(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端が開口した試料容器内に無機水硬性混練物や無機水硬性物質からなる試料を収納し、その試料容器を秤から吊り下げた状態で、当該試料容器を、水槽内に注水した水に埋没させることで、水中における上記試料の見掛けの質量を測定する方法であって、
上記質量測定時における水槽内に注水する水の高さを、水の表面張力に抗して該水が上記試料容器内に流れ込める程度に該試料容器上面の高さよりもわずかに高い位置に規制することを特徴とする水中における見掛けの質量測定方法。
【請求項２】
上端が開口した試料容器内に無機水硬性混練物や無機水硬性物質からなる試料を収納し、その試料容器を秤から吊り下げた状態で、当該試料容器を、水槽内に注水した水に埋没させることで、水中における上記試料の見掛けの質量を測定する方法であって、
上記水槽内への水の注水は、上記試料容器の上面よりも下方位置に配置された注水口から行い、
上記水槽に、下端位置が上記試料容器上面の高さと等しい高さで設けられた水排水口を形成しておくことで、上記質量測定時における水槽内に注水する水の高さを、水の表面張力に抗して該水が上記試料容器内に流れ込める程度に該試料容器上面の高さよりもわずかに高い位置に規制することを特徴とする水中における見掛けの質量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、まだ完全に硬化してないコンクリートやモルタル等の無機水硬性混練物の単位水量を求めたり、無機水硬性物質の密度を求めるためなどに行われる、水中における試料の見掛けの質量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水中における見掛けの質量を測定する方法としては、例えば特開平９−４３２３３号公報に記載されている方法がある。
【０００３】
この従来方法では、試料を収納した試料容器をかごに収容し、当該かごを、架台に設置された電子秤から支持索を介して水槽内に吊り下げる。そのかごの下方には、予め水を注入した水槽が配置される。ここで、一般には、試料容器の高さよりも、それを収容する，かご本体の深さの方が深い。
【０００４】
そして、上記かごを水槽内に降下させて、上記水槽内の水にかご本体全体が完全に水没させることで、試料容器及び試料を完全に水中へ埋没させ、その状態で上記電子秤により試料の見掛けの質量を測定する。
【０００５】
ここで、従来にあっては、水槽又は水排水口から水が溢れ出たところで水の注水を停止しているが、市販されている装置では、十分にかご本体が埋没する高さまで注水されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の測定対象である無機水硬性混練物や無機水硬性物質などからなる試料は、微粉末が舞い上がり易い性質を有するが、上記従来の方法のように、かご及び試料容器を降下させて、当該かご本体及び試料容器を水中に沈める方法では、上記降下により試料容器の周り及び内部の水に渦が発生し易いため、上記試料容器を水面に対して垂直かつ極めてゆっくりと降下させないと、上記渦によって、水没した試料容器内の試料から微粉末が舞い上がり、正確な質量測定が行えないという問題がある。
【０００７】
上記の不具合は、試料容器が水中に埋没した後に生じるが、上記従来の方法では、かご本体が完全に水中に埋没するまで当該かごを水中に降下させるために、つまり、かご内の試料容器が水中に完全に埋没した後も当該試料容器を更に下降させている。この結果、この降下によって、埋没した試料容器内の試料からの微粉末の舞い上がりがさらに促進され、場合によっては試料容器外に上記微粉末が拡散するおそれがある。
【０００８】
従って、これを防止するためには、かごの下降速度を極めて遅くする必要があり、質量測定のための作業時間が長くなる。
【０００９】
ここで、本出願人は、上記試料からの微粉末の舞い上がりを抑える手段として、先に特願平９−２９０４１９号に記載の装置を提案している。
【００１０】
これは、予め試料容器を収容したかごを水槽内に吊り下げておき、上記試料容器の上面の高さよりも低い位置から水槽内に水を注入することで、試料容器上面近傍での水の変動（渦や波等）を抑えるもので、これによって、試料からの微粉末の舞い上がりを抑え、試料容器外への微粉末の拡散を防止せんとするものである。
【００１１】
この方法を採用すると、上記従来例と比較して大幅に微粉末の舞い上がりが抑えられるものの、従来の市販されている装置では、かご本体が完全に埋没するまで水を注水するので、試料容器が完全に埋没してからの水面の上昇速度を十分に遅くしないと、試料からの微粉末の舞い上がりが促進され、場合によっては微粉末が試料容器外に拡散するおそれがある。
【００１２】
このように、従来の方法では、見掛けの質量測定に時間が掛かったり、試料から微粉末が舞い上がり場合によっては試料容器外に当該微粉末が拡散して、正確な測定を困難にするという問題がある。
【００１３】
なお、試料容器内で舞い上がった微粉末は、再度，試料容器内で沈降して堆積すれば測定対象となるが、上記従来の方法では、沈降時間も長くなる。
【００１４】
また、かごを使用せずに直接，試料容器を電子秤から吊り下げる場合も想定されるが、この場合であっても、従来にあっては、十分に試料容器が水中に埋没するように注水高さを高くしているものと思われる。
【００１５】
本発明は、上記のような問題点に着目したもので、無機水硬性混練物等からなる試料の見掛けの質量を短時間で且つ正確に測定できる方法を提供することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上端が開口した試料容器内に無機水硬性混練物や無機水硬性物質からなる試料を収納し、その試料容器を秤から吊り下げた状態で、当該試料容器を、水槽内に注水した水に埋没させることで、水中における上記試料の見掛けの質量を測定する方法であって、上記質量測定時における水槽内に注水する水の高さを、水の表面張力に抗して該水が上記試料容器内に流れ込める程度に該試料容器上面の高さよりもわずかに高い位置に規制することを特徴とする水中における見掛けの質量測定方法を提供するものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、上端が開口した試料容器内に無機水硬性混練物や無機水硬性物質からなる試料を収納し、その試料容器を秤から吊り下げた状態で、当該試料容器を、水槽内に注水した水に埋没させることで、水中における上記試料の見掛けの質量を測定する方法であって、上記水槽内への水の注水は、上記試料容器の上面よりも下方位置に配置された注水口から行い、上記水槽に、下端位置が上記試料容器上面の高さと等しい高さで設けられた水排水口を形成しておくことで、上記質量測定時における水槽内に注水する水の高さを、水の表面張力に抗して該水が上記試料容器内に流れ込める程度に該試料容器上面の高さよりもわずかに高い位置に規制することを特徴とする水中における見掛けの質量測定方法を提供するものである。
【００１９】
なお、試料容器の上面高さと注水高さとの差の上限値（試料容器の上面高さよりも注水高さをわずかに高く設定する際の上限値）は、試料容器内において水の流入によって舞い上がった微粉末が、試料容器上端から外部に拡散できないという条件で限定され、試料容器の上端開口面積、試料容器上面と当該試料容器内の試料上面との間の上下方向の距離、試料容器への水の流入速度などによって、その上限値が決定される。
【００２０】
本発明によれば、水槽内の水の高さを、相対的に、上記試料容器上面の位置と略同じ高さで、且つ当該試料容器内に水が流入可能な高さに規制することで、試料からの微粉末の舞い上がりは、試料容器内に水が流入する際に生じる量に限定される。この結果、試料容器内での上記微粉末の舞い上がりが小さく抑えられる。
【００２１】
さらに、水槽内の水の高さを、相対的に、上記試料容器上面の位置と略同じ高さに規制するので、舞い上がった微粉末は、試料容器外に拡散しない。
【００２２】
しかも、水槽内の水の高さを、相対的に、上記試料容器上面の位置と略同じ高さに規制することで、相対的に、試料及び試料容器を水中に埋没させるための作業時間が大幅に短縮する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態で使用する質量測定装置の構成を示す図である。
【００２５】
その質量測定装置の構成を説明すると、架台１の内部に水槽６がほぼ水平に設置され、その水槽６の上方に位置する架台部分に電子秤２が設置されている。
【００２６】
その電子秤２から、支持索１０を介してかご３が吊り下げられ、そのかご３は、水槽６内に配置されている。なお、このかご３の本体３ａは、メッシュ状になっている。
【００２７】
かご３には、上端が開口した円筒状の試料容器４が収容され、その試料容器４内には、無機水硬性混練物等からなる所定の試料５が収納される。
【００２８】
また、上記水槽６内に水９を注水する注水装置７を備える。注水装置７は、水道管等の不図示の水源から水を水槽６まで供給する注水ホース７ａと、その注水ホース７ａに接続して水槽６内を下方に延びる注水管７ｂとを備え、当該注水管７ｂの下端部（注水口７ｃ）は、試料容器４の上面４ａよりも下方位置である、水槽６の底面近傍に設定されている。
【００２９】
また、上記注水ホース７ａと注水管７ｂとの間には、開閉弁７ｄが介装され、その開閉弁７ｄによって、水槽６内に注水される水量の調整や注水の停止等ができるようになっている。
【００３０】
また、水量規制手段を備える。本実施形態の水量規制手段は、水排水口８から構成され、その水排水口８の下端位置が、水槽６内に配置された試料容器４の上面４ａと等しい高さで水槽６に設けられている。
【００３１】
次に、上記質量測定装置を用いた、本発明に基づく、水中における試料５の見掛け質量の測定方法について説明する。
【００３２】
上述のように、所定の試料５を収納した試料容器４を、かご３に載せ、そのかご３を電子天秤２から水槽６内に予め，吊り下げておく。このとき、支持索１０の長さを一定にしておくことで、試料を交換しても、常に、試料容器４の上面４ａの位置は同一の高さとなる。
【００３３】
次に、開閉弁７ｄを操作して、注水口７ｃから水槽６内に水９を注水する。これにより、水槽６内に水９が供給される。そして、注水口７ｃが水中に埋没した後は、水面は変動なく水位は静かに上昇する。このとき、注水口７ｃは試料容器４の上端よりも下方に位置するため、水位が試料容器４の上面４ａの高さ位置に近づくまでに、水面の変動は抑えられた状態となる。
【００３４】
そして、水位が試料容器４の上面４ａの高さを越えると、水排水口８から水の排出が行われて注水高さＨが規制される。
【００３５】
このとき、注水量と排水量との均衡から、水位は僅かに試料容器４の上端部よりも高くなり、表面表力に抗して、試料容器４内に水９が流入して試料容器４及び試料５が水に埋没する。
【００３６】
ここで、具体的に、試料容器４の上端部よりも約３mm，高い位置に水位を調整してみたところ、試料容器４の外への微粉末の拡散が確実に防止されたことを確認した。但し、本発明に係る上記水位の高さは、試料容器４の上端部より約３mm高い位置に限定されるものではなく、上記試料容器４の上面の位置と略同じ高さで、且つ当該試料容器４内に水が流入可能な高さに規制されていれば良い。
【００３７】
試料容器４及び試料５が水に埋没したことを確認したら、開閉弁７ｄを操作して注水を停止する。
【００３８】
すると、水排水口８から、水位が試料容器４の上面４ａとほぼ等しくなるまで水が排水されて、注水高さＨが試料容器４の上端の高さとほぼ等しくなる。
【００３９】
ここで、試料容器４の上面４ａの高さ位置に達した水位の上昇は、水排水口８からの排水で水位の上昇速度が遅くなり又は略一定の高さとなるので、水排水口８の開口面積や注水量を適当に設定することで、試料容器４内への水の流入は急激にならないようにできる。
【００４０】
もちろん、水面が試料容器４の上面４ａに近づいたときに、開閉弁７ｄを操作して注水量を小さくして、試料容器４内への水の流水速度を抑えるようにしてもよい。
【００４１】
これによって、試料容器４内に流入した水によって試料５から舞い上がる微粉末の量が少なく抑えられる。
【００４２】
しかも、水槽６の水位は、試料容器４の上面４ａとほぼ同じ高さであるので、舞い上がった微粉末が試料容器４の外に拡散することが防止される。
【００４３】
次に、電子秤２で質量を測定する。
【００４４】
ここで、電子秤２で測定する質量は、試料５、試料容器４、及びかご３の質量の合計であり、かご本体３ａの全部が水に埋没していないが、本実施形態では注水高さＨが常に一定に規制されるので、つまり、かご本体３ａの水９に入っている部分は常に一定となるので、予め、試料５を収容しない状態で測定しておいて校正を行えば良い。この校正を行うことで、かご本体３ａ全体を水中に埋没させなくても、水中における試料５の見掛け質量が正確に測定できる。
【００４５】
以上のように、水量規制手段として水排水口８を設けることで、試料５からの微粉末の舞い上がりを小さくでき、しかも、試料容器４外への微粉末の拡散を確実に防止できて、正確に水中における見掛けの質量が測定できるばかりでなく、水槽６に注水すべき水の量も少なくなるために、短時間で測定を行うことができる。
【００４６】
また、水排水口８の開口面積を、単位時間当たりの注水量に応じて適当に設定することで、水位が試料容器４の上面４ａ近傍に近づいたときに注水量を必ずも絞らなくても、試料容器４内への水の流入が急激になることが防止されて、これによっても作業時間の短縮化が図られる。
【００４７】
ここで、概略図である図２に示すように、かご本体３ａの深さを試料容器４の高さよりも浅くするか、試料容器４の高さをかご本体３ａの深さよりも高くして、かご本体３ａ全体が水中に水没するようにしてもよい。
【００４８】
このとき、かご３及び試料容器４を既存のものを使用する場合には、概略図である図３に示すように、試料容器４の下に嵩上げ用の台２０を設置して、試料容器４の上面４ａの位置を、かご本体３ａから突出した状態にしても良い。
【００４９】
上記台２０としては、水中で質量変化がなく、且つ空気を巻き込まないものがよく、例えば，塩ビ管が例示できる。
【００５０】
また、上記実施形態では、水量規制手段として、特定の高さに設置された水排水口８を例示しているが、水量規制手段は、これに限定されない。例えば、水位計測手段を別途水槽６内に配置して、当該水位計測手段からの信号で、開閉弁７ｄを操作して注水高さＨを規制するようにしてもよい。
【００５１】
但し、上記水排水口８を利用した方が簡便な構成となる。
【００５２】
また、上記実施形態では、試料容器４の位置を固定して、水を後から且つ試料容器４の上面４ａよりも下方位置から注水する方法で説明しているが、予め水を注水した水槽６内に対し、上側から試料容器４を収容したかご３を降下させて、試料容器４の上面４ａ位置が水面よりほんのわずか下側に位置する位置で停止することで、本発明を実現してもよい。
【００５３】
但し、上記実施形態のように、後から水を注水する方が、微粉末の舞い上がりが小さく抑えられて、より作業時間が短くなる。また、水排水口８によって注水高さＨを規制する方が簡便な構成となる。
【００５４】
また、上記実施形態では、かご３を介して試料容器４を水に埋没させる例で説明しているが、電子秤２から支持索１０を通じて直接，試料容器４を吊り下げる構成を採用しても構わない。
【００５５】
【実施例】
上記実施形態における、かご３の深さを試料容器４の高さよりも低く設定した装置（図２参照）及び、上記試料容器４の下に嵩上げ用の台２０を備えた装置（図３参照）を使用して、上記実施形態の方法に基づき、後から水を水槽６に注入し且つ注水高さＨを規制する方法を採用した場合には、１〜２分程度で秤２による質量測定が可能となった。勿論，微粉末の舞い上がりも小さく、微粉末の試料容器４外への拡散も見られなかった。
【００５６】
これに対して、従来のように、かご３全体が十分に水没するまで、予め水を入れた水槽６に試料容器４を後から降下させる方法では、微粉末の試料容器４外への拡散を抑えるために下降速度を極めて遅くせざるを得ず、秤２による質量測定が可能となるまでに５〜１０分程度掛かった。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、試料からの微粉末の舞い上がりを小さく抑え且つ試料容器外への微粉末の拡散を確実に防止しつつ短時間で秤による質量測定が可能となるので、無機水硬性混練物等の微粉末が発生し易い試料に対し、短時間に且つ正確に、水中における見掛け質量の測定を行うことができるという効果がある。
【００５８】
特に、予め水槽内に試料容器を設置し、その試料容器の上面位置よりも下側から水を注入する方式を併用すると、さらに微粉末の舞い上がりが防止できばかりか、水槽に注入する水の注水高さを、試料容器の上面部の位置とほぼ同程度の高さに規制する作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る装置の別の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る装置の別の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
Ｈ    注水高さ
１    架台
２    電子秤
３    かご
３ａ  かご本体
４    試料容器
４ａ  試料容器の上面
５    試料
６    水槽
７    注水装置
７ｃ  注水口
８    水排水口（水量規制手段）
９    水
１０  支持索
２０  台
【図１】
0004018821.tif 000002
【図２】
0004018821.tif 000003
【図３】
0004018821.tif 000004