JP4752596B2 - 耐爆裂性に優れたコンクリート構造物 - Google Patents
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Description
(Cd+Sd)/T<-0.51×{T/(W)^(1/3)}+2.1 (2.1≦T/(W)^(1/3)≦3.6)…(1)
Sd/T=0 (T/(W)^(1/3)≧3.6)…(2)
(Cd+Sd)/T=1.0 (T/(W)^(1/3)<2.1)…(3)
構造工学論文集 46A pp1787-1797, 2000 コンクリート工学論文集 第14巻第1号 20 03 ここで、(2)式は、爆薬設置側と裏側の剥離深さが"0"、すなわち全く損傷がないことを示し、(3)式は、逆に貫通孔ができるような大きな損傷を示す。
(2)コンクリート板に繊維が混入されていることを特徴とする上記1記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
(3)コンクリート板に混入される繊維の物性が、引張強度が1.5GPa以上、引張弾性率が50GPa以上であり、且つ体積比で1.0%以上混入されていることを特徴とする上記1または2いずれかに記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
(4)1枚のコンクリートの板厚が、30mm以上であることを特徴とする上記1〜3いずれかに記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
(5)隣り合うコンクリートの継ぎ目部分に対し、その裏に重ね合わされるコンクリートの配置において、継ぎ目部分が決して重ならない様、重ねるコンクリートをずらして配置することを特徴とする上記1〜4いずれかに記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
(有機繊維の物性測定について)
強度、弾性率についてはマルチフィラメント状の有機繊維を、(株)オリエンテック製5tテンシロンを使用し、引張強度と引張弾性率を求めた。また、樹脂加工後のチップの引張強度と引張弾性率についても、(株)オリエンテック製5tテンシロンを使用して求めた。
供試体の配合については、表1に示す。練混については、普通のポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末、骨材を入れ空練30秒、水を加え90秒、更に繊維を加え3分間練混ぜしコンクリート供試体を作製した。供試体のサイズは、縦、横とも60cmとし、厚さはテスト毎に変えた。その中に縦横に異形鉄筋SD295A(D6)を12cm間隔で5本を丁度真ん中に鉄筋が配置される様に、セットした。(図1に示す) 養生については、打設後14日間は湿布養生を行い、その後14日間は気中養生を行った。
火薬などの爆発により、構造物は爆発荷重を受けるが、この爆発荷重を受ける構造物の局所的損傷を考えた場合、爆発源は大きく分けて3つに分類される。すなわち、構造物のごく至近距離で爆発する場合(近接爆発)、構造物表面で爆発する場合(接触爆発)および構造部材内部で爆発する場合である。これらの中で、接触爆発は構造物の損傷評価を行う上で他の場合の基準として用いられる。爆破作業の手順は、供試体上の中心に100g〜300gの火薬を設置し、供試体は2種類の角材を用い、地面から14.5cmの高さに固定し(図2に示す)、爆破を行った。この時使用した火薬は、ペンスリット(PETN)65%、パラフィン系35%から成るSEPを使用した。この火薬の物性は、密度は1.3g/cm3、爆速6900m/secであった。爆破後に剥離した部分の評価については、径と深さと体積の3項目とした。径については、供試体に対し、縦方向と横方向、両バイアス方向の4方向で径を計測し、その平均値を平均径として表した。深さについては、最深部をノギスで、計測した。剥離体積は、剥離した痕跡に水を流し込み、流し込まれた体積を調べた。なお、火薬を設置した側の剥離体積部分を「クレータ」と称し、その裏側の剥離体積部分を「スポール」と称した。これらの結果を表2にまとめた。
爆破試験を実施した同じ配合で、圧縮試験を実施した。圧縮強度試験はφ100mm×200mmの円柱供試体を作成し、JISA1108に基づき実施した。この試験結果から、圧縮弾性係数を算出した。これらの結果を表2にまとめた。
高分子量ポリエチレン繊維(商品名ダイニーマ;東洋紡績社製)2640dtexにPP/PEの熱融着糸(商品名パイレン;三菱化学社製)760dtexを230t/mでカバリングし、その後120℃の条件で熱セットしてヤーンを得た。ヤーンの引張強度は1.9GPa、引張弾性率が43GPaであった。そのヤーンを3cmにカットした。繊維混入率2.0vol%にして、表1に示す配合で供試体を作成した。供試体の板厚は5cmであった。この板を2枚隙間なく重ねて10cm厚の積層板とし、積層板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
参考例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間には何も詰めずに空気層のみとした。積層板の中央部に薬量100gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
実施例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間には何も詰めずに空気層のみとした。積層板の中央部に薬量100gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
実施例1と同様の条件で供試体を作成し、積層板の中央部に薬量300gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
参考例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間にモルタルを入れた。このモルタルの圧縮方向の静弾性係数は、22(kN/mm2)であった。積層板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
参考例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間にポリエステルからなる不織布(商品名;ボランス東洋紡績社製)を入れた。この不織布はボランス4451NBタイプであり、目付は5mm厚で約580g/cm2であった。引張強度は1645N/5cmであった。積層板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
参考例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間に硬度70HSのゴムを入れた。積層板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
高分子量ポリエチレン繊維(商品名ダイニーマ;東洋紡績社製)2640dtexにPP/PEの熱融着糸(商品名パイレン;三菱化学社製)760dtexを230t/mでカバリングし、その後120℃の条件で熱セットしてヤーンを得た。ヤーンの引張強度は1.9GPa、引張弾性率が43GPaであった。そのヤーンを3cmにカットした。繊維混入率2.0vol%にして、表1に示す配合で供試体を作成した。供試体の板厚は3cmとし、板の間隔を5mmに開けながら3枚重ねた。板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
高分子量ポリエチレン繊維(商品名ダイニーマ;東洋紡績社製)2640dtexにPP/PEの熱融着糸(商品名パイレン;三菱化学社製)760dtexを230t/mでカバリングし、その後120℃の条件で熱セットしてヤーンを得た。ヤーンの引張強度は1.9GPa、引張弾性率が43GPaであった。そのヤーンを3cmにカットした。繊維混入率2.0vol%にして、表1に示す配合で供試体を作成した。供試体の板厚は10cmとした。板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
実施例1で使用した供試体を使用し、2枚の板を隙間5mmとなるよう重ね合わせた。隙間にモルタルを入れた。このモルタルの圧縮方向の静弾性係数は、43(kN/mm2)であった。積層板の中央部に薬量200gの火薬を設置、爆破試験を実施した。
Claims (5)
- コンクリート板を複数枚重ね合わせて構造物の壁や天井、床などに使用するに際し、該重ね合わすコンクリート板の間隔が3mm以上300mm以下、間隔には何も入れないものであり、200gの火薬の爆発に対し、スポール側(裏側)の最大深さが20mm以下である耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
- コンクリート板に繊維が混入されていることを特徴とする請求項1記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
- コンクリート板に混入される繊維の物性が、引張強度が1.5GPa以上、引張弾性率が50GPa以上であり、且つ体積比で1.0%以上混入されていることを特徴とする請求項1または2いずれか1項記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
- 1枚のコンクリートの板厚が、30mm以上であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
- 隣り合うコンクリートの継ぎ目部分に対し、その裏に重ね合わされるコンクリートの配置において、継ぎ目部分が決して重ならない様、重ねるコンクリートをずらして配置することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の耐爆裂性に優れたコンクリート構造物。
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