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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

混和材料を用いたコンクリートの乾燥収縮ひずみに関する実験研究(その 2 材料および調合による影響)
正会員
同同

1.はじめに鉄筋コンクリート造構造物の収縮ひび割れに対する制3.乾燥収縮ひずみと質量変化率の測定結果
図 1 に示す乾燥収縮ひずみと W/C の関係より，W/C の増加に伴い質量減少を生じるが，乾燥収縮ひずみへの影
響は非常に小さかった。乾燥材齢 182 日の乾燥収縮ひずみの比は，基準調合 N5-18N に対し W/C=40%の調合 A418N が 0.98，W/C=60 の調合 B6-18N が 0.97 であった。

御設計手法として日本建築学会「鉄筋コンクリート構造物の収縮ひび割れ制御設計･施工指針(案)･同解説(2006)」(以降，指針と記す)が示され，コンクリートの調合や養生条件の影響を考慮した収縮ひずみ予測式が提案されている。また，指針では任意の短期材齢から収縮ひずみの最縮ひずみを予測する手法が示されている。
本報では，その 1 に引き続き，水セメント比や単位水量ならびに混和材料など，使用材料や調合による収縮低減効果への影響について検証を行った。なお，乾燥収縮ひずみ予測式による長期的な乾燥収縮ひずみの予測におい0
乾燥収縮ひずみ(×10-6)

終値を算定し，それに基づきコンクリートの長期的な収ては，若材齢ほど予測値に影響を与えることが指摘され-200

N5-18N
A4-18N
B6-18N-400-600-800

1000-1000

せて行った。

N5-18N
A4-18N
B6-18N

800
600
400
200
00.0

0 28 56 84 112 140 168 196
乾燥材齢(日)ているため，収縮ひずみを測定した材齢ごとの検証も併

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

質量変化率(%)

図 1 乾燥収縮ひずみと W/C の関係
0
乾燥収縮ひずみ(×10-6)

2.実験方法2.1.使用材料と調合

住 学 3*
水田実 4*
起橋孝徳 5*

膨張材
予測式

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

収縮低減剤
水セメント比正会員
同同1000N5-18N
C5-17N
D5-20N

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

乾燥収縮
単位水量

○大串浩治 1*
鹿毛忠継 2*
大野吉昭 1*

N5-18N
C5-17N
D5-20N

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

その 1 に示すようコンクリートの使用材料は，結合材を-200
800
3普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ(密度 3.16g/cm )，細骨材を大井川産川-400
600
砂(密度 2.57g/cm3，吸水率 1.02%)，粗骨材を岩瀬産硬質砂-600
400
岩砕石(密度 2.65g/cm3，吸水率 0.71%)，化学混和剤を AE減水剤(ﾘｸﾞﾆﾝｽﾙﾎﾝ酸系)とし，混和材料として膨張材(石灰-800200系)，収縮低減剤(ｸﾞﾘｺｰﾙｴｰﾃﾙ系誘導体または低級ｱﾙｺｰﾙｱﾙｷ-1000
0ﾚﾝｵｷｼﾄﾞ付加物)を用いた。調合は，水セメント比(W/C)を0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.00 28 56 84 112 140 168 196
340･50･60%，単位水量を 170･185･200kg/m とし，基準調乾燥材齢(日)質量変化率(%)
合(N5-18N)となる W/C=50%・単位水量 185kg/m3 に混和材
図 2 乾燥収縮ひずみと単位水量の関係料を使用方法別(単体使用，併用)に加えるよう計画した。
N5-18N01000
E5-18E
また，単位粗骨材かさ容積を 0.56m3/m3 を一定とした。
F5-18S1
800-200
G5-18S22.2.実験方法
H5-18ES2
実験は，JIS A1129-1｢ﾓﾙﾀﾙ及びｺﾝｸﾘｰﾄの長さ変化試験方
600-400法－第 2 部:ｺﾝﾀｸﾄｹﾞｰｼﾞ方法｣に従い，角柱供試体を用いて400-600
N5-18N
乾燥収縮ひずみ及び質量変化率の測定を行った。供試体
E5-18E
F5-18S1200-800
は，計画基長を 300mm でｹﾞｰｼﾞﾌﾟﾗｸﾞを両面に貼付け，寸G5-18S2
H5-18ES2
法が 100×100×400mm で調合毎に 3 体とした。脱型後ｹﾞ0-1000
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
ｰｼﾞﾌﾟﾗｸﾞを貼付け，材齢 7 日まで標準養生を行い基長し，0 28 56 84 112 140 168 196
質量変化率(%)
乾燥材齢(日)乾燥材齢 182 日までの 9 材齢で測定を行い，乾燥期間中
図3
乾燥収縮ひずみと混和材料の関係
は，温度 20℃湿度 60%の環境下で供試体を静置した。
Experimental Study on Drying Shrinkage of Concrete using Admixtures.
Part2. Influence of Materials and Mix Proportion.
OOKUSHI Koji, KAGE Tadatsugu, OHNO Yoshiaki,SUMI Manabu, MIZUTA Makoto and OKIHASHI Takanori―901―

また，質量減少率は N5-18N に対し A4-18N で 0.5%小さく， 表 1 乾燥収縮ひずみと質量変化率の相関
B6-18N で 0.5%大きい結果を示した。
W/C
単位水量混和調合
傾き a
乾燥収縮ひずみと単位水量の関係は，図 2 に示すよう(%)(kg/m3)
材料*1
W/C=50%で一定とし単位水量を増加・減少させた場合でN5-18N50185
N278
も，乾燥収縮ひずみと質量変化率への影響は共に小さかA4-18N40185N358
った。乾燥材齢 182 日の乾燥収縮ひずみの比は，基準調
B6-18N
60185N222
合 N5-18N に対し単位水量を 175kg/m3 とした C5-17N がC5-17N
50170N275
0.91，200kg/m3 とした D5-20N が 1.03 であった。なお，質D5-20N50200N283
量減少率は N5-18N に対し C5-17N で 0.20%小さく，D5E5-18E50185EX260
20N で 0.07%大きい結果を示した。
F5-18S150185SR1241
図 3 は，混和材料の使用方法別の乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係を示す。乾燥材齢 182 日の乾燥収縮ひずみの比は，基準調合 N5-18N に対し，膨張材の E5-18E が相関
0.952
0.964
0.904
0.951
0.951
0.9390.959

G5-18S250185

SR22360.942

H5-18ES250185

EX+SR22090.919*1 表中の混和材料の記号は，N:使用無し，EX:膨張材，SR1 及び SR2:収0.95，収縮低減剤(SR1)の F5-18S1 が 0.79，収縮低減剤(SR2)縮低減剤を示す。使用材料の詳細はその１参照。の G5-18S2 が 0.87，膨張材と収縮低減剤(SR2)併用の H5-

本実験の範囲では，W/C と単位水量の増減による予測18ES2 が 0.67 であった。収縮低減効果が最も高かった H5-値/実測値の比は 1.04～1.18 となり，W/C=60%や単位水量18ES2 は，乾燥収縮ひずみで 230×10-6 収縮が小さい。

200kg/m3 での予測値が大きくなったため，結果として，また，図 4 に W/C=50%の調合における材齢別の乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係を示す。同一 W/C の場合，膨張材や収縮低減剤を用いても，若材齢から高い相関を示すことがわかる。また，調合別の表 1 に示すよう単位水量の増減により乾燥収縮と質量変化率の傾きがほぼ一致し，質量変化率の減少も少ない。
本実験の調合は，単位粗骨材かさ容積ならびに空気量を一定としているため，コンクリート中のモルタル容積が一定となる。さらに W/C を一定としたときの単位水量と単位セメント量の増加は，細骨材容積の減少に相当する。つまり，単位水量の増加に伴う乾燥収縮ひずみの影響が小さいことは，細骨材容積の変動による乾燥収縮ひずみへ影響が小さいことを表していると考えられる。
4.収縮ひずみ予測式と実測値の比較検証
乾燥材齢 182 日における収縮ひずみ予測式による予測安全側評価を与えることとなった。また，混和材料の使用方法別の予測値/実測値比は，0.87～1.17 となり，膨張材及び併用の場合に予測値より収縮低減効果が高く，収縮低減剤単体使用では低めの結果を示した。これは，予測式においては，膨張材の効果を考慮していないためであり，膨張による収縮低減効果も併せて評価するならば，補正係数としてはγ3=0.9 程度，収縮ひずみの絶対値で補正を行うならば，予測値に対して 60~70×10-6 程度減少させれば，実測値と概ね一致する。
5.まとめ
収縮ひずみ予測式の適用に関して，乾燥収縮ひずみへの W/C 及び単位水量の増減による影響は小さく，収縮低減効果が高めに評価された。また，膨張材の収縮低減効果が高めに，収縮低減剤が低めに評価された。

値と実測値の比較を図 5 に示す。
(W/C)
A4-18N

400
1D7D
28D
91D

20000.01.0

2.03.0

3D
14D
56D
182D

4.0

600

C5-17N

N5-18N
B6-18N

400
200

5.0800600

N5-18N
D5-20N

400
200

予測値(×10-6）

600

800

(混和材料)
1000

1000
予測値(×10-6）800(単位水量)

1000

y=290x-150
R2=0.936

予測値(×10-6）

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

1000

800
600

N5-18N
E5-18E400

F5-18S1200

G5-18S2
H5-18ES2000200 400 600 800 1000 0

質量変化率(%)

図 4 乾燥収縮ひずみと質量変化率

実測値(×10-6)0200 400 600 800 1000 0
実測値(×10-6)

200 400 600 800 1000
実測値(×10-6)

図 5 実測値と予測値の関係(t0=7，t=182 の場合)

1*(財)ベターリビング つくば建築試験研究センター

1* Center for Better Living Tsukuba Building Research and Testing Lab.

2*(独)建築研究所材料研究グループ Ph.D.

2* Building Research Institute, Ph.D.

3*㈱鴻池組技術研究所建築技術研究部門

3* Research Institute of Technology, Konoike Construction Co.,Ltd.

4*飛島建設㈱ 技術研究所 第三研究室

4* Research institute of technology, Tobishima Corporation

5*奥村組技術研究所

5*Technical Research Institute, Okumura Corporation―902―