技報 第 6 号（2008 年）

廃瓦粗骨材を用いた超高強度コンクリ－トの自己収縮応力低減

１．はじめに技術研究所

材料グループ

川畑智亮

技術研究所

材料グループ鈴木雅博

量に含め，収縮低減剤は単位水量に含めた．廃瓦粗骨材量は低桁高の橋梁や耐久性向上の観点からコンクリ－トの高強度化が望まれている．しかし，高強度コンクリ－トは自己収水結合材比によらず同一とした．
2.2 試験項目

縮ひずみ量が大きくなるため，これに起因して自己収縮応力試験は圧縮強度試験，無拘束ひずみ試験(以下ひずみ試験)(以下，自己応力)が大きくなりひび割れリスクが高くなる．そおよび自己応力試験を実施した．ひずみ試験と自己応力試験

こで本研究は，吸水率が高く，多孔質でありながら強度低下の供試体形状は，それぞれ□100×394mm，□100×1400mmを伴わないことを特徴とする廃瓦粗骨材に着目し，廃瓦粗骨とした．ひずみ試験の測定は埋込みひずみを用いて行った．

材を粗骨材の一部に置換したケース，廃瓦粗骨材の一部置換

自己応力は D16(鉄筋比 1.7%)の鉄筋を部材中央に配置し，試に加えて膨張材と収縮低減剤を混入したケースの自己応力の験前に実施した荷重とひずみの関係を用いることにより算出低減効果について検討した．

した．供試体は，材齢 1 日で脱枠し，脱枠後にアルミテ－プで覆う封緘養生とし，いずれの試験体も温度 20℃，湿度 60%

２．実験概要の室内に静置した．

2.1 使用材料と配合

180160140120
100806040
200

ントは低熱ポルトランド 90%とシリカフュ－ム 10%のプレミックスセメントを使用した．廃瓦粗骨材は，打設前に十分に吸水させて使用した．水結合比は 15，23 および 30%とし，B-15，B-23 および B-30 は自己応力低減しない配合であり，K20E10R-15(KER-15) ， K20E10R-23(KER-23) お よ び
K20E10R-30(KER-30)は廃瓦粗骨材と膨張材および収縮低減

圧縮強度 (MPa)

使用材料を表－１に，配合を表－２にそれぞれ示す．セメ

材齢(日)
9156
2873
1B-15剤による自己応力低減した配合である．膨張材は単位結合材

K20E10R-15B-23

K20E10R-23B-30

K20E10R-30

図－１ 代表的な配合の圧縮強度
表－１ 使用材料
使用材料
セメント
細骨材

種 類
低熱セメント
砕砂
砕石

粗骨材
廃瓦粗骨材*混和材
混和剤

シリカフュ－ム
膨張材
収縮低減剤
高性能 AE 減水剤
消泡剤

性 質
密度 3.22g/cm3,比表面積 3510cm2/g
表乾密度 2.62g/cm3,吸水率 2.41%，粗粒率 3.21,実積率 67.8%
表乾密度 2.92g/cm3,吸水率 0.88%，粗粒率 6.55,実積率 61.0%，破砕値 7.86%
表乾密度 2.27g/cm3,吸水率 8.88(9.31)%，粗粒率 6.41(6.66),
実積率 61.3%，破砕値 19.60(21.38)%，骨材粒径 15-5mm
密度 2.24g/cm3,比表面積 16.3m2/g
密度 3.05g/cm3
低級アルコ－ル系
ポリカルボン酸系

記号LSGGKSFEXRASP
D

表－２ 配合配合名
B-15
K20-15
E20R-15
K20E10R-15
K20R-15
B-23
E20R-23
K20E10R-23
B-30
E20R-30
K20E10R-30(W+RA)/(SFLC+EX)
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.23
0.23
0.23
0.30
0.30
0.30

W
155
155
149
149
149
155
149
149
155
149
149

SFLC
1033
1033
1013
1023
1033
674
654
664
517
497507

単位量 （kg/m3）
EXS
G
435
944
43575520435944
10435755435755
741
944
20741
944
10741
755
875
944
20875
944
10875755

GK
147
147
147
147
147

RA
666666
6

SP/(SFLC+EX)
0.02300.02300.02300.02300.02300.01300.01300.01300.00900.01000.0105D/(SFLC+EX)
0.000020.000020.000020.000020.000020.00060.00060.00060.00060.00060.0006

技報 第 6 号（2008 年）

数値は，材齢 91 日の同一水結合材比に対して廃瓦粗骨材を含む配合の圧縮強度を，含まない圧縮強度で除した数値である．
廃瓦粗骨材を混入することにより，圧縮強度は水結合材比15%において 5%低下したが，水結合材比 23%と 30%においては，同等かそれ以上となり，廃瓦粗骨材を混入することによる大きな圧縮強度低下は認められなかった．
図－２に各供試体の自己収縮ひずみ発現を示す．ここでは，自己応力の低減効果を検討するため，時間軸原点を拘束応力が発生している時点とした．廃瓦粗骨材，膨張材および収縮低減剤を混入することにより，水結合材比の違いによらず，

B-15E20R-15K20E10R-15300
膨張2001000-100-200-300-400-500-600-700-8001収縮10図－２

材齢初期に圧縮ひずみが発生し，自己収縮ひずみの低減効果
図－３に各水結合材比の収縮ひずみ低減量の経時変化を示を入れた供試体ひずみから，廃瓦粗骨材無混入の供試体ひずみを差し引いたひずみとする．収縮ひずみ低減量は水結合材比 15%で大きくなったが，水結合材比 23%と 30%では差がほとんど認められなかった．このことは，廃瓦粗骨材内の水分移動がコンクリ－ト内の自己乾燥による湿度低下によるもの

400
300
200
100-6B-15E20R-15
K20E10R-15において，廃瓦粗骨材を混入することにより，自己応力が大供試体の自己応力から，廃瓦粗骨材を混入した供試体の自己応力を差し引いた応力とする．自己応力低減量は，水結合材比が小さくなるほど大きくなる傾向を示した．

４．まとめ・廃瓦粗骨材，膨張材および収縮低減剤の混入による自己1

圧縮自己応力低減量(MPa)

100

1000

E20R-23
K20E10R-23

E20R-30
K20E10R-30

1.8
1.6
1.4
1.2
1.00.80.6
0.4
0.20.01鈴木雅博

B-30
E20R-30
K20E10R-30

材齢 (t+1日)
自己応力の経時変化

E20R-15
K20E10R-15・廃瓦粗骨材，膨張材および収縮低減剤の混入が圧縮強度

Key Words：超高強度コンクリ－ト，自己収縮，廃瓦粗骨材

B-23
E20R-23K20E10R-2310

図－４は水結合材比が小さいほど顕著に認められた．

られたが，23％と 30%の場合には同等以上となった．

10002.01.81.61.41.21.00.80.6
0.4
0.2
0.0-0.2-0.4

収縮ひずみと自己応力の低減効果が認められ，その低減効果に及ぼす影響は，水結合材比 15%において若干の低下が認め

100

引張自己応力(MPa)

図－５に各水結合材比の自己応力低減量の経時変化を示す．

10

材齢 (t+1日)
図－３ 各結合材比による収縮ひずみ低減量

図－４に各供試体の自己応力発現を示す．水結合材比 15%

ここに自己応力低減量は，各水結合材比の廃瓦粗骨材無混入

E20R-30
K20E10R-305001合に最も収縮ひずみ低減量が大きくなったと考えられる．

材 15%と比較した場合にはその低減量は小さくなった．

E20R-23K20E10R-230

移動する水分量が多くなり，結果として水結合材比 15%の場合材比 23%と 30%の自己応力の低減が認められたが，水結合1000

600とすれば，水結合材比がより小さい場合に自己乾燥が大きく，きく低減し，材齢 100 日において概ね 0MPa となった．水結100700
収縮ひずみ低減量(x10 )す．ここに収縮ひずみ低減量は，各水結合材比の廃瓦粗骨材

B-30
E20R-30
K20E10R-30

材齢 (t+1日)
ひずみ経時変化E20R-15
K20E10R-15が認められた．

川畑智亮

B-23
E20R-23
K20E10R-23-6

図－１に代表的な配合の材齢ごとの圧縮強度を示す．()内のひずみ(x10 )３．試験結果および考察

10100

材齢 (t+1日)
図－５ 各結合材比による自己応力低減量1000