(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリートの乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を、コンクリートの断面に沿って、短期間で精度よく予測できる方法を提供する。【解決手段】（Ａ）〜（Ｃ）の過程を含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法であり、（Ａ）湿度解析によりコンクリート表面から中心部に至る各位置の相対湿度を求める、湿度解析過程（Ｂ）乾燥収縮ひずみ測定装置または乾燥収縮ひずみ測定装置を用いて測定した、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、下記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析により算出し回帰式を導出する、回帰式導出過程ε／εＳ＝（１００−ＲＨ）／｛ａ×（１００−ＲＨ）＋ｂ｝・・・（１）【選択図】図１２
2019007842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）〜（Ｃ）の過程を含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法。
（Ａ）湿度解析によりコンクリート表面から中心部に至る各位置の相対湿度を求める、湿度解析過程
（Ｂ）下記の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）を用いて測定した、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、下記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析により算出し回帰式を導出する、回帰式導出過程
ε／εＳ＝（１００−ＲＨ）／｛ａ×（１００−ＲＨ）＋ｂ｝    ・・・（１）
（ただし、式中、ε／εＳは、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比を表し、ＲＨは相対湿度（％）を表し、ａおよびｂは係数を表す。）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）：
１個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座、および、該供試体の位置決め治具、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）：
２個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
（Ｃ）前記（Ｂ）過程で導出した回帰式を用いて、各位置の相対湿度から各位置の乾燥収縮ひずみの比（ε／εＳ）を算出した後、該比に、基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）を乗じて、前記各位置の乾燥収縮ひずみの予測値（ε）を算出する、乾燥収縮ひずみの予測値の算出過程
【請求項２】
前記基準相対湿度が６０％である、請求項１に記載のコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法
【請求項３】
さらに請求項１または２に記載の各位置のコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測値から、応力解析により該各位置の乾燥収縮応力の予測値を算出する、コンクリートの乾燥収縮応力の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート内部の相対湿度と乾燥収縮ひずみの関係を用いて、コンクリートの乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは引張強度が低いため、コンクリートの収縮によりひび割れ（収縮ひび割れ）が発生する場合がある。この収縮ひび割れは、コンクリート構造物の美観を損なうほか、コンクリートの水密性・気密性の低下や鉄筋の腐食などの、構造物の耐久性低下の原因にもなっている。したがって、コンクリートの耐久性を確保するためには、収縮ひび割れを制御する必要がある。
この収縮ひび割れの主因としてコンクリートの乾燥収縮ひずみが挙げられる。該ひずみは、図８に示すように、コンクリートの外部拘束により生じるひずみと内部拘束により生じるひずみがある。したがって、コンクリートの収縮ひび割れを制御するには、主因となる乾燥収縮ひずみを事前に把握する必要がある。
【０００３】
従来、コンクリートの乾燥収縮ひずみの予測式は、日本建築学会が提案する式（以下「日本建築学会式」という。）と、土木学会が提案する式（以下「土木学会式」という。）などが知られていた。
日本建築学会式は、コンクリート周囲の相対湿度、コンクリートの体積、外気に接する表面積、および体積表面積比などのパラメータを含む式に、セメント等の種類の影響を表す修正係数を含む式を乗じてなる下記の予測式である（非特許文献１の４頁、５頁、１８２頁）。
【０００４】
2019007842.tif 000003
【０００５】
また、土木学会式は、日本建築学会式と同様のパラメータを含む下記の予測式である（非特許文献２の４６頁）。
【０００６】
2019007842.tif 000004
【０００７】
しかし、図９に示すように、コンクリート内部の相対湿度は、コンクリートの中心部に近い程高く一定ではない。したがって、予測式中の相対湿度のパラメータにコンクリート周囲の相対湿度（一定値）を用いる従来の予測方法では、コンクリート内部の相対湿度の分布が反映されず、例えば図12中の土木学会式を用いた比較例に示すように、コンクリートの全断面に単一の乾燥収縮ひずみの予測値が与えられるに過ぎなかった。さらに、乾燥収縮応力を予測する場合、外部拘束のみが評価対象となり、内部拘束は考慮されないため、図１３の比較例に示すように、精度の高い予測はできなかった。
【０００８】
かかる状況を受けて、本願出願人は、特許文献１に記載の発明を提案し、精度の高い予測ができるようになった。しかし、この発明では、乾燥収縮ひずみの終局値をＪＩＳ  Ａ  １１２９の附属書Ａ（参考）に準拠して測定するため、乾燥収縮ひずみの終局値を得るのに長期間を要し、コンクリートの乾燥収縮ひずみや乾燥収縮応力の予測に時間がかかるという課題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「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」、日本建築学会編、２００６年２月発行
【非特許文献２】「２００７年制定コンクリート標準示方書［設計編］」、土木学会編、２００８年３月発行
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−２２１７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、コンクリート内部の湿度分布を考慮してコンクリートの乾燥収縮ひずみを予測する方法、およびコンクリートの内部拘束も考慮してコンクリートの乾燥収縮応力を予測する方法であって、短期間で簡易に予測でき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】
【００１２】
本発明者は、前記目的にかなう予測方法を検討した結果、レーザーを利用した特定の乾燥収縮ひずみ測定装置を用いれば、コンクリート供試体の乾燥収縮ひずみの終局値を短期間で精度よく測定できること、また、該乾燥収縮ひずみの終局値の比と、相対湿度の関係を示す特定の式を用いれば、セメントや骨材等が異なるコンクリートでも、その乾燥収縮ひずみや乾燥収縮応力を精度よく予測できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記の構成を有するコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法等を提供する。
【００１３】
［１］下記（Ａ）〜（Ｃ）の過程を含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法。
（Ａ）湿度解析によりコンクリート表面から中心部に至る各位置の相対湿度を求める、湿度解析過程
（Ｂ）下記の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）または乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）を用いて測定した、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、下記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析により算出し回帰式を導出する、回帰式導出過程
ε／εＳ＝（１００−ＲＨ）／｛ａ×（１００−ＲＨ）＋ｂ｝    ・・・（１）
（ただし、式中、ε／εＳは３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）と基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比を表し、ＲＨは相対湿度（％）を表し、ａおよびｂは係数を表す。）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）：
１個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座、および、該供試体の位置決め治具、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）：
２個以上のレーザー変位計、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座、を少なくとも含む、乾燥収縮ひずみ測定装置
（Ｃ）前記（Ｂ）過程で導出した回帰式を用いて、各位置の相対湿度から各位置の乾燥収縮ひずみの比（ε／εＳ）を算出した後、該比に、基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）を乗じて、前記各位置の乾燥収縮ひずみの予測値（ε）を算出する、乾燥収縮ひずみの予測値の算出過程
［２］前記基準相対湿度が６０％である、前記［１］に記載のコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測方法
［３］さらに前記［１］または［２］に記載の各位置のコンクリートの乾燥収縮ひずみの予測値から、応力解析により該各位置の乾燥収縮応力の予測値を算出する、コンクリートの乾燥収縮応力の予測方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の予測方法は、コンクリート内部の湿度分布を考慮して、コンクリート断面に沿って乾燥収縮ひずみや乾燥収縮応力を、短期間で精度よく予測できる。したがって、コンクリートの収縮ひび割れの判定や評価において、ひび割れが発生する可能性を高い精度で容易に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】１個のレーザー変位計を有する乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。
【図２】２個のレーザー変位計を有する乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。
【図３】支持部材の下部の一部を、台座に埋め込んだ状態で設置してなる乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）の支持部材の上に、供試体を載置した状態の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。ただし、図３では、レーザー変位計の記載は省略した。
【図４】２個のレーザー変位計を、対向して配置してなる乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図である。
【図５】２個のレーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが９０°の角度で交差するように配置してなる、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図（ただし、紙面に対し後方に位置するレーザー変位計の記載は省略した。）である。
【図６】４個のレーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが９０°の角度で交差するように配置してなる、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の一例を示す概略図であって、左の図は該測定装置の平面図、右の図は該測定装置の側面図（ただし、紙面に対し前方および後方に位置するレーザー変位計は省略した。）である。
【図７】乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）に、供試体を載置した様子を示す写真である。なお、（Ａ）の台座の中心にあるピンは支持部材ではなく、台座を固定するためのネジである。
【図８】内部拘束と外部拘束により生じるコンクリートの、乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を示す概念図である。
【図９】コンクリートの壁表面からの各位置における、相対湿度の予測値の経時変化を示す図である。
【図１０】乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）を用いて測定した各種の相対湿度におけるコンクリートの乾燥収縮ひずみの経時変化を示す図である。
【図１１】相対湿度６０％の乾燥収縮ひずみの終局値に対する任意の相対湿度の乾燥収縮ひずみの終局値の比と、該任意の相対湿度との関係を示す図である。
【図１２】コンクリートの壁表面からの各位置における、乾燥収縮ひずみの予測値の経時変化を示す図である。
【図１３】コンクリートの壁表面からの各位置における、乾燥収縮応力の予測値の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、前記のとおり、（Ａ）湿度解析過程、（Ｂ）回帰式導出過程、および（Ｃ）乾燥収縮ひずみの予測値の算出過程を含む、コンクリートの乾燥収縮ひずみを予測する方法と、該予測値から、応力解析により該各位置の乾燥収縮応力の予測値を算出して、コンクリートの乾燥収縮応力を予測する方法である。
以下、本発明について、乾燥収縮ひずみの予測方法と乾燥収縮応力の予測方法に分けて、詳細に説明する。
【００１７】
１．乾燥収縮ひずみの予測方法
（Ａ）湿度解析過程
該過程は、湿気解析ソフトを用いて、コンクリートの壁表面から中心部に至る相対湿度と、その経時変化を解析する過程である。該ソフトとして、例えば、３次元湿気移動解析機能を備えた「ＡＳＴＥＡ  ＭＡＣＳ」（計算力学研究センター社製）や「ＪＣＭＡＣ３」（日本コンクリート工学会が販売）を用いることができる。前記「ＡＳＴＥＡ  ＭＡＣＳ」を用いて求めたコンクリート内部の相対湿度分布の一例を図９に示す。
【００１８】
（Ｂ）回帰式導出過程
該過程は、前記乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）または（Ｅ２）を用いて測定した、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（乾燥収縮ひずみが一定またはほぼ一定になった値、ε）、および基準相対湿度（ただし、通常、前記３種類以上の任意の相対湿度と異なる。）における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、前記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析（フィッティング）により算出し回帰式を導出する過程である
なお、前記基準相対湿度は、以下の理由から、好ましくは６０％である。
（i）相対湿度６０％におけるコンクリートの乾燥収縮ひずみの測定は、前記のＪＩＳ  Ａ  １１２９の附属書Ａ（参考）に規定されている。
（ii）「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」（日本建築学会発行）や「建築工事標準仕様書・同解説」ＪＡＳＳ５（日本建築学会発行）、および「コンクリート標準示方書」（土木学会発行）に、前記ＪＩＳの規定に従って乾燥収縮ひずみを測定するとされている。したがって、相対湿度６０％における乾燥収縮ひずみの測定が普及した結果、多種類のコンクリートについて相対湿度６０％における乾燥収縮ひずみの膨大なデータが蓄積されている。
（iii）前記比（ε／ε６０）を用いれば、相対湿度６０％における乾燥収縮ひずみの既存のデータから、乾燥収縮ひずみの予測値が容易に算出できるため、既存のデータを有効に活用できる。
よって、相対湿度６０％における乾燥収縮ひずみを新たに測定することなく、既存のデータを活用して乾燥収縮ひずみを精度よく予測することができる。もっとも、予測精度をさらに高めるために、予測対象のコンクリートと同じ配合の供試体を用いて、相対湿度６０％における乾燥収縮ひずみを実測し、既存のデータの代わりに該実測値を用いてもよい。
【００１９】
次に、乾燥収縮ひずみ測定装置について説明する。
（i）乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）は、図１〜３に例示するとおり、１個以上のレーザー変位計４、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するための台座２、および、該供試体１の位置決め治具３を少なくとも含む装置である。
前記レーザー変位計４は、特に制限されず、反射型や透過型等の市販のレーザー変位計が挙げられる。本発明では、レーザー変位計の数を増やせばデータ数が増え、その分、測定精度は向上するが、装置はコスト高になるため、レーザー変位計の数は、好ましくは１〜４個、より好ましくは２〜４個である。前記レーザー変位計は、台座上に載置した円板状または四角板状の供試体の中心に向けてレーザーを照射できるように設置する。レーザー変位計の設置位置は、例えば、図１や図２に示す位置が挙げられる。
【００２０】
また、台座２は、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を載置するために用いる。台座の形状は、特に限定されず、例えば、図１や図２に示す正方形の板状や、円板状である。また、測定精度の向上のために、台座は水平に保たれていることが好ましい。
さらに、当該台座は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。また、台座は、供試体を支持するための支持部材５を設置してもよい。支持部材を設置すると、供試体と台座の間の熱の移動を低減できるため、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上する。
支持部材の形状は、特に制限されず、図３に示すような球状（図３では、支持部材の下部の一部が、台座に埋め込まれている。）や、柱状等が挙げられる。なお、支持部材を柱状にする場合は、供試体と点で接触するように、好ましくは、供試体に接する支持部材の面を半球状にする。
支持部材の数は、供試体を安定して載置できるため３点以上が好ましい。なお、支持部材を多くすると装置の製造に手間がかかため、支持部材の数は３〜４がより好ましい。また、前記支持部材は、供試体を安定して載置するためには、正三角形または正方形を形成するように設置するのが好ましい。図３は、支持部材が正方形を形成するように設置した例である。さらに、支持部材は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。
【００２１】
位置決め治具３は、供試体の乾燥収縮ひずみを測定する際に、供試体の載置位置を決めて固定するために用いるもので、例えば、図１や図２に示すように、台座上に倒立した状態で設置してなる２本のピン等が挙げられる。図１や図２では、乾燥期間が０（ゼロ）日の時点における円板状の供試体を台座に載置した場合、円板状の供試体の中心と台座の中心が一致するように、位置決め治具は円板状の供試体の周囲の側面と接触する位置に設置されている。なお、当該位置決め治具は、台座上のほかに台座の外側に設置してもよい。さらに、当該位置決め治具は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。
また、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）は、レーザー変位計、台座、および位置決め治具を、基盤を用いて一体化して構成することが好ましい。レーザー変位計、台座、位置決め治具、および、これらを設置するために用いる基盤は、熱や衝撃による変形を防止するため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。
【００２２】
（ii）乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法
該測定方法は、前記乾燥収縮ひずみ測定装置の台座上に、円板状または四角板状の供試体を、該供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触するように載置した後、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを測る方法である。
供試体が円板状の場合、供試体の直径は、１０〜３０ｃｍであれば、供試体の製造は容易で、また供試体の乾燥が速くなり好ましい。なお、供試体の直径は、より好ましくは１０〜２０ｃｍである。また、供試体の厚さは、５〜２０ｍｍであれば供試体は割れ難く、また供試体の乾燥がさらに速くなるため好ましい。なお、供試体の厚さは、より好ましくは６〜１８ｍｍ、さらに好ましくは７〜１５ｍｍ、特に好ましくは８〜１２ｍｍである。
また、供試体が四角板状の場合、四角板の１辺の長さは、好ましくは１０〜３０ｃｍ、より好ましくは１０〜２０ｃｍであり、さらに好ましくは、１辺の長さが１０〜３０ｃｍの正方形、特に好ましくは、１辺の長さが１０〜２０ｃｍの正方形である。１辺の長さが１０〜３０ｃｍの正方形であれば、供試体の製造は容易で、また供試体の乾燥が速くなる。また、四角板状の供試体の厚さは、好ましくは５〜２０ｍｍ、より好ましくは６〜１８ｍｍ、さらに好ましくは７〜１５ｍｍ、特に好ましくは８〜１２ｍｍである。供試体の厚さが５〜２０ｍｍであれば、供試体は割れ難く、また供試体の乾燥はさらに速くなる。
なお、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）の台座に支持部材が設置されている場合、該支持部材上に、円板状または四角板状の供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触するように、該供試体を載置する。
【００２３】
前記測定方法では、所定の乾燥期間毎に、供試体を台座上に載置して乾燥収縮ひずみを測る方法である。そして、乾燥収縮ひずみの測定精度を向上させるため、好ましくは、供試体は円板状であり、該供試体を時計回りまたは反時計回りに回転して、該供試体の周囲の側面が位置決め治具と接触した状態で、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を、複数回、好ましくは３〜５回測る。例えば、図１に示す供試体の点ａを測定した後、供試体を時計回りに９０°回転して点ｂを測定し、さらに時計回りに９０°回転して点ｃを測定して、３点の平均値を乾燥収縮ひずみとして求める。
本発明の測定方法では、乾燥収縮ひずみの測定間隔は任意であるが、乾燥収縮ひずみの終局値を早期に得るためや、測定の手間を低減するために、乾燥収縮ひずみの測定間隔は好ましくは乾燥期間１〜１０日毎、より好ましくは乾燥期間１〜７日毎である。
【００２４】
また、本発明の測定方法は、乾燥収縮ひずみをより正確に測定するために、乾燥前の供試体と同じ形状および寸法を有する金属板（基長板）を台座上に載置して、レーザー変位計と該金属板の側面の間の距離（Ｌ１）を測定した後、該金属板に代えて前記供試体を台座上に載置して、レーザー変位計と供試体の側面の間の距離（Ｌ２）を測定し、Ｌ１とＬ２の差（Ｌ１−Ｌ２）に基づき乾燥収縮ひずみを求める方法である。
また、前記測定した距離が画面上に表示される測定装置を用いる場合、本発明の測定方法は、乾燥前の供試体と同じ形状および寸法を有する金属板（基長板）を台座上に載置して、レーザー変位計と該金属板の側面の間の距離を測定し、該距離（の表示）をゼロに設定した後、該金属板に代えて前記供試体を台座上に載置して、レーザー変位計と供試体の側面の間の距離を測定して乾燥収縮ひずみを求める方法である。
前記金属板（基長板）は、温度の変化による長さの変化が同じになるよう、好ましくは台座と同じ材質の金属であり、熱や衝撃による変形を防止するため、より好ましくは、インバー鋼材である。
【００２５】
次に、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）について説明する。
（iii）乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）は、図４〜７に例示するように、２個以上のレーザー変位計４、乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を支持するための３点以上の支持部材５、および、該支持部材の一部を埋設してなる台座２を少なくとも含む装置である。
前記レーザー変位計は、前記乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）のレーザー変位計と同じである。また、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上するため、レーザー変位計を２個以上設置する。レーザー変位計が１個では、乾燥収縮ひずみの測定精度が低下するおそれがある。また、レーザー変位計を増やせばデータ数が増え、その分、さらに測定精度が向上するが、装置はコスト高になる。したがって、レーザー変位計は、好ましくは２〜６個、より好ましくは２〜４個設置する。
レーザー変位計は、乾燥収縮ひずみの測定精度が向上し、また、供試体の載置が容易なため、好ましくは、支持部材が形成する正三角形または正方形の中心から等間隔の位置に、レーザー照射面を該中心に向けて設置する。また、乾燥収縮ひずみの測定精度がさらに向上するため、より好ましくは、２〜６個の前記レーザー変位計を、該レーザー変位計から照射されたレーザーが６０〜３００°の角度で交差するように配置する。
レーザー変位計を設置する態様は、レーザー変位計を２個設置する場合、例えば、図４に示すように、レーザー変位計を対向して設置するか、図５に示すように、レーザーが９０°の角度で交差するように設置し、また、レーザー変位計を４個設置する場合、図６に示すように、２組のレーザー変位計を対向して設置する。
【００２６】
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）では、支持部材は必須の治具であり、供試体を台座から離して、供試体と台座の間に空間を設けるために用いる。この空間を設けることにより、供試体は均質かつ早期に乾燥するため、特に、乾燥収縮ひずみの終局値を早期に測定できる。
なお、支持部材の形状、数、配置する形（位置の形状）、および材質は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）と同じである。
【００２７】
台座は、支持部材の一部（下部）を埋設して固定してなるものである。ちなみに、図４〜６に示す台座は正方形の板状、図７に示す台座は円板状である。なお、台座は水平に保たれていることが好ましく、材質はインバー鋼材が好ましいことは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）と同じである。
【００２８】
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）では、支持部材上への供試体の載置を容易にするため、供試体載置補助治具を用いてもよい。該供試体載置補助治具は、図７に示すような、台座の外側に設置された２本のピンが挙げられる。図７の乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の支持部材の上に、例えば、直径１０ｃｍの円板状の供試体を載置する場合、前記２本のピンと接触するように前記供試体を支持部材の上に載置すれば、供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように供試体を載置できる。
なお、供試体載置補助治具は、図７に示すように台座の外側に設置するほか、台座上に設置してもよい。また、供試体載置補助治具は、熱や衝撃による変形を防ぐため、好ましくはインバー鋼材を用いて製造する。
【００２９】
乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）もまた、図４〜７に示すように、２個以上のレーザー変位計、台座、および、必要に応じて、供試体載置補助治具を一体化して構成する。また、台座等の材質はインバー鋼材が好ましいことは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）と同じである。
【００３０】
（iv）乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法
乾燥収縮ひずみ測定方法は、前記乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の支持部材上に、円板状または四角柱状の供試体の中心が、前記支持部材が形成する正三角形または正方形の中心と一致するように載置した後、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを求める方法である。
例えば、図７に示すように、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の支持部材（台座上の球状の４点）上に、円板状の供試体を、該供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように載置した後（図７（Ｂ））、レーザー変位計を用いて供試体の周囲の側面にレーザーを照射して、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定することにより、供試体の乾燥収縮ひずみを測る。
なお、前記供試体の形状、大きさ、および厚さは、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法の場合と同じである。
【００３１】
前記測定方法は、（a）支持部材上に供試体を載置したままの状態で、供試体を乾燥して、所定の乾燥期間毎に、乾燥収縮ひずみを求める方法と、（ｂ）別の場所で乾燥している供試体を、所定の乾燥期間毎に支持部材上に載置して、乾燥収縮ひずみを求める方法のいずれも可能であるが、作業の手間の低減や測定の精度向上の点から、（ａ）の方法が好ましい。
なお、乾燥収縮ひずみの測定間隔は、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）を用いた乾燥収縮ひずみの測定方法の場合と同じである。
以上述べたように、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）または（Ｅ２）を用いれば、乾燥収縮ひずみ（終局値）を短期間で精度よく求めることができる。
【００３２】
(v）回帰式の導出
前記（Ｂ）過程で求めた、３種類以上の任意の相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（ε）、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、前記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析（フィッティング）により算出し回帰式を導出する。このようにして求めた回帰式は、セメントや骨材の種類、および配合等が異なるコンクリートに対しても広範囲に適用でき汎用性が高い。
【００３３】
（Ｃ）乾燥収縮ひずみの予測値の算出過程
該過程は、前記（Ｂ）過程で導出した回帰式を用いて、各位置の相対湿度から各位置の乾燥収縮ひずみの比（ε／εＳ）を算出した後、該比に、基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）を乗じて、前記各位置の乾燥収縮ひずみの予測値（ε）を算出する過程である。コンクリートの壁表面からの各位置における、乾燥収縮ひずみの予測値の経時変化の一例を図１２に示す。
【００３４】
２．乾燥収縮応力の予測方法
該方法は、応力解析ソフトを用いて、前記各位置の乾燥収縮ひずみの予測値から、該各位置の乾燥収縮応力の予測値とその経時変化を算出する方法である。該ソフトて、例えば、３次元応力解析機能を兼備した前記の「ＡＳＴＥＡ  ＭＡＣＳ」や「ＪＣＭＡＣ３」を用いることができる。なお、コンクリートの壁表面からの各位置における、乾燥収縮応力の予測値の経時変化の一例を図１３に示す。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．供試体の作製
セメントは普通ポルトランドセメントと高炉セメントＢ種を用い、また、粗骨材は３種類の硬質砂岩砕石と１種類の石灰岩砕石を用いて、水セメント比が５０％のコンクリートを容量５０リッターのパン型ミキサを用いて２分間混練した後、混練物を内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打設して成形してコンクリートを得た。次に、該コンクリートを２０℃で１日間湿空養生した後に脱型し、さらに２０℃で７日間水中養生した後、コンクリートの高さ方向の中央部付近を切断して、直径１０ｃｍ、厚さ１ｃｍの乾燥収縮ひずみ測定用の供試体を３個作製した。
【００３６】
２．各種の相対湿度における乾燥収縮ひずみの終局値の測定と該終局値の比の算出
前記乾燥収縮ひずみ測定用の供試体１を、温度が２０℃で、相対湿度がそれぞれ４０％、６０％、８０％および９０％の環境下で乾燥させた。そして、乾燥期間7日毎に、該供試体の周囲の側面が、図１に示す乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）の位置決め治具３と接触するように台座２に供試体を載置した後、レーザー変位計４を用いて、レーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定した。なお、本実施例では、１個の供試体に対して３箇所（図１の点ａ、点ｂ、および点ｃ）でレーザー変位計と供試体の周囲の側面の間の距離を測定して、この平均値を当該供試体の乾燥収縮ひずみとして算出し、さらに、３個の供試体の乾燥収縮ひずみ（平均値）を平均して、各乾燥期間の乾燥収縮ひずみを求めた。
各種の相対湿度における乾燥収縮ひずみの経時変化を図１０に示した（ただし、図１０では乾燥期間４９日以降のデータの一部の記載を省略した）。
図１０に示すように、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）を用いた場合、乾燥収縮ひずみの終局値を乾燥期間が５０日以内という早期に得られることが分かる。なお、ＪＩＳ  Ａ  １１２９-２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法  第２部：コンタクトゲージ方法」に準拠して測定した各種の相対湿度における乾燥収縮ひずみの終局値（乾燥期間はいずれも１年以上を要した。）は、相対湿度が４０％では−１２４５×１０−６、６０％では−１１３３×１０−６、８０％では−９２２×１０−６、９０％では−５３５×１０−６であり、図１０の終局値と一致した。
次に、各種の相対湿度における乾燥収縮ひずみの終局値（ε）と基準相対湿度における乾燥収縮ひずみの終局値（εＳ）の比（ε／εＳ）を算出した。ここでは、基準相対湿度は６０％を採用した。
【００３７】
なお、乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ１）に用いたのと同じ供試体を、図６に示す乾燥収縮ひずみ測定装置（Ｅ２）の台座に固定した支持部材に、該供試体の中心と支持部材が形成する正方形の中心が一致するように載置したまま、温度が２０℃で、相対湿度が６０％の環境下で乾燥させた。そして、乾燥期間７日毎に、対向する２組のレーザー変位計を用いて、供試体の４点の位置の乾燥収縮ひずみを求め、３個の供試体の乾燥収縮ひずみの平均値を算出して、各乾燥期間の乾燥収縮ひずみを求めたところ、図１０と一致する乾燥収縮ひずみの経時変化が得られた。
【００３８】
３．コンクリート内部の各位置における湿度解析
長さ３ｍ、高さ２．５ｍ、および厚さ３０ｃｍで、鉄筋比が０．３％のコンクリートの壁部材を想定し、気温を２０℃でコンクリート周囲の相対湿度を６０％に設定して、前記「ＡＳＴＥＡ  ＭＡＣＳ」を用いて湿度解析を行った。コンクリートの壁表面から中心部に至る各位置における相対湿度の予測値の経時変化を図９に示す。
【００３９】
４．回帰式の導出 
前記乾燥収縮のひずみの終局値、および基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値の比（ε／εＳ）と、前記各位置の相対湿度を用いて、前記（１）式に基づき係数ａおよびｂを回帰分析（フィッティング）により算出し回帰式を導出した。該式とその曲線を図１１に示す。
【００４０】
５．コンクリート内部の各位置における乾燥収縮ひずみの予測
前記回帰式を用いて、各位置の相対湿度から各位置の乾燥収縮ひずみの比（ε／εＳ）を算出した後、該比に、基準相対湿度における乾燥収縮のひずみの終局値（εＳ）を乗じて、コンクリート内部の各位置における乾燥収縮ひずみの予測値を算出した。該予測値とその経時変化を図１２に示す。また、比較のため、土木学会式を用いた従来の方法による予測結果も併記した。
【００４１】
６．コンクリート内部の各位置における乾燥収縮応力の予測
前記「ＡＳＴＥＡ  ＭＡＣＳ」を用いて、前記乾燥収縮ひずみの予測値に基づきコンクリートの外部拘束と内部拘束を考慮して、乾燥収縮応力の予測値を求めた。該予測値とその経時変化を図１３に示す。また、比較のため、前記土木学会式を用いコンクリートの外部拘束のみを考慮した従来の方法による予測結果も併記した。
【００４２】
図１２と図１３に示すように、本発明の予測方法は、コンクリート内の各位置に対応して、各位置に固有の乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を表わす曲線（予測値）が得られた。これに対し、従来の予測方法では、単一の乾燥収縮ひずみと乾燥収縮応力を表わす曲線しか得られなかった。
したがって、本発明の予測方法は、コンクリート内部の湿度分布を考慮してコンクリートの乾燥収縮ひずみや乾燥収縮応力を、短期間に精度よく予測できるため、コンクリートの収縮ひび割れの判定や評価において、ひび割れが発生する可能性を高い精度で予測することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  供試体
２  台座
３  位置決め治具
４  レーザー変位計（ただし、黒色の矢印はレーザーを示す。）
５  支持部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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