多孔質コンクリートの低温亀裂抵抗を測定するため、実験室用ユニバーサル試験機を使用して、-10°Cで梁試験片に3点曲げ試験を実施します。このセットアップでは、高精度変位センサーを使用して微小な変形を捉えながら、試験機が凍結したサンプルに制御された荷重を印加します。
曲げ強度と最大曲げひずみを同時に記録することにより、この方法は、材料が凍結条件下でどの程度柔軟であるかの定量的な指標を提供し、特に脆性破壊を防ぐためのCTBNなどの添加剤の効果を分離します。
試験方法
寒冷地での多孔質コンクリートの挙動を正確に評価するためには、試験環境と機械的セットアップを厳密に制御する必要があります。
3点曲げ構成
手順の核心は、多孔質コンクリートの梁試験片を2つの支えの上に置くことです。ユニバーサル試験機は、梁の中心に垂直荷重を印加します。このジオメトリにより、梁の下部が引張応力を受け、通常は亀裂がここで発生します。
環境制御
標準的な室温試験では、この特定の分析には不十分です。試験は、寒冷気候におけるコンクリートの脆性をシミュレートするために-10°Cで実施されます。この温度を維持することで、データが冬の条件下での材料の実際の性能を反映することが保証されます。
精密計測機器
ユニバーサル試験機には高精度変位センサーが装備されている必要があります。多孔質コンクリートは脆い可能性があるため、これらのセンサーは重要です。装置は、破壊の正確な瞬間と、破壊前に発生する微視的なたわみを捉える必要があります。
主要な性能指標
ユニバーサル試験機は、「亀裂抵抗」を定義する2つの特定のデータポイントを抽出します。
曲げ強度の測定
試験機は、梁が破壊される前に耐えられる最大荷重を記録します。この計算により、曲げ強度が決定され、凍結コンクリートの最終的な応力限界を示します。
曲げひずみの定量化
単純な強度を超えて、変位センサーは、梁が折れる前にどのくらい曲がるかを測定します。これは最大曲げひずみとして記録されます。ひずみ値が高いほど柔軟性が高いことを意味し、コンクリートは熱的または機械的な荷重の変動によって亀裂が発生しにくいことを意味します。
添加剤の効果の評価
この試験プロトコルは、CTBN（カルボキシル末端ブタジエンアクリロニトリル）などの添加剤の寄与を定量化するために特別に使用されます。ひずみデータを比較することにより、エンジニアは、添加剤が低温で脆性ではなく延性を持つようにコンクリートを効果的に改質したかどうかを証明できます。
トレードオフの理解
この方法は低温性能に関する決定的なデータを提供しますが、考慮すべき固有の課題があります。
温度安定性
-10°Cでの試験の実施は、熱安定性に関して複雑さを導入します。試験チャンバーの温度の変動は、サンプルの脆性を歪ませ、一貫性のないデータにつながる可能性があります。
添加剤分散への感度
この試験は、CTBNなどの添加剤の特定の寄与を定量化することに依存しているため、結果は、添加剤が梁試験片にどの程度よく分散されているかに非常に敏感です。混合が不十分なサンプルは、コンクリート混合設計の可能性を正確に反映しない低いひずみ結果をもたらす可能性があります。
目標に合わせた最適な選択
この試験手順から最大限の価値を引き出すには、特定の工学的目標に合わせて焦点を合わせます。
- 構造耐荷重が主な焦点の場合: 凍結条件下でコンクリートが破壊されずに支えられる最大重量を決定するために、曲げ強度データを優先します。
- 亀裂防止が主な焦点の場合: 材料が応力を吸収し、寒冷地で亀裂に抵抗する能力の主要な指標である最大曲げひずみデータを優先します。
正確な低温試験は、理論的な混合設計と実際の冬の耐久性の間のギャップを埋めます。
概要表:
| パラメータ | 測定方法 | 主要指標 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 脆性 | -10°Cでの3点曲げ | 曲げ強度 | 凍結条件下での最大耐荷重 |
| 柔軟性 | 高精度変位センサー | 最大曲げひずみ | 亀裂なしに変形する能力（延性） |
| 添加剤の効果 | 比較ひずみ分析 | 延性向上 | 亀裂防止のためのCTBNなどの改質剤を評価 |
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参考文献
- Wei Shan, Sheng Zhang. Study on the Road Performance of Terminal Carboxylated Nitrile Rubber-Modified Epoxy Asphalt Permeable Concrete. DOI: 10.3390/ma18081691
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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