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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

リング試験法によるコンクリートの乾燥収縮ひずみ評価方法に関する基礎的研究
正会員
同同
リング試験評価方法

乾燥収縮応力分布○荒金直樹*1
梅本宗宏*3
大野吉昭*5

正会員
同鹿毛忠継*2
住 学 *4

収縮低減剤

１．はじめにコンクリート構造物に生じるひび割れは，耐久性およ３．実験結果乾燥期間と各試験体の乾燥収縮ひずみの関係を図-2 にび構造性能において重要な検討課題である。その要因の示す。乾燥期間 182 日における値は、490～670×10-6 の範ひとつとして、乾燥収縮がある。JASS5（2009 年改定）

囲を示した。各試験体の乾燥収縮ひずみ量で比較すると、の発刊にあたり、収縮率の小さいコンクリートの研究にP＞SR2≒SR1＞SR3 の順となった。収縮低減剤の使用に対する関心が高くなっている。著者らは，ひび割れ抵抗よる、収縮ひずみが低減されていたことが確認できた。

性を評価する試験方法である JIS A1151（拘束されたコンリング試験法では、湿潤養生期間を 1 日としたケースクリートの乾燥収縮ひび割れ試験方法）より簡便な試験①と湿潤養生期間を 7 日としたケース②について計測し方法を提案するために、リング試験法を用いた試験の評た。ケース②における各試験体の鋼材の計測ひずみにつ価方法について検討を行った。

いて、図-3 に示す。同様に比較すると、P＞SR2＞SR1≒

本報告は、水セメント比 50%のコンクリートを基準とSR3 の順となった。

し、３種類の収縮低減剤を添加した各コンクリートを用いて、乾燥収縮に関する基礎的実験の結果についてとりまとめたものである。
２．実験概要表-1 に使用材料、表-2 にコンクリートの調合を示す。
使用したコンクリートの調合は、基準となるコンクリー

表-１

コンクリートの使用材料

種類
セメント

記号
C

細骨材

S1S2GAd
SR1SR2SR3

物性
普通ポルトランドセメント
3社混合，密度(3.16g/cm3)
木更津産陸砂(３割)，表乾密度(2.56g/cm3)
笠間産砕砂(７割)，表乾密度(2.66g/cm3)
桜川産砕石2005，表乾密度(2.66g/cm3)
AE減水剤，空気量調整剤
A社製（ﾎﾟﾘｴｰﾃﾙ誘導体）
B社製（ｱﾙｷｼﾚﾝｵｷｼﾄﾞ付加物）
C社製（有機界面活性剤）

粗骨材
混和剤

トに対して、メーカーの異なる 3 種類の収縮低減剤を添加した調合について、合計４ケースを実施した。
練り混ぜは、空練り 15 秒の後、水と混和剤を投入して本練り 90 秒とした。
表-3 に試験項目および試験方法、図-1 にリング試験法の試験体を示す。外型枠の脱型は、24 時間材齢と 7 日材

表-２
水ｾﾒﾝﾄ比 スランプ
（％）
(cm)

50

コンクリートの調合

空気量（％） 単位水量

184.5

178

質量(kg/m3)
ｾﾒﾝﾄ

細骨材

粗骨材

356780978AE
減水剤(g/m3)

250

齢の２ケースについて実施した。
表-３
試験項目
ｽﾗﾝﾌﾟ
空気量
圧縮強度
乾燥収縮ひび割れ

試験項目および試験方法

試験方法
JIS A 1101
JIS A 1128
JIS A 1108 材齢7日、14日、28日
JIS A 1129 ①湿潤養生1日後脱型、測定開始②1週標準養生後、測定開始
リング試験法 ①湿潤養生1日、②湿潤養生7日

表-４
収縮低減剤
調合記号(kg/m3)

図-1

リング試験体型枠

Research on the test method for drying shrinkage of concrete
using the test method of steel ring

フレッシュ試験結果

スランプ
(cm)

空気量（％）

ｺﾝｸﾘｰﾄ
温度(℃)

単位容積質量(kg/m3)

P

0.0

19.0

5.3

22.0

2265

SR1

4.0

17.5

5.0

22.0

2265

SR2

6.0

18.5

5.2

22.0

2265

SR3

7.0

19.5

4.7

22.52281

ARAGANE Naoki, KAGE Tadatsugu,
UMEMOTO Munehiro, SUMI Manabu and Ohno Yoshiaki―287―次に、図-4 に解説するように、鋼製リングのひずみに(1)を求めた結果と、変換応力および FEM 解析結果をあわせ相当する内圧を想定し、応力変換 を行った。算定結果をて、図-8 に示す。厳密解の結果は、FEM 解析結果とほぼ図-5 に示す。コンクリートの推定引張強度と比較すると同等となった。実験の検討に用いた応力変換式（簡易いずれの試験体も存在応力は小さく、試験体にひび割れ式）は、やや小さい値を示すがリング近傍を代表する値発生を確認できなかったことと一致した。に近いものとなった。
リング試験を行うにあたって応力変換式でも、厳密解鋼製ﾘﾝｸﾞや FEM 解析と同様に評価可能であると考えられる。

ｺﾝｸﾘｰﾄ

5．まとめ1）リング試験による拘束ひび割れ試験は、拘束リング仮想内圧の幅厚を大きくすることで、ひび割れ発生状況を自由にA
BC

B 2 − A2･･･ (1)σ t = −ε t ⋅ E 2
C − B2変化させることが可能であると考えられる。
2）応力分布は、解析によって求めることができるが、簡易式によっても、ひび割れ抵抗性の評価は可能である。
今後、JIS A1151 との比較実験により、リング試験法の図-4 リング試験による応力変換式の解説図適用可能性を確かめる予定である。
４．解析結果図-5 より、P②試験体について、材齢 14 日で、鋼製リングのひずみは約 100μ、変換応力は 1.18N/mm2 であることが確認できる。ここで、鋼製リングに約 100μのひずみが生じるには、仮想内圧は 5N/mm2 が必要となる。リング
試験体を３次元でモデル化（図-6）し、リングに内圧が5N/mm2 働いた条件において FEM 解析した結果を図-7 に示す。リング近傍の応力が高く、外周に向かって小さくなっている。また、同様に平面ひずみ理論による厳密解 2)
P①P②0SR1①SR1②SR2①SR2②

参考文献1）吉田智則他：各種セメントペーストの自己収縮にもとづく内部応力に関する研究，ｺﾝｸﾘｰﾄ工学年次論文集，Vol.16No.1，19942）村上敬宜：弾性力学，養賢堂，1990
謝辞
本研究は、筑波建築研究機関協議会（BRIC）「コンクリー
トの収縮とひび割れの評価に関する研究」において実施されたものである。ここに記して関係各位に謝意を表する。

30SR3①SR3②3.0

P②7日養生引張強度（推定値）
P②7日養生SR1②7日養生

0

SR1②7日養生

2.5-30SR2②7日養生

SR3②7日養生

SR3②7日養生

2.02

応力度（N/mm )-200
ひずみ（μ)

乾燥収縮率（μ）

SR2②7日養生-400-60-90

1.51.0-120-6000.5-150-8000306090120
乾燥材齢（日）150-1801800.00

図-2 乾燥期間と乾燥収縮ひずみの関係

714
材齢（日）

21028

図-3 鋼材の計測ひずみとの関係

714材齢（日）2128

図-5 材齢による変換応力の変化
平面ひずみ半径方向
平面ひずみ円周方向
FEM解析
簡易式

253N/mm2202応力（N/mm ）15210510-50

図-6 リング試験の FEM 解析モデル*1*2*3*4*5

東洋建設㈱ 技術本部(独)建築研究所 材料研究グループ
戸田建設㈱ 技術研究所㈱鴻池組 技術研究所(財)ベターリビングつくば試験研究センター

図-7 FEM 解析結果（赤は 3N/mm2 以上）

4060

80100120

中心からの距離（mm）

図-8 応力変換式と解析結果の比較*1 Toyo Construction Co., Ltd..
*2 Dept. of Building Materials and Components, Building reserch Institute*3 Toda Corporation*4 Konoike Construction Co., Ltd.
*5 Center for Better Living Tsukuba Building Research and Testing Lab.

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