(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機水硬性物質の試料を内部に有する試料容器を水槽内に配置し、試料容器内の水温、水槽内の水温及び試料容器内の該試料の水中における見掛けの質量を求め、試料容器内の水温と水槽内の水温に対応する試料容器内の水の密度と水槽内の水の密度および試料容器内の水量を考慮して、該試料の質量と水中における見掛けの質量から該試料の密度を求めることを特徴とする、無機水硬性物質の密度測定方法。
【請求項２】
無機水硬性混練物の試料を内部に有する試料容器を水槽内に配置し、試料容器内の水温、水槽内の水温及び試料容器内の該試料の水中における見掛けの質量を求め、試料容器内の水温と水槽内の水温に対応する試料容器内の水の密度と水槽内の水の密度および試料容器内の水量を考慮して、該試料の質量、水中における見掛けの質量、骨材の密度、無機水硬性物質の水に接している状態の密度、及び、無機水硬性混練物の調合の無機水硬性物質量と骨材量の比率から無機水硬性混練物の単位水量を求めることを特徴とする、無機水硬性混練物の単位水量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機水硬性物質の密度の測定方法及び無機水硬性混練物の単位水量の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメントなどの無機水硬性物質の密度を測定する方法として、鉱油などによる方法がある。又、コンクリートなどの無機水硬性混練物の単位水量を測定する方法として、加熱乾燥方法、アルコールと比重計による方法、又は、本出願人が先の出願で提案した無機水硬性混練物の単位水量測定方法（特開平９−４３２３３号公報）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、無機水硬性混練物内の無機水硬性物質の密度を正確に測定する方法にある。
＜ロ＞本発明は、無機水硬性混練物の単位水量を正確に測定する方法にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無機水硬性物質の試料を内部に有する試料容器を水槽内に配置し、試料容器内の水温、水槽内の水温及び試料容器内の該試料の水中における見掛けの質量を求め、試料容器内の水温と水槽内の水温に対応する試料容器内の水の密度と水槽内の水の密度および試料容器内の水量を考慮して、該試料の質量と水中における見掛けの質量から該試料の密度を求めることを特徴とする、無機水硬性物質の密度測定方法、又は、無機水硬性混練物の試料を内部に有する試料容器を水槽内に配置し、試料容器内の水温、水槽内の水温及び試料容器内の該試料の水中における見掛けの質量を求め、試料容器内の水温と水槽内の水温に対応する試料容器内の水の密度と水槽内の水の密度および試料容器内の水量を考慮して、該試料の質量、水中における見掛けの質量、骨材の密度、無機水硬性物質の水に接している状態の密度、及び、無機水硬性混練物の調合の無機水硬性物質量と骨材量の比率から無機水硬性混練物の単位水量を求めることを特徴とする、無機水硬性混練物の単位水量測定方法、にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【０００６】
＜イ＞無機水硬性物質の密度の測定及び無機水硬性混練物の単位水量の測定原理セメントなどの無機水硬性物質の水に接している状態の密度は、大気中で質量及び水中における見掛けの質量を求めて、大気中で求めた質量と水中における見掛けの質量の差から体積を求め、質量を体積で除して求める。
【０００７】
フレッシュコンクリートやモルタルなどの、まだ固まらない無機水硬性混練物の単位水量を求める方法は、その一部を取り出して試料とし、この試料について質量、即ち大気中で測定した質量、及び水中における見掛けの質量、即ち水中で測定した見掛けの質量を求め、更に、これらの質量と無機水硬性混練物の構成材料の密度から単位水量を測定するものである。
【０００８】
水中における測定は、例えば図１のような固体密度測定装置を使用する。この固体密度測定装置１は、架台４に電子天秤２を配置し、電子天秤２で測定物の質量を測定する。測定物として、例えば無機水硬性物質又は無機水硬性混練物の試料８の水中における見掛けの質量を測定する場合、試料８を試料容器７に入れ、容器７自体を水１０で充満するように水槽５に水９を入れ、かご６を介して吊り棒３で吊り下げて行うことができる。
【０００９】
この水中における測定時に従来は、水槽内の水９の温度を測定して、その温度における密度を採用して単位水量を計算していた。しかし、図１の固体密度測定装置の試料容器内の水１０と水槽内の水９の温度に差が生じることを発見した。また、試料容器内の水１０と水槽内の水９の温度差が大きい場合に単位水量の測定値に大きな影響が出ることを発見した。
【００１０】
そこで、本発明は、試料容器内の水１０と水槽内の水９の温度の差がないように測定するか、又は、温度差がある場合には、試料容器内の水１０と水槽内の水９の温度を測定し、それぞれの水の密度を考慮した計算を行うことにより、単位水量測定の精度を高めることを可能にした。
【００１１】
なお、無機水硬性混練物としてコンクリートやモルタルなどがあり、コンクリートは、骨材として細骨材と粗骨材を含み、モルタルは粗骨材を含まないとして定義されており、以下では、主にコンクリートについて説明するが、モルタルなどの他の無機水硬性混練物にも本発明が適用できる。
【００１２】
＜ロ＞無機水硬性物質の密度測定
無機水硬性物質は、セメントや石膏などの物質であり、以下セメントを例に取り説明する。セメントの水に接している状態の密度は、セメントの試料を一定量採取した後、空中で質量を測定し、これに約等量の水を加えて均一に混合した後、真空ポンプなどでセメントペースト中の気泡を脱気し、水中における見掛けの質量を測定して求める。
【００１３】
この際、試料容器内と水槽内の水の温度が同じ場合は、測定温度が変化してもセメント密度の変化は認められないが、試料容器内と水槽内の水の温度が違う場合は、水槽内の温度から求めた水の密度を用いた場合にセメントの密度が図２の表のように変化する。
【００１４】
そこで、試料容器内と水槽内の水温を同じにするために、種々の方法があるが、例えば、セメントの水和発熱を打ち消すように、試料容器内の水温を水槽内の水温より低くして、測定時に両者の水温が一致するように調整する。
【００１５】
しかし、同じ水温にできない場合は、試料容器内と水槽内の水の温度を測定し、それぞれの水の密度を考慮した計算方法を行って、正確な密度を求めることができる。この計算方法は、以下のようにして行う。
【００１６】
セメント試料の水中における見掛けの質量測定値ＣWと空中で測定した質量測定値ＣAには、次の式１の関係を有している。ここで、ＣWはセメント試料の水中における見掛けの質量（ｇ）、ＣAはセメント試料の質量（ｇ）、ρW1は水槽内の水の密度（ｇ／ｃｍ3）、ρCはセメントの水中における密度（ｇ／ｃｍ3）を示している。
【００１７】
【式１】
0003941896.tif 000002
【００１８】
この式１には、試料容器内の水は含まれていないので、試料容器内の水を考慮した式にすると次の式２になる。ここで、Ｗ2は試料容器内の水量（ｇ）、ρW2は試料容器内の水の密度（ｇ／ｃｍ3）を示している。
【００１９】
【式２】
0003941896.tif 000003
【００２０】
この式２を展開してセメントの水中における密度を以下の式３で算出する。
【００２１】
【式３】
0003941896.tif 000004
【００２２】
＜ハ＞コンクリートの水中における見掛けの質量測定
コンクリート試料の単位水量測定において、コンクリートの水中のにおける見掛けの質量を測定する場合も、セメントの密度測定と同様に、試料容器内と水槽内の水の温度を同じくする必要がある。また、同じ温度にできない場合は、試料容器内と水槽内の水の温度を測定し、それぞれの水の密度を考慮した計算方法を行う必要がある。
【００２３】
＜ニ＞コンクリートの単位水量測定（１）
質量、水中における見掛けの質量測定後のコンクリート試料から、水洗した粗骨材を分離し、その水中における見掛けの質量を測定して、次の式４からコンクリート試料中の粗骨材量を求める。ここで、ＧSはコンクリート試料中の粗骨材の質量測定値（ｇ）、ＧWはコンクリート試料中の粗骨材の水中における見掛けの質量測定値（ｇ）、ρW1は水槽内の水の密度（ｇ／ｃｍ3）、ρGは粗骨材の密度（ｇ／ｃｍ3）を示している。
【００２４】
【式４】
0003941896.tif 000005
【００２５】
コンクリート調合のモルタル部に対するセメント量と細骨材量の比率から以下の式５〜式６を用いてンクリート試料中のセメント量と細骨材量を算出する。ここで、ＣSはコンクリート試料中のセメント量推定値（ｇ）、ＳSはコンクリート試料中の細骨材量推定値（ｇ）、ＣONSはコンクリート試料の質量測定値（ｇ）、ＷCはコンクリート調合の単位水量（ｋｇ／ｃｍ3）、ＣCはコンクリート調合の単位セメント量（ｋｇ／ｃｍ3）、ＳCコンクリート調合の単位細骨材量（ｋｇ／ｃｍ3）を示している。
【００２６】
【式５】
0003941896.tif 000006
【００２７】
【式６】
0003941896.tif 000007
【００２８】
求めた試料中の各材料量と各材料の密度、コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量の測定値から、試料中の水量を求める。ここで、コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量とは次の式７の関係を有している。ここで、ＣONWはコンクリート試料の水中における見掛けの質量測定値（ｇ）、ＣONSはコンクリート試料の質量測定値（ｇ）、ＶGはコンクリート試料中の粗骨材の体積（ｃｍ3）、ＶSはコンクリート試料中の細骨材の体積（ｃｍ3）、ＶCはコンクリート試料中のセメントの体積（ｃｍ3）、ＶWはコンクリート試料中の水の体積（ｃｍ3）を示している。
【００２９】
【式７】
0003941896.tif 000008
【００３０】
コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量には試料容器内の水量は含まれないので、試料容器内の水を考慮すると次の式８のようになる。ここで、Ｗ2は試料容器内の水量（ｇ）、ＶW2は試料容器内の水の体積（ｃｍ3）を示している。
【００３１】
【式８】
0003941896.tif 000009
【００３２】
各材料の密度を用いると次の式９ようになる。ここで、Ｗ2は試料容器内の水量（ｇ）、ＧSはコンクリート試料中の粗骨材の質量推定値（ｇ）、ＳSはコンクリート試料中の細骨材推定値（ｇ）、ＣSはコンクリート試料中のセメント量推定値（ｇ）、ＷSはコンクリート試料中の水量（ｇ）、ρSは細骨材の密度（ｇ／ｃｍ3）、ρCは前記セメント密度測定の項で求めたセメントの水中における密度（ｇ／ｃｍ3）、ρW2は試料容器内の水の密度（ｇ／ｃｍ3）を示している。
【００３３】
【式９】
0003941896.tif 000010
【００３４】
これを展開して、試料中の水量を求める式にする。
【００３５】
【式１０】
0003941896.tif 000011
【００３６】
求めた試料中の水量を用いて、次の式１１からコンクリート単位水量を求めることができる。
【００３７】
【式１１】
0003941896.tif 000012
【００３８】
＜ホ＞コンクリートの単位水量測定（２）
前記コンクリートの単位水量測定（１）では、単位水量推定値がコンクリート調合の単位水量と大きく違う場合は、誤差が大きくなるのため、次に示す方法で計算することにより、更に精度を向上できる。
【００３９】
質量、水中における見掛けの質量測定後のコンクリート試料から、水洗した粗骨材を分離し、その水中における見掛けの質量を測定して、次の式１２からコンクリート試料中の粗骨材量を求める。
【００４０】
【式１２】
0003941896.tif 000013
【００４１】
コンクリート調合のモルタル部に対するセメント量の比率から以下の式１３を用いてンクリート試料中のセメント量を算出する。
【００４２】
【式１３】
0003941896.tif 000014
【００４３】
求めた試料中の各材料量と各材料の密度、コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量の測定値から、試料中の水量を求める。ここで、コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量とは次の式１４の関係を有している。
【００４４】
【式１４】
0003941896.tif 000015
【００４５】
コンクリート試料の質量と水中における見掛けの質量には試料容器内の水量は含まれないので、試料容器内の水を考慮すると次の式１５のようになる。
【００４６】
【式１５】
0003941896.tif 000016
【００４７】
各材料の密度を用いると次の式１６ようになる。
【００４８】
【式１６】
0003941896.tif 000017
【００４９】
細骨材量は、ＳS＝ＣONS−ＧS−ＣS−ＷSで表せるので、これを前式１６に代入すると、次の式１７のようになる。
【００５０】
【式１７】
0003941896.tif 000018
【００５１】
これを展開して、試料中の水量を求める次の式１８にする。
【００５２】
【式１８】
0003941896.tif 000019
【００５３】
求めた試料中の水量を用いて、次の式１９からコンクリートの単位水量を求める。
【００５４】
【式１９】
0003941896.tif 000020
【００５５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示す。
【００５６】
＜イ＞コンクリートの調合
図３の表に示す２種類のコンクリート調合（Ａ、Ｂ）について、（１）水槽内と試料容器内の水の温度を同じにした場合、（２）水槽内より試料容器内の水の温度を高くした場合、及び（３）水槽内より試料容器内の水の温度を低くした場合について、各々の単位水量の測定を実施した。
【００５７】
なお、セメントは普通ポルトランドセメントで、水中密度ρCは３．２０４（ｇ／ｃｍ3）、細骨材は砕砂と陸砂の混合であり、その密度ρSは２．６３５（ｇ／ｃｍ3）、粗骨材は硬砂岩砕石であり、その密度ρGは２．６４８（ｇ／ｃｍ3）、混和剤は高性能ＡＥ減水剤を使用した。
【００５８】
＜ロ＞コンクリートの調合Ａの温度差の補正を行わない場合の測定結果
調合Ａのコンクリートについて、水槽内と試料容器内の水の温度差の補正を行わない場合の結果を図４の表に示す。
【００５９】
＜ハ＞コンクリートの調合Ａの温度差の補正を行った場合の測定結果
調合Ａのコンクリートについて、水槽内と試料容器内の水の温度差の補正を行った場合の結果を図５の表に示す。この温度差補正は、単位水量測定２で行った。
【００６０】
＜ニ＞コンクリートの調合Ｂの温度差の補正を行わない場合の測定結果
調合Ｂのコンクリートについて、水槽内と試料容器内の水の温度差の補正を行わない場合の結果を図６の表に示す。
【００６１】
＜ホ＞コンクリートの調合Ｂの温度差の補正を行った場合の測定結果
調合Ｂのコンクリートについて、水槽内と試料容器内の水の温度差の補正を行った場合の結果を図７の表に示す。
【００６２】
＜ヘ＞検討
以上の結果、補正を行わないと、水槽内より試料容器内の水の温度を高くした場合は、調合より単位水量が高くなり、水槽内より試料容器内の水の温度を低くした場合は調合より単位水量が低くなるが、本発明により測定した結果は、調合した単位水量とほぼ一致している。
【００６３】
なお、実施例としてコンクリートを扱ってあるが、モルタルの場合でも、粗骨材を除いて計算すれば、コンクリートとほぼ同様にしてモルタルの単位水量を求めることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞水槽と試料容器内の水の温度を同じにするか、又はその温度に差がある場合、それぞれの水の密度を考慮することにより、無機水硬性物質の密度を正確に求めることができる。
＜ロ＞水槽と試料容器内の水の温度を同じにするか、又はその温度に差がある場合、それぞれの水の密度を考慮することにより、無機水硬性混練物の単位水量を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体密度測定装置の概略図
【図２】普通ポルトランドセメントの密度を示す表の図
【図３】コンクリート調合を示す表の図
【図４】調合Ａの補正を行わない場合の測定結果を示す表の図
【図５】調合Ａの補正を行った場合の測定結果を示す表の図
【図６】調合Ｂの補正を行わない場合の測定結果を示す表の図
【図７】調合Ｂの補正を行った場合の測定結果を示す表の図
【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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【図６】
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【図７】
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