CONCRETE MADE WITH LIGHTWEIGHT AGGREATE IN
SOUTH KYUSYU
南九州産軽量骨材を使用した軽量コンクリートの各
種の強度及び弾性的性質について
著者
福島 正人
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
1
ページ
31-69
別言語のタイトル
ON THE VARIOUS STRENGTH AND ELASTICITY OF THE
CONCRETE MADE WITH LIGHTWEIGHT AGGREATE IN
SOUTH KYUSYU
註 養 生 は すべ て 水 中 養 生,SC-1∼42の 内*以 外 は 手 練. 混 和 剤A:ア サ ヒ ラ イ ト,C:チ ュ ー ポ ー ル,D;ダ レ ッ ク ス,P:ポ ゾ リ ス. 供 試 体 は3∼6本 の 平 均. を除け ば殆 ん ど ない. 本章 に於 て は,圧 縮 の 場 合 の応 力 度− 歪 度 曲線,ヤ ング係数,ポ ア ソン数 等 に つ いて,概 要 を 報告 す る. 使用 した 材料 は,前 章 に於 て使 用 した もの と殆 ん ど 同一 で,供 試 体 は標 準 供 試 体 と し,歪 の 測定 は標 点 距 離10cmの マ ル チ ン ス鏡 歪 計,及 び 標 点 距 離20cm2 の丸東 式 エキ ステ ン ソ メー ター(第2.14図 参 照)を 使 用 した. 2,2ヤ ン グ係 数E_{s1/2}及び 強 度 時歪 度 測 定 例 ヤ ング係 数E_{s1/2}及び 強 度 時歪 度 の 測 定 例 を第2.1 表 に示 す. 強 度 時 歪 度 の 測定 は低 強 度 の もの は強 度 時 の判 別 が 困 難 で あ り,高 強度 の もの は,瞬 時 に破 壊 す るので 測 定 が 不 確 実 に な る こ とは ま ぬ が れ ない. 2.3低 応 力 度 に於 け る応 力 度− 歪度 曲線 応 力 度− 初 歪 度 曲線 例 を 第2.1図(1)乃 至 第2,1 図(4)に 示 す,
第2.1図(1)応 力 度−歪 度 曲 線 例(シ ラ ス.カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石)
第2.1図(3)応 力 度−歪 度 曲 線 例(川 砂. 開 聞 系 ス コ リヤ) 図 中 のNo.は 第2.1表 のNo.の 供 試 体 の 一 本 で あ る. 応 力 度 が 特 に 大 き く な い 範 囲 の 応 力 度 一 歪 度 山 線 式 に は,所 謂 指 数 法 則 ε=α ・σ^m… … …(2.1) た だ し ε=歪 度 第2.1図(4)応 力 度−歪 度 曲 線 例(珊 瑚 砂. 珊 瑚 砂 利) σ=応 力 度(kg/cm^2) α,m=材 料,試 験 法 に よ つ て 定 ま る 常 数 が あ る が,普 通 コ ン ク リー トで は,強 度 の 大 略15∼ 60%の 応 力 度 の 範 囲 の み に 成 立 す る.軽 量 コ ン ク リ ー トは,著 し く低 強 度 の も の を 除 い て,普 通 コ ン ク リ 第2.2図 低 応 力 度 に 於 け る 曲線 例
一 トよ り曲線 の曲 率 が 小 さい ので,(2.1)式 が適 用 出 来 る ので は ない か と考 え られ た が,幾 分適 用 の範 囲 が 広 い だ けで 大 した価 値 は見 出 し得 な か つ た. 第2.1図(1)乃 至 第2.1図(4)に 見 られ るよ う に,応 力度− 初 歪 度 曲 線 は,高 強度 の もの 程 立 上 りが 急 で あ るが,応 力 度 σ のか わ りに (σβは 圧 縮 強 度)を 取 る と,第2.2図 の如 く強 度 の 略 々50%程 度 ま で の低 応 力 度 に 於 て は,大 略20%の 巾 で各 コン ク リー トの 種 類 ごと に 略 々同 一 の 曲 線 に な る. 坂 博 士 は,普 通 コン ク リ ー トの 低応 力 度 に於 け る −全 歪 度 曲線 式 に次 式 を 与 えて い る 39). 低 強 度 の も のは(2.3a)式 に近 い. 気 乾状 態 の もの は,湿 潤 供 試 体 に比 して,応 力 度一 初 歪 度 曲 線 は 立上 りが 緩 か で,上 記 各 式 の α は,1.20 倍 前 後 の 値 を採 る. AE剤 を使 用 した もの と,し な い もの との 差異 は, 一 般 にAE剤 を 使 用 した もの が 応力 度 一 初 歪 度 曲線 式 の 立 上 りは緩 と な るの で あ る が,筆 者 の 実験 で は必 ず し もそ うな る と は 言 え な かつ た.同 一 強 度 の もの で は,水 セ メ ン ト比 の 少 い ものが 立 上 りが急 に な る傾 向 が あ る ので,空 気 量 の影 響 と,AE剤 に よ る水 セ メ ン ト比 の誠 少 の 影響 と が相 殺 され る もの と考 え られ る. 低 応 力度 に於 け る弾 性 歪 度 ε0は 、'7)Dノ た だ し δ=全 歪 度 α=水 セ メ ン ト比 に 依 る パ ラ メ ー タ ー 軽 量 コ ン ク リ ー トで は,α を 単 に 水 セ メ ン ト比 だ け の パ ラ メ ー タ ー とす る こ と は 困 難 で,水 セ メ ン ト比, セ メ ン ト量,砂 率,骨 材 の 種 類 等 が 関 係 す る が,(2.2) 式 と 同 一 形 式 の 算 式 を 求 め る と 次 の 如 く で あ る. シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石 コ ン ク リ ー ト で 示 さ れ る が,上 記(2.3a)∼(2.3d)の α の 平 均 値 を 採 る と m =1.09∼1.13平 均1.11と な る 40). 2。4ヤ ン グ 係 数E_{s1/2}及 びE_{s1/4} 2.4.1ヤ ン グ 係 数E_{s1/2} 前 項(2.3a)乃 至(2.3,d)式 は,圧 縮 強 度 の 略 々 50%の 応 力 度 ま で 適 用 出 来 る.(2.3a)乃 至(2.3d) 式 か ら,圧 縮 強 度 の1/2の 応 力 度 の ヤ ン グ 係 数(Secunt modulus)を 求 め る と 次 の 如 くで あ る. シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石 コ ン ク リ ー ト 尚,川 砂,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石 の例 は示 さ なか つ た が・ 当 然 ・(2.3a)式 と(2.3b)式 の 中 間 で あ るが, た だ し,α は,(2.3a)乃 至(2.3d)式 の そ れ ぞ れ の 値 とす る. (2.5a)乃 至(2.5d)式 に よ る 算 定 曲 線 と,第2.1表 の 測 定 値 と を 第2.3図 に 示 す. 算 定 曲 線 と 測 定 値 と は よ く一 致 す る と い つ て よ い. 川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リ ー トは,川 砂 を 使 用 した 浅 間,榛 名 怪 石 コ ン ク リー トに 類 似 し,シ ラ
第2.3図 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数E_{s1/2} ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石 コ ン ク リ ー トは,軽 砂 を 使 用 した 浅 間,榛 名 軽 石 コ ン ク リー トと,川 砂 を 使 用 した 浅 間,榛 名 軽 石 コ ン ク リ ー トの 略 々 中 間 で あ り,川 砂, 開 聞 系 ス コ リ ヤ コ ン ク リー トは 川 砂,大 島 軽 石 コ ン ク リー トに 類 似 し,珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リ ー トは, 普 通 コ ン ク リー ト と大 差 な い と して よ い. 尚,同 一 強 度 の 場 合,気 乾 状 態 の も の は 上 記 湿 潤 供 試 体 の 値 の80%内 外 の 値 と な る. 2.4.2ヤ ン グ 係 数 比(設 計 応 力 附 近 歪 計 算 用) A.ヤ ン グ 係 数E_{s1/4} 第2.4図 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数E_{s1/4} 鉄 筋 コ ン ク リー トの 設 計 応 力 附 近 の 歪 計 算 用 の ヤ ン グ 係 数 は,4週 圧 縮 強 度 の 略 々1/4の 応 力 度 のE_sを 使 用 す る. E_{s1/4}の算 定 式 を,E_{s1/2}と 同 様 に して 求 め る と 次 の 如 く で あ る. シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石 コ ン ク リー ト 川 砂,カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石 コ ン ク リ ー ト 第2.5図 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数 比(設 計 応 力 附 近 歪 計 算 用)
川 砂,開 聞 系 ス コ リヤ コ ン ク リ ー ト 珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー ト た だ し,α は(2.3a)乃 至(2.3d)式 の そ れ ぞ れ の 値 と す る. E_{s1/4}の(2.6a)乃 至(2.6d)式 に よ る 算 定 曲 線 を 第2.4図 に 示 す. B.ヤ ン グ係 数 比(設 計 応 力 附 近 の 歪 計 算 用) 鉄 筋 の ヤ ン グ 係 数 を21×10^{-5}kg/cm^2と して 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数 比(設 計 応 力 附 近 の 歪 計 算 用)を 示 す と 第2.5図 の 如 くで あ る. 実 用 的 な 範 囲 に 於 て,シ ラ ス,カ ル デ ラ 系 切 込 怪 石 コ ン ク リー ト,川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー ト 川 砂,開 聞 系 ス コ リヤ コ ン ク リー トは,い ず れ も 学 会 構 造 委 員 会 の 定 め た 軽 量 コ ン ク リー トの ヤ ン グ 係 数 比 が,略 々 適 用 出 来 る し,珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー トは,普 通 コ ン ク リー トと 同 じ値 を 採 つ て よ い と思 わ れ る. 2.5応 力 度− 歪 度 曲 線 式,ヤ ン グ 係 数E_{s9/10}及 び ヤ ン グ 係 数 比 2.5.1応 力 度 一 歪 度 曲 線 式 浜 田 博 士 に よ れ ば,応 力 度− 歪 度 曲 線 式 は,原 点 か ら 強 度 に 到 る 全 過 程 に 対 し,次 式 で よ く表 わ さ れ る 41). た だ し,σ β=圧 縮 強 度kg/cm^2 第2.6図 圧 縮 強 度 と 強 度 時 の 歪 度
シ ラ ス,カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石 コ ン ク リー ト ε1=4.70×10^{-4}_{σβ}^{0.345}・ … ・・(2.8a) 川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リ ー ト ε1=4.60×10^{-4}_{σβ}^{0.324}… ・… ・(2.8b) 川 砂,開 聞 系 ス コ リ ヤ コ ン ク リー ト ε1=2.23×10^{-4}_{σβ}^{0.425}・ ・・・…(2.8c) 珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー ト ε1=2.56×10^{-4}_{σβ}^{0.369}・ ・… … ・(2.8d) (2.7)式 のkは た だ し ε_{1/2}=1/2・σβ に お け る歪 度 で 求 め られ る. そ こで,(2.3a)乃 至(2.3d)式 に よ つ て ε1/2を 求 め る.α は 平 均 値 を 使用 して, シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込軽 石 コ ン ク リー ト 川 砂,カ ル デ ラ 系 怪 砂 利 コ ン ク リー ト k =8.15σB^{-0.294}・ ・…(2.11a) 川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー ト k =14.2σB^{-0.404}・ … … ・(2.11b) 川 砂,開 聞 系 ス コ リヤ コ ン ク リー ト k =11.3σB^{-0.351}・ ・・…(2.11c) 珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー ト k =23.8σB^{-0.46}・ … … ・・(2.11d) ( 2.8a)乃 至(2.8d)の ε1及び(2.11a)乃 至(2.11 d)の 丸を 図 示 す れ ば,第2.7図(1)乃 至 第2.7図 (4)の 如 くで あ る.従 つ て,圧 縮 強 度 が 分 れ ば(2.7), (2.8a)乃 至(2.8d)式 及 び(2.11a)乃 至(2.11d)式 に よ つ て 応 力 度− 歪 度 山 線 が 得 られ る. 2.5.2ヤ ン グ 係 数E_{s9/10}ヤ ン グ 係 数 比 (断 面 決 定 用) A.ヤ ン グ 係 数E_{s9/10} 鉄 筋 コ ン ク リー トの 断 面 決 定 に 使 用 す る ヤ ン グ 係 数 比 は,普 通 コ ン ク リ ー トの 場 合4週 強 度 の90%の 応 力 度 のE_sに よ る も の と考 え られ る の で,軽 量 コ ン ク リ ー トに も 同 様 の 考 え 方 を す れ ば,(2.7)式 か ら, σ=ασβ と す る と. 第2.7図(1)圧 縮 強 度 とk,ε1×10^{-3}(シ ラ ス. カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石) 第2.7図(2)圧 縮 強 度 とk,ε1×11^{-3}(川砂. カ ル デ ラ系 軽 砂 利)
第2.7図(3)圧 縮 強 度 とk,ε ×10^{-3}(川砂. 開 聞 系 ス コ リ ヤ) か ら 任 意 応 力 度 の ヤ ン グ 係 数 が 求 め ら れ る.(2.12)式 か らE_{s9/10}を 求 め る と 第2.8図 の 如 く で あ る. 第2.8図 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数E_{s9/10} 第2.7図(4)圧 縮 強 度 とk,ε1×10^{-3}(珊 瑚 砂. 珊 瑚 砂 利) B.ヤ ン グ 係 数 比(断 面 決 定 用) 鉄 筋 ヤ ン グ 係 数 を21×10^5kg/cm^2と して,コ ン ク リー トの 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数 比(断 面 決 定 用)を 示 す と 第2.9図 の 如 くで あ る. 実 用 的 な 範 囲 に 於 て,シ ラ ス,カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石 コ ン ク リー ト,川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー'ト 川 砂,開 聞 系 ス コ リヤ コ ン ク リー トは,い ず れ も学 会 構 造 委 員 会 の 定 め た 軽 量 コ ン ク リー トの ヤ ン グ 係 数 比 が 略 々 適 用 出 来 る し,珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー ト は,普 通 コ ン ク リー トと 同 一 の 値 を 取 つ て よ い と 思 わ れ る. 2.6応 力 度− 歪 度 曲 線 の 一考察 2.6.1St.Venant bobyと して の 単 純 軸 力 試 験 の モ デ ル 的 考 察 抽 象 的 概 念 に よ れ ば,物 質 は 次 の3種 類 に 分 類 出 来 る.即 ち,弾 性 強 さ を 持 ち 粘 性 を 持 た な いHooke body,弾 性 塑 性 を 持 ち,粘 性 を 持 た な いSt.Venant 第2.9図 圧 縮 強 度 と ヤ ン グ 係 数 比(断 面 決 定 用)
Hooke(elastic)Solidの レオ ロ ジ ー の 方 程 式 は Pt=E・et・ ・・・・… 〈213a) 45) St.Venant(Plastic)Solidの レ オ ロ ジ ー の 方 程 式 は
Pt=∂t… … ・・(2.13.b) 46) た だ し,.P=剪 断 力
E=剛 性 率(Modulus of Rigidity) et =剪 断 力 躍=降 伏 応 力 で あ る. 単 純 軸 力 試 験 の 場 合,剪 断 力 及 び剪 断 歪 は,引 張 応 力,或 い は 圧 縮 応 力,引 張 歪 或 い は 圧 縮 歪 に 置 き か え られ る.即 ち
Pli=ε ・e・ ・・・・…(2.14a) pS=∂=ε.e0・ ・ ・・…(2.14b) た だ し,PH,PS=圧 縮 応 力 e= 歪 度 ε=弾 性 係 数 ∂ =降 伏 応 力 e0 =降 伏 歪 全 応 力 度Pnは,弾 性 部 分 と 塑 性 部 分 の 和 と 考 え, 単 純 圧 縮 モ デ ル の 構 造 係 数 47)を 採 り 入 れ て 計 算 す る と, た だ し,Pπ=圧 縮 全 応 力 度 θ'L=単 純 圧 縮 モ デ ル の 全 歪 ん,μ;モ デ ル の 構 造 係 数 と な る. (2.16)式 の 山 線 を 支 配 す る も の は,ε,k,μ で あ り ε,∂ は 材 料 常 数 で あ る が,k,μ は モ デ ル の 構 造 係 数 で,材 料 に は 無 関 係 で あ る. (2.16)式 よ り 最 大 応 力 度 σB=(Pn)max=∂ ・… ・・(2.17a) 最 大 歪 度 ε1=(en)max=e0… …(2.17b) (2.16)式 か ら 得 ら れ る 曲 線 は,弾 性 範 囲 の 直 線 部 分 と 塑 性 範 囲 の 山 線 部 分 と か ら な る 。 相 対 歪 度(Relative stress) と歪 度 曲 線 を 画 け ば第2.10図 の如 くで あ る(第2.10 図). k,μ は前 述 の 如 く,モ デ ル の構 造 係数 で あ るか ら, 単 純 軸 力 試 験 の モ デ ル仮 定 が 同一 な らば,弾 性 部分 の 範 囲 は 強 度及 び歪 度 に 関係 な く相 対 応 力度(σ/σβ)のは 一 定 で な け れ ば な らない . 以 上 が,コ ン ク リー トをSt,Venant bodyと 考 え た 単純 軸 力試 験 の モデ ル 的 な考 察 で あ るが,以 上 の 考 察 に は 破壊 に対 す る考 察 は導 入 して い な い. 2,6.2応 力 度− 歪 度 曲線 の 弾性,塑 性 領域 以 上 の如 き考 察 の下 に,第2.1図(1)乃 至 第2.1 図(4)の 応 力 度− 初 歪 度 曲線 を,相 対応 力度− 初歪 度 曲線{(σ/σβ)-ε}に 直 した曲 線 は,第2.11図(1) 乃 至 第2.11図(4)の 如 くで あ る. い ず れ の場 合 も,相 対 応 力 度(σ/σ∂)=0.2及 及 び(σ/σ β)≒0.9前 後 の個 所 に 折点 が見 られ,明 らか に3つ の 部分 に分 け られ る.之 等 の 折点 の 位 置を 明 らか にす るた め に,初 歪度 εを相 対 応力 度(σ/σβ)で ど 割 つ て, 曲 線 をrFつ て 見 る と,第2.1五 図 (1)乃 至 第2.11図(4)の 上 部 の 曲 線 と な る. 此 の 結 果,コ ン ク リー トの 種 類,及 び 強 度 に 関 係 な く,い ず れ も 第1折 点 は(σ/σβ)の=0.2,第2折 点 は
(σ/σβ)=0.9の 点 に生 じて い る. 元 来,コ ン ク リー トの応 力 度− 歪 度 山 線 は,弾 塑 性 的 で あ るが,前 項 の モ デ ル的 考 察 か ら,第1折 点,即 ち(σ/σB)=0.2ま で を弾 性 領 域 と し,第1折 点 乃 至 第2折 点,即 ち(σ/σβ)=0.2乃 至(σ/σβ)=0.9ま で を弾 塑 性 領域 と し,第2折 点,即 ち(σ/σβ)=0.9以 上 を塑 性 領 域 と区別 して よい. シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽石 コ ンク リー トの 湿 潤供 試 体 及 び 気 乾 供試 体 につ い て,相 対 応 力 度− 全 歪 度 曲 線,相 対 応 力 度− 残 留 歪 度 山線 及 び相 対 応 力 度− 弾性 歪 度 曲 線 を求 め た 例 を第2.12図 に示 す. 全 歪 度 及 び 残 惚 歪 度 の 測 定 は,湿 潤 供 試 体(363kg/ m^3:0.376m^3/m^30.960m^3/m^3,ポ ゾ リ ス,Slump20 cm,σβ=123.5kg/m^2,材 令4週)に つ い て は,強 度 の 略 々1/20の 応 力 階 を5回 繰 返 し,強 度 の 略 々90% 以 上 の 応 力 度 で は 繰 返 す こ と な く1回 に 止 め て 測 定 し た.気 乾 供 試 体(356kg/m^3:0・373m^3/m^3:0.944 m^3/m^3,チ ュ ー ポ ー ル,Slump 18.6cmσβ=160.Okg/ m^2,材 令1年)に つ い て は,強 度 の 略 々1/10の 応 力 階 で,湿 潤 供 試 体 と 同 様 に して 測 定 した.全 歪 度 は, 低 応 力 度 に 於 て は 反 復 数 回 で 一 定 値 に収斂 し,そ の 範
第2.12図(σ/σ β)−全 歪 度,(σ/σβ)一弾 性 歪 度,(σ/σβ)− 残 留 歪 度,ε/(σ/σβ）−全 歪,ε/(σ/σ β)−弾 性 歪 度 曲 線 例(シ ラ ス.カ ル デ ラ 系 切 込 軽 石) 囲は,強 度 の70%∼80%の 応 力 度 ま で あ る とい わ れ るが,反 復5回 で,全 歪 度,残 留 歪 度 共 に一 定 値 に収 斂 したの は,湿 潤,気 乾両 供試 体 と も強 度 の 略 々55% 程度 まで で あつ た.強 度 の55%以 上 の 応 力 度 で は反 復5回 で は一 定 値 に 収敏 せ ず 両 歪 共 増 大 した が,全 歪 度及 び残 留歪 度 は,反 復5回 の 内最 大 の 歪 度 を採 つ た. 気 乾供 試 体 の歪 度 は,湿 潤 供試 体 に比 して,やゝ 大 きいが,第1折 点 及 び第2折 点 に つ いて は,前 記 の相 対応 力度−初 歪度 山 線 の 場 合 と全 く一 致 す る. 相 対応 力度− 残 留 歪 度 山線 を見 る と,(σ/σβ)=0・2及 び(σ/σβ)=0.9の 点 の他,反 復5回 で一 定 値 に収 し た範囲 即 ち,(σ/σβ)=055前 後 即 ち,第1折 点 と第 2折 点 の中 間 に更 に折 点 が見 られ る.相 対応 力度− 残 留歪 度 曲線 か ら見 れ ば,或 は,(σ/σβ)=0・5∼0・60ま で を弾性 地域 と見 る こ と も出来 るか も しれ な いが,第 1折 点以 下 が,残 密 歪 も小 さ く,且 つ そ の増 加 率 も少 いので,(σ/σβ)=0.2ま で を 弾性 領 域 と して よ いだ ろ う. Mehmelの 普 通 コン ク リー トの片 振 強 度 に 関す る実 験 48)では,片 振 強度 は 静 的 強度 の50∼60%で あ る こ とを認 めて い るが,残 留歪 が急 速 に増加 す る点 で あ る ことは興 味 深 い. 第2折 点,即 ち(σ/σβ)=0.9以 上 は,残 留 歪 が 極 度 に大 き くな り,弾 性 は 尚存 在 して は い る が塑 性 の 挙 動 が強 くな る.従 つ て 此 の点 を,コ ン ク リー トの 降 伏 点 と して よい と思 わ れ る.(ク リー プ 限 度 を圧 縮 強 度 の 2.7.1ポア ソ ン 数 ボ ア ソン数mの 最 少 値 は2で あ るが,弾 性 歪 で は m >2と な り,塑 性 歪 で は体 積 変 化 を 伴 わ な い か らm は2に 近 づ くと考 え て よ い.相 対応 力 度 と ボア ソン数 の 測定 例 を 第2.13図(1)及 び(2)に 示 す. 第2.13図(1)(σ/σβ)とポ ア ソ ン 数 例(そ の1) 第2.13図(2)(σ/σ β)とポ ア ソ ン 数 例(そ の2)
コン ク リー トは,弾 性 体 とは 云 い難 い ので 弾 性 理 論 の 公式 に よ るべ きで は な いが,一 応 弾 性理 論 の 公 式 第2.14図 ボ ア ソ ン 数 測 定 装 置 縦 歪,横 歪 の 測 定 は 第2.14図 の 如 き 装 置 で 行 つ た. (σ/σβ)=0.2乃 至(σ/σβ)=0.9の 範 囲 内 に 於 て は, い ず れ も 大 略6前 後 の 値 で あ る が,(σ/σ β)=0.2以 下 で は 測 定 が 不 確 実 で 誤 差 が 大 き く現 わ れ る.(σ/σβ)= 0.9以 上 で は,mは 急 速 に 小 くな り,2に 近 づ く.こ の 点 か ら も前 項 の(σ/σβ）=0.9以 上 を 塑 性 領 域 と した こ と は 妥 当 な よ う で あ る. 一 般 に 同 一 種 類 の コ ン ク リー トで は ,圧 縮 強 度 の 小 さ い も の ほ ど ボ ア ソ ン 数 は 小 さ く な り,コ ン ク リー ト の 種 類 別 に い え ば,シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石,川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー トは 大 差 な く,次 い で,川 砂,開 聞 系 ス コ リ ヤ コ ン ク リー ト,珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー トの 順 に 小 さ くな つ て い る.圧 縮 強 度 の30%附 近 の 応 力 度 で は,大 略5∼7の 値 で あ り, 圧 縮 強 度 の90%附 近 の 応 力 度 で は,大 略4∼6.5で あ る. 強 い て 各 コ ン ク リー トのポ ア ソ ン数 の 標 準 値 を 示 せ ば 次 の 如 くで あ る. シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石,及 び 川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー トは, (2.19a) 川 砂,開 聞 ス コ リヤ コ ン ク リー トは (2.l9b) 珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー トは (2.19c) 2.7.2剪 断 性 係 数 が 適 用 出 来 る とす れ ば,(4.19a)乃 至(4.19c)式 に よ り,剪 断 弾 性 係 数Gは, シ ラ ス,カ ル デ ラ系 切 込 軽 石,及 び 川 砂,カ ル デ ラ 系 軽 砂 利 コ ン ク リー トは, …(2 .21a) 川 砂,開 聞 系 ス コ リ ヤ コ ン ク リー トは, …(2.21b) 珊 瑚 砂,珊 瑚 砂 利 コ ン ク リー トは, …(2.21c) と な る. (2.21a)乃 至(2.21c)式 か ら,G/Eは い ず れ も大 差 な い.従 つ て, (7=(0.415∼0.435)E≒0.425E≒0.43E(2.22) と 仮 定 して よ い と 思 わ れ る. こ の剪 断 弾 性 係 数Gと ヤ ン グ 係 数Eと の 関 係 は, 普 通 コ ン ク リ ー トの 場 合 50)のG=0.43Eと 全 く同 じ で あ る. §3結 び 以 上,南 九 州産 怪 量 骨 材 を 使 用 した軽 量 コ ン ク リー トの各 種 の 強度,及 び 基 礎 的 な 弾性 的性 質 に関 す る実 験 結 果 を 報告 し,実 用 的 な 実験 式 を提 案 した. この 実 験 は,大 体 昭 和28年 か ら昭 和32年 ま で に 行 つ て 来 た もので,「 南九 州産 軽 量 骨 材 の 利 用 に 関す る研 究 」 の一 部 で あ る.実 験 に援 助 を い た だ い た規 矩,久 米 両 君,並 び に卒 論 と して直 接 実 験 を 行 つ た 当 時 の学 生 諸君 に深 甚 の 謝 意 を 表す る, 付記:前 報 「南 九州 産 軽 量 骨 材 の 基 礎 的 調査 研 究」 (鹿 児 島大 学 工 学 部 紀 要,第9号 記 載)は, 「南 九 州産 軽 量 骨 材 並 び に 軽 量 コ ン ク リー ト に 関 す る 基礎 的 調 査 研 究」 の一 部 で あ る と し た が,「 南 九州 産 軽 量 骨 材 の 利 用 に関 す る研 究」 の 一部 で あ る と訂 正 す る.
度 試 験 報 告 」 建 築 学 会 関 東 支 部 研 究 会,昭27・3・ 6)田中:「 セ メ ン ト量 と コ ン ク リー ト強 度 」 建 築 学 会 研 究 報 告 No.17号,昭27・3・ 7)17)狩 野,仕 入:「 軽 量 コ ン ク リー トの 引 張 性 質 に つ い て 」 建 築 学 会 研 究 報 告 No.60,昭33.10. 8)狩 野,仕 入:「 軽 量 コ ン ク リー トの 引 張 に 関 す る 研 究 」 昭28年 度 建 設 技 術 補 助 ・ 9)平 賀,篠 沢:「 軽 量 コ ン ク リ ー トの 圧 縮 強 度,弾 性 係 数,剪 断 力 度 」 建 築 学 会 関 東 支 部 研 究 会,昭 27.3.
10) 22) Lesile I. Neher : Pumice-Lightweight
gregate, A. C. I. Journal
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1948.
12)24)39)坂:「 鉄 筋 コ ン ク リー ト学 教 程 」 産 業 図 書,昭23.
13) 0. Graf
: Versuche Ober die
fahigkeit
von Eisenbeton-platten
unter
zentrierter
Last nahe einen Auflager, Dtsch,
Ausschuss Eisenbeton 1933 Helft 73. O
, Graf : Versuche fiber die
fahigkeit
von Eisenbeton-balken
gegen
cheren, Dtsch,
Ausschuss
Eisen Beton 1935
He1ft 80.
14) F. E. Richart & A Brandtzaege : A Study of
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27)国 分:「 新 旧 コ ン ク リー トの 打 継 目 に 関 す る 研 究 」 土 木 学 会 論 文 集,108号. 28)29)尭 天;「 新 旧 コ ン ク リー トの 打 継 目 の 実 験 的 研 究 」(1),建 築 学 会 研 究 報 告,第17号,昭27.3. 31)平 賀,他:建 築 雑 誌,昭25.12. 32)35)36)大 島:「 鉄 骨 鉄 筋 砕 石 及 び 軽 石 コ ン ク リ ー トの 施 工 法 に 関 す る 研 究 」 建 築 学 会 論 文 集,第52 号,昭31.3.第57号,昭32.7. 33)例 え ば,加 藤,他:「 軽 量 コ ン ク リー ト中 の 鉄 筋 定 着 に 関 す る 研 究 」 建 築 学 会 論 文 報 告 集,第57 号,昭 39.7.34) H. J. Gilky : The Bond Between Concrete and
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37)筆 者:「 シ ラ ス,軽 石 を 骨 材 と す る 軽 量 コ ン ク リ ー トに つ い て(第3報)」 建 築 学 会 九 州 支 部 研 究 報 告,No.5,昭31.2. 38)40)筆 者:「 シ ラ ス,軽 石 を 骨 材 と す る 軽 量 コ ン ク リー トに つ い て(第5報)」 建 築 学 会 九 州 支 部 研 究 報 告,No.7,昭33.2.
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and Flow,
An Elementary
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47)田 中:「 材 料 工 学 」 共 立,昭34.7.
