(57)【要約】    【課題】  測定対象物である粗骨材にひずみゲージを簡便に貼り付けることができ、且つ、精度良くひずみを測定し得るひずみ測定装置を提供することにある。    【解決手段】  粗骨材のひずみを測定するためのひずみ測定装置であって、該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージと、該ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートとが積層され、且つ、前記ひずみゲージが前記シリコーンゴムシートを介して前記粗骨材に貼り付けられることで該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換する検知部を備えてなり、該シリコーンゴムシートの厚みが０．１〜０．４ｍｍであり、該シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることを特徴とするひずみ測定装置を提供する。【選択図】  図１
2013210252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗骨材のひずみを測定するためのひずみ測定装置であって、
該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージと、該ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートとが積層され、且つ、前記ひずみゲージが前記シリコーンゴムシートを介して前記粗骨材に貼り付けられることで該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換する検知部を備えてなり、該シリコーンゴムシートの厚みが０．１〜０．４ｍｍであり、該シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることを特徴とするひずみ測定装置。
【請求項２】
粗骨材のひずみを測定するひずみ測定方法であって、
該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージを、該ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートを介して、前記粗骨材に貼り付ける工程を有し、該シリコーンゴムシートの厚みが０．１〜０．４ｍｍであり、該シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることを特徴とするひずみ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ひずみ測定装置、及び、ひずみ測定方法に関し、具体的には、ひずみゲージを備えているひずみ測定装置、及び、粗骨材のひずみをひずみゲージで測定するひずみ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートは、打設時には流動しやすい状態となっているが、打設時から時間が経つにつれて徐々に硬化する。この硬化の過程で、コンクリートは、収縮或いは膨張をすることがある。収縮や膨張はコンクリートのひび割れの原因となるので、コンクリートは、硬化しても収縮或いは膨張が生じ難いことが望ましい。
【０００３】
コンクリートの収縮或いは膨張の大きな原因の一つとしては、コンクリートの構成物の一つである粗骨材の収縮或いは膨張が挙げられる。
【０００４】
粗骨材が乾燥する過程における粗骨材の収縮或いは膨張の調査等の目的で、粗骨材の収縮或いは膨張の指標となるひずみを測定することが行われている。
【０００５】
従来、粗骨材のひずみの測定には、粗骨材に貼り付けられることで該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージと、該電気信号を数値化して前記ひずみとして表示する表示部と、前記ひずみゲージで得られた電気信号を前記表示部に送信するための導線とを備えているひずみ測定装置が用いられている。該ひずみゲージは、粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換する金属抵抗体と、該金属抵抗体に積層された絶縁シートとを備えた構成となっている。
【０００６】
このひずみ測定装置を用いた粗骨材のひずみの測定方法では、粗骨材の表面にひずみゲージを貼り付けることで、該粗骨材に生じたひずみを前記金属抵抗体で電気信号に変換し、前記金属抵抗体から前記表示部に前記電気信号を送信して、該電気信号をひずみとして前記表示部で表示する。
【０００７】
通常、粗骨材のひずみの測定の際には、粗骨材が水分を含有した状態から乾燥した状態に変化する過程における粗骨材のひずみを測定するので、粗骨材に水分が含まれている状態で、粗骨材にひずみゲージが貼り付けられることとなる。一方で、ひずみゲージの金属抵抗体は、水分に接触するとこの水分由来の電気信号が生じ、それにより、粗骨材のひずみの測定を精度よく実施することができなくなる虞がある。
従って、従来、水分を含有する粗骨材等の測定対象物にひずみゲージを貼り付ける方法としては、測定対象物の表面に、ペースト状の充填材（例えば、ニトロセルロース、アルキド樹脂、顔料、可塑剤、及び、溶剤からなる充填材）を所定の厚みで塗布する工程と、該充填材を乾燥させる工程と、乾燥した該充填材の表面に、接着剤（エポキシ樹脂、ポリエステル、及びシアノアクリレートを主成分とした接着剤）を介してひずみゲージを貼り付ける工程とを有する方法が用いられている（例えば、特許文献１）。
このような方法でひずみゲージを粗骨材に貼り付けることにより、前記充填材が防水部材の役割をして、粗骨材に含まれる水が、ひずみゲージの金属抵抗体に接触し難くなり、粗骨材のひずみを精度良く測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、斯かる方法では、ペースト状の充填材を粗骨材表面に塗布し、該充填材を乾燥させる必要があるので、手間及び時間を要するという問題がある。また、充填材の厚みが不均一であると、精度良くひずみを測定することが難しく、一方、充填材の厚みが均一になるように充填材を粗骨材に塗布するには熟練の技術を要するので、この方法でひずみを測定できる者が限られてしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、測定対象物である粗骨材にひずみゲージを簡便に貼り付けることができ、且つ、精度良くひずみを測定し得るひずみ測定装置、及び、ひずみ測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、粗骨材のひずみを測定するためのひずみ測定装置であって、該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージと、該ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートとが積層され、且つ、前記ひずみゲージが前記シリコーンゴムシートを介して前記粗骨材に貼り付けられることで該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換する検知部を備えてなり、該シリコーンゴムシートの厚みが０．１〜０．４ｍｍであり、該シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることを特徴とするひずみ測定装置にある。
【００１２】
さらに、本発明は、粗骨材のひずみを測定するひずみ測定方法であって、該粗骨材に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージを、該ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートを介して、前記粗骨材に貼り付ける工程を有し、該シリコーンゴムシートの厚みが０．１〜０．４ｍｍであり、該シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることを特徴とするひずみ測定方法にある。
【００１３】
斯かるひずみ測定装置及びひずみ測定方法によれば、シリコーンゴムシートの厚みが０．１ｍｍ以上であり、且つ、ひずみゲージよりも大面積なシリコーンゴムシートが、ひずみゲージと粗骨材との間に介在するので、粗骨材に含まれる水が、ひずみゲージの金属抵抗体に接触し難くなり、その結果、精度良くひずみを測定することができる。
また、シリコーンゴムシートを用いる分、均一に塗布することが要求される充填材の塗布工程を省いても、ひずみゲージの金属抵抗体に粗骨材の水を接触し難くしつつ、粗骨材へのひずみゲージの貼り付けが容易となる。
さらに、シリコーンゴムシートの厚みが０．４ｍｍ以下であり、且つ、シリコーンゴムシートの硬度が４０°以上であることにより、精度良くひずみを測定することができる。
従って、斯かるひずみ測定装置及びひずみ測定方法によれば、測定対象物である粗骨材にひずみゲージを簡便に貼り付けることができ、且つ、精度良くひずみを測定し得る。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、測定対象物である粗骨材にひずみゲージを簡便に貼り付けることができ、且つ、精度良くひずみを測定し得るひずみ測定装置、及び、ひずみ測定方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係るひずみ測定装置の検知部が粗骨材に貼り付けられた状態の一態様を示す概略図。
【図２】実施例、比較例、及び基準例のひずみ測定方法で測定した粗骨材のひずみを示す図（硬度５０°において、厚みがひずみに与える影響を示す図。）。
【図３】実施例、比較例、及び基準例のひずみ測定方法で測定した粗骨材のひずみを示す図（厚み０．２ｍｍにおいて、硬度がひずみに与える影響を示す図。）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態に係るひずみ測定装置は、粗骨材のひずみを測定するための装置であり、図１に示すように、該粗骨材２に生じるひずみを電気信号に変換するひずみゲージ１１に導線１４が接続された導線付きひずみゲージと、該ひずみゲージ１１よりも大面積で該ひずみゲージに積層されたシリコーンゴムシート１２とを有し、且つ、前記ひずみゲージ１１が前記シリコーンゴムシート１２を介して前記粗骨材２に貼り付けられることで該粗骨材２に生じるひずみを電気信号に変換する検知部１を備えている。
また、本実施形態に係るひずみ測定装置は、前記電気信号を数値化して前記ひずみとして表示する表示部（図示せず）を備えている。
さらに、本実施形態に係るひずみ測定装置は、前記検知部１の前記導線１４と、前記表示部とを電気的に接続して、ひずみゲージ１１で得られた電気信号を前記表示部に送信するためのリード線（図示せず）を備えた信号送信部をさらに有している。
【００１８】
粗骨材の材質としては、岩石、火山礫、焼成フライアッシュなどが挙げられる。
【００１９】
前記ひずみゲージ１１は、前記ひずみを電気信号に変換する金属抵抗体（図示せず）と、該金属抵抗体（図示せず）を保護する絶縁シート１１ａとを備えてなる。
【００２０】
該絶縁シート１１ａの厚みは、好ましくは０．０２〜０．４ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．２ｍｍである。
本実施形態に係るひずみ測定装置は、該厚みが０．０２ｍｍ以上であることにより、破れ難くなるという利点があり、該厚みが０．４ｍｍ以下であることにより、ひずみの検出精度が高まるという利点がある。
【００２１】
前記絶縁シート１１ａを構成する電気絶縁物としては、従来公知のひずみゲージ用の絶縁シートを構成する電気絶縁物として用いられるものが挙げられ、例えば、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２２】
前記金属抵抗体しては、従来公知のひずみゲージ用の金属抵抗体として用いられるものが挙げられ、例えば、銅とニッケルとの合金、ニッケルとクロムとの合金等で構成された金属箔又は金属線等が挙げられる。
【００２３】
前記導線１４としては、従来公知のひずみゲージに接続される導線として用いられるものが挙げられ、例えば、銅、アルミニウム、銅とアルミニウムとの合金等で構成された金属線等が挙げられる。
【００２４】
前記シリコーンゴムシート１２は、厚みが、０．１〜０．４ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。
なお、本明細書においては、シリコーンゴムシート１２の長手方向の全長さを該長手方向に５等分した間隔において厚みをノギスで測定し、求められた各測定値の算術平均値をシリコーンゴムシート１２の厚みとする。
また、前記シリコーンゴムシート１２は、硬度が、４０°以上、好ましくは５０°以上、より好ましくは５０°〜１００°である。本実施形態に係るひずみ測定装置は、シリコーンゴムシート１２の硬度が４０°以上であることにより、精度良くひずみを測定することができるという利点がある。
なお、本明細書において、硬度は、デュロメータ（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３：２００６に準拠したタイプＡ）により測定したものを意味する。
さらに、該シリコーンゴムシート１２は、ひずみゲージ１１の片面全体を覆うようひずみゲージ１１に積層されている。
図１を参照しつつ、より具体的に説明すると、図１に例示の態様においては、絶縁シート１１ａの一面側に金属抵抗体が設けられており、前記シリコーンゴムシート１２は、前記金属抵抗体が設けられている面とは反対側の他面側において前記絶縁シート１１ａに接着されて積層されている。しかも、前記シリコーンゴムシート１２と絶縁シート１１ａとは、該絶縁シート１１ａの外縁よりも外側に前記シリコーンゴムシート１２が延出するように積層されている。
なお、前記シリコーンゴムシート１２は、前記絶縁シート１１ａに直接積層されてはおらず、接着剤を介して積層されている。すなわち、本実施形態に係るひずみ測定装置は、前記シリコーンゴムシート１２と前記絶縁シート１１ａとの間に、接着剤層１３を有している。
該接着剤としては、いわゆる瞬間接着剤が挙げられ、具体的には、シアノアクリレート、有機アミン化合物、及び、有機溶剤ノルマルヘプタンの混合物等が挙げられる。この混合物としては、セメダイン社製の「セメダインＰＰＸセット」が挙げられ、「セメダインＰＰＸセット」は、シアノアクリレートを９３質量％含有する接着成分と、有機アミン化合物１質量％と有機溶剤ノルマルヘプタン９９質量％とを含有するプライマーで構成される。
なお、図１の態様では、本実施形態に係るひずみ測定装置は、前記ひずみゲージ１１の片面側のみに前記シリコーンゴムシート１２が積層されているが、前記ひずみゲージの両面に前記シリコーンゴムシートが積層されていてもよい。斯かるひずみ測定装置は、前記ひずみゲージ１１の両面に前記シリコーンゴムシート１２が積層されていることにより、粗骨材に含まれている水分や、ひずみの測定を実施する環境の空気に含まれる水分等にひずみゲージがより一層接触し難くなり、その結果、より一層精度良くひずみを測定することができるという利点がある。
【００２５】
前記表示部は、導線１４に接続されており、前記金属抵抗体で得られた電気信号が該導線１４を介して伝達され、該電気信号をひずみとして表示するように構成されている。該表示部は、例えば、データロガー等で構成させる事が出来る。
【００２６】
次に、本実施形態に係るひずみ測定方法について説明する。
【００２７】
本実施形態に係るひずみ測定方法は、前記ひずみ測定装置を用いる方法である。
本実施形態に係るひずみ測定方法は、前記シリコーンゴムシート１２を介して前記ひずみゲージ１１を前記粗骨材２に貼り付ける貼り付け工程と、該粗骨材２に生じたひずみを前記金属抵抗体で電気信号に変換し、前記信号送信部を介して前記金属抵抗体から前記表示部に前記電気信号を送信して、該電気信号をひずみとして前記表示部で表示する表示工程とを有する。
前記貼り付け工程では、ひずみゲージ１１と、粗骨材２との間に、シリコーンゴムシート１２が介在するように、前記検知部１を接着剤を介して粗骨材２に貼り付ける。
前記接着剤としては、いわゆる瞬間接着剤を用いることができ、具体的には、シアノクリレート、ポリエステル等を用いることができる。これにより、粗骨材２と検知部１のシリコーンゴムシート１２との間に接着剤層３が形成される。
【００２８】
本実施形態に係るひずみ測定方法は、前記シリコーンゴムシート１２を介して前記ひずみゲージ１１を前記粗骨材２に貼り付けるので、粗骨材２に含まれる水が、ひずみゲージ１１の金属抵抗体に接触し難くなり、その結果、精度良くひずみを測定することができる。
また、本実施形態に係るひずみ測定方法は、シリコーンゴムシート１２を用いる分、均一に塗布することが要求される充填材の塗布工程を省いても、ひずみゲージ１１の金属抵抗体に粗骨材２の水を接触し難くしつつ、粗骨材２へのひずみゲージ１１の貼り付けが容易となる。
【００２９】
なお、本実施形態に係るひずみ測定装置、及び、ひずみ測定方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
【００３０】
例えば、本実施形態に係るひずみ測定方法では、ひずみゲージとシリコーンゴムシートとが予め積層されたものを用いて、前記シリコーンゴムシートを介して該ひずみゲージを粗骨材に貼り付けているが、本発明に係るひずみ測定方法では、まず、接着剤を介して粗骨材にシリコーンゴムシートを貼り付け、その後、接着剤を介して該シリコーンゴムシートにひずみゲージを貼り付ける工程を採用してもよい。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例、比較例、及び基準例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００３２】
（粗骨材の準備）
試験対象物としての花崗岩の粗骨材（最も長い部分：約２０ｍｍ）（表乾密度：２．６６ｇ／ｃｍ3 、絶乾密度：２．６４ｇ／ｃｍ3 、吸水率：０．６８％）を２つ用意し、更に、試験対象物としての硬質砂岩の粗骨材（最も長い部分：約２０ｍｍ）（表乾密度：２．６９ｇ／ｃｍ3 、絶乾密度：２．６７ｇ／ｃｍ3 、吸水率：０．８５％）も２つ用意した。
【００３３】
（実験１−１）
花崗岩の粗骨材の側面に、ポリエステルからなる充填材を塗布し、この充填材を硬化させた。この際、硬化した充填材に関し、長さが７ｍｍ、幅が５ｍｍ、厚みが約０．１ｍｍとなるように、充填材を塗布した。なお、充填材の塗布前に、充填材を塗布する箇所をルーターで削って平滑な面（長さ：７ｍｍ、幅：５ｍｍ）を形成した。また、充填材の塗布箇所は、粗骨材の任意の１箇所とした。粗骨材に充填材を塗布する作業は、この作業について熟練の技術を有する者が実施した。
そして、硬化した充填材に、金属抵抗体（Ｃｕ−Ｎｉ系）と、該金属抵抗体に積層され、且つ、ポリエステルで構成された絶縁シート（長さ：２ｍｍ、幅：１．５ｍｍ、厚み：約０．１ｍｍ）とからなる市販の導線付きひずみゲージ（（株）東京測器研究所、一般用ゲージ、ＦＬＡ−２−１１）を、接着剤（シアノアクリレート、（株）東京測器研究所社製、商品名：ＣＮ−Ｅ）を介して貼り付けた。このひずみゲージ上に防水加工用コーティング剤（（株）東京測器社製、商品名：Ｗ−１）をコーティングした（厚み：約０．１ｍｍ）。更に、該コーティング剤で形成された層の上に、防水加工用コーティング剤（（株）東京測器社製、商品名：ＳＢテープ）をコーティングした（厚み：約５ｍｍ）（基準例）。
そして、この粗骨材を水に７日間浸した。
次に、この粗骨材の任意の５箇所にシリコーンゴムシート（長さ：７ｍｍ、幅４ｍｍ）（ひずみゲージよりも大面積のもの）をそれぞれ接着剤で貼り付け、シリコーンゴムシートそれぞれに、基準例と同様の導線付きひずみゲージを接着剤を介して貼り付けた。なお、粗骨材を水に浸す前に、シリコーンゴムシートを貼り付ける箇所をルーターで削って平滑な面（長さ：７ｍｍ、幅：４ｍｍ）を形成した。
なお、５箇所に貼り付けたシリコーンゴムシートについて、実施例として、厚みが０．１ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシート、厚みが０．２ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシート、及び、厚みが０．３ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシートを用いた。また、比較例として、厚みが０．０５ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシート、及び、厚みが０．５ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシートを用いた。
そして、各導線付きひずみゲージの導線と、表示部としてのデータロガー（（株）東京測器研究所、ＴＤＳ３０３）とを信号送信部で電気的に接続し、粗骨材を恒温恒湿室（温度：２０℃、相対湿度６０％）に設置して、恒温恒湿室に設置した時から恒温恒湿室設置後３日までの間に生じた粗骨材のひずみを前記ひずみゲージで測定した。
結果を図２（ａ）に示す。
【００３４】
（実験１−２）
花崗岩の粗骨材の代わりに、硬質砂岩の粗骨材を用いたこと以外は、実験１−１と同様にして、実験を行った。
結果を図２（ｂ）に示す。
【００３５】
（実験２−１）
実験１−１の基準例と同様に、充填材の塗布箇所は、粗骨材の任意の１箇所として、充填材を花崗岩の粗骨材に塗布し、硬化した充填材に、実験１−１の基準例と同様の導線付きひずみゲージを接着剤を介して貼り付け、防水加工用コーティング剤をコーティングした（基準例）。
そして、この粗骨材を水に７日間浸した。
次に、粗骨材の任意の３箇所にシリコーンゴムシートをそれぞれ接着剤で貼り付け、シリコーンゴムシートそれぞれに、実験１−１の基準例と同様の導線付きひずみゲージを接着剤を介して貼り付けた。
なお、３箇所に貼り付けたシリコーンゴムシートについて、実施例として、厚みが０．２ｍｍであり、且つ、硬度が５０°であるシリコーンゴムシート、及び、厚みが０．２ｍｍであり、且つ、硬度が７０°であるシリコーンゴムシートを用いた。また、比較例として、厚みが０．２ｍｍであり、且つ、硬度が２０°であるシリコーンゴムシートを用いた。
そして、各導線付きひずみゲージの導線と、表示部としてのデータロガー（（株）東京測器研究所、ＴＤＳ３０３）とを信号送信部で電気的に接続し、粗骨材を恒温恒湿室（温度：２０℃、相対湿度６０％）に設置して、恒温恒湿室に設置した時から恒温恒湿室設置後３日までの間に生じた粗骨材のひずみを前記ひずみゲージで測定した。
結果を図３（ａ）に示す。
【００３６】
（実験２−２）
花崗岩の粗骨材の代わりに、硬質砂岩の粗骨材を用いたこと以外は、実験２−１と同様にして、実験を行った。
結果を図３（ｂ）に示す。
【００３７】
図２に示すように、本発明の範囲内である実施例の方法で測定したひずみは、シリコーンゴムシートの厚みが０．５ｍｍである比較例の方法、及び、シリコーンゴムシートの厚みが０．０５ｍｍである比較例の方法に比して、基準例の方法で測定したひずみに近い値を示した。このことから、実施例の方法が、比較例の方法よりも、精度良くひずみを測定できることがわかる。
また、実施例の方法は、基準例の方法に比して、充填材を塗布すること、及び、該充填材が硬化するのを待つことを省くことができるので、ひずみゲージを粗骨材の表面に簡便に貼り付けることができる。
なお、厚みが０．０５ｍｍと薄いシリコーンゴムシートを用いた比較例の方法では、ひずみゲージを粗骨材に貼り付ける際に、シリコーンゴムシートが破れる場合があった。このことからも、シリコーンゴムシートの厚みが０．１ｍｍ以上であることが好ましいことがわかる。
【００３８】
また、図３に示すように、本発明の範囲内である実施例の方法で測定したひずみは、シリコーンゴムシートの硬度が２０°である比較例の方法に比して、基準例の方法で測定したひずみに近い値を示した。このことから、実施例の方法が、比較例の方法よりも、精度良くひずみを測定できることがわかる。
【符号の説明】
【００３９】
１：検知部、１１：ひずみゲージ、１１ａ：絶縁シート、１２：シリコーンゴムシート、１３：接着剤層、１４：導線、２：粗骨材、３：接着剤層
【図１】
2013210252.tif 000003
【図２】
2013210252.tif 000004
【図３】
2013210252.tif 000005