JP2013170833A - Concrete evaluation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば粒子法によるコンクリート流動解析を用いて材料分離や閉塞の危険度を判定するコンクリート評価方法に関する。 The present invention relates to a concrete evaluation method for determining the risk of material separation and blockage using, for example, concrete flow analysis by a particle method.
従来、実際に使用するコンクリートの特性を評価する方法として、トラックアジテータに積載したフレッシュコンクリートの特性を評価する手法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、トラックアジテータの回転数および駆動圧力とフレッシュコンクリートの特性との対応関係を予め調べておき、実際に使用するフレッシュコンクリートを所定量積載した場合に、トラックアジテータの回転数および駆動圧力を検出し、この検出値に基づき、前記対応関係を参照して実際に使用するフレッシュコンクリートの特性を評価する方法について開示されている。
Conventionally, as a method for evaluating the characteristics of concrete actually used, there is a method of evaluating the characteristics of fresh concrete loaded on a truck agitator (see, for example, Patent Document 1).
In Patent Document 1, a correspondence relationship between the rotational speed and driving pressure of a track agitator and the characteristics of fresh concrete is examined in advance, and when a predetermined amount of fresh concrete to be actually used is loaded, the rotational speed and driving of the track agitator. There is disclosed a method for detecting the pressure and evaluating the characteristics of the fresh concrete actually used with reference to the corresponding relationship based on the detected value.
また、高流動コンクリートの流動解析を用いた施工性の評価の１つとして、実大規模の型枠や充填箇所の流動挙動を予測し、流動勾配や未充填箇所を検討する手法が知られている。この場合、マクロな挙動の追跡が目的であるため、必ずしもコンクリートの材料をすべて正確にモデル化する必要はなく、骨材の運動などを考慮しなくても、高流動コンクリートを連続体と仮定して評価することが可能である。 In addition, as one of the evaluation of workability using flow analysis of high-fluidity concrete, there is a known method for predicting the flow behavior of full-scale formwork and filling places and examining the flow gradient and unfilled places. Yes. In this case, it is not always necessary to accurately model all of the concrete material because the purpose is to track macro behavior, and high fluidity concrete is assumed to be a continuum without considering aggregate motion. Can be evaluated.
そして、近年では、数値解析手法および計算機性能の発達に伴い、大変形問題に適した解析手法として、粒子法の一種であるＭＰＳ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｅｍｉ−ｉｍｐｌｉｃｉｔ）法が提案され、ニュートン流体を液層とする実現象をよく再現できることが報告されている。このＭＰＳ法は、非圧縮性流れを解析する有力な解析法の１つであり、セルや要素を必要とせずに自由境界の大変形を容易に表現できる手法である。このような利点に基づき、ビンガム流体と仮定した高流動コンクリートを対象として、ＭＰＳ法による三次元流動解析を適用すれば、高流動コンクリートの充填性を評価することが可能となるものと考えられている。 In recent years, with the development of numerical analysis methods and computer performance, an MPS (Moving Particle Semi-implicit) method, which is a kind of particle method, has been proposed as an analysis method suitable for large deformation problems. It is reported that the actual phenomenon can be reproduced well. This MPS method is one of the powerful analysis methods for analyzing incompressible flows, and is a method that can easily express large deformation of a free boundary without requiring cells or elements. Based on such advantages, it is considered that the high-fluidity concrete can be evaluated for filling by applying three-dimensional flow analysis by MPS method for high-fluidity concrete assumed to be Bingham fluid. Yes.
しかしながら、上述した従来のコンクリート評価方法では、以下のような問題があった。
すなわち、ＭＰＳ法による三次元流動解析に基づいてコンクリートの充填性を評価して、流動勾配や未充填箇所を検討する手法では、高流動コンクリートの構成則上、均一な粘性流体と仮定するので、材料（高流動コンクリート）の均一性が維持されたものとされ、材料に充填圧を付与すればコンクリート全体が流動して一様に充填されることとなり、材料分離や閉塞は生じない解析結果となる。
しかし、実際には、障害物や間隙を通過する場合、強制的なせん断力が生じる場合、或いは高速での流動が生じる場合のような動的な状態では、材料の均一性に関して限界状態があるものと考えられている。そのため、ある一定以上の大きなせん断応力やせん断ひずみ速度となる変形領域では、実際の高流動コンクリートにおいて材料分離や断面変化が生じる部分での骨材のアーチングなどが発生することから、流動停止や閉塞が生じるおそれがあった。したがって、実際に施工するコンクリート構造物に未充填箇所が発生するという問題があることから、上記のようなコンクリートの材料分離や閉塞を判定する具体的な解析手法が求められており、その点で改善の余地があった。
However, the conventional concrete evaluation method described above has the following problems.
That is, in the method of evaluating the filling property of concrete based on the three-dimensional flow analysis by the MPS method and examining the flow gradient and the unfilled portion, it is assumed that the fluid is a uniform viscous fluid on the constitutive law of the high fluidity concrete. It is assumed that the uniformity of the material (high fluidity concrete) is maintained, and if the filling pressure is applied to the material, the entire concrete will flow and be filled uniformly, and the analysis results will not cause material separation or clogging. Become.
In practice, however, there is a limit on material uniformity in dynamic conditions such as passing through obstacles or gaps, when forced shearing forces occur, or when high-speed flow occurs. It is considered a thing. For this reason, in a deformation region where the shear stress and shear strain rate are larger than a certain level, material arching occurs at the part where the material separation or cross-sectional change occurs in the actual high-fluidity concrete. Could occur. Therefore, since there is a problem that unfilled portions are generated in the concrete structure to be actually constructed, there is a need for a specific analysis method for determining material separation and blockage of the concrete as described above. There was room for improvement.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高流動コンクリートの材料分離、および構造物に対する閉塞の危険度を判定することで、実際に施工する高流動コンクリートによる未充填箇所の発生を抑制することができるコンクリート評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. By determining the risk of material separation of high-fluidity concrete and blockage of the structure, occurrence of unfilled portions due to high-fluidity concrete actually applied is generated. It aims at providing the concrete evaluation method which can suppress.
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート評価方法では、高流動コンクリートを構造物に対して充填する際に用いるコンクリート評価方法であって、流下速度測定装置を用いて、配合を変化させたときの高流動コンクリートの流下時間および最大せん断ひずみ速度を測定し、最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点と仮定し、流下時間と最大せん断ひずみ速度との関係を示すコンクリート分離限界特性を求める第１工程と、構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの性状、および構造物の形状に基づいて数値計算や流動解析を行い、実施最大せん断ひずみ速度を算出する第２工程と、流下速度測定装置によって構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの実施流下時間を求める第３工程と、第３工程で求めた実施流下時間における第２工程で求めた実施最大せん断ひずみ速度の分布と、第１工程で得られたコンクリート分離限界特性と、を比較し、予め設定されている判定基準に基づいて実施最大せん断ひずみ速度の分布から実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度を判定する第４工程と、を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the concrete evaluation method according to the present invention is a concrete evaluation method used when filling a structure with high-fluidity concrete, and the mixing ratio is changed using a flow rate measuring device. Measure the flow time and maximum shear strain rate of high-fluidity concrete, assume the maximum shear strain rate as the separation limit point indicating the material separation of the concrete, and the concrete separation limit indicating the relationship between the flow time and the maximum shear strain rate A first step for determining the characteristics, a second step for calculating the maximum shear strain rate by performing numerical calculation and flow analysis based on the properties of the actual high-fluidity concrete actually filled in the structure and the shape of the structure; The third step of determining the actual flow time of the high-fluidity concrete that is actually filled into the structure by the flow velocity measuring device; The distribution of the maximum shear strain rate determined in the second step in the actual flow-down time determined in the third step is compared with the concrete separation limit characteristic obtained in the first step, and a predetermined criterion is set. And a fourth step of determining a risk of material separation in the high fluid concrete and a risk of blockage of the structure from the distribution of the maximum shear strain rate.
本発明では、流下速度測定によって得られた高流動コンクリートの最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点と仮定して境界条件を設定し、コンクリート分離限界特性を求めておくことで、実際に構造物に充填する実施高流動コンクリートの数値計算や流動解析により算出した実施最大せん断ひずみ速度の分布と前記コンクリート分離限界特性とを比較し、流下速度測定によって得られた限界値に対する実施最大せん断ひずみ速度を位置付けすることで、実施高流動コンクリートの施工性の良否を判定することができる。つまり、予め設定されている判定基準に基づいて、実際の構造物の形状に対する実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度を判定することが可能となる。
そのため、実際に施工する構造物に障害物が存在する場合や、強制的なせん断力が生じる場合、或いは高速での流動が生じる場合であっても、高流動コンクリートの材料分離や骨材のアーチングなどを防止することができ、コンクリートの流動停止や閉塞による未充填箇所の発生を抑制することができる。したがって、高流動コンクリートの性状、圧入速度や断面形状などが施工性に及ぼす影響を考慮し、コンクリートの充填性を定量的に評価することができる。
In the present invention, the boundary condition is set assuming the maximum shear strain rate of the high fluidity concrete obtained by the flow velocity measurement as the separation limit point indicating the material separation of the concrete, and by obtaining the concrete separation limit characteristics, Compare the distribution of the maximum shear strain rate calculated by numerical calculation and flow analysis of the actual high-fluidity concrete actually filled in the structure and the above-mentioned concrete separation limit characteristics, and the maximum implementation for the limit value obtained by the flow velocity measurement By positioning the shear strain rate, it is possible to determine whether the workability of the high fluidity concrete is good or not. That is, it is possible to determine the risk of material separation in the actual high-fluidity concrete with respect to the actual shape of the structure and the risk of blockage of the structure based on a predetermined criterion.
For this reason, even if there are obstacles in the actual construction structure, forced shearing force, or high-speed flow, material separation of high-fluidity concrete or arching of aggregate Can be prevented, and the occurrence of unfilled portions due to the stoppage or blockage of the concrete can be suppressed. Therefore, it is possible to quantitatively evaluate the filling property of the concrete in consideration of the influence of the properties of the high fluidity concrete, the press-fitting speed and the cross-sectional shape on the workability.
また、前記判定において、材料分離や閉塞の危険度を有する判定がなされた場合には、高流動コンクリートの施工条件や配合を変更し、前記コンクリート評価を繰り返し実施することが可能である。そして、前記危険度が安全側となる判定となった場合には、実際に構造物に対して高流動コンクリートを充填することで、未充填箇所のない確実な施工を行うことができる。 Moreover, in the said determination, when the determination which has the risk of material separation or blockage | clogging is made, it is possible to change the construction conditions and mixing | blending of high fluidity concrete, and to implement the said concrete repeatedly. And when the said risk becomes the safety | security side, it can perform reliable construction without an unfilled location by actually filling a structure with high fluidity concrete.
また、本発明に係るコンクリート評価方法では、判定基準は、実施最大せん断ひずみ速度がコンクリート分離限界特性以下であるときに、実施高流動コンクリートによる施工性を良好とすることが好ましい。 Further, in the concrete evaluation method according to the present invention, it is preferable that the determination criterion is that the workability by the high flow concrete is good when the maximum shear strain rate is equal to or lower than the concrete separation limit characteristic.
本発明のコンクリート評価方法によれば、実施最大せん断ひずみ速度が流下速度測定によって得られた高流動コンクリートの限界値を超えることがないので、実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度が小さく、安全側であるものと判定することができ、未充填箇所のない確実な施工を行うことができる。 According to the concrete evaluation method of the present invention, the maximum shear strain rate does not exceed the limit value of the high fluidity concrete obtained by the flow velocity measurement. Therefore, it is possible to determine that the risk of blockage is small and to be on the safe side, and it is possible to perform reliable construction without an unfilled portion.
また、本発明に係るコンクリート評価方法では、第４工程において、実施最大せん断ひずみ速度がコンクリート分離限界特性より大きくなるに従って、実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度および閉塞の危険度が大きくなると判定されてもよい。 Further, in the concrete evaluation method according to the present invention, in the fourth step, it is determined that the risk of material separation and the risk of clogging in the high fluidized concrete increase as the actual maximum shear strain rate becomes larger than the concrete separation limit characteristic. May be.
また、本発明に係るコンクリート評価方法では、コンクリートの流下時間ＴＶと最大せん断ひずみ速度γＶとの関係を示すコンクリート分離限界特性は、（１）式により求めることが好ましい。ここで、（１）式におけるｍは、流下速度試験による実験定数である。 In the concrete evaluation method according to the present invention, the concrete separation limit characteristic indicating the relationship between the concrete flow time T V and the maximum shear strain rate γ V is preferably obtained by equation (1). Here, m in the equation (1) is an experimental constant by a flow velocity test.
本発明のコンクリート評価方法によれば、高流動コンクリートの材料分離、および構造物に対する閉塞の危険度を判定することで、実際に施工する高流動コンクリートによる未充填箇所の発生を抑制することができる。 According to the concrete evaluation method of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of unfilled portions due to the high-fluidity concrete to be actually constructed by determining the material separation of the high-fluidity concrete and the risk of blockage of the structure. .
以下、本発明の実施の形態によるコンクリート評価方法について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a concrete evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態によるコンクリート評価方法は、高流動コンクリートを構造物に対して充填する際に用いる評価方法である。
具体的にコンクリート評価方法は、例えばＶ漏斗試験装置（流下速度測定装置）を用いて、配合を変化させたときの高流動コンクリートの流下時間および最大せん断ひずみ速度を測定し、最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（図１参照）と仮定し、流下時間と最大せん断ひずみ速度との関係を示すコンクリート分離限界特性Ｐ（図２参照）を求める第１工程と、構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの性状、および構造物の形状に基づいて数値計算や流動解析を行い、実施最大せん断ひずみ速度を算出する第２工程と、Ｖ漏斗試験装置によって構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの実施流下時間を求める第３工程と、第３工程で求めた実施流下時間における第２工程で求めた実施最大せん断ひずみ速度の分布（図２に示す符号Ｓの点）と、第１工程で得られたコンクリート分離限界特性Ｐと、を比較し、予め設定されている判定基準に基づいて実施最大せん断ひずみ速度の分布から実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度を判定する第４工程と、を有している。
The concrete evaluation method according to the present embodiment is an evaluation method used when high-fluidity concrete is filled into a structure.
Specifically, the concrete evaluation method uses, for example, a V funnel test device (flow rate measuring device) to measure the flow time and maximum shear strain rate of high-fluidity concrete when the composition is changed, and to determine the maximum shear strain rate. Assuming separation limit points P1, P2 and P3 (see FIG. 1) indicating the material separation of concrete, the first step for obtaining a concrete separation limit characteristic P (see FIG. 2) indicating the relationship between the flow time and the maximum shear strain rate. And the second step of calculating the maximum shear strain rate by performing numerical calculation and flow analysis based on the properties of the high-fluidity concrete actually filled into the structure and the shape of the structure, and the V funnel test device In the third step for determining the actual flow-down time of the high-fluidity concrete actually filled in the structure, and the second step in the actual flow-down time determined in the third step The distribution of the maximum shear strain rate (point indicated by S in FIG. 2) was compared with the concrete separation limit characteristic P obtained in the first step, and the determination was made based on a preset criterion. And a fourth step of determining the risk of material separation in the high fluidized concrete and the risk of blockage of the structure from the distribution of the maximum shear strain rate.
（第１工程）
第１工程では、高流動コンクリートが自重で変形し、流動する際に生じるせん断ひずみ速度分布を実験的に求め、そのうちの最大せん断ひずみ速度と流下時間との関係を示す高流動コンクリート分離限界特性Ｐ（図２）を求める。
先ず、図３に示すように、ステップＳ１では、高流動コンクリートの使用材料、配合、および製造方法などの条件に基づいて高流動コンクリートの物性を設定する。ここでは、複数の配合（ここでは３種類の配合）からなる高流動コンクリートを設定する。そして、それら複数種の高流動コンクリートのそれぞれにおいてＶ漏斗試験装置を使用してＶ漏斗試験（流下速度試験）を行って（ステップＳ２）、各配合の高流動コンクリート毎のＶ漏斗流下時間Ｔｖを算出する（ステップＳ３）。なお、Ｖ漏斗試験装置は、鉛直下方に自重で流動する高流動コンクリートが流動する流路の断面が急激に変化する周知の試験装置が用いられている。
(First step)
In the first step, the high fluidity concrete is deformed by its own weight, and the shear strain rate distribution generated when it flows is experimentally determined, and the high fluidity concrete separation limit characteristic P showing the relationship between the maximum shear strain rate and the flow time. (FIG. 2) is obtained.
First, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, physical properties of the high fluidity concrete are set based on conditions such as the material used, the composition, and the manufacturing method of the high fluidity concrete. Here, high-fluidity concrete having a plurality of blends (here, three blends) is set. And in each of these multiple types of high fluid concrete, V funnel test (flow velocity test) is performed using a V funnel test apparatus (step S2), and V funnel flow time Tv for each high fluid concrete of each blend is calculated. Calculate (step S3). As the V funnel test apparatus, a well-known test apparatus is used in which the cross section of the flow path through which the high-fluidity concrete flowing under its own weight flows rapidly changes vertically.
上記３種類の配合からなる高流動コンクリートは、骨材とモルタルの体積比率を示すＶｇ／Ｖｍが０．４で粘性を表すＶ漏斗流下時間が４．１秒の第１コンクリートＣ１（図１で記号「○」）と、Ｖｇ／Ｖｍが０．５でＶ漏斗流下時間が６．１秒の第２コンクリートＣ２（図１で記号「△」）と、Ｖｇ／Ｖｍが０．６でＶ漏斗流下時間が１２秒の第３コンクリートＣ３（図１で記号「◇」）と、である。 The high-fluidity concrete composed of the above-mentioned three types of blends is the first concrete C1 with a V funnel flow-down time of 4.1 seconds (Vg / Vm indicating the volume ratio of aggregate and mortar is 0.4 and viscosity is shown in FIG. 1). Symbol “◯”), the second concrete C2 (V symbol in FIG. 1) having a Vg / Vm of 0.5 and a V funnel flow time of 6.1 seconds, and a V funnel having a Vg / Vm of 0.6. It is the third concrete C3 (symbol “「 ”in FIG. 1) having a flow-down time of 12 seconds.
ここで、図１は、上記Ｖ漏斗試験の結果に基づいて、流動中の経過時間と、粗骨材の閉塞の危険性を表すせん断ひずみ速度との関係を示す分布をグラフにした一例である。このグラフによれば、３種類の配合（Ｖｇ／Ｖｍ）の高流動コンクリートのそれぞれにおけるせん断ひずみ速度を示している。これによると、Ｖ漏斗流下時間が小さい高流動コンクリートほど、発生するせん断ひずみ速度の最大値も大きくなり、最大で１０／ｓ程度であることがわかる。 Here, FIG. 1 is an example in which the distribution showing the relationship between the elapsed time during flow and the shear strain rate indicating the risk of blockage of the coarse aggregate is graphed based on the result of the V funnel test. . According to this graph, the shear strain rate in each of the three types of blends (Vg / Vm) of the high fluidity concrete is shown. According to this, it can be seen that the higher the fluidized concrete with a shorter V funnel flow time, the greater the maximum value of the shear strain rate generated, which is about 10 / s at the maximum.
ここで、流下時間やせん断ひずみ速度は、高流動コンクリートの変形性能に対応して変化する。このため、例えばＶ漏斗流下時間１２秒で発生したせん断ひずみ速度の最大値が略２／ｓの高流動コンクリートに対して１０／ｓ程度のせん断ひずみ速度が生じるようなせん断力等を付与した場合には、材料分離や閉塞などの危険度が上昇することになる。そこで、Ｖ漏斗試験装置内に発生するせん断ひずみ速度の最大値（図１中のγＶの最大値）を分離限界点と仮定し、これを上回るせん断ひずみ速度が与えられた場合には材料分離や閉塞等の危険度が上昇するものと判定する。 Here, the flow time and shear strain rate change corresponding to the deformation performance of the high fluidity concrete. For this reason, for example, when a shearing force or the like that generates a shear strain rate of about 10 / s is applied to high-fluidity concrete having a maximum shear strain rate of about 2 / s generated at a V funnel flow time of 12 seconds. This increases the risk of material separation and blockage. Therefore, the maximum value of the shear strain rate generated in the V funnel test apparatus (maximum value of γ V in FIG. 1) is assumed to be the separation limit point, and if a shear strain rate exceeding this value is given, the material separation is performed. It is determined that the degree of danger such as obstruction increases.
そして、ステップＳ４において、配合を変化させた高流動コンクリートにおける流下時間ＴＶと最大せん断ひずみ速度γＶとの関係を示すコンクリート分離限界特性Ｐ（図２参照）を求める。このコンクリート分離限界特性Ｐは、（２）式より求められる。
具体的には、Ｖ漏斗試験装置のＶ漏斗中を流下する高流動コンクリートの挙動をせん断変形の連続であるものと仮定することで、図２に示す分布曲線（コンクリート分離限界特性Ｐ）とともに、この曲線を示す（２）式を求める。なお、（２）式における３９．８は実験定数ｍであり、この実験定数ｍは３９．８に限定されることはなく、他のコンクリート材料の使用などによって変化する場合があるので，異なる値としてもよい。
Then, in step S4, a concrete separation limit characteristic P (see FIG. 2) indicating the relationship between the flow time T V and the maximum shear strain rate γ V in the high fluidity concrete whose composition is changed is obtained. This concrete separation limit characteristic P is calculated | required from (2) Formula.
Specifically, by assuming that the behavior of the high-fluidity concrete flowing down in the V funnel of the V funnel test device is continuous shear deformation, along with the distribution curve (concrete separation limit characteristic P) shown in FIG. Equation (2) showing this curve is obtained. In addition, 39.8 in the formula (2) is an experimental constant m, and this experimental constant m is not limited to 39.8 and may vary depending on the use of other concrete materials. It is good.
（第２工程）
第２工程では、図３に示すように、構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの性状、および構造物の形状といった施工条件に基づいてモデル化し（ステップＳ５）、このモデルを用いて流動解析を行い（ステップＳ６）、実施最大せん断ひずみ速度γＳを算出する（ステップＳ７）。
(Second step)
In the second step, as shown in FIG. 3, modeling is performed based on construction conditions such as the properties of the actual high-fluidity concrete that is actually filled into the structure and the shape of the structure (step S5). An analysis is performed (step S6), and an implementation maximum shear strain rate γ S is calculated (step S7).
図４乃至図７は、コンクリート流動解析の一例を示している。
本コンクリート流動解析では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、構造物として内部に円形の開口部２ａを有する水平ダイヤフラム２を備えた角型のコンクリート充填鋼管１を使用し、このコンクリート充填鋼管１内に高流動コンクリート３を下方より圧入して充填する施工を対象としている。このコンクリート流動解析では、コンクリート充填鋼管１の内側の各辺寸法を３６０ｍｍとし、水平ダイヤフラム２の開口部２ａの内径寸法を１６０ｍｍとし、水平ダイヤフラム２を挟んだ上下方向で４００ｍｍを解析領域Ｒとし、充填する高流動コンクリート３を粒子とし、図５に示すように可視化モデルを用いた。
4 to 7 show an example of the concrete flow analysis.
In this concrete flow analysis, as shown in FIGS. 4A and 4B, a square concrete-filled steel pipe 1 having a horizontal diaphragm 2 having a circular opening 2a inside as a structure is used. The construction is intended to press-fill the high-fluidity concrete 3 into the concrete-filled steel pipe 1 from below. In this concrete flow analysis, each side dimension inside the concrete-filled steel pipe 1 is 360 mm, the inner diameter dimension of the opening 2a of the horizontal diaphragm 2 is 160 mm, and the analysis area R is 400 mm in the vertical direction across the horizontal diaphragm 2; The high fluidity concrete 3 to be filled was used as particles, and a visualization model was used as shown in FIG.
図６および図７は、上記流動解析の結果を示しており、図６（ａ）は高流動コンクリート３（粒子）の圧入を開始してから３．５秒後の状態であり、このときのせん断ひずみ速度を可視化したものを図７（ａ）に示している。また、図６（ｂ）は高流動コンクリート３（粒子）の圧入を開始してから５．５秒後の状態であり、このときのせん断ひずみ速度を可視化したものを図７（ｂ）に示している。なお、図７（ａ）、（ｂ）において、水平ダイヤフラム２の開口部２ａで色の濃い部分（図７で符号Ｎの部分）は、せん断ひずみ速度の大きな部分を示している。 6 and 7 show the results of the flow analysis, and FIG. 6 (a) shows a state after 3.5 seconds from the start of press-fitting of the high fluidity concrete 3 (particles). The visualization of the shear strain rate is shown in FIG. FIG. 6B shows a state 5.5 seconds after the start of press-fitting of the high fluidity concrete 3 (particles). FIG. 7B shows the shear strain rate visualized at this time. ing. In FIGS. 7A and 7B, the dark portion (the portion N in FIG. 7) in the opening 2a of the horizontal diaphragm 2 indicates a portion having a high shear strain rate.
（第３工程）
第３工程では、Ｖ漏斗試験装置によって構造物（図４のコンクリート充填鋼管１）に用いる実施高流動コンクリートの実施流下時間Ｔｖを求める。
(Third step)
In the third step, the structure by V funnel test apparatus for determining the exemplary flow time T v exemplary high flow concrete used in the (concrete-filled steel tube 1 in FIG. 4).
（第４工程）
さらに、第４工程では、第３工程で求めた実施最大せん断ひずみ速度γＳの分布（図２に示す符号Ｓの点）と、第１工程で得られたコンクリート分離限界特性Ｐと、を比較し、予め設定されている判定基準に基づいて実施最大せん断ひずみ速度の分布から実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度を判定する（ステップＳ９）。
(4th process)
Furthermore, in the fourth step, the distribution of the maximum shear strain rate γ S obtained in the third step (the point of the symbol S shown in FIG. 2) and the concrete separation limit characteristic P obtained in the first step are compared. Then, the risk of material separation in the high fluidized concrete and the risk of blockage of the structure are determined from the distribution of the maximum shear strain rate based on a predetermined criterion (step S9).
ここで、判定基準としては、実施最大せん断ひずみ速度γＳがコンクリート分離限界特性Ｐ以下であるときに、実施高流動コンクリートによる施工性を良好とする判定基準を採用する。すなわち、実施最大せん断ひずみ速度γＳがＶ漏斗試験によって得られた最大せん断ひずみ速度γＶ以下（γＳ≦γＶ）であるかを判定する。
なお、判定基準において、実施せん断ひずみ速度γＳがコンクリート分離限界特性Ｐ（最大せん断ひずみ速度γＶ）より大きくなるに従って、実施高流動コンクリートの材料分離の危険度および閉塞の危険度が大きくなると判定するようにしてもよい。
Here, as a criterion for judgment, when the maximum shear strain rate γ S is equal to or lower than the concrete separation limit characteristic P, a criterion for improving the workability by the high-fluidity concrete is adopted. That is, it is determined whether or not the maximum shear strain rate γ S is equal to or lower than the maximum shear strain rate γ V obtained by the V funnel test (γ S ≦ γ V ).
In addition, according to the criteria, it is determined that the risk of material separation and the risk of clogging of high-fluidity concrete increase as the actual shear strain rate γ S becomes larger than the concrete separation limit characteristic P (maximum shear strain rate γ V ). You may make it do.
具体的な判定方法の一例として、例えば、上記流動解析により得られたせん断ひずみ速度が４．５〜５．０／ｓで、このときの高流動コンクリートのＶ漏斗流下時間が１２秒であった場合、図１に示すように分離限界点Ｐ３は略２／ｓであり、流動解析結果でのせん断ひずみ速度が前記分離限界点Ｐ３の２倍程度となるため、閉塞等の危険性が大きいものと判定することができる。 As an example of a specific determination method, for example, the shear strain rate obtained by the flow analysis is 4.5 to 5.0 / s, and the V funnel flow time of the high-fluidity concrete at this time is 12 seconds. In this case, as shown in FIG. 1, the separation limit point P3 is about 2 / s, and the shear strain rate in the flow analysis result is about twice the separation limit point P3. Can be determined.
一方、高流動コンクリートのＶ漏斗流下時間が４秒と非常に速い配合であった場合には、図１より分離限界点Ｐ１は略１０／ｓであり、流動解析結果でのせん断ひずみ速度が前記分離限界点Ｐ１の半分以下となることから、閉塞等の危険性が小さいと判断することができる。 On the other hand, when the flow time of the V funnel of the high fluidity concrete is very fast as 4 seconds, the separation limit point P1 is about 10 / s from FIG. 1, and the shear strain rate in the flow analysis result is the above-mentioned. Since it is less than half of the separation limit point P1, it can be determined that the risk of blockage or the like is small.
次に、上述した構成のコンクリート評価方法の作用について、詳細に説明する。
図２に示すように、本実施の形態のコンクリート評価方法では、流下速度測定によって得られた高流動コンクリートの最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点と仮定して境界条件を設定し、コンクリート分離限界特性を求めておくことで、実際に構造物に充填する実施高流動コンクリートの数値計算や流動解析により算出した実施最大せん断ひずみ速度の分布と前記コンクリート分離限界特性とを比較し、流下速度測定によって得られた限界値に対する実施最大せん断ひずみ速度を位置付けすることで、実施高流動コンクリートの施工性の良否を判定することができる。つまり、予め設定されている判定基準に基づいて、実際の構造物の形状に対する実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度を判定することが可能となる。
Next, the effect | action of the concrete evaluation method of the structure mentioned above is demonstrated in detail.
As shown in FIG. 2, in the concrete evaluation method of the present embodiment, the boundary condition is set assuming that the maximum shear strain rate of the high fluidity concrete obtained by the flow velocity measurement is the separation limit point indicating the material separation of the concrete. By calculating the concrete separation limit characteristic, the distribution of the maximum shear strain rate calculated by numerical calculation and flow analysis of the actual high-fluidity concrete actually filled in the structure is compared with the concrete separation limit characteristic. By positioning the implementation maximum shear strain rate with respect to the limit value obtained by the flow velocity measurement, it is possible to determine the quality of the construction of the implementation high-fluidity concrete. That is, it is possible to determine the risk of material separation in the actual high-fluidity concrete with respect to the actual shape of the structure and the risk of blockage of the structure based on a predetermined criterion.
そのため、実際に施工する構造物に障害物が存在する場合や、強制的なせん断力が生じる場合、或いは高速での流動が生じる場合であっても、高流動コンクリートの材料分離や骨材のアーチングなどを防止することができ、コンクリートの流動停止や閉塞による未充填箇所の発生を抑制することができる。したがって、高流動コンクリートの性状、圧入速度や断面形状などが施工性に及ぼす影響を考慮し、コンクリートの充填性を定量的に評価することができる。 For this reason, even if there are obstacles in the actual construction structure, forced shearing force, or high-speed flow, material separation of high-fluidity concrete or arching of aggregate Can be prevented, and the occurrence of unfilled portions due to the stoppage or blockage of the concrete can be suppressed. Therefore, it is possible to quantitatively evaluate the filling property of the concrete in consideration of the influence of the properties of the high fluidity concrete, the press-fitting speed and the cross-sectional shape on the workability.
また、図３に示すステップＳ９の前記判定において、材料分離や閉塞の危険度を有する判定がなされた場合（ステップＳ９：Ｎｏ）には、ステップＳ１、Ｓ５に戻って、高流動コンクリートの施工条件や配合を変更し、前記コンクリート評価を繰り返し実施することが可能である。そして、前記危険度が安全側となる判定となった場合には、実際に構造物に対して高流動コンクリートを充填することで、未充填箇所のない確実な施工を行うことができる。 Moreover, in the said determination of step S9 shown in FIG. 3, when the determination which has the risk of material separation or a blockade is made (step S9: No), it returns to step S1 and S5, and the construction conditions of high fluidity concrete It is possible to change the composition and repeat the concrete evaluation. And when the said risk becomes the safety | security side, it can perform reliable construction without an unfilled location by actually filling a structure with high fluidity concrete.
また、判定基準として、実施最大せん断ひずみ速度がコンクリート分離限界特性以下であるときに、実施高流動コンクリートによる施工性を良好とする場合（図３のステップＳ９：Ｙｅｓ）には、実施最大せん断ひずみ速度が流下速度測定によって得られた高流動コンクリートの限界値を超えることがない。そのため、実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および構造物に対する閉塞の危険度が小さく、安全側であるものと判定することができ、未充填箇所のない確実な施工を行うことができる。 Moreover, as a criterion, when the maximum shear strain rate is below the concrete separation limit characteristic, when the workability by the high flow concrete is good (step S9: Yes in FIG. 3), the maximum shear strain is performed. The velocity does not exceed the limit value of the high fluidity concrete obtained by the flow velocity measurement. Therefore, the risk of material separation in the practice high fluid concrete and the risk of blockage of the structure are small, it can be determined that it is on the safe side, and reliable construction without unfilled parts can be performed.
上述のように本実施の形態によるコンクリート評価方法では、高流動コンクリートの材料分離、および構造物に対する閉塞の危険度を判定することで、実際に施工する高流動コンクリートによる未充填箇所の発生を抑制することができる。 As described above, in the concrete evaluation method according to the present embodiment, the occurrence of unfilled parts due to the high-fluidity concrete actually constructed is suppressed by determining the risk of blockage of the material and separation of the high-fluidity concrete. can do.
以上、本発明によるコンクリート評価方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本発明のコンクリート評価方法では流下速度測定装置としてＶ漏斗試験装置を採用しているが、この装置に限定されることはなく、他の流下速度を測定可能な他の測定装置を採用することも可能である。
As mentioned above, although embodiment of the concrete evaluation method by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the concrete evaluation method of the present invention, the V funnel test device is adopted as the flow velocity measuring device, but is not limited to this device, and other measuring devices capable of measuring other flow velocity are adopted. It is also possible.
また、実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および前記構造物に対する閉塞の危険度を判定する判定基準についても、本実施の形態に限定されることはない。例えば、さらに安全側とするために、求めたコンクリート分離限界特性よりもさらに小さい値を判定基準としてもよい。
さらに、本実施の形態では第２工程において流動解析を用いて実施最大せん断ひずみ速度を算出する方法を一例としているが、この他に適宜な数値計算を用いて実施最大せん断ひずみ速度を算出する方法を採用することもできる。
Further, the criteria for determining the risk of material separation in the high fluidity concrete and the risk of blockage of the structure are not limited to the present embodiment. For example, a value smaller than the obtained concrete separation limit characteristic may be used as a criterion for further safety.
Further, in the present embodiment, the method of calculating the maximum shear strain rate using flow analysis in the second step is taken as an example, but in addition to this, the method of calculating the maximum shear strain rate using appropriate numerical calculation Can also be adopted.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
１ コンクリート充填鋼管（構造物）
２ 水平ダイヤフラム
３ 高流動コンクリート
Ｐ コンクリート分離限界特性
1 Concrete filled steel pipe (structure)
2 Horizontal diaphragm 3 High fluidity concrete P Concrete separation limit characteristics
Claims (4)
流下速度測定装置を用いて、配合を変化させたときの高流動コンクリートの流下時間および最大せん断ひずみ速度を測定し、前記最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点と仮定し、前記流下時間と前記最大せん断ひずみ速度との関係を示すコンクリート分離限界特性を求める第１工程と、
前記構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの性状、および前記構造物の形状に基づいて数値計算や流動解析を行い、実施最大せん断ひずみ速度を算出する第２工程と、
前記流下速度測定装置によって前記構造物に実際に充填する前記実施高流動コンクリートの実施流下時間を求める第３工程と、
該第３工程で求めた前記実施流下時間における前記第２工程で求めた前記実施最大せん断ひずみ速度の分布と、前記第１工程で得られた前記コンクリート分離限界特性と、を比較し、予め設定されている判定基準に基づいて前記実施最大せん断ひずみ速度の分布から前記実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および前記構造物に対する閉塞の危険度を判定する第４工程と、
を有することを特徴とするコンクリート評価方法。 A concrete evaluation method used when filling a structure with high fluidity concrete,
Using a flow rate measurement device, the flow time and maximum shear strain rate of the high fluidity concrete when the composition is changed are measured, and the maximum shear strain rate is assumed to be a separation limit point indicating the material separation of the concrete. A first step for obtaining a concrete separation limit characteristic indicating a relationship between a flow time and the maximum shear strain rate;
A second step of calculating the maximum shear strain rate by performing numerical calculations and flow analysis based on the properties of the high-fluidity concrete actually filled in the structure and the shape of the structure;
A third step of determining an actual flow-down time of the high-flow concrete that is actually filled into the structure by the flow-down speed measuring device;
The distribution of the implementation maximum shear strain rate obtained in the second step in the implementation flow time obtained in the third step is compared with the concrete separation limit characteristic obtained in the first step, and set in advance. A fourth step of determining the risk of material separation in the high-flow concrete and the risk of blockage of the structure from the distribution of the maximum shear strain rate based on the determination criteria being performed;
Concrete evaluation method characterized by having.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017020188A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 清水建設株式会社 | Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure balanced shield method, and earth pressure balanced shield excavator |
| JP2017218781A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 清水建設株式会社 | Method and device for plastic fluidity evaluation of excavated soil inside chamber in earth pressure-type shield construction method, and earth pressure-type shield excavator |
| JP2020071134A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 株式会社リバティ | Slump and slump flow value estimation method and facility |
| CN112685881A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 武汉理工大学 | Geotechnical engineering physical-numerical interactive test method |
| CN114689826A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | Rheology evaluation method for phase stability of interior of ultrahigh-performance concrete |
-
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017020188A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 清水建設株式会社 | Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure balanced shield method, and earth pressure balanced shield excavator |
| JP2017218781A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 清水建設株式会社 | Method and device for plastic fluidity evaluation of excavated soil inside chamber in earth pressure-type shield construction method, and earth pressure-type shield excavator |
| JP2020071134A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 株式会社リバティ | Slump and slump flow value estimation method and facility |
| CN112685881A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 武汉理工大学 | Geotechnical engineering physical-numerical interactive test method |
| CN114689826A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | Rheology evaluation method for phase stability of interior of ultrahigh-performance concrete |
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