コンクリート
コンクリート円柱強度および水セメント比計算ツール
コンクリートの強度は、ASTM C39 に基づいて標準円柱供試体を圧縮破壊して測定します。最大荷重と円柱の直径を入力すると psi と MPa で強度が求められます。練混ぜ水とセメントの重量を入力すると、水セメント比が求められます。
計算式
圧縮強度 f = P ÷ A、A = πd²/4（ASTM C39）です。1 psi = 0.006894757 MPa です。水セメント比 w/c = 水の重量 ÷ セメント質材料の重量 です。ACI 211.1 表 6.3.4(a) は、空気連行性のないコンクリートにおける w/c と材齢 28 日強度の関係を示しており、おおよそ 6,000 psi では 0.41、5,000 psi では 0.48、4,000 psi では 0.57、3,000 psi では 0.68、2,000 psi では 0.82 です。
計算例
直径 4 in、高さ 8 in の円柱供試体が 50,000 lb で破壊した場合：面積 = 12.57 in²、強度 = 3,979 psi（27.4 MPa）です。練混ぜ水 280 lb、セメント 564 lb（六袋分）の配合では、w/c = 0.50 となります。ACI 211.1 を補間すると、空気連行性のないコンクリートでおよそ 4,800 psi に相当します。
前提条件と制限
- 単一円柱の試験結果です。ACI 318 の第 26.12 項による判定では、一回の試験につき二本の円柱（または 4x8 の円柱三本）の平均値と、移動平均を用います。
- 径に対する長さの比が 2.0 の場合。これより短いコアには、ASTM C39 の補正係数が必要です。
- 水セメント比と強度の関係は概略であり、材料によって異なります。実際の強度は試し練りによって確かめます。
よくある質問
ACI 318 の合否判定基準は何ですか？
連続する三回の試験結果の平均がすべて f'c 以上で、かつ個々の試験結果が f'c を下回る量が、f'c が 5000 psi 以下の場合は 500 psi、5000 psi を超える場合は f'c の 0.10 倍を超えなければ、強度は満足とみなされます。
水セメント比が低いとコンクリートが強くなるのはなぜですか？
過剰な水は蒸発する際に毛細管の孔を残し、セメントペーストを弱くします。エイブラムスの法則は、w/cが上がるにつれて強度が低下することを示しています。
コンクリートが完全な強度に達するまでどのくらいかかりますか？
設計強度 f'c は材齢 28 日で規定されます。一般的なコンクリートは、材齢 7 日で f'c の約 65% から 75% に達し、28 日以降もゆっくりと強度が増え続けます。