JP4029309B2 - Concrete explosion depth prediction method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの表面に爆裂により生じる剥離深さを予測するためのコンクリートの爆裂深さ予測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高強度コンクリートは、火災時において爆裂を生じやすいことが一般に知られている。火災時におけるコンクリートの爆裂防止方法に関する従来技術としては、ａ）コンクリートの周囲を耐火被覆的な機能を有する材料により保護する方法、ｂ）コンクリートを強制乾燥する方法、などが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ａ）の方法では、火災中に耐火被覆的な機能を有する材料が脱落すると、被覆を失ったコンクリート表面は急激な熱衝撃を受けるため爆裂を生じる可能性が高い。また、もし耐火被覆的機能を有する材料が脱落しなくても、部材断面が被覆厚さ分大きくなることになり、建築物のサービサビリティが低下する。
【０００４】
また、上記ｂ）の方法は、強制乾燥する時期によっては、セメントが水和するために必要な水分も奪ってしまう可能性があること、乾燥によるひび割れが誘発される可能性があること、どの程度までコンクリートの含水率を低減すればよいか目安が明確でないことなどの問題点があり、現実的には極めて困難であると考えられる。
【０００５】
したがって、構造物の強度に影響を与えない範囲内での爆裂現象を許容しつつ、爆裂によるコンクリートの剥離深さを許容範囲内に制御する技術が求められている。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明においては、コンクリートの剥離深さを制御するために、剥離深さを予想するための技術を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載のコンクリートの爆裂深さ予測方法は、コンクリートの表面に爆裂により生じる剥離深さを予測するための方法であって、
前記コンクリートを構成するモルタル内部において加熱時に生じる水蒸気圧により前記モルタル内部に発生することが予想される引張応力と、前記モルタルの引張強度との比によって定義された爆裂指標と爆裂深さとの関係を、所定の条件において調合されたコンクリートについて加熱実験を行うことにより予め求めておくことにより、
前記所定の条件においてコンクリートを調合する際に、前記爆裂指標により、調合されたコンクリートにおいて爆裂により発生が予想される剥離深さを予想することを特徴としている。
なお、所定の条件とは、例えば、コンクリート中に混入される混和材料（例えばシリカヒューム）の混入率が該当する。
【０００８】
請求項２記載のコンクリートの爆裂深さ予想方法は、請求項１記載のコンクリートの爆裂深さ予測方法であって、
前記爆裂指標を以下のように定義したことを特徴としている。
【０００９】
（爆裂指標Ｂ）＝σt／ｆct
ただし、σt＝α・Ｐs・ｒ／ｄ
ｒ＝（Ｌ2・Ｐ／π）1/2
ｄ＝（Ｌ−２ｒ）／２
ここに、ｆct：前記モルタルの引張強度、
σt：水蒸気圧に起因する引張応力
Ｐ：前記モルタルの空隙率、
Ｐs：空隙の飽和度
Ｌ：前記モルタル内において想定された正方形の単位領域の一辺の長さ、
α：前記モルタル内の飽和度を圧力に換算する係数。
【００１０】
請求項３記載のコンクリートの爆裂深さ予想方法は、請求項２記載のコンクリートの爆裂深さ予測方法であって、
前記モルタルの空隙率および空隙の飽和度を以下のように定義したことを特徴としている。
【００１１】
モルタルの空隙率：Ｐ＝Ｖm＋Ｖair
空隙の飽和度Ｐs＝Ｖm／Ｐ
ここに、Ｖm：モルタル中の体積含水率、
Ｖair：フレッシュ時のモルタル中の空気量。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本発明は、耐火構造の防火区画内で想定されるような標準的な火災時におけるコンクリートの爆裂を、コンクリート強度（引張強度）、コンクリートの含水率およびコンクリートの空隙率の３つの要因により予測する技術である。
【００１３】
ここに、コンクリートの爆裂現象は、火災時に、モルタル内部に含まれている水蒸気の膨張圧が高まり、また非定常熱応力が生じることにより発生するものであると考えられるため、モルタル内部の含水率が大きいほど、爆裂の規模は大きくなると仮定することができる。
【００１４】
一方、コンクリート中に含まれる空隙は、火災時にコンクリート内部の水蒸気を外部へ放出させる機能を有すると考えられるから、モルタル内部の空隙率が大きいほど爆裂の規模は小さくなると仮定することができる。
【００１５】
したがって、ここでは、モルタルの空隙率：Ｐ、および、空隙の飽和度：Ｐsを以下のように表すとともに、爆裂の原因となるモルタル内部に加熱時に生じる水蒸気圧が、空隙の飽和度：Ｐsに比例すると仮定した。
【００１６】
モルタルの空隙率：Ｐ＝Ｖm＋Ｖair
空隙の飽和度：Ｐs＝Ｖm／Ｐ
ここに、Ｖm：モルタル中の体積含水率
Ｖair：フレッシュ時のモルタル中の空気量。
【００１７】
また、空隙の飽和度：Ｐsと爆裂深さとを関連づけるために、次のような仮定を行う。すなわち、モルタル内に、図１のように、一辺が単位長さＬの領域Ｒを想定し、この領域Ｒの空隙率分に相当する半径ｒの円を考え、この円内の領域で水蒸気圧が発生するものとすると、力の釣り合いにより、厚さｄのモルタル部分には、円で示される空隙の飽和度に比例する水蒸気圧によって、以下に示す引張応力σtが発生すると考えられる。
【００１８】
すなわち、
σt＝α・Ｐs・ｒ／ｄ
ただし、図１より、
ｒ＝（Ｌ2・Ｐ／π）1/2
ｄ＝（Ｌ−２ｒ）／２
ここに、σt：水蒸気圧に起因する引張応力
Ｐ：前記モルタルの空隙率、
Ｐs：空隙の飽和度
Ｌ：前記モルタル内において想定された正方形の単位領域の一辺の長さ、
α：前記モルタル内の飽和度を圧力に換算する係数。
【００１９】
さらに、爆裂現象のもう一つの支配要因として、モルタルの引張強度を考えると、以下のように爆裂指標を定義することができる。
（爆裂指標Ｂ）＝σt／ｆct
ここに、ｆct：前記モルタルの引張強度、
【００２０】
そして、この爆裂指標Ｂと、爆裂深さとの関係を、あらかじめ実験により求めておくことにより、逆に、製造されたコンクリートについて、爆裂指標Ｂを用いて、発生が予想される爆裂深さを求めるようにする。
【００２１】
次に、上式で定義される爆裂指標Ｂと爆裂深さとの関係の実験結果について説明する。
ここでは、材齢２８日の10cm×10cm×40cmのコンクリート供試体を、加熱実験の前日まで標準養生するとともに、各供試体を水平加熱炉上に長軸方向が水平となるように設置し、加熱炉内に面する下面のみが10cm×30cmの範囲で加熱されるように実験を行った。加熱は、ＩＳＯ８３４に規定される標準加熱温度曲線に準じた１時間加熱とした。加熱後には、各供試体の加熱面の爆裂深さを縦横２ｃｍ間隔、計９６点測定した。
【００２２】
また、この場合に用いたコンクリートの使用材料を表１に、調合、空気量および加熱実験時（材齢２８日）における圧縮強度と含水率を表２に示す。セメントには、高ビーライト系セメント、細骨材には、陸砂、粗骨材には、硬質砂岩砕石を使用した。水結合材比は２０，２５，３０％の３水準とし、シリカヒューム（ＳＦ）を混入する場合は、セメント量に対して内割りで５％とした。
【００２３】
【表１】
【表２】
爆裂指標Ｂと測定された爆裂深さとの関係を図２に示す。なお、爆裂指標Ｂを算出するにあたっては、モルタルの引張強度：ｆctをコンクリートの圧縮強度の１／１８に仮定するとともに、モルタル内の飽和度を圧力に換算する係数：αをα＝１と仮定している。また、図中、●で示すものは、シリカフューム（ＳＦ）無混入の場合の爆裂深さの平均値、○で示すものは、シリカフューム（ＳＦ）無混入の場合の爆裂深さの最大値、■で示すものは、シリカフューム（ＳＦ）混入の場合の爆裂深さの平均値、□で示すものは、シリカフューム（ＳＦ）無混入の場合の爆裂深さの最大値である。
【００２６】
図２から、シリカヒューム（ＳＦ）の混入の有無にかかわらず、爆裂指標Ｂの値が大きいほど爆裂が大きくなっており、モルタル内部の水蒸気圧がモルタルの引張強度に対して相対的に大きくなるに従い爆裂の程度が大きくなる傾向にあることが理解される。シリカヒューム（ＳＦ）を混入するかしないかで、爆裂指標Ｂと爆裂深さとの関係に違いがあるが、これはコンクリートの透気性、透水性などが、シリカヒュームの混入の有無により異なる可能性があることを示唆していると考えられる。
【００２７】
また、図３は、他の実験結果を示す図である。ここでは、コンクリートの水結合材比（Ｗ／Ｂ）が２５〜４８％とされ、コンクリートの使用粗骨材として石灰岩砕石を用いている。また、シリカヒュームの混入率は０％とされている。また、図中、△で示すものは、爆裂深さの最大値を表し、▲で示すものは、爆裂深さの平均値を表している。
【００２８】
この実験結果においても、同様に、モルタル内部の水蒸気圧がモルタルの引張強度に対して相対的に大きくなるに従い爆裂の程度が大きくなる傾向が得られている。
【００２９】
以上により、コンクリートの表面に爆裂により生じる剥離深さを予測するために、モルタル内部において加熱時に生じる水蒸気圧によりモルタル内部に発生することが予想される引張応力と、モルタルの引張強度との比によって定義された爆裂指標Ｂを、所定の条件において調合されたコンクリートについて加熱実験を複数回行うことによりあらかじめ求めておけば、この所定の条件においてコンクリートを調合する際に、爆裂指標Ｂにより、調合されたコンクリートにおいて爆裂により発生が予想される剥離深さを予測することが可能となる。なお、ここで所定の条件とは、例えばシリカヒュームの混入率を指す。
【００３０】
そして、具体的には、爆裂指標Ｂを以下のように定義することが好適である。（爆裂指標Ｂ）＝σt／ｆct
ただし、σt＝α・Ｐs・ｒ／ｄ
ｒ＝（Ｌ2・Ｐ／π）1/2
ｄ＝（Ｌ−２ｒ）／２
Ｐ＝Ｖm＋Ｖair、
Ｐs＝Ｖm／Ｐ
ここに、ｆct：前記モルタルの引張強度、
σt：水蒸気圧に起因する引張応力
Ｐ：前記モルタルの空隙率、
Ｐs：空隙の飽和度
Ｌ：前記モルタル内において想定された正方形の単位領域の一辺の長さ、
α：前記モルタル内の飽和度を圧力に換算する係数、
Ｖm：モルタル中の体積含水率、
Ｖair：フレッシュ時のモルタル中の空気量。
【００３１】
このような爆裂指標Ｂは、コンクリート強度（引張強度）、コンクリートの含水率、および、コンクリートの空隙率の３つの要因により調整することができるものであり、さらに、これら３つの要因のうち、コンクリート強度とコンクリートの空隙率は、コンクリートの調合時および製造時に制御が可能であるから、コンクリートの調合時および製造時に、あらかじめ発生の予想される爆裂深さを予測することが可能であり、これを構造物の設計にフィードバックさせることによって、構造物の火災時の安全性を確保することが可能となる。
【００３２】
さらに、爆裂深さを安全範囲内に制御するようにすれば、従来と異なり、コンクリートの周囲を耐火被覆的な機能を有する材料により保護する方法、や、コンクリートを強制乾燥する方法などを採用する必要がないため、部材断面の増大に伴い構造物のサービサビリティが低下したり、コンクリートの水和反応が不十分となり、乾燥によるひび割れが誘発されることを避けることができる。さらに、どの程度までコンクリートの含水率を低減すればよいかについての目安も明確とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリートの爆裂深さ予測方法においては、コンクリート強度（引張強度）、コンクリートの含水率、および、コンクリートの空隙率の３つの要因により調整することの可能な爆裂指標を用いて、その爆裂指標と爆裂深さとの関係を、所定の条件において調合されたコンクリートについて加熱実験を行うことにより予め求めておくことによって、そのコンクリートの爆裂深さを予測するようにしているために、コンクリートの調合時および製造時に、あらかじめ発生の予想される爆裂深さを予測することが可能であり、これを構造物の設計にフィードバックさせることによって、構造物の火災時の安全性を確保することが可能となる。さらに、爆裂深さを安全範囲内に制御するようにすれば、従来と異なり、コンクリートの周囲を耐火被覆的な機能を有する材料により保護する方法や、コンクリートを強制乾燥する方法などを採用する必要がないため、部材断面の増大に伴い構造物のサービサビリティが低下したり、コンクリートの水和反応が不十分となり、乾燥によるひび割れが誘発されることを避けることができる。さらに、どの程度までコンクリートの含水率を低減すればよいかについての目安も明確とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を示す図であって、爆裂指標の算定にあたって、コンクリート内部の水蒸気圧によりモルタル内部に発生する応力状態を求めるために、コンクリート内部に想定された正方形領域の概略図である。
【図２】 本発明において定義された爆裂指標と爆裂深さとの関係の実験結果を示すグラフである。
【図３】 同、他の実験結果を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete explosion depth prediction method for predicting a delamination depth caused by explosion on a concrete surface.
[0002]
[Prior art]
It is generally known that high-strength concrete tends to explode in the event of a fire. Examples of conventional techniques relating to a method for preventing explosion of concrete during a fire include a) a method of protecting the concrete periphery with a material having a fireproof covering function, and b) a method of forcibly drying concrete.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method a) described above, when a material having a fireproof covering function is dropped during a fire, the concrete surface that has lost the covering is subjected to a rapid thermal shock, so that there is a high possibility of explosion. Moreover, even if the material having the fireproof covering function does not fall off, the member cross section becomes larger by the covering thickness, and the serviceability of the building is lowered.
[0004]
In addition, the above method b) may cause the moisture necessary for the cement to hydrate depending on the time of forced drying, may cause cracks due to drying, There is a problem that the guideline is not clear whether the moisture content of concrete should be reduced to a certain extent, and it is considered that it is extremely difficult in practice.
[0005]
Therefore, there is a need for a technique for controlling the delamination depth of concrete due to explosion within an allowable range while allowing an explosion phenomenon within a range that does not affect the strength of the structure.
[0006]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a technique for predicting the peeling depth in order to control the peeling depth of concrete.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the method for predicting the explosion depth of concrete according to claim 1 is a method for predicting the delamination depth caused by explosion on the surface of the concrete,
The relationship between the explosion index defined by the ratio of the tensile stress expected to be generated inside the mortar due to the water vapor pressure generated during heating inside the mortar constituting the concrete and the explosion depth, and the explosion depth. By obtaining in advance by conducting a heating experiment on the concrete mixed in a predetermined condition ,
When mixing concrete under the predetermined conditions, the delamination depth expected to be generated by explosion in the prepared concrete is predicted by the explosion index.
Note that the predetermined condition corresponds to, for example, the mixing ratio of an admixture (for example, silica fume) mixed in concrete.
[0008]
The method for predicting the explosion depth of concrete according to claim 2 is the method for predicting the explosion depth of concrete according to claim 1,
The explosion index is defined as follows.
[0009]
(Explosion index B) = σ t / f ct
However, σ t = α · P s · r / d
r = (L 2 · P / π) 1/2
d = (L-2r) / 2
Where f ct : tensile strength of the mortar,
σ t : tensile stress resulting from water vapor pressure P: porosity of the mortar,
P s : Saturation degree of the gap L: Length of one side of the square unit region assumed in the mortar,
α: A coefficient for converting the degree of saturation in the mortar into a pressure.
[0010]
The concrete explosion depth prediction method according to claim 3 is the concrete explosion depth prediction method according to claim 2,
The porosity and saturation of the mortar are defined as follows.
[0011]
Mortar porosity: P = V m + V air
Void saturation P s = V m / P
Where V m is the volumetric water content in the mortar,
V air : The amount of air in the mortar when fresh.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention predicts a concrete fire explosion during a standard fire as assumed in a fireproof section of a fireproof structure by three factors: concrete strength (tensile strength), concrete moisture content, and concrete porosity. Technology.
[0013]
Here, the concrete explosion phenomenon is thought to be caused by an increase in the expansion pressure of water vapor contained in the mortar and the occurrence of unsteady thermal stress during a fire. It can be assumed that the larger the is, the larger the explosion will be.
[0014]
On the other hand, since the voids contained in the concrete are considered to have a function of releasing water vapor inside the concrete to the outside in the event of a fire, it can be assumed that the larger the porosity inside the mortar, the smaller the explosion scale.
[0015]
Therefore, here, the porosity of the mortar: P and the saturation of the void: P s are expressed as follows, and the water vapor pressure generated during heating inside the mortar causing the explosion is the saturation of the void: P Assumed to be proportional to s .
[0016]
Mortar porosity: P = V m + V air
Void saturation: P s = V m / P
Here, V m : volumetric water content in the mortar V air : the amount of air in the mortar when fresh.
[0017]
Further, in order to correlate the degree of void saturation: P s and the explosion depth, the following assumptions are made. That is, as shown in FIG. 1, a region R having a unit length L on one side is assumed in the mortar, and a circle having a radius r corresponding to the porosity of the region R is considered. Is generated, it is considered that the following tensile stress σ t is generated in the mortar portion of the thickness d due to the balance of force due to the water vapor pressure proportional to the degree of saturation of the voids indicated by circles.
[0018]
That is,
σ t = α · P s · r / d
However, from FIG.
r = (L 2 · P / π) 1/2
d = (L-2r) / 2
Where σ t : tensile stress resulting from water vapor pressure P: porosity of the mortar,
P s : Saturation degree of the gap L: Length of one side of the square unit region assumed in the mortar,
α: A coefficient for converting the degree of saturation in the mortar into a pressure.
[0019]
Furthermore, considering the tensile strength of mortar as another controlling factor of the explosion phenomenon, the explosion index can be defined as follows.
(Explosion index B) = σ t / f ct
Where f ct : tensile strength of the mortar,
[0020]
Then, the relationship between the explosion index B and the explosion depth is obtained in advance by experiments, and conversely, the explosion depth that is expected to occur is obtained for the manufactured concrete using the explosion index B. Like that.
[0021]
Next, the experimental result of the relationship between the explosion index B defined by the above equation and the explosion depth will be described.
Here, 10 cm × 10 cm × 40 cm concrete specimens of 28 days of age are standard-cured until the day before the heating experiment, and each specimen is placed on a horizontal heating furnace so that the long axis direction is horizontal, The experiment was conducted so that only the lower surface facing the heating furnace was heated in the range of 10 cm × 30 cm. The heating was performed for 1 hour in accordance with the standard heating temperature curve defined in ISO834. After heating, the explosion depth of the heating surface of each specimen was measured at a distance of 2 cm in length and width, for a total of 96 points.
[0022]
In addition, Table 1 shows materials used for the concrete used in this case, and Table 2 shows blending, air content, and compressive strength and moisture content at the time of the heating experiment (material age 28 days). High belite cement was used as the cement, land sand was used as the fine aggregate, and hard sandstone crushed stone was used as the coarse aggregate. The water binder ratio was set at three levels of 20, 25, and 30%, and when silica fume (SF) was mixed, the ratio was set to 5% with respect to the cement amount.
[0023]
[Table 1]
[Table 2]
FIG. 2 shows the relationship between the explosion index B and the measured explosion depth. In calculating the explosion index B, the tensile strength of the mortar: f ct is assumed to be 1/18 of the compressive strength of the concrete, and the coefficient for converting the saturation in the mortar into pressure: α is α = 1. Assumes. In the figure, the symbol ● indicates the average value of the explosion depth when silica fume (SF) is not mixed, the symbol ○ indicates the maximum value of the explosion depth when silica fume (SF) is not mixed, What is indicated by is the average value of the explosion depth when silica fume (SF) is mixed, and what is indicated by □ is the maximum value of the explosion depth when silica fume (SF) is not mixed.
[0026]
From FIG. 2, regardless of the presence or absence of silica fume (SF), the larger the value of the explosion index B, the larger the explosion, and the water vapor pressure inside the mortar becomes relatively larger than the tensile strength of the mortar. It is understood that the degree of explosion tends to increase according to Depending on whether or not silica fume (SF) is mixed, there is a difference in the relationship between the explosion index B and the explosion depth, which may be different depending on whether silica fume is mixed or not. It is thought that there is.
[0027]
FIG. 3 is a diagram showing another experimental result. Here, the water binder ratio (W / B) of concrete is 25 to 48%, and limestone crushed stone is used as the coarse aggregate used for concrete. Moreover, the mixing rate of silica fume is set to 0%. Further, in the figure, the symbol Δ indicates the maximum value of the explosion depth, and the symbol Δ indicates the average value of the explosion depth.
[0028]
Similarly, in this experimental result, there is a tendency that the degree of explosion increases as the water vapor pressure inside the mortar increases relative to the tensile strength of the mortar.
[0029]
From the above, in order to predict the delamination depth caused by explosion on the concrete surface, the ratio of the tensile stress expected to occur inside the mortar due to the water vapor pressure generated during heating inside the mortar and the tensile strength of the mortar If the defined explosion index B is obtained in advance by performing a plurality of heating experiments on the concrete mixed under the predetermined condition, the concrete is mixed with the explosion index B when the concrete is mixed under the predetermined condition. It is possible to predict the delamination depth expected to occur due to explosion in concrete. Here, the predetermined condition indicates, for example, a mixing rate of silica fume.
[0030]
Specifically, it is preferable to define the explosion index B as follows. (Explosion index B) = σ t / f ct
However, σ t = α · P s · r / d
r = (L 2 · P / π) 1/2
d = (L-2r) / 2
P = V m + V air ,
P s = V m / P
Where f ct : tensile strength of the mortar,
σ t : tensile stress resulting from water vapor pressure P: porosity of the mortar,
P s : Saturation degree of the gap L: Length of one side of the square unit region assumed in the mortar,
α: coefficient for converting the degree of saturation in the mortar into pressure,
V m : volumetric water content in the mortar,
V air : The amount of air in the mortar when fresh.
[0031]
Such an explosion index B can be adjusted by three factors of concrete strength (tensile strength), moisture content of concrete, and porosity of concrete, and among these three factors, concrete can be adjusted. Since the strength and porosity of concrete can be controlled at the time of mixing and manufacturing concrete, it is possible to predict the expected explosion depth in advance during mixing and manufacturing of concrete. By providing feedback to the design of the structure, it is possible to ensure the safety of the structure in the event of a fire.
[0032]
Furthermore, if the explosion depth is controlled within a safe range, unlike the conventional method, a method of protecting the surroundings of the concrete with a material having a fireproof covering function or a method of forcibly drying the concrete is adopted. Since it is not necessary, the serviceability of the structure is lowered as the member cross section is increased, and the hydration reaction of the concrete is insufficient, so that it is possible to avoid the occurrence of cracking due to drying. Furthermore, it is possible to clarify how much the moisture content of concrete should be reduced.
[0033]
【The invention's effect】
As explained above, in the concrete explosion depth prediction method of the present invention, the explosion index that can be adjusted by three factors: concrete strength (tensile strength), concrete moisture content, and concrete porosity. The explosive depth of the concrete is predicted by preliminarily obtaining the relationship between the explosive index and the explosive depth by conducting a heating experiment on the concrete prepared under a predetermined condition . Therefore, it is possible to predict the expected explosion depth at the time of concrete mixing and manufacturing, and by feeding this back to the design of the structure, it is possible to improve the safety of the structure in the event of a fire. It can be secured. Furthermore, if the explosion depth is controlled within a safe range, unlike conventional methods, it is necessary to adopt a method that protects the surroundings of the concrete with a material having a fireproof covering function or a method of forced drying of concrete. Therefore, it is possible to avoid the deterioration of the serviceability of the structure as the member cross-section increases, the hydration reaction of the concrete being insufficient, and the induction of cracks due to drying. Furthermore, it is possible to clarify how much the moisture content of concrete should be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a square region assumed inside a concrete in order to obtain a stress state generated in the mortar by the water vapor pressure inside the concrete when calculating an explosion index. FIG.
FIG. 2 is a graph showing experimental results of the relationship between the explosion index and the explosion depth defined in the present invention.
FIG. 3 is a graph showing other experimental results.
Claims (3)
前記コンクリートを構成するモルタル内部において加熱時に生じる水蒸気圧により前記モルタル内部に発生することが予想される引張応力と、前記モルタルの引張強度との比によって定義された爆裂指標と爆裂深さとの関係を、所定の条件において調合されたコンクリートについて加熱実験を行うことにより予め求めておくことにより、
前記所定の条件においてコンクリートを調合する際に、前記爆裂指標により、調合されたコンクリートにおいて爆裂により発生が予想される剥離深さを予想することを特徴とするコンクリートの爆裂深さ予測方法。A method for predicting the delamination depth caused by explosion on the surface of concrete,
The relationship between the explosion index defined by the ratio of the tensile stress expected to be generated inside the mortar due to the water vapor pressure generated during heating inside the mortar constituting the concrete and the explosion depth, and the explosion depth. By obtaining in advance by conducting a heating experiment on the concrete mixed in a predetermined condition ,
A concrete explosion depth prediction method characterized in that, when concrete is mixed under the predetermined condition, a delamination depth expected to be generated by explosion in the prepared concrete is predicted from the explosion index.
（爆裂指標Ｂ）＝σt／ｆct
ただし、σt＝α・Ｐs・ｒ／ｄ
ｒ＝（Ｌ2・Ｐ／π）1/2
ｄ＝（Ｌ−２ｒ）／２
ここに、ｆct：前記モルタルの引張強度、
σt：水蒸気圧に起因する引張応力
Ｐ：前記モルタルの空隙率、
Ｐs：空隙の飽和度
Ｌ：前記モルタル内において想定された正方形の単位領域の一辺の長さ、
α：前記モルタル内の飽和度を圧力に換算する係数。The concrete explosion depth prediction method according to claim 1, wherein the explosion index is defined as follows.
(Explosion index B) = σ t / f ct
However, σ t = α · P s · r / d
r = (L 2 · P / π) 1/2
d = (L-2r) / 2
Where f ct : tensile strength of the mortar,
σ t : tensile stress resulting from water vapor pressure P: porosity of the mortar,
P s : Saturation degree of the gap L: Length of one side of the square unit region assumed in the mortar,
α: A coefficient for converting the degree of saturation in the mortar into a pressure.
前記モルタルの空隙率および空隙の飽和度を以下のように定義したことを特徴とするコンクリートの爆裂深さ予測方法。
モルタルの空隙率：Ｐ＝Ｖm＋Ｖair、
空隙の飽和度Ｐs＝Ｖm／Ｐ
ここに、Ｖm：モルタル中の体積含水率
Ｖair：フレッシュ時のモルタル中の空気量。A method for predicting a concrete explosion depth according to claim 2,
A method for predicting the explosion depth of concrete, wherein the porosity of the mortar and the degree of saturation of the void are defined as follows.
Mortar porosity: P = V m + V air ,
Void saturation P s = V m / P
Here, V m : volumetric water content in the mortar V air : the amount of air in the mortar when fresh.
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