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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2012 年 9 月

ポリマーセメントモルタルを用いて補修施工した鉄筋コンクリート造柱の耐火実験（その１ 実験概要および実験経過）

ポリマーセメントモルタル
載荷加熱実験

正会員 ○ 森田武*1
同
野口 貴文*4
同住学*7
同
吉岡 昌洋*10
鉄筋コンクリート造柱標準加熱曲線

補修
爆裂

同
同
同
同

松戸
安田
山崎
加納正士*2
正雪*5
裕一*8
嘉*11

同
同
同
同

遊佐 秀逸*3
神代 泰道*6
大岡 督尚*9
唐沢 智之*12(SD295A: pw=0.48%)とした。表 1 に引張強度試験結果を示

1. はじめに
著者らは、ポリマーセメントモルタル（以下、PCM）をす。コンクリートは呼び強度 30N/mm2 とした。表 2 に調合・用いて躯体コンクリートを補修する際の懸念事項である強材料、表 3 に圧縮強度試験結果（現場封緘養生）を示す。

1)～3)。

かぶり厚さは、帯筋の芯ずれによるかぶり厚さ不足を想本研究は、鉄筋の芯ずれによってかぶり厚さが不足した

定して帯筋の中心を西側へ 20mm、南側へ 40mm ずらして場合を想定し、ポリマーセメントモルタルで断面補修した配したため、試験体の各面で異なる（表 4）。なお、図 1、鉄筋コンクリート造柱（以下、RC 柱）に関して載荷加熱

表 4 中の方角は加熱炉内における配置方向を示す。

度特性や耐火性などに関してデータを蓄積してきた実験を実施して、圧縮応力下におけるポリマーセメントモ断面補修に用いる PCM は市販品（吹付け工法）を用いルタルの高温性状および柱の荷重支持能力に対する鉄筋のた。試験体は、コンクリート打設・脱型後室内での気中養偏芯の影響を確認することを目的とする。本報（その１）

生とし、PCM による断面補修は、No.1 試験体を材齢 20 日、では、実験の概要および実験経過について報告する。

No.2 試験体を材齢約 300 日後に実施した。

2. 実験概要

2.2 実験条件

2.1 試験体

表 4 に実験条件を示す。実験因子は、RC 柱を PCM で断図 1 に試験体の断面形状を示す。試験体は２体とし、断面補修する際の剥落防止工法およびその厚さとした。PCM面を 500×500mm、柱の長さを 3,300mm とした。配筋は、の補修厚さは 10、20 および 30mm とした。剥落防止工法

主 筋 を 8-D22 (SD345: pg=1.24 ％ ) 、 帯 筋 を 田 -D10@100

は、ステンレス製のメッシュ(線径:1.2mm、ピッチ:25mm)

表 1 鉄筋の引張強度試験結果

表 2 コンクリートの調合および使用材料

呼び
降伏点 引張強さ 伸び
規格(N/mm2) (N/mm2) (%)
名37456519.4
主筋 D22 SD34536449322.6
帯筋 D10 SD295A

W/C(%)
45.9

種類85R1C1C4R2C3H4南：PCM厚さ=30mm，M120210

210

R4H6R320C2C7 H2R1C1C4R2C3H4H3H5No.1

南：PCM厚さ=20mm，M1 No.26020210210500500：コンクリート断面中心：熱電対
H1～H8：帯筋温度，R1～R4：主筋温度，C1～7：コンクリート温度

図1

試験体の断面形状

Fire Resistance Test on RC Column Repaired with
Polymer-Modified Cement Mortar(Part 1: Outline and Overview of Tests)

H360210

H1500

40C2C7 H2H8

圧縮強度σB(N/mm2)

28203

39.5

46.7
45.7(No.1) (No.2)342

表 4 実験条件試験体施 コンクリート PCM
工 かぶり厚さ 補修厚さ(mm）(mm)
面030
南2010西No.180
北－60
東－020
南2010西No.28010北6010東

剥落防止工法M1－－M1M3M2Y1

剥落防止工法210

東：補修なしR420C5C6H7H140

H880

北：PCM厚さ=10mm，M2

西：PCM厚さ=10mm，M3105
185

C5C6H6R3H5

主筋位置 25185

材齢(日)SP(C×%)
1.07[使用材料]：水(W):地下水，セメント(C):普通ポル
トランドセメント，細骨材(S):鹿嶋市産陸砂，粗骨材(G):小山市産川砂利，混和剤(SP): AE 減水剤

北：補修なしH7

西：PCM厚さ=10mm，M1185185

W167

東：PCM厚さ=10mm，Y1

主筋 45
位置単位量(kg/m3)
CSG3647381005

表 3 コンクリートの圧縮強度試験結果

メッシュ※1 アンカー※2 ワッシャー※2記使用号 線径 ピッチ 方 長さ 径
枚数(mm) (mm) 式 (mm) (mm)
表 裏
M1 1.22575
40 1 枚0 枚ネ
M2 1.2257540 1 枚1 枚ジ2575
20 1 枚2 枚M3※3 1.2式
Y1 0.975－－ － －※1： SUS304、※2：SUS410※3：上部 30mm、下部 12mm のスリット

MORITA Takeshi, MATSUDO Masashi, YUSA Shuitsu,
NOGUCHI Takafumi, YASUDA Masayuki, KOSHIRO Yasumichi,
SUMI Manabu, YAMASAKI Yuichi, OH-OKA Tokunao,YOSHIOKA Masahiro, KANO Yoshimi, KARASAWA Tomoyuki― 1119 ―をネジ式アンカー(L=75mm)とワッシャー(φ40mm)を用い3. 実験経過て留め付ける工法（M1）を標準とした。それに対して、加熱終了後の試験体の状況を写真 1 に示す。No.1 試験体

M2 は PCM 施工時にメッシュとコンクリート躯体側の間隔

は、加熱 8 分後に PCM10mm 施工面（西面）の柱高さ中央を保持するためにその間にワッシャーを追加したケース、付近が爆裂した。加熱 16 分後にはコンクリート面（東面）M3 はワッシャーの裏側への PCM の充填性が良くなるようの柱高さ中央付近が爆裂した。PCM30mm 施工面は表面ににワッシャーの径（φ20mm）を変更し、載荷軸力が直接ひび割れが観察されたものの爆裂・剥落は生じなかった。

PCM に導入されないように試験体の上下にスリットを設け

No.2 試験体は、ワイヤー張りによる PCM10mm 施工面（東たケースである。また、Y1 はステンレス製メッシュの代面）で加熱開始後 295 分に PCM 層の全面的なはく落を生わりに、ステンレス製ワイヤー（線径：0.9mm、SUS304）じた。他の施工面では PCM 層に浮き・はく離を生じていを用いた。ステンレス製ワイヤーは、約 400mm 間隔で取たが、爆裂・脱落はしなかった。

り付けたネジ式アンカーに巻きつけながら留めつけた。尚、

4. まとめNo.2 試験体の断面補修に当たっては、試験体各面の PCM実験の結果、PCM の層厚が 10mm と 20mm の場合では、が干渉しないように、隅角部に目地を設けた（図 1 参照）。

PCM 層の浮き・はく離が認められたが、顕著な爆裂は生じ

2.3 実験方法なかった。層厚 30mm では爆裂・剥落は生じなかった。こ

実験は、一定軸力を載荷しながら加熱を行う載荷加熱実のことから、PCM に長期荷重（圧縮力）が加わる柱部材等験とした。柱に載荷する軸力は（σB／3）×柱断面積（σB：については、PCM の爆裂性状に対する圧縮応力の影響は大コンクリートの圧縮強度、表 3 参照）とした。試験材齢は、きくないと考えられが、載荷加熱実験で脱落防止工法の効No.1 試験体でコンクリート打設後 207 日（PCM 施工後：果を確認する必要があると考えられる。

186 日）、No.2 試験体でコンクリート打設後 346 日（PCM施工後：48 日）である。
載荷加熱実験は、(財)建材試験センターの四面柱載荷加熱炉（最大載荷能力（軸力）：5MN）を用い、ISO834 の加熱温度時間曲線に沿って 5 時間加熱した。加熱終了後の冷却過程は、加熱開始から 12 時間（加熱終了後７時間）経過するまでとし、その間は軸力を一定に保持した。また、部材温度の計測は、加熱開始から 24 時間経過するまで続けた。

東面

西面

南面

北面

付記：本報告は平成 22･23 年度国土交通省建築基準法整備促進事業「15.
防火・避難対策等に関する実験的検討」における成果の一部をまとめたものである。
参考文献
1) 濱崎、梶田他：補修用ポリマーセメントモルタルの力学性状および発熱性状に関する実験（その１～その２）、日本建築学会大会学術講演梗概
集、A-1、pp.145-148、2010.92) 濱崎、野中、鈴木他：補修用ポリマーセメントモルタルの耐久性および吸発熱特性に関する実験、日本建築学会大会学術講演梗概集、A-1、pp.277-282、2011.83) 住、唐沢他：ポリマーセメントモルタルを用いて補修施工した壁試験体の耐火試験、日本建築学会大会学術講演梗概集、A-1、pp.283-286、2011.8

東面

No.1 試験体

南面

北面

No.2 試験体
写真１*1 清水建設 *5 東洋建設 *9 東急建設
*6 大林組 *10 長谷工ｺｰﾎﾟﾚｰｼｮﾝ*2 フジタ*3 ﾍﾞﾀｰﾘﾋﾞﾝｸﾞ *7 鴻池組 *11 三井住友建設*4 東京大学 *8 錢高組 *12 鉄建建設

西面

加熱実験後の状況*1 Shimizu Corporation*2 Fujita Corporation*3 Center for Better Living*4 The University of Tokyo*5 Toyo Construction*6 Obayashi Corporation*7 KONOIKE CONSTRUCTION*8 The ZENITAKA Corporation― 1120 ―*9 Tokyu Construction*10 HASEKO Corporation*11 SumitomoMitsui Construction*12 TEKKEN CORPORATION