配合とは?配合設計とは?

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.
