(57)【要約】【課題】本発明は、細骨材の性状によらずに、表面乾燥状態を調製して、吸水率および絶乾密度を測定できる装置を提供する。【解決手段】細骨材の吸水率および／または絶乾密度を測定するための装置であって、該装置で密閉され、その底部に設置された容器の中の水とそれよりも高い位置に設置された吸収板との間に水が浸透する層を設けてなり、容器内の水面からの吸収板の高さを調節して、該吸収板に載置した湿潤状態にある細骨材からその表面水を除去することを特徴とする、細骨材を表面乾燥状態に調製する装置を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細骨材の吸水率および／または絶乾密度を測定するための装置であって、
該装置で密閉され、その底部に設置された容器の中の水とそれよりも高い位置に設置された吸収板との間に水が浸透する層を設けてなり、
容器内の水面からの吸収板の高さを調節して、該吸収板に載置した湿潤状態にある細骨材からその表面水を除去することを特徴とする、
細骨材を表面乾燥状態に調製する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細骨材試料の吸水率および絶乾密度の測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面乾燥状態とは、コンクリートを練る際、混合した骨材の吸水または放水により、水セメント比が変化しないように、骨材内部の空隙を水で満たし、表面には余剰な水を保持していない状態をいう。従来から、骨材の吸水率や絶乾密度は、表面乾燥状態の骨材から求めるため、骨材の品質を正確に評価するには、骨材の真の表乾状態にすることが重要である。
【０００３】
すなわち、コンクリート用細骨材の吸水率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１０９やＪＩＳ  Ａ１１３４に規定されているように、フローコーンに詰めた細骨材がスランプし始めるまで乾燥させ、その状態を表面乾燥状態として質量を測定し、絶乾状態の骨材の重量からの差を求めて絶乾状態の重量との比率を求めることにより算出される。この方法は、骨材粒子の接点や間隙部に存在する水のメニスカスによる粒子間の付着力に着目し、湿潤状態の骨材を乾燥していくと、表面水が徐々に無くなり、メニスカスによる付着力が失われ、スランプし始めたところを表面乾燥状態と定義していることに由来する。
【０００４】
スランプするという現象は、フローコーンに詰めた骨材試料の形を維持しようとする力と崩れようとする力のバランスが後者の方に傾向した結果である。両者の力に影響する因子には、骨材の密度、形状、粒度等の骨材の性状が挙げられる。例えば、パーライトのように密度の低い骨材では、真の表面乾燥状態以上に乾燥しないとスランプしにくくなる傾向にあり、吸水率が低く測定されてしまう可能性がある。他方、球状で粒子同士の引っ掛かりが少なく安息角の小さい骨材では、依然表面水が残留しているにもかかわらず、スランプしやすい傾向にあり、吸水率が高く測定されてしまう可能性がある。加えて、粒度については、単粒度の骨材では粒子同士の接点数が少ないためにメニスカスの数も同様に少ない状態であり、粒子間の付着力が小さくなってしまう。その結果、依然表面水が残留しているにもかかわらず、スランプしやすい傾向となってしまい、吸水率が高く測定されてしまう可能性がある。このように、フローコーンを用いたこの方法は、表面水の有無以外の要因によって、表面乾燥状態の判定を誤ってしまうという問題が指摘されている。
【０００５】
この問題に対し、機械的操作で安定して表面乾燥状態を調製する装置が提案されている。例えば、乾燥重量の変化を連続的に測定する装置では、湿潤状態にある骨材試料を一定条件の下で乾燥させる過程で、表面に付着している表面水は容易に蒸発するが、内部に吸収されている水分は容易に蒸発しない性質を乾燥速度の変曲点で捉えて表面乾燥状態を判定するものである（特開昭４８−７１６９９参照）。しかしながら、微粒分が多いか、または多孔質な骨材では変曲点が不明瞭となり、誤差が大きくなることが予想されている。
【０００６】
また、遠心脱水装置では、湿潤状態にある骨材試料を一定条件の下で遠心脱水させる過程で、表面に付着している表面水は容易に脱水するが、内部に吸収されている水分は容易に脱水しない性質を脱水時間と脱水後の含水率の関係で整理し、その変曲点を捉えて表面乾燥状態を判定するものである（特開昭５９−１３１１６４参照）。しかしながら、この装置においても微粒分が多い、または多孔質な骨材では変曲点が不明瞭となり、誤差が大きくなることが予想されている。
【０００７】
これらの装置は、何れも骨材表面の水の存在形態を、乾燥速度や遠心脱水時間の指標で判定するものである。しかしながら、上述したように骨材試料の性状によっては表面乾燥状態を誤って判定しまう問題が依然残されている。
【０００８】
ところで、真の表面乾燥状態とは前述のように、骨材表面には余剰な水分を保持していない状態のことを本来意味するが、骨材表面にクラックが存在した場合には、どの程度の幅や深さのクラックを表面と見るか、内部と見るかが不確かである。この場合、クラックの内部に浸透した水のメニスカスの大きさを定義して内部水または表面水を区分すればよく、従って、表面乾燥状態の調製の実体は、骨材粒子の接点や間隙部のメニスカスの大きさを定義することであると考えた。
【０００９】
骨材内部空隙の水を残し、骨材の表面水だけを脱水し尚且つ、メニスカスの大きさを定義することの出来る装置として、土壌試料の水分特性を測定する装置があった。当該装置は、自由水面上に砂の柱を立て、その上部に土壌試料を静置して、自由水と水理的連続を保証して、平衡状態の水分を測定するものである。当該装置の原理は毛管現象である。大気圧下の自由水中に毛細管を差し込むと、水は上昇し静止する。この上昇する高さは毛細管の太さによって決められる。このように、水の上昇する高さと、その水の太さには毛管上昇式による関係が成り立っており、水の上昇する高さである自由水面から砂柱上部の高さを変えることによって、その水の太さである土壌の粒子間間隙に付着したメニスカスの大きさをコントロールするものである。
【００１０】
しかしながら、この装置においても問題点があった。それは吸収板の材質であった。
この装置において使用されている吸収板の材質は濾紙である。濾紙では図３に示すように、砕砂において、ＪＩＳ  Ａ１１０９と同じ吸水率を測定することができなかった。
【特許文献１】特開昭４８−７１６９９号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３１１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上の問題に鑑み、本発明は、細骨材の性状によらずに、表面乾燥状態を調製して、吸水率および絶乾密度を測定できる装置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】
【００１２】
本発明は、細骨材の吸水率および／または絶乾密度を測定するための装置であって、該装置で密閉され、その底部に設置された容器の中の水とそれよりも高い位置に設置された吸収板との間に水が浸透する層を設けてなり、容器内の水面からの吸収板の高さを調節して、該吸収板に載置した湿潤状態にある細骨材からその表面水を除去することを特徴とする、細骨材を表面乾燥状態に調製する装置を提供する。また、吸収板がセラミックス板である当該装置を提供する。材質の研究を進めた結果、セラミックス板を使用することで、ＪＩＳ  Ａ１１０９と同じ吸水率を測定することが可能となった。更に、吸収板に濾紙を使用する場合、骨材試料が付着してしまい、回収しにくかったが、セラミックス板を使用することにより、良好な操作性が得られることを見出した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、細骨材の性状によらずに、表面乾燥状態を調製して、吸水率および絶乾密度を測定できる装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。
（１）最初に、水が浸透する層がシートの場合（いわゆるシート法）を説明する。
図１に示されているように、細骨材試料を表面乾燥状態に調製する装置は、水２の入ったバット（容器）３を置き、その上に任意の高さに調節が可能でかつ保持できる台４を設け、その台上に、バットの中の水を吸い上げるように設置された吸水性のあるシート５、更にシート上には湿潤状態にある骨材試料１を載せる吸収板６を積み重ね、水２とシート５と吸収板６と骨材試料１の四者が水理的連続をなした状態にある。そして、これらを密閉容器７で覆っている装置であり、台４の高さを調節して、湿潤状態にある骨材試料１からその表面に付着している表面水を除去するものである。
吸水性のあるシート５は、素早く水を吸収できるものがよく、例えば、ペーパータオルやガーゼが使用できる。また、吸収板に使用されるセラミックス板も同様に素早く水を吸収できるものがよく、例えばアルミナ素材やムライト素材が使用できる。
この装置によれば、水２とシート５と吸収板６と骨材試料１の四者が水理的連続を成した状態で、水２の表面から吸収板６の高さを変えると、その高さに応じて骨材試料１に残留する水の量を変えることができる。
【００１５】
（２）次に、水が浸透する層が砂の場合（いわゆる砂柱法）を説明する。
図２は土壌試料の水分特性を測定する装置を示す。ここに例示した構成は、円筒容器１４と、その底部に設置した金網１５と、金網１５の上に入れられた砂１０と、円筒容器１４に入れられた水１２と、任意の高さに水位が調節できる水位調節弁１１と、砂１０上に湿潤状態にある骨材資料８を設置する吸収板９と、水１２の蒸発を防ぐ蒸発防止蓋１３からなり、水１２と砂１０と吸収板９と骨材試料８の四者が水理的連続を成した状態にある。そして、水１２の高さを水位調節弁１１によって調節して、湿潤状態にある骨材資料８からその表面に付着している表面水を除去するものである。この場合でも、湿潤状態にある骨材試料８からその表面に付着している表面水を除去することができる。
【実施例】
【００１６】
上述したシート法に係る装置（図１参照）を用いて、上述した方法により吸水率を測定した結果を図４及び図５に示す。なお、使用した細骨材は、あらかじめ２４時間吸水したＪＩＳ  Ａ５００４に規定された砕砂である。
骨材試料１の表面水を除去するのに必要な、水２の表面から吸収板６の高さは、図４に示すように、３０ｃｍであり、また、この高さのとき、骨材試料１の表面水を除去するのに所要する時間は、図５に示すように、２４時間であった。このように条件を設定することで、バラツキのない一定の測定結果を得ることができた。なお、このときの吸水率は１．８％であり、ＪＩＳ  Ａ１１０９によって測定した場合と同じ吸水率であった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】シート法に係る装置の構成図
【図２】砂柱法に係る装置の構成図
【図３】吸収板が濾紙である場合の水２の表面から吸収板６の高さを変えたときの吸水率の変化を示す図
【図４】水２の表面から吸収板６の高さを変えたときの吸水率の変化を示す図
【図５】表面水を除去する時間を変えたときの吸水率の変化を示す図
【符号の説明】
【００１８】
１  骨材試料
２  水
３  バット
４  台
５  シート
６  吸収板
７  密閉容器
８  骨材試料
９  吸収板
１０  砂
１１  水位調節弁
１２  水
１３  蒸発防止蓋
１４  円筒容器
１５  金網
【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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