私たちの暮らしに必要なインフラストラクチャーの主要な材料として、コンクリートは欠かすことができません。そして、コンクリート構造物を設計する場合、コンクリートの強度特性が非常に重要となります。 コンクリート強度には圧縮強度、引張強度、曲げ強度、せん断強度そして支圧強度等、様々な特性がありますが、これら全ての強度は、 N/mm 2 (ニュートン毎平方ミリメートル) という SI(エスアイ) 単位で表します。 SIとは、フランス語の"Le Système International d' Unités"の頭文字をとったもので、和訳すれば「国際単位系」といった意味になります。 平成4年5月20日に計量法が改正され、コンクリート関連の全てのJISも重力単位系から国際的に合意されたSI単位に完全に移行されました。 ここでは、コンクリートに関係する力学関連の計量単位について説明します。 1.
3 試験用 器具 鋼製キャップは材質が 焼入れたS45C鋼材又 はSKS鋼材製などで, 圧縮試験機と接する面 の平面度が,試験機の 加圧板と同等以内とす る。 Annex B B. 2 鋼製キャップは材質が焼き入 れたC45鋼材又はSKS鋼材製 で,圧縮試験機と接する面の 平面度が0. 02 mm以内とする。 JISでは,鋼製キャップの試験 機と接する面の平面度を試験 機の加圧板(100 mmにおいて 0. 01 mm)と同等以内としてい る。 JIS改正に伴う試験機の加圧板 の平面度の規定変更に合わせて, 鋼製キャップの試験機と接する 面の平面度もそれと同等以内と している。 11 A. 3 試験用 器具(続き) ゴムパッドの外径は鋼 製キャップの内径とほ ぼ等しく,厚さは10 mmとする。 ゴムパッドの外径は鋼製キャ ップの内径より0. 1 mmほど小 さく,厚さは10±2 mmとす る。 ゴム硬度計はJIS K 6253-3に規定されるタ イプAデュロメータと する。 ゴム硬度計はISO 48に規定さ れるショアAデュロメータと する。 A. 4ゴムパ ッドの硬さ 未使用時の硬さに対し て,測定した硬さが2 を超えて低下した場合 は,新しいものと交換 しなければならない。 Annex B B. 3 使用前及び150回使用ごとに ゴムパッドの硬度を測定す る。未使用時の硬さに対して, 測定した硬さが2を超えて低 下した場合は,新しいものと 交換しなければならない。 削除 対応国際規格は,ゴムパッドの 硬度測定の頻度を前回測定か らの使用回数で規定している。 JISでは,ゴムパッドの硬さの測 定頻度を明確に使用回数で限定 せずに,硬さが2を超えて低下し ない頻度で測定することとして いる。 A. 5キャッ ピングの方 法 供試体の上面がゴムパ ッドに接するように鋼 製キャップをかぶせ る。コンクリート供試 体の側面と鋼製キャッ プの内側面とが接する ことのないように,鋼 製キャップの位置を調 整する。 Annex B B. 4 両端面がラフな供試体に対 し,それぞれの端面へのキャ ップが使われる。コンクリー ト供試体の側面と鋼製キャッ プの内側面とが接することの ないように,鋼製キャップの 位置を調整する。 JISの片面アンボンドキャッピ ングに対し,ISO規格では両面 アンボンドキャッピングとな っている。 JISと国際規格との対応の程度の全体評価:ISO 1920-4:2005,MOD 12 注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。 − 一致 技術的差異がない。 − 削除 国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。 − 追加 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。 − 変更 国際規格の規定内容を変更している。 注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。 − MOD 国際規格を修正している。 13 附属書JB 技術上重要な改正に関する新旧対照表 現行規格(JIS A 1108:2018) 旧規格(JIS A 1108:2006) 改正理由 5 試験方 法 a) 供試体の直径及び高さを,それぞれ0.
力の単位 力の単位は、重力単位系ではkgf(キログラム重)を使用していましたが、SI単位系でN(ニュートン)に統一されました。ここで1 Nは、1 kgの質量の物体が加速度1 m/sec 2 で加速されたときに生じる力をいいます。 N(ニュートン)という単位は、日常であまり使うことがないため、力としてのイメージがしづらいと感じている方は、重力単位系の力の単位kgfとの単位変換をしてみてください。 重力単位系 1 kgf = 質量1 kg × 重力加速度9. 81 m/sec 2 SI単位系 1 N = 質量1 kg × 加速度1 m/sec 2 上記の式から、1 kgf = 9. 81 N が得られます。重力加速度9. 81 m/sec 2 は有効数字3桁の場合で、正確には1kgf=9. 80665 m/sec 2 です。 原則、必要に応じた有効数字の桁数で換算すると下記の数値となります。 正確な換算の場合 1kgf=9. 80665m/sec 2 有効数字が4桁の場合 1kgf=9. 807m/sec 2 有効数字が3桁の場合 1kgf=9. 81m/sec 2 有効数字が2桁の場合 1kgf=9. 8m/sec 2 有効数字が1桁の場合 1kgf=10m/sec 2 つまり、kgf はNの約10倍(Nはkgfの約1/10)と覚えておくと良いでしょう。 7. 最後に コンクリートの強度は、作用する力(荷重)を物体の断面積で除して求め、単位はSI単位系のN/mm 2 で表すことを説明しました。今回、コンクリートの圧縮強度の計算方法を例として説明しましたが、その他の強度特性である引張強度、曲げ強度、せん断強度そして支圧強度等の試験方法や計算方法を詳しく知りたい方は、「 硬化コンクリートの強度特性と試験方法 」こちらの記事を参考にしてください。 また、コンクリートの強度の単位は、重力単位系ではkgf/cm 2 であったため、SI単位への移行時期には戸惑った人もいるでしょう。現在でもインターネットで「SI単位変換」と検索すると、多くのサイトがヒットします。これは、まだまだ戸惑っている人が多いことを意味しているものと思われます。自信のない方はそちらを利用することをお勧めします。
2 用語及び定義 この附属書で用いる主な用語及び定義は,次による。 a) 鋼製キャップ コンクリート供試体の上端の一部を覆うとともに,圧縮強度試験時に鋼製キャップ内 に挿入したゴムパッドの水平方向に対する変形を拘束できる金属製のキャップ。 b) ゴムパッド 鋼製キャップ内に挿入して,コンクリート供試体の打設面の凹凸を埋めるためにクロロ プレン又はポリウレタンによって作られた円板状のゴム。 A. 3 試験用器具 A. 3. 1 鋼製キャップ 焼入れ処理を行ったS45C鋼材,SKS鋼材などを用い,圧縮試験機と接する面の平 面度が,試験機の加圧板と同等以内であることを確認したものとする。また,鋼製キャップの寸法は,図 A. 1を参照して表A. 1に示す値とする。 図A. 1−鋼製キャップ 表A. 1−鋼製キャップの寸法 単位 mm 適用する 供試体寸法 部材の寸法 内径 部材の厚さ 深さ t2 t t1 φ100×200 102. 0±0. 1 18±2 11±2 25±1 φ125×250 127. 1 A. 2 ゴムパッド ゴムパッドの外径は,表A. 1に示す鋼製キャップの内径とほぼ等しいもので,厚さは 10 mmとする。また,ゴムパッドの品質は,表A. 2による。 表A. 2−ゴムパッドの品質 品質項目 ゴムパッドの材質 クロロプレン ポリウレタン 硬さ A65〜A70 反発弾性率(%) 53±3 60±3 密度(g/cm3) 1. 40±0. 03 1. 30±0. 03 注記 硬さはJIS K 6253-3におけるタイプAデュロメータによって測定時間5秒で測定した値。反発 弾性率はJIS K 6255におけるリュプケ式試験装置,密度はJIS K 6268によってそれぞれ測定し た値。 A. 3 ゴム硬度計 ゴム硬度計は,JIS K 6253-3に規定されるタイプAデュロメータを用いる。タイプA デュロメータの一例を図A. 2に示す。 図A. 2−タイプAデュロメータの一例 A. 4 ゴムパッドの硬さ A. 4. 1 測定方法 ゴムパッドの硬さの測定方法は,次による。 a) ゴムパッドを鋼製キャップに挿入した状態で,パッドの外周から中心点に向かって約20 mmの位置の 3か所を測定位置とする。このとき,各測定位置はそれぞれ等間隔に選定するものとする。 b) それぞれの測定位置においてゴム硬度計を垂直に保ち,押針がゴムパッドに垂直になるように加圧面 を接触させる。 c) ゴム硬度計をゴムパッドに押し付け,5秒後の指針の値を読み取る。このとき,押し付ける力の目安 は8〜10 N程度とするのがよい1)。 注1) ゴムパッドの硬さの測定には,オイルダンパを利用した定荷重装置を用いると安定した試験 値が得られる。 d) 3個のゴム硬さの測定値から平均値を求め,これを整数に丸めてゴム硬さの試験値とし,この値と測 定時のゴムパッドの温度2)とを次の式に代入して,20 ℃でのゴム硬さに換算する。 96.
3 供試体破壊状況を記録する。 6 計算 圧縮強度を計算し,有 効数字3桁に丸めるこ とを規定する。 圧縮強度を計算し,0. 5 MPaの 精度で表示する。 JISと対応国際規格とで,有効 数字の規定が異なる。 我が国では,圧縮強度を有効数字 3桁まで保証している。0. 5 MPa で丸めた場合には,各方面で混乱 を生じるおそれがあるので,対応 国際規格の規定を変更した。 7 報告 必ず報告する事項 1) 供試体の番号 2) 供試体の直径(mm) 3) 最大荷重(N) 4) 圧縮強度(N/mm2) 必要に応じて報告する 事項 1) 試験年月日 2) コンクリートの種 類,使用材料及び配合 3) 材齢 4) 養生方法及び養生 温度 5) 供試体の高さ 6) 供試体の破壊状況 7) 欠陥の有無及びそ の内容 3. 5 a) 供試体の識別 b) 試験場所 c) 試験年月日・日時 d) 試料寸法 e) 供試体質量・見かけ密度 (option) f) 断面積も含む供試体の形状 及び平滑度の検査(必要に応 じて) g) 研磨による表面の調整の詳 細(必要に応じて) h) 供試体受取りまでの養生条 件(必要に応じて) i) 試験時の供試体の含水状態 (飽水又は湿潤) j) 試験時の供試体の材齢(判 明していれば) k) 破壊時の最大荷重(kg) 対応国際規格には供試体の製 作に関する報告及び質量に関 連する項目が記載されている が,JISでは圧縮強度に関連す る項目だけを挙げている。 試験実施とは,直接的に関連しな い事項。 10 7 報告 (続き) l) コンクリートの外観(異常 がある場合) m) 破壊の位置(必要に応じ て) n) 破壊面の外観(必要に応じ て) o) 標準試験方法との差異 p) ISO 1920-4に準拠して試験 が実施されたことを技術的に 確認できる技術者の証明 上記に加え 1) 供試体の種類(形状) 2) 供試体の調整方法 3) 圧縮強度(0. 5 MPa単位) 4) 破壊のタイプ 附属書A (規定) A. 1 一般 この附属書は,供試体 寸法がφ100 mm及び φ125 mm,強度が60 N/mm2以下のものに適 用する。 Annex B B. 7 B. 7. 1 この附属書は,供試体寸法が φ150 mmまで,強度が80 MPa 以下のものに適用する。 両面アンボンドキャッピング を採用している。 対応国際規格の場合,適用でき る供試体の径及び強度がJISと 異なる。また,JISの片面アン ボンドキャッピングに対し,対 応国際規格では両面アンボン ドキャッピングとなっている。 JISでは供試体端面の一方の平 面度は十分にクリアされている ので,アンボンドキャッピングは 片面だけの許容としている。 A.
0 03. 0 20 08. 1 i K T ここに, K20: 温度20 ℃でのゴム硬さの換算値 T: 測定時のゴムパッドの温度(℃) Ki: ゴム硬度計の読み 注2) ゴムパッドの硬さの測定値は,ゴムパッドの温度によって相違する。ゴムパッドの温度を直 接測定することができない場合,及びゴムパッドの温度と室温とに差異がないと考えられる ときには,室温を計算に用いてもよい。 A. 2 使用限度の判定 未使用時の硬さに対して,測定した硬さが2を超えて低下した場合は,新しいものと交換しなければな らない。 A. 5 キャッピングの方法 A. 5. 1 準備 新しいゴムパッドを使用する場合は,図A. 1に示すように鋼製キャップの内面にゴムパッドを挿入し, 鋼製キャップとゴムパッドとの間に空気が残らないよう,150 kN程度の力を2〜3回加える。 A.
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