(57)【要約】【課題】ケース体の剛性を極力小さくし、特にコンクリート打設直後において、その剛性が検出結果に影響を及ぼさぬようにする。【解決手段】筒状のケース体１は、低剛性の芯材６と、その表裏面、或いはいずれか一面に貼付させた低剛性・低摩擦係数の低摩擦性シート７・７から成る。芯材６としては、ポリエチレンフォーム、低摩擦性シート７としては、テフロン（登録商標）などの樹脂製シートが採用できる。低剛性の芯材６であるため、検出値に影響を与えず、低摩擦性シート７によって、被測定コンクリート１０から、ケース体１に充填したコンクリート９との摩擦力が低減される。ケース体１には、多数の小孔８を形成し、水分の流動を確保できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定コンクリートと同質・同材齢のコンクリートを充填する筒状のケース体と、
被測定コンクリートとの付着手段を具備するとともに、該ケース体内に装着された応力検出用ロードセルとから成る有効応力検出装置において、
ケース体を、低剛性の芯ケースと、
前記芯ケースの表裏面のいずれか、或いは表裏両面に貼付して、ケース内外のコンクリートとの摩擦力を極力低減する低摩擦性シートと、
によって構成したことを特徴とするコンクリートの有効応力検出装置。
【請求項２】
芯ケースの材質として、ポリエチレンフオームを採用したことを特徴とする請求項１記載のコンクリートの有効応力検出装置。
【請求項３】
低摩擦性シートの材質として、テフロン（登録商標）などの合成樹脂シートを採用したことを特徴とする請求項１記載のコンクリートの有効応力検出装置。
【請求項４】
ケース体と、低摩擦性シートに複数の孔を形成し、ケース体内外を水分が通過可能にしたことを特徴する請求項１、２又は３記載のコンクリートの有効応力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打設したコンクリートの硬化・収縮に伴う応力の経時的変化を検出するための有効応力検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物、橋梁等のコンクリート構造物において、その構造物に発生する応力を計測する装置として、有効応力検出装置が存在する。この有効応力検出装置は、コンクリート内に埋設して、コンクリートの打設時から生じる硬化・収縮に伴う応力の経時的変化を検出し、構造物に発生するひび割れ等の予測を可能にするものである。
【０００３】
本件出願人は、この種の有効応力検出装置として、特開平７−１２８１５９号公報に記載されたような発明を開示している。同公報に記載された有効応力検出装置は、被測定コンクリートと同質・同材齢のコンクリートを充填するための筒状の芯ケースと、同じくこのケース内に収納するセンサであるロードセルと、ロードセルとケース内に充填したコンクリートを付着させるアンカーなどを備えている。
【０００４】
応力検知装置は、コンクリートの出来る限り応力変化のみを検知することがその検出結果の精度を高めるための重要である。つまりは、ケース体の剛性が応力値に加わることで、正確な応力値が測定できなくなるためである。そのため、ケース自体の伸縮抵抗を出来る限り低めて、その剛性がケース内外の応力分布に影響を及ぼさないよう同発明ではケースの芯材として金網材を採用している。そうして、ケースの内外を絶縁するために、絶縁材料としてフェルトやろ紙を採用し、この絶縁材料によってケース芯材の表裏面を覆っている。
【０００５】
しかしながら、 ケース体を構成するケースの芯となる材料が金網材であるため、ケースの剛性は依然大きく、そのため、コンクリートが変形する際にケース体の剛性が抵抗してロードセルに正しく応力が伝達されない。特に、コンクリート打設直後の１週間から１０日程度の間は、コンクリートの硬化が不十分で、流動性を依然持つコンクリートの応力検出値をケースの芯材である金網の剛性が影響して、測定結果は決して信頼性が高いものではなかった。
【０００６】
このようなコンクリート打設直後の応力を検出するには、これまでの検出装置では不向きであって、実際は計算によって応力を割り出していた。しかしながら、計算上の応力値はあくまで推定の値であって、これをもって実際の応力とみなしても、必ずしもひび割れなどの予測を正確に行うことは出来なかった。
【０００７】
ケースの内側コンクリートの摩擦力を低減するためのろ紙などは、透水性の点で優れているが吸水やコンクリートの充填時等において破れ易く、また、摩擦低減効果の点で問題があった。
【特許文献１】特公昭５８−１７３６号公報
【特許文献２】特開平７−１２８１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、検出装置のケースの剛性や摩擦抵抗が影響を及ぼして、正確な応力の変化を把握できないことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるコンクリートの有効応力検出装置は、被測定コンクリートと同質・同材齢のコンクリートを充填する筒状のケース体と、被測定コンクリートとの付着手段を具備するとともに、該ケース体内に装着された応力検出用ロードセルとから成る有効応力検出装置において、ケース体を、低剛性の芯ケースと、前記芯ケースの表裏面のいずれか、或いは表裏両面に貼付して、ケース内外のコンクリートとの摩擦力を極力低減する低摩擦性シートと、によって構成することを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る有効応力検出装置は、ケース体の芯材として、ポリエチレンフォームなどの剛性の極めて低い材質のものを採用するため、ケースの剛性が応力検知値に影響を及ぼさず、コンクリート打設直後の段階から応力度を正確に測定できる。したがって、早期にコンクリートのひび割れ等の予測がより正確に可能となる。
【００１１】
ケース体内外のコンクリートとの摩擦を低減する材料として、テフロン（登録商標）などの低剛性・低摩擦係数の材料からなるシートを採用したため、ケース体内外のコンクリートとの摩擦の発生を抑え、測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本件発明を図面に示す各実施例に基づき、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
＜イ＞  有効応力検出装置の構成
図1及び図２、に応力を荷重に変換する有効応力検出装置の斜視図と縦断面図を示す。有効応力検出装置は両端開放型の筒状ケース体１の一方の開放端に、ケース内外のコンクリートと固着する連結体２が取り付けられ、ケース体１の他方の開放端にロードセル３が取り付けられている。連結体２とロードセル３には、ケース体１内に充填するコンクリートと固着するためのアンカー状の付着体４，４が固定されている。
【００１４】
＜ロ＞  ケース体
ケース体１は、筒状の芯材６と、その芯材６の表裏面に貼付された低摩擦性シート７，７とにより構成される。筒の形状としては円筒、角筒、任意の形状が採用できる。芯材６としては、伸縮抵抗（弾性係数）の小さい材質が採用されており、実施例ではポリウレタンフォームが使用されている。その弾性係数としては、好ましくは１N/mm2以下であることが望ましい。その理由として、１N/mm2以下になると、ケースの剛性が精度に与える影響が少ないからである。この筒状の芯材６を伸縮抵抗の小さい材質の材料で構成するのは、コンクリートの変形時にケース体１を積極的に追随させるためであるから、図４に示すように、多数の小孔８を開設したものを採用してもよいし、蛇腹状に加工した伸縮抵抗（弾性係数）の小さな筒体を使用することも考えられる。
【００１５】
＜ハ＞  低摩擦性シート
図３に示すように、前記したケース体１の芯材６の表裏面には、低摩擦性シート７，７を貼付してある。低摩擦シート７，７は、被測定コンクリートとケース体１内に充填するコンクリート間の摩擦力を極力低減するもので、低剛性、低摩擦係数の素材であることが必要である。そのような材質としてテフロン（登録商標）などの合成樹脂シートが採用できる。テフロン（登録商標）シートの摩擦係数は、一般的に、0.015〜0.020程度であり、低摩擦材として高い効果が得られる。芯材６に多数の小孔８を形成した場合は、この低摩擦性シート７にも孔８を形成する。
【００１６】
＜ニ＞検出装置の使用方法
有効応力検出装置を構成するケース体１内に被測定コンクリートと同質・同材齢のコンクリートを充填した後、被測定箇所のコンクリート中に埋設する。ケース体１内に充填したコンクリート９は、低摩擦性シート７，７により有効応力検出装置周囲の被測定コンクリート１０から応力的に確実に絶縁される。またケース体１内に充填されたコンクリートは低摩擦性シート７，７及び芯材６に形成した小孔８の透水性により、有効応力検出装置周囲の被測定コンクリートの材齢、含水状態、温度、応力状態の各点で同一状態を維持できる。
【００１７】
＜ホ＞検出結果
またコンクリート変形時において変形力がケース体１に作用するが、ケース体１の弾性係数が極めて小さい事から、ケース体１の存在がコンクリート９・１０の変形力に対して悪影響を及ぼさず、コンクリート９・１０のみの応力度を検出することができる。特に、コンクリート１０の打設直後の流動性が高い時点であっても、ケース体１の剛性や摩擦が検出値に影響を及ぼさず、従来の計算で求めていた推定値よりも信頼性の高いひび割れなどの予測が可能となる。
【実施例２】
【００１８】
＜ヘ＞リング形状の付着体
図５に示すのは、ケース体１内に充填したコンクリート９と付着させる付着体４として、リング形状のものを使用した場合である。このリング状付着体４ａは、ケース体１内に充填したコンクリート９との付着面積の確保と、ロードセル３の長さを小さくしてコンクリート９・１０変形時における応力集中の回避を目的としている。リング状付着体４ａは、例えばバネ鋼をリング状に形成して構成し、ロードセル３や連結体２に溶接或いはボルト止めされる。
【実施例３】
【００１９】
＜ト＞連鎖体の付着体
図６に示すのは、環状体又は球状体を複数繋げた連鎖状の付着体４ｂを使用した実施例である。付着体４は引張り力に抵抗するが、圧縮に対しては抵抗しない例えば複数のビーズの連結構造体や鎖状の連結構造とすることが考えられる。左右の付着体４ｂ・４ｂとの間に介在させたのは、コンクリート９充填時に付着体４ｂを伸長させるためのバネ部材１１である。
【実施例４】
【００２０】
＜チ＞開放型のケース体
図７に示す実施例は、ケース体１の両端を開放としたものであり、ケース体１の中央にロードセル３を配置し、その両端に付着体４ｃ・４ｃを取り付けたものである。このような形態であると、コンクリート９の応力の乱れも小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】応力検出装置の斜視図である。
【図２】図１に示す応力検出装置の断面図である。
【図３】ケース体の一部切欠き斜視図である。
【図４】ケース体に小孔を形成した斜視図である。
【図５】他の形状の付着体を使用した検出装置の断面図である。
【図６】検出装置の他の実施例の断面図である。
【図７】検出装置の他の実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：ケース体
２：連結体
３：ロードセル
４：付着体
６：芯材
７：低摩擦性シート
８：小孔
９：コンクリート
１０：コンクリート
１１：バネ部材
【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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