(57)【要約】【課題】コンクリート用テストハンマーの反発度の範囲を広げて、コンクリート用テストハンマーを高強度コンクリートの圧縮強度試験に対応可能とする。【解決手段】試験コンクリート１の圧縮強度を推定するコンクリート用テストハンマー１０において、試験コンクリート１に接触する球形の先端部１１ａを有する先端金物１１の上記先端部１１ａの曲率半径を２７．５ｍｍ以上とし、コンクリート用テストハンマー１０の反発度の範囲を広げるようにした。【選択図】　　　　図１
2004028624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験コンクリートに接触する先端部が球形の先端金物と、バネ部材に固定されたハンマー部材とを備え、試験時には、上記ハンマー部材を上記先端金物の後端部に衝突させ、この衝突により反発された上記ハンマー部材の戻り長さである反発度を測定して試験コンクリートの圧縮強度を推定するテストハンマーにおいて、上記先端金物の先端部の曲率半径を２７．５ｍｍ以上としたことを特徴とするコンクリート用テストハンマー。
【請求項２】
先端金物の先端部の断面径を先端金物本体部の断面径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート用テストハンマー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの非破壊圧縮強度試験に用いられるコンクリート用テストハンマーに関するもので、特に、高強度コンクリートに対しても対応可能なテストハンマーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、構造体コンクリートのコンクリート圧縮強度を調査する方法として、上記構造体から直接コアボーリングにより試験コアを採取し、この採取された試験コアに対して圧縮強度試験を行って上記構造体コンクリートの圧縮強度を推定する方法と、後述するコンクリート用テストハンマーを用い、構造体を破壊することなく上記構造体コンクリートの圧縮強度を推定する非破壊試験方法とがある。
図７は従来のコンクリート用テストハンマー５０の構成を示す模式図で、このテストハンマー５０は、試験コンクリート１に接触する先端部５１ａが球形の先端金物５１と、上記先端金物５１の後端部５１ｂ側に取付けられたレール部材５２と、一方の端部５３ａがケース５４に固定されたバネ部材５３と、このバネ部材５３の他方の端部５３ｂに連結され、上記レール部材５２に沿って移動可能に取付けられたハンマー部材５５と、上記レール部材５２の他端側に設けられた支持部材５６と、この支持部材５６に回転可能に取付けられた、上記ハンマー部材５５の係止ピン５５ｐに係止される爪部５７ａを有する係止具５７と、上記ケース５４の後端部内側に設けられ、上記係止具５７の爪部５７ａとは反対側の端部である当て部５７ｂを押圧するための棒状の押し部材５８とを備えている。なお、上記ケース５４にはバネ部材５３の端部５３ａと押し部材５８のみが固定されており、上記ケース５４内に収納される先端金物５１の後部側、レール部材５２、バネ部材５３、ハンマー部材５５及び支持部材５６は、バネ部材５３を介して、上記ケース５４と連結されているので、ケース５４は上記支持部材５６に沿って上記先端金物５１の延長方向移動可能であり、これに伴って、上記バネ部材５３が伸縮する。
【０００３】
次に、上記コンクリート用テストハンマー５０の動作について説明する。
圧縮強度試験時には、図８（ａ）に示すように、まず、上記先端金物の先端部５１ａを試験コンクリート１の表面に接触させた後、ケース５４を上記先端金物５１に沿って試験コンクリート１側に移動させる。これによりバネ部材５３は伸長されるので、係止具５７により初期位置（固定位置）に拘束されているハンマー部材５５には試験コンクリート１方向への付勢力が加わる。ケース５４を更に試験コンクリート１側に移動させると、図８（ｂ）に示すように、上記ケース５４に一体化された押し部材５８の先端側が係止具５７の当て部５７ｂに当たり、係止具５７が上記当て部５７ｂを支点にして回転する。このため、係止具５７の爪部５７ａがハンマー部材５５の係止ピン５５ｐから外れ、ハンマー部材５５が支持部材５６から開放される。
上記ハンマー部材５５は、上記のようにバネ部材５３により試験コンクリート１方向へ付勢されているので、上記係止具の爪部５７ａが係止ピン５５ｐから外れると、上記ハンマー部材５５は、図８（ｃ）に示すように、バネ部材５３の収縮により上記先端金物５１方向に引寄せられるので、レール部材５２に沿って加速されながら移動し、先端金物の後端面５１Ｓに衝突する。この衝突エネルギーは先端金物の先端部５１ａから試験コンクリート１の表面に伝達され、上記表面には、図８（ｄ）に示すように、先端金物の先端部５１ａに接触する凹み１Ｓが形成されるとともに、先端金物５１は上記試験コンクリート１から反発エネルギーを受ける。この反発エネルギーは上記ハンマー部材５５に伝達されるので、ハンマー部材５５は、上記伝達された反発エネルギーに相当する量だけ初期位置（固定位置）方向に戻る。したがって、この戻り量の大きさ（反発度Ｒ）を測定することにより、試験コンクリート１の圧縮強度を推定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高強度コンクリートを採用する構造物では内部鉄筋もピッチが細かく配筋されているため、これらの鉄筋を切断せずに試験コアを採取することは難しいのが現状である。
また、コンクリート圧縮強度が３６Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリートにおいては、上記従来のコンクリート用テストハンマー５０では、上記反発度Ｒが実際のコンクリート圧縮強度の大きさに対応しては伸びなくなるため、従来から使用されている反発度Ｒとコンクリート圧縮強度との関係式を用いて圧縮強度を求めた場合には、実際の構造体コンクリートのコア圧縮強度よりもかなり小さな値となってしまい、正確なコンクリート圧縮強度が得られないといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、コンクリート用テストハンマーの反発度の範囲を広げて、コンクリート用テストハンマーを高強度コンクリートの圧縮強度試験に対応可能とする方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、試験コンクリートに接触する先端部が球形の先端金物と、バネ部材に固定されたハンマー部材とを備え、試験時には、上記ハンマー部材を上記先端金物の後端部に衝突させ、この衝突により反発された上記ハンマー部材の戻り長さである反発度を測定して試験コンクリートの圧縮強度を推定するコンクリート用テストハンマーであって、上記先端金物の先端部の曲率半径を２７．５ｍｍ以上としたことを特徴とするものである。これにより、コンクリート用テストハンマーの反発度Ｒの範囲を広げることができるので、試験コンクリートが高強度コンクリートであっても、試験コアを採取することなく、構造体コンクリートのコンクリート圧縮強度を精度良く推定することが可能となる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート用テストハンマーにおいて、先端金物の先端部の断面径を先端金物本体部の断面径よりも大きくしたもので、これにより、先端金物の先端部を試験コンクリートの表面に正確に接触させることができるので、構造体コンクリートの圧縮強度を安定して測定することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。なお、各図において、従来と同様のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係るコンクリート用テストハンマー１０の構成を示す模式図で、同図において、１１は試験コンクリート１の表面に接触する先端金物であり、、５２はレール部材、５３はバネ部材、５４はケース、５５はハンマー部材、５６は支持部材、５７は係止具、５８は押し部材である。
本実施の形態では、図２（ａ）にも示すように、先端金物１１の構造を、試験コンクリート１の表面に接触する円柱の先端を球状に加工した、断面径がＤ１の先端部１１ａと、断面径Ｄ２が上記Ｄ１よりも小さな円柱状の先端金物本体部（以下、本体部という）１１ｂとから成る、いわゆる傘付き構造とするとともに、上記先端部１１ａの曲率半径を２７．５ｍｍ以上（例えば、３５ｍｍＲ、４５ｍｍＲなど）とした。従来の先端金物５１は、図２（ｂ）に示すように、ストレートタイプで、先端部５１ａの曲率半径は２５ｍｍＲである。なお、本例では、ハンマー部材５５との衝突部である後端面１１Ｓの大きさを従来と等しくするため、本体部１１ｂの径Ｄ２を上記従来の先端金物５１の径Ｄと同一とした。
ところで、先端金物の先端部１１ａの径を大きくすると、先端部１１ａのエッジが試験コンクリート１の表面に当たるなどして、先端部１１ａの中心を試験コンクリート１の表面へ正確に当てることが難しくなるので、本例では、上記のように、先端金物の先端部１１ａの断面径Ｄ１を本体部１１ｂの断面径Ｄ２よりも大きくして、先端金物の先端部１１ａを試験コンクリート１の表面に正確に接触させることができるようにしている。
【０００９】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明のコンクリート用テストハンマー１０を試験コンクリート１の表面に打ち込んだときの様子を模式的に示したもので、試験コンクリート１の圧縮強度が同一であれば、本発明のコンクリート用テストハンマー１０の接触面積（衝突時に試験コンクリート１の表面に形成された凹み１Ｓと先端金物の先端部１１ａとの接触面積）は、従来のコンクリート用テストハンマー５０の接触面積よりも大きい。
図４は、様々な圧縮強度を有する試験コンクリート１のコンクリート圧縮強度を、先端部の曲率半径２５ｍｍＲである従来のコンクリート用テストハンマー５０と、先端部の曲率半径がそれぞれ３５ｍｍＲ，４５ｍｍＲ，５５ｍｍＲ，６５ｍｍＲである本発明のコンクリート用テストハンマー１０を用いて測定した際の接触面積の大きさを測定した結果を示すグラフで、横軸は接触面積（ｍｍ２）、縦軸は試験コンクリート１のコア圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）である。グラフから明らかなように、先端部の曲率半径が大きいほど接触面積が大きくなっている。また、本発明のコンクリート用テストハンマー１０の方が、従来のコンクリート用テストハンマー５０よりも、コア圧縮強度が増加したときの接触面積の増加量が大きい。但し、先端部の曲率半径が４５ｍｍＲを超えると接触面積は増加しない傾向となり、このことが４５ｍｍＲを超えると反発度が変化しなくなることに起因しているものと考えられる。
【００１０】
図５は、様々な圧縮強度を有するコンクリート（材齢９１日）を試験コンクリート１としたときのコンクリート用テストハンマー１０の反発度Ｒとコア圧縮強度との関係を示すグラフで、横軸は反発度Ｒ、縦軸は試験コンクリート１のコア圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）、太い一点鎖線示した直線は反発度Ｒとコンクリート圧縮強度Ｆとの関係式（Ｆ＝０．７３Ｒ＋１０；日本建築学会式）である。
図５から明らかなように、従来に比べ曲率半径を大きくした場合は、同一のコア圧縮強度であっても、反発度Ｒに対するコア圧縮強度の傾きが小さくなっている。これは、先端部の曲率半径が大きくなるほどテストハンマーの反発度Ｒの範囲が広がっていることを示している。
従来のコンクリート用テストハンマー５０も本発明のコンクリート用テストハンマー１０も、その傾きは上記日本建築学会式の傾きよりは大きいが、従来の先端部の曲率半径が２５ｍｍＲであるコンクリート用テストハンマー５０を用いた場合には、コア圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ２〜８０Ｎ／ｍｍ２における反発度Ｒの範囲は３８〜５０（ΔＲ＝１２）であるのに対して、先端部１１ａの曲率半径が３５ｍｍＲである本発明のコンクリート用テストハンマー１０を用いた場合には、反発度Ｒの範囲は４０〜５７（ΔＲ＝１７）と４０％以上も広がっていることから、本発明のコンクリート用テストハンマー１０を用いれば、高強度コンクリートにおいても、試験コアを採取することなく、コンクリート圧縮強度を精度良く推定することができる。
【００１１】
なお、本発明のコンクリート用テストハンマー１０において、曲率半径を４５ｍｍＲ，５５ｍｍ，６５ｍｍＲと徐々に大きくしていった場合、先端部の曲率半径が４５ｍｍＲを超えると、反発度Ｒの大きさそのものは大きくなるが、反発度Ｒの範囲は若干広くなるだけでそれほど変化しないので、先端部１１ａの曲率半径は、加工の容易さや試験コンクリート１への当たりなど他の要因で決定することが好ましい。
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、材齢５６日、材齢２８日のコンクリートを試験コンクリート１とした場合でも、本発明のコンクリート用テストハンマー１０を用いた場合の方が、反発度Ｒの範囲が広いことがわかる。
なお、図６（ａ）に示すように、先端金物の先端部１１ａの曲率半径を従来よりも小さくした場合（２２．５ｍｍＲ；同図の細かい破線）には、傾きが若干大きくなり反発度Ｒの範囲は若干狭くなる。また、同図の細い一点鎖線で示した曲率半径２７．５ｍｍＲ品でも、反発度Ｒの範囲が従来品のよりも３０％以上広がっていることから、先端金物の先端部１１ａの曲率半径としては、従来よりも１０％程度大きくすれば十分であることがわかる。
【００１２】
このように、本実施の形態では、試験コンクリート１の圧縮強度を推定するコンクリート用テストハンマー１０において、試験コンクリート１に接触する球形の先端部１１ａを有する先端金物１１の上記先端部１１ａの曲率半径を２７．５ｍｍ以上とし、コンクリート用テストハンマー１０の反発度Ｒの範囲を広げるようにしたので、高強度コンクリートにおいても、試験コアを採取することなく、コンクリート圧縮強度を精度良く推定することができる。
また、先端金物の先端部１１ａの径Ｄ１を本体部１１ｂの径Ｄ２よりも大きく形成し、先端金物の先端部１１ａを試験コンクリート１の表面に正確に接触させることができるようにしたので、コンクリート圧縮強度を安定して測定することができる。
【００１３】
なお、上記実施の形態では、先端金物の先端部１１ａの径Ｄ１を本体部１１ｂの径Ｄ２よりも大きく形成したが、通常は、先端金物の先端部１１ａの球面加工された部分が全て試験コンクリート１の表面に接触することはないので、先端金物１１をストレートタイプとし、先端金物の先端部１１ａの曲率半径を２７．５ｍｍ以上にしただけでも、コンクリート圧縮強度を十分に精度良く推定することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、試験コンクリートに接触する先端部が球形の先端金物を備えたコンクリート用テストハンマーにおいて、上記先端金物の先端部の曲率半径を２７．５ｍｍ以上としたので、コンクリート用テストハンマーの反発度Ｒの範囲を広げることができる。したがって、高強度コンクリートにおいても、試験コアを採取することなく、コンクリート圧縮強度を精度良く推定することができる。また、上記先端部の径を本体部の径よりも大きくすることにより、先端金物の先端部を試験コンクリートの表面に正確に接触させることができるので、コンクリート圧縮強度の測定精度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るコンクリート用テストハンマーの構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る先端金物の先端部の形状を示す図である。
【図３】先端金物と試験コンクリートとの接触状態を示す図である。
【図４】接触面積とコア圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図５】反発度Ｒとコア圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図６】反発度Ｒとコア圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図７】従来のコンクリート用テストハンマーの構成を示す模式図である。
【図８】コンクリート用テストハンマーの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１　試験コンクリート、１０　コンクリート用テストハンマー、
１１　先端金物、１１ａ　先端金物の先端部、１１ｂ　先端金物本体部、
１１Ｓ　先端金物の後端面、５２　レール部材、５３　バネ部材、５４　ケース、５５　ハンマー部材、５５ｐ　係止ピン、５６　支持部材、５７　係止具、
５７ａ　爪部、５８　押し部材。
【図１】
2004028624.tif 000003
【図２】
2004028624.tif 000004
【図３】
2004028624.tif 000005
【図４】
2004028624.tif 000006
【図５】
2004028624.tif 000007
【図６】
2004028624.tif 000008
【図７】
2004028624.tif 000009
【図８】
2004028624.tif 000010