JPH01501092A - 成形可能材料の特性、とくにその可塑特性および流動特性を測定するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 成形可能材料の特性、とくにその可塑特性および流動特性を測定するための方法 。

本発明は生コンクリートの粒状あるいは粉状塊のような成形可能材料および粘り のある液の特性、とくにその可塑特性および流動特性を測定するための方法に関 する。

この方法は、 ｍ一定重量の試料を塊から採取し、 −この試料に成形をほどこし、 −この試料の圧縮度と、その圧縮に要した作業回転数を測定する という工程より成る。

変形に対する抵抗と材料のせん断速度との相互依存性に関するビンガム理論を、 コンクリートのような可塑材に通用することができる。この理論によれば、可塑 材は、一定の降伏比、すなわち所定の最小せん断応力（これは、永久歪を得るの に要する応力）と、そのせん断速度によって決まる塑性粘度とを有している。

降伏比や塑性粘度のような可塑特性および流動特性を測定することは有益である 。なぜなら、成形性や圧縮性に関するコンクリートの挙動が、これらの値によっ て評価できるからである。成形性は、−ｉにコンクリートコーンのスランプによ り表はしているから、同じ加工性を得なければならないとすれば、スランプが、 可塑剤やシリカを用いた場合には、このような添加剤を用いない場合に比べて、 大きくなければならないということを考えに入れておく必要がある。なぜなら、 これらの添加材は、塑性粘度を増大させるが降伏比は増大させないからである。

言いかえれば、例へばシリカを含むコンクリートの、変形に対する抵抗は、スラ ンプ測定における低速では通常であるが、振動中に生じるせん断速度では大きい 。

様々なせん断速度で、可塑性コンクリート塊の可塑特性や流動時性を測定する方 法としては、槽内に自由に収容されているコンクリートを、いくつかの異なる速 度で混合し、その混合作用に対する抵抗力を測定するという方法が知られている 。この方法では、充分に制御されていない流れには、非直線速度計を使用する必 要がある。このため、せん断速度場も均質というには程遠く、コンクリートが相 互に大きく偏った場合、この測定法によって正確な結果を得ることはできない、 従って、この方法によっては可塑性コンクリート塊についてさえ信鯨性のある測 定をすることができない。

本発明の目的は、上記の問題点を解消して、成形可能材料の可塑特性および流動 特性をより正確に測定できる方法を提供することにあり、この目的は本発明の方 法によって達成される。この方法の特徴は、試料を対向する２つの方向より一定 の圧力で圧縮する、この試料を、回転により位置を変える平行な２つの傾斜面の 間で、一定の圧縮力を加えて成形する、この試料の体積を、成形する前と傾斜面 が所定の作業回転数だけ回転した後に、測定する、そして、傾斜面の回転に抵抗 するトルクの大きさを、試料の少なくとも１つの所定せん断速度（この速度は傾 斜面の回転速度と、その傾斜角度とにより決まる）において測定する、という工 程から成ることにある。

本発明は、個々の試料にとって再現可能な、正確に類似した条件下で、コンクリ ート塊の可塑特性や流動特性の測定を、機械的に行うと、その結果得られた、そ れらの特性に関する情報は、常に信転性を有するという思想に立脚している。

本方法の測定工程において、試料のせん断速度が正確に測定され、そのせん断速 度場は、均質である。

これにより、得られた測定結果を確実に再現することができ、かつその結果をコ ンクリート評価を考慮して物理的に制御できるような、コンクリート試料の測定 が可能となる。

本発明の方法により、コンクリートミキサ内で作ろうとするコンクリートの組成 を、測定した試料の可塑特性や流動特性にもとすいて、直ちに変更することがで きるから、所望どおりの特性をもつ成形品を得ることが可能になる。このため、 完成品の廃棄や廃棄に係わる無駄な作業を行わなくてすむ、また、粘りのあるコ ンクリートの可塑特性や流動特性も、塑性物質の場合と同じように正確に測定す ることができる。このように、本発明の方法はコンクリート製品の製造管理にと くに通している。

これより添付図面と関連させつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の方法に使用する装置の構造を詳細に示した正面図、この図で 、装置は充填位置にある。第２図と第３−図は、それぞれ第１図の線ｎ−■およ び線■−■に沿った、第１図の装置の断面図である。第４図は、前記装置の成形 用シリンダとそのピストンの軸方向拡大断面図、この図では装置は作動位置にあ る。第５図は本発明の方法による作業工程を示す図。

第１図ないし第４図に示された装置は、フレーム１に支持された直立型成形用シ リンダ２と、そのシリンダの下端部を閉鎖する、回転自在の垂直軸４に取り付け られた成形用下部ピストン３とから成る。

垂直軸６が、成形用シリンダの上方にあるフレームに垂直方向に摺動自在に取り 付けられた台架５に、回転自在に取り付けられている。また、垂直軸６には、成 形用シリンダの上端部を閉鎖するための成形用上部ピストン７が、取り付けられ ている。垂直軸６は、フレームに取り付けられた油圧シリンダ８のピストンアー ムに取り付けられており、このピストンアームにより台架とそのピストンは垂直 方向に運動する。

歯車箱９がフレームの台座に支持されている。この歯車箱は、中間軸１０と伝動 歯車１１とを介して成形用下部ピストンの垂直軸４と成形用上部ピストンの垂直 軸６とに連結されているため、雨垂直軸は同じ回転数で回転する。歯車箱はいく つかの異なった伝動比を有し、電気モータ１２により回転する。

２つの成形用ピストンは、垂直軸に対して傾斜した丸板１３と１４をそれぞれ有 している。第１、第２図に示す如く、これらのピストンは、傾斜した丸板１３． １４が相互に平行に位置するように、垂直軸に取り付けられている。

本装置は、例えばインジケータ１６．１７．１８を有するメータ盤１５を備えて いる。これらのインジケータ１６．１７．１８は、それぞれ、油圧シリンダ８の 圧力、成形用ピストンの回転数、台架５の変位量を表示する０台架の垂直方向の 位置を直接示すために、物さし１Ｓがフレームの側面に取り付けられている。！ 気弐トルク測定装置２４が、電気モータ１２に接続されている、或いは電気式ト ルク測定装置２５が垂直軸４と６に接続されている。

第５図に、本装置により実行される測定手順を示す。

所定の質量ｍを有する試料２０をコンクリート塊から採取する。その試料を、断 面積Ｆの成形用シリンダ２に注ぎこみ、成形用上部ピストン７を試料の上に陳ろ す、このピストンを油圧シリンダにより定圧力Ｐ″′Ｃ′Ｃ試料つける。この後 、両方のピストンを電気モータにより回転させると、ピストンの、傾斜した丸板 １３．１４が試料にせん断圧縮作用を及ぼす、この結果、試料は、ピストンが所 定の回転数ｎだけ回転した後、距離Ｓ（この距離Ｓは、物さし１９で読み取れる ）だけ圧縮され、試料の体積はＶｔとなる。ピストンの回転中に、ピストンの回 転に抵抗するトルクの大きさは、ピストンを回転させる軸付近で、トルク測定袋 Ｗ２５またはモータに接続されたトルク測定装置２４により測定される。この測 定は、試料の少なくとも一つの所定せん断速度で実行する。しかし、通常は、２ つの異なったせん断速度で実行する。試料のせん断速度は、雨垂直軸４．６０角 速度ωと、垂直軸４．６が形成する直線に対する丸板１３．１４の傾斜角αとに よって決まる。だから、シリンダの軸を貫く横断面での最大瞬間せん断速度は、 ω・−αの積に正比例する。最大ぜん断速度は回転運動に従って変るので、この 最大せん断速度は、どの実測方向においても、ピストンが１回転する間に得られ る。丸板１３と１４は常に平行であるから、任意の横断面におけるせん断速度は あらゆる平行横断面におけるせん断速度と等しい。

このために、セん断速度基は、成形用シリンダ２のどこでも全く均質である。ト ルクを一つ以上のせん断速度で測定する場合は、測定中にせん断速度を変えて同 じ試料で測定を行うか、またはせん断速度を変えるごとに試料を変えて行う。但 し後者の場合、各試料は、同じものでなければならない、２つのせん断速度を用 いる時には、第２のせん断速度は第１のせん断速度よりも５倍から１０倍大きく するのが例えば、試料の鋒伏比と塑性粘度は、さまざまなせん断速度におけるピ ストンの回転に抵抗するトルクより、容易に計算できる 成形された試料は一１円筒状の試験片として使用し、硬化後のコンクリートの強 度を測定することができる。

自由に選択できるプログラムにより電気モータを制御して、所定の間隔で停止さ せ、ピストンの回転数ｎとそのスランプＳとを読み取ってもよい。或いは、電気 モータを連続回転させ、ピストンの回転数とスランプを連続的に処理装置２３の メモリに入力して、レコーダ２１により試料の圧縮性を表示してもよい。

本発明の方法を用いることにより、製造しようとするコンクリート塊の流動特性 を、ごく短時間で、たとへば２０〜３０分で測定することが可能になるから、コ ンクリート塊を、ある特定の成形機を用いて成形するのが適切であるかどうかに ついての確かな情報を、各ケースごとに、得ることができる。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）生コンクリートの粒状あるいは粉状塊のような成形可能材料および粘りの ある液の特性、とくにそれらの可塑特性や流動特性を測定するための−一定重量 の試料２０を塊より採取し、−この試料に成形をほどこし、 −この試料の圧縮度Ｓと圧縮に要した作業回転数を測定する 工程より成る方法において、 −試料２０を、対向する２つの方向より、一定の圧力Ｐで圧縮し、 −この試料を、回転により位置を変える平行な２つの傾斜面１３、１４の間で、 一定の圧縮力を加えて成形し、 −この試料の体積（ＶおよびＶｔ）を、成形する前と、傾斜面が所定の作動回転 数ｎだけ回転した後に、測定し、 −傾斜面１３、１４の回転に抵抗するトルクの大きさを、試料の少くとも一つの 所定のせん断速度（せん断速度は、傾斜面の回転速度とその傾斜角とにより決ま る）において測定する ことを特徴とする方法。
2. （２）測定中にせん断速度を変化させ、各速度において、回転に抵抗するトルク を測定することを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）各せん断速度ごとに新たに試料を採取し、ただし採取されたすべての試料 は、全く同じものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）２つの異なったせん断速度を用いて、回転に抵抗するトルクを測定し、第 ２のせん断速度が第１のせん断速度よりも５倍から１０倍高いことを特徴とする 請求の範囲第１項１乃至第３項記載の方法。
5. （５）第１のせん断速度は０．５１／ｓｅｃｏｎｄのオーダーであることを特徴 とする請求の範囲第４項記載の方法。