(57)【要約】【課題】有機繊維を混入してなるフレッシュコンクリートに対し、有機繊維の混入率を正確に確認可能な有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法を提供する。【解決手段】有機繊維Ｓ４を混入してなるフレッシュコンクリートの有機繊維Ｓ４の混入率を確認する方法であって、採取した所定量のフレッシュコンクリートを粗骨材除去用ふるいに移し入れるとともに水を流し入れ、粗骨材除去用ふるいで粗骨材を篩い分けるとともに、粗骨材除去用ふるいを水とともに通過した有機繊維Ｓ４、細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３を洗い用容器３に収容し、洗い用容器３内の細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３が沈降して有機繊維Ｓ４が浮遊する上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるいに流し入れて、この繊維捕集用ふるいで有機繊維Ｓ４を分離収集する。【選択図】図３
2008170384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機繊維を混入してなるフレッシュコンクリートの前記有機繊維の混入率を確認する方法であって、
採取した所定量の前記フレッシュコンクリートを粗骨材除去用ふるいに移し入れるとともに水を流し入れ、前記粗骨材除去用ふるいで粗骨材を篩い分けるとともに、前記粗骨材除去用ふるいを前記水とともに通過した前記有機繊維、細骨材及びセメント分を洗い用容器に収容し、前記洗い用容器内の細骨材及びセメント分が沈降して前記有機繊維が浮遊する上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れて、該繊維捕集用ふるいで前記有機繊維を分離収集することを特徴とする有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法。
【請求項２】
請求項１記載の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法において、
前記細骨材及びセメント分が残留した前記洗い用容器内に水を流し入れるとともに撹拌し、前記細骨材及びセメント分が沈降した後の上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れる操作を行なうことを特徴とする有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機繊維を混入してなるフレッシュコンクリートの有機繊維の混入率を確認するための有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンクリート壁やトンネルのコンクリートセグメントなどのコンクリート部材が、火災に伴い高温に曝された場合には、コンクリートに爆裂が生じたり、強度や弾性などの力学特性が低下し、これを備える構造物が崩壊するおそれが生じる。このため、コンクリートに有機繊維を混入してコンクリート部材の耐火性を向上させることが行なわれている。すなわち、有機繊維を混入した場合には、高温に曝されるとともに有機繊維が溶融してコンクリート内に微細な空隙が形成され、この空隙によりコンクリートの熱膨張力や内部で膨張した気体の圧力が緩和される。これにより、コンクリートの爆裂やその表層の剥離・飛散を防止することができ、コンクリート部材の耐火性を大幅に向上させることが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、主にコンクリート部材の力学特性を向上させるために、鋼繊維をコンクリートに混入する場合がある。このようなコンクリート部材を形成（施工、製造）する際には、鋼繊維を混入したフレッシュコンクリートに対し、所定量の鋼繊維が適切に混入されていることを確認するための鋼繊維混入率試験を行なって、品質を確保するようにしている。また、この種の鋼繊維混入率試験には、一般に、非特許文献１に記載された方法が適用されている。この試験方法においては、まだ固まらない鋼繊維混入コンクリート（フレッシュコンクリート）から所定量の試料を抽出し、試料を水洗いするとともに磁石を用いて鋼繊維を分離収集する。そして、収集した鋼繊維の質量を計測して、フレッシュコンクリートに対する鋼繊維の混入率を算出している。
【特許文献１】特開平１１−３０３２４５号公報
【非特許文献１】「２５．鋼繊維補強コンクリートの鋼繊維混入率試験方法（JFCE−F  554-1999）」、コンクリート標準示方書「規準編」、p.192〜p.194、土木学会規準、2002年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、有機繊維を混入したフレッシュコンクリートに対して繊維混入率を確認する場合には、鋼繊維と異なり磁石などで有機繊維を分離収集することができないため、非特許文献１に記載された試験方法を適用できないという問題があった。このため、有機繊維の混入率を正確に確認できる試験方法が強く望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、有機繊維を混入してなるフレッシュコンクリートに対し、有機繊維の混入率を正確に確認可能な有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験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】
【０００６】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００７】
本発明の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法は、有機繊維を混入してなるフレッシュコンクリートの前記有機繊維の混入率を確認する方法であって、採取した所定量の前記フレッシュコンクリートを粗骨材除去用ふるいに移し入れるとともに水を流し入れ、前記粗骨材除去用ふるいで粗骨材を篩い分けるとともに、前記粗骨材除去用ふるいを前記水とともに通過した前記有機繊維、細骨材及びセメント分を洗い用容器に収容し、前記洗い用容器内の細骨材及びセメント分が沈降して前記有機繊維が浮遊する上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れて、該繊維捕集用ふるいで前記有機繊維を分離収集することを特徴とする。
【０００８】
この発明においては、粗骨材除去用ふるいでフレッシュコンクリートから粗骨材を除去した残りの細骨材、セメント分及び有機繊維を水（洗い水）とともに洗い用容器に収容した際に、比重の大きい細骨材やセメント分が沈降するのに対し、比重の小さな有機繊維は水中に浮遊することになる。このため、上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れることによって有機繊維のみを分離収集し抽出することができる。これにより、分離収集した有機繊維の質量を計測することで所定量のフレッシュコンクリートに対する有機繊維の混入率を求めることができる。
【０００９】
また、洗い用容器に水とともに細骨材、セメント分及び有機繊維を収容した段階で、これらを十分に撹拌し細骨材及びセメント分と有機繊維とを分離させることで、沈降する細骨材及びセメント分に対し確実に上澄み水に有機繊維を浮遊状態で残すことができるが、このとき、粗骨材を事前に除去しておくことによって、撹拌時に有機繊維が切れて細分化し分離収集が困難になることを防止できる。すなわち、粗骨材除去用ふるいで粗骨材を除去することなく、所定量のフレッシュコンクリートを洗い用容器内に溜めた水に直接溶かし込むようにした場合においても、細骨材及びセメント分とともに粗骨材が沈降し、上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れることによって有機繊維のみを分離収集し抽出することができる。しかしながら、このように粗骨材が混在した場合には、洗い用容器内で有機繊維を分離させるように撹拌した際に、粗骨材同士に挟まれるなどして有機繊維が細かく切れてしまい、繊維捕集用ふるいで分離収集することができなくなるおそれがある。
【００１０】
また、本発明の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法においては、前記細骨材及びセメント分が残留した前記洗い用容器内に水を流し入れるとともに撹拌し、前記細骨材及びセメント分が沈降した後の上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れる操作を行なうことが望ましい。
【００１１】
この発明においては、細骨材及びセメント分の沈降とともにこれらに付着して有機繊維の一部が沈降し洗い用容器内に残留してしまうおそれがあるが、再度洗い容器に水を流し入れて撹拌し新たな上澄み水を繊維捕集用ふるいに流し入れる操作を行なうことによって、確実に全量の有機繊維を分離収集することができ、これにより、フレッシュコンクリートに対する有機繊維の混入率をより正確に求めることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法によれば、比重が小さく有機繊維が水に浮遊することを利用した簡便な操作で、フレッシュコンクリートから有機繊維を分離収集することができ、正確に有機繊維の混入率を求めることができる。これにより、有機繊維混入コンクリートひいてはこの有機繊維混入コンクリートを用いて形成されるコンクリート部材の品質を、例えば所定の耐火性を備えるように適正に管理することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法について説明する。本実施形態は、例えば、耐火性を向上させるために、有機繊維を混入したフレッシュコンクリートを用いてコンクリート壁やトンネルのコンクリートセグメントなどのコンクリート部材を形成（施工、製造）する際に、フレッシュコンクリートに対する有機繊維の混入率を確認するための有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法に関するものである。
【００１４】
本実施形態の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法では、図１（ａ）に示す試料採取用容器１と、図２（ａ）に示す粗骨材除去用ふるい２と、図２（ｂ）に示す洗い用容器３と、図４に示す繊維捕集用ふるい４とを使用する。試料採取用容器１は、有底筒状に形成されるとともに、例えば２リットル程度の所定容量Ｖを備えて形成されている。また、粗骨材除去用ふるい２は、フレッシュコンクリート中の粗骨材を篩い分けて留めることができる寸法の網目２ａを備えて形成されており、本実施形態では、例えば１０ｍｍ程度の網目２ａを備えて形成されている。繊維捕集用ふるい４は、フレッシュコンクリート中の有機繊維を篩い分けて留めることができる寸法の網目４ａを備えて形成されており、本実施形態では、例えば１５０μｍ程度の網目４ａを備えて形成されている。また、洗い用容器３は、矩形箱状に形成されている。なお、試料採取用容器１や洗い用容器３の形状や容量、粗骨材除去用ふるい２や繊維捕集用ふるい４の網目２ａ、４ａの寸法は、特に限定を必要とするものではなく、試験対象のフレッシュコンクリートに応じて適宜決められるものである。
【００１５】
ついで、本実施形態の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法で有機繊維の混入率を求める方法について説明する。
【００１６】
はじめに、有機繊維を所定の配合量で添加して練り混ぜたフレッシュコンクリートＣをコンクリートミキサーなどから採取し、図１（ｂ）に示すように、試料採取用容器１内に充填する。ついで、図１（ｃ）に示すように、試料採取用容器１の上端１ａに例えばヘラ５を摺接させて余分なフレッシュコンクリートＣを擦り切り除去する。これにより、図１（ｄ）に示すように、試料採取用容器１の容量Ｖと等しい所定量のフレッシュコンクリート（試料）Ｃが採取される。
【００１７】
ついで、図２（ｂ）に示すように、試料採取用容器１からフレッシュコンクリートＣの一部を粗骨材除去用ふるい２に移し入れ、水道水（水、洗い水）Ｗを流し入れながらフレッシュコンクリートＣを洗い流してゆく。このとき、粗骨材除去用ふるい２の下方に洗い用容器３を配置して、水道水Ｗとともに網目２ａを通過した細骨材、セメント分、有機繊維を洗い用容器３に収容する。そして、図２（ｃ）に示すように、粗骨材除去用ふるい２に分離して残留した粗骨材Ｓ１に有機繊維の付着がないことを確認した段階で、この粗骨材Ｓ１を廃棄する。このような操作を試料採取用容器１に採取したフレッシュコンクリートＣがなくなるまで繰り返し行ない、最後に、試料採取用容器１の内部に付着したフレッシュコンクリートＣの残分を水道水で洗い流しながら洗い用容器３に収容する。これにより、所定量のフレッシュコンクリートＣに含まれていた有機繊維、セメント分、細骨材の全てが洗い水Ｗとともに洗い用容器３に収容される。
【００１８】
ついで、洗い容器３に収容した有機繊維を繊維捕集用ふるい４を用いて分離収集する操作を行なう。この操作では、はじめに、洗い用容器３内の有機繊維、細骨材、セメント分が混入した水を撹拌して、有機繊維を細骨材及びセメント分から確実に分離させる。そして、撹拌を止めて静置し、図３に示すように、比重の大きな細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３を沈降させる。このとき、有機繊維Ｓ４は、その比重が例えば０．９〜１．５程度で軽量であるため、上澄み水Ｗ１中に浮遊することになる。このため、有機繊維Ｓ４が浮遊した上澄み水Ｗ１を、図４に示すように、繊維捕集用ふるい４に流し入れることによって、繊維捕集用ふるい４に有機繊維Ｓ４のみが分離収集される。なお、このような上澄み水Ｗ１は、特にセメント分の微細分が有機繊維Ｓ４とともに浮遊しているが、このような微細分は、上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４に流し入れた際に網目４ａを通過し、ほぼ有機繊維Ｓ４のみが繊維捕集用ふるい４に留まる。また、このとき、微細分が有機繊維Ｓ４や繊維捕集用ふるい４に付着するため、繊維捕集用ふるい４に上澄み水Ｗ１を流し入れ終えた後に、水道水を流し入れて付着した微細分を洗い流すことが好ましい。
【００１９】
一方、図３に示すように、洗い用容器３内に収容した水を撹拌した後に静置して、比重の大きな細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３を沈降させる際に、セメント分や細骨材に付着して有機繊維Ｓ４が沈降して残ってしまうおそれがある。このため、１回目の上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４に流し入れた段階で、沈降した細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３が残留した洗い用容器３内に水道水（水）を流し入れ、残留した有機繊維Ｓ４が分離するように撹拌する。そして、撹拌を止めて静置し、細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３を沈降させるとともに、残留した有機繊維Ｓ４を上澄み水Ｗ１中に浮遊させ、この２回目の上澄み水Ｗ１を再度繊維捕集用ふるい４に流し入れて残留した有機繊維Ｓ４を分離収集する。作業者は、このような操作を上澄み水Ｗ１中に有機繊維Ｓ４が確認できなくなるまで繰り返し行ない、全ての有機繊維Ｓ４を分離収集する。
【００２０】
上記のように所定量のフレッシュコンクリートＣに含まれる全ての有機繊維Ｓ４を抽出した段階で、有機繊維Ｓ４を絶乾状態（絶対乾燥状態）まで乾燥させる。本実施形態においては、有機繊維Ｓ４を分離収集した状態の繊維捕集用ふるい４を、例えば設定温度を６０℃〜１００℃とした乾燥炉に入れて乾燥させる。このとき、電熱線式の乾燥炉を使用すると有機繊維Ｓ４が溶けてしまうおそれがあるため、熱風対流式の乾燥炉を用いることが好ましい。また、この熱風対流式の乾燥炉を用いた場合においても、乾燥した有機繊維Ｓ４が熱風の対流によって飛散してしまうおそれがあるため、繊維捕集用ふるい４に予めアルミホイルなどを用いて蓋を取り付けたり、繊維捕集用ふるい４から有機繊維Ｓ４を金属性バットなどに移し入れてアルミホイルなどの蓋をして、乾燥させることが好ましい。
【００２１】
そして、乾燥した有機繊維Ｓ４の質量を測定し、有機繊維Ｓ４の密度と、試料採取用容器１の容量Ｖ、すなわち試験に用いたフレッシュコンクリートＣの量とから、次式により有機繊維Ｓ４の混入率を算出する。
繊維混入率（ｖｏｌ％）＝（Ｗｆ／（ρ×１０００））／Ｖ×１００
繊維混入率（ｋｇ／ｍ３）＝（Ｗｆ／１０００）／（Ｖ／１０００）
ここで、Ｗｆは、洗い出した有機繊維Ｓ４の絶乾質量（ｇ）、ρは、有機繊維Ｓ４の密度（ｇ／ｃｍ３）、Ｖは、試料採取用容器１の容量（＝フレッシュコンクリートＣの体積）（Ｌ）である。
【００２２】
したがって、本実施形態の有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法においては、有機繊維Ｓ４と細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３の比重差を利用して、上澄み水Ｗ１に有機繊維Ｓ４を浮遊させて分離することができ、この上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４に流し入れるという簡便な操作で、有機繊維Ｓ４を抽出することができる。これにより、繊維混入率を確認するための試験方法が確立されていなかった有機繊維Ｓ４を混入してなるフレッシュコンクリートＣに対して、有機繊維Ｓ４を分離収集することができ、正確に有機繊維Ｓ４の混入率を求めることが可能になる。よって、有機繊維混入コンクリートひいてはこの有機繊維混入コンクリートを用いて形成されるコンクリート部材の品質を、例えば所定の耐火性を備えるように適正に管理することが可能になる。
【００２３】
一方、本実施形態に対し、粗骨材除去用ふるい２で粗骨材Ｓ１を除去することなく、所定量のフレッシュコンクリートＣを洗い用容器３内に溜めた水に直接溶かし込むようにした場合においても、細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３とともに粗骨材Ｓ１が沈降し、この上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４に流し入れることで有機繊維Ｓ４のみを分離収集することができうる。しかしながら、このように粗骨材Ｓ１を混在させた場合には、洗い用容器３内で有機繊維Ｓ４を分離させるように撹拌した際に、粗骨材Ｓ１同士に挟まれるなどして有機繊維Ｓ４が切れて細分化されてしまうおそれがある。そして、このように有機繊維Ｓ４が細分化した場合には、繊維捕集用ふるい４の網目４ａを通過してしまったり、乾燥時に、有機繊維Ｓ４が熱風の対流によって飛散するなどして、精度良く繊維混入率を求めることができなくなってしまう。これに対し、本実施形態のように事前に粗骨材Ｓ１を除去することで上記の不都合を解消することができ、正確に繊維混入率を求めることが可能になる。
【００２４】
また、洗い用容器３内に残留する細骨材Ｓ２及びセメント分Ｓ３に対し、水道水を流し入れ、複数回上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４で篩い分ける操作を行なうことによって、確実に全量の有機繊維Ｓ４を分離収集することができ、より確実にフレッシュコンクリートＣに対する有機繊維Ｓ４の混入率を高精度で求めることが可能になる。
【００２５】
以上、本発明に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、試験に用いる所定量のフレッシュコンクリートＣを、試料採取用容器１を用いて定量採取するものとしたが、他の方法で所定量のフレッシュコンクリートＣを採取するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４で篩い分ける操作を複数回行なうものとして説明を行なったが、１回の操作で全ての有機繊維Ｓ４を上澄み水Ｗ１に浮遊させることが可能であれば、また、１回の操作で所望の精度の繊維混入率が得られる場合には、特に上澄み水Ｗ１を繊維捕集用ふるい４で篩い分ける操作を複数回行なう必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法において、試料採取用容器を用いて所定量のフレッシュコンクリートを採取する方法を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法において、粗骨材を除去する方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法において、洗い用容器内の有機繊維を上澄み水に浮遊させて細骨材及びセメント分と分離した状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る有機繊維混入コンクリートの繊維混入率試験方法において、繊維捕集用ふるいを用いて有機繊維を分離収集する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      試料採取用容器
２      粗骨材除去用ふるい
３      洗い用容器
４      繊維捕集用ふるい
Ｃ      フレッシュコンクリート（試料）
Ｓ１    粗骨材
Ｓ２    細骨材
Ｓ３    セメント分
Ｓ４    有機繊維
Ｗ      水道水
Ｗ１    上澄み水
【図１】
2008170384.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008170384.tif 000005
【図４】
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