配合とは?配合設計とは?

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配合設計
コンクリート工学研究室
岩城 一郎
配合とは?配合設計とは?
• 配合:コンクリートを製造するために用いられる
各材料の使用量あるいは混合割合
• 配合設計:コンクリートが所定の性能を有するよ
うに,その製造に用いる各材料の使用量あるい
は混合割合を定めること
• コンクリートに要求される性能:安全性(丈夫),
耐久性(長持ち),施工性(造りやすさ),さらに
は美観(美しさ),環境低負荷(環境保全),経済
性(安さ)
配合の表し方

配合表:コンクリート1m3あたりの単位量を表示
示方配合の表し方
単 位 量(kg/m3)
粗骨材G
粗骨材の スランプ 水セメン 空気量 細骨材率
最大寸法
ト比
水 セメント 混和材 細骨材
mm
mm 混和剤
|
|
W/C
s/a
(mm) (cm)
(%) (%) (%) W
C
F
S
mm
mm

具体的な例
示方配合の実例
単 位 量(kg/m3)
粗骨材G
粗骨材の スランプ 水セメン 空気量 細骨材率
最大寸法
ト比
水 セメント 細骨材 5mm 10mm 13mm 15mm AE剤
|
|
|
|
W/C
s/a
(mm) (cm)
(%) (%) (%) W
C
S
10mm 13mm 15mm 20mm
20
10±1
50
5.0±1.0
45
170
340
805
312
104
208
416 1.19
配合表の各項目
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
粗骨材の最大寸法Gmax
スランプ
(AEコンクリートの)空気量
水セメント比W/C
細骨材率s/a
単位水量W
単位セメント量C
単位細骨材量S
単位粗骨材量G
単位混和材(混和剤)量FまたはA
各項目の説明
• 粗骨材の最大寸法Gmax:一般に大きいほど同一強度,同一ス
ランプのコンクリートを作る際の単位水量Wが減るため,部材の
最小寸法,鉄筋のあき,かぶりの制約条件を満足する中ででき
るだけ大きく設定する.
• スランプ(Slump):フレッシュコンクリートのコンシステンシーや
ワーカビリティーを評価するための指標.所定のコーンに所定の
方法でコンクリートを詰め,コーンを引き抜いた際の,コンクリー
トの沈下量を求めたもの.大きいほど作業はしやすくなるが材料
分離が大きくなる.小さすぎるとやはり締固めにくく材料分離が
起こる.→作業に適する範囲でできるだけ小さいものを選ぶ.一
般の土木構造物:8-12cm,断面の大きさ,配筋等により使い分
ける.
• 水セメント比W/C:骨材が表乾状態のときの,セメントペースト部
分の水とセメントの質量比,W/C 小→強度 大,
組織の緻密性 高→一般に耐久性 高
スランプ試験の方法
全国生コンクリート
工業組合HPより
配合表の各項目
• (AEコンクリートの目標)空気量:多いほど凍害(凍結融解作用)
に対する抵抗性の向上,ワーカビリティーの向上⇔強度の低
下:プラスの影響の方が明らかに大
• エントレインドエア:AE剤によりコンクリート中に連行される微小
な独立気泡(25-250μm)
• エントラップトエア:コンクリートの練混ぜ中に自然に形成される
気泡(エントレインドエアよりも大,凍害に対する抵抗性が期待
できない,1~2%は入る.),JIS規格:4.5±1.5%→寒冷地では4
~6%を推奨
• 細骨材率s/a(日本では質量は大文字,容積は小文字):骨材全
量に対する細骨材量の絶対容積比→フレッシュ時の性状(粘り,
粗々しさ)に影響
• 単位水量W:大→耐久性 小(乾燥収縮,物質の透過性)→作業
ができる範囲内でできるだけ少なく設定する.
• 単位セメント量C:大→経済性,発熱量 大
水セメント比W/Cを下げると?
(セメント水比C/Wを上げると?)
圧縮強度(MPa)
70
60
50
R 2 = 0.9745
40
30
20
10
0
1.5
2
2.5
3
3.5
4
C /W
コンクリートの圧縮強度はC/Wに比例する(W/C
に反比例する)→W/Cを下げると強度が上がる.
単位水量Wを上げると?
• 軟らかい(一見,作業しやすい)コンクリートがで
きる.
• 材料分離しやすくなる.
• ひび割れが出やすくなる.→耐久性が低下する.
• C一定の条件でWだけが上がると,W/Cが高くな
り,強度が低くなる(細孔組織が粗くなる).その
結果,耐久性がさらに低下する.
配合の補正
• 配合の仮定
- 骨材は表面乾燥飽水状態(表乾状態)
- 細骨材は5mm以下,粗骨材は5mm以上
• 実際には?
- 骨材は湿潤状態
- 細骨材は5mm以上,粗骨材は5mm以下のものも含
まれる.
• 配合の補正
- 骨材の含水率に対する補正:実際の骨材が湿潤状
態とすれば,表面水量を補正する必要がある.
- 骨材粒度に対する調整:実際の細骨材に5mm以上
(粗骨材に5mm以下)のものが含まれているとすれば,
骨材量を補正する必要がある.