トピックス：W-JUST　生コン単位水量

製品概要

• 生コン工場の工程管理・製品管理に適用でき、簡便でかつ迅速な方式
• 原理が単純で従来の配合設計の考え方や、JIS試験方法を踏襲した方法
• 「水量」でなく「単位水量」を求める方式

以上の3項目をもとに、福井県生コンクリート工業組合が提案した「福井工組式エアメーター法」をプログラムした単位水量推定装置です。

最近生コンクリートの単位水量推定試験として高価な推定機器を用いる方法が提案されている中、当社は既存のエアメーターを利用する福井工組式エアメーター法に注目し、新たに経済的な機器として提案しました。本製品は、どんな配合にも適用できる、より実用的で、簡便に、かつ高精度で生コンクリートの単位水量を推定できる製品です。さらに、本製品では、「エアメーター法（土木研究所式）」「高周波加熱乾燥法（電子レンジ法）」も搭載しており、これらを選択することも可能です。

コンクリートの耐久性確保が叫ばれる中、生コンクリートの生産者および施工業者がコンクリートの品質を保証する上からも、「福井工組式精密法・エアメーター法」を搭載した本製品が生コンクリートの品質管理に適用され、コンクリート構造物の耐久性確保に寄与できれば幸いです。

製品操作方法入力手順の流れ

単位水量の推定原理

生コンクリートの単位水量の変動に及ぼす要因は数多くあります。工程中の材料軽量値の誤差、骨材表面水の変動及び設定誤差、材料密度の変動、骨材の実績率・粗粒率の変動、空気量の変動、残水の有無、運搬時間、天候（気温、降水）等があり、変動の要因を特定するのは困難です。

本製品がメインとする「福井工組式エアメーター法」は、全ての材料が変動するものとして仮定地を極力排除し、現実の生コンの、実測値（空気量及び単位容積質量）によって単位水量を精密に求める（設計どおりの空気量が得られ、設計どおりの単位容積質量が得られれば推定単位水量は設計値と同じ値となる）もので、以下を実現した単位水量推定方式となっております。

• 簡便でかつ迅速な方法である。
• 原理が単純で、従来の配合設計の考え方や、JIS試験方法を踏襲している。
• 「水量」ではなく「単位水量」を求める方法である。

計画配合上の単位量の表記

材料	水	セメント	細骨材	粗骨材
単位量	Wo	Co	So	Go
密度	1,000	ρC	ρS	ρG

ρm= Co+Go+So Co + Go + So ρC ρG ρS

Go,So,Coの合計単位容積質量 （水を除いた材料密度）をρmとします。

生コンクリートの値を以下のとおりにあらわす

• 実測単位容積質量を T　（測定値）
• 実測空気量を　A　（測定値）
• 実測上の単位量をW,C,G,S

Co + Go + So ρC ρG ρS

×ρm=+W=T(kg/m3)（単位容積質量）

Co + Go + So ρC ρG ρS

+W=1000-10A(リットル/m3)（単位容積）

以上より方程式を解くと以下の式となります

• 実測単位水量　W={(1000-10A)×ρm-T}/(ρm-1) (kg/m3)

「福井工組式」は、コンクリートの「水を除いた材料密度」に着目し、空気量や各材料の質量（計量値）が変動しても水を除いた材料のそれぞれの密度が変動しない限り、総体としての「水を除いた材料密度」はほとんど変動しないことを利用し、エアメーターで測定した空気量及び単位容積質量からそのコンクリート中の水の容積を求め、単位水量とするものです。

「福井工組式」では理論的に誤差要因は、計画配合上の水を除いた材料密度と実際の生コンクリートの水を除いた材料密度が異なる場合のみです。
計画配合上の水を除いた材料密度と実際の生コンクリートの水を除いた材料密度が異なる場合とは、材料密度が大きく変動した場合（セメントの密度はほとんど変動しないので、現実的には骨材の密度が変動した場合）であり、それ以外の要因はほとんど影響を受けません。

したがって、得られた単位水量が計画配合の単位水量と著しく異なる場合は、実際に単位水量が変動しているか、骨材の密度が設計値に対して変動しているか、のどちらかです。
このことは、著しく単位水量が変動する要因がなければ骨材の密度が変動していると判断できることを示し、その場合、毎月実施している直近の試験値を用いて計算することにより精度よく単位水量を求めることができます。

以上、福井工組式精密法によれば高価な推定機器を用いずとも、簡便にかつ高精度で生コンクリートの単位水量を求めることが可能です。

参考資料

• 「エアメータ法による単位水量推定に関する提案」：南谷哲彦・宮地勝徳・久津見宗央
• 第12回（2003年）生コン技術大会研究発表論文集、2003.4
• 「エアメータ法による単位水量推定の精度と現場測定結果」：片平　博・河野広隆
• 第12回（2003年）生コン技術大会研究発表論文集、2003.4

単位水量の推定手順（エアメーター法）

適用範囲

エアメーターによる、レディーミクストコンクリート単位水量の推定方法。

試験用器具

• W-JUST（単位水量推定演算用PDA）
• ワシントン型エアメーター
• 秤（秤量25kg以上、最小目盛5g以下）
• データ転送保存、印刷用パソコン

推定手順

レディーミクストコンクリートの単位容積質量と空気量から単位水量を推定するシステムを示します。単位水量は、ワシントン型エアメーターを用いて、単位容積質量、空気量を測定し、その値を求めます。測定の事前準備として、ワイントン型エアメーター自体の容積と質量を測定します。JISA 1128によりエアメーターのキャリブレーションをします。使用骨材の骨材修正係数をJISA 1128により求めます。配合計画書より各材料の単位量を求めます。材料密度は、配合計画書か、間近の実測値より求めます。
コンクリートの単位容積質量を測定するために、エアメーター中の試料の質量を測定します。空気量は「JISA 1128」の注水法または無注水法により測定します。

以上により「W-JUST」の指示に従い測定値を入力すれば、推定単位水量が自動演算され表示されます。

測定フロー図

測定の詳細

事前準備

エアメーター容器の質量及び容積の測定

エアメーター容器の容積は、空の容器の質量と、内部に水を満たした容器の質量から求めます。

骨材修正係数の測定・エアメーターのキャリブレーション

「JIS A 1128」に準拠して行います。

骨材の表乾密度

配合計画書の値又は直近の試験値を用います。

コンクリート試験

空気量の測定

JISA 1128により注水法又は無注水法にて測定します。
注水法の場合でも、容器の上端まで試料を満たしてください。圧力計の目盛は容器の容積に対しての値ですので、容器より切り下げると空気量及び単位容積質量の誤差になり、単位水量推定値の誤差が大きくなります。

コンクリートの質量測定

空気量測定後、容器ごと秤に載せ試料質量を測定します。
ただし、注水法の場合は、注水する前に質量を測定します。