泡指数

泡指数試験は、コンクリートの混合中に必要な空気連行剤（AEA）の相対的なレベルを、燃焼フライアッシュなどの鉱物添加剤の有無にかかわらず、硬化コンクリート内の空隙容積を制御するために迅速に決定する方法である。[ 1 ] [ 2 ]

導入

AEA界面活性剤は、コンクリート混合物に添加することで、安定したマイクロバブルを形成し、空隙率を約5～10%にします。コンクリートの混練り中に適切な量のAEAを添加することで、作業性が向上するだけでなく、凍結融解サイクル中のひび割れに対する耐性も向上します。混練り中にAEAを過剰に添加すると、コンクリートの強度が低下します。

微粉炭燃焼によって生成されるフライアッシュは、コンクリート製造においてセメントの一部を代替する典型的な鉱物混和剤であり、コンクリートのワーカビリティ、ポンプ輸送性、硬度、耐アルカリ性を向上させます。しかし、セメントとフライアッシュの成分はAEAを吸着する程度が異なるため、コンクリートに適切な量の連行空気を日常的に供給することが困難です。泡指数試験は、コンクリート練り混ぜ中のセメント-鉱物混和剤に対するAEAの吸着能力を測定するために開発されました。[ 2 ]

泡指数試験は、フライアッシュまたはフライアッシュとセメントの混合物による AEA の吸収を測定する実験室での滴定手順です。AEA をフライアッシュとセメントの懸濁液に滴定し、懸濁液を振盪します。追加された AEA により、最初は不安定な挙動を示す液面上に泡が形成されます。試験の終了時には、AEA の吸収部位は「飽和」し、AEA は混合物の上部での泡形成に寄与します。安定した泡を得るために必要な AEA の量は、フライアッシュの品質、フライアッシュとセメントの相互作用、および AEA の特性によって異なります。一部のフライアッシュ、典型的には未燃炭素含有量の高いフライアッシュは[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]大量の AEA を吸着する傾向があり、つまり安定した泡を得るためにはより多くの AEA が必要になります。

泡指数試験の手順

希釈したAEAを1滴ずつ添加するのが、泡指数を測定する最も正確な方法です。特に、試験を再現する能力を養う場合はなおさらです。最初は、高添加率の材料で「指数」レベルに近づくまで、一度に5滴ずつ添加してみるのも良いでしょう。泡指数の値を確認する従来の方法は、目視によるものです。

• 「安定した泡」とは、泡の表面に30～45秒間、液体の空隙が見られなくなった状態を指します。AEA濃度が「インデックス」レベルを下回ると、泡は急速に破裂します。「インデックス」レベルを数段階上回る場合でも、泡は破裂します。破裂を止めようとしてAEAを添加し続けないでください。この点は最初は判断が難しいため、同じ材料を数回連続して試験し、「目視」による調整を行ってください。

• 泡指数試験はコンクリートに必要なAEAの実際の投与量を決定するために設計されたものではありませんが、AEA投与量を決定するための手順を標準化することは可能です[ 6 ]。また、特定の材料が他の材料と比較してより多くのAEAを必要とするか、より少ないAEAを必要とするかを判断するのにも適した試験です。同じ材料で試験を実施し、その結果を必要なAEA投与量に対してプロットすると、AEA投与量要件と泡指数試験結果の間に相関関係が見られる可能性があります。

  • 泡が表面全体を覆わない
    泡が表面全体を覆わない
  • 泡が表面全体を覆っている
    泡が表面全体を覆っている

自動泡指数試験（AFIT）

AFIT [ 6 ]装置は、空気連行剤（AEA）、界面活性剤、および発泡材料の動的発泡特性を定量化します。この装置は、プローブや装置を作業環境に侵入させることなく測定を行います。AEAまたは界面活性剤が塗布される材料が適切に機能するには、適切な泡の安定性が必要です。安定した泡は安定した気泡を持ち、不安定な泡は破裂する気泡を持ちます。気泡が破裂すると、特有の音響特性が生じ、その動的特性はAFIT装置に組み込まれた検出器によって測定されます。その結果、定量的で再現性の高い泡指数値と発泡測定値が得られます。

参考文献

  1. ^ 「泡指数試験手順」（PDF） 。 2007年10月7日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2007年8月10日閲覧。
  2. ^ a b V.H. Dodson、「泡指数試験」、コンクリート混和剤、構造工学シリーズ、Van Nostrand Reinhold、ニューヨーク、pp 140–143 (1990)。
  3. ^ I. Kulaots、A. Hsu、RH Hurt、EM Suuberg、「フライアッシュ中の未燃焼炭素への界面活性剤の吸着と標準化された泡指数試験の開発」、セメント＆コンクリート研究33（2003）2091。
  4. ^ YM. Gao, HS. Shim, RH HurtおよびRM Suuberg、「フライアッシュコンクリートにおける空気連行に対する炭素の影響：すすとカーボンブラックの役割」、Energy & Fuels 11 (1997) 457。
  5. ^ I. Külaots、RH Hurt、EM Suuberg、「石炭フライアッシュ中の未燃焼炭素のサイズ分布とその意味」、Fuel 83 (2004) 223。
  6. ^ a b自動泡指数テストArchived 2007-09-30 at the Wayback Machine手動テストの代わりに自動化された機器。
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