(57)【要約】【課題】本発明は、現場において、迅速に実施することができるロック材の比重及び吸水率の測定方法、この測定において用いられるロック材の吸水方法及びロック材の乾燥方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の吸水方法、密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の乾燥方法、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する吸水工程と、密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する乾燥工程と、を有することを特徴とするロック材の比重及び吸水率の測定方法を提供する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の吸水方法。
【請求項２】
密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の乾燥方法。
【請求項３】
脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する吸水工程と、
密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する乾燥工程と、
を有することを特徴とするロック材の比重及び吸水率の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロック材の比重及び吸水率の測定方法、ロック材の吸水方法及び乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロックフィルダムのロック材の材料強度を判定する指標の一つとして、ロック材の比重及び吸水率が採用されることが多い。比重及び吸水率の測定はＪＩＳＡ１１１０（以下、ＪＩＳ法と言う）に規定されている。
【０００３】
ＪＩＳ法は、図３に示したようなフローで行われる。まず、Ｓ１０１においてロック材を２０±５℃の水中に浸漬し、２４時間以上吸水させる（以下、この工程を「吸水工程」と称する）。そして、水中におけるロック材の見かけの質量ｍ２を測定する（Ｓ１０２）、続いて、ロック材を取り出し、吸水性のある布で表面に付着した水分を拭い、表面乾燥飽水状態のロック材の質量ｍ１を測定する（Ｓ１０３）。
【０００４】
続いて、Ｓ１０４において、表面乾燥飽水状態のロック材中に吸水された水分を蒸発させるために１０５±５℃の条件下でロック材が一定質量となるまで乾燥させる（以下、この工程を「乾燥工程」と称する）。通常、乾燥工程では２４時間以上の時間が必要となる。そして、ロック材を室温となるまで冷却し、絶対乾燥状態におけるロック材の質量ｍ４を測定する（Ｓ１０５）。
【０００５】
続いて、次に示す式に従い、表面乾燥飽水状態におけるロック材の比重Ｄｓ、絶対乾燥状態におけるロック材の比重Ｄｄ、吸水率Ｑを算出する（Ｓ１０６）。
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ここで、ρｗは水の密度である。
【０００６】
このようにして得られた表面乾燥飽水状態におけるロック材の比重Ｄｓ、絶対乾燥状態におけるロック材の比重Ｄｄ及び吸水率Ｑとから、そのロック材の材料強度を判定し、ロックフィルダムへの使用の適否を判断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＪＩＳ法では、ロック材を採取してから結果を得るまでに２〜３日程度の時間が必要となる。このため、現場において、ＪＩＳ法による材料判定と建設工事とを並行して行おうとすると、材料判定が律速となってしまい、建設工事が円滑に進まないという問題が発生する。
【０００８】
ＪＩＳ法による材料判定に長時間を要するのは、ロック材の吸水工程及び乾燥工程にそれぞれ２４時間以上の時間がかかるためであり、これらの２工程に要する時間を短縮することができれば、材料判定に要する時間を短縮することが可能となる。
【０００９】
この問題点を解決するために、本発明者らは、ロック材の吸水工程において、ロック材を煮沸した後に水中に浸漬する方法（以下、煮沸法と言う）を採用することで、吸水に要する時間をＪＩＳ法に比べて短縮できることを確認した。また、本発明者らは、ロック材の乾燥工程において、電子レンジを用いてロック材を乾燥させる方法（以下、電子レンジ法と言う）を採用することで、乾燥に要する時間をＪＩＳ法に比べて短縮できることを確認した。
以下、吸水工程において煮沸法を用い、乾燥工程において電子レンジ法を用いてロック材の比重及び吸水率を測定する方法を「従来の方法」と称することとする。
【００１０】
しかし、煮沸法では、（１）煮沸中にロック材が割れることがある、（２）煮沸直後のロック材が高温となっておりハンドリング性が悪い、等の新たな問題が発生した。
また、電子レンジ法では、（１）ロック材が局所的に過熱されてしまい、ロック材が変質してしまう、（２）ロック材自体が燃えてしまい、ロック材の質量が軽くなるため、試験誤差が大きくなる、（３）ロック材が高温になりハンドリング性が悪い、等の新たな問題が発生した。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、現場において、迅速に実施でき且つ信頼性の高い測定結果を得ることができるロック材の比重及び吸水率の測定方法、この測定において用いられるロック材の吸水方法及びロック材の乾燥方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した課題を解決するために次のように構成した。
請求項１に記載の発明は、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の吸水方法である。
請求項１に記載の発明によれば、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納した上で、この密閉容器を減圧することにより、ロック材中に存在する微細な割れ目や間隙から大気が放出され脱気水と置換される。つまり、ロック材が吸水する。これにより、ＪＩＳ法の吸水工程や煮沸法に比べて迅速に、ロック材の吸水を完了することができる。
また、ロック材を煮沸しないので、ロック材が割れてしまうといった不具合が発生しない。
尚、ここで、脱気水とは、煮沸や減圧等により予め水中に存在する気体成分を取り除いた水のことを言う。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することを特徴とするロック材の乾燥方法である。
請求項２に記載の発明によれば、ロック材を密閉容器に収納し、この密閉容器を減圧することで、ロック材中に存在する水分を蒸発させ、ロック材を乾燥することができる。これにより、ＪＩＳ法の乾燥工程や電子レンジ法に比べて迅速に、ロック材の乾燥を完了することができる。
また、ロック材を加熱しないので、ロック材が変質したり燃えてしまったりすることを防ぐことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する吸水工程と、密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧する乾燥工程と、を有することを特徴とするロック材の比重及び吸水率の測定方法である。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ロック材の比重及び吸水率の測定で、吸水工程においてロック材が脱気水とともに収納された密閉容器を減圧することで、ロック材に吸水を行わせる。さらに、乾燥工程において、ロック材が収納された密閉容器を減圧することで、ロック材に含浸した水分を蒸発させる。
これにより、ロック材の比重及び吸水率をＪＩＳ法や従来の方法よりも迅速に求めることができる。また、本発明の方法では、ロック材を室温環境で処理できるので、ロック材が割れたり、燃えたり、変質したりすることがないので、従来の方法に比較して正確な比重及び吸水率を算出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を適宜図面を参照して説明する。
【００１７】
（Ａ）吸水方法
本発明のロック材の吸水方法は、図１に示したような容器を用いて行われる。
この容器は、ガラスやアクリル樹脂等の透明な材料からなる円筒状である筒部１と、この筒部１の上端開口を塞ぐように設置された蓋２と、この筒部１の下端開口を塞ぐように設置された底３とを含んで構成されている。
【００１８】
筒部１と蓋２及び筒部１と底３との接触部には、パッキン等（不図示）が介挿されており、容器内部が減圧されたときに、外部から大気がリークしないように構成されている。また、蓋２と底３とは筒部１を挟んで固定できるようにボルト４，４等により接続されている。
【００１９】
また、底３には、容器内部に脱気水を導入するための導入管５が設けられており、容器内部にロック材が収納された後に、この導入管５から容器内部に脱気水が満たされる。尚、この導入管には、バルブ５ａが設けられており、容器を減圧する際には、このバルブ５ａは閉じられる。
【００２０】
また、蓋２には、容器内部に脱気水を充填する際のエアー抜き管６及び減圧管７が設けられている。エアー抜き管６は容器内部に脱気水を充填する際に開放され、容器内部の大気を排出する。脱気水が容器内部に充填された後はバルブ６ａが閉じられる。
減圧管７は、図示しない真空ポンプやアスピレータ等に接続され、脱気水が満たされた容器内部を減圧する作用を有する。
【００２１】
続いて、ロック材の吸水方法のフローについて説明する。
（１）容器中にロック材を入れ、導入管５より脱気水を容器中に満たす。
（２）各バルブ５ａ，６ａを閉じ、減圧管７に接続した真空ポンプ等を稼動して容器内部の減圧を行う。
（３）ロック材表面からの気泡の発生状況を確認しながら、減圧を続行し、気泡発生が停止したところで、ロック材が飽水状態になったと判断し、減圧を停止し、容器内部よりロック材を取出す。
【００２２】
本発明の吸水方法によれば、１００ｍｍφ程度の輝緑凝灰岩、粘板岩等を主成分とするロック材を飽水状態とするのに要した時間は僅か数分程度であり、ＪＩＳ法、煮沸法に比較して非常に迅速にロック材の吸水を行うことができた。
【００２３】
また、ＪＩＳ法で採用されている吸水方法（２４時間水中浸漬）と本発明の吸水方法とで同一のロック材について、吸水終了後のロック材の表面乾燥飽水状態における質量の比較を行ったが、両者は誤差の範囲で一致した。
【００２４】
本発明の吸水方法を実施する際の減圧度は、ロック材内部の気泡を素早く放出させ、水に置換できるような減圧度であれば特に制限はない。
【００２５】
また、減圧により吸水を行う時間は、ロック材の大きさや材質により異なり、一概に好適な範囲を限定することは難しいが、１００ｍｍφ程度のロック材であれば、長くとも１０〜２０分程度の吸水を行うことで、ロック材から気泡の発生が止まり、ロック材は飽水状態となる。
【００２６】
（Ｂ）乾燥方法
本発明のロック材の乾燥方法は、前記した図１の容器を用いて行われる。この容器については説明を省略する。
【００２７】
ロック材の乾燥方法のフローについて説明する。
（１）拭き取り等を行い、水分を除去した容器内にロック材を収納する。
（２）各バルブ５ａ，６ａを閉じ、減圧管７に接続した真空ポンプ等を稼動して容器内の減圧を行う。
（３）ロック材の表面状態（濡れ具合）を確認しながら、減圧を続行し、ロック材の表面が乾燥したところで、減圧を停止し、容器内部よりロック材を取出す。
【００２８】
本発明の乾燥方法によれば、表面乾燥飽水状態にある１００ｍｍφ程度の
輝緑凝灰岩、粘板岩等を主成分とするロック材を絶対乾燥状態とするのに要した時間は、僅か数分程度であり、ＪＩＳ法、電子レンジ法に比較して非常に迅速にロック材の乾燥を行うことができた。
また、ロック材を加熱するＪＩＳ法と異なり、室温付近で乾燥を行うので、ロック材のハンドリング性が向上した。また、ロック材が燃えたり局所的に過熱されたりすることがないので、電子レンジ法に比較して正確な絶対乾燥状態におけるロック材の質量を得ることができる。
【００２９】
また、ＪＩＳ法で採用されている乾燥方法（１０５±５℃で２４時間以上）と本発明の乾燥方法とで、同一のロック材について、乾燥を行い、絶対乾燥状態におけるロック材の質量の比較を行ったが、両者は誤差の範囲で一致した。
【００３０】
本発明の乾燥方法を実施する際の減圧度は、ロック材内部の水分を素早く蒸発できるような減圧度であれば特に制限はない。
【００３１】
また、減圧により乾燥を行う時間は、ロック材の大きさや材質により異なり、一概に好適な範囲を限定することは難しいが、ロック材の表面が目視により完全に乾燥した状態となるまで乾燥を行うことが望ましい。
【００３２】
（Ｃ）比重及び吸水率の測定方法
本発明の比重及び吸水率の測定方法は、前記した吸水方法（（Ａ）欄）及び乾燥方法（（Ｂ）欄）を応用して行われるものである。
本発明の比重及び吸水率の測定方法のフローについて図２を参照して説明する。
【００３３】
まず、前記（Ａ）欄に記載したようにして吸水工程を行う。すなわち、ロック材を容器中に収納して容器を脱気水で満たし、容器を減圧することで、ロック材を飽水状態とし（Ｓ１０）、この状態で、水中におけるロック材の見かけの質量ｍ２を測定する（Ｓ１１）。続いて、ロック材を取り出し、吸水性のある布で表面に付着した水分を拭い、表面乾燥飽水状態のロック材の質量ｍ１を測定する（Ｓ１２）。
【００３４】
続いて、前記（Ｂ）欄に記載したようにして乾燥工程を行う。すなわち、表面乾燥飽水状態のロック材を乾燥させるために、水分を除いた容器中に、ロック材を収納し、容器を減圧することでロック材を絶対乾燥状態とする（Ｓ１３）。
【００３５】
続いて、ロック材を取り出し、絶対乾燥状態におけるロック材の質量ｍ４を測定する（Ｓ１４）。最後に、前記した（１）〜（３）式に従い、表面乾燥飽水状態におけるロック材の比重Ｄｓ、絶対乾燥状態におけるロック材の比重Ｄｄ、吸水率Ｑを算出する（Ｓ１５）。
【００３６】
本発明の比重及び吸水率の測定方法では、１００ｍｍφ程度の輝緑凝灰岩、粘板岩等を主成分とするロック材の比重及び吸水率を算出するのに要した時間は僅か３０分程度であり、ＪＩＳ法及び従来の方法に比較して非常に迅速にロック材の比重及び吸水率を算出することができた。
【００３７】
また、同一のロック材について、ＪＩＳ法と本発明の比重及び吸水率の測定方法とで得られた吸水率及び比重を比較したが、両者は誤差の範囲で一致したことが確認された。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の技術的思想を具現化する種々の変更が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は次のような顕著な効果を奏する。
本発明の吸水方法は、脱気水を満たした密閉容器中にロック材を収納し、密閉容器を減圧することで、ロック材から強制的に気泡を発生させ、ロック材に吸水させるので、ＪＩＳ法で用いられている吸水方法よりも非常に迅速にロック材を飽水状態とすることができる。また、強制的にロック材に吸水を行わせるので、ロック材の材質による吸水量のバラツキが少ない。さらに、常温で吸水を行わせるので、煮沸法のようにロック材が割れる恐れもない（請求項１）。
【００４０】
本発明の乾燥方法は、密閉容器中にロック材を収納し、前記密閉容器を減圧することで、ロック材から強制的に水分を蒸発させるので、ＪＩＳ法で用いられている乾燥方法や電子レンジ法よりも非常に迅速にロック材を絶対乾燥状態とすることができる（請求項２）。
【００４１】
本発明のロック材の比重及び吸水率の測定方法によれば、ＪＩＳ法や従来の方法よりも非常に迅速に、ＪＩＳ法と同等の精度でロック材の比重及び吸水率を算出することができる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる容器の模式図である。
【図２】本発明のロック材の比重及び吸水率の測定方法のフローである。
【図３】ＪＩＳ法におけるロック材の比重及び吸水率の測定方法のフローである。
【符号の説明】
１　筒部
２　蓋
３　底
４　ボルト
５　導入管
５ａ，６ａ　バルブ
６　エアー抜き管
７　減圧管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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