技報 第 4 号（2006 年）

超高強度プレキャストコンクリートの実用化に関する実験的研究

１．はじめに技術研究所

材工研グループ 中瀬博一

技術研究所

材工研グループ 鈴木雅博

技術研究所

藤井和俊の測定，実大の模擬柱の製造および各種強度試験用供試体の昨今，都市部では土地の有効活用の観点から建物の超高層化が進んでおり，使用される現場打ちコンクリートの強度レ作製を行った．練混ぜ方法を図－１に示す．

るが，この場合，コンクリートの施工性の確保や品質管理のモルタル先練り
C+S+W
W/C=16%：270秒
W/C=14%：450秒
W/C=12%：630秒

安定化を考慮すると，部材のプレキャスト化が有効であると

図－１ コンクリートの練混ぜ方法

ベルは Fc130N/mm2 までが実用化されている．今後強度レベルはさらに高まり，Fc150N/mm2 級を超えることも予想され

空練り
C+S
15秒

コンクリートC+S+W+G
90秒

PP繊維添加
C+S+W+G+PP90秒考えられる．
そこで本研究では，Fc150N/mm2 級の高強度プレキャスト

2.4 試験項目

コンクリート部材の実用化を目指し，室内試験で選定した強試験項目を表－３に，模擬柱の温度測定およびコア採取位度発現性が優れている良質な骨材を用い，実機レベルで水セ置を図－２に示す．模擬柱は 100mm の発泡ポリスチレン板

メント比(以下，W/C と称す)16%～12%のフレッシュ性状およで上下を断熱した 900×900×1100mm の柱型枠内に，練混ぜび実大模擬柱の強度発現性について検討を行った．

直後のコンクリートをバケットを用いて打設した．
表－３ 試験項目

２．実験概要試験項目

2.1 使用材料

スランプフロー

使用材料を表－１に示す．セメントはシリカフュームを15％以上添加したシリカフューム混入セメントを使用し，骨材は江刺産安山岩砕砂と甲州産安山岩砕石を使用した．混和剤はポリカルボン酸系の高性能減水剤を使用し，爆裂防止用にポリプロピレン繊維（以下 PP 繊維）を所定量添加した．

試験方法
JIS A 115050cm フロー到達時間 同上
空気量
コンクリート温度

JIS A 1128
デジタル温度計

単位水量

電子レンジ法（UME 法）

温度履歴

模擬柱，簡易断熱養生

圧縮強度

標準養生，簡易断熱養生，構造体コア強度

表－１ 使用材料
種類

産地・性質

セメント

シリカフューム混入セメント（密度 3.01g/cm3）

細骨材

江刺産安山岩砕砂（密度 2.83g/cm3,吸水率 0.97%）

粗骨材

甲州産安山岩砕石 2005（密度 2.64g/cm3,吸水率 2.07%）

混和剤

高性能減水剤（ポリカルボン酸系）

繊 維

ポリプロピレン繊維（径 18μm,長さ 10mm）

2.2 調合条件および実施調合
調合条件は目標スランプフロー65cm，目標空気量 2.0%とした．表－２に実施調合を示す．調合は粗骨材かさ容積を

図－２ 模擬柱の寸法，温度測定位置，コア採取位置0.53m3/m3 一定とした．また，PP 繊維は W/C ごとに変化させた所定量を添加した．

３．実験結果表－２ 実施調合
W/C

s/a(%)(%)

1636.71430.31219.5単位量(kg/m3)
W155CS969

52211073921292

219

G828

フレッシュ時の性状，単位水量試験結果および模擬柱，簡(C×%)

kg/m3

易断熱養生の最高温度と到達時間を表－４に示す．

SP

繊維

3.1 フレッシュコンクリートの性状

1.3

1.5

1.6

2.0

2.5

2.5

2.3 練混ぜ方法
コンクリートの製造は 2.2m3 の強制練り二軸ミキサを用い，0.70m3 を 1 バッチとして 2 バッチを練混ぜてフレッシュ性状

W/C=12%では高性能減水剤を 2.5%添加しても，目標のスランプフローは得られなかったが，W/C=16％，14％では目標とするフレッシュ性状を満足し，良好な流動性を有するコンクリートが製造できた．また，いずれの調合でも 30 分経過後もフレッシュ性状に顕著な変化は認められなかった．

技報 第 4 号（2006 年）
W/ C= 1 4 ％200
圧縮強度 (N/mm 2 )

180
160
140
標準120

簡断
コア中

100

180160
140
標準120

簡断
コア中

100

18016014080
1101001000

標準120

簡断
コア中

100

コア外

コア外

80

W/ C= 1 2 ％200
圧縮強度 (N/mm 2 )W/ C= 1 6 ％200
圧縮強度 (N/mm 2 )

220

220

220

コア外

80
110

材齢 （日）

100

1000

110

材齢 （日）

100

1000

材齢 （日）

図－３ 材齢と圧縮強度の関係
200

表－４ フレッシュ時の性状および模擬柱、簡易断熱養生の温度履歴

1667.0 16.6

2.6

19.5

+5.3

55.6

1.91

46.8

1.21

47.0

1.43

1466.0 19.3

2.721.0-0.4

57.7

1.1349.3

1.2148.5

1.461258.0 72.6

3.0

21.0

+0.2

59.2

1.4649.2

1.3849.7

1.50

コア強度 （N/mm2)

温度履歴
50cm
コンク
スランプ
単位
W/C
フロー 空気量 リート
模擬柱中心 模擬柱外側
簡易断熱
フロー
水量(％)
時間 (％)
温度
温度
到達日
温度
到達日
温度
到達日
(cm)
(kg/m3)(秒)(℃)(℃) (日) (℃) (日) (℃) (日)190

3.2 模擬柱および簡易断熱養生の温度履歴

16％-中14％-中12％-中16％-外14％-外12％-外180

ｙ=0.7786ｘ+39.959
2
R =0.7274

170
160
150

ｙ=1.1114ｘ-42.054
2
R =0.6715

140
130

W/C が小さくなるに従い最高温度は高くなったが，その差120は W/C＝2%の差で 2℃程度と僅かであった．模擬柱の中心と120

130140150160170180190200

簡易断熱養生強度 （N/mm2）

外側の温度差は 8～10℃であった．また，最高温度の到達時間は 1.2～1.5 日で，高性能減水剤の添加量が増加に伴いやや

図－４ 簡易断熱養生強度とコア強度の関係遅くなった．簡易断熱養生の最高温度は模擬柱の外側の最高温度とほぼ同等で，模擬柱に比べると最高温度への到達時間差が小さく，なおかつ過度な内部温度上昇による強度発現性が長く，温度降下は緩やかであった．

への影響が生じないような，養生方法などの検討が必要であ

3.3 強度発現性ると考えられる．

3.3.1 材齢と強度発現性の関係

3.3.2 簡易断熱養生強度とコア強度の関係

図－３に材齢 365 日までの標準，簡易断熱および模擬柱コ

図－４に簡易断熱養生強度とコア強度の関係を示す．模擬アの圧縮強度試験結果を示す．全体の傾向として，コア強度お柱コア強度と簡易断熱養生強度はいずれの強度レベルにおいよ び 簡 易 断熱 養 生し た も の は 強度 が 高く ， 材齢 56 日 にても相関関係が認められ，簡易断熱養生を用いて部材強度をW/C=12％および 14%で 180N/mm2 以上が得られた．コア外推定できる可能性が示唆された．

周部は 20～30N/mm2 の一定の差で中心部より低い強度で材齢 91 日まで推移したが，材齢の経過とともにその差は縮まる

４．まとめ傾向にあり，材齢 365 日では中心部と同等であった．標準養以上のように W/C=12～14％のシリカフューム混入セメン

生は材齢 7 日の強度は低いが，その後材齢の経過で徐々に強度ト用いた高強度コンクリート模擬柱部材のコア強度は，材齢が増進し，材齢 91 日ではいずれの W/C においてもコア外周91 日で 180N/mm2，材齢 365 日で 200N/mm2 が得られた．

部より強度が上回った．しかし，材齢 91 日以後の強度の増進

よって，良質な骨材を選定し，単位水量等の適切な管理を行はほとんど認められなかった．

うことにより，プレキャスト工場既存の設備で Fc150N/mm2

コア中心部，外周部のいずれも材齢 56 日から 91 日にかけて強度の伸びは極めて小さかった．これは，本実験が寒冷地において 10 月初旬に行われ，材齢 56 日から 91 日では月平均気温が-0.9～2.8℃の気温条件であったことが一因として考えられた．しかし，材齢 91 日以後では，雰囲気温度の上昇とと級の超高強度コンクリート部材の製造が可能であることが明らかとなった．

Key Words：超高強度コンクリート，プレキャスト部材，シリカフューム混入セメント，実大模擬柱もに，いずれの W/C でもコア強度は材齢 91 日から材齢 365日までに約 30N/mm2 の増進し，W/C＝14％および 12％ではコア中心部，外周部平均で 200N/mm2 が得られた．
このような低水セメント比の領域で，安全かつ合理的な調合を行うには，打込み時期に応じて，内外部の強度発現性の中瀬博一

鈴木雅博

藤井和俊