JPH0820347B2 - コンクリート純引張試験方法及び試験機治具 - Google Patents

コンクリート純引張試験方法及び試験機治具

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JPH0820347B2
JPH0820347B2 JP2414193A JP2414193A JPH0820347B2 JP H0820347 B2 JPH0820347 B2 JP H0820347B2 JP 2414193 A JP2414193 A JP 2414193A JP 2414193 A JP2414193 A JP 2414193A JP H0820347 B2 JPH0820347 B2 JP H0820347B2
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茂 松岡
彰久 益田
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鉄建建設株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コンクリート純引張
試験方法、及びそれに用いる試験機治具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリート及び繊維補強コンク
リートの引張破壊試験法は、引張試験機を用いて、図5
に示すようにコンクリート供試体2にその上側面、下側
面を包囲してコンクリート供試体2を保持する横板5,
5′を接着して、このコンクリート供試体2を引張試験
機の上下載荷板3,3′に取付けて、前記供試体2に上
側載荷板3を介して荷重を除々に増加させながらコンク
リート供試体2が破断するまで載荷して、コンクリート
供試体2が破断するまで及び破断したときの荷重と、コ
ンクリート供試体2が破断するまでの伸び変位とを測定
して、図6に示すように引張応力とコンクリート供試体
2の伸び変位との関係を求めてコンクリートの強度を把
握する、いわゆる純引張試験法がある。ここにコンクリ
ート供試体2が破断するまでコンクリート供試体2に載
荷される荷重はコンクリート供試体2の引張応力に等し
いものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の引
張試験を用いたコンクリート純引張試験方法は、図6に
示すように荷重を除々に増加させながら載荷してコンク
リート供試体が破断するときの荷重と、コンクリート供
試体の破断直前の伸び変位とを求めることができるが、
コンクリート供試体にひび割れが発生してそれが進展し
て破断する際、コンクリート供試体の強度が急激に低下
してコンクリート供試体の引張応力も急激に低下してく
るので、この急激に低下する引張応力に対応するように
応答速度の速い荷重の低下を行うことができず、引張試
験を続行してコンクリート供試体に載荷する荷重とひび
割れ開口幅との関係、いわゆる引張軟化曲線を求めるこ
とができないという問題がある。この問題を解消する方
策として、コンクリート供試体に載荷する荷重をひび割
れ発生及びその進展速度に対応して急激に低下させる載
荷機構を具えた引張試験機を用いて引張試験を行って引
張軟化曲線を求めることが行われている。このような引
張試験機は高価であり、ひび割れ発生及びその進展速度
に対する応答速度も不充分であって正確な引張軟化曲線
を得ることができないという問題がある。
【0004】そこでこの発明の目的は、ひび割れ発生及
びその進展速度に対応して載荷を急激に低下させる載荷
機構を具えていない引張試験機を用いて安価に、かつ、
容易に正確な引張軟化曲線を求めることができて、コン
クリート供試体のひび割れ発生及びその進展速度に対応
する引張応力の低下を追跡することができるコンクリー
ト純引張試験方法、及び、引張試験機に用いる試験機治
具を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、供
試体の上面と下面とを挾む載荷板を介して引張試験機に
装着した供試体を引張る引張試験方法において、供試体
に併設した引張ばねで載荷板間を連結し、上下方向に引
張荷重を載荷して、前記引張荷重をばね分担荷重と供試
体分担荷重とに分割し、供試体の引張応力と、供試体に
ひび割れが発生する荷重と、供試体の変位とを求めるこ
とを特徴とするものである。請求項2に記載の発明は、
供試体の上面と下面とを挾む載荷板を介して引張試験機
に装着した供試体を引張る引張試験機において、試験機
治具は、供試体に併設し、載荷板間を連結する引張ばね
を載荷板に設けたことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】前記のようなこの発明において、請求項1に記
載の発明は、前記のような引張試験方法において、供試
体に併設した引張ばねで載荷板間を連結していて、上下
方向に引張荷重を載荷して、全荷重からばね分担荷重を
差引いて供試体の分担荷重を求め、供試体の引張応力
と、供試体にひび割れが発生する荷重と、供試体の変位
とを求める。請求項2に記載の発明は、前記のような引
張試験機において、供試体に併設し、載荷板間を連結し
た試験機治具の引張ばねが全荷重を引張ばねと供試体と
に分担させる。
【0007】
【実施例】この発明を実施する引張試験機は、ひび割れ
発生の進展速度に対応して載荷を急激に低下させる載荷
機構を具えていない従来の引張試験機に図1に示すよう
な試験機治具1を装着するものである。試験機治具1は
引張ばね4を有するものであって、コンクリート供試体
2を図示しない引張試験機に設置する際、コンクリート
供試体2の上面と下面とに配設された引張試験機の載荷
板3,3′の間に、コンクリート供試体2の両側に引張
ばね4を併設して両者を連結するものである。この引張
ばね4は、コンクリート供試体2の種類や、その成分の
配合によりそれに適格なばね係数を有するものを適宜選
択して用いる。鋼繊維補強コンクリートの場合のばね係
数は、66000〜227000Kgf/cmである。またコンクリート
供試体2を、載荷板3,3′と、コンクリート供試体2
の上側面、及び下側面を包囲して設けた横板5,5′と
に接着して引張試験機に装着する。引張試験機の引張荷
重が零のとき、引張ばね4の変位が零となるようにその
取付けを調節する。
【0008】この発明のコンクリート純引張試験方法
は、前記のようにして装着したコンクリート供試体2
に、従来と同様に上面側の載荷板3を介して荷重P1
2…Pn…を除々に増加させながら載荷する。この際、
載荷した荷重P1,P2…Pn…に対応する上下載荷板
3,3′間の変位δ1,δ2…δn…を変位計で測定す
る。測定された変位δ1,δ2…δn…と、荷重P1,P2
…Pn…との関係を数式1(数1)及び図2に示す。
【0009】
【数1】P=k・δ+α ここに、kはばね係数、αはコンクリート供試体2の分
担荷重である。
【0010】このようなものにあって、予め変位と引張
ばね4の一般式である数式1に示す荷重k・δの関係特
性を求めておき、上下載荷板3,3′にかかる荷重
1,P2…Pn…の一部を引張ばね4に分担させて引張
試験を行うことによって、図2に示すようにコンクリー
ト供試体2にかかる供試体分担荷重α1,α2…αn…は
荷重P1,P2…Pn…からそれぞれの荷重P1,P2…Pn
…に対応する引張ばね4が分担するばね分担荷重k・δ
1,k・δ2…k・δn…のそれぞれを引いた残りのもの
となり、ひび割れが発生した以後において、図3に示す
ように荷重が増加しても供試体分担荷重は低下して行く
こととなる。この供試体分担荷重はコンクリート供試体
2の引張応力に等しいものである。
【0011】荷重がP1,P2…Pn…と増加する動荷重
を載荷して測定したひび割れ開口幅とコンクリート供試
体2の引張応力との関係(引張軟化曲線)のマイクロ・
クラック・ゾーン、及びブリッジング・ゾーン(図4参
照)において、コンクリート供試体2のひび割れ開口幅
の増加にともなってコンクリート供試体2の引張応力は
低下し、後行の荷重Pnを先行の荷重Pn-1より増加させ
て引張試験を続行しても、上下載荷板3,3′間の変位
δnに対応する荷重増加分を引張ばね4が分担してい
て、荷重Pnにおけるコンクリート供試体2にかかる供
試体分担荷重αnは数式1によって αn=Pn−k・δn
となり、上下載荷板3,3′間の変位δnに対応して
コンクリート供試体2にかかる荷重αnは低下する。
【0012】前記のようなものにおいて、上下載荷板
3,3′間に載荷する荷重P1,P2…Pn…を増加させ
て行くと、ひび割れが発生した時点から、コンクリート
供試体2に載荷される荷重はひび割れの進展速度と、上
下載荷板3,3′間の変位の増加に即対応して低下す
る。そしてひび割れ発生後の変位δnと、ひび割れ発生
時の変位δmとを測定し、両者の差がコンクリート供試
体2のひび割れ開口幅δcnとなり、変位δnに対応する
コンクリート供試体2の分担荷重αnを数式1によって
求め、同様にこの測定を複数の点で行って、図4に示す
ように、ひび割れ開口幅とコンクリート供試体2の分担
荷重(引張応力に等しい)との相関関係を表す正確な引
張軟化特性を得ることができる。この引張軟化特性を用
いて引張応力の低下とひび割れ開口幅との関係を追跡す
ることができる。なお図4において、縦軸は引張応力:
σ(kgf/cm2)、横軸はひび割れ開口幅:δC(mm)を
それぞれ表し、特性曲線上のA〜B領域のマイクロ・ク
ラック・ゾーンはコンクリートの骨材界面の剥離等によ
り複数のひび割れが発生した領域を云い、特性曲線上の
B〜C領域のブリッジング・ゾーンとはひび割れは1本
であるが骨材のかみあわせで応力が伝達される領域を云
うものである。
【0013】
【発明の効果】この発明は、前記のようであって、請求
項1に記載の発明は、供試体の上面と下面とを挾む載荷
板を介して引張試験機に装着した供試体を引張る引張試
験方法において、供試体に併設した引張ばねで載荷板間
を連結し、上下方向に引張荷重を載荷して、引張荷重を
ばね分担荷重と供試体分担荷重とに分割し、供試体の引
張応力と、供試体にひび割れが発生する荷重と、供試体
の変位とを求めるので、ひび割れ発生の進展速度に対応
して載荷を急激に低下させる載荷機構を具えていない引
張試験機を用いて安価に、かつ、容易に正確な引張軟化
曲線を求めることができて、供試体のひび割れ発生及び
その進展速度に対応する引張応力の低下を追跡すること
ができるという効果がある。請求項2に記載の発明は、
供試体の上面と下面とを挾む載荷板を介して引張試験機
に装着した供試体を引張る引張試験機において、供試体
に併設し、載荷板間を連結した引張ばねを試験機治具に
設けたので、全荷重を引張ばねと供試体とに分担して載
荷することができて、ひび割れ発生の進展速度に対応し
て載荷を急激に低下させる載荷機構を具えていない引張
試験機を用いて安価に、かつ、容易に正確な引張軟化曲
線を求めることができて、供試体のひび割れ発生及びそ
の進展速度に対応する引張応力の低下を追跡することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施する際のコンクリート供試体を
試験機治具を用いて引張試験機の載荷板に取付た状態を
示す概略縦断面図である。
【図2】この発明の純引張試験法で得られる荷重とコン
クリート供試体の変位との関係を示す特性図である。
【図3】同上の純引張試験方法で得られるコンクリート
供試体の分担荷重と変位との関係を示す特性図である。
【図4】図3におけるひび割れが発生した以後のコンク
リート供試体の変位と引張応力との関係を示す引張軟化
特性図である。
【図5】従来の引張試験法を実施する際のコンクリート
供試体を引張試験機の載荷板に取付た状態を示す概略縦
断面図である。
【図6】同上の引張試験法で得られる荷重とコンクリー
ト供試体の変位との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 試験機治具 2 コンクリート供試体 3,3′ 載荷板 4 引張ばね 5,5′ 横板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供試体の上面と下面とを挾む載荷板を介
    して引張試験機に装着した供試体を引張る引張試験方法
    において、供試体に引張ばねを併設して載荷板間を連結
    し、上下方向に引張荷重を載荷して、前記引張荷重をば
    ね分担荷重と供試体分担荷重とに分割し、供試体の引張
    応力と、供試体にひび割れが発生する荷重と、供試体の
    変位とを求めることを特徴とするコンクリート純引張試
    験方法。
  2. 【請求項2】 供試体の上面と下面とを挾む載荷板を介
    して引張試験機に装着した供試体を引張る引張試験機に
    おいて、供試体に併設し、載荷板間を連結する引張ばね
    を載荷板に設けたことを特徴とするコンクリート純引張
    試験機の試験機治具。
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