スラグ系細骨材を用いたコンクリートの収縮ひび割れ抑制効果に関する基礎的研究(その 3：スラグ系細骨材の混合率の違い)
正会員
同同
非鉄スラグ細骨材 高炉スラグ細骨材
電気炉酸化スラグ細骨材
強度試験○安田慎吾*
清原千鶴**
山﨑順二***

今本啓一**
原品 武**
前田朗****

乾燥収縮ひずみ
乾燥収縮ひび割れ

1．はじめに

表-1 使用した骨材の物性

製鉄過程および非鉄金属を製錬する際において副産される
高炉スラグ細骨材（以下，BFS），電気炉酸化スラグ細骨材（以下，EFS），フェロニッケルスラグ細骨材（以下，FNS），銅スラグ細骨材（以下，CUS）を用いたコンクリートは，収縮低減効果が得られることや収縮ひび割れの抑止に対して効果が得られることが確認されている

正会員
同同1) 2) 3)。本研究ではスラグ系細骨材を用いたコンクリートの細骨材の混合率の違いによる収縮ひび割れ抑制効果を明らかにするために，強度特性，乾燥収縮，収縮ひび割れ試験を行った。

骨材の種類
砕砂
フェロニッケルスラグ細骨材
銅スラグ
細骨材
電気炉酸化スラグ細骨材
高炉スラグ
細骨材
砕石 1砕石 2CS

表乾 微粒
平衡気乾
吸水率 吸湿率
比表面積
密度 分量
含水率
(％)
(％)
(m2/g)(g/cm3) (%)(％)
2.64
4.7 1.78 0.71
0.54
6.45

FNS

3.02

3.6

2.05

0.13

0.07

0.51

CUS

3.49

3.2

0.30

0.08

0.05

0.18

EFS

3.50

2.00.35―――

BFS

2.72

3.1

1.36

0.13

0.11

0.61

CG1CG2

2.69
2.70

0.8
0.40.86
0.59

―
―――――

記号2．実験概要

表-2 調合表

2.1 実験計画細骨材の 混合
単位量 (kg/m3)
s/a
W/C
種類
率
記号（％）
（％）
S1S2 （％）
WCS1S2 CG1 CG2CS0ー046.9 180 360 826 0374 564
FNS5050
46.9 180 360 413 473 374 564
FNSFNS100
100 49.9 180 360
0 997 445 445
CUS50 50 CS CUS 50
47.5 180 360 413 546 374 564
EFS50
EFS 5049.9 180 360 439 578 445 445
BFS505041.5 180 360 413 426 374 564
BFS
BFS100100 49.9 180 360
0 898 445 445

使用した骨材の物性を表-1 に示す。細骨材は，FNS,CUS，EFS および BFS を使用し，比較のために砕砂（以下 CS）を使用している。表乾密度については，いずれのスラグ細骨材も CSに比べて高くなっている。吸水率は CS より FNS 以外低い傾向が見られた。これは BFS，EFS および CUS 成分の中に SiO2 のガラス質が多く含まれており，また，CUS および EFS については，鉄分を含有しているので水が骨材に吸収されにくいためと

表-3 実験項目考えられる。吸湿率および平衡気乾含水率は，CS と比較して試験体寸法（mm）

試験体数(本）

測定開始材齢(日）

養生
条件ーーーー37, 28,328FNS,CUS および BFS が小さくなっている。

実験項目

2.2 コンクリートの調合および実験項目
普通ポルトランドセメントを使用した。スランプ 18±2.5cm，空気フレッシュ性状
圧縮強度(ヤング係数)
割裂引張強度

量 4.5±1.5％となるように試し練りを行い，調合を決定した。

乾燥収縮ひずみ

100×100×400

17FNS および BFS の混合率は 50％および 100％の 2 種類，CUS乾燥収縮ひび割れ 100×100×1100

27調合を表-2 に示す。水セメント比は 50％とし，セメントには，φ100×200

7 日まで封緘
その後
気中および EFS の混合率は 50%の 1 種類とした。実験項目を表-3に示す。実験では，FNS,CUS,EFS および BFS の使用による収体側面 2 面を乾燥面とし，その他の面をアルミ箔テープにより縮低減効果および収縮ひび割れの抑制効果を検討した。

シールして恒温恒湿室(温度 20℃，相対湿度 60％)で気中養2.3 実験方法

生とした。

強度試験においては，φ100×200mm の円柱試験体を用い乾燥収縮ひび割れ試験は，日本コンクリート工学会で提案さ圧縮強度試験(JIS A 1108)，弾性係数試験(JIS A 1149)およびれているコンクリートの収縮ひび割れ評価試験方法に準拠し，割裂引張強度試験(JIS A 1113)を行った。なお，強度試験は表1 水準につき 2 体作製した。材齢 7 日に脱型し，100×1100mm-3 に示す試験材齢において実施した。強度用試験体は，恒の試験体側面 2 面を乾燥面とし，その他の面をアルミ箔テープ

温恒湿室内(温度 20℃，相対湿度 60％)にて封緘養生を行によりシールし，乾燥を開始した

い，材齢 7 日で脱型し，気中養生とした。

3. 結果および考察

乾燥収縮試験には，100×100×400mm の角柱試験体を用

3.1 フレッシュ性状い，コンクリート内部に埋設した埋め込みゲージにてひずみのフレッシュ性状の一覧を表-4に示す。FNS,CUS，EFSおよび測定を行った。また，材齢 7 日で脱型し，100×400mm の試験BFSを用いた場合，CSに比べてブリーディング量が多くなってFundamental study on contraction crack prevention effect of concrete using slag type fin
aggregate.(Part 3: Difference in mixing ratio of slag type fine aggregate)

YASUDA Shingo,IMAMOTO Kei-ichi
HARASHINA Takeshi, KIYOHARA Chizuru,YAMASAKI Junji, MAEDA Akira

いる。スランプは18.0±2.0cm，空気量は4.5±1％の範囲内にほぼ収まっている。
3.2 強度試験

表-4記号ある。圧縮強度比およびヤング係数比は，スラグ系細骨材の混CS0FNS50FNS100
CUS50EFS50BFS50FNS100合率が増加するに従い上昇している。特に FNS を 100％用い2.0

圧縮強度試験結果を図-1 に示す。ヤング係数の測定結果を図-2 に示す。それぞれの図では，CS を用いたコンクリートの圧縮強度およびヤング係数に対するスラグ系細骨材を用いたコンクリートの圧縮強度比およびヤング係数比を示したものでおり，FNS を使用した場合圧縮強度およびヤング係数の増進効果が高い。また，いずれのスラグ系細骨材においても圧縮強度比よりヤング係数比の方が高い値をしめしている。

圧縮強度比たコンクリートの圧縮強度比は 1.5，ヤング係数は 1.8 となってS2 混合率（％）
050
100505050100

フレッシュ性状
スランプ(cm)
20.0
18.0
19.5
17.020.0
18.020.5

空気量（％）
4.7
4.94.93.34.3
4.15.2

練り上がり温度（℃）
191925
2026
2125

1.5
1.00.5このような圧縮強度およびヤング係数の増進効果は，スラグ
0.0系細骨材の使用による圧縮強度増進の要因として，スラグ系細FNS50

骨材の反応層による強度が影響 4) していると考えられる。

FNS100

図-13.3 乾燥収縮ひずみ試験
CS を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみに対する各スラグ

CUS
50EFS50

BFS50BFS
100BFS50BFS100

圧縮強度試験結果

2.0

ンクリートに比べ，スラグ系材骨材を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみはいずれも小さいことが確認された。また，スラグ骨材使用のコンクリート試験体では，混合率が増加するに伴い乾燥収縮ひずみが低減している。

ヤング係数比系細骨材の乾燥収縮ひずみ比を図-3 に示す。CS を用いたコ
1.51.00.50.0

3.4 収縮ひび割れ試験

FNS50

収縮ひび割れ材齢を図-4 に示す。CS を用いたコンクリートと比べてスラグ系細骨材は，ひび割れ材齢が延びていることが

図-2確認された。特に FNS においては混合率の増加によってひび4． まとめ
スラグ系細骨材を使用したコンクリートは，圧縮強度およびヤング係数が増加し，その傾向は混合率の増加とともに大きくなる。また，混合率の増加とともに乾燥収縮ひずみが低減し，乾燥収縮ひび割れ抑制効果が高くなることも確認できた。

CUS50

EFS50

ヤング係数の測定結果

1.0

乾燥収縮ひずみ比割れ材齢が大幅に延びている。

FNS1000.80.60.40.20.0

今後は混合率の増加に伴うブリーディング量の増加の影響

FNS50について検討を行っていく予定である。

図-3【参考文献】

FNS100

CUS50EFS50BFS50BFS
100

乾燥収縮ひずみ(乾燥期間:150 日)

1)日本建築学会：フェロニッケルスラグ細骨材または銅スラグ細骨材を使用
1002)齊藤和秀，木之下光男，井原俊樹，吉澤千秋：高炉スラグ細骨材を使用した耐久性向上コンクリートの性質，コンクリート工学年次論集，vol.32,
No.1, pp.139-144, 20093)中里侑司，真野孝次：電気炉酸化スラグ系細骨材を用いたコンクリートに関する研究 その 8：硬化コンクリートの基礎物性), 日本建築学会学術講演梗概集， pp.133-134, (2004)
4) 原品武，今本啓一，清原千鶴，真野孝次：非鉄スラグ細骨材を用いたコンクリートの強度特性および乾燥収縮に関する研究，日本建築学会構造系論文集，vol.83, No.750, pp.1087-1095, 2018.8* (株)関西宇部**東京理科大学***淺沼組****大阪兵庫生コンクリート工業組合ひび割れ材齢(日）

するコンクリートの調合設計・製造・施工指針・同解説,2018,12806040200CS0FNS50

図-4FNS100

CUS50EFS50

BFS50BFS100

収縮ひび割れ発生材齢* Kansai Ube Corporation**Tokyo University of Science***ASANUMA Corporation**** Osaka-Hyogo Ready Mixed Concrete Industrial Association