JP6538461B2 - 高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 - Google Patents
高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6538461B2 JP6538461B2 JP2015136892A JP2015136892A JP6538461B2 JP 6538461 B2 JP6538461 B2 JP 6538461B2 JP 2015136892 A JP2015136892 A JP 2015136892A JP 2015136892 A JP2015136892 A JP 2015136892A JP 6538461 B2 JP6538461 B2 JP 6538461B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- msn
- concrete
- strength
- value
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
前記標準養生供試体の圧縮強度を基準とし、(I)結合材(混和材を含まない場合はセメント:B)と水(W)の重量比(B/W)、(II)最高温度、(III)最高温度と練上がり温度との差(温度上昇量)に基づいて算出した構造体強度補正値mSnで補正することを特徴とする構造体コンクリートの強度推定方法。
2.設計基準強度が60N/mm2以上の高強度コンクリートの構造体強度補正値mSnを、式1、2に基づいて推定することを特徴とするmSnの推定方法。
(式1)
mSn={Kb×B/W+Kt×T+Sb+Ka×(T−T0)+Sa}×Fm
(式2)
T=α×B/W+β
ここで、
mSn:構造体強度補正値であり、材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度と材齢n日における構造体コンクリートの圧縮強度の差
B:単位結合材量(混和材を含まない場合は単位セメント量)
W:単位水量
B/W:結合材水比
T:構造体コンクリートの硬化初期における最高温度
T0:練上がり時のコンクリート温度
Fm:材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度
Kb、Kt、Sb:結合材種類に起因するmSnに対する影響係数
Ka、Sa:骨材種類に起因するmSnに対する影響係数
α、β:結合材種類およびT0に起因するTに対する影響係数
3.2.の推定方法により時期ごとにmSnを推定し、推定値が最大となる時期にコンクリートの試し練りを行いmSnを測定し、該測定値をその他の時期についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
4.2.の推定方法により時期ごとにmSnを推定し、推定値が最大となる時期の外気温に制御した室内でコンクリートの試し練りを行い、標準養生供試体および構造体コンクリートを模擬した温度履歴を与えた円柱供試体の圧縮強度試験の測定値からmSnを求めて、該測定値を全時期についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
5.2.の推定方法によりB/WとmSnの関係を推定し、mSnが最大となる1水準のB/Wでコンクリートの試し練りを行いmSnを測定し、該測定値をB/Wの全適用範囲についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
S値を大きな値に設定するほど構造体コンクリート強度の判定では安全側の評価になるため、推定したS値が最大となる時期に実際に試し練りを行い、この測定値を他の時期のS値として適用することで、試験開始から実際の現場で使用するまでに係る期間を短くすることができる。
推定したS値が最大となる時期の外気温を再現した室内で実際に試し練りを行い、標準養生供試体および構造体コンクリートを模擬した温度履歴を与えた標準養生供試体の圧縮強度試験の測定値から得られたS値を全時期のS値として適用することで、時期に関係なくS値を求めることができる。
推定したS値が最大となるB/Wにおいて試し練りを行い、この測定値を他のB/WにおけるS値として適用することで、試し練りの回数を減らすことができ、コストと労力とを低減できる。
mSn:構造体強度補正値であり、材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度と材齢n日における構造体コンクリートの圧縮強度の差
B:単位結合材量(混和材を含まない場合は単位セメント量)
W:単位水量
B/W:結合材水比
T:構造体コンクリートの硬化初期における最高温度
T0:練上がり時のコンクリート温度
Fm:材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度
Kb、Kt、Sb:結合材種類に起因するmSnに対する影響係数
Ka、Sa:骨材種類に起因するmSnに対する影響係数
α、β:結合材種類およびT0に起因するTに対する影響係数
本発明者は、過去の模擬柱作製実験の結果を検討し直すことにより、S値に影響を及ぼすのは、(I)B/W、(II)最高温度、(III)温度上昇量であることを見出し、本発明を完成させた。特に、(III)温度上昇量は、粗骨材とペーストとの線膨張係数の違いに由来する粗骨材とペーストとの密着性に関する因子であるが、最高温度ではなく温度上昇量に関する因子がS値に影響を及ぼすことは、これまでに報告されていない新規な知見である。
1999〜2012年に、信越(S)・関東(E)・東海(T)・近畿(K)地方の生コン工場27箇所で実施したVKC調合、N+CPS調合に関する大臣認定申請のための1m角程度の模擬柱部材作製実験(延べ39件)の結果をもとに、S値の算定式を検討した。構造体コンクリート強度データが全実験で得られているのが材齢56日までであるため、56S56について検討を行った。表1に検討に使用したデータを示す。
VKC(普通ポルトランドセメント、スラグせっこう系混和材、シリカフューム を質量比7:2:1でプレミックスした高強度用結合材)
N+CPS(スラグせっこう系混和材、シリカフュームを質量比7:3でプレミックスした高強度用混和材CPSを普通ポルトランドセメントNに対して2割置換した結合材)
粗骨材:いずれも砕石2005であり、以下の岩種を示す記号と産地ごとに振った数字で分類。
Ag(安山岩砕石)、Sg(硬質砂岩砕石)、Lg(石灰石砕石)
細骨材:天然砂および砕砂を用いており、以下に示す種類ごとの記号で分類。
Ns(天然砂)、As(安山岩砕砂)、Ss(硬質砂岩砕砂)、Ls(石灰石砕砂)
工場:地方を示す記号と工場ごとに振った数字で分類。
時期:夏期(6〜9月)、標準期(4、5、10、11月)、冬期(12〜3月)に分類し、温度条件は以下のとおり。
夏期 …外気温25〜35℃、練上がり温度24〜35℃、部材最高温度59〜100℃
標準期…外気温15〜25℃、練上がり温度19〜30℃、部材最高温度50〜87℃
冬期 …外気温7〜15℃、練上がり温度8〜24℃、部材最高温度30〜81℃
また、過去の実験結果から、夏期のB/Wが大きい領域、つまり最高温度が特に高い領域で、骨材条件の違いによるS値への影響が大きい傾向にあることが確かめられた。最高温度が高い領域では、Lg使用>Sg使用>Ag使用の順に、またLs使用の場合にS値が大きい傾向にあった。この主な原因としては、線膨張係数がペースト(10×10−6/℃以上)と大きく異なる骨材(石灰石は6×10−6/℃程度、かつ異方性あり)を使用すると、(iii)最高温度が高いほど、ペーストと骨材の一体性に悪影響を及ぼし、構造体コンクリート強度が低下してS値が大きくなったと推測される。
そこで、(I)、(II)、(iii)の各条件がS値に及ぼす影響を分離して数式化し、(I)、(II)、(iii)のS値への影響を検討した。検討条件は以下のように設定した。
1.結合材による影響を除外するため、VKC調合である実験No.1〜31に限定した。
2.細骨材による影響も確認されたが、S値への影響は主として粗骨材の岩種に起因すると読み取れたため、粗骨材の岩種ごとにデータを分類した。
3.VKC調合のB/Wと最高温度の関係は図1のとおりであった。B/Wと最高温度の関係における傾向を一次式により評価可能なB/W≦5の範囲に限定した。なお、5<B/Wでは、部材最高温度はほぼ一定となる。5<B/Wの範囲でも、B/Wと最高温度の関係を表す一次式を作成すれば、本発明による評価は可能である。
B/Wと最高温度(T)との関係は、図1の各時期における回帰式をもとに、以下の式3で与えた。なお、実際のコア採取箇所の最高温度は部材最高温度よりも5℃程度低いが、部材最高温度で評価した。
Tm=6.7B/W+47.9
Tw=8.2B/W+20.1
添字は時期(s:夏期、m:標準期、w:冬期)を表す。
Ssa=−0.070B/W+0.275
Sma=−0.062B/W+0.253
Swa=−0.060B/W+0.289
Sss=−0.032B/W+0.150
Sms=−0.035B/W+0.160
Sws=−0.043B/W+0.215
Ssl=−0.027B/W+0.186
Sml=−0.032B/W+0.193
Swl=−0.019B/W+0.147
式4〜6において、添字は時期(s:夏期、m:標準期、w:冬期)および粗骨材の岩種(a:安山岩、s:硬質砂岩、l:石灰石)を表す。
Kb、Kt、Kayは、それぞれ(I)、(II)、(iii)の影響度合いを表す係数、Sb、Sayは、それぞれ(I)と(II)、(iii)の影響に関する定数を表す。また、Kb、Kt、Sbは、結合材種類に起因する係数であり、Kay、Sayは、骨材種類に起因する係数である。
式7より、
Sss−Ssa=(Kas×Ts+Sas)−(Kaa×Ts+Saa)
上記したように、Kaa×Ts+Saa=0であるから、
Sss−Ssa=Kas×Ts+Sas
式4、5より、
Sss−Ssa=(−0.032B/W+0.150)−(−0.070B/W+0.275)
=0.038B/W−0.125
式3より、B/W=(Ts−58.2)/6.3を代入して
=0.038×(Ts−58.2)/6.3−0.125
=0.0060Ts−0.476
よって、Kas=0.0060、Sas=−0.476と算出できた。
Sms−Sma=Kas×Tm+Sas=0.0040Tm−0.286
Sws−Swa=Kas×Tw+Sas=0.0021Tw−0.116
Ssl−Ssa=Kal×Ts+Sal=0.0068Ts−0.486
Sml−Sma=Kal×Tm+Sal=0.0045Tm−0.274
Swl−Swa=Kal×Tw+Sal=0.0050Tw−0.243
と算出できた。
図2に示すように、夏期、標準期、冬期を示すそれぞれの直線は分離しており、粗骨材の岩種が同一でも1つの式で表すことができない。すなわち、式7において(iii)の影響を表す「Kay×Tx+Say」は、S値への影響を評価する式として不適である。
ここで、ペーストと骨材の線膨張係数の違いが、ペーストと骨材の密着性に影響するメカニズムを考慮すると、最高温度ではなく温度上昇量(最高温度−練上がり温度Tx0)で評価するのが妥当ではないかと考えられる。すなわち、ペーストと粗骨材との線熱膨張係数が異なる場合、温度上昇量(最高温度と練上がり温度との差)が大きいほどペーストと骨材の一体性に悪影響を及ぼし、構造体コンクリート強度が低下してS値が大きくなると推測される。そのため、式7を修正して、(III)温度上昇量の影響を評価可能な式8を仮定した。なお、Tx0は本実験における実測値の平均値である、夏期31℃、標準期23℃、冬期12℃を採用した。
Kb、Kt、Kayは、それぞれ(I)、(II)、(III)の影響度合いを表す係数、Sb、Sayは、それぞれ(I)と(II)、(III)の影響に関する定数を表す。また、Kb、Kt、Sbは、結合材種類に起因する係数であり、Kay、Sayは、骨材種類に起因する係数である。
=0.038B/W−0.125
=0.038(Ts−58.2)/6.3−0.125
=0.0060(Ts−31)−0.289
Sms−Sma=Kas×(Tm−23)+Sas
=0.0040(Tm−23)−0.193
Sws−Swa=Kas×(Tw−12)+Sas
=0.0021(Tw−12)+0.091
Ssl−Ssa=Kal×(Ts−31)+Sal
=0.0068(Ts−31)−0.275
Sml−Sma=Kal×(Tm−23)+Sal
=0.0045(Tm−23)−0.172
Swl−Swa=Kal×(Tw−12)+Sal
=0.0050(Tw−12)−0.183
図3に示すように、夏期、標準期、冬期を示すそれぞれの直線は重なっており、「Kay×(Tx−Tx0)+Say」は、(III)のS値への影響を表していることが確認できた。各直線の回帰式により、以下に示すKay、Sayを採用した。
Sas=−0.132、Sal=−0.182
式8より、
Ssa−Swa=Kt×(Ts−Tw)
式3より、Ts、Twを代入して
=Kt{(6.3B/W+58.2)−(8.2B/W+20.1)}
=Kt(−1.9B/W+38.1)
式4より、
Ssa−Swa=(−0.070B/W+0.275)−(−0.060B/W+0.289)
=−0.010B/W−0.014
上記2式より、
Kt(−1.9B/W+38.1)=−0.010B/W−0.014
式8より、
Ssa=(Kb×B/W+Kt×Ts+Sb)
式10よりKt、式3よりTsを代入して
=Kb×B/W+(−0.00043B/W−0.00007)×(6.3B/W+58.2)+Sb
式4より、
Ssa=−0.070B/W+0.275
上記2式より、
Kb×B/W+Sb=0.002709B/W2−0.044533B/W+0.279074
Kbは−0.024と負の値となっているため、B/Wが大きいほどS値は小さくなる傾向にあった。
Sxs=(−0.024×B/W+(−0.00043B/W−0.00007)×Tx+0.241)+(0.0030×(Tx−Tx0)−0.132)
Sxl=(−0.024×B/W+(−0.00043B/W−0.00007)×Tx+0.241)+(0.0049×(Tx−Tx0)−0.182)
夏期、標準期、冬期のうち、冬期のS値の推定値が最大となるのであれば、冬期に試し練りを行いS値を測定し、この測定値を夏期と標準期にも適用することにより、試し練りの回数を3分の1に減らすことができる。また、実際の季節が冬でない場合は、冬期の外気温となるように制御した室内で試し練りを行いS値を測定し、この測定値を全時期に適用することにより、季節の到来を待つことなく迅速にS値を算出することができる。この際、夏期と標準期のS値は、冬期の測定値、または冬期を再現して測定した測定値よりも小さいと推定されるため、測定値を夏期と標準期のS値として適用することは、安全側となるため問題はない。
例えば、必要なB/Wの範囲が3〜5で、B/W=3のときにS値の推定値が最大となるのであれば、B/W=3の条件で試し練りを行い、この測定値をB/W=3〜5の全範囲に適用することにより、B/W3〜5のうちの3水準以上での試し練りが必要であったところ、試し練りの回数を1回に減らすことができる。B/Wが3〜5の範囲では、B/W=3のときにS値が最も大きいと推定されるため、B/W=3における測定値をB/W=3〜5におけるS値として適用することは、安全側となるため問題はない。
Claims (4)
- 設計基準強度が60N/mm2以上の高強度コンクリートの構造体強度補正値mSnを、式1、2に基づいて推定することを特徴とするmSnの推定方法。
(式1)
mSn={Kb×B/W+Kt×T+Sb+Ka×(T−T0)+Sa}×Fm
(式2)
T=α×B/W+β
ここで、
mSn:構造体強度補正値であり、材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度と材齢n日における構造体コンクリートの圧縮強度の差
B:単位結合材量(混和材を含まない場合は単位セメント量)
W:単位水量
B/W:結合材水比
T:構造体コンクリートの硬化初期における最高温度
T0:練上がり時のコンクリート温度
Fm:材齢m日における標準養生供試体の圧縮強度
Kb、Kt、Sb:結合材種類に起因するmSnに対する影響係数
Ka、Sa:骨材種類に起因するmSnに対する影響係数
α、β:結合材種類およびT0に起因するTに対する影響係数 - 請求項1の推定方法により時期ごとにmSnを推定し、推定値が最大となる時期にコンクリートの試し練りを行いmSnを測定し、該測定値をその他の時期についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
- 請求項1の推定方法により時期ごとにmSnを推定し、推定値が最大となる時期の外気温に制御した室内でコンクリートの試し練りを行い、標準養生供試体および構造体コンクリートを模擬した温度履歴を与えた円柱供試体の圧縮強度試験の測定値からmSnを求めて、該測定値を全時期についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
- 請求項1の推定方法によりB/WとmSnの関係を推定し、mSnが最大となる1水準のB/Wでコンクリートの試し練りを行いmSnを測定し、該測定値をB/Wの全適用範囲についても採用することを特徴とする構造体コンクリートの強度管理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015136892A JP6538461B2 (ja) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015136892A JP6538461B2 (ja) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017020831A JP2017020831A (ja) | 2017-01-26 |
JP6538461B2 true JP6538461B2 (ja) | 2019-07-03 |
Family
ID=57889460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015136892A Active JP6538461B2 (ja) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6538461B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4762953B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2011-08-31 | 電気化学工業株式会社 | 低発熱型高強度コンクリートおよびそれを用いたコンクリート硬化体 |
JP5255271B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2013-08-07 | 大成建設株式会社 | 高強度コンクリート構造体の強度管理方法 |
-
2015
- 2015-07-08 JP JP2015136892A patent/JP6538461B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017020831A (ja) | 2017-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Prediction model of long-term chloride diffusion into plain concrete considering the effect of the heterogeneity of materials exposed to marine tidal zone | |
Chalee et al. | Predicting the chloride penetration of fly ash concrete in seawater | |
Safehian et al. | Assessment of service life models for determination of chloride penetration into silica fume concrete in the severe marine environmental condition | |
Berke et al. | Predicting long-term durability of steel reinforced concrete with calcium nitrite corrosion inhibitor | |
Hussain et al. | Influence of connectivity of concrete pores and associated diffusion of oxygen on corrosion of steel under high humidity | |
Neves et al. | A method for the use of accelerated carbonation tests in durability design | |
Weiss et al. | Toward performance specifications for concrete durability: Using the formation factor for corrosion and critical saturation for freeze-thaw | |
Conciatori et al. | Statistical analysis of concrete transport properties | |
Ferreira | Optimization of RC structure performance in marine environment | |
JP5246113B2 (ja) | コンクリート乾燥収縮ひずみの早期推定方法 | |
JP4643291B2 (ja) | 粗骨材選定方法 | |
Chen et al. | Compressive strength of concrete cores with different lengths | |
Tanesi et al. | Formation factor demystified and its relationship to durability | |
Liblik et al. | Fire protection provided by clay and lime plasters | |
Kim et al. | Evaluation technique of chloride penetration using apparent diffusion coefficient and neural network algorithm | |
de Miranda et al. | Modeling environmental ageing in masonry strengthened with composites | |
Beushausen et al. | Principles of the performance-based approach for concrete durability | |
Das et al. | Numerical study on the effect of mixture morphology on long-term asphalt mixture ageing | |
Radlińska et al. | Toward the development of a performance-related specification for concrete shrinkage | |
JP6538461B2 (ja) | 高強度コンクリートからなる構造体コンクリートの強度推定方法 | |
Paul et al. | Chloride diffusion study in different types of concrete using finite element method (FEM) | |
JP2013092445A (ja) | コンクリート乾燥収縮ひずみの早期評価方法 | |
JP2005308561A (ja) | 構造体コンクリート強度の推定方法および推定用データベース | |
Souza et al. | Probabilistic chloride diffusion modelling in cracked concrete structures by transient BEM formulation | |
Radlinska | Reliability-based analysis of early-age cracking in concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190319 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190408 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190408 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190606 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6538461 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |