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公開番号2025071479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-08
出願番号2023181666
出願日2023-10-23
発明の名称コンクリート供試体用加圧治具およびこれを用いた凍結融解試験方法
出願人国立研究開発法人土木研究所,国立大学法人鳥取大学
代理人弁理士法人佐川国際特許商標事務所,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 33/38 20060101AFI20250428BHJP(測定;試験)
要約【課題】コンクリート供試体に対し外部から圧縮方向の応力を加えることができるとともに、前記コンクリート供試体の凍結融解の繰返し作用の影響を定量的に評価することができる、コンクリート供試体用加圧治具およびこれを用いた凍結融解試験方法を提供する。
【解決手段】コンクリートの凍結融解試験に用いられるコンクリート供試体10に対し外部から圧縮方向の応力を加えるコンクリート供試体用加圧治具1であって、コンクリート供試体10を載置する第一拘束板2と、第一拘束板2の外周縁部に立設された複数本のガイドレール3と、ガイドレール3に沿ってスライドして第一拘束板2とともにコンクリート供試体10を拘束する第二拘束板4と、第二拘束板4を押圧することによりコンクリート供試体10に圧力を加え、またはその押圧を解除することによりコンクリート供試体10への圧力を除去する圧力加除手段5とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンクリートの凍結融解試験に用いられるコンクリート供試体に対し外部から圧縮方向の応力を加えるコンクリート供試体用加圧治具であって、
前記コンクリート供試体を載置する第一拘束板と、
前記第一拘束板の外周縁部に立設された複数本のガイドレールと、
前記ガイドレールに沿ってスライドして前記第一拘束板とともに前記コンクリート供試体を拘束する第二拘束板と、
前記第二拘束板を押圧することにより前記コンクリート供試体に圧力を加え、またはその押圧を解除することにより前記コンクリート供試体への圧力を除去する圧力加除手段と
を有する、前記コンクリート供試体用加圧治具。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記第一拘束板および前記第二拘束板が、平面視で略正方形状に形成されているとともに、前記第一拘束板の四隅に前記ガイドレールが立設されており、前記第二拘束板には前記ガイドレールに沿ってスライド可能な挿通孔が形成されており、
前記圧力加除手段が、
前記第二拘束板の上方において前記ガイドレールに沿ってスライド可能でかつ任意の高さで固定可能であり、中心位置に上下方向に貫通した雌ネジ孔を備えてなる加圧板と、
前記加圧板の前記雌ネジ孔に螺合しており、その先端によって前記第二拘束板の上面中心位置を下方に押し下げて前記コンクリート供試体に圧力を加える加圧ボルトと
を有する、請求項１に記載のコンクリート供試体用加圧治具。
【請求項３】
前記加圧ボルトの軸側面の軸対称となる位置に、加圧力に応じた前記加圧ボルトの軸方向の収縮量を測定する一対の歪みゲージが設けられている、請求項２に記載のコンクリート供試体用加圧治具。
【請求項４】
請求項１に記載のコンクリート供試体用加圧治具を用いた凍結融解試験方法であって、
凍結および融解させる前のコンクリート供試体の強度の指標となる数値を測定する供試体初期値測定ステップと、
前記コンクリート供試体を前記第一拘束板と前記第二拘束板との間に挟み込んで拘束し、所定の圧力を加える供試体加圧ステップと、
前記コンクリート供試体用加圧治具により拘束・加圧された状態の前記コンクリート供試体を試験槽内に設置し、全体が水没するまで試験液を注入する試験液注入ステップと、
前記試験液の温度を制御して零度より高い温度の第一温度から零度以下の第二温度への凍結工程および前記第二温度から前記第一温度への融解工程を１サイクルとした温度管理を行い、前記コンクリート供試体を所定のサイクル回数、凍結と融解を繰り返す凍結融解循環ステップと、
所定のサイクル回数を凍結融解させた後、前記コンクリート供試体用加圧治具から前記コンクリート供試体を取り外し、前記指標の数値を測定する凍結融解後測定ステップと、
前記凍結融解循環ステップのステップ回数が所定の回数を超えたか否かを判別するステップ回数判別ステップと、
前記ステップ回数判別ステップにおいて所定の回数を超えていない場合に、前記凍結融解前の前記指標の数値と前記凍結融解後の前記指標の数値とから相対動弾性係数を算出する相対動弾性係数算出ステップと、
算出した前記相対動弾性係数が所定の数値以下か否かを判別する相対動弾性係数判別ステップとを有し、
前記相対動弾性係数が所定の数値以下でない場合には、前記コンクリート供試体用加圧治具により前記コンクリート供試体を拘束して所定の圧力を加えた状態で前記凍結融解循環ステップを行い、
前記ステップ回数判別ステップにおいて所定の回数を超えた場合、または、前記相対動弾性係数判別ステップにおいて前記相対動弾性係数が所定の数値以下となった場合に、凍結融解試験を終了する、前記凍結融解試験方法。
【請求項５】
請求項１に記載のコンクリート供試体用加圧治具を用いた凍結融解試験方法であって、
凍結および融解させる前のコンクリート供試体を前記第一拘束板と前記第二拘束板との間に挟み込んで拘束し、所定の圧力を加える供試体加圧ステップと、
前記コンクリート供試体用加圧治具により加圧した状態の前記コンクリート供試体の強度の指標となる数値を測定する供試体初期値測定ステップと、
前記コンクリート供試体用加圧治具により拘束・加圧された状態の前記コンクリート供試体を試験槽内に設置し、全体が水没するまで試験液を注入する試験液注入ステップと、
前記試験液の温度を制御して零度より高い温度の第一温度から零度以下の第二温度への凍結工程および前記第二温度から前記第一温度への融解工程を１サイクルとした温度管理を行い、前記コンクリート供試体を所定のサイクル回数、凍結と融解を繰り返す凍結融解循環ステップと、
所定のサイクル回数を凍結融解させた後、前記コンクリート供試体用加圧治具により加圧した状態で前記指標の数値を測定する凍結融解後測定ステップと、
前記凍結融解循環ステップのステップ回数が所定の回数を超えたか否かを判別するステップ回数判別ステップと、
前記ステップ回数判別ステップにおいて所定の回数を超えていない場合に、前記凍結融解前の前記指標の数値と前記凍結融解後の前記指標の数値とから相対動弾性係数を算出する相対動弾性係数算出ステップと、
算出した前記相対動弾性係数が所定の数値以下か否かを判別する相対動弾性係数判別ステップとを有し、
前記相対動弾性係数が所定の数値以下でない場合には、前記コンクリート供試体用加圧治具により前記コンクリート供試体を拘束して所定の圧力を加えた状態で前記凍結融解循環ステップを行い、
前記ステップ回数判別ステップにおいて所定の回数を超えた場合、または、前記相対動弾性係数判別ステップにおいて前記相対動弾性係数が所定の数値以下となった場合に、凍結融解試験を終了する、前記凍結融解試験方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの凍結融解の繰返し作用による劣化を測定するためのものであって、特に外部から圧縮方向の応力を加えたコンクリート供試体の凍結融解試験を行うためのコンクリート供試体用加圧治具およびこれを用いた凍結融解試験方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、セメントに砂や砂利などの骨材と水を加えて練り固めた人工石であり、建物の基礎や農業用水路などの様々な構造物に用いられている。
【０００３】
しかしながら、コンクリートは使用条件や環境条件により劣化が急速に進むことがある。寒冷地などにおける凍害はその１つの劣化現象であり、コンクリートに含有された水分の凍結と融解を繰り返すことで、ひび割れや剥離などが発生するというものである。
【０００４】
従来、このような凍害に対して様々な対策がされており、例えば、特開２０１５－８３７６７号公報では、ナトリウム塩、カリウム塩及びカルシウム塩からなる群より選択される少なくとも１種類を含みマグネシウムを含まない凍結防止剤と、マグネシウム、鉄及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１種類からなる金属を含みアルカリ水溶液と反応して前記金属の水酸化物となる水溶性金属塩とを、前記セメント硬化体表面に散布し、前記セメント硬化体表面と該セメント硬化体表面に付着する氷との間に前記金属の水酸化物からなる被膜を形成させることを特徴とする凍結・ソルトスケーリング抑制方法が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、特開２０１９－１５６７００号公報では、特許文献１に記載の発明のように塩類を用いることよる腐食の可能性を低減させるため、不凍多糖を含むセメント硬化体からなる凍害抑制剤に関する発明が提案されている（特許文献２）。
【０００６】
さらに、このような凍害対策がなされたコンクリートの性能評価を行うための規格として、日本産業規格（ＪＩＳ）において水中凍結融解試験方法（ＪＩＳＡ１１４８Ａ法）が定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１５－８３７６７号公報
特開２０１９－１５６７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、発明者等は、これまでにコンクリート構造物の凍害劣化の実態調査を行い、コンクリートに外部から圧縮方向の応力を作用させた場合、凍害によるひび割れなどが発生しにくくなることを見いだしている。
【０００９】
しかしながら、これまでの水中凍結融解試験方法（ＪＩＳＡ１１４８Ａ法）では、外部から圧縮方向の応力を作用させたコンクリートの試験方法については規定されていない。このため、外部から加える圧力の程度やその圧力とコンクリートの組成との関係などについて、定量的な評価ができていないことから、定量的な評価手段を求めるニーズが高くなっている。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、コンクリート供試体に対し外部から圧縮方向の応力を加えることができるとともに、前記コンクリート供試体の凍結融解の繰返し作用の影響を定量的に評価することができる、コンクリート供試体用加圧治具およびこれを用いた凍結融解試験方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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