近未来コンクリート研究会

C 協議会
2022.3.8

初期ひび割れ抑制対策（事例）

１． フライアッシュコンクリート（北陸地区） 【資料１】参照
２． 低熱ポルトランドセメント＋低発熱型膨張剤（上下水道調整池）
３． 低熱高炉セメント B 種（重力式擁壁）
４． 高炉セメント C 種（バースクレーン基礎） 【資料２】参照

1

１． フライアッシュコンクリート（北陸地区）【資料１】参照2

２．低熱ポルトランドセメント＋低発熱型膨張剤（上下水道調整池）
H 市発注の上水道水調整池建設工事におけるひび割れ抑制対策について2014 年 3 月~2014 年 11 月に施工された H 市発注の I 地区上水道水調整池建設工事では、生コンクリートの試し練り時点でひび割れ抑制のための生コン配合について、発注者 H 市の K 氏と施工者 H 建設 T 氏より相談を受けた。
水槽の躯体なので誘発目地は設けない。配合と施工で極力ひび割れを抑制したいというの K 氏からの依頼であった。
生コン工場と膨張材メーカーが添付の資料を提出し、配合変更の提案を行った。
検討の結果、AE 減水剤遅延形と膨張材の使用が決まった。
（配合変更に係る費用は施工者負担と思われた）
夏期には水槽の躯体に外部拘束に起因すると思われるひび割れが発生した。
ひび割れは補修を行った。
配合変更を行った躯体の施工ボリュームは 1300ｍ3 程度であった。
配合は 27-10-20BB 膨張材 20kg
将来 H 市ではＮ地区に規模の大きな上水道水調整池建設工事を計画しており、その工事で実施採用できる最も有効な配合の提案を要求された。
そこで、低熱ポルトセメントと膨張材水和熱抑制型の提案を行っていた。
2019 年に H 市 N 地区で上水道水調整池建設工事の入札情報公開があった。
仕様書には躯体の使用セメントが低熱ポルトランドセメント、混和材には膨張材低発熱型の使用が明記されており、入札予定者から生コン組合へ対応可否について相談が寄せられた。生コン配合の費用は当然算入済みと思われた。
生コン組合は対応可能と返答した。
受注された施工者 I 建設は特殊なセメント種や膨張材を使用する工事である認識がなかった。
試し練りを行う前に特殊配合が採用された経緯と特性を説明した。
この特殊配合の使用を主導した H 市の K 氏は既に転勤でほかの部署に移動されており直接お話しする機会はなかったが、文書を H 市の担当課内に残されていた様子であった。
施工は 2019 年 7 月~2030 年 3 月にかけて行われた。
躯体の施工ボリュームは 3500ｍ3 程度であった。
配合は 27-12-20L 膨張材水和熱抑制タイプ 15kg
ひび割れは殆ど見られない仕上がりであった。
H 市の K 氏がひび割れ抑制に注力されたことが効果に繋がったと考えられる。
3

4

現場
での施工
管理等
での対策

生
コン
ク
リート配合
での対策
△

初期の凝結を遅延させる効果があり、水和熱抑制に期待コンクリートの収縮率を10～30%程度低減する。

短繊維をコンクリートに混入、ひび割れ幅の抑制に効果

AE減水剤(高性能AE減水剤)の遅延型タイプを使用

収縮低減剤の使用

短繊維の使用

水和熱の上昇を抑制

鉄筋による拘束増により、ひび割れを抑制

ガラス繊維の拘束によりひび割れ幅を抑制

ひび割れ誘発目地は、ひび割れ対策として効果的であり、間隔を短く設計することでより効果が増す。

夜間打設の検討

ひび割れ制御鉄筋の設置

ガラス繊維ネットの適用

ひび割れ誘発目地の設置------

○

△

△

-

△

○

-

○

△

△

○

-

○

○

△

○

乾燥収縮

○

△

△-

△--

○

△

△

○

-○

○

△

○

自己収縮

△--

△

--○

○

△

△

-

△

○

-

○

○

○

△

△

△

--

○

△

△

△

-

△

○

○

○

○

温度ひび割れ 温度ひび割れ(内部拘束)(外部拘束)

対策=単位水量の低減 急激な乾燥防止 ひび割れ誘発目地の設置 散水養生等による適度な給水、混和材(剤)の適用等
対策=単位セメント量の低減 特殊セメントの使用 混和材(剤)の検討、ひび割れ誘発目地の設置、各種温度上昇抑制対策 等

ひび割れの要因が複数ある為、ひとつの対策で抜本的に解決するには難しく、複数組み合わせることによる相乗効果に期待。

長大壁=乾燥収縮量・自己収縮量が大きく、ひび割れ発生の確率大
マッシブ=温度応力による内部拘束・外部拘束によるひび割れの発生確率大

脱枠後塗布することで、コンクリート中の水の逸散を抑制し乾燥収縮を抑制

塗布型ひび割れ低減剤の使用

ひび割れが懸念される箇所に部分的な使用が可能

水分の逸散を抑制することで、乾燥収縮の抑制に効果

水和熱による温度上昇率が抑えられる効果を期待

打ち込みリフト高の低減

養生シートの使用△

初期の急激な乾燥、コンクリート表層部分の温度低下を防ぐことで、ひび割れ抑制に効果、期間中、散水による水分補給がより効果的

型枠存置期間の延長--

管理材齢を長くとることで、セメント量の低減が図れ、水和熱抑制に効果

強度の管理材齢変更○-

上記特徴に加え、水和熱を抑制する効果が期待出来る--膨張材（水和熱抑制型）の使用

水和熱抑制効果が大きく、温度ひび割れに効果的-

初期ひび割れ収縮補償用コンクリートの膨張率150-6～250-6を確保、圧縮応力の導入によりひび割れを低減

水和熱の抑制特殊（低熱セメント等）の使用

単位セメント量の低減=水和熱の抑制に効果

単位水量の低減=乾燥収縮・自己収縮の低減に効果

果

膨張材の使用単位水量の低減=単位セメント量の低減

効高性能AE減水剤の使用

ひび割れ低減の為の手法

備考

△

不可

不可

不可

可不可

可不可

可

ＪＩＳ表示

△

低級アルコール系の溶剤を含む。型枠脱枠後、乾燥の影響をうけないよう注意△△

鉄筋のかぶりが薄いほど効果に期待が出来る。
鉄筋に設置する際、入念に取り付ける必要がある。生コン打設時、ネットが外れる懸念がある箇
所には取り付け不可
水密構造の場合、目地の処理方法に課題△

現場での変更は不可 鉄筋増によるコスト増大

×△

夜間安全対策、人役他コスト増大△

工程が増え、施工費用も増大化する。

△

型枠脱枠後、養生シート施工前に乾燥の影響をうけないよう注意が必要、完全密封で効果が期待出来るので、細心の施工が必要次工程に移行できない。長期の散水養生による、型枠のアクで美観が損なわれる可能性あり。

※JIS表示につきましては、まるせ五日市工場を対象にしています。

○△
繊維混入によりスランプがロスする為、配合の見直しが必要
工程に影響、ポンプ圧送性に影響が出る可能性○
温度ひび割れには効果が期待出来ない。プラン
ト設備が必要となる。

○

遅延型の減水剤との組み合わせは不可凝結が遅くなる傾向にあり、コテ押さえ等のタイミングに注意。
水和熱抑制型膨張材は膨張材のＪＩＳ規格に適合しないので、事前確認が必要
コンクリート温度により遅延効果に差異がある
為、コテ押さえのタイミングに注意。

○

×

○

取扱のし易さ過剰添加は異常膨張によりコンクリート強度の低下を招く為、所定の添加量を厳守。

プラント設備が必要となり、汎用的でない強度管理材齢の見直し等が必要

スランプ8㎝の配合に使用する場合、単位水量・セメント共に減少する為、ポンプ圧送性が悪くなる懸念がある。

長大壁+マッシブなコンクリート構造物に対するひび割れ抑制対策について３．低熱高炉セメント B 種（重力式擁壁）
低熱高炉セメントＢ種 試験施工記録
１．はじめに高炉セメント B 種（以下、BB と称す）は普通ポルトランドセメントと比較して、水和反応の進行が緩やかであることから、長期強度や水密性などの性能が向上する。また、BB は強度発現性をポルトランドセメントと同等とするために、高炉セメントを構成する材料である高炉スラグ微粉末の粉末度を比較的高く設定している。そのため、夏季の施工時などにおいて、高炉スラグ微粉末の温度依存性に伴う水和活性効果により、発熱量がポルトランドセメントと同等以上になるケースが報告されている。この課題を解決する手法として、BB の特徴を維持させつつ、低発熱性を有した低熱高炉セメント B 種（以下、LBB と称す）がいくつかの構造物で適用されている。本検討では LBB の実構造物への適用にあたって、その施工性能、構造物の挙動、およびコンクリートの性状を確認した。
本施工は寒中期に当り、主な確認事項は、現場での仕上げ時期、構造物に生じるひずみと温度、凝結・ブリーディング、および強度発現性である。以下にその結果を述べる。
２．試験の概要
2.1 試験条件１）対象構造物本試験での対象構造物は、写真-1、図-1 に示す重力式擁壁である。
50 0500

重 力 式擁 壁

１ 区 間長 さ ＝ 9. 0m
１ 区 間V =1 5.7 5m 3

1750

1 85 01 75 01 50 09,000

1 50 010 010 035 010 01500

1 70 0

写真-1.重力式擁壁

均 し Con

図-1.重力式擁壁一般図２）配合
本試験では、LBB 及び、その比較対象として BB を使用した。コンクリート配合を表-1 に示す。
表-1.コンクリート配合
W/Cｓ/aCWSGADLBB

55.047.53001658489843.00

BB55.047.5

300

165

8509863.00※スランプ：10cm±2.5cm※空気量：4.5±1.0%5３）養生条件
施工は鋼製型枠を使用しており、かつ寒中期に当たるため、打設面の粗仕上げ後、型枠毎全面をシートで覆い、コンクリート温度の急激な低下と乾燥防止を図った。養生期間は土木学会コンクリート標準示方書に準じ 12 日間とした。
2.2 試験項目
１）測定・確認項目
表-2.測定・確認項目一覧
測定項目

測定細目

施工性能

仕上げ時期

仕上げ可能時期までの必要時間

および凝結時間

凝結の始発、終結

コンクリートブリーディング

ブリーディング時間、ブリーディング率の性状

圧縮強度

3ｄ、7ｄ、28ｄ、56ｄ、91ｄ※供試体の養生条件は標準養生と現場封緘養生の 2 ケース
構造物の挙動ひび割れの有無

発生時期、位置、間隔、幅、長さ

環境条件

外気温

構造物の温度

温度分布、温度変化

構造物のひずみ

応力ひずみ、自己収縮

２）計測器の配置計測器は、温度応力解析の結果を踏まえ、構造物内部での発生応力が最も大きい断面（構造物中央断面）に配置した。応力ひずみと自己収縮ひずみ算出のため、最大応力発生箇所に無応力計と、埋込ひずみ計を配置した。また、ひずみの分布を確認するため、同断面表面側に埋込ひずみ計を配置した。構造物の鉛直・水平方向の温度分布を確認するため、各ひずみ計に熱電対を配置するとともに、構造物上下方向にも熱電対単87.5体を配置した。

400400150
1 500

図-2.計測器配置図

6450350

117.5437.575

1 020

1 750

1 325

1 312 .5525

埋込みひずみ計
無応力計
熱電対

100

2.3 試験期間
本試験の工程は以下のとおりである。
月日1225 305（シート養生）

110152025305102153202551015202530

現場
打設
計測脱枠

コンクリートひずみ、鉄筋ひずみ、温度3d 7d28d56d91d

検定※青は圧縮強度・弾性係数のみ、赤は引張強度を含む

図-3.試験工程表
３．試験結果3.1 コンクリートの性状１）スランプ、空気量
本試験でのスランプ、空気量、および練上り温度を以下に示す。
表-3.スランプ、空気量、練上り温度
アジテータ車台数

スランプ(cm)

空気量(%)

温度(℃)

1 台目

11.0

4.4

11.3

2 台目

10.5

4.2

11.6

3 台目

10.0

4.7

10.8

1 台目

10.0

5.3

12.6

2 台目

9.0

4.1

12.9

3 台目

9.0

5.2

12.9

LBB

BB２）凝結、ブリーディング
凝結、ブリーディング試験は、現場近傍屋外で実施した。なお、外気温は 10℃前後で推移している。
①凝結(N/mm2)40

表-４、図-4 に凝結試験の結果を示す。

LBB は BB と比べ、始発で 3 時間 20 分、終結で 5 時間10 分遅れる結果であった。

LBB
BB353028252015

表-4.凝結試験結果

10始発

終結

5LBB

13hr-20min

21hr-35min

0BB

10hr-00min

16hr-25min

3.58.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

図-4.凝結試験結果

722.0

24.0 (hour)②ブリーディング
図-5 にブリーディング試験の結果を示す。LBB は BB と比べ、ブリーディング率で約 2.0%多く、ブリーディング時間で 1.5 時間長くなる結果であった。

LBB
BB

0.25

8.0

0.28

0.20
0.19

0.15

LBB
BB

7.0
ﾌﾞﾘｰﾃﾞｨﾝｸﾞ率（%）

ﾌﾞﾘｰﾃﾞｨﾝｸﾞ量（cm3/cm2）

0.30

0.100.05

6.73

6.0
5.0

4.69

4.0
3.0
2.0
1.0

0.00

0.0012345678910 （houｒ）

012345678910 （houｒ）

図-5.ブリーディング試験結果

３）圧縮強度試験で使用したコンクリートの材齢 91 日までの圧縮強度試験結果を図-6 に示す。LBB は BB に対して標準養生、現場封緘養生ともに、80%～90%の強度となっている。

標準養生

現場封緘養生

60

LBB

54.45

BB49.42
50

42.88

42.13
37.11

f'c(N/mm2)

40

45.00
40.85

30.05

34.09

30 22.63

35.89

15.40

31.15

8.40

2012.4918.93

1010.60

24.86
11.89
5.24

0014 28 4256 70 84 98

01428

図-6.圧縮強度試験結果

84256

7084 98
材齢(day)3.2 施工性能１）仕上げ時期
コテ仕上げ可能時期について確認したところ、LBB は打設完了から 14 時間以降、BB は 11 時間以降であった。LBB は BB と比べ 3 時間から 4 時間程度、仕上げ時期が遅れることを確認できた。

BB打設11h後LBB打設14h後

写真-2.金コテ仕上げ状況

3.3 構造物の挙動
１）ひび割れの有無
脱枠後、構造物表面のひび割れ発生の有無を目視確認した。結果、LBB、BB ともに打設後 90 日時点において、ひび割れの発生は確認されなかった。
２）温度履歴
構造物中心部の打設からの温度上昇履歴について図-7 に示す。
LBB は BB と比べ、最高温度上昇量が 4℃低く、最高温度到達時期が半日遅れる結果であった。また、温度降下勾配は LBB の方が若干緩やかである。
打設後 5 日以降では両者の温度差がなく、打設時の温度となる時期は、LBB、BB ともに打設後 10 日であった。
LBBBB30.0
25.0

21.8

温度上昇(℃)

20.015.017.810.05.00.0

1.7 2.2-5.0-10.00246

図-7.中心部温度履歴

9810 (day)３）ひずみ埋込ひずみ計位置の温度履歴と埋込ひずみ計から測定された実ひずみ履歴を図-8 に示す。
LBB は(μ)
200

LBBひずみ
BBひずみ
LBB温度
BB温度

膨張 150(℃)
403010020501000また、温度降下時に LBB と BB 間の温度差が少-50-10ないにもかかわらず、LBB の収縮ひずみ量が小さ-100-20い結果となった。これは、材料組成として一般的

収 -150縮-200-30

BB に比べ温度上昇が小さいにもかかわらず、初期の膨張ひずみが BB とほぼ同等となっている。

な高炉セメントと比較して添加している石こう量05が多いため、エトリンガイトの生成による影響でを付与した結果として、収縮ひずみの低減が達成-4030 (day)80LBB
BB60.060200-20-40計の測定データから求めたコンクリート応力ひずで約 100μであり大きな圧縮側応力ひずみが生じ

2540

構造物中心部に設置した埋込ひずみ計と無応力が最大で約 55μであることに対し、LBB は最大20(μ)
引張できていることが確認された。

みの履歴を図-9 に示す。圧縮側応力ひずみは BB15

図-8.温度と実ひずみ履歴ある。以上より、LBB は BB と比較して、温度変化に伴う膨張ではなく水和生成物による膨張効果

10-12.2-60
圧 -80
縮 -100-120-54.3-102.005ている。また、ひずみ差は BB が最大で約 110μ1015202530 (day)

図-9.応力ひずみ履歴あることに対し、LBB は約 90μであり、応力ひずみの引張側への移行量が少ない結果となった。

(μ)
120以上より、LBB は BB と比較して、圧縮側で応力膨 100
張80ひずみが推移していることが確認された。

98.1

60

無応力計の測定データから求めたコンクリート

37.840の自己収縮履歴を図-10 に示す。LBB は BB に比48.020

べ初期膨張が大きく、その差は約 60μである。ま0た、LBB は BB に比べ収縮が緩やかであり、収縮-20量も BB に比べて約 30μ小さい結果であった。

LBB
BB-45.9

収 -40
縮-600

LBB と BB それぞれにおいて、前述した応力ひずみの相関と同様の傾向を示すことから、LBB の初51015202530 (day)

図-10.自己収縮履歴

期膨張の大きさと収縮量の少なさが LBB の応力ひずみを BB と比較して圧縮側で推移させている要因であると考えられる。
４.まとめ

LBB は BB と比較して、コンクリートの温度上昇量が小さく、温度降下も緩やかであることが確認された。
加えて、初期膨張が大きく、自己収縮量及び速度が抑えられることが確認された。つまり、LBB は BB と比較して、引張応力の低減効果を得られるため、初期ひび割れの抑制を期待できると考えられる

10

４．高炉セメント C 種（バースクレーン基礎）【資料２】参照

11