(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な方法で、コンクリートまたはモルタルの単位水量を精度よく推定する方法を提供する。【解決手段】本発明のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法は、下記の推定式（１）を用いてコンクリートまたはモルタルの単位水量を推定する方法である。  単位水量＝ａ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積］＋ｂ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の粗粒率］＋ｃ      ・・・（１）  ただし、式中のａ、ｂ、およびｃは、コンクリートまたはモルタルの配合毎に定まる定数である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の推定式（１）を用いてコンクリートまたはモルタルの単位水量を推定することを特徴とする、コンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
単位水量＝ａ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積］＋ｂ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の粗粒率］＋ｃ      ・・・（１）
ただし、式中のａ、ｂ、およびｃは、コンクリートまたはモルタルの配合毎に定まる定数である。
【請求項２】
３種類以上の細骨材を使用したコンクリートまたはモルタルの単位水量を測定し、
該単位水量と、コンクリートまたはモルタル中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を用いて、重回帰分析により前記推定式（１）のａ、ｂおよびｃを求める、請求項１に記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
ただし、推定の対象である前記コンクリートまたはモルタルは、下記（Ａ）〜（Ｇ）が同一である。
（Ａ）コンクリートまたはモルタルの流動性、（Ｂ）細骨材以外のモルタル・コンクリート材料、（Ｃ）水／セメント比、（Ｄ）化学混和剤の添加量、（Ｅ）空気量、（Ｆ）細骨材／セメント比（ただし、推定の対象がモルタルの場合に限る。）、（Ｇ）細骨材率（ただし、推定の対象がコンクリートの場合に限る。）
【請求項３】
前記細骨材の微粒分が、目開きが０．５〜１．２ｍｍの範囲の篩を通過した粉体である、請求項１または２に記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
【請求項４】
前記細骨材が石灰石である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートまたはモルタルの単位水量を、簡易に推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートやモルタル（以下、簡略化のため「コンクリート等」という場合がある。）の単位水量は、コンクリート等の流動性やワーカビリティーに大きく影響する要因の一つである。そこで、コンクリート等の配合設計において、所定の流動性が得られる単位水量を定める必要がある。
【０００３】
従来の配合設計では、実際にコンクリート等を混練（試験練り）して流動性等を確認し、所定の流動性が得られる単位水量を求めていた。例えば、単位水量と同様に、コンクリート等の流動性等に影響する化学混和剤の添加量を一定にしたまま水量を調整し、目標とするスランプが得られたときの単位水量を求めていた。しかし、コンクリート等の試験練りは、多くの時間と労力を要する。
そこで、試験練りを毎回行なうことなく、コンクリート等の単位水量を精度よく推定できれば、試験練りの負担は軽減できると期待される。
【０００４】
かかる観点から、コンクリート等の単位水量を推定する方法が、種々提案されている。
例えば、特許文献１に記載の単位水量および試作漏斗流下時間の推定方法は、コンクリートのコンシステンシーの指標とした単位水量と、施工性の指標とした試作漏斗流下時間とを、細骨材の特定物性値の混合比率による加重平均値を説明変数とする重回帰式により、推定する方法である。
また、特許文献２に記載のフレッシュコンクリートの単位水量測定方法は、フレッシュコンクリートの質量と、前記フレッシュコンクリートを乾燥させた乾燥コンクリートの質量と、前記乾燥コンクリートから取り出した粗骨材の質量とに基づいて、前記フレッシュコンクリートの単位水量の推定値を算出する工程を含む方法である。
さらに、特許文献３に記載の単位水量を推定する方法は、調合計画に基づき計量して未硬化の製品コンクリートを製造し、製造した該製品コンクリートから測定対象となるサンプルコンクリートを採取し、該サンプルコンクリートの測定値から該製品コンクリートの単位水量を推定する方法である。
しかし、これらの推定方法では、必要な説明変数（パラメータ）が７〜１１種類と多く、説明変数を取得するのにも手間がかかる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２０６３８４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９５３９４号公報
【特許文献３】特開２０１０−６６１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、簡易に精度よく推定できる、コンクリート等の単位水量の推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記目的を達成するため種々検討したところ、単位水量を目的変数に用い、コンクリート等中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を説明変数に用いた推定式（重回帰式）を用いれば、高い精度で簡易に単位水量を推定できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の構成を有するコンクリート等の単位水量の推定方法である。
【０００８】
［１］下記の推定式（１）を用いてコンクリートまたはモルタルの単位水量を推定することを特徴とする、コンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
単位水量＝ａ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積］＋ｂ×［コンクリートまたはモルタル中の細骨材の粗粒率］＋ｃ      ・・・（１）
ただし、式中のａ、ｂ、およびｃは、コンクリートまたはモルタルの配合毎に定まる定数である。
［２］３種類以上の細骨材を使用したコンクリートまたはモルタルの単位水量を測定し、
該単位水量と、コンクリートまたはモルタル中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を用いて、重回帰分析により前記推定式（１）のａ、ｂおよびｃを求める、前記［１］に記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
ただし、推定の対象である前記コンクリートまたはモルタルは、下記（Ａ）〜（Ｇ）が同一である。
（Ａ）コンクリートまたはモルタルの流動性、（Ｂ）細骨材以外のモルタル・コンクリート材料、（Ｃ）水／セメント比、（Ｄ）化学混和剤の添加量、（Ｅ）空気量、（Ｆ）細骨材／セメント比（ただし、推定の対象がモルタルの場合に限る。）、（Ｇ）細骨材率（ただし、推定の対象がコンクリートの場合に限る。）
［３］前記細骨材の微粒分が、目開きが０．５〜１．２ｍｍの範囲の篩を通過した粉体である、前記［１］または［２］に記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
［４］前記細骨材が石灰石である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のコンクリートまたはモルタルの単位水量の推定方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のコンクリート等の単位水量の推定方法は、細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を用いて、コンクリート等の単位水量を簡易に精度よく推定できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、前記のとおり、前記推定式（１）を用いてコンクリート等の単位水量を推定する方法である。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
１．推定式
本発明で用いる推定式は、単位水量を目的変数に用い、コンクリート等中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を説明変数に用いた重回帰式である。
ここで、推定の対象となるコンクリート等に用いる細骨材は、特に制限されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、各種のスラグ細骨材、および軽量細骨材等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、細骨材の岩種は、石灰石、砂岩、凝灰石等が挙げられるが、これらの中でも推定精度の観点から、石灰石が好ましい。
【００１２】
前記細骨材の微粒分とは、目開きが０．５〜１．２ｍｍの範囲にある篩を通過した粉体である。目開きが０．５ｍｍ未満や１．２ｍｍを超える微粒分では、細骨材間のＢＥＴ比表面積の差が小さいため、単位水量の推定精度が低下する。
また、前記篩は、例えば、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に従えば、公称目開きが１．１８ｍｍ、１．００ｍｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、および５００μｍの篩が挙げられる。なお、前記篩の目開きは、好ましくは０．６〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．７〜１．２ｍｍである。
また、微粒分のＢＥＴ比表面積はガス吸着法により測定でき、細骨材の粗粒率はＪＩＳ  Ａ  １１０２「骨材のふるい分け試験方法」に準拠して測定できる。
【００１３】
２．モルタル・コンクリート材料
推定の対象となるコンクリート等に用いるセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、シリカフューム含有セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、およびエコセメント等から選ばれる１種以上が挙げられる。
また、推定の対象となるコンクリートに用いる粗骨材は、特に制限されず、砂利、砕石、各種のスラグ粗骨材、および軽量粗骨材等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、粗骨材は、天然骨材のほか再生骨材を用いることができる。
前記コンクリート等に用いる水は、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８附属書Ｃに規定する上水道水、および上水道水以外の水（河川水、湖沼水、井戸水、地下水など特に上水道水として処理されていないもの、および工業用水）、生コンクリートの回収水等が挙げられる。
また、前記コンクリート等に用いる化学混和剤は、減水剤およびＡＥ剤が挙げられ、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されている、高性能減水剤、減水剤、ＡＥ減水剤、および高性能ＡＥ減水剤等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記減水剤の化合物は、例えば、主な成分としてナフタレンスルホン酸およびメラミンスルホン酸等のホルムアルデヒド縮合物、リグニンスルホン酸、ポリカルボン酸、並びにこれらのナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記推定の対象となるコンクリート等は、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、珪石粉末、および膨張材等の混和材を含んでもよい。
【００１４】
３．重回帰分析
本発明の単位水量の推定方法では、３種類以上の細骨材を使用したコンクリート等の単位水量を測定し、該単位水量と、コンクリート等中の細骨材の微粒分のＢＥＴ比表面積および細骨材の粗粒率を用いて、重回帰分析により前記推定式（１）のａ、ｂおよびｃを求める。ただし、前記コンクリート等は、推定精度を高めるために、下記（Ａ）〜（Ｇ）が同一であることが必要である。細骨材を３種類以上としたのは、ａ、ｂおよびｃを求めるためには、少なくとも３種類の細骨材の物性値を用いなければ、推定式（重回帰式）は求まらないからである。
【００１５】
（Ａ）コンクリート等の流動性
流動性は、モルタルでは０打フローまたは１５打フローで表わし、コンクリートではスランプまたはスランプフローで表わす。そして、流動性が同一とは、モルタルでは０打フローまたは１５打フローが、目標とする０打フローまたは１５打フロー±１０ｍｍの範囲内にあることを意味し、また、コンクリートでは、スランプの場合は目標とするスランプ±１ｃｍの範囲内にあることを意味し、スランプフローの場合は目標とするスランプフロー±３ｃｍの範囲内にあることを意味する。
そして、前記モルタルの０打フローは、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定したフロー値であり、１５打フローは、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法に準拠して測定する。コンクリートのスランプは、ＪＩＳ  Ａ  １１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して、スランプフローは、ＪＩＳ  Ａ  １１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準拠して測定する。
（Ｂ）細骨材以外のモルタル・コンクリート材料
細骨材以外のモルタル・コンクリート材料は、前記のように、セメント、粗骨材、水、化学混和剤、混和材等が挙げられる。推定精度を高めるため、細骨材以外のモルタル・コンクリート材料は、製造者、産地、岩種、銘柄、および岩種等が同一のものを使用するのが好ましい。
（Ｃ）水／セメント比
水／セメント比は、コンクリート等の流動性に影響するため、コンクリート等の水／セメント比は同一にする。
（Ｄ）化学混和剤の添加量
化学混和剤の添加量は、コンクリート等の流動性に影響するため、コンクリート等への添加量は同一にする。
（Ｅ）空気量
空気量はコンクリート等のワーカビリティーに影響するため、コンクリート等中の空気量は同一にする。ここで、空気量が同一とは、空気量が目標とする空気量±０．５％の範囲内にあることを意味する。
（Ｆ）細骨材／セメント比
推定の対象がモルタルの場合に限り、細骨材／セメント比を同一にする。
（Ｇ）細骨材率
推定の対象がコンクリートの場合に限り、細骨材率は同一にする。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用したモルタル・コンクリート材料
該材料を表１に、使用した細骨材（石灰石）の物性を表２に、それぞれ示した。ただし、表２中のＢＥＴ比表面積は、公称目開き１．１８ｍｍの篩を用いて細骨材を篩ったときに、当該篩を通過した微粒分のＢＥＴ比表面積であり、ガス吸着法により測定した。また、表２中の石灰石の粗粒率、微粒分量、絶乾密度、および実積率は、それぞれ、ＪＩＳ  Ａ  １１０９「骨材のふるい分け試験方法」、ＪＩＳ  Ａ  １１０３「骨材の微粒分量試験方法」、ＪＩＳ  Ａ  １１０２「細骨材の密度及び吸水率試験方法」、およびＪＩＳ  Ａ  １１０４「骨材の単位容積質量及び実積率試験方法」に準拠して測定した。
【００１７】
【表１】
2017138178.tif 000002
【００１８】
【表２】
2017138178.tif 000003
【００１９】
２．重回帰分析
表１に示すモルタル・コンクリート材料を用いて、表３に示すコンクリート配合に従いコンクリートを混練した。
そして、コンクリートの単位水量は、表３に示す化学混和剤の添加量を維持したまま、表３に示す目標スランプが得られるように水量を調整して、目標スランプが得られたときの単位水量を求めた。該単位水量を実測値として表４に示す。
次に、目的変数として、表４に示す単位水量の実測値を用い、説明変数（２つの変数）として、表２に記載の４種類の石灰石（細骨材：ｂ、c、dおよびｆ）の微粒分のＢＥＴ比表面積、および石灰石の粗粒率の値を用いて重回帰分析を行い、前記推定式（１）中のａ、ｂ、およびｃの値を求めた。ａ、ｂ、およびｃの値を表５に示す。また、比較のために、説明変数に、石灰石の粗粒率と実積率、石灰石の粗粒率と微粒分分量、および石灰石の微粒分量と絶乾密度の値を用いて、前記ＢＥＴ比表面積と粗粒率の場合と同様にして重回帰分析を行い、前記推定式（１）のａ、ｂ、ｃに相当する係数等を求めた。
【００２０】
【表３】
2017138178.tif 000004
【００２１】
【表４】
2017138178.tif 000005
【００２２】
【表５】
2017138178.tif 000006
【００２３】
３．推定精度の検証
表２に記載の石灰石ａと石灰石ｅの物性値を、先に求めた推定式（１）に代入して単位水量を算出した。その結果を表４に示す。ただし、実施例１、比較例１、比較例２、および比較例３の説明変数は、それぞれ、微粒分のＢＥＴ比表面積と粗粒率、粗粒率と実積率、粗粒率と微粒分分量、および微粒分量と絶乾密度である。
表５に示すように、実施例１は実測値とほぼ一致するのに対し、比較例１〜３は一致の程度が低い。したがって、本発明は、高い精度で簡易に単位水量を推定することができる。