表 -1 試 験 配 合 一 覧
W C
C×% スランプ
（㎝）
空気量
（％）
粗骨材 最大寸法
混和剤 添加量
1 40 47.4 144 304 3.04 1.00 ○
2 40 49.7 144 290 2.9 1.00 ○
3 40 50.3 144 286 2.86 1.00 ○ ○ ○
4 40 53.3 144 270 2.7 1.00 ○
5 40 48.1 137 285 4.275 1.50 ○
6 40 49.3 144 290 3.625 1.25 ○ ○
7 40 54.4 147 270 2.7 1.00 ○
8 25 51.7 155 300 3.0 1.00 ○
9 25 54.8 159 290 2.9 1.00 ○
10 40 48.0 144 300 4.5 1.50 ○ ○
11 40 53.0 151 285 2.85 1.00 ○ ○
12 40 47.3 156 330 4.95 1.50 ○
13 25 53.1 154 290 3.48 1.20 ○ ○
14 25 51.7 155 300 4.05 1.35 ○ ○
15 25 50.3 156 310 3.72 1.20 ○ ○ ○
16 25 47.6 157 330 3.96 1.20 ○
17 25 54.8 159 290 3.48 1.20 ○
19±1
21±1
23±1
試 験 項 目 経時変化
圧縮強度試験 配 合
条件（練り混ぜ後）
㎏／m3 Gmax
（㎜）
W/C
（％）
Ad
5.0±1
長 時 間 運 搬 条 件 に お け る 遅 延 形 ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の 適 用 に つ い て
東 日 本 高 速 道 路 ㈱ 北 海 道 支 社 三 宅 将 東 日 本 高 速 道 路 ㈱ 北 海 道 支 社 合 田 歩
㈱ ネ ク ス コ ･エ ン ジ ニ ア リ ン グ 北 海 道 ○ 正 会 員 中 村 泰 誠
１ ． は じ め に
NEXCO 東 日 本 北 海 道 支 社 管 内 で は 、 近 隣 に コ ン ク リ ー ト プ ラ ン ト が 無 く 、 現 場 内 の 運 搬 を 含 め る と 2 時 間 30 分 以 上 の 運 搬 を 余 儀 な く さ れ る 条 件 下 の 地 区 が あ る 。 こ の 条 件 で 運 搬 さ れ る コ ン ク リ ー ト は 、 所 要 の ワ ー カ ビ リ テ ィ ー が 得 ら れ な い こ と や コ ー ル ド ジ ョ イ ン ト が 発 生 し 易 い な ど の 問 題 を 抱 え る 。 こ れ ら の こ と か ら 、 当 該 地 区 へ 運 搬 す る コ ン ク リ ー ト に は 、 凝 結 遅 延 性 能 と ス ラ ン プ 保 持 性 能 が 必 要 で あ り 、 ト ン ネ ル 覆 工 コ ン ク リ ー ト の 場 合 で は 、 初 期 強 度 発 現 性 能 も 必 要 と な る 。 こ れ ら の 性 能 を コ ン ク リ ー ト へ 付 加 さ せ る 方 法 と し て 、 凝 結 遅 延 効 果 と ス ラ ン プ 保 持 効 果 を 持 つ 遅 延 形 ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の 使 用 が 有 効 と 考 え ら れ る 。 し か し 、 こ の 混 和 剤 を 、 2 時 間 を 越 え る よ う な 運 搬 条 件 下 で ス ラ ン プ 保 持 性 能 な ど を 期 待 し て 使 用 し た 例 は 殆 ど な く 、 当 該 地 区 で 使 用 す る に は 、 ス ラ ン プ 保 持 特 性 や 初 期 強 度 発 現 性 に 与 え る 影 響 な ど を 把 握 す る 必 要 が あ る 。
ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の ス ラ ン プ 保 持 効 果 は 、 ポ リ マ ー に よ る 立 体 障 害 作 用 に よ る と さ れ 、 余 剰 ポ リ マ ー が 少 な い 領 域 で は 、 そ の 効 果 が 低 く フ ロ ー ロ ス な ど の 経 時 変 化 が 起 こ る と さ れ る 。 近 年 で は 、 練 り 混 ぜ 直 後 の セ メ ン ト 粒 子 の 分 散 に 作 用 し な い 配 向 ポ リ マ ー 等 を 使 用 し て い る 場 合 が 多 い 。 こ れ ら の こ と か ら 、 時 間 経 過 後 の ス ラ ン プ ロ ス は 単 位 混 和 剤 が 多 い ほ ど 余 剰 ポ リ マ ー が 多 く な り そ の 影 響 を 受 け る と 考 え ら れ る 。 ま た 、 遅 延 形 混 和 剤 は 、 セ メ ン ト に 対 す る 混 和 剤 添 加 量 が 多 く な る ほ ど 、 凝 結 遅 延 時 間 が 延 長 す る と さ れ る こ と か ら 、 初 期 強 度 は 混 和 剤 添 加 量 の 影 響 を 受 け る と 考 え ら れ る 。
本 検 討 で は 、 ス ラ ン プ 保 持 特 性 に 与 え る 影 響 と し て 単 位 混 和 剤 量 の 影 響 、 初 期 強 度 発 現 性 と し て 粗 骨 材 最 大 寸 法 及 び 混 和 剤 添 加 量 の 影 響 を 確 認 し 、 遅 延 形 ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の 当 該 地 区 へ の 適 用 に つ い て 検 討 し た 。
２ ． 試 験 概 要 ２ ． １ 使 用 材 料
混 和 剤 は 、 市 販 遅 延 形 ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 AE 減 水 剤 （ AE 減 水 剤 高 機 能 タ イ プ ） 、 セ メ ン ト は 、 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト を 用 い た 。
２ ． ２ 試 験 方 法
（ １ ） ス ラ ン プ 保 持 性 能 に 与 え る 影 響
配 合 及 び 条 件 は 、 練 り 混 ぜ 後 の ス ラ ン プ を 19、 21 及 び 23 ㎝ と し 、 単 位 混 和 剤 量 を 変 化 さ せ た 配 合 に つ い て 、 実 機 ミ キ サ ー 、 ア ジ テ ー タ ト ラ ッ ク を 用 い ス ラ ン プ 値 の 経 時 変 化 を 確 認 し た 。 な お 、 検 討 は 練 り 混 ぜ 直 後 を 基 準 と し 、 120 分 後 の ス ラ ン プ 低 下 量 で 行 っ た 。
（ ２ ） 初 期 強 度 発 現 性 能 に 与 え る 影 響
粗 骨 材 寸 法 が 与 え る 影 響 は 、 水 セ メ ン ト 比 を 50%及 び 53%で 粗 骨 材 最 大 寸 法 を 40 ㎜ 及 び 25 ㎜ と し た 配 合 、 混 和 剤 添 加 量 が 与 え る 影 響 は 、 セ メ ン ト に 対 す る 混 和 剤 添 加 量 を 変 化 さ せ た 配 合 に つ い て 、 実 機 ミ キ サ ー に て 練 り 混 ぜ た コ ン ク リ ー ト の 圧 縮 強 度
を 測 定 し た 。 な お 、 検 討 は 積 算 温 度 を 本 地 区 の ト ン ネ ル 内 の 平 均 環 境 に 近 い 288℃ ・ 時 （ 16℃ ×18 時 間
＝ 288℃ ・ 時 ） の 条 件 で 行 っ た 。 ２ ． ３ 試 験 配 合
試 験 を 行 っ た 配 合 は 表 ― １ に 示 す と お り で あ る 。 ３ ． 検 討 結 果 及 び 考 察
３ ． １ ス ラ ン プ 保 持 性 能 に 与 え る 影 響
単 位 混 和 剤 量 が 与 え る 影 響 を 検 討 し た 結 果 を 図 ― 1 に 示 す 。 検 討 を 行 っ た 結 果 、 配 合 条 件 に 関 係 な く 、 単 位 混 和 剤 量 が 多 く な る ほ ど 時 間 経 過 後 の ス ラ ン プ
キ ー ワ ー ド ： フ レ ッ シ ュ コ ン ク リ ー ト ,長 時 間 運 搬 ,混 和 剤
連 絡 先 ： 東 日 本 高 速 道 路 ㈱ 北 海 道 支 社 技 術 部 技 術 企 画 課 TEL011-896-5367
5-250 土木学会第63回年次学術講演会(平成20年9月)
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低 下 量 は 少 な く な る 傾 向 を 示 し た 。 こ れ は 、 単 位 混 和 剤 量 の 増 加 に 伴 い 、 余 剰 ポ リ マ ー 量 が 増 加 し た こ と か ら ス ラ ン プ 保 持 性 能 が 向 上 し た た め と 考 え ら れ る 。
ま た 、 図 － 2 は 、 試 験 時 の コ ン ク リ ー ト 温 度 毎 の 単 位 混 和 剤 量 と 練 り 混 ぜ 後 120 分 時 の ス ラ ン プ 低 下 量 の 関 係 で あ る 。 こ の 場 合 に お い て も 、 単 位 混 和 剤 量 が 多 い ほ ど 低 下 量 は 少 な く な る 傾 向 を 示 し て い る も の の 、 コ ン ク リ ー ト 温 度 に よ り 違 い が 認 め ら れ る 。 こ れ は 、 温 度 の 変 化 に 伴 い セ メ ン ト の 水 和 反 応 速 度 が 変 化 し た こ と か ら 、 余 剰 ポ リ マ ー の 消 費 速 度 が 変 化 し た た め と 考 え ら れ る 。
こ れ ら の こ と か ら 、 時 間 経 過 後 の ス ラ ン プ 低 下 量 は 単 位 混 和 剤 量 に よ っ て ほ ぼ 決 ま る こ と が 確 認 さ れ 、 温 度 に 応 じ 適 切 な 単 位 混 和 剤 量 と す る こ と で 、 当 該 地 区 で の 適 用 は 可 能 と 考 え ら れ る 。
３ ． ２ 初 期 強 度 発 現 性 能 に 与 え る 影 響
粗 骨 材 最 大 寸 法 が 与 え る 影 響 を 検 討 し た 結 果 を 図 ― 3 に 示 す 。 粗 骨 材 最 大 寸 法 40 ㎜ の 場 合 で は 、 25 ㎜ の 場 合 に 比 べ 強 度 が 低 く な る 結 果 と な っ た 。 こ れ は 、 セ メ ン ト ペ ー ス ト 骨 材 界 面 の 影 響 と 考 え ら れ 、 粗 骨 材 最 大 寸 法 40 ㎜ の 場 合 、 25 ㎜ と し た 場 合 に 比 べ 、 骨 材 界 面 の 付 着 力 が 低 下 し た こ と や ペ ー ス ト 骨 材 界 面 の 応 力 が 局 部 的 に 大 き く な っ た こ と か ら 、 初 期 強 度 が 低 下 し た と 考 え ら れ る 。
混 和 剤 添 加 量 が 与 え る 影 響 を 検 討 し た 結 果 を 図 ― 4 に 示 す 。 粗 骨 材 最 大 寸 法 40 ㎜ 、 25 ㎜ と も に 、 セ メ ン ト 量 に 対 す る 混 和 剤 添 加 量 が 増 加 す る ほ ど 、 初 期 強 度 は 低 下 す る 傾 向 を 示 し た 。 こ れ は 、 凝 結 遅 延 の 影 響 と 考 え ら れ 、 混 和 剤 添 加 量 の 増 加 に 伴 い 、 水 和 を 開 始 す る 時 間 が 遅 く な っ た こ と か ら 、 同 一 時 間 の 初 期 強 度 が 低 下 し た と 考 え ら れ る 。
こ れ ら の こ と か ら 、 初 期 強 度 は 粗 骨 材 最 大 寸 法 及 び 混 和 剤 添 加 量 の 影 響 を 受 け 、 最 大 骨 材 寸 法 を 25 ㎜ と し 、 セ メ ン ト 量 に 対 す る 混 和 剤 添 加 量 を 考 慮 す る こ と で 、 初 期 強 度 を 必 要 と す る コ ン ク リ ー ト に お い て も 適 用 は 可 能 と 考 え ら れ る 。
４ ． ま と め
本 検 討 で 得 ら れ た 結 果 は 次 の と お り で あ る 。
（ １ ） ス ラ ン プ 保 持 性 能 に 与 え る 影 響 に つ い て
ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の 時 間 経 過 後 の ス ラ ン プ 低 下 量 は 単 位 混 和 剤 量 に よ っ て ほ ぼ 決 ま り 、 温 度 に 応 じ 適 切 な 単 位 混 和 剤 量 と す る こ と で 、 当 該 地 区 で の 適 用 は 可 能 と 考 え ら れ る 。
（ ２ ） 初 期 強 度 発 現 性 能 に 与 え る 影 響 に つ い て
初 期 強 度 は 粗 骨 材 最 大 寸 法 及 び 混 和 剤 添 加 量 の 影 響 を 受 け 、 最 大 骨 材 寸 法 を 25 ㎜ と し 、 セ メ ン ト 量 に 対 す る 混 和 剤 添 加 量 を 考 慮 す る こ と で 、 初 期 強 度 を 必 要 と す る コ ン ク リ ー ト に お い て も 適 用 は 可 能 と 考 え ら れ る 。
謝 辞 ： 本 検 討 を 行 う に あ た り 、 清 水 建 設 ㈱ 野 村 氏 の 協 力 を 得 ま し た 。 こ こ に 謝 意 を 表 し ま す 。
《 参 考 文 献 》
・ 平 成 19 年 度 土 木 学 会 北 海 道 支 部 論 文 報 告 集 第 64 号
「 長 時 間 運 搬 条 件 に お け る ス ラ ン プ 保 持 効 果 を 目 的 と し た ポ リ カ ル ボ ン 酸 系 混 和 剤 の 適 用 に つ い て 」 図 -4 混 和 剤 添 加 量 が
初 期 強 度 に 与 え る 影 響 図 -3 粗 骨 材 最 大 寸 法 が
初 期 強 度 に 与 え る 影 響 図 -1 単 位 混 和 剤 量 と
120 分 時 ス ラ ン プ 低 下 量
図 -2 温 度 毎 の 単 位 混 和 剤 量 と 120 分 時 ス ラ ン プ 低 下 量
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
混和剤添加量（Ｃ×％）
圧縮強度（N/㎜2 ：288℃・時）
粗骨材寸法25㎜
粗骨材寸法40㎜
2.09 1.70
1.11 1.29
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
圧縮強度（N/㎜2：288℃・時）
粗骨材寸法40㎜ 粗骨材寸法25㎜
W/C=53.0 W/C=50.0 W/C=53.0 W/C=50.0 y = -3.7598x + 21.122
R2 = 0.7588
0
2 4 6 8 10 12 14
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
単位混和剤量（㎏／m3）
0～120分時SL低下量（㎝） SL：19±1㎝
SL：21±1㎝
SL：23±1㎝
配合条件
y = -3.0123x + 17.283 R2 = 0.8598
y = -4.6032x + 24.205 R2 = 0.8178 y = -3.7394x + 22.055
R2 = 0.8615
0 2 4 6 8 10 12 14
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
単位混和剤量（㎏／m3）
0～120分時SL低下量（㎝）
C.T:21～25℃
C.T:16 ～20℃
C.T:10～15℃
