(57)【要約】      （修正有）【課題】橋梁の桁下面、トンネルの内壁面など、斜め、若しくは水平下面に対しても吸水試験を実施することができる吸水試験装置を提供する。【解決手段】吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバと、コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口とを備える吸水カップ２０と、吸水チャンバ内の水の水量を連続的に検出するための検出器９０と、検出器９０の検出結果が入力され、且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し、または記録する測定装置とを含んで成り、吸水カップ２０が円筒状の周壁部２５と、周壁部２５の外側開口を閉塞する円盤部２６とから構成され、周壁部２５と円板部２６とによって吸水チャンバが画成される。【選択図】図１
2016003909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物のコンクリート表面の吸水試験装置であって、
吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバと、前記コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口とを備える吸水カップと、
前記吸水チャンバ内の水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微少時間感覚で断続的に検出するための検出器と、
前記検出器の検出結果が入力され、且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し、または記録する測定装置と、を含んで成り、
前記吸水カップが円筒状の周壁部と、該周壁部の外側開口を閉塞する円盤部とから構成され、該周壁部と該円板部とによって前記吸水チャンバが画成され、
前記周壁部に、前記吸水チャンバに水を注入するための注入口と、前記吸水チャンバから水を排出するための排出口とが設けられ、
前記吸水チャンバ内にチューブが配設され、該チューブの一端開口が前記排出口に接続され、他端開口が、前記吸水カップを前記コンクリート表面に密接させたときの前記吸水チャンバ内における鉛直方向最上部に配置されることを特徴とする吸水試験装置。
【請求項２】
前記注入口と前記排出口が相対する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の吸水試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物のコンクリート表面の吸水試験装置に関し、特に、コンクリート面が傾斜面や水平下面であっても適用可能な吸水試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、トンネル、ダム、建築物等のコンクリート構造物の劣化が社会的な問題となっている。新設構造物、或いは既設構造物のコンクリートの品質を把握することができれば、今後の劣化のリスクを判断し、補修の可否の診断等に役立てることができる。
【０００３】
従来、コンクリートに穴をあけてサンプルを採取し分析する手法は数多くあるが、供用中の構造物に一切傷をつけない非破壊試験方法は少ないため、コンクリートの表層品質を非破壊で評価する非破壊試験方法の必要性が高まっている。
【０００４】
そこで、本願発明者は、コンクリートの各種劣化とコンクリート表層部分への水の浸入との関係が深いことに着目し、コンクリートの吸水量を非破壊で測定する、コンクリート表面の吸水試験方法及び吸水試験装置を開発した（特許文献１参照。）。特許文献１に開示した吸水試験方法は、吸水カップの吸水開口の縁部をコンクリート構造物のコンクリート表面に密接させ、吸水試験用の水を前記吸水カップ内の吸水チャンバに注入し、前記吸水チャンバから前記コンクリート構造物に吸水される水量を原位置測定するコンクリート表面の吸水試験方法であって、前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、微小時間間隔で継続的に検出して、注水完了後の経過時間及び吸水速度を測定し、所定の経過時間において測定された前記吸水速度に基づいて、コンクリートの表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の同定又は比較を行うことを特徴とする。当該吸水試験方法によれば、注水完了後にコンクリート表面が吸水する吸水量が実質的に連続的に検出され、注水完了後の経過時間と関連した吸水量の変化、即ち、吸水速度が測定される。特定の経過時間の吸水速度を基準として、コンクリート表層部分の緻密性と関連する原因因子（又は原因指標）、或いは、評価因子（又は評価指標）を同定し又は比較することが可能である。例えば、経過時間１０分における吸水速度と、コンクリート施工時の水セメント比と、コンクリート施工時の養生期間（型枠存置期間）との間に相関関係があることが、本発明者の最近の研究により判明した。水セメント比及び養生期間はそれぞれ、コンクリート表層部分の緻密性と密接に関連する原因因子又は評価因子の一種である。即ち、コンクリート表層部分の緻密性と関連する原因因子又は評価因子の情報が、吸水速度の測定によって得られ、これにより、コンクリート表層部分の品質を客観的に評価することが可能である。
【０００５】
また、特許文献１に開示した吸水試験装置は、原位置吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバを備えた吸水カップを有し、該吸水カップは、コンクリート構造物のコンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口を備えており、前記コンクリート表面が前記吸水開口を介して前記吸水チャンバ内の水に接触して吸水するコンクリート表面の吸水試験装置であって、前記吸水チャンバに保持された水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微小時間間隔で継続的に検出するための検出部を備えた検出器と、該検出器の検出結果が入力され且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し又は記録する測定装置と、を有することを特徴とする。当該吸水試験装置によれば、注水完了後にコンクリート表面が吸水する吸水量が実質的に連続的に検出され、注水完了後の経過時間と関連した吸水速度を計測することができる。このような吸水試験装置によれば、上記構成の吸水試験方法を容易に実施することができる。
【０００６】
そして、これら特許文献１に開示したコンクリート表面の吸水試験方法及び吸水試験装置によると、新設、並びに既設のコンクリート構造物の品質の定量把握だけでなく、断面補修部位の品質確認や表面含浸材による表面保護法の施工管理等にも活用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３３７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示したコンクリート表面の吸水試験方法及び吸水試験装置は、適用できるコンクリート面が、鉛直面または水平上面のみであった。コンクリート構造物における上部構造の桁下面・傾斜面、床版の下面、トンネル覆工コンクリートの傾斜面やクラウン部など、鉛直面や水平上面以外の角度のついたコンクリート面での吸水試験のニーズが高まっている。しかしながら、これらの部位では、上記吸水試験装置の構造上、吸水チャンバに空気だまりを作らずに水を短時間（１０秒以内）に注水することや、水頭をかけることが困難であった。
【０００９】
特に、上記吸水試験方法及び吸水試験装置は、注水時間を大幅に短縮することによって注水開始後のコンクリート表面の吸水特性を精度よく把握することを可能としている。しかしながら、上記吸水試験装置に係る吸水カップを鉛直面や水平上面以外の角度のついたコンクリート面に設置して注水した場合、短時間の注水では吸水チャンバに気泡が残留してしまうため、注水による水の勢いで気泡を除去するために時間が掛かりすぎると精度のよい測定が不可能になり、最終的に気泡の除去ができなければ、測定そのものが不可能になる。
【００１０】
そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、橋梁の桁下面、トンネルの内壁面など、斜め、若しくは水平下面に対しても吸水試験を実施することができる吸水試験装置を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
即ち、本発明は、コンクリート構造物のコンクリート表面の吸水試験装置であって、吸水試験用の水を充満可能な吸水チャンバと、前記コンクリート表面に密接可能な縁部に囲まれた吸水開口とを備える吸水カップと、前記吸水チャンバ内の水の水量を連続的に検出し、或いは、前記水量を微少時間感覚で断続的に検出するための検出器と、前記検出器の検出結果が入力され、且つ注水完了後の経過時間及び吸水量を表示し、または記録する測定装置と、を含んで成り、前記吸水カップが円筒状の周壁部と、該周壁部の外側開口を閉塞する円盤部とから構成され、該周壁部と該円板部とによって前記吸水チャンバが画成され、前記周壁部に、前記吸水チャンバに水を注入するための注入口と、前記吸水チャンバから水を排出するための排出口とが設けられ、前記吸水チャンバ内にチューブが配設され、該チューブの一端開口が前記排出口に接続され、他端開口が、前記吸水カップを前記コンクリート表面に密接させたときの前記吸水チャンバ内における鉛直方向最上部に配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の吸水試験装置において、前記注入口と前記排出口が相対する位置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の吸水試験装置によると、橋梁の桁下面、トンネルの内壁面など、斜め、若しくは水平下面に対しても吸水試験を実施することができる。特に、吸水チャンバ内にチューブを配設し、当該チューブの他端開口を、吸水チャンバ内における鉛直方向最上部に配置することによって、鉛直面や水平上面以外の角度のついたコンクリート面に吸水カップを設置した場合であっても、注水時に吸水チャンバ内に空気だまりができるのを防止することができ、短時間での注水が可能となる。従って、単位時間あたりの吸水が大きい初期に測定を行うことができ、精度のよい測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸水試験装置を傾斜面に設置した状態の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す吸水試験装置の断面を概略的に示し、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１に示す吸水試験装置に注水する様子を示す概略断面図であり、（ａ）は注水開始前の状態、（ｂ）は注水中の状態を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る吸水試験装置を水平下面に設置した状態を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す吸水試験装置に注水する様子を示す概略断面図であり、（ａ）は注水開始前の状態、（ｂ）は注水中の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る吸水試験装置１を傾斜面に設置した状態の全体構成を示しており、図２は、図１に示す吸水試験装置１の概略断面図である。本実施形態に係る吸水試験装置１は、コンクリート構造物Ｓの傾斜面Ｉの吸水を可能にする吸水試験具２と、吸水試験具２を傾斜面Ｉに固定するための固定具３と、水を吸水試験具２内に注水するための注水器具６と、シリンダー部８と、水面ＷＬのレベルを自動計測・自動記録する水位計測装置９とから構成される。
【００１６】
まず、図１及び図２に示すように、吸水試験具２は、コンクリート構造物Ｓの傾斜面Ｉに固定される吸水カップ２０と、吸水カップ２０の一方（図１では上方）から延びる注水管２１と、吸水カップ２０の他方（図１では下方）から延びる排水管２２と、傾斜面Ｉに接する吸水カップ２０の吸水開口の縁部に一体的に取付けられた弾性変形可能な環状シール材２３とから構成されている。吸水カップ２０は、固定具３の固定螺子３０によって傾斜面Ｉに押圧され、環状シール材２３は、固定螺子３０の締付け圧力下に傾斜面Ｉに水密状態に密着する。
【００１７】
図２には、吸水カップ２０内に水を満たした状態が示されている。図２に示すように、吸水カップ２０は、円筒状の周壁部２５と、周壁部２５の外側開口を閉塞する円板部２６とから構成されており、周壁部２５及び円板部２６によって吸水カップ２０内に吸水チャンバＢが画成されている。円板部２６の中心部には、固定螺子３０の先端部を受入れ可能な窪み２７が形成される。環状シール材２３は周壁部開口端２５ａと傾斜面Ｉとの間に挟持され、吸水カップ２０内の水が漏出するのを防止する。なお、本実施形態において、周壁部２５の内径Ｄ１は８０ｍｍであり、吸水チャンバＢ内の水Ｗに接触する傾斜面Ｉの面積は５０２４ｍｍ２である。
【００１８】
シリンダー部８内には管路１１を備え、この管路１１と、吸水カップ２０の周壁部２５に設けられた排出口２５ｂに接続された排水管２２とがフレキシブルチューブ７によって接続され、吸水カップ２０内の領域（吸水チャンバＢ）と連通している。シリンダー部８は内径Ｄ２＝８ｍｍの管体からなり、管路１１は、吸着部４０に取り付けられたアーム４８の先端から鉛直上方に延びる。吸水カップ２０内の水は管路１１に初期水位ＨＬまで満たされ、吸水カップ２０内の水は管路１１内の水と連続する。目視計測用の目盛り（図示せず）が水面ＷＬの位置の指標として管壁１２に付されており、水面ＷＬの位置は、外部から視覚的に測定することができる。所望により、測定感度を調整又は変更すべく、内径Ｄ２を拡大又は縮小した管体（例えば、Ｄ２＝４ｍｍの管体）をシリンダー部８として使用しても良い。なお、傾斜面Ｉにシリンダー部８を設置するための吸着部４０の構成については後述する。
【００１９】
初期水位ＨＬと、吸水カップ２０の水平中心線Ｘとの間の鉛直距離Ｌは、３００ｍｍに設定される。つまり、傾斜面Ｉに作用する初期の平均水頭は、３００ｍｍに設定される。この水頭により、降雨時に水平上面に作用する水圧よりも僅かに大きい水圧が傾斜面Ｉに実質的に均一に作用する。傾斜面Ｉのコンクリートの吸水作用により、水面ＷＬは徐々に降下する。
【００２０】
本実施形態に係る吸水カップ２０において、周壁部２５に設けられた排出口２５ｂに相対する位置には、注水管２１の管路に連通する注入口２５ｃが設けられる。管路２１は、管路１１と同一又は同等の内径、例えば、８ｍｍの内径を有する。注水管２１は、手動操作可能な開閉弁２４を備える。開閉弁２４は、常時は、注水管２１の管路を閉鎖している。
【００２１】
そして、図２に示すように、吸水チャンバＢ内にチューブ７０が配設されている。チューブ７０の一端開口７０ａは排出口２５ｂに接続され、他端開口７０ｂは、吸水カップ２０を傾斜面Iに密接させたときの吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置されている。
【００２２】
環状シール材２３は、周壁部開口端２５ａの環状帯の幅と実質的に同一の幅、例えば、１０ｍｍの幅を有する方形断面の独立気泡ゴムスポンジ（硬度の規格値：アスカーC型硬度計にて２５±５度）からなる。環状シール材２３の厚さ（初期厚さ）は、５ｍｍに設定される。図２に示すように、固定螺子３０の先端部が窪み２７の内面に当接する。吸水カップ２０は、固定螺子３０の締付けにより、環状シール材２３を傾斜面Ｉに押圧し、環状シール材２３を弾力的に圧縮変形させる。傾斜面Ｉのコンクリート表面には、微細な凹凸又は不陸が存在するが、環状シール材２３は、弾力的に変形してコンクリート表面に密着する。なお、環状シール材２３を構成するゴムスポンジは、独立気泡型多孔質体であるので、素材全体としては殆ど吸水性を有しない。しかしながら、ゴムスポンジの露出面又は切断面は多孔質であるので、環状シール材２３を予め吸水させた後に用いることが望ましい。また、既設構造物の状態によっては、経年劣化により表面のペーストやモルタルが失われ、細骨材や粗骨材等が傾斜面Ｉに露出した状態になることがあるが、このような場合においても、環状シール材２３は、素材の変形により傾斜面Ｉに密着し、従って、吸水チャンバＢの水が吸水カップ２０の外側に漏出するのを阻止することができる。
【００２３】
図１には、固定具３を含む吸水試験装置１の全体構成が示されている。固定具３は、固定螺子３０によって吸水カップ２０を傾斜面Ｉに押圧する。固定螺子３０として、手動締付け可能な蝶螺子や手動締付け可能なヘッド付きボルトなどを使用し得る。固定具３は、横架材３１と、横架材３１の両端部に一体的に取付けられた左右一対の吸着部４０とを有する。横架材３１は、角形断面（方形断面）の中空金属管からなり、固定螺子３０が貫通し且つ螺合する螺子穴３２を備える。吸着部４０は、直径約１２０ｍｍの円形板４１と、円形板４１の中心部に垂直に固定された円柱部４２と、内径Ｄ３＝１００ｍｍの環状シール材４３とから構成される。
【００２４】
円形板４１及び円柱部４２は、透明又は半透明の樹脂一体成形品からなり、円柱部４２の外端部は、手動解放可能なボルト等の係止具４９によって横架材３１の端部に固定される。係止具４９として、手動締付け可能な蝶螺子や手動締付け可能なヘッド付きボルトなどを使用し得る。環状シール材４３は、環状シール材２３と同じ独立気泡ゴムスポンジからなり、環状シール材２３と同じ断面、例えば、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの方形断面を有する。環状シール材４３は傾斜面Ｉに気密状態に密着し、吸引チャンバＥが円形板４１及び環状シール材４３によって画成される。なお、傾斜面Ｉにシリンダー部８を設置するための吸着部４０の構成も、当該固定具３に係る吸着部と同様の構成を備える。
【００２５】
図１に示すように、固定具３に係る左右の吸着部４０及びシリンダー部８を設置するための吸着部４０の各円形板４１には、減圧装置接続手段を構成する吸引ポート４４が配設され、各吸引ポート４４には、フレキシブルチューブ４５が接続される。フレキシブルチューブ４５は、弾力的に変形可能な樹脂管からなる。各吸着部４０の吸引ポート４４から延びるフレキシブルチューブ４５は、継手４６を介してフレキシブルチューブ４７に接続される。フレキシブルチューブ４７は、手動操作式開閉弁４７ａを備える。フレキシブルチューブ４７は、減圧装置５０に接続される。減圧装置５０は、真空ポンプ５１、バッファタンク５２及びヘッダー（分岐管）５３を有する。真空ポンプ５１は、容量１７リットル／分の小型ドライポンプからなり、作動時容量は１００Ｖ、１Ａ程度である。このような真空ポンプ５１は、小型発電機、車載用インバーター等によって給電可能である。変形例として、同容量の直流電源式真空ポンプを真空ポンプ５１として用いることにより、直流バッテリーにより真空ポンプ５１を作動することも可能である。 
【００２６】
真空ポンプ５１は、緩衝手段として機能するバッファタンク５２を介してヘッダー５３に直列に接続され、フレキシブルチューブ４７は、ヘッダー５３の接続ポートに選択的に接続される。真空ポンプ５１は、手動開閉弁４７ａの開放時に吸引チャンバＥの空気を吸引し、吸引チャンバＥを減圧する。各吸着部４０は、吸引チャンバＥの減圧によって傾斜面Ｉに付勢され、環状シール材４３は吸引圧力下に傾斜面Ｉに密着する。かくして、左右の吸着部４０及びシリンダー部８に係る吸着部４０は、吸引チャンバＥの負圧（陰圧）により傾斜面Ｉに固定され、横架材３１は、左右の円柱部４２の間に懸架される。
【００２７】
図１において、バッファタンク５２は、容量約１リットル程度の圧力タンクからなる。バッファタンク５２は、測定中に生じ得る真空ポンプ５１の圧力変動が吸引チャンバＥに作用する結果として水面ＷＬの見掛け上の位置が変動するのを防止する。ヘッダー５３は、減圧装置５０を複数の吸水試験装置１に接続し、同時に複数の吸水試験装置１を使用可能にする分岐手段である。本実施形態においては、真空ポンプ５１は、傾斜面Ｉに対する吸着部４０の固定のためにのみ使用される。吸引チャンバＥの負圧は、吸水試験中に実質的に一定であれば良い。なお、吸着部４０に作用する負圧の影響が吸水カップ２０に影響するのを防止すべく、吸着部４０及び吸水カップ２０は、少なくとも５０ｍｍの距離Ｊを隔てる（本実施形態ではＪ＝約６０ｍｍ）。
【００２８】
吸水試験装置１の水位計測装置９は、図１に示す如く、水圧センサ９０及び自動記録装置９１を有する。水圧センサ９０は、制御信号線９２によって自動記録装置９１に接続される。水圧センサ９０の検知部９０ａは、吸水チャンバＢの周壁部２５を貫通して吸水カップ２０内の水に接触する。水圧センサ９０として、圧力変化２０ｋＰａ（水頭で２ｍ（２０００ｍｍ））あたり電圧４Ｖを出力する高精度水圧センサを好適に使用し得る。このような高精度水圧センサを用いた場合、１ｍｍの水頭変化を０．０００５Ｖ（０．５ｍＶ）として検出することができる。自動記録装置９１として、検出精度が０．０５ｍＶ（従って、水位変化０．１ｍｍの分解能）のデータロガーを使用し得る。このような吸水試験装置１によれば、多数の吸水試験具２を用いた吸水試験、或いは、複数の吸水試験装置１を同時に用いた吸水試験を実施し得るばかりでなく、各吸水試験具２における水面ＷＬの変化を連続的に計測し且つ記録し、或いは、微小な単位時間の間隔で計測し且つ記録することができる。
【００２９】
本発明者の実験によれば、水圧センサ９０によって０．１ｍｍ単位で測定することができ、測定値のぶれは殆どないことが判明した。なお、現場で簡易に測定できるように、ハンディタイプのバッテリー式データロガーを用いても良い。また、水位変化、吸水量変化等を自動的にグラフ化し、或いは、吸水速度等を自動記録・自動表示するプログラムコントローラ、ＰＣ等を併用することも可能である。
【００３０】
次に、本実施形態に係る吸水試験装置１を使用した傾斜面Ｉでの吸水試験方法について説明する。
【００３１】
先ず、固定具３及びシリンダー部８に係る吸着部４０が図１に示すようにコンクリート構造物Ｓの傾斜面Ｉ上に位置決めされる。コンクリート構造物は、例えば、トンネル内周面などであり、傾斜面Ｉはその壁面である。次いで、減圧装置５０の真空ポンプ５１が作動され、吸着部４０の吸引チャンバＥが減圧し、吸着部４０は、吸着力により傾斜面Ｉ上に固定される。吸水試験具２は、図２に示すように、窪み２７が固定螺子３０の先端部に整合又は整列するように傾斜面Ｉ上に位置決めされる。なお、吸水チャンバＢは、未だ水を注水していない状態である。
【００３２】
図２に示す如く、固定螺子３０が横架材３１に対して締付けられ、固定螺子３０の先端部が吸水カップ２０を傾斜面Ｉに対して全体的に押圧する。環状シール材２３は、固定螺子３０の押圧力により弾力的に圧縮変形し、傾斜面Ｉのコンクリート表面に密着する。
【００３３】
次に、吸水試験用の水が吸水試験具２に注水される。コンクリート面の目詰まり等を防止すべく、試験に使用される水として水道水が使用される。試験時の水温が外気温やコンクリート表面温度と著しく相違する場合には、試験中に水温が変化して体積変化を起こす可能性があるので、水温を試験前に外気温に調整しておくことが望ましい。
【００３４】
図３には、注水作業の過程が概略的に示されている。注水作業においては、開閉弁６４が閉じた状態で所定量の水Ｗ（水道水）が容器６０内に収容されるとともに、フレキシブルチューブ７の先端部が注水管２１に接続される（図３（ａ））。容器６０内の水は、開閉弁６４及び開閉弁２４の開放により、図３（ｂ）に示すように、重力下に吸水カップ２０内に注水される。容器６０内の水Ｗは、吸水カップ２０の下部から徐々に増量する。吸水カップ２０内の空気及び気泡は、チューブ７０の他端開口７０ｂから円滑にチューブ７０を介して排出管２２へと流出し、フレキシブルチューブ７を介して管路１１の頂部開口から外気に放出される。このため、水Ｗの水面ＷＬは、速やかに上昇する。図２に示すように、水Ｗの水面ＷＬが管路１１の最頂部まで上昇した時点で開閉弁２４が閉鎖される。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る吸水試験装置１によると、傾斜面Ｉに対しても吸水試験を実施することができる。特に、吸水チャンバＢ内にチューブ７０を配設することによって、傾斜面Ｉに吸水カップ２０を設置した場合であっても、注水時に吸水チャンバＢ内に空気だまりができるのを防止することができ、短時間での注水が可能となる。更に、チューブ７０の他端開口７０ｂを、吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置することによって、注水時に吸水チャンバＢ内に空気だまりができるのを防止する効果が更に高まり、より短時間での注水が可能となる。なお、本実施形態では、１０秒以内での注水が可能であった。従って、単位時間あたりの吸水が大きい初期に測定を行うことができ、精度のよい測定が可能となる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態に係る吸水試験装置１を水平下面Ｕ、例えばトンネルのクラウン部に設置する態様について説明する。なお、既に説明した構成については説明を省略する。
【００３７】
図４には、吸水カップ２０内に水を満たした状態が示されている。吸水カップ２０は、固定具３に係る固定螺子３０によって、水平下面Ｕに押圧されている。
【００３８】
シリンダー部８に係る管路１１は、吸着部４０に取り付けられたアーム４８の先端から鉛直上方に延び、トンネルのクラウン部に形成されている検測孔８０内に配設される。吸水カップ２０内の水は管路１１に初期水位ＨＬまで満たされ、吸水カップ２０内の水は管路１１内の水と連続する。初期水位ＨＬと、水平下面Ｕの表面との間の鉛直距離Ｌは、３００ｍｍに設定され、従って、水平下面Ｕに作用する初期の平均水頭は、３００ｍｍに設定される。
【００３９】
そして、図４に示すように、吸水チャンバＢ内にチューブ７０が配設されている。チューブ７０の一端開口７０ａは排出口２５ｂに接続され、他端開口７０ｂが、注入口２５ｃを避けつつ、吸水カップ２０を水平下面Ｕに密接させたときの吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置されている。
【００４０】
次に、本実施形態に係る吸水試験装置１を使用した水平下面Ｕでの吸水試験方法について説明する。
【００４１】
先ず、固定具３及びシリンダー部８に係る吸着部４０が図４に示すようにコンクリート構造物Ｓの水平下面Ｕ上に位置決めされる。コンクリート構造物Ｓは、例えば、トンネルなどであり、水平下面Ｕはそのクラウン部である。次いで、減圧装置５０の真空ポンプ５１が作動され、吸着部４０の吸引チャンバＥが減圧し、吸着部４０は、吸着力により水平下面Ｕ上に固定される。吸水試験具２は、図５（ａ）に示すように、窪み２７が固定螺子３０の先端部に整合又は整列するように水平下面Ｕ上に位置決めされる。なお、吸水チャンバＢは、未だ水を注水していない状態である。 
【００４２】
図５（ａ）に示すように、固定螺子３０が横架材３１に対して締付けられ、固定螺子３０の先端部が吸水カップ２０を水平下面Ｕに対して全体的に押圧する。環状シール材２３は、固定螺子３０の押圧力により弾力的に圧縮変形し、水平下面Ｕのコンクリート表面に密着する。
【００４３】
次に、図５（ｂ）に示すように、吸水試験用の水が吸水試験具２に注水される。このとき、水平下面Ｕより上部に注水器具６を設置する空間が存在しない、或いは十分に確保することができないため、注水器具６と吸水カップ２０との高低差を利用した注水を行うことが困難となる。そこで、注水器具６に代えて、加圧ポンプを含む注水装置６ａによって圧力をかけて注水する。
【００４４】
図５には、注水作業の過程が概略的に示されている。注水作業においては、開閉弁６４が閉じた状態で所定量の水Ｗ（水道水）が吸水装置６ａ内に収容されるとともに、フレキシブルチューブ７の先端部が注水管２１に接続される。吸水装置６ａ内の水は、開閉弁６４及び開閉弁２４を開放すると共に加圧ポンプによって圧送することにより、吸水カップ２０内に注水される。図５（ｂ）に示すように、吸水装置６ａ内の水Ｗは、吸水カップ２０の排出口２５ｂ側から徐々に増量する。吸水カップ２０内の空気及び気泡は、チューブ７０の他端開口７０ｂから円滑にチューブ７０を介して排出管２２へと流出し、フレキシブルチューブ７を介して管路１１の頂部開口から外気に放出される。このため、水Ｗの水面ＷＬは、速やかに上昇する。水Ｗの水面ＷＬが管路１１の最頂部まで上昇した時点で開閉弁２４が閉鎖される。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る吸水試験装置１によると、水平下面Ｕに対しても吸水試験を実施することができる。特に、吸水チャンバＢ内にチューブ７０を配設することによって、水平下面Ｕに吸水カップ２０を設置した場合であっても、注水時に吸水チャンバＢ内に空気だまりができるのを防止することができ、短時間での注水が可能となる。更に、チューブ７０の他端開口７０ｂを、吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置することによって、注水時に吸水チャンバＢ内に空気だまりができるのを防止する効果が更に高まり、より短時間での注水が可能となる。なお、本実施形態では、１０秒以内での注水が可能であった。従って、単位時間あたりの吸水が大きい初期に測定を行うことができ、精度のよい測定が可能となる。
【００４６】
以上、本発明の吸水試験装置の実施形態について詳述したが、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、吸水試験装置１に係る吸水チャンバＢ内に配設されるチューブ７０の他端開口７０ｂが、吸水カップ２０を傾斜面Iや水平下面Ｕに密接させたときの吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置されていれば、注入口２５ｃ及び排出口２５ｂの位置は特に限定されない。つまり、各図に示すように、注入口２５ｃ及び排出口２５ｂを相対する位置に必ずしも設けなくてもよい。
【００４７】
なお、注入口２５ｃ及び排出口２５ｂを相対する位置に設けることによって、図３及び図５に示すように、注入口２５ｃから初速をもって注入された水が、一度他端開口７０ｂから一番離れた位置（鉛直方向下部）付近に到達し、その位置を起点に鉛直方向下部から上方へと水が充填されていくため、空気を効率的に排出できる。但し、他端開口７０ｂの位置は、注入口２５ｃの軸線上に位置しないことが必要であり、図２から図５に示すように、注入口２５ｃを避けて他端開口７０ｂが配置されなければならない。
【００４８】
また、本発明の実施形態に係る吸水試験装置１を傾斜面Ｉに設置する態様において、図１などでは注入口２５ｃを上部に、排出口２５ｂを下部に配置した状態を示している。しかし、チューブ７０の他端開口７０ｂが、吸水チャンバＢ内における鉛直方向最上部に配置されていれば、注入口２５ｃを下部に、排出口２５ｂを上部に配置する態様であってもよい。特に、注入口２５ｃを最下部に設ければ、吸水試験終了後、注水管２１からフレキシブルチューブ７を外して開閉弁２４を開放することによって、吸水チャンバＢ内の水を容易に排出できる。
【００４９】
更に、本発明の吸水試験装置の他の実施形態として、注入口が鉛直方向下部近傍に設置されていることで、吸水チャンバ内の下方から水が充填され、空気を効率的に排出できる。但し、注入口を鉛直方向上部付近に位置させ、且つ当該注入口が他端開口の方向を向いていると、注入した水が直接他端開口からチューブ内に入ってしまうため、空気が排出できなくなる。
【００５０】
また、本発明の吸水試験装置は、傾斜面や水平下面に限らず、鉛直面や水平上面における吸水試験にも当然に適用できる。本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。
【符号の説明】
【００５１】
１：吸水試験装置
２：吸水試験具
３：固定具
６：注水器具
８：シリンダー部
９：水位計測装置
１１：管路
２０：吸水カップ
２５：周壁部
３０：固定螺子
４０：吸着部
５０：減圧装置
６０：容器
７０：チューブ
Ｂ：吸水チャンバ
Ｅ：吸引チャンバ
ＨＬ：初期水位
Ｉ：傾斜面
Ｌ：鉛直距離
Ｓ：コンリート構造物
Ｕ：水平下面
ＷＬ：水面
【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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