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日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

粗骨材の乾燥収縮に及ぼす相対湿度の影響に関する研究(その 2：相対湿度の変化による影響)
正会員
同
同
粗骨材の乾燥収縮

相対湿度○泉田 裕介 1*
大野 吉昭 2*
桝田 佳寛 3*

含水状態

1. はじめに
その 2 では，相対湿度を変化させた場合の乾燥収縮挙

ここに，𝜀𝐻 (𝑡)：相対湿度が高いものの乾燥日数 t 日の乾燥動について考察を行う。ここで，桜川産硬質砂岩 Sk と住𝜀𝐿 (𝑡)：相対湿度が低いものの乾燥日数 t 日の乾燥収縮ひずみ(×10-6)

田産石灰石 Sm は，粗骨材の乾燥収縮ひずみが非常に小さ収縮ひずみ(×10-6)

く，正確に相対湿度の変化による影響を検証することが𝑡 ′ ：平行移動後の乾燥開始材齢困難であるため，比較的乾燥収縮ひずみが大きかった青

t 0 ：相対湿度を変化させた時の乾燥材齢

梅産硬質砂岩 O について考察するものとする。

𝜀∞𝐻 ，𝛼𝐻 ，𝛽𝐻 ：相対湿度が高いものの係数

2. 相対湿度を変化させた場合の乾燥収縮挙動
2.1 相対湿度を順次低下させた場合の粗骨材乾燥収縮
粗骨材の乾燥収縮試験条件のうち，順次相対湿度を下

𝜀∞𝐿 ，𝛼𝐿 ，𝛽𝐿 ：相対湿度が低いものの係数同様に質量変化率については，式(4)～(6)で計算される。

げていった A7 の環境条件に関して，相対湿度が粗骨材

𝛽𝑊𝐻𝑡)
𝑡 + 𝛼𝑤𝐻(4)

𝑡 − 𝑡′)(𝑡 − 𝑡 ′ ) + 𝛼𝑊𝐿(5)

𝑊𝐻 (𝑡) = 𝑊∞𝐻 ∙ (の乾燥収縮挙動に及ぼす影響を図-1 に示す。
相対湿度を途中で低下させた場合は，相対湿度が小さ𝑊𝐿 (𝑡) = 𝑊∞𝐿 ∙ (い場合の乾燥収縮ひずみの回帰線が湿度を低下させた時と同じ値の乾燥収縮率のところに平行移動し，そこから

𝑡 ′ = 𝑡0 +つながっていくものと考えられる。その場合，乾燥収縮
ひずみは，式(1)~(3)により計算される。このとき，t＝t0𝑒𝑤 ∗ × 𝛼𝑤𝐿𝑒∗ − 1(6)1𝑊𝑡0(𝑙𝑜𝑔 ∞𝐻 + 𝛽𝑊𝐻 ∙ 𝑙𝑜𝑔)
𝛽𝑊𝐿
𝑊∞𝐿𝑡0 +𝛼𝑊𝐻

で高湿度から低湿度に変化するので，平行移動後の乾燥

ただし，𝑒𝑤 ∗ =開始材齢を式(1)，(2)から，式(3)が導き出される。

ここに，𝑊𝐻 (𝑡)：相対湿度が高いものの乾燥日数 t 日の質𝛽𝐻

𝑡𝜀𝐻 (𝑡) = 𝜀∞𝐻 ∙ ()𝑡 + 𝛼𝐻

量変化率(%)(1)

𝑊𝐿 (𝑡)：相対湿度が低いものの乾燥日数 t 日の乾燥

𝛽𝐿𝑡 − 𝑡′𝜀𝐿 (𝑡) = 𝜀∞𝐿 ∙ ()(𝑡 − 𝑡 ′ ) + 𝛼𝐿

𝑡 ′ = 𝑡0 +ただし，収縮ひずみ(%)(2)

𝑒∗ × 𝛼𝐿𝑡′ ：平行移動後の乾燥開始材齢
t 0 ：相対湿度を変化させた時の乾燥材齢(3)𝑒∗ − 11𝜀𝑡𝑒 ∗ = (𝑙𝑜𝑔 ∞𝐻 + 𝛽𝐻 ∙ 𝑙𝑜𝑔 0 )𝛽𝐿
𝜀∞𝐿𝑡0 +𝛼𝐻

𝑊∞𝐻 ，𝛼𝑊𝐻 ，𝛽𝑊𝐻：相対湿度が高いものの係数
𝑊∞𝐿 ，𝛼𝑊𝐿 ，𝛽𝑊𝐿 ：相対湿度が低いものの係数である。
0.000である。

200

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

60%RH-50-0.05

40%RH

質量変化率(%)

乾燥収縮ひずみ (×10-6)

80%RH-100-150-0.1080%RH-0.1560%RH

150

10080%RH

5060%RH
40%RH

40%RH
-200

0-0.20020406080

100乾燥材齢(日)020406080

1000乾燥材齢(日)0.050.10.150.2

質量変化率(%)

図-1 湿度を順次低下させた場合の粗骨材 O の乾燥収縮ひずみStudy on Influence of relative humidity on the drying shrinkage of coarse
aggregate. (Part.2 Influence of relative humidity changes.)― 31 ―

Yusuke SENDA, Yoshiaki OHNO, Yoshihiro MASUDA

0200

0.00

-0.05

80%RH

-100-150

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

60%RH

-50

質量変化率(%)

乾燥収縮ひずみ (×10-6)

40%RH

-0.10
40%RH

-0.1560%RH

150
10080%RH
60%RH

5040%RH
080%RH-200

020406080

100-0.20
020406080

100-5000.05

乾燥材齢(日)乾燥材齢(日)0.10.150.2

質量変化率(%)

図-2 湿度を順次増加させた場合の粗骨材 O の乾燥収縮ひずみ
表-1 相対湿度 100%の場合の乾燥収縮ひずみ(×10-6)
SkOSm
記号式(3)で得られた乾燥開始材齢から，粗骨材 O の回帰曲線を t’日平行移動したものを図-1 に破線で示す。粗骨材の乾燥収縮ひずみは，相対湿度を低下させた時点から

A720-727低下後の相対湿度における乾燥収縮挙動を示す。質量変B7121620化率に関しても同様の傾向が見られ，相対湿度ごとに概C7-16-8ね一定の値に収束する。また，平行移動後の乾燥開始材

A1186638

齢は，相対湿度が同じであれば，乾燥収縮ひずみも質量変化率も同じであることがわかる。

度 100%の条件で保管した場合，粗骨材 O は，A1 の条2.2 相対湿度を順次増加させた場合の粗骨材乾燥収縮
粗骨材の乾湿試験のうち，順次相対湿度を上げていっ件を除いて概ね基長に合っている。しかし，Sk, Sm のた C7 に関して，相対湿度が粗骨材の乾燥収縮に及ぼす燥収縮ひずみが生じていたのか，測定のばらつきの範囲影響を図-2 に示す。乾燥収縮ひずみに対する相対湿度であるのかの区別をつけることは困難であった。また，を変化させた影響は，相対湿度を増加させると乾燥収縮前養生での水中浸漬日数が 1 日の場合は，7 日の場合よひずみが減少し，供試体中の水分の変化で膨張する。乾りも基長に対する膨張量が大きくなる傾向にあった。こ燥収縮ひずみは，同じ種類の骨材を同じ環境条件下に保れは，水中浸漬日数が短い場合は，供試体に十分吸水が管した場合の乾燥収縮ひずみと概ね同じ値に収束する。

されないため，基長の時点ですでに収縮が生じていたと場合は，乾燥収縮ひずみが非常に小さく，基長時点で乾質量変化率は，乾燥収縮ひずみと同様に相対湿度を変考えられる。

化させると質量が増大するが，乾燥収縮ひずみの場合ほ粗骨材の場合，相対湿度の影響による供試体中の水分ど大きな変化はない。また，相対湿度を順次減少させたの変化で収縮が生じるが，相対湿度 100%の条件下では場合は，その時の環境条件下に保管した場合と同様の質膨張し，収縮がもとに戻ることが分かった。このため，量変化であったが，順次増加した場合は，そのような傾コンクリートの乾燥収縮挙動は，マトリックス部分の乾向は見られなかった。粗骨材の乾燥収縮ひずみは，環境燥収縮挙動が大きく寄与していることが分かった。

条件によって一定の値に収束するが，質量変化率は，相なお，乾燥収縮が小さい粗骨材の乾燥収縮挙動につい対湿度が増加してもあまり増加しない。これは，低湿度ては，今後の検討課題としたい。

時の乾燥で生じる収縮応力により細孔が収縮することで，水分が吸着することのできる表面積が少なくなると考え

3.まとめ(1)粗骨材 O の乾燥収縮において，相対湿度を順次減少さられる。また，乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係は，せた場合，乾燥収縮ひずみは，変化後の環境条件で乾相対湿度を順次減少させた場合と比べ，質量変化率に対燥させた場合と概ね同じ値に収束する。一方，順次増する乾燥収縮ひずみの傾向が異なりヒステリシスを描く加させた場合，変化後の環境条件に収束する。

ことが認められる。
2.3 相対湿度を 100％に戻した場合の乾燥収縮挙動
粗骨材の乾燥収縮試験後に相対湿度 100%の環境条件に戻した場合の乾燥収縮ひずみを表-1 に示す。相対湿1* (一財)建材試験センター
2*(一財)ベターリビングつくば建築試験センター
3*宇都宮大学工学研究科(2)乾燥収縮試験後に相対湿度 100%の環境条件に戻した場
合，乾燥収縮ひずみは増加し，基長と同程度かそれより大きくなる。また，浸漬日数が短い場合は，浸漬日数が長い場合よりも値が増加する傾向にある。
1* Japan Testing Center for Construction Materials.
2* Center for Better Living Tsukuba Building Test and Research Lab.
3* Prof, Dept. of Architecture Utsunomiya Univ. Dr. Eng.

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