(57)【要約】【課題】硬化過程にあるセメント系材料の含水率を把握すると共に、この含水率の情報に基づいてセメント系材料の強度特性及び乾燥収縮量を評価可能とする。【解決手段】セメント系材料が打設される空間Ｓに予め設置されることによってセメント系材料Ｃ中に埋設され、所定の間隔で対向した一対の電極と、打設された前記セメント系材料Ｃの水和反応に伴う前記電極３１，３２間の静電容量の変化から、硬化過程における前記セメント系材料Ｃ中の含水率を算出する算出部とを備える。【選択図】図２
2013195186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系材料が打設される空間に、所定の間隔で対向した一対の電極を予め設置し、打設された前記セメント系材料の水和反応に伴う前記電極線間の静電容量の変化から、硬化過程における前記セメント系材料中の含水率を評価することを特徴とする硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法。
【請求項２】
求められたセメント系材料中の含水率から、硬化過程における前記セメント系材料の強度及び乾燥収縮ひずみを把握することを特徴とする請求項１に記載の硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法。
【請求項３】
セメント系材料が打設される空間に予め設置されることによってセメント系材料中に埋設され、所定の間隔で対向した一対の電極と、打設された前記セメント系材料の水和反応に伴う前記電極線間の静電容量の変化から、硬化過程における前記セメント系材料中の含水率を算出する算出部とを備えることを特徴とする硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置。
【請求項４】
一対の電極が、互いに一定の間隔をもって延びる一対の電極線からなることを特徴とする請求項３に記載の硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置。
【請求項５】
電極線が上下方向に延在されることを特徴とする請求項３又は４に記載の硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置。
【請求項６】
算出部が、セメント系材料中の含水率からセメント系材料の強度及び乾燥収縮ひずみを算出する手段を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法及び評価装置に関し、さらに詳しくは水との反応（水和反応）に伴って組織形成するセメント系材料の硬化過程に伴って変化する含水率を評価し、水和反応の定量化を図ると共に水和反応と関連する強度を推定する方法、あるいは脱型などにより硬化体内の水分が逸散して乾燥することで変化する含水率の評価方法、及びそれに用いる装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント系材料、典型的にはコンクリート材料中の水分は、フレッシュコンクリートの打ち込みに必要な流動性を与えるだけでなく、強度発現に必要なセメントの水和反応、コンクリートの収縮とクリープの進行、耐久性などの特性を決定づける重要な役割をもつ。このため、硬化コンクリート中の水分の分布や状態を把握する要求は高く、古くからその手法が検討されている。
【０００３】
従来、硬化過程にあるコンクリート中の水分の分布や状態を把握する手法としては、例えばセラミック素子を用いた手法（例えば特許文献１参照）や、内部湿度計を用いて硬化体内部の含水状態を評価する事例が報告されており、これ以外にも多くの手法がある（例えば特許文献２〜４参照）。これらの手法では小型のセンサを用い、あるいは測定点の点での情報を扱うものであるため、実際の構造物内の含水状態のばらつきや施工時の品質管理への適用性を考えた場合、その評価が難しい。実際のコンクリート構造物への適用にあたっては、ある程度広い範囲で水分の状態を捉え平均的に扱う手法も必要であると考えられる。
【０００４】
また、硬化体に0.05〜0.3THz（テラヘルツ）の光を照射して透過光の透過率で体積含水率を評価する手法も提案されているが（例えば特許文献５参照）、この手法は試験体レベルでの適用は可能であるが、実際の構造物の部材厚さを考えると困難な場合もあり、更には上記のように、点での情報であるため、広い範囲で水分の状態を捉えることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１８０２９８号公報
【特許文献２】特開平０８−２４０５４８号公報
【特許文献３】特開平０９−１２７０３２号公報
【特許文献４】特開２００９−２８８１９０号公報
【特許文献５】特開２０１１−２５２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、これまで、コンクリートなどセメント系材料中に埋め込まれたセンサによる点での情報でしか得られなかったセメント系材料の含水率を、ある程度広い範囲で水分の状態を捉え平均的に扱う手法を提案することにあり、更には得られた含水率の情報を用いてセメント系材料の水和反応及びこれと連関する強度特性を評価、または乾燥に伴う水分の逸散量を評価することによってセメント系材料の乾燥収縮量などを評価することにあり、硬化過程におけるセメント系材料中の含水率を把握する方法及び含水率の変化によりセメント系材料の性能を評価する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図１はセメント系材料における相組成の概念を示すものである。この図１において、Ｖ０は練混ぜ時の体積、ＶＷ０は練り混ぜ時の水分の体積、ＶＣ０は練り混ぜ時のセメントの体積、Ｖｔは練混ぜ後の材齢ｔにおける乾燥前（脱型前）の体積、Ｖｐ（ｔ）は材齢ｔにおける含水量、ＶＷｈｙｄはセメントとの水和反応により消費された水量、ＶＷｄｒｙは脱型後の乾燥による逸散水量である。
【０００８】
すなわち図１に示すように、練混ぜ時に与えられた水分ＶＷ０はセメントの水和反応あるいは脱型後の乾燥により消費、逸散して減少する。更に、硬化収縮や乾燥収縮の影響による体積変化も生じる。硬化過程にあるセメント系材料の含水率の指標である体積含水率は乾燥前の体積Ｖｔに対する自由水ＶＷｆｒｅｅの割合である。質量含水率として与えられる場合もあるが、この場合は乾燥前後で体積が大きく異なることを前提として体積Ｖｔを評価しておくことが必要である。また、内部湿度計で計測される湿度は空隙中の飽和度であり、含水量Ｖｐ（ｔ）に対する自由水ＶＷｆｒｅｅの割合で表され、材齢と共に変化する含水量Ｖｐ（ｔ）を十分に把握した上での評価が重要である。すなわち、図１に示すように含水率を練混ぜ時からの材齢に伴って変化する相組成の中での位置づけとして一貫して捉えることも重要であると考えられる。
【０００９】
そこで本発明は、打設後のセメント系材料の水和反応の進行に伴う含水率の低下に対応してセメント系材料の比誘電率が低下することに着目し、打設されるセメント系材料中に予め一対の電極を埋設して前記電極間の静電容量の変化を測定することによって、セメント系材料の硬化過程又は乾燥による含水率の変化を把握するものである。
【００１０】
すなわち上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法は、セメント系材料が打設される空間に、所定の間隔で対向した一対の電極を予め設置し、打設された前記セメント系材料の水和反応に伴う前記電極線間の静電容量の変化から、硬化過程における前記セメント系材料中の含水率を評価することを特徴とするものである。なお、ここでいうセメント系材料とは、コンクリートやモルタルなど、セメントによる時間依存硬化型多孔質構造体を総称するものである。
【００１１】
請求項２の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法は、請求項１に記載の方法において、求められたセメント系材料中の含水率から、硬化過程における前記セメント系材料の強度及び乾燥収縮ひずみを把握することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置は、セメント系材料が打設される空間に予め設置されることによってセメント系材料中に埋設され、所定の間隔で対向した一対の電極と、打設された前記セメント系材料の水和反応に伴う前記電極線間の静電容量の変化から、硬化過程における前記セメント系材料中の含水率を算出する算出部とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置は、請求項３に記載の装置において、一対の電極が、互いに一定の間隔をもって延びる一対の電極線からなることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置は、請求項３又は４に記載の装置において、電極線が上下方向に延在されることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６の発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の装置において、算出部が、セメント系材料中の含水率からセメント系材料の強度及び乾燥収縮ひずみを算出する手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、セメント系材料中に埋設され、所定の間隔で対向した一対の電極からなるセンサで計測される静電容量からセメント系材料の含水率を求めるものであるため、セメント系材料の含水率の変化をリアルタイムで連続的にモニタリングすることができる。特に、一対の電極が電極線からなるものとすることによって、広い範囲で含水率を平均的に捉えることができる。
【００１７】
また、測定される静電容量の値から、セメントの水和反応によって消費される含水率を評価してセメント系材料の強度を推定することができ、あるいはセメント系材料表面からの乾燥に伴って変化する含水率を評価し、含水率の変化に伴う体積変化を予測して乾燥収縮ひずみを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】セメント系材料における相組成の概念を示す説明図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態において、コンクリートが打設される空間にセンサケーブルを予め設置した状態（Ａ）及びセンサケーブルの概略構成（Ｂ）を示す説明図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態の概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態において、打設高さの変化とセンサケーブルの関係を示す説明図である。
【図５】室内試験に用いたセメント供試体を示す説明図である。
【図６】理論的に算定した相組成モデルを示す説明図である。
【図７】図５（Ａ）のセメント供試体Ｔ１のうち材齢１日で乾燥面ａを脱型したものから得られた計測結果を示す線図である。
【図８】図５（Ａ）のセメント供試体Ｔ１のうち材齢７日で乾燥面ａを脱型したものから得られた計測結果を示す線図である。
【図９】相組成における空隙率と圧縮強度の関係を示す線図である。
【図１０】圧縮強度の推定結果とコア試験体による圧縮強度試験結果とを材齢の関係として示す線図である。
【図１１】ヤング係数の測定結果と（１−Ｐ）３の関係（Ｐは空隙率）を示す線図である。
【図１２】セメント硬化体において乾燥により水分を逸散させて含水率の変化から求めた脱水量とそのときの乾燥収縮ひずみの関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る硬化過程におけるセメント系材料の含水率の評価方法及び評価装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず図２の（Ａ）において、参照符号１はコンクリートが打設される空間Ｓを画成するための型枠、参照符号２は空間Ｓ内に配設された鉄筋である。鉄筋２には、略鉛直方向に延びる所要数のセンサケーブル３（図２では１本のみ示す）が取り付けられている。センサケーブル３は、図２の（Ｂ）に示すように、表面が絶縁被覆された一対の電極線３１，３２が不図示のスペーサによって互いに一定の間隔をもって延びているものであり、各センサケーブル３（電極線３１，３２）の上端は空間Ｓの外側（上方）へ導出され、それぞれ静電容量検出回路４に接続されている。
【００２１】
すなわち図２の（Ａ）のように、型枠１及び鉄筋２の組み立てと共にセンサケーブル３を設置した後で、空間Ｓにフレッシュコンクリートを打設することによって、図３に示すように、センサケーブル３はコンクリートＣ内に埋設されることになる。なお、コンクリートＣは請求項１に記載されたセメント系材料に相当する。
【００２２】
ここで、各センサケーブル３を構成する一対の電極線３１，３２は互いに一定の間隔をもって対向していることによって、図２の（Ｂ）に模式的に示すように、並列に接続された無数のコンデンサ３０，３０，・・・を構成するものとみなすことができる。すなわち各センサケーブル３は、電極線３１，３２間に介在するコンクリートＣの比誘電率によって電極線３１，３２の静電容量が変化し、静電容量検出回路４は、この電極線３１，３２間に一定の直流電圧を印加することによって、直流電源静電容量の変化に応じた電圧データを出力するものであり、このデータを無線送信するためのＷｉ−Ｆｉ通信手段などを備えている。そして、例えば水和反応によって硬化体が形成され水分が減少して行くのに伴って、静電容量検出回路４で計測される静電容量が低下することになる。本実施形態は、このような静電容量の変化を利用して硬化過程のコンクリートＣの含水率を計測するものである。
【００２３】
参照符号５は計測装置である。この計測装置５は請求項３に記載された算出部に相当するものであって、静電容量検出回路４から送信される検出データを受信してコンクリートＣの含水率を算出し、この含水率から求められる水分の消費量に基づいてコンクリートＣの水和反応によるコンクリートＣの強度を算出し、さらに型枠１の取り外し（脱型）によるコンクリートＣの表面からの乾燥に伴って低下する含水率を算出し、これに伴う体積変化による乾燥収縮ひずみを予測するといった演算式を実行させるための処理プログラムがダウンロードされた汎用のパソコン及びＷｉ−Ｆｉ通信などによる通信装置からなる。このため計測装置５としてのパソコンは、静電容量検出回路４からの検出データによって含水率を算出し、図１に示すような相組成を解析すると共に、コンクリートＣの強度を算出し、あるいは乾燥収縮ひずみの予測などを行い、演算結果をディスプレイに画像表示することができる。
【００２４】
また、この演算結果は、Ｗｉ−Ｆｉ通信などの通信ネットワーク６を介して、パソコン７や、タブレット型コンピュータ８などの情報通信端末へ送信可能となっており、このためコンクリート打設現場から離れたエリアでも、計測装置５による演算結果をパソコン７やタブレット型コンピュータ８のディスプレイにも画像表示することができる。
【００２５】
上述のように構成された実施の形態によれば、コンクリートＣに埋設された各センサケーブル３は、一対の電極線３１，３２の間に介在するコンクリートＣを誘電体とするコンデンサを構成するものであり、コンクリートＣの含水率が低いほどその静電容量が低下し、静電容量検出回路４から、静電容量の変化に応じた検出電圧が出力されるため、パソコン７又はタブレット型コンピュータ８によって、コンクリートＣの水和反応による含水率の変化を算出し、さらには、水和反応による強度や体積変化を算出することができ、その演算結果をリアルタイムで把握することができる。
【００２６】
また、コンクリートＣ内に埋設された所要数のセンサケーブル３のうち、コンクリートＣの表面近くに位置するものは、型枠１を解体除去（脱型）した後のコンクリートＣの表面の乾燥に伴って変化する表面近傍の含水率を反映する。このため、パソコン７又はタブレット型コンピュータ８によって、コンクリートの乾燥縮ひずみを算出することができ、その演算結果をリアルタイムで把握することができる。
【００２７】
また、各センサケーブル３は、コンクリートＣの打設前に、コンクリート打設空間Ｓに略鉛直方向に延びるように配設されるため、図４に示すように、コンクリートＣの打設過程で、その打設高さｈが高くなるにしたがって静電容量が大きくなることを利用して、コンクリートの打設状況をリアルタイムで確認することも可能である。
【００２８】
また、上述した含水率等、各種のデータは、Ｗｉ−Ｆｉ通信などの通信ネットワーク６を介して、コンクリート打設現場から離れた位置でも管理することができる。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明による効果を検証するために、室内で基礎的な試験を行った結果について説明する。
【００３０】
図５は、この室内試験に用いたセメント供試体を示すものである。試験では、図５の（Ａ）に示すように高さ１ｍ、幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの壁状のセメント供試体Ｔ１を作製した。このセメント供試体Ｔ１は、幅５０ｍｍの壁の一側面を所定の材齢にて脱型して空気中に曝して乾燥面ａとし、センサケーブルは乾燥面ａから５ｍｍ，１５ｍｍ，２５ｍｍ，３５ｍｍの位置（Ｎｏ.１〜Ｎｏ.４）及び１５０ｍｍの位置（Ｎｏ.５）に埋設した。センサケーブルは１．５ｍの長さを有するもので、そのうちの１ｍを計測に有効な範囲とし、幅方向中央付近に鉛直方向に埋設してある。Ｎｏ.１〜Ｎｏ.４のセンサケーブルは、セメントの水和反応及び乾燥面ａからの水分逸散の影響を調べる目的で設置し、長さ方向中央に位置するＮｏ.５のセンサケーブルは乾燥の影響を受けず水和のみによる影響を調べる目的で設置したものである。
【００３１】
セメント供試体Ｔ１は水／セメント＝５０％にて練り混ぜたセメントペーストを、箱状の型枠内へ、この型枠の上面開口から流し込んで製作したものである。型枠の上面開口からの乾燥を防ぐ目的でセメント供試体Ｔ１の上面は塗料を塗布し、アルミテープでシールしてある。セメント供試体Ｔ１は２０℃，相対湿度６０％の恒温・恒湿室で養生を行い、材齢１日で乾燥面ａを脱型したものと、材齢７日で乾燥面ａを脱型したものの２種類を製作した。
【００３２】
また、乾燥による水分逸散量を別途把握してＮｏ.１〜Ｎｏ.４のセンサケーブルで得られた結果と比較するため、図５の（Ｂ）に示すように５０ｍｍ×５０ｍｍ×２００ｍｍの大きさのセメント固結体Ｔ２’を、図５の（Ａ）のセメント供試体Ｔ１と同じ条件で練り混ぜたセメントペーストを用い、箱状の型枠内へ、この型枠の上面開口から流し込むことによって製作した。
【００３３】
次にこのセメント固結体Ｔ２’を、材齢１日で脱型した後に、図５の（Ｃ）に示すように湿式のカッターを用いて１０ｍｍ間隔で切断することによって複数のセメント供試体Ｔ２を製作し、周囲の面（脱型による乾燥面ｂ及び切断面ｃ以外の４面）の水分を軽くぬぐった後で、この面に塗料を塗布し、アルミテープでシールした。その後、乾燥面ｂ一面のみからの水分逸散となるように、セメント供試体Ｔ２の切断面ｃ同士を重ね合わせ、テープで留めた後、ビニール袋で二重に包み込んで養生した。図５の（Ａ）のセメント供試体Ｔ１と同様、材齢１日から乾燥させるケースでは、上述の作業後から試験を開始し、材齢７日から乾燥を開始するケースでは、所定材齢となるまで封緘養生とした。乾燥開始後、定期的に各セメント供試体Ｔ２の乾燥開始材齢時の初期質量からの質量変化を測定した。
【００３４】
また、図５の（Ａ）のセメント供試体Ｔ１と同じ条件で練り混ぜたセメントペーストを用いてφ５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円柱状のセメント供試体（不図示）を製作し、材齢１日で脱型し封緘養生を行い、材齢１日、３日、７日、２８日にて圧縮強度を測定した。
【００３５】
図６は、理論的に算定した相組成モデルを示すものである。相組成は上述の試験と同様の配合条件及び養生条件で求めたものである。図６によれば、セメントの水和反応に伴って、自由水が減少することを示している。
【００３６】
次に図７は、図５の（Ａ）のセメント供試体Ｔ１のうち材齢１日で乾燥面ａを脱型したものから得られた計測結果を示すものであり、図８は、図５の（Ａ）のセメント供試体Ｔ１のうち材齢７日で乾燥面ａを脱型したものから得られた計測結果を示すものである。
【００３７】
これら図７及び図８において、「水分の減少割合」は材齢に伴って変化する静電容量の値を打ち込み後の最大値との比で整理したもので、計測される静電容量の変化は全て含水率の変化によるものと仮定したものである。すなわち静電容量の変化を、図１に示すように練り混ぜ時に与えられた水分ＶＷ０に対する自由水ＶＷｆｒｅｅ(＝ＶＷ０−ＶＷｈｙｄ−ＶＷｄｒｙ)の割合と仮定して求めたものである。また、図中の凡例の数字は、乾燥面ａからの各センサケーブルＮｏ.１〜Ｎｏ.５の距離を示す。相組成モデルとした図中のプロットは、図６に示す相組成モデルから求めた練り混ぜ時に与えられた水分ＶＷ０に対する自由水ＶＷｆｒｅｅ(＝ＶＷ０−ＶＷｈｙｄ−ＶＷｄｒｙ)の割合を求めたものである。
【００３８】
図７及び図８に示す計測結果は、静電容量の変化については、未水和セメントや水和物で構成される固体部分の値を十分小さいものとして仮定して整理した結果ではあるが、理論的に求めた図６の相組成モデルと減少割合の傾向としては一致する結果が得られていることを示している。図７に示すように乾燥面から最も近い５ｍｍの距離に設置したセンサケーブルＮｏ．１の計測値は、脱型後からの水分減少割合が大きくなっている。これは乾燥による自由水の減少量が大きいことや、それに伴って変化する水和度との複合した結果によるものを示しており、乾燥による含水率を評価できることがわかる。
【００３９】
次に、上述の要領で評価される含水率から圧縮強度や乾燥収縮を求める手順について説明する。まず図９は、乾燥面から１５０ｍｍの位置に埋設したセンサケーブルＮｏ.５で計測された水分減少割合から、理論的なセメントの水和反応の化学量論式より水和度を求め、水和度に相当する相組成から得られる空隙率と圧縮強度の関係を示したものである。図中のプロットは実際の強度試験結果である。空隙率と強度の関係は下記の式（１）で評価している。
【数１】
2013195186.tif 000003
ここで、σ：強度、σ０：空隙が０のときの強度、Ｐ：空隙率、Ａ：定数、σ(t)：材齢ｔにおける硬化体全体としての強度である。そして、式（１）においてＡ＝４．２５としたときの式から圧縮強度を求める。
【００４０】
次に図１０は、図９の要領で圧縮強度を推定した結果と、φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ又はφ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱形のコア試験体による圧縮強度試験結果とを材齢の関係として示したものである。この図１０から、圧縮強度についても十分に推定可能であることがわかる。
【００４１】
次に、乾燥収縮ひずみを求める方法について説明する。乾燥収縮ひずみの算定にはひずみを生じさせる駆動力とヤング係数の評価が必要である。セメント硬化体の空隙の構造から収縮の駆動力を導く方法を以下に示す。相組成から求まる空隙量をＶp(t) (ｍｌ/ｇ)とおくと、空隙径分布は次式（２）によって求められる。
【数２】
2013195186.tif 000004
ここで、Ｖ０（ｍｌ/ｇ）は単位質量あたりの練混ぜ時の体積であり、水セメント比をｗ０とし、セメント密度をρｃ（ｍｌ/ｇ）とおくと、Ｖ０は次式（３）によって求められる。
【数３】
2013195186.tif 000005
また、式（２）におけるV≦φｒは空隙径φｒの体積割合Ｖφｒから求めた空隙径φｒ以下の割合であり、Ｖφｒは次式（４）によって求められる。
【数４】
2013195186.tif 000006
ここで、Ｐφｒは空隙径φｒが発生する確率である。
【００４２】
図１１は、ヤング係数と（１−Ｐ）３の関係（Ｐは空隙率）を示すもので、この図１１における実線は次の近似式（５）によるヤング係数の推定値であり、プロットは実際の実験結果によるヤング係数の測定値である。図１１によれば、式（５）と実験結果に良好な一致がみられ、したがって圧縮強度と同様に相組成から求められる空隙率Ｐを用いて推定できることがわかる。また、式（５）と実験結果に良好な一致がみられることがわかる。
【数５】
2013195186.tif 000007
【００４３】
次に、各空隙を円筒型と考え、毛細管水中に発生する応力Γ(Ｎ/ｍ２)をヤングの式により与えると、次式（６）で求められる。
【数６】
2013195186.tif 000008
ここで，γ(Ｎ/ｍ)は表面張力、ρ１，ρ２(ｍ)は曲率半径であり，各空隙径と相対湿度及び水分の保持割合から求められる。
【００４４】
前項にて定式化したヤング係数に関係して弾性変形するものと仮定すると、ひずみ量は次式（７）によって得られる。また、円筒型空隙におけるひずみ量は、厚肉円筒の弾性理論に基づけば、次式（８）で与えられる。
【数７】
2013195186.tif 000009
【数８】
2013195186.tif 000010
ここで、εφrはひずみ量であり、Ｅｃｐは次式（９）により算定される空隙構造と含水状態に依存したセメント硬化体のヤング係数(Ｎ/ｍ２)である。また、作用応力Γφｒ (Ｎ/ｍ２)は空隙径φｒの円筒型空隙に作用する応力であり、空隙内における水の状態により決定される。また、式（８）中のνはポアソン比である。セメント硬化体全体としてのひずみεは、空隙径分布全体に占める空隙径φｒの割合Ｖφｒを用いて、式（９）で求められる。
【数９】
2013195186.tif 000011
【００４５】
図１２は、セメント硬化体において乾燥により水分を逸散させて含水率の変化から求めた脱水量とそのときの乾燥収縮ひずみの関係を示したものである。詳しくは、セメントの種類が異なる配合条件において本発明の方法によって含水率を評価し、それから求められる理論的な乾燥収縮ひずみの計算結果（実施例１〜５）を実線で示し、同様の配合条件で実際に実験により乾燥収縮ひずみを測定した結果を実験１〜５としてプロットしたものである。この図１２に示すように、含水率の変化から乾燥収縮ひずみを求められることがわかる。
【００４６】
なお、コンクリートの乾燥収縮ひずみを求める場合には、骨材の空隙の構造とヤング係数を与え、同様の要領で骨材の乾燥収縮ひずみを求め、セメント硬化体部分と骨材部分との体積の割合を考慮して複合則理論を用いることで評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、土木・建築工事におけるコンクリート工事全般について適用することができ、これらコンクリートをはじめとする硬化過程のセメント系材料の内部の含水状態及び強度や乾燥収縮ひずみを評価するのにきわめて有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１  型枠
２  鉄筋
３  センサケーブル
３１，３２  電極線
４  静電容量検出回路
５  計測装置（算出部）
６  通信ネットワーク
７  パソコン
８  タブレット型コンピュータ
Ｃ  コンクリート（セメント系材料）
Ｓ  空間
【図１】
2013195186.tif 000012
【図２】
2013195186.tif 000013
【図３】
2013195186.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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