Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
#### 2.4.3 鉄筋腐食抵抗性の検討

R-CF コンクリートが一般的なプレキャスト RC 部材と同等の耐久性を有し，計画供用期間 65 年以上の耐久性を満足することを確認することを目的に，鉄筋腐食抵抗性の検討を実施した。

鉄筋腐食抵抗性実験の概要を表2.4.9に，調合表の一覧を表2.4.10に示す。使用材料は，表2.4.8の材料を使用した。コンクリート種類は普通コンクリートとR-CFコンクリートの2水準とした。W/BはR-CFコンクリートでは45，35%の2水準とし，普通コンクリートでは45%の1水準とした。養生方法は，図2.4.1の蒸気養生後に40℃RH90%とした。また，鉄筋の腐食を促進するため，塩化ナトリウム(NaCl)を混和する水準でも試験を行った。表2.4.11を参考に，過酷な状況を想定して，Cl量2.5kg/m³と設定し，実験では4.0kg/m³のNaClを添加することとした。塩化ナトリウム(NaCl)を混和した試験体を採取するために必要なコンクリート数量は1調合につき12Lである。エアメータの容器(約7L)2杯分を，フネに移し，少量のお湯に溶かしたNaCl水溶液をフネで切り返すことにより，NaClを混和したコンクリートを作製した。

腐食試験体の詳細を図2.4.4に示す。試験体は100×100×400mm角柱試験体とし，内部にφ10鉄筋(丸鋼)を埋設した。鉄筋はスペーサによって支持し，材齢7日までに脱型およびキャッピングを行った。キャッピングの際，鉄筋に測定用のリード線を接続した。キャッピング後，材齢7日まで20℃封かん養生とし，材齢7日以降は40℃RH90%の気乾養生とした。試験体の打設面，底面および端面は脱型後にアルミテープを貼付し，側面2面乾燥とした。

模擬 RC 試験体の自然電位（腐食の有無），分極抵抗（腐食速度）を測定することで，R-CF コンクートの腐食抵抗性の評価を普通 PC コンクリートと比較した。更に，測定した分極抵抗から，R-CF コンクートの腐食速度を算定し，プレキヤスト RC 部材を想定した腐食速度の推定値に基づく耐久性評価を行った。自然電位および分極抵抗は，図 2.4.5 および図 2.4.6 の測定方法に従い，材齢 28, 56, 91 日にて測定を行った。自然電位および分極抵抗の測定箇所は図 2.4.4 に示す通り，試験体 1 体当たり 6 箇所とした。

表 2.4.9 鉄筋腐食抵抗性実験の概要

NO	記号	水結合材比
(%)	結合材の構成比
(結合材×%)	腐食試験
SR
(7630)	F	B	N	10×10×40cm
(NaCl無し)	10×10×40cm
(NaCl:4.12kg/m³)
1	45%-N	45	-	-	-	100	○	○
2	45%-SR(7630)60-F10-B30	45	60	10	30	-	○	○
3	35%-SR(7630)60-F10-B30	35	60	10	30	-	○	○

表 2.4.10 調合表の一覧

NO	記号	s/a	単位量（kg/m³）	SP(A) (B×%)	SP(B) (B×%)
SR (7630)	F	B	N	W	S	G
1	45%-N	44.0%	-	-	-	367	165	773	999	0.70%	-
2	45%-SR(7630)60-F10-B30	44.0%	220	37	110	-	165	752	970	-	2.60%
3	35%-SR(7630)60-F10-B30	42.0%	283	47	141	-	165	673	946	-	3.00%
表 2.4.11 塩化物イオン量に関する基準等 2.1)

出典	塩化物イオン含有量基準等
建設省総合技術開発プロジェクト「コンクリートの耐久性向上技術の開発」報告書(平成元年5月)	発鑄限界塩化物イオン量として,1.2~2.5kg/m³を示している。
JIS A 5308「レディーミクストコンクリート」(2009)	レディーミクストコンクリートの塩化物含有量は,荷降し地点で,塩化物イオン(Cl⁻)量として,0.30kg/m³以下とする。ただし,この上限値については,必要に応じて協議することで指定することができる。また購入者の承認を受けた場合には0.60kg/m³以下とすることができる。
土木学会「コンクリート標準示方書[施工編]]	練混ぜ時にコンクリート中に含まれる塩化物イオンの総量は原則として0.30kg/m³以下とする
日本建築学会「建築工事標準仕様書·同解説JASS 5鉄筋コンクリート工事」,2009	コンクリートに含まれる塩化物量は,塩化物イオンとして0.30kg/m³以下とする。やむを得ずこれを超える場合は,鉄筋防鋳上有効な対策を講じるものとし,その方法は特記による。この場合においても,塩化物量は塩化物イオンとして0.60kg/m³を超えないものとする。

図2.4.4 腐食試験体の詳細

図 2.4.5 自然電位の測定方法 2.1)
図 2.4.6 分極抵抗の測定方法 2.1)

#### 2.4.4 曲げ構造性能

R-CF コンクリートが一般的なプレキャスト RC 部材と同等の構造性能を有していることを確認することを目的に，実大の板状試験体による構造実験を行った。

実大スラブ曲げ試験の概要および調合表を表2.4.12に示す。使用材料は, 表2.4.8の材料を使用した。コンクリートはR-CFコンクリートと普通コンクリートの2水準とし, 実大スラブ曲げ試験体の鉄筋比は0.76%および0.38%の2水準とした。

加力装置の詳細を図2.4.7に示す。加力装置は，100T(980kN)オートグラフ，当該試験機備え付けの曲げ試験用治具にセットして行った。試験体を下部曲げ試験治具に設置後，上部曲げ試験治具を介して，単調載荷による曲げ試験を行った。

実大スラブ曲げ試験体の詳細を図 2.4.8 および図 2.4.9 に示す。試験体形状は，長さ 2000mm×幅 500mm×高さ 200mm とした。短辺方向の配筋は，せん断破壊を防止するため D6 のフープ筋とし，長辺方向の配筋は鉄筋比 0.76% では D10×8 本，鉄筋比 0.38% では D10×4 本とした。長辺方向の側面には，曲率測定用インサートを設置した。

計測位置および名称を図2.4.10に示す。荷重P，鉛直変形Da①，Db①，Dc①，Dd①，De①，Da②，Db②，Dc②，Dd②，De②の10点，純曲げ区間の曲率変形DT①，DB①，DT②，DB②の4点について計測した。
実験から得られた荷重および変位の結果から，曲げ性能を表す$\mathbf{M}-\phi,\mathbf{P}-\delta$を算定し，$\mathbf{R}-\mathbf{C}\mathbf{F}$ コンクリートの$\mathbf{M}-\phi,\mathbf{P}-\delta$について，普通コンクリートと比較した。

・鉛直荷重 P(kN)

100T オートグラフに設置したロードセルから得られる。

· 鉛直変形 δ(mm)

鉛直変形 δ は，鉛直変形を測定する Da, Db, Dc, Dd, De から(1)式で得られる。

$ \delta = Dc - \frac{Da + De}{2} $ - (2.1)

・曲げモーメント $ M(\mathrm{kN} \cdot \mathrm{mm}) $

ロードセルから得られる鉛直荷重 $ P(\mathrm{kN}) $ から(2)式で得られる。

$ M = Q \cdot l = \frac{P}{2} \cdot 300 $ .....(2.2)

· 曲率 $ \phi $

曲率 $ \phi $ は，水平変形 DT，DB から，図 2.4.11 に示す方法で算定する。

表2.4.12 実大スラブ曲げ試験の概要

NO	記号	実大曲げ試験200×50×15cm	水結合材比(%)	結合材の構成比(結合材×%)	単位量（kg/m³）	SP(A)(B×%)	SP(B)(B×%)
鉄筋比	SR(7630)	F	B	N	SR(7630)	F	B	N	W	S	G
1	55%-N(0.38%)	0.38%	55	-	-	-	100	-	-	-	300	165	799	1031	0.60%	-
2	45%-SR(7630)60-F10-B30(0.38%)	0.38%	45	60	10	30	-	220	37	110	-	165	752	970	-	2.60%
3	45%-SR(7630)60-F10-B30(0.76%)	0.76%

図2.4.7 加力装置の詳細
図 2.4.8 実大スラブ試験体詳細(鉄筋比 0.76%)

図 2.4.9 実大スラブ試験体詳細(鉄筋比 0.38%)
図 2.4.10 計測位置および名称

図 2.4.11 曲率 $ \phi $ の算定方法

$$ \mathcal{A}\varepsilon_{\mathrm{T}}=\delta_{\mathrm{T}}/300 $$

$$ \varphi\;=\;-90/(\delta_{\mathrm{T}}-\delta_{\mathrm{B}}) $$

$$ \mathrm{ 殳 }\varepsilon_{\mathrm{B}}=\delta_{\mathrm{B}}/300 $$

$$ X_{\mathrm{n}}=\begin{array}{c}30+90\delta_{\mathrm{T}}/(\delta_{\mathrm{T}}-\delta_{\mathrm{B}})\end{array} $$

$$ \varepsilon_{\mathrm{c}}=X_{\mathrm{n}}\cdot\varphi $$

$$ \varepsilon_{\mathrm{T}}=\begin{array}{c}(150-X_{\mathrm{n}})\cdot\varphi\end{array} $$

## 参考文献

2.1）日本コンクリート工学協会：コンクリート診断技術【基礎編】
### 3. 結果と考察

### 3.1 コンクリート用スラッジ再生セメント(SR セメント)の開発研究

#### 3.1.1 SR セメント製造実験による製造条件の確立

実機製造実験により製造した SR セメント物性試験結果の一覧を表 3.1.1 に, コンクリートの混和剤種類が SR セメントの比表面積に与える影響を図 3.1.1 に示す。一般的に高性能 AE 減水剤を用いたコンクリートは, AE 減水剤を用いたコンクリートに比べて遅延効果が高く水和の進行も遅いことから, SR セメントの比表面積が低くなることが予想された。しかしながら, 図 3.1.1 の結果から, 混和剤種類が SR セメントの比表面積に与える影響は軽微であることが確認された。

練混ぜから処理開始までの時間が SR セメントの比表面積に与える影響を図 3.1.2 に，スラッジ水にしてから処理開始までの時間が SR セメントの比表面積に与える影響を図 3.1.3 に示す。図 3.1.2 および図 3.1.3 から，処理過程における時間が長いほど，SR セメントの比表面積が大きく，特にスラッジ水から処理開始までの時間の影響が極めて大きいことが確認された。これらの結果から，処理過程の時間を管理することにより，SR セメントの品質を確保することができるものと考えられる。

遅延剤が SR セメントの比表面積に与える影響を図 3.1.4 に示す。レディーミクストコンクリートの水和進行を遅延させることが SR セメントの品質向上に繋がると考え、コンクリートを積んだアジデータ車に遅延剤を添加することにより，SR セメントの品質向上は図った。図 3.1.4 の結果から，遅延剤の添加量が増大するに従い SR セメントの比表面積が低下しており，遅延剤の添加により SR セメントの品質向上の可能性が確認された。また，今回検討した遅延剤の中では，グルコン酸ナトリウムの G が若干比表面積の低減効果が高い結果となった。

実機製造実験により製造した SR セメントのモルタル練混ぜ実験の結果を表 3.1.2 に，普通ポルトランドセメントモルタルに対する SR セメントモルタルの圧縮強度の比を図 3.1.5 に示す。図 3.1.5 から，遅延剤の添加により SR セメントの比表面積が小さくなり，それに応じて圧縮強度が増大していることから，遅延剤による SR セメントの品質向上の見通しが得られた。また，SR セメントの比表面積が増大するに従い，同強度比は低下する傾向にあり，普通 PC に対する強度比 40% は，SR セメントの比表面積 $ 10000 cm^{2}/g $ に相当することが確認できた。普通 PC に対する強度比 40% 以上を満足するための SR セメントの比表面積の管理値は，SR セメントの品質変動などを勘案し $ 8000 cm^{2}/g $ 以下とすることが望ましいと考えられる。図 3.1.3 から，SR セメントの比表面積に大きな影響を及ぼす製造工程として，スラッジ水から処理開始までの時間が重要であることが確認され，図 3.1.3 から，この処理過程の時間を 2.5 時間以内に管理することで，夏期においても比表面積 $ 8000 cm^{2}/g $ 以下の SR セメントが製造可能であることが確認された。
表 3.1.1 実機製造実験により製造した SR セメント物性試験結果の一覧

NO	記号	練り混ぜから
処理までの時間	スラッジ水から
圧縮処理まで時間	遅延剤	コンクリートの
混和剤種類	SRセメント物性試験結果
遅延剤	添加量	密度(g/cm³)	比表面積(cm²/g)
1	2.5-0-N	2.5h	直ちに	無し	AE減水剤	2.91	5960
2	3.5-0-N	3.5h	2.82	7150
3	2.5-0-N(高)	2.5h	G	C×0.1%	AE減水剤	2.87	5620
4	2.5-0-G0.1%(1.5)	G	C×0.2%	2.95	5260
5	2.5-0-G0.2%(1.5)	2.97	4590
6	2.5-2-N	2時間	無し	2.84	6620
7	2.5-2-G0.1%(1.5)	G	C×0.1%	2.83	6720
8	2.5-0-N	2.5h	直ちに	無し	AE減水剤	2.89	6340
9	2.5-4-N	4時間	2.69	9280
10	2.5-4-G0.2%(1.5)	G	C×0.2%	2.94	4490
11	2.5-20-N	翌日(約20時間)	無し	2.45	11030
12	2.5-0-N	2.5h	直ちに	無し	AE減水剤	2.95	5630
13	2.5-0-N-S(0.2%)	S	C×0.2%	3.03	5060

* G: グルコン酸ナトリウム、S: ショ糖

図 3.1.1 コンクリートの混和剤種類が

SR セメントの比表面積に与える影響

図 3.1.3 スラッジ水にしてから処理開始までの時間が SR セメントの比表面積に与える影響

図 3.1.2 練混ぜから処理開始までの時間が SR セメントの比表面積に与える影響

図 3.1.4 遅延剤が SR セメントの比表面積に に与える影響
表 3.1.2 実機製造実験により製造した SR セメントのモルタル練混ぜ実験の結果

NO	記号	W/C
(%)	単位量(kg/m³)	混和剤	フレッシュ試験結果	圧縮強度
(N/mm²)
N	SR	W	S	SP	モルタルフロー
(mm)	空気量
(%)	温度
(℃)	7日	28日
1	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	0.80%	172	6.8	18.0	37.1	46.5
2	3.5-0-N	50	-	900	450	2700	1.00%	177	6.3	18.0	34.1	43.1
3	2.5-0-N(高)	50	-	900	450	2700	0.90%	166	6.9	19.0	34.6	44.3
4	2.5-0-G0.1%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.90%	197	4.5	20.0	42.2	52.6
5	2.5-0-G0.2%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.40%	164	7.2	20.0	35.6	43.2
6	2.5-2-N	50	-	900	450	2700	0.90%	180	6.9	19.5	25.3	37.8
7	2.5-2-G0.1%(1.5)	50	-	900	450	2700	1.00%	164	6.9	19.0	36.5	47.4
8	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	0.90%	163	8.5	20.5	32.2	43.4
9	2.5-4-N	50	-	900	450	2700	2.70%	196	5.2	19.0	25.8	37.4
10	2.5-4-G0.2%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.70%	164	5.1	20.0	32.4	44.3
11	2.5-20-N	50	-	900	450	2700	4.50%	244	7.6	18.5	10.7	19.7
12	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	1.00%	140	8.3	21.0	46.0	54.1
13	2.5-0-N-S(0.2%)	50	-	900	450	2700	0.56%	153	6.8	21.0	49.0	55.1
-	N	50	900	-	450	2700	-	154	6.8	20.0	49.2	63.5

図 3.1.5 普通 PC モルタルに対する SR セメントモルタルの圧縮強度の比

#### 3. 1. 2 SR セメントの初期水和による逸散成分等の分析と補助材の検討

## ・SR セメントの微細構造観察および成分分析

レーザー回折式粒度測定機を用いて SR セメントの粒度分布測定を行うと共に，走査型電子頭微鏡 (SEM) およびエネルギー分散型 X 線分析 (EDX) により，SR セメントの粉体観察，成分分析を行った。

SR セメントの粒度分布測定結果を図 3.1.6 に示す。図 3.1.6 から，普通 PC の粒度分布は 30 μ m 程度を中心に山状の粒度分布であるのに対し，SR セメントは同粒形の他に 300 μ m 程度の頻度も高く 2 山状の粒度分布であることが確認された。通常，比表面積が高いということは，粉体の粒子が細かいことを意味するが，SR セメントの比表面積が高くなるに従い，30 μ m 程度を頻度は低下し，300 μ m 程度を頻度は増大する結果となった。

SR セメントと普通 PC の比較を写真 3.1.1 に, SR セメントの SEM 画像を写真 3.1.2 〜写真 3.1.4 に示す。写真 3.1.1 から，普通 PC は未水和セメント粒子が独立して存在しているのに対し，SR セメント中には未水和セメント以外に，砂や水和生成物などの凝集物が確認された。写真 3.1.2 〜写真 3.1.4 から，
SR セメントでは $ 100 \mu m $ 以上の凝集した粒子が確認されており，SR セメントの比表面積が増大するに従い，その凝集物が増大する傾向があり，上述の粒度分布測定結果と合致する傾向にあった。

SR セメントおよび普通 PC のエポキシ樹脂混合試料による SEM 画像を写真 3.1.5 に示す。この SEM 画像を二値化することにより，図 3.1.7 の様に SR セメントの未水和セメント量を定量化した。SR セメントの比表面積と未水和セメント量の関係を図 3.1.7 に示す。図 3.1.7 から，SR セメントの比表面積が大きくなるに従い未水和セメント量が減少する傾向にあり，比表面積 $ 8000 \, cm^{2}/g $ 以下の SR セメントであれば，未水和セメントの残存率は 65% 以上確保されることが確認された。一方で，35% は砂や水和生成物などであり，強度に寄与しない成分が一定程度存在することも確認された。

各種分析結果から, SR セメント中には未水和セメント以外に, 砂や水和生成物などの凝集が認められ, 未水和セメントの残存率は 65% 程度であることが明らかとなった。SR セメントの比表面積が増大した際に, 細かい粒子が凝集し $ 300\mu m $ 程度の見掛け上粒径の大きな粒子が増大しているが, この $ 300\mu m $ 程度の粒子を分級などにより除去することで, 普通 PC と同様の粒度分布となる SR セメントを製造できる可能性を見出した。

図 3.1.6 SR セメントの粒度分布測定結果

SR セメント(5960cm²/g)

普通 PC(3300cm^{2}/g)

写真 3.1.1 SR セメントと普通 PC の比較
写真 3.1.2 SR セメントの SEM 画像(比表面積 $ 4800 \, cm^{2}/g $ )

写真 3.1.3 SR セメントの SEM 画像(比表面積 $ 7930 \, cm^{2}/g $ )

写真 3.1.4 SR セメントの SEM 画像(比表面積 $ 9880 \, cm^{2}/g $ )

SR セメント(5960cm²/g)

普通 PC(3300cm²/g)

写真 3.1.4 SR セメントおよび普通 PC のエポキシ樹脂混合試料による SEM 画像
対象	樹脂	グレー	未水和
SRセメント
(5960cm²/g)	59.0%	14.1%	26.9%
-	34.4%	65.6%

SR セメント(5960cm²/g)

对象	树脂	未水和
普通PC
$ 3300cm^{2}/g $	60.1%	39.9%
-	-

普通 PC(3300cm²/g)

図 3.1.7 SEM 画像の二値化による未水和セメント量の定量化

図 3.1.8 SR セメントの比表面積と未水和セメント量の関係

## ・SR セメント補助材検討実験

SR セメント補助材検討実験の結果一覧を表 3.1.3 に，フロー経時変化に与える石膏の影響を図 3.1.9 および図 3.1.10 に示す。普通モルタルである 40%-N100 は 60 分経過時点の 15 打フローの差(以下，フローロスと称する)は 40mm 程度であるのに対し，R-CF モルタルである 40%-SR(6000)-F20-B20 は練混ぜ直後から急激にこわばり，60 分経過時点の 15 打フローロスは 70mm 程度と大きい結果となった。これに対し，石膏を添加した水準では 15 打フローロスが軽減され，その効果は石膏添加率 B×6%で顕著であった。石膏添加率が圧縮強度に与える影響を図 3.1.11 に示す。図 3.1.11 から，二水石膏を用いた水準は，石膏添加率の増加に従い強度が微減しているのに対し，無水石膏を用いた水準は，石膏添加率の増加に従い強度が若干増大している結果となった。以上の検討結果から，無水石膏の添加により，練混ぜ
直後のこわばりおよび流動性の低下が軽減され，圧縮強度も若干増大する傾向が認められたことから，補助材として無水石膏の可能性が確認された。

表 3.1.3 SR セメント補助材検討実験の結果一覧

NO	記号	W/C
(%)	単位量(kg/m³)	混和剤	フレッシュ試験結果	圧縮強度
(N/mm²)
N	SR	W	S	SP	モルタルフロー
(mm)	空気量
(%)	温度
(℃)	7日	28日
1	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	0.80%	172	6.8	18.0	37.1	46.5
2	3.5-0-N	50	-	900	450	2700	1.00%	177	6.3	18.0	34.1	43.1
3	2.5-0-N(高)	50	-	900	450	2700	0.90%	166	6.9	19.0	34.6	44.3
4	2.5-0-G0.1%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.90%	197	4.5	20.0	42.2	52.6
5	2.5-0-G0.2%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.40%	164	7.2	20.0	35.6	43.2
6	2.5-2-N	50	-	900	450	2700	0.90%	180	6.9	19.5	25.3	37.8
7	2.5-2-G0.1%(1.5)	50	-	900	450	2700	1.00%	164	6.9	19.0	36.5	47.4
8	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	0.90%	163	8.5	20.5	32.2	43.4
9	2.5-4-N	50	-	900	450	2700	2.70%	196	5.2	19.0	25.8	37.4
10	2.5-4-G0.2%(1.5)	50	-	900	450	2700	0.70%	164	5.1	20.0	32.4	44.3
11	2.5-20-N	50	-	900	450	2700	4.50%	244	7.6	18.5	10.7	19.7
12	2.5-0-N	50	-	900	450	2700	1.00%	140	8.3	21.0	46.0	54.1
13	2.5-0-N-S(0.2%)	50	-	900	450	2700	0.56%	153	6.8	21.0	49.0	55.1
-	N	50	900	-	450	2700	-	154	6.8	20.0	49.2	63.5

図 3.1.9 無水石膏がフロー経時変化に

与える影響

図 3.1.10 二水石膏がフロー経時変化に 与える影響

図 3.1.3 石膏添加率が圧縮強度に与える影響
### 3.2 R-CF コンクートの配(調)合方法の確立に関する研究

#### 3.2.1 モルタル練混ぜ実験による事前検討

R-CF コンクリートの材料・配(調)合の絞り込みを目的に，モルタル練混ぜ実験による事前検討を実施した。モルタル練混ぜ実験の結果一覧を表3.2.1に，SRセメントの比表面積が練混ぜ時間に与える影響を図3.2.1に，SRセメントの比表面積が高性能減水剤の添加量に与える影響を図3.2.2に示す。図3.2.1および図3.2.2から，SRセメントの比表面積が大きくなるに従い，練混ぜに必要とする高性能減水剤添加量および練混ぜ時間は増大しており，特に比表面積10000cm²/g以上でその傾向は顕著であった。また，図3.2.2から，SRセメントと高炉スラグ微粉末を併用した40%-SR(****)60-B40に比べて，SRセメントとフライアッシュを併用した40%-SR(****)60-F40の方が，必要とする高性能減水剤の添加量は低減できており，練混ぜ性能の観点ではSRセメントと併用する混和材はフライアッシュの方が適していることが確認された（****は比表面積を示す）。また，一般的な高性能減水剤の添加量であるB×3%程度以下とするためには，比表面積8000cm²/g程度以下のSRセメントを使用する必要がある。

SR セメントの比表面積が圧縮強度に与える影響を図 3.2.3 に，結合材水比が圧縮強度に与える影響を図 3.2.4 に示す。図 3.2.3 から，SR セメントの比表面積が大きくなるに従い，圧縮強度が低下する水準が認められた。SR セメントとフライアッシュを併用した 40%-SR(****)60-F40 に比べて，SR セメントと高炉スラグ微粉末を併用した 40%-SR(****)60-B40 の方が，高い圧縮強度が得られていることから，強度確保の観点では SR セメントと併用する混和材のうち高炉スラグ微粉末の混合率を増やした方が良いと考えられる。図 3.2.4 から，R-CF モルタルは普通モルタルの同様に，結合材水比が増大するに従い圧縮強度が大きくなることが確認された。このことから，R-CF モルタルにおいても，結合材水比と圧縮強度の関係式を用いて配(調)合設計が可能になると考えられる。

フライアッシュの混合率が圧縮強度に与える影響を図3.2.4に示す。図3.2.4から，フライアッシュ混合率が増大するに従い圧縮強度が低下するものの，混合率B×20%以下であれば，その低下量は軽微であった。以上の検討結果から，コンクリートによる練混ぜ実験では，比表面積6000cm²/g程度のSRセメントを使用することとし，フライアッシュ混合率はB×10%一定として実験を行うこととした。

表 3.2.1 モルタル練混ぜ実験の結果一覧

NO	記号	SRセメント比表面積(cm²/g)	SP(B×%)	練混ぜ時間(分)	フレッシュ試験	圧縮強度試験(N/mm²)
モルタルフロー(mm)	空気量(%)	温度(℃)	単位容積質量(kg/L)	3日	28日	91日
1	30%-SR(7200)60-F40	7200(B)	1.45%	2.5	160	5.1	21.5	2.117	11.8	38.9	57.4
2	30%-SR(7200)80-F20	2.40%	4.0	127	4.7	24.0	2.140	18.1	46.7	61.1
3	40%-SR(6400)60-F40	6400(A)	1.10%	2.0	162	4.3	23.0	2.162	5.9	23.9	30.4
4	40%-SR(6400)60-F20-B20	1.30%	2.0	160	4.3	23.0	2.191	11.9	38.6	47.7
5	40%-SR(6400)60-B40	1.45%	2.0	165	4.5	23.0	2.219	19.6	46.9	49.5
6	40%-SR(7200)60-F40	7200(B)	1.20%	2.0	177	4.6	20.0	2.155	4.5	21.8	32.9
7	40%-SR(7200)80-F20	1.70%	2.0	133	5.2	21.0	2.167	8.8	29.8	40.7
8	40%-SR(8580)60-F40	8580(C)	2.50%	2.0	125	4.0	22.0	2.157	4.0	22.7	33.0
9	40%-SR(8580)60-B40	3.00%	2.5	117	4.4	22.0	2.197	19.9	42.7	51.0
10	40%-SR(10740)60-F40	10740(D)	3.50%	3.0	127	5.1	25.0	2.123	4.6	21.2	35.9
11	40%-SR(10740)60-F20-B20	3.70%	3.0	148	4.7	25.0	2.165	13.4	37.1	44.7
12	40%-SR(10740)60-B40	3.70%	3.0	124	4.2	25.0	2.202	22.9	43.4	51.8
13	40%-SR(11640)60-F40	11640(E)	6.00%	8.5	153	4.8	24.0	2.116	2.8	13.1	23.4
14	40%-SR(13290)60-F40	13290(F)	8.50%	13.0	128	4.4	25.5	2.119	1.3	5.3	15.0
15	40%-SR(13290)60-B40	10.00%	11.5	136	4.2	25.0	2.184	18.3	47.5	56.7
16	40%-N100	-	0.30%	2.0	171	4.8	23.0	2.241	32.4	58.9	65.7
17	50%-N100	-	0.35%	2.0	149	5.5	22.5	2.229	23.0	41.8	48.7
18	60%-N100	-	0.30%	2.0	147	4.8	19.0	2.245	17.5	32.1	39.9
図 3.2.1 SR セメントの比表面積が繊混ぜ時間に与える影響

図 3.2.2 SR セメントの比表面積が

図 3.2.3 SR セメントの比表面積が

高性能減水剤の添加量に与える影響

図 3.2.4 結合材水比が圧縮強度に与える影響

圧縮強度に与える影響

図 3.2.5 フライアッシュの混合率が圧縮強度に与える影響
#### 3.2.2 コンクリート練混ぜ実験による配(調)合方法の検討

上記のモルタル練混ぜ実験結果を受け，R-CF コンクリートの配(調)合方法を確立することを目的に，コンクリートを対象とした練混ぜ実験を行った。フレッシュ試験結果の一覧を表3.2.2に，R-CF コンクリートのスランプ試験結果を図3.2.6に，R-CF コンクリートの空気量試験結果を図3.2.7に，高性能AE減水剤の添加量を図3.2.8に示す。練混ぜ直後のスランプの目標値は，2cmのロスを見込んで20cmとし，許容値は±2.5cmとした。また，練混ぜ直後の空気量の目標値は4.5%とし，許容値は±1.5%とした。図3.2.6および図3.2.7から，R-CF コンクリートのスランプ結果および空気量は概ね許容値を満足しており，普通コンクリートと同様に，高性能AE減水剤および空気連行整剤など化学混和剤の調整により，目標値のスランプおよび空気量が得られることが確認され，プレキヤストRC部材の製造に対して，十分施工可能なフレッシュ性状を有していると考えられる。しかしながら，R-CF コンクリートでは，SRセメントの混合率が高く，W/Bが低い場合，普通コンクリートに比べて粘性が増大する傾向が認められ，図3.2.8の様に，高性能AE減水剤の添加量も増大することから，普通強度域では問題がないが，W/B35%以下の高強度域では粘性が高くなることにより施工性に問題が生じる可能性が考えられる。

強度特性試験結果の一覧を表3.2.3に，標準養生における圧縮強度試験結果を図3.2.9～図3.2.10に示す。図3.2.9～図3.2.10から，SRセメントの混合率の影響として，B×40～80％の範囲であれば，B×60％とした場合が最も高い強度が得られることが確認された。SRセメントの混合率B×80％の場合に，高い強度が得られない原因として，上述のフレッシュ性状で示した様に，粘性が高いことによる空隙の発生が一因として考えられる。図3.2.11は，R-CFコンクリートを，SRセメント，フライアッシュ，高炉スラグ微粉末の3成分に整理した3成分相図であり，標準養生28日圧縮強度の結果から，最適な3成分の構成割合が明らかとなった。

無水石膏の混合率が圧縮強度に与える影響を図3.2.12～図3.2.13に示す。図3.2.12～図3.2.13から，無水石膏の影響として，無水石膏の添加率をB×8％とした水準は，無水石膏を添加しない水準に対して，圧縮強度が高くなる結果が得られ，無水石膏による強度増進の効果がコンクリートにおいても確認された。

R-CF コンクリートのヤング係数試験結果を図 3.2.14 に, R-CF コンクリートの割裂引張強度結果を図 3.2.15 に示す。図 3.2.14 には JASS 5 に示されるヤング係数予測式により算定した結果も合わせて示し 3.1)，図 3.2.15 には既存の割裂引張強度予測式による算定結果も合わせて示した 3.2)。図 3.2.14～図 3.2.15 から, R-CF コンクリートの圧縮強度に対するヤング係数，圧縮強度に対する割裂引張強度は，普通コンクリートと同程度であり，既存の予測式とも大きな差がないことが確認された。このことから，R-CF コンクリートの力学特性として圧縮強度に着目することで，他の力学特性は普通コンクリートと同様に圧縮強度から推測することができると考えられる。

結合材水比と圧縮強度の関係式を図3.2.16～図3.2.18に示す。図3.2.16～図3.2.18から，SRセメントの混合率によらず，結合材水比が増大するに従い圧縮強度が大きくなることが確認された。このことから，R-CFコンクリートにおいても，普通コンクリートの調合設計と同様に，水結合材比により圧縮強度を制御できることが確認された。また，図3.2.16～図3.2.18から，RCCFコンクリートの圧縮強度は最大60N/mm²程度であることから，設計基準強度24N/mm²以上の圧縮強度を十分満足できることが確認された。
図 3.2.16～図 3.2.18 から，R-CF コンクリートは普通コンクリートと同様に，結合材水比が増大するに従い圧縮強度が大きくなることから，結合材水比と圧縮強度の関係式を用いて配(調)合設計が可能になると考えられる。図 3.2.16～図 3.2.18 の結合材水比と圧縮強度の関係式から，R-CF コンクリートの配(調)合方法に供することができる調合設計式として，SR セメントの混合率および無水石膏の添加率の関数となる(3.1)式を求めた。図 3.2.19 は，R-CF コンクリートの調合設計式により推定した圧縮強度の推定値と圧縮強度の実験結果を比較しており，(3.1)式により圧縮強度の実験結果を精度良く再現できることが確認された。

$$ f_{c}\big(28\big)=\alpha\cdot B/W+\beta $$

$$ \alpha=-0.00637\cdot SR^{2}+0.663\cdot SR+9.03 $$

$$ \beta=0.3097\cdot SO_{3}+A $$

$$ A=0.0034\cdot SR^{2}-0.123\cdot SR-22.521 $$

ここに，fc(28)：標準養生における材齢28日の圧縮強度(N/mm²)

SR : SR セメントの混合率(B×%)

$ SO_{3} $ ：無水石膏の添加率(B×%)

表3.2.2 フレッシュ試験結果の一覧

NO	記号	W/B	SP
(B×%)	フレッシュ試験
スランプ
(cm)	フロー
(mm)	空気量
(%)	温度
(℃)	単位容積
質量
(kg/L)
1	45%-SR(5890)40-F10-B50	45%	1.00%	18.5	279	4.6	17.7	2.291
2	35%-SR(5890)40-F10-B50	35%	1.75%	20.0	298	5.6	18.6	2.276
3	45%-SR(5890)40-F10-B50-4(無水)	45%	1.10%	17.0	289	4.4	18.6	2.301
4	35%-SR(5890)40-F10-B50-4(無水)	35%	1.40%	21.5	346	4.8	18.4	2.295
5	45%-SR(5890)40-F10-B50-8(無水)	45%	1.20%	23.0	457	5.1	18.4	2.288
6	35%-SR(5890)40-F10-B50-8(無水)	35%	1.40%	22.5	208	5.0	18.3	2.288
7	45%-SR(5890)60-F10-B30	45%	1.50%	17.0	266	4.9	19.2	2.294
8	35%-SR(5890)60-F10-B30	35%	1.90%	18.0	259	4.0	20.3	2.312
9	45%-SR(5890)60-F10-B30-4(無水)	45%	1.34%	19.5	298	4.4	17.9	2.298
10	35%-SR(5890)60-F10-B30-4(無水)	35%	2.59%	20.5	308	4.5	19.0	2.312
11	45%-SR(5890)60-F10-B30-8(無水)	45%	2.12%	18.5	273	5.2	15.0	2.276
12	35%-SR(5890)60-F10-B30-8(無水)	35%	2.48%	21.0	365	3.7	18.1	2.325
13	45%-SR(5890)80-F10-B10	45%	2.20%	20.5	317	5.7	18.2	2.276
14	35%-SR(5890)80-F10-B10	35%	4.00%	20.5	310	4.2	20.1	2.316
15	45%-SR(5890)80-F10-B10-4(無水)	45%	2.30%	22.0	379	5.5	18.2	2.275
16	35%-SR(5890)80-F10-B10-4(無水)	35%	4.00%	23.5	473	4.1	18.7	2.309
17	45%-SR(5890)80-F10-B10-8(無水)	45%	2.50%	18.0	292	5.6	19.1	2.278
18	35%-SR(5890)80-F10-B10-8(無水)	35%	4.00%	17.0	253	5.6	20.4	2.276
19	55%-N100	55%	0.70%	19.5	336	4.4	16.0	2.314
20	45%-N100	45%	0.65%	20.0	363	4.7	18.0	2.321
21	35%-N100	35%	0.70%	20.0	335	3.8	19.0	2.359
図 3.2.6 スランプ試験結果

図 3.2.7 空気量試験結果

図 3.2.8 高性能 AE 減水剤の添加量

表 3.2.3 強度特性試験結果の一覧

NO	記号	W/B	圧縮強度(N/mm²)	ヤング係数(kN/mm²)	割裂引張強度(N/mm²)
標準養生	20℃封かん	標準養生	20℃封かん	標準養生
28日	91日	2日	28日	91日	28日	91日	2日	28日	91日	28日
1	45%-SR(5890)40-F10-B50	45%	35.1	40.5	9.4	31.6	37.8	32.3	36.7	20.9	31.8	36.2	3.29
2	35%-SR(5890)40-F10-B50	35%	50.3	57.5	17.2	47.5	54.6	33.0	36.8	21.5	31.1	37.8	3.97
3	45%-SR(5890)40-F10-B50-4(無水)	45%	34.4	39.2	9.5	32.2	36.6	32.6	36.0	19.0	30.8	34.6	3.09
4	35%-SR(5890)40-F10-B50-4(無水)	35%	52.2	58.3	21.0	51.1	57.3	33.4	36.3	28.4	34.1	34.2	4.15
5	45%-SR(5890)40-F10-B50-8(無水)	45%	37.3	44.6	11.6	36.3	42.2	32.1	33.4	22.6	31.1	34.5	2.56
6	35%-SR(5890)40-F10-B50-8(無水)	35%	52.6	59.6	18.0	49.6	55.8	33.9	36.8	23.2	34.0	35.7	3.32
7	45%-SR(5890)60-F10-B30	45%	41.8	50.3	10.5	39.1	46.7	33.5	35.7	20.0	33.1	36.3	3.47
8	35%-SR(5890)60-F10-B30	35%	53.6	60.4	-	-	-	34.7	35.3	-	-	-	-
9	45%-SR(5890)60-F10-B30-4(無水)	45%	39.0	46.4	11.0	37.5	44.1	35.2	34.5	19.7	31.4	39.5	3.39
10	35%-SR(5890)60-F10-B30-4(無水)	35%	59.0	65.9	20.5	46.5	61.4	34.6	37.5	23.1	34.2	36.8	3.79
11	45%-SR(5890)60-F10-B30-8(無水)	45%	42.6	49.4	10.9	40.7	46.8	32.0	34.6	19.6	31.4	34.9	3.67
12	35%-SR(5890)60-F10-B30-8(無水)	35%	60.1	66.5	19.0	57.1	63.1	35.5	37.5	22.4	35.0	42.2	3.89
13	45%-SR(5890)80-F10-B10	45%	36.9	45.6	12.2	35.8	42.9	29.2	31.3	17.9	29.4	30.4	2.80
14	35%-SR(5890)80-F10-B10	35%	52.2	61.6	20.1	50.9	59.7	32.7	34.3	23.3	30.9	31.1	3.25
15	45%-SR(5890)80-F10-B10-4(無水)	45%	37.3	46.7	11.8	34.6	43.3	29.7	31.3	22.3	29.9	32.7	2.73
16	35%-SR(5890)80-F10-B10-4(無水)	35%	50.3	61.0	19.1	48.4	57.7	32.6	35.7	21.4	33.3	29.6	3.53
17	45%-SR(5890)80-F10-B10-8(無水)	45%	39.9	48.1	11.7	37.3	45.1	28.9	31.8	17.9	28.2	29.8	3.22
18	35%-SR(5890)80-F10-B10-8(無水)	35%	52.2	60.9	18.4	49.3	58.2	32.2	34.5	22.2	30.7	31.0	3.67
19	55%-N100	55%	36.1	43.3	17.5	37.7	40.9	32.2	34.5	25.0	31.7	33.8	3.19
20	45%-N100	45%	48.5	55.4	26.4	46.2	52.9	34.5	36.4	27.5	33.4	35.7	3.58
21	35%-N100	35%	64.6	70.5	39.6	58.9	62.9	37.6	40.7	30.6	37.2	39.4	4.12
図 3.2.9 標準養生における圧縮強度試験結果 (水結合材比 45%)

図 3.2.10 標準養生における圧縮強度試験結果 (水結合材比 35%)

図 3.2.11 R-CF コンクリートの 3 成分相図

図 3.2.12 無水石膏の混合率が圧縮強度 に与える影響(水結合材比 45%)

図 3.2.13 無水石膏の混合率が圧縮強度 に与える影響 （水結合材比 35%）
図 3.2.14 ヤング係数試験結果

図 3.2.15 割裂引張強度試験結果

図 3.2.16 結合材水比と圧縮強度の関係 (SR セメント : B×40%)

図 3.2.17 結合材水比と圧縮強度の関係 (SR セメント : B×60%)

図 3.2.18 結合材水比と圧縮強度の関係 (SR セメント : B×80%)

図 3.2.19 調合設計式により推定した 圧縮強度の精度
### 3.3 R-CF コンクートの耐久性確保に関する研究

#### 3.3.1 中性化促進試験に基づく中性化抵抗性予測方法の検討および長期暴露実験による耐久性確認

## ・中性化促進試験に基づく中性化抵抗性予測方法の検討

R-CF コンクリートの耐久性を実験的に明らかにすることを目的に，コンクリートの耐久性を短期間で評価する試験として一般的な促進中性化試験(JIS A 1153)を行うと共に，促進試験に基づく中性化抵抗性予測方法の検討を行った。

フレッシュ試験結果の一覧を表3.3.1に，R-CFコンクリートのスランプ試験結果を図3.3.1に，R-CF コンクリートの空気量試験結果を図3.3.2に示す。練混ぜ直後のスランプの目標値は18cmとし，許容値は±2.5cmとした。また，練混ぜ直後の空気量の目標値は4.5%とし，許容値は±1.0%とした。表3.3.1および図3.3.1から，NO16以外の水準では，スランプ18±2.5cmを概ね満足する結果となった。NO16の35%-SR(7930)60-F10-B30は，混和剤の添加率が結合材質量の2.9%と非常に大きいが，スランプは12.5cmと小さい。この要因として，SRセメントの比表面積が大きく，水結合材比が低い条件において，粘性が増大したことが挙げられる。図3.3.2から，全水準において，空気量は4.5±1.0%の範囲にあることが確認できた。

圧縮強度試験および促進中性化試験結果の一覧を表3.3.2に，結合材水比と圧縮強度の関係を図3.3.3に，SRセメントの混合率が圧縮強度に与える影響を図3.3.4に，SRセメントの比表面積が圧縮強度に与える影響を図3.3.5に，無水石膏の混合率が圧縮強度に与える影響を図3.3.6に示す。図3.3.3から，R-CFコンクリートの内，最も強度が高いSR(4800)60-F10-B30の圧縮強度は，同水結合材比の条件において，Nに対し5N/mm²低下する程度であり，適当な結合材の構成におけるR-CFコンクリートの圧縮強度は，Nに対して大きな強度低下が生じないことが確認された。図3.3.4から，SRセメントの混合率は結合材質量に対し60～80%の範囲で圧縮強度が高くなる傾向となり，配(調)合方法の検討で得られた知見が再現された。図3.3.5から，SRセメントの比表面積が大きいほど圧縮強度が低下しており，その差は10N/mm²程度であった。このことから，SRセメントの品質を確保するためには，比表面積の管理が重要であることが示唆された。図3.3.6から，無水石膏の添加により，圧縮強度が向上する水準が多く確認され，その効果は最大で8N/mm²程度であった。

促進中性化試験における中性化深さの結果を図3.3.7に，SRセメントの混合率が中性化深さに与える影響を図3.3.8に，SRセメントの比表面積が中性化深さに与える影響を図3.3.9に，無水石膏の混合率が中性化深さに与える影響を図3.3.10に示す。図3.3.7および図3.3.8から，圧縮強度と同様に，SRセメントの混合率が結合材質量に対し60～80%の範囲で中性化深さが小さくなる結果となった。早強PCを使用したSR(4800)50-B40-H10は，SRセメントの混合率が50%であるが，SRセメントの混合率が80%であるSR(4800)80-F10-B10と同程度の中性化深さであり，中性化抵抗性の向上が確認された。また，同水結合材比の条件では，最も中性化深さが小さいSR(4800)80-F10-B10においても，BBの2倍程度の中性化深さであった。図3.3.9および図3.3.10から，SRセメントの比表面積が大きいほど中性化深さが増大する結果となり，無水石膏を添加した水準で中性化深さが低減できる結果となった。

R-CF コンクリートの RC 造構造物への適用に向け，上記の促進中性化試験結果から，R-CF コンクリートの耐久性設計を実施した。標準養生 28 日の圧縮強度と CO₂ 濃度 5% 促進環境下での中性化速度係数
の関係を図3.3.11に示す。図3.3.11から，R-CF コンクリートの圧縮強度に対する中性化速度係数は，調合により異なり，比較対象であるBBやNに比べて大きい傾向であった。一方で，圧縮強度の増加に伴い中性化速度係数は低減していることから，R-CF コンクリートにおいても調合を最適化し強度を高めることで，BBやNに対して同等以上の中性化抵抗性を付与できると言える。

図 3.3.11 の圧縮強度と中性化速度係数の関係から，R-CF コンクリートの中性化速度係数実験式として，結合材の混合率の関数となる(3.2)式を得た。図 3.3.12 は，R-CF コンクリートの中性化速度係数の実験結果と，(3.2)式により算定した中性化速度係数を比較しており，(3.2)式により中性化速度係数の実験結果を精度良く再現できることが確認された。

$$ A(5.0)=-0.185\cdot f_{c}(28)+\beta $$

$$ \beta=-0.027\cdot SR(6000)-0.004\cdot SR(8000)+0.109\cdot F $$

$$ +0.0034\cdot B-0.03\cdot H+11.49 $$

$$ \begin{aligned} ここに ,\ A(5.0):CO_{2} 濃度 5\% 中性化速度 係数 (mm/\sqrt{ 週 })\end{aligned} $$

$$ fc(28): 標準養生材齡 28 日の圧縮強度 (N/mm^{2}) $$

$$ SR(6000),\ SR(8000),\ B,\ F,\ H: 結合材 \emptyset 混合率 ( 結合材 \times\%) $$

2009 年度版建築工事標準仕様書・同解説 JASS5 では 3.1，要求される供用期間の級毎に，耐久設計基準強度とかぶり厚さを定めることで，RC 造建築物の耐久性を確保している。本検討では，(3.2)式の中性化速度係数予測式を用いて，日本建築学会「鉄筋コンクリート造建築物の耐久設計施工指針（案）・同解説」に示される手法に従い 3.3，R-CF コンクリートを用いた場合に必要とされる設計かぶり厚さと圧縮強度を算定した。文献 3.3)では，中性化に対する設計限界状態を最外側鉄筋の 20%が腐食した状態とし，腐食確率の計算条件として鉄筋のかぶり厚さのばらつきの標準偏差 10mm，中性化深さの変動係数 10%，発錆限界における中性化残りは屋内 -20mm・屋外 0mm，炭酸ガス濃度は屋内 0.20%・屋外 0.05%を標準としており，これらに従って算定を行った。

上記の条件により算定した耐久性を満足するために必要な設計かぶり厚さと標準養生28日圧縮強度を表3.3.3に示す。表3.3.2は，設計かぶり厚さ毎に，所要の耐久性を満足するための圧縮強度を示している。これらの手法および結果を用いることにより，計画供用期間の級に応じて，かぶり厚さと所要の圧縮強度を満足することにより，R-CFコンクリートにおいても所要の耐久性を満足するRC造構造物を実現できるものと考えられる。

図 3.3.1 スランプ試験結果

図 3.3.2 空気量試験結果