コンクリート試験体載荷加熱装置
【課題】コンクリートの高温特性を精密に評価するため、コンクリート試験体を安定的に加熱し、加熱温度分布を均等にし得るコンクリート試験体の載荷加熱装置を提供する。
【解決手段】上下の加圧治具１ａ，１ｂを各々囲んでコンクリート試験体Ｃを加圧治具１ａ，１ｂより間接的に加熱する加熱媒体２ａ，２ｂと、中央のコンクリート試験体Ｃを囲んでコンクリート試験体Ｃを直接的に加熱する加熱媒体２ｃとを加熱炉３の内部に設けた。
【解決手段】上下の加圧治具１ａ，１ｂを各々囲んでコンクリート試験体Ｃを加圧治具１ａ，１ｂより間接的に加熱する加熱媒体２ａ，２ｂと、中央のコンクリート試験体Ｃを囲んでコンクリート試験体Ｃを直接的に加熱する加熱媒体２ｃとを加熱炉３の内部に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の耐火性能を設計するに、高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るためのコンクリート試験体載荷加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート試験体を加熱する金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設し、容器内の温度分布を均一にするためのファンを上下に配置したコンクリート試験体の加熱装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設しただけでは、本来、コンクリートの熱伝達率が小さくて均等に加熱するのが難しいところから、長時間の加熱時間が必要となる。このため、コンクリート試験体の寸法による温度分布差が大きく、高温を受けたコンクリートの高温特性及び力学的性質を明確に評価することが難しい。
【特許文献１】特開２００６−１１８９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コンクリートの高温特性を精密に評価するため、コンクリート試験体を安定的に加熱し、加熱温度分布を均等にし得るコンクリート試験体の載荷加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コンクリートの高温特性評価を行う試料を得るに、熱電対を埋め込んだコンクリート試験体を上下の加圧治具で保持させて加熱炉の内部に収容すると共に、加熱炉の内部で高温加熱し、コンクリート試験体の温度分布状態を分析するためのコンクリート試験体載荷加熱装置において、上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とする。
【０００６】
そのコンクリート試験体載荷加熱装置の構成中、上下，中央の加熱媒体としては金属ヒータを設けるようにできる。また、金属ヒータを上下の加熱媒体とし、熱伝達率の大きな金属枠を上下の金属ヒータで挟んで中央の加熱媒体として配置するようにでき、金属ヒータは個別に制御可能に備え付けることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のコンクリート試験体載荷加熱装置によると、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。
【０００８】
その他に、金属ヒータを個別に制御可能に備え付けることから、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るのに併用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図示実施の形態は、図１で示すように上下の加圧治具１ａ，１ｂを各々囲んでコンクリート試験体Ｃを加圧治具１ａ，１ｂより間接的に加熱する加熱媒体２ａ，２ｂと、中央のコンクリート試験体Ｃを囲んでコンクリート試験体Ｃを直接的に加熱する加熱媒体２ｃを加熱炉３の内部に設けることにより、コンクリート試験体Ｃを１００〜８００℃の使用温度で加熱可能な載荷加熱装置として構成されている。
【００１０】
加圧治具１ａ，１ｂとしては、荷重２０００ＫＮ以上で高温に耐えられるよう熱処理した炭素鋼製のものが備えられている。この加圧治具１ａ，１ｂのうち、下側の加圧治具１ｂはコンクリート試験体Ｃを載置し、上側の加圧治具１ａに向けて昇降動可能に設置されている。各加圧治具１ａ，１ｂには、温度が５０℃以上に上昇しないよう水冷式冷却機（図示せず）が付設されている。
【００１１】
加熱媒体２ａ〜２ｃとしては、金属ヒータ２０が設けられている。金属ヒータ２０はコイルを巻線したものでなり、表面を加圧治具１ａ，１ｂ乃至はコンクリート試験体Ｃに向けて対向するコイル保持体２１に埋め込み装着されている。この加熱媒体２ａ〜２ｃを取り囲んでは、熱が炉外に放出されるのを防ぐようセラミックファイバーブランケット２２が断熱材として炉内に装填されている。
【００１２】
加熱炉３は、図２で示すように金属ヒータ２０，コイル保持体２１、セラミックファイバーブランケット２２を含む二つ割れ円筒形セラミックファイバー埋め込みヒータを内蔵するものとして構成されている。片側３ａを固定側とし、他側３ｂを可動側としてレール４の上を走行可能な車輪５を加熱炉３の下部に備え（図１参照）、また、連結用締付けハンドル６を加熱炉３の側部に備えて構成されている。
【００１３】
このように構成するコンクリート試験体載荷加熱装置では、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。
【００１４】
これに対し、中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによると、加熱速度が速いが、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎにより、コンクリート試験体が損傷を受ける虞がある。上下の加熱媒体による間接加熱方式のみによると、直接加熱方式に比べてコンクリート試験体の損傷が少ないが、加熱速度が遅い。
【００１５】
上述した実施の形態の他、金属ヒータ２ａ，２ｂを上下の加熱媒体とし、鉄等の熱伝達率の大きな金属枠（環）２ｃを上下の金属ヒータ２ａ，２ｂで挟んで中央の加熱媒体として配置してもよい。また、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るに、金属ヒータ２ａ，２ｂ，２ｃを個別に制御可能に備え付けることもできる。
【００１６】
中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによる試験により、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎによる爆裂に備え、コンクリート試験体Ｃと加熱媒体２ａ〜２ｃの間に耐熱鋼製遮蔽筒を備えるようにできる。この他、加熱ヒータを温度調節する電圧フィードバック型サイリスタレギュレータを備えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るコンクリート試験体載荷加熱装置を示す側面図である。
【図２】図１のコンクリート試験体載荷加熱装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１８】
Ｃ コンクリート試験体
１ａ，１ｂ 加圧治具
２ａ〜２ｃ 加熱媒体
３ 加熱炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の耐火性能を設計するに、高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るためのコンクリート試験体載荷加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート試験体を加熱する金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設し、容器内の温度分布を均一にするためのファンを上下に配置したコンクリート試験体の加熱装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設しただけでは、本来、コンクリートの熱伝達率が小さくて均等に加熱するのが難しいところから、長時間の加熱時間が必要となる。このため、コンクリート試験体の寸法による温度分布差が大きく、高温を受けたコンクリートの高温特性及び力学的性質を明確に評価することが難しい。
【特許文献１】特開２００６−１１８９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コンクリートの高温特性を精密に評価するため、コンクリート試験体を安定的に加熱し、加熱温度分布を均等にし得るコンクリート試験体の載荷加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コンクリートの高温特性評価を行う試料を得るに、熱電対を埋め込んだコンクリート試験体を上下の加圧治具で保持させて加熱炉の内部に収容すると共に、加熱炉の内部で高温加熱し、コンクリート試験体の温度分布状態を分析するためのコンクリート試験体載荷加熱装置において、上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とする。
【０００６】
そのコンクリート試験体載荷加熱装置の構成中、上下，中央の加熱媒体としては金属ヒータを設けるようにできる。また、金属ヒータを上下の加熱媒体とし、熱伝達率の大きな金属枠を上下の金属ヒータで挟んで中央の加熱媒体として配置するようにでき、金属ヒータは個別に制御可能に備え付けることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のコンクリート試験体載荷加熱装置によると、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。
【０００８】
その他に、金属ヒータを個別に制御可能に備え付けることから、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るのに併用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図示実施の形態は、図１で示すように上下の加圧治具１ａ，１ｂを各々囲んでコンクリート試験体Ｃを加圧治具１ａ，１ｂより間接的に加熱する加熱媒体２ａ，２ｂと、中央のコンクリート試験体Ｃを囲んでコンクリート試験体Ｃを直接的に加熱する加熱媒体２ｃを加熱炉３の内部に設けることにより、コンクリート試験体Ｃを１００〜８００℃の使用温度で加熱可能な載荷加熱装置として構成されている。
【００１０】
加圧治具１ａ，１ｂとしては、荷重２０００ＫＮ以上で高温に耐えられるよう熱処理した炭素鋼製のものが備えられている。この加圧治具１ａ，１ｂのうち、下側の加圧治具１ｂはコンクリート試験体Ｃを載置し、上側の加圧治具１ａに向けて昇降動可能に設置されている。各加圧治具１ａ，１ｂには、温度が５０℃以上に上昇しないよう水冷式冷却機（図示せず）が付設されている。
【００１１】
加熱媒体２ａ〜２ｃとしては、金属ヒータ２０が設けられている。金属ヒータ２０はコイルを巻線したものでなり、表面を加圧治具１ａ，１ｂ乃至はコンクリート試験体Ｃに向けて対向するコイル保持体２１に埋め込み装着されている。この加熱媒体２ａ〜２ｃを取り囲んでは、熱が炉外に放出されるのを防ぐようセラミックファイバーブランケット２２が断熱材として炉内に装填されている。
【００１２】
加熱炉３は、図２で示すように金属ヒータ２０，コイル保持体２１、セラミックファイバーブランケット２２を含む二つ割れ円筒形セラミックファイバー埋め込みヒータを内蔵するものとして構成されている。片側３ａを固定側とし、他側３ｂを可動側としてレール４の上を走行可能な車輪５を加熱炉３の下部に備え（図１参照）、また、連結用締付けハンドル６を加熱炉３の側部に備えて構成されている。
【００１３】
このように構成するコンクリート試験体載荷加熱装置では、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。
【００１４】
これに対し、中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによると、加熱速度が速いが、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎにより、コンクリート試験体が損傷を受ける虞がある。上下の加熱媒体による間接加熱方式のみによると、直接加熱方式に比べてコンクリート試験体の損傷が少ないが、加熱速度が遅い。
【００１５】
上述した実施の形態の他、金属ヒータ２ａ，２ｂを上下の加熱媒体とし、鉄等の熱伝達率の大きな金属枠（環）２ｃを上下の金属ヒータ２ａ，２ｂで挟んで中央の加熱媒体として配置してもよい。また、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るに、金属ヒータ２ａ，２ｂ，２ｃを個別に制御可能に備え付けることもできる。
【００１６】
中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによる試験により、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎによる爆裂に備え、コンクリート試験体Ｃと加熱媒体２ａ〜２ｃの間に耐熱鋼製遮蔽筒を備えるようにできる。この他、加熱ヒータを温度調節する電圧フィードバック型サイリスタレギュレータを備えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るコンクリート試験体載荷加熱装置を示す側面図である。
【図２】図１のコンクリート試験体載荷加熱装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１８】
Ｃ コンクリート試験体
１ａ，１ｂ 加圧治具
２ａ〜２ｃ 加熱媒体
３ 加熱炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの高温特性評価を行う試料を得るに、熱電対を埋め込んだコンクリート試験体を上下の加圧治具で保持させて加熱炉の内部に収容すると共に、加熱炉の内部で高温加熱し、コンクリート試験体の温度分布状態を分析するためのコンクリート試験体載荷加熱装置において、
上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とするコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項２】
金属ヒータを上下，中央の加熱媒体として加熱炉の内部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項３】
金属ヒータを上下の加熱媒体とし、熱伝達率の大きな金属枠を上下の金属ヒータで挟んで中央の加熱媒体として配置したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項４】
金属ヒータを個別に制御可能に備え付けたことを特徴とする請求項２又は３に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項１】
コンクリートの高温特性評価を行う試料を得るに、熱電対を埋め込んだコンクリート試験体を上下の加圧治具で保持させて加熱炉の内部に収容すると共に、加熱炉の内部で高温加熱し、コンクリート試験体の温度分布状態を分析するためのコンクリート試験体載荷加熱装置において、
上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とするコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項２】
金属ヒータを上下，中央の加熱媒体として加熱炉の内部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項３】
金属ヒータを上下の加熱媒体とし、熱伝達率の大きな金属枠を上下の金属ヒータで挟んで中央の加熱媒体として配置したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【請求項４】
金属ヒータを個別に制御可能に備え付けたことを特徴とする請求項２又は３に記載のコンクリート試験体載荷加熱装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１６８５２８（Ｐ２００９−１６８５２８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０６９（Ｐ２００８−５０６９）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年７月１１日〜１３日 社団法人 日本コンクリート工学協会主催の「コンクリート工学年次大会２００７」に文書をもって発表
【出願人】（５０８０１２４２６）光亜科学工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年７月１１日〜１３日 社団法人 日本コンクリート工学協会主催の「コンクリート工学年次大会２００７」に文書をもって発表
【出願人】（５０８０１２４２６）光亜科学工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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