日本建築学会大会学術講演梗概集（関東） 2011 年 8 月

1235

膨張材と収縮低減剤を用いたコンクリートおよびモルタルの供試体寸法が乾燥収縮に及ぼす影響○大野吉昭 1*
鹿毛忠継 2**

正会員
正会員
乾燥収縮
供試体寸法

膨張材
調合

収縮低減剤

表1

1. はじめに鉄筋コンクリート造建築物に生じる有害なひび割れの記号

供試体寸法と組合せ

種類

混和材料

要因のひとつ乾燥収縮がある。そのため，乾燥収縮の予

N-C測を行うことは，建築物の長期使用のためにも重要であ

EX-Cる。日本建築学会「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひSR-C

収縮低減剤

び割れ制御設計･施工指針(案)･同解説」(2006 年)(以下，指N-M無し1)

針とする) では，調合，使用材料，環境条件等の影響を考EX-M

慮した収縮ひずみ予測式が提案されている。しかし，予SR-M

コンクリート

モルタル

100×100×400(各 3 体)膨張材

100×100×400
40×40×160(各 3 体)膨張材

表2測式ではコンクリートに使用される材料のうち，乾燥収縮に影響を及ぼす要因として考慮されていないものある

寸法(mm)

無し

収縮低減剤
コンクリートの調合

単位容積質量 kg/m3
WCSGEXSRAd
C×%例えば，膨張材を使用する場合は，乾燥収縮の低減効N

172344864902--0.60

果の多くを初期膨張で発揮し，水和初期の膨張量につい

EX

172

324

86490220-0.55て測定方法が幾つか提案されているが，それを評価する

SR

166

344864902-6.00.55

ため，このような材料を適切に評価することは難しい。

記号

方法は難しい。また，初期膨張以外にも材齢経過に伴い水和反応が生じるため，その収縮低減効果に及ぼす影響を練混ぜた後，コンクリートおよびウェットスクリーニついても把握する必要がある。

ングしたモルタルを採取し，鋼製型枠で各調合 3 体ずつ

また，コンクリートの乾燥収縮の評価は，作成し成型した。試験体は，表 1 に示す 100×100×400mm

100×100×400mm の角柱供試体の測定結果を基に行われるのコンクリート供試体および 100×100×400mm(標準)またことが多い。指針の予測式では体積表面積比(V/S)の影響は 40×40×160mm (小型)のモルタル供試体とした。コンクが考慮されているが，実建築物は画一的な形状ではない

リートの調合は表 2 のとおり，水セメント比 W/C=50%，

ため，乾燥収縮の評価では，供試体の体積表面積比が乾単位粗骨材かさ容積を 0.56m3/m3 ，目標スランプを 18±燥収縮におよぼす影響を十分に把握する必要がある。

1.5cm，目標空気量を 4.5±1.0％で計画した。

す影響を把握するため，指針で低減係数が示されている

2.2 実験方法
硬化コンクリートおよびモルタルは，材齢 7, 28, 91 日

収縮低減剤との比較を中心とし検証を行った。また，供で 圧 縮 強 度 (JIS A1108:2006 コ ン ク リ ー ト 供 試 体 が試体の寸法乾燥収縮に及ぼす影響を把握するためコンク(φ100×200mm)，モルタル供試体が(φ50×100mm))をそれぞ

リートとモルタルについても乾燥収縮に及ぼす影響につれ 3 体の測定を行った。乾燥収縮は，JIS A1129-1:2010｢モいて実験的検証を行った。

ルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法－第 1 部:コ

2. 試験体および実験方法
2.1 使用材料と調合および試験体の作成方法
使用材料は，普通ポルトランドセメント(密度ンパレータ方法｣に準じた。標点距離は，コンクリート供3.16g/cm3)，細骨材は大井川産川砂(表乾密度 2.57g/cm3 ，測定は，基長後の乾燥材齢 1, 3, 7, 14, 28, 56, 91 日で行っ吸水率 1.02%)を，粗骨材は岩瀬産の硬質砂岩砕石(表乾密た。また，供試体を乾燥させる恒温恒湿室は，温度 20±

本研究では，膨張材がコンクリートの乾燥収縮に及ぼ3試体が約 340mm，モルタル供試体が約 140mm(または340mm)であり標準水中養生後の材齢 7 日を基長とした。

度 2.65g/cm ，吸水率 0.71%)とし，化学混和剤は，リグニ

2℃，湿度 60±5%の環境で行った。

ンスルホン酸系 AE 減水剤を使用した，膨張材は石灰系の3. 実験結果および考察
3.1 フレッシュ性状と圧縮強度
表 3 にフレッシュコンクリートと圧縮強度の結果を示

低添加型を，収縮低減剤はグリコールエーテル系誘導体を用いた。供試体の採取方法は，各調合のコンクリート

Influence of drying shrinkage with mortar specimen on expansive admixture and shrinkage reducing admixture
OHNO Yoshiaki, KAGE Tadatsugu― 469 ―

表 3 フレッシュコンクリートと圧縮強度の結果
ﾌﾚｯｼｭｺﾝｸﾘｰﾄ結果
記号※スランプ 空気量(cm)(%)

2

圧縮強度(N/mm )
7日

28 日

供試体寸法の影響が大きい。
2) 供試体寸法が乾燥収縮に及ぼす影響は，膨張材より収縮低減剤を用いた場合が大きい。

91 日

参考文献

割れ制御設計･施工指針(案)･同解説(2006)，pp.53-60

N-C

19.5

3.8

32.6

45.8

50.1

EX-C

18.0

3.5

31.6

46.4

53.6

SR-C

19.5

3.5

32.5

47.4

52.9

N-M

－

－

38.7

53.9

55.1

EX-M

－

－

38.2

56.6

62.9

SR-M

－

－

40.7

59.9

63.8

1)日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび※-C:コンクリート，-M：モルタル，N:膨張材及び収縮低減剤無し，
EX:膨張材，SR:収縮低減剤を示す。

す。スランプは 18.0~19.5cm，空気量は 3.5~3.8%の範囲であった。また，材齢 28 日の圧縮強度は，コンクリートが45.8~47.4N/mm2 ，モルタルが 53.9~59.9N/mm2 の範囲にあ

図 1 膨張材の乾燥収縮に及ぼす影響

り，モルタルの圧縮強度が 20%程大きい結果を示した。
3.2 膨張材と収縮低減剤が乾燥収縮におよぼす影響
図 1 に乾燥収縮および質量変化率に及ぼす膨張材の影響を示す。なお，図中の記号で「_S」が付記されている
供試体は，小型供試体の結果を示す。乾燥材齢 91 日の乾燥収縮の比は，N-M を基準とした EX-M が 0.84，N-M_Sを基準とした EX-M_S が 0.88 であり，10~15%ほど収縮が低減された。図 2 に乾燥収縮および質量変化率に及ぼす収縮低減剤の影響を示す。乾燥材齢 91 日の乾燥収縮の比は，N-M を基準とした SR-M が 0.61，N-M_S を基準とした SR-M_S が 0.71 であり，30~40%ほど収縮が低減された。
混和材料の添加が無い場合と比較した質量減少率は，膨張材と収縮低減剤ともに標準供試体ではほぼ同じ，小型供試体では 0.5%ほど質量減少率が大きい結果を示した。
3.3 供試体の寸法および種類が乾燥収縮におよぼす影響
図 3 に供試体の寸法および種類の影響を示す。供試体
種類の影響による乾燥収縮の比は，N-C を基準とした NM が 2.13，EX-C を基準とした EX-M が 1.90，SR-C を基準とした SR-M が 1.99 であり，乾燥収縮の比はいずれも 2倍前後であるが，供試体寸法の影響による乾燥収縮の比は，N-M を基準とした N-M_S が 1.06，EX-M を基準とした EX-M_S が 1.06，SR-M を基準とした SR-M_S が 1.26であり，何れも供試体が小さいほど乾燥収縮が大きい。
図 4 は，調合 N-M を基準とした EX-M と SR-M の乾燥収縮比と供試体寸法を体積表面積比 V/S で表した場合の関係を示す。供試体寸法の影響は，膨張材より収縮低減剤影響が大きい。
4. まとめ
1) 乾燥収縮の低減は，混和材料による影響が膨張材で0.84~0.88，収縮低減剤で 0.61~0.71，供試体寸法の影響が標準を基準とした場合に小型で 1.06~1.26 であり，

図2

収縮低減剤の乾燥収縮に及ぼす影響

膨張材

図3

収縮低減剤

供試体の寸法および種類の影響

膨張材

図4

収縮低減剤

体積表面積比と乾燥収縮比の関係* (財)ベターリビング つくば建築試験研究センター*Center for Better Living Tsukuba Building Research and Testing Laboratory**(独)建築研究所 材料研究グループ Ph.D**Building Research Institute, Ph.D

― 470 ―