前回に引き続き、試験・調査カテゴリーです。
今回はコンクリートです。
コンクリートの現場試験に関しては、過去にも何度か記事にしています。
それは、「コンクリートの現場試験」であり、「カンタブ試験」でした。
今回は、その試験の中の「圧縮強度試験」です。
現場において、コンクリート打設の際に、圧縮強度試験用のコンクリート供試体を製作(JIS A 1132)します。
3本一組で、150m3に1回試験体を採取し、20±2℃の水中養生をおこない、 1回の試験結果が、呼び強度の値の85%以上でかつ、3回の試験結果の平均値が呼び強度の値以上であれば合格となります。
試験方法は、専用の機械に試験体を挟み込み、上から圧力をかけ破壊するまでの強度を測定します。
通常、4週強度で判断します。
一番大切なことは、実際に打たれたコンクリートの強度が出ているかどうか、です。
この試験は、どの建物でも、行なう、必須の監理項目です。
それでは手順です。
コンクリート工事の日、コンクリート生コン車が、到着すると、最初に、コンクリートを検査用に採取し、受入れ検査をします。
その際、コンクリート強度の試験用に1ロッド6体(1週3本、4週3本)の試験体を作ります。
下記写真は、生コン車からコンクリートを採取している状況と、供試体です↓
(クリック拡大)

供試体に関しては下記の基準が定められています。
A. 供試体の寸法
供試体は、直径の2倍の高さをもつ円柱形とします。
その直径は、粗骨材の最大寸法の3倍以上、かつ、10cm以上とします。
B. 供試体を作成する器具
a)型枠は、非吸水性でセメントに侵されない材料で造られたものとします。
b)型枠は、供試体を作るときに漏水のないものとします。
c)型枠は、所定の供試体の精度が得られるものとします。
d)型枠の内面には、コンクリートを打ち込む前に鉱物性の油又は非反応性のはく離材を薄く塗るものとします。
e)突き棒を用いて締め固める場合、突き棒は、先端を半球状とした直径16mm,長さ500~600mmの丸鋼とします。
f)内部振動機によって締め固める場合、振動機は、JIS A 8610に規定するものとします。
振動機の棒径は、供試体の最小寸法の1/4以下とします。
試験体を作成する際の、コンクリートの打込み方法です。
コンクリートは、2層以上のほぼ等しい層に分けて詰めます。
各層の厚さは160mmを超えてはなりません。
A. 突き棒を用いる場合
各層は少なくとも10cm2に1回の割合で突くものとし、すぐ下の層まで突き棒が届くようにします。
この割合で突いて材料の分離を生じるおそれのあるときは、分離を生じない程度に突き数を減らします。
B. 内部振動機を用いる場合
内部振動機はコンクリート中に鉛直に挿入します。
最下層を締め固める場合は、型枠の底面から約2cm上方までの深さまで突き入れます。
最下層以外を締め固める場合は、すぐ下の層に約2cm程度差し込むようにします。
C. 振動台式振動機を用いる場合
型枠は振動台に取り付けるか、強固に押し当てます。
振動締固めは、大きな気泡が出なくなり、大きな骨材の表面をモルタル層が薄く覆うまで続けます。
振動のかけすぎは避けなければなりません。
このようにして製作された供試体の形状寸法の許容差は、次によります。
a)供試体の精度は、直径で0.5%以内、高さで5%以内とします。
b)供試体の載荷面の平面度は、直径の0.05%以内とします。
c)載荷面と母線との間の角度は、90±0.5度とします。
型枠の取外し及び養生は、次のとおりとします。
a)コンクリートを詰め終わった後、その硬化を待って型枠を取り外します。
型枠の取外時期は、詰め終わってから16時間以上3日間以内とします。
この間、衝撃,振動及び水分の蒸発を防がなければなりません。
b)供試体の養生温度は、20±2度とします。
供試体は、型枠を取り外した後、強度試験を行うまで湿潤状態で養生を行わなければなりません。
供試体を湿潤状態に保つには、水中又は湿潤な雰囲気中(相対湿度95%以上)に置くとよいです。
下記写真は、現場にて水中養生を行っている状況です↓
(クリック拡大)

実際にコンクリートを圧縮する装置は、次の基準があります。
A. 圧縮試験機
圧縮試験機は、JIS B7733の6に規定する1等級以上のものとします。
また、試験時の最大荷重がひょう量の1/5からひょう量までの範囲で使用します。
同一試験機でひょう量をかえることができる場合は、それぞれのひょう量を別個のひょう量とみなします。
B. 上下の加圧板
上下の加圧板の大きさは、供試体の直径以上とし、厚さは25mm以上とします。
加圧板の圧縮面は、磨き仕上げとし、その平面度(2)は100mm当たり0.02mm以内で、かつ、そのショア硬さは、70HS以上とします。
C. 球面座
上加圧板は、球面座をもつものとする。
球面座は、加圧板表面上にその中心をもち、かつ、加圧板の回転角が3度以上えられるものとします。
最後に試験方法です。
a) 供試体の上下端面及び上下の加圧板の圧縮面を清掃します。
b) 供試体を、供試体直径の1%以内の誤差で、その中心軸が加圧板の中心と一致するように置きます。
c) 試験機の加圧板と供試体の端面とは、直接密着させ、その間にクッション材は入れません。
ただし、アンボンドキャッピングによる場合を除きます。
d) 供試体に衝撃を与えないように一様な速度で荷重を加えてゆきます。
荷重を加える速度は、圧縮応力度の増加が毎秒0.6±0.4N/mm2になるようにします。
e) 供試体が急激な変形を始めた後は、荷重を加える速度の調整を中止して、荷重を加え続けます。
f) 供試体が破壊するまでに試験機が示す最大荷重を有効数字3けたまで読みます。
下の写真は、実際に試験器にて、コンクリート供試体をつぶしている状況写真です。
(クリック拡大)

報告は、次の事項について行ないます。
a) 試験年月日
b) 供試体番号
c) 材齢
d) 養生方法及び養生温度
e) 供試体の直径(mm)
f) 最大荷重(N)
g) 圧縮強度(N/mm2)
h) 欠陥の有無及びその内容
i) 供試体の破壊状況
j) 見掛け密度(kg/m3)
コンクリートの圧縮試験は、建築工事現場において、基本中の基本と言えるでしょう。
このあたりは、現場管理をする上でも、一番最初に理解しなければならないと考えます。
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今回は、コンクリート現場試験の一つである塩化物含有量試験の「カンタブ」を紹介します。
塩化物試験に関しては、以前の記事「コンクリートの現場試験」にて、簡単に触れています。
今回紹介する「カンタプ」とは、コンクリート中の練り水に含まれる塩化物量を測定する試験紙のことです。
カンタプは、塩素分析のモール法を基本原理としています。
モール法とは、塩化物イオンの濃度が未知である試料水溶液に、濃度既知の硝酸銀水溶液を滴下して 難溶性の塩化銀の沈澱を形成させ、加えた硝酸銀水溶液の体積から、試料溶液の塩化物イオンの濃度を求める方法です。
このモール法に、ドライケミストリー(DryChemistry)の手法を導入して、精度を損なわずに操作を簡単にしたものが、「カンタブ」(塩分量測定計)です。
ドライケミストリーとは、特定の化学反応を起こす試薬が乾燥状態で用意されていて、そこに液体状の検体が添加されると、検体中の水分を溶媒として、試薬が含まれているマトリックスの中で反応が進行するものです。
カンタプは、塩素イオンが存在すると茶褐色の試薬が白色に変化することを利用しています。
この試験方法には、下記の特徴があります。
◆ 個人差がなく高精度で測定方法も簡単。
◆ 電極の校正等が必要ありません。
◆ セメントの種類に関係なく測定でき、記録の保存も可能。
◆ 持ち運びが容易。
◆ 電池やコード等の必要がなく、どこでも持ち運びができます。
◆ 維持費がかかりません。
カンタブの種類は、低濃度品と標準品があります。
それでは、使用方法です↓
① 試料のフレッシュコンクリートを適当な容器に採取します。
試料は、1ℓ程度で充分ですが、JlS A 1115 (まだ固まらないコンクリートの試料採取方法)等に準じて、測定するコンクリートの代表的な部分を採取します。
② 採取した試料にカンタブを倒れないように3本差込み(全長の1/3程度)、湿気指示部が暗青色に変化するまで侍ちます(約10分程度)
〔注:1〕カンタブは直射日光と水分に不安定なため、測定直前にアルミパックを破いて取り出し、測定は必す直射日光を避けて行います。
〔注:2〕カンタブの通気口部分が水に触れると湿気指示部が変色し終点がわからなくなるので、絶対に濡らさないように注意します。
③ カンタブの湿気指示部がオレンジ色から暗青色に変色したことを確認した後に、試料より取り出し、毛細管部分の色が茶褐色から白色(淡黄色)に山なりに変色した部分の頂点を0.1の位まで読み取ります。
湿気指示部の中心部が暗青色に変化した時点で測定は完了です。
④ カンタブの読みから添付の換算表を用いて、フレッシュコンクリート中の水に対ずるCℓイオン濃度を3本についてそれぞれ求め、その平均値を用いてコンクリート中の塩化物含有量を、計算します。
試験の注意事項です↓
① 換算表は、必事ず、箱についているものを使用します。
製造ロットごとに検定されていますので異なるロットのものは使用できません。
② 測定は必ず日影で行ないます。
③ 測定直前にアルミパックを破いてカンタブを取り出し使用します。
④ 湿気指示部は絶対に濡らしてはいけません。
⑤ カンタブの保管は、直射日光の当たる場所、および、湿気の多い場所は避けます。
⑥ 測定終了後もコンクリート中に差し込んだままにしておくと、検液が補給され、読みが大きくなりますので、測定終了後は、すみやかに取り出します。
⑦ 有効期限内に使い切ります。
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