基礎

講座

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

vol.1

コンクリートに関する法令・基準
およびコンクリートに要求される性能・品質
１．
はじめに
コンクリートは、建築・土木工事

つ情報を発信したいと思います。
本講座第 1 回では、コンクリート

本誌では過去にも「コンクリートに関する法令・ 基準およびコンクの基礎講座」を連載し、その後にはリートに要求される性能・品質につ

冊子 1）にて纏めて発行し、 当セン

いて紹介します。

た。当該ページは現在も多くのアクセスがあり、 当センタ ー の SNS で

水 15～18%としての立場から、皆様のお役に立で使用される代表的な構造材料です。

ターホームページにも掲載しまし２．
コンクリートとは（1）コンクリート 2）

ペースト

混和材料 適宜
セメント 8～15%
空気 3～6%

骨材

細骨材 25～35%
粗骨材 35～40%

図１ コンクリートの構成（容積比）

利・砕砂・砕石・スラグ骨材などの材

URL 等を紹介した際にもたくさん

コンクリートは複合的な構造材料料です。骨材の粒の径が 5mm 以上の反響を頂きました。コンクリート

で、JIS A 0203（コンクリート用語）

を粗骨材、5mm 未満を細骨材と区に関心のある方が多くいらっしゃるでは「セメント、水、細骨材、粗骨分しています。 混和材料はコンク

ことが改めてわかり、嬉しく思って材及び必要に応じて加える混和材料

リートに特別な性質を与えるためのいます。

を構成材料とし、これらを練り混ぜ材料で、フライアッシュなどの粉体

また、前回のコンクリートの基礎

その他の方法によって混合したもの、のものや化学混和剤などの液体のも講座の連載から数年が経ち、その間又は硬化させたもの」と定義されてのがあります。

もコンクリートに関する基準などのいます。コンクリートの構成を図 1（2）鉄筋コンクリート 2）

改定や制定が行われました。

に、コンクリートの固まる前後の外

コンクリートは、鉄筋との複合構

観を写真 1 および写真 2 に示します。

造である「鉄筋コンクリート」としクリートに関する基礎講座「コンク

セメントは石灰石や粘土などからて多く用いられています。これは圧リートの試験の基礎知識」を連載す

作られる粉体です。 骨材は砂・ 砂

縮力には強く引張力には弱いコンク

写真1 固まる前のコンクリート（練り混ぜ直後のフレッシュコンクリート）

写真2 固まった後のコンクリート（硬化後のコンクリート断面）

写真3 コンクリートを打ち込む前の鉄筋骨組および型枠（試験体）

このような背景で、本号よりコン28ることにしました。第三者試験機関

建材試験情報 2021 3・4 月号

リートを、鉄筋で補強して一体化し（写真 3 参照）
、耐震性を高めたものです。また、大気中では錆びてしまう鉄筋を、コンクリートが保護して

表1

項目

概要

利点

①耐震性、②耐久性、③耐火性、④材料入手の容易性、⑤自由な形状作製、⑥部材相互の一体化、⑦経済性

欠点①質量が大きい（利点となる場合もある）、②ひび割れが生じやすい、③強度の発現に時間がかかる、④固まるまでに材料分離を生じやすい、⑤固まるまでに配筋状態・コンクリートの品質などの検査が非常に困難である、⑥現場施工が多いので施工精度や品質の確保が困難（③④⑤に関連）、⑦改造や取り壊しが難しい、⑧主要原料の骨材品質が低下しつつある

耐久性を高めています。鉄筋コンク
リートの主な特徴を、表 1 に示します。鉄筋コンクリートは鉄筋とコン

鉄筋コンクリートの特徴 2）

クリートの相性の良さで成り立つ優れた構造形式で、木造や鉄骨造など
他の構造の基礎にも使われています。

（3）コンクリートの特徴
コンクリートが他の構造材料と大きく異なるのは、固まっていない軟
らかい状態（フレッシュコンクリート、
写真 1 参照）で建設現場に運搬（或いは現場で製造）されるため、硬化して時間が経過しないと性能が正しく発揮されるかわからないことです。
コンクリートの性能は、主に使用材料の種類・品質・構成割合によって決まりますが、適切にコンクリートが製造されても、その後の施工や養表2

建築基準法と関係法令のコンクリートに関する構造規定の一覧 3）

条項
法第 37 条項目
建築材料の品質得られないこともあります。コンク
リート構造物の多くは現場で製作されるため、気象の変動や作業環境の・令第144 条の 3（安全上、防火上又は衛生上重要である建築物の部分）
・平 12建告第1446号（指定建築材料）

鉄筋コンクリート造（コンクリートの材料、鉄筋・昭 56建告第1102号（コンクリート強度の基準）の継手及び定着、コンク
令第 71 条・昭 46 建告第110号（型枠及び支柱の取り外し
リートの強度、コンクリー～
に関する基準）トの養生、型わく及び支柱
令第 79 条・平 13 国交告第1372 号（かぶり厚さの規定をの除去、柱の構造、床版の適用しない鉄筋コンクリート造等の部材）
構造、はりの構造、耐力壁、鉄筋のかぶり厚さ）
令第 91 条コンクリートの許容応力度・平 12 建告第 1450 号（コンクリートの付着、引張り及びせん断に対する許容応力度及び材料強度）

令第 97 条コンクリートの材料強度

・平 12 建告第 1450 号（コンクリートの付着、引張り及びせん断に対する許容応力度及び材
料強度）

生などの取り扱いによっては、コン
クリート構造物に要求される性能を関係規定（注）法：建築基準法、
令：建築基準法施行令、
建告：建設省告示、
国交告：国土交通省告示

不安定さにより施工精度や品質が左右されることが一因と考えられます。
そのため、より良いコンクリート

建築材料の性能・品質が定められてトンネル・道路など構造物によっています。

用途や設計が大きく異なるので、建築物対象の建築基準法のような統一構造物をつくるためには、 コンク

構造材料であるコンクリートは、リートの研究者や製造者だけでなく、建築基準法第 37 条で「 指定建築材

した法令はありません。

それを用いる技術者もコンクリート料」として定められています。ここ（2）日本産業規格（JIS）4）に関する基礎知識を身につけておく

で、建築物の基礎・主要構造部（柱・ことが必要です。

梁・構造壁・スラブなど）・その他安

dustrial Standards の略）は、日本

全上や防火上又は衛生上重要であるの産業製品に関する規格や測定法な部分に使用するコンクリートは、品どが定められた日本の国家規格のこ３．
コンクリートに関する法令・基準（1）建築基準法 3）

日本産業規格（JIS ＝ Japanese In-

質が日本産業規格の JIS A 5308（レ」とです。一般的に「標準（＝規格）

ディーミクストコンクリート）に適は任意のものですが、前述の建築基

国内で建築を行うためには、場所合するもの、或いは、必要な品質に準法など法規に引用された場合は強や建物が建築基準法をはじめとした関する技術的基準に適合すると国土制力をもちます。標準化の意義は、関係法令・規定に適合していること

交通大臣の認定を受けたもの、とさ自由に放置すれば、 多様化・ 複雑が必要です。

れています。建築基準法および関係

化・無秩序化してしまうモノやコト

建築関係規定は、構造に関する規規定のうち、コンクリートの品質・について、技術文書として国レベル

定、防火に関する規定、設備・環境性能に関する構造規定の一覧を表 2の「規格」を制定し、これを全国的に関する規定の 3 つに大別され、各に示します 。

に「統一」または「単純化」すること

規定の要求性能に基づいて使用する

3）

なお、土木構造物は、橋・ダム・です。

建材試験情報 2021 3・4 月号

29

表3 コンクリート構造体および部材に要求される性能3）, 5）

す。

要求性能

概要

構造安全性

構造体が計画供用期間中に、自重・積載・風・雪および地震の各荷
重・温度・疲労・衝撃およびその他の特殊な作用によってもたらされる外力に対して、構造体の崩壊または許容できない変形が生じ
ないこと

耐久性

一般的な劣化作用および特殊な劣化作用に対して、計画供用期間
中は構造体に鉄筋腐食やコンクリートの重大な劣化が生じないこと耐火性

通常の火災による加熱が一時間加えられた場合に、所定の非損傷性、遮熱性、遮炎性を有すること
常時荷重下における変形・振動に対する制限

使用性
部材の位置・
断面寸法の精度
および仕上がり状態

コンクリートの規定が示されていま（3）JIS 以外の基準類
代表的な基準として、建築では日本建築学会の建築工事標準仕様書・
同解説 JASS5「鉄筋コンクリート工事」5）、土木では土木学会のコンクリート標準示方書 6）があります。
コンクリートに要求される品質・性能は、構造物の用途・構造・施工・環境などの条件によ っ て異なるた

通常の降雨および水の使用によって漏水などによる被害が生じな
いことめ、建築分野・土木分野ともに、多打ちあがった構造体が、設計図書に示された所定の位置にあり、所定の断面寸法を持ち、次工程へ悪影響を及ぼさないことに関連指針もあります。 両基準に種のコンクリートが定義され、さらは、JIS には定められていない規格も多く規定されており、国家規格で

表4 コンクリート構造物の要求性能

6）

要求性能

概要

耐久性

構造物が設計耐用期間にわたり安全性、使用性、および復旧性を保持する性能

安全性

構造物が使用者や周辺の人の生命や財産を脅かさないための性能

使用性

通常の使用時に想定される作用の下で構造物が正常に使用できる
ための性能

復旧性

地震の影響等の偶発作用等によって低下した構造物の性能を回復
させ、継続的な使用を可能にする性能

環境性

自然環境、社会環境への適合性に関する性能ある JIS に対して団体規格と言われています。

（4）用語 3）
コンクリートに関する用語は各基準で定義されていますが、建築と土木では一部異なる用語が使われる場
合があります。例を紹介させて頂くと、「調合」と「配合」という用語があります。どちらも「コンクリートをつくるときの各材料の使用割合又は使用量」を示しますが、建築では

表5 コンクリートの要求性能と品質

要求性能
構造安全性に関わる性能

3）, 5）

コンクリートの品質
圧縮強度、ヤング係数、気乾単位容積質量

耐久性に関わる性能

耐久性上の強度、中性化および鉄筋腐食抵抗性、塩化物イオン
浸透抵抗性、鉄筋防せい性、アルカリ骨材反応抑制性能、凍結融解作用抵抗性、乾燥収縮・水和熱ひび割れ抑制性、
表面劣化抵抗性、すり減り抵抗性、耐熱性、耐火性

使用性に関わる性能

水密性、遮蔽性、遮音性、断熱性、クリープ

施工性に関わる性能

施工上の要求される強度、凝結時間
ワーカビリティー（流動性、材料分離抵抗性、充填性、間隙通過性、経時変化）調合、土木や JIS では配合と表記されています。また、土木分野でのみ主に使われる「照査」という用語がありますが、「構造物が要求性能を満たしているか否かを、実物大の供試体による確認実験や、経験的かつ理論的確証のある解析による方法等
により判定する行為」6）と定義され
ています。

４．
コンクリートの要求性能・
品質
4-1

30

コンクリート構造物の要求性能JIS でコンクリートや鉄筋コンク

前述の「レディーミクストコンク

コンクリ ー トに求められる性能

リート構造に関係する規格は、部門

リート」は、「整備されたコンクリー「要求性能」は、構造物に求められA「土木および建築」
・部門 G「鉄鋼」
・ト製造設備をもつ工場から、荷卸しる性能から決定されます 7）。

部門 R「窯業」
・部門 Q「管理システ

地点における品質を指定して購入す（1）JASS5 5）ム」
・部門 Z「その他」に規定されておることができるフレ ッ シ ュ コンク

JASS5 では， コンクリ ー ト構造

り、材料に関する規格と試験・設備

リート」と定義され、JIS A 5308 に体および部材に関連する要求性能とに関する規格に大別されます。

は生コン工場から現場に運ばれる生

して、表 3 に示す「構造安全性」「耐建材試験情報 2021 3・4 月号

久性」
「耐火性」
「使用性」
「部材の位

度試験方法）が規定されています（写置・断面寸法の精度および仕上がり

真 4 参照）。

状態」をあげています。

コンクリートの要求性能はコンク

ここで要求性能に共通する「計画リートの配（調）合の各指標と結び供用期間」とは、建築主や設計者がつき、最終的な配（調）合が決定さ望む構造体や部材の耐久性を構造体れます。 配（ 調 ）合の各指標とは、や部材の耐用年数に置き換えたもの

コンクリート 1m3 中の材料の単位量です。JASS5 の 2018 年版では 4 つの級に分類され、計画供用期間として

写真4 コンクリートの圧縮強度試験

である「単位水量」や「単位セメン
ト量」、セメントと水の割合である「水セメント比」などがあり、これ

およそ 30 年を「短期」、65 年を「標準」、100 年を「長期」、200 年を「超すように、コンクリートに要求されらの指標は耐久性や施工性などに結長期」、と定められています。定める構造安全性や耐久性などの性能にびついています。

た計画供用期間内に、大規模な維持対応するコンクリートの特性値の水保全を必要としない仕様が必要です。

準を指します。

（2）コンクリート標準示方書 6）

５．
おわりに

JASS5 では、 コンクリ ー トの品

法令・基準や要求性能の話はイコンクリート標準示方書（設計編）

質を「工事に使用するコンクリート」

メージしづらい部分があり難解に思では構造物の要求性能として、表 4と「構造体コンクリート」に分けてわれる方も多いと思いますが、コンに示す「耐久性」
「安全性」
「使用性」

規 定 し て い ま す。「 構 造 体 コ ン ク

クリート構造物がどのような性能を「復旧性」が定義されています。

リート」の要求性能は構造物の要求要求され、要求を満たすためにはコ「使用性」は 2012 年版で「構造物性能との関係により決定されるのにンクリートの品質にどのようなことの使用者が快適に構造物を使用す

対し、「工事に使用するコンクリーが求められ、その品質を確認するたる、周辺の人が構造物によって不快ト」は構造体コンクリートの性能のめにどのような試験が行われているとなることのないようにするための実現を目的として要求性能・品質がか、という一連の結びつきを把握し性能、および構造物に要求される諸規定されるため、所定のワーカビリておくことが大切です。

機能を適切に確保するための性能」

ティー（総合的な作業性）が求めらと定義されていましたが、その意味れます。

を含んだ上で 2017 年版ではより簡

なお、構造体コンクリートとは、潔な表現である「通常の使用時に想柱や梁などの構造部材に加え、構造定される作用の下で構造物が正常に部材と一体的にコンクリートを打ち使用に供するための性能」に改訂さ

込む非構造部材までを指します。

れました。
「耐久性」は 2012 年版でコンクリートの品質を確保するたは「構造物の性能の経時変化に対す

めには、目標となる定量的な数値をる抵抗性」と定義されていましたが、定め、材料の選定や配（調）合・製

使用性や安全性の定義と整合させる

造・施工などの条件を管理します。

ために 2017 年版で「構造物が設計耐

これらの数値や条件がある範囲に納用期間にわたり安全性、使用性、おまるようにコントロールすることがよび復旧性を保持する性能」と改訂「品質管理」です。

されました。

4-2

コンクリートの品質

例えば要求性能の一つ「構造安全3）性 」を満たすには、 構造体コンク

品 質 と は、ISO 9000（ Quality

リート強度が、構造設計時に考慮すmanagement）/JIS Q 9000（品質マるコンクリート強度である設計基準

ネジメントシステム―基本及び用語）

強度を満足する必要があります。さで、「本来備わっている特性の集まらに、計画供用期間から決まる耐久りが要求事項を満たす程度」と定義

設計基準強度を満足することは、「耐されています。品質の高低は、期待久性」を満たすための一つともなりされる性能の高低を意味します。

ます。強度を確認する方法として、

コンクリートの品質とは表 5 に示

JIS A 1108（コンクリートの圧縮強

参考文献
1）建材試験センター：コンクリートの基礎講座，20142）日本コンクリート工学会：コンクリート
技術の要点’20，2020
3）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，20154）日本規格協会グループ：JISとは，
https://www.jsa.or.jp/whats _ jis/whats_jis_index/，（参照日：2021.1.18）
5）日本建築学会：建築工事標準仕様書・同
解説 JASS5 鉄 筋コンクリート工事，
20186）土木学会：コンクリート標準仕方書
（設
計編）
，2017
7）日本コンクリート工学会：コンクリート技
士・主任技士研修テキスト’20 ，2020

a u t h o r

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査
〈従事する業務〉
経営企画、広報、書籍編集など

建材試験情報 2021 3・4 月号

31

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.2

コンクリートに使用される材料～セメントおよび水～１．
はじめに
本講座第 1 回では、コンクリートの概要、コンクリートに要求される
品質・性能、関連する規格・基準にれる材料の確認方法と、その中から

なお、JIS 認証製品以外の製品にセメント・水について紹介します。

使用する材料については、品質規格２．
コンクリートに使用される
    材料の確認方法 3）
第 1 回でも記載しましたが、建築ついて紹介しました。

ります。

3．
セメント 2）3）4）
3.1

セメントとは

本講座第 2 回～ 4 回にかけて、コ

物の主要構造部（柱、梁、構造壁、

ンクリートの構成材料について紹介

床など）に使用するコンクリートは、

セメントは、水または溶液と反応

していきます。材料の生産者だけで建築基準法第 37 条に該当するもの

して硬化する無機質材料と定義されなく、コンクリートを使用する技術でなければなりません。

ます。セメントは乾燥によって固ま者も、把握しておいた方がよい内容です。
当センターではコンクリートに使用される各材料の試験を行っていま同様に、コンクリートの構成材料

ると思われがちですが、水との化学であるセメント・水・骨材・混和材

反応「水和反応」で固まります。こ料なども、 建築基準法関係法令やの水和反応で、「C-S-H ゲル」と呼ばJIS で定められています。

れる水和生成物や水酸化カルシムなどが生成され、結合されます。

すので、試験方法の詳細についてもコンクリート生産者は使用材料の紹介したいところですが、文量が多

事前の品質確認、生コン工場搬入時いため本講座ではご容赦頂き、詳しの現物確認、定期的な品質検査を行

セメントは、原料のすべてを国内

くは JIS などを参照して下さい。

わなければなりません。施工者は工で調達することが可能で、大量に生また、 当センタ ー 発行の「 コンク

事開始前、コンクリート受入時と工産できることから価格も安く、取りリート用骨材・道路用砕石 試験の事中随時に、自ら試験を行うか、生扱いや運搬なども容易な材料です。

みどころ・おさえどころ」 や「建産者から提出された試験成績書等でセメントは、原料である石灰石、

1）

3.2

原料と製造方法

築材料・部材の試験評価技術」 で品質確認をすることが必要です。工

粘土・けい石・鉄原料などを乾燥・も、実際に試験に携わっている技術

事監理者は、工事中および工事完了

粉砕・混合し、温度 1450℃前後の窯者がわかりやすく解説しています。

後に施工者から提出された報告を確で焼成したのちに急冷し、団子状に認することが必要です。

なったクリンカーにせっこうを加え

2）

本稿では、コンクリートに使用さ

表136や管理方法を確認しておく必要があ

セメントの主な化学組成 4）

名称

略記号

特徴

けい酸三カルシウム

C 3S

エーライト。水和反応は比較的速く、水和熱は中程度。水和熱は中。28 日以内の早期強度に寄与。

けい酸二カルシウム

C 2S

ビーライト。水和反応は遅く、水和熱は小さい。水和熱は小さい。28 日以後の長期強度に寄与。

アルミン酸三カルシウム

C 3A

アルミネート相。水和反応は非常に速く、水和熱は大きい。水和熱は大きい。1 日以内の早期強度に寄与。

鉄アルミン酸四カルシウム

C4AF

フェライト相。水和反応はかなり速く、水和熱は小さい。水和熱は小さい。強度にほとんど寄与しない。

建材試験情報 2021 5・6 月号

表2 セメントの種類と特徴 3）4）5）

名称

ポルトランドセメント＊ 1

混合セメント＊ 2

品質規格

種類

記号

普通

N

・最も一般的なセメント。

早強

H・早 期に大きい強度が得られる。3 日で普 ・プ レストレストコンクリート、寒中コン
クリート、工期短縮を要する工事、工場
通セメントの 7 日相当の強度を発現。
製品などに使用されている。
・C2S が少なく、C3S が多い。

超早強

UH

・早 強セメントより C3S が多く、粉末度が ・緊 急工事や寒中コンクリート、グラウト
細かい。
用などに使用される場合が多いが、現在
・早強セメントの 3 日強度を 1 日で発現。
はほとんど製造されていない。

中庸熱M・C 3 S、C 3 A が 少 な く、C 2 S が 多 い た め、
水和熱が小さい。
・初期強度は小さいが、長期強度は大きい。

低熱

L・中庸熱セメントよりもさらに C2S が多い。 ・中庸熱セメントと同様に、マスコンクリー
・中 庸熱セメントよりも水和熱が低く、初ト、高強度コンクリートおよび高流動コ
期強度は小さいが、長期強度は大きい。
ンクリートに使用されている。

耐硫酸塩

SR

・C3A を少なくして、硫酸塩との反応性が ・硫 酸塩を含む土壌地や海岸地帯での工事小さい。
に使用されている。

JIS
R 5210特徴

用途・一 般的な土木建築工事およびコンクリー
ト製品用として最も多く使用されている。

・ダ ムなどマスコンクリートや舗装用に使用されることが多い。また高強度コンク
リートや高流動コンクリートにも使用さ
れている。

JIS
R 5211高炉

B・高炉スラグ＊ 3 を混合したセメント。
・初期強度は小さいが、長期強度は大きい。 ・ダム、河川、港湾工事や一般のコンクリー
・化 学抵抗性、耐熱性、水密性、アルカリト工事にも広く使用されている。
シリカ反応抑制効果がある

JIS
R 5212シリカ

S・純 度の高いけい石などの粉末を混和した ・オ ートクレーブ養生を行うコンクリート
セメント。
二次製品に使用されている。

F・フライアッシュ＊ 4 を混合したセメント。
・良質なフライアッシュは球形であるため、単位水量を減じ、長期強度の発現が期待 ・ダ ムなどのマスコンクリートに使用され
できる。
ている。
・乾燥収縮は小さく、水和熱も小さい。
・アルカリシリカ反応抑制効果がある。

E・都 市ごみ焼却灰や下水汚泥などの廃棄物
・コ ンクリート二次製品や建築土木工事にを使用したクリンカー作られたセメント。
使用されている。
・塩 化物イオン量によって普通エコセメン
・速 硬エコセメントは無筋コンクリートのト（0.1% 以下）と速硬エコセメント（0.5みの使用とされている。
以上 1.5% 以下）の 2 種類がある。

JIS
R 5213フライアッシュ

エコセメントJIS
R 5214

普通・
速硬特殊セメント－・白色セメント、アルミナセメント、超速硬セメント、コロイドセメント、油井セメント・地熱井セメント、
低発熱セメント、高強度用セメントなどがある。

＊1 ポルトランドセメントは、骨材のアルカリシリカ反応抑制対策のひとつとして規定された低アルカリ形が6種類それぞれに定められており、合計12種類ある。各記号にLがつく。
＊2 混合セメントは、
高炉・シリカ・フライアッシュそれぞれについて、混合材の分量によってA種・B種・C種の3種類があり、合計9種類ある。
＊3 高炉スラグは銑鉄を製錬する際に副産するスラグを水や空気などで急冷し、微粉砕して調整した微粉末のこと。
＊4 フライアッシュは石炭火力発電所において、微粉炭を燃焼する際に発生する石炭灰を電気集塵機などで捕集した副産物のこと。

て微粉砕し製造します。

（1）ポルトランドセメント物の性質を活かし、各構成比率を変えて製造されています。

クリンカーを構成する化合物がセ

現在、国内で使用されるセメント

メントの性状を決定する重要なものの約 70% は普通ポルトランドセメ

また、低アルカリ型（全アルカリ：となります。主な組成化合物を表 1

ントであり、普通・早強・超早強・

0.6% 以下）は、アルカリシリカ反応に示します。

中庸熱・低熱・耐硫酸塩の 6 種類と、性が「無害でない」と判定された骨3.3

それぞれの低アルカリ型の合計 12材をコンクリート用骨材として使用

セメントの種類

セメントは「ポルトランドセメン

種類が JIS に規定されています。

する場合の抑制対策として用います。

（2）混合セメントト」「混合セメント」「エコセメント」

ポルトランドセメントの 6 種類は、

「 特殊セメント 」の 4 種類に大別で、ビー
表 1 に示したエーライト（C3S）

混合セメントは、副産物を用いた

き、それぞれの種類と特徴を表 2 に、アルミネート相（C3A）、
ライト（C2S）

混合材を混合したセメントで、高炉示します。

フェライト相（C4AF）など組成化合

セメント・シリカセメント・フライ

建材試験情報 2021 5・6 月号

37

4.2

練混ぜ水の種類

アッシュセメントの 3 種類が JIS にの物理試験方法）、ポルトランドセ

規定されています。

メ ン ト の 化 学 分 析 方 法（ J I S R

練混ぜ水は表 5 に示すように、上（3）エコセメント5202）、セメントの水和熱測定方法

水道水・上水道水以外の水・回収水（JIS R 5203）およびセメントの蛍光の 3 種類に分別されます。

をベースに、必要に応じて下水汚泥

X 線分析方法（JIS R 5204）などに規（1）上水道水などの廃棄物も加えてつくられま

定されています。

す。普通エコセメントと速硬エコセ

3.5

エコセメントは、都市ごみ焼却灰

品質管理

上水道水など飲用に適する水は、そのまま練混ぜ水に使用できます。

3）

レディーミクストコンクリート工

メントの 2 種類に分類されます。

（2）上水道水以外の水

普通エコセメントの用途規定は場では、 セメントの品質、 検査方

上水道水以外の水として、 地下

JIS R 5214 から削除されましたが、法、保管方法を社内規格で規定し、水、河川水などがあります。地下水使用にあたっては法令・JIS・日本建

運用しています。以下に一例を示しが特別な成分を含んでいたり、河川築学会の JASS5・土木学会のコンクます。

水が工業排（廃）水や家庭雑排水なリート標準示方書などの規定に基づ①受入及び受入検査：納入書で、納どから汚染されていたり、河口付近

入業者・種類・納入数量を確認する。

や海岸近くのそれらの水には海水が②定期検査：製造業者の試験成績書混入していることもあるため、十分く必要があります。

（4）特殊セメント
JIS には規定されていない、特殊で毎月、表 3 の項目や塩化物イオ

セメントもあります。いずれのセメ

ン量、全アルカリなどを確認する。

海水を練混ぜ水に使用する場合ントも生産量はごくわずかで、特殊③保管：密閉型防湿構造の貯蔵設備

は、無筋コンクリートに限られていな工事に限定して使用されます。

3.4

で保管する。

品質と試験方法

ます。

④原材料供給→配合指示→計量→練セメントの主な品質と試験方法を分類されます。スラッジ水は、レデ

4．
水（練混ぜ水）2）3）4）

一例を表 4 に示します。セメントの4.1

品質は、一般に密度・粉末度・凝結・（3）回収水回収水は、スラッジ水と上澄水に混ぜ→性状確認→出荷

表 3 に、セメントの品質試験状況のな注意が必要です。

ィーミクストコンクリート工場で発練混ぜ水とは生する排水のうち、運搬車やプラン

安定性・強さ・水和熱によって示さ

練混ぜ水は、前述の 3. セメントとトのミキサ、ホッパーなどに付着しれています。その他に、酸化マグネ

水和反応し、コンクリートの凝結、たレディーミクストコンクリートお

シウム・三酸化硫黄・強熱減量・全強度発現などの硬化性状、混和剤のよび戻りコンクリートの洗浄排水をアルカリ・塩化物イオンなどの化学効果、鉄筋コンクリート中の鉄筋の処理して得られる懸濁水です。上澄

成分の規定があります。

発錆などに影響を及ぼす重要な材料

水はスラッジ水からスラッジ固形分です。

（写真 1 参照）を取り除いた水です。

試験方法は JIS R 5201（セメント表3 セメントの主な品質と試験方法 3）4）

38

品質項目

概要

試験方法

密度

体積あたりの質量。風化すると小さくなる。シリカ分や鉄分が多いと大きくなる。混合セメントでは混合材が多いと密度が小さくなる傾向がある。

ルシャテリエフラスコと完全に脱水した鉱油を用いて、一定質量の試料を入れ試料の体積を求める（表 4 ①参照）。

粉末度

セメント 1g 当りの粒子全表面積を示し、比表面積として規定 ブレーン空気透過装置を用いて測定する（表 4 ②参照）。
されている。比表面積が大きいほど粒子が細かいことを示す。 他に網ふるい試験もある。

凝結

セメントは加水直後から水和反応が始まり、次第に可塑性を失い固化する現象を示す。凝結の始まりと終わりを示す指標
として、始発および終結を定義している。

ビカー針装置を用い、標準軟度のセメントペーストへの標
準針が所定の貫入量に達する時間を求める（表 4 ③参照）。

安定性

未反応の石灰や酸化マグネシウムが過剰に含まれていること
で、硬化過程での異常膨張の有無を確認する。国内産セメントで不合格になることは殆どない。

パット法とルシャテリエ法がある。

強さ

コンクリートの強さにも直結するセメントの強さ。圧縮強さで表す基本性能。

セメント・標準砂・水で作成したモルタル供試体で、圧縮強さ試験より求める（表 4 ④参照）。

水和熱

セメントの水和反応に伴う発熱。コンクリートは、初期に高温履歴を受けると長期強度が低下し、温度ひび割れが懸念される。部材寸法が大きい場合、セメントの水和熱が低いことが要求される。

溶解法では未水和セメントと水和セメントを酸液に溶解し、その溶解熱の差から間接的に求める（表 4 ⑤参照）。

建材試験情報 2021 5・6 月号

表4 セメントの品質試験状況の一例 2）

項目

① 密度

② 粉末度

③ 凝結

④ 強さ

⑤ 水和熱

器具

ルシャテリエフラスコ

ブレーン空気透過装置

ビカー針装置

圧縮試験機

水和熱試験装置

外観

表5

練混ぜ水の分類 4）

分類
新水

種類
上水道水

－

上水道水以外の水

地下水、井戸水、河川水、湖沼水、中水道水、工業用水

回収水

スラッジ水：洗浄排水から粗骨材、細骨材を取り除いて回収した懸濁水
上澄水： スラッジ水からスラッジ固形分を沈降その他の方法で取り除いた水

洗浄排水

JASS5 では計画供用期間の等級が2013（コンクリート用練り混ぜ水の長期および超長期の場合、回収水を品質規格）に品質項目および試験項

使用しないように定められています。

目が規定されています。

5．
まとめ
コンクリートの構成材料である、JIS A 5308：2019（レディーミク

練混ぜ水の試験は、物性試験（セセメントと水について紹介しました。

ストコンクリート）では、環境に配メントの凝結時間の差、モルタルの両者からなるセメントペーストはコ

慮した循環型社会の構築に向けてス

圧縮強さの比）と化学分析（懸濁物

ンクリ ー ト内の「 骨 」を結合する

ラッジ水を有効活用するために、凝質の量、溶解性蒸発残留分の量、塩「糊」の役割を果たす大切な要素で結遅延性をもつ安定剤を添加した安化物イオン（Cl − ）量）に分類されます。次回は、コンクリート内の「骨」

定化スラッジ水の使用方法が新たにす。JIS A 5308 の物性試験は、JISにあたる骨材について紹介します。

規定されました。

R 5201 の試験方法を引用しています。
物性試験は比較用の試験水として、
コンクリートの品質に影響を与えない蒸留水、イオン交換樹脂で精製し

1）建材試験センター：コンクリート用骨

た水又は上水道水などを用います。

材・道路用砕石 試験のみどころ・おさ

4.4

品質管理 3）

レディーミクストコンクリート工場では、水の品質、検査方法、保管方法を社内規格で規定し、運用して
写真1 スラッジ固形分の一例

4.3

品質と試験方法

練混ぜ水は、鉄筋コンクリート中の鉄筋に悪影響を及ぼす有害物質（油、酸、塩類、有機物など）を含
んではなりません。
上水道水以外の水は、JIS A 5308
お よ び 土 木 学 会 規 準 JSCE-B 101-

参考文献

います。以下に一例を示します。
①採水：試験用水は採水後 7 日以内に試験を行う。
②定 期検査：4.3 の物性試験や化学分析などを定期的に実施。
③保管：有蓋タンクに異物が混入しないように保管する。
④原材料供給→配合指示→計量→練混ぜ→性状確認→出荷

えどころ，2021
2）建材試験センター中央試験所：建築材
料・部材の試験評価技術，2014
3）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
4）日本コンクリート工学会：コンクリー
ト技術の要点’20，2020
5）建材試験センター：コンクリートの基
礎講座，2014

a u t h o r

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査〈従事する業務〉
経営企画、広報、書籍編集など

建材試験情報 2021 5・6 月号

39

基

礎

講

座

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

vol.3

コンクリートに使用される材料
～骨材～
１．
はじめに
本講座第 2 回では、コンクリートの構成材料のセメントと水について

JIS A 5005（コンクリート用砕石

砕石・砕砂などの人工骨材に移行さ及び砕砂）では、粒の大きさで砕石れています。

2005（20mm ～ 5mm の粒の製品）な

2.2

骨材の種類と概要

3）4）6）

紹介しました。第 3 回である本稿で骨材は粒の大きさによって粗骨材

は、コンクリートの骨にあたる「骨と細骨材に区分されています。JIS材」の概要について紹介します。
骨材の品質や各試験方法の詳細については JIS をご参照下さい。

す。ただし、原石の種類による分類は行われていません。

A 0203（コンクリート用語）では、2020 年に JIS A 5005 の改正がされました。改正内容については本号

どまる骨材を粗骨材、10mm 網ふるの規格基準紹介をご覧下さい。

（3）軽量骨材

また、当センターより発行した建いを全部通り 5mm 網ふるいを質量で 85% 以上通る骨材を細骨材、 と材・道路用砕石

定義されています。

試験のみどころ・ど 15 区分の製品が規定されていま

5mm 網ふるいに質量で 85% 以上と材試験ガイド「 コンクリ ー ト用骨

密度が小さい骨材で、コンクリー
トの単位容積質量を小さくし、構造「建築材料・部材
おさえどころ」 、骨材の種類は天然骨材から人工骨物 の 自 重 を 軽 減 で き ま す。JIS A（一財）日本規の試験評価技術」2）、材まで多くの種類があります。骨材

5002（構造用軽量コンクリート骨材）

格協会と共同製作した試験方法教育の種類と概要について表 1 および以では 3 種類が規定されています。JIS

ビデオ「骨材試験シリーズ」（DVD）

下に、骨材の外観の一例を写真 1 ～A 5308 に使用されるのは人工軽量等も是非ご覧下さい。

写真 3 に示します。

骨材ですが、近年は使用量も減少し、

1）

2．
骨材
2.1

骨材とは 3）4）5）（1）砂利・砂
自然作用で岩石からできた粗骨材
および細骨材です。工業製品ではあ2021 年 7 月現在では製造企業は 1 社となっています。

（4）重量骨材

骨材とはコンクリートに用いる砂りませんが、コンクリート用骨材と磁鉄鉱・砂鉄・鉄・重晶石などの利や砂などのことで、コンクリート

して JIS A 5308（レディーミクスト

遮蔽用コンクリート等に用いる密度の体積の約 7 割を占めます。

コンクリート）に品質規定がされての大きな骨材です。

骨材を多く使用する理由は、①コいます。採取場所によって川・山・（5）スラグ骨材

ンクリート硬化時の水和反応に伴う

陸・海・浜などの種類があります。

金属製錬などの際に発生するスラ海砂は、近年は環境問題から採取

グを原材料として製造される骨材の発熱の軽減、②乾燥収縮などによる収縮の低減、③コンクリートの強度量が減少しています。

総称です。コンクリート用スラグ骨や耐久性に寄与、④コストの低減、（2）砕石・砕砂材として 5 種類、JIS A 5011-1 ～ 5

岩石をクラッシャなどで粉砕してに規定されています。石炭ガス化ス

かつてはコンクリート用骨材とし粒度調整した骨材です。砂利・砂とラグ骨材は、2020 年に JIS A 5011-5て良質な河川産骨材（天然骨材）の同様に扱えますが、コンクリートのとして制定されました。

入手が容易でした。しかし、近年は

フレ ッ シ ュ 性状に影響を及ぼす粒（6）溶融スラグ骨材

環境保全のために天然骨材の採取規

度・粒形・微粒分に留意が必要です。

などがあげられます。

38

制がなされ、コンクリート用骨材は建材試験情報 2021 7・8 月号

一般廃棄物および下水汚泥または表1

骨材の種類と概要 3）4）5）

種類

概要

品質規格

砂利・砂

自然作用によって岩石からできた骨材。採取場所によって①川砂利・川砂、②
山砂利・山砂、③陸砂利・陸砂、④海砂利・海砂、⑤浜砂利・浜砂などがある。

JIS A 5308

砕石・砕砂

岩石をクラッシャなどで粉砕し、粒度調整した粗骨材および細骨材。

JIS A 5005

①人工軽量骨材：膨張頁岩・膨張粘土・膨張スレート・フライアッシュを主原料とした軽量骨材。
軽量骨材②天然軽量骨材：火山れきを破砕して粒度調整した軽量骨材。

JIS A 5002

③副産軽量骨材：膨張スラグなどの副産軽量骨材およびそれらの加工骨材。

写真1①高炉スラグ骨材：溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融スラグを冷却し、粒度調整した骨材。粗骨材は絶乾密度・吸水率・単位容積質量の値によって L と
JIS A 5011-1
N の区分が定められている。粗骨材は 6 種類の粒度、細骨材は 4 種類の粒度が定められている。

砕石の一例②フェロニッケルスラグ骨材：炉でフェロニッケルと同時に生成する溶融スラ
グを徐冷し、又は水・空気などによって急冷し、粒度調整した骨材。粗骨材は 3 JIS A 5011-2
種類の粒度、細骨材は 4 種類の粒度が定められている。
スラグ骨材③銅スラグ骨材：炉で銅と同時に生成する溶融スラグを水によって急冷し、粒度調整した骨材。4 種類の粒度が定められている。

JIS A 5011-3④電気炉酸化スラグ骨材：電気炉で溶鋼と同時に生成する溶融したスラグを徐冷、又は水や空気などによって急冷し、鉄分を除去して粒度調整した骨材。
JIS A 5011-4
徐冷スラグには粗骨材と細骨材、急冷スラグには細骨材がある。骨材は絶乾
密度・吸水率・単位容積質量の値によって、N と H の区分が定められている。

溶融
スラグ骨材

再生骨材

⑤石炭ガス化スラグ骨材：石炭ガス化複合発電時にガス化炉で石炭中の灰分を溶融スラグとして排出し、水冷固化して粒度調整した骨材。

JIS A 5011-5

一般廃棄物、下水汚泥あるいはそれらの焼却灰を溶融し、冷却固化した骨材。
スラグ骨材の一種であるが溶融スラグ骨材として区別されている。細骨材は粒度によって 4 種類に区分されている。

JIS A 5031

①再生骨材 H：原コンクリートに対し、破砕、磨砕等の高度な処理を行い、必要に応じて粒度調整をした骨材。

JIS A 5021

②再生骨材 M：原コンクリートに対し、破砕、磨砕等の処理を行い、必要に応じて粒度調整をした骨材。

JIS A 5022

③再生骨材 L：原コンクリートに対し、破砕等の処理を行って製造した骨材。

JIS A 5023

写真2

写真3

人工軽量骨材の一例

再生骨材の一例

その焼却灰を溶融固化した骨材で、骨材コンクリート L（JIS A 5023）は、

1 参照）。配（調）合計算は表面乾燥

JIS A 5031に規定されています。JIS

構造性能や耐久性能が求められない

飽水状態（表乾）がベースとなりまA 5308 では使用が認められていませ

箇所への使用を想定されています。

す。

んが、無筋コンクリート製品や設計

2.3（2）フレッシュ性状・硬化性状に骨材の品質 2）3）4）

関する品質

基準強度 35N/mm2 以下の鉄筋コン

骨材の品質はコンクリートの性能

クリート製品に使用されています。

に大きな影響を及ぼします。骨材のフレッシュコンクリートの 1m3 あ（7）再生骨材

品質項目と試験方法およびコンクたりの水量（単位水量）を抑え、所

再生骨材はコンクリート構造物のリートとの関係を表 2 に、品質規格

要のワーカビリティーを確保するた解体によって発生したコンクリートの一例を表 3 および表 4 に、品質試

めには、形状は球形に近く、適切な塊を原料とする骨材です。JIS にお験状況の一例を表 5 に示します。

粒度分布を持ち、吸水率の低い骨材

いて、品質の高い順に H・M・L と分（1）配（調）合に関連する品質が良いとされています。

類されています。

粒度・密度・吸水率・単位容積質

H は普通骨材と同等の品質を有し、量・実積率などの骨材の基本的品質

JIS A 5308 に も 使 用 で き ま す が、は、コンクリートの配（調）合計算

コストが高く、製造時の CO2 排出量にも使用する重要な数値です。

や副産物も多いことが問題です。

また、骨材に付着した有害な物質
絶対乾燥 気中乾燥 表面乾燥
状態
状態
飽水状態

湿潤
状態

また、 品質自体ではありません

M を用いた再生骨材コンクリート

が、 骨材の含水状態（ 含水率 ）は、M（JIS A 5022）や、L を用いた再生配合・計量などにおいて大切です（図図1

骨材の含水状態

建材試験情報 2021 7・8 月号

39

表2

骨材の品質項目と試験方法およびコンクリートとの関係 2）3）4）5）

品質項目

概要

密度

骨材の絶対乾燥状態の質量を骨材の絶対容積で除した値のことを絶乾密度、表面乾燥飽水状態の骨材の質量を骨材の絶対容積で除した値を表乾密度という。

吸水率

表乾状態の骨材に含まれている全水量の、絶乾状態の骨材質量に対する百分率で表される。

寸法・粒度

骨材の大小の粒の分布の状態。粒度が粗い細骨材を粗粒（粗目）、細かい細骨材を細粒（細目）と称することがある。

単位容積
質量・
実積率

コンクリートとの関係＊1

試験方法配（調） フレッシ
合計画 ュ性状

JIS A 1109
（細骨材の密度及び吸水率試験方法）
JIS A 1110
（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）

硬化
性状

◎

〇

〇

◎

〇

〇

JIS A 1102
（骨材のふるい分け試験方法）

◎

◎

△

所定の締固め条件で容器に満たした骨材の質量を、その容器の容積で除した値が単位容積質量。容器に満たした骨材の絶対容積のその容器の容積に対する百分率が実積率。

JIS A 1104
（骨材の単位容積質量及び実積率試験方法）

◎

◎

〇

微粒分量

骨材に含まれる 75 μ m ふるいを通過する微粉末の量。天然骨材の場合は、粘土やシルトが、砕石・砕砂の場合は、石粉が対象となる。骨材の全質量に対する比率で表される。

JIS A 1103
（骨材の微粒分量試験方法）

△

◎

〇

有機
不純物

フミン酸やタンニン酸などコンクリートの凝結や硬化を妨げる有機不純物。

JIS A 1105
（細骨材の有機不純物試験方法）

△

◎

〇

粘土塊量

骨材中に含まれる粘土塊の量。骨材の全質量に対する比率で表さ
JIS A 1137
れる。
（骨材中に含まれる粘土塊量の試験方法）

△

〇

◎

塩化物量

細骨材中に含まれている塩化物の量。

JIS A 1144
（フレッシュコンクリート中の水の塩化物イオン濃度試験方法）

△

〇

〇

すりへり
減量

回転するドラム中で骨材に磨耗や衝撃を与えた場合の所定回転数
における骨材のすりへり損失量。骨材の耐摩耗性の判定に利用され、骨材の全質量に対する比率で表される。

JIS A 1121
（ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験方法）

△

△

◎

安定性

骨材の主に凍結融解作用に対する抵抗性を示す指標。骨材が硫酸ナトリウムの結晶圧によって、どの程度破壊・崩壊するかを示した値。

JIS A 1122
（硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験方法）

△

△

◎

アルカリ
シリカ
反応性

骨材に含有される鉱物がコンクリートまたは
JIS A 1145・JIS A 1146
モルタル細孔溶液中の水酸化アルカリとの間に生じるアルカリシ （骨材のアルカリシリカ反応性試験方法
リカ反応を起こす可能性の反応性。
（化学法）・（モルタルバー法））

〇

△

◎

＊ 1：◎；非常に関係がある、〇；関係がある、△；直接的にはあまり関係ない

表3
種類

骨材の品質規格の一例〔砂利および砂（JIS A 5308）〕6）

絶乾密度（g/cm ） 吸水率（%） 粘土塊量（%） 微粒分量＊1（%） 有機不純物3

塩化物量（%） 安定性（%） すりへり減量（%）

砂利

2.5 ＊ 1以上

3.0 ＊ 1
以下

0.25
以下

1.0
以下

－

－

12
以下

35
以下＊ 5

砂

2.5 ＊ 1以上

3.5 ＊ 1以下

1以下

3.0 ＊ 2以下

標準色液と同じ又は淡い＊ 3

0.04
以下＊ 4

10
以下

－

＊ 1；購入者の承認を得て、絶乾密度 2.4 以上とすることができる、吸水率 4.0 以下とすることができる。
＊ 2；コンクリートの表面するへり作用を受けない場合は 5.0 以下とする。
＊ 3；試験溶液の色合いが標準色より濃い場合でも、JIS A 5308 附属書 A10.1）に規定する圧縮強度分率が 90% 以上であれば、購入者の承認を得て用いてよい。
＊ 4；0.04 を超すものについては購入者の承認を必要とし、その限度は 0.1 とする。プレストレストコンクリートは別途指定がある。
＊ 5；舗装コンクリートに用いる場合に適用する。

（ 塩化物、 有機不純物、 微粒分量、求められるすり減り抵抗性には、粗含有される所定鉱物と、コンクリー

粘土塊、 軟石など ）は鉄筋コンク

骨材のすり減り抵抗性が影響します。

ト細孔溶液中の水酸化アルカリとのリート中の鉄筋を腐食させたり、セ一般的に吸水率が高いほど密度が間に生じる「アルカリシリカ反応」

メントの水和を妨げたり、強度や耐小さく、安定性試験の損失量やすりという反応があります。同反応はコ久性を低下させることもあります。

減り量が大きいといわれています。

ンクリートを膨張させ、ポップアウ（3）アルカリシリカ反応性にトやひび割れを起こします。

コンクリートの耐凍害性には、硫酸ナトリウムによる骨材の安定性が影響します。舗装用コンクリートに

40

建材試験情報 2021 7・8 月号

関する品質「反応性骨材」と呼ばれる骨材にこの反応性については JIS に試験方法が定められており、アルカリシ

表4
JIS A 5005
砕石 砕砂

品質項目

粗骨材 細骨材

骨材の品質規格の一例（人工骨材）3）4）5）

JIS A 5011-1
JIS A 5011-2
JIS A 5011-3
フェロニッケルスラグ
銅スラグ
高炉スラグ
粗骨材
細骨材 粗骨材 細骨材
細骨材
LN

JIS A 5011-4
電気炉酸化スラグ
粗骨材
細骨材
N
H
N
H

JIS A 5011-5
石炭ガス化スラグ

3.1 以上 4.0 以上 3.1 以上 4.0 以上
4.0 未満 4.5 未満 4.0 未満 4.5 未満

2.5
以上

細骨材

絶乾密度
（g/cm3）

2.5
以上

2.5
以上

2.2
以上

2.4
以上

2.5
以上

2.7
以上

2.7
以上

3.2
以上

吸水率（%）

3.0
以下

3.0
以下

6.0
以下

4.0
以下

3.5
以下

3.0
以下

3.0
以下

2.0
以下

2.0
以下

2.0
以下

2.0
以下

2.0
以下

1.5
以下

単位容積
質量（kg/L）

－

－

1.25
以上

1.35
以上

1.45
以上

1.5
以上

1.5
以上

1.8
以上

1.6
以上

2.0
以上

1.8
以上

2.2
以上

1.5
以上

安定性（%）

12
以下

10
以下

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

すりへり減量
（%）

40
以下

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

粒形判定
56
実積率（%） 以上＊ 2

54
以上

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

微粒分量＊ 1
（%）

9.0
以下

5.0
以下

5.0
以下

7.0
以下

5.0
以下

7.0 以下～10.0 以下＊ 3

7.0 以下～10.0 以下＊ 3

7.0
以下

7.0
以下

7.0
以下

7.0
以下

9.0
以下

3.0
以下

＊ 1；微粒分量は受渡当事者間の協議によって定める。採石の粒形判定実積率が 58% 以上の場合は 5% 以下とすることができる。
＊ 2；砕石 8040、6040、4020 には適用しない。
＊ 3；粒の大きさによって上限値が異なる。

表5

骨材の品質試験状況の一例

項目

① 粒度

② 密度・吸水率③ 微粒分量④すり減り減量⑤ 安定性

器具

ふるい、バット、はかりなど

はかり、金網かご、バット、水槽など

ふるい、バケツ、
バットなど

ロサンゼルス試験機、鉄球、バットなど

安定性試験装置、
ふるい、かごなど

写真

リカ反応性によって「A：無害と判

反応性等について定期的に検査を定されたもの」、「B：無害でないと判

実施。

参考文献

定されたもの又はこの試験を行って③保管：貯蔵設備は生産者別、品種

1）建材試験センター：建材試験ガイド コ

いないもの」、と区分されています。

別に仕切をもち、大小の粒が分離

ンクリート用骨材・道路用砕石 試験の2.4

しないように貯蔵設備に保管す

品質管理

3）

レディーミクストコンクリート工る。排水の処理を講ずるとともに場では、骨材の品質、検査方法、保異物が混入しないようにする。

管方法を社内規格で規定し、運用し④工程検査：表面水率、粒度、粗粒ています。品質管理の一例を以下に率、実積率、動荷重について、定示します。

期的に検査を実施。

①受入及び受入検査：製造業者、種類、産地、量目、外観（石質・粒径・異物）等を納入伝票、トラッ
クスケール、目視（限度見本）で観察する。

⑤原材料供給→配合指示→計量→練
混ぜ→出荷

3．
おわりに
コンクリートの容積の多くを占め

みどころ・おさえどころ，2021
2）建材試験センター：建築材料・部材の試
験評価技術，2014
3）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
4）日本コンクリート工学会：コンクリー
ト技術の要点’20，2020
5）建材試験センター：コンクリートの基
礎講座，2014
6）日本コンクリート工学会：コンクリー
ト技士・主任技士研修テキスト ’20，
2020

②定期検査：密度・吸水率・粒度・る骨材を紹介しました。次回はコンa u t h o r

粗粒率・塩化物量・粒形判定実積

クリートの性能改善・品質向上に関率・すりへり減量・安定性・ASR

わる混和材料を紹介します。

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査

建材試験情報 2021 7・8 月号

41

基

礎

講

座

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

vol.4

コンクリートに使用される材料～混和材料：混和剤～
１．
はじめに量に対する比率で表わすことが多く、前回まで、コンクリートの主たる標準的な使用量はセメント質量に対材料であるセメント・水・骨材についして数 % 程度と少量です。化学混和て紹介しました。今回からはそれ以剤の一例を写真 1に示します。

外の材料である“混和材料”について紹介します。

2．
混和材料1）JIS A 0203（コンクリート用語）でJIS A 6204（コンクリート用化学混和剤）に規定される7 種類の化学混和剤の概要を表 1 に、 性能を表 2 に、

AE減水剤

写真1

AE剤
（希釈液）

化学混和剤の一例

性能試験の一例を表 3に示します。
種類によっては標準形以外に、コ減する効果をもつ混和剤です。

（2）防せい材

は、使用量が少なくそれ自体の容積

ンクリートの凝結時間を遅延させるがコンクリートなどの練上がり容積“遅延形”や、コンクリートの凝結おコンクリート中の鋼材がコンクリーに算入されないものを“混和剤”、使

よび初期強度の発現を促進させる“促トに含まれる塩化物によって腐食す

用量が比較的多くそれ自体の容積が進形”があり、夏季の高温時や冬季るのを防ぐための混和剤で、JIS A

コンクリートなどの練上がり容積にの低温時などに使われます。

6205（鉄筋コンクリート用防せい材）

算入されるものを“混和材”としていJIS では明確に区分されていませに規定されています。

ます。一般的には使用量がセメント

んが、AE 減水剤の中には、減水率（3）水中不分離性混和剤

量の 5% 程度を境界とすることが多やスランプ保持性に優れた高機能型

水中にコンクリートを落下させてく、混和材は無機質なもの、混和剤のものもあり、高性能 AE 減水剤とも洗い流されず、一体性を保つこと

は有機質なものが多くなっています。

の中間的な存在となっています。まができる材料分離抵抗性を与える混た、高性能 AE 減水剤の中には、増和剤で、土木学会規準 JSCE D-104

3．
混和剤 1）2）3）
3.1 混和剤の種類と概要
混和剤は、コンクリート用化学混

50

用します。使用量は、セメントの質

粘剤と一液化した混合剤や、後述す（コンクリート用水中不分離性混和剤

る収縮低減剤と一液化した混合剤な

品質規格）に規定されています。

どもあり、コンクリートの高性能化（4）その他

和剤とその他の混和剤に大別されまに寄与しています。

他にも、凝結遅延剤、促進剤、急す。前者は主にコンクリートの品質

3.3 その他の混和剤

結剤、分離低減剤、気泡剤、発泡剤、を総合的に改善するために用いるも（1）収縮低減剤

消泡材、防凍剤、耐寒促進剤、付着ので、後者はコンクリートの品質改収縮低減剤は、日本建築学会のモルタル及びスラッジ水に用いる安善や多様化する施工方法に対応する

JASS5M-402 附属書 1 に規定されて定剤など、多様なものがあります。

ために開発・実用化された特定の機いましたが、2020 年に JIS A 6211（コ能を有するものです。

ンクリート用収縮低減剤）として JIS

3.2 コンクリート用化学混和剤

化されました。セメント硬化体の細4．
おわりに混和材料の中から混和剤について

混和剤の形態は、水溶液または粉孔中の水に作用することで、コンク紹介しました。次回は、同じ読み方

体で、通常は練混ぜ水に混和して使リートの乾燥収縮及び自己収縮を低である“混和材”を紹介します。

建材試験情報 2021 9・10 月号

表1
種類

化学混和剤の種類（JIS A 6204）4）

概要

主な効果

AE 剤

コンクリートなどの中に、多数の微細な独立した空気泡を一様に分布させ、ワーカビリティーの改善、単位水量の低減、耐凍害性の改善
ワーカビリティーおよび耐凍害性を向上させるために用いる化学混和剤。

高性能
減水剤

コンシステンシーに影響することなく単位水量を大幅に減少させるか、単位水量に影響することなくスランプを大幅に増加させる化学混和剤。

単位水量の低減、単位セメント量の低減、高強度コンクリート、
コンクリート製品

硬化促進剤

セメントの水和を早め、初期材齢の強度を大きくするために用いる化学混和剤。

初期凍害の防止、低温時の強度増進

減水剤

所要のスランプを得るのに必要な単位水量を減少させるための化学混和剤。 ワーカビリティーの改善、単位水量の低減

AE 減水剤

空気連行性能を持ち、コンシステンシーに影響することなく単位水量を減少させる化学混和剤。

ワーカビリティーの改善、耐凍害性の改善、単位水量の低減、
単位セメント量の低減、凝結時間の調整

高性能
AE 減水剤

空気連行性能を持ち、AE 減水剤よりも高い減水性能および良好なスランプ
保持性能を持つ化学混和剤。

ワーカビリティーの改善、耐凍害性の改善、単位水量の低減、
単位セメント量の低減、スランプロスの低減、凝結時間の調整、
高強度、高流動コンクリート

流動化剤

予め練り混ぜられたコンクリートに添加し、これを撹拌することによって、その流動性を増大させることを主たる目的とする化学混和剤。

同一単位水量でスランプ増大、施工性の改善

表2

化学混和剤の性能の規定値（JIS A 6204）1）2）
減水剤

AE 減水剤

高性能 AE 減水剤

流動化剤

項目＊ 1

AE 剤

高性能
減水剤

硬化
促進剤

標準形

遅延形

促進形

標準形

遅延形

促進形

標準形

遅延形

標準形

遅延形

減水率＊ 2（%）

6 以上

12 以上

－

4 以上

4 以上

4 以上

10 以上

10 以上

8 以上

18 以上

18 以上

－

－

ブリーディング量の比（%）

－

－

－

－

100 以下

－

70 以下

70 以下

70 以下

60 以下

70 以下

－

－

ブリーディング量の差（cm3/cm2）

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

0.10 以下

0.20 以下

始発

-60 ～
+60

+90 以下

－

-60 ～
+90

-60 ～
+210

+30 以下

-60 ～
+90

-60 ～
+210

+30 以下

-60 ～
+90

-60 ～
+210

-60 ～
+90

-60 ～
+210

終結

-60 ～
+60

+90 以下

－

-60 ～
+90

-0 ～
+210

0 以下

-60 ～
+90

-0 ～
+210

0 以下

-60 ～
+90

-0 ～
+210

-60 ～
+90

-0 ～
+210

材齢 1 日－－120 以上

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

凝結時間
の差分

圧縮
強度比
（%）

材齢 2 日（5℃）－－

130 以上

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

材齢 7 日95 以上

115 以上－110 以上110 以上115 以上110 以上110 以上115 以上125 以上125 以上

90 以上

90 以上

材齢 28 日90 以上

110 以上90 以上

110 以上110 以上110 以上110 以上110 以上110 以上115 以上115 以上

90 以上

90 以上

長さ変化比（%）

120 以下110 以下130 以下120 以下120 以下120 以下120 以下120 以下120 以下110 以下110 以下120 以下120 以下

－

－

－

－

－

－

60 以上

60 以上

60 以上

60 以上

60 以上

60 以上

6.0 以下

4.0 以下

4.0 以下凍結融解の抵抗性
60 以上〈相対動弾性係数（%）〉
経時
変化量

スランプ（cm）

－

－

－

－

－

－

－

－

－

6.0 以下空気量（%）

－

－

－

－

－

－

－

－

－

± 1.5 以内 ± 1.5 以内 ± 1.0 以内 ± 1.0 以内

塩化物イオン量（kg/m3）

Ⅰ種：0.02 以下、Ⅱ種：0.02 を超え 0.20 以下、Ⅲ種：0.20 を超え 0.60 以下

全アルカリ量（kg/m3）

0.30 以下＊ 1：表中の減水率～長さ変化率比までの行は、試験対象の化学混和剤を用いた “ 試験コンクリート ” と化学混和剤を用いないプレーンコンクリートである“ 基準コンクリート ” との相対比較によって判定される値を示す。ただし、流動化剤の基準コンクリートは AE 剤を使用したものである。
＊ 2：減水率はセメントの分散性の指標で、試験コンクリートおよび基準コンクリートの単位水量から算出したものである。

表3

化学混和剤の性能試験の一例 4）

項目①ブリーディング量②凝結時間③長さ変化率④経時変化量⑤塩化物イオン量器具

メスシリンダ、
スポイト、容器など

貫入抵抗試験装置、
貫入針、容器など

コンパレータ、はかりなど

傾胴ミキサ、
スランプ試験器具類など

イオンクロマトグラフ、
計量容器など写真

参考文献

1）日本コンクリート工学会：コンクリート技術の要点’20，2020
2）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
3）建材試験センター：コンクリートの基礎講座，2014
4）建材試験センター：建築材料・部材の試験評価技術，2014

a u t h o r

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査

建材試験情報 2021 9・10 月号

51

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.5

コンクリートに使用される材料～混和材料：混和材～
１．
はじめに
今回は、コンクリートの性能を改善する粉体の混和材料である“混和材”について紹介します。

2．
混和材の概要1）2）

リカ反応の抑制効果も期待できます。

代表的な 3 種類について紹介します。

なお、未燃カーボンが多いフライア

2.1

ッ シ ュ は、AE 剤を多量に吸着し、フライアッシュ（FA）

フライアッシュは、火力発電所で空気連行量が低下する場合があるた

石炭（微粉炭）を燃焼する際に副産さめ AE 剤の種類や使用量に留意する

れる石炭灰で、JIS A 6201（コンク

必要があります。

リート用フライアッシュ）では強熱

2.2

高炉スラグ微粉末（BFS）

コンクリート用混和材は、主にセ減量や粉末度などの品質によって 4高炉スラグ微粉末は、製鉄所の溶メントに置き換えて使用される粉体種類が規定されています（表 2 参照）。

鉱炉から排出されたスラグを急冷です。セメント量の 10 ～ 30% と多良質なフライアッシュは表面が滑し、 微 粉 砕 し て 調 整 し た 粉 体 で、くの量を使用するため、混和材容積

らかな球状で、コンクリートに混和

JIS A 6206（コンクリート用高炉ス

をコンクリ ー ト容積に算入して配した際に流動性が改善する“ボール

ラグ微粉末）では比表面積（cm2/g）（調）合計算が行われます。

ベアリング効果”があり、単位水量によって 4 種類が規定されています（表 3 参照）。

産業廃棄物の有効利用として使用を低減することができます。適切なされたものが多く、セメントとは機湿潤養生を行えば、“ポゾラン反応”

セメントの一部を高炉スラグと置構の異なる水硬性をもつため、長期により、長期強度の増進、水密性のき換えることにより、水和熱による的に強度を増進させ、コンクリート向上が期待できます。

温度上昇を抑制し、温度ひび割れを

また、セメントの一部と代替して低減することができます。ただし、せるなど、品質改善効果を持ってい使用した場合は、水和熱の発生が抑養生温度が高くなると活性が増し、ます。表 1 に示すように、混和材の制されるので、マスコンクリートに

普通ポルトランドセメントを使用し種類によって、コンクリートの性能

適しています。さらに、アルカリシた場合よりも水和熱が大きくなる場の組織を緻密にして水密性を向上さ

表1
混和材の種類

主成分

膨張材

合があります。

混和材の主な特徴と性能1）
特徴

ガラス（Al2O3フライアッシュ、
SiO2 系）
α- 石英、ムライト

ポゾラン反応カルシウムサルフォアルミネート
エトリンガイトや系、生石灰系、 水酸化カルシウムの生成複合系

付与される性能

品質規格

水密性、長期強度増進、水和熱低減、
JIS A 6021
アルカリシリカ反応抑制
ひび割れ抵抗性、
ケミカルプレストレス

JIS A 6202

硫酸塩抵抗性、
海水に対する抵抗性、
JIS A 6206
アルカリシリカ反応抑制、
高強度化、高流動化

高炉スラグ
微粉末

ガラス
（CaO-MgO2
Al O3-SiO2 系）

潜在水硬性

シリカフューム

ガラス（SiO2 系）

ポゾラン反応マイクロフィラー効果

高強度化、高耐久化

JIS A 6207

非結合性の混和材（エーライトの水和促進・
C3A との反応）

高流動化、水和熱低減

JIS A 5041

石灰石微粉末44に及ぼす影響は異なります。以下に

カルサイト（CaCO3）

建材試験情報 2021 11・12 月号

また、適切な湿潤養生を行えば、“潜在水硬性”によってセメントペー
ストが密実になるため、長期強度が増大し、乾燥収縮が低減します。更
に、硫酸塩や海水に対する抵抗性が改善され、アルカリシリカ反応の抑制効果も期待できます。なお、高炉
スラグ微粉末の粉末度が大きい場合には、自己収縮が大きくなることが
あります。

2.3

シリカフューム（SF）

シリカフュームは、金属シリコンや表2 フライアッシュの品質（JIS A 6201）1）2）
品質項目

粉末度

フライアッシュⅠ種

二酸化けい素含有量

（%）

湿分

（%）

強熱減量

（%）

密度

（g/cm 3）

フライアッシュⅡ種 フライアッシュⅢ種 フライアッシュⅣ種
45.0 以上
1.0 以下3.0 以下5.0 以下

（%）

10 以下

40 以下

40 以下

70 以下

比表面積（ブレーン方法）（cm2/g）

5000 以上

2500 以上

2500 以上

1500 以上

活性度指数（%）

表3

密度

（%）

105 以上

95 以上

85 以上

75 以上

材齢 28 日

90 以上

80 以上

80 以上

60 以上

材齢 91 日100 以上

90 以上

90 以上

70 以上

高炉スラグ微粉末の品質（JIS A 6206）1）2）
高炉スラグ
微粉末 4000

2750 以上
3500 未満

3500 以上
5000 未満5000 以上
7000 未満7000 以上
10000 未満

材齢 7 日

－

55 以上

75 以上

95 以上

材齢 28 日

60 以上

75 以上

95 以上

105 以上（g/cm3）比表面積（cm2/g）

活性度指数（%）
フロー値比酸化マグネシウム

高炉スラグ
微粉末 6000

表4 シリカフュームの品質（JIS A 6207）1）2）

高炉スラグ
微粉末 3000

品質項目

品質項目

高炉スラグ
微粉末 8000

2.80 以上

品質規格

二酸化けい素（%）

85.0 以上

酸化マグネシウム（%）

5.0 以下三酸化硫黄（%）

3.0 以下遊離酸化カルシウム（%）

1.0 以下遊離けい素（%）

0.4 以下塩化物イオン（%）

0.10 以下

材齢 91 日

80 以上

95 以上

－

－

（%）

95 以上

95 以上

90 以上

85 以上

強熱減量

（%）

4.0 以下10.0 以下

湿分（%）

3.0 以下比表面積（BET 法）（m /g）

15 以上（%）

10.0 以下

10.0 以下

10.0 以下

三酸化硫黄

（%）

4.0 以下

4.0 以下

4.0 以下

4.0 以下

強熱減量（%）

3.0 以下3.0 以下3.0 以下3.0 以下塩化物イオン（%）

0.02 以下

0.02 以下

0.02 以下

0.02 以下

表5器具

5.0 以下45 μ m ふるい残分（網ふるい方法）
フロー値比

項目

8.0 以下1.95 以上

活性度指数（%）

2

材齢 7 日95 以上

材齢 28 日105 以上混和材の品質試験の一例 3）①比表面積②強熱減量、湿分など③フロー値比ブレーン空気透過装置

電気炉、はかり、るつぼなど

フローコーン、ノギス、
フローテーブルなど④活性度指数⑤塩化物イオン

型枠、圧縮試験機など

電位差滴定装置、計量容器など写真

フェロシリコンを電気炉で製造する際

大すると共に、“ポゾラン反応”によに副産される超微粒子の粉体で、JISり水密性や化学抵抗性なども向上しA 6207（コンクリート用シリカフュー

ます。そして、アルカリシリカ反応

ム）に規定されています（表 4 参照）。

の抑制効果が期待できるといわれてシリカフュームをセメントと置換います。

したコンクリートは、高性能 AE 減

ただし、低水セメントの場合は凝水剤と併用することにより高い流動

結直後から大きな自己収縮を生じる性が得られ、ブリーディングや材料

ことがあり、留意が必要です。

分離が少なく、繊維補強コンクリー
トの場合には繊維の分散性が極めて向上します。また、“マイクロフィラー効果”によって強度発現性が増3.おわりに
次回はフレッシュコンクリート試
験について紹介します。

参考文献
1）日本コンクリート工学会：コンクリート
技術の要点’20，2020
2）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
3）建材試験センター：建築材料・部材の試
験評価技術，2014

a u t h o r

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建材試験情報 2021 11・12 月号

45

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.6

フレッシュコンクリートの試験
2.2 フレッシュコンクリートへの

１．
はじめに

要求性能

ることなく、型枠に容易に打ち込
むことができる流動性のこと。

1）2）3）

前回までコンクリート用材料の概フレッシュコンクリートには、①3）ポ ンパビリテ ィ ー： コンクリ ー

要と関連試験について紹介しまし

運搬、打ち込み、締め固め、表面仕トの圧送を可能にするためのフた。今回はそれらの材料を練り混ぜ上げなどの一連の作業が適切に行え

レッシュコンクリートの品質やた“フレッシュコンクリート”の性ること、 ②施工時および施工前後

性能のこと。

質と関連試験について紹介します。

で、コンクリートの均質性や品質が4）フィニッシャビリティー：粗骨材

変動しないこと、③作業が終了するの最大寸法、細骨材率、細骨材のまでは所要の流動性を有し、その後粒度、コンシステンシーなどによ

1）2）は適切な速度で凝結・硬化することる仕上げの容易さを示すフレッシ

コンクリートは、その状態によっなど、総合的な作業性を示す“ワーュコンクリートの性状のこと。

て「フレッシュコンクリート」と「硬カビリティー”が要求されます。ま2.3 ワーカビリティー 1）2）

化コンクリート」に大別されます。

た、コンクリートの種類によって、（1）ワーカビリティーとは

コンクリートは、セメントと水が接④所定の温度、所定の単位容積質量

前述した“ワーカビリティー”と触した直後（練り混ぜ直後）から水を有することが求められる場合もあは、「 材料分離を生ずることなく、和反応が始まり、水和反応に伴ってります。

運搬、打ち込み、締め固め、仕上げ2．
フレッシュコンクリートの性質
2.1 フレッシュコンクリートとは

徐々に流動性を失い、やがて凝結・硬化します。

コンクリ ー トの施工を適切に行などの作業が容易にできる程度を表

い、耐久性に優れたコンクリート構

すフレッシュコンクリートの性質」

JIS A 0203（コンクリート用語）

造物をつくるためには、図 1 に示すと定義されています。判定の基準はでは、フレッシュコンクリートとはようにワーカビリティーに関連する構造物の種類、施工箇所、施工方法

一連の過程において、練り混ぜ直後

諸性状をバランスよく確保することによって異なるため、具体的な数値から凝結・硬化までの“まだ固まらが重要です。

ではなく、
「良い」、
「悪い」、
「作業に

ない状態にあるコンクリート”のこ

用語の意味を以下に示します。

とを示す、と定義されています。世1）コ ンシステンシー：変形あるい間一般では“生コン”とも呼ばれて適する」など、定性的かつ相対的な2）プ ラスティシティー：材料分離すいます。

評価となります。
（2）影響を及ぼす要因

は流動に対する抵抗性

ワーカビリティーに影響を及ぼす

フィニシャビリティー
表1 ワーカビリティーに影響を及ぼす要因2）

ワーカビ
リティー

コンシステンシー

要因

プラスティシティー

ポンパビリティー
図1 ワーカビリティーの概要3）50

建材試験情報 2022 1・2 月号

1

セメント

種類，比表面積，風化の程度

骨材

最大寸法，粒度，粒形

混和材料

種類，使用量

配（調）合単位水量，単位セメント量，細骨材率

製造

練混ぜ時間

温度

練り上がり温度表2 スランプに影響を及ぼす要因
要因

図2 スランプ試験の概要3）

要因として、表１に示すようなコンリートのスランプ試験方法）に規定さクリートの配（調）合条件、使用材れています。図 2 に示すように、平料の種類および品質、練混ぜ時間な板に置いたスランプコーン内に試料どが挙げられます。

を 3 層に分けて詰め、各層を突き固

例えば、コンクリートの単位水量

めたのち、スランプコーンを引き上を増加させると、流動性が増大してげた際のコンクリート頂部の沈下量

施工は容易になりますが、粘性が低（スランプ）を測定し、コンシステン

下して材料分離が生じやすくなりま

シーを評価する方法です。試験状況す。また、細骨材率を小さくする、を写真 1に、スランプに影響を及ぼす

粗粒率の大きな細骨材を使用する等要因を表 2に示します。

した場合は、コンクリートの流動性

2020 年 10 月に JIS が改正されて、は増大するものの、材料分離を生じ①試料を突く際に偏りが無いようにやすくなります。

一様に突くこと、②試料を3 層目まで

2.4 コンシステンシー

1）2）3）（1）コンシステンシーとは

及ぼす影響

水量

水量が増加するとスランプは増大する。
：
水量 1.2% 増減 → スランプは１cm 程度変化

空気量

空気量が増加するとスランプは増大する。
：
空気量 1% 増減 → スランプは2.5cm 程度変化

粗骨材

粒形が良いとスランプは増加し、水量が等しい場合、粒形判定実積率とスランプは直線関係である。

細骨材

水、セメント量が等しい場合、細骨材の割合が多いほど、粒子が細かいほどスランプは低下する。

化学
混和剤

化学混和剤を使用すると、セメント粒子の分散作用、連行した空気の影響でスランプは増大する。

混和材料

良質なフライアッシュを使用すると、ボールベアリング的な働きによってスランプは増大する。

温度

コンクリート温度が高いとスラン
プは低下する。
：
10℃上昇 → 2 ～ 3cm 程度低下

突き固めた際に、試料上面がスラン
プコーン上端より低くなった場合は、“コンシステンシー”とは、変形ある

少量の同じ試料を足して上面を均しいは流動に対する抵抗性を示します。

てもよいこと、③平板にこぼれた試

コンシステンシーに影響を及ぼす料は湿布などで取り除くこと、など

フレッシュコンクリートの要因には、が記載されました。

単位水量、空気量、粗骨材の最大寸（3）スランプフロー試験

スランプフロー

図3 スランプフロー試験の概要3）

試料をスランプコーンに詰めて、図 3法、骨材の粒形、細骨材率、細骨材

スランプ試験と同様な試験として、の粗粒率、化学混和剤の種類、混和

スランプフロ ー 試験方法が JIS A

げた際のコンクリートの広がり（スラ材の使用、温度などがあります。

1150（コンクリートのスランプフロー

ンプフロー）から、コンシステンシー

試験方法）に規定されています。

を評価する方法です。試験状況を写測定方法には、①コンクリートにに示すようにスランプコーンを引き上

真 2に示します。

一定の外力（重力、衝撃など）を加え

流動性の高い高流動コンクリート

たときの変形量を測定する方法（スラや高強度コンクリートなどを対象とし2020 年 10 月に JIS が改正され、前ンプ試験、フロー試験など）、②コン

た試験です。スランプ試験と同様に述のスランプ試験と同様の変更のほ

写真1 スランプ試験状況

写真2 スランプフロー試験状況

クリートに所定の変形を生じさせるのに必要な仕事量を測定する方法（リモルディング試験、振動式コンシス
テンシー試験など）、③その他（レオロジー試験、締め固め係数試験など）があります。
（2）スランプ試験
コンクリートのコンシステンシーを測定する最も一般的な試験は“スランプ試験方法”で、JIS A 1101（コンク

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51

か、平板の大きさが定性的な記載にF501）が採用されています。

変更され、500mmフロー到達時間が2.5 材料分離

表面のプラスティックひび割れ、ブ

必ず報告する事項となりました。

（1）材料分離とは

リーディングによるコンクリートの沈（4）その他の試験

コンクリートの材料分離とは、運下に伴う鉄筋に沿ったひび割れなどが発生することがあります。

スランプ試験では硬練りコンクリー

搬中や打ち込み中、または打ち込み

トのコンシステンシーを評価すること後において、構成材料の分布が不均

なお、ブリーディングに伴って上が難しく、また、スランプは重力によ一になる現象のことで、①骨材（粗骨

昇した微粒物は、コンクリート表面

る変形を示すもので、振動締め固め材）が局部的に集中する現象、②時に薄膜となって沈積するレイタンスのような外力を受けた場合に示す性間の経過に伴いコンクリート上面にとなり、打ち継ぎ部の弱点となるた状を必ずしも反映するとはいえませ

水が浮き上がる現象（ブリーディング）

め必ず除去してコンクリートを打ちん。このような欠点を補うために考があります。材料分離が生じる主な継ぐ必要があります。

案されたのが振動台式コンシステン

要因は、コンクリートが数μm 〜数（3）ブリーディング試験

シー試験です。この種の試験として10mm までの粒径を有する個体と液

ブリーディングの試験方法は、JIS

は、フロー試験（旧 ASTMC124-71）、体の混合物であること、さらに、構A 1123（コンクリートのブリーディン

リモルディング試験、VB 試験などが成材料の密度が 1 〜 3g/cm3 程度と大グ試験方法）に規定されています。容あり、我が国では舗装コンクリートの幅に相違していることが挙げられま

器内に試料を 3 層に分けて入れ突き

コンシステンシー試験として、VB 試す。骨材粒子が大きいほど、またモ

固め、コンクリート上面に浸み出てき験 の改 良 型（ 土 木 学 会 規 準 JSCE-

ルタルの粘性が低いほど分離しやす

た水をスポイトで吸い取ります。こ

表3 ブリーディングに影響を及ぼす要因1）3）い傾向があります。

の操作をブリーディングが認められ（2）ブリーディングとはなくなるまで行い、累計量を測定し打ち込み後のコンクリートは、密ます。試験状況を写真 3に示します。

及ぼす影響度の大きいセメントや骨材は沈降し、同試験は、測定に時間がかかり、多セメント

粉末度が大きく（粒子が細かく）、
凝結時間が早いセメントほど、
ブリーディングは少ない。

水は比較的軽い微細な粒子を伴ってくの試験回数を実施することは困難

細骨材

細骨材の粒度が細かいほど、ブリーディングは少ない。

水セメント比水セメント比が大きいほど、また、スランプが大きいほど、ブリーディングは増加する。

要因

混和材料

化学混和剤や良質なフライアッシュの使用は、ブリーディングの低減に有効である。

温度

コンクリートの温度が低いほど、ブリーディングは長く継続する。

締固め仕上げ過度の締固めや仕上げは、ブリーディングを増加させる。

打込み速度

打込み速度が速いほど、１回の打ち込み高さが高いほど、ブリーディングは増加する。

打設時のレベル
沈下

上昇します。この水が上昇する現象

なため、コンクリートの性状確認や、（水の分離）を“ブリーディング”とい

配（調）合決定の試し練り時、特殊ないます。ブリーディングに伴ってコン

コンクリートの品質確認などの目的

クリート上面が若干低下することをで実施されます。

“沈下”といいます。ブリーディングにブリーディングは、使用材料や配影響を及ぼす要因を表3に示します。

（ 調）合によって大きく異なります。

コンクリートの表面仕上げを行う

化学混和剤を使用して空気を連行さためには、ある程度のブリーディン

せ、 単位水量を少なくすることで、グが必要です。しかし、ブリーディ

ブリーディングを小さくすることが可

ングが過度になると、図 4に示すよう能です。

に、水平鉄筋や粗骨材の下側に空隙

2.6 空気量 1）2）を形成するため、水みちとなって水（1）空気泡とは

密性の低下、コンクリートと鉄筋とコンクリート中の空気泡は、“エンの付着力低下などをもたらします。

トラップトエア”と“エントレインド

また、ブリーディング速度よりも表面エア”に大別されます。

沈下
沈下に伴う引張⼒

ひび割れ

鉄
筋

ブリーディングに伴う空隙

ブリーディング

図4 ブリーディング及び沈下ひび割れの
概念図3）

52

の乾燥速度が速いと、コンクリート

1）2）

建材試験情報 2022 1・2 月号

ブリーディング水

写真3 ブリーディング試験状況2）

表4

空気量に影響を及ぼす要因1）3）

れた微細な独立気泡（数 10 〜 100 μ容器内に試料を 3 層に分けて入れ

要因

及ぼす影響

m 程度）です。気泡間隔係数は、150突き固めて蓋を取り付けます。次に、

化学混和剤

化学混和剤の使用量が増加すると空気量も増大する。

〜 200 μ m 程度で、この空気泡はコ

容器の約 5%の内容量をもつ空気室のセメントの粉末度及びセメントの使用量が増加すると空気量は減少する。

ンクリートのワーカビリティーを改善

圧力を所定の圧力に高め、作動弁をセメントするだけでなく、耐凍害性を向上さ

開いて容器のフレッシュコンクリートせるといわれています。具体的には、に圧力を加えた時の空気室の圧力低同程度のワーカビリティーのコンク

下を利用して、測定を行います。

混和材

ポゾランやその他の微粉末混和材の使用量や粉末度が増加すると空気量は減少する。

リートを製造する場合、エントレイン

2.7 凝結時間 1）2）

細骨材

細骨材中の 0.3 ～ 0.6mm の粒子が多いと空気量は増加する。また、細骨材の割合が増加しても空気量は増加する。

ドエアを1% 増加させると、細骨材率（1）凝結とはを 0.5 〜 1.0%、単位水量を約 3% 少な“凝結”とは、セメントに水を加え温度

コンクリート温度が低いと空気量は増加する。

くすることが可能です。

て練り混ぜてから一定時間を経たの（2）空気量とはち、水和反応によって流動性を失い

練り混ぜ

コンクリートの練り混ぜ当初、空気量は急速に増加し、3 ～ 5 分程
度で最大に達し、その後は、除々に減少する。

運搬・
振動締固め

コンクリートの運搬、振動締固めなどによって、空気量は減少する。

コンクリートの耐凍害性を考慮す

次第に固くなる現象をいいます。
“硬

ると、コンクリート中の空気量は 3 〜

化”は凝結したのちに時間の経過に6% 必要です。しかし、コンクリート

伴って硬さおよび強さが増進する現の空気量が 1% 大きくなると、コンク

象をいいます。フレッシュコンクリー

リートの圧縮強度は 3 〜 6% 程度小さ

トには、作業が終了するまでは所要

前者は、コンクリートの練り混ぜくなるので、強度を満たす範囲でのの流動性を有し、その後は適切な速時にモルタルに閉じ込められた比較

空気量とすることが必要です。空気度で凝結および硬化することが要求

的大きな気泡（100μm 程度以上）で、量に影響を及ぼす代表的な要因を表されます。コンクリートの凝結が早

その量は 2% 以下です。コンクリート

4に示します。

すぎても、また遅すぎても打ち込み、に含まれる気泡と気泡の距離を意味（3）空気量試験

締め固め、表面仕上げなどの作業にする“気泡間隔係数”は 400 〜 700μ

空気量の試験方法は、JIS A 1116

支障をきたす場合があります。
凝結に影響を及ぼす主な要因を表m 程度で、この空気泡はコンクリー（質量方法）、JIS A 1118（容積方法）、

トの品質改善には役立たないといわ

JIS A1128（空気室圧力方法）に規定

5 に示します。

れています。

されています。最も代表的なのは空（2）コールドジョイントとは一方、後者は、化学混和剤を用い気室圧力方法で、図 5 に測定の概要

凝結が進んだコンクリートに新して計画的にコンクリート中に導入さを、試験状況を写真 4に示します。

いコンクリートを打ち重ねると、“コー
ルドジョイント”と呼ばれる「一体とならない継目」が発生する場合があります。コールドジョイントが発生すると、美観上の問題だけでなく、コンクリートの漏水や剥離・剥落の原因となるため、始発時間よりも相当早い

表5
図5

写真4

要因

空気量測定の概要3）

空気量試験状況 2）

凝結に影響を及ぼす要因1）3）
及ぼす影響

セメント

セメントの種類によって凝結速度は異なる。

スランプ・
水セメント比セメント量が等しい場合、スランプが小さいほど、水セメント
比が低いほど凝結は早くなる。

化学混和剤

遅延形や促進形の化学混和剤を使用するによって凝結速度を調整することが可能である。

砂

海砂や練混ぜ水に含まれる塩分は凝結を早め、糖類や腐植土な
どの有機物は凝結を遅らせる。

気象条件

高温、低湿、日射、風などの気象条件が凝結を早める。

建材試験情報 2022 1・2 月号

53

時期に打ち重ねることが必要です。
（3）凝結時間試験
凝 結 時 間の 試 験 方 法は、JIS A
1147（コンクリートの凝結時間試験方法）に規定されています。
凝結の程度は定量的に表すことが難しいといわれています。同試験方法では、まずコンクリートを 5mm の

写真6 ポンプ圧送状況

網ふるいでふるって粗骨材を除去し（ウエットスクリーニング）、モルタル

るときの時間が“終結時間”と定義さを採取します。そのモルタルを容器れています。具体的には、図 6 に示

コンクリート中の水分の移動のしに入れて仕上げ、貫入針を用いた貫すように、経過時間を直線補間などやすさを定量的に把握し、管壁でコ

入抵抗装置で貫入抵抗を測定し、凝により、5 分単位で読み取ります。

ンクリートが滑動するための流動性

結時間を求めます。試験状況を写真
5に示します。

（2）圧送性に関する試験

同試験は、ブリーディング試験とを評価する試験として、土木学会規同様に測定に時間がかかり、多くの

準 JSCE-F 502「加圧ブリーディング

貫入抵抗値が 3.5N/mm2 になると試験回数を実施することは困難なた試験方法（ 案 ）」があります。また、

きの時間がコンクリートの“ 始発時め、コンクリートの性状確認や、配管内のコンクリートが形状変化でき間”、貫入抵抗値が 28.0N/mm にな（調）合決定のための試し練り時、特る変形性に対しては、JSCE-F 509「フ殊なコンクリートの品質確認などのレッシュコンクリートの変形性評価目的で実施されます。

試験方法（案）」があります。材料分

22.8 圧送性1）

離に起因する閉塞に関する検討とし（1）圧送性とはては、実際の施工条件に近い配管条

フレッシュコンクリートの圧送を可能にする品質や性能を圧送性（ポンパ管内閉塞の有無を確認する方法が行

ビリティー）といい、①管壁でコンクわれているようです。
（残念ながら当

リートが滑動するための流動性、②センターでは実施していません。
）

管内のコンクリートが形状変化できる変形性、③圧力の時間的・位置的変動に耐える分離抵抗性、の３つの

写真5

件で試験圧送を行い、変形管部での3．
おわりにフレッシュコンクリートの性質と関性能で構成されます。ポンプ圧送状

連試験について紹介しました。フレ況を写真 6に示します（当センター新ッシュコンクリートの試験としては、防耐火試験棟工事より）。

このほか塩化物量や温度測定、単位
水量試験などがあります。生コンの凝結時間試験状況 2）

受入試験の代表的なスランプやスラ
ンプフロー、空気量に関しては、配（調）合の回でも改めて紹介予定です。
次回は硬化コンクリートの性質と関連試験について紹介します。
参考文献
1）日本コンクリート工学会：コンクリート技術の要点’20，2020
2）建材試験センター：建築材料・部材の試験評価技術，2014
3）建材試験センター：コンクリート採取試験実務講習会テキスト，20204）日本規格協会：JIS A 1147：2019（コンクリートの凝結時間試験方法）

a u t h o r
図654

凝結時間試験結果の一例 2）4）（JIS A 1147 図1）

建材試験情報 2022 1・2 月号

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.7

硬化コンクリートの性質～強度性状～
2）圧 縮強度から、 他の強度性状や

１．
はじめに

変形性状、 耐久性などの概略推

前回はフレッシュコンクリートの概要と関連試験について紹介しました。今回から硬化コンクリートの性質について紹介します。

定が可能である。

Pσc =π（d/2）2

ここに、

3）圧 縮強度の試験方法が他の強度に比べて簡易である。

σc：圧縮強度（N/mm2）
P ：最大荷重（N）（2）圧縮強度の供試体と試験方法

d ：供試体の直径（mm）

2.2 圧縮強度に影響を及ぼす要因 1）3）

強度は硬化性状の中でも、構造物

コンクリートの圧縮強度試験供試の安全性を支える特に大事な指標で体の作製については JIS A 1132（コす。例えば、日本建築学会「建築工ンクリート強度試験用供試体の作り視点から紹介します。

事標準仕様書・同解説 JASS5 鉄筋方）に、圧縮強度試験方法について（1）材料の品質

コンクリ ー ト工事 」では、 コンク

は JIS A 1108（コンクリートの圧縮

1）セメント強度

リートの品質を“工事に使用するコ

強度試験方法）に規定されています。

セメント強度はコンクリートの強ンクリート”と、“構造体コンクリー

圧縮強度の供試体作製と試験状況を度に密接な関係を及ぼします。JISト”に分けて規定しています。前者

写真 1 に示します。

R 5201（セメントの物理試験方法）

圧縮強度に影響を及ぼす要因を各はフレッシュコンクリートに、後者

同規格では、供試体として直径には硬化コンクリートに求められるも対する高さ比が 2、かつ、粗骨材ののです。構造体コンクリートへの要

最大寸法の 3 倍以上の直径を有する求性能の一つ“構造安全性”では、“円柱供試体”が規定されています。

構造体コンクリート強度が設計基準

φ 100 × 200mm、φ 125 × 250mm、強度および耐久設計基準強度を満足

あるいはφ 150 × 300mm の寸法の（N/mm2）することが求められています。

ものが一般的ですが、建築では主にX ：セメント水比

φ 100 × 200mm の供試体が用いら

A,B：各 種セメントで実験によっ

本稿では圧縮強度を中心に、強度性状を取り上げます。

2．
硬化コンクリートの強度性状
2.1

圧縮強度

1）2）

によるセメントの圧縮強さを K とした場合に下式となります。
Fc ＝ K（A ＋ BX）
ここに、
Fc ：コンクリートの圧縮強度れています。この供試体を用いて試験し、求めた最大荷重を、次式に示すように断面積で除した値を“圧縮強度”として算出します。

て定まる定数2）骨材強度普通強度の範囲では、コンクリー
トの圧縮強度は粗骨材とモルタルの（1）圧縮強度の重要性
コンクリートの力学的性質は、圧
縮強度、引張強度、曲げ強度などで表されます。一般的にはコンクリー
トの強度というと“圧縮強度”を示
し、大事な指標となっています。その理由を以下に示します。
1）圧 縮強度が他の強度に比べて大きく、 鉄筋コンクリ ー ト部材の構造設計にも利用されている。

50

建材試験情報 2022 3・4 月号

写真1

圧縮強度試験

界面のひび割れで決まることが多く、骨材自体の強度の影響は大きくありません。しかし、低強度の骨材を用いると、骨材自体が破壊するため、セメント水比を増加させてもコンクリート強度は大きくならず、頭打ちとなる傾向があります。
3）粗骨材の表面性状

写真2

粗い表面性状の骨材は、セメント

直径および高さの測定

ペーストとの付着が良いため、コンクリート強度が大きくなります。例
えば、表面の粗い砕石をコンクリー

空法、機械的加圧法、転圧法）。
（4）供試体の作製ている円柱供試体の強度より大きくなる傾向があります。

トに用いると、同じ水セメント比で供試体作製時の不均質や充填不足

2）円 柱供試体の直径に対する高さ

表面が滑らかな川砂利を用いた場合などの良否は強度に影響します。供の比が大きくなるほど、 強度はより、強度が増す傾向があります。

試体の作製方法については、 詰め

小さな値を示します。JIS A 1108（2）配合方、 突き方、 叩き方などが JIS A

では、高さ h と直径 d の比 h/d は1132 に規定されています。

2.0 とされています。

水セメント比が一定の時、空気量1% の増加によ っ て圧縮強度は 4 ～（5）材齢

6% 低下します。しかし、混和剤に

1）コ ンクリ ー ト強度の増進は、 セ

よ っ て空気を連行した AE コンク

メントの水和の進行によります。

リートにすれば、あるワーカビリテ2）コンクリートの強度増進は材齢 74）寸 法には型枠の精度が影響してィーを得るのに必要な“単位水量”

日～ 14 日くらいまで大きく、材きます。 型枠も長く使用していを減らすことができます。同じ単位

齢 28 日～ 90 日でほぼ安定します。

ると断面が楕円形状になる場合

セメント量でスランプを一定とした

材齢 1 年以上の長期における強度等があります。 所定の供試体精

場合には、水セメント比を小さくで増進は一般に小さくなります。

度を確認するための寸法測定方

3）供 試 体 の 形 状 が 相 似 で あ れ ば、寸法が大きいほど強度は小さな値を示す傾向があります。

き、結果として AE 剤を用いないコ（6）養生法（ 直 径 お よ び 高 さ ）は JIS A

ンクリートとほぼ同等の強度が得ら

1）乾 燥させると一時的に見かけ上

1108 に定められており、 一般的れます。

の強度は上昇しますが、 その後にはノギスを使って測定します。

（3）施工方法の強度の増進は小さくなります。

測定状況を写真 2 に示します。

1）練 混ぜ時間が短すぎると、 セメ

2）養 生温度が高いと初期強度が大（8）供試体の載荷面ント粒子が分散せず十分な強度きくなるものの、 長期強度は小1）載荷面の凹凸が 得 ら れ な い こ と が あ り ま す。

さくなります。

キャッピングや研磨などによる供

硬練りのもの、 骨材寸法の小さ（7）供試体の形状および寸法など

試体載荷面の平面度や直角度などの

いもの、 粉体量が多いものほど

1）供 試体の形状により、 強度は異

良否は、強度に影響し、精度が定めなる値を示します。 イギリスなられています。載荷面が凸の場合に

2）練り混ぜ後に放置したコンクリー

長くする必要があります。

どで用いられている立方体供試

特に影響が大きく、見掛けの強度がトを、 水を加えずに練り返して体の強度は、 我が国で用いられ30% 程度低下する場合があります。

打ち込み、十分に締め固めれば、強度は一般に大きくなります。
3）振 動機を使用して締固めを行う
場合、 硬練りコンクリ ー トでは強度が大きくなりますが、 軟練
りコンクリ ー トではその効果が小さくなります。
4）コ ンクリ ー トは、 成型時に加圧して硬化させると、 一般に強度は大きくなります（遠心力法、真写真3

平面度および直角度測定4）

建材試験情報 2022 3・4 月号

51

図 1 に示します。

また、供試体端面をセメントペース

ずみが小さくなると静弾性係数は大トで均す“キャッピング”が厚すぎ

きくなります。静弾性係数の大きな

静弾性係数は、圧縮強度および気る場合も、強度低下が起きる場合がコンクリートで構築された構造物は、

乾 単 位 容 積 質 量 と 関 係 が あ り、あります。

“変形しにくい建物”となります。

NewRC 式などの計算式も提案され平面度および直角度の測定方法

試験方法は JIS A 1149（ コンクています。また、コンクリートの弾は、建材試験センター規格 JSTM C

リートの静弾性係数試験方法）で規性係数は鋼材の 1/10 程度で、 その2105（コンクリートの圧縮強度試験

定されています。 圧縮強度試験時比を“ヤング係数比”といい、設計用供試体の平面度及び直角度測定方に、供試体にコンプレッソメータ又にも用いられています。

法）に定められており、平面度測定

はひずみゲージ（ワイヤーストレイ（2）ポアソン比器や直角度測定器を使って行います。

ンゲージ）を取り付けて測定します。

物体に軸方向の力を加えると、そ測定状況を写真 3 に示します。

最大応力時の 1/3 の応力点と縦ひずの方向の縦ひずみとともに、直角方

み 50 × 10-6 時の応力点を結んだ割線

向に横ひずみが生じます。これらのから次式で“静弾性係数”を算出しひずみの絶対値の比を“ ポアソンます。

比”、その逆数を“ポアソン数”とい

2）載荷面の摩擦載荷板と供試体端面の摩擦の作用によって、供試体の端面の水平方向の変形が拘束されます。加圧端面近傍で強度が不均等となるため、強度EC =σ1 −σ2ε1 − 50 × 10

-6います。コンクリートの圧縮時のポ× 10 3アソン比は一般的には 1/7 ～ 1/5 程度です。

は端面摩擦のない均等な圧縮応力分

ここに、布のもとで加圧した場合の強度より

EC：静弾性係数（kN/mm ）ポアソン比は静弾性係数と共に測も増大します。そのため、供試体端

σ ：最大応力時の 1/3 の応力度

定し、ひずみゲージを用いて測定す2

1

ることが多いです。測定器としては（N/mm2）面と載荷板との間には減摩材（テフロンなど）を入れないように規定さσ ：50 × 10 時の応力度（N/mm ）“エクステンソメータ”という横ひれています。

ε ：σ 時の供試体の縦ひずみずみを測定する機器もありますが、（9）供試体の状態
強度試験時に供試体が乾いている

-6

2

1

2

1

静弾性係数試験状況を写真 4 に、

コンプレッソメータとの干渉などを

圧縮応力度－縦ひずみ曲線の一例を注意する必要があり、今はあまり使と濡れている場合より強度が大きくなり、供試体の温度が高いほど強度は小さくなる傾向があります。よって 20℃前後で湿潤に保って試験に供する必要があります。
（10）載荷速度
試験時の載荷速度が速くなれば見掛 け の 強 度 は 増 大 し ま す。JIS A
1108 では、載荷速度は 0.6 ± 0.4 N/
写真4mm2 /sec の範囲に規定されています。（φ 100mm では約 4.7kN/sec）

2.3

33

変形性状 1）2）3）30

圧縮強度試験に伴う変形性状につ（1）静弾性係数
コンクリートを圧縮すると、圧縮力が大きくなるほどコンクリートは
縦に縮むことになります。同形状の供試体の同圧縮応力度時でもコンクリートによって変形量が異なり、縦方向のひずみと圧縮応力度の関係から、“静弾性係数”という指標で評価しています。同じ圧縮応力度時のひ

52

建材試験情報 2022 3・4 月号

27
圧縮応力度 (N/mm2)

いて紹介します。

静弾性係数試験

24
21
18
15
12
9
No.1
No.2
No.3
1/3σと50μを結ぶ割線

6
3
0

500

1000

1500

（原点移動）

図1

2000

2500

3000

（原点移動）

縦ひずみ （×10-6）

圧縮応力度－縦ひずみ曲線

3500

4000

4500

5000

われていないようです。

2.4

その他の強度 1）2）

コンクリ ー トの圧縮強度以外にも、力学的性質を表す以下の強度があります。一般的なコンクリートの引張強度や曲げ強度は、圧縮強度に比べて一桁低い値となります。
（1）引張強度

写真5

引張強度は、圧縮強度に比べて小割裂引張強度試験

さいため、RC 構造物の曲げ設計においては無視されますが、乾燥収縮
や温度変化によるひび割れの発生を予見するうえで重要です。引張強度は、 一 般 的 に 圧 縮 強 度 の 1/13 ～1/10 程度ですが、高強度コンクリー
トになるとその比は小さくなります。
試験方法は直接引張と割裂引張がありますが、直接引張試験は特殊な

写真6 曲げ強度試験

治具を必要とし、試験が煩雑です。
“割裂引張試験”は、JIS A 1113
（コンクリートの割裂引張強度試験

試験方法は、JIS A 1106（コンク

ん断強度で破壊が決まることはあま方法）に規定されており、直接引張

リートの曲げ強度試験方法）に規定

りないと言われています。しかし、強度と同等の結果が得られるため、されています。100mm × 100mm ×打継部などではせん断力で破壊する

よく用いられています。この試験で400mm 又 は 150mm × 150mm ×場合もあります。

は、圧縮強度試験と同様に円柱供試530mm の角柱供試体を用いて、“3

せん断強度は直接求めるのは難し

体を用い、供試体を寝かせて鉛直方等分点載荷装置”で載荷します。破いと言われていますが、特定せん断

向に圧縮荷重を加え、最大荷重を求断面の寸法を測定し、次式で最大曲面で強制的に破壊する直接せん断試

めます。破断面の長さを測定し、次げモーメントを断面係数で除して曲験方法が行われています。 例とし式で引張強度を算出します。供試体

げ強度を算出します。

て、日本コンクリート工学会（JCI）の中心軸を含む一様な引張力が鉛直面に生ずることを利用したものです。
σt =

σb =

M
Z

=

PL

規準 JCI-SF6（繊維補強コンクリー

bh2

トのせん断強度試験方法）という方法があります。

2P

ここに、

π dL

σb ：曲げ強度（N/mm2）

同方法では、二面せん断治具に供M ：曲げモーメント（N・mm）

試体を設置し、2 か所にせん断力を

σt：引張強度（N/mm ）3

Z ：断面係数（mm ）与え、最大荷重を求めます。破断面

P ：最大荷重（N）

P ：最大荷重（N）の寸法を測定し、せん断強度を次式

d ：供試体の直径（mm）

b ：破断面の幅（mm）で算出します。

L ：供試体（破断面）の長さ（mm）

h ：破断面の高さ（mm）

割裂引張強度試験状況を写真 5 に曲げ強度試験状況を写真 6 に示し

ここに、
2

示します。
（2）曲げ強度ます。
繊維補強コンクリートでは、同時

σs =

P
2bh

ここに、
σs ：せん断強度（N/mm2）

曲げ強度は舗装コンクリートの品にたわみを測定して“曲げ靭性係数”

P ：最大荷重（N）

質管理、コンクリート管や杭の品質（粘り）を算出する曲げ靭性試験（曲b ：破断面の幅（mm）

判定や、曲げひび割れ発生の予知なげタフネス試験）もあります。

h ：破断面の高さ（mm）

どに用いられます。曲げ強度は、一（3）せん断強度

せん断強度試験状況を写真 7 に示

般的に圧縮強度の 1/8 ～ 1/5 程度となっています。

コンクリートはせん断強度のほうします。この方法では 2 か所のせんが引張強度より小さいため、直接せ断面が同時に破断するとは限らない

建材試験情報 2022 3・4 月号

5316
付着応力度（N/mm 2）14

写真7 せん断強度試験

D32 σc＝30MPa
No.1

No.2

10
8
6
4
2

〇：初期付着強度0.002D時

0.0

0.1

図2

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
自由端のすべり量(mm)ています。

（4）付着強度

2101（引抜き試験による鉄筋とコンク（5）その他の強度リートとの付着強さ試験方法）という方法があります。

0.7

0.8

付着応力度－すべり量曲線て、建材試験センター規格 JSTM C

付着とは、二つの材料間の接着具

AVE.

12

ため、やや安全側の評価になります。

合や、二つの材料間のずれ変形に関

No.3

橋脚の支承やプレストレストコン
クリートの定着部などを対象とした係する指標で、その強度を付着強度

同方法では、立方体のコンクリー“支圧強度”、地震や交通機関振動あと呼んでいます。二つの材料間の付トに横打ちで埋め込んだ鉄筋を、加るいは動力機械振動などを対象とし着強度としては、コンクリートとモル圧板を介して引張荷重を加えます。

た“疲労強度”といった指標もありま

タルの付着強度や、新・旧コンクリー

載荷と同時に鉄筋の自由端のすべりす。また、二軸あるいは三軸圧縮な

トの付着強度があります。ずれ変形量を測定し、所定すべり量時の初期

どの複合加力試験も提案されていまに関連する付着としては、コンクリー

付着強度、最大付着強度を次式で算す。

トと鉄筋との付着強度などがありま出します。

上記以外にも、ねじれ、硬さ（表面30P硬度）や耐衝撃性、耐摩耗性なども

4πD2

コンクリートの強さを表す指標の一す。ここでは鉄筋とコンクリートとのτ=

付着強度について紹介します。
鉄筋とコンクリートの付着力を構σc×つと捉えることもできます。

ここに、成する要素は、①鉄筋とセメントペー

τ：付着応力度（N/mm2）

ストの純付着力、②鉄筋とコンクリー

P ：最大荷重（N）

3.おわりにトとの間の側圧力に基づく摩擦力、D ：鉄筋の公称直径（mm）③鉄筋表面の凹凸による機械的抵抗

σc：同時に作製した円柱供試体の連試験について紹介しました。圧縮付着強度試験時の圧縮強度強度試験の目的については、本稿で力、などです。
鉄筋とコンクリートとの付着強度

硬化コンクリートの各種強度と関（N/mm ）

は紹介しきれませんでしたので、別試験方法としては、引抜き試験、両付着強度試験状況を写真 8 に、付の回で改めて紹介します。

引き試験、押抜き試験、梁試験など

着応力度－すべり量曲線の一例を図があります。試験方法によって求め2に示します。

られる付着強度の大きさは異なりま2

次回は硬化コンクリートのその他の物性について紹介します。

類似の試験として、JCI や諸外国

すが、引抜き試験方法が比較的簡易の規格では、割裂防止のらせん筋をで、鉄筋の表面状態を評価できるた

内部に入れる方法や、立て打ち（打め、よく用いられています。例とし設面が加圧面）による方法が定められ

参考文献
1）日本コンクリート工学会：コンクリー
ト技術の要点’20，2020
2）谷川恭雄，太田福男，尾形素臣ほか：
構造材料実験法〈第3版〉：2003
3）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
4）工事材料試験所 品質管理室：「コンク
リート供試体研磨機」の検査について，建材試験情報vol.51,pp.16-17,2015.7

a u t h o r
写真854

建材試験情報 2022 3・4 月号

付着強度試験

若林和義

経営企画部 経営戦略課 主査

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.8

硬化コンクリートの性質～物性（変形性状、体積変化、水密性など）～
図 1 に示した“静的載荷”による

１．
はじめに

応力度－ひずみ曲線から求めた弾性

ED ＝ 4.00 × 10 -3 ×

Lmf 2
A

前回は硬化コンクリートの強度性係数が“静弾性係数”であることを、ここに、状について紹介しました。今回は硬前回紹介しました。それに対し、供ED：動弾性係数（N/mm2）

化コンクリートの物性である変形性

試体に縦振動またはたわみ振動を与L ：供試体の長さ（mm）

状、体積変化や水密性などについてえ測定した一次共鳴振動数による弾A ：供試体の断面積（mm2）

紹介します。

性係数を“動弾性係数”といい、静m ：供試体の質量（kg）

2．
硬化コンクリートの物性
2.1
2.1.1

変形性状

弾性係数より 10 ～ 40% 程度大きい

f ：縦振動の一次共鳴振動数（Hz）

値を示します。動弾性係数は非破壊

2.1.3

検査として間接的に圧縮強度を推定（1）クリープとはクリープ 3）

応力―ひずみ曲線 1）2）

するほか、凍結融解抵抗性を表す耐コンクリートのクリープとは、持コンクリートは完全な弾性体では

久性指数の計算、酸アルカリなどの続して荷重が作用すると、時間の経ないため、応力とひずみの関係は応

化学抵抗性、アルカリ骨材反応や火過とともにひずみが増大する現象で力の小さい段階から曲線（非線形）

災など劣化状況の判定にも使用されす。クリープによって増大したひずとなります。これはコンクリートがます。

みを“クリープひずみ”といいます。

複合体材料で、内部のセメントペー（2）動弾性係数試験方法

コンクリートのクリープは鉄筋コン

ストと骨材の界面に発生する微細ひ試験方法は JIS A 1127（共鳴振動

クリート部材のたわみの増大やプレび割れに起因すると言われています。

によるコンクリートの動弾性係数，

ストレストコンクリート部材のプレ

普通コンクリートでは、最大応力

動せん断弾性係数及び動ポアソン比

ストレスの減少などと深く関連してに達するひずみは 0.2% 前後、 破壊試験方法）で規定されており、共鳴

おり、後述する“クリープ係数”は時のひずみは 0.3 ～ 0.4% 程度です。

振動数測定装置などを用いて行いま

コンクリート構造物を合理的に設計

圧縮応力度―ひずみ曲線の一例を図す。試験状況を写真 1 に示します。

するための基礎的資料となります。

1 に示します。
2.1.2

弾性係数

動弾性係数は以下の式で算出され、圧縮強度との関係式もいくつか

1）2）（1）弾性係数とは提案されています。

（2）圧縮クリープ試験方法
供試体の作製については、圧縮強度試験と同様で、JIS A 1132（コンクリ ー ト強度試験用供試体の作り方）に規定されています。

30
27

試験方法は、1975 ～ 1976 年度に圧縮応力度 (N/mm2)

24

当センターで実施した通商産業省工21

業技術院委託「構造材料の安全性に1815関する標準化のための調査研究」や

12

建 材 試 験 セ ン タ ー 規 格 JSTM C

97102 を経て JIS 化された JIS A 1157

6
3
0

500

1000

図1

38

1500

2000
2500
縦ひずみ （×10-6）3000

圧縮応力度―ひずみ曲線

建材試験情報 2022 5・6 月号

3500（コンクリートの圧縮クリープ試験

4000

写真1 動弾性係数
試験状況方法）に規定されています。同方法
では、油圧ジャッキやゴム板等から成る試験装置内に、供試体を 3 段重φt =ねにして設置したのち、圧縮強度のεct

コンクリート強度の 80 ～ 90% 程度

εeであると言われています。
2.2

φt ：クリープ係数

1/3 の応力度を載荷します。供試体

体積変化

側面に接着剤で張り付けたゲージプ

ひずみと載荷後の経過材齢の関係

コンクリートの体積変化に関するラグと、コンタクトゲージという測の一例を図 2 に、クリープ係数と載項目を以下に紹介します。体積変化定器を用いて、 ひずみを測定しま

荷後の経過材齢の関係の一例を図 3では収縮側が問題になることが多す。試験状況を写真 2 に示します。

に示します。

く、 収縮には“ 乾燥による収縮 ”、

写真2

クリープひずみは次第に一定とな“セメントの水和反応による収縮（自り、“終局クリープひずみ”に収束し、己収縮）”、“炭酸化による収縮”など

終局クリープ係数を算出します。終があります。

局クリープ係数の一例として、日本

2.2.1

建築学会の「プレストレストコンク（1）乾燥収縮とはリート設計施工規準・同解説」では、コンクリートは硬化後、構造が安ポストテンションの場合 2.0、プレテ

定しても乾燥することによって収縮ンションの場合2.5と示されています。

します。硬化コンクリートが乾燥に（4）クリープに影響する因子

伴って長さや体積が減少し、収縮す

クリープひずみが大きくなる因子

圧縮クリープ試験状況（3）圧縮クリープ試験結果

乾燥収縮 4）る現象を“乾燥収縮”といいます。

を以下に示します。

乾燥収縮は周囲の拘束によって妨げa）載 荷 期 間 中 の 大 気 湿 度 が 低 く、られると、コンクリートにひび割れ

初期載荷時に弾性ひずみの測定

コンクリートが乾燥しやすい。

を、また、所定の期間毎に全ひずみb）部 材寸法が小さく、 コンクリ ー

コンクリートの長さ変化は乾燥収縮のみを示しているわけではありまトが乾燥しやすい。

（載荷供試体のひずみ）および無載が発生します。

せんが、乾燥収縮が長さ変化率の値

荷ひずみ（無載荷供試体のひずみ）c）セメントペースト量が多い。

の測定を行います。 その測定値か

d）水セメント比が大きい。

の多くを占めています。

ら、クリープひずみεct、単位クリーe）組 織が密実でない骨材や、 粒度（2）長さ変化率試験方法

プひずみ µ εct およびクリープ係数φ tが不適当な骨材の使用で空隙がを以下の式で算出します。

材齢 7 日まで標準水中養生を行っ
た の ち に、 温 度 20 ℃、 相 対 湿 度大きい。

εct ＝εat －εe －εstf ）載荷応力が大きい。

60% の恒温環境に供試体を保存して

εct：クリープひずみg）載荷時材齢が若い。

測定を行います。 測定方法として

εat：全ひずみ（5）クリープ破壊とはは、JIS A 1129（コンクリート及びεe ：載荷時弾性ひずみ

クリープは載荷応力にほぼ比例しモルタルの長さ変化測定方法）に、

εst ：無載荷ひずみ

ますが、ある程度以上載荷応力が大供試体側面の長さ変化を測定する

εct

きくなると破壊に至ります。これをJIS A 1129-1（コンパレータ方法）“クリープ破壊”、また、クリープ破と JIS A 1129-2（コンタクトゲージµεct：単位クリープひずみ（1/Nmm ）壊の起こる下限の応力を“クリープ方法）、供試体の平均的な長さ変化

σ ：載荷応力度（N/mm2）限度”と呼びます。クリープ限度は、を測定する JIS A 1129-3（ダイアルµεct =

σ
2

2750
2500
2250

1.8
1.6
1.4

1750

クリープ係数ひずみ(×10-6)

2000

2.0

各平均値
全ひずみ
無載荷ひずみ全ひずみ-無載荷ひずみ
クリープひずみ

1500
1250
1000

1.2
1.0
0.8

750

0.6

500

0.4
0.2

250

0

14

28

42

56

70

84

98

112

126

140

154

168

182

0.0

1

10

100

載荷後の経過材齢（日）載荷後の経過材齢（日）図2 ひずみと載荷後の経過材齢の関係

図3 クリープ係数と載荷後の経過材齢の関係

1000

建材試験情報 2022 5・6 月号

39

ゲージ方法）、の 3 つが規定されていないひび割れには抑えられる目安、体の両端を拘束してひび割れの発生

ます。JIS A 1129-2 はクリープ試験という考え方から示されています。

有無を確認します。同時にコンタクの写真 2 で示したものですが、他 2

また、乾燥収縮の測定は、6 か月

トゲージで長さ変化を測定すること

方法の試験状況を写真 3 に示します。

以上の長期にわたる測定期間がかかもあります。

（3）長さ変化率試験結果

るため、4 週、8 週、13 週の測定値

2）膨 張コンクリ ー トの拘束膨張及長さ変化率（乾燥収縮率）と質量から 26 週の測定値を予測する推定

び収縮試験

変化率は密接な関係があるため、同式 も JASS5 で 提 案 さ れ て い ま す。

膨張材を添加した膨張コンクリー時に測定することが多く、測定値か安全側に評価するために、厳しめのトを対象として、JIS A 6202（コンら以下の式で算出します。

設定になっています。

クリート用膨張材）の附属書 B）参（4）乾燥収縮に影響する因子

考）に“膨張コンクリートの拘束膨長さ変化率（10 - 6）=

測定時長さ－基長
基長×10 6張及び収縮試験方法”が規定されて乾燥収縮に影響を及ぼす因子を以測定時質量－基長時質量              ×100
基長時質量下に示します。

います。こちらは、拘束棒と拘束端a）吸 水によ っ て膨張し、 乾燥すれ板から成る“拘束器具”にコンクリー

長さ変化率と保存期間の関係の一ば収縮する。

質量変化率（%）=

トを打設し、膨張材による材齢初期

例を図 4 に、質量変化率と保存期間b）単 位セメント量および単位水量の関係の一例を図 5 に示します。

が多いほど乾燥収縮が大きくな

測定するものです。

る傾向があるが、 単位水量の影

2.2.2

響が著しい。

（1）自己収縮とは

試験結果の判断基準の一例として、日本建築学会「建築工事標準仕の膨張からその後の乾燥収縮までを自己収縮 1）2）様書・ 同解説 JASS5（ 鉄筋コンクc）骨 材の弾性係数が大きく硬質のセメントの水和により凝結始発以

リート工事）」では、計画供用期間

場合、乾燥収縮は小さくなる。

降に生じる体積減少を“自己収縮”が長期および超長期のコンクリートd）部 材寸法が大きいほど、 乾燥収といいます。自己収縮には、物質の縮は小さい。

について、乾燥収縮率を 800 × 10 − 6

侵入や逸散、温度変化、外力や外部以下としています。この数値を満足e）十 分に養生を行 っ たコンクリ ー

していれば絶対に構造物のひび割れ

トでは、 乾燥収縮は乾燥開始時を防げるというものではありません

材齢の影響をそれ程受けない。

が、ひび割れ幅 0.3 mm 未満の有害で拘束に起因する体積変化は含まれません。
試験方法は、日本コンクリート工（5）その他の長さ変化試験方法

学会規準の JCI-SAS2［コンクリー

自由収縮ひずみを測定する試験方

トの自己収縮応力試験方法（案）］な法である（4）に対して、以下のようどがあり、端部にゲージプラグを埋な拘束ひずみを測定する試験もあり

め込み変位を測定する方法と、モーます。

ルド型ひずみゲージを埋め込む方法

1）拘 束されたコンクリ ー トの乾燥があります。

収縮ひび割れ試験（2）自己収縮に影響する因子

JIS A 1151（ 拘束されたコンク
写真3

長さ変化率測定状況（左：コンパレータ方法、
右：ダイアルゲージ方法）

リ ー トの乾燥収縮ひび割れ試験方

下に示します。

法）では、ダンベル型の型枠にコンa）自己収縮は単位セメント量（単位

クリートを打ち込んで作製した供試

結合材量）が多いほど大きくなる

0

0.0
No.1
No.2
No.3
平均

-100
-200

No.1
No.2
No.3
平均

-0.5

-300

質量変化率(％)

長さ変化率(×10-6)自己収縮に影響を及ぼす因子を以

-400
-500
-600

-1.0
-1.5
-2.0

-700
-2.5
-800
-900

0

4

8

図4

40

12
16
保存期間（週）20

長さ変化率と保存期間の関係

建材試験情報 2022 5・6 月号

24

28

-3.0

0

4

8

図5

12
16
保存期間（週）20

質量変化率と保存期間の関係

2428

ため、 高流動コンクリ ー トや高水圧 0.5 MPa を 48 時間加えます。加

強度コンクリ ー ト、 マスコンク

圧終了後に供試体を割裂し、図 7 にリートなどでは考慮が必要である。

示す測定位置でノギス等を用いてb）コ ンクリ ー トの自己収縮に及ぼ“水の浸透深さ”を測定します。試験状況を写真 5 に示します。

す配（調）合に関係する因子としては、単位セメント（結合材）量、浸透深さ方法による拡散係数は、

水セメント（結合材）比、鉱物質

以下の式で算出します。

混和材の種類とその置換率、 お

写真4

熱膨張率試験状況

よび化学混和剤の種類と添加率が重要である。

2.2.3

温度変化

（1）熱膨張率とはの順に小さくなる。

2.3

透水性（水密性）

1）2）（1）透水性とは

βi 2 =

αDm2
4tξ2

ここに、
βｉ2：拡散係数（cm2/s）
Dm ：水の浸透深さ（cm）

温度の上昇によってコンクリート

透水性とは、内部組織を水が通過の長さが膨張する割合を“熱膨張率”

しうる性質で、逆に言うと水密性と

α ：水圧を加えた時間に対する係数といいます。コンクリートの熱膨張なります。JASS5 では、水密性を必ξ ：水圧に対する係数率（熱膨張係数）は、常温範囲で 1℃要とするコンクリートに対して、注

2）アウトプット法

につき 7 ～ 13 × 10-6 程度と言われて意事項が記載されています。
“透水

アウトプット法は、供試体に加えたいます。鉄筋とコンクリートの熱膨性”を比較するための指標としては、

圧力水による毛細管水隙からの浸透張係数は殆ど同じで、 鉄筋コンク

拡散係数や透水係数が用いられます。

流出量をダルシーの法則から導き透リート構造が成り立つための前提の（2）試験方法

水係数を求める方法です。インプット一つとなっています。

t ：水圧を加えた時間（s）

透水試験方法の代表的試験とし法と試験方法は似てい ますが、供試て、加圧透水性試験があり、これに体に水を透水させるため、試験時間（建築材料の線膨張率測定方法）には次の 2 つの方法があります。

を要します。円柱供試体の場合の透定められており、 恒温槽内のホル

1）インプット法

水係数は、以下の式で算出します。

熱膨張率試験方法は、JIS A 1325

ダーにセットした供試体を徐々に加インプット法は、供試体に水を圧熱して変位を測定し、長さ変化率を入し、その浸透面積や浸透深さなど算出します。試験状況を写真 4 に示から水の拡散係数を算定して透水性

ここに、

します。

を求める方法（ 浸透深さ方法 ）と、

K ：透水係数（cm/s）（2）熱膨張に影響する因子

浸透水量から透水性を求める試験方

ρ ：水の単位体積質量（kN/m3）法（浸透方法）に分けられます。

P ：水圧（kN/m2）

熱膨張に影響を及ぼす因子を以下に示します。

試験方法の一例として、土木学会

K=

ρhQ
PA

Q ：流量（cm3/s）

規準 JSCE-K 572［けい酸塩系表面

A ：供試体断面積（cm2）

含浸材の試験方法（案）］に 6.12 加圧

h ：供試体高さ（cm）

b）熱 膨張係数は骨材の岩質による透水性試験があります。供試体を図（3）水密性に影響する因子

相違が大きく、石英岩が大きく、6 に示すように圧力容器に設置して砂岩、 花崗岩、 玄武岩、 石灰岩水を入れたのち、窒素ガスを用いてa）水 セメント比、 材齢による影響
は小さい。

図6

透水性試験供試体の設置状況

図7

浸透深さ測定位置の一例

水密性（透水性）には以下の因子が関係すると言われています。

写真5

加圧透水性試験状況

建材試験情報 2022 5・6 月号

41

2.50
No.1
No.2
No.3
平均

単位容積質量（ｔ/m3）

2.45

2.40

2.35

2.30

2.25

2.20

写真6

乾燥単位容積質量試験状況

7

図8

14

21

28

35
乾燥日数（日）

42

49

56

63

70

単位容積質量と乾燥期間の関係（65℃）a）水 密 性 を 悪 く す る 最 大 因 子 は、を遮蔽するための構造部材には、

材料分離、 ひび割れなどの施工

鉄鉱石などを用いた高密度なコ欠陥である。

ンクリートが求められる。

ます。
M1
ρd =
（M2-M3）/ρb）施 工欠陥がない普通コンクリ ーb）軽 量骨材コンクリ ー ト： 自重やトでは、 透水係数を支配する最耐震性を軽減するために、 人工M1 ：供試体の乾燥状態の質量（g）  

大の因子は水セメント比（W/C）

軽量骨材あるいは天然軽量骨材

M2 ：供試体の乾燥前の質量（g）である。

ρd ：乾燥単位容積質量（t/m3）を用いた軽量コンクリ ー トが用

M3 ：供試体の水中の見掛けの質量  c）W/C が同一の時は、配（調）合がいられる。

ρ ：水の密度（g/cm3）

貧より富になるにつれて透水係（2）試験方法

数が小さくなるが、 富になりす
ぎると逆に大きくなる。

コンクリートの密度を求める試験方法として、“見掛けの密度試験”が試験状況を写真 6 に、単位容積質
量と乾燥期間の関係を図 8 に示します。

d）粗 骨材の最大寸法が大きい程に有名です。JIS A 1106（コンクリー

ブリーディングによる骨材下面

トからのコアの採取方法及び圧縮強の水膜が大きくなり、 透水係数

度試験方法）に規定されており、供ここでは紹介できませんでしたが、が増大する。

3.おわりに試体寸法と質量（気乾または表乾）

引張軟化特性、放射線遮蔽性、断熱e）ワ ーカブルなコンクリートを十から“見掛けの密度”を求めます。

性、遮音性、耐熱性、耐火性など、分に締め固めるほど、 透水係数

ここでは単位容積質量とは呼ばれてこの他にも様々な物性があります。

は小さくなる。

いませんが、前述のように密度と同f）湿潤養生が十分なほど、また、材齢が進むほど、透水係数は小さく義語です。

次回は硬化コンクリートの耐久性について紹介します。

ほかに、日本建築学会 建築工事
標準仕様書・同解説 JASS 5N「原子参考文献g）乾燥は、透水係数を増大させる。

力発電所施設における鉄筋コンクリー

1）日本コンクリート工学会：コンクリーh）フ ライアッシュ等の良質な混和ト工事 2013」では、高温にさらされ材を適切に用いることは、 コンる可能性があるコンクリートを対象

クリートの細孔構造を緻密化し、に“乾燥単位容積質量試験”が規定さ

透水係数を低減させる。

れています。同仕様書内には、水中

なる。

2.4

単位容積質量 1）5）

質量を測定したのちに温度 65℃で乾（1）単位容積質量とは燥させるJASS 5N T- 601（コンクリー

単位容積質量とは密度のことで、

トの乾燥単位容積質量試験方法）、或普通コンクリ ー トの単位容積質量

いは温度 100℃で早期に乾燥させるは、 気乾状態で 2.3t/m 程度です。

JASS 5N T- 602（コンクリートの乾燥

コンクリートの単位容積質量が問題

単位容積質量促進試験方法）が規定さになることは多くはありませんが、れています。どちらも供試体の水分以下のように、重要な指標となるコを蒸発させ、単位容積質量が収束す

ンクリートもあります。

るまで質量を測定する試験です。

3a）重 量コンクリ ー ト：X 線やγ線

420

建材試験情報 2022 5・6 月号

単位容積質量は以下の式で算出しト技術の要点’21，2021
2）谷川恭雄，太田福男，尾形素臣ほか：
構造材料実験法〈第3版〉，20033）若林和義：コンクリートの圧縮クリー
プ 試 験 に つ い て， 建 材 試 験 情 報
vol.51,pp.26-27,2015.8
4）日本建築学会関東支部：コンクリートの調合と施工，2015
5）日本建築学会：建築工事標準仕様書・同
解説 JASS 5N「原子力発電所施設における鉄筋コンクリート工事 2013」，2013

a u t h o r

若林和義

工事材料試験ユニット
工事材料試験所 浦和試験室 主査

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

座

vol.9

硬化コンクリートの耐久性的なものと、“ 凍害 ”、“ すりへり作

1．はじめに用 ” などの物理的なものがあります。

何れにしてもコンクリート構造物

前回は硬化コンクリートの諸物性

これら劣化現象は単独でも進行しまの 寿 命 を 持 た せ る に は、“ コ ン ク

について紹介しました。今回は硬化

すが、複合して進行することが多く

リートの耐久性 ” の把握が重要です。

コンクリートの耐久性について紹介

あります。

2.2

中性化 1）2）3）

2.2.1

中性化とは

します。耐久性に関する内容は、種コンクリート中ではセメントの水類が多く内容が深いため、本稿では

和反応などの化学反応が長期間進行

コンクリートはセメントの水和に

主に中性化・凍結融解・アルカリシし、反応過程と反応生成物は、コン

よって生成する水酸化カルシウムに

リカ反応について取り上げます。

クリート中に含まれる化学物質の種

よって、pH が 12 ～ 13 の “ 強いアル類・量、外部から侵入する化学物質

カリ性 ” を示しています。鉄筋コンの種類・量および環境条件などの影

クリ ー ト中の鉄筋は、 このコンク響を受けます。

リートの強いアルカリ性によって表2．硬化コンクリートの耐久性
2.1

耐久性の概要1）2）（1）コンクリート構造物の耐久性

また、コンクリートは連続した微面に “ 不動態皮膜 ” が形成され、 腐

コンクリ ー ト構造物の耐久性と細な空隙を有する “ 多孔質物質 ” で食から保護された状態にあります。

は、“構造物の性能の経時的低下にあり、空隙を通り気体、イオン、水

従って、一般の大気中では容易に腐食することはありません。

対する抵抗性”のことです。具体的分などの浸透や移動が生じます。具

には、気象作用、化学的浸食作用、体的には、酸素・二酸化炭素、塩化

しかし、コンクリートのアルカリ

物理的磨耗作用、その他の劣化作用

物イオン・アルカリ金属イオン・硫

性は、大気中の二酸化炭素 CO2 や酸に対して抵抗し、長期間にわたって

酸イオンなどがあります。

性溶液などの作用により時間の経過

コンクリート構造物や部材に要求さ（3）コンクリート構造物の寿命とともに表面から徐々に失われていれる性能を発揮する能力のことです。

コンクリート構造物の寿命（共用なお、本講座第 1 回でも紹介しま期間）は、土木構造物と建築物ではしたが、 土木学会の 2017 年制定コ

48

されています。

異なります。

きます。 この現象を “ 中性化 ” といい、次式で表されます。
2+CO 2 → CaCO3+H 2O
Ca（OH）

ンクリート標準示方書で、耐久性は土木構造物の多くはインフラ関連

中性化の深さが内部鉄筋の表面ま「構造物が設計耐用期間にわたり安の構造物で、その共用期間は、通常で達すると防蝕機能が失われてい全性、使用性および復旧性を保持す50 ～ 100 年程度です。一方、建築物

き、水と酸素が同時に供給されるとる性能」と定義され、主としてコンの場合は、意匠や設備等の関係もあ腐食が進行し易くなります。鉄筋のクリート構造物に対して指す用語とり、土木構造物に比較して短く設計

腐食が進むと酸化によって発生するなりました。従来用いられてきたコされます。具体的には建築基準法は錆の膨張圧によ っ てかぶりコンク

ンクリートの耐久性は、「劣化に対一世代（25 ～ 30 年程度）を標準とし

リ ー トにひび割れやはく離が発生する抵抗性」「物質の透過に対する抵ています。また、「住宅の品質確保

し、腐食が更に促進されます。

抗性」と記述されています。

の促進等に関する法律」（品確法）で中性化だけに限りませんが、鉄筋（2）コンクリートの劣化は劣化対策等級が規定されており、の腐食が進むと構造耐力の低下を引

コンクリ ー トの劣化現象には、3 級は 3 世代以上（90 年程度）、2 級

き起こす恐れがあるので、中性化は“ 中性化 ”、“ 塩害 ”、“ アルカリシリ

は 2 世代以上（60 年程度）、1 級は 1

鉄筋コンクリート構造物の耐久性をカ反応 ”、“ 化学的侵食 ” などの化学世代以上（25 ～ 30 年程度）と級分け評価する上で大事な項目の一つです。

建材試験情報 2022 7・8 月号

2.2.2

中性化に影響を及ぼす因子

中性化抵抗性は、コンクリートの配（調）合条件、使用材料、環境条件などによって異なります。中性化（ 中性化速度 ）に影響する因子を、以下に示します。
1）密 実なコンクリ ー トほど中性化の進行が遅くなる。 従 っ て、 水
セメント比（W/C）が小さい、密実な材料が使用された、 施工上欠陥がないコンクリ ー トほど中性化の進行は遅い。
2）同一水セメント比で比較すると、

図1

中性化深さの測定位置2）
写真 1

普通ポルトランドセメントに比促進中性化試験状況 2）（上：促進試験装置外観、下：呈色反応）

較して混合セメントを使用した
コンクリ ー トの方が中性化速度は速くなる。

実用的ではありません。

中養生 4 週、と前処理を行ったのち

3）環 境条件として、CO2 濃度が高コンクリートの配合条件や使用材

い、 温度が高い、 湿度がある程料の種類が中性化の及ぼす影響を比

標準的な促進条件は、温度 20 ± 2

度 低 い ほ ど 中 性 化 速 度 は 速 い。

較検討する場合には、促進中性化試℃、相対湿度（60 ± 5）%、CO2 濃度

従 っ て、 屋外側に比較して室内験が行われています。JIS A 1153

（5 ± 0.2）% です。仮に大気中の CO2側のコンクリ ー トの方が中性化（コンクリートの促進中性化試験方

濃度が 380 ppm とすれば、試験槽内速度は速くなる。相対湿度 40 ～法）では、大気中より二酸化炭素濃の CO2 濃度は 130 倍の高濃度となり60 % 程度の条件で中性化進行速

度の高い中性化を促進する条件下にます。促進期間は目的によって定め度は最大となる。

て保存して、中性化深さ及び中性化

られ、 １、4、8、13、26 週にな っ4）コンクリートの含水率が高い（湿速度を測定し、その結果に基づいてたときに次項の“中性化深さ測定”った状態）と中性化は進みにくい。

長期使用後の中性化深さを推定するを行うとよいとされています。

従 っ て、 水中構造物や地中構造試験が規定されています。

（2）中性化深さ測定方法に促進試験を行います。

物では、 中性化はほとんど進行

供試体は、100 m m × 100 m m ×

中性化深さの測定は、JIS A 1152

しない。 なお、 著しく乾燥して400 m m の角柱供試体とし、JIS A（コンクリートの中性化深さの測定いる場合も中性化は進みにくい。

1132（コンクリートの強度試験用供方法）に従い、測定面に 1 % 濃度の

5）タ イ ル や 石 張 り な ど 仕 上 げ 材、試体の作り方 ）および JIS A 1138

フェノールフタレイン溶液を噴霧し吹付け材は、 中性化進行を遅ら（試験室におけるコンクリートの作た時の呈色反応により判別します。

すことができる。

り方）に従って作製し、標準養生 4

アルカリ性であれば赤紫になり、中週⇒温度 20 ℃・相対湿度 60 % で気性化部分は呈色しません。 コンク6）中性化の進行に伴い、コンクリー
ト中に固定された塩化物イオンが遊離し、 コンクリ ー ト内部へ

40

移動して濃縮される。 従 っ て、

36

中性化の進行は塩害を助長する

2.2.3

中性化試験方法（1）促進中性化試験方法

中性化深さ（mm）

可能性がある。

32
28
24
20
16

中性化抵抗性を検討するには、実12際にコンクリートを使用する条件下

8に長期間保存（屋外暴露）するのが、最も実状に近い方法です。しかし、この場合時間が掛かりすぎてしまい

No.1
No.2
No.3

4
0

4

図2

8

12

16
促進期間（週）

20

24

28

中性化深さと促進期間の関係2）

建材試験情報 2022 7・8 月号

49

すことがある。

リートは粗骨材分布が一様でないた
め、測定位置によって異なる値を示

2）耐 凍害性と空気量は密接に関係すので、図 1 に示すように側面を等し、 同一空気量の場合は微小な間隔に各 5 点測定します。試験状況

独立気泡が連行されている（“気の一例を写真 1 に示します。

泡間隔係数”が小さい）ほど、耐（3）中性化試験結果

凍害性は向上する。

中性化深さと促進期間の関係の一

3）凍 結 融 解 作 用 を 受 け る 部 材 は、例を図 2 に示します。中性化の速さ

凍結融解の繰り返しによ っ て劣を表す方法として、中性化深さを促化するため、 日の当たらない部

進開始時からの期間（週）の平方根

分より、 日の当たる部分の方がで除して求めた中性化速度係数

凍結融解の繰り返し作用が多く（mm/ √週）が用いられることがあなり、劣化程度が大きくなる。

り、「√ t 則」と呼ばれています。
x＝b√t

写真 2

凍害による劣化 5）（上：スケーリング、下：ポップアウト）

ここに、合すると、劣化作用は大きくなる。

2.3.3

凍結融解試験方法（1）凍結融解試験方法

x：中性化深さ（mm）
t ：時間（週）現象のことです。寒冷地では典型的

コンクリートの凍結融解に対する

b：中性化速度係数

な劣化現象として知られています。

抵抗性（耐凍害性）を評価する試験

JIS A 1153 は試験方法を規定した凍害による劣化は、初期にはひび方法としては、JIS A 1148（コンク

規格で、試験結果の評価に対する規割れが観察され、より進行した段階

リ ー ト の 凍 結 融 解 試 験 方 法 ）に定は含んでいません。JIS 内で実構で組織的な“崩壊”となります。ひ“A法 ”（ 水中凍結融解試験方法 ）と造物の耐用年数を予測する評価方法

び割れは亀甲状の形態を示し、エフ“B 法”（気中凍結水中融解試験方法）は定められていませんが、 コンク

ロレ ッ センスを伴う場合もありまが規定されています。

リートの各種要因を考慮した中性化

す。コンクリート表面のひび割れが供試体の作製については JIS A

速度として、以下の予測式など多く著しくなった段階、つまり、内部コ

1132 に規定されており、 促進中性の式が提案されています。

ンクリートの膨張が限界を超えた段化試験同様の 100 mm × 100 mm ×1）水セメント比が 60 % 以上のとき階で、その部分のコンクリートは崩400 mm の角柱供試体で、標準養生壊します。なお、凍害による破壊現を 4 週行ったのちに試験に供します。

象は、セメントペースト中、骨材中

凍結融解試験 A 法では、 ゴム容及び両者の界面に生じるほか、コン器内に供試体と水を入れて試験槽に

クリート表面のスケーリング、ポッ

設置します。 供試体中心温度が凍t=

0.3（1.15+3 ω）
R（ω -0.25）
2

2

x2

2）水セメント比が 60 % 以下のとき
t=7.2
R（4.6 ω -1.76）
2

2

x2

プアウトなどの劣化を引き起こす場
合があります。凍害による劣化状況

ここに、
t ：期間（年）の一例を写真 2 に示します。

x ：中性化深さ（cm）

2.3.2

凍害に影響を及ぼす因子

コンクリ ー トの配（ 調 ）合条件、

ω：水セメント比R ：中 性化比率（ 骨材、 混和剤、使用材料の種類や品質、気象条件、セメントの種類によって決ま設計施工方法などが、凍害の発生にる定数）

複雑に影響を及ぼします。耐凍害性

2.3
2.3.1

50

4）海 水の作用と凍結融解作用が複凍結融解（凍害）

1）2）3）4）

凍害とはに影響を及ぼす因子を、以下に示します。

コンクリートの“凍害”とは、細

1）耐凍害性が低い骨材を用いると、孔中に含まれる水分が凍結し、水の骨材が割れることにより、 コン

凍結膨張に伴う膨張圧、水分の移動

クリ ー トの劣化を生じる。 吸水

圧などによってコンクリートの表面率が高い軟石を用いたコンクリー

劣化、強度低下、ひび割れ、ポップ

トは、 凍結時に骨材自身が膨張アウトなどコンクリートが劣化する

し、 表面のモルタルをはじき出

建材試験情報 2022 7・8 月号

写真 3

凍結融解試験状況（上：促進試験装置外観、下：凍結状況）

結：+5 ℃～－ 18 ℃、融解：－ 18 ℃

が激しくなり、共鳴振動数の測定が～ +5 ℃となるよう凍結融解サイク

安定しなくなります。繰り返し回数ルを設定し、凍結融解負荷を繰り返

300 サイクル又は相対動弾性係数 60

し与え、標準的には 300 サイクルま％以上を目安に試験終了とします。

で行います。凍結融解試験状況の一

なお、ここでは質量変化率を示して例を写真 3 に示します。

いますが、“質量減少率”とすると質量が減っていくほどグラフが正側に

なお、B 法の場合は、ゴム容器になっていきます。

は入れず、供試体をそのまま試験槽に入れて全面が空気または水に覆わ

凍結融解試験前後の供試体の外観れるようにします。いわば冷凍庫にの一例を写真 5 に示します。凍結融

入れて凍結させ、融解時に水で溶か

解処理後の供試体の表層がスケーリ

すイメージです。

ングしていますが、外観が劣化して（2）相対動弾性係数試験方法

6）

写真 4

凍結融解試験開始時に、供試体のいても相対動弾性係数が低下してい一次共鳴振動数測定状況 6）ない場合もあります。逆に外観は劣（上：共鳴振動数測定装置モニター、
下：ピックアップ設置状況）

質量およびたわみ振動による一次共化していなくても、相対動弾性係数が低下している場合もあります。

鳴振動数を測定します。一次共鳴振動数は JIS A 1127（共鳴振動数によ

耐久性指数＝るコンクリートの動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比試験

P・N
M

ここに、
N ：相 対動弾性係数が 60 % にな

方法）によって測定します。
凍結融解試験を開始すると、30

るサイクル数、又は 300 サイ

回毎に測定と供試体の状況確認を行

クルのいずれか小さいもの
P ：N サイクルにおける

います。相対動弾性係数、耐久性指相対動弾性係数（%）

数および質量減少率を次式により算M ：300 サイクル

出します。
たわみ振動による一次共鳴振動数

質量減少率（%）=

測定状況を写真 4 に示します。
fn2
相対動弾性係数（％）= 2× 100
fo

写真 5

Wo － Wn
Wo（4）判定基準の一例

ここに、
Wn：nサイクル終了時の質量（kg）

ここに、

Wo：試験開始時の質量（kg）

文献によると、測定の困難さではな（3）凍結融解試験結果

く、劣化の許容限界のひとつの目安

fo ：試験開始時の一次

凍結融解試験結果の一例を図 3 おとして決められたものであるとされ共鳴振動数（Hz）

よび図 4 に示します。相対動弾性係ています。凍結融解試験は、コンク

数が 60 % を下回 っ てくると、 劣化

リートの耐凍害性を相対評価するた

100

0.0
-0.5
質量変化率(％)

90
相対動弾性係数（％）

試験終了の一条件を相対動弾性係
数 60 % に設定した根拠は、 既往の

fn ：n サイクル終了時の一次
共鳴振動数（Hz）

凍結融試験前後の供試体 5）（上：凍結融解処理前、 下：凍結融解処理後）

80

70

50

-1.5
-2.0

No.1
No.2
No.3

60

-1.0

-2.5
-3.0

0

30

60

図3

90

120

150
180
サイクル数（回）

210

240

270

相対動弾性係数とサイクル数の関係 2）

No.1
No.2
No.3

300

0

30

60

図4

90

120
150
180
サイクル数（回）

210

240

270

300

質量変化率とサイクル数の関係 2）

建材試験情報 2022 7・8 月号

51

めに用いられますが、絶対評価によ高いアルカリ性を示す水溶液と反両端が強く拘束されている構造物でる判定基準を採用している団体規格

応して、反応性骨材粒子にアルカリは拘束されている面に直角にひび割や仕様書もあります。

シリカゲルが生成され、骨材周囲のれが生じます。ASR による劣化状

日本建築学会の建築工事標準仕様

セメントペーストより水を吸収し、況の一例を写真 6 に示します。

書・同解説 JASS5（鉄筋コンクリー

反応性骨材粒子の膨張圧によって反

2.4.2

ト工事）では、凍結融解作用を受け応性骨材周囲のセメントペーストが（1）A SR は以下の 3 条件が同時に成る箇所に使用するコンクリート（計破壊する、という現象です。

画供用期間が標準級）に対しては、

アルカリ骨材反応は、①アルカリ

同試験による 300 サイクルの相対動

シリカ反応（ASR）、②アルカリ炭

弾性係数が 85 % 以上であることを酸塩岩反応、③アルカリシリケート

定めています。また、本講座第 4 回反応、の 3 種類に分類されていましでも紹介しましたが、JIS A 6204

たが、最近ではいずれもが骨材中の（コンクリート用化学混和剤）にもシリカ分が反応する“ASR”である

同試験は引用されています。AE 剤、と考えられています。

AE 減水剤、高性能 AE 減水剤およ（2）ASR によるひび割れ

立すると生じると言われています。
①反応性鉱物を含む骨材が一定量以上存在する。
②細孔溶液中に十分な水酸化アル
カリが存在する。
③コンクリートが多湿または湿潤状態に置かれている。
（2）反 応性鉱物（火山ガラス、クリス
トバライト、トリディマイト、オ

び流動化剤の試験項目とな っ ておASR が進行すると、 反応性骨材

パール、カルセドニー、隠微晶質

り、 相対動弾性係数 60 % 以上が求の周囲に発生した微視的なひび割れ

石英など）を含む骨材をコンクリー

められています。

が進行し、やがてコンクリート構造

トに使用しても、細孔溶液中の水（5）留意点物の表面にひび割れ、ゲルの滲出、

酸化アルカリを低減する、または

凍結融解試験結果だけで、すべて目地のずれなどが生じます。コンク

コンクリートへの水分の供給を遮の構造物（部位）の凍害発生の可能

リート構造物に生じる ASR による断すれば ASR による有害な膨張性を正確に判断することは困難とい

ひび割れは一様ではなく、構造物のを抑制することが可能です。

われています。

置かれた環境条件、鋼材量や外部拘 SR による膨張は、コンクリー（3）A束の有無による拘束条件の影響を大ト中に含まれる反応性骨材の量がきく受けたものになります。

多いほど大きくなるわけではあり

これは、凍害のメカニズムが必ずしも解明されていないこと、凍結融解試験と屋外暴露との関連性が不明

拘束の小さな無筋コンクリート構

ません。ASR による膨張が最も確であることなどがあげられます。

造物などでは、網の目状または“亀大きくなるときの反応性骨材の割

しかし、凍結融解試験を行い、凍結甲状のひび割れ”がコンクリートの合を“ペシマム量”（またはペシマ

融解作用に対して優れた抵抗性を有内部にまで発達します。鉄筋コンク

ム混合率）といいます。ペシマム

すると判断されたコンクリートを実

リ ー トおよびプレストレスコンク

量は、セメント中のアルカリ量、構造物に使用すれば、凍害発生の可リート構造物では主筋方向に、部材

骨材の種類・粒度などによって変能性を大きく低下させることが期待化します。

できます。日本は凍害の危険性が高 ルカリの供給源としては、セメ（4）ア

い地域も多く、コンクリートの凍結

ントや混和剤のほかに、海砂に付融解試験を実施することは重要です。

着した塩化物や外部から侵入する

2.4 アルカリシリカ反応

塩化物、凍結防止剤などがありま

2.4.1

1）2）3）4）

アルカリシリカ反応とはす。

2.4.3 アルカリシリカ反応試験方法（1）アルカリシリカ反応の概要（1）骨材の反応性試験方法

骨材の中には、コンクリート中の水酸化アルカリ（KOH や NaOH）を骨材のアルカリシリカ反応性試験

主成分とした細孔溶液と反応して、は、コンクリートに使用される前の骨異常膨張やひび割れを引き起こす鉱材について、反応性を有しているか物をもつものがあります。このよう否かを調べる試験で、JIS に 2 種類のな反応を“アルカリ骨材反応”とい方法が規定されています。試験方法

い、アルカリシリカ反応性鉱物を含の概要を以下に、試験状況の一例を有する骨材を“反応性骨材”といいます。

52

ASR に影響を及ぼす因子

建材試験情報 2022 7・8 月号

写真 6

ASR による劣化 5）（壁全面の亀甲状のひび割れ）

写真 7に示します。
1）JIS A 1145［骨材のアルカリシリカ

対湿度 95％以上の条件下で 6 か月間の供試体の膨張量が 0.1% 以上

JCI - S - 010（コンクリートのアルカの骨材を「無害でない」、0.1% 未

リシリカ反応性試験方法）に規定さ満の骨材を「無害」と判定する（図れています。
JASS5N T - 603 では、練り上がっ

6 参照）。

写真 7 骨材のアルカリシリカ反応性試験 5）（上：化学法、下：モルタルバー法）

一般に、化学法のほうが短期間でたフレッシュコンクリートを3 つに取反応性の有無を判定できるものの、

り分け、酸化ナトリウム（Na2O）当量

モルタルバーに比べて、判定基準がで、 各 々 1.2 kg/m3、1.8 kg/m3 及び厳しいとされています。このほかに、

2.4 kg/m3 となるよう“粒状水酸化ナ

モルタルバ ー 法の類似試験として、トリウム”を添加します。添加量の下短期間で試験結果を判定する JIS A

限値 1.2 kg/m3 はセメント等のアルカ

1804［ コンクリート生産工程管理用

リ変動量に安全率を考慮した数値と試験方法－骨材のアルカリシリカ反なっており、アルカリ量を3 段階とし、応性試験方法（迅速法）］も定められ膨張を起こす最低アルカリ量の推定ています。

を考慮しています。

（2）コンクリートの反応性試験方法
反応性試験方法（化学法）］（コンクリートバー法）

 所定粒度に粉砕した骨材を80 ℃

ASR は複雑な反応であり、 コン
クリートに有害な反応を生じるか否の溶液のアルカリ濃度減少量 Rcとかは、骨材の性質のみならず、他の溶解シリカ量 Sc から骨材のアルカ

材料の性質や配（調）合、温度・水分

リシリカ反応性を判定する。Sc ≧等の環境条件にも影響されます。骨10 mmol/L かつ Rc ＜ 700 mmol/L

材単独の評価となる（1）の試験に対のときRc ≦ Scを「無害でない」とし、実際に使用される材料・配（調）

し、それ以外を「無害」とする（図合を用いたコンクリートで ASR を

5 参照）
。

判定する方法もあります。 コンク2）JIS A 1146［骨材のアルカリシリカ

リートの反応性試験あるいは “ コン

反応性試験方法（モルタルバー法）］

クリートバー法 ” と呼ばれており、

 粒度調整を行 っ た試料を用い

日本建築学会て、水酸化ナトリウム水溶液の添書・同解説

加によりセメントのアルカリ量を所施設における鉄筋コンクリート工

1.2 % としたモルタル供試体を作事」の付 3.JASS5N T - 603「コンク製する。 そして、 温度 40 ℃・相リートの反応性試験方法」7）や、日JIS A 1145（化学法）の手順 5）

供試体作製状況の一例を写真 8 に示します。

のアルカリ溶液中で反応させ、そ

図5

本コンクリ ー ト工学会の JCI 規準

建築工事標準仕様

JASS5N「原子力発電
写真 8

反応性試験の供試体作製状況 8）（上：フレッシュ試料にアルカリ添加、
下：脱型直後の供試体）

図6 JIS A 1146（モルタルバー法）の手順 5）

建材試験情報 2022 7・8 月号

53試験は、供試体表面を吸水紙で覆試験状況の一例を写真 9 に、試験本号（7・8 月号）の耐久性特集でもい、ビニール袋等で密封して温度 40

結果の一例を図 7 および図 8 に示し

耐久性の概要を紹介しているほか、℃の恒温室内に鉛直に貯蔵し、促進ます。

本誌 2022 年 11・12 月号では無機材料

養生による長さ変化率（膨張率）を材

2.4.4

ASR 規制の経緯の耐久性試験について特集予定です。

齢 6 か月まで毎月測定するものです。

アルカリシリカ反応性試験方法の本講座は次回から執筆者が交代し反応性の有無は、次の 2 つの条件が制定は 1986 年、ポルトランドセメン

ますが、引き続きお付き合い頂けれ同時に満たされる場合に“反応性なトの全アルカリ総 量規 制の制定はば幸いです。次回はコンクリートのし”と判定し、そうでない場合は“反1992 年であり、それ以前の構造物に配（調）合計画について紹介します。

応性あり”と判定します。

使用された骨材については、アルカ 齢 6 か月における膨張率が、い
1）材

リシリカ反応性の有無についての検ずれのアルカリ添加量においても査は実施されていません。そのため、0.1% 未満であること。

アルカリシリカ反応の疑いがある既 齢 6 か月において、 膨張 率が2）材

存の構造物も多くあるとみられてい0.1% になるときのアルカリ添加量

ます。コンクリートコアを用いた実構

推 定 値（ 臨 界アルカリ量 ）が－造物の調査方法については、また違

1.2 kg/m 以下、または +3.0 kg/m

う回で紹介したいと思います。

3

3

以上であること。

1）日本コンクリート工学会：コンクリー
ト技術の要点’21，2021
2）建材試験センター：建築材料・部材の試
験評価技術，2014
3）谷川恭雄，太田福男，尾形素臣ほか：
構造材料実験法〈第3版〉：2003

現在は、コンクリート中のアルカリ

4）日本建築学会関東支部：コンクリート

量低減対策として、ポルトランドセの調合と施工，2015

メントのアルカリ量が酸化ナトリウム
等量で 3.0 kg/m3 と規制されています。
そのほか、低アルカリ型セメントの2017.7・8
7）日本建築学会：建築工事標準仕様書・同炉スラグ微粉末の混和材としての使解説 JASS5N「原子力発電所施設に用などは、ASR 抑制効果があること

おける鉄筋コンクリート工事」，2013

がわかっています。

8）若林和義：コンクリートのアルカリシ
リカ反応性試験方法における供試体形

3. おわりに状及び貯蔵方法の検討，建材試験情報
vol.55,pp.14-19,2019.7・8硬化コンクリートの耐久性について紹介しました。ここでは紹介でき

図7

54

建材試験情報 2022 7・8 月号

a u t h o r

ませんでしたが、耐塩害性、耐化学若林和義

的浸食性、耐電流性など他にも様々

工事材料試験ユニット
工事材料試験所 浦和試験室 主査

な耐久性項目があります。

膨張率と促進材齢の関係8）

設備機器紹介リーフレット,2014
建 材 試 験 情 報 vol.53, pp.16-17,

セメントの使用、フライアッシュや高（上：40℃恒温室での被覆養生、
下：長さ変化率の測定）

5）建材試験センター西日本試験所：試験6）牛田真一郎：共振法動弾性係数測定器，使用、フライアッシュセメントや高炉

写真 9 コンクリートの反応性試験状況 8）

参考文献

図8

膨張率とアルカリ添加量の関係8）

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識座vol.10

コンクリートの調（配）合設計
入っていないか ? 水量補正は ? 色々

1. はじめにな事が頭をめぐります。

2. コンクリートの構成材料

私たちがコンクリートの練混ぜを

今回はコンクリートの品質においコンクリートはセメント・水・骨行う際、ミキサーに材料を投入し、て要となる調（配）合設計について

材（粗骨材と細骨材）・混和剤を主な練混ぜ後、排出口から流れ出るコンの基本的な考え方や計算過程につい使用材料として作られます。粗骨材

クリートの状態を見ている時が一番て紹介させて頂きます。

とは「5 mm 網ふるいに質量で 85 %緊張する時間です。目標とするスラ

先に用語の説明をしておきますと

以上とどまる骨材 」、 細骨材とはンプと比べると固すぎるぞ、間違え土木分野では“配合”、建築分野で「10 mm ふるいを全部通り、5 mm ふ

なく計算・計量を行ったか ? 空気がは“調合”という用語を使用しているいを質量で 85 % 以上通る骨材」とます。ここでは、便宜上両者を示す

されています。 モルタルはセメン

用語として“調（配）合”という用語

ト・水・細骨材が主な材料です。

水（15 〜 18 % 程度）
セメント（8 〜 15 % 程度）
粗骨材（35 〜 40 % 程度）

細骨材（25 〜 35 % 程度）
空気（3 〜 6 % 程度）

図1 コンクリート中の各材料の容積割合を使用します。なお、レディーミク

コンクリートの調（配）合とはコ

ストコンクリートは、土木・建築のンクリートを作る時の構成材料すな

両 分 野 に 使 用 さ れ ま す が、JIS A

わちセメント、水、骨材、混和剤の5308 では“配合”という用語を使用

使用量やそれらの割合のことを示ししています。

ます。

表1
示方書または仕様書

コンクリート
標準示方書 1）［2017 年制定］

調（配）合に関する主な規定

項目

調（配）合条件に関する主な規定

水セメント比65 % 以下を基本とする。
水密性を考慮する場合は 55 % 以下を標準とする。

単位水量できるだけ少なくする。［上限 175 kg/m3 を標準とし、175 kg/m3 を超える場合は高性能 AE 減水剤を使用することが望ましい。］

粗骨材の最大寸法
一般の場合は 20 mm または 25 mm、断面が大きい場合は 40 mm を標準とする。また、部材最小寸法（ 鉄筋コンクリート ） の 1/5、鉄筋の最小あきの 3/4 およびかぶりの 3/4 を超えてはならない。
スランプ
部材の種類や施工条件によって決める。また、コンクリートの製造から打込みまでのスランプの低下（ 鉄筋コンクリート ） を考慮して、どの段階のスランプであるかを定義し、スランプを設定する。
細骨材率

単位水量が最小になるように定める。

空気量

無筋および鉄筋コンクリートの場合は 4 〜 7 % を標準とする。
セメントの種類および計画供用期間の級による。

水セメント比鉄筋コンクリート
単位水量
工事
2）標準仕様書（JASS5） 単位セメント量［普通コンクリート］ 粗骨材の最大寸法

52

ポルトランドセメント（低熱ポルトランドセメントを除く）および混合セメント A 種を使用する場合
は 65 % 以下とする。
低熱ポルトランドセメントおよび混合セメント B 種を使用する場合は 60 % 以下とする。なお、計画
供用期間の級が超長期でポルトランドセメントを使用する場合は 55 % 以下とする。
185 kg/m3 以下とする。
270 kg/m3 以上とする。
使用箇所、骨材の種類に応じて 20 〜 40 mm とする。

スランプ

調合管理強度 33 Nmm2 未満 :18 cm 以下とする。
調合管理強度が 33 N/mm2 以上 :21 cm 以下とする。

空気量

普通コンクリートの場合は 4.5 % を標準とする。

塩化物量

塩化物イオン量として 0.30 kg/m3 以下とする。

建材試験情報 2022 9・10 月号

図2

配合設計のフロー以前のレポ ー トにもありました

種材料の割合をどのように設定するれています。表 1 に調（配）合に関が、 セメントや骨材にも種類があかということです。1 m のあたりのする主な規定を、図 2 に配合設計のり、 用途によ っ て特徴が異なりまセメントの質量を「 単位セメント

フローを示します。

す。 コンクリ ー トの調（ 配 ）合は、

量」
、1 m のあたりの水の質量を「単コンクリートを使用する構造物の種

位水量」と言います。

33

5. 調（配）合設計の具体的な手順類、環境条件、施工方法などを考慮

調（配）合設計を行う際には、使し計画されます。そして所用の強度用する材料の品質（密度や吸水率等

および耐久性を満たし、施工時の作の物性値）を確認しておくことが必コンクリートの強度には、ある程業性（ ワ ー カビリテ ィ ー）を有し、要です。これら物性値は JIS によっ

度のばらつきが必ず生じます。一般

かつ経済的な調（配）合計画がなさて規定された試験方法によって試験に強度は正規分布し、ばらつきの範れなければなりません。

を行い求めます。

囲は 3 σ（標準偏差の 3 倍の値）とあ3. コンクリートの調（配）合設

4. 調（配）合設計の手順

計の基本（1）調（配）合強度の設定ると言われています（図 3）。コンク
リートの強度は、ばらつきが生じて調（配）合の手法は建築学会の建も構造設計時に定めた性能（設計基

調（配）合設計の基本は、図 1 に築工事標準仕様書・同解説 鉄筋コ

準強度）を満足する必要があります。

示すように、1 立方メートル（1 m ）ンクリート工事（JASS5）や土木学

調（配）合強度とは、強度のばらつ

当たりのコンクリートについて、各会のコンクリート標準示方書に示さきを考慮した上で目標とする圧縮強3

建材試験情報 2022 9・10 月号

53

二番目に求められる項目は施工性です。施工性の指標は、スランプやスランプフローで示されます。スラン
プやスランプフローはコンクリート
中の単位水量で支配されます。
土木用コンクリート、建築用コン
クリートともに、単位水量はできる
図3

配合強度（m）と不良率（P）の関係だけ少なくすることが原則ですが、土木用コンクリートでは 175 kg/m3

度のことで、次に示す方法によってコンクリートに求められる性能の以 下、 建 築 用 コ ン ク リ ー ト で は重要項目として硬化後の強度と耐久

185 kg/m3 以下を標準としています。

土木用コンクリートの場合は、設性があります。強度と耐久性は、コ設定された単位水量が規定値を超え

計基準強度に割増し係数を乗じた値

ンクリートに使用される水とセメン

る場合には混和剤を使用して単位水が配合強度となります。通常は、予トの質量比「水セメント比（W/C）」

量の低減を図るのが基本的な考え方

想される強度の変動係数に応じた割が大きく影響します。

です。水セメント比と単位水量が決増し係数（不良率 5 %）を使用します。

土木用コンクリートの場合は、圧縮

まれば単位セメント量は計算で求ま例えば、 変動係数を 10 % と仮定す

強度に基づく水セメント比、耐久性ります。

ると、割増し係数は 1.2 となり、配から定まる水セメント比、水密性か（4）空気量の設定

合強度は、設計基準強度に 1.2 を乗ら定まる水セメント比のうち、最もコンクリート中の空気量は混和剤

じた値となります。

小さい値を採用することを標準としによって調整します。適度な空気量決定します。

一方、建築用コンクリートの場合ています。なお、耐久性や水密性かの増加により凍結融解抵抗性やワーは、JASS5 の調合設計強度の設定

ら定まる水セメント比の上限値は、

カビリティーの改善に効果がありま（図 4）に示すように、まず始めに、構造物の種類、露出状態、断面、気す。建築に使用されるコンクリート

式 1 によって構造体強度補正値を考象条件などによって異なるため注意の標準的な空気量 4.5 % 程度ですが、慮した調合管理強度を求めます。次する必要があります。

空気量が増加すると圧縮強度の低下に強度のばらつき（正規偏差と標準

一方、建築用コンクリートの場合をさせるため、必要以上に空気量を偏差の積）を加えた値が式 2 およびは、調合強度を得るための水セメン

多くすることは好ましくありません。

式 3 を満足することを確認して調合ト比、セメントの種類によって定め（5）骨材量の設定

強度とします。なお、調合強度は、られた上限値、コンクリートの種類

コンクリート中の骨材量［1 m3 中標準養生した供試体の材齢 m 日（原および計画供用期間の級を考慮しての細骨材および粗骨材の容積（絶対則 として 28 日）における圧縮強度定めることが基本です。

容積）および単位量（質量）］の定めで表します。

（3）単位水量と単位セメント量の設定

方は、細骨材率から算出する方法とコンクリートに求められる性能の粗骨材かさ容積から算出する方法の（2）強度と水セメント比の設定

2 通りの計算方法があります。図 5
調合管理強度は式 1 によって算出される値とする。
Fm = Fq + mSn		
式1
ここに、Fm : コンクリートの調合管理強（N/mm2）
Fq : コンクリートの品質基準強度（N/mm2）
		 品質基準強度は、設計基準強度または耐久設計基準強度のうち、大きい方の値。
mSn : 標準養生した供試体の材齢 m 日における圧 縮強度と構造体コンクリートの		 材齢 n 日における圧縮強度の差による構造体強度補正値（N/mm2）。
		
ただし mSn は 0 以上の値とする。
調合強度は、標準養生した供試体の材令 m における圧縮強度で表すものとし、式 2 及び式 3を満足するように定める。調合強度を定める材令 m 日は、原則として 28 日とする。
F ≧ Fm + 1.73 σ式2
F ≧ 0.85Fm +3 σ
式3
ここに、F: コンクリートの調合強度（N/mm2）

σ : 使用するコンクリートの圧縮強度の標準偏差（N/mm2）

図4

54

建材試験情報 2022 9・10 月号

JASS5の調合設計強度の設定にそれらの計算過程を示します。ここでは、得られている調合条件から選定する事が必要です。
細骨材率はワーカビリティーに影響を及ぼします。細骨材を少なくす
ると材料分離を起こしやすくなります。細骨材率が多くなると乾燥収縮が大きくなり、ひび割れの発生が懸念されるようになります。

（6）計画調（配）合の決定（1）〜（5）の手順で算出した各材料の絶対容積および単位量を取り纏めた一覧表を土木分野では計画配合、

その際、土木用コンクリートの場合（1）細骨材率を基に算出する方法
例）

は、細・粗骨材の粒度（過大粒、過空気量 A=4.5 %、細骨材率（s/a）=38.5 %、セメント密度 =3.15 g/cm3、
水密度 =1.00 g/cm3、細骨材表乾密度 =2.58 g/cm3、粗骨材表乾密度 =2.62 g/cm3 とする小粒）および含水率の補正を行いま		 ・1㎥あたり骨材の全容積		す。建築用コンクリートの場合は、V=1000 L −（水の容積 + セメントの容積 + 空気量の容積）=1000 L −（151 kg/m3/1.00+270 kg/m3/3.15+45（1000 × 4.5 %））

			
			

=1000 −（151+86+45）			=718 L

通常、骨材の粒度の補正は行いませんが、骨材量の含水状態を確認し水量の補正を行います。

		 ・細骨材容積 = 全骨材容積×（細骨材率 /100）
			
=718 L × 38.5 %=276 L
		 ・細骨材量=276 L ×細骨材表乾密度 2.58 g/cm3

			=712 kg/m3

6. おわりに
我々が試験室で実施するコンクリー

		 ・粗骨材容積 =718 L − 276 L=442 L
		 ・細骨材量 =442 L ×粗骨材表乾密度 2.62 g/cm3
			

トの練混ぜの場合は、調（配）合条件=1158 kg/m3

として、 水セメント比や細骨材率、混和剤使用量等が指定されている場（2）粗骨材のかさ容積を基に算出する方法例） 空気量 A=4.5 %、粗骨材かさ容積 0.677 m3/m3、セメント密度 =3.15 g/cm3、合が多いですが、それらの条件が揃

水密度 =1.00 g/cm3、細骨材表乾密度 =2.58 g/cm3、粗骨材表乾密度 =2.62 g/cm3、粗骨材単位容積質量 1.70 kg/L とする
		 ・細骨材量 =1.70 kg/L × 1000 × 0.677 m3/m3
			=1151kg/m3っていても、ある程度期間を開けて練混ぜを行うと、思ったような性状のコンクリートは得られず混和剤で		 ・細骨材容積 =1000 −（水の容積 + セメントの容積 + 空気量の容積 + 粗骨材の容積）			=1 000 L−（ 151 kg/m 3 /1.00+270 kg/m 3 /3.15+45（ 1000 × 4.5 % ）								 ・細骨材量の調整を行います。まさにコンクリー
トは生き物だと実感します。

+1151 kg/m /2.62 g/cm ）=1000-（151+86+45+439）=279 L=279 L ×細骨材表乾密度 2.58 g/cm3
3

3

コンクリート生産におけるスランプ
や空気量の変動の把握、使用骨材の保管方法や含水管理等、品質管理のデー			=720 kg/m3
		 ・細骨材率（s/a）=279 L/（279+439）				 =38.9 %

図5タの蓄積と活用が重要な分野です。

骨材量の計算過程

参考文献
1）建 築工事標準仕様書・同解説 JASS5 鉄建築分野では計画調合と呼びます。

す。 計画配合の表記法の一例を表 4

一般に、計画配合には、粗骨材の最に、また、計画調合の表記法の一例

大寸法、スランプ、空気量、水セメ

を表 5に示します。

3）コンクリート技士・主任技士研修テキスト

ント比（W/C）、細骨材率（s/a）と共（7）現場調（配）合a u t h o rに、使用材料の単位量を明記します。

計画配合または計画調合からコン

一方、計画調合には、コンクリー

クリート 1 バッチ当たりの練混ぜ量

トの諸条件、使用材料の単位量のほ（1 回に練り混ぜる量）を算出し、現かに絶対容積を明記するのが特徴で

場配（調） 合を作成します。なお、筋コンクリート工事20182）2017年制定コンクリート標準示方書

中村則清

総合試験ユニット 中央試験所 材料グループ 主幹< 従事する業務 >コンクリートの各種物性試験、骨材試験

表4 コンクリートの計画配合の一例
単位量（ kg/m3）

粗骨材の
最大寸法
（mm）

スランプ
（cm）

空気量
（%）

水セメント比
W /C
（%）

細骨材率
s /a
（%）

水
W

セメント
C

混和材
F

細骨材
S

粗骨材
G

混和剤
A

40

8

4.5

57.7

42.8

158

274

―

822

1212

2.74

52.1

46.0

185

混和材

4.5

粗骨材

18

細骨材

（kg/m3）

セメント

（％）

混和材

（％）

粗骨材

単位水量

（％）

単位量（ kg/m3）

細骨材

細骨材率

（cm）

絶対容積（ l/m3）

セメント

水セメント比

27

空気量

24

スランプ

調合管理強度

品質基準強度（N/mm2） （N/mm2）

表5 コンクリートの計画調合の一例

113

302

355

―

355

794

941

―

化学混和剤
の使用量
（× C%）

1.0

建材試験情報 2022 9・10 月号

55

基

礎

講

座

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

vol.11

コンクリートの品質管理・検査
1. はじめにJIS A 5308 に適合し JIS マーク表
示製品として認証を受けるためにありますので、ご注意ください。

3. 原材料の検査

今回は、コンクリートの品質管理

は、JIS A 5308 に 適 合 す る ほ か、と検査として、JIS A 5308（レディー

JIS 認 証 の 審 査 基 準 で あ る JIS Q

ミクストコンクリート）に基づき、1011（適合性評価－日本工業規格へ

コンクリ ー トに使用する原材料

生コン工場が行うコンクリートの品の適合性への認証－分野別認証指針

は、①セメント、②骨材、③水、④質管理と検査について紹介します。

（レディーミクストコンクリート））

化学混和剤、混和材に大別できます。

3.1

原材料の受入検査

生コン工場での品質管理は多岐にに定める事項に適合することが必要

それぞれの原材料については、分渡ります。一般に、コンクリートのになります。ここでは「分野別認証

野別認証指針に基づき、次の受入検原材料（セメント、骨材、練混ぜ水、指針」として説明します。

査を行います。

化学混和剤、混和材料）や、荷卸し分野別認証指針では、認証審査に時のレディーミクストコンクリート

おける工場審査と製品試験の実施のセメント製造業者が月 1 回発行すの製品検査（強度、スランプ又はス

条件などのほかに、工場審査にて確る、セメントの JIS に規定する試験

ランプフロー、空気量、塩化物含有

認する品質管理体制（ 製品の管理、成績表をもとに、JIS に適合するこ量）は比較的知られていると思いま

原材料の管理、製造工程の管理、設とを確認します。なお、セメントのす。今回は、生コン工場が行う品質備の管理、組織的運営など）の要求

密度は、配合（調合）計算に必要と管理として、工程検査も含めて紹介事項が規定されています。

なりますが、JIS では規定がありまします。

2. 生コン工場の品質管理

JIS A 5308 及び分野別認証指針で①セメントせん。また、6 か月に 1 回以上、圧は、様々な製品（普通コンクリート、

縮強度を確認します。

軽量コンクリート、舗装コンクリー②骨材

生コン工場では、原材料を購入・ト及び高強度コンクリート）や、原JIS A 5308 の附属書 A（レディー

受入し、所有する設備（バッチャプ

材料（回収骨材、スラッジ水など）

ミクストコンクリート用骨材）に適ラント）にてコンクリートを製造しも対象とした規格となっています。

合することを、生産者が発行した試

たうえで、トラックアジテータ（ア本稿では、一般的なコンクリートと

験成績表、第三者試験機関の試験成ジテータ車）に積込み、荷卸し地点

して、表 1 のコンクリートを対象と

績表ないしは自社で実施した試験結まで運搬します。コンクリートの製してご紹介します。なお、この記載

果で確認します。確認する試験項目

造に関する品質管理としては、原材事項以外であっても、JIS A 5308 及および試験方法は、分野別認証指針

料の受入検査、製造に使用する原材

び分野別認証指針に適合する場合がの表 A.2.1 に規定されています。

料の工程検査、製造したコンクリー
トの工程検査、荷卸し地点まで運搬したコンクリートの製品検査となります。この他にも、品質管理の組織的な運営（品質管理計画、教育訓練の推進など）や、各種設備の管理、外注管理などもありますが、ここでは省略します。

44

建材試験情報 2022 11・12 月号

表1

コンクリートの種類

対象とするコンクリート

レディーミクストコンクリート（普通コンクリート）

原材料

ポルトランドセメント、砂、砕砂、砂利、砕石、上水道水以外の水（スラッジ水を除く）、化学混和剤、混和材

製造

バッチャプラント

運搬

トラックアジテータ（アジテータ車）

③水

表3

上水道水以外の水を使用する場合
は、JIS A 5308 の附属書 C（レディー
ミクストコンクリートの練り混ぜに

日本産業規格

概要

JIS A 1111
細骨材の表面水率試験方法

質量法と容積法が規定されている。多くの生コン工場ではこの方法で測定を行っている。
質量法：ピクノメーター（写真 1）やメスフラスコなどを用いる。
容積法：チャップマンフラスコ（写真 2）を用いる。

JIS A 1125
骨材の含水率試験方法及び含水率に基づく表面水率の試験方法

試料の含水率を測定するとともに、試料の吸水率を利用して、表面水率を求める。含水率の測定には、試料を乾燥させる工程が必要となる。

JIS A 1802
コンクリート生産工程管理
用試験方法－遠心力による細骨材の表面水率試験方法

試料を 4 個同時に遠心分離機にかけて表面水を脱水する
ことにより表面水率を求める。遠心分離機の保有が必要となる。

用いる水）に適合することを、第三者試験機関の試験成績表ないしは自社で実施した試験結果で確認します。
④化学混和剤・混和材
フライアッシュ等の混和材は、月に 1 回以上、生産者が発行した試験
成績表、第三者試験機関の試験成績
表で品質を確認します。化学混和剤
は、6 か月に 1 回以上、防せい材は 3

表面水率の測定方法

か月に 1 回以上、生産者が発行した試験成績表、第三者試験機関の試験材よりも製品に与える影響が少ない

成績表で品質を確認します。

ことから過去の経験に基づく値

3.2（0.5 ％など）を使用する場合が多い

原材料の工程検査

コンクリートの使用材料のうち、ようです。

セメント、水、化学混和剤及び混和

また、骨材の粒度の変動によりス材については比較的品質変動が少な

ランプ等のコンクリートへの性状にいため、検査間隔は比較的長めになも影響を及ぼしますので、粗粒率やります。一方で骨材については、表

実積率で粒度を管理します。

面に付着する水分量により製造する

3.2.1

骨材の表面水率の試験

コンクリートの性状に影響を受ける

細骨材の表面水率は、表 3 に示すことから、表 2 に示す表面水率の管方法により測定します（分野別認証

理が重要となります。つまり、表面

指針 表 A.3 注（1）3.1）参照）。

に付着する水分量は思いのほか多生コン工場では、JIS A 1111 によく、無視できない量だ、ということ

る表面水率の測定が多く行われていになります。特に粗骨材よりも細骨るようです。細骨材の表面水率の測材のほうが、表面水の変動によるコ定は、2 回測定し、2 回の結果の平ンクリートの性状への影響が大きく均値を採用します。また、それぞれなります。

の測定値は、平均値との差が 0.3 ％

表2種類

骨材の工程検査の測定頻度

管理項目
粗粒率

細骨材

粗骨材

表面水率

頻度
1 回以上／週

以下となる必要があります。
搬入された骨材は、水分を含んでおり表面水率は変動するため、 ス
トックヤードやサイロに 1 日程度置

1 回以上／午前

き、余剰水を切ってから使用するこ

1 回以上／午後とが考えられます。

粗粒率又
は実積率

1 回以上／週

表面水率

必要の都度

注：人 工軽量骨材、回収骨材、再生骨材 H、スラッジ水、高強度コンクリートは別途管理が必要です。

細骨材の表面水率は、おおよそ 3～ 6 ％程度の値となることが多いようです。粗骨材の表面水率は、細骨

写真1 ピクノメーター

試験用のガラス器具は、試験作業の効率化のため、所有している細骨材の種類ごとに同時に測定できる数の試験器具を保有するのが一般的です。またガラス製の器具は破損しやすいので、予備の器具を保有していることが望ましいと言えます。
3.2.2 チャップマンフラスコを用いた表面水率の測定

写真2 チャップマンフラスコ

細骨材の表面水率の測定のうち、チャップマンフラスコを用いた表面
水率の測定は次の手順で行います。

建材試験情報 2022 11・12 月号

45

① 2 回分の試料（400 g 以上）を採取

粗粒率は、工場内で管理水準を決基づき、必要な原材料を計量したのめておき、 管理水準を超えた場合

ち、ミキサにて練混ぜて製造します。

②試料の質量を測定する。

は、配合の修正を行い所定の品質を製品の製造工程の検査は、分野別③チャップマンフラスコの下側の目有するコンクリートを製造するよう認証指針により、コンクリートの練

する。

にします。

混ぜ工程の管理として、表 4 に示す④チャップマンフラスコに量り取っ

3.2.4 粗骨材の粗粒率・実積率の試験

品質特性について検査を行います。

た試料を入れ、空気を十分に追い粗骨材の粗粒率は細骨材と同様のつまり、生コン工場では午前と午後盛りに規定量の水（V1）を入れる。

方法で実施します。

出す。
⑤試料を含む水の容積の目盛り（V2）それぞれ 1 回以上、試料を採取し試実積率は、JIS A 1104（骨材の単験を実施することになります。

を読む。

位容積質量及び実積率試験方法）にこの工程検査は、コンクリートの試料で置き換われた水の質量を式より実施します。単位容積質量測定

練混ぜが適切に行われているか管理

用ますに表乾状態（又は絶乾状態）するために、毎日 1 回、検査を行う（1）で求める。

の試料を入れ、単位容積質量を求めことになります。つまり、使用する

ここに、たのち、単位容積質量を試料の表乾原材料に異状はないか、計量に問題

m：試料で置き換われた水の質量（g）

密度（又は絶乾密度）で除して実積はないのか、練混ぜは適切か等を確

V ：試料で置き換われた水の容積（ml）

率を求めます。

認するために実施します。

m ＝ V ×ρ=V2-V1



（1）

ρ：水の密度（1.0 g/cm3）

粗骨材は、粗粒率および実積率で練混ぜの管理項目は、 練混ぜ方

V2：試料を含む水の容積（ml）

管理します。工場内で管理水準を決法、練混ぜ時間、練混ぜ量、容積とV1：規定量の水（ml）

めておき、 管理水準を超えた場合

なっています。これを管理するため

式（2）により、表面水率を求める。

は、配合の修正を行い所定の品質をに、練混ぜ量、強度、スランプ又は有するコンクリートを製造するよう

スランプフロー、空気量、塩化物含にします。

有量について、表 4 に示す工程検査

H=

m-ms
m1-m

× 100

ただし、ms=

（2）

m1
ds

ここに、
H：表面水率（％）

を行うことになります。

4. 製品の製造工程の検査

練混ぜ時には、計画する練混ぜ量

コンクリ ー トの製造は、 コンク

通りとなったか、練混ぜ後にミキサリートの種類に応じて決めた配合にからホッパーにコンクリートを移動

m：試料で置き換われた水の質量（g）
m：試料の質量（g）1ds：細骨材の表乾密度（g/m3）
通常、月 1 回測定する。
日々の測定においては、試料の質

表4

品質特性／
管理項目

管理方法

練混ぜ量

目視にておおよその量を確認する

量 m1、規定量の水 V1 は毎回同一にしておくことにより、 読み取 っ た
V2 の値から、 表面水率を換算する

強度ことができます。
3.2.3

細骨材の粗粒率の試験

細骨材の粗粒率の試験は、JIS A
1102（骨材のふるい分け試験方法）
か、これに代わる合理的な方法で行うこととなっています。一般的には
JIS A 1102 により行うことが多い

るため、乾燥させる場所（試験室の床など）、乾燥機、ふるい及び振動機、はかりなどが必要になります。

46

建材試験情報 2022 11・12 月号

頻度
全バッチ

代表的な配合について行う強度試験は、標準養生とするか、温水養生による促進判定としてもよい。
代表的な呼び強度がない場合は任意 1 回以上／日の配合とする。
呼び強度が異なるものを用いる場合
は呼び強度比としてもよい
目視

全バッチ

スランプ試験

1 回以上／午前、1 回以上／午後

スランプ
フロー

スランプフロー試験及び目視（材料分離の有無）

1 回以上／午前、1 回以上／午後

空気量

空気量測定試験

1 回以上／午前、1 回以上／午後

スランプ

ようです。ふるい分け試験を行うた
めには、骨材を乾燥させる必要があ

製品の工程検査

塩化物
含有量

海砂、 塩化物量が多い砂、 海砂利、再生骨材 H、普通エコセメントを使 1 回以上／日
用
上記以外で化学混和剤Ⅲ種を使用

1 回以上／週

上記以外

1 回以上／月させ、おおよその量を目視で確認し検査項目と検査の方法は表 5 のとおてから、トラックアジテータに積載りです。製品試験は、工事現場などします。また、製造時にはミキサのの荷卸し地点で採取したコンクリー

コンクリートの品質管理、検査と稼働出力（電流計）の変動及び目視

トを使って行い、納入先に受け渡す

して、JIS A 5308 に基づき生コン工にて、スランプの値を確認します。

ための検査（受渡検査）として実施場が行うコンクリートの品質管理とすることもあります

検査について紹介しました。

工程検査は、製造時に通常 0.1 m3

7．おわりに程度の割増しを行い、コンクリート

強度の確認は、150 m につき 1 回

JIS A 5308 は様々な種類の材料やを採取して試験を行います。 試験

実施し、3 回の試験結果でロットの製造方法なども規定されておりまは、スランプ・スランプフロー、空判定を行います。強度の管理は、呼す。今回は紹介していませんが、ス

気量の測定を午前と午後にそれぞれ

び強度ごとに出荷量を積算して 1 回

ラッジ水、回収骨材などを使用する

1 回実施します。 塩化物含有量は、の試験が 150 m3 を超えないように実場合は、別途要求事項があります。

使用する原材料の種類に応じて、塩施します。スランプ又はスランプフ

また、使用する製造設備や検査設備

分量が多い原材料の場合は 1 日 1 回、ロー、空気量の確認は、JIS A 5308にも多岐にわたる管理基準がありま

塩分量が少ない原材料は月 1 回検査

では「必要に応じ」としていますが、

す。

します。

強度試験用供試体の採取時にあわせ

コンクリートの検査は、原材料とて試験を実施する場合が多いです。

製品の品質が注目されがちですが、納入の際、アジテータ内に水を加生コン工場では適切な生産・出荷を

製品は、 主としてトラ ッ クアジ

える「加水」は、コンクリート強度行うために、今回紹介した様々な検テータに積載して運搬します。運搬

等の品質低下に直結するため、いか査や管理を実施して品質の安定に努の時間は原則として練り混ぜ開始かなる場合であっても絶対に行ってはめています。本稿にて、読者の理解

ら 1.5 時間以内となります。運搬時なりません。

の一助になれば幸いです。

5. 製品の運搬

3に品質変化が生じないようにするた

コンクリートを荷卸しした際、荷め、トラックアジテータは 3 年に 1

卸しせず余ったコンクリートは「残回以上、性能検査を行います。

コン」と呼ばれます。残コンは、所

参考文献

JIS マ ー ク品の運搬ですが、1 運定の処分場に運搬して処分するか、

全国生コンクリート工業組合連合会：生コ

搬車は 1 カ所の納品先に運搬し、納生コン工場に持ち帰り、 処分しまン工場品質管理ガイドブック，2019

品します。納品の際には、JIS マー

す。戻りコンクリートからセメント

ク入りの納入書を提出し、受取者は成分を洗い流して回収した骨材は、サインを記入します。

JIS に従った標準化を行えば、回収

6．荷卸しした製品の検査

骨材として再びコンクリート材料に使用することができます。

レディーミクストコンクリートの表5

a u t h o r

佐伯智寛

認証ユニット 製品認証本部 JIS 認証課 課長< 従事する業務 >JIS 認証業務の運営、JIS 認証審査、審査員研修、セミナー講師

製品の検査

検査項目

検査方法

強度

150m3 につき 1 回試験を実施し、3 回の試験（450m3）で品質保証の範囲となるロットを構成する。
1 回の試験は、任意の運搬車 1 台から採取した試料で作った 3 個の供試体の試験値の平均値とする。
試験は 3 回行い、1 回の試験結果は呼び強度の 85 ％以上、3 回の平均値は呼び強度以上とする。
なお、3 回の試験は、水セメント比と強度の関係が同一で、かつ同じ呼び強度のものであれば、スランプ又はスランプフローが異なっても良い。

スランプ又はスランプフロー試験を行い、測定値が許容範囲内であればよい。
1 回の試験で許容範囲を外れた場合は、同じ運搬車から新しく試料を採取して再度試験を行い、許容範囲内に入れば合格とできる。

空気量

塩化物含有量スランプ又はスランプフローと同じ
1 回の試験で測定値が許容範囲内であればよい。
測定は工場出荷時に行うこともできる。
測定は、JIS A 1144（フレッシュコンクリート中の水の塩化物イオン濃度試験方法）によるか、精度が確認された塩化物含有量測定器具（（財）国土技術研究センターの評価を受けた器具）によることができる。

建材試験情報 2022 11・12 月号

47

基

礎

講

座

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識

vol.12構造物の調査と試験の方法（コア）1. はじめにコンクリート構造物は、竣工後も供用期間にわたって構造物に要求される性能を確保するよう、維持管理
していくことが重要です。構造物の維持管理は、点検→調査・試験→劣化予測・評価→対策の必要性の判定→対策の実施のフローで行われることが一般的です。その中でも本号では、構造物の調査と試験の方法について紹介します。

2. 構造物の調査
コンクリート構造物は、使用材料
や立地などの環境条件により、段階的に劣化が進行していきます。劣化
したコンクリート構造物に対策が必要かどうか、必要であれば対策を行
うための情報を収集・確認する作業を「調査」と言います。その調査結果を基に劣化度を判定し、劣化により低下した性能・機能の改善や耐久性の回復と向上（補修）、あるいは力学的な性能低下の回復や向上（補強）などの対策の方針を決めることを「診断」と言います。ここで、調査・診断と補修のフロー 1）を図 1 に示します。フローによると、構造物の調査は建物概要調査、外観目視調
査、詳細調査の 3 項目に分類されます。それぞれの調査の種類と調査項
目 2）を表 1 に示します。
2.1

建物概要調査建物概要調査は、人間を例にとると病院へ受診した際に記入する問診

50

建材試験情報 2023 1・2 月号

図1

調査・診断と補修のフロー表1

調査の種類と調査項目

票と似ています。問診票では個人情を使用して患者の異状の有無などをら放射される赤外線を二次元的に検報や症状、薬の処方歴などの詳細を調べるように、詳細調査では、上記

出し、 映像として表示する方法で記入するように、 建物概要調査で同様有資格者（または準ずる者）が、す。コンクリート中に内部欠陥が存は、書類調査やヒヤリングによって

主に現地調査と採取試料の分析調査

在すると、健全部と比較して熱的性得られた名称や所在地、竣工年月、を行います。現地調査では、はつり質が異なるため、サーモグラフィ法

立地条件、使用材料、補修・補強歴

またはコア採取による調査、非破壊により物体の表面温度分布を測定すなどの情報を記録しています。

試験による調査などを行います。採ることで、その表面温度差から内部

2.2

取試料の分析調査では、採取したは欠陥の存在を推定することが可能で

外観目視調査外観目視調査は、人間を例にとる

つり片やコンクリートコアを用いてす。

と病院での医師による診察と似てい微破壊試験や破壊試験（化学分析お（2）弾性波ます。国家資格を持つ医師が対面あよび物理試験）を行います。コア採

るいはリモートによって患者の症状取の様子を写真 1 に示します。

弾性波法は、コンクリート表面に設置した発振子や衝撃入力装置にを確認するように、外観目視調査でよって内部に弾性波を発生させ、受は、一級建築士やコンクリート主任

振子で測定する方法です。利用する技士などの有資格者またはこれらと周波数や弾性波の発生・受信方法の同等の知識や経験を有する者が、目違いにより、超音波法、衝撃弾性波視で見られる外観の劣化症状や機能法、打音法の 3 種類に分類されます。

障害の有無・発生箇所などについて（アコースティック・エミッ（3）AE 法ション）

調査し、記録しています。調査にはクラックスケールやハンマー、双眼AE とは、材料に変形やき裂が生鏡などの簡易な道具を使用し、特徴

じる際、内部に蓄えていた弾性エネ

的な劣化症状についてはカメラによ

写真1 コア採取の様子

ルギーが、音響信号である弾性波とる写真撮影や、近年ではドローンを詳細調査で行われる試験項目およ

して放出される現象です。AE 法は用いて撮影する新しい技術 も開発

び方法・装置について表 2 に示しま

そ の 特 徴 を 利 用 し、AE セ ン サ やされています。

す。ここからは、表 2 で示した非破AE 測定器を用いて、主に過剰な交2.3

壊試験と微破壊試験の一部につい

通荷重や地震時の荷重、鋼材腐食なて、簡単に概要をご紹介します。

どが原因で発生したコンクリートの（1）サーモグラフィ法

ひび割れの検出に利用されていま

3）

詳細調査

詳細調査は、人間を例にとると病院で行う検査と似ています。検査では、一例として CT や MRI など装置

サーモグラフィ法は、物体表面かす。

建材試験情報 2023 1・2 月号

51

表2
劣化原因

詳細調査の試験項目および方法・装置
方法・装置

試験項目

非破壊試験

微破壊試験

破壊試験（化学分析および物理試験）

C：ひび割れ弾性波、AE 法

―

―

C：はく離

弾性波

―

―

C：空洞

サーモグラフィ法、弾性波、電磁波レー
ダ法

―

―

S：鉄筋探査電磁波レーダ法、電磁誘導法、X 線透過撮
―
影法

―

埋設物

電磁波レーダ法、X 線透過撮影法――

S：腐食状況

自然電位法、分極抵抗法、電気抵抗法―

はつり調査、▲鋼材の腐食評価方法（JCI-SC1）

C：圧縮強度▲反発度法（JIS A 1155）●小径コア、●ボス供試体（NDIS3424）●圧縮強度（JIS A 1107）、●割裂引張強度（JIS A 1114）

C：静弾性係数――●ひずみゲージ・●コンプレッソメータ（JIS A 1149）

C：配合推定――●セメント協会法（F18）、ICP を用いる方法、●グルコン酸ナトリウムを用いる方法（NDIS3422）

S：引張試験

――●降伏点・●引張強度（JIS Z 2241）

中性化

C：中性化深さ―●小径コア、●ドリル削孔粉●フ ェノールフタレイン（JIS A 1152）、TG-DTA、
XRD、EPMA

塩害

C：塩化物イオン ―●小径コア、●ドリル削孔粉●塩化物イオン（JIS A 1154）、EPMA

C：気泡間隔係数 ――リニアトラバース法

C：細孔径分布――水銀圧入式ポロシメータ

C：膨張率

―

―

● JCI-DD2（40 ℃、95 % 以上）、
●カナダ法（80 ℃、1N の NaOH 溶液）、
●デンマーク法（50 ℃、飽和 NaCl 溶液）

C：析出物

―

―

化学成分分析（● SEM-EDS、XRD、TG-DTA）

C：アルカリ量――●水溶性アルカリ：建設省総プロ法●全アルカリ：原子吸光光度計（JIS R 5202）

C：骨材

―

―

●化学法（JIS A 1145）、偏光顕微鏡観察、岩石学的試験（JCI-DD3、DD4）

C：腐食深さ

―

―

EPMA

C：析出物

―

―

化学成分分析（● SEM-EDS、XRD、TG-DTA）

全般

強度

凍害

アルカリシ
リカ反応

化学的腐食

備考：表中における試験項目の記号は、それぞれ C はコンクリート、S は鉄筋を表しています。
方法・装置の前に付いた記号は、●：建材試験センターで実施している試験項目、▲：条件付きで建材試験センターで試験実施している項目、記号無
し：建材試験センターで実施していない試験項目を表しています。

（4）電磁波レーダ法

52

よって探査を行います。探査対象物

フィルムに写し出される特徴から、

電磁波は、比誘電率や導電率など

は、磁束に影響を与える金属や強磁

建築構造物では壁や床の鉄筋位置やの電気的性質が異なる物体との境界性材料であり、主に鉄筋径および鉄版厚の測定、土木構造物では橋梁の面で反射する性質があります。電磁筋位置の推定に利用されています。

PC 桁のシース内のグラウトの充填

波レーダ法はその特徴を利用し、主（6）X 線透過撮影法

確認、床版の空洞の検出などに適用にコンクリート構造物内の異物調査

X 線透過撮影法は、内部の様子をされます。

（鉄筋や埋設物、空洞など）に利用

ほぼ実態に近い状態で確認できる唯（7）反発度法されています。

一の非破壊試験方法です。 コンク

反発度法は、リバウンドハンマー（5）電磁誘導法

リート構造物に X 線を照射すると、によってコンクリートの表面を打撃

電磁誘導法は、試験コイルに交流

構造物内の物質の密度に比例して Xし、その反発度とコンクリートの硬電流を流すことによってできる磁界線が減弱します。その透過した X 線

さ・強度に相関があることを利用し内に試験対象物を設置することにの強さに応じて、 白黒の投影像がて、コンクリートの圧縮強度を推定

建材試験情報 2023 1・2 月号

する方法です。 なお、JIS A 1155

度が低下することもあるため、実構

液［溶媒：90 %（v/v）エタノール］（コンクリートの反発度の測定方法）

造物のコンクリートの圧縮強度を調を噴霧し、測定面から赤紫色に呈色

では、反発度の測定方法のみ規定さ査することがあります。

した距離までを測定します。測定箇れているため、反発度から圧縮強度

圧縮強度試験は、JIS A 1107（コ

所に骨材がある場合は、両端の赤紫を推定する方法は、JIS 以外の日本

ンクリートからのコアの採取方法及色を結んだ直線状で測定し、薄赤紫

建築学会や土木学会などの団体規格

び圧縮強度試験方法）に従って行い色に呈色した場合は、濃い赤紫色まをご参照ください。ちなみに、リバます。同 JIS には、コンクリートのでの距離を測定します。 一例とし

ウンドハンマーで広く使用されてい見掛けの密度を算出する方法も規定て、中性化状況を写真 2 に示します。

るものに、シュミットハンマーがあされており、平均直径と平均高さを

なお、近年では、火害調査におけります。

使用して体積を求めたのち質量を測る中性化深さ試験で使用するフ ェ（8）ボス供試体定し、見掛けの密度を算出します。

ノールフタレイン溶液の溶媒に無水

ボス供試体は、ボス型枠を用いて中性化深さ試験と供試体を共有してエタノールを用い、噴霧後数十分以コンクリート構造物と一体で成型さ圧縮強度試験を行う際は、中性化深内に測定する方法の研究 4）も行われれた突起状の供試体のことであり、さ測定面の処理（キャッピングまたています。

コンクリート構造物と同様な方法では欠損量が分かる対策をした上で研養 生 し た の ち 供 試 体 を 割 り 取 り、磨）と供試体の破損を避けること（最JIS A 1108（コンクリートの圧縮強

大荷重に到達した後は速やかに除度試験方法）に従って圧縮強度試験

荷）に注意して試験を行います。まを行います。コンクリート構造物のた、補正後のコンクリートの圧縮強損傷が小さいことから、微破壊試験

度が 100 N/mm2 以下であり、 コアに位置付けられています。

供試体の高さと直径との比が 1.00 以（9）小径コア

上 1.90 未満の場合、圧縮強度が高く

小径コアは直径 25 mm 程度の供なる傾向があるため補正を行い、直試体のことであり、小径コアを用い

径の 2 倍の高さをもつコア供試体のて圧縮強度や中性化深さ、塩化物イ

圧縮強度に換算しています。

オン量の試験を行います。小径コア（2）中性化深さ試験

薄赤紫色

写真2

中性化状況

（3）塩化物イオン試験
塩化物イオンは、コンクリート中を用いる方法には、柱や梁などの主中性化は、大気中の二酸化炭素との鋼材を腐食させることにより、コ

要構造部材からの採取や過密配筋下

水分の反応により生成した炭酸イオ

ンクリート構造物の性能を低下させでの採取が可能、採取跡の補修が容ンが、コンクリート中の水酸化カルる物質です。塩化物イオンは、①製

易などの利点が挙げられます。

シウム（pH12 ～ 13）と反応・消費さ

造時に材料から供給される場合［JISれることにより細孔溶液の pH が低

A 5308（ レデ ィ ー ミクストコンク

3. 試験の方法

下する現象です。pH の低下に伴っリート）で、荷卸し地点における塩建材試験センターで実施されるコて中性化領域が鉄筋位置に到達する

化物含有量の上限値が規定されていンクリートコアを用いた試験の方法と、 鋼材表面の不動態被膜が消失なかった 1986 年以前の構造物など］について、いくつか紹介します。詳し、水分と酸素の供給により鉄筋がと②海水や凍結防止剤など外部環境

細については JIS や関連規格をご参

腐食する場合があります。鉄筋が腐から供給される 2 つのケースがあり照ください。

食すると、鋼材の断面が減少し、腐ます。②のケースでは、構造物表面（1）圧 縮強度試験・見掛けの密度

食生成物の体積膨張が原因でコンクと内部で塩化物イオン濃度に差があ

リートにひび割れやはく離を引き起り、さらに濃度勾配による拡散で内試験構造物に使用したコンクリートのこすため、中性化の状況や今後の進部へ移動するため、深さ方向に切断

圧縮強度は、製品検査結果や施工管行状況の確認を目的として、中性化した試料片を用いて試験を行い、塩理記録などで確認できますが、構造深さ試験が行われます。

化物イオン濃度分布を調査すること

体コンクリートの圧縮強度は、施工

中性化深さ試験は、JIS A 1152

条件によって変動します。また、凍（コンクリートの中性化深さの測定

塩化物イオン試験は、JIS A 1154

害やアルカリシリカ反応など環境条方法）に従って行います。コア供試（硬化コンクリート中に含まれる塩

件による劣化、中性化や塩害による体の場合は、 割裂面または側面に化物イオンの試験方法）に従って行

鋼材腐食などの原因により、圧縮強1 %（w/v）フェノールフタレイン溶

い ま す。 粉 末 に し た 試 料 に 硝 酸があります。

建材試験情報 2023 1・2 月号

53

（1+6）を加えて加熱煮沸し、pH 調

適用できないため、グルコン酸ナト

整、再加熱、吸引ろ過して定容したリウムを溶媒に使用する方法（NDIS

ものを試験溶液とします。試験溶液3422）や、骨材の酸可溶性シリカに中の塩化物イオンの定量方法は 4 種着目した ICP を用いて測定する方法

類あり、その中でも電位差滴定法がなどが適用されることもあります。

広く利用されています。 一例とし

（5）アルカリシリカ反応性試験

骨材
アルカリシリカゲルて、滴定状況を写真 3 に示します。

アルカリシリカ反応性による区分

なお、試験溶液中に塩化物イオンがが無害でないと判定された骨材を使存在すると、滴定溶液の硝酸銀溶液

用した場合、環境条件によってアルと反応し、白色の塩化銀が生成されカリシリカ反応による劣化が生じる

いて紹介しました。細かい内容につます。

場合があります。アルカリシリカ反いては情報を取捨選択し、分かりやまた、塩化物イオンは中性化深さ

応による劣化を調査する試験項目とすさに重点を置いて執筆しましたとも関係があります。中性化の進行

して、一般社団法人日本コンクリー

が、いかがでしょうか。読者の皆様によりコンクリート中の固定化されト工学会の JCI-DD2［アルカリ骨材

が少しでもコンクリート構造物の調た塩化物イオンが遊離し、内部へ移反応を生じたコンクリート構造物の査や試験の方法について理解を深め動するため、鋼材腐食に影響を及ぼ

コア試料による膨張率の測定方法ていただければ幸いです。

します。

（ 案 ）］で提案されており、 コンク

写真4

SEMによる観察画像

リートコア採取直後の膨張率（解放膨張率）や、促進養生条件下における膨張率（残存膨張率）を測定する方法があります。また、その他の促進膨張試験としては、 温度 80 ℃、
滴定前
滴定後

写真3

滴定状況

（4）配合推定試験

きする方法（カナダ法）、温度 50 ℃、
飽和 NaCl 溶液中に供試体を浸せきする方法（デンマーク法）などがあります。

配合推定は、化学分析結果に基づまた、化学分析の試験としては、

いてコンクリ ー トを構成する材料

アルカリ量の定量や析出物の分析な（水、セメント、骨材の 3 種類）の割

どがあります。コンクリートコア中合を推定する試験です。打設されたのアルカリ量を分析する場合、粉末

コンクリートが配（調）合通りであ試料にしたのち強酸溶解法や熱水抽るかの確認や、健全部と劣化部のコ出法により水溶液にし、原子吸光光

ンクリートの構成材料割合の比較を度計を用いて測定します。析出物の目的として試験が行われています。

分析としては、走査型電子顕微鏡に配合推定試験は、一般社団法人セエネルギー分散型 X 線分析装置を付

メント協会で報告されているコンク

けた SEM-EDS を用いて、 析出物

リート専門委員会報告 F-18（硬化コ（ゲル）の表面状態の観察と元素のンクリートの配合推定に関する共同

簡易定量分析結果を報告し、アルカ

試験報告）に従って行うことが一般

リシリカゲルかどうか判断していま的です。コンクリート粉末を希塩酸す。 一例として、SEM による観察に溶解し、ろ過した溶液のカルシウ

画像を写真 4 に示します。

ム量からセメント量を、希塩酸に溶
解しない不溶残分から骨材量を、付54

1 N の NaOH 溶液中に供試体を浸せ

4. おわりに

着水量と 600 ℃の強熱減量から水量

今回は、構造物の調査と試験の方を求めます。骨材に石灰石や貝殻が法（コア）をテーマに、調査の手順

混入した海砂を使用している場合はや内容、コアを用いた試験方法につ

建材試験情報 2023 1・2 月号

参考文献
1）一
 般社団法人日本コンクリート工学会：
コンクリート診断技術 ’18［基礎編］，
2018，pp.76
 般社団法人日本コンクリート工学会：
2）一
コンクリート診断技術 ’18［基礎編］，
2018，pp.80
 式会社ジャスト西日本：ドローン，
3）株2021，http://www.just-nishinihon.
jp/business/drone/（ 参照：2022.
11.7）
4）一
 般 財 団 法 人 日 本 総 合 試 験 所：
GBRC183_883，2021.1，https://www.gbrc.or.jp/assets/documents/
gbrc/GBRC183_883.pdf（ 参 照：
2022.11.14）

a u t h o r

岡田裕佑

工事材料試験ユニット工事材料試験所 横浜試験室主任< 従事する業務 >建設工事に関わるコンクリート系の圧縮強度試験、鉄筋の引張強度試験、コンクリートコアの各種試
験等

基

礎

講

コンクリート の 試 験 の 基 礎 知 識座vol.13

コンクリートに関する試験の重要性と将来について1. はじめに保に必要なさまざまな試験方法を紹

さらに、良質なコンクリート構造

介しています。今回は、その締めく物を造るためには、 打込み、 締固

本誌では 10 年近く前に、「コンク

くりとして、全体を振り返るとともめ、養生など、施工において適切なリート基礎講座」が連載され、そのに、近年その重要性が増している生方法をとることも重要です。コンク

後にまとめたものが冊子として発刊

産性向上や環境配慮について紹介しリート技術者にとっては当たり前のます。

ことですが、これらのことが適切に1）され、優良なテキストとして読者に好評を得ています。今回の基礎講座

2. コンクリートに関する試験では、第三者試験機関である建材試

2.1

験センターとして、読者にさらなる試験を行う目的できるか、なされているかを確認するために試験が必要です。
表 2 は、種々の場面における評価

有益な情報を発信したいとの思いか

良いコンクリートを作るための条の例です。評価はできるだけ定量化

ら、コンクリートに関わる試験につ件は以下のとおりで、これらが適切されることが重要で、企業における

いて情報発信することとなりました。

でなければなりません。

利益、学校における試験は主に達成

本講座全体の概要は表 1 のとおり

・材料度の判定に用いられますが、 建材で、全体で 50 ページほどにまとめ・調（配）合（ここではコンクリート）であれば、られており、コンクリートの性能確

・製造方法

品質・性能を確認するために試験が行われます。
評価は評価者・被評価者はもちろ

表1 コンクリートの試験の基礎講座の概要

ん、多くの人が納得できる内容につ

タイトル
vol.1

コンクリートに関する法令・基準およびコンクリートに要求される性能・品質

いて、納得できる方法で行われるの

vol.2

コンクリートに使用される材料～セメントおよび水～

vol.3

コンクリートに使用される材料～骨材～が望ましく、建材では主に JIS など

vol.4

コンクリートに使用される材料～混和材料：混和剤～

vol.5

コンクリートに使用される材料～混和材料：混和材～

vol.6

フレッシュコンクリートの試験

vol.7

硬化コンクリートの性質～強度性状～

vol.8

硬化コンクリートの性質～物性（変形性状、体積変化、水密性など）～

vol.9

硬化コンクリートの耐久性から、本講座に限らず、コンクリー

vol.10

コンクリートの調（配）合設計

ト技術者は各種の試験について常にvol.11

コンクリートの品質管理・検査

vol.12構造物の調査と試験の方法（コア）

情報を入手する必要があります。

vol.13

総括：コンクリートに関する試験の重要性と将来について

表2

た、 信用される評価がなされるには、評価者に評価についての技術が伴っており、評価基準の知識を熟知

コンクリートに関する試験

一般にコンクリートは鋼材と共に使用され、鉄筋コンクリート構造と種々の場面における評価

して建設に用いられます。しかし、

方法・指標

企業

業績

売上げ、利益

達成度確認・効率改善

製品

している必要があります。このこと

2.2

対象
学校

30

で試験方法が決められています。ま目的

コンクリ ー トと鋼材の性能や品質

学生

試験

達成度の判定は、かなり異なっています。鋼材の

骨董品

鑑定

価値

性能や品質は、製造時のばらつきや

建材

試験

品質・性能の確認

安全率を含めて製造者が提示・保証

建材試験情報 2023 5・6 月号

します。 構造物の設計者や施工者
は、鋼材の性能や品質の検査・確認

表3
試験目的

試験項目

を、製造者、問屋、加工業者等の押印等のある納入書、および鋼材検査証明書（ミルシート）等と照合して行います。

使用材料に関する試験項目 2）

コンクリートに使用する材料の品質を確認するための試験

一方で、コンクリートは安価で、

試験内容

セメント

適切な構成成分および物理的・化学的性質を有するか

練り混ぜ水

有害な物質を含んでいないか

骨材

所要の品質を有しているか

混和材

所要の品質を有しているか

化学混和剤

所要の品質を有するか入手が容易で、任意の形状・寸法に
表4 フレッシュコンクリートに関する試験項目2）

成型できるといった特長があるものの、その性能や品質はセメントや骨試験目的材など材料の選択、調（配）合設計、練混ぜ、運搬、打込み、締固め、養生によって変化します。これらの一部でも不適切なことがあると、所要フレッシュコンクリートの性質の性能や品質を確保することは難しくなります。したがって、所要の性能や品質を得るため、材料の選択から養生に至るすべての段階で、性能

フレッシュコンクリートの
調合

試験項目

試験内容

コンシステンシー

所定の値を満足している

ワーカビリティ

所定の値を満足している

空気量

所定の値を満足している

コンクリート温度

所定の値を満足している

単位容積質量

所定の値を満足している

ブリーディング

所定の値を満足している

凝結時間所定の値を満足している

単位水量

調合表に適合する

単位セメント量

調合表に適合するや品質を適切に検査・確認することが必要不可欠になります。

る試験が行われます。また、コンク

指定する所要の品質を確保するため、性 能 や 品 質 の 確 認 の た め に は、

リートは、vol.10 の調（配）合設計に

表 5 に示す調（配）合設計および構造種々の試験が必要となり、これまで

おいて述べられているように、各種設計に関する試験が行われます。

の講座で述べられてきたとおり、表材料の構成比率を変えることで種々

さらに、構造物の竣工後は環境条

3 や表 4 に示す使用材料に関する試の性能や品質を確保することができ

件や経年によって不具合が発生する

験やフレッシュコンクリートに関すます。そのため、設計者や施工者がこともあり、竣工以降の定期的な調

表5
試験目的

強度特性に
係わる性能
の確認

目標となる硬化コンクリー
トの性能を確認するための
試験

耐久性に係
わる性能の
確認

調（配）合設計および構造設計に関する試験項目（参考文献2）を元に作成）
試験項目

試験内容

圧縮強度

JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方法）、JIS A 1805（コンクリート生産工程管理用
試験方法）

引張強度

JIS A 1113（コンクリートの割裂引張強度試験方法）

曲げ強度

JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）

付着強度

JSTM C 2101（引抜き試験による鉄筋とコンクリートとの付着強さ試験方法）
ASTM C 234（Standard Test Method for Comparing Concretes on the Basis of the Bond
Developed with Reinforcing Steel）

弾性係数

JIS A 1149（コンクリートの静弾性係数試験方法）
JIS A 1127（共鳴振動によるコンクリートの動弾性係数，動せん断弾性係数及び動ポアソン
比試験方法）

クリープ

JIS A 1157（コンクリートの圧縮クリープ試験方法）

長さ変化

JIS A 1129-1（モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法－第１部：コンパレータ方法）
JIS A 1129-2（同第２部：コンタクトゲージ方法）
JIS A 1129-3（同第３部：ダイヤルゲージ方法）

収縮拘束応力およびひび割れ抵抗性

JIS A 1151（拘束されたコンクリートの乾燥収縮ひび割れ試験方法）
JCI-SAS3-2（コンクリートの自己収縮応力試験方法）

中性化抵抗性JIS A 1152（コンクリートの中性化深さの測定方法）、JIS A 1153（コンクリートの促進中性化試験方法）

凍結融解抵抗性

JIS A 1148（コンクリートの凍結融解試験方法）

JCI － SQA3（コンクリートの断熱温度上昇試験（案））熱的性質
JIS A 1325（建築材料の線膨張率測定方法）（断熱温度上昇量、JIS A 1412-1（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第１部：保護熱板法（GHP 法））
線膨張率、熱伝導率）
JIS A 1412-2（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第 2 部：熱流計法（HFM 法））
アルカリシリカ反応

JASS5N T-603（コンクリートの反応性試験方法）
ZKT-206（コンクリートのアルカリシリカ反応性迅速試験方法）

建材試験情報 2023 5・6 月号

31査・診断が維持管理上は不可欠で、について、試験の目的、内容、評価

齢化や減少から生産性向上が喫緊のそのため vol.12 で述べたような試験方法などの正しい知識を付けること課題とされています。 そのようなもあります。つまり、コンクリートが必要です。

中、建築の設計・施工・維持管理ま

構造物を建設し、その後何十年も維持するためには、コンクリートに関する多くの試験が行われるため、コンクリート技術者には、各種の試験

3. コンクリート生産の将来
3.1

生産性向上

建設分野においては、就労者の高で、一貫して関連情報の活用を行う
BIM（Building Information Modeling）や ICT 活用を建設現場に導入する i - Construction の取り組みが行
われ、建築生産技術の変革が必要とされています。図 1 に示すように建設プロセスのあらゆる場面で、AI、
ICT、IoT 等のデジタル技術を取り入れて複合的に活用する DX（デジタルトランスフォーメーション）が注目を集めています。
また、図 2 にコンクリート試験における DX の取り組み例を示します。
これまで荷下ろし時に行われた試験を、センシングやモニタリング技術によ っ て代替しようというものです。アジテータ車のドラム部分に取り付けられたプローブセンサーが、

図1

建設のプロセスにおけるDXの取り組み例 3）

生コンの圧力、回転方向、温度などを測定し、圧力計測値からスランプ
値や積載量を求められます 4）。
あるいは、荷下ろしする現場にビ

ビデオカメラビデオカメラデオカメラを取り付けておき、動画を確認することで、AI が自動認識
して、コンクリートの性状や施工性をリアルタイムに判定するなどの取

プローブ
プローブ
（コンクリート状態計測装置）（コンクリート状態計測装置）
図2 コンクリート試験におけるDXの取り組み例

り組みも行われています 5）。
情報化技術の進展は目覚ましく、
近い将来は、これまで実施していた手間のかかる試験が、省略されることもあるかも知れません。

3.2

環境配慮

生産性向上とともに、今後重要性が増すといわれているのが環境配慮です。図 3 にコンクリート構造物のライフサイクルを示します。コンク
リートの原料である石灰石や骨材は天然の山を削って得ており、その量は膨大です。また、セメント製造時には脱炭酸による CO2 排出が、材料
輸送、構造物の施工・維持管理時などの工程においてエネルギー消費やCO2 排出などが生じ、建設業の及ぼ
図3 コンクリート構造物のライフサイクル 6）32

建材試験情報 2023 5・6 月号

す環境影響は非常に大きいといわれ表6 コンクリート構造体および部材に要求される性能7）
要求性能

概要

構造安全性

計画供用期間中に、自重・積載・風・雪および地震の各荷重・温度・疲労・衝撃およびその他の特殊な作用によってもたらされる外力に対して、構造体の崩壊または許容できない変形が生じないこと

耐久性

一般的な劣化作用および特殊な劣化作用に対して、計画供用期間中は構造体に鉄筋腐食やコンクリートの重大な劣化が生じないこと

耐火性

火災に対して一定時間、崩壊または許容できない変形が生じず、延焼を生じる熱が裏面に伝わらず、かつ炎が噴出す
る損傷を生じないこと

使用性

構造体および部材は、常時荷重下において有害な変形および振動を生じないこと。また、通常の降雨および水の使用によって漏水等による被害が生じないこと

環境性

鉄筋コンクリート造建築物のライフサイクルにわたる環境負荷の低減を図るため、資源循環性（再生材料を用いる）、
低炭素性（CO2 削減率の大きい結合材を用いる）および環境安全性（供用期間において、有害化学物質が有害量溶出しない）を有すること

部材の位置・断面寸法の精度
および仕上がり状態

打ちあがった構造体が、設計図書に示された所定の位置にあり、所定の断面寸法を持ち、次工程へ悪影響を及ぼさな
いこと

表7

資源循環性の等級7）

等級

低炭素性の等級7）

等級

摘要

0

再生材料を使用しない

00 ％ ≦ CO2 削減率 ≦ 5 ％1

構成材料の 1 つに資源循環に貢献する再生材料を使用するもの
構成材料の複数に資源循環に貢献する再生材料を使用するもの、または構成材料の
1 つに資源循環に大きく貢献する再生材料を使用するもの

15 ％ < CO2 削減率 ≦ 20 ％22

20 ％ < CO2 削減率 < 40 ％3

40 ％≦ CO2 削減率

3

摘要

表8

構成材料の複数に資源循環に大きく貢献する再生材料を使用するもの

ります 8）。

ています。
そこで、限りある資源の有効活用
やカーボンニュートラル社会の実現

4. おわりにに向けた変革（GX： グリ ー ントラ

今回は、本講座の全体を総括する

ンスフォーメーション）が必要とさ形で、コンクリートに関する試験のれています。また、JASS 5 では表

重要性と概要について述べました。

6 に示すように、2022 年の改定版にまた、後半では今後のコンクリート

おいて、コンクリート構造体および生産や要求性能について触れました。

部材に要求される性能の一部に、環生産システムや技術が進化した

境性が追加されました。鉄筋コンク

り、求められる性能が変わったりす

リート造建築物において環境影響がれば、それに伴って評価方法や試験

大きい資源循環性と低炭素性、そし

方法も新しく追加されます。コンクて環境安全品質の確保が求められま

リート技術者は、コンクリートに関する知識はもとより、実構造物の品質確保のために、各種の試験や評価に精通している必要があります。本
講座が皆さまの役に立てば幸いです。

a u t h o r

小山明男

明治大学 理工学部
教授

す。資源循環性は再生材料の種類と使用量が構成材料ごとに評価され、それを組み合わせて表 7 のように総参考文献

合的に評価されます。低炭素性はコ

1）建 材試験センター：コンクリートの基礎講座，2014

ンクリートの CO2 削減率によって評 本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の品質管理および維持管理のための試験方法，
2）日

価されます（表 8）。結合材に混和材を利用することで CO2 を削減することが評価されますが、最近は CO2 を
生コンやその原料に吸収させる技術なども開発されており 、 今後は
8）

カーボンニュートラルの実現に向けて低炭素性の評価は益 々 重要視され、CO2 固定量の測定・評価方法の開発あるいは JIS 化などの動きもあ2007 土交通省：国土交通省における DX の推進について，https://www.jacic.or.jp/ken3）国
kyu/22/data/r02_6_hirose.pdf（出典：日経コンストラクション，2020.6.22，p.32）
4）曽 我部直樹ほか：アジテータ車に設置したプローブによるコンクリートの連続管理技術の適用性
5）k enkey：鹿島が生コンを全量チェック！荷下ろし中の動画からスランプ値を読む，
https://kenkey.jp/news/article/1030
6）日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の環境配慮施工指針（案）・同解説，2008
7）日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説 JASS5 鉄筋コンクリート工事，20228）野 口貴文：2050 年カーボンニュートラルに対するコンクリートの挑戦，JICE REPORT，42号，pp.38-53，2023.1

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