技報 第 8 号（2010 年）

単位体積質量が 1.3t/m3 以下の軽量コンクリートの特性
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桜田道博

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川畑智亮

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鈴木雅博

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中瀬博一

表-1 目標性状

１．はじめに

18N/mm2
1.3t/m3 以下
15±2.5cm
15±1.5%

設計基準強度
単位体積質量スランプ
空気量

近年，プレストレストコンクリート橋(以降，PC 橋)に対する要求は多様化しており桁高の低減，少数主桁化およびコストの低減等が求められている．通常の PC 橋では橋面工の荷重が問題となることはほとんどないが桁高を低減したり，コスト低減のために主桁本数を減らす場合は歩道のマウンドアップ部や高さ調整コンクリート等の荷重が無視できなくなる場合がある．そこで，これら無筋部分の橋面工を軽量化する
ため単位体積質量が 1.3t/m3 以下で設計基準強度が 18N/mm2以上の軽量コンクリートを開発することとした．所要の強度，表-2 試験項目
試験項目
スランプ
空気量(重量法)
単位体積質量
圧縮強度(φ10×20cm)
引張強度(φ10×20cm)

試験方法
JIS A1101
JIS A1116
JIS A1116
JIS A1108
JIS A1113

備考

標準養生：σ7，σ28
標準養生：σ7，σ28

単位体積質量，凍結融解抵抗性および施工性を有する軽量コ
表-3 使用材料

ンクリートを開発するため室内試験練り，各種強度試験，凍結融解試験，実機試験および施工性試験を実施した．

２．試験方法2.1 室内試験練り
軽量コンクリートの目標性状は表-1 に示すとおりとした．
今回開発する軽量コンクリートは無筋コンクリートへの適用を考えているため設計基準強度は道路橋示方書に準拠し，材 料 記号
仕 様セメント C 普通ポルトランドセメント，密度 3.16g/cm3
人工軽量骨材 M 級，絶乾密度 1.53g/cm3 ，吸水率
細骨材
S8.0%(24H)，含水率(入荷時)0.5%，粗粒率 3.76
人工軽量骨材 L 級(中国産)，絶乾密度 0.91g/cm3，
粗骨材 G 吸水率 1.41%，含水率(出荷時)1.15%，実積率 63%，Gmax15mm
短繊維 VF ビニロン繊維,密度 1.3g/cm3,長さ 12mm,径 0.1mm
SP 高機能型 AE 減水剤
混和剤
AE 起泡剤18N/mm2 とした．単位体積質量は既往の研究より実現可能性
表-4 配合を考慮し，1.3t/m3 とした．スランプは予察の試験練りより，充てん性および材料分離抵抗性を目視で判断し，15cm とした．
空気量は各使用材料の密度を考慮し，コンクリートの単位体積質量が 1.3t/m3 以下を満足するよう 15%と定めた．これらの目標性状を満足するコンクリートの配合を決定するため，室内試験練りでは表-2 に示す試験を実施した．軽量コンクリ

配合 W/C
No. (%)
137234340

単位量(kg/m3)

Air s/a(%) (%) W CSG* VF
15 30.5 165 446 254 348 2
15 28.9 165 485 236 348 215 31.8 165 413 269 348 2単位
体積質量(t/m3)
1.213
1.234
1.195

*単位粗骨材かさ容積 600L/m3ートの使用材料および配合をそれぞれ，表-3 および表-4 に示す．コンクリートの単位体積質量を小さくするため細骨材，粗骨材はともに気乾状態の軽量骨材を使用した．
2.2 凍結融解試験
凍結融解試験は JIS A1148(B 法：気中凍結水中融解)に準拠して行った．コンクリートの配合は表-4 に示す W/C 37%の配合とし，試験は材齢 28 日から開始した．
2.3 実機試験および施工性試験
実機ミキサで製造した軽量コンクリートが所要の性能を満足するかを確認するため実機試験を行った．試験項目は室内試験練りと同様，表-2 のとおりとし，①フレッシュ性状の経時変化(練上り直後，40 分後，60 分後，80 分後)，②圧縮強度

写真-1 施工性試験状況(材齢 7 日，28 日)および③硬化コンクリートの単位体積質量を確認した．
また，実機ミキサで製造した軽量コンクリートの施工性を確認するため写真-1 のとおり版状の供試体を製作し，①充てん性，②材料分離抵抗性および③仕上げ性を確認した．

技報 第 8 号（2010 年）
表-5 フレッシュ性状(室内試験練り)*

３．試験結果および考察
3.1 室内試験練り
室内試験練りにおけるコンクリートのフレッシュ性状を表-5 に示す．すべての配合に関してコンクリートのフレッシュ性状は表-2 の目標性状をおおむね満足し，単位体積質量は1.3t/m3 以下となった．セメント水比と圧縮強度との関係を図

ｰﾄ
単位体積 ｺﾝｸﾘ
SP
温度
配合 W/C 添加量 AE** ｽﾗﾝﾌ
ﾟ Air質量(℃)
No.
(%) (C×%) 添加量 (cm)(%)(t/m3)
1370.8
6.0A 17.0 13.8 1.23024.22341.29.0A 16.5 13.6 1.254
24.33400.55.5A 17.5 16.7 1.17121.5注) *練上りから 40 分後の値，**1A=C×0.01%(気泡剤原液)-1 に示す．ここで，設計基準強度 18N/mm2 を満足するため

35の配合強度 21.9N/mm2 は変動係数を安全側に 10%とし，JIS標準養生（W=165kg/m 3 ）A5308 に準拠して求めた．図-1 よりセメント水比が 2.7(W/Cを上回っており W/C を 37%とすることで設計基準強度18N/mm2 を満足することが確認された．硬化コンクリートの単位体積質量を図-2 に示す．硬化コンクリートの単位体積質量はフレッシュ時の単位体積質量とほぼ対応しており硬化コ30
σ28 = 28.14(C/W) - 51.00

2圧縮強度(N/mm )37%)におけるコンクリートの圧縮強度は材齢 7 日で配合強度25
配合強度：21.9N/mm2202

設計基準強度：18N/mm

15

ンクリートの単位体積質量も目標値 1.3t/m3 以下を満足した．
3.2 凍結融解試験

σ7 = 24.84(C/W) - 45.27

材齢7日
材齢28日

2.60
2.80
セメント水比 C/W

3.00

102.40凍結融解試験における供試体の相対動弾性係数は 300 サイ
クルに至るまで 100 以上であり，ほとんど低下しなかった．
また，写真-2 に示すとおり，試験終了後の供試体にポップア

図-1 セメント水比と圧縮強度との関係ウトやひび割れ等の損傷は認められないことから，今回開発
1.35
気中保管3ていると判断される．

硬化体の単位体積質量 (t/m )

した軽量コンクリートは凍結融解に対して高い耐久性を有し
3.3 実機試験および施工性試験
実機試験におけるコンクリートのフレッシュ性状を表-6 に示す．プラントから現場までの平均的な運搬時間を考慮し，練上りから 40 分後に所定のフレッシュ性状となるよう練上り直後のスランプおよび空気量を調整した．スランプに関しては 40 分で 2cm 程度のスランプロスが認められたが，練上り直後を 18cm とすることで 40 分後から 80 分後までのスランプは目標値 15±2.5cm を満足した．一方，空気量に関して

1.30
目標値：1.3t/m3 以下

1.25
1.20
1.15

材齢28日

y＝x

1.10
1.10

は経時変化が 80 分で 1%程度であり，練上り直後を 15%とすることで 80 分後まで目標値 15±1.5%を満足した．単位体積y = 0.9517x + 0.0649
R2 = 0.8742
材齢7日

1.15
1.20
1.25
1.30
ﾌﾚｯｼｭ時の単位体積質量 (t/m 3 )1.35

図-2 硬化コンクリートの単位体積質量

質量に関しても 80 分後まで目標値の 1.3t/m3 以下を満足した．
施工性試験ではコンクリートのスランプが 14cm～16cm の軽量コンクリートを打設したが充てん性，材料分離抵抗性および仕上げ性に問題はなく，スランプが 15cm 程度であれば施工性は良好であることが確認された．また，写真-3 のとおり，施工性試験供試体から採取したコアに骨材の浮上りは認められず，材料分離抵抗性も問題がないことが確認された．
以上の結果より，設計基準強度 18N/mm2 で単位体積質量1.3t/m3 以下の軽量コンクリートは製造可能であり，所要の施工性，強度および凍結融解抵抗性を有することが確認された．

写真-2 凍結融解試験

写真-3 採取したコア

Key Words：軽量コンクリート，単位体積質量，凍結融解，人工軽量骨材，充てん性，材料分離抵抗性

表-6 フレッシュ性状(実機試験)
経過SP
配合 W/C 添加量 AE* 時間
No. (%) (C×%) 添加量 (分)0401371.04.0A
6080*1A=C×0.01%(気泡剤原液)

ｽﾗﾝﾌ
ﾟ Air(cm)(%)
18.0 14.7
16.0 14.6
14.5 14.7
14.0 13.8ｰﾄ
単位体積 ｺﾝｸﾘ
温度
質量(℃)(t/m3)
1.217
27.0
1.219
27.0
1.217
27.0
1.230
27.0

桜田道博

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