コンクリート工学年次論文集，Vol.31，No.1，2009

論文

高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートの湿潤養生期間に関する研究
保坂

綱鎮*1・桝田

佳寛*2・檀康弘*3

要旨：高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートについて、必要な湿潤養生期間を定めるために，せき板の存置期間を変えて，その後の強度発現を実験し，湿潤養生終了時の圧縮強度を調べた。その結果，標準養生
28 日 圧 縮 強 度 の 40~50% 以 上 の 強 度 に 達 し た 時 点 ， 積 算 温 度 が 130~200°D ･ D の 時 点 ， 圧 縮 強 度 が10.0~13.0N/mm2 に達した時点で，湿潤養生を終了しても，材齢 28 日で，構造体コンクリートは標準養生 28日圧縮強度の 70%以上，材齢 91 日で，標準養生 28 日圧縮強度と同等の強度発現を示すことを明らかにした。
キーワード：高炉スラグ微粉末，湿潤養生期間，構造体コンクリート，両端開放供試体 ，積算温度
1. はじめにの BA60 の 3 調合とした。また，養生条件は標準養生，近年，省資源･循環型社会へ向けた動きが活発になっており，産業副産物の有効利用が図られてきている。高

現場封かん養生，壁状試験体(以下，構造体)から採取したコア，両端開放の 4 養生とした。

炉セメントや高炉スラグ微粉末を使用したコンクリー

図−1 に構造体と両端開放の供試体の概要を示す。

トも，二酸化炭素の削減に繋がるとして利用が推奨されコンクリートは 100L の強制式ミキサーを用い，各シリーズとも 5 バッチに分けて練混ぜた。各シリーズともている。
コンクリートが所要の性能を発揮するには湿潤養生

1 バッチで 1 体の構造体を作製し，残りの１バッチで両が必要であり，JASS5 ではセメントの種類や計画供用期端開放の供試体作製を行った。また，標準養生と現場封間の級に応じて必要な湿潤養生期間が定められており，かん養生の供試体は全バッチとも，作製した。

早強および普通ポルトランドセメントに関しては，材齢構造体は，材齢をずらして，型枠脱型を行った。
図−2 に構造体のコア抜き概要図を示す。材齢 28，91

2によらず圧縮強度が 10N/mm になれば湿潤養生を終了することができる

1)〜4)と定められている。しかし，高炉セメントや高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートは湿潤養生終了可能な圧縮強度に関しては規定がなく，湿表−12) 要因と水準要因

水準発現が低く，初期の湿潤養生が重要とされているものの，結合材種類
水結合材比(%)
スラグ置換率(%)
目標スランプ(cm)
目標空気量(%)

湿潤養生期間の規定にもとづいて養生を終了した場合，供試体寸法(mm)

潤養生期間の規定のみとなっている。高炉セメントや高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートは，初期の強度外気温によって養生終了時のコンクリートの強度発現

養生条件が異なるため，その後の性質にも影響を及ぼすと考えら

試験材齢(日)普通ポルトランドセメント＋高炉スラグ微粉末
50,6027,4218±2.54.5±1.5
φ100×200
構造体:600×600×200
水中，現場封かん，構造体，両端開放脱型時(4材齢)，28，91

表−2

れ、より合理的な規定が必要である。
そこで，本研究では長期材齢からの性能評価を行い湿潤養生終了可能な圧縮強度を明確にすることを目的とする。
2. 実験概要

実験の要因と水準

使用材料と品質

使用材料

品質

記号

3

密度:3.16g/cm2
比表面積:3310cm /g3
密度:2.90g/cm2
比表面積:4000cm /g3
表乾密度:2.51g/cm
吸水率:1.99%

普通ポルトランドセメント

OPC

高炉スラグ微粉末BS

大井川産川砂S

青梅産硬質砂岩砕石

G

表乾密度:2.66g/cm
吸水率:0.77%

AE減水剤

WR

リグニンスルホン酸化合物
およびポリオール複合体

空気連行剤

AE

3

表−1 に実験の要因と水準，表−2 に使用材料の品質，表−3 に実験の調合表を示す。実験は，スラグ置換率 42%，水結合材比 50%の BB50，スラグ置換率 42%で，水結合材比 60%の BB60，スラグ置換率 27%で，水結合材比 60%*1 宇都宮大学大学院(正会員)*2 宇都宮大学大学院

工学研究科地球環境デザイン学専攻地球環境デザイン学コース*3 新日鐵高炉セメント（株）

技術開発センター

技術開発グループ-445-

アルキルアリルスルホン化合物系陰イオン界面活性剤

教授

グループリーダー

博(工)

(正会員)

(正会員)

表−33)3)調合表
調合表

コンクリート調合表
3調合名

スラグ置換率
(%)

W/C
(%)

s/a(%)

WC

BS

S

G

BB50
BB60
BA60

4242
27

50
60
60

41.1
42.7
42.9

173
173
173

201
167
210

145
121
78690
737
740

1046
1046
1046

構造体コンクリート

両端開放供試体

2.蓋をして静置 3.型枠脱型

2.ブリーディング終了後，蓋をして横置きとした。

1.打込み
コンクリート3.上下面の脱型

シール

湿潤養生

構造体を模擬した供試体(両端開放)

湿潤養生

図−1

構造体コンクリートと両端開放概要図
100200圧縮強度を試験した。コア供試体の採取は，高さ方向の600の様に行った。また，コンクリート内部に熱電対を挿入し，コンクリート打込み後の温度を測定した。

打ち込み底面

両端開放供試体は，鋼製型枠を使用して構造体の脱型と同じ材齢で上面のシールおよび下面の蓋を取り外し，構造体の型枠脱型を模擬したものである。両端開放供試
体は，ブリーディング終了後に横置きとし，所定の材齢

材齢９１日にてコア抜き

強度差や構造体全体の骨材の不均一性を考慮し，図−2

材齢２８日にてコア抜き

熱電対挿入位置

打ち込み上面日にそれぞれ 3 本ずつコア供試体を採取して，構造体の:コンクリート4.暴露とし，所定の材齢でコア抜き

:

1.打込み

化学混和剤
AEWR(B*%)(A)
0.01
1.00.012.50.012.5

単位量（kg/m ）

(mm)

600

で上下面脱型後，再び横置き静置とし養生を行った。ま図−2

た，脱型時判定のための圧縮強度試験は現場封かん養生供試体を用いて行った。

表−4

普通強度の 20〜30N/mm2 のコンクリートを対象として実験を行った。
実験は春，夏，秋，冬期の 4 シーズンで行い，各季節で材齢 7 日を基準に脱型材齢を調節し，強度発現性状の構造体コア抜き概要図

標準養生 28 日の圧縮強度全平均値と標準偏差調合名
標準養生28日の2
平均圧縮強度(N/mm )標準養生28日
圧縮強度の標準偏差検討を行った。

表−5

3. 実験結果および考察
3.1 圧縮強度
表−4 に標準養生 28 日の圧縮強度の全平均値と標準偏差を示す。標準養生は 20±3℃の水中で試験材齢まで行った。高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートは，置換率が高い程，初期の強度発現が低くなるため、BB60調合名
BB
50よりも置換率の低い BA60 の方が圧縮強度が高くなっていた。また，BB50 では圧縮強度のバラつきが特に大きく，実験結果の整理を容易にするため，本研究では標準
養生 28 日圧縮強度を基準とし，それに対する比により実験結果を整理した。
表−5 に各季節の型枠脱型材齢を示す。脱型材齢は，水結合材比が小さく，気温が高い程，早くなるようにした。

-446-

BB
60B
A
60BB50BB60BA60

32.5

21.0

24.1

4.80

1.85

2.41

各季節の脱型材齢脱型
No.
脱型1脱型2脱型3脱型4脱型1脱型2脱型3脱型4脱型1脱型2脱型3脱型4脱型材齢(日)
春期357103571035710夏期
23573571035710秋期
357103571035710

冬期
25714571014571014

45

春期

夏期

35352525温度(℃)

温度(℃)

45151555外気温-54月24日

BB50

BB60

外気温

BA60
-55月22日 8月7日

5月8日

BB50

8月21日

9月4日

冬期

秋期

3535
温度(℃)

温度(℃)

外気温
2515外気温-510月25日

1.8

BB50

BB60

BB60

BA60

15BA60-511月22日 2月7日

11月8日

図−3
両端開放･現場封かん圧縮強度
標準養生28日圧縮強度

BB5025552月21日

1.8

春期BB501.8

夏期BB50

秋期BB501.81.5

1.5

1.5

1.2

1.2

1.2

1.2

0.9

0.9

0.9

0.9

0.6

0.6

0.6

0.6

0.3

0.3

0.3

0.3

0.0

0.0
1.8

春期BB60

秋期BB60

1.8

1.5

1.5

1.5

1.2

1.2

1.2

1.2

0.9

0.9

0.9

0.9

0.6

0.6

0.6

0.6

0.3

0.3

0.3

0.3

0.0
1.8

0.0
1.8

0.0
1.8

1.8

春期BA60

夏期BA60秋期BA60

1.5

1.5

1.5

1.2

1.2

1.2

1.2

0.9

0.9

0.9

0.9

0.6

0.6

0.6

0.6

0.3

0.3

0.3

0.3

0.0

0.02891

材齢(日)脱型1後の強度発現図−40728

冬期BA600.091 0

材齢(日)冬期BB600.01.50.0

冬期BB500.01.8

夏期BB601.50 7

3月6日

各季節の材齢 28 日までの外気温と構造体コンクリート内部の温度履歴

1.50.01.8
両端開放･現場封かん圧縮強度
標準養生28日圧縮強度

BA60

4545

両端開放･現場封かん圧縮強度
標準養生28日圧縮強度

BB60

72891

07

材齢(日)

脱型2後の強度発現

脱型3後の強度発現

2891

材齢(日)
脱型4後の強度発現

現場封かん

材齢と標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放および現場封かん圧縮強度の関係

図−3 に各季節の材齢 28 日までの外気温と構造体コンク期や秋期などの標準期に比べ高温となる夏期では，45℃リート内部の温度履歴を示す。構造体内部の温度発熱は，程度の発熱がみられていた。

BB50 が最も高く，次いで BA60，BB60 となっていた。春-447-

図−4 に標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放およ1.5y=0.91x
1.00.50.00.0

春期BB50

夏期BB50

秋期BB50冬期BB50

春期BB60

夏期BB60

秋期BB60冬期BB60

春期BA60

夏期BA60秋期BA60冬期BA600.51.01.5
両端開放28(91)日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

図−52.0両端開放と構造体の圧縮強度比

び現場封かん養生供試体の強度発現の割合を示す。両端開放供試体の圧縮強度は，脱型材齢が遅くなるに従って，全体として材齢 28 日および 91 日における長期強度の増進が大きくなっている。標準期である春期と秋期では，脱型時圧縮強度の比は同等であっても，材齢 28,91 日と長期になるに従って，養生温度が高くなっていく春期の方が大きな強度比を示している。また，初期材齢ではBA60 の方が BB60 よりも大きくなっているが，長期材齢では BB60 の方が大きな強度比となっていた。
図−5 に標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放 28･91 日圧縮強度と標準養生 28 日圧縮強度に対する構造体28･91 日圧縮強度の関係を示す。図中の破線は平均値を，点線は平均値±標準偏差の範囲を示す。両端開放強度に対する構造体強度比は平均で 1.12 倍で，0.91〜1.32 倍に分布している。このことは，脱型後の強度発現の評価において，構造体強度が両端開放強度よりも大きくなる確率が約 75%，小さくなる確率が 25%であることを示している。このことから，せき板を除去した後の構造体コンクリートの強度発現は，両端開放供試体の強度でみておけば，概ね安全側に評価されるといえる。
3.2 脱型強度の判定

両端開放28日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

y=1.12xy=1.32x両端開放28日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度 両端開放28日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

構造体28(91)日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

2.0

1.6

BB50

1.4
1.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.4
0.2
0.0
1.6 0.00.20.40.60.8
脱型時圧縮強度/水中28日圧縮強度

BB60

1.0

1.4
1.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.4
0.2
0.0
1.6 0.0

BA60

0.2
0.4
0.60.8脱型時圧縮強度/水中28日圧縮強度

1.0

1.4
1.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.4
0.20.0(1) 標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放強度比
3.1 より，両端開放供試体よりも構造体の圧縮強度の方が大きくなる傾向にあることが示されたので，以下で0.00.20.4
0.60.8脱型時圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

図−6

標準養生 28 日強度に対する脱型時強度と標準1.0

養生 28 日強度に対する両端開放 28 日強度の関係

は両端開放供試体について解析を行う。なお，建築基準法・同施行令・同告示に基づき，コアまたはこれに類する供試体として，両端開放が，材齢 28 日で標準養生 28

28 日強度以上の強度を確保することが可能な型枠脱型

日強度の 70%以上の強度および材齢 91 日で，標準養生圧縮強度の算定を行った。

-448-

強度の関係を示す。調合ごとに若干のばらつきは出たが，材齢 28 日で，両端開放供試体が標準養生 28 日圧縮強度の 70%以上の強度を発現するためには，BB50 で脱型時に標準養生 28 日圧縮強度の 30%以上の強度を，BB60 で50%以上，BA60 で 45%以上の強度を有していればよいと分かる。
図−7 に標準養生 28 日圧縮強度に対する脱型時圧縮強度と標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放 91 日圧縮強度の関係を示す。材齢 91 日で，両端開放供試体が標準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現するためには，BB50 では脱型時に標準養生 28 日圧縮強度の 40%以上の強度を，BB60 で 50%以上，BA60 で 45%以上の強度を有していればよいと分かる。
このことから，安全側に検討を行い，両端開放供試体
は，BB50 では脱型時に標準養生 28 日圧縮強度の 40%以上の強度を，BB60 では 50%，BA60 では 45%以上の強度を有していれば，材齢 28 日で標準養生 28 日圧縮強度の70%以上の強度を発現し，材齢 91 日で標準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現するといえる。
(2) 積算温度による判定
図−8 に積算温度と標準養生 28 日圧縮強度に対する現場封かん養生供試体の強度発現の関係を示す。
積算温度 M(°D･D)は一般に(1)で表される。
nM = ∑ (θt + 10)

両端開放91日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

度と標準養生 28 日圧縮強度に対する両端開放 28 日圧縮

両端開放91日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

図−6 に標準養生 28 日圧縮強度に対する脱型時圧縮強(1)BB501.81.61.4
1.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.4
0.20.0
2.0 0.00.2

BB60

1.8

0.4
0.60.8脱型時圧縮強度/水中28日圧縮強度

1.0

1.6
1.4
1.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.40.2

ただし，θt：日平均養生温度(℃)，t：材齢(日)，n：日数(日)また，積算温度 M の対数と強度との関係はロジスティッ
ク曲線で表されるが，これを 3 本の折線で近似した時，第 2 折線の範囲の積算温度と圧縮強度の関係は(2)式で表される。
(2)2

ただし，F：圧縮強度(N/mm )，α，β：実験定数
夏期実験では初期養生時に高温履歴を受けたため積算温度と圧縮強度の関係に若干のズレが表れたが，春･秋･冬期の結果は養生温度が異なっても，水結合材比･スラグ置換率によらず積算温度の対数により直線的な強度発現を確認することができた。

両端開放91日圧縮強度/標準養生28日圧縮強度0.0t =1F = α ⋅ log10 M + β2.0

2.0 0.00.2

0.4

0.60.81.0

BA60 脱型時圧縮強度/水中28日圧縮強度

1.81.6
1.41.2
1.00.80.6

春期
夏期
秋期
冬期

0.40.20.03.2(1)の結果より両端開放供試体は脱型時に BB50 で0.0は，標準養生 28 日圧縮強度の 40%以上の強度を，BB60

図−70.20.40.60.81.0

脱型時圧縮強度/標準養生28日圧縮強度

で 50%以上，BA60 で 45%以上の強度を有していれば，標準養生 28 日強度に対する脱型時強度と標準

養生 28 日強度に対する両端開放 91 日強度の関係

材齢 28 日で標準養生 28 日圧縮強度の 70%以上の強度を発現し，材齢 91 日で標準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現することが示されたので，ここでは圧縮強度を積で約 180°D･D を超えていれば養生温度に関係なく脱型算温度に換算し，評価を行った。図−8 より，BB50 ではしてよいといえる。

積算温度が約 130°D･D，BB60 で約 200°D･D，BA60-449-

よって，両端開放供試体は積算温度が，BB50 では約

1.8

現場封かん強度/標準養生28日強度

1.8

BB501.61.4

1.8

BB601.6

y = 0.72 log10M - 1.11

1.41.4y = 0.90 log10M - 1.56

1.2

1.2

1.2

1.0

1.0

1.0

0.8

0.8

0.8

0.6

0.6

0.6

0.4
0.2
0.0
0.00

1.0102.0100

図−8

春期 0.4夏期
秋期 0.2冬期
0.0
3.0
4.0 0.00
1000

BA60

1.6

春期 0.4夏期
秋期 0.2冬期
0.0
3.01000
4.0 0.0 0

1.0102.0100
積算温度(°D･D)

y = 0.87 log10M - 1.48

春期
夏期
秋期
冬期
1.010

2.0 100

3.0 1000

4.0

積算温度と標準養生 28 日圧縮強度に対する現場封かん圧縮強度

130°D･D，BB60 で約 200°D･D，BA60 で約 180°D･Dで標準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現する。

以上であれば湿潤養生を終了しても，標準養生 28 日圧(5) 高炉スラグ微粉末を使用したコンクリートでは，現縮強度の 70%以上の強度を発現し，材齢 91 日で標準養場封かん養生供試体で，おおよそ 10.5~13.0N/mm2

生 28 日圧縮強度以上の強度を発現するといえる。の強度が得られれば，湿潤養生を終了しても，材齢また，湿潤養生終了可能な圧縮強度は 3.2.(1)の標準28 日において標準養生 28 日圧縮強度の 70%以上の養生 28 日圧縮強度に対する強度比と，表−2 標準養生強度を発現し，材齢 91 日で標準養生 28 日圧縮強度

228 日の平均圧縮強度より算出し，BB50 で 13.0N/mm ，22以上の強度を発現する。

BB60 で 10.5N/mm ，BA60 で 10.8N/mm である。この圧(6) 両端開放供試体と構造体コンクリートでは構造体縮強度以上であれば湿潤養生を終了しても，標準養生 28から採取したコア供試体の方が圧縮強度が高く，両日圧縮強度の 70%以上の強度を発現し，材齢 91 日で標端開放供試体によって，構造体コンクリートの圧縮準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現するといえる。

強度を安全側に評価できる。

4. 結論

参考文献

本研究は，高炉セメントおよび高炉スラグ微粉末を1)

大倉真人，ほか：各種セメントを用いたコンクリー

使用したコンクリートの湿潤養生打ち切り可能な圧縮トの合理的な湿潤養生期間に関する実験(その１)〜強度の検討を行い，以下のことが示された。

(その８)，日本建築学会大会学術講演梗概集，A-1，pp.325-336，2006.9(1) 長期材齢での強度増進は，湿潤養生期間が長いほど，2)スラグ置換率が高いほど大きくなる。

和泉意登志，ほか：せき板の存置期間および初期養(2) 両端開放供試体は，BB50 では脱型時に標準養生 28生が構造体コンクリートの品質に及ぼす影響に関

日圧縮強度の 30%以上の強度を，BB60 では 50%，する研究，日本建築学会構造系論文報告集，No.449，

BA60 では 45%以上の強度を有していれば，材齢 28

1993.7日で標準養生 28 日圧縮強度の 70%以上の強度を発3)

安部弘康ほか：各種セメントを用いたコンクリートの合理的な湿潤養生期間に関する実験(その９)〜

現する。

(その 14)，日本建築学会大会学術講演梗概集，A-1，(3) 両端開放供試体は，BB50 では脱型時に標準養生 28

pp607-618，2007.9

日圧縮強度の 40%以上の強度を，BB60 では 50%，
BA60 では 45%以上の強度を有していれば，材齢 914)

吉岡昌洋，桝田佳寛：中庸熱ポルトランドセメント

日で標準養生 28 日圧縮強度以上の強度を発現する。

を用いたモルタルの含水率分布におよぼす湿潤養(4) 両端開放供試体は積算温度が，BB50 では約 130°

生期間の影響，日本建築学会大会学術講演梗概集，D･D，BB60 で約 200°D･D，BA60 で約 180°D･D以上であれば湿潤養生を終了しても，標準養生 28
日圧縮強度の 70%以上の強度を発現し，材齢 91 日

-450-A-1，pp.619-620，2007.9