コンクリートの強度（構造材料学の復習も兼ねて）コンクリート工学研究室

岩城　一郎

強度の種類 圧縮強度 引張強度 曲げ強度 せん断強度 付着強度 疲労強度等々

圧縮強度コンクリートの強度の中で最も重要コンクリートは圧縮に強く，引張に弱い（引張強度は圧縮強度の 1/10 程度）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　→コンクリートは一般に圧縮部材（圧縮力に対して抵抗する部材）として利用（引張力に対する抵抗は無視）圧縮強度の測定が一番簡単であり，ばらつきも少ない．

圧縮強度に影響を及ぼす要因供試体の形状コンクリートの配合（ W/C ）養生条件材齢載荷方法等→ 一定の試験方法が必要（ JIS ）

供試体形状圧縮強度試験用供試体（ JIS A 1132 ）：（我が国では）直径の 2 倍の高さをもつ円柱（例えば， φ15×30cm ， φ10×20cm ）立方体（英，独他：一辺 150mm ）＞円柱供試体（米，仏，日他）（約 25% 増）：拘束による影響

三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社

水セメント比（セメント水比）コンクリートの圧縮強度 f’c は水セメント比 W/C

が小さいほど（セメント水比 C/W が大きいほど）大きくなる．

f’c と C/W の関係： f’c ＝ A+B ・ C/W （ある C/Wの範囲において直線関係）．

R2 = 0.9745

010203040506070

1.5 2 2.5 3 3.5 4C/ W

(MPa

)圧

縮強

度

コンクリート強度に及ぼす養生の影響：大．湿潤養生（水中養生）≒封かん養生＞＞気中養生温度が高いほど早く強度が出る．長期の伸びは乏しい．

養生の影響

三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社 コンクリート便覧，技報堂出版

試験方法の影響 供試体の高さと直径との比（ h/d ）　大→強度　小 供試体の寸法　大（ h/d=2.0 ： const ）→強度　小（弱

点の存在する確率， φ600mm 以上で頭打ち） 載荷速度　大→強度　大 含水状態　高→強度　小 試験条件を一定としないと　圧縮強度の値に様々な要因　による影響を含むため，正しい　判断ができない！　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　→規格に従うことが重要！！

三浦尚著：土木材料学（改訂版），　　　　コロナ社

その他の影響 モルタルと粗骨材との付着強度：砕石（フレッシュ性状　劣）＞川砂利 空気量　多→強度　低， AE コンクリート（ワーカビリティーが改善されることにより相殺） 骨材最大寸法　大→強度　小（表面積，付着と関係）：ワーカビリティーの改善効果と相殺

設計基準強度とは？設計基準強度 f’ck ：設計の基準となる強度，

　　　標準養生（ 20℃ 水中養生）を行ったコンクリート円柱供試体の材齢 28 日における圧縮強度．

三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社

適切な養生が行なわれれば，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　標準養生を行なった材齢 28 日の圧縮強度f’ck 　≒構造体の最終的な圧縮強度

設計基準強度の概念 f'ck ：試験値のばらつきを考慮したうえで，大部分の試験値

がその値を下回ることのないことが保証される値コンクリートの圧縮強度のヒストグラム：正規分布で近似可

能→圧縮強度試験値の平均値（平均値：添字の m ）： f'cm f’cm=f’ck とすると，確率 50% でその値を下回る．→危険！

圧縮強度試験値の最小値を f’ck とすると，その値を下回る確率は 0% に近い．→不経済！

　設計基準強度を下回る確率を 5% とする．分布形を正規分布とする．

f'ck=f'cm-kσ ＝ f’cm （ 1-kδ ）　ここで， k ：正規分布表から求まる値， 5% の場合 k=1.64 ，

σ ：試験値の標準偏差， δ ：試験値の変動係数， δ ＝ σ/f’cm　

　例えば δ=0.1 （ 10% ）とすると， f’ck=f’cm （ 1-1.64*0.1 ） =0.836*f’cm

設計基準強度と配合強度 多くの測定結果（例えば N=10

0 ）より表した圧縮強度のヒストグラム：平均値をピークとし，左右対称に両裾に広がる分布

正規分布により表現可能

設計基準強度 f’ck ：コンクリート構造物の設計において基準とする強度．構造物の設計時に，コンクリートが保有していると仮定される強度（一般に圧縮強度で表される）

配合強度 f’cr ：コンクリートの配合設計において目標とするコンクリートの平均強度（一般には材齢28 日における圧縮強度の平均値 f’cm ）．一般に，強度試験の試験値が設計基準強度を下回る確率が5% 以下となるように決定される．

0123456789

101112131415

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40f'c MPa圧縮強度 （ ）

頻度

N=100

0123456789

101112131415

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40f'c MPa圧縮強度 （ ）

頻度

f'cm=28.7MPa

f'cｋ=f'cm(1- kδ )=28.7*(1- 1.64*0.1)=24.0MPa

f'ck=24.0MPa

f'cm=f'ck/ (1- kδ )=24/ (1- 1.64*0.1)=28.7MPa

引張強度 弾性体の円板に直角方向の集中荷重を載荷→

割裂引張強度（≒直接引張強度） 引張強度 ft=0.27√f’c ， f’c=30MPa のときの f

t ？

三浦尚著：土木材料学（改訂版），コロナ社