JPS63314465A - モルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関する物性測定法 - 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】 「発明の目的」 本発明はモルタルまたはコンクリートを得るための粒体
に関する物性測定法に係り、モルタルやコンクリートな
どの液体と粉体および粒体を用いたセメント混合物、特
に粒体として砂などの天然産出粒子や砕砂などの人工粒
子の如きを用いた上記混合物に関してその特性を判定し
、配合設計ないし製造、管理などをも含む該混合物の調
整を合理的且つ的確に実施するための新しい定量的物性
を得しめようとするものである。

（産業上の利用分野） セメント、フライアッシヱなどの粉体と水その他の液体
および砂その他の細骨材などの粒体および必要に応じて
砂利などの焼体を配合して得られる混合物に関してワー
カビリティ、ブリージング、流動性などの特性を測定し
、又当該混合系における配合変化時の特性を判定し、更
にはこのような混合物に関し流動性その他の特性を最高
状態とし□て安定に得しめ、あるいはそれらの配合設計
、製造、管理などを合理的に行うことのできる物性測定
技術。

（従来の技術） 各種土木、建築などに関してセメントなどの水硬性物質
粉末を用い、これに水を主体とした液体と共に砂その他
の細骨材を配合したモルタルを利用することの多いこと
は周知の通りであり、又これに砂利や砕石などの粗骨材
や繊維材などをも配合したコンクリートに関してもその
特性としては上記３者の混合物において基本的に求める
ことが可能で、適宜に添加剤を配合しても同じ関係があ
る。同様のことは各種窯業製品を製造し或いはその他の
物理的、化学的製品を得るための資料調整に関して不可
欠的に必要であるが、斯様な調整に際しては前記したよ
うな資料粉粒の液体存在下における吸着現象（その反面
における分散現象）などがあり、所期する均斉な調整物
を得ることができないことは周知の通りである。このよ
うな現象はそうした調整物を用いて目的製品を得る場合
における成形性ないし充填性、ブリージング性ないし分
離性、更には該混練物の成形硬化によって得られる製品
の強度その他の特性に影響し、又該調整物の搬送その他
の荷役取扱いに影響する。従ってこの吸着現象などに関
してはそれなりに検討が加えられているが、従来では単
に理論的ないし定性的に理解するものである。

このような従来一般の技術的状態において、本発明者等
は塁に特願昭５８−５２１６号（特開昭５９−１３１１
６４号）や特願昭５８−２４５２３３号（特開昭６０−
１３９４０７号）のような提案をなし、特にコンクリー
トないしモルタルに用いられる細骨材表面における吸着
液の定量化に関する試験測定法ないしそのような試験測
定結果を利用した混練物の調整に関する１連の手法を提
案した。即ちこれらの先願技術は前記のような粒子ない
し粉体表面に耐着介在する水などの液体に関し、毛細管
現象的に粉粒間に保留停滞されたものと粉粒表面に吸着
されたものに区分して考察し、特にその後者について定
量的に試験測定しようとするもので、しかも複数個の試
料に対し同一遠心力条件による能率的な測定が可能であ
り、それだけに上記したようなコンクリートやモルタル
などの調整に関し従来の漫然として同じ液体と理解把握
されているものを区分して理解し、しかもその測定結果
を夫々の条件下に即応して定量的に得しめるものである
ことからその混練、調整上画期的な改善結果を得しめて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 前記したような従来一般的な技術は、ＪＩＳ規定の如き
により細骨材に関し、例えば表面乾燥飽水状態による吸
水率と粗粒率、実績率等の測定データを用い上記したよ
うな混練物等の液分を把握調整しようとするものであっ
て、具体的な混練物の調整に当ってはその物性を的確に
把握し制御することができない。即ちこのような混練物
に関しては分離プリージング性ないしワーカビリティ、
圧送性、締固め性等の物性が必要であることは周知の通
りであるが、これらの物性は同じ砂であってもセメント
が異ることによってその特性が異り、又反対にセメント
が同じであっても砂が異ることにより得られた混練物の
特性はやはり変動する。

更に斯うした混練物を密実に充填成形するためには振動
その他の圧密処理を加えることが一般的であるが、そう
した振動その他の圧密処理に際して混練物の示す挙動な
いし変化は同じＪＩＳ規定による測定値のものであって
も大幅に異っていることが殆んどである。又厚層にコン
クリート打ちをなし或いは型枠を縦形としてコンクリー
トを打設充填した場合において打設充填された生コンク
リートまたはモルタルの示す様相は種々に変動したもの
となる。

ところで本発明者等は斯かる混純のための配合水を分割
し、その特定範囲における一部を均等に細骨材へ耐着さ
せてからセメントを添加して１次混練し、次いで残部の
水を加えて２次混練することにより、プリージングや分
離が少（、しかもワーカビリティにおいて優れた混練物
を得しめ、又それによって得られる成形体の強度その他
を同じ配合条件において相当に高めることのできる有利
な技術を開発し業界の好評を得ているが、そうした新技
術を採用しても細骨材が異ることによって具体的に得ら
れる混練物における前記したような諸効果の程度は種々
に異ったものとなる。

このような問題点を解決すべく本発明者等によって提案
された前記先願技術では粒子表面における吸着液と、そ
うでないものとを区分するだけでなく、その吸着液に関
して定量的な解明を図るものであって、頗る有効な手法
と言えるが、この技術に関して具体的な測定をなし、そ
の結果を用いてコンクリートやモルタルの調整をなした
多数の結果について仔細を検討したところ、夫々のモル
タルやコンクリートなどの調整において、なおそれなり
の的確性を有し得ない傾向が認められた。

即ちこれらの実験結果によると、細骨材のような骨材類
と粉体間の相互干渉性（セメントと骨材間のなじみ）お
よび骨材（細骨材を含む）の制御を確保することが容易
でない。つまりこれら資材の表面粗度、材質、形状、表
面吸着力等、従来のＪＩＳ規定などで解明できない骨材
の性質がコンクリートやモルタルの分離ブリージング性
、ワーカビリティ、圧送性、締固め性などに大きく関与
しているものと推定されるが、このような関係を的確に
解明し、合理的な混練物を得ることができない。

従って具体的には試し練りを繰返し、できるだけ有利な
配合混線条件を決定することとなるが、斯うした試し練
りは１つの結果を得るために相当の工数と時間を必要と
し、例えば得られる製品の強度まで求めようとすると一
般的に４週間をも必要とする。況して繰返して調整し試
験するとすれば著しい長時間が消費され、具体的施工に
即応できない。この故にこの試し練りは基本的には夫々
の作業者等による経験ないし勘により、又比較的短時間
内に測定結果の求められるもののみを試験して全般を推
定するようなこととならざるを得ず、合理性を欠くと共
に的確な合致を得ることができず、相当の誤差範囲を見
込むことが必要である。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） １、砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位容積
重量を求めることを特徴とするモルタルまたはコンクリ
ートを得るための粒体に関する物性測定法。

２、　砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の
粒体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加え
たモルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに
当り、前記粒体を水中、で圧密充填操作した最密状態充
填物を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位
容積重量を求め、これを利用してモルタルまたはコンク
リートを得るための前記粒体間の間隔率または充填率を
求めることを特徴とするモルタルまたはコンクリートを
得るための粒体に関する物性測定法。

３、砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
を準備すると共に絶乾で同様に圧密充填操作した最密状
態充填物を準備し、これらの各最密状態における前記粒
体の水中単位容積重量と絶乾単位容積重量とを求め、こ
れら両単位容積重量の差をモルタルまたはコンクリート
を得るために利用する微砂量として求めることを特徴と
するモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関
する物性測定法。

（作用） 砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒体に
対し水その他の液体を加えた混合物を圧密充填操作した
最密状態充填物において上記粒体の水中単位容積重量ρ
８，４が求められ、このような最密状態充填物の粒体に
関する単位容積重量はモルタルやコンクリートなどの混
合物に関してその打設状態の物性を示す重要な因子とな
る。

又上記ρ３８から前記最密状態充填物において骨格的機
能を果たす砂のような粒体についての水中条件下の粒体
間間隔！、Ｗは、 甲、Ｗ　＝　（１−−）Ｘ１００ ρＳＷ によって得られ、このような測定値によって現実のモル
タル、コンクリートなどにおいて的確に合致し精度の高
い特性値を提供し、前記混合物の予測、設計ないし製造
に関する具体的調整を合理化する。

更に前記水中単位容積重量ρ、いと共に絶乾での同様に
圧密充填操作した最密状態充填物における粒体の絶乾単
位容積重量ρ８．との差を微粒量（微砂量）として求め
ることができ、このような微粒量によっても該粒体（細
骨材）を用いて得られるモルタルまたはコンクリートの
特性を予測し、設計ないし製造に関する指標として利用
される。

（実施例） 上記したような本発明について更に説明すると、本発明
者等は上記したような粒体、粉体および液体から成る混
練物について、その配合混線条件により得られる混練物
ないし該混練物によって成形された製品の特性などを的
確に予測し、合理的に混練物を調整することについて多
年に亘る実地的検討と推考を重ねた結果、このような混
練物の挙動を的確に把握する指標として該混合物におけ
る骨格的機能を果たす砂のような粒体に関しその最密状
態充填を形成したものにおける水中での単位容積当り重
量あるいはこの最密状態充填物における粒体間の間隔率
が、前記混練物ないしその製品の特性に対し決定的地位
を有することを発見し、このような関係を利用して配合
混線条件を決定することにより得られる混練物の特性を
的確に解明し、予測することに成功した。

本発明において目的混合物に用いられる粉体としてはポ
ルトランドセメント類、アルミナセメント、マグネシア
セメント、石こう類、消石灰などの石灰類、高炉スラグ
、膨張セメントなどの特殊セメント、フライアッシュ、
シリカヒユーム、石粉、粘土ないし泥分その他の無機ま
たは有機質の充填ないし増量目的で用いられる粉状体が
ある。

又粒体としては川砂や海砂、山砂、砕砂、粒状スラグ、
人工細骨材などの細骨材や金属繊維、無機繊維などの繊
維材、更に塊状体として砂利、砕石などの粗骨材があり
、又これら粒体ないし塊状体としては遮音や断熱あるい
は耐火性、原子力遮断性、軽量性、重量性などを附与す
るために用いられる各種骨材類などがある。更に液体と
しては水が代表的であるが、これｃｉ減水剤、急結剤、
プラスチック類などの各種助剤ないし添加剤を混合した
ものが広く用いられる。

然して本発明者は上記したような細骨材などの粒体に関
して、充分且つ大量に水分を耐着含有させたものに遠心
力などの脱水力を作用させることによりその含水量が脱
水力増大に伴い次第に低下することとなるが、ある一定
限度に達するとそれ以上に脱水力が増大しても殆んど含
水量を低下することのない限界相対吸着水率の存するこ
とを確認しており、同様に粉体に関しても粉体相互が実
質的に接触し且つ粉体粒子間に水が充満していてしかも
空気が実質的に存しないキャピラリー域に達した状態に
おいて該粉体の限界的吸着水率の存することが確められ
ている。更に前記粒体についての限界相対吸着水率測定
に関して粉体を併用することにより粒体間における接点
液の如きによる影響を回避し的確な測定結果の得られる
手法などを確立している。

本発明においてはこれらの本発明者等による新規開発技
術に加えて前述したような最密状態充填物についての解
明を重ね、前記した粒体の水中単位容積重量や粒体間の
間隔率を求めるものである。

即ち本発明者等は上記したような細骨材等の骨材に関し
てその吸着液量を求めるに当って粉体を併用することに
より骨材間における接点液の如きによる影響を該粉体の
保液量として排除して的確な測定結果を得しめ、又この
ような骨材の如き粒状ないし繊維状体と粉体および液体
から成る混合系に対し遠心力を作用させて脱液処理する
ならば、作用する遠心力の変化によって吸着液量が変化
し、つまり遠心力の増大に従って骨材に対する吸着液量
が次第に低減することとなるが、斯うした脱液処理の遠
心力がある一定値を超えると、それ以上に遠心力を増加
させても吸着液量に殆んど変動することがなくなり、前
記したような吸着液量の低減傾向の変曲するポイントの
存することを確認し、このような吸着液低減傾向の変更
点を限界吸着水率として理解している。然してこのよう
な限界吸着水率は用いられた骨材、粉体あるいは液体の
何れか１つまたは２つ以上が変化することによってそれ
なりに変化し、従って具体的に得られる吸着水率は相対
限界吸着水率となるが、斯うした限界基準吸着水率なる
ものは多数の実験結果からどのような混合系においても
存在し、又同じ混合組成のものにおいては常に一定であ
る。例えば富士用度川砂（Ｑ：２．４９、Ｆ、Ｍ、：　
２．６５、比重表乾ｐＨ＝２．５８、ρＤ：２．５２、
ρｖ：１．７３９、ε：３１％、Ｓｍ　：　６５．３ｃ
ｎｌ／　ｇ）と普通ポルトランドセメントおよび代表的
液体である水を用い、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）を０．１
．２．３と変化させた各試料について本発明者等が嚢に
提案した特願昭５８−２４５２３３号（特開昭６０−１
３９４０７号）の方法により遠心力３０Ｇ（Ｇは重力）
より１００ＯＧに亘る多様な脱水処理を行った結果は、
Ｓ／Ｃが０であるセメントペーストの含水率ＷＰ／Ｃは
前記したように作用する遠心力の如何によってそれなり
に異る。又これに砂が混合され、Ｓ／Ｃの値が高くなる
に従って含水率が高（なるが、上記セメントペーストの
場合を基点としてＳ／Ｃの上昇に伴い含水率の上昇する
度合は、一定速心力（例えば１５０Ｇ〜２００Ｇ）以上
となってもその遠心力増大にも拘わらず殆んど変化がな
い。即ち１００Ｇ以下のような重力の比較的低い領域に
おいては３０Ｇ、６０Ｇ、８０Ｇ、１００Ｇの如く相当
に少い遠心力差条件を以て処理測定するのに対して、２
００Ｇ以上においては１００Ｇ以上のような大きい遠心
力差条件で処理測定したものであっても、１５０Ｇから
２００Ｇとなることによって何れのＳ／Ｃの場合におい
ても比較的大きい含水率の低下があり、それより重力条
件が大となることによってもこの含水率低下の程度が大
幅に低減する様相が示され、しかもそのＳ／Ｃの増加に
伴う図表上の上昇傾斜角θ１は略一定であって、殆んど
変化がない。例えば、４３８Ｇと１００ＯＧとでは５０
０Ｇ以上の遠心力増大があるに拘わらずその上昇傾斜角
θ１は一定状態であり、２００Ｇの場合においても上記
１０００Ｇの場合と実質的に平行状態である。

前記したような結果について、その遠心力作用後の全含
水量をＷ２とし、°Ｃをセメント量、Ｓを砂量とすると
共に遠心力作用後の粉体の含水量をＷＰ　、また遠心力
作用後の砂の含水量をＷ、となし、更に遠心力処理後の
前記傾斜角θ、の正接（ｔａｎ　θ、）をβとすると、
上記Ｗ、／Ｃは次の１式のようになる。

Ｗ２／Ｃ＝ＷＰ／Ｃ＋βＳ／Ｃ・・・　Ｉ又、βは次の
■弐のように表わされる。

従って前記した砂の含水ｍｗｓは次の■式の如くなる。

Ｗｓ＝Ｗｚ　　Ｗｐ　　　　　　　　・・・　■のって
βは砂の含水量を砂量で除した含水率となり、これを骨
材の限界相対吸着水率とする。然して具体的にＷ、／Ｃ
を１式によって求めると共にその精度（ｒ２）を検討す
ると、次の第１表の如くであった。

第１表 即ち精度ｒ２は少くとも０．９８以上であることが確認
され、頗る高精度のものであることが６１認された。

又このような結果について、その遠心力Ｇと前記β、即
ちＷｓ／Ｓの関係は前記した２００Ｇまでは相対吸着水
率βが次第に低下するが、２００Ｇを超えることにより
殆んど相対吸着水率βが低下しないで略水平状の直線的
な脱水結果が得られる様相は明かである。即ち上記した
２００Ｇまでの相対吸着水率β低下がｊｏｏｃ以上の遠
心力作用時における略水平状直線とのなす角度θ２が求
められ、このθ２は夫々の骨材によってそれなりに異る
ことになるが、θ２の角度如何は夫々の骨材における脱
水エネルギーの大きさによる脱水特性を代表するＩＧ当
りの界面脱水率ということができる。前記のように遠心
力が増大しても相対吸着水率に殆んど変化のない値は当
該骨材に関する限界吸着水率（β。）と言うことができ
る。又最大相対吸着水率β。ｍａｘはθ２の傾斜直線と
重力０点との交点であり、骨材の全相対吸着水率β、。

は限界吸着水率β。にβ。ｍａｘを加えたものとなり、
遠心力処理によって、該吸着水率β。ｍａｘが脱水され
る関係をなすものであり、又、前記のように遠心力増大
により吸着水率の実質的に変化しない遠心力値をＧｍａ
ｘとして求めることができる。

一方粉体のペーストに関してキャピラリー域における含
水率が混練操作時におけるトルクの最高値近辺となるこ
とについては同じ（本発明者等により特開昭５８−５６
８１５号公報の第４図などに発表されている（該公報で
はファニキュラーないしキャピラリーとされているが、
その後の検討によりキャピラリー域たることが確認され
ている）。

即ち絶乾状態の粉体に対し次第に加水しながら混練した
場合において、その加水量が次第に増加するに従って混
練トルクは増大するが、斯うして水量増加に伴い次第に
増加したトルクがトルク最高点に達した後に更に水量が
増加するならば今度は次第にトルクが減少することとな
る。これはペースト中における水が粉体粒子間の空隙を
完全状態に満たしてスラリー状態となり、しかもその粉
体粒子間水量が次第に増加することによって流動性が大
となることによるものである。つまり粉体粒子間の空隙
が完全に水で満たされる（スラリーとなる）直前のキャ
ピラリー域においては混練トルクが最大状態となるわけ
で、このような混練トルク最大状態で調整された混練物
を用いるときはブリージング水の発生を有効に縮減し、
斯うした混練物による製品は強度その他の特性において
卓越したものとなることが前記公開公報に示されている
。

ところで本発明者は上述したような粉体、粒体および液
体からなる混練物について前記のようにそれ以上に作用
力を増大しても吸着水率βの実質的に低下しない状態を
遠心力で実施した場合を検討した結果、この場合におい
てはその遠心力が例えば１５０〜２００Ｇ（粒体の性状
によって夫々の場合に若干の差がある）のように高いこ
とから充填組織内に気孔が発生し、単に脱水する場合は
兎も角としても実際の充填打設組織と異なることになる
ことに鑑み、上記のような気孔を発生しない遠心力以外
の方法により前記遠心力１５０〜２００Ｇを作用せしめ
たものと同じ状態を形成することについて検討した結果
、突き固め方式や振動方式などによっても同等の状態を
形成し得ることを確認した。即ちこのような方法として
本発明者は多くの細骨材とセメント粉体との組合わせに
ついて仔細に検討した結果、その突き固め方式によるも
のは、直径が１１．４ｃｍで高さが９．８（１）の容Ｗ
ｋ　１０００　ｃｃを有する円筒形容器（容重マス）に
試料約５００　ｃｃを装入してから重量５００ｇのテー
ブルフロー用突き棒で容器内全般に亘って平均に２５回
以上の突き固め操作を行い、次いで支持台面から２〜３
　ｃｍ上げて落下させるスタンピング操作を３回以上行
って突き固め充填状態を平均化し、その後更に約５００
　ｃｃの試料を装入して同じ突き固め操作とスタンピン
グを行う方法が好ましいもの（但し一連の試験測定に当
っては全試料に関して同一試験条件を採用する）であっ
て、この方法で同じＳ／Ｃによる試料に対しＷ／Ｃを次
第に変化させた各種のものについて検討するならば、得
られた突き固め充填物においてそのＷ／Ｃが特定の値を
採った場合に最高の容重値が得られる。

例えば細骨材たる砂の粒径組成と合致し、しかも形状的
に揃った基準材として０．０７５〜５ｍの径を有するガ
ラス球を用い、これにポルトランドセメントを、Ｓ／Ｃ
＝１として配合した試料についてＷ／Ｃを順次且つ種々
に変化させて上記突き固めによる充填を行った場合には
次の第２表のような結果が得られ、Ｗ／Ｃを２８％とし
たものが単位容積重量（以下容重という）ρにおいて２
２３５ｇであって最高状態の充填状態を得しめ、これよ
りＷ／Ｃが低くても高くても容重ρが小となる。

第２表 同様に同じガラス球とポルトランドセメントを用い、Ｓ
／Ｃを３とした場合にはＷ／Ｃが３３％程度のときに容
重ρが２２２７ｇであって、このＷ／Ｃ値より１％高く
なり或いは低くなった場合には夫々に容重ρの低くなる
様相は第２表の場合と同じであり、更にＳ／Ｃを６とし
た場合にはＷ／Ｃが４８％程度のときに容重ρが最高値
を示し、これよりＷ／Ｃ値が変動することにより高くな
っても低くなっても容重ρは低下する。

斯うした様相は上記基準材としてのガラス球が細骨材と
して一般的に用いられている天然砂（川砂や海砂、山砂
）、人工砂（砕砂やスラグ粒）の場合においても全（同
様であって、このようなＷ／Ｃ値との関係でピーク点の
存在する様相は粉体（セメント）について混練トルクの
ピーク点の存在する様相と共通するものがあり、しかも
上記のように容重ρがピーク点を示すＷ／Ｃが前記した
１５０Ｇ〜２００Ｇの遠心力処理したときのそれと実質
的に同じである。

即ち本発明においてはこのような手法などによる充填状
態を最密充填状態となし、この状態が水中で行われるこ
とにより実際のこの種混練物の充填打設状態によく合致
していることから好ましい代表的試験方法として利用す
ることとし、突き棒による突き固めは上下各層について
２５回、スタンピングは各層毎に３回の夫々一定のもの
として実施した。

ところで斯うした最密充填状態による試験測定を多くの
試料について実施した結果、この種混練物における水量
に関してそのセメント量、砂量に対し、前記したα値お
よびβ値を以てしても解明することのできない要因の存
することを発見した。

即ち斯うした要因は、セメントおよび砂を種々に変化さ
せたどのような試料においても求められるものであるが
、後述する測定例におけると同じガラス球、相模用砕砂
および富士川砂を粒体として用い、これに普通ポルトラ
ンドセメントを粉体として採用し、Ｓ／Ｃを種々に変化
させた多様な混練物を準備して前記最密充填状態を夫々
形成したものにおける水量Ｗ／Ｃを、そのセメント量に
対して前述したようなα、βにより計算して求めた結果
と、実際の混練物についての実測値とを対比し要約的に
示すと第１図の如くである。つまりソリッドの測定点で
示された計算値に対して、ブランクの測定点を以て示さ
れた実測値は相当にずれており、α、β以外の第３の要
因が、斯うしたそれ以上に操作力を与えても実質的に含
水量に変動を来さない最密充填状態において存在するも
のと言える。評言すると、成程Ｓ／Ｃが１程度の相対的
に砂の少ない状態においては砂粒子間において粉体（セ
メント）が多量に存在するから、そのような多量に存在
するセメントが斯うした第３の要因であるかのよ・うに
考えられるとしても、このＳ／Ｃが２ないし３以上とな
って粉体（セメント）が相対的に少ない状態となっても
このような計算値と実測値との間の偏差は全く減少しな
いで、規則的に増加する傾向を示すことは図示の通りで
ある。即ちこのような粉体、粒体および液体よりなる混
練物における液体においては前記α、βのみならず、更
に第３の要因が作用することは明確である。

そこで本発明者等はこのような第３の要因を解明するこ
とについて検討を重ねた結果、この第３の要因は結局に
おいて充填された混練物の構造ないし組織に原因して内
部に保持される水分と言うべきであ為が、このような混
練物の充填組織に関し斯かる構造ないし組織を考察する
場合において、その骨格的機能ないし構造をなすものは
砂であることが明らかであって、そのような骨格的機能
ないし構造を形成している砂のような粒体間の間隙度合
（緩み率ないし充填状態）が支配的機能をなすものと考
えられる。然るにこのような混練物用原料として入手さ
れる砂のような粒体においては前記のような骨格的機能
ないし構造をなさない程度の微粒分（微砂分）を耐着混
入することが不可避であって、斯うした微粒分（微砂分
）を差引いたものを用いなければ適切な解明をなし得な
い。

然して斯うした微粒分（微砂分）を何を以て、どのよう
に求めることが妥当であるかについては従来において細
小フルイ目による分別を行うようなことで考慮されてい
るとしても的確性を有するものでない。本発明者は砂の
実積率測定を従来の絶乾締固め方法の締固め状態におけ
る空隙率を満たす程度の水中で実施した場合にその実績
率が太きくなる事実を発見したが、これは前記微粒分（
微砂分）によるものであり、この微粒量に関する微粒率
（微粉率）Ｍｓは具体的に次の１式によって求めること
とした。

ρＳ 但し、ρ３．は水中での嵩比重であり、ρ、。は絶乾状
態の嵩比重である。

更に上記のようにして微粒率（微粉率）を求めた場合に
おいて、前述したような第３の要因として重要な骨格的
機能を果たす砂のような粒体間の間隔率！、は、現実に
は水中条件下であって、この水中条件下における間隔率
！、旧よ次のＩ′式％式％ で得られるものである。従って絶乾状態を基準とする場
合には補正されたものとなるべきで、この絶乾状態の粒
体間間隔率’ＰｓＤは次の■式のようになる。なお上記
１層式で得られる水中条件下の試料は定重量となるまで
乾燥することで絶乾状態となることは明らかである。

Ｓ。

甲ｓＤ　＝　（１−−）ｘｌＯＯ（％）・・・・・・■
ρＳＯ 又絶乾単位容積重量ρ、Ｄの測定は、上記の容器（マス
）に絶乾砂を３層に分けて入れ、その各１層毎に左右両
側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩き、充填終了
後その上面を角部を３角状とした定木で平面状に均らし
、その重量を測定する。

更に上記水中単位容積重量ρ、１の測定は、上記とは別
に５００ｍ１のメスシリンダーに水を用意し、以下のよ
うにしても測定される。即ち前記容器（容重マス：１０
００ｃｃ）に１００ｍ１の水を入れ、次に容器深さの３
分の１に相当した絶乾砂を入れ、棒でよく攪拌した後左
右両側面を各１０回（計２０回）木槌で軽く叩き、更に
３分の２までの深さに相当した砂を入れて同様に攪拌し
木槌で合計２０回軽く叩き、この時水が砂の上面に数ｓ
ｓ出るように必要に応じて注水する。同様容器上面から
２〜３１１下となるように砂と水を交互に入れ、２０回
叩き、次に容器上面で砂面と水面とが同一になるように
砂だけを入れ、又必要に応じては注水するか、ピペット
で水を吸い取るかし、吸い取った水はメスシリンダーに
戻すような操作をなし、容器上面で砂面と水面とが同一
で且つ平滑になるように金べらなどで均らし、その全重
量（Ｗ）を測定して次式により水中単位容積重量ρＳＷ
を求める。

但し、ａ：容器の風袋。

ｂ：メスシリンダーに残った水量。

■：容器の容積でこの場合は１０００ｃｃ。

上記したような各方法で、径０．０７５〜５ｍｌのガラ
ス球、富士川砂および相撲用砕砂を用い砂（ガラス球）
／セメントの重量比（Ｓ／Ｃ）を０〜６とした各試料に
ついて測定すると共に粒体間の間隔率（または充填率）
や微粒量ないし微粒率などを求めた結果は次の第３表か
ら第５表に示す如くである。

なおこれら第３表〜第５表において、Ｗ、はセメントの
キャピラリー域含水量、Ｓ＋１は砂の限界相対吸着水量
であって、ＷＰ　／ＣＸ　１００が前記αであり、又Ｓ
い／５Ｘ１００が前記βである。

更にＷ、１は前記セメント（Ｃ）、砂（Ｓ）とそれらの
αおよびβ以外構造内水量であって、その如何が具体的
に流動ないし成形化するか否かは兎も角として、少なく
とも流動ないし成形に潜在的に寄与するものであるから
ワーカプル水量と言うべきである。更にρｓ０は正確に
はｐＳＶＯとも言うべきものであって、砂の絶乾嵩比重
であり、これに対するρｓ１はｐｓｖＷとも言うべきも
のであって、ρｓｏの絶乾条件のものとは反対に砂の水
中条件下における嵩比重である。

然して上記のようにして本発明による新しい測定値ρ、
８およびρｓ８とｖｓＷを用いて得られた上述第３〜５
表のような測定結果によるときはこの新しい’ＰｓＷと
ワーカプル水量Ｗ。との関係を解析せしめ、粒体が前記
のようにガラス球、川砂および砕砂という材質的、性状
的に明かに異るものであるに拘わらず、このＷいと前記
！、Ｗとの間には整然として殆んど変化のない所定の関
係が得られるものであることが確認された。つまりこの
ような結果によるときは、対数回帰式または指数回帰式
による全回帰曲線または個別回帰曲線の如きを求めるこ
とが可能であり、斯うした結果を用いることによりこの
ような混練物において甲、智が求められるならばワーカ
プル水１ｗいを略適切に求めることが可能であり、従っ
て又そのブリージング水量ないし流動性、更には成形体
における強度その他の特性の如きをも有効に判定するこ
とが可能である。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは、セメントなど
の粉体、砂などの粒体および水などの液体による混合物
に関し従来法における如き試し練りの繰返しや統計的手
法から脱却し、該混練物において骨格的Ｍｉ織ないし機
能を有する砂などの粒体についての最密状態充填物にお
ける水中単位容積重量を求め、あるいはこれにその粒体
間の間隔率を求めしめ、これらの新しい測定値によって
流動必要水、ブリージング水などを定量的に仔細に解明
し、実際の混合物、特にコンクリートやモルタルの如き
混練物の実態に即応した合理的な解明をなし、ばらつき
の少い安定した品質を有する製品を予測、企画し且つ適
切に得しめるなどの効果を有しており、工業的にその効
果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は最密充填状態混合物におけるＷ／ＣとＳ／Ｃの変化状
態を計算値と実測値について併せて示した図表である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
   体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
   モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
   り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
   を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位容積
   重量を求めることを特徴とするモルタルまたはコンクリ
   ートを得るための粒体に関する物性測定法。 ２、砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
   体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
   モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
   り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
   を準備し、該最密状態における前記粒体の水中単位容積
   重量を求め、これを利用してモルタルまたはコンクリー
   トを得るための前記粒体間の間隔率または充填率を求め
   ることを特徴とするモルタルまたはコンクリートを得る
   ための粒体に関する物性測定法。 ３、砂や粒状スラグ、人工細骨材、ガラス球その他の粒
   体に対し水その他の液体とセメントなどの粉体を加えた
   モルタルまたはコンクリートのような混合物を得るに当
   り、前記粒体を水中で圧密充填操作した最密状態充填物
   を準備すると共に絶乾で同様に圧密充填操作した最密状
   態充填物を準備し、これらの各最密状態における前記粒
   体の水中単位容積重量と絶乾単位容積重量とを求め、こ
   れら両単位容積重量の差をモルタルまたはコンクリート
   を得るために利用する微砂量として求めることを特徴と
   するモルタルまたはコンクリートを得るための粒体に関
   する物性測定法。