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1 遠賀川河川事務所第 1 回建設技術講習会講習 1 コンクリートについて考える 1

2 コンクリートの基本 コンクリートの構成 ( 各材料が占めるおおよその容積 ) 細骨材全容積の 30% 水 + 空気 粗骨材全容積の 40% 全容積の 20% セメント全容積の 10% 粗骨材 細骨材 5mm が境界 2

3 コンクリートの基本 コンクリートの構成 単位量 (kg/m3) 質量 空気水細骨材粗骨材セメント 容積 (L) 容積 空気水細骨材粗骨材セメント 3

4 コンクリートの基本 コンクリートは, セメント, 水, 細骨材, 粗骨材および適切な混和材 ( 剤 ) を適当な割合で混合し, 練り混ぜたもの ( 全容積の3%~6% 程度の微細気泡混入 ) コンクリートの要求性能 ( 流動性, 強度, 耐久性など ) は, 使用材料の選定を含めて, 配 ( 調 ) 合設計 ( 計画 ) で盛り込まれる コンクリートは, 練混ぜ直後から2 時間程度までは流動性を保持しており, その状態のコンクリートをフレッシュコンクリート ( まだ固まらないコンクリート ) という 生コンが対象フレッシュコンクリートは時間の経過とともに流動性を失い, 凝結過程を経て次第に硬化が進んでいく 固まったコンクリートを硬化コンクリートという また, 硬化コンクリートが所定の性能を発揮するためには, 養生が重要となる コンクリートは, 多くの優れた長所とともに, 不具合現象の原因となる材料分離, 水和熱, 乾燥収縮などの短所を併せもっている 4

5 コンクリートを取り巻く現状 コンクリートを取り巻く諸問題 29 年前 17 年前 13 年前 1980 年代 コンクリート構造物神話の崩壊 いわゆる コンクリートクライシス 山陽新幹線や建築構造物の早期劣化 1988 年締固め不要のハイパフォーマンスコンクリート ( 自己充填コンクリート ) の開発 1995 年阪神 淡路大震災 ( 橋脚や建築物の倒壊 ) 1999 年山陽新幹線トンネルのコンクリート片崩落 2003 年阪神地区での生コンの加水問題 2005 年構造計算書偽造問題 2012 年 2008 年溶融スラグ偽装混入問題 コンクリート構造物の性能確保が注目されている 5

6 コンクリートを取り巻く現状 建設後 50 年以上が経過する社会資本の割合 ( 高齢化する社会資本 ) 平成 21 年度国土交通白書より引用 2012 年度 7 年後 17 年後 2009 年度 2019 年度 2029 年度 道路橋梁 約 8% 約 25% 約 51% 河川管理施設 ( 水門など ) 約 11% 約 25% 約 51% 下水道管きょ 約 3% 約 7% 約 22% 港湾岸壁 約 5% 約 19% 約 48% 今後, 維持管理費 更新費の増大が見込まれる定期的な点検 診断によって, 致命的欠陥が発現する前に対策を講じるライフサイクルコストの縮減新設する構造物には, 耐久性に優れた構造物が望まれている 6

7 コンクリートを取り巻く現状 建築の例ですが 建築工事標準仕様書 JASS5 鉄筋コンクリート工事 節構造体および部材の要求性能 2.4 耐久性 d. 計画供用期間の級 計画供用期間の級 計画供用期間 耐久設計基準強度 (N/mm 2 ) 短期供用級 おおよそ30 年 18 標準供用級 おおよそ65 年 24 長期供用級 おおよそ100 年 30 超長期供用級 おおよそ200 年 36 建築工事標準仕様書 JASS より抜粋 7

8 コンクリートの基本 コンクリートの長所と短所 長所 : 耐久性に優れている耐火性に優れている現場で任意の形状を作製できる鋼構造に比較して, 工費が安価である 短所 : 引張応力, 乾燥収縮, 温度変化などにより, ひびわれが生じ易く, 構造物の欠陥になり易い単位質量が大きくなる 構造設計上 ( 外力 ) は, 圧縮部分はコンクリートが負担し, 引張側は鉄筋が負 担する つまり, 引張側のコンクリートはある程度のひび割れを許容している ひび割れを分散させ, 有害なひび割れにしないことが肝要 ( ひび割れの制御 ) 8

9 コンクリートの基本 いまさらですが 鉄筋コンクリートの成立理由 1 コンクリートと鉄筋の付着が確保されること 2 コンクリート中に埋め込まれた鋼材が, コンクリートに被覆されることによって, 錆を生ぜず, 十分な耐久性を確保できること 3 コンクリートと鋼材の温度膨張係数がほぼ等しい ( / ) ので, 温 度変化によって 2 次応力を生ずることなく, 変形が自由にできること 3 1 相性の良い材料 2 不動態皮膜 ph12 の強アルカリ性 9

10 コンクリートの基本 コンクリートのひび割れ 収縮ひび割れ発生のメカニズム 簡単ですが 自由収縮 部材が拘束状態にあれば, 部材内に引張応力が発生 部材に発生した引張応力がある基準値を超えるとひび割れが発生する 10

11 コンクリートの基本 コンクリートのひび割れ 収縮ひび割れ発生のメカニズム 10m 10m-8mm=9.992m 例えば, 部材長 10m の場合コンクリートの乾燥収縮ひずみ : (μ) 乾燥収縮量 : 8mm > コンクリートの伸び能力 :1~ (μ) コンクリートの伸び能力 :2mm 部材を引っ張った場合,2mm 伸びた段階 ( 相当の応力発生 ) でひび割れが発生する 11

12 コンクリートの使用材料 セメント セメントの構成 セメントの常識より抜粋 高炉スラグ フライアッシュ シリカ 12

13 コンクリートの使用材料 セメント 各ポルトランドセメント中のクリンカー構成化合物の含有量 セメントの常識より抜粋 13

14 コンクリートの使用材料 セメント コンクリートの使用材料 セメント レディーミクストコンクリート (JIS A 5308) に規定されているセメント セメント JIS 普通ポルトランドセメント ポルトランドセメント 早強ポルトランドセメント超早強ポルトランドセメント中庸熱ポルトランドセメント低熱ポルトランドセメント耐硫酸塩ポルトランドセメント JIS R 5201 高炉セメント A 種 (5<, 30) B 種 (30<, 60), C 種 (60< 70) JIS R 5211 シリカセメント A 種,B 種,C 種 JIS R 5212 フライアッシュセメント A 種,B 種,C 種 JIS R 5213 エコセメント 普通 ( 高強度コンクリートは除く ) JIS R

15 コンクリートの使用材料 セメント セメントの品種別生産高 ポルトランドセメント 普通早強中庸熱低熱耐硫酸塩その他計 (68.3) (5.3) (1.4) (0.3) (0.0) (0.0) (75.3) 2010 年 混合セメント 高炉シリカフライアッシュその他計 (23.0) (0.0) (0.3) (1.4) (24.7 ) 上部 : 構成比率 (%) 下部 : 生産量 ( 千トン ) 品種別 : 普通ポルトランドセメントが全体のおおよそ7 割需要別 : 生コン71.4% 二次製品 12.8% 15

16 コンクリートの使用材料 骨材 レディーミクストコンクリート (JIS A 5308) に規定されているコンクリート用骨材 細骨材粗骨材 JIS 砂 ( 自然作用によって岩石からできた細骨材 ) 砂利 ( 自然作用によって岩石からできた粗骨材 ) JIS A 5308 の附属書 A 砕砂砕石 JIS A 5005 スラグ細骨材 スラグ粗骨材 高炉スラグ細骨材高炉スラグ粗骨材 JIS A フェロニッケルスラグ細骨材 - JIS A 銅スラグ細骨材 - JIS A 電気炉酸化スラグ骨材電気炉酸化スラグ粗骨材 JIS A 人工軽量細骨材人工軽量粗骨材 JIS A 5002 再生細骨材 H 再生粗骨材 H JIS A 5021 溶融スラグ骨材は, 使用できないことになっている 再生骨材 M,L については, それらを使用したコンクリートの性能について, 規定されている 九州地区における土木コンクリート構造物設計 施工指針 ( 案 ) には, 細骨材として, フライアッシュ, しらす, まさ土も規定されている 16

17 コンクリートの使用材料 骨材 西日本で使用されている細骨材 人工砂 ( 加工砂, 砕砂 ) 海砂のみ 海砂 + 人工砂 1978 年度 ~2006 年度に, 採取禁止となった 山砂 + 砕砂 人工砂 海砂 + 人工砂 海砂 + 人工砂 17

18 100% 50% 0% その他砕石海陸山河川 コンクリートの使用材料 骨材 骨材供給構成比の推移 砂 砂利は減少

19 コンクリートの使用材料 骨材 砕石 川砂利 19

20 コンクリートの使用材料 骨材 県別海砂採取量の推移 ( 千 m3) 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 海砂も減少しかし, 九州では依存度が大きい 九州四国中国近畿 20

21 コンクリートの使用材料 混和材料 レディーミクストコンクリート (JIS A 5308) に規定されている混和材料 混和材料 フライアッシュ Ⅰ 種,Ⅱ 種,Ⅲ 種,Ⅳ 種 九州地区における土木コンクリート構造物設計 施工指針 ( 案 ) では,Ⅰ 種および Ⅱ 種を標準としている JIS JIS A 6201 膨張材エトリンガイト系, 水酸化カルシウム系 JIS A 6202 化学混和剤 AE 剤, 高性能減水剤, 硬化促進剤, 減水剤 ( 標準形 遅延形 促進形 ),AE 減水剤 ( 標準形 遅延形 促進形 ), 高性能 AE 減水剤 ( 標準形 遅延形 ), 流動化剤 ( 標準形 遅延形 ) JIS A 6204 防せい剤 JIS A 6205 高炉スラグ微粉末 4000,6000,8000 ( 比表面積の違い ) JIS A 6206 シリカヒューム粉体, 粒体, スラリー JIS A 6207 上記以外の混和材料防水材, 石灰石微粉末 - 付着モルタル安定剤 JIS A 5308 の附属書 D 21

22 コンクリートの使用材料 混和材料 コンクリート用化学混和剤の種類と減水率の例 コンクリート用化学緩和剤協会のホームページより引用 単位水量 (kg/m 3 ) % 減水 15% 減水 18% 減水 プレーン AE 減水剤 AE 減水剤 高機能タイプ 高性能 AE 減水剤 22

23 コンクリートの配 ( 調 ) 合 コンクリート中の水の役割 容積 (L) セメントを水和させる役割 2 作業に適する軟らかさのコンクリートを得る役割 ( ワーカービリティーの確保 ) 0 容積 セメントの水和に必要な水量 :W/Cで40% ( セメントと化学的に結合 25%+ゲル水として吸着 15%) 例えば ) セメント量 :300kg 水量 :120kg 水和に必要な水量 < 施工性能を確保するための水量

24 コンクリートの配 ( 調 ) 合 コンクリート中の骨材の役割 容積 (L) 容積 1 材料コストの低減セメントペーストに対して安価な充填材 ( 経済性 ) 2 硬化したコンクリートの体積変化 ( 収縮 ) を軽減する セメントペースト モルタル コンクリートの比較 セメントペーストモルタルコンクリート 100% 25% 20~12% 1 1/4 1/5~1/8 3 コンクリートに, 荷重の作用, すりへり, 水の浸透, 気象作用, 等に抵抗するために必要な性質をもたせる 24

25 コンクリートの配 ( 調 ) 合 コンクリートの品質と単位水量 特性 スランプ ( コンシステシー ) 不具合現象 流動性不足, 充填不良 単位水量の影響 材料分離抵抗性ブリーディング, 沈降, 豆板 ( ジャンカ ) 圧縮強度 強度不足 乾燥収縮量 耐久性 ひび割れ 早期劣化, 遮水不良 硬化コンクリートの品質は, 所要の施工性能が確保される範囲内において, 単位水量を少なくするほど向上する 25

26 コンクリートの配 ( 調 ) 合 単位水量の上限値 土木構造物国土交通省 レディーミクストコンクリートの品質確保について 2003 年 10 月 2 日通達粗骨材の最大寸法 20,25mm 175kg/m 3 粗骨材の最大寸法 40mm 165kg/m 3 コンクリート標準示方書 kg/m 3 建築構造物 建築工事標準仕様書 (JASS 5) kg/m 3 26

27 コンクリートの配 ( 調 ) 合 コンクリートと水との関係コンクリートを製造する際には, 水はできるだけ少ない方が良い しかし, コンクリートを打ち込んだ後は, 水は必要な量と時間が大切になる 養生 27

28 コンクリートの配 ( 調 ) 合 コンクリートは, 水を与えて養生することが極めて重要 1 十分な水和反応を促すことにより, 強度, 耐久性, 水密性, 耐摩耗性といった性能を発揮させる 2 初期の乾燥収縮を緩和する 湿潤養生期間の標準 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋 日平均気温 普通ポルトランドセメント 混合セメントB 種 早強ポルトランドセメント 15 以上 5 日 7 日 3 日 10 以上 7 日 9 日 4 日 5 以上 9 日 12 日 5 日 湿潤養生の期間 JASS より抜粋 計画供用期間の級 普通ポルトランドセメント 早強ポルトランドセメント 中庸熱 低熱ポルトランド セメント, 高炉セメントB 種, フライアッシュセメント 短期および標準 5 日以上 3 日以上 7 日以上 長期および超長期 7 日以上 5 日以上 10 日以上 28

29 フレッシュコンクリートの性能 コンクリートのスランプ スランプ 30cm スランプフロー 29

30 フレッシュコンクリートの性能 ひび割れが少なく, 耐久性や水密性に優れたコンクリート構造物を構築するためには, 運搬, 打込み, 締固め等の作業に適する範囲内で, できるだけ単位水量を少なくし, 材料分離の少ないコンクリートを使用することが基本である 単位水量 単位水量の上限値 この領域から配合を選定 ワーカービリティー確保に必要な単位水量の下限 ワーカビリティー確保に必要な単位粉体量の下限 良好な充てん性およびポンプ圧送性の確保する観点から 270kg/m 3 以上 (Gmax20~25mm) 250kg/m 3 以上 (Gmax40mm) より望ましくは,300kg/m 3 以上 単位粉体量 ( 材料分離抵抗性の指標 ) 水和熱制御や収縮量抑制から定まる単位セメント量の上限 30

31 フレッシュコンクリートの性能 各段階のスランプの設定フロー [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋 手順 1 打込みの最小スランプ 部材の種類, 鉄筋量や鉄筋間隔等に基づき, 定める 荷卸しから打込みまでの製造のばらつきや現場内の運搬におけるスランプが低下する分を見込む 手順 2 荷卸しの目標スランプ 打込みの最小スランプに, 荷卸し箇所から打込みまでの現場内運搬によるスランプの低下, さらに荷卸し箇所におけるスランプ管理幅 ( 許容差 ) を加えた値 工場から現場荷卸しまでの運搬においてスランプが低下する分を見込む 手順 3 練上りの目標スランプ 荷卸しの目標スランプに, 現場プラントあるいはレディーミクストコンクリート工場から工事現場までの場外運搬によりスランプが低下する分を加えた値 : スランプ設定の流れ : コンクリートの移動 31

32 フレッシュコンクリートの性能 レディーミクストコンクリートであれば, 荷卸し箇所のスランプを保証 スランプ 8cm~18cm の範囲であれば,2.5cm 練上りの目標スランプ 現場までの運搬に伴うスランプの低下 設定スランプ 荷卸し箇所の目標スランプ 次ページで詳しく 荷卸し箇所のスランプの正規分布曲線 荷卸し箇所のスランプの許容差 打込みの最小スランプ 現場内での運搬に伴うスランプの低下 練上り荷卸し打込み 製造から打込みまでの時間 空間的移動 32

33 フレッシュコンクリートの性能 コンクリートの運搬 製造 運搬 練混ぜから打込み終了まで ( 土木 建築工事の規定 ) 1.5 時間 ( 外気温 25 超える ) 2.0 時間 ( 外気温 25 以下 ) 練混ぜから荷卸しまで (JIS A 5308 の規定 ) 1.5 時間 現場内運搬 現場 / 打ち込み 荷卸し 33

34 フレッシュコンクリートの性能 レディーミクストコンクリートは, 区分毎に, 粗骨材の最大寸法, スランプ又はスランプフロー, 呼び強度を組み合わせて決められている コンクリートの種類 普通コンクリート 軽量コンクリート 舗装コンクリート 高強度コンクリート 粗骨材の最大寸法 mm スランプ又はスランプフロー cm 20,25 8,10,12,15, 18 呼び強度 曲げ ,8,10,12, ,10,12,15, 18,21 20,25, , ,25 10,15, , cm(40mm のみ ),8cm,10cm,12cm,15cm, 18cm(20,25mm のみ ),21cm(20,25mm のみ ) この中から選定 34

35 フレッシュコンクリートの性能 コンクリートの施工性能 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋締固め作業高さの定義 35

36 フレッシュコンクリートの性能 コンクリートの施工性能 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋最小スランプの目安 スラブ部材における打込みの最小スランプの目安 (cm) 鋼材量 (kg/m 3 ) 鋼材の最小あき (mm) コンクリートの投入間隔 締固め作業高さ 0.5m 未満 0.5m 以上 ~1.5m 未満 3m 以下 100~ ~150 任意の箇所から投入可能 5 7-2~3m ~4m 柱部材における打込みの最小スランプの目安 (cm) かぶり近傍の有効換算鋼材量 鋼材の最小あき 締固め作業高さ 3.0m 未満 3.0m 以上 ~5.0m 未満 5m 以上 700kg/m 3 未満 700kg/m 3 以上 50mm 以上 mm 未満 mm 以上 mm 未満

37 フレッシュコンクリートの性能 はり部材における打込みの最小スランプの目安 (cm) 鋼材の最小あき 締固め作業高さ 0.5m 未満 0.5m 以上 ~1.5m 未満 1.5m 以上 150mm 以上 mm 以上 ~150mm 未満 mm 以上 ~100mm 未満 mm 以上 ~80mm 未満 mm 未満 壁部材における打込みの最小スランプの目安 (cm) 鋼材量 200kg/m 3 未満 200kg/m 3 以上 ~ 350kg/m 3 未満 鋼材の最小あき 締固め作業高さ 3.0m 未満 3.0m 以上 ~5.0m 未満 5m 以上 100mm 以上 mm 未満 mm 以上 mm 未満 kg/m 3 以上

38 フレッシュコンクリートの性能 場内運搬としてポンプ圧送を行う場合のスランプ低下の目安 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書 [ 施工編 : 施工標準 ] より抜粋 施工条件 スランプの低下量 ポンプ圧送距離 ( 水平換算距離 ) 150m 未満 ( バケット運搬を含む ) 最小スランプが 12cm 未満の場合 - 最小スランプが 12cm 以上の場合 - 150m 以上 300m 未満 1cm - 300m 以上 500m 未満 2cm~3cm 1cm 500m 以上 既往の実績または試験施工の結果に基づき設定する 38

39 硬化コンクリートの性能 コンクリートの強度といえば 39

40 硬化コンクリートの性能 コンクリートの圧縮強度試験 200mm 200mm 100mm 100mm - 圧縮強度 30N/mm 2 のコンクリート- φ100mmの供試体の破壊強度 kN 市バス (10t/ 台 2.3 台分 ) 40

41 硬化コンクリートの性能 コンクリート強度の考え方 Ⅰ) 水セメント比説 Fc=A/B x Fc: コンクリートの圧縮強度 A,B: セメントの品質などによる定数 X=W/C: 水セメント比 Ⅱ) セメント水比説 Fc=A+B(C/W) A,B: 実験によって決まる定数 Ⅲ) セメント空隙比説 Fc=A+B(c/v) c: セメントの絶対容積 v: 単位水量の容積とコンクリート 1m 3 中の空気の容積との和 A,B: 定数 41

42 硬化コンクリートの性能 コンクリートの目標強度に必要な W/C( 例 ) この式は, 生コン工場によって違う 圧縮強度 (N/mm 2 ) 圧縮強度 35N/mm 2 に必要な C/W を求める 1.83 Fc=41.1 C/W % C/W=( )/41.7 C/W % 60% 55% 50% 45% W/C 42

43 硬化コンクリートの性能 レディーミクストコンクリートの品質 ( 強度 ) 条件 1. 1 回の試験結果は, 購入者が指定した呼び強度の強度値の 85% 以上でなければならない m=0.85s L +3σ 条件 2. 3 回の試験結果の平均値は, 購入者が指定した呼び強度以上でなければならない m=s L +3σ / 3 または S L +1.73σ (3/ σ) m: 配合強度 (N/mm 2 ) S L : 呼び強度の強度値 (N/mm 2 ) σ: 標準偏差 (N/mm 2 ) 43

44 硬化コンクリートの性能 正規分布について 0.13% 1/ % 1/6 2.28% 1/ % m m-σ m+σ m-2σ m-3σ m+2σ m+3σ 44

45 硬化コンクリートの性能 条件 1. 1 回の試験結果は, 購入者が指定した呼び強度の強度値の 85% 以上でなければならない 3σ SL:18N/mm 2 1σ:2.5N/mm 2 とすると, 0.85 S L ( 呼び強度の 85%) 15.3N/mm 2 S L ( 呼び強度 ) 18N/mm 2 m ( 配合強度 ) 15.3N/mm N/mm 2 =22.8N/mm 2 45

46 硬化コンクリートの性能 条件 2. 3 回の試験結果の平均値は, 購入者が指定した呼び強度以上でなければならない 3σ/ 3=1.73σ SL:18N/mm 2 1σ:2.5N/mm 2 とすると, S L ( 呼び強度 ) 18N/mm 2 m ( 配合強度 ) 18N/mm N/mm 2 / 3=22.3N/mm 2 46

47 硬化コンクリートの性能 1 回のコンクリート強度試験とは 1 回 2 回 3 回 任意の 1 運搬車から採取した試料で作った 3 個の供試体の試験値の平均値 3 回の試験結果の平均値とは,9 個の供試体の試験値の平均値になる 47

48 硬化コンクリートの性能水セメント比の最大値 ( 土木構造物 ) 国土交通省 土木コンクリート構造物の品質確保について 2001 年 3 月 29 日通達一般の環境条件の場合 鉄筋コンクリート 無筋コンクリート 55% 以下 60% 以下 [ 計算例 ] 60% 以下,55% 以下を満足する JIS 相当品は 生コン工場によって違う P42 の強度式を使うと 呼び強度 標準偏差 配合強度 配合強度に相当する W/C 18N/mm 2 2.5N/mm N/mm % 60% 以上 21N/mm 2 3.0N/mm N/mm % 60% 以下 24N/mm 2 3.5N/mm N/mm % 55% 以上 27N/mm 2 3.7N/mm N/mm % 55% 以下 48

49 硬化コンクリートの性能 水セメント比の最大値 ( 土木構造物 ) 国土交通省九州地方整備局における配合に関する規定値 鉄筋コンクリート 無筋コンクリート 55% 以下 60% 以下 セメントの一部と置換して, 高炉スラグ微粉末, フライアッシュおよび膨張材を 混和材として用いる場合には, 水セメント比の代わりに水結合材比を用いてよい 例えば ) 単位セメント量 :300kg/m 3 単位水量 :165kg/m 3 W/C 55% 単位セメント量を単位混和材量 20% で置換した場合 単位セメント量 :240kg/m 3 単位水量 :165kg/m 3 単位混和材量 :60kg/m 3 W/C 68% W/B 55% 混和材条件 JIS 高炉スラグ微粉末置換率 60% 以下 JIS A 6206 フライアッシュ置換率 20% 以下 JIS A 6201 Ⅰ 種および Ⅱ 種 膨張材置換量 20kg/m 3 以下 JIS A

50 コンクリート構造物の温度ひび割れ コンクリート構造物の温度ひび割れの照査 九州地区における土木コンクリート構造物設計 施工指針 ( 案 ) 温度ひび割れの照査 より抜粋 対象構造物 1 広がりのあるスラブ状で, 厚さが800~1000mm 以上の部材例 ) 橋脚のフーチング, 各種構造物の底版など 2 下端が拘束された壁状で, 厚さが500mm 以上の部材例 ) ボックスカルバートの側壁, 擁壁, 橋台の竪壁, 壁式橋脚, 排水機場など 3 比較的断面が大きく柱状で, 短辺が800~1000mm 以上の部材で, 施工上水平打継目が設けられる構造物例 ) 橋脚の柱部, 門柱など 50

51 コンクリート構造物の温度ひび割れ セメントが水和する際に発生する水和熱が, コンクリート部材内部に蓄積されて, 内部と外部に温度差による応力が発生することが原因 セメント水和熱による, コンクリート温度上昇 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋 温度上昇量 ( ) 普通ホ ルト高炉 B 種中庸熱ホ ルト 材齢 ( 日 ) 51

52 コンクリート構造物の温度ひび割れ a) 内部拘束によるひび割れ 打ち込み後, 初期の段階で発生する表面ひび割れ 温度 ( ) 材齢 ( 日 ) 表面は外部から冷やされて収縮する 表面の収縮を, 内部のコンクリートが, はばもうとする 内部は, 水和熱による温度上昇によって, 膨張する 断熱状態にあれば, 表面と内部温度差はかなり高くなる (BB=300kg/m 3 約 50 ) 52

53 コンクリート構造物の温度ひび割れ b) 外部拘束によるひび割れ 新設コンクリートの温度降下時に収縮変形が外部により拘束されることにより発生するひび割れ 部材を貫通するひび割れが多い 温度 ( ) 材齢 ( 日 ) 既設コンクリート等の拘束がない場合 既設コンクリート等の拘束がある場合 53

54 コンクリート構造物の温度ひび割れ ひび割れ発生の有無の照査 [2007 年制定 ] コンクリート標準示方書より抜粋 I cr (t) γ cr I cr (t) : ひび割れ指数 I cr (t) =f tk (t) /σ t (t) f tk (t) : 材齢 t 日におけるコンクリートの引張強度 σ t (t): 材齢 t 日におけるコンクリートの最大主引張応力度 γ cr : ひび割れ発生確率に関する安全係数 一般に 1.0~1.8 としてよい ひび割れ指数が,1.0 未満の時には,1.0 以上となる対策工を立案する コンクリートの引張強度を高くするか ( 分子を大きくする ), 温度応力を低減させる ( 分母を小さくする ) 54

55 コンクリート構造物の温度ひび割れ 標準的なひび割れ発生確率と安全係数 γ cr の参考値 ひび割れ発生確率 安全係数 γ cr ひび割れを防止したい場合 5% 1.75 以上 ひび割れの発生をできるだけ制限したい場合 25% 1.45 以上 ひび割れの発生を許容するが, ひび割れ幅が過大とならないように制限したい場合 85% 1.0 以上 ひび割れ発生確率 (%) 手引書 ( 案 ) では, 目標とするひびわれ指数を 1.0 としている 安全係数 (γ cr ) 55

56 ご清聴ありがとうございました 56

強度のメカニズム コンクリートは 骨材同士をセメントペーストで結合したものです したがって コンクリート強度は セメントペーストの接着力に支配されます セメントペーストの接着力は 水セメント比 (W/C 質量比 ) によって決められます 水セメント比が小さいほど 高濃度のセメントペーストとなり 接着

強度のメカニズム コンクリートは 骨材同士をセメントペーストで結合したものです したがって コンクリート強度は セメントペーストの接着力に支配されます セメントペーストの接着力は 水セメント比 (W/C 質量比 ) によって決められます 水セメント比が小さいほど 高濃度のセメントペーストとなり 接着 コンクリートの強度 コンクリートの最も重要な特性は強度です ここでは まず コンクリート強度の基本的特性について解説し 次に 呼び強度および配合強度がどのように設定されるか について説明します 強度のメカニズム 強度の影響要因 強度性状 構造物の強度と供試体強度 配合 ( 調合 ) 強度と呼び強度の算定 材料強度のばらつき 配合強度の設定 呼び強度の割増し 構造体強度補正値 舞鶴市および周辺部における構造体強度補正値

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<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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