コンクリート試験装置
【課題】打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、前記供試体を打撃する打撃部２０と、前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部３０と、前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部５０と、を備える。
【解決手段】コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、前記供試体を打撃する打撃部２０と、前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部３０と、前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート試験装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート高架橋などからのコンクリート片のはく落を防止する技術として、コンクリートに短繊維を混入する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、はく落防止について「構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合には、使用する短繊維の種類と使用量を適切な方法で確認することを標準とする。」と記載され、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されている。具体的には、上記コンクリート標準示方書には、「使用する短繊維の種類に応じてはく落防止効果を付与するのに有効な混入量を定めるためには、打撃による損傷を加えることではく落させる実験等により、その効果を確認するのがよい。解説図５．２．４（図１を参照）に、短繊維によるはく落防止効果を確認するための試験方法の例を示した。この提案方法は、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させる試験である。短繊維の混入量をパラメータにとり、短繊維有りの場合にはく落に至る打撃回数と短繊維無しの場合の打撃回数の比（打撃回数比）をとって、短繊維によるはく落防止効果を評価するものであり、打撃回数比が８程度となる短繊維混入率をはく落防止効果を付与するための標準混入量の目安としている。なお、鉄筋位置に設けた孔に注入した静的破砕剤が過度に膨張して噴出することがないように、静的破砕剤の使用にあたっては、その用量・用法を守ることが大切である。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５５８５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）」、土木学会、２００８年、５．２．５はく落防止
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されている。しかしながら、打撃を人力で行う場合、打撃を与える作業者ごとに打撃力が異なることが想定され、また、繰り返し打撃を行うことは困難である。換言すると、上記試験を人力で行う場合、試験条件が異なり適切な評価ができないことが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑み、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上述した課題を解決するため、供試体を打撃する打撃部と、打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部とを備えるコンクリート試験装置によって、供試体を一定
の打撃力で繰り返し打撃することとした。
【０００８】
詳細には、本発明は、コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、前記供試体を打撃する打撃部と、前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部と、前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部と、を備える。
【０００９】
本発明によれば、駆動部の駆動力によって、一定の打撃力で繰り返し打撃を与えることができるので、コンクリートの供試体を打撃することでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことができる。つまり、試験条件を常に一定に保つことができ、適切な評価が可能となる。
【００１０】
打撃部は、供試体を打撃するものであり、コンクリートの供試体を繰り返し打撃することができる十分な強度を有していることが好ましい。供試体を打撃する際の力、すなわち打撃力は、制御部によって一定に保つことができる。打撃力や繰り返し打撃する際の打撃の間隔は、供試体を構成するコンクリートの配合や供試体の大きさ、コンクリート標準示方書の指針などに基づいて決定することができる。伝達部は、駆動力を打撃部へ伝達するものであり、カム、歯車、ピストンやシリンダ等によって構成することができる。駆動部は、打撃部を駆動させるのに必要な駆動力を出力し、モータや内燃機関によって構成することができる。制御部は、駆動部を制御する。例えば駆動部をモータによって構成した場合、制御部は、モータの回転数を制御する。
【００１１】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置は、コンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験に用いることができる。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編、以下、単にコンクリート標準示方書という。）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されており、本発明は、このような実験に特に好適に用いることができる。すなわち、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートとすることができる。
【００１２】
なお、上記コンクリート標準示方書では、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させることが推奨されている。そこで、本発明に係るコンクリート試験装置では、前記供試体には、複数の孔と該孔に沿うひび割れが予め形成され、前記打撃部は、前記ひび割れの近傍を打撃するようにしてもよい。ひび割れは、孔に静的破砕剤を注入することで発生させることができる他、後述するひび割れ発生装置を用いて発生させてもよい。
【００１３】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記打撃部を所定の高さまで上昇させ、前記打撃部は、前記所定の高さから自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃するようにしてもよい。
【００１４】
打撃部を自由落下させることで一定の打撃力で供試体を打撃することが可能となる。打撃する際に駆動部から出力される駆動力を制御部によって制御することで打撃力を調整してもよいが、自由落下とすることで打撃力を容易に一定化することができる。なお、伝達部によって打撃部を上昇させる態様は、特に限定されない。伝達部は、打撃部を鉛直方向において直線的に上昇させてもよく、また、打撃部をハンマによって構成し、ハンマの頭部をハンマの柄の端部に設けられた回転軸を中心に回転するように上昇させてもよい。
【００１５】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記打撃部は、列状に配置された複数のハンマを有し、前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記各ハンマを順次所定の高さまで上昇させ、前記各ハンマは、前記所定の高さから順次自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃するようにしてもよい。
【００１６】
打撃部としての複数のハンマによって供試体を打撃することで、実験効率が向上する。列状に配置するとは、ハンマの頭部が列状に配置されることを意味する。より具体的には、打撃部は、ハンマの頭部が、複数の孔の間に位置するように列状に配置することが好ましい。所定の高さは、ハンマの重量と供試体に対して与える打撃力に基づいて決定することができる。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリート試験装置は、前記コンクリート片のはく落を検知するはく落検知部と、前記打撃部の打撃回数を検知する打撃回数検知部と、前記打撃回数を表示する打撃回数表示部と、を更に備え、前記制御部は、打撃回数を前記表示部に表示させ、かつ、前記はく落検知部が、コンクリート片のはく落を検知すると、前記駆動力の出力を停止して前記打撃部による打撃を停止するようにしてもよい。これにより、コンクリート試験装置の利便性をより向上することができ、実験効率が更に向上する。
【００１８】
ここで、上述したように、コンクリート標準示方書では、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させることが推奨されている。また、コンクリート標準示方書において、鉄筋位置に設けた孔に注入した静的破砕剤が過度に膨張して噴出することがないように、静的破砕剤の使用にあたっては、その用量・用法を守ることが大切である、と記載されているように、実験を行う上で静的破砕剤の取り扱いは非常に重要である。しかしながら、静的破砕剤を用いてひび割れを発生させる作業は、静的破砕剤による膨張効果が発現するまでに時間が掛かり、その間常に監視しておく必要があることから、非常に手間を要する作業とされていた。また、静的破砕剤による膨張効果は、静的破砕剤の用量や気温などによって大きく変化することから、ひび割れの程度を一定にすること、つまり、試験条件を常に一定に保つことが非常に難しかった。その結果、試験条件が異なり適切な評価ができないことが懸念された。
【００１９】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術であって、供試体に予め設けるひび割れを容易に発生させることが可能な技術を提供することを更なる課題とする。
【００２０】
本発明では、上記課題を解決するため、供試体に予め形成された複数の孔に挿入自在であり、所定の力が加えられることで変形する変形部を設け、変形部を変形されることでひび割れを発生させることとした。
【００２１】
詳細には、本発明は、予め複数の孔が形成されたコンクリートの供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生装置であって、前記複数の孔に挿入自在であり、該複数の孔に挿入された状態で形状が変化し、前記供試体に対してひび割れを発生させる変形部と、前記変形部に対して所定の力を加えることで前記変形部を変形させる加圧部と、を備える。
【００２２】
本発明に係るひび割れ発生装置によれば、従来の静的破砕剤を用いる場合に比べて短時間でひび割れを発生させることができる。すなわち、供試体に予め設けるひび割れを容易に発生させることができる。また、静的破砕剤によってひび割れを発生させる場合、ひび割れの程度は、静的破砕剤の用量や気温を管理するしかなく、静的破砕剤の注入後は、監
視するしかなかった。これに対し、本発明に係るひび割れ発生装置では、ひび割れの程度を、供試体に発生するひび割れを確認しながら所定の力を加減することで調整することができ、ひび割れの程度を一定、つまり、試験条件を一定に保つことができる。その結果、適切な評価が可能となる。
【００２３】
所定の力とは、供試体にひび割れを発生させるために必要とされる力であり、供試体の配合などによって決定される。形状が変化するとは、所定の力が加えられる前後において変形部の形状が変化すること、換言すると、供試体の孔の内部から外側に向けて供試体に対して圧力が加えられるよう形状が変化することを意味する。
【００２４】
ここで、本発明に係るひび割れ発生装置は、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験に用いることができる。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されており、本発明は、このような実験に特に好適に用いることができる。すなわち、本発明に係るひび割れ発生装置において、前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートとすることができる。
【００２５】
ここで、本発明に係るひび割れ発生装置において、前記加圧部は、棒状の軸部と、前記軸部の基端側に該軸部を覆うように設けられる筒状の押出部であって、駆動力を出力する駆動部から出力される駆動力によって前記軸部の軸方向の先端側に向けて移動する押出部と、を有し、前記変形部は、前記軸部の先端側に該軸部を覆うように設けられ、前記押出部が前記軸部の先端側に向けて移動すると、該軸部の軸方向の長さが縮むと共に外径が大きくなることで前記供試体にひび割れを発生させる構成とすることができる。
【００２６】
押出部が、駆動力によって軸部に沿って移動すると、変形部の基端側が押出部に押され、押出部の長さが徐々に短くなる。これに伴い、変形部の外形が大きくなり、供試体にひび割れが発生し始める。
【００２７】
所定の力を与えるための駆動力を出力する駆動部には、油圧ポンプやコンプレッサが例示される。なお、本発明は、このような駆動力を出力する駆動部を更に含む構成であってもよい。
【００２８】
また、本発明は、前記駆動力又は所定の力を表示する表示部を更に備える構成でもよい。表示部を設けることで利便性が更に向上する。
【００２９】
なお、本発明は、上述したコンクリート試験装置を用いた試験方法、上述したひび割れ発生装置を用いた試験方法として特定することもできる。また、本発明は、上述したひび割れ発生装置及びコンクリート試験装置を用いた試験方法として特定することもできる。具体的には、本発明は、上述したひび割れ発生装置によって供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生工程と、上述したコンクリート試験装置によって供試体を打撃し、コンクリート片をはく落させる打撃工程とを含む、コンクリート試験方法としてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）に記載されている、短繊維によるはく落防止効果を確認するための試験方法の例を示す。
【図２】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の正面斜視図を示す。
【図３】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の背面図を示す。
【図４】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の側面図を示す。
【図５】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、ハンマ付近の拡大図を示す。
【図６】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、伝達機構の拡大図を示す。
【図７】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、制御盤の拡大図を示す。
【図８Ａ】ひび割れ形成前の供試体を示す。
【図８Ｂ】ひび割れ形成後の供試体を示す。
【図８Ｃ】打撃後、コンクリート片がはく落した供試体を示す。
【図９Ａ】供試体の正面斜視図を示す。
【図９Ｂ】供試体の側面図を示す。
【図１０】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、供試体を打撃している様子を上方から見た図を示す。
【図１１】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、供試体を打撃している様子を側方から見た図を示す。
【図１２】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、はく落検知部がコンクリート片のはく落を検知した様子を示す。
【図１３】変形例に係るコンクリート試験装置の斜視図を示す。
【図１４Ａ】各繊維の添加率と打撃回数比を示す。
【図１４Ｂ】打撃回数比と短繊維混入率の関係を示す。
【図１５】第二実施形態に係るひび割れ発生装置を示す。
【図１６】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の加圧部を分解した図を示す。
【図１７】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部が変形する様子を示す。
【図１８】変形例に係るひび割れ発生装置を示す。
【図１９Ａ】実施例２で用いた供試体を示す。
【図１９Ｂ】従来の供試体を示す。
【図２０】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部を供試体の孔に挿入した様子を示す。
【図２１】第二実施形態に係るひび割れ発生装置によってひび割れが形成された様子を示す。
【図２２】静的破砕材を注入してひび割れを発生させることで爆裂した供試体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、本発明に係るコンクリート試験装置及びひび割れ発生装置を、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）で推奨されている、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることではく落させる実験に用いる装置として説明する。但し、以下で説明する実施形態は本発明を実施するための例示であり、本発明は以下で説明する態様に限定されない。
【００３３】
[第一実施形態]
＜コンクリート試験装置の構成＞
第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、図２から図７に示すように、枠体１０、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、はく落検知センサ６０、打撃回数検知センサ７０、打撃回数表示部５５、制御部５２を備える。
【００３４】
枠体１０は、コンクリート試験装置１の枠組みを構成し、枠体１０に、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、打撃回数表示部５５や制御部５２を格納する制御盤５０が設けられている。枠体１０は、コンクリート試験装置１の下部を構成するＨ型のベース部１１、ベース部１１から垂直に立ち上げられた２本の柱１２、２本の柱１２に接続される梁（下部梁１３，中断梁１４，上部梁１５）を有する。ベース部１１の正面側の上面には、供試体９０を載置する供試体載置部１６が設けられている。また、ベース部１１の４つの端部には、コンクリート試験装置１を容易に移動できるよう、キャスタ１７が設けられている。なお、供試体９０を打撃する際、コンクリート試験装置１が移動しないよう、キャスタ１７にはストッパを設けることが好ましい。下部梁１３は、柱１２の下部において柱１２同士を接続し、中断梁１４は、柱１２の中断において柱１２同士を接続し、上部梁は、柱１２の上部において柱１２同士を接続する。なお、枠体１０は、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、制御盤５０を支持可能な強度を有していればよく、材質は特に限定されない。枠体１０の材質には、鉄、ステンレス等が例示される。
【００３５】
電気モータ４０は、本発明の駆動部に相当し、ハンマ２０を駆動させる駆動力を出力する。すなわち、電気モータ４０は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを伝達機構３０によって持ち上げ、自由落下させて供試体９０を打撃するために必要な駆動力を出力する。第一実施形態に係る電気モータ４０は、外部からの電力供給によって駆動するが、コンクリート試験装置１にバッテリを内蔵し、内蔵するバッテリからの電力供給によって駆動するようにしてもよい。また、電気モータ４０に代えて、内燃機関などを用いてもよい。
【００３６】
ハンマ２０は、本発明の打撃部に相当し、供試体９０を、一定の間隔で繰り返し打撃する。図２や図５に示すように、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有する。なお、本明細書及び図面では、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの構成や、各ハンマに対応する伝達機構３０などの構成について、符号の後にアルファベット（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が付されているが、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの構成や機能、各ハンマに対応する伝達機構３０などの構成や機能は、何れも基本的には同じである。そこで、以下の説明では、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ同士を区別する必要が無い場合には、アルファベットを省略して説明するものとする。例えば、ハンマ２０ａは、単にハンマ２０と称する。
【００３７】
ハンマ２０は、先端に設けられた円柱状の頭部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、頭部２１に接続されるハンマアーム２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）と、ハンマアーム２２の基端側においてハンマ回転軸２９と接続されるハンマ接続部２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を有する。ハンマ２０は、ハンマ接続部２３がハンマ回転軸２９と接続されることでハンマ回転軸２９を回転軸として回転往復運動する。具体的には、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１では、ハンマ２０の頭部２１が供試体９０の上面（打撃面）から３０ｃｍの高さまで伝達機構３０によって持ち上げられ、持ち上げられた頭部２１が自由落下することで供試体９０を打撃する。供試体９０の上面（打撃面）から３０ｃｍの高さとは、換言すると、ハンマアーム２２を水平状態とした場合における頭部２１の位置から３０ｃｍ上方の位置である。第一実施形態に係るハンマ２０は、金属製であるが、コンクリートの供試体９０に対して打撃を与えることができる強度を有していればよく、材質は特に限定されない。ハンマ２０は、供試体９０に対して必要な打撃を与えられるよう、ハンマ２０の重さやハンマアーム２１の長さが設計されている。供試体９０の打撃を自由落下による打撃とすることで、一定の打撃力で供試体９０を打撃することができる。
【００３８】
伝達機構３０は、本発明の伝達部に相当し、電気モータ４０の駆動力をハンマ２０へ伝達する。図２から図６に示すように、伝達機構３０は、電気モータ４０の回転軸と同一軸
上に設けられるモータ歯車３４と、カムシャフト３１と同一軸上に設けられるカム歯車３３と、モータ歯車３４とカム歯車３３に接続されるチェーン３５と、カムシャフト３１に設けられる円盤状のカムホイル３２とを有し、安全性を確保するため、伝達機構３０にはカバーが設けられている。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの夫々に対応する４つのカムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する。なお、カムホイル同士を区別する必要が無い場合には、単にカムホイル３２と称する。カムホイル３２には、ハンマアーム２２の基端と接してハンマ２０を持ち上げる、換言するとハンマアーム２２の基端を下方に押し下げるカムフォロア３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ）が設けられている。カムフォロア３４は、カムホイル３２に対して、取付位置が夫々異なるように設けられている。具体的には、カムフォロア３４の取付位置は、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの順に、カムシャフト３１を基準として９０度ずつずらしてある。これにより、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが持ち上げられるタイミングが異なり、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、同時に供試体９０を打撃するのではなく、順次供試体９０を打撃する。なお、電気モータ４０の回転数を調整することで、ハンマ２０の打撃間隔や打撃力を調整可能であるが、例えば、カムフォロア３４の取付位置を変更することでも、ハンマ２０の打撃間隔や打撃力を調整可能である。
【００３９】
なお、第一実施形態に伝達機構３０の構成は、例示であり、伝達機構には、既存の他のカム構造やクランク構造などを適宜用いることができる。例えば、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの回転軸をずらし、ハンマアーム２２の基端に垂直方向に動作するロッドを設け、ロッドを異なるタイミングで上下させることでハンマ２０が供試体９０を打撃するようにしてもよい。この場合、ハンマ２０は、回転往復運動ではなく、ロッドと同じく上下運動することになる。また、伝達機構３０は、ハンマ２０を上下運動させる構成の場合、例えば、カムシャフト３１にロッドの側面に設けられた凸部又は凹部と接する羽を設け、羽の回転に伴って羽と接触するロッドが上下運動する構成としてもよい。この場合、ロッドに設けられる凸部又は凹部、若しくは、羽の位置を適宜変更することで、異なるタイミングで供試体９０を打撃することが可能となる。
【００４０】
はく落検知センサ６０は、本発明のはく落検知部に相当し、供試体９０からのコンクリート片９１のはく落を検知する。はく落検知センサ６０は、ハンマ２０の下方に設けられ、はく落したコンクリート片９１と接触することで反応するセンサによって構成されている。コンクリート片９１のはく落が検知されると、コンクリート片９１がはく落した旨の電気信号が制御部５２に対して送られる。第一実施形態に係るはく落検知センサ６０は、ヒンジ部６１と、ヒンジ部６１から前面に向けて延出する棒状の接触片６２とを有する構成である。コンクリート片９１のはく落前において水平状態にある接触片６２は、コンクリート片９１がはく落して接触片６２と接触することで、接触片６２の先端が下方を指し、コンクリート片９１のはく落が検知される（図１０を参照）。なお、はく落検知センサ６０は、例えば赤外線センサなど、非接触でコンクリート片９１のはく落を検知可能なセンサによって構成してもよい。
【００４１】
なお、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、はく落検知センサ６０に加えて、リミットセンサ６３を更に備える。リミットセンサ６３は、ハンマアーム２２の下方、かつ、はく落検知センサ６０よりも上方に設けられている。リミットセンサ６３は、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと直交するようにハンマアームの下方に設けられ、いずれかのハンマアーム２２が通常よりも下方に下がった場合にハンマアーム２２と接触する接触バー６４と、接触バー６４がハンマアーム２２と接触することで押し下げられるとこれを検知する接触端子６５とを有する（図１０参照）。ハンマアーム２２が通常よりも下方に下がった場合とは、供試体９０からコンクリート片９１がはく落し、ハンマ２０の頭部２１が供試体９０と接触せずに落下してしまう状態を意味する。第一実
施形態に係るコンクリート試験装置１は、上述したはく落検知センサ６０を備えることから、コンクリート片９１がはく落すると打撃が停止される。しかしながら、例えばはく落したコンクリート片９１が小さい場合には、はく落検知センサ６０がはく落を検知できない場合も想定され、このような場合に、ハンマ２０が打撃を継続すると正確な打撃回数を取得できない、若しくは、一部のハンマ２０が空打撃することでコンクリート試験装置１の故障に繋がる虞もある。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、はく落検知センサ６０に加えて、リミットセンサ６３を更に備えることで、上記のような問題の発生を回避できる。なお、リミットセンサ６３は、例えば赤外線センサなど、他の既存のセンサによって構成してもよい。
【００４２】
打撃回数検知センサ７０は、ハンマ２０の打撃回数を検知する。第一実施形態に係る打撃回数検知センサ７０には、電磁誘導型センサが用いられている。具体的には、電磁誘導型センサからなる打撃回数検知センサ７０は、４つのカムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの夫々の下方に設けられた４つの打撃回数検知センサ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄからなり（以下、区別する必要がない場合には、単に打撃回数検知センサと称する）、ハンマ２０の打撃に伴って変化する磁界の変化を検知する。すなわち、打撃回数検知センサ７０は、ハンマ２０の打撃に伴って回転する各カムホイル３２に設けられたカムフォロア３４が近づくと、カムフォロア３４の接近を磁界の変化として検知する。磁界の変化が検知されると、打撃が１回行われた旨の電気信号が制御部５２へ送られる。なお、打撃回数検知センサ７０は、例えば赤外線センサなど、他の既存のセンサによって構成してもよい。
【００４３】
打撃回数表示部５５は、ハンマ２０の打撃回数を表示する。打撃回数表示部５５は、制御盤５０内に設けられ、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに対応する４つの打撃回数表示部５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを有する（以下、区別する必要がない場合には単に打撃回数表示部５５と称する）。なお、打撃回数表示部５５には、リセットボタン（図示せず）が設けられており、打撃回数のリセットが可能である。なお、例えば、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの総打撃回数を表示するようにしてもよい。総打撃回数の算出は、制御部５２が算出すればよい。
【００４４】
制御部５２は、制御盤５０内に設けられ、ハンマ２０が供試体９０を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、電気モータ４０の回転数を制御する。また、制御部５２は、電気モータ４０の回転数の制御に加えて、打撃回数を打撃回数表示部５５に表示させる他、はく落検知センサ６０やリミットセンサ６３からの電気信号に応じて、電気モータ４０の停止などを行う。制御部５２は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータとコンピュータ上で実行されるプログラムによって実現され、モータの回転数の制御や電源の制御などを行う。ＣＰＵは、バスを介してメモリ等の各ハードウェアと接続されている。ＣＰＵは、ハードウェアを制御すると共に、例えばメモリに格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。メモリは、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。ＲＯＭには、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable
Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な半導体メモリを含む。制御盤５０内には
、打撃回数表示部５５や制御部５２に加えて、電源スイッチ５１、電気モータ４０の駆動スイッチ５３、電気モータ４０の回転数を変更する操作部５６、はく落検知センサ６０やリミットセンサ６３が動作した場合のリミット状態を解除するリミット解除スイッチ５７、サーマルリレー５８などが設けられている。
【００４５】
＜コンクリート試験装置の動作＞
次に上述したコンクリート試験装置１の動作例について、コンクリート試験装置１の使用方法とともに説明する。まず、供試体９０が供試体載置部１６に固定される。供試体９
０には、複数の孔とひび割れが予め形成されているものを用いる。図８Ａは、ひび割れ形成前の供試体を示す。図８Ｂは、ひび割れ形成後の供試体を示す。また、図９Ａは、供試体の正面斜視図を示し、図９Ｂは、供試体の側面図を示す。
【００４６】
供試体９０を供試体載置部１６に固定するに際しては、供試体９０が供試体載置部１６上で移動しないよう、万力などの固定具８０を用いて固定される。固定に際しては、供試体９０に予め形成されている複数の孔の近傍でハンマ２０の頭部２１と供試体９０が接し、複数の孔よりも外側に存在するかぶりコンクリートがはく落するよう供試体９０が固定される。なお、供試体９０に設けられた複数の孔とは、鉄筋位置の変わりに設けた孔であり、供試体９０には、複数の孔に加えて予めひびが形成されている。ひび割れの発生には、従来から用いられている静的破砕剤を用いてもよく、また、第二実施形態で説明するひび割れ発生装置を用いてもよい。
【００４７】
供試体９０の固定が完了すると、ハンマ２０による打撃が開始される。なお、打撃に先立ち、操作部５６を介して電気モータ４０の回転数が設定される。また、必要に応じて打撃回数表示部５５が初期化される。ここで、図１０から図１２は、打撃の様子を示す。図１０は、供試体９０を打撃している様子を上方から見た図であり、図１１は、供試体９０を打撃している様子を側方から見た図であり、図１２は、はく落検知部がコンクリート片のはく落を検知した様子を示す。ハンマ２０による供試体９０の打撃が開始されると、ハンマ２０の頭部２１が順に自由落下することで供試体９０を打撃する。
【００４８】
具体的には、駆動スイッチ５３がＯＮになると、電気モータ４０が駆動する。電気モータ４０が駆動すると、モータ歯車３４、カム歯車３３、チェーン３５を介して駆動力がカムシャフト３１に伝達されカムホイル３２が回転する。カムホイル３２が回転すると、これに合わせてカムフォロア３４もカムシャフト３１を回転軸として回転する。カムフォロア３４が回転すると、カムフォロア３４は、ハンマアーム２２の基端と接し、ハンマアーム２２の基端を徐々に押し下げていく。ハンマアーム２２の基端が徐々に押し下げられていくと、ハンマ回転軸２９を支点とするてこの原理によってハンマアーム２２の頭部２１が徐々に上昇する。カムフォロア３４が更に回転すると、カムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除される。このカムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除されるタイミングにおいて、ハンマ２０の頭部２１は、最高高さ（第一実施形態では、供試体９０の上面から３０ｃｍ）に到達する。カムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除されると、カムフォロア３４によって押し下げられていたハンマアーム２２の基端が開放され、ハンマアーム２２の基端が一気に上昇する。換言すると、ハンマ回転軸２９を支点とするてこの原理によって、ハンマ２０の頭部２１が上記最高高さから自由落下する。自由落下したハンマアーム２２の頭部２１は、供試体９０の上面に叩きつけられる。すなわち、ハンマ２０が、供試体９０を打撃する。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１では、カムフォロア３４の取付位置は、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの順に、カムシャフト３１を基準として９０度ずつずらしてある。これにより、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが持ち上げられるタイミングが異なり、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、同時に供試体９０を打撃するのではなく、供試体９０を順次打撃する。
【００４９】
打撃回数が増加すると、供試体９０に予め形成されたひび割れが更に進行し、その後供試体９０からコンクリート片９１がはく落する。図８Ｃは、打撃後、コンクリート片がはく落した供試体を示す。コンクリート片９１がはく落すると、はく落検知センサ６０の接触片６２に、はく落したコンクリート片９１が接触する。その結果、はく落検知センサ６０は、コンクリート片９１がはく落したことを検知する。コンクリート片９１がはく落した旨の電気信号が制御部５２へ送られると、制御部５２は、ハンマ２０による打撃を停止させる。なお、制御部５２は、打撃回数を順次打撃回収表示部５５へ表示させており、打
撃が停止されると停止された際の打撃回数が打撃回数表示部５５に表示される。
【００５０】
＜作用効果＞
第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、電気モータ４０の駆動力によって、一定の打撃力で繰り返し供試体９０を打撃することができるので、コンクリートの供試体９０に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことができる。つまり、試験条件を常に一定に保つことができ、適切な評価が可能となる。
【００５１】
＜コンクリート試験装置の変形例＞
図１３は、第一実施形態に係るコンクリート試験装置の変形例を示す。変形例に係るコンクリート試験装置１´は、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１の構成に加えて、水平器６２、カムホイル手動レバー３６、ハンマアーム手動レバー２５、頭部取替え治具２４、吊り金具１８を備える。なお、本変形例に係るコンクリート試験装置１´は、上記を全て備える構成であるが、コンクリート試験装置１´は、水平器６２、カムホイル手動レバー３６、ハンマアーム手動レバー２５、頭部取替え治具２４、吊り金具１８のうち、少なくとも何れか一つを備える構成としてもよい。また、変形例に係るコンクリート試験装置１´は、キャスタ１７に代えて、高さ調整可能な台座１９が用いられている。
【００５２】
水平器６２を備えることで、コンクリート試験装置１´の水平状態を容易に確認することができる。カムホイル手動レバー３６は、カムホイル３２を手動で回すものであり、カムホイル手動レバー３６を備えることで、カムホイル３２の位置の微調整、換言するとハンマ２０の高さ位置の調整が可能となる。ハンマアーム手動レバー２５は、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと接続されており、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを一度に持ち上げる。これにより、供試体９０を固定する際、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを一度に持ち上げることが可能となる。頭部取替え治具２４は、供試体９０と接する打撃面を有する治具頭部２４ａと、治具頭部２４ａに接続されるねじ山を有する治具接続部２４ｂを有する。治具頭部２４ａには、治具接続部２４ｂと接続されるねじ山を有する被接続部を設ける必要がある。頭部取替え治具２４を備えることで、打撃によって消耗するハンマ２０の頭部２１の打撃面を交換することが可能となる。吊り金具１８は、例えば小型移動式クレーン等のフックを引掛ける。吊り金具１８を備えることで、例えば小型移動式クレーンによる移動が容易となる。
【００５３】
＜実施例１＞
次に上述した第一実施形態に係るコンクリート試験装置１を用いて行った、打撃による損傷を加えることではく落させる試験（以下、はく落防止効果を評価する試験、又は、単に打撃試験ともいう）について説明する。
【００５４】
（試験１）
はく落防止を目的とした短繊維補強コンクリートを実構造物へ適用する場合、使用する短繊維がコンクリートのフレッシュ性状に及ぼす影響および硬化コンクリートのはく落防止性能を評価し、かっ、経済性と施工性を踏まえた上で短繊維の種類や混入率を選定することが重要である。そこで、試験１では、ボックスカルバートの上床版部にはく落防止用短繊維補強コンクリートを適用するにあたり、短繊維の種類および混入率をパラメータとしてフレッシュ性状を評価し、はく落防止効果の評価に際して、コンクリート標準示方書に定められた打撃試験を精度良く評価できる第一実施形態で説明したコンクリート試験装置を用いて試験を行い、使用する短繊維を決定し、実構造物に適用した。
【００５５】
（試験概要）
短繊維補強コンクリートの選定手順は、室内配合選定試験において、使用する短繊維の
種類および混入率パラメータとしたフレッシュ性状およびはく落防止効果確認、曲げ靭性試験を実施し、使用する短繊維と混入率を選定した。室内試験におけるコンクリートの示方配合および使用した短繊維を表１および表２に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
短繊維は、ポリプロピレン繊維２種類（繊維Ａ，Ｂ）とビニロン繊維（繊維Ｃ）を用いた。曲げ靭性試験は、「繊維補強覆工コンクリートの曲げ靭性試験方法」（日本道路公団試験方法JHS 730-2003）に準拠して実施し、試験体（供試体）の寸法は、１５０×１５０×６００ｍｍとし、曲げスパンは、４５０ｍｍとした。はく落防止効果を評価する試験は、コンクリート標準示方書に示される打撃試験を実施するものとし、人カで打撃を加えることが作業者ごとに試験条件が異なることを考慮して、第一実施形態で説明したコンクリート試験装置（打撃試験機）を製作し、はく落防止効果を評価した。なお、短繊維の投入方法は、強制２軸ミキサを用いて、コンクリートを練混ぜ後、ミキサ内に投入し再攪拌する方法とした。表３に試験１で使用したコンクリート試験装置の仕様を示す。なお、表３における電子カウンタは、打撃回数表示部に相当する。モータスピードコントローラは、制御部に相当する。剥落塊接触によるリミットスイッチにおけるリミットスイッチは、はく落検知センサに相当する。本試験では、短繊維の投入は、強制２軸ミキサを用いて行ったが、コンクリートを攪拌可能なアジデータ車を用いて行ってもよい。
【００５９】
【表３】
【００６０】
（試験結果）
室内配合選定試験結果を表４に示す。フレッシュ性状におけるスランプ低下量（短繊維混入前後のスランプ値の差）は、いずれの短繊維においても、混入量の増加に伴い、スランプ低下量も大きくなる結果となった。また、短繊維種類で比較すると、短繊維Ｂおよび
Ｃの低下量が大きく、繊維Ａの低下量が小さくなった。また空気量の変化は、短繊維ごとに異なる傾向を示したが、今回の添加量の範囲内において、大幅な空気量の増大を示すものは認められなかった。
【００６１】
【表４】
【００６２】
曲げ靭性試験結果は、いずれの短繊維を用いた場合も最大荷重と短繊維の混入率との明確な相関は認められない。一方、曲げ靭性係数においては、短繊維の混入率が増加するに伴い、大きくなる傾向が認められた。打撃試験における打撃回数比と短繊維混入率の関係を図１４Ａに示す。なお、打撃試験における管理値は、打撃回数比（短繊維補強コンクリートにおいてコンクリート片がはく落した時の打撃回数を、ベースコンクリートのコンクリート片のはく落した時の打撃回数（今回の試験では４３回）で除した値）で８（今回の試験では３４４回）とし、打撃回数５００回（打撃回数比１２に相当）を超えるケースは、管理値を大きく上回るケースとして終了した。結果として、管理値を満足する短繊維混入率は、繊維Ａで０．２％、繊維Ｂで０．１％、繊維Ｃで０．０７５％であった。次に打撃試験における打撃回数比と曲げ靭性係数の関係図１４Ｂに示す。繊維Ａの打撃回数比が最も小さいケース（打撃回数比：３、曲げ靭性係数：０．６５Ｎｍｍ２）と繊維Ｃの打撃回数比が最も小さいケース（打撃回数比：１０、曲げ靭性係数：０．６２Ｎｍｍ２）を比較すると、曲げ靭性係数は、繊維Ａより繊維Ｃの方が低い値を示したが、打撃回数比は繊維Ｃより繊維Ａの方が低い値を示した。このことから打撃回数比と曲げ靭性係数との関係は、繊維（種類や形状）ごとに傾向が異なる可能性が考えられる。以上の結果より、施工性の面においてスランプの低下や空気量の変化を考慮した上で、打撃回数比が８以上のはく落防止効果が得られるものの内から、さらに経済性に優れたものを比較検討し、今回最も短繊維の混入率の低い繊維Ｃ（混入率０．０７５％）のケースが実構造物に適していることが確認された。
【００６３】
なお、打撃試験は、コンクリート試験装置１を用いたことで実現されたものである。すなわち、供試体に対する打撃回数は、５００回に達するものが多数であるが、このような打撃を人力によって行うことは非常に困難である。また、一定の打撃間隔かつ打撃力で打撃を継続することは更に困難である。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、このような従来技術では困難とされていた試験が実現可能となる。
【００６４】
[第二実施形態]
＜ひび割れ発生装置＞
次に第二実施形態に係るひび割れ発生装置について説明する。第二実施形態に係るひび割れ発生装置２は、図１５、図１６に示すように、油圧ポンプ２１０、油圧ホース２２０、油圧ジャッキ２３０、軸部２３４、押出部２３２、変形部２３３を備える。油圧ポンプ２１０、油圧ホース２２０、油圧ジャッキ２３０、軸部２３４、及び押出部２３２は、本発明の加圧部の少なくとも一部を構成する。
【００６５】
油圧ポンプ２１０は、本発明のひび割れ発生装置における駆動部に相当し、変形部２３３を変形させるのに必要な圧力（例えば、３ＭＰａ）を出力する。第二実施形態に係る油
圧ポンプ２１０は、オイル注入部２１１、ハンドルレバー２１２を有する手動式であり、ハンドルレバー２１２を繰り返し動作させることで出力する圧力が上昇する。油圧ポンプ２１０は、ハンドルレバー２１２に加えて、既存の油圧ポンプが有する加減圧バルブ、オイル注入口を有する。なお、油圧ポンプ２１０は、手動式である必要はない。また、油圧ポンプ２１０に代えてエアコンプレッサを用いてもよい。
【００６６】
油圧ホース２２０は、一端が油圧ジャッキ２３０に接続され、他端が油圧ポンプ２１０に接続され、油圧ホース２２０には、油圧ポンプ２１０で加圧された加圧油が流れる。なお、油圧ポンプ２１０と油圧ジャッキ２３０は、必ずしも油圧ホース２２０を介して接続する必要はなく、直接接続してもよい。
【００６７】
油圧ジャッキ２３０は、断面が円形の棒状の軸部２３４の基端と接続され、軸部２３４の基端側に軸部２３４を覆うように設けられた筒状の押出部２３２を油圧によって移動させる。より詳細には、油圧ジャッキ２３０は、内部にシリンダ及びピストンを有し、油圧ホース２２０を介して加圧油が送り込まれると、ピストンが先端に向けて移動する。押出部２３２は、軸部２３４に対して移動自在に設けられており、また、油圧ジャッキ２３０のピストンは、押出部２３２と接しており、ピストンの移動に伴い、押出部２３２が軸部２３４の先端に向けて移動する。
【００６８】
変形部２３３は、供試体９０の複数の孔に挿入自在であり、複数の孔に挿入された状態で形状が変化し、供試体９０に対してひび割れを発生させる。換言すると、変形部２３３は、軸部２３４の先端側に軸部２３４を覆うように設けられ、押出部２３２が軸部２３４の先端側に向けて移動すると、該軸部の軸方向の長さが縮むと共に外径が大きくなることで供試体９０にひび割れを発生させる。図１７は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部が変形する様子を示す。第二実施形態に係る変形部２３３は、ウレタン樹脂によって構成され、先端側は変形部２３３の移動を規制するリング状の規制部２３５によって移動が規制されている。従って、変形部２３３は、押出部２３２によって押されると軸方向の長さが縮み、これに伴って外径が大きくなり、供試体９０の孔内から供試体９０対して圧力をかけ、供試体９０ひび割れを発生させる。なお、変形部２３３の外径は、供試体９０の孔の内径と同じか、僅かに小さい径とすることが好ましい。また、変形部２３３の長さは、供試体９０の孔（貫通孔）の長さよりも短くすることが好ましい。
【００６９】
油圧計２４０は、本発明の表示部に相当し、油圧ポンプの圧力を表示する。油圧計２４０を備えることで、利便性が更に向上する。
【００７０】
＜作用効果＞
第二実施形態に係るひび割れ発生装置２によれば、従来の静的破砕剤を用いる場合に比べて短時間でひび割れを発生させることができる。すなわち、供試体９０に予め設けるひび割れを容易に発生させることができる。また、ひび割れの程度は、供試体９０に発生するひび割れの状態と油圧計とを確認しながら油圧を加減することで調整することができ、ひび割れの程度を一定、つまり、試験条件を一定に保つことができる。その結果、適切な評価が可能となる。
【００７１】
＜ひび割れ発生装置の変形例＞
図１８は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２の変形例を示す。変形例に係るひび割れ発生装置２´は、変形部２３３と変形部２３３を加圧して変形させる油圧ジャッキ２１０（２１０ａ、２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ）等を５基有する。以下、区別する必要が無い場合には、単に油圧ジャッキ２１０と称する。また、ひび割れ発生装置２´は、油圧ホース２２０が５基の油圧ジャッキ２１０に対して加圧油を供給できるよう分岐している。また、１つの油圧ポンプ２１０によって、複数の油圧ジャッキ２１０に対
して加圧油を供給できるよう、分岐後の油圧ホース２２０（２２０ａ、２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄ，２２０ｅ）には、夫々油圧弁２２１（２２１ａ、２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ，２２１ｅ）が設けられている。第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´の使用に際しては、圧力をかける油圧ジャッキ２１０に接続される油圧ホース２２０上の油圧弁２２１のみを開放し、他の油圧ジャッキ２１０に接続される油圧ホース上の油圧弁２２１を閉じた上で、油圧ポンプ２１０によって加圧油を供給すればよい。
【００７２】
変形例に係るひび割れ発生装置２´によれば、供試体９０に設けられた孔によってその都度変形部２３３を挿入し直す必要がない。従って、第一実施形態に係るひび割れ発生装置２よりも更に容易に供試体９０にひび割れを発生させることができる。
【００７３】
＜実施例２＞
次に、上述した第二実施形態に係るひび割れ発生装置２の使用方法について実施例に基づいて説明する。まず、予め複数の孔が形成された供試体９０が準備される。ここで、図１９Ａは、ひび割れ発生装置２を用いる供試体９０の一例を示す。また、図１９Ｂは、比較例としての、従来の供試体９０の一例を示す。図１９Ａに示すように、供試体９０は、大きさが、Ｗ（幅）２００ｍｍ×Ｈ（高さ）１５０ｍｍ×Ｌ（長さ）６００ｍｍであり、φ（直径）２６ｍｍの孔が長手方向に所定の間隔をあけて５個設けられ、そのような孔群が２列設けられている。すなわち、供試体９０には、１０個の孔が形成されている。なお、供試体９０には、幅方向の中心付近において、高さ方向にＤ１３の鉄筋が３本所定の間隔をあけて挿入されている。一方、従来の供試体は、Ｗ（幅）１５０ｍｍ×Ｈ（高さ）１５０ｍｍ×Ｌ（長さ）６００ｍｍ、孔の直径は２０ｍｍであり、また、鉄筋には、Ｄ１３が使用されていた。すなわち、実施例２では、従来の供試体よりも幅、孔の直径、鉄筋の径を大きくした。なお、従来の供試体を用いる場合には、変形部２３３の外径をこれに合わせて設計すればよい。
【００７４】
供試体９０の準備が完了すると、変形部２３３が複数の孔に挿入されひび割れ発生装置２によって順次加圧される。具体的には、変形部２３３は、（１）中央の孔、（２）一端側の孔、（３）他端側の孔、（４）一端側の孔と中央の孔の間に位置する一端側の中間の孔、（５）他端側の孔と中央の孔の間に位置する他端側の中間の孔、の順に挿入され、各孔において加圧される。加圧の目安は、３ＭＰａであり、ひび割れ状態の確認がなされながら徐々に加圧される。ここで、図２０は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部を供試体の孔に挿入した状態を示し、図２０における括弧付きの数字は、加圧順序を示す。また、図２１は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´によってひび割れが形成された様子を示す。孔に順次変形部２３３が挿入され加圧されることで、供試体９０に対してひび割れを発生させることができる。
【００７５】
第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´を用いて、複数の供試体９０にひび割れを発生させたところ、以下のことが確認された。すなわち、供試体９０の材質や環境条件（温度、湿度、供試体の乾燥状態）に殆ど左右されずに、全供試体に対して一律のクラック（ひび割れ）を発生させることができた。従来の静的破砕材を注入してひび割れを発生させる技術では、供試体９０が爆裂することが懸念されたが（図２２を参照）、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´によればそのような現象を回避することができた。また、供試体９０の状態を確認しながらひび割れを発生させることができ、更に、加圧の状態は、加圧計２４０によって数値で確認することができるので、熟練者でなくても、ひび割れを発生させることができた。すなわち、従来の静的破砕材を注入してひび割れを発生させる技術と比較して、格段に適正な試験を実施することが確認された。
【００７６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係るコンクリート試験装置及びひび割れ発生装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。な
お、上述したコンクリート試験装置１及びひび割れ発生装置２は、いずれか一方のみを、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）で推奨されている、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることではく落させる実験に用いることができる。すなわち、供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生工程では、ひび割れ発生装置２を用い、コンクリート片をはく落させる打撃工程では、従来の人力によってコンクリート片をはく落するようにしてもよい。また、ひび割れ発生工程では、従来の静的破砕剤を用いてひび割れを発生させ、打撃工程では、コンクリート試験装置１を用いてコンクリート片をはく落させるようにしてもよい。ひび割れ発生工程においてひび割れ発生装置２を用い、打撃工程においてコンクリート試験装置１を用いることで、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を最も正確に行うことが可能となり、又、作業者の作業負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・コンクリート試験装置
２・・・ひび割れ発生装置
１０・・・枠体
２０・・・打撃部
３０・・・伝達部
４０・・・駆動部
５０・・・制御盤
２１０・・・油圧ポンプ
２２０・・・油圧ホース
２３０・・・加圧部
２３３・・・変形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート試験装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート高架橋などからのコンクリート片のはく落を防止する技術として、コンクリートに短繊維を混入する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、はく落防止について「構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合には、使用する短繊維の種類と使用量を適切な方法で確認することを標準とする。」と記載され、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されている。具体的には、上記コンクリート標準示方書には、「使用する短繊維の種類に応じてはく落防止効果を付与するのに有効な混入量を定めるためには、打撃による損傷を加えることではく落させる実験等により、その効果を確認するのがよい。解説図５．２．４（図１を参照）に、短繊維によるはく落防止効果を確認するための試験方法の例を示した。この提案方法は、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させる試験である。短繊維の混入量をパラメータにとり、短繊維有りの場合にはく落に至る打撃回数と短繊維無しの場合の打撃回数の比（打撃回数比）をとって、短繊維によるはく落防止効果を評価するものであり、打撃回数比が８程度となる短繊維混入率をはく落防止効果を付与するための標準混入量の目安としている。なお、鉄筋位置に設けた孔に注入した静的破砕剤が過度に膨張して噴出することがないように、静的破砕剤の使用にあたっては、その用量・用法を守ることが大切である。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５５８５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）」、土木学会、２００８年、５．２．５はく落防止
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されている。しかしながら、打撃を人力で行う場合、打撃を与える作業者ごとに打撃力が異なることが想定され、また、繰り返し打撃を行うことは困難である。換言すると、上記試験を人力で行う場合、試験条件が異なり適切な評価ができないことが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑み、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上述した課題を解決するため、供試体を打撃する打撃部と、打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部とを備えるコンクリート試験装置によって、供試体を一定
の打撃力で繰り返し打撃することとした。
【０００８】
詳細には、本発明は、コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、前記供試体を打撃する打撃部と、前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部と、前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部と、を備える。
【０００９】
本発明によれば、駆動部の駆動力によって、一定の打撃力で繰り返し打撃を与えることができるので、コンクリートの供試体を打撃することでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことができる。つまり、試験条件を常に一定に保つことができ、適切な評価が可能となる。
【００１０】
打撃部は、供試体を打撃するものであり、コンクリートの供試体を繰り返し打撃することができる十分な強度を有していることが好ましい。供試体を打撃する際の力、すなわち打撃力は、制御部によって一定に保つことができる。打撃力や繰り返し打撃する際の打撃の間隔は、供試体を構成するコンクリートの配合や供試体の大きさ、コンクリート標準示方書の指針などに基づいて決定することができる。伝達部は、駆動力を打撃部へ伝達するものであり、カム、歯車、ピストンやシリンダ等によって構成することができる。駆動部は、打撃部を駆動させるのに必要な駆動力を出力し、モータや内燃機関によって構成することができる。制御部は、駆動部を制御する。例えば駆動部をモータによって構成した場合、制御部は、モータの回転数を制御する。
【００１１】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置は、コンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験に用いることができる。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編、以下、単にコンクリート標準示方書という。）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されており、本発明は、このような実験に特に好適に用いることができる。すなわち、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートとすることができる。
【００１２】
なお、上記コンクリート標準示方書では、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させることが推奨されている。そこで、本発明に係るコンクリート試験装置では、前記供試体には、複数の孔と該孔に沿うひび割れが予め形成され、前記打撃部は、前記ひび割れの近傍を打撃するようにしてもよい。ひび割れは、孔に静的破砕剤を注入することで発生させることができる他、後述するひび割れ発生装置を用いて発生させてもよい。
【００１３】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記打撃部を所定の高さまで上昇させ、前記打撃部は、前記所定の高さから自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃するようにしてもよい。
【００１４】
打撃部を自由落下させることで一定の打撃力で供試体を打撃することが可能となる。打撃する際に駆動部から出力される駆動力を制御部によって制御することで打撃力を調整してもよいが、自由落下とすることで打撃力を容易に一定化することができる。なお、伝達部によって打撃部を上昇させる態様は、特に限定されない。伝達部は、打撃部を鉛直方向において直線的に上昇させてもよく、また、打撃部をハンマによって構成し、ハンマの頭部をハンマの柄の端部に設けられた回転軸を中心に回転するように上昇させてもよい。
【００１５】
ここで、本発明に係るコンクリート試験装置において、前記打撃部は、列状に配置された複数のハンマを有し、前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記各ハンマを順次所定の高さまで上昇させ、前記各ハンマは、前記所定の高さから順次自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃するようにしてもよい。
【００１６】
打撃部としての複数のハンマによって供試体を打撃することで、実験効率が向上する。列状に配置するとは、ハンマの頭部が列状に配置されることを意味する。より具体的には、打撃部は、ハンマの頭部が、複数の孔の間に位置するように列状に配置することが好ましい。所定の高さは、ハンマの重量と供試体に対して与える打撃力に基づいて決定することができる。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリート試験装置は、前記コンクリート片のはく落を検知するはく落検知部と、前記打撃部の打撃回数を検知する打撃回数検知部と、前記打撃回数を表示する打撃回数表示部と、を更に備え、前記制御部は、打撃回数を前記表示部に表示させ、かつ、前記はく落検知部が、コンクリート片のはく落を検知すると、前記駆動力の出力を停止して前記打撃部による打撃を停止するようにしてもよい。これにより、コンクリート試験装置の利便性をより向上することができ、実験効率が更に向上する。
【００１８】
ここで、上述したように、コンクリート標準示方書では、鉄筋腐食に起因するコンクリート片のはく落を模擬するために、供試体の鉄筋位置の代わりに設けた孔に静的破砕剤を注入して膨張圧でひび割れを発生させた後に、ハンマによる打撃でかぶりコンクリートをはく落させることが推奨されている。また、コンクリート標準示方書において、鉄筋位置に設けた孔に注入した静的破砕剤が過度に膨張して噴出することがないように、静的破砕剤の使用にあたっては、その用量・用法を守ることが大切である、と記載されているように、実験を行う上で静的破砕剤の取り扱いは非常に重要である。しかしながら、静的破砕剤を用いてひび割れを発生させる作業は、静的破砕剤による膨張効果が発現するまでに時間が掛かり、その間常に監視しておく必要があることから、非常に手間を要する作業とされていた。また、静的破砕剤による膨張効果は、静的破砕剤の用量や気温などによって大きく変化することから、ひび割れの程度を一定にすること、つまり、試験条件を常に一定に保つことが非常に難しかった。その結果、試験条件が異なり適切な評価ができないことが懸念された。
【００１９】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術であって、供試体に予め設けるひび割れを容易に発生させることが可能な技術を提供することを更なる課題とする。
【００２０】
本発明では、上記課題を解決するため、供試体に予め形成された複数の孔に挿入自在であり、所定の力が加えられることで変形する変形部を設け、変形部を変形されることでひび割れを発生させることとした。
【００２１】
詳細には、本発明は、予め複数の孔が形成されたコンクリートの供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生装置であって、前記複数の孔に挿入自在であり、該複数の孔に挿入された状態で形状が変化し、前記供試体に対してひび割れを発生させる変形部と、前記変形部に対して所定の力を加えることで前記変形部を変形させる加圧部と、を備える。
【００２２】
本発明に係るひび割れ発生装置によれば、従来の静的破砕剤を用いる場合に比べて短時間でひび割れを発生させることができる。すなわち、供試体に予め設けるひび割れを容易に発生させることができる。また、静的破砕剤によってひび割れを発生させる場合、ひび割れの程度は、静的破砕剤の用量や気温を管理するしかなく、静的破砕剤の注入後は、監
視するしかなかった。これに対し、本発明に係るひび割れ発生装置では、ひび割れの程度を、供試体に発生するひび割れを確認しながら所定の力を加減することで調整することができ、ひび割れの程度を一定、つまり、試験条件を一定に保つことができる。その結果、適切な評価が可能となる。
【００２３】
所定の力とは、供試体にひび割れを発生させるために必要とされる力であり、供試体の配合などによって決定される。形状が変化するとは、所定の力が加えられる前後において変形部の形状が変化すること、換言すると、供試体の孔の内部から外側に向けて供試体に対して圧力が加えられるよう形状が変化することを意味する。
【００２４】
ここで、本発明に係るひび割れ発生装置は、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験に用いることができる。また、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）では、構造物からのコンクリート片のはく落防止を目的として短繊維を混入する場合、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を行うことが推奨されており、本発明は、このような実験に特に好適に用いることができる。すなわち、本発明に係るひび割れ発生装置において、前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートとすることができる。
【００２５】
ここで、本発明に係るひび割れ発生装置において、前記加圧部は、棒状の軸部と、前記軸部の基端側に該軸部を覆うように設けられる筒状の押出部であって、駆動力を出力する駆動部から出力される駆動力によって前記軸部の軸方向の先端側に向けて移動する押出部と、を有し、前記変形部は、前記軸部の先端側に該軸部を覆うように設けられ、前記押出部が前記軸部の先端側に向けて移動すると、該軸部の軸方向の長さが縮むと共に外径が大きくなることで前記供試体にひび割れを発生させる構成とすることができる。
【００２６】
押出部が、駆動力によって軸部に沿って移動すると、変形部の基端側が押出部に押され、押出部の長さが徐々に短くなる。これに伴い、変形部の外形が大きくなり、供試体にひび割れが発生し始める。
【００２７】
所定の力を与えるための駆動力を出力する駆動部には、油圧ポンプやコンプレッサが例示される。なお、本発明は、このような駆動力を出力する駆動部を更に含む構成であってもよい。
【００２８】
また、本発明は、前記駆動力又は所定の力を表示する表示部を更に備える構成でもよい。表示部を設けることで利便性が更に向上する。
【００２９】
なお、本発明は、上述したコンクリート試験装置を用いた試験方法、上述したひび割れ発生装置を用いた試験方法として特定することもできる。また、本発明は、上述したひび割れ発生装置及びコンクリート試験装置を用いた試験方法として特定することもできる。具体的には、本発明は、上述したひび割れ発生装置によって供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生工程と、上述したコンクリート試験装置によって供試体を打撃し、コンクリート片をはく落させる打撃工程とを含む、コンクリート試験方法としてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）に記載されている、短繊維によるはく落防止効果を確認するための試験方法の例を示す。
【図２】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の正面斜視図を示す。
【図３】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の背面図を示す。
【図４】第一実施形態に係るコンクリート試験装置の側面図を示す。
【図５】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、ハンマ付近の拡大図を示す。
【図６】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、伝達機構の拡大図を示す。
【図７】第一実施形態に係るコンクリート試験装置における、制御盤の拡大図を示す。
【図８Ａ】ひび割れ形成前の供試体を示す。
【図８Ｂ】ひび割れ形成後の供試体を示す。
【図８Ｃ】打撃後、コンクリート片がはく落した供試体を示す。
【図９Ａ】供試体の正面斜視図を示す。
【図９Ｂ】供試体の側面図を示す。
【図１０】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、供試体を打撃している様子を上方から見た図を示す。
【図１１】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、供試体を打撃している様子を側方から見た図を示す。
【図１２】第一実施形態に係るコンクリート試験装置において、はく落検知部がコンクリート片のはく落を検知した様子を示す。
【図１３】変形例に係るコンクリート試験装置の斜視図を示す。
【図１４Ａ】各繊維の添加率と打撃回数比を示す。
【図１４Ｂ】打撃回数比と短繊維混入率の関係を示す。
【図１５】第二実施形態に係るひび割れ発生装置を示す。
【図１６】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の加圧部を分解した図を示す。
【図１７】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部が変形する様子を示す。
【図１８】変形例に係るひび割れ発生装置を示す。
【図１９Ａ】実施例２で用いた供試体を示す。
【図１９Ｂ】従来の供試体を示す。
【図２０】第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部を供試体の孔に挿入した様子を示す。
【図２１】第二実施形態に係るひび割れ発生装置によってひび割れが形成された様子を示す。
【図２２】静的破砕材を注入してひび割れを発生させることで爆裂した供試体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、本発明に係るコンクリート試験装置及びひび割れ発生装置を、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）で推奨されている、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることではく落させる実験に用いる装置として説明する。但し、以下で説明する実施形態は本発明を実施するための例示であり、本発明は以下で説明する態様に限定されない。
【００３３】
[第一実施形態]
＜コンクリート試験装置の構成＞
第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、図２から図７に示すように、枠体１０、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、はく落検知センサ６０、打撃回数検知センサ７０、打撃回数表示部５５、制御部５２を備える。
【００３４】
枠体１０は、コンクリート試験装置１の枠組みを構成し、枠体１０に、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、打撃回数表示部５５や制御部５２を格納する制御盤５０が設けられている。枠体１０は、コンクリート試験装置１の下部を構成するＨ型のベース部１１、ベース部１１から垂直に立ち上げられた２本の柱１２、２本の柱１２に接続される梁（下部梁１３，中断梁１４，上部梁１５）を有する。ベース部１１の正面側の上面には、供試体９０を載置する供試体載置部１６が設けられている。また、ベース部１１の４つの端部には、コンクリート試験装置１を容易に移動できるよう、キャスタ１７が設けられている。なお、供試体９０を打撃する際、コンクリート試験装置１が移動しないよう、キャスタ１７にはストッパを設けることが好ましい。下部梁１３は、柱１２の下部において柱１２同士を接続し、中断梁１４は、柱１２の中断において柱１２同士を接続し、上部梁は、柱１２の上部において柱１２同士を接続する。なお、枠体１０は、ハンマ２０、伝達機構３０、電気モータ４０、制御盤５０を支持可能な強度を有していればよく、材質は特に限定されない。枠体１０の材質には、鉄、ステンレス等が例示される。
【００３５】
電気モータ４０は、本発明の駆動部に相当し、ハンマ２０を駆動させる駆動力を出力する。すなわち、電気モータ４０は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを伝達機構３０によって持ち上げ、自由落下させて供試体９０を打撃するために必要な駆動力を出力する。第一実施形態に係る電気モータ４０は、外部からの電力供給によって駆動するが、コンクリート試験装置１にバッテリを内蔵し、内蔵するバッテリからの電力供給によって駆動するようにしてもよい。また、電気モータ４０に代えて、内燃機関などを用いてもよい。
【００３６】
ハンマ２０は、本発明の打撃部に相当し、供試体９０を、一定の間隔で繰り返し打撃する。図２や図５に示すように、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有する。なお、本明細書及び図面では、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの構成や、各ハンマに対応する伝達機構３０などの構成について、符号の後にアルファベット（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が付されているが、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの構成や機能、各ハンマに対応する伝達機構３０などの構成や機能は、何れも基本的には同じである。そこで、以下の説明では、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ同士を区別する必要が無い場合には、アルファベットを省略して説明するものとする。例えば、ハンマ２０ａは、単にハンマ２０と称する。
【００３７】
ハンマ２０は、先端に設けられた円柱状の頭部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、頭部２１に接続されるハンマアーム２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）と、ハンマアーム２２の基端側においてハンマ回転軸２９と接続されるハンマ接続部２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を有する。ハンマ２０は、ハンマ接続部２３がハンマ回転軸２９と接続されることでハンマ回転軸２９を回転軸として回転往復運動する。具体的には、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１では、ハンマ２０の頭部２１が供試体９０の上面（打撃面）から３０ｃｍの高さまで伝達機構３０によって持ち上げられ、持ち上げられた頭部２１が自由落下することで供試体９０を打撃する。供試体９０の上面（打撃面）から３０ｃｍの高さとは、換言すると、ハンマアーム２２を水平状態とした場合における頭部２１の位置から３０ｃｍ上方の位置である。第一実施形態に係るハンマ２０は、金属製であるが、コンクリートの供試体９０に対して打撃を与えることができる強度を有していればよく、材質は特に限定されない。ハンマ２０は、供試体９０に対して必要な打撃を与えられるよう、ハンマ２０の重さやハンマアーム２１の長さが設計されている。供試体９０の打撃を自由落下による打撃とすることで、一定の打撃力で供試体９０を打撃することができる。
【００３８】
伝達機構３０は、本発明の伝達部に相当し、電気モータ４０の駆動力をハンマ２０へ伝達する。図２から図６に示すように、伝達機構３０は、電気モータ４０の回転軸と同一軸
上に設けられるモータ歯車３４と、カムシャフト３１と同一軸上に設けられるカム歯車３３と、モータ歯車３４とカム歯車３３に接続されるチェーン３５と、カムシャフト３１に設けられる円盤状のカムホイル３２とを有し、安全性を確保するため、伝達機構３０にはカバーが設けられている。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの夫々に対応する４つのカムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する。なお、カムホイル同士を区別する必要が無い場合には、単にカムホイル３２と称する。カムホイル３２には、ハンマアーム２２の基端と接してハンマ２０を持ち上げる、換言するとハンマアーム２２の基端を下方に押し下げるカムフォロア３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ）が設けられている。カムフォロア３４は、カムホイル３２に対して、取付位置が夫々異なるように設けられている。具体的には、カムフォロア３４の取付位置は、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの順に、カムシャフト３１を基準として９０度ずつずらしてある。これにより、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが持ち上げられるタイミングが異なり、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、同時に供試体９０を打撃するのではなく、順次供試体９０を打撃する。なお、電気モータ４０の回転数を調整することで、ハンマ２０の打撃間隔や打撃力を調整可能であるが、例えば、カムフォロア３４の取付位置を変更することでも、ハンマ２０の打撃間隔や打撃力を調整可能である。
【００３９】
なお、第一実施形態に伝達機構３０の構成は、例示であり、伝達機構には、既存の他のカム構造やクランク構造などを適宜用いることができる。例えば、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの回転軸をずらし、ハンマアーム２２の基端に垂直方向に動作するロッドを設け、ロッドを異なるタイミングで上下させることでハンマ２０が供試体９０を打撃するようにしてもよい。この場合、ハンマ２０は、回転往復運動ではなく、ロッドと同じく上下運動することになる。また、伝達機構３０は、ハンマ２０を上下運動させる構成の場合、例えば、カムシャフト３１にロッドの側面に設けられた凸部又は凹部と接する羽を設け、羽の回転に伴って羽と接触するロッドが上下運動する構成としてもよい。この場合、ロッドに設けられる凸部又は凹部、若しくは、羽の位置を適宜変更することで、異なるタイミングで供試体９０を打撃することが可能となる。
【００４０】
はく落検知センサ６０は、本発明のはく落検知部に相当し、供試体９０からのコンクリート片９１のはく落を検知する。はく落検知センサ６０は、ハンマ２０の下方に設けられ、はく落したコンクリート片９１と接触することで反応するセンサによって構成されている。コンクリート片９１のはく落が検知されると、コンクリート片９１がはく落した旨の電気信号が制御部５２に対して送られる。第一実施形態に係るはく落検知センサ６０は、ヒンジ部６１と、ヒンジ部６１から前面に向けて延出する棒状の接触片６２とを有する構成である。コンクリート片９１のはく落前において水平状態にある接触片６２は、コンクリート片９１がはく落して接触片６２と接触することで、接触片６２の先端が下方を指し、コンクリート片９１のはく落が検知される（図１０を参照）。なお、はく落検知センサ６０は、例えば赤外線センサなど、非接触でコンクリート片９１のはく落を検知可能なセンサによって構成してもよい。
【００４１】
なお、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１は、はく落検知センサ６０に加えて、リミットセンサ６３を更に備える。リミットセンサ６３は、ハンマアーム２２の下方、かつ、はく落検知センサ６０よりも上方に設けられている。リミットセンサ６３は、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと直交するようにハンマアームの下方に設けられ、いずれかのハンマアーム２２が通常よりも下方に下がった場合にハンマアーム２２と接触する接触バー６４と、接触バー６４がハンマアーム２２と接触することで押し下げられるとこれを検知する接触端子６５とを有する（図１０参照）。ハンマアーム２２が通常よりも下方に下がった場合とは、供試体９０からコンクリート片９１がはく落し、ハンマ２０の頭部２１が供試体９０と接触せずに落下してしまう状態を意味する。第一実
施形態に係るコンクリート試験装置１は、上述したはく落検知センサ６０を備えることから、コンクリート片９１がはく落すると打撃が停止される。しかしながら、例えばはく落したコンクリート片９１が小さい場合には、はく落検知センサ６０がはく落を検知できない場合も想定され、このような場合に、ハンマ２０が打撃を継続すると正確な打撃回数を取得できない、若しくは、一部のハンマ２０が空打撃することでコンクリート試験装置１の故障に繋がる虞もある。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、はく落検知センサ６０に加えて、リミットセンサ６３を更に備えることで、上記のような問題の発生を回避できる。なお、リミットセンサ６３は、例えば赤外線センサなど、他の既存のセンサによって構成してもよい。
【００４２】
打撃回数検知センサ７０は、ハンマ２０の打撃回数を検知する。第一実施形態に係る打撃回数検知センサ７０には、電磁誘導型センサが用いられている。具体的には、電磁誘導型センサからなる打撃回数検知センサ７０は、４つのカムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの夫々の下方に設けられた４つの打撃回数検知センサ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄからなり（以下、区別する必要がない場合には、単に打撃回数検知センサと称する）、ハンマ２０の打撃に伴って変化する磁界の変化を検知する。すなわち、打撃回数検知センサ７０は、ハンマ２０の打撃に伴って回転する各カムホイル３２に設けられたカムフォロア３４が近づくと、カムフォロア３４の接近を磁界の変化として検知する。磁界の変化が検知されると、打撃が１回行われた旨の電気信号が制御部５２へ送られる。なお、打撃回数検知センサ７０は、例えば赤外線センサなど、他の既存のセンサによって構成してもよい。
【００４３】
打撃回数表示部５５は、ハンマ２０の打撃回数を表示する。打撃回数表示部５５は、制御盤５０内に設けられ、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに対応する４つの打撃回数表示部５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを有する（以下、区別する必要がない場合には単に打撃回数表示部５５と称する）。なお、打撃回数表示部５５には、リセットボタン（図示せず）が設けられており、打撃回数のリセットが可能である。なお、例えば、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの総打撃回数を表示するようにしてもよい。総打撃回数の算出は、制御部５２が算出すればよい。
【００４４】
制御部５２は、制御盤５０内に設けられ、ハンマ２０が供試体９０を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、電気モータ４０の回転数を制御する。また、制御部５２は、電気モータ４０の回転数の制御に加えて、打撃回数を打撃回数表示部５５に表示させる他、はく落検知センサ６０やリミットセンサ６３からの電気信号に応じて、電気モータ４０の停止などを行う。制御部５２は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータとコンピュータ上で実行されるプログラムによって実現され、モータの回転数の制御や電源の制御などを行う。ＣＰＵは、バスを介してメモリ等の各ハードウェアと接続されている。ＣＰＵは、ハードウェアを制御すると共に、例えばメモリに格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。メモリは、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。ＲＯＭには、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable
Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な半導体メモリを含む。制御盤５０内には
、打撃回数表示部５５や制御部５２に加えて、電源スイッチ５１、電気モータ４０の駆動スイッチ５３、電気モータ４０の回転数を変更する操作部５６、はく落検知センサ６０やリミットセンサ６３が動作した場合のリミット状態を解除するリミット解除スイッチ５７、サーマルリレー５８などが設けられている。
【００４５】
＜コンクリート試験装置の動作＞
次に上述したコンクリート試験装置１の動作例について、コンクリート試験装置１の使用方法とともに説明する。まず、供試体９０が供試体載置部１６に固定される。供試体９
０には、複数の孔とひび割れが予め形成されているものを用いる。図８Ａは、ひび割れ形成前の供試体を示す。図８Ｂは、ひび割れ形成後の供試体を示す。また、図９Ａは、供試体の正面斜視図を示し、図９Ｂは、供試体の側面図を示す。
【００４６】
供試体９０を供試体載置部１６に固定するに際しては、供試体９０が供試体載置部１６上で移動しないよう、万力などの固定具８０を用いて固定される。固定に際しては、供試体９０に予め形成されている複数の孔の近傍でハンマ２０の頭部２１と供試体９０が接し、複数の孔よりも外側に存在するかぶりコンクリートがはく落するよう供試体９０が固定される。なお、供試体９０に設けられた複数の孔とは、鉄筋位置の変わりに設けた孔であり、供試体９０には、複数の孔に加えて予めひびが形成されている。ひび割れの発生には、従来から用いられている静的破砕剤を用いてもよく、また、第二実施形態で説明するひび割れ発生装置を用いてもよい。
【００４７】
供試体９０の固定が完了すると、ハンマ２０による打撃が開始される。なお、打撃に先立ち、操作部５６を介して電気モータ４０の回転数が設定される。また、必要に応じて打撃回数表示部５５が初期化される。ここで、図１０から図１２は、打撃の様子を示す。図１０は、供試体９０を打撃している様子を上方から見た図であり、図１１は、供試体９０を打撃している様子を側方から見た図であり、図１２は、はく落検知部がコンクリート片のはく落を検知した様子を示す。ハンマ２０による供試体９０の打撃が開始されると、ハンマ２０の頭部２１が順に自由落下することで供試体９０を打撃する。
【００４８】
具体的には、駆動スイッチ５３がＯＮになると、電気モータ４０が駆動する。電気モータ４０が駆動すると、モータ歯車３４、カム歯車３３、チェーン３５を介して駆動力がカムシャフト３１に伝達されカムホイル３２が回転する。カムホイル３２が回転すると、これに合わせてカムフォロア３４もカムシャフト３１を回転軸として回転する。カムフォロア３４が回転すると、カムフォロア３４は、ハンマアーム２２の基端と接し、ハンマアーム２２の基端を徐々に押し下げていく。ハンマアーム２２の基端が徐々に押し下げられていくと、ハンマ回転軸２９を支点とするてこの原理によってハンマアーム２２の頭部２１が徐々に上昇する。カムフォロア３４が更に回転すると、カムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除される。このカムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除されるタイミングにおいて、ハンマ２０の頭部２１は、最高高さ（第一実施形態では、供試体９０の上面から３０ｃｍ）に到達する。カムフォロア３４とハンマアーム２２の基端が接する状態が解除されると、カムフォロア３４によって押し下げられていたハンマアーム２２の基端が開放され、ハンマアーム２２の基端が一気に上昇する。換言すると、ハンマ回転軸２９を支点とするてこの原理によって、ハンマ２０の頭部２１が上記最高高さから自由落下する。自由落下したハンマアーム２２の頭部２１は、供試体９０の上面に叩きつけられる。すなわち、ハンマ２０が、供試体９０を打撃する。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１では、カムフォロア３４の取付位置は、カムホイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの順に、カムシャフト３１を基準として９０度ずつずらしてある。これにより、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが持ち上げられるタイミングが異なり、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、同時に供試体９０を打撃するのではなく、供試体９０を順次打撃する。
【００４９】
打撃回数が増加すると、供試体９０に予め形成されたひび割れが更に進行し、その後供試体９０からコンクリート片９１がはく落する。図８Ｃは、打撃後、コンクリート片がはく落した供試体を示す。コンクリート片９１がはく落すると、はく落検知センサ６０の接触片６２に、はく落したコンクリート片９１が接触する。その結果、はく落検知センサ６０は、コンクリート片９１がはく落したことを検知する。コンクリート片９１がはく落した旨の電気信号が制御部５２へ送られると、制御部５２は、ハンマ２０による打撃を停止させる。なお、制御部５２は、打撃回数を順次打撃回収表示部５５へ表示させており、打
撃が停止されると停止された際の打撃回数が打撃回数表示部５５に表示される。
【００５０】
＜作用効果＞
第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、電気モータ４０の駆動力によって、一定の打撃力で繰り返し供試体９０を打撃することができるので、コンクリートの供試体９０に対して打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を従来よりも正確に行うことができる。つまり、試験条件を常に一定に保つことができ、適切な評価が可能となる。
【００５１】
＜コンクリート試験装置の変形例＞
図１３は、第一実施形態に係るコンクリート試験装置の変形例を示す。変形例に係るコンクリート試験装置１´は、第一実施形態に係るコンクリート試験装置１の構成に加えて、水平器６２、カムホイル手動レバー３６、ハンマアーム手動レバー２５、頭部取替え治具２４、吊り金具１８を備える。なお、本変形例に係るコンクリート試験装置１´は、上記を全て備える構成であるが、コンクリート試験装置１´は、水平器６２、カムホイル手動レバー３６、ハンマアーム手動レバー２５、頭部取替え治具２４、吊り金具１８のうち、少なくとも何れか一つを備える構成としてもよい。また、変形例に係るコンクリート試験装置１´は、キャスタ１７に代えて、高さ調整可能な台座１９が用いられている。
【００５２】
水平器６２を備えることで、コンクリート試験装置１´の水平状態を容易に確認することができる。カムホイル手動レバー３６は、カムホイル３２を手動で回すものであり、カムホイル手動レバー３６を備えることで、カムホイル３２の位置の微調整、換言するとハンマ２０の高さ位置の調整が可能となる。ハンマアーム手動レバー２５は、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと接続されており、４つのハンマアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを一度に持ち上げる。これにより、供試体９０を固定する際、４つのハンマ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを一度に持ち上げることが可能となる。頭部取替え治具２４は、供試体９０と接する打撃面を有する治具頭部２４ａと、治具頭部２４ａに接続されるねじ山を有する治具接続部２４ｂを有する。治具頭部２４ａには、治具接続部２４ｂと接続されるねじ山を有する被接続部を設ける必要がある。頭部取替え治具２４を備えることで、打撃によって消耗するハンマ２０の頭部２１の打撃面を交換することが可能となる。吊り金具１８は、例えば小型移動式クレーン等のフックを引掛ける。吊り金具１８を備えることで、例えば小型移動式クレーンによる移動が容易となる。
【００５３】
＜実施例１＞
次に上述した第一実施形態に係るコンクリート試験装置１を用いて行った、打撃による損傷を加えることではく落させる試験（以下、はく落防止効果を評価する試験、又は、単に打撃試験ともいう）について説明する。
【００５４】
（試験１）
はく落防止を目的とした短繊維補強コンクリートを実構造物へ適用する場合、使用する短繊維がコンクリートのフレッシュ性状に及ぼす影響および硬化コンクリートのはく落防止性能を評価し、かっ、経済性と施工性を踏まえた上で短繊維の種類や混入率を選定することが重要である。そこで、試験１では、ボックスカルバートの上床版部にはく落防止用短繊維補強コンクリートを適用するにあたり、短繊維の種類および混入率をパラメータとしてフレッシュ性状を評価し、はく落防止効果の評価に際して、コンクリート標準示方書に定められた打撃試験を精度良く評価できる第一実施形態で説明したコンクリート試験装置を用いて試験を行い、使用する短繊維を決定し、実構造物に適用した。
【００５５】
（試験概要）
短繊維補強コンクリートの選定手順は、室内配合選定試験において、使用する短繊維の
種類および混入率パラメータとしたフレッシュ性状およびはく落防止効果確認、曲げ靭性試験を実施し、使用する短繊維と混入率を選定した。室内試験におけるコンクリートの示方配合および使用した短繊維を表１および表２に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
短繊維は、ポリプロピレン繊維２種類（繊維Ａ，Ｂ）とビニロン繊維（繊維Ｃ）を用いた。曲げ靭性試験は、「繊維補強覆工コンクリートの曲げ靭性試験方法」（日本道路公団試験方法JHS 730-2003）に準拠して実施し、試験体（供試体）の寸法は、１５０×１５０×６００ｍｍとし、曲げスパンは、４５０ｍｍとした。はく落防止効果を評価する試験は、コンクリート標準示方書に示される打撃試験を実施するものとし、人カで打撃を加えることが作業者ごとに試験条件が異なることを考慮して、第一実施形態で説明したコンクリート試験装置（打撃試験機）を製作し、はく落防止効果を評価した。なお、短繊維の投入方法は、強制２軸ミキサを用いて、コンクリートを練混ぜ後、ミキサ内に投入し再攪拌する方法とした。表３に試験１で使用したコンクリート試験装置の仕様を示す。なお、表３における電子カウンタは、打撃回数表示部に相当する。モータスピードコントローラは、制御部に相当する。剥落塊接触によるリミットスイッチにおけるリミットスイッチは、はく落検知センサに相当する。本試験では、短繊維の投入は、強制２軸ミキサを用いて行ったが、コンクリートを攪拌可能なアジデータ車を用いて行ってもよい。
【００５９】
【表３】
【００６０】
（試験結果）
室内配合選定試験結果を表４に示す。フレッシュ性状におけるスランプ低下量（短繊維混入前後のスランプ値の差）は、いずれの短繊維においても、混入量の増加に伴い、スランプ低下量も大きくなる結果となった。また、短繊維種類で比較すると、短繊維Ｂおよび
Ｃの低下量が大きく、繊維Ａの低下量が小さくなった。また空気量の変化は、短繊維ごとに異なる傾向を示したが、今回の添加量の範囲内において、大幅な空気量の増大を示すものは認められなかった。
【００６１】
【表４】
【００６２】
曲げ靭性試験結果は、いずれの短繊維を用いた場合も最大荷重と短繊維の混入率との明確な相関は認められない。一方、曲げ靭性係数においては、短繊維の混入率が増加するに伴い、大きくなる傾向が認められた。打撃試験における打撃回数比と短繊維混入率の関係を図１４Ａに示す。なお、打撃試験における管理値は、打撃回数比（短繊維補強コンクリートにおいてコンクリート片がはく落した時の打撃回数を、ベースコンクリートのコンクリート片のはく落した時の打撃回数（今回の試験では４３回）で除した値）で８（今回の試験では３４４回）とし、打撃回数５００回（打撃回数比１２に相当）を超えるケースは、管理値を大きく上回るケースとして終了した。結果として、管理値を満足する短繊維混入率は、繊維Ａで０．２％、繊維Ｂで０．１％、繊維Ｃで０．０７５％であった。次に打撃試験における打撃回数比と曲げ靭性係数の関係図１４Ｂに示す。繊維Ａの打撃回数比が最も小さいケース（打撃回数比：３、曲げ靭性係数：０．６５Ｎｍｍ２）と繊維Ｃの打撃回数比が最も小さいケース（打撃回数比：１０、曲げ靭性係数：０．６２Ｎｍｍ２）を比較すると、曲げ靭性係数は、繊維Ａより繊維Ｃの方が低い値を示したが、打撃回数比は繊維Ｃより繊維Ａの方が低い値を示した。このことから打撃回数比と曲げ靭性係数との関係は、繊維（種類や形状）ごとに傾向が異なる可能性が考えられる。以上の結果より、施工性の面においてスランプの低下や空気量の変化を考慮した上で、打撃回数比が８以上のはく落防止効果が得られるものの内から、さらに経済性に優れたものを比較検討し、今回最も短繊維の混入率の低い繊維Ｃ（混入率０．０７５％）のケースが実構造物に適していることが確認された。
【００６３】
なお、打撃試験は、コンクリート試験装置１を用いたことで実現されたものである。すなわち、供試体に対する打撃回数は、５００回に達するものが多数であるが、このような打撃を人力によって行うことは非常に困難である。また、一定の打撃間隔かつ打撃力で打撃を継続することは更に困難である。第一実施形態に係るコンクリート試験装置１によれば、このような従来技術では困難とされていた試験が実現可能となる。
【００６４】
[第二実施形態]
＜ひび割れ発生装置＞
次に第二実施形態に係るひび割れ発生装置について説明する。第二実施形態に係るひび割れ発生装置２は、図１５、図１６に示すように、油圧ポンプ２１０、油圧ホース２２０、油圧ジャッキ２３０、軸部２３４、押出部２３２、変形部２３３を備える。油圧ポンプ２１０、油圧ホース２２０、油圧ジャッキ２３０、軸部２３４、及び押出部２３２は、本発明の加圧部の少なくとも一部を構成する。
【００６５】
油圧ポンプ２１０は、本発明のひび割れ発生装置における駆動部に相当し、変形部２３３を変形させるのに必要な圧力（例えば、３ＭＰａ）を出力する。第二実施形態に係る油
圧ポンプ２１０は、オイル注入部２１１、ハンドルレバー２１２を有する手動式であり、ハンドルレバー２１２を繰り返し動作させることで出力する圧力が上昇する。油圧ポンプ２１０は、ハンドルレバー２１２に加えて、既存の油圧ポンプが有する加減圧バルブ、オイル注入口を有する。なお、油圧ポンプ２１０は、手動式である必要はない。また、油圧ポンプ２１０に代えてエアコンプレッサを用いてもよい。
【００６６】
油圧ホース２２０は、一端が油圧ジャッキ２３０に接続され、他端が油圧ポンプ２１０に接続され、油圧ホース２２０には、油圧ポンプ２１０で加圧された加圧油が流れる。なお、油圧ポンプ２１０と油圧ジャッキ２３０は、必ずしも油圧ホース２２０を介して接続する必要はなく、直接接続してもよい。
【００６７】
油圧ジャッキ２３０は、断面が円形の棒状の軸部２３４の基端と接続され、軸部２３４の基端側に軸部２３４を覆うように設けられた筒状の押出部２３２を油圧によって移動させる。より詳細には、油圧ジャッキ２３０は、内部にシリンダ及びピストンを有し、油圧ホース２２０を介して加圧油が送り込まれると、ピストンが先端に向けて移動する。押出部２３２は、軸部２３４に対して移動自在に設けられており、また、油圧ジャッキ２３０のピストンは、押出部２３２と接しており、ピストンの移動に伴い、押出部２３２が軸部２３４の先端に向けて移動する。
【００６８】
変形部２３３は、供試体９０の複数の孔に挿入自在であり、複数の孔に挿入された状態で形状が変化し、供試体９０に対してひび割れを発生させる。換言すると、変形部２３３は、軸部２３４の先端側に軸部２３４を覆うように設けられ、押出部２３２が軸部２３４の先端側に向けて移動すると、該軸部の軸方向の長さが縮むと共に外径が大きくなることで供試体９０にひび割れを発生させる。図１７は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部が変形する様子を示す。第二実施形態に係る変形部２３３は、ウレタン樹脂によって構成され、先端側は変形部２３３の移動を規制するリング状の規制部２３５によって移動が規制されている。従って、変形部２３３は、押出部２３２によって押されると軸方向の長さが縮み、これに伴って外径が大きくなり、供試体９０の孔内から供試体９０対して圧力をかけ、供試体９０ひび割れを発生させる。なお、変形部２３３の外径は、供試体９０の孔の内径と同じか、僅かに小さい径とすることが好ましい。また、変形部２３３の長さは、供試体９０の孔（貫通孔）の長さよりも短くすることが好ましい。
【００６９】
油圧計２４０は、本発明の表示部に相当し、油圧ポンプの圧力を表示する。油圧計２４０を備えることで、利便性が更に向上する。
【００７０】
＜作用効果＞
第二実施形態に係るひび割れ発生装置２によれば、従来の静的破砕剤を用いる場合に比べて短時間でひび割れを発生させることができる。すなわち、供試体９０に予め設けるひび割れを容易に発生させることができる。また、ひび割れの程度は、供試体９０に発生するひび割れの状態と油圧計とを確認しながら油圧を加減することで調整することができ、ひび割れの程度を一定、つまり、試験条件を一定に保つことができる。その結果、適切な評価が可能となる。
【００７１】
＜ひび割れ発生装置の変形例＞
図１８は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２の変形例を示す。変形例に係るひび割れ発生装置２´は、変形部２３３と変形部２３３を加圧して変形させる油圧ジャッキ２１０（２１０ａ、２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ）等を５基有する。以下、区別する必要が無い場合には、単に油圧ジャッキ２１０と称する。また、ひび割れ発生装置２´は、油圧ホース２２０が５基の油圧ジャッキ２１０に対して加圧油を供給できるよう分岐している。また、１つの油圧ポンプ２１０によって、複数の油圧ジャッキ２１０に対
して加圧油を供給できるよう、分岐後の油圧ホース２２０（２２０ａ、２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄ，２２０ｅ）には、夫々油圧弁２２１（２２１ａ、２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ，２２１ｅ）が設けられている。第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´の使用に際しては、圧力をかける油圧ジャッキ２１０に接続される油圧ホース２２０上の油圧弁２２１のみを開放し、他の油圧ジャッキ２１０に接続される油圧ホース上の油圧弁２２１を閉じた上で、油圧ポンプ２１０によって加圧油を供給すればよい。
【００７２】
変形例に係るひび割れ発生装置２´によれば、供試体９０に設けられた孔によってその都度変形部２３３を挿入し直す必要がない。従って、第一実施形態に係るひび割れ発生装置２よりも更に容易に供試体９０にひび割れを発生させることができる。
【００７３】
＜実施例２＞
次に、上述した第二実施形態に係るひび割れ発生装置２の使用方法について実施例に基づいて説明する。まず、予め複数の孔が形成された供試体９０が準備される。ここで、図１９Ａは、ひび割れ発生装置２を用いる供試体９０の一例を示す。また、図１９Ｂは、比較例としての、従来の供試体９０の一例を示す。図１９Ａに示すように、供試体９０は、大きさが、Ｗ（幅）２００ｍｍ×Ｈ（高さ）１５０ｍｍ×Ｌ（長さ）６００ｍｍであり、φ（直径）２６ｍｍの孔が長手方向に所定の間隔をあけて５個設けられ、そのような孔群が２列設けられている。すなわち、供試体９０には、１０個の孔が形成されている。なお、供試体９０には、幅方向の中心付近において、高さ方向にＤ１３の鉄筋が３本所定の間隔をあけて挿入されている。一方、従来の供試体は、Ｗ（幅）１５０ｍｍ×Ｈ（高さ）１５０ｍｍ×Ｌ（長さ）６００ｍｍ、孔の直径は２０ｍｍであり、また、鉄筋には、Ｄ１３が使用されていた。すなわち、実施例２では、従来の供試体よりも幅、孔の直径、鉄筋の径を大きくした。なお、従来の供試体を用いる場合には、変形部２３３の外径をこれに合わせて設計すればよい。
【００７４】
供試体９０の準備が完了すると、変形部２３３が複数の孔に挿入されひび割れ発生装置２によって順次加圧される。具体的には、変形部２３３は、（１）中央の孔、（２）一端側の孔、（３）他端側の孔、（４）一端側の孔と中央の孔の間に位置する一端側の中間の孔、（５）他端側の孔と中央の孔の間に位置する他端側の中間の孔、の順に挿入され、各孔において加圧される。加圧の目安は、３ＭＰａであり、ひび割れ状態の確認がなされながら徐々に加圧される。ここで、図２０は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置の変形部を供試体の孔に挿入した状態を示し、図２０における括弧付きの数字は、加圧順序を示す。また、図２１は、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´によってひび割れが形成された様子を示す。孔に順次変形部２３３が挿入され加圧されることで、供試体９０に対してひび割れを発生させることができる。
【００７５】
第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´を用いて、複数の供試体９０にひび割れを発生させたところ、以下のことが確認された。すなわち、供試体９０の材質や環境条件（温度、湿度、供試体の乾燥状態）に殆ど左右されずに、全供試体に対して一律のクラック（ひび割れ）を発生させることができた。従来の静的破砕材を注入してひび割れを発生させる技術では、供試体９０が爆裂することが懸念されたが（図２２を参照）、第二実施形態に係るひび割れ発生装置２´によればそのような現象を回避することができた。また、供試体９０の状態を確認しながらひび割れを発生させることができ、更に、加圧の状態は、加圧計２４０によって数値で確認することができるので、熟練者でなくても、ひび割れを発生させることができた。すなわち、従来の静的破砕材を注入してひび割れを発生させる技術と比較して、格段に適正な試験を実施することが確認された。
【００７６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係るコンクリート試験装置及びひび割れ発生装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。な
お、上述したコンクリート試験装置１及びひび割れ発生装置２は、いずれか一方のみを、コンクリート標準示方書（２００７年制定 施工編）で推奨されている、短繊維が混入されたコンクリートの供試体に対して打撃による損傷を加えることではく落させる実験に用いることができる。すなわち、供試体にひび割れを発生させるひび割れ発生工程では、ひび割れ発生装置２を用い、コンクリート片をはく落させる打撃工程では、従来の人力によってコンクリート片をはく落するようにしてもよい。また、ひび割れ発生工程では、従来の静的破砕剤を用いてひび割れを発生させ、打撃工程では、コンクリート試験装置１を用いてコンクリート片をはく落させるようにしてもよい。ひび割れ発生工程においてひび割れ発生装置２を用い、打撃工程においてコンクリート試験装置１を用いることで、打撃による損傷を加えることでコンクリート片をはく落させる実験を最も正確に行うことが可能となり、又、作業者の作業負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・コンクリート試験装置
２・・・ひび割れ発生装置
１０・・・枠体
２０・・・打撃部
３０・・・伝達部
４０・・・駆動部
５０・・・制御盤
２１０・・・油圧ポンプ
２２０・・・油圧ホース
２３０・・・加圧部
２３３・・・変形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、
前記供試体を打撃する打撃部と、
前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、
前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部と、
前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部と、
を備えるコンクリート試験装置。
【請求項２】
前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートである、請求項１に記載のコンクリート試験装置。
【請求項３】
前記供試体には、複数の孔と該孔に沿うひび割れが予め形成され、
前記打撃部は、前記ひび割れの近傍を打撃する、請求項１又は２に記載のコンクリート試験装置。
【請求項４】
前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記打撃部を所定の高さまで上昇させ、
前記打撃部は、前記所定の高さから自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃する、請求項１から３の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【請求項５】
前記打撃部は、列状に配置された複数のハンマを有し、
前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記各ハンマを順次所定の高さまで上昇させ、
前記各ハンマは、前記所定の高さから順次自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃する、請求項１から３の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【請求項６】
前記コンクリート片のはく落を検知するはく落検知部と、
前記打撃部の打撃回数を検知する打撃回数検知部と、
前記打撃回数を表示する打撃回数表示部と、を更に備え、
前記制御部は、打撃回数を前記表示部に表示させ、かつ、前記はく落検知部が、コンクリート片のはく落を検知すると、前記駆動力の出力を停止して前記打撃部による打撃を停止する、請求項１から５の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【請求項１】
コンクリートの供試体を打撃することで該供試体からコンクリート片をはく落させるコンクリート試験装置であって、
前記供試体を打撃する打撃部と、
前記打撃部を駆動させる駆動力を出力する駆動部と、
前記駆動部の駆動力を前記打撃部へ伝達する伝達部と、
前記打撃部が前記供試体を一定の打撃力で繰り返し打撃するよう、前記駆動部を制御する制御部と、
を備えるコンクリート試験装置。
【請求項２】
前記供試体は、短繊維が混入されたコンクリートである、請求項１に記載のコンクリート試験装置。
【請求項３】
前記供試体には、複数の孔と該孔に沿うひび割れが予め形成され、
前記打撃部は、前記ひび割れの近傍を打撃する、請求項１又は２に記載のコンクリート試験装置。
【請求項４】
前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記打撃部を所定の高さまで上昇させ、
前記打撃部は、前記所定の高さから自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃する、請求項１から３の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【請求項５】
前記打撃部は、列状に配置された複数のハンマを有し、
前記伝達部は、前記駆動部の駆動力により、前記各ハンマを順次所定の高さまで上昇させ、
前記各ハンマは、前記所定の高さから順次自由落下することで前記一定の打撃力で前記供試体を打撃する、請求項１から３の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【請求項６】
前記コンクリート片のはく落を検知するはく落検知部と、
前記打撃部の打撃回数を検知する打撃回数検知部と、
前記打撃回数を表示する打撃回数表示部と、を更に備え、
前記制御部は、打撃回数を前記表示部に表示させ、かつ、前記はく落検知部が、コンクリート片のはく落を検知すると、前記駆動力の出力を停止して前記打撃部による打撃を停止する、請求項１から５の何れか１項に記載のコンクリート試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−２３７２９９（Ｐ２０１１−２３７２９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９４３２（Ｐ２０１０−１０９４３２）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（５１０１２９３４７）有限会社ソクテック (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（５１０１２９３４７）有限会社ソクテック (2)
【Ｆターム（参考）】
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