暑中環境で施工される床スラブコンクリートの構造体強度補正値に関する検討橋本
1. 暑中コンクリートについて
コンクリートは,水とセメントの化学反応，すなわち水和反応によって硬化が進んでいく。この水和反応は，温度や水の乾燥などの影響を受けるものであり，コンクリートの品質を確保するためにはこの水和反応への影響を及ぼすものを把握したうえで適切な管理のもと施工する必要がある。特に，国内の過酷化する暑中環境下で施工されるコンクリートは，高い外気温や強い日射などの影響で不具合を起こしやすく，適切な対策が必要不可欠である。気温が高いなかで施工されるコンクリートは，以下のような不具合を生じることがある。1),2)
・スランプの低下（スランプロス）
・コールドジョイント・初期ひび割れ・乾燥収縮ひび割れ
・長期強度の増進の鈍化
・耐久性の低下
これらの原因として，暑中期においては高い外気温，強い日射などによるコンクリート中の水分の蒸発量が大きくなりやすいことがあげられる。蒸発量が増えると，水和反応に必要な水が足りなくなることによって硬化体組織が緻密に形成できなくなり，コンクリートの耐久性の低下につながる。そのため, 日本建築学会暑中コンクリートの施工指針・同解説 2)（以下暑中指針）では以下にあげるような規定がある。
1）材料や運搬面での配慮
暑中期における受入れ時のコンクリート温度は，原則として35℃以下であり，その温度を超えている場合においては，38℃までは工事監理者の承認を得ることができた場合にのみ施工することができる。そのため，この暑中期における荷卸し時の高聖良いコンクリート温度への対策として，過度な練混ぜ時間の超過を防ぐことや運搬時間を短縮すること，アジテータ車のミキサー部分の塗装への工夫などがあげられている。
2)養生
暑中コンクリートにおいて，高温の外気温や日射により初期の乾燥を防ぐ養生が重要である。そのため，暑中指針では耐久性を確保するために養生期間は 5 日間となっている。
2. 本研究の目的
コンクリートの強度を定める場合，施工で求められる品質基準強度に対してセメントの成分や外気温に応じた強度の発現の差を補強した調合管理強度を設定するために，構造体強度補正値（S 値）が設けられており，日本建築学会建築標準仕様
書・同解説 鉄筋コンクリート工事 JASS5（以下 JASS 5）1)において暑中期では S=6N/㎟，その他の時期は 3N/㎟と規定されている。構造体補正値は，暑中期では他の部材と比較して部材厚が大きいため，外部への熱放出が少なく，内部温度が高くなりやすく，そのため長期強度の伸びが小さくなりやすい柱の強度を担保するために定められている。
一般的に RC 造では，柱や梁,床といった構造体コンクリートは一緒に打設するため，すべての部材で同じ配合のコンクリートが使われる。そのため S 値はすべての部材について一律に定められる。しかし，柱などの構造体に鉄骨を使用したうえで，床スラブのみをコンクリートを使用する場合には床スラブ専用のコンクリート配合を設定することが可能である。
そこで，暑中期において床スラブのみを打設する場合には S値を小さく規定することができると考え，本研究では床スラブコンクリートの暑中期の S 値を 6N/㎟から 3N/㎟へ低減することを検討することを目的として表１に示すような実験を行った。

表１ 実験概要
試験体寸法(㎜)

養生
方法

日射その他

標準養生
管理用供試体Φ100×200

3 日現場封かん後標準養生

脱型後水中養生
日陰

現場封かん養生柱模擬試験体1000×1000×1000

壁模擬試験体500×900×200

床模擬試験体900×900×200

材齢 5 日まで
せき板存置

湿潤養生
給水-フィルム
養生
無養生

直射日光下
日陰
直射日光下
日陰

54-1

材齢 7 日まで
せき板存置

検討項目
・空気量
・スランプ
・荷卸し時のコンクリート温度
・蒸発量（重量変化による）・内部温度測定（材齢 28 日まで10 分間隔）
・圧縮強度試験・密度測定

3. 実験概要

含め，養生の効果を検討した。柱，壁模擬試験体は仮設資材による雨養生を行い，期間は打設当日から実験終了日である材齢日までとした。床模擬試験体の直上は㎜のスタイロフォームで断熱し，防炎シートを屋根とした。なお，供試体の養生は脱型までの 日間 ± Ăの恒温室に静置後に同じ温度条件で水中養生， 日間現場封緘とした後に脱型後は同様に標準養生を行ったもの，打込み直後から現場封緘養生の 種類の条件を設定した。

3.1 検討項目
本研究では,先に述べた目的のために図 1 に示すような実大模擬試験体の施工実験を行った。試験はに準拠して出荷時と荷卸し時にスランプ 空気量 コンクリート温度を測定したうえで 蒸発量をΦ
×㎜ の円筒容器を用いて打設直後から 30 分間隔で重量変化を記録し，コンクリート表面からの水分蒸発量を測定した。また，内部温度については打設直後から 10 分間隔で 28 日間測定した。打込み時の気象データに関しては，日陰と日向の空気温度と相対湿度，風速，日射，雨量を測定した。空気温度と湿度に関しては実験終了まで測定を継続した。
構造体においては図 1 に示した場所においてコア抜きを行い，採取した供試体について，4 週及び 13 週に圧縮強度と密度を測定した。また，硬化体コンクリートの試験として，管理用供試体において日週で圧縮強度，
図 1 模擬試験体の概要
表 2 使用材料密度を測定した。
3.2

調合および使用材料材料

表 2 に使用材料 表 3 に調合を示す。設定した呼び強度は㎟とし 呼び強度 ，㎟には減水剤（遅延形） 呼び強度㎟には高性能減水剤を混和剤として使用した。また，膨張剤を全ての調合に用いた。
目標スランプ値は，鋼構造建築の床スラブ用のコンクリートとして一般的な ±とした。
3.3 養生方法

記号

種類

セメント

普通ポルトランドセメント

水地下水
栃木県佐野市産砕石

粗骨材

（石灰岩）
栃木県佐野市産砕石
（石灰岩）

細骨材

コンクリートは，練り混ぜ後トラックアジテータに積み込んで分経過した後に隣接する敷地内に設置した型枠に打ち込んだ。打設したコンクリートは，表 1 に示した養生を所定の材齢で開始した。脱型は，に従い，柱壁試験体については材齢 日で行い，床模擬試験体においては脱型しないものとした。床試験体の養生は，材齢 日まで「給水－フィルム養生」を施した。同養生は，打込み当日の押さえが終了した直後に散水し，翌朝に再度散水した後，ポリフィルムをかける養生方法である。これと比較するために無養生のものも設定し，日射の影響も千葉県香取市産砂
膨張剤
減水剤
（遅延形）

混和剤

高性能減水剤遅延形）※記号は表３に対応

表 3 調合単位量（呼び強度㎟）㎥）

目標値
空気量

スランプ
±㎝

表 4 フレッシュコンクリートの性状
呼び強度

試験時間

スランプ

スランプフロー

コンクリート温度

塩化物含有量（N/㎟）

練上がり時間

試験時間

(cm)

(㎝)

(℃)

(㎏/㎥)

21

8:30

9:00

17.0

33.0×32.5

33.00.039

30

9:37

10:06

16.5

28.0×27.0

32.00.059

42

10:30

11:00

17.0

34.5×33.533.00.044※外気温度はいずれも約 30℃

4. 実験結果および考察
Ăである暑中環境下で実大模擬施工実験を行った。以下に各実験の結果を示す。
4.1 圧縮強度試験
図 2 に管理用供試体の材齢3,4,5 に材齢日における圧縮強度,図日における圧縮強度の結果を示した。床スラブの模擬試験体から採取した供試体の圧縮強度は，

59.3

圧縮強度（N/㎟）

外気温度が約70604020100
呼び強度21N/㎟

給水―フィルム養生を行ったほうが養生しなかったもの㎟ほどであった。また，養生を行った試験体について直射日光下と日陰で養生したものを比較すると，日陰で養生したものの方が～㎟ほど圧縮強度が大きい結果となり，養生によってコンクリート中の水分蒸発を防ぎ，水和反応に必要な水分が確保され圧縮強度を増加させることができることや日陰では水分蒸発の減少，40たが，内部最高温度は設定した全ての呼び強度で共通して，柱 中心 柱 外側 壁 床スラブ（直射日光下） 床スラブ（日陰）の順に高くなった。また，床模擬試験体では呼び強度によらず直射日光下に存置したほうが日陰に存置したものより内部最高温度が～

0
日陰

床

5045.5

すなわち水セメント比が高いほど蒸発量が大きくなる傾

日陰

直射日光
下
床

70
6050
40
30
201000 21/61
70 30/48
20 42/38.5
30 40

給水フィルム養生（日陰）
無養生（日陰）蒸発量（g/㎠)

70

30

64.8

日陰

59.8

63

直射日光
下

日陰

床

1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

日陰

床

無養生

60.253.70

給水-フィルム養生

直射日光
下

日陰

床

無養生

0./2
0.65
0.53

0.50

0.57
0.43

日向日
陰21N/㎟

図 6 内部の最高温度

給水-フィルム養生

直射日光
下

図 5 材齢 91 日におけるコアの圧縮強度（呼び強度 42N/㎟）

柱(外側)

40

日陰

図 4 材齢 91 日におけるコアの圧縮強度（呼び強度 30N/㎟）

80

50360

壁

給水フィルム養生（直射日光）
無養生（直射日光）

38.80

10柱(中心)

60

無養生

2090

壁

床

4541.6壁

圧縮強度（N/㎟）

発量の試験結果を示した。蒸発量は呼び強度が低いほど，

日陰

304.3 蒸発量

ぞれの呼び強度の日向及び日陰に静置した場合での，蒸給水-フィルム養生

直射日光下40における温度に大きな影響を与えると考えられる。

ト表面から蒸発する水分量の違いを比較するために,それ

日陰

図 3 材齢 91 日におけるコアの圧縮強度（呼び強度 21N/㎟）とったため，養生の有無より日射条件の方が構造体内部

最高温度（℃）

直射日光
下℃ほど高い値を

図 7 に各呼び強度における日射の条件によるコンクリー

30.30
26.6

壁圧縮強度（N/㎟）

時間で最高温度に達し35.5

32.1

104.2 内部温度～33.420

縮強度が大きくなるということを確認することができた。

示した。内部温度は打設後

呼び強度42N/㎟30

日射によるコンクリートの温度上昇を受けにくいため圧図 6 に各呼び強度の模擬試験体内部における最高温度を呼び強度30N/㎟

図 2 管理用供試体の圧縮強度（材齢 28 日）
圧縮強度（N/㎟）

～26.3

30

いずれの調合においても同じ日射条件で比較した場合にに比べ圧縮強度が大きい結果となり，強度の差は45.750日
向日
陰30N/㎟日向日
陰42N/㎟

図 7 各呼び強度における蒸発量

向が確認された。次に，同じ呼び強度の調合で比較する

0と，蒸発量が少なかったものほど強度が大きくなる傾向-0.3D値(N/㎟）がみられた。蒸発量が少ない場合には蒸発量が多いものと比較して，表面から失われる水分が少ないことにより，水和反応に必要な水が多くコンクリート内部に存在し，反応が促進されることにより圧縮強度が大きくなったと-3-4-6-5.8-9-/.7-9.2-12考えられる。さらに，蒸発量がブリーディング量を上回

日陰

直射日光
下った時点からコンクリート表面の乾燥が始まるため ，蒸3)

発量が大きかった呼び強度が低い調合ほど表面の乾燥が壁

床

日陰

給水-フィルム養生

直射
日光
下

日陰

床無養生

始まるのが早くなると考えられる。そのため，水セメン
図 8 呼び強度 21N/㎟における D 値

ト比が高い調合ほど養生に注意が必要である。

※D 値は材齢 28 日における管理用供試体の圧縮強度と材齢4.4 密度

91 日における構造体強度の差（以下同じ）

密度については，管理用供試体と柱及び壁の構造体模12D値(N/㎟）

擬試験体から採取した供試体のいずれにおいても，養生方法にかかわらず，呼び強度が大きくなるほど密度が大きくなる傾向が見られ，密度が高いほど圧縮強度が高くなることが確認された。一方で，床スラブの模擬試験体

9./9

呼び強度および養生条件6.90

634.70./0.20から採取したコアにおいてはこの傾向はみられなかった。

日陰

直射日光
下

5. 構造体補正値に関する検討
JASS5 における構造体補正値の定義は，標準養生した供壁

試体の材齢 28 日における圧縮強度と構造体コンクリー

床日陰

給水-フィルム養生

直射日光
下

日陰

床無養生

図 9 呼び強度 30N/㎟における D 値D値（N/㎟）

トの材齢 91 日における圧縮強度の差である。そのため,構造体補正値を議論するために図 8,9,10 に本実験における各呼び強度の材齢 28 日における管理用供試体の圧縮強度と材齢 91 日の構造体強度の差を D 値として示した。本実験で得られた圧縮強度から D 値を算出した結果，負の9630-3-6-95.60-0.5-5.5
日陰値となったものがみられた。これは,構造体模擬試験体の直射日光
下圧縮強度が管理用供試体の強度を上回っていることを示壁している。 材齢 28 日の管理用供試体における圧縮強度に-0.9-3./

床日陰

給水-フィルム養生

直射日光
下日陰

床無養生

対して材齢 91 日の構造体強度が下回ることを前提として

図 10 呼び強度 42N/㎟における D 値

本研究は行なわれている。そのため，本実験では供試体合に S＜3N/㎟を取る可能性が最も高いコンクリートの養の強度が伸び悩む要因,もしくは模擬体の強度が想定より生条件は，給水-フィルム養生/日陰となることが分かった。
6. まとめ高まる原因があったと考えられる。
負の値を許容して床スラブの構造体補正値を検討する

本研究では床スラブコンクリートおける構造体補正値にための D 値を算出した場合，呼び強度 21 N/㎟の調合ではついて以下の知見を得た。

‐9.2N/㎟（給水-フィルム養生/日陰）から‐0.3N/㎟（養1)日陰で給水－フィルム養生を行った床スラブ模擬体の構生無し/日陰）の値を取り，すべての模擬体において D 値

造体強度補正値は 3N/㎟以下を取る可能性がある。

が負の値となった。呼び強度 30 N/㎟の調合では,すべての2)養生を行わないものおよび直射日光下に存置したものに

模擬体構造体において D 値が 0.7N/㎟（給水-フィルム養生関しては，構造体強度補正値は 6N/㎟以上必要となる。

/日陰）から 9.7N/㎟（養生無し/日陰）であり，正の値を謝辞取ったが，給水-フィルム養生/日陰の条件のみが本実験の本論文の執筆にあたって、指導教員の小山智幸教授には大変お世話になりました。

目標としている D 値=3N/㎟を下回ることとなった。呼びまた、株式会社 JFE シビル技術開発研究センター開発部山岡賢史氏をはじめ関係

強度 42N/㎟ の調合では，-3.7N/㎟（給水-フィルム養生/各位の多大なる協力を得た。ここに謝意を表す。

日陰）から 5.6N/㎟（養生無し/直射日光下）となり，養生【参考文献】

条件が養生なし/直射日光下のもの以外は負の値を示した。
設定した各呼び強度で共通して給水-フィルム養生/日陰の場合が最も D 値が低くなった。つまり，管理用供試体の圧縮強度が模擬体の圧縮強度を上回ることを仮定した場

1) 日本建築学会建築工事標準仕様書 JASS5 鉄筋コンクリート工事 2022
2) 日本建築学会暑中コンクリートの施工指針・同解説
3) 原康孝・小山智幸ほか:暑中環境で施工される床スラブコンクリートの養生に関する研究,平成 28 年度九州大学大学院修士論文集 ，pp93～9654-4