JP4268065B2 - Method for estimating concrete strength - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリートの試し練りを行うことなく、骨材物性によりコンクリート強度を推定する、コンクリート強度の推定方法に関する。 The present invention relates to a method for estimating concrete strength, in which concrete strength is estimated based on aggregate physical properties without performing trial kneading of concrete.
コンクリートの圧縮強度は、コンクリート構造物の力学的特性を推定する上で最も重要なコンクリートの物理的性能である。そのため、コンクリート構造物の構築においては、必要とされる圧縮強度を確実に発現するコンクリートの配合を把握する必要がある。 The compressive strength of concrete is the most important physical performance of concrete in estimating the mechanical properties of concrete structures. Therefore, in the construction of a concrete structure, it is necessary to grasp the mix of concrete that reliably expresses the required compressive strength.
従来、コンクリートの圧縮強度の推定には、セメント水比（Ｃ／Ｗ）、つまりコンクリート中のセメントペーストを構成するセメントと水との質量比率をもとに、基本となる試し練りデータから推測する手法がとられており、その手法は、略確立されているといえる。
したがって、セメントペースト部分の強度が普通強度であれば、当該強度は骨材の強度に比べて極めて小さいため、骨材がコンクリート強度に与える影響は少なく、前記の手法による推定値を使用することができる。
Conventionally, the compressive strength of concrete is estimated from basic trial kneading data based on the cement water ratio (C / W), that is, the mass ratio of cement and water constituting the cement paste in the concrete. It can be said that the method has been taken and the method is almost established.
Therefore, if the strength of the cement paste portion is normal strength, the strength is extremely small compared to the strength of the aggregate, so the aggregate has little influence on the concrete strength, and the estimated value by the above method can be used. it can.
一方、セメントペースト部分の強度が骨材の強度に近い強度（以下「高強度」という場合がある）を有する場合や、それ以上の強度（以下「超高強度」という場合がある）を有する場合は、骨材の物性がコンクリート強度に与える影響が大きい。
しかしながら、骨材等の物性に関しては、規格等により最低水準が設けられてはいるものの、それらがコンクリートの圧縮強度に与える影響について推測する手法は確立されていない。そのため、高強度又は超高強度のコンクリートに関しては、１００リットル程度の試し練りを行い、２８日〜９１日後に圧縮試験を行う方法により、その圧縮強度を求めていた。
On the other hand, when the strength of the cement paste portion is close to the strength of the aggregate (hereinafter sometimes referred to as “high strength”) or higher than that (hereinafter sometimes referred to as “ultra high strength”) Has a great influence on the strength of the concrete due to the physical properties of the aggregate.
However, regarding the physical properties of aggregates and the like, although a minimum level is set according to the standards, a method for estimating the influence of these on the compressive strength of concrete has not been established. Therefore, for high-strength or ultrahigh-strength concrete, about 100 liters of trial kneading was performed, and the compression strength was obtained by a method of performing a compression test after 28 to 91 days.
このような方法は、各材料の配合量の調整及び試し練りを繰り返し行うことで、目標とする物性を有するコンクリートの配合を決定するため、その作業が煩雑な上、時間がかかり、その結果が不満足であった場合の調整は技術者の技術力に頼らざるをえず、その精度もまちまちである。
そのため、本出願人は、標準配合に基づいて行った試し練りの結果と、目標性能とを比較し、試し練りの結果と目標性能とが一致しない場合に、補正すべき項目の増減を補正項目表から選択して行うことにより、技術者の勘や熟練に頼ることなく、コンクリートの配合等を容易に精度良く設計できるコンクリートの配合設計選定方法を開発し、実用化に至っている（特許文献１参照）。
Therefore, the applicant compares the result of the trial kneading performed based on the standard formulation with the target performance, and if the result of the trial kneading does not match the target performance, the increase / decrease of items to be corrected is the correction item. By selecting from the table, a concrete blending design selection method capable of easily and accurately designing a concrete blending and the like without depending on the intuition and skill of an engineer has been developed and has been put into practical use (Patent Document 1). reference).
しかしながら、前記のコンクリートの配合設計選定方法では、同じセメント水比で骨材を選定することにより、目標とする物性を有するコンクリートを得ようとする場合にも、全ての骨材に対して試し練りを行う必要があり、的確なコンクリート配合を決定するためには、繰り返し試し練りを行う煩雑な作業や時間を要する場合があるという、問題点を有していた。 However, in the above-described method of selecting and blending concrete, even when trying to obtain concrete having the target physical properties by selecting aggregates with the same cement water ratio, trial mixing is performed on all aggregates. In order to determine an accurate concrete composition, there is a problem that it may require a complicated operation and time for repeated trial kneading.
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、モルタル強度及び静弾性係数と骨材の静弾性係数により、コンクリートの試し練りを行うことなく、コンクリート強度を推定することができる、コンクリート強度の推定方法を提供することを課題とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and estimates the concrete strength from the mortar strength, the static elastic modulus, and the static elastic modulus of the aggregate without trial mixing of the concrete. It is an object of the present invention to provide a method for estimating concrete strength.
前記の課題を解決するために請求項１に記載の発明は、予め求められている、モルタル圧縮強度とコンクリート圧縮強度との比が被説明変数であり、骨材静弾性係数とモルタル静弾性係数との比が説明変数であるコンクリート圧縮強度推定用回帰曲線に、算出対象のコンクリートの骨材静弾性係数とモルタル静弾性係数との比を代入することにより、前記算出対象のコンクリートのモルタル圧縮強度とコンクリート圧縮強度の比を求めることを特徴とする、コンクリート強度の推定方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
かかるコンクリート強度の推定方法によれば、推定するコンクリートのモルタルの物性値と粗骨材の物性値により簡易にコンクリートの圧縮強度の推定ができるため、設定されたコンクリート強度を発現するための骨材の選定を容易に行うことが可能となる。
なお、コンクリート圧縮強度推定用回帰曲線は、被説明変数及び説明変数により、直線、２次曲線、対数曲線等を用いることができる。
According to the method for estimating the concrete strength, the compressive strength of the concrete can be easily estimated from the physical property value of the concrete mortar to be estimated and the physical property value of the coarse aggregate, and therefore the aggregate for expressing the set concrete strength. Can be easily selected.
The regression curve for estimating the concrete compressive strength can be a straight line, a quadratic curve, a logarithmic curve, or the like depending on the explained variable and the explanatory variable.
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート強度の推定方法であって、前記算出対象のモルタル静弾性係数は、予め求められている、モルタル静弾性係数が被説明変数であり、モルタル圧縮強度が説明変数であるモルタル静弾性係数推定用回帰曲線に、前記算出対象のコンクリートのモルタル圧縮強度を代入して求めることを特徴としている。
The invention described in
かかるコンクリート強度の推定方法によれば、モルタルの圧縮強度を用いて、モルタル静弾性係数が算出されるため、モルタルの圧縮強度と粗骨材の静弾性係数が与えられれば、設定されたコンクリート強度を、コンクリートの試し練りを行うことなく推定することが可能となる。 According to the concrete strength estimation method, since the mortar static elastic modulus is calculated using the compressive strength of the mortar, if the compressive strength of the mortar and the static elastic modulus of the coarse aggregate are given, the set concrete strength Can be estimated without trial mixing of concrete.
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のコンクリート強度の推定方法であって、前記算出対象のモルタル圧縮強度は、予め求められている、モルタル圧縮強度が被説明変数であり、セメント水比が説明変数であるモルタル圧縮強度推定用回帰曲線に、前記算出対象のコンクリートのセメント水比を代入して求めることを特徴としている。
Furthermore, the invention according to
かかるコンクリート強度の推定方法によれば、セメント水比と粗骨材の物性値とにより、コンクリート強度の推定が可能となるため、モルタルの圧縮強度を算出するために、モルタルの試し練りを行う必要がない。 According to such a concrete strength estimation method, it is possible to estimate the concrete strength from the cement water ratio and the physical property value of the coarse aggregate. Therefore, in order to calculate the compressive strength of the mortar, it is necessary to perform trial kneading of the mortar. There is no.
本発明により、コンクリートの試し練りを行うことなく、粗骨材の物性によりコンクリートの圧縮強度が推定できることから、設定された圧縮強度を満足する粗骨材の選定の際に、試し練りに要する手間や時間を要することなく選定できるため、費用の大幅な削減が可能となる。 According to the present invention, since the compressive strength of concrete can be estimated from the physical properties of the coarse aggregate without performing the trial kneading of the concrete, the effort required for the trial kneading when selecting the coarse aggregate satisfying the set compressive strength. Since it can be selected without requiring time and time, the cost can be greatly reduced.
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
本実施の形態では、設定されたセメント水比によるコンクリートについて、粗骨材の選定により、所望の強度を有するコンクリートとする方法について記述する。
図１は、本発明によるコンクリート強度の推定方法に用いるコンクリート圧縮強度推定用回帰直線（回帰曲線）を示している。
本発明のコンクリート強度の推定方法は、コンクリートのセメント水比と骨材の静弾性係数とを指定することにより、当該コンクリートの強度を推定するものであって、セメント水比からモルタルの圧縮強度と静弾性係数とを推定した後、このモルタルの圧縮強度と、モルタルの静弾性係数と予め指定された骨材の静弾性係数との比を、コンクリート強度推定式（式１）に代入してコンクリート強度を推定するものである。ここで、コンクリート強度推定式は、高強度コンクリートの圧縮強度とモルタルの圧縮強度の比（被説明変数）及び骨材の静弾性係数とモルタルの静弾性係数の比（説明変数）について、過去に測定した実測データを用いて最小二乗法により推定したものである（図１参照）。
In the present embodiment, a method is described in which concrete with a set cement water ratio is made into concrete having a desired strength by selecting coarse aggregate.
FIG. 1 shows a regression line (regression curve) for estimating concrete compressive strength used in the method for estimating concrete strength according to the present invention.
The concrete strength estimation method of the present invention estimates the strength of the concrete by specifying the cement water ratio of the concrete and the static elastic modulus of the aggregate, and the compressive strength of the mortar is determined from the cement water ratio. After estimating the static elastic modulus, the ratio of the compressive strength of the mortar and the static elastic modulus of the mortar to the static elastic modulus of the aggregate specified in advance is substituted into the concrete strength estimation formula (Equation 1). The strength is estimated. Here, the concrete strength estimation formula is based on the ratio of the compressive strength of high-strength concrete to the compressive strength of mortar (explained variable) and the ratio of the static elastic modulus of aggregate to the static elastic modulus of mortar (explanatory variable). It is estimated by the least square method using the measured data actually measured (see FIG. 1).
次に、本実施の形態によるコンクリート強度推定方法の推定手順について記載する。
図２は、本発明によるコンクリート強度の推定方法を示すフローチャートであり、予め設定されたコンクリートの圧縮強度を粗骨材の選定により行う推定方法の手順を示している。図２に示すように、当該推定方法は、モルタル圧縮強度の推定Ｓ１、モルタル静弾性係数の推定Ｓ２、粗骨材の選定Ｓ３、コンクリート強度の推定Ｓ４の手順に従い行う。
Next, the estimation procedure of the concrete strength estimation method according to this embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing a method for estimating concrete strength according to the present invention, and shows a procedure of an estimation method in which a preset compressive strength of concrete is selected by selecting coarse aggregate. As shown in FIG. 2, the estimation method is performed according to the procedures of mortar compression strength estimation S1, mortar static elastic modulus estimation S2, coarse aggregate selection S3, and concrete strength estimation S4.
［モルタル圧縮強度の推定Ｓ１］
まず、標準配合などから、算定するコンクリートのセメント水比Ｃ／Ｗを決定し、当該セメント水比から推定されるモルタルの圧縮強度を推定する。なお、モルタルの圧縮強度ｆMは、予め他のサンプルを用いて測定した、セメント水比Ｃ／Ｗに対するモルタルの圧縮強度ｆMの実測データに基づくモルタル圧縮強度推定用回帰直線（図３）から求められたモルタル圧縮強度推定式（式２）に、前記のセメント水比Ｃ／Ｗを代入して算出する。
[Mortar compressive strength estimation S1]
First, the cement water ratio C / W of the concrete to be calculated is determined from the standard composition and the like, and the compressive strength of the mortar estimated from the cement water ratio is estimated. The compression strength f M of the mortar, the advance other samples were measured using mortar compressive strength estimation regression line based on the measured data of compressive strength f M of mortar to cement water ratio C / W (FIG. 3) Calculation is performed by substituting the cement water ratio C / W into the obtained mortar compressive strength estimation formula (Formula 2).
［モルタル静弾性係数の推定Ｓ２］
次に、モルタル圧縮強度の推定Ｓ１により求められたモルタルの圧縮強度ｆMを用いて、モルタルの静弾性係数ＥMを推定する。モルタルの圧縮強度ｆMと静弾性係数ＥMとの間には、比較的高い相関があるため、予め他のサンプルを用いて測定した、モルタルの圧縮強度ｆMと静弾性係数ＥMの関係の実測データに基づくモルタル静弾性係数推定回帰直線（図４）から求まるモルタル静弾性係数推定式（式３）にモルタルの圧縮強度ｆMを代入することにより、静弾性係数ＥMを算出するものとする。
[Estimation of Mortar Static Elastic Modulus S2]
Next, using the mortar compressive strength f M obtained in the estimation S1 of the mortar compressive strength, the static elastic modulus E M of the mortar is estimated. Between the compressive strength f M and static elastic modulus E M mortar is relatively because high a correlation, in advance other samples were measured using a relationship between the compressive strength f M and static elastic modulus E M Mortar The static elastic modulus E M is calculated by substituting the compressive strength f M of the mortar into the mortar static elastic coefficient estimation formula (Equation 3) obtained from the mortar static elastic coefficient estimation regression line (FIG. 4) based on the actual measurement data. And
［粗骨材の選定Ｓ３］
次に、粗骨材の選定を行い、当該粗骨材の静弾性係数ＥGを原石コアの圧縮試験等により求める。ここで、粗骨材とは、川砂利、山砂利、海砂利等の天然骨材と、砕石、スラグ骨材等の人工骨材とがあり、選定される粗骨材は、種別、比重等により区分された中から選定する。
[Selection of coarse aggregate S3]
Next, the selection of coarse aggregate is obtained by the compression test and the like ore core static elastic modulus E G of the coarse aggregate. Here, the coarse aggregate includes natural aggregates such as river gravel, mountain gravel and sea gravel, and artificial aggregates such as crushed stone and slag aggregate. The selected coarse aggregates are classified by type, specific gravity, etc. Select from those classified by.
［コンクリート強度の推定Ｓ４］
そして、モルタル圧縮強度の推定Ｓ１、モルタル静弾性係数の推定Ｓ２及び粗骨材の選定Ｓ３においてそれぞれ求めたモルタルの圧縮強度ｆM、モルタルの静弾性係数ＥM及び粗骨材の静弾性係数ＥGを、コンクリート強度推定式（式１）に代入することにより、コンクリートの圧縮強度ｆCを算出する。そして、コンクリートの圧縮強度ｆCが、設定値と相違する場合には、粗骨材の選定Ｓ３とコンクリート強度の推定Ｓ４の作業を繰り返し行うか、若しくはセメント水比Ｃ／Ｗの設定値を変えて、所定のコンクリート強度を有するコンクリートの配合を決定する。
[Concrete strength estimation S4]
The mortar compressive strength f M , the mortar static elastic modulus E M, and the coarse aggregate static elastic modulus E obtained in the mortar compressive strength estimation S1, the mortar static elastic modulus estimation S2, and the coarse aggregate selection S3, respectively. By substituting G into the concrete strength estimation formula (Formula 1), the compressive strength f C of the concrete is calculated. If the compressive strength f C of the concrete is different from the set value, either the coarse aggregate selection S3 and the concrete strength estimation S4 are repeated or the set value of the cement water ratio C / W is changed. Then, the concrete composition having a predetermined concrete strength is determined.
上記のコンクリート強度推定方法によれば、セメント水比と粗骨材の物性値とを用いることにより、試し練りを行うことなく、コンクリート強度の推定が可能となるため、例えば、所定のセメント水比のコンクリートについて、骨材の選定により設定されたコンクリート強度を発現させる場合に、容易に且つ技術者の勘や熟練に頼ることなく、適切な配合を決定することが可能となる。 According to the above concrete strength estimation method, by using the cement water ratio and the physical property value of the coarse aggregate, it is possible to estimate the concrete strength without performing trial kneading. When the concrete strength set by the selection of the aggregate is expressed, it is possible to determine an appropriate composition easily and without depending on the intuition and skill of an engineer.
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
例えば、前記の実施の形態では高強度のコンクリートに関して、図1に示すコンクリート圧縮強度推定用回帰直線を使用するものとしたが、コンクリートの破壊性状はその強度により大きく異なるため、超高強度のコンクリートに関しては図５に示すようなコンクリート圧縮強度推定用回帰直線を使用するなど、コンクリートの強度別に回帰曲線を求めて強度の推定に使用すればよい。なお、普通強度のコンクリートに関しては、骨材に比べてセメントペーストの強度が極めて小さいため、モルタルの圧縮強度をコンクリートの圧縮強度として推定することができる。
また、図１及び図５に示された回帰曲線は、直線で示されているが、変数の取り方により曲線としてもよい。
Heretofore, an example of a preferred embodiment has been described for the present invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design of each of the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the regression line for estimating concrete compressive strength shown in FIG. 1 is used for high-strength concrete. However, because the destructive properties of concrete vary greatly depending on the strength, ultrahigh-strength concrete is used. For example, a regression line for concrete compressive strength estimation as shown in FIG. 5 may be used to obtain a regression curve for each concrete strength and use it for strength estimation. In addition, since the strength of cement paste is extremely small compared with that of aggregate in ordinary strength concrete, the compressive strength of mortar can be estimated as the compressive strength of concrete.
Moreover, although the regression curve shown by FIG.1 and FIG.5 is shown by the straight line, it is good also as a curve by the way of taking a variable.
また、前記の実施の形態では、モルタルの圧縮強度ｆMを、過去の実測データをもとに推定するものとしたが、この方法に限定されるものではなく、モルタルの試し練りを行い、圧縮強度試験により求めた実測値を用いてもよい。
また、モルタル圧縮強度の推定Ｓ１において、モルタルの圧縮強度ｆMを、試し練りにより求めた場合においては、この圧縮強度試験とともに、静弾性係数の計測を行い、この計測値をモルタルの静弾性係数ＥMとして用いてもよい。
また、前記の実施の形態では、図４に示すように、モルタルの圧縮強度ｆMと静弾性係数ＥMとの関係が略直線を示しているため、モルタル静弾性係数推定式を直線近似として求めているが、データにより、曲線を用いても問題はなく、その場合には、日本建築学会の提唱するコンクリートにおける強度と静弾性係数との関係式等を参考にモルタル静弾性係数推定式を求めるとよい。
Further, in the embodiment described above, the compressive strength f M of the mortar, the past measured data have been assumed to be estimated on the basis, is not limited to this method, it carries out test kneading mortar, compression You may use the actual value calculated | required by the strength test.
Further, in the estimation S1 of mortar compressive strength, the compressive strength f M of the mortar, when determined by test kneading, together with the compressive strength test, carried out the measurement of static modulus, static modulus of mortar the measured value E M may be used.
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, since the relationship between the compressive strength f M of the mortar and the static elastic modulus E M shows a substantially straight line, the mortar static elastic coefficient estimation formula is a linear approximation. However, there is no problem even if a curve is used depending on the data. In that case, the formula for estimating the mortar static elastic modulus should be used with reference to the relational expression between the strength and static elastic modulus of concrete proposed by the Architectural Institute of Japan. It is good to ask.
Claims (3)
算出対象のコンクリートの骨材静弾性係数とモルタル静弾性係数との比を代入することにより、前記算出対象のコンクリートのモルタル圧縮強度とコンクリート圧縮強度の比を求めることを特徴とする、コンクリート強度の推定方法。 In the regression curve for estimating the concrete compressive strength, the ratio of the mortar compressive strength and the concrete compressive strength obtained in advance is the explained variable, and the ratio of the aggregate static elastic modulus and the mortar static elastic modulus is the explanatory variable.
The ratio of the mortar compressive strength and the concrete compressive strength of the concrete to be calculated is determined by substituting the ratio of the aggregate static elastic modulus and the mortar static elastic modulus of the concrete to be calculated. Estimation method.
予め求められている、モルタル静弾性係数が被説明変数であり、モルタル圧縮強度が説明変数であるモルタル静弾性係数推定用回帰曲線に、
前記算出対象のコンクリートのモルタル圧縮強度を代入して求めることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート強度の推定方法。 The mortar static elastic modulus of the calculation object is
In the regression curve for estimating the mortar static elastic modulus, the mortar static elastic modulus obtained in advance is the dependent variable, and the mortar compressive strength is the explanatory variable.
The method for estimating concrete strength according to claim 1, wherein the concrete mortar compressive strength of the concrete to be calculated is substituted.
予め求められている、モルタル圧縮強度が被説明変数であり、セメント水比が説明変数であるモルタル圧縮強度推定用回帰曲線に、
前記算出対象のコンクリートのセメント水比を代入して求めることを特徴とする、請求項２に記載のコンクリート強度の推定方法。 The mortar compression strength of the calculation target is
In the regression curve for estimating the mortar compressive strength, which is obtained in advance, the mortar compressive strength is an explanatory variable, and the cement water ratio is an explanatory variable.
The method for estimating concrete strength according to claim 2, wherein the calculation is performed by substituting the cement water ratio of the concrete to be calculated.
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