(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、マスコンクリートとして実用的価値が高いフライアッシュ含有コンクリートの配合から、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する方法を提供する。【解決手段】下記（１）〜（４）式と単位普通ポルトランドセメント量（Ｗｃ）を用いて、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測方法。2020071139.tif 000007ただし、前記（１）〜（４）式中、Ｑ（ｔ）は材齢ｔ日の断熱温度上昇量（℃）、Ｑ∞は終局断熱温度上昇量（℃）、ｒは（１）式が描く曲線の傾きに影響する回帰係数、ｓは（１）式が描く曲線の形状に影響する回帰係数、および、ｔ０はセメントの水和反応における誘導期に相当する定数である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（１）〜（４）式と単位普通ポルトランドセメント量（Ｗｃ）を用いて、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測方法。
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ただし、前記（１）〜（４）式中、Ｑ（ｔ）は材齢ｔ日の断熱温度上昇量（℃）、Ｑ∞は終局断熱温度上昇量（℃）、ｒは（１）式が描く曲線の傾きに影響する回帰係数、ｓは（１）式が描く曲線の形状に影響する回帰係数、および、ｔ０はセメントの水和反応における誘導期に相当する定数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な予測式を用いてフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスコンクリート（大型コンクリート構造部材）は、セメントの水和熱を蓄積しやすく温度上昇量が大きいため、温度ひび割れが発生し易い。そこで、主に、温度上昇量を低減するため、セメントの一部をポゾラン物質の１つであるフライアッシュで置換したフライアッシュ含有コンクリートが用いられている。
ところで、マスコンクリートの施工に際し、温度ひび割れを制御するため、事前に温度応力解析を行って温度ひび割れを照査した上で、温度ひび割れの制御対策を講じる必要がある。そして、この温度応力解析では、事前にコンクリートの熱特性や力学的特性を把握する必要があるが、これらの中でも、コンクリートの断熱温度上昇特性の把握が重要になる。
【０００３】
コンクリートの断熱温度上昇特性を把握する方法は、（i）断熱温度上昇試験を行って求める方法と、（ii）セメントの鉱物組成から複合水和発熱モデルにより推定する方法があり、(i）の方法がより一般的である。ただし、断熱温度上昇試験は標準化されていないため、様々な試験条件（部材の大きさ、セメントの種類、コンクリートの配合、打設条件、および試験装置等）の下で得られた試験結果が多く存在する。そして、断熱温度上昇試験により断熱温度上昇特性を評価する方法は、これらの試験結果に基づき回帰分析により回帰係数（パラメータ）を求め、これらの係数を用いて断熱温度上昇特性を統一的に表示して把握する方法である。
【０００４】
そして、前記回帰分析で用いる回帰式の一つに、下記（１）式がある（非特許文献１）。
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ただし、前記（１）式中、Ｑ（ｔ）は材齢ｔ日の断熱温度上昇量（℃）、Ｑ∞は終局断熱温度上昇量（℃）、ｒは（１）式が描く曲線の傾きに影響する回帰係数、ｓは（１）式が描く曲線の形状に影響する回帰係数、および、ｔ０はセメントの水和反応における誘導期に相当する定数であり、図形的には、ｔ０＝０のときの（１）式が描く曲線を、材齢軸（横軸）方向に平行移動して、該曲線が断熱温度上昇曲線にフィットするまでに移動した距離である。
【０００５】
以上述べたように、断熱温度上昇試験により断熱温度上昇特性を評価する方法は、試験結果を用いて回帰分析を行って回帰係数を求め、これらの回帰係数により断熱温度上昇特性を、統一的に表示して把握する一般的な方法であるが、これとは逆に、（１）式中のＱ∞、ｒ、およびｓ等に関係するコンクリート材料（例えば、セメントや水等）を特定できれば、あえて試験をするまでもなく、コンクリートの配合（例えば、単位セメント量、単位水量等）のみに基づきＱ∞、ｒ、およびｓ等を求め、次に、求めたＱ∞、ｒ、およびｓを（１）式に代入すれば、該（１）式から材齢ｔ日における断熱温度上昇量Ｑ（ｔ）が求まるから、コンクリートの断熱温度上昇量は、全材齢において簡易に予測できるものと期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「マスコンクリートのひび割れ制御指針2016、2016.11」、公益社団法人コンクリート工学会発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、フライアッシュ含有コンクリートの配合から、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は、前記目的を達成するため鋭意検討したところ、Ｑ∞、ｒ、およびｓに関係するコンクリート材料は、単位普通ポルトランドセメント量であることを見い出し、本発明を完成させた。なお、ｔ０はセメントの水和反応における誘導期に相当する定数であるから、単位普通ポルトランドセメント量とは関係がないことは想像に難くない。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の構成を有するフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測方法である。
［１］下記（１）〜（４）式と単位普通ポルトランドセメント量（Ｗｃ）を用いて、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測方法。
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ただし、前記（１）〜（４）式中、Ｑ（ｔ）は材齢ｔ日の断熱温度上昇量（℃）、Ｑ∞は終局断熱温度上昇量（℃）、ｒは（１）式が描く曲線の傾きに影響する回帰係数、ｓは（１）式が描く曲線の形状に影響する回帰係数、および、ｔ０はセメントの水和反応における誘導期に相当する定数である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フライアッシュ含有コンクリートの単位普通ポルトランドセメント量から、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を、全材齢において簡易に予測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】終局断熱温度上昇量Ｑ∞と、単位普通ポルトランドセメント量Ｗｃの相関を示す図である。
【図２】配合Ｎｏ．１のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【図３】配合Ｎｏ．３のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【図４】配合Ｎｏ．５のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【図５】配合Ｎｏ．１３のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【図６】配合Ｎｏ．２０のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【図７】配合Ｎｏ．２１のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇の実験値と、本願発明を用いた予測値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、前記のとおり、前記（１）〜（４）式と単位普通ポルトランドセメント量を用いて、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量を予測する方法である。以下、本発明について説明する。
【００１３】
本発明で用いる予測式は、前記（１）〜（４）式を組み合わせたものである。このうち（１）式は公知である。
また、（２）式はＱ∞とＷｃの単回帰式、（３）式はｒとＷｃの単回帰式、ｓとＷｃの単回帰式であり、いずれも新規な式である。Ｑ∞、ｒおよびｓは、断熱温度上昇試験装置を用いて得られたフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量（断熱温度上昇曲線）に、（１）式を最小二乗法によりフィッティングして得ることができる。フィッティングに用いる解析ソフトは、例えば、表計算ソフトウェア Microsoft Office Excel 2007 SP3（マイクロソフト社製）に使用されているソルバー「GRG2 非線形最適化コード」が挙げられる。
そして、前記単回帰式は、求めたＱ∞、ｒ、およびｓのそれぞれを目的変数とし、単位普通ポルトランドセメント量Ｗｃを説明変数として単回帰分析を行い、例えば、図１に示すように、単回帰式および回帰係数（傾きおよび切片）を求める。
次に、前記求めた単回帰式と単位普通ポルトランド量（＝単位結合材量×（１００−ＦＡ置換率）／１００）を用いて算出したＱ∞、ｒ、およびｓの値と、同じく（１）式のフィッティングにより求めたｔ０の値を前記（１）式に代入して、フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測式が得られる。さらに、該予測式に材齢ｔの値を代入すれば、断熱温度上昇量の予測曲線を描くことができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．フライアッシュ含有コンクリートの作製と回帰分析
表１に示す配合に従い、フライアッシュで普通ポルトランドセメントの一部を置換した結合材、細骨材、および粗骨材を、一軸強制練りミキサに投入して３０秒間空練りした後、さらに練混ぜ水を投入し、６０秒間練り混ぜ、かき落としを行なって、さらに３０秒間練り混ぜて、練上がり温度が２０℃のフライアッシュ含有コンクリート（Ｎｏ．１〜２２）を作製した。
次に、該フライアッシュ含有コンクリート３５リットルを、直径４０ｃｍ、高さ４０ｃｍ、容量約５０リットルの容器に打設して、該コンクリートの中心部に温度センサーを取り付けた後、前記フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇曲線（断熱温度上昇量）を、断熱温度上昇試験装置（型番：ＡＴＲ−１２３、株式会社東京理工社製）を用いて求めた。これらの曲線の中から、代表的な断熱温度上昇曲線（Ｎｏ．１、３、５、１３、２０、および２１）を選んで、図２〜７に示す。
さらに、前記断熱温度上昇曲線と前記（１）式を用いて、最小二乗法（マイクロソフト社製表計算ソフトウェア Microsoft Office Excel 2007 SP3に使用されているソルバー「GRG2 非線形最適化コード」を使用した。）によりフィッティングして、終局断熱温度上昇量Ｑ∞、回帰係数ｒ、回帰係数ｓ、および補正定数ｔ０を求めた。その結果を表１に示す。
次に、前記Ｑ∞、ｒ、およびｓのそれぞれを目的変数とし、単位普通ポルトランドセメント量Ｗｃを説明変数として、単回帰分析を行い、回帰係数（傾きおよび切片）を求めた。得られた単回帰式は、それぞれ前記（２）〜（４）式である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
２．フライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測
前記単回帰式と単位普通ポルトランド量（＝単位結合材量×（１００−ＦＡ置換率）／１００）を用いて算出したＱ∞、ｒ、およびｓの値と、表１中のｔ０の値を、前記（１）式に代入して予測式を得た。次に、この予測式にｔ＝０〜２８（日）を代入して予測曲線を得た。これらの予測曲線（図中の「予測」の曲線）を図２〜７に示す。
図２〜７に示すとおり、予測式が描く予測曲線（図中の「予測」の曲線）は、断熱温度上昇曲線（図中の「実験」の曲線）とよく一致している。
以上述べたように、本発明のフライアッシュ含有コンクリートの断熱温度上昇量の予測方法によれば、フライアッシュ含有コンクリートの全材齢における断熱温度上昇量（断熱温度上昇曲線）を高い精度で予測することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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