技術研究報告第 46 号 2020.11

戸田建設株式会社

コンクリートのひび割れ抑制材料(ハイグリップ・メタルバンド）の性能確認試験と適用例
PERFORMANCE CONFIRMATION OF CRACK-CONTROL MATERIAL (HIGH GRIP・METAL BAND )FOR CONCRETE AND EXAMPLE OF APPLICATION

関 根 一 郎*1, 田 中 徹*2, 藤 原 弘 久*3, 梅 本 宗 宏*2, 右 田 周 平*2, 久 須 美 真 悟*2Ichiro SEKINE, Toru TANAKA, Hirohisa HUJIWARA, Munehiro UMEMOTO,Shuhei MIGITA and Shingo KUSUMIHigh Grip・Metal Band (hereinafter referred to as metal bands) have been developed as an effective concrete crack-control material. In order to study itscharacteristics, we have conducted various tests. As part of this study, a freezing and thawing test was implemented to investigate how the mental band
behaves and whether it is practical in cold regions. From the test, we obtained good results, and we used metal bands on the foundation of a wind power
plant in Hokkaido on a trial basis. The test revealed that this material exhibited excellent workability and had a positive effect controlling cracks.
Furthermore, in order to examine the applicability of metal bands to an actual construction project, we studied whether they would be effective controllingcrack generation on the building floor, especially at the perimeter of floor openings, because such places have a special need for prevention of crackgeneration. The material, when used at said places, showed an excellent crack-control effect. Since operation of forklifts, etc., was considered to cause cracks
in the concrete covering, we conducted an experiment of repeated bending and loading on the band-protected specimen, which had no problems withintegrity.
In recent years, metal bands of this type have been frequently used in logistics centers and other buildings. We will further expand our study of potential
applications of metal bands with improved effects in order to construct quality buildings, free from concrete cracking.
Keywords : Crack Reduction, Reinforcing Material, Structural Work, Foundation of Wind Generating Facility, Building
ひび割れ抑制，補強材料，構造物，風力発電基礎, 建築物

1. はじめにコンクリート構造物のひび割れ抑制は，耐久性向上のために重要である．対策の１つとして，穴開き帯状鋼板を用いた施工性の良いひび割れ抑制材料（ハイグリップ・メタルバンド）を開発し，各種の性能確認試験を行い，覆工コンクリート等の現場へ適用してきた1)，2)．本報告では，本材料を含む試験体の凍結融解試験を実施した

結果と，寒冷地での風力発電の基礎の一部に適用した結果 3)，建築物でひび割れ抑制の要求の高い床部材を想定し開口部を有する床

写真 1 ハイグリップ・メタルバンド

拘束ひび割れ試験体を用いて実験検討を行った結果 4)，及び建築物への適用例ついて報告する．

2. ハイグリップ・メタルバンドの概要

表 1 コンクリート配合（空気量＝4.9％）
W/C（％）

s/a（％）

6047

本材料は，溶融亜鉛めっきによる防食被覆を施した鋼板（幅130mm，t=0.6mm）に写真1 のようにφ40 ㎜の穴を金型で押し抜き，単位量(kg/㎥）
W

C

SG

167

300

8001064

空気量AE
減水剤 調整剤(kg/㎥） g/m3
0.568.3

3 列千鳥配置に加工したものである．これをコンクリート中に埋め込みコンクリートと一体化することによって，ひび割れ抑制効果を

表 1 にコンクリートの配合を示す．フレッシュコンクリートの品持たせる．ハイグリップ・メタルバンドは適度な剛性を有し，施工質試験における空気量は 4.9％であった．試験体は写真 1 に示すよ性が良いことが特徴である．

うに試験体の中間に本材料を敷設した上でコンクリートを打設した．凍結融解サイクル数は 300 サイクルとし，質量および一次共鳴

3. 凍結融解試験振動数を測定し（写真 2）相対動弾性係数を算出した．

寒冷地の風力発電施設の基礎に本材料を適用するため，凍結融解

図 1 に凍結融解に伴う質量変化率を，図 2 に相対動弾性係数の変試験を実施した．試験は，JIS Ａ 1148(コンクリートの凍結融解試化をプレーンの場合と比較して示した．この結果から質量変化率，験方法)に準じて（一財）建材試験センターで実施した 4）．

相対動弾性係数とも300 サイクルの凍結融解を繰り返しても本材料*1 戸田建設㈱技術開発センター 博士（工学）Research and Development Center, TODA CORPORATION, Dr.Eng.

*2 戸田建設㈱技術開発センター 修士（工学）Research and Development Center, TODA CORPORATION, M.Eng.

*3 戸田建設㈱札幌支店

Sapporo Branch, TODA CORPORATION

コンクリートのひび割れ抑制材料(ハイグリップ・メタルバンド）の性能確認試験と適用例の設置の有無にかかわらず同等であり，本材料を設置した影響は認められなかった．
ハイグリップ・メタルバンド

4. 風力発電基礎での適用
北海道伊達市で建設した風力発電所（ユーラス伊達黄金ウィンドファーム）において，風力発電基礎のひび割れ抑制対策として適用した事例を述べる．本工事は，1 期工事として 2012 年 2 月に竣工したユーラス伊達ウィンドファーム（風車 5 基）を拡張し，新たに 17基の風車を建設し，合計 22 基となる工事である．
写真 2 ハイグリップ・メタルバンドを設置した試験体

4.1 風力発電基礎への適用理由
図3 に風力発電基礎構造図を示す．
風力発電基礎は八角形であり，地中のフーチングと地表に露わになるペデスタルで構成される．また，風車はコンクリート基礎に埋め込まれたアンカーリングまたはアンカーボルトにより支持されている．
基礎コンクリートは，フーチングとペデスタルの2 回で打設した．
ペデスタルコンクリートは，風車タワー中心から放射状にひび割れが生じやすく，ひび割れ内に浸入した水の凍結融解作用により，ひび割れ幅の拡大やアンカーリングの付着力低下を引き起こすことハイグリップ・メタルバンドが懸念された．1 期工事では，ペデスタルコンクリートにひび割れが発生し補修を行っている．また，事前の温度応力解析においてペ写真 3 一次共鳴振動数測定状況

デスタルの辺中間部でひび割れ指数 1.0 を下回る結果となった（図4 参照）．そのため，ペデスタルコンクリート表面のひび割れ発生をa)プレーンa)プレーンb)ハイグリップ・メタルバンド設置b)ハイグリップ・メタルバンド設置

図 1 凍結融解による質量変化率測定結果

図 2 凍結融解による相対動弾性係数測定結果

技術研究報告第 46 号

2020.11

戸田建設株式会社

図 5 風車基礎でのハイグリップ・メタルバンドの割付図

図 3 風車基礎構造図

抑制する対策として，本材料を適用した．
4.2 風力発電基礎への適用結果
風力発電基礎ペデスタルにおいて，本材料の設置位置は，温度応力解析結果よりひび割れ指数が小さい八角形外周部に 2 列配置とし，上面鉄筋に結束線で固定した（図 5，写真 4 参照）．コンクリー
ト打設時に本材料が障害になることはなく，良好な仕上がりとなった．
写真 5 に風車基礎の完成状況，写真 6 に風力発電所の完成状況を示す．風力発電基礎コンクリートは，2015 年 9 月～10 月（8 基），2016 年 4 月～7 月（9 基）の期間で 17 基礎全てを打設し，2017 年3 月現在ひび割れ幅 0.2 ㎜を超える有害ひび割れは発生していない．
また，2015 年に打設した 8 基は，2 回の越冬を経過しているが，凍結融解に伴うひび割れ発生は確認されていない．

写真 4 ハイグリップ・メタルバンド設置状況

図 4 基礎コンクリート表面のひび割れ指数コンター図

写真 5 風車基礎完成状況

コンクリートのひび割れ抑制材料(ハイグリップ・メタルバンド）の性能確認試験と適用例

600mm

600mm

400mm100mm

図 6 床拘束試験体①②④③

写真 6 風力発電所現況

5．床ひび割れ抑制に関する実験
ここでは，建築物でひび割れ抑制の要求の高い床部材を想定し，実験検討を行った結果について報告する．
5.1 実験概要
実験は，開口部を有する床拘束ひび割れ試験体を用いた実験と，配筋の上端に設置した場合にフォークリフト等の走行によりかぶりコンクリートにひび割れを発生させる懸念があるため，繰返し曲げ荷重による検討を併せて行った．

図 7 穴開き帯状鋼板の配置(1) 試験体
図 6 に，床拘束ひび割れ試験体を示す．試験体は，大谷 6)らの実

表 2 コンクリートの調合

験を参考に，試験体外周を鋼板で拘束し，中央部に□400mm の開口部を設けた形状で，ひび割れが発生しやすいよう無筋とした．試験体の四隅に，穴開き帯状鋼板を図 7 のようにかぶり 20mm の位置に設置した．穴開き帯状鋼板の水準として，無し（PL）・1 枚（MB1）・2 枚（MB2）の計 3 体とした．繰返し曲げ試験体は，15×15×53cmの曲げ供試体を用い，かぶり 30mm の位置に穴開き帯状鋼板を設置
し，同じく 3 水準各 3 体とした．
(2) コンクリートの調合W/C(%)

s/a(%)

ｾﾒﾝﾄ
C

単位量(kg/m3)
水
細骨材 細骨材
WS1S2

粗骨材 混和剤(kg/m3)
G48.8 52.5334
17548.852.5334
適宜
セメント（Ｃ）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
水（Ｗ） 上水道水および上澄水
細骨材（Ｓ1） 砕砂（東京都八王子市産）（Ｓ2） 山砂（千葉県君津市産）
粗骨材（Ｇ） 砕石（相模原市緑区産）
混和剤
ＡＥ減水剤標準形Ⅰ型（GCP ケミカルズ社製）

表 2 に，コンクリートの調合を示す．実験に用いたコンクリートは，27-15-20N とし，レディーミクストコンクリート工場から出荷

表 3 試験項目および試験方法した．
(3) 試験項目
表 3 に試験項目および試験方法を示す．床拘束試験体は，コンクリート打込後 20℃で材齢 7 日まで湿潤養生とし，以後は 20℃湿度60%の気乾養生とした．
5.2 実験結果概要
表 4 に圧縮強度および割裂引張試験の結果を示す．
図 8 に拘束ひび割れ試験結果を示す．本試験において，PL，MB1は材齢 3 週でひび割れが発生し，MB2 は 4 週で発生した．ひび割れは，PL では乾燥とともに対角の 2 か所に集中して進展した．そ試験項目
圧縮強度
割裂引張強度
長さ変化
繰返し曲げ
床拘束ひび割れ試験方法
JIS A 1108：標準養生（材齢 7，28，91 日）
JIS A 1113：標準養生（材齢 7，28，91 日）
JIS A 1129：基長まで標準養生，以後 20℃湿度 60%の気乾養生
JIS A 1106 準拠：1000 サイクル，材齢 7 日まで標準養生，以後 20℃湿度 60%の気乾養生
図-1 参照：材齢 7 日まで 20℃で湿潤養生，以降は室温 20℃，湿度 60%の気乾養生

技術研究報告第 46 号

2020.11

戸田建設株式会社

図 9 に繰返し曲げ試験結果の一例を示す．いずれの試験体もほぼ

表-3 圧縮強度および割裂引張試験の結果
圧縮強度（N/mm2）7日
No.1
No.2No.3
平均値

27.026.6
27.026.9

28 日

39.6
39.4
38.5
39.2

91 日

43.9
44.5
42.3
43.6

割裂引張強度（N/mm2）
7日

2.13
2.68
2.64
2.48

28 日

3.01
2.99
2.98
3.00

同じような荷重変位曲線の履歴を示した．また，いずれの試験体も，

91 日

載荷表面側（MB の上面のかぶり）にはひび割れは認められなかっ

3.12
3.54
3.28
3.31た．したがって，床部材にフォークリフト走行のような荷重が生じるような条件下において，床表面部に穴開き帯状鋼板を用いた場合
でも，過大な荷重が発生しない場合は，表面部にひび割れを生じさせるような恐れはないと考えられる．

れに対し MB では，ひび割れが 4 か所に分散し，ひび割れ幅は初期ひび割れ幅以降ほとんど進展しなかった．平均ひび割れ幅は，PL が0.20mm，MB1 が 0.06mm，MB2 が 0.06mm であり，MB の使用でひび割れが分散し小さくなった．

ひび割れ幅
PL

図 9 繰返し曲げ試験結果の一例

5.3 床設置事例
写真 7 および図 8 に建築床部への設置例を示す．
本材料の設置は，ひび割れ幅

柱周りや梁上部などの断面変化や乾燥収縮にともない，ひび割れがMB1発生し易い箇所への適用が効果的となる．また，本材料の設置レイアウトや枚数等についてはひび割れ発生の方向を考慮するなどの検討が必要となる．
今後もマスコンクリートの水和発熱を主要因とする体積変化にともなうひび割れや載荷重作用によるひび割れのひび割れ分散効果等に関して検討を継続する予定である．

ひび割れ幅
MB2

写真 7 柱周辺部への設置状況
図 8 拘束ひび割れ試験結果

コンクリートのひび割れ抑制材料(ハイグリップ・メタルバンド）の性能確認試験と適用例

写真 8 梁上部への設置状況

6．まとめ
コンクリートのひび割れ抑制材料の性能確認試験結果を紹介し，本材料の適用例について述べた．得られた結論は以下のとおりである．
① 凍結融解試験を実施し，本材料を設置した場合でもプレーンの場合に比較して影響がないことを確認した．
② 風力発電の基礎への適用では，寒冷地におけるひび割れ抑制効果を確認できた．
③ 床拘束ひび割れ試験の結果，本材料は，ひび割れを分散し，ひび割れ幅を抑える効果が確認できた④ 繰返し曲げ試験結果，いずれの試験体もほぼ同じような荷重変位曲線の履歴を示し，載荷表面側のかぶりにはひび割れは認められなかった．

【参考文献】
1) 関根一郎，浅野均，田中徹，山田勉「コンクリートのひび割れ抑制材料（ハイグリップ・メタルバンド）の開発」，戸田建設技術研究報告第 41号，2015
2) 関根一郎，浅野均，田中徹，山田勉，山火智洋「コンクリートのひび割れ抑制材料（ハイグリップ・メタルバンド）の特性試験と覆工コンクリートへの適用」，戸田建設技術研究報告第 42 号，20163) 藤原弘久，北本広樹，関根一郎，田中 徹，新井延幸「コンクリートのひび割れ抑制材料の凍結融解試験と寒冷地での適用事例」，土木学会第 72
回年次学術講演会，Ⅵ部門，20174) （一財）建材試験センター，「ひび割れ抑制材料の性能試験」報告書，第15A4656，2016.6
5) 久須美真悟，右田周平，梅本宗宏，関根一郎「穴開き帯状鋼板によるコンクリートの床ひび割れ抑制に関する実験的研究」，日本建築学会大会学術講演会，20196) 大谷 俊浩ほか「耐アルカリ性ガラス繊維ネットによるコンクリートの収縮ひび割れ抑制効果」コンクリート工学年次論文集，Vol.31，No.1，
pp.331-336，2009