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日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007年 8 月

遠心成形高強度コンクリートの含水率に及ぼす内部微細空隙の影響
正会員
同○石川一真*1
桝田佳寛*2

同
遠心成形
細孔径分布

振動成形
含水率

菅

一雅*1

高強度コンクリート
シリカフューム

1. はじめに筆者らは，高強度領域での遠心成形に用いる調合の遠ｾﾒﾝﾄ

早強ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ:密度 3.14(g/cm3),比表面積 4500(cm2/g)

心成形性や微細空隙構造に与える影響について報告 1)して粗骨材

安山岩系砕石:表乾密度 2.62(g/cm3),粗粒率 6.32

きた。本研究では，調合や成形条件を変化させ，このよ細骨材

安山岩系砕砂:表乾密度 2.64(g/cm3),粗粒率 2.66

うな遠心成形コンクリート内部の微細空隙と含水率の関係について検討し，遠心成形による効果について分析した。
2. 実験概要
2.1 使用材料，調合および練り混ぜ等の条件使用した材料，調合条件，練り混ぜ等の条件を表−１，

表−１

E材 ｴﾄﾘﾝｶﾞｲﾄ系高強度混和材:密度 2.90(g/cm3),比表面積 3580(cm2/g)

混和材
混和剤

シリカフューム:密度 2.20(g/cm3),比表面積 200000(cm2/g)

Si材
N剤

ナフタリン系高性能減水剤

P剤

ポリカルボン酸系高性能減水剤

表−２

調合条件

調合 No.

17S

23S

水結合材比 W/B(%)

17とし，シリカフュームは W/B=23％以下の調合に使用した。

E 材置換率（B×%）

表−３

動成形供試体は，内部に鋼管を埋め込んだ型枠と振動台を用いて遠心成形供試体と同形状の試験体と，外径 10cm，練り混ぜ成形
条件

遠心成形
振動成形
養生条件

高さ 20cm の円柱供試体を作成した。

102.2 試験項目
試験項目を表−４に，それぞれの試験に用いた試験体を図−１，図−２に示す。

0P 剤 1.2

P 剤 0.8

N 剤 2.2

練り混ぜ，成形条件，養生条件

17S : 240s
23S,23,33 : 180s
初速
中速(1)
中速(2)
高速
1G 420s ⇒ 6G 120s ⇒ 10G 60s ⇒ 30G 120s
17S : 各層 120s
円柱：2 層打ち
4G 振動台23S,23,33 : 各層 60s
円筒：3 層打ち
前置き
上昇
高温
材齢７日まで30℃ 3h ⇒ 10℃/h 4h ⇒ 70℃ 7h ⇒ 20℃60RH
空練り 30s → 本練り

なお，遠心成形後，調合 17S，23S はスラッジが発生せず，調合 23，33 はスラッジが発生した。

14010

Si 材置換率（B×%）

遠心成形供試体は，JIS A 1136 に示される外径 20cm，高さ 30cm，厚さ 4cm の中空円筒形供試体に成型した。振110

混和剤添加率（B×%）

性能減水剤を使用した。

333344

単位水量 W(kg/m3)を使用し，W/B=23％以下の調合にはポリカルボン酸系高2323

細骨材率 s/a(%)

表−２，表−３に示す。水結合材比は 17％，23％，33％
混和剤は W/B=33％の調合にはナフタリン系高性能減水剤

使用材料

表−４

試験項目

試験名

試験方法

含水率試験

吸水乾燥による質量変化

細孔径分布測定試験（細孔直径 0.003〜30μm）

水銀圧入式ポロシメータによる含水率試験では，円筒供試体を軸方向に 8 等分し、外側面と内側面が残るようにエポキシ樹脂でコーティングカットした試験体を 28 日間標準養生を行った。その後，破砕機

吸水面で粉砕し，105℃の高温養生槽で乾燥させた。
そして，乾燥前と乾燥後の質量から，（1）式を用いて含水率を求めた。

エポキシ塗布面図−１

含水率＝（乾燥前質量−乾燥後質量）／乾燥前質量・・・・(1)
細孔径分布測定試験では，試料を遠心成形供試体の厚含水率試験体形状遠心成形試験体（φ200mm×h300mm×t40mm）
遠心外側試料さ方向を 2 分してその中心部から，また振動成形した円柱供試体の中心部から採取した。その試料をアセトン浸

振動成形試験体（φ100mm×h200mm）
振動試料t
遠心内側試料t

乾燥後，水銀圧入式ポロシメータを用いて，0.003〜30µmの範囲の細孔容積を測定した。

hφ

漬後風乾し，粗骨材を取り除いた約 5mm 角に砕き，凍結
h

図−２

φ

細孔径分布試験試料採取位置

Influence of Micropores for Moisture of High Strength Concrete by Centrifugal Compaction
ISHIKAWA Kazuma, MASUDA Yoshihiro, SUGA Kazumasa

―345―

6.0

各調合の含水率を図−３に示す。振動成形供試体はW/B が大きいほど含水率も増加する傾向を示した。一方，含水率(%)

3. 実験結果および考察
3.1 含水率試験

遠心成形外側
遠心成形内側振動成形外側振動成形内側5.0

4.0

遠心成形供試体はシリカフュームを混入した調合 17S，23S と混入しない調合 23，33 では，異なる傾向を示した。

3.0

これは調合 23，33 の場合，スラッジが発生した影響が大17S

23S

2333

調合種類きいものと考えられる。

図−３

含水率試験結果

3.2 細孔径分布測定試験
3.0

動成形供試体は，W/B が大きくなるほど全細孔容積も大きくなる傾向を示した。一方，遠心成形供試体は，スラッジが発生した調合 23，33 では，キャピラリー空隙と呼ばれる細孔直径 0.1〜0.003µm の細孔が振動成形供試体に細孔容積（VOL.%）

各調合の細孔径分布測定試験結果を図−４に示す。振比較して少なくなる傾向を示した。

そこで，全細孔容積と含水率の関係を図−５および図−６に示す。

1.5

振動成形供試体についてはよい相関を示すが，遠心成0.50.11
累積全細孔容積
細孔直径（μm）
遠心成形外側： 6.03 VOL.%
遠心成形内側： 6.06 VOL.%
振動成形： 6.05 VOL.%

2.01.5とが考えられるが，今回の試験では明確にできなかった。
今後の課題としたい。

細孔容積（VOL.%）ら に 小 さ な 微 細 空 隙 で あ る ゲ ル 空 隙 （ 直 径 0.003 〜0.001µm）の中に存在する自由水の変化が影響しているこ

100
23S

0.5

2.01.5

細孔容積（VOL.%）が，スラッジが発生した遠心成形供試体では含水率と全られた。
参考文献

100.11
累積全細孔容積
細孔直径（μm）
遠心成形外側： 7.15 VOL.%
遠心成形内側： 6.75 VOL.%
振動成形： 9.24 VOL.%

100.1
1
細孔直径（μm）

10100230.52.5

細空隙に存在する自由水の影響を受けていることが考え

0.1
1
細孔直径（μm）
累積全細孔容積
遠心成形外側： 6.42 VOL.%
遠心成形内側： 7.10 VOL.%
振動成形： 7.52 VOL.%

1.00.03.00.001

細孔容積は相関を示さず，細孔容積では測定できない微0.01

2.54. まとめ振動成形供試体では含水率と全細孔容積は相関を示す

0.01

2.0

10033

1.5
1.00.50.0

一雅，桝田佳寛：遠心成形高強度コンクリートの0.0010.01

力学特性に及ぼす微細空隙の影響に関する研究，日本
図−４

建築学会構造系論文集，No.610，pp.7-12，2006.12100

細孔径分布測定試験結果

6.06.05.017S23S
2333

振動成形17S23S2333

含水率(%)

含水率(%)

101.0

3.0 0.001

これは，水銀圧入式ポロシメータでは測定できないさ菅

0.010.0形供試体についてはよい相関を示さなかった。

1)

17S

遠心成形外側
遠心成形内側振動成形

1.02.5
細孔容積（VOL.%）

由水の減少が影響していることが考えられる。

2.00.0
3.0 0.001

このことから，調合 23，33 の遠心成形供試体の含水率の変化は，スラッジ発生に伴うキャピラリー空隙中の自累積全細孔容積
遠心成形外側： 4.42 VOL.%
遠心成形内側： 4.30 VOL.%
振動成形： 4.76 VOL.%

2.54.05.0

遠心成形

4.0
y = -0.0194x + 3.9912
R 2 = 0.0078

y = 0.1999x + 2.777
R 2 = 0.7978
3.03.00246801046810

細孔直径0.003〜30μmの全細孔容積(VOL.%)

細孔直径0.003〜30μmの全細孔容積(VOL.%)図−５2

全細孔容積と含水率（振動成形供試体）

図−６

全細孔容積と含水率（遠心成形供試体）*1

ジャパンパイルJAPAN PILE CORPORATION*2宇都宮大学工学部建設学科 教授・工博

Prof., Dept. of Architecture and Civil Eng., Faculty of Eng., Utsunomiya Univ., Dr. Eng.

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