(57)【要約】【課題】計測箇所が限定されることなく、簡易かつ高精度に膨張モルタルの膨張率を計測することを可能とした、膨張モルタルの膨張率計測方法を提案する。【解決手段】上面が開口した型枠２内に膨張モルタルＭを打設する打設工程と、膨張モルタルＭの膨張率を求める計測工程とを備えており、打設工程は、型枠２を容器３内に設置する型枠設置作業と、容器３内に水Ｗを注水する注水作業と、容器３を密閉する密閉作業とを備えていて、容器３の内部から当該容器３の上面よりも上方に延びる細管５が配管されていて、注水作業では、型枠２の上面および細管５の下端よりも容器３内の水位が高くなるまで注水し、密閉作業では細管５のみを除いて容器３を密閉し、計測工程では細管５の水位の変化Δｈを計測する。【選択図】図３
2017194356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口した型枠内に膨張モルタルを打設する打設工程と、前記膨張モルタルの膨張率を求める計測工程と、を備える膨張モルタルの膨張率計測方法であって、
前記打設工程は、
前記型枠を容器内に設置する型枠設置作業と、
前記容器内に水を注水する注水作業と、
前記容器を密閉する密閉作業と、を備えていて、
前記容器の内部から当該容器の上面よりも上方に延びる細管が配管されていて、
前記注水作業では、前記型枠の上面および前記細管の下端よりも容器内の水位が高くなるまで注水し、
前記密閉作業では、前記細管のみを除いて容器を密閉し、
前記計測工程では、前記細管の水位の変化を計測することを特徴とする、膨張モルタルの膨張率計測方法。
【請求項２】
前記計測工程では、式１を利用して膨張率を算出することを特徴とする、請求項１に記載の膨張モルタルの膨張率計測方法。
α＝（Δｈ×Ａ）／Ｖ×１００  ・・・  式１
α  ：膨張率（％）
Δｈ：水位の変化量
Ａ  ：細管の内空断面積
Ｖ  ：モルタルの体積
【請求項３】
前記打設工程では、前記細管内の水面を、非水溶性で、かつ、液比重が１よりも小さい液体で覆う作業を行うことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の膨張モルタルの膨張率計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張モルタルの膨張率計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
後施工によりせん断補強部材を設置する場合や後施工アンカー等の補強工事では、既設構造物に補強部材挿入孔を削孔した後、この補強部材挿入孔内に補強部材とともに膨張モルタルを充填する場合がある。膨張モルタルは、未充填箇所が形成されることがないように充填する必要があるため、膨張モルタルを使用する場合には、膨張モルタルの膨張率を予め把握しておく必要がある。そのため、膨張モルタルの膨張率計測方法が、多数提案されている。
【０００３】
例えば、いわゆるＡＳＴＭ方法（ＡＳＴＭ  Ｃ８２７−０１ａ「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｈａｎｇｅ  ｉｎ  Ｈｅｉｇｈｔ  ａｔ  Ｅａｒｌｙ  Ａｇｅｓ  ｏｆ  Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ  ｏｆ  Ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ  Ｍｉｘｔｕｒｅｓ」）は、型枠の上面までモルタルを詰めた後、モルタルの上面にインジケーターボールを半分埋めた状態で、このインジケーターボールに光を照射して数ｍ離れたチャート紙に拡大投影することで、膨張量を計測する方法である。
また、いわゆる建築学会法（ＪＡＳＳ  ５Ｔ−７０１）は、１０００ｃｃメスシリンダーにモルタルを８００ｃｃ投入し、モルタルの上面およびブリーディング水の水面を測定する方法である。
さらに、非特許文献１には、モルタルを型枠の中に投入した後、モルタルの上面にシリコン油を注ぎ、深測用マイクロメーターによってシリコン油上面までの距離を測定することでモルタルの膨張を計測する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】末永龍夫、外３名、「初期のモルタル膨張計測法の提案」、コンクリート工学年次講演会公演論文集（２）、公益社団法人日本コンクリート工学会、１９８０年、ｐ．１４５−ｐ．１４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＳＴＭ方法は、インジケーターボールが振動等により沈下すると、計測結果に影響が及ぶ。また、現場での作業は困難であるとともに、インジケーターボールを拡大投影するためのスペース（距離）を確保する必要がある。さらに、インジケーターボールは、供試体の硬化の過程で移動するため、焦点を合わせるのに手間がかかる。
また、建築学会法は、モルタルの表面高さおよびブリーディング水の水面高さを直接計測するため、小さな膨張量を計測するのは困難であった。
さらに、非特許文献１の方法も、シリコン油の表面を直接測定するため、小さな膨張量を計測するのが困難であった。
このような観点から、本発明は、広いスペースを必要とせず、簡易かつ高精度に膨張モルタルの膨張率を計測することを可能とした、膨張モルタルの膨張率計測方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、上面が開口した型枠内に膨張モルタルを打設する打設工程と、前記膨張モルタルの膨張率を求める計測工程とを備える膨張モルタルの膨張率計測方法であって、前記打設工程は、前記型枠を容器内に設置する型枠設置作業と、前記容器内に水を注水する注水作業と、前記容器を密閉する密閉作業とを備えていて、前記容器の内部から当該容器の上面よりも上方に延びる細管が配管されていて、前記注水作業では前記型枠の上面および前記細管の下端よりも容器内の水位が高くなるまで注水し、前記密閉作業では細管のみを除いて容器を密閉し、前記計測工程では前記細管の水位の変化を計測することを特徴としている。
かかる膨張モルタルの膨張率計測方法によれば、モルタルの膨張量を細管で増幅させた水位の変化により簡易的に計測するため、膨張率が小さい場合であっても高精度に計測することができる。また、簡易な器具により測定することができるので、広いスペースを必要とせず、現場での計測も可能である。また、打込み直後のモルタルの膨張率を測定することも可能なため、打込み直後から所定期間経過後の変位を高精度に測定することができる。
【０００７】
なお、前記計測工程では、式１を利用して膨張率を算出すればよい。
α＝（Δｈ×Ａ）／Ｖ×１００  ・・・  式１
α  ：膨張率（％）
Δｈ：水位の変化量
Ａ  ：細管の内空断面積
Ｖ  ：モルタルの体積
また、打設工程において、前記細管内の水面を非水溶性で、かつ、液比重が１よりも小さい液体で覆えば、水の蒸発が防止され、より高精度な測定が可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の膨張モルタルの膨張率計測方法によれば、計測箇所に限定されることなく、簡易かつ高精度に膨張モルタルの膨張率を計測することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る膨張モルタルの膨張率計測方法を示すフローチャートである。
【図２】膨張モルタルの膨張率計測方法に使用する膨張率計測装置の一例を示す模式図である。
【図３】所定時間経過後の膨張率計測装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、既設構造物に対して、後施工によりせん断補強部材を設置する場合に使用する膨張モルタルの膨張率計測方法について説明する。
せん断補強部材は、既設構造物に形成された補強部材挿入孔に挿入する。補強部材挿入孔には、せん断補強部材とともにモルタルを充填する。
モルタルには、補強部材挿入孔内に空隙が形成されることがないように、膨張モルタルを使用する。なお、膨張モルタルの配合等は、適宜決定する。
本実施形態では、膨張モルタルの膨張率を確認することで、現場環境における品質の変動の有無を確認する。
【００１１】
膨張モルタルの膨張率の確認は、現場にて膨張モルタルの膨張率計測方法を実施することにより行う。本実施形態の膨張モルタルの膨張率計測方法は、図１に示すように、打設工程Ｓ１と、計測工程Ｓ２とを備えている。
本実施形態では、膨張率計測装置１を使用して、膨張モルタルＭの膨張率を計測する。膨張率計測装置１は、図２に示すように、膨張モルタルを打設する型枠２と、型枠２を収容する容器３と、容器３の上面を遮蔽する蓋材４と、蓋材４に設けられた細管５および注水管６とを備えている。なお、膨張率計測装置１の構成は限定されるものではない。
膨張率計測装置１は、打設工程を行う前に、半日以上、好ましくは１日以上現場で保管しておくことで、実施工時と同じ温度環境を確保する。
【００１２】
打設工程Ｓ１は、型枠２内に膨張モルタルＭを打設する工程である（図２参照）。
打設工程Ｓ１は、打設作業Ｓ１１、型枠設置作業Ｓ１２、注水作業Ｓ１３、密閉作業Ｓ１４および水頭被覆作業Ｓ１５を備えている。
打設作業Ｓ１１では、容積が既知の型枠２内に膨張モルタルＭを打設する。型枠２には、図２に示すように、上面が開口しているものを使用する。また、型枠２は、内面（膨張モルタルとの当接面）がなめらかなものを使用する。さらに、型枠２は、膨張モルタルＭの膨張および収縮を過度に拘束することがないような形状（例えば円筒状）に形成されている。なお、型枠２は、計測感度を高める観点から、なるべく容積が大きいものが望ましい。
本実施形態では、型枠２の上端と打設直後の膨張モルタルＭの上面とが面一になるように膨張モルタルＭを打設する。
【００１３】
型枠設置作業Ｓ１２では、図２に示すように、容器３内に型枠２を設置する。
容器３には、型枠２を収容することが可能な形状で、かつ、蓋材４による密閉が可能なものを使用する。なお、打設作業Ｓ１１と型枠設置作業Ｓ１２との順序は限定されるものではない。すなわち、膨張モルタルＭが打設された型枠２を容器３内に設置してもよいし、空の型枠２を容器３内に設置し、容器３内の型枠２に膨張モルタルＭを打設してもよい。
膨張モルタルＭが打設された型枠２を容器３内に設置したら、容器３の上面を蓋材４により覆う。蓋材４の周縁は、容器３の周縁に密着させる。
【００１４】
注水作業Ｓ１３では、容器３内に水Ｗを注水する。
容器３内への水Ｗの注水は、注水管６を利用して、容器３の底部から行う。注水管６は、蓋材４を貫通している。注水管６の注水口（下端）は、型枠２と容器３との間で、かつ、容器３の底部の近傍に配置されている。また、注水管６の他端（注水口と反対側の端部）は、貯水タンク７に接続されている。さらに、注水管６には、貯水タンク７と蓋材４との間に開閉弁８が設けられている。本実施形態の貯水タンク７は、貯水タンク７内の水面が常に容器３の上端よりも高い位置になるように配設されている。なお、水Ｗの水温は、気温と同じ温度とする。
【００１５】
容器３内へ水Ｗを注水する場合には、開閉弁８を開いて貯水タンク７内の水を流し込む。注水管６の注水口が容器３の底部の近傍に配置されているため、注水管６から排出された水Ｗの流れにより膨張モルタルＭが乱されることはない。なお、注水管６の注水口の位置は、型枠２の上端（膨張モルタルＭ）から十分に離れた位置または十分に低い位置であれば限定されない。
水Ｗの注水は、膨張モルタルＭが打設された型枠２の上面および細管５の下端よりも水位が高くなるまで行う。
なお、細管５は、蓋材４を貫通した断面が一定の直管であって、下端が容器３内に位置しているとともに上端が貯水タンク７の水面（容器２の上面）よりも高い位置になるように配管されている。
【００１６】
密閉作業Ｓ１４では、細管５を除いて容器３を密閉する。
本実施形態では、開閉弁８を閉じることにより、容器３を密閉する。このとき、細管５の水面と貯水タンク７の水面は高さが一致している。
【００１７】
水頭被覆作業Ｓ１５では、細管５の上端から非水溶性で、かつ、液比重が１よりも小さく、なおかつ、不揮発性の液体を注入し、細管５内の水面を当該液体で覆う。なお、液体は限定されるものではないが、本実施形態ではケロシンを使用する。また、液体として、着色されたものを使用してもよい。
なお、水頭被覆作業Ｓ１５は、密閉作業Ｓ１４の前に実施してもよいし、密閉作業Ｓ１４の後に実施してもよい。
【００１８】
計測工程Ｓ２は、膨張モルタルＭの膨張率を求める工程である。
本実施形態の計測工程Ｓ２は、図１に示すように、水位計測作業Ｓ２１と、膨張率算出作業Ｓ２２とを備えている。
水位計測作業Ｓ２１では、経過時間毎の細管５の水位の変化量を計測する。本実施形態では、所定の時間毎に、材齢７日まで水位の計測を行う。なお、水位の計測は、測定者が目視により行ってもよいし、ビデオカメラやデータロガーにより自動的に行ってもよい。
【００１９】
まず、密閉作業Ｓ１４の直後に水位（初期値）を計測する。細管５として、目盛が付されたものを使用する場合には、初期値として目盛を読めばよい。一方、細管に目盛が付されていない場合には、初期値として、細管に印をつける。次に、所定時間が経過した後、初期値に対する水位の変化を計測し、経過時間毎の水位の変化量Δｈを記録する。
膨張モルタルＭが膨張すると、図３に示すように、型枠２から膨張モルタルＭがはみ出す。これに伴い、容器３内の水位が上昇するが、容器３が密閉されているため、容器内の空気圧により、容器３内での水位の上昇が妨げられる。その結果、細管５内の水位が上昇する。
【００２０】
膨張率算出作業Ｓ２２では、水位の変化量Δｈの計測結果により、膨張モルタルＭの膨張率αを算出する。
本実施形態では、式１を利用して膨張率を算出する。
α＝（Δｈ×Ａ）／Ｖ×１００  ・・・  式１
Ａ＝π×φ２÷４
α  ：膨張率（％）
Δｈ：水位の変化量
Ａ  ：細管の内空断面積
Ｖ  ：モルタルの体積
φ  ：細管の内径
【００２１】
本実施形態の膨張モルタルの膨張率計測方法によれば、容器３よりも内径が小さい細管５の水位を計測するため、水位変動が増幅され、したがって、膨張率が小さい場合であっても、高精度に水位の変化を計測することができる。
また、簡易な構成の膨張率計測装置１を利用しているため、装置や器具が精度に及ぼす影響（測定誤差）が小さい。また、膨張率計測装置１は、経済的であるため、一般的に活用することが期待できる。また、計測者による測定誤差も小さい。
【００２２】
また、本施工に利用するモルタルと同じ環境温度によりモルタルの膨張率を計測することができるため、信頼性の高い施工が可能となる。
細管５の水面に非水溶性で、かつ、液比重が１よりも小さく、なおかつ、不揮発性の液体を注入しているため、細管５内において水が蒸発することがない。また、液体として着色されたものを使用すれば、より水位を計測しやすくなる。
膨張モルタルＭの打設、容器３内への水Ｗの注水および開閉弁８の操作のみにより、計測を開始することが可能なため、打込み直後のモルタルＭの膨張率を計測することができる。
また、容器３の容積と、細管５の内径により計測感度を調節できる。モルタルの体積（型枠２の容積）Ｖに対して、細管５の内径が小さいほど、水位の上昇が増幅されるため、より計測しやすくなる。
【００２３】
なお、膨張率の計測精度βと、モルタルの体積（型枠２の容積）Ｖに応じた細管５の内径φは、式２により算出することができる。なお、細管５の内径φの決定方法は、限定されるものではない。
表１に式２で算出した計測精度βを０．０１％、水位の変化量Δｈを１ｍｍ（定規の最小目盛り）とした場合の、型枠２の容積と細管５の内径φとの関係を示す。
【００２４】
【数１】
2017194356.tif 000003
【００２５】
【表１】
2017194356.tif 000004
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、既設構造物にせん断補強部材を設置する際に使用する膨張モルタルの膨張率を計測する場合について説明したが、膨張モルタルの用途は限定されるものではなく、例えば、後施工アンカーの施工に使用してもよい。
なお、細管５の長さ（上端の位置）および初期水位は、細管５の上端から漏水することがないように、予測される膨張率に応じて適宜決定する。例えば、計測精度０．０１％（膨張率０．０１％の時に１ｍｍ水位が上昇する）の場合において、材齢７日の膨張率が０．３８％の場合には、細管５の目盛３８ｍｍ確保する必要がある。
【符号の説明】
【００２７】
１  膨張率計測装置
２  型枠
３  容器
４  蓋材
５  細管
６  注水管
７  貯水タンク
８  開閉弁
Ｍ  膨張モルタル
Ｗ  水
Ｓ１    打設工程
Ｓ１１  打設作業
Ｓ１２  型枠設置作業
Ｓ１３  注水作業
Ｓ１４  密閉作業
Ｓ１５  水頭被覆作業
Ｓ２    計測工程
Ｓ２１  水位計測作業
Ｓ２２  膨張率算出作業
【図１】
2017194356.tif 000005
【図２】
2017194356.tif 000006
【図３】
2017194356.tif 000007