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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

常圧蒸気養生後の遠心成形高強度コンクリートの収縮特性に関する実験的研究(その３．実験概要，ペースト・モルタル・コンクリートの乾燥収縮)○田中佑二郎 1*
菅
一雅 1*

正会員
同常圧蒸気養生
乾燥収縮

遠心成形
シリカフューム

高強度コンクリート
高強度混和材表-1

1．はじめに筆者らは，常圧蒸気養生後の遠心成形した高強度既製
コンクリート杭の内面に発生するひび割れを抑制するこ

使用材料

早強ポルトランドセメント 密度3.14(g/cm3)

セメント混和材

1

エトリンガイト系高強度混和材 密度2.9(g/cm3)

2

石灰系膨張材 密度3.14(g/cm3)
シリカフューム 密度2.2(g/cm3)

3とを目的に，各種調合による収縮特性について検討を行

粗骨材

安山岩系6号砕石 表乾密度2.62(g/cm3)ってきた 1)。遠心成形ではコンクリートが密実になる反面，細骨材

安山岩系砕砂 表乾密度2.64(g/cm3)

骨材が外周面に分離する傾向を示し，高強度になるとそ混和剤

1

ナフタリン系高性能減水剤 密度1.2(g/cm3)2

低級ｱﾙｺｰﾙ-ｱﾙｷﾚﾝｵｷｼﾄﾞ付加物収縮低減剤 密度1.15(g/cm3)の影響が大きくなる 2)。そのため，内面にペースト量が増表-2加する傾向を示す。前述したひび割れ発生要因としては，調合

各種調合条件による影響だけでなく，この様な材料分離

no.の影響も考えられる。

1*1

W/B*2(%)

s/a(%)

調合種類
混和剤*4混和材

Ws/m*3(%) (kg/m3)

23---

5--

310--

離を想定し，ペースト・モルタル・コンクリートの収縮

4---特性を把握し，その発生要因について検討を行った。

55--10-----5--

910--

10--

1.5-5---5---

1.5

そこで，各種調合条件における遠心成形による材料分

２．実験概要
使用材料，調合種類，練り混ぜ･成形･養生条件を表-1~3に示す。調合種類としては，早強ポルトランドセメントと高強度混和材とナフタリン系高性能減水剤の組合せを基本とし，W/B を 23%とした。その他に混和材・剤は，

種類

2P0415-

24M161315

100747M2812シリカフューム，膨張材，収縮低減剤の 3 種類を用いた。

13シリカフュームは置換率を 5,10%，膨張材は置換率を 5%，14024M110415315

100M247220

22.2

1.5-5-

16---

山岩系砕石，砕砂とした。練り混ぜは，空練り 30 秒を行

175--った後，水を投入し本練り 180〜300 秒とした。成形は，

1810----1.5205*1 P：ペースト，M1：モルタル1，M2：モルタル2，C：コンクリート*2 混和材はセメントに対する置換率を表わす*3 s/mはモルタル中の細骨材容積比率を表わす*4 混和剤はＢ：結合材(セメント+混和材)に対する添加率を表わす-

収縮低減剤は添加率を 1.5％とした。粗骨材，細骨材は安振動台を用いて 2 層打ちの各層を所定時間まで振動を加えた。常圧蒸気養生は，前養生 2 時間後徐々に温度を上昇させ，最大温度 80℃を 5 時間保持後，自然冷却させた。
試験体概要を表-4 に示す。乾燥収縮試験について，

1523P112201C4019

表-3no.1~15 は 40×40×160mm，no.16~20 は 100×100×400mm の試 験 体 を 作 成 し た 。 標 点 距 離 を no.1~15 は 100mm ，no.16〜20 (50L強制2軸ミキサー)ージプラグを取り付けた。試験体を 20℃60%RH の養生室に 1 日存置した後，試験体温度が一定となった材齢 2 日

養生条件:前養生→昇温→高温→降温

2h→20℃/h

→

80℃5h

→

自然冷却

表-4
試験種類

試験体概要

試験体形状(mm)no.1〜15

no.16〜20

40×40×160 100×100×400(標点距離：100) (標点距離：200)

よびヤング係数，割裂引張強度試験を行った。含水率試

乾燥収縮

験 に つ い て ， no.1~15 は 40×40×50mm ， no.16~20 は強度物性

φ50×100

φ100×200

含水率

40×40×50

100×100×65

100×100×65mm の試験体を作成し，110℃48 時間炉乾燥す

Study on Shrinkage Property of High Strength Concrete by Centrifugal Compaction after Steam Curing(Part3.Outline,Drying Shrinkage of Paste, Mortar, Concrete)―327―: 空練り30s → 本練り180s

振動成形 2層打ち 各層180s

4G振動台を基長とし，乾燥収縮ひずみ及び質量変化率の測定を行ることにより含水率の測定を行った。

: 空練り30s → 本練り300s

練り混ぜ条件 no.4〜9,12〜15 (50L強制2軸ミキサー) : 空練り30s → 本練り240s
成形条件

no.16~20 は φ100-200mm の試験体を作成し，圧縮強度お練り混ぜ･成形･養生条件

no.1〜3,10,11 (12Lホバートミキサー)

no.16~20 は 200mm とし，試験体の両側面にコンタクトゲっ た 。 強 度 物 性 に つ い て ， no.1~15 は φ50-100mm ，13047

試験内容
20℃60%RH(材齢2日,7日,14日,28日,56日,91日)
圧縮強度、ヤング係数、割裂引張強度
20℃60%RH(材齢,7日,28日,91日)
110℃48時間 炉乾燥
20℃60%RH(材齢2日,7日,28日,91日)

TANAKA Yujiro et al.

調合の乾燥収縮ひずみの測定結果を図-1 に示す。
いずれの調合においても，ペースト・モルタル・コンクリートとペースト量が少なくなる順に，収縮ひずみも小さくなる傾向を示した。収縮特性については，他の調-6)

200

合もペーストと同様な傾向を示した。と同様な収縮ひずみの増加傾向を示した。
既往の研究 3)〜5)では，シリカフュームを混入することで収縮ひずみが同等もしくは 10~30%程度低減する報告がされているが，当該試験ではコンクリートで 68%の低減が確認され，大きな低減効果が得られる結果となった。

ペーストとモルタル 1 の材齢 91 日の収縮ひずみの差をみると収縮低減剤添加で 50µ，シリカフューム混入で262~365µ，混入なしで 402µ と材料分離による収縮ひずみ差の抑制することに対して，収縮低減剤添加が最も効果があり，シリカフューム混入による効果も認められた。

４．まとめ1) 調合に関らず，ペースト・モルタル・コンクリートとペースト量が少なくなる順に，収縮ひずみも小さくなる傾向を示し，材料分離の抑制が内面ひび割れの防止に有効であると考えられる。

-200-400-600-800

Ｍ１：モルタル１

0-200-400-600-800

乾燥収縮ひずみ(×10 -6 )止に有効と考えられる。

0Ｍ２：モルタル２-1000200

いずれにしても，ペースト量が多いと収縮ひずみが増加することから，材料分離を抑制することがひび割れ防-800

乾燥収縮ひずみ(×10 -6 )場合と同様な値を示した。

-600-1000200

膨張材を混入した調合では，材齢 7 日までの初期材齢では小さい値を示すが，以降の長期材齢では混入しない-400

乾燥収縮ひずみ(×10 -6 )は収縮ひずみの変化を示さず，その後は混入しない調合

Ｐ：ペースト-200-1000200シリカフュームを混入した調合では，収縮低減剤を添加した調合と同様に，材齢 28 日までは若干の膨張もしく

0

乾燥収縮ひずみ(×10３．実験結果
材齢 91 日における乾燥収縮ひずみの比較を表-5 に，各0-200-400

Si 0%
Si 5%
Si 10%
収縮低減剤
膨張材-600-800

Ｃ：コンクリート-10002) 既往の研究に比べて，シリカフューム混入の調合は，0406080

100

材齢（日）

ペースト・モルタル・コンクリートで大きな収縮ひずみの低減効果が確認された。

20

図-1

各材齢における乾燥収縮ひずみ

参考文献

3) 材料分離による収縮ひずみ差の抑制効果は，収縮低減

1)菅,田中,小島：常圧蒸気養生後の遠心成形高強度コンクリートの収剤添加が最も有効であり，シリカフューム混入も一定

縮特性に関する実験的研究(その 1,その 2),日本建築学会大会学術講演の効果があることが確認された。

梗概集 A-1,pp.823-826,2008.9.

表-5調合条件2)菅,桝田：高強度コンクリートの遠心成形性に及ぼす調合の影響に

材齢 91 日における乾燥収縮ひずみの比較関する研究,日本建築学会構造系論文集,no.606,pp.29-34,2006.8.

調合種類PM13)三浦,十河,青木,入矢：シリカフュームを混入した高強度コンクリー
M2C

ト用材料の基礎性状,コンクリート工学年次論文報告集 9-1, pp.45-

Si0%-965μ (100) -562μ (100) -415μ (100) -390μ (100)Si

5%-528μ(55)-163μ(29)-268μ(64)-198μ(51)Si

10% -407μ(42)-145μ(26)-254μ(61)-125μ(32)

収縮低減剤 -245μ(25)-195μ(35)-273μ(66)-269μ(69)(89)-668μ (119) -565μ (136) -423μ (108)膨張材-863μ※( )内の数は，高強度混和材のみの調合の乾燥収縮ひずみを100%として表わした場合の比率*1 ジャパンパイル

50,1987.
4)竹村,米倉,田中：シリカフュームを用いたコンクリートの乾燥収縮特性,コンクリート工学年次論文報告集 9-1, pp.69-74,1987.
5)添田,江本,辰本,大和：コンクリートの諸性質に及ぼすシリカフュー
ムの影響,コンクリート工学年次講演会論文集,pp.205-208,1985.

*1 JAPAN PILE CORPORATION―328―