繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置、及び該装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離方法
【課題】繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維混入量をより簡便に、かつ効率よく測定することができる繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供すること。
【解決手段】所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、前記溢流液から、前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置とすること。
【解決手段】所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、前記溢流液から、前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置とすること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置、及び該装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離方法に関する。より詳しくは、繊維混入コンクリートに混入された補強繊維を分離する装置、及び該装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートに混入された補強繊維を分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、任意の形状や寸法に成形でき、かつ耐久性に富んだ土木・建築材料として汎用されている。コンクリートは、打設後に適切に養生することで硬化し、優れた耐久性を発揮する。しかし、コンクリートは圧縮する力に対しては強いが、曲げや引っ張りの力にはそれほど強くないため、この脆さを改良するため補強材として繊維を混入させることでコンクリートの靭性を向上させた繊維補強コンクリートが汎用されている。
【０００３】
コンクリートに混入される補強繊維としては、例えば、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、有機系繊維、合成樹脂製繊維等が挙げられ、その中でも、経済性等の観点からは、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン繊維等が汎用されている。
【０００４】
しかし、コンクリート中の補強繊維量が少なかったり、補強繊維が不均一に分散している場合には、所望の力学的特性を得ることができない。そして、コンクリート構造物の構造計算において基準となる設計基準強度が定められており、これを踏まえてコンクリートの配合強度・調合強度が定められる。このような指標として示方配合・計画調合が現場に示され、この示方配合・計画調合に従って現場配合・現場調合が定められる。
【０００５】
従って、現場で繊維補強コンクリートを打設する際には、使用するフレッシュコンクリートに補強繊維が一定量含有されているか、あるいは均一に混合しているかを、逐次、把握しながら打設する必要がある。そのため、例えば、打設される繊維混入フレッシュコンクリートについて定期的に、適宜、繊維混入率試験を行なう必要がある。
【０００６】
この繊維混入率の試験方法としては洗い分析等による方法が挙げられる。例えば、繊維混入フレッシュコンクリートを所定量採取し、この繊維混入フレッシュコンクリートに多量の水を加え、その水中から測定対象とする補強繊維を手や網等によって水中からすくい出し、そのすくい出した全体量を混入繊維量として測定・評価する試験方法等が行なわれている。また、特許文献１には磁力を利用した鋼繊維混入フレッシュコンクリート試料の鋼繊維分離採取装置等について開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０２１７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、繊維混入フレッシュコンクリートに多量の水を加えた状態の中から手等により補強繊維をすくったりすることは作業効率が悪い。また、すくい残しが生じるため試験精度に影響を与えるという問題を抱えていた。
【０００９】
また、特許文献１のような分離装置等を用いた場合には大掛かりとなったり、鋼繊維などの磁力を利用できる補強繊維以外の補強繊維には用いることができない等の問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維を分離する作業をより簡便に、かつ効率よく行なうことができる分離装置、及び該分離装置を用いた分離方法を提供すること主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、単に試験槽内に攪拌部を設けるというだけでなく、試験槽を回転させることで繊維混入フレッシュコンクリートを洗浄液に効率よく混合・攪拌できるという着想を得て、この着想等に基づいて鋭意研究することで本発明を完成させた。
【００１２】
まず、本発明は、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、前記溢流液から前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽を回転させるとともに、攪拌部を設けることで、試験槽内の繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄液とを効率よく簡便に混合・攪拌することができる。また、洗浄液を溢流させながら攪拌することで補強繊維を試験槽内に効率よく浮上させることができ、分離部によって補強繊維を取り出すことができる。なお、洗浄液が「注入され続ける」とは、分離したい補強繊維が洗浄液とともに試験槽から溢流する程度に注入すればよく、必ずしも連続的に注入しなければならないことを意味するものではない。
【００１３】
次に、本発明は、前記試験槽は、前記補強繊維分離装置から脱着可能である繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽が補強繊維分離装置から脱着可能とすることで、容易に試験槽内を洗浄すること等ができるため、取扱いが簡便であり、連続して使用すること等ができる。
【００１４】
そして、本発明は、前記液受け部は前記溢流液を前記分離部へと排出する開口部を有し、かつ前記液受け部の底が前記開口部に向かって傾斜が形成されている繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。液受け部において、開口部に向かって傾斜が形成されていることで、溢流液を開口部に向かって効率よく流れさせることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記試験槽の上部フランジは外側方向にせり出すように形成され、前記せり出している部分の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜している繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽の上部フランジをかかる構造とすることで、溢流液を効率よく液受け部へと流し込むことができる。
【００１６】
更に、本発明は、前記攪拌部が固定されている繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽を回転させて、攪拌部を固定させることによって、攪拌の際に一定の抵抗を有する流動体であっても効率よく攪拌させることができる。
【００１７】
そして、本発明は、前記攪拌部は、試験槽の底面と実質平行な部分を有し、かつ前記実質平行な部分は、前記試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離である繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。攪拌部を試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離とすることで、試験槽の底部に堆積している繊維混入フレッシュコンクリート等も効率よく攪拌することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記溢流液から前記補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽に再度送り込む送液部を備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。これにより、使用した溢流液を再度洗浄液として使用することができるため、洗浄液の使用量を軽減すること等ができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置によれば、繊維混入コンクリートの補強繊維をより簡便にかつ効率よく分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面に示された実施形態は本発明の好適な実施形態を例示したものであり、これにより本発明が狭く解釈されることはない。
【００２１】
図１は、本発明に係る繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置（以下、「補強繊維分離装置」という。）の第１実施形態の側面視の簡略図であり、図２は、同実施形態の正面視の簡略図であり、図３は、同実施形態の上面視の簡略図であり、図４は、同実施形態を分解した状態の斜視簡略図である。
【００２２】
図１〜４で示された符号１は、補強繊維分離装置を示している。該補強繊維分離装置１は、試験槽１１と、攪拌部１２と、回転駆動部１３と、液受け部１４とを備えている。そして、前期回転駆動部１３の上方には中板１５が配置されている。前記回転駆動部１３は底板１６上に設置されており、中板１５と底板１６は支柱１７により支持・固定されている。そして、図４に示すように、装置本体は、試験槽１１と、攪拌部１２と、回転駆動部１３と、液受け部１４とに分解することができる。また、補強繊維分離装置１は、装置本体以外にも分離部１９と送液部２０も備えている（図１参照）。なお、図２〜４については、分離部１９と送液部２０は省略している。
【００２３】
まず、試験槽１１の上方から繊維混入フレッシュコンクリートを投入する。そして、試験槽１１を回転させながら洗浄液を注液することで攪拌流を形成することができる。更に、攪拌部１２を設けることで、繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄液を効率よく攪拌することができ、繊維混入フレッシュコンクリート中の補強繊維がほどよく分離されて洗浄液よりも比重の小さい補強繊維を試験槽１１内で浮きださせることができる。そして、注入されている洗浄液や補強繊維等が、液受け部１４の開口部Ａから溢流液として溢れ出し、この溢流液中の補強繊維を分離部１９によって分離する。そして、溢流液を送液部２０によって再び試験槽１１へ送り込むことで、洗浄液として再利用する。
【００２４】
また、混入繊維分離装置１は分解可能であり、以下の手順で組み立てることができる（図４参照）。まず、図４において液受け部１４を下方向（矢印Ｙ１参照）に降ろすことで、支柱１７のストッパー１７１にひっかかり、所定位置に設置される。そして、試験槽１１を液受け部１４の孔部Ｂに挿入することで（矢印Ｙ２参照）、試験槽１１を中板１５上に設置できる。
【００２５】
更に、中板１５上に固定化されている試験槽固定部１５１を設けて試験槽１１を回転駆動部１３に固定、一体化させることができる。そして、試験槽固定部１５１は、バックル等の脱着可能な接続具１５１１を設けることが望ましい。これにより、試験槽１１をより確実に固定することができる。
【００２６】
そして、攪拌部１２を（図１等参照）接続することで（矢印Ｙ３参照）、補強繊維分離装置１を組み立てることができる。このように、分解可能とすることで、メンテナンス性や、不使用時の持ち運び容易性等を向上させることができる。
以下、装置の構成についてそれぞれ説明する。
【００２７】
試験槽１１の形状等については、特に限定されないが、好適には、上部フランジ１１１が試験槽１１の外側にせりだすように形成され、かつせり出している上部フランジ１１１の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜していることが望ましい（符号Ｂ参照）。かかる構造とすることで、溢流水が試験槽１１から液受け部１４へと容易に流出させることができ、さらにフランジ１１１上へ補強繊維が溜まりにくくすることもできる。
【００２８】
更に、前記上部フランジ１１１の周縁が、断面側面視、曲面となるように形成されていることが望ましい（図１の符号Ｃ参照）。前記上部フランジ１１１の周縁を曲面とすることで、洗浄液や補強繊維がフランジ１１１から溢流する際により円滑に流れ出すことができる。
【００２９】
そして、試験槽１１を回転させる際に、試験槽１１と液受け部１４のフランジ１４１とが接触しない構造であることが望ましい（符号Ｂ参照）。かかる構造とすることで、試験槽１１が回転する際に、液受け部１４と接触しないため、無駄な摩擦が発生することなく滑らかに回転させることができる。このような構造とするためには、例えば、試験槽１１を回転駆動部１３や中板１５や試験槽固定部１５１等で支持し、液受け部１４を支柱１７のストッパー１７１等で支持する構造とすることが挙げられる。
【００３０】
更に、試験槽１１は、補強繊維分離装置１から脱着可能であることが望ましい。例えば、補強繊維分離装置１を繊維補強コンクリート打設時の補強繊維量の測定試験に用いる場合には、打設作業中に何回も測定試験を行なう必要がある。そのような場合等に、試験槽１１を補強繊維分離装置１から取り外して、槽内を洗浄すること等が容易にできる点で望ましい。
【００３１】
試験槽１１の容積や形状等については、特に限定されず、基準となる繊維混入率や取り扱い性等を考慮して適宜決定できるが、好適には３〜３０Ｌ容量とすることが好ましい。かかる容量であれば、５〜１０Ｌの繊維混入フレッシュコンクリートを投入後５分程度の短い試験時間で済ますことができ、かつ、組立てや持ち運びも容易である点で望ましい。
【００３２】
攪拌部１２は、試験槽１１内に設けられ、第１攪拌翼１２１，第２攪拌翼１２２，第３攪拌翼１２３が主軸１２４に備えている。この攪拌部１２は、試験槽１１内で固定されている。この攪拌部１２の形状について図５〜図７に示す。図５は、攪拌部１２の正面図であり、図６は、攪拌部１２の上面視の簡略図であり、図７は、攪拌部１２の斜視間略図である。
【００３３】
洗浄液を蓄えた試験槽１１を所定方向Ｆ１（図３参照）に回転させることで遠心力が発生し、この遠心力Ｆ１によって攪拌流Ｆ２（図３参照）が試験槽１１内に発生する。この攪拌流Ｆ２が攪拌翼１２１，１２２，１２３に衝突することで、試験槽１１内の補強繊維や洗浄液を効率よく攪拌することができる。そして、試験槽固定部１５１により試験槽１１がしっかりと固定されているため、試験槽１１を所定方向Ｆ１方向に効率よく回転させることができる。
【００３４】
本発明において、攪拌部１２の構造は特に限定されないが、好適には、攪拌翼を有し、かつ使用時には固定されていることが望ましい。前記攪拌翼の数は限定されず、試験槽の大きさや攪拌条件等を考慮して、適宜好適な数とすることができる。
【００３５】
攪拌翼の形状について、特に限定されないが、好適には、攪拌部１２の主軸１２４に対して略横Ｆ字状に、板状の第１攪拌翼１２１と、板状の第２攪拌翼１２２と、板状の第３攪拌翼が形成されていることが望ましい。第１攪拌翼１２１は、試験槽１１内の周方向側に設けられ、第２攪拌翼１２２は試験槽１１内の中心側に設けられている。そして、第３攪拌翼１２３は、前記第１攪拌翼１２１と前記第２攪拌翼１２２とを連結し、試験槽１１内の底部に設けられ、この端縁１２１１は側面視試験槽の底面と実質平行となるように設けられている。このような攪拌部１２とすることで、効率よく攪拌することができる。
【００３６】
本発明では、試験槽１１内に設置された状態の攪拌部１２について、試験槽１１の底面と実質平行な部分（例えば、攪拌翼１２３の端縁１２３１等）を有し、前記実質平行な部分と試験槽１１の底面との距離が、０．０１〜３．０ｃｍであることが望ましい。かかる距離とすることで、試験槽１１内に堆積した繊維混入フレッシュコンクリート等も効率よく攪拌すること等ができる点で望ましい。
【００３７】
更に好適には、第１攪拌翼１２１、第２攪拌翼１２２、第３攪拌翼１２３は、試験槽１１内に発生する攪拌流Ｆ２に対して所定の傾斜角度を有するように形成されていることが望ましい。例えば、第１攪拌翼１２１は、第１攪拌翼１２１に衝突する攪拌流Ｆ２が略垂直方向Ｆ３（図３参照）に方向転換するように、形成されている。第２攪拌翼１２２は、試験槽１１内の略中心位置に形成され、前記第１攪拌１２１と異なる方向に傾斜がかかっているため、より効率よく攪拌することができる。第３攪拌翼１２３は、側面視、角度ａ（図５参照）だけ傾斜がかかっているため、これに衝突する攪拌流Ｆ２を上方に巻き上げることができる。このように、攪拌翼１２１，１２２，１２３に所定角度を有することで、効率よく攪拌することができる。
【００３８】
回転駆動部１３は、前記試験槽１１に回転動力を伝達する。これにより前記試験槽１１を矢印Ｆ１方向（図３）に回転させることができ、繊維混入フレッシュコンクリートや洗浄水等を効率よく攪拌することができるとともに、補強繊維を効率よく試験槽１１から浮上させることができる。
【００３９】
特に、繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄水とを混合した状態は、高い粘性を有する状態である。従って、例えば、攪拌棒等を回転させることで攪拌する方法では、大きな攪拌流を起し難いこと等から攪拌効率が悪い。また、攪拌装置等を用いた場合では装置の故障も引き起こし易い。これに対して、試験槽１１自体を回転することで、このような粘性の高い液体であっても、大きな攪拌流Ｆ２を発生させることができること等から、装置内の目詰まりや故障等を引き起こすこともなく、効率よく攪拌することができる。
【００４０】
本発明では、回転駆動部１３により試験槽１１を回転させる方向については、一方向に限定されず、例えば、試験槽１１を時計周り（Ｆ１方向；図３参照）に所定時間回転させた後、反時計回りに回転させるようにしてもよい。
【００４１】
回転駆動部１３の構造については、試験槽１１を前記Ｆ１方向（図３参照）に回転させることができればよく、その構造等については限定されず、例えば、モーター等を動力源として用いることができ、小型の発動発電機等を電源として用いることができる。
【００４２】
また、回転駆動部１３から試験槽１１への回転動力の伝達方法については限定されず、従来公知の動力伝達機器や伝動機器等を用いることができ、例えば、回転駆動部１３と一体化させた状態で固定化する方法や、歯車や、歯車を組み合わせたギヤ等を用いることができる。
【００４３】
液受け部１４は、前記試験槽１１から溢れ出した洗浄水や補強繊維等を回収し、開口部Ａよりこれを排出する。液受け部１４の形状は、特に限定されず、例えば多角形状であってもよいし、円形状であってもよい。また、開口部Ａの形状や設置数についても、特に限定されず、複数箇所設けてもよい。
【００４４】
また、液受け部１４は、前記開口部Ａに向かって傾斜が形成されていることが望ましい。前記開口部Ａに向かって傾斜が設けられていることで、溢流液が前記液受け部１４内に残留することなく、効率よく開口部Ａから送り出すことができる。
【００４５】
本発明において、前記傾斜を形成される方法については特に限定されず、例えば、底板１８には移動容易とするためにタイヤ１８１，１８１，１８２，１８２を設けてもよい。さらに、タイヤ前輪１８１よりもタイヤ後輪１８２のタイヤ径を大きくすることで、液受け部１４に傾斜をつけることもでき、かつ補強繊維分離装置１の重心をやや前方にすることができる。そのため、足場が悪い工事現場であっても容易に移動・運搬させることもできる。
【００４６】
液受け部１４の孔部Ｄ（図４参照）の構造は特に限定されないが、試験槽１１を円滑に挿入することができる観点から、孔部Ｂから側壁１４１が上方に起立した形状であることが望ましい。側壁１４１を設けることで、前記側壁１４１に沿って試験槽１１を矢印Ｙ２方向（図４参照）に円滑に挿入でき、試験槽１１が回転する際のガイドとしても機能させることができる。
【００４７】
分離部１９は、前記液受け部１４の開口部Ａから回収した溢流液（洗浄水や補強繊維等を含有する。）から補強繊維を分離する。これにより、繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を取り出すことができる。分離部１９は前記補強繊維を分離することができればよく、その構造等は特に限定されないが、例えば、ふるい網やネット等を設け、溢流液を前記ふるい網や前記ネット等に通過させることで補強繊維を分離することができる。前記ふるい網やネットの網目の大きさは、測定対象である補強繊維が通過できない大きさであればよく、特に限定されないが、例えば、短繊維の場合には、０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましく、さらには、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
また、分離部１９は、独立して設ける必要はなく、図示はしないが、開口部Ａに前記ふるい網や前記ネットを貼付することで、開口部Ａに補強繊維が残留する構造とすることもできる。
【００４９】
本発明では、前記溢流液から補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽１１に再度送り込む送液部２０を設けることが望ましい。送液部２０は、前記分離部１９により補強繊維を分離した後の使用液を再度試験槽１１内に供給する。これにより洗浄液を再利用することができ、洗浄液の少量化を可能とすることができる。特に、トンネル内等のように水の確保（送液）が困難な環境下での使用において、洗浄液の少量化ができる点は望ましい。
【００５０】
前記送液部２０は、前記溢流液から補強繊維を分離した後の液体を、試験槽１１に送液することができればよく、その構造等については特に限定されず、例えば、従来公知のポンプ等を用いることができる。また、送液部２０で電源を必要とする場合には、回転駆動部１３に用いる電源を共有することもできる。
【００５１】
また、前記送液部２０では、必要に応じストレーナー等のろ過器材を用いてもよいし、溢流液の粘性が高すぎる場合等は適宜新しい洗浄液を継ぎ足してもよい。
【００５２】
図８は、本発明に係る補強繊維分離装置の第２実施形態の側面視の簡略図であり、図９は同実施形態の正面視の簡略図である。以下、第１実施形態と共通する点については説明を割愛し、相違点について主に説明する。
【００５３】
図８に示された符号２は、補強繊維分離装置を表している。該補強繊維分離装置２は、液受け部２４の底部が、開口部Ａに向かって傾斜が形成されていることを特徴とする。例えば、図８に示すように液受け部２４の底部２４１に傾斜が形成されていることで、溢流液を開口部Ａに向かって効率よく集めることができる。このように、本発明において、前記液受け部２４に開口部Ａを設け、かつ前記液受け部２４の底が前記開口部Ａに向かって傾斜が形成されている構造とすることは望ましく、前記傾斜を形成する手段は、第１実施形態である補強繊維分離装置１のようにタイヤ１８１，１８２のタイヤ径を変えることに限定されない。
【００５４】
図１０は、本発明に係る補強繊維分離装置１の使用を説明するための概念図である。即ち、補強繊維分離装置１を用いて繊維混入フレッシュコンクリートから補強繊維を分離する工程を説明するものである。なお、図１０は、図１に示した補強繊維分離装置１を横断面側面視し、補強繊維分離装置１の試験槽１１と液受け部１４を概念的に示した図であり、他の構成部分は省略している。
【００５５】
前記補強繊維分離装置１を用いて、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫに混入されている補強繊維Ｋ´の繊維量を測定することで、繊維混入フレッシュコンクリートＫ中の補強繊維Ｋ´の混入率を求めることができる。以下、その手順についてＰ１〜Ｐ４状態に沿って説明する。
【００５６】
図１０のＰ１状態は、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫを試験槽１１に投入した状態である。前記繊維混入フレッシュコンクリートＫは補強繊維Ｋ´が混入されている。なお、本発明においては、繊維混入フレッシュコンクリートの状態等については限定されないが、好適には、空気量試験（ＪＩＳ Ａ １１２８ フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法）用の容器等、容量が明確な容器を利用して採取した、繊維混入フレッシュコンクリートであることが望ましい。このような繊維混入フレッシュコンクリートを用いることで、試験誤差をより減少させることができる。このＰ１状態の試験槽１に洗浄水（洗浄液）を注入しながら攪拌することでＰ２状態となる。
【００５７】
図１０のＰ２状態は、試験槽１１中に洗浄水を注入しながら回転させている状態である。前記注入された洗浄水と繊維混入フレッシュコンクリートＫを試験槽１１内で攪拌部１２（図示せず。図１等参照）を用いて混合・攪拌している状態である（図１０の点線矢印Ｒ参照）。このように、試験槽１１に注水しながら、試験槽１１自身を回転させることで、補強繊維Ｋ´を繊維混入フレッシュコンクリートＫから効率よく分離できるとともに、浮上させることができる。また、試験槽１１と液受け部１４が直接接触しない構造であるため、試験槽１１を効率よく回転させることができる。
【００５８】
攪拌時の注水量は特に限定されないが、攪拌時の注水量は多すぎると、補強繊維と一緒に測定不要な細骨材や各種混入材が急激に浮遊してくる現象が起きる。従って、あらかじめ試験し、前記現象が起きることのない適切な注水量となるように制御することが望ましい。また、水面Ｗの上昇速度を測定し、これに基づいて洗浄液の注入量を制御する注水機能を補強繊維分離装置１に付与してもよい。
【００５９】
このように、洗浄水を注入し続けることで液面Ｗの高さが上昇し続け、その結果、試験槽１１の上端開口部から洗浄水や補強繊維Ｋ´が溢流していくことでＰ３状態となる。
【００６０】
図１０のＰ３状態は、試験槽１に注入された洗浄水が溢流し、溢流液として液受け部１４内に溢れ出している状態である。そして、液受け部１４に設けられた開口部Ａ（図２符合Ａ参照）から前記溢流液が排出されている。この溢流液には繊維混入フレッシュコンクリートＫから分離された補強繊維Ｋ´が含まれており、溢流液とともに繊維混入フレッシュコンクリート中のセメント粒子や微細な骨材が試験槽１１の上方に浮遊することで、液受け部１４内に溢れだし、更には該液受け部１４の開口部Ａからふるい網３上に排出される。これにより、前記ふるい網３上で補強繊維Ｋ´を回収できる。
【００６１】
攪拌時間は試験槽１１内において補強繊維Ｋ´が浮遊してこなくなるまで継続して行なうことが望ましく、更に好適には、補強繊維Ｋ´をふるい網３に回収した後に、試験槽１１内から洗浄液を排出し、補強繊維が残留していないことを確認することが望ましい。これによってより正確に補強繊維Ｋ´の混入量を測定することができる。攪拌終了後には、試験槽１１から洗浄液を捨て、試験槽１１の中に補強繊維Ｋ´が残っていないことを確認することが望ましい。
【００６２】
そして、前記ふるい網３を通過した洗浄液については、再度試験槽１１に投入すべく再利用することができる（図示せず）。これにより、洗浄液（水）の使用量を少量化することができる。
【００６３】
図１０のＰ４状態は、繊維混入フレッシュコンクリートＫに混入された補強繊維Ｋ´が全て分離された状態を示している。この後、ふるい網３上に回収された補強繊維Ｋ´を必要に応じ、軽く洗浄・乾燥した後、総重量を計量したり、繊維長を測定することで、繊維混入率の計算を行なうことができる。
【００６４】
以上より、本発明によれば、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫが投入された試験槽１１内で洗浄液を溢流させながら試験槽１１を回転させることで、試験槽１１内に大きな攪拌流を発生させることができる。そして、攪拌部１２を設けることで効率よく補強繊維Ｋ´を浮上させることができる。その結果、手等ですくったり、大掛かりな分離装置を用意する必要もなく、補強繊維Ｋ´を効率よく分離・回収できる。
【００６５】
本発明において、試験槽１１の容積や、繊維混入フレッシュコンクリートＫの投入量等については特に限定されないが、好適には、試験槽１１の容量が１０〜３０Ｌであり、繊維混入フレッシュコンクリートＫの投入量が５〜１０Ｌである場合には、試験時間は繊維混入フレッシュコンクリート試料の投入後５分程度で完了するため試験時間が短時間ですむ。
【００６６】
従って、本発明によれば、簡易な補強繊維分離装置でありながら、効率よく補強繊維量を測定できる。これによって、繊維混入率試験の煩雑な洗い作業の省力化も可能となり、繊維混入率試験の所要時間を短縮できる。
【００６７】
本装置で分離することができる補強繊維Ｋ´は洗浄液より比重が小さい繊維である。即ち、洗浄液より比重が小さい補強繊維Ｋ´は、試験槽１１から洗浄液が溢流するとともに浮上する（図１０のＰ２〜Ｐ４等参照）。これにより、浮上した補強繊維Ｋ´を回収することができる。本発明では、洗浄液より比重が小さい補強繊維であればよく、その種類については限定されない。また、補強繊維Ｋ´は、短繊維でもよいし、連続繊維補強材でもよいし、連続繊維シートでもよい。
【００６８】
本発明に用いる洗浄液の種類は特に限定されないが、水を洗浄水として用いることができる。前記洗浄水は、工業用水や水道水であってもよいし、中水等であってもよい
【００６９】
例えば、前記洗浄液として水を用いた場合には、水の比重より小さい補強繊維Ｋ´について測定することができ、例えば、合成樹脂製の補強繊維や、多孔質、発泡、中空形態を有する各種材料の補強繊維等といった幅広い補強繊維の分離に使用することができる。好適には、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などのポリオレフィン系繊維に用いることができるが、これら以外の材料であっても、例えば独立気泡を有する構造等であれば、比重が水よりも小さくなるため使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、混入繊維フレッシュコンクリート打設時等における補強繊維量の測定に用いることができる。特に、繊維補強コンクリート打設時の測定試験に有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る補強繊維分離装置の第１実施形態の側面視の簡略図である。
【図２】同実施形態の正面視の簡略図である。
【図３】同実施形態の上面視の簡略図である。
【図４】同実施形態を分解した状態の斜視簡略図である。
【図５】同実施形態の攪拌部１２の側面視の簡略図である。
【図６】同実施形態の攪拌部１２の上面視の簡略図である。
【図７】同実施形態の攪拌部１２の斜視間略図である。
【図８】本発明に係る補強維分離装置の第２実施形態の側面視の簡略図である。
【図９】同実施形態の正面視の簡略図である。
【図１０】本発明に係る補強繊維分離装置の使用を説明するための簡略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，２ ，３ 補強繊維分離装置
１１，２１，３１ 試験槽
１２，２２，３２ 攪拌部
１３，２３，３３ 回転駆動部
１４，２４，３４ 液受け部
Ｋ 繊維混入フレッシュコンクリート
Ｋ´ 補強繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置、及び該装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離方法に関する。より詳しくは、繊維混入コンクリートに混入された補強繊維を分離する装置、及び該装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートに混入された補強繊維を分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、任意の形状や寸法に成形でき、かつ耐久性に富んだ土木・建築材料として汎用されている。コンクリートは、打設後に適切に養生することで硬化し、優れた耐久性を発揮する。しかし、コンクリートは圧縮する力に対しては強いが、曲げや引っ張りの力にはそれほど強くないため、この脆さを改良するため補強材として繊維を混入させることでコンクリートの靭性を向上させた繊維補強コンクリートが汎用されている。
【０００３】
コンクリートに混入される補強繊維としては、例えば、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、有機系繊維、合成樹脂製繊維等が挙げられ、その中でも、経済性等の観点からは、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン繊維等が汎用されている。
【０００４】
しかし、コンクリート中の補強繊維量が少なかったり、補強繊維が不均一に分散している場合には、所望の力学的特性を得ることができない。そして、コンクリート構造物の構造計算において基準となる設計基準強度が定められており、これを踏まえてコンクリートの配合強度・調合強度が定められる。このような指標として示方配合・計画調合が現場に示され、この示方配合・計画調合に従って現場配合・現場調合が定められる。
【０００５】
従って、現場で繊維補強コンクリートを打設する際には、使用するフレッシュコンクリートに補強繊維が一定量含有されているか、あるいは均一に混合しているかを、逐次、把握しながら打設する必要がある。そのため、例えば、打設される繊維混入フレッシュコンクリートについて定期的に、適宜、繊維混入率試験を行なう必要がある。
【０００６】
この繊維混入率の試験方法としては洗い分析等による方法が挙げられる。例えば、繊維混入フレッシュコンクリートを所定量採取し、この繊維混入フレッシュコンクリートに多量の水を加え、その水中から測定対象とする補強繊維を手や網等によって水中からすくい出し、そのすくい出した全体量を混入繊維量として測定・評価する試験方法等が行なわれている。また、特許文献１には磁力を利用した鋼繊維混入フレッシュコンクリート試料の鋼繊維分離採取装置等について開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０２１７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、繊維混入フレッシュコンクリートに多量の水を加えた状態の中から手等により補強繊維をすくったりすることは作業効率が悪い。また、すくい残しが生じるため試験精度に影響を与えるという問題を抱えていた。
【０００９】
また、特許文献１のような分離装置等を用いた場合には大掛かりとなったり、鋼繊維などの磁力を利用できる補強繊維以外の補強繊維には用いることができない等の問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維を分離する作業をより簡便に、かつ効率よく行なうことができる分離装置、及び該分離装置を用いた分離方法を提供すること主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、単に試験槽内に攪拌部を設けるというだけでなく、試験槽を回転させることで繊維混入フレッシュコンクリートを洗浄液に効率よく混合・攪拌できるという着想を得て、この着想等に基づいて鋭意研究することで本発明を完成させた。
【００１２】
まず、本発明は、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、前記溢流液から前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽を回転させるとともに、攪拌部を設けることで、試験槽内の繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄液とを効率よく簡便に混合・攪拌することができる。また、洗浄液を溢流させながら攪拌することで補強繊維を試験槽内に効率よく浮上させることができ、分離部によって補強繊維を取り出すことができる。なお、洗浄液が「注入され続ける」とは、分離したい補強繊維が洗浄液とともに試験槽から溢流する程度に注入すればよく、必ずしも連続的に注入しなければならないことを意味するものではない。
【００１３】
次に、本発明は、前記試験槽は、前記補強繊維分離装置から脱着可能である繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽が補強繊維分離装置から脱着可能とすることで、容易に試験槽内を洗浄すること等ができるため、取扱いが簡便であり、連続して使用すること等ができる。
【００１４】
そして、本発明は、前記液受け部は前記溢流液を前記分離部へと排出する開口部を有し、かつ前記液受け部の底が前記開口部に向かって傾斜が形成されている繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。液受け部において、開口部に向かって傾斜が形成されていることで、溢流液を開口部に向かって効率よく流れさせることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記試験槽の上部フランジは外側方向にせり出すように形成され、前記せり出している部分の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜している繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽の上部フランジをかかる構造とすることで、溢流液を効率よく液受け部へと流し込むことができる。
【００１６】
更に、本発明は、前記攪拌部が固定されている繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。試験槽を回転させて、攪拌部を固定させることによって、攪拌の際に一定の抵抗を有する流動体であっても効率よく攪拌させることができる。
【００１７】
そして、本発明は、前記攪拌部は、試験槽の底面と実質平行な部分を有し、かつ前記実質平行な部分は、前記試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離である繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。攪拌部を試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離とすることで、試験槽の底部に堆積している繊維混入フレッシュコンクリート等も効率よく攪拌することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記溢流液から前記補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽に再度送り込む送液部を備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を提供する。これにより、使用した溢流液を再度洗浄液として使用することができるため、洗浄液の使用量を軽減すること等ができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置によれば、繊維混入コンクリートの補強繊維をより簡便にかつ効率よく分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面に示された実施形態は本発明の好適な実施形態を例示したものであり、これにより本発明が狭く解釈されることはない。
【００２１】
図１は、本発明に係る繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置（以下、「補強繊維分離装置」という。）の第１実施形態の側面視の簡略図であり、図２は、同実施形態の正面視の簡略図であり、図３は、同実施形態の上面視の簡略図であり、図４は、同実施形態を分解した状態の斜視簡略図である。
【００２２】
図１〜４で示された符号１は、補強繊維分離装置を示している。該補強繊維分離装置１は、試験槽１１と、攪拌部１２と、回転駆動部１３と、液受け部１４とを備えている。そして、前期回転駆動部１３の上方には中板１５が配置されている。前記回転駆動部１３は底板１６上に設置されており、中板１５と底板１６は支柱１７により支持・固定されている。そして、図４に示すように、装置本体は、試験槽１１と、攪拌部１２と、回転駆動部１３と、液受け部１４とに分解することができる。また、補強繊維分離装置１は、装置本体以外にも分離部１９と送液部２０も備えている（図１参照）。なお、図２〜４については、分離部１９と送液部２０は省略している。
【００２３】
まず、試験槽１１の上方から繊維混入フレッシュコンクリートを投入する。そして、試験槽１１を回転させながら洗浄液を注液することで攪拌流を形成することができる。更に、攪拌部１２を設けることで、繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄液を効率よく攪拌することができ、繊維混入フレッシュコンクリート中の補強繊維がほどよく分離されて洗浄液よりも比重の小さい補強繊維を試験槽１１内で浮きださせることができる。そして、注入されている洗浄液や補強繊維等が、液受け部１４の開口部Ａから溢流液として溢れ出し、この溢流液中の補強繊維を分離部１９によって分離する。そして、溢流液を送液部２０によって再び試験槽１１へ送り込むことで、洗浄液として再利用する。
【００２４】
また、混入繊維分離装置１は分解可能であり、以下の手順で組み立てることができる（図４参照）。まず、図４において液受け部１４を下方向（矢印Ｙ１参照）に降ろすことで、支柱１７のストッパー１７１にひっかかり、所定位置に設置される。そして、試験槽１１を液受け部１４の孔部Ｂに挿入することで（矢印Ｙ２参照）、試験槽１１を中板１５上に設置できる。
【００２５】
更に、中板１５上に固定化されている試験槽固定部１５１を設けて試験槽１１を回転駆動部１３に固定、一体化させることができる。そして、試験槽固定部１５１は、バックル等の脱着可能な接続具１５１１を設けることが望ましい。これにより、試験槽１１をより確実に固定することができる。
【００２６】
そして、攪拌部１２を（図１等参照）接続することで（矢印Ｙ３参照）、補強繊維分離装置１を組み立てることができる。このように、分解可能とすることで、メンテナンス性や、不使用時の持ち運び容易性等を向上させることができる。
以下、装置の構成についてそれぞれ説明する。
【００２７】
試験槽１１の形状等については、特に限定されないが、好適には、上部フランジ１１１が試験槽１１の外側にせりだすように形成され、かつせり出している上部フランジ１１１の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜していることが望ましい（符号Ｂ参照）。かかる構造とすることで、溢流水が試験槽１１から液受け部１４へと容易に流出させることができ、さらにフランジ１１１上へ補強繊維が溜まりにくくすることもできる。
【００２８】
更に、前記上部フランジ１１１の周縁が、断面側面視、曲面となるように形成されていることが望ましい（図１の符号Ｃ参照）。前記上部フランジ１１１の周縁を曲面とすることで、洗浄液や補強繊維がフランジ１１１から溢流する際により円滑に流れ出すことができる。
【００２９】
そして、試験槽１１を回転させる際に、試験槽１１と液受け部１４のフランジ１４１とが接触しない構造であることが望ましい（符号Ｂ参照）。かかる構造とすることで、試験槽１１が回転する際に、液受け部１４と接触しないため、無駄な摩擦が発生することなく滑らかに回転させることができる。このような構造とするためには、例えば、試験槽１１を回転駆動部１３や中板１５や試験槽固定部１５１等で支持し、液受け部１４を支柱１７のストッパー１７１等で支持する構造とすることが挙げられる。
【００３０】
更に、試験槽１１は、補強繊維分離装置１から脱着可能であることが望ましい。例えば、補強繊維分離装置１を繊維補強コンクリート打設時の補強繊維量の測定試験に用いる場合には、打設作業中に何回も測定試験を行なう必要がある。そのような場合等に、試験槽１１を補強繊維分離装置１から取り外して、槽内を洗浄すること等が容易にできる点で望ましい。
【００３１】
試験槽１１の容積や形状等については、特に限定されず、基準となる繊維混入率や取り扱い性等を考慮して適宜決定できるが、好適には３〜３０Ｌ容量とすることが好ましい。かかる容量であれば、５〜１０Ｌの繊維混入フレッシュコンクリートを投入後５分程度の短い試験時間で済ますことができ、かつ、組立てや持ち運びも容易である点で望ましい。
【００３２】
攪拌部１２は、試験槽１１内に設けられ、第１攪拌翼１２１，第２攪拌翼１２２，第３攪拌翼１２３が主軸１２４に備えている。この攪拌部１２は、試験槽１１内で固定されている。この攪拌部１２の形状について図５〜図７に示す。図５は、攪拌部１２の正面図であり、図６は、攪拌部１２の上面視の簡略図であり、図７は、攪拌部１２の斜視間略図である。
【００３３】
洗浄液を蓄えた試験槽１１を所定方向Ｆ１（図３参照）に回転させることで遠心力が発生し、この遠心力Ｆ１によって攪拌流Ｆ２（図３参照）が試験槽１１内に発生する。この攪拌流Ｆ２が攪拌翼１２１，１２２，１２３に衝突することで、試験槽１１内の補強繊維や洗浄液を効率よく攪拌することができる。そして、試験槽固定部１５１により試験槽１１がしっかりと固定されているため、試験槽１１を所定方向Ｆ１方向に効率よく回転させることができる。
【００３４】
本発明において、攪拌部１２の構造は特に限定されないが、好適には、攪拌翼を有し、かつ使用時には固定されていることが望ましい。前記攪拌翼の数は限定されず、試験槽の大きさや攪拌条件等を考慮して、適宜好適な数とすることができる。
【００３５】
攪拌翼の形状について、特に限定されないが、好適には、攪拌部１２の主軸１２４に対して略横Ｆ字状に、板状の第１攪拌翼１２１と、板状の第２攪拌翼１２２と、板状の第３攪拌翼が形成されていることが望ましい。第１攪拌翼１２１は、試験槽１１内の周方向側に設けられ、第２攪拌翼１２２は試験槽１１内の中心側に設けられている。そして、第３攪拌翼１２３は、前記第１攪拌翼１２１と前記第２攪拌翼１２２とを連結し、試験槽１１内の底部に設けられ、この端縁１２１１は側面視試験槽の底面と実質平行となるように設けられている。このような攪拌部１２とすることで、効率よく攪拌することができる。
【００３６】
本発明では、試験槽１１内に設置された状態の攪拌部１２について、試験槽１１の底面と実質平行な部分（例えば、攪拌翼１２３の端縁１２３１等）を有し、前記実質平行な部分と試験槽１１の底面との距離が、０．０１〜３．０ｃｍであることが望ましい。かかる距離とすることで、試験槽１１内に堆積した繊維混入フレッシュコンクリート等も効率よく攪拌すること等ができる点で望ましい。
【００３７】
更に好適には、第１攪拌翼１２１、第２攪拌翼１２２、第３攪拌翼１２３は、試験槽１１内に発生する攪拌流Ｆ２に対して所定の傾斜角度を有するように形成されていることが望ましい。例えば、第１攪拌翼１２１は、第１攪拌翼１２１に衝突する攪拌流Ｆ２が略垂直方向Ｆ３（図３参照）に方向転換するように、形成されている。第２攪拌翼１２２は、試験槽１１内の略中心位置に形成され、前記第１攪拌１２１と異なる方向に傾斜がかかっているため、より効率よく攪拌することができる。第３攪拌翼１２３は、側面視、角度ａ（図５参照）だけ傾斜がかかっているため、これに衝突する攪拌流Ｆ２を上方に巻き上げることができる。このように、攪拌翼１２１，１２２，１２３に所定角度を有することで、効率よく攪拌することができる。
【００３８】
回転駆動部１３は、前記試験槽１１に回転動力を伝達する。これにより前記試験槽１１を矢印Ｆ１方向（図３）に回転させることができ、繊維混入フレッシュコンクリートや洗浄水等を効率よく攪拌することができるとともに、補強繊維を効率よく試験槽１１から浮上させることができる。
【００３９】
特に、繊維混入フレッシュコンクリートと洗浄水とを混合した状態は、高い粘性を有する状態である。従って、例えば、攪拌棒等を回転させることで攪拌する方法では、大きな攪拌流を起し難いこと等から攪拌効率が悪い。また、攪拌装置等を用いた場合では装置の故障も引き起こし易い。これに対して、試験槽１１自体を回転することで、このような粘性の高い液体であっても、大きな攪拌流Ｆ２を発生させることができること等から、装置内の目詰まりや故障等を引き起こすこともなく、効率よく攪拌することができる。
【００４０】
本発明では、回転駆動部１３により試験槽１１を回転させる方向については、一方向に限定されず、例えば、試験槽１１を時計周り（Ｆ１方向；図３参照）に所定時間回転させた後、反時計回りに回転させるようにしてもよい。
【００４１】
回転駆動部１３の構造については、試験槽１１を前記Ｆ１方向（図３参照）に回転させることができればよく、その構造等については限定されず、例えば、モーター等を動力源として用いることができ、小型の発動発電機等を電源として用いることができる。
【００４２】
また、回転駆動部１３から試験槽１１への回転動力の伝達方法については限定されず、従来公知の動力伝達機器や伝動機器等を用いることができ、例えば、回転駆動部１３と一体化させた状態で固定化する方法や、歯車や、歯車を組み合わせたギヤ等を用いることができる。
【００４３】
液受け部１４は、前記試験槽１１から溢れ出した洗浄水や補強繊維等を回収し、開口部Ａよりこれを排出する。液受け部１４の形状は、特に限定されず、例えば多角形状であってもよいし、円形状であってもよい。また、開口部Ａの形状や設置数についても、特に限定されず、複数箇所設けてもよい。
【００４４】
また、液受け部１４は、前記開口部Ａに向かって傾斜が形成されていることが望ましい。前記開口部Ａに向かって傾斜が設けられていることで、溢流液が前記液受け部１４内に残留することなく、効率よく開口部Ａから送り出すことができる。
【００４５】
本発明において、前記傾斜を形成される方法については特に限定されず、例えば、底板１８には移動容易とするためにタイヤ１８１，１８１，１８２，１８２を設けてもよい。さらに、タイヤ前輪１８１よりもタイヤ後輪１８２のタイヤ径を大きくすることで、液受け部１４に傾斜をつけることもでき、かつ補強繊維分離装置１の重心をやや前方にすることができる。そのため、足場が悪い工事現場であっても容易に移動・運搬させることもできる。
【００４６】
液受け部１４の孔部Ｄ（図４参照）の構造は特に限定されないが、試験槽１１を円滑に挿入することができる観点から、孔部Ｂから側壁１４１が上方に起立した形状であることが望ましい。側壁１４１を設けることで、前記側壁１４１に沿って試験槽１１を矢印Ｙ２方向（図４参照）に円滑に挿入でき、試験槽１１が回転する際のガイドとしても機能させることができる。
【００４７】
分離部１９は、前記液受け部１４の開口部Ａから回収した溢流液（洗浄水や補強繊維等を含有する。）から補強繊維を分離する。これにより、繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を取り出すことができる。分離部１９は前記補強繊維を分離することができればよく、その構造等は特に限定されないが、例えば、ふるい網やネット等を設け、溢流液を前記ふるい網や前記ネット等に通過させることで補強繊維を分離することができる。前記ふるい網やネットの網目の大きさは、測定対象である補強繊維が通過できない大きさであればよく、特に限定されないが、例えば、短繊維の場合には、０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましく、さらには、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
また、分離部１９は、独立して設ける必要はなく、図示はしないが、開口部Ａに前記ふるい網や前記ネットを貼付することで、開口部Ａに補強繊維が残留する構造とすることもできる。
【００４９】
本発明では、前記溢流液から補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽１１に再度送り込む送液部２０を設けることが望ましい。送液部２０は、前記分離部１９により補強繊維を分離した後の使用液を再度試験槽１１内に供給する。これにより洗浄液を再利用することができ、洗浄液の少量化を可能とすることができる。特に、トンネル内等のように水の確保（送液）が困難な環境下での使用において、洗浄液の少量化ができる点は望ましい。
【００５０】
前記送液部２０は、前記溢流液から補強繊維を分離した後の液体を、試験槽１１に送液することができればよく、その構造等については特に限定されず、例えば、従来公知のポンプ等を用いることができる。また、送液部２０で電源を必要とする場合には、回転駆動部１３に用いる電源を共有することもできる。
【００５１】
また、前記送液部２０では、必要に応じストレーナー等のろ過器材を用いてもよいし、溢流液の粘性が高すぎる場合等は適宜新しい洗浄液を継ぎ足してもよい。
【００５２】
図８は、本発明に係る補強繊維分離装置の第２実施形態の側面視の簡略図であり、図９は同実施形態の正面視の簡略図である。以下、第１実施形態と共通する点については説明を割愛し、相違点について主に説明する。
【００５３】
図８に示された符号２は、補強繊維分離装置を表している。該補強繊維分離装置２は、液受け部２４の底部が、開口部Ａに向かって傾斜が形成されていることを特徴とする。例えば、図８に示すように液受け部２４の底部２４１に傾斜が形成されていることで、溢流液を開口部Ａに向かって効率よく集めることができる。このように、本発明において、前記液受け部２４に開口部Ａを設け、かつ前記液受け部２４の底が前記開口部Ａに向かって傾斜が形成されている構造とすることは望ましく、前記傾斜を形成する手段は、第１実施形態である補強繊維分離装置１のようにタイヤ１８１，１８２のタイヤ径を変えることに限定されない。
【００５４】
図１０は、本発明に係る補強繊維分離装置１の使用を説明するための概念図である。即ち、補強繊維分離装置１を用いて繊維混入フレッシュコンクリートから補強繊維を分離する工程を説明するものである。なお、図１０は、図１に示した補強繊維分離装置１を横断面側面視し、補強繊維分離装置１の試験槽１１と液受け部１４を概念的に示した図であり、他の構成部分は省略している。
【００５５】
前記補強繊維分離装置１を用いて、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫに混入されている補強繊維Ｋ´の繊維量を測定することで、繊維混入フレッシュコンクリートＫ中の補強繊維Ｋ´の混入率を求めることができる。以下、その手順についてＰ１〜Ｐ４状態に沿って説明する。
【００５６】
図１０のＰ１状態は、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫを試験槽１１に投入した状態である。前記繊維混入フレッシュコンクリートＫは補強繊維Ｋ´が混入されている。なお、本発明においては、繊維混入フレッシュコンクリートの状態等については限定されないが、好適には、空気量試験（ＪＩＳ Ａ １１２８ フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法）用の容器等、容量が明確な容器を利用して採取した、繊維混入フレッシュコンクリートであることが望ましい。このような繊維混入フレッシュコンクリートを用いることで、試験誤差をより減少させることができる。このＰ１状態の試験槽１に洗浄水（洗浄液）を注入しながら攪拌することでＰ２状態となる。
【００５７】
図１０のＰ２状態は、試験槽１１中に洗浄水を注入しながら回転させている状態である。前記注入された洗浄水と繊維混入フレッシュコンクリートＫを試験槽１１内で攪拌部１２（図示せず。図１等参照）を用いて混合・攪拌している状態である（図１０の点線矢印Ｒ参照）。このように、試験槽１１に注水しながら、試験槽１１自身を回転させることで、補強繊維Ｋ´を繊維混入フレッシュコンクリートＫから効率よく分離できるとともに、浮上させることができる。また、試験槽１１と液受け部１４が直接接触しない構造であるため、試験槽１１を効率よく回転させることができる。
【００５８】
攪拌時の注水量は特に限定されないが、攪拌時の注水量は多すぎると、補強繊維と一緒に測定不要な細骨材や各種混入材が急激に浮遊してくる現象が起きる。従って、あらかじめ試験し、前記現象が起きることのない適切な注水量となるように制御することが望ましい。また、水面Ｗの上昇速度を測定し、これに基づいて洗浄液の注入量を制御する注水機能を補強繊維分離装置１に付与してもよい。
【００５９】
このように、洗浄水を注入し続けることで液面Ｗの高さが上昇し続け、その結果、試験槽１１の上端開口部から洗浄水や補強繊維Ｋ´が溢流していくことでＰ３状態となる。
【００６０】
図１０のＰ３状態は、試験槽１に注入された洗浄水が溢流し、溢流液として液受け部１４内に溢れ出している状態である。そして、液受け部１４に設けられた開口部Ａ（図２符合Ａ参照）から前記溢流液が排出されている。この溢流液には繊維混入フレッシュコンクリートＫから分離された補強繊維Ｋ´が含まれており、溢流液とともに繊維混入フレッシュコンクリート中のセメント粒子や微細な骨材が試験槽１１の上方に浮遊することで、液受け部１４内に溢れだし、更には該液受け部１４の開口部Ａからふるい網３上に排出される。これにより、前記ふるい網３上で補強繊維Ｋ´を回収できる。
【００６１】
攪拌時間は試験槽１１内において補強繊維Ｋ´が浮遊してこなくなるまで継続して行なうことが望ましく、更に好適には、補強繊維Ｋ´をふるい網３に回収した後に、試験槽１１内から洗浄液を排出し、補強繊維が残留していないことを確認することが望ましい。これによってより正確に補強繊維Ｋ´の混入量を測定することができる。攪拌終了後には、試験槽１１から洗浄液を捨て、試験槽１１の中に補強繊維Ｋ´が残っていないことを確認することが望ましい。
【００６２】
そして、前記ふるい網３を通過した洗浄液については、再度試験槽１１に投入すべく再利用することができる（図示せず）。これにより、洗浄液（水）の使用量を少量化することができる。
【００６３】
図１０のＰ４状態は、繊維混入フレッシュコンクリートＫに混入された補強繊維Ｋ´が全て分離された状態を示している。この後、ふるい網３上に回収された補強繊維Ｋ´を必要に応じ、軽く洗浄・乾燥した後、総重量を計量したり、繊維長を測定することで、繊維混入率の計算を行なうことができる。
【００６４】
以上より、本発明によれば、所定量の繊維混入フレッシュコンクリートＫが投入された試験槽１１内で洗浄液を溢流させながら試験槽１１を回転させることで、試験槽１１内に大きな攪拌流を発生させることができる。そして、攪拌部１２を設けることで効率よく補強繊維Ｋ´を浮上させることができる。その結果、手等ですくったり、大掛かりな分離装置を用意する必要もなく、補強繊維Ｋ´を効率よく分離・回収できる。
【００６５】
本発明において、試験槽１１の容積や、繊維混入フレッシュコンクリートＫの投入量等については特に限定されないが、好適には、試験槽１１の容量が１０〜３０Ｌであり、繊維混入フレッシュコンクリートＫの投入量が５〜１０Ｌである場合には、試験時間は繊維混入フレッシュコンクリート試料の投入後５分程度で完了するため試験時間が短時間ですむ。
【００６６】
従って、本発明によれば、簡易な補強繊維分離装置でありながら、効率よく補強繊維量を測定できる。これによって、繊維混入率試験の煩雑な洗い作業の省力化も可能となり、繊維混入率試験の所要時間を短縮できる。
【００６７】
本装置で分離することができる補強繊維Ｋ´は洗浄液より比重が小さい繊維である。即ち、洗浄液より比重が小さい補強繊維Ｋ´は、試験槽１１から洗浄液が溢流するとともに浮上する（図１０のＰ２〜Ｐ４等参照）。これにより、浮上した補強繊維Ｋ´を回収することができる。本発明では、洗浄液より比重が小さい補強繊維であればよく、その種類については限定されない。また、補強繊維Ｋ´は、短繊維でもよいし、連続繊維補強材でもよいし、連続繊維シートでもよい。
【００６８】
本発明に用いる洗浄液の種類は特に限定されないが、水を洗浄水として用いることができる。前記洗浄水は、工業用水や水道水であってもよいし、中水等であってもよい
【００６９】
例えば、前記洗浄液として水を用いた場合には、水の比重より小さい補強繊維Ｋ´について測定することができ、例えば、合成樹脂製の補強繊維や、多孔質、発泡、中空形態を有する各種材料の補強繊維等といった幅広い補強繊維の分離に使用することができる。好適には、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などのポリオレフィン系繊維に用いることができるが、これら以外の材料であっても、例えば独立気泡を有する構造等であれば、比重が水よりも小さくなるため使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、混入繊維フレッシュコンクリート打設時等における補強繊維量の測定に用いることができる。特に、繊維補強コンクリート打設時の測定試験に有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る補強繊維分離装置の第１実施形態の側面視の簡略図である。
【図２】同実施形態の正面視の簡略図である。
【図３】同実施形態の上面視の簡略図である。
【図４】同実施形態を分解した状態の斜視簡略図である。
【図５】同実施形態の攪拌部１２の側面視の簡略図である。
【図６】同実施形態の攪拌部１２の上面視の簡略図である。
【図７】同実施形態の攪拌部１２の斜視間略図である。
【図８】本発明に係る補強維分離装置の第２実施形態の側面視の簡略図である。
【図９】同実施形態の正面視の簡略図である。
【図１０】本発明に係る補強繊維分離装置の使用を説明するための簡略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，２ ，３ 補強繊維分離装置
１１，２１，３１ 試験槽
１２，２２，３２ 攪拌部
１３，２３，３３ 回転駆動部
１４，２４，３４ 液受け部
Ｋ 繊維混入フレッシュコンクリート
Ｋ´ 補強繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、
前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、
前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、
前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、
前記溢流液から、前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、
を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項２】
前記試験槽は、前記混入繊維分離装置から脱着可能であることを特徴とする請求項１記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項３】
前記液受け部は前記溢流液を前記分離部へと排出する開口部を有し、かつ前記液受け部は前記開口部に向かって傾斜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項４】
前記試験槽の上部フランジは外側方向にせり出すように形成され、前記せり出している部分の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項５】
前記攪拌部が固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項６】
前記攪拌部は、試験槽の底面と実質平行な部分を有し、かつ前記実質平行な部分は、前記試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離であることを特徴とする請求項５に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項７】
前記溢流液から前記補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽に再度送り込む送液部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維の分離方法。
【請求項１】
所定量の繊維混入フレッシュコンクリートが投入され、かつ洗浄液が注入され続け、自らが回転可能な試験槽と、
前記試験槽に回転動力を伝達する回転駆動部と、
前記繊維混入フレッシュコンクリートと前記洗浄液とを攪拌する攪拌部と、
前記試験槽から溢れ出した溢流液を受ける液受け部と、
前記溢流液から、前記繊維混入フレッシュコンクリートに含まれる補強繊維を分離する分離部と、
を少なくとも備える繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項２】
前記試験槽は、前記混入繊維分離装置から脱着可能であることを特徴とする請求項１記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項３】
前記液受け部は前記溢流液を前記分離部へと排出する開口部を有し、かつ前記液受け部は前記開口部に向かって傾斜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項４】
前記試験槽の上部フランジは外側方向にせり出すように形成され、前記せり出している部分の上面の少なくとも最外部分が底方向に傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項５】
前記攪拌部が固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項６】
前記攪拌部は、試験槽の底面と実質平行な部分を有し、かつ前記実質平行な部分は、前記試験槽の底面から０．０１〜３ｃｍの距離であることを特徴とする請求項５に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項７】
前記溢流液から前記補強繊維を分離した後の液体を、前記試験槽に再度送り込む送液部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維分離装置を用いた繊維混入フレッシュコンクリートの補強繊維の分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６７９１５（Ｐ２００８−２６７９１５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０９５７４（Ｐ２００７−１０９５７４）
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００１２００１０）宇部日東化成株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００１２００１０）宇部日東化成株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
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