(57)【要約】      （修正有）【課題】超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度を、初期材齢の圧縮強度に基づき推定する方法を提供する。【解決手段】（Ａ）前養生工程、（Ｂ）昇温工程、（Ｃ）保温養生工程、および（Ｄ）降温工程を経た材齢７日の超高強度コンクリート供試体の圧縮強度を、同一の材料および配合を有する超高強度コンクリートの材齢９１日における構造体コンクリート強度とみなして推定する、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経た材齢７日の超高強度コンクリートの圧縮強度を、同一の材料および配合を有する超高強度コンクリートの材齢９１日における構造体コンクリート強度とみなして推定する、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法。
（Ａ）２０±３℃の環境下で、超高強度コンクリートを混練した後、該コンクリートを型枠に打ち込み、大気に接するコンクリート面をカバーした封かん状態で、２０±３℃の環境下で材齢１日まで超高強度コンクリートを養生する、前養生工程
（Ｂ）材齢１日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、１２時間かけて８０〜８５℃まで昇温する、昇温工程
（Ｃ）前記温度に達した後、さらに１２時間にわたり、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を８０〜８５℃に保持して、材齢２日まで超高強度コンクリートを養生する、保温養生工程
（Ｄ）材齢２日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、５日間かけて２０±３℃に降温する、降温工程
【請求項２】
標準水中養生した場合における材齢２８日の圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上である超高強度コンクリートを、前記早期推定の対象コンクリートとする、請求項１に記載の超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度を、初期材齢の圧縮強度に基づき推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の超高層建築物において、設計の自由度や快適な居住空間を確保するため部材のスリム化や長スパン化が進んだ結果、コンクリートの設計基準強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上の超高強度コンクリートが用いられるようになった。
【０００３】
一般に、水結合材比が３０％以下となるような超高強度コンクリートを用いて構築される柱や梁などの構造体は、硬化時の水和熱によって構造体の中心部の温度が高温となる。
材齢初期に自らの水和熱によって高温履歴を受けた構造体コンクリートは、初期材齢では標準水中養生供試体に比べて高い強度を発現するものの、材齢経過にともなう圧縮強度の増進が少なく、長期材齢では標準水中養生供試体よりも低い圧縮強度となる傾向にあるとされている。
そして、日本建築学会では、構造体の要求性能を得るために必要とされるコンクリートの圧縮強度（品質基準強度）において、構造体コンクリート強度が満足しなければならない材齢は９１日としている（非特許文献１）。
そのため、構造体コンクリート強度の推定方法にあっては、その都度、部材と同寸法の構造体モデルを作成する必要があるために、膨大な費用と期間とを要するという問題点があった。
【０００４】
なお、構造体コンクリートとは、構造体とするために打ち込まれ、周囲の環境条件や水和熱による温度条件のもとで硬化したコンクリートである。また、構造体コンクリート強度とは、構造体コンクリートが発現している圧縮強度であり、一般に構造体または構造体と同時に打ち込まれ、同じ養生が施された部材から採取したコア供試体の圧縮強度で表される（非特許文献１）。
【０００５】
そこで、初期材齢の強度に基づき長期材齢の強度を推定する方法が、いくつか提案されている。
例えば、特許文献１では、練り混ぜ後のフレッシュコンクリートから、硬化後の強度を短時間で推定するコンクリート強度の推定方法であって、練り混ぜ直後のフレッシュコンクリートから試料を採取したのち、該試料を直ちに乾燥し、フレッシュコンクリート中の推定単位水量を算出し、ついで、配合上の単位セメント量または計量値から推定セメント水比を算出し、ついで、予め算定した、種々の配合のコンクリートのセメント水比とコンクリート強度との相関関係を示す回帰式を用いて、コンクリート強度を早期に推定する方法が提案されている。
しかし、該方法は単位水量と水セメント比の推定値から強度を推定するものであり、その他のコンクリートの特性は考慮されないため、推定精度は必ずしも十分ではなかった。
【０００６】
また、特許文献２では、管理用供試体の材齢２８日圧縮強度から所定の強度補正値を減ずることにより、構造体コア供試体の材齢９１日圧縮強度を推定する高強度コンクリート構造体の強度管理方法において、前記管理用供試体の圧縮強度が、前記構造体コア供試体の前記材齢９１日圧縮強度を上回る、または同等となるような値に設定されている高強度コンクリート構造体の強度管理方法が提案されている。
しかし、該方法では、待機期間が短縮されたとはいえ、それでも材齢２８日まで待たなければならず早期とはいえない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本建築学会編著、「建築工事標準仕様書・同解説  ＪＡＳＳ  ５  鉄筋コンクリート工事２００９」、日本建築学会、２００９年２月、ｐｐ．１３０−１３２、ｐｐ．２２３−２２５
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−３０４３８４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、初期材齢の超高強度コンクリート供試体の圧縮強度から、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度を推定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の推定方法を種々検討したところ、下記の推定方法は前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法である。
［１］下記（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経た材齢７日の超高強度コンクリート供試体の圧縮強度を、同一の材料および配合を有する超高強度コンクリートの材齢９１日における構造体コンクリート強度とみなして推定する、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法。
（Ａ）２０±３℃の環境下で、超高強度コンクリートを混練した後、該コンクリートを型枠に打ち込み、大気に接するコンクリート面をカバーした封かん状態で、２０±３℃の環境下で材齢１日まで超高強度コンクリートを養生する、前養生工程
（Ｂ）材齢１日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、１２時間かけて８０〜８５℃まで昇温する、昇温工程
（Ｃ）前記温度に達した後、さらに１２時間にわたり、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を８０〜８５℃に保持して、材齢２日まで超高強度コンクリートを養生する、保温養生工程
（Ｄ）材齢２日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、５日間かけて２０±３℃に降温する、降温工程
［２］標準水中養生した場合における材齢２８日の圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上である超高強度コンクリートを、前記早期推定の対象コンクリートとする、前記［１］に記載の超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の超高強度コンクリートの圧縮強度の早期推定方法によれば、材齢７日の圧縮強度に基づき材齢９１日における構造体コンクリート強度を簡単かつ精度よく推定できる。
したがって、室内試験による配合選定が短期間で可能である。また、実機試験時に作製した模擬構造体の強度発現性を短期間で推定できるため、実機試験における不具合や問題点を早期に発見・認識して、改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明において実施する養生の温度履歴パターンの一例を示す図である。
【図２】（ａ）は超高強度コンクリートの模擬体から採取したコア供試体による構造体コンクリート強度と、図１に示す温度履歴を受けた超高強度コンクリート供試体の圧縮強度の相関を示す図である。また、（ｂ）は超高強度コンクリートの模擬体から採取したコア供試体による構造体コンクリート強度と、従来の標準水中養生を実施した超高強度コンクリート供試体の圧縮強度の相関を示す図であり、（ａ）の相関と比較することにより、本発明の推定精度の高さを示すことを目的に掲載した。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、前記（Ａ）〜（Ｄ）の養生工程（以下「温度履歴養生」という。）を経た材齢７日の超高強度コンクリート供試体の圧縮強度を、同一の材料および配合を有する超高強度コンクリートの材齢９１日における構造体コンクリート強度とみなして推定する、超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法である。
以下、前記（Ａ）〜（Ｄ）工程等に分けて詳細に説明する。
（Ａ）前養生工程
該工程は、２０±３℃の環境下で、超高強度コンクリートを混練した後、該コンクリートを型枠に打ち込み、大気に接するコンクリート面をカバーした封かん状態で、２０±３℃の環境下で材齢１日まで超高強度コンクリートを養生する工程である。
前記超高強度コンクリートは、好ましくは、標準水中養生した場合における材齢２８日の圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上であるコンクリートである。
前記型枠の大きさ、および形状は、内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱供試体用の型枠を使用する。なお、型枠の材質は特に制限されず、例えば、鋼製、ブリキ製、合成樹脂製、および紙製等のいずれも使用できる。
また、前記カバーを行うための材料は、フィルム、ラップ、シート、およびビニール袋等が使用できる。
【００１４】
（Ｂ）昇温工程
該工程は、材齢１日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、１２時間かけて８０〜８５℃まで昇温する工程である。
前記昇温をするための装置として、昇温が可能な恒温槽や恒温恒湿槽等の汎用の装置が挙げられる。
なお、図１に示すように、本発明においては、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が２０％未満のコンクリートは８５℃まで、水セメント比が２０％以上のコンクリートは８０℃まで昇温することが好ましい。
【００１５】
（Ｃ）保温養生工程
該工程は、前記温度に達した後、さらに１２時間にわたり、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を８０〜８５℃に保持して、材齢２日まで超高強度コンクリートを養生する工程である。
前記保温をするための装置として、前記と同様に、恒温槽や恒温恒湿槽等の汎用の装置を使用することができる。
【００１６】
（Ｄ）降温工程
該工程は、材齢２日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートを打ち込んだ型枠の周辺の温度を、５日間かけて２０±３℃に降温する工程である。
そして、前記降温後、速やかに脱型して、超高強度コンクリートの供試体を取り出し、ＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて該コンクリートの材齢７日の圧縮強度を測定する。
【００１７】
〔本発明の方法の推定精度が高い理由について〕
以上のように、本発明の推定方法は極めて簡単な方法であるが、その推定精度は、図２の（ａ）に示すように極めて高い。この推定精度が高い理由について以下に考察する。
（i）一般に、材齢初期に自らの水和熱によって高温の履歴を受けたコンクリート（模擬構造体を含む。）は、材齢の経過に伴う強度増進が少なく、例えば、材齢９１日等の長期材齢では、標準水中養生よりも強度が低下する傾向があることが知られている。
（ii）しかし、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上となる超高強度コンクリートでは水和熱も高いため、例えば、柱部材等のマッシブな構造体は水和熱による高い温度履歴を受けて、圧縮強度が著しく増進し、標準水中養生した長期材齢のコンクリートを上回る程の、高い強度を示すことがある。この場合、従来の標準水中養生ではこの水和発熱を再現できず、標準水中養生した供試体と、現場の構造体からコア抜きして得た供試体とでは、図２の（ｂ）に示すように強度が乖離し、この乖離は強度レベルが高いほど大きくなる。
（iii）これに対し、本発明の方法において実施する温度履歴養生の温度履歴パターン（例えば図１）は、構造体の水和熱による温度履歴を精度よく再現する結果、本発明の方法の推定精度は高いと推測する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）シリカフュームプレミックスセメント（Ｃ）
ＳＦＰＣ（登録商標）、密度３．０４（太平洋セメント社製）
（２）山砂（Ｓ１）
Ａ工場で用いた山砂は千葉県市原市産、密度２．５８
Ｂ工場で用いた山砂は千葉県富津市産、密度２．６０
（３）砕砂（Ｓ２）
Ａ工場で用いた砕砂は山梨県大月市産、密度２．６２
Ｂ工場で用いた砕砂は東京都青梅市産、密度２．６２
（４）砕石２００５（Ｇ）
Ａ工場で用いた砕石は山梨県大月市産、密度２．６４、実積率６０．０％
Ｂ工場で用いた砕石は東京都青梅市産、密度２．６４、実積率６１．０％
【００１９】
２．試験方法
（１）超高強度コンクリートの混練
Ａ工場とＢ工場において、表１に示す配合に従い前記材料を用いて、２０℃の環境下で超高強度コンクリートを混練した。該コンクリートは、以下の模擬体、温度履歴養生用の供試体、および標準水中養生用の供試体の作製に供した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
（２）模擬体の作製と養生
前記コンクリートの一部は、柱の中央部を想定して上下２面を発泡スチロール等の断熱材で挟んだ縦１ｍ、横１ｍ、高さ１ｍの型枠に打ち込んで模擬体を成形し、型枠のまま現場で養生した後、材齢９１日の直前に模擬体からコア抜きして、コア供試体を採取した。
【００２２】
（３）温度履歴養生用供試体の作製と養生
前記コンクリートの一部は、内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの型枠に打ち込み、大気に接するコンクリート面をラップで覆い、ビニールテープで封をして封かん状態とし、２０℃の環境下で材齢１日まで養生した。
材齢１日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートの入った型枠を、加熱装置を備えた恒温恒湿槽内に載置し、１２時間かけて槽内を、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が２０％未満のコンクリートでは８５℃まで、また、水セメント比が２０％以上のコンクリートでは８０℃まで昇温した。
該温度に達した後、さらに１２時間にわたり、槽内の温度を前記温度に保持して、材齢２日まで養生した。材齢２日が経過した時点で、前記超高強度コンクリートの入った型枠の周辺の温度を、５日間かけて２０℃に降温して、材齢７日まで温度履歴養生を行った。図１に、以上の温度履歴パターンを示す。
【００２３】
（４）標準水中養生用供試体の作製と養生
比較のため、前記コンクリートを用いて、前記ＪＩＳに準拠して標準水中養生供試体を作製し、材齢２８日まで標準水中養生した。
【００２４】
（５）圧縮強度の測定
前記コア供試体、温度履歴養生供試体、および標準水中養生供試体を用いて、ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準じて圧縮強度を測定した。コア供試体の強度と温度履歴養生供試体の強度の相関を図２の（ａ）に、コア供試体の強度と標準水中養生供試体の強度の相関を図２の（ｂ）に示す。
図２の（ａ）に示すように、材齢９１日のコア供試体の強度と、材齢７日の温度履歴養生供試体の強度は一致している。これに対し、図２の（ｂ）に示すように、材齢９１日のコア供試体の強度と、従来の方法である材齢２８日の標準水中養生供試体の強度の相関は悪く、特に、前記のとおり、強度が高くなるほど両者の強度の不一致は大きくなる。
したがって、本発明の超高強度コンクリートを使用した構造体コンクリート強度の早期推定方法によれば、材齢７日の圧縮強度に基づき、材齢９１日における構造体コンクリート強度を簡単かつ精度よく推定できる。
【図１】
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【図２】
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