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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

コンクリートに用いる混和材料の収縮低減効果に関する調査(その 1 調査の概要)
正会員
同
同
乾燥収縮収縮ひずみ予測式

収縮低減剤
文献調査

○鹿毛忠継*1
唐沢智之*3
大野吉昭*4

正会員
同加藤淳司*2
大串浩治*4膨張材

2.調査方法1.はじめに鉄筋コンクリート造構造物に生じる有害なひび割れは， 2.1 集計方法
その 1 では，コンクリート工学年次論文集で報告され耐久性・水密性・耐力など建築物の性能低下に繋がるため，事前にひび割れの原因となる乾燥収縮ひずみ等の検た論文を集計対象とし調査を行った。調査方法は，1980討対策を十分に行う必要がある。コンクリートに乾燥収〜2006 年の期間で収縮低減剤または膨張材を使用したコ

縮ひずみが生じる要因として，単位水量等の調合の影響， ンクリートの収縮ひずみが報告された論文を対象とし，
表 1 に示す項目について集計を行った。集計は，基本とセメントや粗骨材の種類等の材料による影響が報告されている。一方，収縮ひずみを抑制する対策として，収縮なる項目(設計基準強度･呼び強度･調合名)，調合及び材料低減剤や膨張材等の混和材料の効果について報告されてに関する項目(水セメント比･単位水量･単位粗骨材量，セおり，鉄筋コンクリート造構造物の収縮ひび割れの制御

メント･骨材及び混和材料の種類)，試験結果に関する項目

設計手法として，日本建築学会「鉄筋コンクリート構造(スランプ･空気量･圧縮強度･収縮ひずみ･試験体の寸法及物の収縮ひび割れ制御設計･施工指針(案)･同解説(2006)」

び養生条件)に分類した。

2.2 収縮ひずみ予測式による予測値と実測値の比較方法
指針において，コンクリートの収縮ひずみの予測値は，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。
コンクリートの材料・調合等を考慮した式(1)によって定め
その 1 では，収縮低減剤および膨張材を使用したコン(以降，指針と記す)が示され，コンクリート調合や養生条クリートの収縮ひずみの実測値を調査し，指針で示されられている。

る収縮ひずみ予測式を用い，混和材料の収縮低減効果にこの式より，コンクリートの調合と養生条件から求ま関する評価を行った。その 2 では，測定材齢が異なる乾る予測値と乾燥収縮ひずみの実測値をセメントの種類及燥収縮ひずみの実測値から，最終乾燥収縮ひずみを予測

び混和材料の使用方法別に比較を行った。

し，使用材料や各混和材料の使用方法（種類・組合せ・ただし，セメント･骨材･混和材料の種類で指針に種類使用量等）の収縮低減効果への影響，ならびに圧縮強度の影響による修正係数が示されていない材料に関しては，へ影響についても検討を行った。

修正係数(γ1･γ2･γ3)を 1.0 として扱った。
⎧⎪ ⎛ h ⎞ 3 ⎫⎪ ⎛⎞(t - t 0 )⎟εsh(t , t 0) = k･t0 -0.08･⎨1 − ⎜
⎟ ⎬･⎜
1.8
⎪⎩ ⎝ 100 ⎠ ⎪⎭ ⎜⎝ 0.16･(V/S) + (t - t 0 ) ⎟⎠表 1 集計対象および集計項目
項目分類集計対象

コンクリート工学年次論文集の収縮ひずみ(×10-6)

設計基準強度，呼び強度，調合名

調合及び材料 水セメント比(W/C)，単位水量(W)単位セメント量(C)，単位粗骨材量(G)
セメントの種類※1，骨材(種類･産地･岩種)，混和材料(膨張材･収縮低減剤) ※2
試験結果

スランプ，空気量，収縮ひずみ(材齢別)
圧縮強度（材齢別），試験体の寸法，養生条件※1 ｾﾒﾝﾄ種類:普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ(N)･早強ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ(H)･低熱ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ(L)･高炉ｾﾒﾝﾄ B 種(BB)･ｼﾘｶﾌｭｰﾑｾﾒﾝﾄ(SFC)を示す。

･･･式(1)k=(11･W-1.0･C-0.82･G+404)･γ1･γ2･γ3
ここに，εsh(t,t0)：乾燥開始材齢 t0 日における材齢 t 日

集計期間：1980 年〜2006 年
基本1.4･(V/S) −0.18

W ：単位水量(kg/m3)
C ：単位セメント量(kg/m3)
G ：単位粗骨材量(kg/m3)
h：相対湿度(%)(40%≦h≦100%)
V ：体積(mm3)
S：外気に接する表面積(mm2)
V/S ：体積表面積比(mm)（V/S≦300mm）
γ1,γ2,γ3：それぞれ，骨材の種類の影響，セメントの種類の影響，混和材の影響を表す修正係数※2 混和材料:収縮低減剤(SR)･膨張材(E)･併用(E-SR)を示す。

Research Survey on Shrinkage Reduction Effect of Admixtures for Concrete
Part1. Outline of Survey
KAGE Tadatsugu, KATO Junji, KARASAWA Tomoyuki, OHKUSHI Koji and OHNO Yoshiaki―263―

3.乾燥収縮ひずみの調査結果
3.1 集計結果調査を行った研究報告は全部で 346 件あり，そのうち縮ひずみが小さい結果となった。また，収縮低減剤につ乾燥収縮ひずみが報告された件数を表 2 に示す。セメン

これは，膨張材の初期膨張の影響であり，収縮ひずみをトの種類が N･H･L･SFC･BB･不明，粗骨材の種類が砕石予測する場合には，膨張量，試験材齢や養生条件等の影(岩種内訳:硬質砂岩･安山岩･不明)･種類不明で，混和材料響について，具体的な評価方法が検討される必要がある。の種類が膨張材または収縮低減剤の単体使用，膨張材･収参考文献

縮低減剤併用または使用無しに分類された。

ひび割れ制御設計･施工指針(案)･同解説(2006)，pp.53-60

いては，良好な推定結果を示すが，膨張材については，一部予測値が実測値の収縮ひずみより小さい結果を示す。

日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の収縮

コンクリートに使用される材料の調査対象に対する割合は，セメントでは N が 77％，粗骨材では砕石が 39%，表2細骨材では砂が 78%･砕砂が 8％，混和材料は，収縮低減

使用材料別の乾燥収縮ひずみ報告件数

項目

件数

項目件数

セN107

粗 砕 硬質砂岩62

混

粗骨材は種類不明が多く，また，収縮低減剤を用いた調

メH1

骨 石

安山岩

8合が調査対象の 60%であった。

ン

L13材

岩種不明

553.2 収縮ひずみ予測式の予測値と実測値の比較
図 1 は，セメント種類別の実測値と予測値の比較を示

トSFC

2197

料 使用無しす。予測値は，セメントが N･L･BB，粗骨材が砕石，混和材料が収縮低減剤･シリカフュームなど指針で修正係数がBB9不明7と実測値は，ややばらつきが認められるが概ね一致して

1000

500

00500
1000
実測値(×10 -6 )1500

予測値(×10 -6 )1000の大小と比較し予測値の変化が少なく，膨張材の評価が

1500

1000

5000SR
1000

04.まとめ収縮ひずみの予測値は，セメントが N の場合，良好な推定結果を示し，L の場合は，予測値より実測値の乾燥収1500 0
1500

500
1000
実測値(×10 -6 )
E-SR

1500

500
1000
実測値(×10 -6 )

1500

1000

500

されていなことが要因と考えられる。

5000500
1000
実測値(×10 -6 )予測値(×10 -6 )値と実測値に差が生じる。また，併用した場合も実測値

500
1000
実測値(×10 -6 )-80%

1500 0

予測値(×10 -6 )場合などでは，初期膨張の影響により収縮ひずみの予測

1500 0E+80%

ンクリートは主にこの養生期間に初期膨張を生じる。そのため，試験において基長までの養生期間を 1 日とする

●：BB

500

使用無しが認められた。長さ変化試験は，一般的に脱型後 7 日間水中養生を行った後，基長を行うが，膨張材を用いたコ

59

1500

石で岩種の区別をせず，特殊材料は除外した。混和材料

単体使用の場合は，ばらつきが大きく，予測値 500~800×28

図 1 実測値と予測値の関係(セメント)

図 2 は，混和材料の使用方法別の実測値と予測値の比

10-6 に対し実測値が 100〜500×10-6 と小さい値を示す場合

101E-SR0

係数γ2=0.6 とすると実測値と予測値が概ね一致する。

ものの予測値と実測値は概ね一致した。一方，膨張材をSR材-80%合は予測値が低めの傾向を示した。なお，L の場合，修正使用無し･収縮低減剤単体使用の場合は，ばらつきはある

和○：L+80%

1000

いる。L の場合の予測値は実測値より若干高く，BB の場較を示す。セメントの種類は N を対象とし，粗骨材は砕26

収縮ひずみが報告された件数とする。

予測値(×10 -6 )件(温度 20℃,湿度 60%)を対象とした。N の場合の予測値

E1500

●：N
予測値(×10 -6 )ム粉など)を使用した調合は対象外，また標準的な養生条件数※表は，調査対象とした研究報告 346 件のうち乾燥1500

示されている調合を対象とし算出した。ただし，砕石の岩種は区別せず，膨張材や特殊材料(石灰粉やアルミニウ

種類不明

予測値(×10 -6 )剤が 47%，膨張材が 12%，併用が 13%で使用されていた。

項目

50000500
1000
実測値(×10 -6 )1500 0

図 2 実測値と予測値の関係(混和材料)*1(独)建築研究所材料研究グループ Ph.D.

*1 Building Research Institute, Ph.D.

*2 飛島建設(株)技術研究所*2 Research Institute of Technology, Tobishima Corporation*3 鉄建建設(株)エンジニアリング本部技術センター*3 Technical Research Institute, Tekken Corporation*4(財)ベターリビング つくば建築試験研究センター*4 Center for Better Living Tsukuba Building Research and Testing Lab.

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