、同一材料を用いた分離していないフレッシュな普通コンクリートと、フレッシュな高流動コンクリートとの表面を色差測定することにより、高流動コンクリートの分離状態を評価する方法が提案されている。
さらに、特許文献３では、筒状のタンク部と、仕切板によって前記タンク部の下部と区画された所定の傾きの傾斜フロー部とを備えた傾斜フロー試験器の前記タンク部に、未硬化のフレッシュコンクリートの試料を所定の高さまで詰め込み、前記仕切板を開放して前記傾斜フロー部に前記試料を流下させ、その際の前記試料の流下速度を測定して該試料のワーカビリティーを評価する方法が提案されている。
しかし、前記の方法はいずれも、特別な試験装置が必要であることに加え、一般に行われるスランプ試験と比べ格段に手間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６７９２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２６４７９４号公報
【特許文献３】特開２００４−０６９３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、本発明は、特別な試験装置を使用することなく、フレッシュコンクリートの施工性を簡便かつ精度よく評価でき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】
【０００７】
本発明者らは、前記目的にかなう評価方法について試行錯誤を重ねた結果、スランプ試験後のフレッシュコンクリートの明部および暗部の割合と施工性に一定の関係があること、具体的には、暗部が多いほど施工性が低下することを見い出した。
しかし、明暗を施工性の評価指標に用いる場合、明暗の目視観察では、観察する人の主観に大きく左右されるため評価は定性的にならざるを得ず、評価の信頼性は低いと云える。
そこで、本発明者らは、フレッシュコンクリートのデジタル画像を用いて二値化処理を行いフレッシュコンクリートの明部と暗部を分離し、明部と暗部の割合を定量化すると評価精度が向上することを見い出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は下記の構成を有するフレッシュコンクリートの施工性評価方法である。
［１］フレッシュコンクリートのデジタル画像を暗部と明部に二値化して求めた暗部の割合に基づき、該コンクリートの施工性を評価することを特徴とするフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
［２］下記（Ａ）〜（Ｃ）工程を経て算出した暗部面積率を、フレッシュコンクリートの施工性を評価するための指標として用いる、前記［１］に記載のフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
（Ａ）スランプ試験においてスランプコーンを引き上げた後のフレッシュコンクリートを、デジタルカメラを用いて撮影して画像を得る、画像撮影工程
（Ｂ）前記画像をグレースケールに変換してデジタル化して得た輝度に基づき閾値を定め、該閾値に基づき該画像を暗部と明部に二値化する、二値化処理工程
（Ｃ）前記暗部の面積と明部の面積に基づき、下記（１）式を用いてコンクリートの暗部面積率を算出する、暗部面積率算出工程
暗部面積率＝１００×暗部の面積／（暗部の面積＋明部の面積）    ・・・（１）
［３］前記二値化処理工程において、下記（２）式のクラス間分散／クラス内分散の比が最大になるｔ値を前記閾値と定める、前記［１］または［２］に記載のフレッシュコンクリートの施工性評価方法。
【０００９】
【数１】
2015081907.tif 000003
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフレッシュコンクリートの施工性評価方法を用いれば、フレッシュコンクリートの施工性を特別な試験装置を用いることなく、簡便かつ精度よく評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】上図はスランプコーンを引き上げた後のコンクリート頂部の画像をグレースケールに変換した画像であり、下図は該画像をデジタル化して得た輝度の一部を示す画像である。
【図２】輝度とその頻度を示すグラフであって、自動二値化処理により暗部と明部に分けたグラフである。
【図３】ＪＳＣＥ３２１委員会が提案した「フレッシュコンクリートの加振ボックス充てん試験方法（案）」における、ボックス形容器の使用態様を示す図である。
【図４】本発明により求めた暗部面積率と、前記「フレッシュコンクリートの加振ボックス充てん試験方法（案）」により求めた、Ａ室とＢ室の粗骨材量変化率の平均値（以下「平均粗骨材量変化率」という。）との間の相関性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、フレッシュコンクリートのデジタル画像を暗部と明部に二値化して求めた暗部の割合に基づき、該コンクリートの施工性を評価するフレッシュコンクリートの施工性評価方法である。
また、本発明が対象とする前記フレッシュコンクリートは、好ましくは、スランプ試験においてスランプコーンを引き上げた後のフレッシュコンクリートであり、該コンクリートのスランプは、好ましくは４〜１８ｃｍ、より好ましくは５〜１６ｃｍである。スランプコーンを引き上げた後のフレッシュコンクリートのスランプが４〜１８ｃｍであれば、評価の精度がより高くなる。
また、本発明は、好ましくは、（Ａ）画像撮影工程、（Ｂ）二値化処理工程、および（Ｃ）暗部面積率算出工程を経て算出した暗部面積率を、フレッシュコンクリートの施工性を評価するための指標として用いる方法である。
以下、（Ａ）画像撮影工程、（Ｂ）二値化処理工程、および（Ｃ）暗部面積率算出工程に分けて詳細に説明する。
【００１３】
（Ａ）画像撮影工程
該工程は、スランプ試験においてスランプコーンを引き上げた後のフレッシュコンクリートを、デジタルカメラを用いて撮影して画像を得る工程である。
前記スランプ試験は、例えば、ＪＩＳ  Ａ  １１０１  「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して行うとよい。また、前記スランプコーンは、上端の内径が１００ｍｍ、下端の内径が２００ｍｍ、高さが３００ｍｍ、および厚さが５ｍｍ以上の金属製のものが好ましい。
スランプコーンを引き上げた後の、コンクリート頂部側からの画像の一例を図１に示す。暗部が多いほど、コンクリートの施工性は低下する傾向にある。
また、前記デジタルカメラは特に制限されず、市販のデジタルカメラで十分である。
【００１４】
（Ｂ）二値化処理工程
該工程は、前記画像をグレースケールに変換してデジタル化して得た輝度に基づき閾値を定め、該閾値に基づき該画像を暗部と明部に二値化する工程である。
グレースケールへの変換は、例えば。アドビ社のフォトショップ（登録商標）等の市販のソフトウェアを用いて行うことができる。なお、図１に、コンクリート頂部側からの画像をデジタル化して得た輝度の一例を示す。
また、本発明において画像を暗部と明部に二値化する方法は、例えば判別識別法が挙げられる。該方法は、分離度を大きくする観点から、前記（２）式のクラス間分散／クラス内分散の比が最大になるｔ値を求め、図２に示すように、該ｔ値を前記暗部と明部に二値化するための輝度の閾値（中央の線で示す。）として用いる方法である。なお、前記（２）式中のクラス間分散は前記（３）式に、クラス内分散は前記（４）式に示す。また、前記（４）式中のクラス１の分散は前記（５）式に、クラス２の分散は前記（６）式に示す。
また、本発明において二値化する方法は、前記判別識別法のほかに、モード法、Ｋｉｔｔｌｅｒ法、３σ法、およびＰ−タイル法等を用いてもよい。
【００１５】
（Ｃ）暗部面積率算出工程
該工程は、前記暗部の面積と明部の面積に基づき、前記（１）式を用いてコンクリートの暗部面積率を算出する工程である。この暗部面積率が高いほど、図４に示すように、フレッシュコンクリートの施工性は低下する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は該実施例に限定されない。
〔コンクリートの施工性評価試験〕
表１に記載の材料を用いて表２に記載の配合に従い、ＪＩＳ  Ａ  １１３８「試験室におけるコンクリートの作り方」に準拠してフレッシュコンクリートを調製した。そして、該コンクリートを用いてＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠してスランプ試験を行い、コンクリート頂部側からデジタルカメラを用いて撮影して図１の画像を得た。
次に、エクセルソフト「Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」を用いて、前記画像をグレースケールに変換してデジタル化し輝度を得た（図１下）。そして、該輝度を用いて前記判別識別法により輝度の閾値（９０）を求めた後、該閾値に基づき暗部と明部に分け、各面積を求めて前記（１）式により暗部面積率を算出した。また、比較のため、「フレッシュコンクリートの加振ボックス充てん試験方法（案）」に従い、ボックス形容器（図３）を用いて、Ａ室とＢ室の平均粗骨材量変化率を求めた。前記暗部面積率と平均粗骨材量変化率を表２に、また、前記暗部面積率と平均粗骨材量変化率の相関性を図４に示す。
図４から分かるように、前記暗部面積率と平均粗骨材量変化率は、スランプが８ｃｍと１５ｃｍのいずれのフレッシュコンクリートにおいても高い相関を示している。したがって、本発明のフレッシュコンクリートの施工性評価方法を用いれば、フレッシュコンクリートの施工性を簡便かつ精度よく評価することができる。
【００１７】
【表１】
2015081907.tif 000004
【００１８】
【表２】
2015081907.tif 000005
【図１】
2015081907.tif 000007
【図２】
2015081907.tif 000008
【図３】
2015081907.tif 000009
【図４】
2015081907.tif 000010