日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2014 年 9 月

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モルタルを用いた拘束リング試験の体積表面積比と拘束率に関する実験的検討
正会員〃リング試験
体積表面積比ひび割れ
モルタル○大野吉昭 1*
鹿毛忠継 2*

拘束率
乾燥収縮ひずみ
表 1 試験体寸法1. はじめに鉄筋コンクリート構造物に生じるひび割れの原因の一要因

つにコンクリートの乾燥収縮がある。コンクリートの乾燥収縮は，使用するモルタルからの水分逸散が一因であり，モルタルの乾燥収縮がコンクリートの乾燥収縮やひ寸法(mm)び割れに及ぼす影響を検討することは重要である。
コンクリートのひび割れを評価する試験方法の一つと1)して拘束リング試験があり，筆者らもリング試験 を用い

記号

水準

L20

内径 φ300×外径 φ350×厚 20V/S=10mm

L40

内径 φ300×外径 φ400×厚 40V/S=20mm

S20

内径 φ140×外径 φ200×厚 20V/S=10mm

S40

内径 φ140×外径 φ250×厚 40V/S=20mm

0(無), 60(3mm), 72(5.5mm), 80(8.0mm)

拘束率(%)－て，コンクリートのひび割れや乾燥収縮の評価方法につ※拘束率の()内の値は，拘束する鋼管の厚さを示す

いて検討を行ってきた。しかし，コンクリートを用いた※試験体記号は寸法記号と拘束率の組合せで表す(例:L20-60)

試験体の場合，乾燥収縮は生じるが，ひび割れ発生まで至らず，ひび割れが発生する条件について十分な結果が外径リング試験体(モルタル)得られていなかった。そのため，ひび割れ発生の条件をアルミテープ明らかにするため，コンクリートより乾燥収縮が大きい

内径モルタルを用いてリング試験を行った。
本報では，モルタルを用いたリング試験体の内径，外径，厚さおよび拘束率の水準を変え，試験体の体積表面乾燥(上下面)積比(V/S)と拘束率がモルタルのひび割れに及ぼす影響をひずみゲージ実験的に検証した。
2. 実験概要
2.1 試験体
使用材料は，セメントが普通ポルトランドセメント(密拘束用鋼管
図 1 リング試験体の乾燥方法及びゲージ貼付位置

度 3.16g/cm3)を，細骨材が大井川産川砂(最大寸法 5mm，表乾密度 2.60g/cm3，絶乾密度 2.56g/cm3，粗粒率 2.71)を， 柱供試体の側面は，6 体をアルミテープでシールを行いリ練混ぜ水が蒸留水を用いた。モルタルの調合は，水セメ
ング試験体と同じ乾燥条件とし，3 体はシール無しとした。
ント比(W/C)が 50%，セメントに対する骨材の重量比(S/C)
が 3.0，目標フローが 180±20mm である。
リング試験体は，中央に鋼管のリングを配置し，モルタルを用いて表 1 に示す形状寸法に成形した。鋼管は，2.2 乾燥収縮の実験方法
図 1 にリング試験体の乾燥方法及びひずみゲージの貼付位置を示す。材齢 7 日を乾燥開始材齢の基準とし，ひび割れ発生日数を測定した。

鋼管無し，および，厚さが 3mm, 5.5mm, 8.0mm の 4 条件試験体にひび割れが生じると，モルタルの乾燥収縮ひであり，それぞれ拘束率が 0%, 60%, 72%, 80%である。試ずみが開放されることから，リング側面に貼付けたひず験体の数量は，寸法と拘束率の組合せごとに 2 体ずつ作みゲージの乾燥収縮ひずみの経時変化から，ひび割れ発製し，合計で 32 体とした。試験体を上下面から乾燥させ， 生日数を求めた。また，角柱供試体は JIS A 1129-2(コンタ側面はアルミテープでシールし水分の逸散を防いだ。試クトゲージ方法)に従い測定した。なお，角柱供試体の標験体は，材齢 2 日で脱型し，鋼管とモルタルの側面にひ点間距離は約 140mm であり，材齢 7 日を基長とし，乾燥ずみゲージを貼付け，材齢 7 日まで湿潤養生を行った。

材齢 0,1,3,7,14,28 日で測定した値から乾燥収縮ひずみを求

無拘束のリング試験体の乾燥収縮ひずみとの比較用に40×40×160mm の角柱供試体を 9 体作製した。また，角めた。恒温恒湿室は，温度 20±2℃，湿度 60±5%であり，風の影響がない環境下で実験を行った。

Experimental study on restraint ratio and volume to surface ratio ofrestrained ring test using mortar.

―3―

Yoshiaki OHNO, Tadatsugu KAGE

シール有シール無L40-0S40-0

シール有シール無L20-0
S20-0-30090
拘束率(%)

乾燥収縮ひずみ(×10-6)0-600-900-1200

071421
乾燥材齢(日)28(a)V/S=10mm の場合

0714 21乾燥材齢(日)70605028L40S40L20S208007142128
ひび割れ発生日数(日)0(a)V/S=10mm の場合(b)V/S=20mm の場合

図 2 リング試験体と角柱供試体の乾燥収縮の比較

図47142128
ひび割れ発生日数(日)(b)V/S=20mm の場合

V/S 別の拘束率とひび割れ発生日数の関係-300-600-900-1200

鋼管
モルタルモルタル内側
モルタル外側0714 21乾燥材齢(日)280714 21乾燥材齢(日)S40
S20L40S40-60

拘束率(%)

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

9019.3日

S40-00L20807060502807142128
ひび割れ発生日数(日)(a)内径 φ300mm の場合

07142128
ひび割れ発生日数(日)(b)内径 φ140mm の場合

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

図 5 リング寸法別の拘束率とひび割れ発生日数の関係
S40-72

0S40-80

なるが，ひび割れは発生しなかった。一方，鋼管で拘束-300-900-1200714 21乾燥材齢(日)

ルタルと鋼管の乾燥収縮ひずみは，ひび割れ発生と同時に開放された。ひび割れ発生日数は，拘束率が大きいほ

鋼管
モルタル

鋼管
モルタル

0された S40-60，S40-72，S40-80 にはひび割れが生じ，モ6.8日

10.9日

-600

280714 21乾燥材齢(日)どひび割れが早く発生する傾向があった。
3.3 リング試験におけるひび割れ発生日数の比較
図 4 に V/S 別の拘束率とひび割れ発生日数の関係を示28す。リングの寸法が大きく拘束率が大きいほど，ひび割
図 3 リング試験乾燥収縮ひずみの経時変化れが早い。図 5 にリング寸法別の拘束率とひび割れ発生日数の関係を示す。リング寸法の大きい程，ひび割れ発

3.実験結果3.1 リング試験体と角柱供試体乾燥収縮の比較
図 2 に無拘束のリング試験体と角柱供試体の乾燥収縮ルタルの乾燥収縮ひずみには大きな差がない。リング外ひずみの比較を示す。角柱供試体の V/S は，シール無しなり，乾燥収縮による局所的な収縮応力が生じやすくなが 8.9mm，シール有りが 20mm である。図 2 の(a)からったことで，ひび割れが早く発生したと考えられる。

L20-0 と S20-0 は，シール有り角柱供試体より V/S が小さ生日数が早い。図 2 から，無拘束の場合，L20 と S20 のモ
周の長さが大きいほど，外周全体の乾燥収縮量が大きくが同じであるが，乾燥収縮ひずみは小さい。同じ V/S の4.まとめリング試験体は，角柱供試体より乾燥収縮ひずみが小さい傾向にあった。また，リング試験体の寸法が大きいほど，ひび割れが早く発生した。

場合，角柱供試体の端部にあたる部分が，リングでは連参考文献 1)荒金直樹他：リング試験法によるコンクリートの続しており，水分蒸発が少なくなることで乾燥収縮が小乾燥収縮ひずみ評価方法に関する基礎的研究，日本建築学

いが，乾燥収縮ひずみはほぼ同じである。一方，図 2 の(b)から L40-0 と S40-0 は，シール有り角柱供試体と V/Sさくなったと考えられる。

会大会学術講演梗概集(東北)，p287，2009

3.2 リング試験体の乾燥収縮の経時変化
図 3 に試験体 S40 のリング試験による乾燥収縮ひずみ

謝辞の経時変化を示す。無拘束の S40-0 は，乾燥収縮は大きく
1*(一財)ベターリビングつくば建築試験研究センター
2*国土交通省国土政策技術研究所

本研究は，筑波建築研究機関協議会(BRIC)「鉄筋コンクリートのひび割れ制御設計に関する研究」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。

1* Center for Better Living Tsukuba Building Test and Research Lab.
2* National Institute for Land and Infrastructure Management.

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