(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の型枠内に長尺状の歪みゲージを設置するために用いられ、セメントの水和反応により硬化したセメント硬化体の歪みを歪みゲージによって測定するための、歪みゲージ設置用治具であって、
前記型枠内で使用する状態では、前記型枠の筒軸方向に沿って前記歪みゲージを貫通させる貫通孔が形成された筒状の貫通部と、該貫通部を支持すべく該貫通部から前記型枠の内面に内接するまで外方側へ延びた複数の支持用延出部とを備え、前記貫通部の貫通孔内に前記型枠の中心軸が位置するように構成されている、歪みゲージ設置用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪みゲージ設置用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばセメントが水和反応により硬化したセメント硬化体の歪みを測定するために、セメント硬化体に長尺状の歪みゲージを埋め込み、該歪みゲージによってセメント硬化体の歪みを測定することが行われている。斯かる測定を行うことにより、セメント硬化体の経時的な収縮特性などを把握することができる。
【０００３】
具体的には、セメント硬化体の歪みを測定する方法としては、例えば、円筒状の型枠の中心軸に沿うように歪みゲージを設置したうえで、該型枠内にセメント硬化体を作製することにより、歪みゲージが埋め込まれたセメント硬化体における経時的な収縮を歪みゲージによって測定するものが知られている（特許文献１、２）。円筒状の型枠の中心軸に沿うように歪みゲージを設置すると、円柱状に形成されたセメント硬化体の中心軸に沿って歪みゲージが埋め込まれ、セメント硬化体の歪みに伴って生じる力がより均等に歪みゲージに加わることから、歪み測定を比較的精度良く行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０５７４９３号公報
【特許文献２】特開２００１−３２４３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献記載の方法においては、歪みゲージに取り付けられたリード線を型枠などに固定し、固定されたリード線から歪みゲージを釣り下げることにより型枠内の所定位置に設置すること等を要する。従って、型枠内の所定位置に歪みゲージを設置する作業が比較的困難であるという問題がある。また、歪みゲージの設置作業に困難を伴い、歪みゲージを型枠の中心軸に沿って必ずしも正確に配置できないことから、測定の精度が必ずしも十分なものでないという問題がある。
そこで、セメント硬化体などの歪み測定を行うための歪みゲージを型枠内に簡便に設置でき、設置された歪みゲージによってセメント硬化体などの歪み測定を精度良く行うことができる歪みゲージ設置用治具が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記問題点、要望点等に鑑み、筒状の型枠内に歪みゲージを簡便に設置でき、しかも設置した歪みゲージによって歪み測定を十分に精度良く行うことができる歪みゲージ設置用治具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明に係る歪みゲージ設置用治具は、筒状の型枠内に長尺状の歪みゲージを設置するために用いられ、セメントの水和反応により硬化したセメント硬化体の歪みを歪みゲージによって測定するための、歪みゲージ設置用治具であって、
前記型枠内で使用する状態では、前記型枠の筒軸方向に沿って前記歪みゲージを貫通させる貫通孔が形成された筒状の貫通部と、該貫通部を支持すべく該貫通部から前記型枠の内面に内接するまで外方側へ延びた複数の支持用延出部とを備え、前記貫通部の貫通孔内に前記型枠の中心軸が位置するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成からなる歪みゲージ設置用治具によれば、前記型枠内で使用する状態では、複数の前記支持用延出部が型枠の内面に内接しつつ前記貫通部を外方側から支えており、しかも、前記型枠の中心軸が前記貫通部の貫通孔内に位置するように貫通部が型枠内に配されている。従って、前記貫通孔を貫通させて前記歪みゲージを前記型枠内に配することにより、前記歪みゲージを型枠の中心軸に沿うように簡便に設置することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る歪みゲージ設置用治具は、上述したように歪みゲージを筒状の型枠内に簡便に設置できるという効果を奏する。また、歪みゲージを型枠の中心軸に沿うように設置できるため、設置した歪みゲージによって歪み測定を十分に精度良く行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】歪みゲージ設置用治具を用いて型枠内に歪みゲージを設置した後の様子を表した図。
【図２】歪みゲージ設置用治具を模式的に表した模式図。
【図３】比較例において用いた型枠及び歪みゲージを表した図。
【図４】セメント硬化体の歪み測定の結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る歪みゲージ設置用治具の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、筒軸方向が上下方向となるように型枠１０を設置し、型枠１０内に前記治具１を設置し、さらに歪みゲージ８を配した後の状態を、型枠の中心軸Ａを通るように筒軸方向に沿って切断した縦断面図である。また、図１（ｂ）は、上記の状態を下方側から見た透視図である。
また、図２は、型枠１０内に設置した２つの前記治具１の縦断面図及び下面図である。
【００１３】
本実施形態の歪みゲージ設置用治具は、筒状の型枠１０内に長尺状の歪みゲージ８を設置するために用いられる歪みゲージ設置用治具１であって、前記型枠１０内で使用する状態では、前記型枠１０の筒軸方向に沿って前記歪みゲージ１を貫通させる貫通孔２ａが形成された筒状の貫通部２と、該貫通部２を支持すべく該貫通部２から前記型枠１０の内面に内接するまで外方側へ延びた複数の支持用延出部３とを備え、前記貫通部２の貫通孔２ａ内に前記型枠１０の中心軸Ａが位置するように構成されているものである。
【００１４】
前記歪みゲージ設置用治具１は、図１に示すように、通常、筒軸方向が上下方向となるように配された中空円柱状の型枠内において使用される。
また、前記治具１は、前記型枠１０内に前記歪みゲージ８を設置するために使用され、図１に示すように、例えば、前記型枠内において２つが筒軸方向に離間して配置される。歪みゲージ８が設置された後、型枠１０内には、例えば硬化前のセメント流動物を流し込み、セメント硬化体などを作製することができる。
【００１５】
前記治具１は、図１に示すように、前記型枠１０内で使用する状態では、型枠１０の筒軸方向に沿って歪みゲージ８を貫通させる貫通孔２ａが形成された貫通部２を備えている。該貫通部２は、貫通孔２ａ内に型枠１０の中心軸Ａが位置するように型枠１０内に配されている。
また、前記治具１は、図１に示すように、前記貫通部２から外側へ型枠の径方向に延び型枠の内面に内接する複数の支持用延出部３を備えている。該支持用延出部３は、型枠１０内において貫通部２を共働下、外方側から支えている。
【００１６】
具体的には、前記治具１は、図２に示すように、前記貫通部２と、該貫通部２から型枠１０の径方向に且つ互いに反対方向に延びた２つの支持用延出部３とを備えている。
【００１７】
前記治具１は、図１に示すように、支持用延出部３のそれぞれの端部が前記型枠１０の内面に当接することにより、型枠１０の所定位置に固定されるように構成されている。即ち、前記治具１は、一方の支持用延出部３の端部から他方の支持用延出部３の端部までの長さが、型枠１０の内径長さと同じとなるように、且つ、型枠１０の内面と各支持用延出部３の端部との間に隙間がないように構成されている。
斯かる構成により、前記治具１は、型枠１０の内面壁と各支持用延出部３の外方側端部との摩擦力等により型枠１０内の所定位置における移動が規制される。
【００１８】
なお、前記支持用延出部３は、弾性を有する材料で形成され、延在方向に圧縮されつつ型枠１０内に配されていることにより、弾性によって前記型枠１０の内面を押圧しつつ貫通部２の周囲から貫通部２を支えるように構成されていてもよい。
【００１９】
さらに、前記治具１は、型枠１０内に配されると、図１に示すように、前記型枠１０の中心軸Ａが前記貫通部２の貫通孔２ａ内に位置するように構成されている。具体的には、２つの支持用延出部３は、同形状に形成され、型枠の径方向において向きが反対となるように前記貫通部２に取り付けられている。また、２つの支持用延出部３がそれぞれ反対方向から貫通部２を支えることにより、２つの支持用延出部３は、前記型枠１０の中心軸Ａが前記貫通部２の貫通孔２ａ内に位置するように、貫通部２を型枠１０内に配している。
従って、前記型枠１０内に配された歪みゲージ設置用治具１は、歪みゲージ８を型枠１０の中心軸Ａに沿って設置することができる。
【００２０】
前記貫通部２は、筒状に形成されており、前記貫通部２には、型枠１０内で治具１を使用する状態にて、長尺状の歪みゲージ８が型枠１０の筒軸方向に貫通する貫通孔２ａが形成されている。該貫通孔２ａは、歪みゲージ８が貫通するように形成されていればよく、大きさや形状が特に限定されるものではない。
【００２１】
前記支持用延出部３は、貫通部２を外方側からより均等な力で支持できるという点で、互いに同じ角度をなすように貫通部２から放射状に延びていることが好ましい。具体的には、前記治具１に支持用延出部３が４つ備えられている場合には、４つの支持用延出部３が互いに９０度の角度間隔で貫通部２から放射状に延び、前記治具１に支持用延出部３が３つ備えられている場合には、３つの支持用延出部３が互いに１２０度の角度間隔で貫通部２から放射状に延びていることが好ましい。また、前記治具１に支持用延出部３が２つ備えられている場合には、図１及び図２に示すように、２つの支持用延出部３が貫通部２から反対方向に延びていることが好ましい。
【００２２】
前記支持用延出部３を構成する材料としては、適度な剛性を有するものが好ましく、例えばセメント硬化体中において変質しにくいという点、及び、例えばセメントが硬化する前の流動物を打設することによっても破壊しにくいという点で、アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂などの樹脂がより好ましい。
【００２３】
前記支持用延出部３は、図１及び図２に示すように、貫通部２から外方側へ延び外方側から貫通部２を支える延出部本体３ａと、該延出部本体３ａの外側に配され型枠１０の内面に沿って接するように形成された内接部材３ｂとを備えている。
【００２４】
前記延出部本体３ａは、型枠１０内に硬化前のセメント流動物が打設されるときの衝撃によっても破損しない強度で棒状に形成されている。しかも、セメント硬化体などの歪みにより生じる力が歪みゲージ８に伝わることを妨げないように、型枠１０内における占有容積ができるだけ小さくなるように形成されている。
具体的には、前記延出部本体３ａは、型枠１０がφ１００ｍｍ（開口内径）×２００ｍｍ（筒軸長さ）の円筒状に形成されている場合、太さ３〜５ｍｍの棒状に形成されていることが好ましい。
【００２５】
前記内接部材３ｂは、型枠１０の内面に沿って接するように形成され、型枠１０が円筒状である場合は、図２に示すように、上面視にて端縁が、型枠１０の内面と同じ円弧を描くように形成されている。
【００２６】
前記治具１は、図１に示すように、複数を型枠１０内に配して使用することが好ましい。即ち、前記型枠１０内においては、前記治具１が型枠１０の筒軸方向に沿って複数配されるように構成された治具セットを使用することが好ましい。斯かる治具セットを使用することにより、歪みゲージ８は、長尺方向に離間した少なくとも２点が型枠１０の中心軸Ａを通ることとなり、歪みゲージ８をより確実に型枠１０の中心軸Ａに沿って配置することができる。
【００２７】
具体的には、前記治具セットは、図１及び図２に示すように、前記治具１として上側治具及び下側治具の２つを備えていることが好ましい。前記治具１を２つ備えていることにより、歪みゲージ８をより確実に型枠１０の中心軸Ａに沿って配置でき、しかも、セメント硬化体等の歪み測定において、治具１が３つ以上である場合よりも硬化体における治具１の占有容積が小さくなり、治具１による歪み測定への悪影響を抑制できるという利点がある。
【００２８】
前記治具セットは、歪みゲージ８を型枠１０内に設置した状態にて、最も下側の治具１の貫通部２の下側に取り付けられ歪みゲージ８の下端を支える台となる台座５を備えていることが好ましい。斯かる台座５を備えていることにより、底板１１から歪みゲージ８を離間させた状態で歪みゲージ８を型枠１０内に設置できる。従って、歪みゲージ８を型枠１０のより内部空間に確実に設置することができ、歪みゲージ８をセメント硬化体等のより内部に確実に埋め込むことができる。なお、斯かる台座５を用いる場合、複数の治具のうち少なくとも１つの貫通孔、例えば、上側治具の貫通孔を貫通させて歪みゲージを型枠内に設置する。
【００２９】
前記歪みゲージ設置用治具１を構成する材料としては、特に限定されないが、上述した支持用延出部３における材料と同様の理由により、アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂などの樹脂が好ましい。
【００３０】
次に、前記歪みゲージ設置用治具１を内部空間に収めることができる前記型枠１０について説明する。
【００３１】
前記型枠１０は、図１に示すように、例えば円筒状に形成されている。該型枠１０の下側には、型枠１０の下側の開口を塞ぐ円板状の底板１１が取り付けられている。
【００３２】
前記型枠１０は、図１に示すように、通常、セメント硬化体等を作製するときに筒軸が上下方向に延在するように設置される。また、上方から中空の内部に前記歪みゲージ設置用治具１が入れられ、さらに硬化前の流動性のセメントなどが流し込まれる。なお、前記型枠１０は、必ずしも筒軸が上下方向に延在するように配される必要はなく、筒軸が水平方向に延在するように配されてもよい。
【００３３】
内部空間にてセメント硬化体等が作製される型枠１０は、型枠１０内で作製されたセメント硬化体等がより均等に収縮し、セメント硬化体等の歪み測定の精度がより良好なものになるという点で、図１に示すように、円筒状に形成されていることが好ましい。
【００３４】
なお、型枠１０の中心軸Ａは、図１に示すように型枠１０の形状が円筒状であれば、該型枠１０の両端にあるそれぞれの開口が描く円における円中心を互いに結ぶ軸である。
また、型枠１０の形状が四角柱などの円柱状以外の形状であれば、該型枠１０の中心軸Ａは、筒軸方向の長さが同じであり且つ該型枠１０に内接する最大の円筒体において、上記円筒状型枠と同様に規定する軸である。
【００３５】
歪みを測定するためのセメント硬化体等は、型枠１０内にて作製されることから、セメント硬化体等の外面形状は、型枠１０の内面形状に対応する。即ち、図１に示すように、型枠１０が中空円柱状に形成されていれば、作製されたセメント硬化体等は、中実円柱状となる。従って、型枠１０の中心軸Ａは、型枠内で作製されたセメント硬化体等の中心軸と一致する。
前記セメント硬化体が収縮すると、収縮に伴ってセメント硬化体に歪みが生じる。歪みによって生じる力の大きさは、硬化体における各部分によって異なり、例えば、図１に示す型枠内で作製された硬化体の水平方向の断面においては、歪みによって生じる力が円柱状の硬化体の中心軸において最も大きく、外方側ほど小さくなる。また、歪みによって生じる力は、中心軸においてより均一に働くが、外方側ほど不均一に働き得る。斯かる理由により、円柱状のセメント硬化体の歪みを精度よく測定するためには、硬化体の中心軸における歪みを測定する必要がある。
【００３６】
前記型枠１０は、材質が特に限定されるものでなく、型枠１０の材質としては、例えば、金属、樹脂などが挙げられる。
【００３７】
前記型枠１０は、大きさが特に限定されるものでないが、セメント硬化体等の歪み測定を行いやすいという点で、筒軸方向の長さが１５０〜４００ｍｍであることが好ましく、内径が４０〜１５０ｍｍであることが好ましい。前記型枠１０としては、具体的には例えば、筒軸方向の長さが２００ｍｍであり内径が１００ｍｍである中空円筒状のものを用いることができる。
また、前記型枠１０の厚みは、特に限定されるものでないが、通常、１〜１０ｍｍである。
【００３８】
次に、前記歪みゲージ設置用治具１の使用方法について説明する。
前記歪みゲージ設置用治具１は、前記型枠１０内に歪みゲージ８を設置するために使用することができる。その後、該型枠１０内において例えばセメント硬化体を作製して歪みゲージ８をセメント硬化体に埋め込み、埋め込まれたゲージによってセメント硬化体の歪みを測定することができる。
前記治具１は、具体的には例えば、以下のようにして使用することができる。
【００３９】
先ず、前記円筒状の型枠１０を、型枠１０の筒軸方向が上下方向となるように配置する。また、型枠１０の下側の開口を塞ぐべく、型枠１０の下側に前記底板１１を取り付けておく。
一方、樹脂で形成された２つの前記治具１（上側治具及び下側治具）を用意する。型枠１０の下側に配する下側治具の貫通部２には、図１及び図２に示すように、上述した台座５を取り付けておく。
次に、下側治具に取り付けた台座５が下方側となり、該台座５が底板１１に接するまで、下側治具を型枠１０内に入れる。さらに、上側治具と下側治具との間隔が、歪みゲージ８の長さより短くなるように、上側治具を型枠１０内に入れる。型枠１０内に入れられた各治具１は、型枠１０の内面壁との摩擦力により型枠１０内における移動が規制されている。また、型枠１０の中心軸Ａが２つの治具１の貫通孔２ａ内に位置するように、貫通部２が配される。
そして、型枠１０内に配した上側治具の貫通部２の貫通孔２ａに、長尺状の歪みゲージ８を貫通させ、歪みゲージ８を型枠１０内に設置する。これにより、歪みゲージ８を円筒状の型枠１０の中心軸Ａに沿って型枠１０内に配置することができる。なお、歪みゲージ８には、歪みによる電気抵抗値の変化を伝えるリード線９が取り付けられており、該リード線９を型枠１０外にある検出器につなげることができる。
【００４０】
その後、セメント硬化体が硬化する前の流動物を上方から型枠１０の内部へ流し込み、打設することができる。
さらに、所定期間養生することにより、硬化したセメント硬化体を得ることができる。
続いて、セメント硬化体を所定条件下にて静置し、所定材齢の硬化体において、硬化体に埋め込まれた歪みゲージ８の歪みを検出することにより、セメント硬化体の歪みを測定することができる。なお、歪みの測定は、前記型枠１０を取り外してから行ってもよく、型枠１０内にセメント硬化体がある状態で行ってもよい。
【００４１】
前記歪みゲージ８としては、従来公知の一般的なものを用いることができ、具体的には例えば、板状、棒状、フィルム状などに形成されたものが挙げられる。なお、図１に示すように、前記歪みゲージ８には、通常、歪みに伴う電気抵抗値の変化を外部の検出器へ伝えるためのリード線９が取り付けられている。
【００４２】
前記セメント硬化体を構成するセメントとしては、例えば、ＪＩＳ  Ｒ５２１０〜５２１３により規定されるセメントを用いることができる。具体的には、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント（ＪＩＳ  Ｒ５２１０）、高炉スラグを含む高炉セメント（ＪＩＳ  Ｒ５２１１）、シルカを含むシリカセメント（ＪＩＳ  Ｒ５２１２）、フライアッシュを含むフライアッシュセメント（ＪＩＳ  Ｒ５２１３）などを用いることができる。
【００４３】
前記セメント硬化体としては、セメントが水和反応により硬化したものであれば、特に限定されず、例えば、セメントと骨材とを少なくとも構成材料として含むものを用いることができる。具体的には、例えば、セメントと細骨材とを含む硬化モルタル、セメントと細骨材と粗骨材とを含む硬化コンクリートなどを用いることができる。
【００４４】
前記セメント硬化体は、少なくとも前記セメントと水とが混合された後、前記型枠１０内に流し込まれ、所定期間養生されることにより硬化し、前記型枠１０内にて作製される。
【００４５】
なお、前記治具１は、通常、歪み試験を行った後に、再度利用することなく前記セメント硬化体等とともに廃棄される。
【００４６】
本発明は、上記例示の歪みゲージ設置用治具に限定されるものではない。
また、一般の歪みゲージ設置用治具において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
【実施例】
【００４７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
（実施例）
まず、内径φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの大きさを有するブリキ製のサミット缶（住商セメント社製）を用意した。該サミット缶は、円筒状に形成された型枠の一方の開口に、該開口を塞ぐ底板が取り付けられて構成されており、底板が下側となるように配置される。また、サミット缶内部の上方側及び下方側に配するための、図２に示す歪みゲージ設置用治具をそれぞれ用意した。下方側に配する下側治具には、貫通部の下側にφ１０ｍｍ×高さ１０ｍｍの円柱状の台座を取り付けた。
各治具における貫通孔の大きさは、長尺板状の歪みゲージ（横断面１３ｍｍ×５ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）が貫通できるように、１３．５ｍｍ×５．５ｍｍとした。
次に、型枠内の上方側及び下方側にそれぞれ治具を配置した。２つの治具の上下方向における間隔は、後に型枠内に設置する長尺状の歪みゲージの延在方向長さより短くなるように設定した。そして、上側にリード線が取り付けられた歪みゲージを型枠内に入れ、上側治具の貫通孔を貫通させるように型枠内に歪みゲージを設置した。
一方、セメント硬化体としての硬化コンクリートを作製すべく、普通ポルトランドセメント１４．８重量部と、水７．４重量部と、細骨材３４．４重量部と、粗骨材４３．４重量部とを常法に従って混合した。
続いて、上述のごとく混合した混合物を型枠内に打設した。打設後、型枠内に混合物を入れたまま１８〜２２℃の湿潤状態にて２４時間静置した。その後、脱型し、硬化物を１８〜２２℃の水中で材齢が７日になるまで養生した。
そして、材齢７日の供試体（硬化コンクリート）を１８〜２２℃、湿度５５〜６５％の条件下にて静置し、硬化コンクリートに埋め込まれた歪みゲージにより、２８日間における硬化コンクリートの歪みを測定した。
【００４９】
（比較例）
歪みゲージ設置用治具を用いず、次のようにして歪みゲージを型枠内に設置した点以外は、実施例と同様にして硬化コンクリートの歪みを測定した。
即ち、図３に示すように、歪みゲージに取り付けられたリード線が歪みゲージの上側に配されるように歪みゲージを型枠内に配した。また、サミット缶の上に内径を超える長さの棒Ｚを水平方向に配し、斯かる棒にリード線を接着した。一方、歪みゲージの下方側端部と底板の円中心部分とに穴をあけ、両方の穴に糸を通し、糸を下方側に引っ張りつつ底板に固定した。このようにして、円筒状の型枠の中心軸に沿うように歪みゲージを型枠内に設置した。
【００５０】
実施例、比較例における歪みの測定結果を図４に示す。図４に示すように、実施例及び比較例において、同等の歪み測定結果が得られた。即ち、実施例においては、精度良く歪みの測定を行うことができた。
【符号の説明】
【００５１】
１：歪みゲージ設置用治具
２：貫通部、  ２ａ：貫通孔
３：支持用延出部、  ３ａ：延出部本体、  ３ｂ：内接部材
５：台座
８：歪みゲージ
９：リード線
１０：型枠、  １１：底板
Ａ：中心軸
【図１】
0005790997.tif 000002
【図２】
0005790997.tif 000003
【図３】
0005790997.tif 000004
【図４】
0005790997.tif 000005