技報 第 4 号（2006 年）

高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの収縮特性に関する検討
技術研究所

材工研グループ 鈴木雅博

技術研究所

材工研グループ 中瀬博一

技術本部

開発技術部

青山敏幸

技術本部

開発技術部

大柳修一

１．はじめに表－1

コンクリート構造物の長寿命化のために，コンクリートの高耐久化が望まれている．高炉スラグ微粉末(以下 BS と略す)

配合

W/B*

H-29
H-32

配合
単位量(kg/m3)

C種類

W

C**

BSS

G0.29

H

170586-8708190.32

H173541-901

819

入した低熱ポルトランドセメントや普通セメントをべースとHB-29 0.29

H

170352234852819

したコンクリートは，BS を混入しないコンクリートと比較しHB-32 0.32

H173324216

884819て収縮ひずみが大きくなりことが知られているが，早強ポル

NB-32 0.32N

173324216886819

トランドセメントをべースとし，蒸気養生を行ったコンクリ*：B(結合材)=C+BS，**：H or N

は，副産物であるとともにコンクリートに BS を混入することにより塩分遮断性に優れた高耐久コンクリートを製造することが可能となる．しかし，20℃環境内で養生した BS を混ートの収縮特性についての基礎データはほとんどないのが現

熱電対埋込型ひずみ計
394状である．高耐久構造物の構築のために，自己収縮ひずみによるひび割れ発生の有無を検討する必要がある．

100

そこで，本研究では，早強ポルトランドセメントを比表面積 6220cm2/g の BS で 40%を置換した結合材を用いたコンクリートの収縮ひずみ試験と鉄筋比 1.3%の拘束試験を実施し，ﾃﾌﾛﾝｼ-ﾄ

自己収縮ひずみによるひび割れ発生を検討する上での基礎データの収集を目的とした．

ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾎﾞ-ﾄﾞ ﾎﾟﾘｴｽﾃﾙﾌｨﾙﾑ
厚さ3mm

厚さ1mm

単位：mm

厚さ0.1mm

２．実験概要図－１ 自己収縮ひずみ試験状況

2.1 使用材料および配合

ゲ－ジUFLA-2D13(拘束鉄筋)100

セメントには，早強ポルトランドセメント(記号 H，密度3.14g/cm3，比表面積 4470cm2/g)および普通ポルトランドセメント(記号 N，密度 3.16g/cm3，比表面積 3250cm2/g)を使用し600た．混和材には，高炉スラグ部粉末(記号 BS，密度 2.88g/cm3，2.68g/cm3，吸水率 0.82%)を，粗骨材には,砕石(最大寸法 20mm，配合表を表－１に示す．検討は 5 種類の配合とし，水結合材比を 29％と 32%の 2 種類とし，結合材を H，H+BS およびN+BS の 3 つの組合せとして実施した．

100

600(側面図)

比表面積 6220cm2/g)を使用した．細骨材には，砕砂(表乾密度
表乾密度 2.73g/cm3，吸水率 0.57%)を使用した．

3001,500(断面図)単位：mm

図－２ 自己応力試験状況
厚さ 0.05mm のアルミ箔テープで覆い封緘養生とし，温度20℃，湿度 60％の室内に静置した．
2.3 試験方法
図－１に自己収縮ひずみの試験状況を示す．自己収縮ひず練混ぜは，モルタル先練りとし，細骨材と結合材とを 15 秒

み供試体の寸法は 100×100×400mm とした．自己収縮ひず

練混ぜ，水と混和剤を添加後に 150 秒練混ぜ，最後に粗骨材

みの測定は，JCI の自己収縮試験方法に準拠し，供試体中央を投入し，60 秒練り混ぜた．

部に埋設した埋込みひずみ計によって測定した．

2.2 養生方法

図－２に自己応力試験状況を示す．供試体の寸法は 100×

材齢 15 時間までの初期養生は，蒸気養生と 20℃室内の封100×1500mm とした．埋設する鉄筋の中央の 300mm の区緘養生とした．蒸気養生は前養生 3 時間，2 時間で 50℃まで間は，リブとふしを取り除いた円形断面とした．自己収縮応上昇し，6 時間 50℃を保持し，2 時間で 20℃とした．脱枠後力の測定は，JCI の自己応力試験方法に準拠し，鉄筋に貼付の養生は，自己収縮ひずみと自己応力測定供試体では全面をしたストレンゲージを用いて測定した．

技報 第 4 号（2006 年）

0-100-200-300-400-500-600-700
0.01

0.10

1.00
10.00
有効材齢(日)100.00-6HB29-SH29-S0

自己収縮ひずみ(x10 )-6自己収縮ひずみ(x10 )

100-200-300-400-500-600-700
0.011000.00

図－３ 自己収縮ひずみ(W/B=29%)(蒸気養生)

材齢 15 時間ではそれぞれ 69.7，59.1N/mm2 であり，材齢 7日では 79.9，71.9 N/mm2 であった．
3.2 自己収縮ひずみ1.0010.00
有効材齢(日)100.001001000.00

水結合材比 29%の蒸気養生および封緘養生した供試体の自HB32-S
H32-S
NB32-S

0-6

自己収縮ひずみ(x10 )

蒸気養生した配合 HB-29 と HB-32 の供試体の圧縮強度は，

0.10

図－４ 自己収縮ひずみ(W/B=29%)(封緘養生)

３．試験結果および考察
3.1 圧縮強度

HB29
H29-100-100-200-300-400-500-600-7000.01

己収縮ひずみの経時変化を図－３，４にそれぞれ示す．計測

0.10

1.00
10.00
有効材齢(日)終了時点の自己収縮ひずみは，蒸気養生した場合には BS を100.001000.00混入することにより自己収縮ひずみが大きくなったが，封緘

図－５ 結合材種別による自己収縮ひずみ比較

養生供試体ではほぼ等しくなった．また，同一配合で養生方(蒸気養生)法の差による自己収縮ひずみ量は，BS を混入した供試体では1.00

HB29

した供試体の方が封緘養生供試体と比較して小さくなった．
この結果は，簡易断熱養生供試体の自己収縮ひずみは，ポルトランド系セメントでは低減し，高炉セメント B 種では逆に大きくなるとする報告があり，ポルトランドセメント単身とBS を混入したセメントでは自己収縮ひずみの温度依存性が異なる点で合致した．

自己応力(N/mm 2)ほぼ等しくなったのに対して，BS 無混入供試体では蒸気養生

0.80
0.60
0.400.20

注水から15時間
2
引張強度 3.95N/mm

0.000.01

図－５に蒸気養生した供試体の結合材種別による自己収縮

0.101.0010.00
有効材齢(日)100.001000.00

ひずみの発現の差異を示す．計測終了時点の自己収縮ひずみ量は配合 NB32 が最も大きく，配合 H32 が最も小さくなった．
また，蒸気養生した供試体では BS を混入するベースセメン

図－６ 自己応力の経時変化(封緘養生)

４．まとめ

トは早強ポルトランドセメントの方が普通ポルトランドセメ

BS を混入した収縮試験の結果，収縮量は，蒸気養生した場

ントと比較して自己収縮ひずみ量は小さくなった．この点に合には BS を混入した方が大きくなることや，早強セメント

ついては，セメントに含有するビーライト量と温度履歴が自とした方が普通セメントと比較して小さくなることなどが明

己収縮ひずみに与える影響と考えるが，さらに検討する必要らかになった．今後さらに混合セメントの温度履歴が自己収がある．

縮ひずみに与える影響を検討する必要がある．

3.3 自己応力
図－６に封緘養生した配合 HB-29 の自己応力の経時変化と材齢 15 時間の割裂引張強度を示す．鉄筋比 1.3%の鉄筋拘束Key Words：高炉スラグ微粉末，高耐久コンクリート，収縮ひずみ，拘束応力により，計測終了時点約 0.8N/mm2 の引張応力が発生する結果となった．なお，配合 H-29 においても，計測終了時点で約0.8N/mm2 の引張応力が発生する結果となった．配合 HB-29と配合 H-29 の自己収縮ひずみがほぼ一致しており，この結果として，自己応力もほぼ合致する結果になったと考えられる．

鈴木雅博

中瀬博一

青山敏幸

大柳修一