Proposal of an equation for estimating the static modulus of elasticity of porous concrete with wide range of voids for performance-based design

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04694
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 23010:Building structures and materials-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: SAITO Toshikatsu 日本大学, 工学部, 准教授 (70547819)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ポーラスコンクリート / 結合材 / 静弾性係数 / 推定式 / Hashin-Hansen式 / 空隙補正係数 / 圧縮強度 / 単位容積質量

Outline of Final Research Achievements

The Hashin-Hansen's equation introduced from the low of mixture is established for estimating the static modulus of elasticity of the ordinary cement concrete as a two-phase composite material. Based on that equation, the authors proposed the formula introducing the correction coefficient of voids for estimating the static modulus of elasticity of porous concretes as a three-phase composite. However, the proposed formula was established by using the estimated value of the static modulus of elasticity of the coarse aggregate.
This research defines the compressive properties of the porous concretes using coarse aggregates with the known value of the static modulus of elasticity, and then the applicability of the proposed formula and the correction coefficient of voids for the formula are discussed. The test results show that the sufficient correlation between the estimated and measured values of the static modulus of elasticity of the porous concretes are recognized.

Free Research Field

コンクリート工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近では，ポーラスコンクリートの強度改善に関する研究が進展し，高強度領域での構造部材としての利用も期待される。そのためには，ポーラスコンクリートの圧縮性状の詳細な解明が必要であり，その一つが静弾性係数である。なお，コンクリートの静弾性係数は，鉄筋コンクリート構造物の構造計算時に構造部材の変形能や剛性を評価するために用いられる。本研究の成果は，ポーラスコンクリートの調合設計条件から，その静弾性係数の推定を可能にする手法を提供するものであり，ポーラスコンクリートの構造部材としての利用に寄与するものと考えられる。