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

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
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
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).

圧縮強 度(MPa)
70
60
50
R 2 = 0.9745
40
30
20
10
0
1.5
2
2.5
3
C /W
3.5
4
養生の影響
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.

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

頻度
設計基準強度と配合強度
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
N=100

多くの測定結果(例えばN=100)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.
頻度
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
圧縮強度f'c(MPa)
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
f'cm
=f'ck/(1-kδ)
=24/(1-1.64*0.1)
=28.7MPa
f'ck
=f'cm(1-kδ)
=28.7*(1-1.64*0.1)
=24.0MPa
f'ck
=24.0MPa
f'cm
=28.7MPa
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
圧縮強度f'c(MPa)

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ft?
三浦尚著:土木材料学(改訂版),コロナ社
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コンクリートの強度