JP2019020283A - コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を短期間で簡易に測定でき、かつコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を精度よく予測できる方法を提供する。【解決手段】本発明は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）を用いて測定したコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と、当該コンクリートに用いた粗骨材（Ａ）の特性値の関係式を求める工程と、該関係式に粗骨材（Ｂ）の特性値を代入して、粗骨材（Ｂ）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を予測する工程を、少なくとも含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法である。【選択図】図１２

Description

本発明は、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と、当該コンクリートに用いた粗骨材の特性値の関係式を用いて、粗骨材の特性値からコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を予測する方法に関する。

コンクリートは引張強度が低いため、コンクリートの収縮によりひび割れ（収縮ひび割れ）が発生する場合がある。この収縮ひび割れは、コンクリート構造物の美観を損なうほか、コンクリートの水密性・気密性の低下や鉄筋の腐食などの、構造物の耐久性低下の原因にもなっている。したがって、コンクリートの耐久性を確保するためには、収縮ひび割れを制御する必要がある。
この収縮ひび割れの主因としてコンクリートの乾燥収縮ひずみが挙げられる。該ひずみは、図８に示すように、コンクリートの外部拘束により生じるひずみと内部拘束により生じるひずみがある。したがって、コンクリートの収縮ひび割れを制御するには、主因となる乾燥収縮ひずみを事前に把握する必要がある。

コンクリートの乾燥収縮ひずみは、粗骨材の動弾性係数およびヤング率や、粗骨材自体の乾燥収縮ひずみと高い相関があることが知られている。
例えば、特許文献１には、コンクリートの乾燥収縮ひずみと粗骨材の動弾性係数の関係式として、下記（１）式が示されている（請求項３）。
ｙ＝ａｘ−ｂ ……（１）
（式中、ｙは乾燥期間２６週におけるコンクリートの乾燥収縮ひずみ（×１０^−６）を、ｘは粗骨材の動弾性係数（ｋＮ／ｍｍ^２）を表す。また、ａは、粗骨材が火成岩の場合は１１．５３６、堆積岩の場合は２１．１９５であり、ｂは、粗骨材が火成岩の場合は１２０１．６、堆積岩の場合は１８１２．２である。）

また、特許文献２には、コンクリートの乾燥収縮ひずみと粗骨材のヤング率の関係式、およびコンクリートの乾燥収縮ひずみと粗骨材の乾燥収縮ひずみの関係式として、それぞれ下記（２）式および（３）式が示されている（それぞれ請求項２、３）。
εｃ＝Ａ×Ｅｇ＋Ｂ ……（２）
（式中、εｃは乾燥期間２６週におけるコンクリートの乾燥収縮ひずみ（×１０^−６）を、Ｅｇは粗骨材のヤング率（ｋＮ／ｍｍ^２）を表す。また、Ａは、粗骨材の岩種が堆積岩の場合は１４．０、堆積岩以外の場合は５．３であり、Ｂは、粗骨材の岩種が堆積岩の場合は−１７００、堆積岩以外の場合は−１０３５である。）

εｃ＝Ｃ×εｇ＋Ｄ ……（３）
（式中、εｃは乾燥期間２６週におけるコンクリートの乾燥収縮ひずみ（×１０^−６）を、εｇは粗骨材の乾燥収縮ひずみ（×１０^−６）を表す。また、Ｃは、粗骨材の岩種が堆積岩の場合は０．９、堆積岩以外の場合は０．８であり、Ｄは、粗骨材の岩種が堆積岩の場合は−５２０、堆積岩以外の場合は−５６３である。）

さらに、特許文献３には、測定がより容易な粗骨材の吸水率と、粗骨材の乾燥収縮ひずみの関係式を用いて、粗骨材の吸水率から粗骨材の乾燥収縮ひずみの予測値を求めた後、該予測値、および粗骨材の乾燥収縮ひずみとコンクリートの乾燥収縮ひずみの関係式からコンクリートの乾燥収縮ひずみを予測する方法が示されている（請求項１、２）

前記関係式は、いずれもコンクリートの乾燥収縮ひずみと粗骨材の各種の特性値を実測し、これらの実測値をそれぞれ目的変数と説明変数として、関係式（回帰式）を求めるものである。しかし、（１）式を、火成岩および堆積岩以外の粗骨材を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測に適用しようとすると、関係式（回帰係数と定数項）を改めて求める必要があるが、コンクリートの乾燥収縮ひずみの測定は、ＪＩＳ Ａ １１２９−１〜３「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」に準拠して行われ、乾燥収縮ひずみの終局値を得るには、１〜２年待たなければならない（図１３、１４参照）。また、（２）式および（３）式においても、予測精度の向上等のため関係式を新たに求める場合、乾燥収縮ひずみの終局値を得るには、同様の期間、待たなければならない。
なお、乾燥収縮ひずみの終局値を得るには、このように長い期間待つ必要があるが、これでは実用的でないため、前記特許文献１および２では、乾燥収縮ひずみの終局値の８〜９割程度の乾燥収縮ひずみが得られる乾燥期間である２６週を採用している。
このように、関係式を求める作業は長い期間を要するという課題があった。

特開２０１２−２５１９６５号公報 特開２０１２−１０３０５７号公報 特開２０１３−０７１８５０号公報

そこで、本発明は、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を短期間で簡易に測定でき、かつコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を精度よく予測できる方法を提供することを目的とする。

本発明者は、前記目的にかなう予測方法を検討した結果、レーザーを利用した特定の乾燥収縮ひずみ測定装置を用いれば、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を、短期間で精度よく測定でき、また、該乾燥収縮ひずみの終局値と粗骨材の各種特性値を用いて求めた前記（１）〜（３）式は、乾燥収縮ひずみを高い精度で予測できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記の構成を有するコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法である。

［１］下記の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いて測定したコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と、当該コンクリートに用いた粗骨材（Ａ）の特性値の関係式を求める工程と、
該関係式に粗骨材（Ｂ）の特性値を代入して、粗骨材（Ｂ）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を予測する工程を、
少なくとも含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法。
＜乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）＞
１個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座、および、該供試体の位置決め治具、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
＜乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）＞
２個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
ここで、粗骨材（Ａ）と粗骨材（Ｂ）は、予測精度を高めるため、好ましくは、岩種が同じ粗骨材である。ただし、粗骨材が複数の岩種の混合物である場合、粗骨材（Ａ）と粗骨材（Ｂ）は、好ましくは、同種または類似の岩種の粗骨材であって、同一または類似の混合比率を有する粗骨材の混合物である。
［２］前記粗骨材の特性値が、粗骨材の動弾性係数、粗骨材のヤング率、および粗骨材の乾燥収縮ひずみから選ばれる１種である、前記［１］に記載のコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法。

本発明のコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法は、レーザーを利用した特定の乾燥収縮ひずみ測定装置を用いて、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を短期間（５０日以内）で精度よく測定でき、また、該終局値と粗骨材の各種特性値を用いて求めた前記（１）〜（３）式は、乾燥収縮ひずみの終局値を高い精度で予測できる。

１個のレーザー変位計を有する乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。 ２個のレーザー変位計を有する乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。 支持部材の下部の一部を、台座に埋め込んだ状態で設置してなる乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）の支持部材の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。ただし、図３では、レーザー変位計の記載は省略した。 ２個のレーザー変位計を、対向して配置してなる乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。 ２個のレーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが９０°の角度で交差するように配置してなる、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。ただし、紙面に対し後方に位置するレーザー変位計の記載は省略した。 ４個のレーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが９０°の角度で交差するように配置してなる、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。ただし、紙面に対し前方および後方に位置するレーザー変位計は省略した。 乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）に、供試体を載置した様子を示す写真である。なお、（Ａ）の台座の中心にあるピンは支持部材ではなく、台座を固定するためのネジである。 内部拘束と外部拘束により生じるコンクリートの、乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を示す概念図である。 粗骨材における超音波伝播時間の測定状況を示す図である。 粗骨材の縦ひずみと応力との関係を示す模式図であって、最大荷重の１／３以下の応力と縦ひずみとの関係を示す模式図である。 粗骨材の乾燥収縮ひずみの経時変化を示す模式図である。 各種のセメントを用いて作製した供試体の乾燥収縮ひずみの経時変化を示す図であり、（Ａ）は普通ポルトランドセメント、（Ｂ）は高炉セメントＢ種、（Ｃ）は中庸熱ポルトランドセメント、および（Ｄ）は低熱ポルトランドセメントを用いた供試体の乾燥収縮ひずみを示す。なお、図中の「本発明」が示す曲線は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）を用いて測定した乾燥収縮ひずみの曲線であり、図中の「ＪＩＳ法」が示す曲線は、ＪＩＳ Ａ １１２９-２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法 第２部：コンタクトゲージ方法」を用いて測定した乾燥収縮ひずみの曲線である。 配合１の供試体の乾燥収縮ひずみを示す図であり、（Ａ）は乾燥期間が４６０日までの乾燥収縮ひずみを示し、（Ｂ）は（Ａ）の乾燥期間が２０日までの乾燥収縮ひずみを拡大して示す。なお、図中の「本発明」が示す曲線は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いて測定した乾燥収縮ひずみの曲線であり、図中の「ＪＩＳ法」が示す曲線は、前記ＪＩＳ Ａ １１２９-２を用いて測定した乾燥収縮ひずみの曲線である。以下の図１４においても同じである。 配合２の供試体の乾燥収縮ひずみを示す図であり、（Ａ）は乾燥期間が４６０日までの乾燥収縮ひずみを示し、（Ｂ）は（Ａ）の乾燥期間が２０日までの乾燥収縮ひずみを拡大して示す。

本発明は、前記のとおり、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いて測定したコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と、当該コンクリートに用いた粗骨材（Ａ）の特性値の関係式を求める工程と、該関係式に粗骨材（Ｂ）の特性値を代入して、粗骨材（Ｂ）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を予測する工程を少なくとも含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法である。以下、本発明について、乾燥収縮ひずみ測定装置、乾燥収縮ひずみの終局値の測定方法、および粗骨材の特性値の測定方法等に分けて詳細に説明する。

１．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）は、図１〜３に例示するとおり、１個以上のレーザー変位計４、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座２、および、該供試体１の位置決め治具３を少なくとも含む装置である。
前記レーザー変位計は、特に制限されず、反射型や透過型等の市販のレーザー変位計が挙げられる。本発明では、レーザー変位計の数を増やせばデータ数が増え、その分、測定精度は向上するが、装置はコスト高になるため、レーザー変位計の数は、好ましくは１〜４個、より好ましくは２〜４個である。前記レーザー変位計は、台座上に載置した円板状または四角板状の供試体の中心に向けてレーザーを照射できるように設置する。レーザー変位計の設置位置は、例えば、図１や図２に示す位置が挙げられる。

また、台座２は、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するために用いる。台座の形状は、特に限定されず、例えば、図１や図２に示す正方形の板状や、円板状である。また、測定精度の向上のために、台座は水平に保たれていることが好ましい。
さらに、当該台座は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。また、台座は、供試体を支持するための支持部材５を設置してもよい。支持部材を設置すると、供試体と台座の間の熱の移動を低減できるため、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上する。
支持部材の形状は、特に制限されず、図３に示すような球状（図３では、支持部材の下部の一部が、台座に埋め込まれている。）や、柱状等が挙げられる。なお、支持部材を柱状にする場合は、供試体と点で接触するように、好ましくは、供試体に接する支持部材の面を半球状にする。
支持部材の数は、供試体を安定して載置できるため３点以上が好ましい。なお、支持部材を多くすると装置の製造に手間がかかるため、支持部材の数は３〜４がより好ましい。また、前記支持部材は、供試体を安定して載置するためには、正三角形または正方形を形成するように設置するのが好ましい。図３は、支持部材が正方形を形成するように設置した例である。さらに、支持部材は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。

位置決め治具３は、供試体の乾燥収縮ひずみを測定する際に、供試体の載置位置を決めて固定するために用いるもので、例えば、図１や図２に示すように、台座上に倒立した状態で設置してなる２本のピン等が挙げられる。図１や図２では、乾燥期間が０（ゼロ）日の時点における円板状の供試体を台座に載置した場合、円板状の供試体の中心と台座の中心が一致するように、位置決め治具は円板状の供試体の周囲の側面と接触する位置に設置する。なお、当該位置決め治具は、台座上のほかに台座の外側に設置してもよい。さらに、当該位置決め治具は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。
また、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）は、レーザー変位計、台座、および位置決め治具を、基盤を用いて一体化して構成することが好ましい。レーザー変位計、台座、位置決め治具、および、これらを設置するために用いる基盤は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。

２．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法
該測定方法は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）の台座上に、円板状または四角板状の供試体を、該供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触するように載置した後、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを測る方法である。
供試体が円板状の場合、供試体の直径は、１０〜３０ｃｍであれば、供試体の製造は容易で、また供試体の乾燥が速くなり好ましい。なお、供試体の直径は、より好ましくは１０〜２０ｃｍである。また、供試体の厚さは、５〜２０ｍｍであれば供試体は割れ難く、また供試体の乾燥がさらに速くなるため好ましい。なお、供試体の厚さは、より好ましくは６〜１８ｍｍ、さらに好ましくは７〜１５ｍｍ、特に好ましくは８〜１２ｍｍである。
また、供試体が四角板状の場合、四角板の１辺の長さは、好ましくは１０〜３０ｃｍ、より好ましくは１０〜２０ｃｍであり、さらに好ましくは、１辺の長さが１０〜３０ｃｍの正方形、特に好ましくは、１辺の長さが１０〜２０ｃｍの正方形である。１辺の長さが１０〜３０ｃｍの正方形であれば、供試体の製造は容易で、また供試体の乾燥が速くなる。また、四角板状の供試体の厚さは、好ましくは５〜２０ｍｍ、より好ましくは６〜１８ｍｍ、さらに好ましくは７〜１５ｍｍ、特に好ましくは８〜１２ｍｍである。供試体の厚さが５〜２０ｍｍであれば、供試体は割れ難く、また供試体の乾燥はさらに速くなる。
なお、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）の台座に支持部材が設置されている場合、該支持部材上に、円板状または四角板状の供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触するように、該供試体を載置する。

前記測定方法では、所定の乾燥期間毎に、供試体を台座上に載置して乾燥収縮ひずみを測る方法である。そして、乾燥収縮ひずみの測定精度を向上させるため、好ましくは、供試体は円板状であり、該供試体を時計回りまたは反時計回りに回転して、該供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触した状態で、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を、２回以上、好ましくは３〜５回測る。例えば、図１に示す供試体の点ａを測定した後、供試体を時計回りに９０°回転して点ｂを測定し、さらに時計回りに９０°回転して点ｃを測定して、３点の平均値を乾燥収縮ひずみとして求める。
本発明の測定方法では、乾燥収縮ひずみの測定間隔は任意であるが、乾燥収縮ひずみの終局値を早期に得るためや、測定の手間を低減するために、乾燥収縮ひずみの測定間隔は好ましくは乾燥期間１〜１０日毎、より好ましくは乾燥期間１〜７日毎である。

また、本発明の測定方法は、乾燥収縮ひずみをより正確に測定するために、乾燥前の供試体と同じ形状および寸法を有する金属板（基長板）を台座上に載置して、レーザー変位計と該金属板の側面の間の距離（Ｌ_１）を測定した後、該金属板に代えて前記供試体を台座上に載置して、レーザー変位計と供試体の側面の間の距離（Ｌ_２）を測定し、Ｌ_１とＬ_２の差（Ｌ_１−Ｌ_２）に基づき乾燥収縮ひずみの終局値を求める方法である。
また、前記測定した距離が画面上に表示される測定装置を用いる場合、本発明の測定方法は、乾燥前の供試体と同じ形状および寸法を有する金属板（基長板）を台座上に載置して、レーザー変位計と該金属板の側面の間の距離を測定し、該距離（の表示）をゼロに設定した後、該金属板に代えて前記供試体を台座上に載置して、レーザー変位計と供試体の側面の間の距離を測定し、乾燥収縮ひずみを求める方法である。
前記金属板（基長板）は、温度の変化による長さの変化が同じになるよう、好ましくは台座と同じ材質の金属であり、熱や衝撃による変形を防止するため、より好ましくは、インバー鋼材である。

３．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）は、図４〜７に例示するように、２個以上のレーザー変位計４、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材５、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座２を少なくとも含む装置である。
前記レーザー変位計は、前記乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）のレーザー変位計と同じである。また、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上するため、レーザー変位計を２個以上設置する。レーザー変位計が１個では、乾燥収縮ひずみの測定精度が低下するおそれがある。また、レーザー変位計を増やせばデータ数が増え、その分、さらに測定精度が向上するが、装置はコスト高になる。したがって、レーザー変位計は、好ましくは２〜６個、より好ましくは２〜４個設置する。
レーザー変位計は、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上し、また、供試体の載置が容易なため、好ましくは、支持部材が形成する正三角形または正方形の中心から等間隔の位置に、レーザー照射面を該中心に向けて設置する。また、乾燥収縮ひずみの終局値の測定精度がさらに向上するため、より好ましくは、２〜６個の前記レーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが６０〜３００°の角度で交差するように配置する。
レーザー変位計を設置する態様は、レーザー変位計を２個設置する場合、例えば、図４に示すように、レーザー変位計を対向して設置するか、図５に示すように、レーザーが９０°の角度で交差するように設置し、また、レーザー変位計を４個設置する場合、図６に示すように、２組のレーザー変位計を対向して設置する。

乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）では、支持部材は必須の治具であり、供試体を台座から離して、供試体と台座の間に空間を設けるために用いる。この空間を設けることにより、供試体は均質かつ早期に乾燥するため、特に、乾燥収縮ひずみの終局値を早期に測定できる。
なお、支持部材の形状、数、配置する形（位置の形状）、および材質は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）と同じである。

台座は、支持部材の一部（下部）を埋設して固定してなるものである。ちなみに、図４〜６に示す台座は正方形の板状であり、図７に示す台座は円板状である。なお、台座は水平に保たれていることが好ましく、材質はインバー鋼材が好ましいことは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）と同じである。

乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）では、支持部材上への供試体の載置を容易にするため、供試体載置補助治具を用いてもよい。該供試体載置補助治具は、図７に示すような、台座の外側に設置された２本のピンが挙げられる。図７の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の支持部材の上に、例えば、直径１０ｃｍの円板状の供試体を載置する場合、前記２本のピンと接触するように前記供試体を支持部材の上に載置すれば、供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように供試体を載置できる。
なお、供試体載置補助治具は、図７に示すように台座の外側に設置するほか、台座上に設置してもよい。また、供試体載置補助治具は、熱や衝撃による変形を防ぐため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。

乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）もまた、図４〜７に示すように、２個以上のレーザー変位計、台座、および、必要に応じて、供試体載置補助治具を一体化して構成する。また、台座等の材質はインバー鋼材が好ましいことは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）と同じである。

４．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法
該測定方法は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の支持部材上に、円板状または四角柱状の供試体の中心が、前記支持部材が形成する正三角形または正方形の中心と一致するように載置した後、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを求める方法である。
例えば、図７に示すように、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の支持部材（台座上の球状の４点）上に、円板状の供試体を、該供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように載置した後（図７（Ｂ））、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを求める。
なお、前記供試体の形状、大きさ、および厚さは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法の場合と同じである。

前記測定方法は、（a）支持部材上に供試体を載置したままの状態で、供試体を乾燥して、所定の乾燥期間毎に、乾燥収縮ひずみを求める方法と、（ｂ）別の場所で乾燥している供試体を、所定の乾燥期間毎に支持部材上に載置して、乾燥収縮ひずみを求める方法のいずれも可能であるが、作業の手間の低減や測定の精度向上の点から、（ａ）の方法が好ましい。
なお、乾燥収縮ひずみの測定間隔は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法の場合と同じである。
以上述べたように、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）または（Ｅ_２）を用いれば_、乾燥収縮ひずみの終局値を短期間で精度よく求めることができる。

５．粗骨材の動弾性係数の測定方法
該測定方法は、下記の（Ａ）工程および（Ｂ）工程を少なくとも含む方法である。
（Ａ）最長径が１５ｍｍ以上の粗骨材の最長径の一端に、超音波伝播時間測定器の発信子を接触させるとともに、該粗骨材の最長径の他端に、該測定器の受信子を接触させた状態で、該粗骨材における超音波の伝播時間を測定する工程
（Ｂ）前記（Ａ）工程で得られた超音波伝播時間の値を用いて、下記（１）式に基づき該粗骨材の動弾性係数を算出する工程
Ｅ_ｄ＝（Ｌ／Ｔ）^２・ρ ……（１）
（式中、Ｅ_ｄは動弾性係数を表し、Ｌは粗骨材の最長径を表し、Ｔは超音波伝播時間を表し、ρはＪＩＳ Ａ １１１０に準拠して求めた粗骨材の絶乾密度を表す。）
この測定方法によれば、超音波伝播時間の測定誤差（変動）を小さくすることができ、粗骨材の動弾性係数を精度よく求めることができる。

（１）粗骨材
前記（Ａ）工程において測定に供する粗骨材の最長径は、通常、１５ｍｍ以上であり、２０ｍｍ以上が好ましく、２５ｍｍ超がより好ましい。粗骨材の最長径が１５ｍｍ未満では、超音波の伝播距離が短いため、超音波伝播時間の測定値の誤差が大きくなる傾向がある。
ここで最長径とは、粗骨材１個がちょうど納まる直方体を考え、この直方体を形成する３種の直行する線（縦線、横線および高さの線）のうち、最長の線およびその線の長さをいう。

また、該工程において測定に供する粗骨材の状態は、風乾状態が好ましく、絶乾状態がより好ましい。ここで絶乾状態とは、粗骨材の質量が恒量になるまで乾燥した状態をいう。この粗骨材の状態を含水率で示すと、含水率が２．０質量％以下の粗骨材が好ましく、１．０質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下がさらに好ましい。該含水率が２．０質量％を超えると、超音波伝播時間の測定値の誤差が大きくなる傾向がある。

（２）超音波伝播時間の測定
該測定では、図９に示すように、粗骨材の最長径の一端に、超音波伝播時間測定器８の発信子６を接触させるとともに、該粗骨材の最長径の他端に、該測定器の受信子７を接触させた状態で、該粗骨材における超音波の伝播時間を測定する。この測定方法では、粗骨材の最長径の両端を平面化する作業が不要となり、該測定の作業時間が、従来の方法に比べて大幅に短縮できる。
超音波伝播時間の測定に供する粗骨材の個数は、１０個以上が好ましい。粗骨材の測定個数が１０個以上であれば、該測定値の平均は、粗骨材の母集団の測定値の平均に収束する傾向がある。

ここで用いる超音波伝播時間測定器の発信子や受信子の外径は、粗骨材の大きさや、粗骨材の最長径の端部の形状などにもよるが、例えば、粗骨材の最長径の端部が鋭端な場合は、該外径は５０ｍｍ以下が好ましく、２５ｍｍ以下がより好ましく、１５ｍｍ以下がさらに好ましい。該外径が５０ｍｍ以上では、超音波伝播時間の測定値の誤差が大きくなる傾向がある。
超音波伝播時間の測定時の温度は、コンクリートが通常置かれる環境温度、例えば、６０℃程度以下なら、該測定値の変動は少なく、特に、制限されることはないが、一般には、１０〜４０℃の範囲が好ましい。

６．粗骨材のヤング率の測定方法
（１）粗骨材
粗骨材の絶乾密度は、１．５ｇ／ｃｍ^３以上が好ましく、２．０ｇ／ｃｍ^３以上がより好ましく、２．５ｇ／ｃｍ^３以上がさらに好ましい。該値が１．５ｇ／ｃｍ^３未満では、予測精度は低下する傾向にある。

（２）粗骨材のヤング率の測定方法
該測定方法は、粗骨材の原石から、直径３２ｍｍ、長さ６４ｍｍのコアを抜き取った後、該粗骨材のコアに圧縮載荷し、ひずみゲージ（例えば、検長３０ｍｍ。東京測器研究所製 ＰＦＬ−３０）を用いて該粗骨材の縦ひずみを測定して、応力―縦ひずみ曲線を求める。次に、前記応力―縦ひずみ曲線から、最大荷重の１／３に相当する応力と、縦ひずみが５０×１０^−６の時の応力とを結ぶ線分の勾配（ヤング率）を求める（図１０参照）。

７．粗骨材の乾燥収縮ひずみの測定方法
粗骨材の乾燥収縮ひずみの測定方法は、下記（ａ）〜（ｄ）のとおりである。
（ａ）粗骨材（１５〜２０ｍｍ程度の骨材粒）の一面を、研磨機（例えば、グラインダーやサンドペーパー）で研磨して滑面（平面）にした後、該滑面にひずみゲージ（例えば、検長２ｍｍ。東京測器研究所製 ＦＬＡ−２）を貼り付ける。
（ｂ）該貼り付け部の防水処理を行なった後、該防水処理を行った粗骨材を２０±２℃の水中に７日間浸漬する。
（ｃ）７日経過した後に粗骨材を取り出して、該粗骨材を温度２０±３℃、相対湿度６０±５％の室内に、１２日間静置して乾燥させる。
（ｄ）前記１２日間における粗骨材のひずみの変化量を、粗骨材の乾燥収縮ひずみとする（図１１参照）。

８．粗骨材の種類
前記各種測定に用いる粗骨材の種類は、特に制限されないが、玄武岩、安山岩、流紋岩、花崗岩、角閃岩、斑レイ岩等の火成岩や、石灰石、硬質砂岩、粘板岩、砂岩、凝灰岩等の堆積岩や、砂利などから選ばれる、少なくとも１種以上が挙げられる。かかる粗骨材は、天然骨材でも再生骨材でもよい。これらの粗骨材のうち、石灰石、硬質砂岩、粘板岩および凝灰岩は、堆積岩に包含される。

９．関係式の導出とコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測
前記コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と粗骨材の特性値から、前記（１）〜（３）式を用いて回帰係数を回帰分析（フィッティング）により算出して関係式を導出する。このようにして求めた関係式は、セメントや骨材の種類、および配合等が異なるコンクリートに対しても広範囲に適用でき汎用性が高い。そして、導出した関係式に、粗骨材の特性値を代入して、乾燥収縮ひずみの終局値を求める。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の測定
（１−１）使用材料
（i）セメント（略号：Ｃ、すべて太平洋セメント社製）
普通ポルトランドセメント（略号：ＮＣ）
高炉セメントＢ種（略号：ＢＢ）
中庸熱ポルトランドセメント（略号：ＭＣ）
低熱ポルトランドセメント（略号：ＬＣ）
（ii）細骨材（略号：Ｓ）：山砂（表乾密度２．５６ｇ／ｃｍ^３）
（iii）粗骨材（略号：Ｇ）：表乾密度２．６１ｇ／ｃｍ^３
（iv）水（略号：Ｗ）：水道水
（v）ＡＥ減水剤：リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤、商品名 ポゾリスＮｏ．７０［登録商標］、ＢＡＳＦ社製、
（vi）ＡＥ剤：商品名 マスターエア４０４［登録商標］、ＢＡＳＦ社製

（１−２）乾燥収縮ひずみ測定用の供試体の作製
表１に示す配合に従い、前記の各材料を容量５０リッターのパン型ミキサに一括して投入し、２分間混練した後、混練物を内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打設して成形し、コンクリートを得た。次に、該コンクリートを２０℃で１日間湿空養生した後に脱型し、さらに２０℃で７日間水中養生した。水中養生した後、コンクリートの高さ方向の中央部付近を切断して、直径１０ｃｍ、厚さ１ｃｍの乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を３個作製した。

（１−３）供試体の乾燥収縮ひずみの測定
前記乾燥収縮ひずみ測定用の供試体１を、室温２０±２℃、相対湿度６０±５％の条件で乾燥した。そして、乾燥期間７日毎に、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を、該供試体の周囲の側面が、図１に示す乾燥収縮ひずみ測定装置の位置決め治具３と接触するように台座２に載置した後、レーザー変位計４を用いて、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定した。なお、本実施例では、１個の供試体に対して３箇所（図１の点ａ、点ｂ、および点ｃ）でレーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定して、この平均値を当該供試体の乾燥収縮ひずみの終局値として算出し、さらに、この３個の供試体の乾燥収縮ひずみ（平均値）を平均して、全体の乾燥収縮ひずみの終局値を算出した。その結果を図１２と表２に示す（ただし、図１２では、乾燥期間５６日以降のデータの一部の記載を省略した）。
また、比較のため、ＪＩＳ Ａ １１２９-２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法 第２部：コンタクトゲージ方法」（ＪＩＳ法）に準拠して、前記コンクリートＡ〜Ｄの乾燥収縮ひずみを測定した。その結果を図１２と表２に併記した。

図１２に示すように、いずれのコンクリートも、乾燥収縮ひずみの終局値は、ＪＩＳ法では乾燥期間が１年以上経過しなければ得られないのに対し、本発明によれば、供試体の乾燥速度が大きいため、乾燥収縮ひずみの終局値は、乾燥期間が５０日以内という早期に精度よく得られる。

２．乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の測定
（２−１）使用材料
（i）セメント（略号：Ｃ）：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（ii）細骨材（略号：Ｓ）：山砂（表乾密度２．５６ｇ／ｃｍ^３）
（iii）粗骨材Ａ（略号：Ｇ）：表乾密度２．７１ｇ／ｃｍ^３
（iv）粗骨材Ｂ（略号：Ｇ）：表乾密度２．６１ｇ／ｃｍ^３
（v）水（略号：Ｗ）：水道水
（vi）減水剤（略号：ＳＰ）：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、商品名 マスターグレニウムＳＰ８ＳＶ［登録商標］、ＢＡＳＦ社製、
（vii）空気量調整剤：商品名 マスターエア４０４（ＢＡＳＦ社製）

（２−２）乾燥収縮ひずみ測定用の供試体の作製
乾燥収縮ひずみ測定用の供試体の作製方法は、表３に示す配合を用いた以外は、段落００３９に記載の乾燥収縮ひずみ測定用の供試体の作製方法と同じである。

（２−３）供試体の乾燥収縮ひずみの測定
乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を、図７に示す乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）の台座に固定した支持部材に、該供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように載置したまま、室温２０±２℃、相対湿度６０±５％の条件で乾燥した。そして、乾燥期間１日毎に、対向する２組のレーザー変位計を用いて、供試体の４点の位置の乾燥収縮ひずみを測定し、３個の供試体の乾燥収縮ひずみの終局値の平均値を算出した。
また、比較のため、ＪＩＳ Ａ １１２９-２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法 第２部：コンタクトゲージ方法」（ＪＩＳ法）に準拠して、配合１と配合２のコンンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を測定した。配合１と配合２のコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の測定結果を、それぞれ図１３と１４に示す。

乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いて測定した、配合１のコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値は７６０μであり、ＪＩＳ法における乾燥日数が４６０日の乾燥収縮ひずみは７４５μであった。ちなみに、配合物１を用いたＪＩＳ法において、乾燥日数が４６０日での乾燥収縮ひずみの誤差は、±１００μと考えられるから、４６０日での乾燥収縮ひずみは終局値と考えてもよい。そして、本発明で測定した乾燥収縮ひずみの終局値(７６０μ)×０．９は６８４μであり、ＪＩＳ法に準じて測定した乾燥期間６か月の乾燥収縮ひずみの実測値（７０２μ）とは、２．６％（＝１００×（７０２−６８４）／７０２）の僅差で一致している。
また、配合２を用いた本発明における乾燥収縮ひずみの終局値は１２６０μであり、ＪＩＳ法における乾燥日数が４６０日の乾燥収縮ひずみは１２５０μであった。そして、本発明で測定した乾燥収縮ひずみの終局値(１２６０μ)×０．９は１１３４μであり、ＪＩＳ法に準じて測定した乾燥期間６か月の乾燥収縮ひずみの実測値（１１８５μ）とは４．３％（＝１００×（１１８５−１１３４）／１１８５）の僅差で一致している。

１ 供試体
２ 台座
３ 位置決め治具
４ レーザー変位計（ただし、黒色の矢印はレーザーを示す。）
５ 支持部材
６ 発信子
７ 受信子
８ 超音波伝播時間測定器

Claims (2)

1. 下記の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）を用いて測定したコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値と、当該コンクリートに用いた粗骨材（Ａ）の特性値の関係式を求める工程と、
   該関係式に粗骨材（Ｂ）の特性値を代入して、粗骨材（Ｂ）を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値を予測する工程を、
   少なくとも含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法。
   ＜乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_１）＞
   １個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座、および、該供試体の位置決め治具、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
   ＜乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ_２）＞
   ２個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
2. 前記粗骨材の特性値が、粗骨材の動弾性係数、粗骨材のヤング率、および粗骨材の乾燥収縮ひずみから選ばれる１種である、請求項１に記載のコンクリートの乾燥収縮ひずみの終局値の予測方法。