超高強度 PCa コンクリート部材の初期高温養生に関する実験的研究
技術研究所

材工研グループ

中瀬博一

技術研究所

材工研グループ

鈴木雅博

技術研究所

材工研グループ

川畑智亮

技術研究所

材工研グループ

藤井和俊

１．はじめに

表－１ 使用材料

昨今，建物の超高層化が進み，使用される現場打ちコンク

種類

産地・性質

リートの強度レベルは Fc150N/mm2 までが実用化されている．

セメント

シリカフューム混入セメント（密度 3.08g/cm ）これらの超高強度コンクリートを，高い品質で安定して施工

細骨材

硬質砂岩砕砂（密度 2.58 g/cm3，吸水率 1.20%） Sするためには部材のプレキャスト化が有効であると考えられ

粗骨材

硬質砂岩砕石（密度 2.63 g/cm3，吸水率 0.84%） Gる．このため，Fc150N/mm2 級の高強度プレキャストコンク

混和剤

ポリカルボン酸系高性能減水剤

リート部材の実用化を目指し，実機レベルで検討を行ってき繊

ポリプロピレン（繊維径 18μm,繊維長 10mm） PP維

た．しかし，低熱系のベースセメントを用いているため，製な調合設計を余儀なくされていた．そこで，本研究ではこれらの問題を解決する目的で，コンクリート材齢初期に高温履歴を与え，初期強度発現促進を試みた．

CSP

表－２ コンクリート調合
記号W/C(%)

WCSGPPSP
添 加 率(C×%)

SFC-15
SFC-19SFC-231519231551551551033
816674455
638
756914914
914

2.1
1.40.72.50
1.851.45

造時期によっては強度発現が遅く，要求性能を満足するためには日数を要することや，早期出荷を想定した場合，不経済

記号
3単位量（kg/m3）

２．実験概要2.1 使用材料および調合使用材料を表－１にコンクリート調合を表－２に示す．
2.2 コンクリートの練り混ぜ・フレッシュ試験
目標とするスランプフローは 65±10cm，空気量は 2.0±1.0％とした．練混ぜは PCa 製品工場既存の実機ミキサ(容量2.2m3)で 1 バッチ 1.2m3 練りで行った．供試体は，圧縮強度供試体（φ100×200mm），および部材強度確認用の模擬柱部材とした．圧縮強度試験体は標準養生，簡易断熱養生(JASS5T-705-2005)，部材同一養生の 3 種類とした．模擬柱部材の形状，コア抜取り箇所および温度測定箇所を図－１に示す．
フレッシュコンクリートの測定項目はスランプフロー，フロータイム，空気量，コンクリート温度とした．
2.3 模擬柱部材蒸気養生条件
模擬柱部材は打込み後，厚さ 3mm の断熱シートで覆い，翌日(約 17 時間後)に脱枠し，素早く再び断熱シートで養生する．
蒸気養生は打込み後 24 時間後からスタートとした．温度設定を図－２に示す．

養生温度 (℃）

60

実機試験で得られた部材中心部温度履歴をもとに，室内レベルで同一材料・調合で温度履歴養生試験を行った．材齢 7日までは温度履歴養生とし，以後は実機試験時での半月ごとの平均気温で養生を行った．

３．実験結果3.1 フレッシュコンクリートの性状値が得られ，良好な性状であった．

前養生：24ｈ
養生終了：39ｈ後
最高温度保持：6h

3.2 コンクリートの温度履歴
模擬柱部材の中心部・端部，部材同一養生供試体および断熱シート内の温度履歴を図－３に示す．24 時間後より図－１

40
20

模擬柱部材

フレッシュコンクリートの試験では，いずれの調合も目標

10080

図－１
2.4 温度履歴養生

昇温：2ｈ (20.0℃/ｈ)に示す設定で蒸気養生を行った結果，断熱シート内温度は，降温：7ｈ (7.1℃/ｈ)

024 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
時間 （ｈ）

図－２

蒸気養生温度設定

ほぼ設定した温度履歴となった．部材内部温度は一旦，自己発熱により最高点に達した後，蒸気養生による断熱シート内の温度上昇に伴い，再び最高温度を示した．この現象は混和8070に顕著に認められた．また，自己発熱による内部温度上昇は，60506050403020403020100100

温度 （℃）

剤添加量が少なく，凝結時間が短い水セメント比が高い場合
部材端部・中心部共ほぼ同時であったが，蒸気養生による部材内部温度変化は，部材端部が先行して上昇し，続いて中心部が上昇する傾向であった．部材内部最高温度は W/C=15%
で 72.4℃，19%で 69.2℃，23%で 66.2℃であった．部材端部

0と中心部の最高温度の差はいずれも 2.0℃以内であった．部材

12シート内の温度履歴と酷似した．

6050

温度 （℃）

80
70

3.3 コンクリートの圧縮強度
材齢と圧縮強度の関係を図－４に示す．
標準養生では，いずれの水セメント比でも材齢 91 日まで圧

01234567経過時間 (日）

端部
部材同一
断熱シート内01234567経過時間 (日）

図－３日までのコア強度の伸びは，部材端部・中心部とも 3～7%で200
圧縮強度 （N/mm2 )220あった．部材表面および部材から抜き取ったコアには，目視で観察できるひび割れは認められなかった．
図－５に各種養生方法による圧縮強度とコア強度の関係を示す．簡易断熱養生強度と比べ，中心部コア強度は大きく，模擬柱部材内部温度履歴
220

W/C=15%1801601601401401201201001008080606002040

圧縮強度 (N/mm2 ）材同一養生での部材強度管理は安全側の推移であった．温度履歴養生強度とコア強度は高い相関が認められ，高温養生を行った場合でも，部材コンクリートの温度履歴を与えること

80

100

020406080100

材齢 （日）

W/C=23%200

一養生強度と比べ，コア強度はいずれの場合でも大きく，部

60

材齢 （日）

220

歴による強度発現の阻害は認められなかった．また，部材同W/C=19%

200

180

端部コア強度は小さいが，いずれも差は小さく，初期高温履

180

標準養生

160

コア中心コア端部

140

簡易断熱部材同一

12010080

により，強度発現性を模擬できると考えられる．

600

本実験は材齢 7 日までの平均気温が 14.0℃，材齢 91 日ま2040スの結合材を用いた場合，低温期において材6080100

材齢 （日）

でが 5.8℃と低温期に行われた．一般的に低熱系セメントベー

図－４

材齢と圧縮強度

2002

コア強度 (N/mm ）齢初期の強度発現は鈍化する．しかし，材齢と考えられる．

7403020

模擬柱部材中心部の材齢 7 日コア強度は，W/C=15，19，材の材齢 28 日以前の強度保証も可能である

6

中心部

23%の順に，174，152，127N/mm2 であり，材齢 7 日から 91

Fc150N/mm2 級の超高強度コンクリート部

5W / C =2 3 ％の順に，193，176，168N/mm2 であった．

大きな初期強度が得られた．このため，

4100

縮強度の増進が認められ，材齢 91 日強度は W/C=15，19，23%

期強度増進は抑制されるものの，低温期でも3W / C =1 9 ％経過時間 (日）

同一養生供試体の温度履歴は，模擬柱部材とは異なり，断熱初期に 70℃程度の高温履歴を与えた場合，長8070

W / C =1 5 ％

180160140120

中心部コア端部コア

中心部コア
端部コア

100
100

120140160

200 1001802

簡易断熱養生強度 （N/mm ）

図－５120140160

180

200 1002

部材同一養生強度 （N/mm ）120140160

180202

温度履歴養生強度 （N/mm ）各種養生方法による圧縮強度とコア強度の関係

４．まとめ
シリカフューム混入セメントを用いて行った本実験により，低温期でも 24 時間以降の材齢初期に高温履歴を寄与した場
合，強度発現を大きく阻害することなく，材齢 28 日以前でKey Words：プレキャスト，超高強度コンクリート，初期高温養生

Fc150N/mm2 級の部材強度が得られた．これにより部材コンクリート温度管理を適切に行うことにより，季節によらず，早期に強度保証が可能であることが明らかとなった．今後，耐久性等についても高い品質を確保するために，これまで得られた結果を踏まえた上で，収縮特性等の諸物性についても検討を加える予定である．

中瀬博一

鈴木雅博

川畑智亮

藤井和俊