第8章 総括
木研究はグリーンコンクリートの円'11t't:状に関して検I討を行った。 凶lち件111J京1�1におけ るグリーンコンクリートで特に問題となる, 打投後初JgJにコンクリートスラブに午じるひ び割れの防止を日的として研究を行った。 只体的にはこれに彫粋を及ぼす脱水性状, 7品J_Q 性状, 温度ひずみ, 引張り限界ひずみを作市にぷした夫験および併析によりjぶ筒IJlIに測定 および解析し, 温度ひび剖れの発生要肉ならびにその対策Jj法について検討を行った。 以 下に本研究で得られた成果を/示す。
第2章では, まず海外をも合めた号巾コンクリートに関して, 日'11コンクリートが泊川 される領域と,その地域の気候要閃 ・特性を終JIIJした。日111コンクリートの迎)11 は,通常,
、F均気温が250C以仁となるWl問が対象となるが, 気制が250Cを超えるWJ fmの11:.じる可能 性のある地域は, アリソフの気候区分におけるI匝熱帯気問f133 熱情気卜Jl/�I} , 亦辺モンスー ン(季節風)帯, 赤道気回帯が対応し, これは年平均気温が12 oC以上となる地域とほぼ 一 致する。 i号rlJコンクリートは, 高温 ・乾燥(Hot-Dry)地域と高温 ・ 多洲(Hot-Wct)地域 とに分類、することができ, それぞれにおける気候や技術力等の安附とその特徴, および対 策が施されない場合にコンクリートに生じると予怨される特性を整珂してホした。
国内において, 暑巾コンクリートの適用を受ける期間が必ず生じる地域を, r1ì�{底討泌 が 25 oC以上となる日が出現する地域として促えると, 関*以附の山間部を|徐く地域のほ とんどがこれに該当する。 本士ではおおむね20円以ド, irl'純等の|‘河川消防では50'"'"']00 í1 に及ぶ。 問機に日最高気温が300C以仁となる朋問が,'H刻する地域は, ほぼ全い�Iの山ffifTj5 を除いた地域に及んでいる。 従って北海道および!lJ同部を除くほとんどの地域で行われる コンクリート工事は, 夏季に暑中コンクリートの適用を受けることになる。
次に, 高温環境下の生体反応と作業特性に関して終F!Iを行った。 高日,AJ来月Zはヒトの(建康 状態に致命的な影響を及ぼすことは少ないものの, 施工を行う作業貝の作業能率に影科す る可能性は高く, 暑中コンクリートの品質確保の観点からは重要な要l刈となる。idも簡易 な温熱指標、である湿球温度で作業限界温度を表すと, 海球温度30 oC前後であり, 例えば 外気温度350Cで相対淑度70%の条件が該当し3 同内の信者五In�における弘il熱条件はこれに 相当する。 従って暑巾環境ドにおいては作業員の作業環境への配慮が, 完全f�.f1n Lおよび 品質管理仁も重要であることを示した。
続いて, コンクリートをフレッシュコンクリート, グリーンコンクリート3 および硬化 コンクリートの3つのステージに分類、し, 持111環境がそれぞれのステージのコンクリート に及ぼす影響として, スランプ, ブリーディング, ij��ノ�, 初J�l脆性, (疑結3 制孔分イ11 , 強 度等の諸特性,およびこれらに関する支配JjfE式を整理し3後の市における検討に川いた。
第3章ではグリーンコンクリートの脱水性状に関して, tJ設後 24 fI与問科j主までのスラ ブ試験体を対象として, 任意の材齢に適用可能な脱水速度式を提案して解析を行い, 実験 結果と比較することによって, 外気温度 ・ 外気溜度 ・ 風速写の外的要同3 t判"IノkUやノkセ
メント比といった内的要因が異なった場合にも幅広く適応できることを検証した。 算定式
194
-はコンクリート表面がブリーデインクソkで桜われるH与WJからブリーディング終f以降まで 連続して使用でき, 各材齢における脱水速度をn定することができる。
脱水速度はコンクリートぷrúî ?lul皮の影響を受けて変化し, 以さ1 ocmf-lI�J交のスラブでは,
水和反応がピークを迎える時期とほぼ同時に傾大となる。 これに及ぼす外的要|刈の;必科と して, 極大伯は外気潟度が,', :Jいほど, また外�\i!n{ 1.史が低し1ほど大きくなる。 風速の修作は 非常に大きく, 風速の大きい場合ほど脱水速度は大きくなるが, 材(紛や外公rr',AJ.立の尚(氏で その大小関係が変化する。 これは脱水速度がコンクリー卜ぷlúï W,1L皮とそのn与jiで、保イiして いる自由ノkの量によって決まるからである。 これらのことから, 外気jilt皮が刈い円'11環ltl 下においては表層からの脱水が他の時期に比I鮫して大きく, 風や11身、Iが作川すると�にklJ1 Jさとなり,ひび割れなど隠々の原!ペとなることがlifJらかとなった。 調介のf;}�特にI共!しては3 水セメント比および高性能AE減水剤の使用は脱水速度が岡大仙をぷすIkJWJおよびそのも1'[
に及ぼす影響が大きいことが明らかとなった。 向J↑'1:能AE訪%ノk斉IJの凝結巡延作川により脱 水速度が極大伯を示す時期が遅れて伯自体は小さくなるものの, <疑結)L正延の科皮によって は水和反応が加速j切に入る前に脱水が進むため, 結果として脱水日が大きくなる場介があ る。 この間の養生が適切でないと種々の恋影響が生じる可能I�t:が高い。 長/主に関しては,
膜養生剤の散布により脱水速度を大きく低減できることを佐認した。
これらの結果を踏まえて脱水速度算定式の妥、1]性について検証を行った結果3 府々の外 気温度・ 外気湿度 ・風速・ 日射・ 材料・ 調合の条{午下で, 解析111'1は��lIJflrIの彼維な経H与変 化と非常によく対応し, 推定式の妥当性が確認できた。 また各係数の11rIに関して, 係数に 影響を与える要因, および各係数のイ砲をほぼ確定することができた。
第4章ではグリーンコンクリートの温度性状に関して実験および解析を行った。
まず, 外気温度の影響に関しては, 水和反応の潜伏期に相、11する:tI設Iri後から数時間で は外気との熱伝達による温度変化が卓越し,タト気潟皮と打設温度の足が大きいほど急激な 経時変化を示す。 この間の水分蒸発による気化熱(吸熱)の影響も大きく3 表),;ri l�i5温度が 外気温度よりも低い値を示す時期が存在する。 水不11反応が加速J�lに入ると内部川皮は仁川 し始め, 反応のピークに対応して極大値を示す。 外気泊度が向し1ほど州大仰は大きく, ま た偉大伯に達するまでの時間は短くなる。 また外気泊皮がIfJいほどJuwmとr 11心部の詰ld皮 廷の極大値は高くなり, その時期も早くなる。 外気治度が同じであれば外気制度が低いほ ど目見水速度が大きくなるため, 温度差も大きくなり, この傾向は外公\7MJ交がI白いほど顕お となる。 風速が大きいとこの傾向は更に助長され, 打ち込み後初期jには風速が大きし1ほど 温度差は大きくなるが, その後表層部の乾燥に{、I�って脱ノk速度が低ドするため, 逆の傾向 を示すようになる。 このように風が作用する場合など3 2、激な脱水によるぷrú]の乾燥が激 しいと逆に脱水速度の低下が顕著となり, 温度差の傾向はより後雑となる。 [1可述11身、Iが試 験体温度に及ぼす影響は非常に大きく, 友而温度は打設[111後から急激にI�りし, ネl極大11rïは
日射が作用しない場合よりlOOC以上も高くなる。
調合の影響に関しては,低水セメント比かつ肉粉体iAとなる!日j強度コンクリートなどは,
暑中環境下においてはひび割れ発生に特に注怠する必要がある。 これに対して尚炉スラグ やフライアッシュを用いると温度および温度差が低減され, ひび割れ対策として有効であ ることが確認された。 養生方法に関しては, シート養生や朕養生斉lJをJTjいた場合3 表層部
195
-と中心部の温度差はかなり小さくなる。 jilt皮ひび;i;リれがII�.じやすいn,} JgJに温度jCを低ドさ せるためには, 外気温度350Cの場合打設4時間後には1!t '!=_を開始する必12がある。
以上のように, コンクリートスラブの温度性状に及ぼす外的混同 ・ 内的安川 ・ 対策要閃 の影響ならびに効果をより定日的に/Jミすことができた。
続いて, グリーンコンクリートの渦度性状と脱水性状ならびに水不11発熱性状村!日の影符 を考慮して渦度解析を行い, -i'f 1二の誤差はあるものの1-.にぶした制度作状の後雑な終1I与変 化の傾向をかなりよく再現することができた。 また, -i'f材約時における熱伝導率や熱伝達
率のイl白およびこれらに及ぼす外的要肉や内的�附の彫秤をぶすことができた。
第5章では, 第4章で/Jミしたスラブ内部の測度分イ11に起|刈する引仮りひずみの大きさお よびその経時変化を数伯解析により算定した。 また7�f�J主解析にイミ吋欠なグリーンコンクリ ートの線膨張係数を実測した。
材齢24時間までの線膨張係数の伯は, ぱらつきはあるものの3 硬化体の1111iよりも打|二 大きくモルタルで20""-'30 x 10一人 コンクリートで15""-' 20 x 10 6 I日後となった。
これを用いた解析の結果, 厚さ10 cmのスラブでは, 円射が作川する場合を除いてぷrm からの深さが約3 cm以内で引張り側, それ以仁の部分では)E紡側となり, ぷ1mに近いほど 大きな引張りひずみを生じることが確認された。 引張りひずみの応大イl白は任制ひずみの3 倍程度となり, 本章で検討を行った範囲では,40""-'130 x 10 6となった。
外的要因の影響に関しては, 引張りひずみの大きさは外気泊度が,'.可し1ほとかつ外�tih�皮 が低いほど大きくなる。 これに風による影響がrrrなれば引張りひずみの仰は)L!に大きくな り,特に外気温度が高いほど顕著となるため, �.rll環境ドでは長引等の対策が市銀である。
内的要因の影響に関しては, 低水セメント比の場合には引張りひずみが非常に大きくな ること, 高性能AE減水剤の使用は内部温度がピークを示す時期jを遅らせ3 それまでの脱 水によりピーク時の脱水が低減されるため温度ひずみは若干小さくなること, • jj, rl-6fll 材の内割り使用は, フライアッシュや粉末度の向くない高炉スラグ微粉末を川いた場合に 温度ひず、み低減に有効で、あることが示された。
第6章では, 種々の外気温度条件下における引張り限界ひずみの約時変化を詳細に測定 し, これを温度の関数として定式化を行った。
引張り限界ひずみが若材齢時に極小伯を示すいわゆる初期脆性は,料i fl:体としての性質 が卓雄してコンクリートが大きな流動性並びに変形能力をイfしている領域1 , およびび、5弾i単p仰I�ド 体としての性質が卓越する領域I日Iの両者がオ一パ一ラツフプ。する領I城或において3京市tド1:休とし ての変形能力の急速な低下および弾性体としての変形能力の宛現が利!日に影符することに より生じる現象であることを定量的に説明できた。
それぞれの領域において引張り限界ひずみ推定式を提案し, 実験泊I'îとの比l放を行った結 果, 解析伯は実際の傾向を非常によく表すことが明らかとなった。 また名式の定数も泊度 の関数として表現できることを明らかにした。 ノド解析式を用いて, 引張り限界ひずみが傾 小値を示す時期および値を定量的に表すことができる。
また提案式を用いて, コンクリートが初期脆性を示す時期が温度が高いほといくなるこ と, またそのときの引張り限界ひずみの梅小伯がjilt度が高いほど低くなる現象が, 定量的
- 196