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

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コンクリートの火害（高熱）

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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