玄武岩砕砂は、玄武岩を破砕して製造された細骨材であり、コンクリートやアスファルト混合物の骨材として使用される際には、粒形や強度に関する品質確認が求められる。特に砕石・砕砂の粒子が荷重を受けて粉化しやすい性質は、クラッシュ値試験によって定量的に評価される。本稿では、試験の原理と仕組み、試料の採取・調製、JIS A 1121に準拠したクラッシュ値試験の手順、粒度分布および表観比重の同時測定、規格要求と合否判定基準、さらに適用場面と品質管理への活用について順を追って解説する。骨材の受入検査や配合設計において、これらの試験結果は基本的な判断材料となる。
試験原理と粉化抵抗の評価機構
クラッシュ値試験は、骨材粒子に圧縮荷重を加えたときに生じる粉化の程度を測定する試験である。円筒形の鋼製容器に所定の粒度範囲に調整した試料を規定の層数で充填し、上端を平滑に整形したのち、圧入棒を介して定荷重を一定時間加える。荷重により粒子の角部や脆弱部が破砕され、細粒分が生成する。荷重を除去後に試料を取り出し、規定のふるいで細粒分を分離してその質量割合を求める。この割合がクラッシュ値であり、数値が小さいほど粉化に対する抵抗性、すなわち骨材の強度的な品質が高いことを示す指標として読み取られる。
試験用試料の採取と調製
試料は、対象となる玄武岩砕砂のロットから偏りがないよう採取する。複数箇所から採取したインクリメントを合併して縮分し、試験に必要な量を確保する。縮分には分割器または四分法が用いられ、粒度構成が変わらないよう注意して操作する。調製では、試験方法に定められたふるい範囲の粒子を残し、規定外の粒径および夾雑物を除去する。清浄な試料とするため、必要に応じて水洗後、恒量となるまで乾燥させる。恒量の確認は、乾燥と冷却を繰り返して質量変化が許容範囲内に入った時点で行う。調製済み試料は吸湿を避けるため密閉容器に保管し、試験時まで状態を保持する。
クラッシュ値試験の手順(JIS A 1121準拠)
JIS A 1121に準拠した手順では、まず円筒容器の底面に試料を規定の回数に分けて充填し、各層を突き固めたのち表面を平らに整形する。次に圧入棒を試料面上に載せ、所定の荷重を規定時間にわたり均等に加える。荷重の載荷中は衝撃が加わらないよう静かに操作する。載荷終了後、荷重を除去し、容器内の試料を注意して排出する。その後、規定の目開きのふるいを用いて破砕されて細粒化した部分をふるい分け、ふるい下およびふるい上の質量をそれぞれ測定する。ふるい下質量を全質量で除して百分率として表したものがクラッシュ値である。測定は質量の読取り精度に留意して行う。
粒度分布・表観比重の同時測定
クラッシュ値試験と並行して、粒度分布および表観比重の測定を行うことが一般的である。粒度分布は、一連のふるいを重ねたふるい分け試験により、各ふるい上の残留質量から通過百分率を算出して求める。粗粒率(細骨材では粒度分布の粗さを表す指標)を計算し、規定の粒度範囲への適合を確認する。表観比重は、試料の絶乾質量、水中質量および表面乾燥飽水状態の質量を測定し、これらの関係から骨材単位容積あたりの質量として算出する。これらの値は、混合物の配合計算や密度管理に直接用いられ、クラッシュ値と併せて材料の受入れ可否を判断する材料となる。
規格要求と合否判定基準
クラッシュ値の合否判定は、用途ごとに定められた規格要求値との比較によって行う。コンクリート用骨材として使用する場合、上層路盤材料や表層・基層用アスファルト混合物用骨材など、交通条件や構造部の位置に応じて要求される上限値が異なるのが通例である。判定にあたっては、試験の再現性を考慮し、規定された試験回数に従って複数回測定を行い、その結果を整理した上で要求値と照合する。粒度分布、表観比重、および有害物質に関する要求と併せて総合的に評価され、いずれかの項目が規格に適合しない場合はその材料の用途制限または不合格の扱いとなる。
適用場面と品質管理への活用
玄武岩砕砂のクラッシュ値試験は、採石場での製造工程管理、生コンクリート工場やアスファルトプラントでの受入検査、工事現場での材料確認など、材料の品質を段階的に確認する場面で実施される。製造側では破砕設備の設定や粒度調整の変更に伴う品質変動を捉える手段として定期的に用いられ、受入側では納入ロットごとの合否確認に利用される。試験結果は、品質管理記録として保存し、トレーサビリティの確保に役立てられる。クラッシュ値の推移を管理図で監視することで、母岩の変化や破砕条件の変動による品質低下を早期に把握し、配合の見直しや供給元との協議など、適切な処置につなげることができる。
FAQ
玄武岩砕砂のクラッシュ値の合否判定は何を根拠に行われますか?
判定は、試験で得られたクラッシュ値を、用途に応じて定められた規格の上限要求値と比較して行われます。複数回の測定結果を整理し、粒度分布や表観比重などの他項目と併せて総合的に評価されます。具体的な数値は適用規格および用途の指定に従って確認する必要があります。
玄武岩砕砂以外にクラッシュ値試験はどのような材料に適用できますか?
クラッシュ値試験は、砕石、砕砂、スラグ骨材など、圧縮荷重下での粉化抵抗を評価する必要がある各種砕粒状材料に広く適用できます。玄武岩以外の火成岩や硬質岩石を原料とする細骨材・粗骨材にも同様の手順で対応できます。
玄武岩砕砂の検査報告書には何が記載され、どのように活用されますか?
報告書には、試料の採取情報、試験方法の区分、クラッシュ値、粒度分布および表観比重の測定結果、合否判定結果などが記載されます。受入検査の記録、工事の品質管理資料、供給元との品質確認資料として活用されます。