実験方法

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4.3 最適な前置き養生時間に関する検討と強度の発現要因に関する検討

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ン ト は ， 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト(太 平 洋 セ メ ン ト(株)社 製/密 度 ： 3.16g/cm³， 比 表 面 積 ：3370cm²/g，SiO2：20.3%，CaO：64.3%)で ， ケ イ 酸 源 と な る シ リ カ 質 混 和 材 に は ，BET比 表 面 積11.8m²/gの 電 融 ジ ル コ ニ ア 系 の シ リ カ フ ュ ー ム(巴 工 業(株)社 製/密 度：2.30g/cm³，SiO2：96.7%)，

さ ら に 中 間 粒 子 と な る 比 表 面 積3670cm²/gの け い 石 微 粉 末((有)竹 折 砿 業 所 社 製/密 度 ：2.30g/cm³，SiO2：93.3%， 平 均 粒 度6μm)を 用 い た ． 砂 は 岐 阜 県 産 の 水 洗 珪 砂5号((有)竹 折 砿 業 所 社 製/絶 乾 密 度：2.66g/cm³，吸 水 率 ： 0.5%，粒 度：280~980μm)，お よ び 高 性 能 減 水 剤 に は 超 高 強 度 コ ン ク リ ー ト 用P8HU(BASFジ ャ パ ン(株)社 製 / ポ リ カ ル ボ ン 酸 エ ー テ ル 系 , 密 度 ： 1.05g/cm³)を 使 用 し た ．

配 合 は ，表4-4に 示 す 通 り で ，4.3「 水 セ メ ン ト 比 お よ び シ リ カ フ ュ ー ム の 添 加 率 が 強 度 発 現 性 と 細 孔 性 状 な ら び に 微 細 構 造 に 及 ぼ す 影 響 」 の 検 討 結 果 よ り ， モ ル タ ル の 水 セ メ ン ト 比 は30%， シ リ カ フ ュ ー ム の 添 加 率 は セ メ ン ト 質 量 比 の10%と し た ． な お ， 比 較 検 討 と し て 水 セ メ ン ト 比 が40%の 場 合 に つ い て も 検 討 し た ．

(2) 供 試 体 の 作 製 方 法

セ メ ン ト 硬 化 体 の 練 混 ぜ 方 法 は ，温 度20Cの 恒 温 室 内 で ，JIS R 5201

「 セ メ ン ト の 物 理 試 験 方 法 」^{4 - 5 )}に 準 拠 し た5リ ッ ト ル の モ ル タ ル ミ キ サ ー を 用 い て 練 混 ぜ を 行 っ た ． 練 混 ぜ は ， セ メ ン ト と シ リ カ フ ュ ー ム お よ び け い 石 微 粉 末 を30秒 間 空 練 り し た 後 ， 注 水 を 開 始 し た ． 練 混 ぜ 時 間 は ， 水 セ メ ン ト 比30%の 場 合 ， 低 速3分 ， 高 速4分 ， 水 セ メ ン ト 比 40%，50%場 合 は ， 低 速2分 ， 高 速3分 で 練 混 ぜ を 行 っ た ．

練 混 ぜ 終 了 後 ， エ ン ト ラ ッ プ ト エ ア を で き る だ け 巻 き 込 ま な い よ う

水^※ セメント シリカ フューム

けい石微

粉末 けい砂 減水剤^※

W/C(%) SF(%) W C SF Q S SP

水セメン ト比

シリカフュー ム添加率

(kg/m³)

30 10 195 650 65 219 1300 32.5

*高性能減水剤含む

40 10 260 650 65 209 1138 5.2

表4-4 モルタルの配合

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に 連 続 的 にφ50mm×100mmの 鋼 製 円 柱 型 枠 に 流 し 込 み ，テ ー ブ ル バ イ ブ レ ー タ を 用 い て30秒 間 の 締 固 め 行 っ た ． そ の 後 ， 打 設 面 に ラ ッ プ を 被 せ ， 濡 れ ウ ェ ス ， ビ ニ ー ル の 順 で 覆 い 養 生 を 開 始 し た ．

(3) 養 生 装 置 と 養 生 方 法

本 実 験 で 用 い た 常 圧 蒸 気 養 生 は ， エ ス ペ ッ ク(株)社 製 の 小 型 環 境 試 験 機(型 式 ：SU-221， 温 度 範 囲 ：-20C～150C)を 使 用 し ， 蒸 気 の 供 給 は 耐 熱 容 器 に 純 水 を 浸 し ，密 封 加 熱 す る こ と で 湿 潤 飽 和 状 態 を 保 っ た ． ま た ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 装 置 は ， 小 型 オ ー ト ク レ ー ブ 装 置[(株)筑 波 丸 東 社 製 ，型 式：NU型 ，圧 力 容 器 式 ，耐 圧1.5MPa，耐 温 度200C]を 使 用 し ，PID制 御 に よ り 温 度 勾 配 を 制 御 し た ．こ れ ら の 装 置 に よ り 本 実 験 で 用 い た 養 生 パ タ ー ン 図4-13に 示 す ．

前 置 き 養 生 時 間 は ，コ ン ク リ ー ト 凝 結 前 に 受 け る 高 温 履 歴 が コ ン ク リ ー ト の 強 度 発 現 性 に 影 響 を 及 ぼ す と の 既 往 の 報 告^{4 -2 )}よ り ， 凝 結 時 間 前 後 を 含 む3，6，12，18，24，36，48，72時 間 の8水 準 で 検 討 を 行 っ た ． 次 に ， 小 型 環 境 試 験 機 を 用 い て 昇 温 お よ び 降 温 速 度 を20C/hと し た 養 生 条 件65C-4時 間 の 常 圧 蒸 気 養 生 を 実 施 し ， 脱 型 を 行 っ た ． オ ー ト ク

0 40 80 120 160 200

温度(℃)

時間(hrs.)

【常圧蒸気養生】

65℃-4h

180℃

150℃

24h

130℃

オートクレーブ 養生3h [前置き養生]

20℃-3,6,12,18,24,36,72h

図4-13 養生パターン

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レ ー ブ 養 生 は ，養 生 温 度 を130C，150C，お よ び 従 来 の180Cの3水 準 と し ，オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 時 間 は 従 来 の3時 間 と し た ．な お ，オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 の 昇 温 お よ び 降 温 速 度 は80C/hで あ る ．

(4) 凝結時間試験

凝 結 時 間 試 験 は ，JIS A 1147「 コ ン ク リ ー ト の 凝 結 時 間 試 験 」に 準 拠 し て 行 っ た ． 本 研 究 で 用 い た モ ル タ ル の 配 合 を 粗 骨 材 粒 を 除 去 し た モ ル タ ル 部 分 と 見 な し ，φ150mm×150mmの 容 器 に 詰 め ， プ ロ ク タ ー 貫 入 抵 抗 試 験 器 を 用 い て 時 間 経 過 と 共 に 貫 入 針 が 深 さ10mm貫 入 す る に 要 す る 力 を 測 定 し た ． な お ， こ の 力 を 針 の 面 積 で 除 し て 貫 入 抵 抗 力 を 算 出 し ， 貫 入 抵 抗 値 が3.5N/mm²で 始 発 ，28N/mm²で 終 結 で あ る ．

(5) 圧縮強度

圧 縮 強 度 試 験 は ，JIS A 1108「 コ ン ク リ ー ト の 圧 縮 強 度 試 験 方 法 」^{4 - 5 )}に 準 拠 し ， (株)島 津 製 作 所 社 製 の 万 能 試 験 機(型 式 ： UH-1000kN/最 大 載 荷 荷 重1000kN)を 使 用 し て 行 っ た ． 載 荷 速 度 は0.2N/mm²と し ， 試 験 は 供 試 体 の 端 面 を ダ イ ヤ モ ン ド 研 磨 機 で 平 坦 に し た も の を 使 用 し ， 圧 縮 強 度 は 測 定 結 果6点 の 平 均 値 と し て 求 め た ．な お ， 圧 縮 強 度 試 験 は ， 各 水 準 で 実 施 し た 前 置 き 養 生 後 と 常 圧 蒸 気 養 生 後 ， さ ら に 各 前 置 き 養 生 ご と に オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 を 実 施 し た 後 に 行 っ た ． 前 置 き 養 生 後 に

実 施 す る モ ル タ ル の 圧 縮 強 度 試 験 に お い て は ，モ ル タ ル の 凝 結 前(若 材 齢)の 供 試 体 は ， ダ イ ヤ モ ン ド 研 磨 機 に よ る 研 磨 が で き な い た め ， 図 4-14に 示 す 鋼 製 の ア ン ボ ン ド キ ャ ッ ピ ン グ を 用 い て 試 験 を 行 っ た ．

(6) 細 孔 空 隙

細 孔 空 隙 測 定 は ，Thermo Fisher Scientific Co.社 製(Pascal/140/440)の

図4-14 アンボンドキャッピング

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水 銀 圧 入 式 ポ ロ シ メ ー タ ー を 使 用 し た ． こ の 装 置 の 測 定 可 能 な 細 孔 直 径 は ，100μm～3nm(水 銀 圧 力0.1～400MPa)で あ る ． 測 定 試 料 は ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 後 の モ ル タ ル か ら ， ダ イ ヤ モ ン ド カ ッ タ ー を 用 い て3

～5mmの 細 粒 試 料 を 切 り 出 し ， ア セ ト ン で 水 分 の 除 去 を 行 い ， 水 和 を 停 止 さ せ た 後 に ，D乾 燥 法 で3日 間 乾 燥 さ せ た も の で あ る ．

(7) 粉 末 X線 回 折

オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 の 高 強 度 の 発 現 要 因 と さ れ るTobermoriteの 生 成 確 認 は ， 粉 末X線 回 折 に よ るCuKα線 に よ り 行 っ た ． 使 用 装 置 は ，(株) リ ガ ク 社 製 の 粉 末X線 回 折 装 置(型 式 ：MiniFlexⅡ)で ， 測 定 条 件 は ， 管 電 圧40kv， 管 電 流20mA， 走 査 範 囲2θ(5～60， 走 査 速 度 は2 /minと し た ．主 な 測 定 対 象 水 和 物 は ，結 晶 性 の11Å Tobermoriteで あ る ．そ こ で ， 他 の 水 和 物 の 回 折 ピ ー ク と 重 な ら な い11 ÅTobermoriteの 第1ピ ー ク が 現 れ る 回 折 角7.8°(002面) ^{4 - 6 )}に よ り ，生 成 の 有 無 を 確 認 し た ．な お ，用 い た 試 料 は(6)「 細 孔 空 隙 」で 述 べ た3～5mmの 細 粒 試 料 を め の う 乳 鉢 で 粉 砕 し た も の で あ る ．

(8) 生 成 水 和 物 の 形 態 観 察

生 成 水 和 物 の 形 態 観 察 は ， 日 本 電 子(株)社 製 の 走 査 型 電 子 顕 微 鏡(Carry Scope JCM-5700)に よ っ て 観 察 し た ． 観 察 試 料 は ，(6)「 細 孔 空 隙 」 で 述 べ た 細 粒 試 料 の 破 断 面 を 観 察 し た．な お ，観 察 倍 率 は ，3000倍 ，5000倍 ，10000 倍 と し た ．

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4.3.3 実験結果および考察