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1 Title 吸水性状によるコンクリート構造物の耐久性評価に関する研究 ( Dissertation_ 全文 ) Author(s) 古賀, 裕久 Citation Kyoto University ( 京都大学 ) Issue Date URL Right Type Thesis or Dissertation Textversion ETD Kyoto University

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18 Absorbed layer Liquid meniscus Stage(a) A bsorption Stage(b) Vapour diffusion Stage(c) Film transfer Stage(d) Surface cree p plus vapour diffusion Stage(e) Partially saturated iquid l flow Stage(f) Saturated liquid flow Stage(g) Ionic diffusion through partially - saturated or saturated pores c J D l J c l D

19 v r cos 4d vr d Q h v Ki K A l v Q A K i h l 試料水 水 水 試料 試料 試料 水

20 約 2mm プラスチックシート約 100 mm 塗装 水 コンクリート 約 50 mm

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22 吸水量 (mm) 初期吸水速度係数 2.3x10-3 mm/sec 1/2 R = 0.99 二次吸水速度係数 x10-3 mm/sec 1/2 R = 経過時間の平方根 ( s)

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25 水頭

26 水 コック 吸水容器 吸水容器は, 粘土やグリスに押しつけることでシールする 試料 ボルトで固定することが困難な場合は, 粘土や支柱等で強固にとりつける 注射器 コック ガラス製毛細管 100mm 可撓管 100mm 皮下注射針 コンクリート

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30 i St 3 1/ f 3/ 2 2 S 2 L 3 t 3/ f 5 / 2 4 S 4 L 5 t 5 / 2 i S f L t 14 単位面積あたりの吸水量 (mm) 時間後 6 時間後 円形の吸水箇所 (φ80mm) から吸水 一方向吸水 経過時間の平方根 (min 1/2 )

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32 p at n p t a n

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36 分後 ISAT 値 (ml/m 2 /s) RILEM TC116 法 24 時間後吸水量 (kg/m 2 ) 供試体 No

37 10 分時点での表面吸水速度 (ml/m 2 /s) 湿潤養生 1 日 湿潤養生 7 日 普通セメント 湿潤養生 7 日 + シート養生 21 日 養生条件 高炉セメント B 種 湿潤養生 1 日 湿潤養生 9 日 湿潤養生 9 日 + シート養生 19 日 W/C=40% W/C=50% W/C=60%

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48 m I t a d I t m a d

49 吸水量 (mm) 吸水量 (mm) 水セメント比 :30%(A30) 含水状態調整 :20,RH60% 目安として時間, 日単位の吸水時間を点線で示した 試料厚さ 10mm 20mm 30mm 50mm 70mm 時間 7 日間 時間 水セメント比 :50%(A50) 2.5 含水状態調整 :20,RH60% 試料厚さ mm 50mm mm mm mm 吸水量 (mm) 水セメント比 :70%(A70) 含水状態調整 :20,RH60% 試料厚さ 50mm 70mm 30mm 20mm 10mm 吸水時間の平方根 (sec 0.5 ) 8 水セメント比 :30%(A30) 7 含水状態調整 : 絶乾試料厚さ 6 70mm 5 50mm mm 2 20mm 1 10mm 吸水量 (mm) 吸水量 (mm) 8 水セメント比 :50%(A50) 7 含水状態調整 : 絶乾 試料厚さ 6 70mm 5 50mm mm 2 20mm 1 10mm 吸水時間の平方根 (sec 0.5 )

50 試料厚さ 10mm 当たりの吸水量 (mm) mm 20mm 30mm 水セメント比 :50% (A50) 含水状態調整方法 20,RH60% 絶乾 試料の厚さ

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52 吸水量 (mm) 番号 番号 吸水時間の平方根 (s1/2) 6 時間後吸水量 (mm) 水セメント比 50%,70% は 6 試料, それ以外は 2 試料の測定結果 (A30~A70) 水セメント比 (%) 6 時間後吸水量 (mm) 各条件 2 試料の測定結果 (B30~B70) 水セメント比 (%)

53 6 時間後吸水量 (mm) セメントの種類 ( 混和材による置換 ) OPC: 普通セメント (A50) BA: 高炉スラグ 30% BB: 高炉スラグ 50% FB: フライアッシュ 20% 0.0 OPC BA BB FB セメントの種類

54 吸水量 (mm) 吸水開始から 6 時間後 吸水初期を拡大 A BA BB 0.5 FB A 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 0.5 吸水開始から 1 時間後

55 6 時間後吸水量 (mm) 2.0 フレッシュ時の空気量 ( 混和剤による違い ) 少 :1.9% 1.5 標準 :3.8%(A50) 多 :7.6% 少 標準 多 空気量 吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) 吸水開始から 6 時間後 A30 A50 A70 A50 粗骨材を変更実験ケース 水セメント比 30% 50% 70% 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 吸水初期を拡大 水セメント比 50% 粗骨材吸水率大 型枠面切断面 A50- 型枠面 A50- 切断面粗骨材吸水率大 - 型枠面粗骨材吸水率大 - 切断面 吸水時間の平方根 (s 1/2 )

56 吸水量 (mm) 吸水開始から 6 時間後 6 時間後吸水量 (mm) 粗骨材量半分 モルタル 0.0 A50 粗骨材量 吸水開始から 1 時間後 A50- 型枠面 0.5 吸水初期を拡大 粗骨材量半分 モルタル 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 吸水時間の平方根 (s 1/2 )

57 6 時間後吸水量 (mm) 山砂 ( 標準 ) 水セメント比 50% 高炉スラグ細骨材 山砂 ( 標準 ) ケイ砂 山砂 ( 標準 ) A50 B50 B70 水セメント比 70% 使用細骨材変更実験ケース 砕砂 軽量細骨材 ケイ砂

58 吸水量 (mm) 吸水量 (mm) 3.0 細骨材 : 山砂 (B50) 目安として時間, 日単位の試料厚さ吸水時間を点線で示した mm 50mm mm 10mm 時間 時間 7 日間 細骨材 : 砕砂 (B50から変更) 試料厚さ 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 50mm 30mm 10mm 吸水量 (mm) 吸水量 (mm) 細骨材 : ケイ砂 (B50 から変更 ) 試料厚さ 10mm 20mm 30mm 50mm 細骨材 : 人工軽量骨材 (B50 から変更 ) 吸水時間の平方根 (s 1/2 ) 試料厚さ 30mm 10mm 50mm

59 空隙比 (%) 各条件 3 試料の測定結果 各条件 3 試料の測定結果 (A30~A70) (A30~A70) 水セメント比 (%) 水セメント比 (%) 比抵抗 (Ω m)

60 空隙比 (%) セメントの種類 ( 混和材による置換 ) OPC: 普通セメント (A50) BA: 高炉スラグ 30% BB: 高炉スラグ 50% FB: フライアッシュ 20% 比抵抗 (Ω m) OPC BA BB FB OPC BA BB FB セメントの種類セメントの種類 空隙比 (%) 18 フレッシュ時の空気量 ( 混和剤による違い ) 16 少 :1.9% 標準 :3.8%(A50) 14 多 :7.6% 比抵抗 (Ω m) 少標準多少標準多空気量空気量

61 空隙比 (%) 山砂 ( 標準 ) 粗骨材吸水率大 高炉スラグ細骨材 山砂 ( 標準 ) ケイ砂 軽量細骨材 比抵抗 (Ω m) 山砂 ( 標準 ) 粗骨材吸水率大 高炉スラグ細骨材 山砂 ( 標準 ) ケイ砂 軽量細骨材 8 A50 B50 0 A50 B50 使用骨材変更 使用骨材変更

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65 採取したコア (3 本 ) 1 本は, 表面から 10cm までを厚さ 2cm ピッチで切断 (1) 中性化深さの測定 (2) 全塩分量 (3) 絶乾質量の測定 ( 側面 ) 測定 (4) 水中に浸せきして,1hr,3hr, 6hr,24hr 後の質量測定 (5) 圧縮強度試験 y b t b y t

66 x C x C erf C Dc t 2 0 i C x x C D 0 t C c i

67 Wt Wd I t A I t W t WdA

68 1 時間後吸水量 (mm) 6 時間後吸水量 (mm) hr 3 3hr 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) hr 3 24hr 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 3 時間後吸水量 (mm) 24 時間後吸水量 (mm) C 0 C i C 0 C

69 竣工からの経過年数 ( 年 ) 竣工後の経過年数 ( 年 ) 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 飛来塩汽水凍結防止剤 飛来塩汽水凍結防止剤

70 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 飛来塩汽水凍結防止剤 圧縮強度 (N/mm 2 ) 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 飛来塩汽水凍結防止剤 時間後吸水量 (mm)

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72 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 見かけの拡散係数 (cm 2 / 年 ) 10 1 飛来塩汽水凍結防止剤 圧縮強度 (N/mm 2 ) 10 飛来塩 汽水 凍結防止剤 時間後の吸水量 (mm)

73 中性化速度係数 (mm/ 年 ) 中性化速度係数 (mm/ 年 ) 中性化速度係数 (mm/ 年 ) (a) 北海道 西 (b) 北海道 東 (c) 太平洋 北 上方が開いている部分的に覆われているほぼ覆われている 圧縮強度 (N/mm 2 ) (d) 太平洋 南 (e) 瀬戸内海 (f) 日本海 北 圧縮強度 (N/mm 2 ) (g) 日本海 南 (h) 九州 西 (i) 南西諸島 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 (N/mm 2 )

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75 中性化速度係数 (mm/ 年 ) 中性化速度係数 (mm/ 年 ) 中性化速度係数 (mm/ 年 ) (a) 北海道 西 (b) 北海道 東 (c) 太平洋 北 上方が開いている部分的に覆われているほぼ覆われている 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) (d) 太平洋 南 (e) 瀬戸内海 (f) 日本海 北 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) (g) 日本海 南 (h) 九州 西 (i) 南西諸島 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm)

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82 角柱供試体 ( mm) 打込み面 コア採取 (φ100mm) 表面吸水試験 切断 促進中性化試験 切断 密度吸水率試験比抵抗測定

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86 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) A30 A40 A50 A60 A70 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) 高炉スラグ フライアッシュ A50 A50-C-B30 A50-C-B50 A50-C-F 表面からの距離 (mm) 表面からの距離 (mm) 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) B50 B50-A-8 B50-A-2 フレッシュ時の空気量 4.2% 7.6% 1.9% 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) 15 基本とした A50 コンクリート A50-M-H A50-M-M モルタル 表面からの距離 (mm) 表面からの距離 (mm) 15 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) 10 5 A50 A50-G-L A50-S-BS 低品質粗骨材 高炉スラグ細骨材 表面からの距離 (mm) 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) 10 5 低品質砕砂 ケイ砂 人工軽量細骨材 B50 B50-S-QS B50-S-L B50-S-ALS 全塩化物イオン量 (kg/m 3 ) 10 5 B70 B70-S-QS ケイ砂 表面からの距離 (mm) 表面からの距離 (mm)

87 実験ケース A30 A40 A50 A60 A70 A50-C-B30 A50-C-B50 A50-C-F20 A50-M-H A50-M-M A50-G-L A50-S-BS 塩化物イオン侵入深さ (mm) A50 セメント種類 粗骨材量 低品質砕石高炉スラグ細骨材 実験ケース B50 B50-A-8 B50-A-2 B50-S-QS B50-S-L B50-S-ALS B70 B70-S-QS 基準山砂 基準山砂 空気量大空気量小 B50 ケイ砂低品質砕砂人工軽量細骨材ケイ砂 塩化物イオン侵入深さ (mm) 実験ケース C30 C40 C50 C60 C70 C40-C-B50 C50-C-B50 C60-C-B50 C50-C-B30 C50-C-F20 セメント種類 塩化物イオン侵入深さ (mm)

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89 B50 B50-A-8 B50-A-2 フレッシュ時の空気量 4.2% 7.6% 1.9% 促進後の中性化深さ (mm) B50 B50-S-QS B50-S-L B50-S-ALS B70 B70-S-QS 基準山砂 基準山砂 ケイ砂低品質砕砂人工軽量細骨材ケイ砂 促進後の中性化深さ (mm)

90 W6 Wd I 6 (5.5.1) A 1.5 シリーズ A 1.0 シリーズ C 6 時間後吸水量 (mm) 時間後吸水量 (mm) % 40% 50% 60% 70% 30% 40% 50% 60% 70% 水セメント比 (%) 水セメント比 (%)

91 50 50 塩化物イオン侵入深さ (mm) A30 A50-C-B30 C30 C40-C-B50 20 A40 A50-C-B50 C40 C50-C-B50 10 A50 A50-C-F20 C50 C60-C-B50 A60 10 C60 C50-C-B30 A70 C70 C50-C-F 時間後吸水量 (mm) 6 時間後吸水量 (mm) 材齢 91 日まで養生 -6 時間後吸水量 (mm) C40 C50 C60 C40-C-B50 C50-C-B50 C60-C-B50 C50-C-B30 C50-C-F20 塩化物イオン侵入深さ (mm) 材齢 28 日まで養生 -6 時間後吸水量 (mm) 材齢 91 日まで養生 -6 時間後吸水量 (mm) C40 C50 C60 C40-C-B50 C50-C-B50 C60-C-B50 C50-C-B30 C50-C-F

92 塩化物イオン侵入深さ (mm) B50 10 B50-A-8 B50-A 時間後吸水量 (mm)

93 塩化物イオン侵入深さ (mm) A30 A40 30 A50 A60 20 A70 A50-M-H モルタル A50-M-M 10 A50-G-L 高炉スラグ A50-S-BS 細骨材 時間後吸水量 (mm) 塩化物イオン侵入深さ (mm) ケイ砂 人工軽量細骨材 低品質砕砂 B50 B50-S-QS B50-S-L B50-S-ALS B70 B70-S-QS 時間後吸水量 (mm)

94 促進中性化後の中性化深さ (mm) B50 B50-A-8 B50-A-2 B50-S-QS 10 B50-S-L B50-S-ALS B70 B70-S-QS 時間後吸水量 (mm)

95 促進中性化後の中性化深さ (mm) 促進中性化後の中性化深さ (mm) B50 B50-A-8 B50-A-2 B50-S-QS 10 B50-S-L B50-S-ALS B70 B70-S-QS 透気係数 (kt, m 2 x ) 20 B50 B50-A-8 B50-A-2 10 B50-S-QS B50-S-ALS B70 B70-S-QS 空隙比 (%)

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98 試料水 水 水 試料 試料

99 - 92 -

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101 含水率 (%) W/C=45% 厚さ 20mm 厚さ 40mm 厚さ 20mm, 送風厚さ 40mm, 送風 含水率 (%) 含水率 (%) 乾燥期間 (h) 7 W/C=55% 乾燥期間 (h) 7 W/C=65% 厚さ 20mm 厚さ 40mm 厚さ 20mm, 送風厚さ 40mm, 送風 厚さ 20mm 厚さ 40mm 厚さ 20mm, 送風厚さ 40mm, 送風 乾燥期間 (h)

102 コア採取 切断 表面吸水試験 ( 型枠面 )

103 飽水状態 ( 養生直後 ) 条件 A 気温 80 の乾燥炉, 3 日間 条件 C 気温 20,RH60% の室内,3 週間 条件 F 乾燥なし 表面吸水試験含水状態 : 未調整 送風乾燥 ( 気温 20 RH60% 24h) 表面吸水試験含水状態 : 調整 条件 B へ 条件 D へ 条件 E へ 条件 A から 条件 C から 条件 F から 飽水状態 ( 真空飽水処理による ) 条件 B 気温 50,RH60% の恒温恒湿槽,3 日間 条件 D 気温 20,RH60% の室内,4 週間 条件 E 気温 20,RH60% の室内,1 週間 表面吸水試験含水状態 : 未調整 送風乾燥 ( 気温 20 RH60% 24h) 表面吸水試験含水状態 : 調整 屋外暴露

104 I t m a d 吸水量 (mm) 吸水量 (mm) 含水状態調整 : 未実施 経過時間の平方根 ( s) 含水状態調整 : 未実施 経過時間の平方根 乾燥条件 A B C D E 吸水量 (mm) 吸水開始から 1h 後 含水状態調整 : 実施 経過時間の平方根 ( s) 乾燥条件 A B C D E 吸水量 (mm) 吸水開始から 1h 後 含水状態調整 : 実施 経過時間の平方根 乾燥条件 A B C D E F 乾燥条件 A B C D E F

105 W/C=30% 1 W/C=50% 1 W/C=70% 乾燥条件 A B C D E F 含水率 (%) 試験前表面吸水試験後 1 日乾燥後表面吸水試験後 測定時期 含水率 (%) 試験前表面吸水試験後 1 日乾燥後表面吸水試験後 測定時期 含水率 (%) 試験前表面吸水試験後 1 日乾燥後表面吸水試験後 測定時期

106 C30 C40 C50 C60 C70 C40-C-B50 C50-C-B50 C60-C-B50 C50-C-B30 吸水量 (mm) 吸水時間の平方根 (s 1/2 )

107 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) 含水状態調整 : 未実施 C30 C40 C50 C60 C70 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) 水セメント比 40% 以下では, 条件による違いが小 C30 含水状態調整 : 実施 C40 C50 C60 乾燥条件 C70 B C D E F 配合 配合 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) % 普通セメント高炉スラグ置換率 30% 高炉スラグ置換率 50% 乾燥条件 C 40% 50% 60% 70% 水セメント比

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109 7 試験前の試料の含水率 (%) C30 C40 C50 配合 C60 C70 C50-C-B50 水中養生 28 日水中養生 91 日屋外 (8 月 ) 屋外 (10 月 ) 屋外 (11 月 )

110 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) 含水状態調整 : 未実施 C30 水中養生 28 日水中養生 91 日屋外 (8 月 ) 屋外 (10 月 ) 屋外 (11 月 ) C40 C50 C60 C70 C50-C-B50 含水状態調整 : 実施 配合配合 C30 水中養生 28 日水中養生 91 日屋外 (8 月 ) 屋外 (10 月 ) 屋外 (11 月 ) C40 C50 C30 と C70 は水中養生 91 日の試料無し C60 C70 C50-C-B

111 乾燥条件を変えた場合 (mm/ s) 乾燥条件の違い 気温 35 (8 月 ) 送風無し (10 月 ) 気温 15 (11 月 ) 気温 20,RH60% の室内で送風乾燥させた場合の簡易初期吸水速度係数 (mm/ s))

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113 材料分離の一因となると考え, コンクリートが落下する位置に D19 の鉄筋を中心間距離 54mm で 9 本配置 鉄筋 締固め時の横流し 1.8 排出口 打込み ( 自由落下 ) ( または 1.5) ( 単位 :m) < 平面図 > b a a b a 最上段二段目 最下段 < 立面図 > 中央 φ70mm a: 圧縮強度試験 (φ mm) b: 促進中性化試験 (φ 70 80mm) コア採取位置 横流し側 底面からの距離 ( mm) 約 900 コア採取位置 打込み側 打込み位置 約 約 500 測定位置の番号水平方向間隔約 170 mm 約

114 底面からの高さ (mm) 横流し側打込み側 横流し側 打込み側 圧縮強度 (N/mm 2 ) 中性化深さ ( 促進 8w) (mm) n p at p t a n 底面からの高さ (mm)

115 4 測定位置 吸水量 (mm) 分後 1 時間後 時間後 吸水時間の平方根 ( s)

116 吸水量 (mm) 2.5 測定 1 回目 測定 2 回目 測定 3 回目 吸水時間の平方根 ( s) 吸水時間の平方根 ( s) 吸水時間の平方根 ( s) 底面からの高さ (mm) 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s)

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118 反発度の測定 ( 高さ5cmごと, 同一高さで 10 箇所 ) 塩水浸せき試験用 ( 角柱, 奥行き 100mm) 表面吸水試験 (1 回目 ) a c 表面吸水試験 (2 回目 ) d b 促進中性化試験用 ( 角柱, 奥行き 100mm) 圧縮強度試験用 (φ mm)

119 底面からの距離 (m) W/C=45% 高流動 W/C=55% W/C=65% 底面からの距離 (m) W/C=45% 高流動 W/C=55% W/C=65% 圧縮強度 (N/mm 2 ) 中性化深さ (mm) 底面からの距離 (m) W/C=45% 0.3 高流動 W/C=55% W/C=65% W/C=45% 0.1 高流動 W/C=55% W/C=65% 塩化物イオン侵入深さ (mm) 反発度 底面からの距離 (m)

120 測定位置 W/C=45 測定位置高流動 吸水量 (mm) a b c d 10 分後 吸水量 (mm) a b c d 10 分後 吸水時間の平方根 ( s) 2.0 測定位置 W/C= 吸水時間の平方根 ( s) 2.0 測定位置 W/C=65 吸水量 (mm) a b c d 10 分後 吸水量 (mm) a b c d 10 分後 吸水時間の平方根 ( s) 吸水時間の平方根 ( s)

121 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) 測定位置 W/C=45 a b c d 高流動 W/C=55 W/C=65 配合配合 10 分後吸水速度係数 (ml/m 2 /s) 測定位置 W/C=45 a b c d 高流動 W/C=55 W/C=

122 配合 吸水開始から 10 分後の吸水量 (mm) 上向き吸水 ( コア試料 ) で測定 横向き吸水 (SWAT 法 ) で測定 C30 C40 C50 C60 C70 C40-C-B50 C50-C-B50 C60-C-B50 C50-C-B30 W/C=45 高流動 W/C=55 W/C= 塩化物イオン侵入深さ (mm) W/C=45 高流動 W/C=55 W/C= 分後吸水速度係数 (ml/m 2 /s) 塩化物イオン侵入深さ (mm) W/C=45 高流動 W/C=55 W/C=65 コアの圧縮強度 (N/mm 2 )

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131 50 W/C= W/C=0.4 W/C=0.5 普通ポルトランドセメント 30 W/C=0.6 W/C= W/C=0.4 W/C=0.5 高炉スラグで50% 置換 10 W/C=0.6 W/C=0.5 高炉スラグで30% 置換 W/C=0.5 フライアッシュで20% 置換 簡易初期吸水速度係数 (mm/ s) 塩化物イオン侵入深さ (mm)

132 50 塩化物イオン侵入深さ (mm) W/C= W/C=0.55( 高流動 ) W/C=0.55 W/C= 分後吸水速度係数 (ml/mm 2 /s)

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<4D F736F F F696E74202D E838A815B836782CC92B28D875F31205B8CDD8AB B83685D>

<4D F736F F F696E74202D E838A815B836782CC92B28D875F31205B8CDD8AB B83685D> コンクリートの調合 水, 粉に対する水の量が少 コシ大, 但し, 扱い難い ( 固い ) セメント 水 砂利 ( 粗骨材 ) 砂 ( 細骨材 ) 水, セメントに対する水の量が少 強度, 耐久性大但し, 扱い難い ( 固い ) 化学混和剤 水分少 縮み量小 数年かけて 水分少 縮み量小 水が少 水が多 強度小さい収縮耐久性 施工性 コンクリートの調合上のポイント 目標とするコンクリートの性能 構造安全性

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