JP4195176B2

JP4195176B2 - Crack judgment method at the early age of high strength reinforced concrete members, crack judgment device at the young age of high strength reinforced concrete members, curing method and curing period for high strength reinforced concrete members, and high strength How to place reinforced concrete

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Publication number: JP4195176B2
Application number: JP2000233255A
Authority: JP
Inventors: 政典河野; 佳寛桝田; 隆上西; 伸治萩原
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP2002048690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れの判定方法、高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置、高強度の鉄筋コンクリート部材の養生方法と養生期間を決定する装置および高強度の鉄筋コンクリートの打設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高層のＲＣ（鉄筋コンクリート）造やＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）造などの建築物において、３６Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有する高強度コンクリートが多く用いられている。そのような高強度コンクリートは、使用されるセメント量が多く、単位セメント量が大きいので、打設されて硬化する際の水和反応による発熱量が大きい。そのため、高強度コンクリートを打設されてなる部材において、部材の表面に近い部分は上記熱が部材の外部に放出される一方、部材の中央に近い部分は熱が放出され難くくて蓄積されるので、部材の表面部分と中央部分との間で温度差が生じる。しかしながら、コンクリート部材は全ての部分が略同時に硬化するので、コンクリート部材の中央部分は温度上昇による膨張が拘束される。その結果、いわゆる内部拘束による温度ひずみが起こって、コンクリート部材の表面に引張応力が作用してひび割れが生じる。特に、コンクリート打設後２日程度までの若材齢時において、上記温度ひずみによるひび割れが起こりやすい。この温度ひずみによる応力は発生する機構が明らかにされていて、温度ひずみの応力を考慮したひび割れの判定方法が多数提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のひび割れ判定方法は、温度ひずみしか考慮されていないので不正確であるという問題がある。すなわち、高強度コンクリートは単位セメント量が大きいから、水和反応に伴う自己収縮量が大きい。この大きい収縮量がコンクリート部材の鉄筋によって拘束されるので、コンクリート部材のコンクリート部分に引張応力が生じて、ひび割れが起こる。つまり、高強度コンクリートにおいては、自己収縮ひずみもひび割れの原因であるにも拘らず、従来のひび割れの判定方法は温度ひずみしか考慮していなかったので、不正確であった。上記自己収縮ひずみの量は、セメントの種類やコンクリートの調合によって異なることは知られていたが、コンクリートの温度の影響は考慮されておらず、正確な自己収縮ひずみ量は予測されていなかった。
【０００４】
そのような状況において、本発明者は、自己収縮ひずみの量がコンクリートの温度によって変化することを発見し、コンクリートの温度に対応して自己収縮ひずみによる応力を求める方法を見出した。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、コンクリートの温度の影響を考慮して、高強度コンクリートの若材齢におけるひび割れを正確に判定できる判定方法と、その判定方法を利用したひび割れ判定装置、およびその判定結果に基づいた高強度コンクリートの打設方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れの判定方法は、高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れの判定方法であって、内部拘束による温度ひずみの発生を無視できる大きさの無筋の高強度コンクリート試験体による、設定した夫々のコンクリート温度下でのひずみ量の計測結果から、自己収縮ひずみとコンクリート温度と有効材齢との関係を表す近似式を導くステップと、
ひび割れを判定すべき上記鉄筋コンクリート部材における断面の平均温度と有効材齢とに基づいて、上記近似式により、上記鉄筋コンクリート部材の自己収縮ひずみを算定し、この自己収縮ひずみが上記鉄筋コンクリート部材中の主筋によって拘束されることにより上記鉄筋コンクリート部材のコンクリートに生じる応力を算定するステップと、
上記鉄筋コンクリート部材の断面における温度分布に基づいて、コンクリートの内部拘束による温度ひずみを算定し、この温度ひずみから応力を算定するステップと、
上記鉄筋コンクリート部材におけるコンクリートの自己収縮ひずみによる応力と、上記内部拘束による温度ひずみによる応力とを足し合わせて求められた初期材齢における上記鉄筋コンクリート部材のコンクリートの表面に生じる引張応力と、上記鉄筋コンクリート部材におけるコンクリートの引張強度とを比較して、上記コンクリートの表面に生じる引張応力が上記コンクリートの引張強度を上回ると、上記鉄筋コンクリート部材の表面にひび割れが生じると判定するステップと
を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の高強度コンクリートを用いた部材の若材齢時におけるひび割れの判定方法によれば、コンクリートの温度と有効材齢とに基づいて、自己収縮ひずみによる応力を求めるので、この応力は正確である。この正確な自己収縮ひずみによる応力と、温度ひずみによる応力とを考慮して、コンクリートに生じる応力が正確に求められる。この応力を上記コンクリートの引張強度と比較して、上記応力が引張強度よりも大きい場合はコンクリートにひび割れが生じると判定する。その結果、上記高強度コンクリートを用いた部材の若材齢時におけるひび割れが、従来の判定方法よりも精度良く判定される。
【０００８】
請求項２の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置は、高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れの判定装置であって、
鉄筋コンクリート部材の断面の寸法および配筋と、コンクリートの材料および調合と、コンクリート部材の養生方法と養生期間とに関するデータを入力するための入力手段と、
上記入力されたデータに基づいて、鉄筋コンクリート部材の断面におけるコンクリートの温度を算定する温度算定手段と、
上記コンクリートの温度部分および平均温度に基づいてコンクリートの有効材齢を算定する有効材齢算定手段と、
内部拘束による温度ひずみの発生を無視できる大きさの無筋の高強度コンクリート試験体による、設定した夫々のコンクリート温度下でのひずみ量の計測結果から、予め導いた自己収縮ひずみとコンクリート温度と有効材齢との関係を表す近似式が入力され、上記コンクリートの平均温度および有効材齢に基づいて、上記近似式により鉄筋コンクリート部材におけるコンクリートの自己収縮ひずみを求め、この自己収縮ひずみが鉄筋コンクリート部材中の主筋によって拘束されることによりコンクリートに生じる自己収縮応力を算定する自己収縮応力算定手段と、
上記コンクリートの温度分布および有効材齢に基づいて、鉄筋コンクリート部材におけるコンクリートの内部拘束による温度ひずみを求め、この温度ひずみから鉄筋コンクリート部材のコンクリートに生じる温度応力を算定する温度応力算定手段と、
上記有効材齢に基づいて、鉄筋コンクリート部材におけるコンクリートの引張強度を算定する引張強度算定手段と、
上記自己収縮応力および温度応力とを足し合わせて求められた初期材齢における鉄筋コンクリート部材の表面のコンクリートに生じる引張応力と、上記コンクリートの引張強度とを比較して、上記コンクリート部材の表面のコンクリートに生じる引張応力が上記コンクリート部材の引張強度を上回ると、上記コンクリート部材の表面にひび割れが発生すると判定する判定手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２による高強度コンクリートを用いた部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置によれば、入力手段によって入力されたコンクリート部材の断面の寸法および配筋と、コンクリートの材料および調合と、コンクリート部材の養生方法と養生期間とに関するデータとに基づいて、温度算定手段によって、上記コンクリートの温度履歴および温度分布を算定する。上記有効材齢算定手段は、上記コンクリートの温度履歴を用いてコンクリートの有効材齢を算定する。上記自己収縮応力算定手段は、上記有効材齢と、上記温度履歴とに基づいて、所定の時間におけるコンクリートに生じる自己収縮応力を正確に求める。さらに、上記温度応力算定手段は、上記有効材齢と、上記温度分布および温度履歴とに基づいて、コンクリート部材の所定の位置および時間におけるコンクリートの内部拘束によってコンクリートに生じる温度応力を正確に求める。上記引張強度算定手段は、上記有効材齢に基づいて、所定の時間におけるコンクリートの引張強度を求める。そして、上記判定手段は、上記自己収縮応力と内部拘束による温度応力とを足し合わせて正確に求められたコンクリートに生じる応力と、上記コンクリートの引張強度とを比較する。このとき、全てのコンクリート部材と全ての時系列において、コンクリートに生じる応力と引張強度とを比較して、上記コンクリートに生じる応力が引張強度よりも大きいと、上記判定手段はコンクリート部材にひび割れが生じると判断する。その結果、この高強度コンクリートを用いた部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置によって、コンクリート部材におけるひび割れが、従来の判定方法よりも精度良く判定される。
【００１０】
請求項３の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の養生方法と養生期間を決定する装置は、請求項２に記載の高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置を用いて、高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置であって、
上記コンクリート部材がひび割れると上記判定手段が判定した場合に、上記養生方法と養生期間とに関するデータを異なるデータに入れ換えるように要求する要求手段を備え、この入れ換えられた養生方法と養生期間とに関するデータに基づいて、上記判定を繰り返して養生方法と養生期間を決定することを特徴とする高強度の鉄筋コンクリート部材の養生方法と養生期間を決定することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置によれば、上記判定手段が、上記コンクリート部材がひび割れると判断した場合、高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置は、上記養生方法と養生期間とに関するデータを入れ換えるように要求する。すなわち、上記コンクリート部材に関して、例えばコンクリートを打設する際に用いられる型枠の材質や、コンクリートの打設後におけるコンクリート部材の保温方法あるいは冷却方法や、コンクリートを打設してから上記型枠を取り外すまでの時間などといった養生方法と養生期間とに関するデータを入れ換えて、この入れ換えられたデータに基づいて上記判定を繰り返す。その結果、上記判定手段によってコンクリート部材にひび割れが生じないと判断される養生方法と養生期間とに関するデータが得られる。
【００１２】
請求項４の発明の高強度の鉄筋コンクリートの打設方法は、請求項３による高強度の鉄筋コンクリート部材を用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置によって決定された養生方法と養生期間を用いて、高強度の鉄筋コンクリート部材を養生することを特徴としている。
【００１３】
請求項４の高強度コンクリートの打設方法によれば、上記判定手段によってコンクリート部材にひび割れが生じないと判断される養生方法と養生期間とを用いて、コンクリートを打設する。すなわち、コンクリート部材にひび割れが生じないと判断された例えばコンクリートを打設する際に用いられる型枠の材質や、コンクリートの打設後におけるコンクリート部材の保温方法あるいは冷却方法や、コンクリートを打設してから上記型枠を取り外すまでの時間などに従って、実際にコンクリートを打設するので、若材齢時においてひび割れのない高強度コンクリートによる部材が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態における高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置において実行される処理を、フローチャートによって示した図である。
【００１６】
まず、部材断面の寸法・配筋と、コンクリートの材料・調合に関するデータを入力手段によって入力する（Ｓ１）。次に、上記材料・調合のコンクリートを打設してからの養生方法・期間を上記入力手段によって入力する（Ｓ２）。上記入力手段によって入力されたデータに基づいて、数値解析によってコンクリート部材の温度履歴を計算する（Ｓ３）。この温度履歴は、実際にコンクリート部材の温度を計測して求めてもよい。続いて、上記温度履歴から、コンクリート部材の断面の温度分布ならびに部材の断面の平均温度を解析する（Ｓ４）。温度分布や平均温度についても、実際にコンクリート部材を計測して求めてもよい。上記温度履歴に基づいた温度分布および平均温度から、コンクリートの有効材齢を計算する（Ｓ５）。その後、Ｓ５で計算したコンクリートの有効材齢と、Ｓ４で求めた平均温度とに基づいて、自己収縮ひずみ量を算定する（Ｓ６）。一方、上記有効材齢から、その有効材齢におけるコンクリートの引張クリープ係数と、引張ヤング係数を算定する（Ｓ７）。上記自己収縮ひずみ量に基づいて、上記引張クリープ係数と引張ヤング係数とを用いて、自己収縮応力を計算する（Ｓ８）。また、部材の断面における温度分布に基づいて、引張クリープ係数と引張ヤング係数とを用いて、内部拘束による温度応力を計算する（Ｓ９）。上記自己収縮応力と、温度応力とを足し合わせて、コンクリート部材の表面のコンクリートに生じる引張応力σａを求める（Ｓ１０）。このコンクリート部材のコンクリートの引張強度Ｆｔを有効材齢から求めた（Ｓ１１）後、この引張強度Ｆｔの値と上記引張応力σａの値とを比較して、コンクリート部材のひびわれを判定する（Ｓ１２）。すなわち、引張応力σａの値が引張強度Ｆｔの値より大きい場合は、コンクリート部材はひび割れると判断して、引張応力σａの値が引張強度Ｆｔの値より小さい場合は、コンクリート部材はひび割れないと判断する。コンクリート部材がひび割れると判断されると、養生方法・期間に関して、この結果が導かれたデータと異なるデータを入力するように、操作者に促す（Ｓ１３）。養生方法・期間に関する新たなデータが入力されると、Ｓ３に戻って、上記新たなデータに基づいてＳ３からＳ１２までのステップを繰り返す。上記養生方法・期間によってひび割れが生じないと判断されると、Ｓ１４に進んで養生方法・期間が決定して、高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置の処理が終了する。
【００１７】
本実施の形態において、上記Ｓ６のステップで、コンクリート部材の平均温度およびコンクリートの有効材齢に基づいて、コンクリート部材におけるコンクリートの自己収縮ひずみを算定している。このときに用いられる算定式は、以下に説明するような実験によって導いている。
【００１８】
この実験は、高強度コンクリートからなる無筋の試験体を用い、この試験体のコンクリートを打設した後に保持する温度、すなわち養生温度を３種類設定して、夫々の試験体が硬化する際のひずみ量を計測する。この計測されたひずみ量と、コンクリートの温度および有効材齢との関係を、関数によって近似するのである。
【００１９】
上記試験体を形成する高強度コンクリートは、下記の表１に示す材料と、表２に示す調合からなる。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

表２に示すように、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を２２％にして、細骨材率（ｓ／ａ）を３８％にしている。シリカフューム（ＳＦ）は、セメント（Ｃ）の質量に対する１０％を内割りで置換した。コンクリート練り上がり時の目標値は、スランプフロー６０±１０ｃｍ，空気量２±１％としている。
【００２２】
上記試験体の寸法は、ＪＣＩ（日本コンクリート工学協会）超流動コンクリート研究委員会報告書II「高流動コンクリートの自己収縮試験方法（仮称）」に準拠して、１００×１００×４００ｍｍの角柱体とした。この角柱試験体に、温度測定機能付きの埋込み型ひずみ計を取り付けて、試験体に生じるひずみと共に、試験体の温度も同時に測定した。
【００２３】
試験体は、コンクリートを打設した後、水分の逸散および吸水がないように封かん状態にして２０℃で３時間養生して、その後、２０℃と、４０℃と、６０℃の３種類の養生温度で夫々２８日間養生した。以下、上記試験体の名前を、養生温度に対応して夫々Ｔ２０，Ｔ４０，Ｔ６０という。
【００２４】
試験体の凝結時間は、上記と同じ養生を行ったウエットスクリーニングモルタルを用いて、プロクタ貫入抵抗試験によって測定した。
【００２５】
図２は、上記ひずみ計によって計測されたひずみの測定結果である。横軸はコンクリートが凝結を開始した時からの有効材齢であり、縦軸は、ひずみである。上記試験体は、寸法が１００×１００×４００ｍｍで比較的小さいので、試験体の中心部分と表面部分との間で、水和反応に伴う熱による温度の差が殆ど無いと考えても差し支えなく、そのため、内部拘束による温度ひずみも殆ど生じないと考えてよい。すなわち、図２で示されるひずみは、略全てが自己収縮ひずみであるといえる。なお、養生温度が互いに異なる試験体について比較するために、下記の式（１）によって、養生温度に基づいて試験体の有効材齢を求めた。
【００２６】
【数１】

ここに、
t：有効材齢(日)、
Δt_i：温度がＴ（℃）である期間の日数、
Ｔ₀＝１℃である。
【００２７】
自己収縮ひずみは、凝結の始発時のひずみをゼロとした。凝結始発での有効材齢は、試験体Ｔ２０で０．３８日，Ｔ４０で０．３５日，Ｔ６０で０．３６日であり、ほぼ同じ材齢であった。線膨張係数は、材齢９１日後において、Ｔ２０の試験体の養生温度を短時間に変化させて、その場合のひずみと温度の関係から求めた値である１１．５×１０^-6／℃を用いた。
【００２８】
図２に示した自己収縮ひずみの測定結果に関して、下記の式（２）に示す近似式を導いた。
【００２９】
【数２】
ε_as＝1/{1＋α・exp(−β・t')}・ε_∞・{1−exp(−A・t'^B)}・・・（２）
ここに、
ε_as：自己収縮ひずみ、
ε_∞：自己収縮ひずみの終局値、
ｔ'：凝結始発時からの有効材齢(日)、
Ａ,Ｂ：定数、
α,β：定数である。
【００３０】
上記ε_as、とＡ、βは、下記のように養生温度、すなわちコンクリート温度から求める。
【００３１】
【数３】
ε_∞＝−８１．１・（Ｔ+１０）^0.506・・・（３）
【００３２】
【数４】
Ａ＝０．００１５・（Ｔ＋１０）＋０．３３２・・・（４）
【００３３】
【数５】
β＝−０．１４５・（Ｔ＋１０）＋２０．８５・・・（５）
ここに，Ｔ：養生温度
また、上記Ｂとαは、本実施の形態のコンクリートの調合において、下記の表３に示すような値になる。上記ε_∞とＡ、βの値についても、養生温度に対応して表３に示す。
【００３４】
【表３】

図３は、自己収縮ひずみの測定結果Ｔ２０，Ｔ４０，Ｔ６０に、上記式（３）乃至（５）を代入した式（２）による曲線Ｃ２０，Ｃ４０，Ｃ６０を重ねて示した図である。自己収縮ひずみの測定結果から分かるように、養生温度が高いほど自己収縮ひずみの増加の割合が大きく、有効材齢５０日において、Ｔ６０のひずみはＴ２０の約１．７倍になり、Ｔ４０はＴ２０の約１．４倍になる。一方、式（２）による曲線Ｃ２０，Ｃ４０，Ｃ６０は、自己収縮ひずみの測定結果Ｔ２０，Ｔ４０，Ｔ６０と略一致している。すなわち、式（２）によって、若材齢における自己収縮ひずみを、養生温度Ｔに基づいて正確に求めることができる。したがって、本実施の形態における高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置は、ステップＳ６において自己収縮ひずみが正確に算定されて、その結果、Ｓ１２においてコンクリート部材にひび割れが生じるかどうかを従来の判定方法よりも精度よく判断できるのである。
【００３５】
以下、実際の高強度コンクリートによる部材について、本実施の形態における高強度コンクリートの養生方法と養生期間を決定する装置によって養生方法と養生期間を決定する。
【００３６】
このコンクリート部材は、図４に示すような断面を有する。すなわち、このコンクリート部材１は、一辺が１０００ｍｍの正方形断面であり、Ｄ４１（直径４１ｍｍ）の主筋２，２・・・を、コンクリート部材の外周近傍に２０本配置しており、さらに、部材の中心部分に、上記主筋と平行に延びるＤ４１の鉄筋３，３・・・を４本配置している。操作者は、養生方法と養生期間を決定する装置の入力装置を介して、部材断面の寸法と、主筋の径および本数を入力する（Ｓ１）。
【００３７】
また、上記コンクリート部材を形成する高強度コンクリートは、上記養生温度に基づいた自己収縮ひずみの近似式を導いた際の実験で用いたコンクリートと同一のものを用いており、上記表１と同一の材料と、表２と同一の調合である。操作者は、上記の表１および表２に示した材料および調合を、入出力装置を介して養生方法と養生期間を決定する装置に入力する（Ｓ１）。
【００３８】
次に、コンクリートを打設した後のコンクリート部材の養生方法と、養生期間とを入力する。コンクリート部材の養生方法は、厚さ１２ｍｍの合板からなる型枠を使用し、クーリングや保温などによる養生温度の調節は行わない。コンクリート部材の養生期間は、コンクリートを打設してから脱型までの間が、材齢で１日とする（Ｓ２）。
【００３９】
以上のデータに基づいて、温度算定手段によって、コンクリートの温度履歴を算定する。本実施の形態においては、実際にコンクリート部材１に設置した温度センサによってコンクリートの温度履歴を求めた。温度センサは、図１において、部材断面の中央５と、部材断面の角部６と、部材断面の中央と角部との間７の３点に配置した（Ｓ３）。
【００４０】
上記温度履歴を用いて、所定の部材断面における温度分布や平均温度を解析する。本実施の形態においては、温度分布は、コンクリート部材の中心が最高で、コンクリート部材表面が最低の２次曲線形に分布すると考えて、図１の温度センサ位置５、６、７で検知された温度を基にして上記２次曲線を近似している（Ｓ４）。
【００４１】
次に、上記コンクリート部材の温度履歴や平均温度に基づいて、有効材齢算定手段によってコンクリートの有効材齢を算定する。有効材齢算定手段は、上記の式（１）を用いて計算を行っている（Ｓ５）。
【００４２】
そして、上記実験によって求められた式（２）乃至（５）を用いて、上記コンクリートの有効材齢と養生温度とに基づいて、自己収縮ひずみを求める（Ｓ６）。
【００４３】
引き続いて、上記自己収縮ひずみを用いて自己収縮応力算定手段によって自己収縮応力を算定するが、その前に、自己収縮応力を計算するために用いられる引張クリープ係数および引張ヤング係数を算定する（Ｓ７）。
【００４４】
引張クリープ係数は、有効材齢に基づく関数で表され、下記の式（６）によって求められる（萩原伸治ほか、「高強度コンクリートの若材齢における力学特性と圧縮および引張クリープ挙動に関する実験的研究」、コンクリート工学論文集２０００年１月）。
【００４５】
【数６】
φ(t，t₀)=ε_cr／ε_e・・・（６）
ここに、
ε_cr＝ε_cr ^∞・[1-exp{-α・(t-t₀)β}]、
ε_cr ^∞＝−１４２．８・R_e＋１４２．６ (ε_cr ^∞＞０とする)、
R_e＝E(t₀)/E₂₈、
ε_e＝１/E₂₈、
φ(t,t₀)：有効材齢t₀で載荷された有効材齢tでのクリープ係数、
ε_cr：単位クリープひずみ(×10^-6/N/mm²)、
ε_cr ^∞：終局の単位クリープひずみ(×10^-6/N/mm²)、
t ：着目している有効材齢(日)、
t₀：載荷開始有効材齢(日)、
α，β：クリープ進行速度を表す定数であって、α=０．３９４，β=０．５８１、
E(t₀)：載荷開始有効材齢t₀でのコンクリートのヤング係数(N/mm²)、
ε_e：単位弾性ひずみ(×10^-6/N/mm²)、
Ｅ₂₈：標準養生材齢２８日のコンクリートのヤング係数（＝４７．５kN/mm²）である。
【００４６】
引張ヤング係数もまた有効材齢に基づく関数で表され、下記の式（７）によって求められる（コンクリート工学協会、自己収縮研究委員会報告書、１９９７年６月）。
【００４７】
【数７】
Ｅ(t)＝Ｅ₂₈・exp（S_e｛1-（(28-tf_s)/(t-tf_s)）^0.5｝）・・・（７）
ここに、
Ｅ(t)：有効材齢tでのコンクリートのヤング係数(N/mm²)、
Ｅ₂₈：標準養生材齢28日のコンクリートのヤング係数(＝４７．５kN/mm²)、
S_e：ヤング係数の発現の速さを表す係数(＝０．０９５)、
ｔ：有効材齢(日)、
ｔｆ_s：凝結の始発時間(＝０．４１日)である。
【００４８】
そして、上記自己収縮ひずみと、引張クリープ係数、引張ヤング係数を用いて、自己収縮応力算定手段によって自己収縮応力を算定する（Ｓ８）。
【００４９】
本実施の形態において、自己収縮応力の算定は、コンクリートのクリープの重ね合せ原理に基づいたステップ−バイ−ステップ法を用いて、逐次計算によって行う。上記コンクリートのクリープの重ね合せ原理に基づいたステップ−バイ−ステップ法は、具体的には下記の式（８）乃至（１１）を用いる。
【００５０】
【数８】

【００５１】
【数９】

【００５２】
【数１０】

【００５３】
【数１１】

ここに、
σ（ｔ_i+1/2）：ステップｔ_i+1/2でのコンクリートの応力（N/mm²）、
ε_c(ｔ_i+1/2)：ステップｔ_i+1/2でのコンクリートの実ひずみ（部材に発生する全てのひずみ)、
ε_cf（ｔ_i+1/2）：ステップｔ_i+1/2でのコンクリートの自由ひずみ、
φ（ｔ_i+1/2，ｔ_i）：ステップｔ_iで載荷されたステップｔ_i+1/2でのクリープ係数、
Ｅ（ｔ_i）：ステップｔ_iでのコンクリートのヤング係数（N/mm²）、
Ｅ₂₈：標準養生材齢２８日のコンクリートのヤング係数（＝４７．５kN/mm²）である。
【００５４】
上記式（８）乃至（１１）を用いて自己収縮応力を逐次計算する場合、上記自由ひずみε_cfとして、上記実験によって求められた自己収縮ひずみを表す式（２）を代入する。また、上記自己収縮ひずみは、コンクリート部材１の主筋２，３によって拘束されて、そのため、コンクリート部材１の所定の断面において主筋２，３にかかる圧縮力とコンクリートに生じる引張力とが釣り合い、かつ上記主筋２，３とコンクリートとのひずみ量が同一であると考える。この条件を下記の式（１２），（１３）によって表して、逐次計算において実行する。
【００５５】
【数１２】

・・・（１２）
【００５６】
【数１３】

ここに、
Ａ_c：コンクリートの断面積（＝０．９６８ｍ²）、
Ａ_s：主筋の全断面積（＝０．０３２ｍ²）、
Ｅ_s：主筋のヤング係数（＝１９０kN/mm²）、
ε_s（ｔ_i+1/2）：ステップｔ_i+1/2での主筋の実ひずみ、
ε_st（ｔ_i+1/2）：ステップｔ_i+1/2での主筋の温度ひずみである。
【００５７】
また、自己収縮ひずみは養生温度に基づいて求めているが、養生温度、すなわちコンクリート温度は水和反応が進むにつれて変化するので、養生温度に基づいてひずみを求める式（２）を下記の式（１４）に代入して、逐次計算のステップ毎に、養生温度に基づいてひずみを計算するようにする。
【００５８】
【数１４】

ここに、

、ε_as（ｔ_i，Ｔ’）：ステップｔ_iのコンクリート温度Ｔ’におけるひずみ、
Ｔ：養生温度、すなわちコンクリート温度である。
【００５９】
自己収縮応力算定手段は、逐次計算によって、コンクリートの有効材齢と養生温度とに基づく自己収縮ひずみの算定（Ｓ６）と、それに基づく自己収縮応力の計算（Ｓ８）を繰り返し実行する。式（１４）を用いて、コンクリート温度に応じて求められた自己収縮ひずみは、図５に示すような曲線Ａになる。図５の縦軸はひずみ量を示し、横軸は有効材齢（日）を示す。図５には、従来の養生温度を考慮しないで求めた自己収縮ひずみを示す曲線Ｂを重ねて示している。図５から分かるように、コンクリートの水和反応による発熱を考慮すると、発熱を考慮しない場合よりもひずみが大きくなる。
【００６０】
一方、内部拘束による温度ひずみを、Ｓ４において求められた２次曲線に近似した温度分布から求める。この温度ひずみと、Ｓ７において求められた引張クリープ係数と引張ヤング係数とに基づいて、温度応力算定手段によって内部拘束による温度応力を算定する（Ｓ９）。
【００６１】
内部拘束による温度応力もまた、コンクリートのクリープの重ね合せ原理に基づいたステップ−バイ−ステップ法によって、上記式（８）乃至（１１）を用いた逐次計算によって求める。式（８）乃至（１１）を用いて温度応力を逐次計算する場合、上記自由ひずみε_cfとして温度ひずみを代入する。
【００６２】
上記自己収縮応力算定手段によって求められた自己収縮応力と、上記温度応力算定手段によって求められた温度応力とを足し合わせて、コンクリート部材１に生じる応力を求める。そのようにして求められたコンクリート部材に１に生じる応力を図６に示しており、曲線Ｃはコンクリート部材１の表面に生じる応力を示し、曲線Ｄはコンクリート部材１の中心に生じる応力を示す。図６において、縦軸は発生応力（Ｎ／ｍｍ²）で、横軸が有効材齢（日）である。図６の曲線Ｃが示すように、コンクリート部材の表面に、高強度コンクリートを打設してから材齢約１．５日の初期材齢において最大の引張応力σａが生じる。この最大の引張応力σａが、そのときのコンクリートの引張強度Ｆｔよりも大きいと、コンクリート部材の表面にひび割れが発生する。
【００６３】
なお、図６には、本実施の形態の自己収縮応力算定手段によって算定された自己収縮応力に相当する、自己収縮ひずみが鉄筋により拘束されて生じる応力である鉄筋拘束応力を、曲線Ｅで示している。曲線Ｆは、従来の養生温度を考慮していない鉄筋拘束応力の算定結果を示す曲線であり、曲線Ｇは、実際に鉄筋が拘束している応力を測定した結果である実測値を示す曲線である。曲線Ｅと曲線Ｇとを比較すると、本実施の形態の自己収縮応力算定手段によれば、実際に高強度コンクリートに生じる自己収縮応力を略正確に算定できることがわかる。また、従来における自己収縮応力の算定は、養生温度を考慮していないので、実際に生じる自己収縮応力よりも小さい算定結果になることが分かる。この従来の算定結果をコンクリート部材のひび割れ判定に用いると、危険側、すなわち、実際にはひび割れが起こり得るのに、ひび割れが起こらないという判定をしてしまう場合がある。
【００６４】
上記コンクリートの引張強度Ｆｔは、引張強度算定手段によって有効材齢に基いて求める（Ｓ１１）。
【００６５】
引張強度算定手段は、まず、有効材齢に基づいて下記の式（１５）によってコンクリートの圧縮強度を求める（コンクリート工学協会、自己収縮研究委員会報告書、１９９７年６月）。
【００６６】
【数１５】

・・・（１５）
ここに、
Ｆ_c（ｔ）：有効材齢ｔにおける圧縮強度（N/mm²）、
ｆ₂₈：標準養生材齢２８日における圧縮強度（N/mm²）、
Ｓ_f：セメントの種類の影響による係数、
ａ_f：凝固時間の影響による係数（日）、
ｔ：有効材齢（日）である。
【００６７】
次いで、下記の式（１６）によって、式（１５）によって求められたコンクリートの圧縮強度から、所定の有効材齢におけるコンクリートの引張強度Ｆｔを求める（萩原伸治ほか、「高強度コンクリートの若材齢における力学特性と圧縮および引張クリープ挙動に関する実験的研究」、コンクリート工学論文集、２０００年１月）。
【００６８】
【数１６】
Ｆ_t＝γ・Ｆ_c ^0.5・・・（１６）
ここに、
Ｆｔ：引張強度（Ｎ／ｍｍ²）、
Ｆｃ：圧縮強度（Ｎ／ｍｍ²）、
γ：定数（＝０．６１８）である。
【００６９】
そして、判定手段は、このコンクリートの引張強度Ｆｔと、Ｓ１０で求められたコンクリート部材表面に生じる引張応力σａとを比較する（Ｓ１２）。
【００７０】
図６には、上記式（１６）によって求められたコンクリートの引張強度Ｆｔを示す曲線Ｈを重ねて示している。図６に示すように、曲線Ｃのコンクリート部材表面に生じる引張応力が、曲線Ｈの引張強度Ｆｔを上回る部分（有効材齢約１．５日）があると、判定手段は、コンクリート部材にひび割れが生じると判定する（Ｓ１２）。
【００７１】
上記判定手段において、コンクリート部材にひび割れが生じると判定されると、要求手段が養生方法と養生期間とを再入力するように操作者に要求する（Ｓ１３）。
【００７２】
操作者が、例えば型枠の材質を異なる材質にする、あるいは型枠を脱型する有効材齢日を異なる日数にするなどの新たな養生方法と養生期間に関するデータを入力すると、このデータに基づいて、再びＳ３からＳ１２までの処理ステップを繰り返す。上記新たな養生方法および養生期間のデータに基づいた判定結果が、ひび割れが生じないという判定になると、Ｓ１４に進んでそのデータの養生方法および養生期間に決定されて、高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置の処理が終了する。
【００７３】
この高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置によって決定された養生方法と養生期間とに基づいて、実際に高強度コンクリートを打設すると、実際にひび割れを生じることなく所定のコンクリート部材を得ることができる。
【００７４】
上記実施の形態においては、上記高強度コンクリートを用いた部材の養生方法と養生期間を決定する装置は、Ｓ１３の新たな養生方法および養生期間を入力するように要求する要求手段を備え、ひび割れが起こらない養生方法と養生期間が求められるまでＳ３からＳ１２までの処理を繰り返したが、Ｓ１３の要求手段を設けずに、単に所定のコンクリート部材にひび割れるかどうかを確認するようにしてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れの判定方法によれば、コンクリートの温度と有効材齢とに基づいて、自己収縮ひずみを算定し、この自己収縮ひずみから応力を算定するステップを有するので、この応力を正確に求めることができる。この正確な自己収縮ひずみによる応力と、温度ひずみによる応力とを考慮するので、若材齢時における高強度コンクリートを用いた部材のコンクリートに生じる応力を正確に求めることができて、この応力とコンクリートの引張強度とを比較することによって、従来の判定方法よりも精度よく高強度コンクリート部材のひび割れを判定することができる。
【００７６】
請求項２の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置によれば、有効材齢算定手段によって求められた有効材齢と、温度算定手段によって求められた上記温度履歴とに基づいて、所定の時間におけるコンクリートに生じる自己収縮応力を求める自己収縮応力算定手段を備えるので、上記自己収縮応力が正確に求められる。この正確に求められた自己収縮応力と、コンクリートの内部拘束によってコンクリートに生じる温度応力とで、コンクリート部材のコンクリートに生じる応力を正確に求め、この応力とコンクリートの引張強度とを比較して、コンクリート部材のひび割れを判定するので、コンクリート部材のひび割れを従来の判定方法よりも精度よく判定することができる。
【００７７】
請求項３の発明の高強度の鉄筋コンクリート部材の養生方法と養生期間を決定する装置によれば、判定手段によってコンクリート部材がひび割れると判断されると、養生方法と養生期間とに関するデータを入れ換えるように要求する要求手段を備えるので、コンクリート部材にひび割れが生じない養生方法と養生期間を、従来よりも精度よく得ることができる。
【００７８】
請求項４の発明の高強度の鉄筋コンクリートの打設方法によれば、請求項３の養生方法と養生期間を決定する装置によって定められた養生方法と養生期間とを用いてコンクリートを打設するので、若材齢時において、従来よりもひび割れが生じない高強度コンクリートによる部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における高強度コンクリートを用いた部材の若材齢時におけるひび割れ判定装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図２】互いに異なる養生温度で高強度コンクリートの試験体を養生した場合に試験体に生じるひずみを、試験体の温度と共に示した図である。
【図３】互いに異なる養生温度で養生された試験体に生じた自己収縮ひずみと、養生温度に基づいて自己収縮ひずみを求める算定式の算定結果とを示した図である。
【図４】１実施の形態において、ひび割れ判定を行ったコンクリート部材の断面を示す図である。
【図５】１実施の形態の養生方法と養生期間を決定する装置において、養生温度に基づいて算定された自己収縮ひずみAと、従来の養生温度を考慮せずに算定された自己収縮ひずみBとを示した図である。
【図６】１実施の形態の養生方法と養生期間を決定する装置において、コンクリート部材の表面に生じる引張応力Cが、コンクリートの引張強度Hを上回って、コンクリート部材の表面にひび割れが生じると判定される場合を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ１入力手段によって部材断面の寸法・配筋と、コンクリートの材料・調合を入力するステップ、
Ｓ２入力手段によって養生方法・期間を入力するステップ、
Ｓ３数値解析などによってコンクリート部材の温度履歴を計算するステップ、
Ｓ４コンクリート部材の断面の温度分布および平均温度を解析するステップ、
Ｓ５コンクリート部材の温度分布および平均温度に基づいてコンクリートの有効材齢を計算するステップ、
Ｓ６コンクリートの有効材齢と、Ｓ４で求めた平均温度とに基づいて、自己収縮ひずみ量を算定するステップ、
Ｓ７Ｓ５で求めた有効材齢に基づいて、コンクリートの引張クリープ係数と、引張ヤング係数を算定するステップ、
Ｓ８Ｓ６で求めた自己収縮ひずみ量に基づいて、Ｓ７で求めた引張クリープ係数と引張ヤング係数とを用いて自己収縮応力を計算するステップ、
Ｓ９コンクリート部材の断面における温度分布に基づいて、内部拘束による温度応力を計算するステップ、
Ｓ１０Ｓ８で求めた自己収縮応力と、Ｓ９で求めた温度応力とを足し合わせて、コンクリート部材の表面に生じる引張応力σａを求めるステップ、
Ｓ１１有効材齢に基づいて、コンクリートの引張強度Ｆｔを求めるステップ、
Ｓ１２Ｓ１０で求めた引張応力σａの値とＳ１１で求めた引張強度Ｆｔの値とを比較して、コンクリート部材のひびわれを判定するステップ、
Ｓ１３ひび割れが生じると判定されて、養生方法および養生期間に関して、データを再び入力するステップ、
Ｓ１４ひび割れが生じないと判定されて、養生方法および養生期間が決定されるステップ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  This invention has high strengthRebarconcreteElementOf Judgment of Cracks at Young AgeCracking of high-strength reinforced concrete members when youngJudgment deviceFor curing high-strength reinforced concrete members and curing periodAnd high strengthRebarThe present invention relates to a method for placing concrete.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, in buildings such as high-rise RC (steel reinforced concrete) structures and SRC (steel reinforced concrete) structures, 36 N / mm²High-strength concrete having the above compressive strength is often used. Such high-strength concrete has a large amount of cement to be used and a large amount of unit cement, and therefore generates a large amount of heat due to a hydration reaction when placed and hardened. Therefore, in a member made of high-strength concrete, the heat near the surface of the member is released to the outside of the member, while the portion near the center of the member is hard to release heat and accumulates. Therefore, a temperature difference is generated between the surface portion and the central portion of the member. However, since all the portions of the concrete member are cured substantially simultaneously, expansion of the central portion of the concrete member due to temperature rise is restricted. As a result, temperature distortion due to so-called internal restraint occurs, and tensile stress acts on the surface of the concrete member to cause cracks. In particular, cracking due to the above-described temperature strain is likely to occur at the young age up to about 2 days after concrete placement. The mechanism by which the stress due to temperature strain is generated has been clarified, and many crack determination methods have been proposed in consideration of the temperature strain stress.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the conventional crack determination method has a problem that it is inaccurate because only temperature distortion is considered. That is, since high-strength concrete has a large unit cement amount, the amount of self-shrinkage accompanying the hydration reaction is large. Since this large amount of shrinkage is constrained by the reinforcing bars of the concrete member, tensile stress is generated in the concrete portion of the concrete member, and cracks occur. That is, in the high-strength concrete, although the self-shrinkage strain is also a cause of the crack, the conventional crack determination method considered only the temperature strain, and thus was inaccurate. Although it was known that the amount of the self-shrinking strain varies depending on the type of cement and the composition of the concrete, the influence of the temperature of the concrete is not taken into account, and the exact amount of self-shrinking strain has not been predicted.
[0004]
  Under such circumstances, the present inventor discovered that the amount of self-shrinkage strain varies with the temperature of the concrete, and found a method for obtaining the stress due to the self-shrinkage strain corresponding to the temperature of the concrete.
[0005]
  Accordingly, an object of the present invention is to provide a determination method capable of accurately determining cracks at a young age of high-strength concrete in consideration of the effect of concrete temperature, a crack determination device using the determination method, and a determination result thereof It is to provide a method for placing high-strength concrete based on the above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the high strength of the invention of claim 1RebarconcreteElementThe method of judging cracks at the young age ofThis is a method for determining cracks in young reinforced concrete members when they are young, under the condition of each set concrete temperature, using unreinforced high-strength concrete specimens with a size that can ignore the occurrence of temperature strain due to internal restraint. A step of deriving an approximate expression representing the relationship between the self-shrinkage strain, the concrete temperature and the effective age from the measurement result of the strain amount of
  The above reinforcing bars that should be checked for cracksconcreteSection in the memberofaverageBased on temperature and effective ageBy the above approximate expression, the reinforced concrete memberCalculate the self-shrinkage strain of theOccurs in the concrete of the reinforced concrete member by being constrained by the main reinforcement in the reinforced concrete memberCalculating the stress;
  the aboveRebarconcreteElementofIn cross sectiontemperaturedistributionAnd calculating the temperature strain due to the internal restraint of the concrete, calculating the stress from this temperature strain,
  the aboveIn reinforced concrete componentsThe above in the initial age obtained by adding the stress due to the self-shrinkage strain of the concrete and the stress due to the temperature strain due to the above internal constraintOf reinforced concrete partsThe tensile stress generated on the concrete surfaceIn reinforced concrete componentsCompared with the tensile strength of concrete, when the tensile stress generated on the surface of the concrete exceeds the tensile strength of the concrete, the aboveRebarconcreteElementA step of determining that cracks occur on the surface of the
It is characterized by having.
[0007]
  According to the method for determining cracks at the young age of a member using the high-strength concrete of the invention of claim 1, the stress due to self-shrinkage strain is obtained based on the concrete temperature and the effective age. Is accurate. In consideration of the stress due to the accurate self-shrinkage strain and the stress due to the temperature strain, the stress generated in the concrete is accurately obtained. This stress is compared with the tensile strength of the concrete, and if the stress is greater than the tensile strength, it is determined that the concrete is cracked. As a result, the crack at the time of the young age of the member using the said high strength concrete is determined more accurately than the conventional determination method.
[0008]
  High strength of the invention of claim 2RebarconcreteElementThe crack determination device at the young age ofA device for determining cracks at a young age of a high-strength reinforced concrete member,
  RebarInput means for inputting data relating to the cross-sectional dimensions and reinforcement of the concrete member, the material and composition of the concrete, and the curing method and curing period of the concrete member;
  Based on the data entered above, In cross section of reinforced concrete membersA temperature calculating means for calculating the temperature of the concrete;
  Concrete temperature abovePartial and average temperatureAn effective age calculation means for calculating the effective age of concrete based on
  Based on the results of measuring the amount of strain at each set concrete temperature with an unreinforced high-strength concrete specimen of a size that can ignore the occurrence of temperature strain due to internal restraints, the self-shrinkage strain and concrete temperature that were derived in advance were determined to be effective. An approximate expression representing the relationship with age is input,Above concreteaverageBased on temperature and effective ageReinforcing bars by the above approximationThe self-shrinkage strain of the concrete in the concrete member is obtained, and this self-shrinkage strain is obtained.Is a reinforcing barConcrete partsBy being restrained by the inner main muscleSelf-shrinkage stress calculation means for calculating self-shrinkage stress generated in concrete;
  Concrete temperature abovedistributionAnd based on the effective ageRebarObtain the temperature strain due to the internal restraint of the concrete in the concrete member, and from this temperature strainRebarA temperature stress calculating means for calculating the temperature stress generated in the concrete of the concrete member;
  Based on the above effective age,In reinforced concrete componentsA tensile strength calculating means for calculating the tensile strength of concrete;
  In the initial age obtained by adding the above-mentioned self-shrinking stress and temperature stressRebarConcrete member surfaceConcreteThe surface of the concrete member is compared with the tensile stress of the concrete and the tensile strength of the concrete.ConcreteAnd determining means for determining that a crack is generated on the surface of the concrete member when the tensile stress generated in the material exceeds the tensile strength of the concrete member.
[0009]
  According to the crack determination device at the time of young age of a member using high-strength concrete according to claim 2, the cross-sectional dimensions and reinforcement of the concrete member input by the input means, the concrete material and composition, the concrete member The temperature history and temperature distribution of the concrete are calculated by the temperature calculation means based on the curing method and the data regarding the curing period. The effective age calculation means calculates the effective age of concrete using the temperature history of the concrete. The self-shrinkage stress calculating means accurately obtains the self-shrinkage stress generated in the concrete at a predetermined time based on the effective age and the temperature history. Further, the temperature stress calculating means accurately obtains the temperature stress generated in the concrete due to the internal restraint of the concrete at a predetermined position and time of the concrete member based on the effective age, the temperature distribution and the temperature history. The said tensile strength calculation means calculates | requires the tensile strength of the concrete in predetermined time based on the said effective age. And the said determination means compares the stress which arises in the concrete correctly calculated | required by adding the said self-shrinking stress and the temperature stress by internal restraint, and the tensile strength of the said concrete. At this time, the stress generated in the concrete is compared with the tensile strength in all the concrete members and in all the time series. If the stress generated in the concrete is larger than the tensile strength, the judgment means cracks the concrete member. Judge. As a result, cracks in the concrete member are determined with higher accuracy than the conventional determination method by the crack determination device at the young age of the member using the high-strength concrete.
[0010]
  High strength of the invention of claim 3RebarconcreteElementThe device for determining the curing method and the curing period ofClaim 2High strengthRebarconcretePartA device for determining a curing method and a curing period of a member using high-strength concrete, using a crack determination device at a young age of the material,
  When the determination means determines that the concrete member is cracked, it comprises request means for requesting that data relating to the curing method and the curing period be replaced with different data, and data relating to the replaced curing method and the curing period. Based on the above, the above determination is repeated to determine the curing method and the curing period.RebarconcreteElementIt is characterized by determining the curing method and the curing period.
[0011]
  According to the method for curing a member using high-strength concrete and the apparatus for determining the curing period according to claim 3, when the determination means determines that the concrete member is cracked, the member is cured using high-strength concrete. The apparatus for determining the curing period requests to exchange the data relating to the curing method and the curing period. That is, with respect to the concrete member, for example, the material of the form used when placing concrete, the method of keeping or cooling the concrete member after placing concrete, the method of placing the form after placing concrete The data relating to the curing method and the curing period such as the time until removal is exchanged, and the above determination is repeated based on the exchanged data. As a result, data relating to a curing method and a curing period that are determined by the above-described determination means to cause no cracks in the concrete member can be obtained.
[0012]
  The high strength of the invention of claim 4RebarThe concrete placement method is high strength according to claim 3.RebarconcreteElementHigh strength using the curing method and curing period determined by the device that determines the curing period and curing periodRebarconcreteElementIt is characterized by curing.
[0013]
  According to the high strength concrete placing method of the fourth aspect, the concrete is placed by using the curing method and the curing period in which it is determined that the concrete member is not cracked by the determination means. That is, it was determined that no cracks would occur in the concrete member, for example, the material of the formwork used when placing concrete, the method of keeping or cooling the concrete member after placing concrete, The concrete is actually placed according to the time until the above-mentioned formwork is removed, so that a member made of high-strength concrete without cracks can be obtained at a young age.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0015]
  FIG. 1 is a flowchart showing processing executed in a method for curing a member using high-strength concrete and an apparatus for determining a curing period according to an embodiment of the present invention.
[0016]
  First, data relating to member cross-section dimensions / bar arrangement and concrete material / mixing are input by input means (S1). Next, the curing method / period after placing the material / mixed concrete is input by the input means (S2). Based on the data input by the input means, the temperature history of the concrete member is calculated by numerical analysis (S3). This temperature history may be obtained by actually measuring the temperature of the concrete member. Subsequently, the temperature distribution of the cross section of the concrete member and the average temperature of the cross section of the member are analyzed from the temperature history (S4). The temperature distribution and average temperature may also be obtained by actually measuring a concrete member. The effective age of concrete is calculated from the temperature distribution and the average temperature based on the temperature history (S5). Thereafter, the amount of self-shrinkage strain is calculated based on the effective age of the concrete calculated in S5 and the average temperature obtained in S4 (S6). On the other hand, the tensile creep coefficient and the tensile Young's modulus of concrete at the effective age are calculated from the effective age (S7). Based on the amount of self-shrinking strain, the self-shrinking stress is calculated using the tensile creep coefficient and the tensile Young's modulus (S8). Further, based on the temperature distribution in the cross section of the member, the temperature stress due to internal restraint is calculated using the tensile creep coefficient and the tensile Young's modulus (S9). By adding the self-shrinkage stress and the temperature stress, the tensile stress σa generated in the concrete on the surface of the concrete member is obtained (S10). After obtaining the concrete tensile strength Ft of the concrete member from the effective age (S11), the value of the tensile strength Ft and the value of the tensile stress σa are compared to determine cracks in the concrete member (S12). . That is, if the value of the tensile stress σa is larger than the value of the tensile strength Ft, it is determined that the concrete member is cracked. If the value of the tensile stress σa is smaller than the value of the tensile strength Ft, it is determined that the concrete member is not cracked. To do. When it is determined that the concrete member is cracked, the operator is prompted to input data different from the data from which the result is derived with respect to the curing method / period (S13). When new data regarding the curing method / period is input, the process returns to S3, and the steps from S3 to S12 are repeated based on the new data. If it is determined that no cracks will occur due to the curing method / period, the process proceeds to S14, the curing method / period is determined, and the curing method and the apparatus for determining the curing period using the high-strength concrete are completed. To do.
[0017]
  In the present embodiment, in step S6, the self-shrinkage strain of the concrete in the concrete member is calculated based on the average temperature of the concrete member and the effective age of the concrete. The calculation formula used at this time is derived by experiments as described below.
[0018]
  In this experiment, an unspiked specimen made of high-strength concrete was used, and after setting the concrete of this specimen, three types of holding temperatures, that is, curing temperatures, were set, and each specimen was cured. Measure the amount of strain. The relationship between the measured strain, concrete temperature and effective age is approximated by a function.
[0019]
  The high-strength concrete forming the test body is composed of the materials shown in Table 1 below and the formulation shown in Table 2.
[0020]
[Table 1]

[0021]
[Table 2]

  As shown in Table 2, the water binder ratio (W / B) is 22%, and the fine aggregate ratio (s / a) is 38%. Silica fume (SF) replaced 10% of the mass of cement (C) by an internal split. The target values when concrete is kneaded are set to a slump flow of 60 ± 10 cm and an air volume of 2 ± 1%.
[0022]
  The dimensions of the test specimens are as follows: 100 × 100 × 400 mm prismatic body according to JCI (Japan Concrete Institute) Superfluid Concrete Research Committee Report II “Self-shrinkage test method for high-fluidity concrete (tentative name)” did. An embedded strain gauge with a temperature measurement function was attached to this prismatic specimen, and the temperature of the specimen was measured simultaneously with the strain generated in the specimen.
[0023]
  After placing the concrete, the test body was sealed for 20 hours at 20 ° C. in a sealed state so as not to dissipate and absorb water, and thereafter, three types of 20 ° C., 40 ° C., and 60 ° C. were used. Each was cured at a curing temperature for 28 days. Hereinafter, the names of the specimens are referred to as T20, T40, and T60, respectively, corresponding to the curing temperature.
[0024]
  The setting time of the test body was measured by a Proctor penetration resistance test using a wet screening mortar subjected to the same curing as described above.
[0025]
  FIG. 2 shows the measurement results of the strain measured by the strain gauge. The horizontal axis is the effective age from when the concrete starts to set, and the vertical axis is the strain. Since the above test specimen has a size of 100 × 100 × 400 mm and is relatively small, it may be considered that there is almost no temperature difference due to heat accompanying the hydration reaction between the central portion and the surface portion of the test specimen. Therefore, it may be considered that temperature distortion due to internal restraint hardly occurs. That is, it can be said that almost all the strains shown in FIG. 2 are self-shrinking strains. In addition, in order to compare about the test body from which curing temperature mutually differs, the effective age of the test body was calculated | required based on curing temperature by following formula (1).
[0026]
[Expression 1]

here,
t: Effective age (days),
Δt_i: Days in the period when the temperature is T (° C),
T₀= 1 ° C.
[0027]
  For the self-shrinkage strain, the strain at the beginning of condensation was zero. The effective age at the initial setting was 0.38 days for the specimen T20, 0.35 days for T40, and 0.36 days for T60, which were almost the same age. The linear expansion coefficient is a value obtained by changing the curing temperature of the T20 specimen in a short time after the material age of 91 days and calculating the relationship between strain and temperature in that case, 11.5 × 10^-6/ ° C was used.
[0028]
  Regarding the measurement result of the self-shrinkage strain shown in FIG. 2, an approximate expression shown in the following expression (2) was derived.
[0029]
[Expression 2]
  ε_as= 1 / {1 + α ・ exp (−β ・ t ')} ・ ε_∞・ {1−exp (−A ・ t '^B)} ... (2)
here,
ε_as: Self-shrinkage strain,
ε_∞: Ultimate value of self-shrinking strain,
t ′: Effective age (days) from the beginning of setting,
A, B: constant,
α, β: constants.
[0030]
  Ε above_as, And A, β are determined from the curing temperature, that is, the concrete temperature as follows.
[0031]
[Equation 3]
  ε_∞= -81.1 ・ (T + 10)^0.506... (3)
[0032]
[Expression 4]
  A = 0.015 · (T + 10) +0.332 (4)
[0033]
[Equation 5]
  β = −0.145 · (T + 10) +20.85 (5)
Where T: curing temperature
  Further, B and α are values as shown in Table 3 below in the concrete mixing according to the present embodiment. Ε above_∞The values of A, β are also shown in Table 3 corresponding to the curing temperature.
[0034]
[Table 3]

  FIG. 3 is a diagram in which curves C20, C40, and C60 according to the equation (2) obtained by substituting the equations (3) to (5) into the measurement results T20, T40, and T60 of the self-shrinkage strain are superimposed. As can be seen from the measurement results of the self-shrinkage strain, the higher the curing temperature, the larger the rate of increase of the self-shrinkage strain. At 50 days of effective age, the strain of T60 is about 1.7 times that of T20, and T40 is T20. 1.4 times as much as On the other hand, the curves C20, C40, and C60 according to the equation (2) substantially coincide with the self-shrinkage strain measurement results T20, T40, and T60. That is, the self-shrinkage strain at the young age can be accurately obtained based on the curing temperature T by the equation (2). Therefore, the curing method and the curing period of the member using the high-strength concrete in the present embodiment, the self-shrinkage strain is accurately calculated in step S6, and as a result, the concrete member is cracked in S12. It can be determined with higher accuracy than the conventional determination method.
[0035]
  Hereinafter, the curing method and the curing period of the actual high-strength concrete member are determined by the curing method and the curing period of the high-strength concrete in the present embodiment.
[0036]
  This concrete member has a cross section as shown in FIG. That is, this concrete member 1 has a square cross section with a side of 1000 mm, and 20

main bars

2, 2... Of D41 (diameter 41 mm) are arranged in the vicinity of the outer periphery of the concrete member. In the portion, four

D41 rebars

3, 3... Extending parallel to the main bars are arranged. The operator inputs the dimension of the member cross section, the diameter and the number of main bars through the input device of the apparatus for determining the curing method and the curing period (S1).
[0037]
  Moreover, the high-strength concrete forming the concrete member is the same as the concrete used in the experiment when the approximate expression of the self-shrinkage strain based on the curing temperature is derived. The material and the same formulation as in Table 2. The operator inputs the materials and preparations shown in Tables 1 and 2 above to the apparatus for determining the curing method and the curing period via the input / output device (S1).
[0038]
  Next, the curing method of the concrete member after placing the concrete and the curing period are input. The curing method of the concrete member uses a mold made of plywood having a thickness of 12 mm, and does not adjust the curing temperature by cooling or heat insulation. The curing period of the concrete member is one day in terms of material age from the placement of concrete to demolding (S2).
[0039]
  Based on the above data, the temperature history of the concrete is calculated by the temperature calculation means. In the present embodiment, the temperature history of the concrete is obtained by the temperature sensor actually installed on the concrete member 1. In FIG. 1, the temperature sensors are arranged at three points, that is, the center 5 of the member cross section, the corner 6 of the member cross section, and 7 between the center and the corner of the member cross section (S3).
[0040]
  Using the temperature history, a temperature distribution and an average temperature in a predetermined member cross section are analyzed. In the present embodiment, the temperature distribution is detected at

temperature sensor positions

5, 6, and 7 in FIG. 1, assuming that the center of the concrete member is the highest and the concrete member surface is distributed in the lowest quadratic curve shape. The quadratic curve is approximated based on the temperature (S4).
[0041]
  Next, based on the temperature history and average temperature of the concrete member, the effective age of the concrete is calculated by the effective age calculating means. The effective age calculation means calculates using the above equation (1) (S5).
[0042]
  Then, the self-shrinkage strain is obtained based on the effective age of the concrete and the curing temperature using the equations (2) to (5) obtained by the experiment (S6).
[0043]
  Subsequently, the self-shrinkage stress is calculated by the self-shrinkage stress calculation means using the self-shrinkage strain, but before that, the tensile creep coefficient and the tensile Young's modulus used for calculating the self-shrinkage stress are calculated (S7). ).
[0044]
  Tensile creep coefficient is expressed as a function based on the effective age, and is obtained by the following formula (6) (Nobuharu Sugawara et al., “Experimental Study on Mechanical Properties and Compression and Tensile Creep Behavior in Young Age of High Strength Concrete” "Concrete Engineering Papers January 2000).
[0045]
[Formula 6]
      φ (t, t₀) = ε_cr/ Ε_e... (6)
here,
ε_cr= Ε_cr ^∞・ [1-exp {-α ・ (t-t₀) β}],
ε_cr ^∞= -142.8 ・ R_e+142.6 (ε_cr ^∞> 0),
R_e= E (t₀) / E₂₈,
ε_e= 1 / E₂₈,
φ (t, t₀): Effective age t₀Creep coefficient at effective age t loaded in
ε_cr: Unit creep strain (× 10^-6/ N / mm²),
ε_cr ^∞: Ultimate unit creep strain (× 10^-6/ N / mm²),
t: Effective age (day) of interest
t₀: Effective loading age (days),
α, β: constants representing the creep progress rate, α = 0.394, β = 0.581,
E (t₀): Effective loading start age t₀Young's modulus of concrete at N / mm²),
ε_e: Unit elastic strain (× 10^-6/ N / mm²),
E₂₈: Young's modulus of concrete with standard curing age of 28 days (= 47.5kN / mm²).
[0046]
  The tensile Young's modulus is also expressed as a function based on the effective age, and is obtained by the following equation (7) (Concrete Engineering Society, Self-Shrinking Research Committee Report, June 1997).
[0047]
[Expression 7]
    E (t) = E₂₈・ Exp (S_e{1-((28-tf_s) / (t-tf_s))^0.5}) ... (7)
here,
E (t): Young's modulus of concrete at effective age t (N / mm²),
E₂₈: Young's modulus of concrete with standard curing age of 28 days (= 47.5kN / mm²),
S_e: Coefficient indicating the speed of expression of Young's modulus (= 0.095),
t: Effective age (days),
tf_s: First setting time (= 0.41 day) of condensation.
[0048]
  Then, the self-shrinkage stress is calculated by the self-shrinkage stress calculating means using the self-shrinkage strain, the tensile creep coefficient, and the tensile Young's modulus (S8).
[0049]
  In the present embodiment, the self-shrinkage stress is calculated by sequential calculation using a step-by-step method based on the concrete creep superposition principle. Specifically, the following formulas (8) to (11) are used in the step-by-step method based on the concrete creep superposition principle.
[0050]
[Equation 8]

[0051]
[Equation 9]

[0052]
[Expression 10]

[0053]
[Expression 11]

here,
σ (t_{i + 1/2}): Step t_{i + 1/2}Stress of concrete at N / mm²),
ε_c(t_{i + 1/2}): Step t_{i + 1/2}Actual strain of concrete at the center (all strains generated in the member),
ε_cf(T_{i + 1/2}): Step t_{i + 1/2}Free strain of concrete at
φ (t_{i + 1/2}, T_i): Step t_iStep t loaded at_{i + 1/2}Creep coefficient at
E (t_i): Step t_iYoung's modulus of concrete at N / mm²),
E₂₈: Young's modulus of concrete with standard curing age of 28 days (= 47.5kN / mm²).
[0054]
When the self-shrinkage stress is sequentially calculated using the above equations (8) to (11), the free strain ε_cfAs a substitute, the equation (2) representing the self-shrinkage strain obtained by the above experiment is substituted. Further, the self-shrinkage strain is constrained by the

main bars

2 and 3 of the concrete member 1, so that the compressive force applied to the

main bars

2 and 3 and the tensile force generated in the concrete in a predetermined cross section of the concrete member 1 are balanced, and The amount of strain between the

main bars

2 and 3 and the concrete is considered to be the same. This condition is expressed by the following equations (12) and (13) and executed in the sequential calculation.
[0055]
[Expression 12]

(12)
[0056]
[Formula 13]

here,
A_c: Cross section of concrete (= 0.968m²),
A_s: Total cross-sectional area of the main muscle (= 0.032m²),
E_s: Young's modulus of main muscle (= 190kN / mm²),
ε_s(T_{i + 1/2}): Step t_{i + 1/2}The actual strain of the main muscle at
ε_st(T_{i + 1/2}): Step t_{i + 1/2}It is the temperature strain of the main muscle at
[0057]
In addition, although the self-shrinkage strain is obtained based on the curing temperature, the curing temperature, that is, the concrete temperature changes as the hydration reaction proceeds. Therefore, the equation (2) for obtaining the strain based on the curing temperature is expressed by the following equation (2) Substituting into 14), the strain is calculated based on the curing temperature for each step of the sequential calculation.
[0058]
[Expression 14]

here,

, Ε_as(T_i, T ′): Step t_iStrain at concrete temperature T ′,
T: Curing temperature, that is, concrete temperature.
[0059]
  The self-shrinkage stress calculation means repeatedly executes calculation of self-shrinkage strain based on the effective age of concrete and curing temperature (S6) and calculation of self-shrinkage stress based on the calculation (S8). The self-shrinkage strain determined according to the concrete temperature using the equation (14) becomes a curve A as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 5 indicates the amount of strain, and the horizontal axis indicates the effective age (days). In FIG. 5, the curve B which shows the self-shrinking distortion calculated | required without considering the conventional curing temperature is overlapped and shown. As can be seen from FIG. 5, when heat generation due to the hydration reaction of concrete is taken into account, the strain becomes larger than when heat generation is not taken into account.
[0060]
  On the other hand, the temperature strain due to the internal constraint is obtained from the temperature distribution approximated to the quadratic curve obtained in S4. Based on this temperature strain and the tensile creep coefficient and tensile Young's modulus obtained in S7, the temperature stress due to internal restraint is calculated by the temperature stress calculating means (S9).
[0061]
  The temperature stress due to internal restraint is also obtained by sequential calculation using the above equations (8) to (11) by the step-by-step method based on the principle of concrete creep superposition. When the temperature stress is sequentially calculated using the equations (8) to (11), the free strain ε_cfSubstitute the temperature strain as
[0062]
  The self-shrinkage stress obtained by the self-shrinkage stress calculation means and the temperature stress obtained by the temperature stress calculation means are added to obtain the stress generated in the concrete member 1. FIG. 6 shows the stress generated in the concrete member 1 obtained as described above, the curve C shows the stress generated on the surface of the concrete member 1, and the curve D shows the stress generated in the center of the concrete member 1. In FIG. 6, the vertical axis represents the generated stress (N / mm²), The horizontal axis is the effective age (days). As shown by curve C in FIG. 6, the maximum tensile stress σa occurs at the initial age of about 1.5 days after the high strength concrete is placed on the surface of the concrete member. If the maximum tensile stress σa is larger than the tensile strength Ft of the concrete at that time, cracks occur on the surface of the concrete member.
[0063]
  In FIG. 6, a curve E represents a reinforcing bar restraining stress, which is a stress generated by restraining the self-shrinking strain by the reinforcing bar, corresponding to the self-shrinking stress calculated by the self-shrinking stress calculating means of the present embodiment. ing. Curve F is a curve showing the calculation result of reinforcing bar restraint stress not considering the conventional curing temperature, and curve G is a curve showing an actual measurement value which is a result of measuring stress actually restrained by the reinforcing bar. is there. Comparing the curve E and the curve G, it can be seen that the self-shrinkage stress calculating means of the present embodiment can calculate the self-shrinkage stress actually generated in the high-strength concrete substantially accurately. Moreover, since the calculation of the self-shrinkage stress in the past does not consider the curing temperature, it can be seen that the calculation result is smaller than the self-shrinkage stress that actually occurs. If this conventional calculation result is used for crack determination of a concrete member, it may be determined that there is no danger, that is, cracks may actually occur although cracks may actually occur.
[0064]
  The tensile strength Ft of the concrete is determined based on the effective age by the tensile strength calculating means (S11).
[0065]
  The tensile strength calculation means first obtains the compressive strength of concrete by the following formula (15) based on the effective age (Concrete Engineering Association, Self-Shrinking Research Committee Report, June 1997).
[0066]
[Expression 15]

                                                  ... (15)
here,
F_c(T): Compressive strength at effective age t (N / mm²),
f₂₈: Compressive strength at standard curing material age 28 days (N / mm²),
S_f: Coefficient due to the effect of cement type,
a_f: Coefficient (days) due to the influence of coagulation time
t: Effective material age (days).
[0067]
  Next, the concrete tensile strength Ft at a predetermined effective age is obtained from the compressive strength of the concrete obtained by the equation (15) by the following equation (16) (Shinji Sugawara et al. Experimental study on mechanical properties and compressive and tensile creep behavior in concrete, "Proceedings of Concrete Engineering, January 2000).
[0068]
[Expression 16]
F_t= Γ · F_c ^0.5... (16)
here,
Ft: Tensile strength (N / mm²),
Fc: Compressive strength (N / mm²),
γ: constant (= 0.618).
[0069]
  And a judgment means compares the tensile strength Ft of this concrete with the tensile stress (sigma) a produced on the concrete member surface calculated | required by S10 (S12).
[0070]
  In FIG. 6, the curve H which shows the tensile strength Ft of the concrete calculated | required by the said Formula (16) is overlapped and shown. As shown in FIG. 6, when there is a portion where the tensile stress generated on the surface of the concrete member of the curve C exceeds the tensile strength Ft of the curve H (effective age of about 1.5 days), the determination means cracks the concrete member. Is determined to occur (S12).
[0071]
  When it is determined that the concrete member is cracked by the determination means, the request means requests the operator to re-input the curing method and the curing period (S13).
[0072]
  When an operator inputs data regarding a new curing method and a curing period such as, for example, changing the material of the formwork to a different material or changing the effective age of removing the formwork to a different number of days, based on this data Then, the processing steps from S3 to S12 are repeated again. When the determination result based on the data of the new curing method and the curing period is a determination that the crack does not occur, the process proceeds to S14 and is determined to the curing method and the curing period of the data, and the member using the high-strength concrete The processing of the apparatus for determining the curing method and the curing period is completed.
[0073]
  Based on the curing method and curing period determined by the curing method and curing period of the members using this high-strength concrete, when high-strength concrete is actually placed, it is predetermined without actually causing cracks. The concrete member can be obtained.
[0074]
  In the embodiment, the apparatus for determining the curing method and curing period of the member using the high-strength concrete includes request means for requesting to input the new curing method and curing period of S13, and cracks are generated. The processing from S3 to S12 is repeated until a curing method and a curing period that do not occur are obtained. However, it is also possible to confirm whether or not a predetermined concrete member is cracked without providing the request means of S13.
[0075]
【The invention's effect】
  As is clear from the above, the high strength of the invention of claim 1RebarconcreteElementAccording to the method for determining cracks at young ages, there is a step of calculating self-shrinkage strain based on the concrete temperature and effective age, and calculating the stress from this self-shrinkage strain. It can be determined accurately. Since the stress due to this exact self-shrinkage strain and the stress due to temperature strain are taken into consideration, the stress generated in the concrete of the member using the high-strength concrete at the young age can be accurately obtained. By comparing the tensile strength of the high-strength concrete member, the crack of the high-strength concrete member can be determined with higher accuracy than the conventional determination method.
[0076]
  High strength of the invention of claim 2RebarconcreteElementAccording to the crack determination device at the time of young age, self generated in concrete at a predetermined time based on the effective age obtained by the effective age calculating means and the temperature history obtained by the temperature calculating means. Since the self-shrinkage stress calculating means for obtaining the shrinkage stress is provided, the self-shrinkage stress can be accurately obtained. The exact self-shrinkage stress obtained and the temperature stress generated in the concrete due to the internal restraint of the concrete are used to accurately determine the stress generated in the concrete of the concrete member, and this stress is compared with the tensile strength of the concrete. Since the crack of a member is determined, the crack of a concrete member can be determined with higher accuracy than the conventional determination method.
[0077]
  The invention of claim 3High strength reinforced concrete componentsAccording to the apparatus for determining the curing method and the curing period, when the concrete member is determined to be cracked by the judging means, the concrete member is cracked because it is provided with a requesting means for requesting to replace the data relating to the curing method and the curing period. A curing method and a curing period in which no occurrence occurs can be obtained with higher accuracy than before.
[0078]
  The high strength of the invention of claim 4RebarAccording to the concrete placing method, the concrete is placed by using the curing method and the curing period determined by the curing method and the curing period determining device of claim 3, so that at the time of young material, A member made of high-strength concrete that does not crack can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a schematic operation of a crack determination device when a member using a high-strength concrete according to an embodiment of the present invention is young.
FIG. 2 is a diagram showing strain generated in a specimen when curing a specimen of high-strength concrete at different curing temperatures, together with the temperature of the specimen.
FIG. 3 is a diagram showing self-shrinkage strains generated in test specimens cured at different curing temperatures and calculation results of calculation formulas for calculating self-shrinkage strains based on curing temperatures.
FIG. 4 is a diagram showing a cross-section of a concrete member that has been subjected to crack determination in one embodiment.
FIG. 5 shows the self-shrinkage strain A calculated based on the curing temperature and the self-shrinkage strain B calculated without considering the conventional curing temperature in the curing method and the curing period determining apparatus according to the embodiment. FIG.
6 shows that the tensile stress C generated on the surface of the concrete member exceeds the tensile strength H of the concrete and cracks occur on the surface of the concrete member in the curing method and the apparatus for determining the curing period of the embodiment. FIG.
[Explanation of symbols]
  S1 The step of inputting the dimension / reinforcement of the member cross section and the material / mixture of the concrete by the input means,
  A step of inputting a curing method and a period by S2 input means;
  S3 calculating the temperature history of the concrete member by numerical analysis,
  S4 analyzing the temperature distribution and average temperature of the cross section of the concrete member;
  S5 calculating the effective age of the concrete based on the temperature distribution and average temperature of the concrete member;
  Calculating a self-shrinkage strain amount based on the effective age of S6 concrete and the average temperature obtained in S4;
  S7 calculating a tensile creep modulus and a tensile Young's modulus of concrete based on the effective age determined in S5;
  S8 calculating self-shrinking stress using the tensile creep coefficient and tensile Young's modulus determined in S7 based on the amount of self-shrinking strain determined in S6;
  S9 calculating a temperature stress due to internal restraint based on the temperature distribution in the cross section of the concrete member;
  Adding the self-shrinking stress determined in S10 and S8 and the temperature stress determined in S9 to determine the tensile stress σa generated on the surface of the concrete member;
  S11 determining the tensile strength Ft of the concrete based on the effective age,
  S12 comparing the value of the tensile stress σa determined in S10 with the value of the tensile strength Ft determined in S11 to determine cracks in the concrete member;
  S13 determining that cracking will occur and re-entering data regarding the curing method and the curing period;
  S14 is a step in which it is determined that a crack does not occur and a curing method and a curing period are determined.

Claims

A method for determining cracks at a young age of a high-strength reinforced concrete member,
Based on the measurement results of the amount of strain at each set concrete temperature with an unreinforced high-strength concrete specimen of a size that can ignore the occurrence of temperature strain due to internal restraint, self-shrinkage strain, concrete temperature, effective age and Deriving an approximate expression representing the relationship of
Based on the average temperature and the effective ages of the cross section of the reinforced concrete member to be determined cracking, the above approximate expression, to calculate the autogenous shrinkage of the reinforced concrete member, the autogenous shrinkage in the reinforced concrete member main reinforcement Calculating the stress generated in the concrete of the reinforced concrete member by being restrained by
A step based on the temperature distribution in the cross section of the reinforced concrete member, to calculate the temperature distortion due to internal constraints of the concrete, to calculate the stress from the temperature strain,
The tensile stress generated on the concrete surface of the reinforced concrete member at the initial age obtained by adding the stress due to the self-shrinkage strain of the concrete in the reinforced concrete member and the stress due to the temperature strain due to the internal restraint in the reinforced concrete member by comparing the tensile strength of concrete, the tensile stress generated on the surface of the concrete exceeds the tensile strength of the concrete, and having a a determining crack on the surface of the reinforced concrete member occurs cracking method of determining at Early age of high strength reinforced concrete members.

A device for determining cracks at a young age of a high-strength reinforced concrete member,
And dimensions and Haisuji of the cross section of the reinforced concrete member, input means for inputting the material and the formulation of the concrete, the data relating to the regimen and curing period of concrete members,
A temperature calculating means for calculating the temperature of the concrete in the cross section of the reinforced concrete member based on the input data;
The effective ages calculating means for calculating the effective ages of concrete based on temperature portion and the average temperature of the concrete,
Based on the measurement results of the amount of strain under each concrete temperature set with an unreinforced high-strength concrete specimen with a size that can ignore the occurrence of temperature strain due to internal restraint, the pre-induced self-shrinkage strain and concrete temperature are effective. approximate expression representing the relationship between the age is input, based on the average temperature and the effective ages of the concrete, determined the autogenous shrinkage of concrete in reinforced concrete member by the above approximate expression, the autogenous shrinkage strain reinforced concrete member Self-shrinkage stress calculating means for calculating self-shrinkage stress generated in the concrete by being constrained by the main reinforcing bar ,
Based on the temperature distribution and the effective ages of the concrete, determined distortion temperature due to internal constraints in the concrete in reinforced concrete members, a temperature stress calculating means for calculating the temperature stress generated in the concrete of the reinforced concrete member from the temperature strain,
Based on the effective age, tensile strength calculation means for calculating the tensile strength of concrete in reinforced concrete members ,
The self shrinkage stress and temperature stress and tensile occurring concrete surface of the reinforced concrete member in the initial ages determined by adding the stress, by comparing the tensile strength of the concrete, the surface of the concrete element Concrete If the tensile stress occurring exceeds the tensile strength of the concrete member, cracking during Early age of high strength reinforced concrete member characterized by having a determining means and cracks on the surface of the concrete element is generated Judgment device.

Using cracks determination device during Early Age of high-strength reinforced concrete member of claim 2, an apparatus for determining the regimen and curing period of members using high strength concrete,
When the determination means determines that the concrete member is cracked, it comprises request means for requesting that data relating to the curing method and the curing period be replaced with different data, and data relating to the replaced curing method and the curing period. based on, to determine the curing method and curing period of reinforced concrete member of high strength and determines the curing period and regimen Repeat the determination device.

With curing period and curing method determined by the device for determining the regimen and curing period of member using the reinforced concrete member of high strength according to claim 3, and characterized in that curing the reinforced concrete member of high strength hitting設方method of reinforced concrete of high intensity.