コンクリートの乾燥収縮予測方法
【課題】 コンクリートを長期間乾燥させる前に、長期間乾燥後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測できるコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供すること。
【解決手段】 本発明は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法に関する。
【解決手段】 本発明は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの長期の乾燥収縮予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの乾燥収縮は、構造物の耐久性、長寿命化、高品質化などの観点から小さいほうが望ましい。しかし、コンクリートの乾燥収縮の測定には、通常６ヶ月もの期間を要するため、所定の配合のコンクリートの乾燥収縮を容易に把握することができないのが現状である。
【０００３】
そこで、コンクリートの乾燥収縮を短期間で推定する方法が提案されている。例えば非特許文献１には、コンクリートの乾燥収縮試験において、任意の短期材齢における測定収縮ひずみから長期的な収縮ひずみを予測する方法が示されている。なお、この方法では、乾燥期間２１日以上の測定値を用いれば、高い精度が得られるとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】日本建築学会、鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説、５７〜５８頁、２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリートの乾燥収縮の測定は、通常、コンクリート成形後、材齢７日まで標準養生を施した後を基長として、温度２０℃、相対湿度６０％環境下で、１８２日間乾燥させたときの長さ変化率として測定される。しかしながら、乾燥収縮試験には６ヶ月もの時間を要することや、コンクリート工事において６ヶ月前に所定のコンクリートの品質を確認することは難しいことから、乾燥期間の短かい段階で、長期間経過した後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測することが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、コンクリートを長期間乾燥させる前に、長期間乾燥後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測できるコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するため、種々の検討を行った。その結果、特定の乾燥期間経過後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率を測定することで、更なる乾燥期間経過後のコンクリートの乾燥収縮を予測できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供する。
【０００９】
また、本発明者らは、上記目的を達成するため、所定期間経過後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率の実測値の関係についてデータ解析を行った。その結果、コンクリートの乾燥収縮を高い精度で予測できる下記予測式を見出した。
【００１０】
すなわち、本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法によれば、下記式（１）に基づいて、コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとから、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測することができる。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、ｚは１５０〜３６０、ｘは６〜２１、ｙは２０〜５７であり、ｘ＜ｙを満足し、係数ａは−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３、係数ｂは−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３、係数ｃは−１．０００〜１．０００、係数ｄは１．０００〜２．５００である。］
【００１１】
本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法において、以下に示す乾燥期間ｘ日及びｙ日経過後の乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、乾燥期間１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１２】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が２０〜２２日であり、係数ａが−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３、係数ｂが−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３、係数ｃが０．４５０〜０．５００、係数ｄが２．２５０〜２．３００であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間２０〜２２日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１３】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、係数ａが−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３、係数ｂが−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３、係数ｃが０．３００〜０．３３０、係数ｄが１．９７０〜１．９９０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間２７〜２９日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１４】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、係数ａが−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３、係数ｂが−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３、係数ｃが０．０４０〜０．０６０、係数ｄが１．３９０〜１．４００であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間５５〜５７日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１５】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、係数ａが−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３、係数ｂが１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３、係数ｃが０．５８０〜０．６７０、係数ｄが２．１１０〜２．１６０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間２０〜２１日後及び乾燥期間２７〜２９日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１６】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、係数ａが−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３、係数ｂが０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３、係数ｃが−０．０３０〜−０．０２０、係数ｄが１．４００〜１．４５０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間２０〜２１日後及び乾燥期間５５〜５７日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１７】
本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法では、硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るにあたり、混練物は、水セメント比が４０〜６５質量％、細骨材率が３０〜５５容積％であり、セメントを２００〜４５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有することが好ましい。
【００１８】
水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンクリートを長期間乾燥させる前に、長期間乾燥後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測するコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る予測式（２）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図２】本発明に係る予測式（３）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図３】本発明に係る予測式（４）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図４】本発明に係る予測式（５）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図５】本発明に係る予測式（６）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の好適な実施形態について説明する。本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程及び硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程を有する。
【００２２】
混合工程では、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る。
【００２３】
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、アルミナセメントなどの特殊セメントを用いることができる。これらのうち、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜３４００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積とは、セメント１ｇ当たりの表面積であり、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して測定される値である。
【００２４】
細骨材及び粗骨材としては、コンクリートに使用される一般的なものを用いることができる。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５に規定の細骨材及び粗骨材などを用いることができる。
【００２５】
水としては、上水道水や地下水などが好適に使用できる。水には化学混和剤を添加してもよい。化学混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、急結剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、起泡剤、発泡剤、空気量調整剤などが使用できる。
【００２６】
コンクリートを１ｍ３得るに当り、水セメント比が４０〜６５質量％、細骨材率が３８〜５５容積％であり、セメントを２００〜４５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有する混練物を用いることが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記特定の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を低減することができる。
【００２７】
水セメント比とは、コンクリート中の水とセメントの質量比を意味する。水セメント比は、好ましくは４０〜６５質量％であり、より好ましくは４２〜６５質量％であり、さらに好ましくは４３〜６５質量％であり、特に好ましくは４４〜６４質量％である。水セメント比が、４０質量％未満、もしくは６５質量％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を低減し難い傾向がある。
【００２８】
コンクリートの単位水量は、好ましくは１３０〜１９５ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは１３２〜１９５ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは１３４〜１９０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは１３６〜１９０ｋｇ／ｍ３である。単位水量が１９５ｋｇ／ｍ３を超える場合や１３０ｋｇ／ｍ３未満の場合には、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合や、所要のスランプを得ることができずコンクリートの成形が困難となる場合がある。ここで、スランプとは、スランプ試験による変位量（スランプ値）を意味する。スランプ試験とは、フレッシュコンクリート（まだ固まらない状態のコンクリート）を、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定する試験である（ＪＩＳ Ａ １１０１を参照）。
【００２９】
コンクリートの単位セメント量は２００〜４５０ｋｇ／ｍ３であり、好ましくは２２０〜４４０ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは２３０〜４２０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは２３５〜４１５ｋｇ／ｍ３である。単位セメント量が４５０ｋｇ／ｍ３を超える場合や２００ｋｇ／ｍ３未満の場合には、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合や、所要のスランプを得ることができずコンクリートの成形が困難となる場合がある。
【００３０】
細骨材率とは、全細骨材及び全粗骨材を合計した全骨材の絶対容積に対する全細骨材の絶対容積比率を意味する。ここで、絶対容積とは、骨材中の空隙を含み、骨材粒間の空隙を含まない容積を意味する。混練物の細骨材率は、好ましくは３８〜５５容積％であり、より好ましくは３９〜５４容積％であり、さらに好ましくは４０〜５３容積％であり、特に好ましくは４１〜５２容積％である。粗骨材率が３８容積％未満又は５５容積％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００３１】
コンクリートの単位粗骨材量は、好ましくは８００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは８２０〜１１５０ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは８４０〜１１４０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは８６０〜１１３０ｋｇ／ｍ３である。
【００３２】
コンクリートの単位細骨材量は、好ましくは５５０〜１１５０ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは６００〜１１００ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは６５０〜１０５０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは６８０〜１０００ｋｇ／ｍ３である。
【００３３】
混合工程は、例えば水平二軸形強制練りミキサなどのミキサ内で行うことができる。例えば３０Ｌ程度のコンクリートを製造する場合には、セメントと、細骨材と、粗骨材とをミキサに投入し約３０秒間撹拌し、続いて、場合により化学混和剤を含む水をミキサに投入して約９０秒間撹拌するとよい。
【００３４】
硬化工程では、上記混合工程で得た混練物を硬化させてコンクリートを得る。上記混練物を目的に応じて所定の形にし、水和反応を進行させて硬化させる。この間、必要な強度が得られる期間まで、養生することが好ましい。養生とは、乾燥や凍結などの有害な外的影響から保護することをいう。養生方法としては、コンクリートを水中に浸漬したり、散水したり、濡れたマットなどで覆うなどの方法が有効である。硬化促進のため、蒸気養生や高温高圧で養生するオートクレーブ養生などを行ってもよい。
【００３５】
本発明では、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測することができる。本発明に係るコンクリートの乾燥収縮予測式は、下記式（１）に示すとおりである。予測工程では、下記式（１）に基づいて、コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとを用いた回帰分析から、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測する。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
【００３６】
ここで、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、乾燥期間ｚ日は１５０〜３６０日であり、乾燥期間ｘ日は６〜２１日であり、乾燥期間ｙ日は２０〜５７日であり、ｘ＜ｙを満足する。また、係数ａは、−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３であり、係数ｂは、−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３であり、係数ｃは、−１．０００〜１．０００であり、係数ｄは、１．０００〜２．５００である。
【００３７】
上記式（１）を用いてコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、長期間経過後のコンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となる。
【００３８】
乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を２０〜２２日とすると、係数ａは−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３であり、係数ｂは−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３であり、係数ｃは０．４５０〜０．５００であり、係数ｄは２．２５０〜２．３００である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１２０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−２．０００×１０−３〜−１．９８０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．５５０×１０−３〜−０．５３０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．４７０〜０．４９０であり、係数ｄは好ましくは２．２７０〜２．２９０である。係数ａ〜ｄをより好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±１００×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００３９】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を２７〜２９日とすると、係数ａは−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３であり、係数ｂは−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３であり、係数ｃは０．３００〜０．３３０であり、係数ｄは１．９７０〜１．９９０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１１０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−１．０２０×１０−３〜−１．０１０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．６７０×１０−３〜−０．６６０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．３１０〜０．３２０であり、係数ｄは好ましくは１．９８０〜１．９８５である。係数ａ〜ｄをより好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±９０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４０】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を５５〜５７日とすると、係数ａは−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３であり、係数ｂは−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３であり、係数ｃは０．０４０〜０．０６０であり、係数ｄは１．３９０〜１．４００である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±８０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−０．０３０×１０−３〜−０．０２６×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．２７５×１０−３〜−０．２７０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．０５１〜０．０５５であり、係数ｄは好ましくは１．３９１〜１．３９５である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±６０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４１】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を２０〜２１日、乾燥期間ｙ日を２７〜２９日とすると、係数ａは−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３であり、係数ｂは１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３であり、係数ｃは０．５８０〜０．６７０であり、係数ｄは２．１１０〜２．１６０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１２０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３であり、好ましくは−３．０２０×１０−３〜−２．９４０×１０−３である。係数ｂは１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３であり、好ましくは１．４１０×１０−３〜１．５２０×１０−３である。係数ｃは０．５８０〜０．６７０であり、好ましくは０．６００〜０．６５０である。係数ｄは２．１１０〜２．１６０であり、好ましくは２．１３０〜２．１５０である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±１００×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４２】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を２０〜２１日、乾燥期間ｙ日を５５〜５７日とすると、係数ａは−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３であり、係数ｂは０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３であり、係数ｃは−０．０３０〜−０．０２０であり、係数ｄは１．４００〜１．４５０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰式による推定値と実測値との差は±８０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−１．１００×１０−３〜−１．０４０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは０．４８０×１０−３〜０．４５０×１０−３である。係数ｃは好ましくは−０．０２５〜−０．０１５であり、係数ｄは好ましくは１．４２０〜１．４３０である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±６０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００４４】
［実施例１〜９３］
以下の手順で実施例１〜９３のコンクリート供試体を作製した。
【００４５】
（混合工程）
以下の材料を用いて混合を行った。
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（ブレーン比表積 ３３３０ｃｍ２／ｇ）
（２）骨材
（ｉ）細骨材：一般的な細骨材を使用した。
（ｉｉ）粗骨材：一般的な細骨材を使用した。最大粒径は２０ｍｍとした。
（３）化学混和剤：一般的なＡＥ減水剤を使用した。
【００４６】
混合は、生コンクリート工場のバッチングプラントにて行った。まず、コンクリート供試体の材料を、表１及び２に示す単位量で配合した。
【００４７】
各材料の配合を表１及び２に示す。各材料を、水平二軸形強制練りミキサに投入し、混合した。具体的には、粗骨材、細骨材、セメントをミキサに投入後、３０秒間攪拌した。続いて予め化学混和剤を溶かした水をミキサに投入後、９０秒間混合して混練物を得た。
【００４８】
（硬化工程）
上記の混練物を型枠に入れて硬化させてコンクリート供試体を得た。コンクリート供試体の寸法は、１０×１０×４０ｃｍとした。コンクリート供試体を材齢１日で脱型した後、材齢７日まで標準養生した。標準養生とは、コンクリートやモルタルの供試体を約２０℃の水中で養生することをいう。
【００４９】
（コンクリートの乾燥収縮の測定）
上記の標準養生の後、コンクリート供試体の基長を測定した。続いて、温度２０℃、相対湿度６０％の環境下にて１８２日まで乾燥させ、各コンクリート供試体の乾燥収縮を測定した。コンクリートの乾燥収縮は、ＪＩＳ Ａ １１２９−２ 「コンタクトゲージ法」に準じて測定した。結果を表３及び４に示す。
【００５０】
（コンクリートの乾燥収縮の予測工程）
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から２１日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした下記式（２）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図１に、下記式（２）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．９９２×１０−３×Ｓ７−０．５４１×１０−３×Ｓ２１＋０．４８０×（Ｗ２１−Ｗ７）＋２．２８２］×Ｓ２１・・・（２）
【００５１】
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２８日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から２８日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（３）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図２に、下記式（３）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．０１４×１０−３×Ｓ７−０．６６８×１０−３×Ｓ２８＋０．３１６×（Ｗ２８−Ｗ７）＋１．９８３］×Ｓ２８・・・（３）
【００５２】
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間５６日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から５６日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（４）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図３に、下記式（４）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−０．０２８×１０−３×Ｓ７−０．２７３×１０−３×Ｓ５６＋０．０５３×（Ｗ５６−Ｗ７）＋１．３９３］×Ｓ５６・・・（４）
【００５３】
乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２８日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日から２８日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式およびその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（５）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図４に、下記式（５）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−２．９８５×１０−３×Ｓ２１＋１．４６５×１０−３×Ｓ５６＋０．６３０×（Ｗ２８−Ｗ２１）＋２．１４２］×Ｓ２８・・・（５）
【００５４】
乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間５６日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日から５６日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式およびその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（６）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図５に、下記式（６）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．０７５×１０−３×Ｓ２１＋０．４６７×１０−３×Ｓ５６−０．０２０×（Ｗ５６−Ｗ２１）＋１．４２５］×Ｓ５６・・・（６）
【００５５】
表３及び４並びに図１〜５に示すように、本発明に係るコンクリートの乾燥収縮予測式を用いることで、コンクリートの乾燥収縮を精度よく予測できることが確認された。ここで、図１〜５中、Ｒは各式の相関係数を示す。なお、図１〜５には、比較のため、日本建築学会が公表している短期データを用いたコンクリートの乾燥収縮の予測結果を併せて示した（「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説」、５７〜５８頁、日本建築学会、２００６を参照）。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの長期の乾燥収縮予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの乾燥収縮は、構造物の耐久性、長寿命化、高品質化などの観点から小さいほうが望ましい。しかし、コンクリートの乾燥収縮の測定には、通常６ヶ月もの期間を要するため、所定の配合のコンクリートの乾燥収縮を容易に把握することができないのが現状である。
【０００３】
そこで、コンクリートの乾燥収縮を短期間で推定する方法が提案されている。例えば非特許文献１には、コンクリートの乾燥収縮試験において、任意の短期材齢における測定収縮ひずみから長期的な収縮ひずみを予測する方法が示されている。なお、この方法では、乾燥期間２１日以上の測定値を用いれば、高い精度が得られるとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】日本建築学会、鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説、５７〜５８頁、２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリートの乾燥収縮の測定は、通常、コンクリート成形後、材齢７日まで標準養生を施した後を基長として、温度２０℃、相対湿度６０％環境下で、１８２日間乾燥させたときの長さ変化率として測定される。しかしながら、乾燥収縮試験には６ヶ月もの時間を要することや、コンクリート工事において６ヶ月前に所定のコンクリートの品質を確認することは難しいことから、乾燥期間の短かい段階で、長期間経過した後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測することが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、コンクリートを長期間乾燥させる前に、長期間乾燥後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測できるコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するため、種々の検討を行った。その結果、特定の乾燥期間経過後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率を測定することで、更なる乾燥期間経過後のコンクリートの乾燥収縮を予測できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供する。
【０００９】
また、本発明者らは、上記目的を達成するため、所定期間経過後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率の実測値の関係についてデータ解析を行った。その結果、コンクリートの乾燥収縮を高い精度で予測できる下記予測式を見出した。
【００１０】
すなわち、本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法によれば、下記式（１）に基づいて、コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとから、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測することができる。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、ｚは１５０〜３６０、ｘは６〜２１、ｙは２０〜５７であり、ｘ＜ｙを満足し、係数ａは−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３、係数ｂは−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３、係数ｃは−１．０００〜１．０００、係数ｄは１．０００〜２．５００である。］
【００１１】
本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法において、以下に示す乾燥期間ｘ日及びｙ日経過後の乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、乾燥期間１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１２】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が２０〜２２日であり、係数ａが−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３、係数ｂが−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３、係数ｃが０．４５０〜０．５００、係数ｄが２．２５０〜２．３００であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間２０〜２２日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１３】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、係数ａが−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３、係数ｂが−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３、係数ｃが０．３００〜０．３３０、係数ｄが１．９７０〜１．９９０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間２７〜２９日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１４】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が６〜８日、乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、係数ａが−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３、係数ｂが−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３、係数ｃが０．０４０〜０．０６０、係数ｄが１．３９０〜１．４００であることが好ましい。すなわち、乾燥期間６〜８日後及び乾燥期間５５〜５７日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１５】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、係数ａが−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３、係数ｂが１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３、係数ｃが０．５８０〜０．６７０、係数ｄが２．１１０〜２．１６０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間２０〜２１日後及び乾燥期間２７〜２９日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１６】
乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、係数ａが−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３、係数ｂが０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３、係数ｃが−０．０３０〜−０．０２０、係数ｄが１．４００〜１．４５０であることが好ましい。すなわち、乾燥期間２０〜２１日後及び乾燥期間５５〜５７日後のコンクリートの乾燥収縮及び質量減少率をそれぞれ測定することで、１８０〜１８４日経過後のコンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測することができる。
【００１７】
本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法では、硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るにあたり、混練物は、水セメント比が４０〜６５質量％、細骨材率が３０〜５５容積％であり、セメントを２００〜４５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有することが好ましい。
【００１８】
水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンクリートを長期間乾燥させる前に、長期間乾燥後のコンクリートの乾燥収縮を精度よく予測するコンクリートの乾燥収縮予測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る予測式（２）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図２】本発明に係る予測式（３）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図３】本発明に係る予測式（４）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図４】本発明に係る予測式（５）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【図５】本発明に係る予測式（６）を用いた乾燥収縮の推定値と実測値との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の好適な実施形態について説明する。本発明のコンクリートの乾燥収縮予測方法は、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程及び硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程を有する。
【００２２】
混合工程では、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る。
【００２３】
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、アルミナセメントなどの特殊セメントを用いることができる。これらのうち、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜３４００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積とは、セメント１ｇ当たりの表面積であり、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して測定される値である。
【００２４】
細骨材及び粗骨材としては、コンクリートに使用される一般的なものを用いることができる。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５に規定の細骨材及び粗骨材などを用いることができる。
【００２５】
水としては、上水道水や地下水などが好適に使用できる。水には化学混和剤を添加してもよい。化学混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、急結剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、起泡剤、発泡剤、空気量調整剤などが使用できる。
【００２６】
コンクリートを１ｍ３得るに当り、水セメント比が４０〜６５質量％、細骨材率が３８〜５５容積％であり、セメントを２００〜４５０ｋｇ、粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有する混練物を用いることが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記特定の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を低減することができる。
【００２７】
水セメント比とは、コンクリート中の水とセメントの質量比を意味する。水セメント比は、好ましくは４０〜６５質量％であり、より好ましくは４２〜６５質量％であり、さらに好ましくは４３〜６５質量％であり、特に好ましくは４４〜６４質量％である。水セメント比が、４０質量％未満、もしくは６５質量％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を低減し難い傾向がある。
【００２８】
コンクリートの単位水量は、好ましくは１３０〜１９５ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは１３２〜１９５ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは１３４〜１９０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは１３６〜１９０ｋｇ／ｍ３である。単位水量が１９５ｋｇ／ｍ３を超える場合や１３０ｋｇ／ｍ３未満の場合には、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合や、所要のスランプを得ることができずコンクリートの成形が困難となる場合がある。ここで、スランプとは、スランプ試験による変位量（スランプ値）を意味する。スランプ試験とは、フレッシュコンクリート（まだ固まらない状態のコンクリート）を、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定する試験である（ＪＩＳ Ａ １１０１を参照）。
【００２９】
コンクリートの単位セメント量は２００〜４５０ｋｇ／ｍ３であり、好ましくは２２０〜４４０ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは２３０〜４２０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは２３５〜４１５ｋｇ／ｍ３である。単位セメント量が４５０ｋｇ／ｍ３を超える場合や２００ｋｇ／ｍ３未満の場合には、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合や、所要のスランプを得ることができずコンクリートの成形が困難となる場合がある。
【００３０】
細骨材率とは、全細骨材及び全粗骨材を合計した全骨材の絶対容積に対する全細骨材の絶対容積比率を意味する。ここで、絶対容積とは、骨材中の空隙を含み、骨材粒間の空隙を含まない容積を意味する。混練物の細骨材率は、好ましくは３８〜５５容積％であり、より好ましくは３９〜５４容積％であり、さらに好ましくは４０〜５３容積％であり、特に好ましくは４１〜５２容積％である。粗骨材率が３８容積％未満又は５５容積％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００３１】
コンクリートの単位粗骨材量は、好ましくは８００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは８２０〜１１５０ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは８４０〜１１４０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは８６０〜１１３０ｋｇ／ｍ３である。
【００３２】
コンクリートの単位細骨材量は、好ましくは５５０〜１１５０ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは６００〜１１００ｋｇ／ｍ３であり、さらに好ましくは６５０〜１０５０ｋｇ／ｍ３であり、特に好ましくは６８０〜１０００ｋｇ／ｍ３である。
【００３３】
混合工程は、例えば水平二軸形強制練りミキサなどのミキサ内で行うことができる。例えば３０Ｌ程度のコンクリートを製造する場合には、セメントと、細骨材と、粗骨材とをミキサに投入し約３０秒間撹拌し、続いて、場合により化学混和剤を含む水をミキサに投入して約９０秒間撹拌するとよい。
【００３４】
硬化工程では、上記混合工程で得た混練物を硬化させてコンクリートを得る。上記混練物を目的に応じて所定の形にし、水和反応を進行させて硬化させる。この間、必要な強度が得られる期間まで、養生することが好ましい。養生とは、乾燥や凍結などの有害な外的影響から保護することをいう。養生方法としては、コンクリートを水中に浸漬したり、散水したり、濡れたマットなどで覆うなどの方法が有効である。硬化促進のため、蒸気養生や高温高圧で養生するオートクレーブ養生などを行ってもよい。
【００３５】
本発明では、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測することができる。本発明に係るコンクリートの乾燥収縮予測式は、下記式（１）に示すとおりである。予測工程では、下記式（１）に基づいて、コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとを用いた回帰分析から、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測する。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
【００３６】
ここで、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、乾燥期間ｚ日は１５０〜３６０日であり、乾燥期間ｘ日は６〜２１日であり、乾燥期間ｙ日は２０〜５７日であり、ｘ＜ｙを満足する。また、係数ａは、−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３であり、係数ｂは、−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３であり、係数ｃは、−１．０００〜１．０００であり、係数ｄは、１．０００〜２．５００である。
【００３７】
上記式（１）を用いてコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、長期間経過後のコンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となる。
【００３８】
乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を２０〜２２日とすると、係数ａは−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３であり、係数ｂは−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３であり、係数ｃは０．４５０〜０．５００であり、係数ｄは２．２５０〜２．３００である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１２０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−２．０００×１０−３〜−１．９８０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．５５０×１０−３〜−０．５３０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．４７０〜０．４９０であり、係数ｄは好ましくは２．２７０〜２．２９０である。係数ａ〜ｄをより好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±１００×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００３９】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を２７〜２９日とすると、係数ａは−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３であり、係数ｂは−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３であり、係数ｃは０．３００〜０．３３０であり、係数ｄは１．９７０〜１．９９０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１１０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−１．０２０×１０−３〜−１．０１０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．６７０×１０−３〜−０．６６０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．３１０〜０．３２０であり、係数ｄは好ましくは１．９８０〜１．９８５である。係数ａ〜ｄをより好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±９０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４０】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を６〜８日、乾燥期間ｙ日を５５〜５７日とすると、係数ａは−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３であり、係数ｂは−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３であり、係数ｃは０．０４０〜０．０６０であり、係数ｄは１．３９０〜１．４００である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±８０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−０．０３０×１０−３〜−０．０２６×１０−３であり、係数ｂは好ましくは−０．２７５×１０−３〜−０．２７０×１０−３であり、係数ｃは好ましくは０．０５１〜０．０５５であり、係数ｄは好ましくは１．３９１〜１．３９５である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±６０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４１】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を２０〜２１日、乾燥期間ｙ日を２７〜２９日とすると、係数ａは−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３であり、係数ｂは１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３であり、係数ｃは０．５８０〜０．６７０であり、係数ｄは２．１１０〜２．１６０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰分析による推定値と実測値との差は±１２０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３であり、好ましくは−３．０２０×１０−３〜−２．９４０×１０−３である。係数ｂは１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３であり、好ましくは１．４１０×１０−３〜１．５２０×１０−３である。係数ｃは０．５８０〜０．６７０であり、好ましくは０．６００〜０．６５０である。係数ｄは２．１１０〜２．１６０であり、好ましくは２．１３０〜２．１５０である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±１００×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４２】
また、乾燥収縮予測式（１）に用いられる乾燥期間ｚ日を１８０〜１８４日、乾燥期間ｘ日を２０〜２１日、乾燥期間ｙ日を５５〜５７日とすると、係数ａは−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３であり、係数ｂは０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３であり、係数ｃは−０．０３０〜−０．０２０であり、係数ｄは１．４００〜１．４５０である。係数ａ〜ｄを上記範囲とした場合、回帰式による推定値と実測値との差は±８０×１０−６程度とすることができる。また、係数ａは好ましくは−１．１００×１０−３〜−１．０４０×１０−３であり、係数ｂは好ましくは０．４８０×１０−３〜０．４５０×１０−３である。係数ｃは好ましくは−０．０２５〜−０．０１５であり、係数ｄは好ましくは１．４２０〜１．４３０である。係数ａ〜ｄを好ましい範囲とした場合、推定値と実測値との差は±６０×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００４４】
［実施例１〜９３］
以下の手順で実施例１〜９３のコンクリート供試体を作製した。
【００４５】
（混合工程）
以下の材料を用いて混合を行った。
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（ブレーン比表積 ３３３０ｃｍ２／ｇ）
（２）骨材
（ｉ）細骨材：一般的な細骨材を使用した。
（ｉｉ）粗骨材：一般的な細骨材を使用した。最大粒径は２０ｍｍとした。
（３）化学混和剤：一般的なＡＥ減水剤を使用した。
【００４６】
混合は、生コンクリート工場のバッチングプラントにて行った。まず、コンクリート供試体の材料を、表１及び２に示す単位量で配合した。
【００４７】
各材料の配合を表１及び２に示す。各材料を、水平二軸形強制練りミキサに投入し、混合した。具体的には、粗骨材、細骨材、セメントをミキサに投入後、３０秒間攪拌した。続いて予め化学混和剤を溶かした水をミキサに投入後、９０秒間混合して混練物を得た。
【００４８】
（硬化工程）
上記の混練物を型枠に入れて硬化させてコンクリート供試体を得た。コンクリート供試体の寸法は、１０×１０×４０ｃｍとした。コンクリート供試体を材齢１日で脱型した後、材齢７日まで標準養生した。標準養生とは、コンクリートやモルタルの供試体を約２０℃の水中で養生することをいう。
【００４９】
（コンクリートの乾燥収縮の測定）
上記の標準養生の後、コンクリート供試体の基長を測定した。続いて、温度２０℃、相対湿度６０％の環境下にて１８２日まで乾燥させ、各コンクリート供試体の乾燥収縮を測定した。コンクリートの乾燥収縮は、ＪＩＳ Ａ １１２９−２ 「コンタクトゲージ法」に準じて測定した。結果を表３及び４に示す。
【００５０】
（コンクリートの乾燥収縮の予測工程）
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から２１日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした下記式（２）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図１に、下記式（２）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．９９２×１０−３×Ｓ７−０．５４１×１０−３×Ｓ２１＋０．４８０×（Ｗ２１−Ｗ７）＋２．２８２］×Ｓ２１・・・（２）
【００５１】
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２８日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から２８日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（３）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図２に、下記式（３）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．０１４×１０−３×Ｓ７−０．６６８×１０−３×Ｓ２８＋０．３１６×（Ｗ２８−Ｗ７）＋１．９８３］×Ｓ２８・・・（３）
【００５２】
乾燥期間７日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間５６日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間７日から５６日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式及びその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（４）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図３に、下記式（４）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−０．０２８×１０−３×Ｓ７−０．２７３×１０−３×Ｓ５６＋０．０５３×（Ｗ５６−Ｗ７）＋１．３９３］×Ｓ５６・・・（４）
【００５３】
乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２８日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日から２８日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式およびその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（５）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図４に、下記式（５）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−２．９８５×１０−３×Ｓ２１＋１．４６５×１０−３×Ｓ５６＋０．６３０×（Ｗ２８−Ｗ２１）＋２．１４２］×Ｓ２８・・・（５）
【００５４】
乾燥期間２１日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間５６日のコンクリートの乾燥収縮、乾燥期間２１日から５６日にかけてのコンクリートの質量減少率の差を用いて、実施例のデータを回帰分析することによって乾燥収縮予測式およびその係数を設定した。係数をより好ましい範囲とした式（６）で得られた乾燥収縮推定値を表３及び４に示す。また、図５に、下記式（６）を用いたコンクリートの乾燥収縮の推定値及び実測値の相関関係を示す。
Ｓ１８２＝［−１．０７５×１０−３×Ｓ２１＋０．４６７×１０−３×Ｓ５６−０．０２０×（Ｗ５６−Ｗ２１）＋１．４２５］×Ｓ５６・・・（６）
【００５５】
表３及び４並びに図１〜５に示すように、本発明に係るコンクリートの乾燥収縮予測式を用いることで、コンクリートの乾燥収縮を精度よく予測できることが確認された。ここで、図１〜５中、Ｒは各式の相関係数を示す。なお、図１〜５には、比較のため、日本建築学会が公表している短期データを用いたコンクリートの乾燥収縮の予測結果を併せて示した（「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説」、５７〜５８頁、日本建築学会、２００６を参照）。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
前記硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、
を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法。
【請求項２】
下記式（１）に基づいて、前記コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、前記コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとから、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測する、請求項１記載の乾燥収縮予測方法。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、ｚは１５０〜３６０、ｘは６〜２１、ｙは２０〜５７であり、ｘ＜ｙを満足し、係数ａは−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３、係数ｂは−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３、係数ｃは−１．０００〜１．０００、係数ｄは１．０００〜２．５００である。］
【請求項３】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が２０〜２２日であり、前記係数ａが−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３、前記係数ｂが−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３、前記係数ｃが０．４５０〜０．５００、前記係数ｄが２．２５０〜２．３００である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項４】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、前記係数ａが−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３、前記係数ｂが−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３、前記係数ｃが０．３００〜０．３３０、前記係数ｄが１．９７０〜１．９９０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項５】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、前記係数ａが−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３、前記係数ｂが−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３、前記係数ｃが０．０４０〜０．０６０、前記係数ｄが１．３９０〜１．４００である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項６】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、前記乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、前記係数ａが−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３、前記係数ｂが１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３、前記係数ｃが０．５８０〜０．６７０、前記係数ｄが２．１１０〜２．１６０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項７】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、前記乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、前記係数ａが−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３、前記係数ｂが０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３、前記係数ｃが−０．０３０〜−０．０２０、前記係数ｄが１．４００〜１．４５０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項８】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るにあたり、
前記混練物は、水セメント比が４０〜６５質量％、前記細骨材率が３８〜５５容積％であり、前記セメントを２００〜４５０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項１】
セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
前記硬化工程において、コンクリートの乾燥期間６〜５７日経過後の乾燥収縮及び質量減少率の測定値から、乾燥期間１５０〜３６０日経過後の乾燥収縮を予測する予測工程と、
を有するコンクリートの乾燥収縮予測方法。
【請求項２】
下記式（１）に基づいて、前記コンクリートの乾燥期間ｘ日経過後の乾燥収縮Ｓｘ及び質量減少率Ｗｘと、前記コンクリートの乾燥期間ｙ日経過後の乾燥収縮Ｓｙ及び質量減少率Ｗｙとから、乾燥期間ｚ日経過後のコンクリートの乾燥収縮Ｓｚを予測する、請求項１記載の乾燥収縮予測方法。
Ｓｚ＝［ａ×Ｓｘ＋ｂ×Ｓｙ＋ｃ×（Ｗｙ−Ｗｘ）＋ｄ］×Ｓｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｓｚはｚ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｘはｘ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｓｙはｙ日経過後の乾燥収縮（×１０−６）、Ｗｘはｘ日経過後の質量減少率（％）、Ｗｙはｙ日経過後の質量減少率（％）であり、ｚは１５０〜３６０、ｘは６〜２１、ｙは２０〜５７であり、ｘ＜ｙを満足し、係数ａは−３．５００×１０−３〜１．０００×１０−３、係数ｂは−１．０００×１０−３〜２．０００×１０−３、係数ｃは−１．０００〜１．０００、係数ｄは１．０００〜２．５００である。］
【請求項３】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が２０〜２２日であり、前記係数ａが−２．１００×１０−３〜−１．９００×１０−３、前記係数ｂが−０．５８０×１０−３〜−０．５００×１０−３、前記係数ｃが０．４５０〜０．５００、前記係数ｄが２．２５０〜２．３００である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項４】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、前記係数ａが−１．０６０×１０−３〜−０．９７０×１０−３、前記係数ｂが−０．７２０×１０−３〜−０．６２０×１０−３、前記係数ｃが０．３００〜０．３３０、前記係数ｄが１．９７０〜１．９９０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項５】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が６〜８日、前記乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、前記係数ａが−０．０４０×１０−３〜−０．０２０×１０−３、前記係数ｂが−０．３００×１０−３〜−０．２５０×１０−３、前記係数ｃが０．０４０〜０．０６０、前記係数ｄが１．３９０〜１．４００である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項６】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、前記乾燥期間ｙ日が２７〜２９日であり、前記係数ａが−３．１００×１０−３〜−２．８５０×１０−３、前記係数ｂが１．３７０×１０−３〜１．５７０×１０−３、前記係数ｃが０．５８０〜０．６７０、前記係数ｄが２．１１０〜２．１６０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項７】
前記乾燥期間ｚ日が１８０〜１８４日、前記乾燥期間ｘ日が２０〜２１日、前記乾燥期間ｙ日が５５〜５７日であり、前記係数ａが−１．１５０×１０−３〜−０．９９０×１０−３、前記係数ｂが０．４４０×１０−３〜０．４９０×１０−３、前記係数ｃが−０．０３０〜−０．０２０、前記係数ｄが１．４００〜１．４５０である、請求項２記載の乾燥収縮予測方法。
【請求項８】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るにあたり、
前記混練物は、水セメント比が４０〜６５質量％、前記細骨材率が３８〜５５容積％であり、前記セメントを２００〜４５０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１２００ｋｇ含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の乾燥収縮予測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３２１５６（Ｐ２０１２−３２１５６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９１６８（Ｐ２０１０−１６９１６８）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
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