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．