鉛直および水平鉄筋の影響についての実験と考察7

 3.  1 実験概要

（1 ） 鉛直鉄 筋の場合（単 独鉄筋）

図 一7.21 に示したよ うに、 振動機の中心から10,20.30 と40cinの 位置に鉛 直鉄筋を 設置し、 各々の鉄筋中心か ら後方5.  0cm、加速度 計を コ ンクリ ート表面か ら12. 5cniの深さの位置 に埋 設して、スラ ンプ5.  0cm のnon − A E コ ンクリートとスラ ンプ5.  0cm、 空気 量5.0 ％のAE コ ン クリートを 打込 み、5 秒間隔で30 秒間 振動締固めた時 の加速度 振幅の値 を 測定 した。 鉄筋 の直径は、普通丸 鋼鉄筋 φ6, φ13, φ22 および φ25iniii を用い た。ま た、振 動機は、振動数12000vpin 、振動筒 径φ40niniを用い て締固 めを 行 った。

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図 一7.21  鉛 直鉄筋と加速度 計の位置関係

335

鉛直鉄筋の埋設位置が振動 機の中心から5. 0cm の加速度計と10cm の鉛 直鉄筋 の位置、40cinの鉛直鉄筋と55ciiiの加速度 計の位置が図 一7.22 の ような配 置の場合について も加速度振 幅が鉛 直鉄筋におよぼ す影響 につ いての実験を 行った。さらに、鉄筋の配置がない場合 の加速度振幅 につ いて も実験を行い比較検討し た。

図

一7.22  鉛 直 鉄 筋 と 加 速 度 計 の 位 置 関 係

図 一‑7.23に示 したよ うに、実験用型枠のせ き板 から15.0cm の位置を 振動 機の挿入箇所とし、振動 機の中心から の距離 ズ＝10(cifl)と x ＝20(cm)

の位置に鉛 直に固定し、その中心から半径r  ―5 (cm)とr  ＝10(cin) の円周上および振動機と鉛直鉄筋を 結ぶ直線上 に加速 度計を コ ンクリ ー ト表面から12.  5cinの位置に埋設 して、表7.2 に示した性質のコ ンクリ

336

−トを敷きならし、振動数12000vpni、振動筒径φ40minの振動機を用い て30 秒間締固めた。

表7.2  実 験 に 用 い た コ ン ク リ ー ト の 性 質

粗 鮒のt 大 唯(mo)

ス ラ ン プ の 眼(cm)

空 賎 の §a(%)

水セ メ ン ト比I/C(%)

^mms/

α(%)

軸量（k9/m^）

水 W

セメントC

畦材S脱G

^AE

減 水 剤

20 5 2 55 46.0 166 302 871 1026

^‑

5 43.5135 246 811 1057 2.46

叫 阪： ウレ タ ンマ ット(50 ≫)X  ＝10（‑.ii       l

C D 6

6

｜

=  10cii

加 速度 計 の 埋没 位■

r   −lUcii

皿 加 速度 計

λ=10 CD

ズ ＝20cii

雌 板: fJi振 ゴ ム マ ッ ト（Oi ・）

づ 芯 ギ

−︲II

● 鉄 筋 r  ＝5 CB

＝501.

娠 動 機 か ら 鉄 筋 唖 置 ま で のi ＼i離X  （cb ） と 鉄 筋 か ら の/luiiiilil'計 ま で のiiifli   r   (en)

図 一7.23  鉛 直 鉄 筋 を 中 心 と し た 加 速 度 計 の 位 置 関 係

337

m 位U")

(2) 鉄筋組枠 の場 合

100×100 ×25 と120 ×120 ×25 の 鋼製型 枠を 用い、 その型 枠の中 に15

×15 ×15cin(F‑15)、25 ×25 ×15cra(F・25)、35 ×詣×15cni(F‑35)およ び50

×50 ×15cm(F‑50) の鉄筋組枠を 設置して、図 一7.25 に示 すような振動 機 と鉄筋組枠 の位置関係の場合 につ いて締固め実験を 行 った( 写真7.  ] お よび 写真7.2) 。 実験 に使用したコ ンクリ ートは、 スラ ンプ5.0 cm.

スラ ンプ12.  Ocfflのnon  − A E コ ンクリートおよ びスラ ンプ5.  Ocm、 空 気 量5.0 ％のAE コ ンクリ ートである。

写 真7.  1 実 験 に 用 い た 鉄 筋 細 枠 の 種 類 と 形 状

写真7.2 鉄筋組枠中へのフレッシュコンクリートの打設状態

‑338 −

F‑15

Q

巧x15x15    cm

鉄 筋 組 枠 寸 法 （cm ）

35 ×35x 巧 cm

25 ×25 χ巧 cm

辻 仁

50×50x15   cm

図 一7.24 鉄筋組枠と振動機の挿入位置関係

339

鉄筋径は、φ6iiiiiとφ13ininの2 種類とし、締 固め時におけ るコ ンクリ ートの表面性状およ びフリ ージング域を測定 し、硬化 後、鉄筋 組枠の内 側と外側部分からコ ア供試体を採取して、材令28 日 の圧 縮強度（φ70×140ID

 in）を試験して鉄筋組枠が締固め性状におよぼす影響を 検討 した。 振動 機は 振動数12000vpiD 振動筒径φ40 ㎜であ る。 鉄筋組枠 の実体形状 につ いては、写真7.1 および写真7.2 に示し、 さらに、鉄筋組枠 とコ ンク リート床版からのコ ア供試体の採取 位置と の関 係を 図 一7.25、図 一7.26、

図 一7.27 お よび図 一7.28 に示した。

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︵y丿

50

コ ア 供 試 体

昿○3

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○ 20

16   15   ⁚

−の トトのトトト11   12λ⁝y卜φトー

100

340

振 動 数12000  回9l 振 動 筒 径 φ40    DB

018

o"

0LOLO し ぷ

≒鉄筋組枠15 ×15×15^21

022

単 位Cl

50

/N

コ ア 供 試 体 採 取 位 置 φ50×100 BV

] 00×100 ×25

図

一7.25  鉄 筋 組 枠(15 ×15 ×15cm) と 供 試 体 の 採 取 位 置 と の 関 係

022       

（ コ ア 供 試 体No021

く

振 動 数12000  目/分 振 動 筒 径 φ40 IB8

）7

）       028

）6      027 K12  11

邱

八   八  ● ⌒ ^20

（ す

ら  （

輿N   13Vibr

）1  017 14  15   16

−e‑e‑9  ‑X^

鉄 筋 組 枠25 ×25 ×15

=lァr      7 ド

） φ50×100 BB  旨j

018 24 8 首17

。  

↓

・    019 単位en    25       1      100x100x25

en ^{r  A}

リ ＼J        りり

■i r＼ r＼

図 一"  7. 26  鉄 筋 組 枠(25 × 25×15  cm)と 供 試 体 の 採 取 位 置 と の 関 係

振Wi 数12000  回/分

コ ア 供 試 体 採 取 位 置       （/

φ50 ×100 n  コ ア 供 試 体

○

く       NO019O

 ^8     （

振 動 筒 径 φ40 EH    027i

〉3

）^   O26 ト

⌒16  ⌒15 j 14 Ol7  i' 02513    1 9⌒    −  ⌒ ⌒   ⌒  10  11  12⌒

−   〜 i −Cs]C>J4゛  //Vibr028   

（ 〉5  0F  W21 心

筋

乱35 ム5

×15

・ ヒ   ，29

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ム）

く10 ×25     

（

―15 ―J

〉7        23)8        o''

単 位c ・

cr ＼ r  A

りり        I         りり4

八八

図 一7.27 鉄筋組枠(35 ×35 ×15c[n)と供試 体の採取位置との関係

341

○    ○   ○   ○    ○  （

○   ○    ○  （

○   ○   ○    ○  （ コ ア 供 試 体 採 取 位 置

φ50 ×100 u  押      ○  （

振 動 機 の 振 動 数12000  0/ 分

〉       振 動 筒 径 φ40  nil

）

）

〉

XO

−

コ ア 供 試 体No.

  祐丿15

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○   ○ OVibr

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On  06 ? 1

○     ^7 16 （17 12

^20 0 0   ^8  （

♂o"       o   くO22 O21 019 014  

ぷ  

く10^2  v へ

〉 鉄 筋 組 枠 50 ×50 ×153

〉4

）5

）120

×120 ×25  単 位CD

n  八 CA

りu         I       uu

^ n  ハ

図‑  7. 28  鉄 筋 組 枠(50 ×50 ×15cin)と 供 試 体 の 採 取 位 置 と の 関 係

‑342 −

︵4︶珊球迷珊珊

7。3.2 締固 め時 におけ る鉄筋の影響

(1） 鉛直鉄筋が締固 め時の振動伝播におよぽす影響

鉛 直鉄筋が コ ンクリ ート中 におけ る振動 伝播にど のような影響を およ ぼ すかにつ いで、図て。21 に示 したよ うに、鉄筋と加速度計の 埋設位 置 において、加 速度計5  cm の前 位置に鉛直鉄筋がある場合と無い 場合の状 態を 考え、 スラ ンプ5.  Ocmのnot!‑A E  コ ンクリ ートと スラ ンプ5.  Ocffl、 空気量5.0 ％のAE コンクリ ー一卜を 用いて、振動数12000VPID 、振動 筒径 φ40inniで20 秒間締固 めた場合の加速度振幅 と振動 機の中心か らの距離 との関 係を 図一7.29 と図 一‑7. 30 に示し た。 鉄筋 の直径は φ6mm, φ13mDi, φ22inm およ びφ25min の4 種類とし た。

10

5

0

n o n‑A  E コ ン ク1Jート スラ ン プ5.0 cm

鉄 筋iS  ( ≪.）

丿 ）'

I

洽 ＜ 万卜

｜    〜 ^ ￠2ク｀ヤ‑―

振動機 の筒 径 φWe ・

0 5 10 15

耐 一‑ミ20  25

振動数12000 vpi 振動時 間20 秒

鉄 筋 位 置

一 一

30 35

振動機の中心からの距離（cm）

図一‑ 7. 29 鉛 直鉄筋の種類と加 速度振幅との関 係

づ4 卜

40 45

図 一7.29 に示した、 スラ ンプ5.  Ocinの通常 コ ンクリート の加速度振 幅は、 鉄筋が無い場合と φ6iniDの鉄筋か おる場合でほぼ等 しい傾向を 示 してい るが 、鉄筋直径が 大きくな るほど 鉄筋後方の加速度は 減少しφ22mm

と φ25niiaの場合 には 、振動機から15cm の位置で1/2 以下 の加速度振 幅と なってい る。

10

5

︵こ蓄泌徊珊尽

0 0

AE コ ンクリート 空気量5.0  ％ スランプ5.0 C・

φ 鉄 筋 径 （bb ） φl φ22 φ25 鉄 筋 位 置

｜

振動雄の戸 径 φ4Oいii  こ5

10  15 20

振動数12000 vpn 振動時間20  抄

鉄 筋 位l

25  30  35  40  45 振動機の中心からの距離（cm)

図一一7. 30 鉛直鉄筋の種類と加速度振幅との関 係

このように、 スラ ンプ5.  Ocm のやや硬練り コン クリ ート の場 合には 、 鉄筋の太さの影響があって鉄筋直径が太い 程加速度振幅 の値 は小 さくな

る傾向を示している。 スラ ンプ5.  Ocm、 空気 量5.0 ％のAE コ ンクリ ー トについて鉛直鉄筋の影響を示しだのが図 一7.30であ る。 やや硬練り コ ンクリートに空気量5.0 ％を 混入 すると鉄筋 の直径 が大きくな って も加 速度振 幅の降下の程度はnon  − A E コンクリ ートに比べて小さ いことが わかる。鉄筋が無い場合と細径のφ6niin鉄筋の場合には、non −A  E コ ン クリ ートの加速度振幅の性状とほぼ同 様で あるが、鉄筋直径が 大きく な った場合で も鉄筋 の太さの違いによる加速度振幅の差が小さ くなって い る。このことは、空気が混入さ れて締固めやすいコ ンクリ ートにな ると 鉄筋 によ る振動機からの伝播 の影響がやや小さ くなるこ とを 意味 して い る。 また、振動機からの距離 によ る加速度振幅 の減少は、他 のす べて の 実験でみられたように、non‑A  E コンクリート より も降下の 程度が小さ

くなっている。

次に、前述の実験と並行して、振動機の中心に近い場合とより振動機 から離れた場合の鉛直鉄筋がコンクリート中の振動伝播におよぼす影響 について検討した。

344

鉄 筋 が コ ン ク リ ー ト に 設 置 さ れ て い な い 場 合 の 加 速 度 振 幅 の 測 定 位 置 を 図‑7.31 に 示 し た 。加 速 度 計 の 埋 設 位 置 は コ ン ク リ ー ト 表 面 か ら12.5cm

の 深 さ と 一 定 に し た 。振 動 機 の 中 心 か ら 加 速 度 計 の 中 心 ま で の 距 離 は 、5cin

、15ciD 、25cin、35ciD と こ れ ら の 加 速 度 計 の45 °に 位 置 す る 方 向 で の 距 離 、21.21cin,35.  35cin,  49. 49cm お よ び63.  63cinの8 点 に つ い て 測 定 し た 。

図 一7.3! 鉛直鉄筋が埋設さ れていない状態での加速度振幅の測定位置

‑  345  −

また、鉛直鉄筋が振動機からの振動 伝播 に与え る影響につ いての実 験 に関 しては、図一7.22 に示すような鉄筋と加速 度計との位 置関 係で実験 杢行った。振動機の中心から鉛直鉄筋 の位置はlOcm 、20cin、30cin、40cm

と50cin であ る。加速度振幅の測定位置は 、5. 0cm、lBcm 、25001、35ci!i、45ciu および55cin の距離とした。

次 に 、 コ ン ク リ ー ト の 性 質 が 相 違 し た と き の 鉛 直 鉄 筋 φ22(0111 と φ25niffl の 場 合 の 加 速 度 振 幅 の 伝 播 性 状 に つ い て 実 験 し た 。 コ ン ク リ ー ト は 、 ス ラ ン プ5.  Ocm のnon  − A E コ ン ク リ ー ト と ス ラ ン プ5.  Ocm 、空 気 量5.0

％ のA  E コ ン ク リ ー ト で あ り12000vpni の 振 動 数 と φ40inni の 振 動 筒 径 の 振 動 機 を 用 い て15 秒 間 締 固 め た 。

これまでの実験からφ6inraの鉛 直鉄筋は 、振 動機からの振動 伝播の阻 害の程度が小さか ったので、図 一7.32 と図‑7.33 に示すよ うに、φ22H

とφ25ni[nの丸鋼鉄筋を 鉛直に設置して 振動の影響を 検討 した。 これ によ ると、A  E コンクリートとnon  − A E コ ンクリート の性質 の違い に よる振動の伝播性状 の差とと もに鉛直鉄筋が あること によ る影響 にも差 がみら れ、n  n‑A E コ ンクリートの方がAE コ ンクリートに比べて鉄 筋 による影響が大 きくなっている。

こ の傾向は、鉄筋直径がφ22iDinとφ25ffliDの双方に生 じてい るが、AE  コンクリートの場合には、鉛直鉄筋の太さによ る振動 伝播の阻害 はほ ぼ同 じ傾向を 示していて鉛直鉄筋の太さの違いによ る差 は小 さか ったが 振動 の影響を受け やすい振動機の中心からの距離が2  5 cmまで の付 近で はかなり の差があ って、16 ％〜20 ％程度の 加速度 振幅の低下が み ら れた。 これに比べてnon −ΛE コ ンクリ ートの場合 には、A  E コ ンクリ ートと振動伝播の媒 体として の性質の差によ る伝播性 状の相違 と鉛直 鉄 筋による影響があ って、 鉄筋による阻害の程度はAE コ ンクリートの場

合より もやや大 きく2  5 ％〜3  5 % であ る。

この結果は振動機の振動特性が一定 の場合、non‐A  E コ ンクリ ートで はヽAE タ ンクリートより も伝播距離によ る振動 の減少程度が 大きいだ けで なくヽ 鉛直方向に配置された鉄筋 によ る阻害 作用 も大 きく受 け るこ とを 示してい る。

一一34ト ・

ドキュメント内 内部振動磯によるコンクリートの振動締固めに関す る研究 (ページ 102-123)