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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 3 環境条件および試験条件による影響)
正会員
同
同
収縮低減剤
湿度

正会員
同
同

高橋祐一 4*
西 祐宜 5*
荒金直樹 6*

膨張材
予測式
3.乾燥収縮ひずみと質量変化率の測定結果
3.1.体積表面積比 V/S に関する検証
図 1 に供試体寸法と体積表面積比 V/S を増減させた場
合の乾燥収縮ひずみの結果を示す。標準供試体と小型供試体の乾燥収縮ひずみは，乾燥条件が同じ場合に概ね一致した。二面乾燥は，全面乾燥より乾燥を受ける面積が小さく，若材齢の乾燥収縮ひずみは小さいが，材齢が進むに従い乾燥収縮ひずみの差が小さくなる傾向にあった。
また，図 2 に示すように，小型供試体も W/C の増減に伴い質量減少に差が生じるが，乾燥収縮ひずみへの影響は小さかった。ただし，小型供試体は，図 1，2 に示すようにいずれの調合も標準と比べ乾燥材齢 56 日では乾燥収縮ひずみが大きく，乾燥材齢 182 日では小さい結果を示すが，質量変化率ではそのような傾向は確認されない。
予測式では，乾燥収縮ひずみの測定値から終局値を予測するため，測定材齢によっては予測値に影響を与えることも考えられるため，今後検証を行う予定である。
表 1 試験条件と使用材料及び調合の組合せ

1.はじめに
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)に示される収縮ひずみ予測式は，使用材料や調合といったコンクリート自体の内的要因の影響に加え，体積表
面積比 V/S ならびに相対湿度のように外的要因の影響を考慮した関数で定義される。
その 1 では実験の概要などを記述し，その 2 では材料および調合の影響について検討を行った。その 3 では，収縮ひずみ予測式で定義される V/S 及び相対湿度が乾燥収縮ひずみに与える影響について実験検証を行い，乾燥材齢182 日における予測値と実測値の比較検証を行った。
2.実験方法2.1.使用材料と調合

調合別の体積表面積比(mm)試験条件

N5-18N A4-18N B6-18N E5-18E F5-18S1 G5-18S2 H5-18ES2
全面 標準

22.222.2

22.2

乾燥 小型

16.7

16.7

二面 標準

50.0－

乾燥 小型

37.5－

22.2

22.2

22.2

22.2

16.7

－－－－－－－－－－－－－－

湿度(%) 60,(40,80)60※調合 N5-18N における( )内の湿度は，全面乾燥標準供試体のみ実施。
また，V/S 記載のみ試験を実施した。
0N5-18N(標準)-200
N5-18N(小型)0
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，結合材を普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ(密度 3.16g/cm3)，細骨材を大井川産川砂(密度 2.57g/cm3，吸水率 1.02%)，粗骨材を岩瀬産硬質砂岩砕石(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ﾚﾝｵｷｼﾄﾞ付加物)を用いた。基準調合 N5-18N は，水セメン
ト比 50%，単位水量 185kg/m3，混和材料無しとし，混和材料の使用方法別(単体または併用)の調合を加えて計画した。なお，単位粗骨材かさ容積は 0.56m3/m3 一定とした。
2.2.実験方法
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乾燥収縮ひずみ及び質量変化率の測定を行った。標準供試体は，寸法 100×100×400mm にｹﾞｰｼﾞﾌﾟﾗｸﾞを両面に貼付け計画基長 300mm とし，試験条件ごとに 3 体とした。
試験条件と使用材料及び調合の組合せを表 1 に示す。
試験条件は，V/S を標準供試体と小型供試体(寸法 75×75×300mm，計画基長 200mm)で全面乾燥または二面乾燥とし，相対湿度を標準湿度 60%，低湿度 40%ならびに高湿度 80%で環境温度を 20℃で実施した。二面乾燥供試体
は，ｹﾞｰｼﾞﾌﾟﾗｸﾞ貼付面を乾燥面とし，それ以外の四面を基長直後にｴﾎﾟｷｼ樹脂でｼｰﾙ(約 100g/m2)した。なお，質量はｴﾎﾟｷｼ樹脂の塗布前後で測定を行った。

-200-400-600-800

全面乾燥-10000

乾燥収縮ひずみ(×10-6)乾燥収縮
体積表面積比○大野吉昭 1*
鹿毛忠継 2*
唐沢智之 3*

N5-18N(ｼｰﾙ標準)N5-18N(ｼｰﾙ小型)

-400
-600
-800

-1000
28 56 84 112 140 168 196 0乾燥材齢(日)二面乾燥
28 56 84 112 140 168 196
乾燥材齢(日)図 1 乾燥収縮ひずみと V/S 関係(寸法及び乾燥面)

Experimental Study on Drying Shrinkage of Concrete using Admixtures.
Part3. Influence of Environmental Condition and Testing Condition.
OHNO Yoshiaki, KAGE Tadatsugu, KARASAWA Tomoyuki, TAKAHASHI Yuichi, NISHI Hironobu and ARAGANE Naoki

―903―

00

A4-18N(小型)A4-18N(小型)質量変化率(%)-1

乾燥収縮ひずみ(×10-6)質量変化率(%)

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

3.2.相対湿度に関する検証
図 3 は，標準調合 N5-18 の乾燥収縮ひずみ及び質量変B6-18N(小型)B6-18N(小型)化率と相対湿度の関係を示している。乾燥材齢 182 日に-2-400
おける標準湿度 60%の乾燥収縮ひずみが 699×10-6，質量-3-600変化率が 2.62%であった。標準湿度 60%に対する乾燥収縮ひずみの比は，低湿度 40%で 1.16，高湿度 80%で 0.81 と-4-800
湿度上昇に伴い乾燥収縮ひずみが減少した。また，材齢-5別の乾燥収縮ひずみ比は，40%と 60%が若材齢から材齢-1000
0 28 56 84 112 140 168 196
0 28 56 84 112 140 168 196
182 日まで 1.16～1.26 の範囲で推移しているのに対し，乾燥材齢(日)乾燥材齢(日)80%と 60%の場合，若材齢では 1.03～1.08 と高湿度の乾燥
図 2 乾燥収縮ひずみ及び質量変化率と V/S の関係
収縮ひずみが大きく，乾燥材齢 28 日で 0.91 となり以降の00
材齢で高湿度の乾燥収縮ひずみが小さくなる傾向にあっ
RH40%
RH40%
RH60%
RH60%
-200-1た。これは，高湿度環境下の若材齢においては，コンクRH80%
RH80%リートの水和反応が活発に行われることにより，自己収-400-2縮が促進されることが要因として考えられる。
質量変化率は，高湿度 80%の概燥材齢 56 日までは減少-600-3傾向にあるが，それ以降の材齢では質量変化率が収束し-800-4てくるが，標準湿度 60%以下では，乾燥材齢 182 日でも質量変化率が収束せず減少傾向にあった。
-1000-50 28 56 84 112 140 168 196
0 28 56 84 112 140 168 196
また，乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係に及ぼす湿乾燥材齢(日)乾燥材齢(日)度の影響については，40%で 0.955，60%で 0.952，80%で
図 3 乾燥収縮ひずみ及び質量変化率と相対湿度の関係(N5-18N)
0.917 と高い相関を示すとともに，それぞれの回帰式の傾1000
きの差も小さく，湿度による影響は少ないといえる。
4.収縮ひずみ予測式と実測値の比較検証
800
図 5 は，収縮ひずみ予測式による予測値と実測値の関凡例 湿度 回帰式 相関
N5-18N(小型)N5-18N(小型)-200600係を示している。なお，湿度 60%の収縮ひずみには混和
40% y=247x-91 0.955

材料を用いた調合を含む(ただし，膨張材ではγ3=1.0)。ま60% y=278x-90 0.952

た，図 6 は，予測式の変動要因を相対湿度のみの予測値

80% y=287x-78 0.917を示す曲線で，調合 N5-18N を基準に算出し，乾燥材齢

400
RH40%

200

RH60%
RH80%

00.0

1.0

2.0

3.0

4.0

182 日の実測値を湿度別に示したものである。予測値/実5.0

測値の比は，湿度 40%で 1.12，湿度 60%で 1.07，湿度質量変化率(%)

80%で 0.84 であり，湿度が低いほど安全側の評価となる。

図 4 乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係(N5-18N)
1000予測値(×10-6）

乾燥収縮ひずみ(×10-6)

RH40%
800

RH60%
RH80%

600
400200005.まとめ1)体積表面積比 V/S の乾燥収縮ひずみへの影響は，一定割合で縮小した供試体を全面乾燥しても少なく，供試体を小型化することも可能である。
2)乾燥収縮ひずみと質量変化率の関係には，相対湿度によ

1000

200400600

800 1000

8006004002000020

実測値(×10-6)

図 5 予測値と実測値の関係る影響が少ない。

予測式
RH40%
RH60%
RH80%
403)高湿度の環境下では，予測値より実測値が大きい。これは，若材齢の高湿度環境で収縮ひずみが促進された影響が考えられる。ただし，継続的に高湿度環境下にあれば，6080100

相対湿度(%)

比較的早い段階で，乾燥収縮ひずみは収束する。
参考文献

図 6 予測式と実測値の関係

日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の収縮

ひび割れ制御設計･施工指針(案)･同解説(2006)，pp.53-60

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*鉄建建設㈱エンジニアリング本部研究開発部

3*TEKKEN CORPORATION, Construction Technology Center.

4*五洋建設(株)建築エンジニアリング部

4*Penta-ocean Construction,Engineering Division.

5*(株)フローリック技術本部コンクリート研究所

5*Concret Lab,FLOWRIC
6*Technical Research Institute,Toyo Construction Co.,Ltd.

6*東洋建設(株)総合技術研究所―904―