コンクリートのイメージ

基本的なイメージ:セメントが増えると強くなる。(代償アリ)

まずは基本として、コンクリートはセメントを水で練って作られる。なのでもちろんセメントの量が多いほど強度は上がる。

強度が高い≒密度が濃い≒外部から二酸化炭素が侵入しづらい →中性化が遅くなる
但し、ひび割れの原因はセメントの乾燥収縮によって起こるため、ひび割れが発生しやすくなる

りすさん
りすさん

強さには代償が必要ってことか。

 

水セメント比のイメージ:”水”だけに着目

水セメント比が大きくなるって、水が増える?セメントが増える?
ごっちゃになるけど、最初に”水”という文字があるように、水セメント比≒水のと考えよう。
なので、水セメント比が大きい=水が多い=セメントが少ない=強度が下がる中性化速度が速くなる

ヤング係数Eのイメージ:体積重量・設計基準強度の上下とリンクする(ただし単純比例ではない)

まずヤング係数Eの公式をみてみよう。

E=3.35×10^4×(γ/24)^2×(Fc/60)^(1/3)
ここで、E:ヤング係数 γ:単位体積重量 Fc:設計基準強度

γもFcも分子に来てることから、例えば体積重量が大きくなるとヤング係数も大きくなるし、設計基準強度が小さくなればヤング係数も小さくなる。ただし、γの項には2乗、Fcの項には1/3乗が掛かっているので、リンクはするけど比例はしない

りすさん
りすさん

たとえばFcが2倍ならヤング係数は1.26倍ってことね

圧縮強度とひずみの関係

問:圧縮強度時ひずみは、一般に圧縮強度が大きいほど大きくなる…〇か×か

これ、正解は〇なんですが、なんかイメージ的には×な感じがしませんか?

まずひずみ度の式を確認してみましょう。

ε(ひずみ度) = δ(圧縮応力度) / E(ヤング係数)

前項でヤング係数は設計基準強度とリンクすると書きました。
なので、設計基準強度が大きくなる→ 分母のEが大きくなる→ ひずみ度εは小さくなる。

これは正しい。

りすさん
りすさん

じゃあ問の答えは×じゃん!

そう思っちゃうよね。わかります。
でも、それが成り立つのは圧縮応力度(分子)が一定の場合。
問題で聞いてるのは“圧縮強度時ひずみ”なんです。


圧縮強度時とは、MAXの圧縮強度が出てるとき、つまり圧壊寸前の圧縮応力度ってこと。
圧縮強度が大きくなると、もちろん圧縮応力度もそれに比例して大きくなる。これは単純比例
一方ヤング係数は1/3乗が掛かってくるから、ゆるやかな上昇。

仮に、とある圧縮強度のときのε(ひずみ度)=1だったとして、このとき圧縮強度を2倍すると、
圧縮応力度は2倍、ヤング係数は1.26倍になるから、ひずみは 2 /1.26=1.59倍

となるので、「圧縮強度時ひずみは、一般に圧縮強度が大きいほど大きくなる」は「〇」となります

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