1.
はじめに
近年の既製コンクリート杭工法における高支持力工法のめざましい技術開発の影響を受け,既製コンクリート杭は必然的により強度の高いコンクリートが使用されるようになってきている。現在ではコンクリートの設計強度が85N/mm²～105N/mm²の高強度既製コンクリート杭が使用されており，年間約300万t製造されている。さらに,最近では120N/mm²級の既製コンクリート杭りも開発され,より高強度化されつつある現在の適心成形既製コンクリート杭を製造する方法としては主にポンプ打設とバケット打設の２種類が採用されでいる。前者はスランプ5～18cm程度の流動性のよい軟棟りコンクリートが使用され，後者はスランプ0～1cm程度の超硬練りコンクリートが使用されている。しかし，超高強度領城の劉合では高流動化することによりポンプ打設が可能となるが,このようなペーストの多い調合では遊心成形によるペーストと組骨材の材料分離が顕著となり。さらに製造コスト増加にも影響を及ぼす。既往の研究½”では，遠心成形で内面に分離したペーストを削り取ると圧縮強度が5～10％増加することや骨材分離しすぎると圧縮強度が低下するごとが報告されている。そのため，超高強度領域の遂心成形コンクリニトを製造する上では,ベーストの少ない硬様りコンクサートを採用することが品質上あるいは製造コストの面でも有効な製造方法となる。このことから,筆者らは単位水量をより低減した調合での遊心成形性や材料分離抑制効果に関する研究について既に報告がかしてきた。しかし，現場施工で使用されるW/B=30%以下の高強度コンクリ一下に関する研究は多く報告されているが、遠心成形高強度コンクリートについての研究報告は少ない。その少ない研究報告もポンプ打設するようなスランプ5～18cmの軟練りコンクリートを使用した研究であり，本論文が対象としている単位水量の少ない超硬練り高強度コンクリートの遠心成形に関する研究はされていない。: 41本報告は，遼心成形時の材料分離を抑制した超硬練り高強度コンクリードの遠心成形効果を確認することを目的として，振動成形と比較して力学特性や細孔容積，気泡の変化を把握し，力学特性と微細空険量との関係について分析したものである。 2.実験概要2.1試験項目  試験項目を表1に示す。試験Iでは各成形前の各種コンクリートのフレッシュ時におけるスランプ、空気量、単位容積質量の測定と遵心成形時に発生したスラッジ量の測定を行った。 11- 5試験IIでは各種コングリートの常圧蒸気養生後の材齢7日における遠心成形試験体と振動成形試験体の圧縮強度，ヤング保数及単図1 試料採取位置位容積質量の測定を表1に示す試験方法で行い,水結合材比や成形条件による各種力学特性に及ぼす影響について比較検討した。試験皿では内部空隙の変化を把握するため, ＡＳＴＭのリニアトラバース法による30～1000μmの範囲の気泡と水銀圧入式ポロシメータによる0.003〜30μmの範囲の細孔容積を測定した。気浩測定は;材齢7日においてトラバース長(測定距離全長)が2100mm以上になるように気泡径を測定し,  A S TMに準拠して気池径の合計長と測定トラパース長の関係から，単位モルタル量あたりの空気量を算出した。また，細孔容積は，材齢７日において水銀歴入式ポロシメータにより測定した。）各麒教に供する武科は図1に示す位置で採取した。気泡測定の飲料は,違心成形試験体については図1:に示すように100mm× 100mm× t.25〜30mmの試験片を２枚切断し，その両面を測定することにより，外側と内側の気泡状態を比較検討した。また,振動成形試験体についでは,高さ方向中央部を厚さ20mmに輪切りしてその両面を測定した。から細孔容積測定の試料は，遠心成形狀験体の厚さ方向を2分してその中心部から、また援動成形試験体についでは中心部を切断して採取した。そして、試験片をアセトン浸漬後風乾した。粗骨材を取り除いた約:5mm角に砕き、演結乾燥後測定を行った。後中で、これ数光2.2 使用材料および調合・練り混ぜや成形・養生条件実験に用いた高強度コンクリートの使用材料および調合条件を表2,表3に示す。単位水量は,それぞれの調合における遠心成形可能な範囲で少ない半位水量に設定した。しシリカマューム(以下Si材)は,水箱合材比(以下W/B) =17%, 23%に使用し; *W/B=23%ではSi材の影響を比較するため, Si材使用しない調合も検討した。また，既往の研究報告のようなスラッジを柳出する従来調合として0W/B=33%も検討した。李ゆとは、1高性能減水剤は2種類使用し,それぞれの高性能減水剤の性能に合わせて, W/B=23%以下にはポリカルボン酸系高性能減水剤（以(201). 201 - 5: 1,000
下,P料)を使用し, W/B=33%には九フタリン系高性能滅水剤（以TN利）を使用した。孫加率としては，遠心成形可能な範囲の孫加寧とし, W/B=23%のP剤の添加率を0.8%とし, W/B=17%の添加率を1,2%とした。また、W/B=33%のN剤の添加率2.2%とした。練り混ぜ条件，成形条件，養生条件を表4に示す。練り混ぜ時間は,目視によって十分的一に練り混ぜられたと判断できる,骨材表面に光沢のあるペーストが付着するまでの時間とした。その結果， W/B=17%については練り混ぜ時間が長くなった。遠心成形条件は，既往の研究報告9を参考に高強度コンクリートにおける硬練りコンクリートを考慮して,初速の遠心力を1Gとし,意心時間を420秒と長く設定した。中速については，最適な遊心成形とするため吸階的に遠心力を上げ， 6G,  10Gを設定した。また，高速については，遠心成形による製造に一般的に用いられている遠心力30Gとし，遠心時間を120秒と設定した。振動成形条件は、振動台を使用して２層に分けてコンクリートを投入し、それぞれコンクリート上面にペーストが浮かんでくるまで、扱動を行った。養生条件は，最高温度で,70℃の常圧蒸気養生とし，養生後脱型し、材飾７日まで20℃60RHの室内に保存した。
: 3.フレッシュコンクリート試験（試験I ）
フレッシュ時に行った試験結果を表５に示す。いずれの闇合もスランプは0～0.5cmであった。空気量は，振動成形試験体と同じ振動条件で３層に充填したコンクリートで測定した。その空気量は、W/B=17～23％の場合は2.3～ 2.6%を示し、W/B=33%の場合は1.0%と振動成形で脱泡されて他の■合に比べ少なくなった。単位容積質量は空気量測定後の測定容器で測定し、2.46～2.47t/m³でほぼ同じ筐になった。遠心成形時に発生するスラッジは, Si材を混入している調合1および調合2では発生せず，調合3でコンクリート重量比 0.9%発生し、調合４は重量比2.4%で最も多くスラッジを発生した。既往の論文7では，遠心成形するポール，パイル，ヒューム管で発生するスラッジはコンクリート演量の3～5%と紹介されており,今回홍定した調合の発生スラッジ量はそれに比べ少ない傾向を示した。
4.硬化物性試験（試験II）
4.1 単位容積算量試験結果
各國合および各成形条件の材齢７日における単位容積賀量試験結果を表６に示す。単位容積質量は，振動成形に比べ遠心成形した場合が大きくなる傾向を示し，W/B=17%～23%で差が大きく，W/B=33%では差が小さくなった。このように，W/B=17%～23%の開合の場合は振動成形では遠心成形状態までには至らず，空隙が多くなり単位容積算量が小さくなる傾向を示した。空気量を考慮しない調合表から算出した単位容積貿量を基準に求めた各成形条件の充填率は，遠心成形試験体はいずれの調合も99.6～100%とほぼ調合表からの単位客積質量と同じ値を示し、途心成形により密実になっていることが判った。一方，振動成形の充填率は, W/B=17%～23%かs 97.6～98.0%, W/B=33%は99.6%ととなり. W/B=17%～23%の調合は遠心成形に比べ1.6～2.4％の空隙が多くなる結果を示した。 4.2 圧縮強度試験結果各調合および各成形条件の材飾7日における圧縮強度試験結果を図2に示す。
圧縮強度はW/Bが小さくなるほど大きくなる傾向を示し、W/B =17%の調合における遠心成形試験体は172  N/mm²の圧縮強度が得られた。 Si材による影響をみると，W/B=23%では振動成形で17N/mm²,遠心成形で28 N/mm²の強度が増加する結果となった。成形の違いの影響をみると，W/B=17%～23%では振動成形に比べ遵心成形した場合は、21～34 N/mm²強度が大きくなる傾向を示した。しかし，W/B=33%ではいずれの成形も同じ強度となった。 ｜土田ら野の研究によると調合条件は明確にされていないが振動成形円柱試験体に比べ、遠心成形試験体の圧縮強度が若干低くなることが報告されている。しかし、本研究では、逆に遼心成形試験体の圧縮強度が増加する傾向になった。これは，超硬練りであることや高粘性調合であるため，振動成形では厳しい成形条件となり，遼心成形試験体に比べ振動成形試験体の内部空隙が多く残留し，圧縮強度に影響したものと考えられる。
4.3ヤング係数試験結果
「各調合および各成形条件の材齢7日におけるヤング係数の結果,ヤング係数と圧縮強度の関係をそれぞれ図3 ～ 4に示す。ヤング係数は圧縮強度と同様にW/Bが小さいほど大きくなる傾向を示した。また，ゼング係数と圧縮強度の関係は，図４に示すようにNew RC式より若干小さくなる傾向を示すが、両者の関係はよい相関を示した。 ( )成形の違いによる影響をみると、圧縮強度と同様にW/B=17%～ 23%では振動成形に比べ遠心成形のヤング係数が大きくなる傾向を示し，W/B=33%では成形の違いによる差は認められなかった。 s
空隙構造分析試験（試験皿）
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5.1 各気泡径と空気量分布
}リーズトラバース法で測定した気泡径の合計から求めた各気泡径30〜1000μmの範囲の空気量分布を図5に示す。遠心成形の空気量は，振動成形に比べ全体的に減少しており，測定範囲の気泡が遠心成形効果で脱泡される傾向となった。 W/Bの違いをみると，W/B=33%の場合は振動成形においてすでに脱泡され達心成形，振動成形とも空気量が少なくなり，フレッシュ時の空気量と同様な結果となった。一方，W/B=23%以下では遠心成形効果で空気量が大きく減少する傾向を示した。小瀑らの研究"では,遠心成形と振動成形した圧縮強度100N/mm²程度の外殻PCa部材のコア試験体を比較し，細孔直径100〜360μmの細孔容積の減少が多いことを報告しており，本試験で測定した気泡径30〜1000μmの気泡の被少と同様な傾向を示す結果となった。各調合における各成形の空気量の変化は硬化後の単位容積質量と同様な結果を示しており，気泡の鍼少が単位容積質量に影響していることを示す結果となった。このように，W/B=23%以下のように粘性が高く，硬練りの調合においても，遠心成形の成形能力が大きいため，振動成形では脱泡できない気泡も減少させ，撤密化できることが判った。
5.2各細孔直径の細孔容積の関係
細孔直径0.003〜30μmの細孔容積分布を図6に示す。成形条件の違いをみると W/B=17～23%については遠心成形,版動成形の差は認められないが，W/B=33%については振動成形した場合に比べ，遠心成形の場合の細孔容積が減少する傾向を示した。既往の研究9~11でも100N/mm²を越えるような高強度領域では遠心成形による細孔容積の変化は少なく，100N/mm²以下の調合では遠心成形により緋孔容積は減少することが報告されている。本研究も同様な結果となっており，100N/mm²以上の超高強度領域では道心成形の影響による細孔容積の変化は少なくなることが判った。また，遠心成形の内側と外側による細孔容積の差については，既往の研究》でも顕著な差は発生しないことが報告されており，今回の試験結果も同様に差が小さい結果となった。調合構成による影響をみると，摄動成形したものはSi材を使用したりWBを小さくするほど全緯孔容積が減少する傾向を示し、既往の研究112と同様な試験結果となった。しかし，Si材を使用していないW/B=23%と33%の遊心成形した場合の細孔容積の差は小さくなった。これは，W/B=33%の場合はスラッジの発生も多く，遠心成形による余剰水排出などにより0.003～0.1μmの微細空隙が減少して密実となり，このような結果になったものと推測される。 5.3各空隙径と衆加空隙量の関係気泡から求めた空気量と細孔から求めた細孔容積を空隙量として細孔直径0.003μmから累積したものを図7，累加空隙量の増加変化量を図８に示す。いずれの調合においても細孔直径が1μm以上になると空隙量の増加が少なくなった。また，W/B=17，23%の場合，振動成形したものは気泡潤定範囲の気泡径30μm以上になると，気泡の増加の影響で若干空隙量が増加する傾向を示した。一方，W/B=33%の場合，速心成形したものは細孔直径0.003μmから空隊量が少なくなる傾向を示し、振動成形したものは気泡径30μm以上の緊鑽空隙量の増加が他の調合に比べ小さくなる傾向を示した。 5.4 全空隙量と強度物性の関係既往の研究ﾘﾝ14では，ペースト，モルタルの圧縮強度と全編孔容嶺は高い相関があることを報告している。しかし，今回の試験結果ではW/B=23%以下の細孔容積は振動成形も遠心成形も同様な値となり，圧縮強度と細孔容積では高い相関を示していない。そこで,図9，10に示すように，気泡による空気量も加算した全空隙量で圧縮強度，ヤング保数との関係を検討した。適心成形したW/B=17～23％のデータについては，全空隙量と圧縮強度，ヤング係数は高い相関を示し，全空隙量と圧縮強度，ヤング係数と関係は１式，２式に示す結果となった。  2011年F = 250.53 - 16.171 × Vm ··· E = 53.746 - 1.5708 × Vm ··· F :コンクリート庄縮強度(N/mm²), e :コング保数(kN/mm²) Vm：モルタル中の空隙径0.003〜1000μmの全空隙量 (%)このように，W/B=23%以下の遠心成形による強度増加は，気泡径30〜1000μmの気泡の被少が影響を及ぼしていることが判らた。そして，遠心成形では，粘性の高い硬練り高強度コンクリートでもコンクリート中の気泡を脱泡し、力学特性向上に有効であることが確認できた。 ーカ，W/B=33%については，遠心成形と振動成形の圧縮強度が同様な値であり，造心成形による細孔容積の減少が，力学特性に常与しない結果となった。この関係については今後検討していきたい。
6.おわりに
本研究で待られた知見は，以下のようにまとめられる。 1) WB=17～23%の調合では、振動成形に比べ違心成形の圧縮強度,ヤング保数，単位容積貿量とも増加した。圧縮強度の増加量は， 21〜34N/mm²であった。しかし，W/B=33%の調合では，振動成形と遠心成形で同様な値となった。 2). WB=17～23%の関合での振動成形と遠心成形における細孔直径0.003～30μmの細孔容積の差は少なかった。一方，W/B=33%の開合については，遠心成形効果により，紳孔直径0.1μm以下の細孔容積が減少した。。 3)。WB=17～23%の間合の気泡測定では、遠心成形の場合は振動成形に比べ気泡径30〜1000μmの気泡の脱泡効果が大きくなる傾向を示し、この気泡の脱泡が力学特性に影響を及ぼしていることが判った。 4) WB=17～23%の関合における細孔と気泡を合計した全空隙量と力学特性はよい相関を示し、高強度領域での適心成形による力学物性への影響を評価するためには，気泡径1000μmまでの微細空隙の変化を考慮する必要があることが判った。 1本研究の実施に際し，右川一真氏（ジャパンパイル）およびジャパンバイル製造制,開ジオトップ関係者の方々の御協力をいただいた。付記して謝意を表します。 A  1) 尾崎公則：遼心成形した超高強度コンクリートの物性に関する研究.日本建築学会大会学術講演梗概集, A-1, pp.367-368, 2005.9 2)  杉木六郎：鉄筋コンクリートポールおよびくいに用いるコンクリートの郷工方法に関する研究,土木学会論文集, No88, pp.29-49, 1962.12 3)。松嶋信行，大西利勝，米田俊一；遠心力成形を行う廟高強度コンクリートくいの製造条件に関する研究，宇部三菱セメント研究報告，No.6. pp.66-72, 2005 4)菅一程,桝田佳寛,小林仁志:遠心成形する高強度コンクリートの成形性や各種物性に及ぼす調合構成の影響，日本建築学会大会学術講演梗概集, A-1, pp543-544, 2005.9 5) 菅一雅,桝田佳篤:高強度コンクリートの遠心成形性に及ぼす舞合の影撃に関する研究,日本建築学会構造系論文集, No.606, pp29-34, 2006.8 6)校　亀一：遠心力鉄筋コンクリートクイに用いるコンクリートの遠心締固めに関する研究,土木学会論文集, No.71・別冊4-2, pp.1-15, 1960.11 7） 大森淑孝，新沼文敏：スラッジレス混和剤を用いた遠心力成形コンクリート製品の製造方法,セメント・コンクリート論文後, No.45, pp630-635, 1991 8) 土田伸治,丸山武彦,松原範幸:高強度コンクリートの圧縮強度に及ぼす供飲体の形状および製法の影響。コンクリート工学年次論文集Vol.18, Nol, pp.513-518, 1996 9)  小澤貴史,西田前,燕瀬行信:高強度遼心成形PCa型枠の品質に関する研究,コングリニト工学年次論文集, Vol.23, No.2, pp.1081-1086, 2001 10)   丸山武彦,土田伸治,河野清:シリカフュームコンクリートの諸性質に関する実験的研究,コンクリート工学年次論文集, Vol.12, Nol, pp105-110, 1990 ll）河野政典,岡靖弘:遼心成形外殻プレキャストコンクリートの耐凍者性に関する実験的検討，日本建築学会大会学術講演要概集，A-1, pp1143-1144, 2005.9 l2) 添田致司,江本幸雄,既本開子,大和竹史:コンクリートの諸性質に及ぼすシリカフュームの影響,コンクリート工学年次論文報告書, Vol.7, No.l, pp.205-208, 1985.6 13)  陣内浩，弊田佳寛，早川光敬：初期に高温履歴を受ける低熱ポルトランドセメント・高強度用給合材を用いた高強度給合材ベーストの強度発現性状と微細構造，日本建築学会構造系論文集，No.568, pp.7-13, 2003.6 14) 河上浩司,西本好克,詳田佳寛:低熟ポルトランドヒメントとシリカフュームを併用した結合対モルタルの圧縮強度と内部組織に関する研究.日本建築学会構造系論文集, No.599, pp.1-7, 2006.1 (2006年4月10日原稿受理、2006年9月12日採用決定)