配合とは?配合設計 とは? 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? 配合とは? 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 配合設計とは? 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 丈夫(安全性),長持ち(耐久性),造りやすく(施工性),美しく (美観),環境に優しく(低環境負荷),そして安く(経済性) より具体的な項目として・・・ ワーカビリティー,強度,耐久性,鋼材を保護する性能,(水密 性),(ひび割れ抵抗性),(単位体積質量) 圧縮強度(MPa) 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?) 70 60 50 40 30 20 10 0 R 2 = 0.9745 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. 配合設計の進め方 建設材料実験:(社)日本材料学会より ①粗骨材の最大寸法Gmax:条件の許す範囲でできるだけ大きく. ②単位水量W:所定のフレッシュ性状(スランプ,ワーカビリティー) が得られる範囲でできるだけ小さく. ③水セメント比W/C:所定の強度,耐久性が得られるよう設定 ④単位セメント量C:②,③より自動的に決まる. ⑤細骨材率s/a:所定のフレッシュ性状(粗々しさ,粘り)が得られる よう設定 ⑥単位細骨材量S,単位粗骨材量G:②~⑤より自動的に決まる. 示方配合 示方配合とは? 示方書または責任技術者によって指示される配合で, 骨材は表乾状態であり,細骨材は5mmふるいを通るも の,粗骨材は5mmふるいにとどまるものを用いた場合 の配合 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 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 コンクリートの配合の概念 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 | | | | 減水剤 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 1040 空 気 セ メ ン ト 2355 細骨材 水:密度1.0g/cm3 セメント:密度3.16g/cm3 水 粗骨材 細骨材:表乾密度2.66g/cm3 粗骨材:表乾密度2.81g/cm3 コンクリート材料の体積割合 骨材の含水状態の模式図 絶対 空気中 表面 乾燥状態 乾燥状態 乾燥状態 (絶乾状態) (気乾状態) (表乾状態) 湿潤状態 含水量 有効吸水量 吸 水 量 含 水 量 表面水量 示方配合から現場配合へ 現場配合とは? 現場で示方配合のコンクリートができるように,現場における 材料の状態に応じて定めた配合 示方配合の仮定 - 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. 示方配合から現場配合への補正 - 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. 示方配合と現場配合の関係 C S C 実態は? Air 表面水 5mm以上 S Air W G W G 5mm以下 表面水 示方配合 結果として・・・ C 全てのバランスが崩れる!! 特に,右図の場合,示方配合より 単位水量W,水セメント比W/Cと もに上がり,品質低下を招く. →示方配合から現場配合への 調整が必要 S Air W G 詳細は, 今後の実験 の中でフォ ロー 本実験の重要なポイント 配合,配合設計の概念を理解する. 示方配合と現場配合の違いを理解する. 示方配合から現場配合への修正ができるように する.
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