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後期 建築材料実験-コンクリートをつくる-
-コンクリートの強度と耐久性-
担当:今本 啓一
普通コンクリート
高強度コンクリート
コンクリートの中性化
火害によるコンクリートの劣化
φ10cm
高さ20cm
高強度コンクリートと高層RCJASS5:圧縮強度36N/mm2を超えるコンクリート
椎名町アパート(1974年竣工18階建て)
設計基準強度30N/mm2
Burj Khalifa (828m)605mまではコンクリート
高強度コンクリート
水セメント比が小さい
単位セメント量が非常に多い
流動性を確保するために高性能AE減水剤を使用
高強度コンクリートを支える技術-高性能AE減水剤-
1930年:AE剤の開発(米国),1950年導入:親水基と疎水基
1950年翌年:天然樹脂系の界面活性剤系混和剤
1960年代~高性能減水剤
エルザタワー55(1998年竣工55階建て)Fc80-100N/mm2
(100N:w/c20%)
ペトロナスツインタワー(1997年竣工88階建て451.9m)設計基準強度60N/mm2
中性化
日本コンクリート工学協会 ひび割れ調査,補修・補強指針2003
超長期(Fd36N/mm2):計画供用期間としておよそ200年長期(Fd30N/mm2):計画供用期間としておよそ100年標準(Fd24N/mm2) :計画供用期間としておよそ65年短期(Fd18N/mm2) :計画供用期間としておよそ30年
黎明期のRC造建築物-国立西洋美術館の例-
中性化領域
表層部
健全部
Ca(OH)2 +CO2→CaCO3+H2Oセメントのアルカリ 二酸化炭素 炭酸カルシウム(中性)
中性化
先輩が一年前に作製したコンクリート試験体の促進中性化
中性化深さの実測
中性化による構造物の寿命予測
91
コンクリートの火害(高熱)
16
加熱中のコンクリートの圧縮強度
一瀬賢一ほか:高温加熱を受ける高強度コンクリートの力学的特性に関する研究,コンクリート工学年次論文報告集,vol.19,No.1,pp.535-540,1997
冷却後のコンクリート圧縮強度の回復状況予習レポートについて
品質基準強度:Fq・(構造)設計基準強度Fc →構造計算により決まる・耐久設計基準強度Fd →建物を何年使うかによって決まる
超長期(Fd36N/mm2):計画供用期間としておよそ200年長期(Fd30N/mm2):計画供用期間としておよそ100年標準(Fd24N/mm2) :計画供用期間としておよそ65年短期(Fd18N/mm2) :計画供用期間としておよそ30年
の高い方
調合管理強度(供試体として必要な強度)Fm=Fq+mSnFq :品質基準強度(構造体として必要な強度)
mSn :標準養生した供試体の材齢m日における圧縮強度と構造体コンクリート強度の材齢n日における圧縮強度の差による補正値(構造体コンクリート強度と供試体の強度の差+予想平均気温による補正値)
調合強度:F:品質基準強度に安全率を見込んだものF ≧Fm+1.73σ mは原則として28日。F ≧0.85Fm+3σ(許容される最小強度(調合管理強度の85%)を下回る可能性をほぼ0とする考え方) の大きい方σ (標準偏差):2.5N/mm2または調合管理強度の0.1倍の大きい方)。
建築学演習・実験2補足説明:調合計算の一般的な流れ
1.調合強度を決定する。2.水セメント比を決定する。:調合強度とW/C(C/W)の関係例)W/C=51/(F/K+0.31),F:調合強度,K:セメント強さ3.単位水量を決定する4.単位セメント量(kg/m3 )を決定する(水セメント比より決まる)5.単位粗骨材量=粗骨材かさ容積(m3/m3)×粗骨材単位容積質量
(kg/m3)単位粗骨材量(kg/m3) =粗骨材絶対容積(l/m3)×(表乾)密度(kg/l)粗骨材絶対容積(l/m3) =粗骨材かさ容積(m3/m3)×実積率(%)×1000/100
6.単位細骨材量(kg/m3 )を決定する。
★高強度コンクリートの場合は,あらかじめ水セメント比と単位水量が与えられているので,そこから計算を始める。
粗粒率によって表す方法 Fineness Modulus (F.M.)
F.M. =W40+W20+W10+W5+W2.5+W1.2+W0.6+W0.3+W0.15
100
WXX:各ふるいに留まる質量百分率
含水状態 骨材の内部・表面に吸着する水量
水
表面水
絶乾状態 表乾状態気乾状態 湿潤状態
吸 水 量 表面水量
含 水 量
含水率 =含水量×100
絶乾重量吸水率 =
吸水量×100
絶乾重量表面水率 =
表面水量×100
表乾重量
水
実際に使用する骨材条件による補正調合
現 場 調 合
粗骨材:
細骨材:
単位水量:
1001" 表面水率GwGw
1001" 表面水率SwSw
100100" 表面水率表面水率 SwGwWW
骨材表面水補正後の粗骨材量(Gw”)、細骨材量(Sw”)、練り混ぜ水量(Ww”)
混和剤は水の一部として表記(練り混ぜ水+混和剤=合計の水)
予習レポート
後日Uploadします。URLは最後にお知らせします。
予習レポートは各自完成の上,実験当日に,実験室にて提出してください。
予習レポートはその日のうちに返却します。予習レポートは,本レポートの末尾に追加して再度提出してください。
実験要因と演習のポイント
調合計算を行う。
自分で材料を作るところから始める
自分で試験体を作製する。混和剤の効果を実感する。
強度特性
中性化深さの測定と評価
材料劣化と強度の関係
普通コンクリート
高強度コンクリート
注意事項
集合場所:建築材料実験室前
サンダル履き,半袖は厳禁
試験機・および床上の機材等に注意
安全には十分注意の上参加してください。
テストピースの作製方法,スランプ・空気量の試験方法は各自予習のこと(資料は研究室にもあります)。
中性化深さの測定および評価方法について各自予習のこと(資料は研究室にもあります) 。
コンクリートの火害診断方法(資料は研究室にもあります) 。
http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/imamoto/experiment.html
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