超早強鋼繊維補強転圧コンクリートの強度特性
鈴木徹
１・小関裕二
２・石川洋
３・高橋良輔
4・濵田秀則
5１正会員 工修 大林道路㈱技術研究所 開発研究室主任研究員（〒336‑0027 さいたま市南区沼影 2‑12‑36）
２正会員 博（工） 大林道路㈱技術研究所 開発研究室長（〒336‑0027 さいたま市南区沼影 2‑12‑36）
3非会員 博（工） 大林道路㈱技術研究所長（〒336‑0027 さいたま市南区沼影 2‑12‑36）
4正会員 博（工） 港湾空港技術研究所 地盤・構造部材料研究室研究官（〒239‑0826 横須賀市長瀬 3‑1‑1）
5正会員 博（工） 港湾空港技術研究所 地盤・構造部材料研究室長（〒239‑0826 横須賀市長瀬 3‑1‑1）
施工速度が速く,他のコンクリート舗装より早期交通開放が可能である転圧コンクリート舗装（RCCP）の 特徴を生かし,より短時間で交通開放できる「超早強コンクリート」と曲げ強度やひび割れ抵抗性に優れた
「鋼繊維補強コンクリート」の特徴を兼ね備えた[超早強鋼繊維補強転圧コンクリート]の早期強度特性に ついて検討した.超早強性混和材および鋼繊維を混入することによるコンシステンシーは標準的な RCCP と 同等であること, 早強ポルトランドセメントを使用した RCCP と比較して配合強度に達する養生時間は約 1/6〜1/9 に短縮されること,有スランプの超早強性鋼繊維補強コンクリートよりもより短時間で実用強度 に達する等を明らかにした.
Key Words: RCCP, additive for ultra high-early-strength, steel fiber reinforced, early age strength
１．はじめに
転圧コンクリート舗装（RCCP）は, 汎用のアス ファルト舗装と同様な機械編成で行えるので，施 工速度が速く,他のコンクリート舗装より早期交 通開放が可能であることなどの特徴がある。しか しながら,早期交通開放に関して,「転圧コンクリ ート舗装技術指針（案）」1)では,湿潤養生で,普通 ポルトランドセメントを用いた場合は 3 日間,早 強ポルトランドセメントを用いた場合は１日間を 標準としている．したがって交通開放に少なくと も 24 時間の養生が必要となり,工事時間の制約が あり,かつ施工後数時間で交通開放を行わなけれ ばならない等の制約があるコンクリート舗装の打 換え等においては,施工後,より短時間で交通開放 できる舗装が望まれる．
一方，鋼繊維補強コンクリートは,通常のコンク リートに比べ,曲げ強度やひび割れ抵抗性に優れ た材料であることから,トンネルのライニングや 床版増厚工事に用いられている．しかし，国内に おいては,鋼繊維を混入した舗装用転圧コンクリ ートに関する研究成果2)はほとんどなく,海外にお いては，Ficheroulle3)は，コーンタイプの鋼繊維
（長さ 30mm）を混入した舗装用転圧コンクリート
の施工が無混入の場合と同様に施工できること等 述べており，Nanni ら4)は，ストレートタイプとフ ック付きの２種類の鋼繊維（長さ約 30mm）を 0.6%
混入した舗装用転圧コンクリートは十分施工可能 であること，また，曲げ強度改善効果を示してい る．このような特徴を有する鋼繊維補強転圧コン クリートに超早強性能を兼ね備えることができれ ば，耐久性に優れ，且つ，通常の転圧コンクリー トよりも，さらに早期に交通開放できるものと考 えられる．
超早強コンクリートについては「超早強コンク リート利用技術マニュアル」5)で標準養生材齢１日 で圧縮強度 30MPa 以上の強度を発揮することがで きること,練り混ぜてから１時間以上の作業時間 が確保できることに特徴があるとされており，超 早強コンクリートの種別として「混和材系３種類」,
「セメント系１種類」の計４種類が明記されてい る．本研究では超早強性混和材を使用した混和材 系超早強コンクリートの RCCP について検討した．
超早強コンクリートの RCCP 適用に関する文献6)，7），
8）はいくつがあるが,これらは鋼繊維を混入したも のではない．
本研究では鋼繊維および超早強性混和材の両方 の長所を兼ね備えた超早強鋼繊維補強舗装用転圧 コンクリートについて,まず，標準量の超早強性混
【土木学会舗装工学論文集 第 9 巻 2004年12月】
表‑2 コンクリートの理論配合
和材添加有無の RCCP について，短期材齢で曲げ強 度試験を実施し，超早強性混和材を混入すること による早期強度発現性を確認した．次にワーカビ リティー，曲げ強度の観点から，適切な鋼繊維量 を選定した．さらに寸法の異なる２種類の繊維を，
また，超早強性混和材添加量を変化させたコンク リート供試体を作製し,養生時間別に圧縮・曲げ強 度試験を実施し, 超早強鋼繊維補強転圧コンクリ ートの早期交通開放について検討した．これらの 検討結果から，いくつかの有用な知見が得られた．
２．実験概要
(1)使用材料および配合
早強ポルトランドセメント（比重 3.16）を使用 した．細骨材として比重 2.65,吸水率 1.69%,粗粒 率 2.79 の混合砂を,粗骨材として，最大寸法 20mm, 比重 2.65,吸水率 0.61%,粗粒率 6.61 の砕石を使用 した．
超早強性混和材は,カルシウムサルフェート系 鉱物を主成分とするものを,また,超早強性混和材 と併用して使用する高性能 AE 減水剤を使用した．
本研究で使用したコンクリート補強用鋼繊維は 直径，長さの異なる２種類の両端フック付きの鋼 繊維を使用した．コンクリート補強用鋼繊維の長 さは，その補強効果から骨材最大寸法より大きく し，繊維の直径と長さの比（アスペクト比）を 50 以上とするのが一般的であり，100 を超えるもの は絡まりが生じやすい．これらの事項と既往の研 究結果4)から鋼繊維を選定した．使用した鋼繊維の 比重，寸法，アスペクト比を表‑1に示す．
配合選定については，事前に，混和材有り無し および鋼繊維有り無しの RCCP で，単位結合材量を
一定とした場合の単位水量と後述する修正 VC 値 の関係を求め，所要養生後の曲げ強度を満足し，
修正 VC 値 50±10 秒の範囲で最小となる単位水量 115kg/m3を選定した．次に先の単位水量と水結合 材比を一定として，修正 VC 値が最少となる細骨材 率 40%を選定した（締固め率は修正 VC 値が最小と なる細骨材率のとき最大となる）．なお，本研究の 範囲においては，細骨材率が 50%以上になると，
鋼繊維寸法に関わらず，締固め率は低下し，曲げ 強度は減少し，鋼繊維を結束している水溶性接着 剤が溶解しないまま残っている状況が観察された．
以上のことから，本研究で検討した配合は細骨材 率 40%を基本とし，その理論配合を表‑2に示す．
配合 No.1 は超早強性混和材と鋼繊維を混入し ていない標準 RCCP である． No.2 は超早強性混和 材を 5%添加したものである．No.1 と 2 は超早強性 混和材を混入することによる強度発現時間の違い を確認するために用いた．No.3〜5 で鋼繊維混入 量の影響を検討し，No.6〜11 で超早強用混和材の 添加量および鋼繊維寸法の違いが強度特性に及ぼ す影響を検討するために用いた．
(2)コンクリートの製造
鋼繊維混入コンクリートは，粗骨材，細骨材，
セメント（＋超早強性混和材），水＋混和剤の順に 容量 100 ﾘｯﾄﾙの２軸パグミルミキサに投入して 60 秒間練混ぜた後，ミキサを止めずに鋼繊維がコン クリート全体に分散するように手で少量ずつ投入 し，さらに 240 秒間練混ぜた。合計練混ぜ時間は 5 分である．
鋼繊維無混入のコンクリートでは粗骨材，細骨 材，セメント（＋超早強性混和材），水＋混和剤の 順にミキサに投入し，90 秒間練混ぜた．所要の時 間練混ぜを行ったフレッシュコンクリートは，練 り板へ排出した後,スコップで練り直しを行った．
配合種別 s/a 水結合材比*1
の記号 (%) (%) 水 セメント 細骨材 粗骨材 F1 F2 超早強性混和材 高性能AE減水剤
1 HP 40 40 115 289 799 1198 - 2.9＊2
2 UHA 40 40 115 275 833 1162 14 2.9＊3
3 F1-0.5+UHA 40 40 115 275 792 1190 39 -
4 F1-1.0+UHA 40 40 115 275 787 1182 79 -
5 F1-1.5+UHA 40 40 115 275 782 1174 118 -
6 F1+UHA-5 40 40 116 275 785 1178 15
7 F1+UHA-10 40 40 116 260 784 1178 30
8 F1+UHA-15 40 40 116 245 784 1176 45
9 F2+UHA-5 40 42 122 275 779 1169 15
10 F2+UHA-10 40 42 122 260 778 1168 30
11 F2+UHA-15 40 42 122 245 778 1166 45
*1：水結合材比＝水/（セメント＋超早強性混和材） *2：高性能AE減水剤（標準型） *3：超早強コンクリート用高性能AE減水剤 2.9＊3 79
79 -
-
2.9＊3
14 2.9＊3
単位量(kg/m3)
- -
No.
表‑1 鋼繊維の比重、寸法、アスペクト比
直径 長さ
F1 0.6 30 50
F2 0.8 60 75
鋼繊維種別の記号 比重 寸法(mm)
アスペクト比 形状
両端フック付き 7.85
(3)コンシステンシー試験
コンクリートのコンシステンシーを写真‑1 に 示す VC 振動締固め試験方法により測定した．コン クリート製造後，代表的試料を採取し，これを専 用円筒容器（φ24×22cm）に３層に分けて詰め，
各層とも全面にわたり突き棒で 35 回均等に突き 固めを行った．その後，試料表面が容器上端から 5〜20mm 程度下がるように，金コテを用いて表面 をならした．試料の入った容器を振動台（振動数 50Hz、振幅 1.0mm）上に固定し，試料表面にプラ スチック円盤と，合計 20kg の重錘を載せて振動を 開始し，プラスチック円盤と容器の隙間から流出 したモルタルが，半周にわたり浮上するまでの時 間を測定し，この値を修正 VC 値とした．なお，本 研究でのコンクリートの目標修正 VC 値は 50±10 秒2)であり，事前の配合試験により，表‑2 で示し た配合のコンクリートは１配合（No.5）を除く他 は全て修正 VC 値 50±10 秒である．
(4)供試体の製造
曲 げ 強 度 試 験 用 供 試 体 の 寸 法 は 100 × 100 × 400mm であり，供試体体積の 1/2 となるコンクリ ート試料を２個計量した．１層目のコンクリート を型枠に投入し，均一な厚さとなるように表面を 均した後，突き棒で 25 回突き固めた後，コンクリ ート表面に鋼板を設置し，バイブレーティングタ ンパ（振動数 50Hz，質量 15kg）を鋼板上に置き，
鋼板と型枠せき板の隙間からモルタルの浮上が観 察されるまで十分に締固めを行った．2 層目を打 込む前に，供試体が一体となるように１層目のコ ンクリート表面を鋼棒でかきほぐし，2 層目の試 料を投入し，表面に鋼板を設置し，１層目と同様 に締固めを行った．なお，修正 VC 値 50±10 秒の コンクリートについて，試料が型枠内におさまり，
且つ，鋼板と型枠せき板の隙間からモルタル浮上 がみられるまでの締固め時間は 50〜80 秒であっ た．締固めエネルギーが変わると締固め率も変化
し強度に影響するので，バイブレーティングタン パによる供試体作製の締固め時間は全て 60 秒と 統一した．
圧 縮 強 度 試 験 用 供 試 体 の 寸 法 は φ 100×200mm であり，締固め手順・方法は曲げ強度試験用供試 体作製と同様に 2 層に分けて行った．
本研究では実際に作製した曲げ強度試験用供試 体の容積と重量から次式で締固め率と空気量を求 めた．
ここで，
Ｔ：空気がないものとして計算したコンクリート
（理論配合）の単位容積質量(kg/m3)
Ｗ：実測したコンクリート試料の単位体積質量 (kg/m3)
(5)強度試験方法
コンクリートの曲げ試験は JIS A 1106 「コン クリートの曲げ強度試験方法」に準じて行った．
本研究は早期交通開放の検討を目的としているた め，試験までの基本的な養生時間は 1 時間，3 時 間，5 時間，７時間および 24 時間とし，供試体作 製後，直ちに温度 20℃湿度 60%の恒温恒室内で所 要の養生時間まで気中養生を行った．
コンクリートの圧縮試験は JIS A 1108 「コン クリートの圧縮強度試験方法」に準じて行った．
養生時間，養生方法は曲げ強度と同様とした．
３．試験結果
(1)超早強性混和材の効果
表‑2の配合 No.1，2 のコンクリートの曲げ強度 試験を行い，超早強性混和材を添加した RCCP の強
写真‑1 VC 振動締固め試験機 図‑1 養生時間と曲げ強度の関係
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 3 5 12 24 72 168
養生時間（時間）
曲げ強度(MPa)
HP UHA
目標曲げ強度σb
修正VC値48sec 修正VC値45sec
交通開放強度(σb×0.7)
(1a) (1b) Ｗ
Ｔ ( Ｔ ‑ Ｗ )
Ｔ
締 固 め 率 ＝ × 1 0 0
空 気 量 ＝ × 1 0 0
度発現性を確認した．
図‑1に養生時間と曲げ強度試験結果を示す．な お，No.1 は養生時間 1，3，5 時間で硬化が見られ ず，曲げ強度試験ができなかった．また，No.2 の 超早強性混和材量は文献 5)で示されている標準 値（結合材量の 5%）とした．
指針案１）によれば設計基準曲げ強度が 4.5MPa，
5MPa のとき配合強度はそれぞれ 5.8MPa，6.3MPa 程度，交通開放強度は配合強度の約 70%程度とし ている．本研究では，短期養生下における強度特 性を検討することから，目標曲げ強度（配合強度）
は 5MPa，交通開放強度は 3.5MPa として評価する こととした．
図‑1より，早強ポルトランドセメントを使用し た標準 RCCP（以下 HP と称す）と，超早強性混和 材を 5%添加した RCCP（以下 UHA と称す）の養生時 間 と 曲 げ 強度 の 関 係 を比 較 す る と， 交 通 開 放強 3.5MPa に達する養生時間は HP で約 24 時間，UHA で約 12 時間，配合強度 5MPa に達する養生時間は HP で約 72 時間，UHA で 18 時間となり，超早強性 混和材を 5%混入することで実用強度に達する養 生時間は標準の RCCP と比較して約 1/2〜1/4 に短 縮することができる．このことから早期交通開放 に対して超早強性混和材を添加することの有用性 が確認できた．なお， HP と UHA の修正 VC 値は 50
±10 秒の範囲内であり，ほぼ同程度のコンシステ ンシーであることから，超早強性混和材を添加す ることによるコンシステンシーの影響は少ないも のと思われる．
(2)鋼繊維混入率
φ0.6×30mm の鋼繊維をコンクリート中の容積 比で 0.5%、1.0%、1.5%混入したコンクリート（配 合 No.3〜5）を作製し,修正 VC 値を測定するとと もに,これらで作製した圧縮,曲げ強度試験用供試 体から締固め率を求めた.図‑2 に鋼繊維混入率と 修正 VC 値,締固め率の関係を示す.
図より,鋼繊維混入率の増加に伴って修正 VC 値 は増加し,締固め率は減少傾向を示す.今回の鋼繊 維混入量の範囲内であれば締固め率は 96%以上を 確保するものの,鋼繊維量 1.5%では修正 VC 値が目 標範囲を超える.また，鋼繊維量 1.5%の場合や，
表‑1 で示した長さの長い（アスペクト比が大き い）鋼繊維を使用した場合，供試体作製時の表面 仕上げに時間を要した．このことから，鋼繊維混 入量が 1.5%の場合やアスペクト比が大きい鋼繊 維を使用する場合は，締固め難く，表面仕上げが 困難となるコンクリートとなるため，単位水量の 調整等配慮しなければならない．
図‑3に各鋼繊維混入量の RCCP（配合 No.1〜5）
の養生時間と曲げ強度の関係を示す．養生時間は 最高７日間（168 時間）までとし，HP は事前試験 の結果，短期養生での硬化がみられなかったため，
養生 12，24，72，168 時間で試験を実施し，それ 以外は養生 1，3，5，12，24，72，168 時間で行っ た．図‑3 から養生時間 24 時間で比較すると，早 強 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト を 使 用 し た 標 準 RCCP
（HP）の曲げ強度が 3.4MPa に対して，超早強性混 和材を 5%添加した UHA の曲げ強度は 6.3MPa，UHA に鋼繊維を 0.5%，1.0%，1.5%混入したコンクリー トの曲げ強度はそれぞれ 6.1MPa,7.4MPa,6.6MPa となり，超早強性混和材および鋼繊維を混入する ことで曲げ強度は標準 RCCP と比較して約 2 倍程度 強度増加がみられた．養生時間 5 時間までは各配 合の曲げ強度の顕著な差はみられないものの，養 生 12 時間で差があらわれはじめ，鋼繊維を混入し たコンクリートの強度増加傾向がみとめられる．
さらに養生 24 時間以降では鋼繊維混入による曲 げ強度の補強効果が明白であり，強度の大きい順 序で表すと
F1‑1.0+UHA＞ F1‑1.5+UHA＞ F1‑0.5+UHA＞ UHA＞ HP となる．
以上のことから，超早強性混和材を混入するこ 図‑3 養生時間と曲げ強度の関係
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
0 24 48 72 96 120 144 168
養生時間(ｈ）
曲げ強度(MPa)
HP UHA F1-0.5+UHA F1-1.0+UHA F1-1.5+UHA
図‑2 鋼繊維混入率と締固め率，修正 VC の関係
94.0 96.0 98.0 100.0 102.0
0.0 0.5 1.0 1.5
鋼繊維混入率(%)
締固め率(%)
0 10 20 30 40 50 60 70
修正VC値（sec)
曲げ供試体締固め 率 圧縮供試体締固め 率 修正VC値
締固率96%以上 目標修正VC値50±10秒
とで，強度発現時間が早くなること，これらに伴 ってある程度硬化したコンクリートでは鋼繊維に よる補強効果がみられ，コンシステンシー，曲げ 強度の観点から，適切な鋼繊維量は添加率 1.0%と して，以降に実験を行うこととした．なお，本実 験範囲内において鋼繊維によるファイバーボール は見られなかった．
(3)超早強性混和材量と鋼繊維寸法
文献 5)によれば、超早強性混和材の単位量は、
20kg/m3（結合材量の 5%程度）を標準としている。
使用量が少ない範囲では、使用量の増加とともに 早期材齢の強度も増加するが、添加量を 20kg/m3
（標準量）以上としても強度はそれほど大きく向 上しないとされている。したがって、通常のポル トランドセメントを使用した RCCP の場合、セメン ト単位量は 290kg/m3前後であるため、本研究の初 期段階では超早強性混和材量は 289kg/m3×5%とし て 14 kg/m3とした。文献 8)においても混和材系超 早強転圧コンクリートの事例では同様に超早強性 混和材量を 14 kg/m3としている。このように、RCCP のような貧配合でスランプを有さない場合の混和 材量はおおよそ結合材量の 5%程度となっており、
一方、文献 5)に記されている「参考２ 超早強コ ンクリートの配合例と適用箇所」の範囲では、混 和材系早強コンクリートの配合事例でのほとんど は有スランプコンクリートである．したがって、
コンクリートの強度は最適なワーカビリティーで セメント量が多いほど強度は大きくなるため、混 和材量が多くなるとその置換された分のセメント 量が少なくなるため、結果的に多く入れても強度 増進にはつながらないものと考えられる。その反 面、RCCP は貧配合であるため、通常の舗装用コン クリートよりセメント量が少ないコンクリートで ある．このような貧配合コンクリートに対する超 早強性混和材量の影響を検討することは意義があ るものと考え，本研究では、表‑3に示す結合材量 で検討した．
一方，鋼繊維寸法の影響については，文献 2)に よれば，先のφ0.6mm×30mm（以降 F1 と称す）の 鋼繊維と同形状のφ0.8mm×60mm（以降 F2 と称す）
では，F2 を混入した方が最終的な曲げ強度は大き い結果となっており，またこのタイプの鋼繊維は 道路舗装，薄層オーバーレイ等にも使用実績があ る．
以上のことから，本研究では超早強性混和材添 加率を変化させて，且つ，鋼繊維寸法の異なる２ 種類を使用して以降検討した．
a)コンシステンシーの影響
図‑4に表‑2中の配合 No.6〜11 のコンシステン
シー測定結果を示す．F1 を使用した場合、超早強 性混和材量が増えると修正 VC 値は大きくなる傾 向となるが，添加率 5%と 15%ではわずか 3 秒程度 の違いであり，目標修正 VC 値範囲内を満足する．
F2 を使用した場合，F1 使用と同様，超早強性混和 材量が増えると，修正 VC 値は増加傾向となるが添 加率 5%と 15%ではわずか 4 秒の違いであり，同一 コンシステンシーといえる．ただし，表‑2に示し たとおり，寸法の大きい F2 を使用することによっ て，修正 VC 値を同一とするためには水結合材比で ２%，単位水量で６kg/m3増加しなければならない．
今回の結果から，超早強性混和材の添加量 5〜15%
（単位量 15〜45kg/m3）の範囲ではコンシステン シーの影響はないものといえる．
b)可使時間（締固め率）の検討
鋼繊維寸法の違い，超早強性混和材量の違いが 可使時間に与える影響を確認する目的で，締固め
表‑3 本研究で検討した結合材量
早強ポルトランドセメント 超早強性混和材 添加率 合計
(kg/m3) (kg/m3) (%) (kg/m3)
1 275 15 5
2 260 30 10
3 245 45 15
290
図‑4 各配合と修正 VC 値の関係
49 51 52 53 55 57
30 40 50 60 70
F1+UHA-5 F1+UHA-10 F1+UHA-15 F2+UHA-5 F2+UHA-10 F2+UHA-15
配合
修正VC値（sec）
図‑5 締固め度測定結果 93
94 95 96 97 98 99 100
0 30 60 90 120
練上がりから供試体作製終了までの時間（min）
締固め率(%)
F1+UHA-5 F1+UHA-10 F1+UHA-15 F2+UHA-5 F2+UHA-10 F2+UHA-15
率の検討を行った．本実験では曲げ強度試験用供 試体を用いて締固め率を測定した．供試体作製お よび養生は温度 20℃，湿度 60%の恒温恒湿室内で 行った．
図‑5 に実測した各配合の練上がりから供試体 作製までに要した時間と締固め率の関係を示す．
指針案1)によれば，締固めが十分に行われたと判 断される締固め率の目標値は 96%である．
図‑5から，供試体作製までの時間（作業時間＝
可使時間）が長ければ締固め率が低下するという 顕著な傾向は見られず，作業時間に関わらず締固 め率はほとんど 96%以上を満足している．ただし Ｆ2＋UHA15 のように，鋼繊維の寸法が大きく，且 つ、超早強性混和材量が多い配合は，作業時間が 長くなるとともに締固め率が低下する傾向となる．
本実験では F2＋UHA15 は練上がりから時間が経過 したものについては，モルタル分の浮きも見られ なくなり，写真‑2に示すように締固め難く，表面 仕上げも困難だった．このことからφ0.8mm×60mm
写真‑2 供試体表面形状 F1＋UHA15
F2＋UHA15
図‑6 養生時間と曲げ強度の関係
F1＋UHA-5
y = 3.4697Ln(x) - 3.326 R2 = 0.9504
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
F1＋UHA-10
y = 3.389Ln(x) - 2.8595 R2 = 0.9631
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
F1＋UHA-15
y = 2.5797Ln(x) - 1.0962 R2 = 0.9631
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
F2＋UHA-5
y = 4.1445Ln(x) - 3.6917 R2 = 0.9686
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
F2＋UHA-10
y = 3.0821Ln(x) - 1.613 R2 = 0.9671
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
F2＋UHA-15
y = 3.1679Ln(x) - 1.6498 R2 = 0.9765
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 養生時間（ｈ）
曲げ強度(MPa)
表‑4 圧縮・曲げ強度試験結果
養生時間(h) HP UHA F1+UHA-5 F1+UHA-10 F1+UHA-15 F2+UHA-5 F2+UHA-10 F2+UHA-15
1 - 0.6 0.8 1.2 1.2 1.2 1.3 1.5
3 - 1.6 1.9 3.7 4.0 2.6 4.0 6.1
5 - 3.5 5.3 8.7 9.3 6.2 8.5 11.6
7 - - 10.4 15.6 15.0 13.0 15.5 17.4
24 23.9 27.1 31.7 33.0 34.4 32.2 31.1 29.9
養生時間(h) HP UHA F1+UHA-5 F1+UHA-10 F1+UHA-15 F2+UHA-5 F2+UHA-10 F2+UHA-15
1 - 0.7 0.7 0.6 0.7 0.7 0.8 0.8
3 - 1.1 0.8 1.0 1.4 1.0 1.5 1.7
5 - 2.1 1.6 2.1 3.2 2.4 3.2 3.3
7 - - 3.3 3.8 4.3 4.5 4.9 4.8
12 2.0 3.5 6.0 6.2 5.6 7.2 6.4 6.5
24 3.4 6.3 7.3 7.6 6.8 9.1 7.8 8.2
平均圧縮強度(MPa)（温度20℃，湿度60%養生）
平均曲げ強度(MPa)（温度20℃，湿度60%養生）
の鋼繊維と超早強性混和材量の添加量 15%の組み 合わせは締固め難いといえる．その他の配合は問 題なく供試体を作製できた．
なお，F1＋UHA15 と F2＋UHA15 については，供 試体作製後，側面の洗い出しを行い，鋼繊維の配 向角を測定した．いずれも配向角は 0〜30°の範 囲のものが多く，配向角の平均値は F1＋UHA15 と F2＋UHA15 においてそれぞれ 28.5°と 28.2°であ り，鋼繊維寸法の違いは認められなかった．また，
文献 2)によれば，F1 および F2 の鋼繊維を使用し た鋼繊維舗装用転圧コンクリートの配向角の平均 値は F1 および F2 でそれぞれ 29.4°，29.1°と報 告されており，超早強性混和材の混入による影響 も少ないと判断できる．
c)圧縮・曲げ強度試験結果
表‑4 に圧縮・曲げ強度試験結果を示し，図‑6 に配合 No.6〜11 の養生時間と曲げ強度の関係を 示す．ここで，安定した強度増加傾向は養生 3 時 間以降であるため，推定式（回帰式）は養生 3，5，
7，12 および 24 時間養生後の曲げ強度値を用いた．
寄与率 R2はいずれも 0.95 以上となり，推定精 度は信頼できるものと思われる．これらの推定式 から，交通開放強度（3.5MPa）と配合強度(5MPa) に到達する養生時間を推定した．図には記載して いないが，HP，UHA も同様に回帰式を求め，各所 要強度に到達する推定時間を表‑5に，養生時間割 合を表‑6に示す．
HP は交通開放強度に達するまでに 26 時間の養 生が必要であるのに対して，超早強性混和材を 5%
添加すると 9 時間程度の養生時間となり，養生時 間は約 35%に短縮できる．さらに F1，F2 鋼繊維を 混入し，超早強性混和材添加率を 10、15%と増加 させるにともないさらに養生時間が短縮される．
すなわち，交通開放強度に達する養生時間は標準 RCCP（HP）を 100%とした場合，養生時間は 23〜28%
に短縮できる．また，F2 鋼繊維を混入した場合も 同傾向となり，HP より養生時間は約 20〜22%に短 縮できる．また，配合強度に到達する養生時間は 超早強性混和材量に関わらず，F1 使用では約 17%、
F2 使用の場合は約 13%に養生時間を短縮できる．
なお，今回，曲げ強度に関して 28 日養生について も行っている．材齢 28 日曲げ強度は超早強性混和 材量で若干の違いはあるものの F1 使用で約 11MPa，
F2 使用で約 13MPa であった．養生 1 日〜28 日まで の強度増加率は F1 使用で約 53%，F2 使用で約 55%
である．
圧縮強度の曲げ強度に対する比率を 表‑7に示 す．いずれの配合も養生時間に関わらず，普通コ ン ク リ ー トの 曲 げ 強 度の 圧 縮 強 度に 対 す る 比率 1/5〜1/8 の範囲内ではなく，ほとんど 1/5 以上の
関係となっている．曲げ強度試験ではひびわれを 進展させる応力がコンクリートに加わった場合，
鋼繊維はコンクリートとの付着により引張り応力 を負担し，引張荷重に抵抗するという鋼繊維の特 徴が生かされる．これにより，引張り荷重に耐え るため強度が増加する．圧縮強度の場合、軸圧縮 方向はコンクリートに内在する空隙や水隙を閉じ るように働くので，鋼繊維は効果をあまり発揮せ ず，軸応力と直角の方向に生ずる引張応力による ひび割れを拘束するのみであり，強度増加は曲げ 強度と比較して大きくないものと考えられる．
最後に表‑8 に示す通常の有スランプの舗装用 混和材系超早強鋼繊維補強コンクリートについて も曲げ強度試験を実施したが，養生 8 時間後でも 硬化は認められなかったことから，本研究で検討 した超早強鋼繊維補強転圧コンクリートの早期開 放の有用性が確認できたものと思われる．
４．まとめ
超早強性混和材と鋼繊維を混入した超早強鋼繊
養 生 1 h 養 生 3 h 養 生 5 h 養 生 7 h 養 生 2 4 h F 1 + U H A - 5 1 / 1 .1 1 / 2 .4 1 / 3 .3 1 / 3 .2 1 / 4 .3 F 1 + U H A - 1 0 1 / 2 .0 1 / 3 .7 1 / 4 .1 1 / 4 .1 1 / 4 .3 F 1 + U H A - 1 5 1 / 1 .7 1 / 2 .9 1 / 2 .9 1 / 3 .5 1 / 5 .1 F 2 + U H A - 5 1 / 1 .7 1 / 2 .6 1 / 2 .6 1 / 2 .9 1 / 3 .5 F 2 + U H A - 1 0 1 / 1 .6 1 / 2 .7 1 / 2 .7 1 / 3 .2 1 / 4 .0 F 2 + U H A - 1 5 1 / 1 .9 1 / 3 .6 1 / 3 .5 1 / 3 .6 1 / 3 .6
曲 げ 強 度 / 圧 縮 強 度
表‑7 圧縮強度の曲げ強度に対する比率
表‑8 混和材系超早強鋼繊維補強コンクリー トの配合（有スランプ）
粗 ス 水 細
骨 ラ 結 骨 水 早 細 粗 鋼 超 高
材 ン 合 材 強 骨 骨 繊 早 性
の プ 材 率 セ 材 材 維 強 能
最 比 メ 用 AE
大 s/a ン F2 混 減
寸 ト 和 水
法 材 剤
(mm) (cm） (%) (%)
20 8.5 38.1 57 160 400 996 763 100 20 5.04 単位量(kg/m3)
表‑5 所要強度到達推定時間
開 放 強 度 3 .5 M P a 配 合 強 度 5 .0 M P a 配 合 に 達 す る 時 間 (h ) に 達 す る 時 間 (h )
H P 2 5 .7 6 1 .2
U H A 8 .9 1 6 .6
F 1 + U H A - 5 7 .1 1 0 .9
F 1 + U H A - 1 0 6 .5 1 0 .1 F 1 + U H A - 1 5 5 .9 1 0 .5
F 2 + U H A - 5 5 .6 8 .1
F 2 + U H A - 1 0 5 .3 8 .6
F 2 + U H A - 1 5 5 .1 8 .1
表‑6 養生時間割合(HP を 100%として) 配 合 開 放 強 度 3.5M Pa 配 合 強 度 5.0M Pa
HP 100% 100%
UHA 35% 27%
F1+UHA-5 28% 18%
F1+UHA-10 25% 17%
F1+UHA-15 23% 17%
F2+UHA-5 22% 13%
F2+UHA-10 21% 14%
F2+UHA-15 20% 13%
維補強転圧コンクリートについて，室内での基 礎実験の結果から，以下のことがあきらかにな った．
①本研究で検討した超早強鋼繊維補強転圧コン クリートは標準 RCCP，鋼繊維補強 RCCP と同 様なコンシステンシー，配合構成となること から，通常の RCCP と同様に施工可能と思われ る．
② 早 強 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト を 用 い た 標 準 RCCP は，交通開放強度に達する養生時間が約 1 日（26 時間）必要であるのに対して，超早 強性混和材を 5〜15%混入し，寸法の異なる２ 種類の鋼繊維を容積比で 1%混入した RCCP の 交通開放強度に達する養生時間はそれぞれ約 5〜７時間であり標準 RCCP の養生時間 100%と した場合，約 20〜30%の養生時間となる．配 合強度に達する時間は標準 RCCP の養生時間 を 100%とした場合,約 13〜18%となる。
③鋼繊維の補強効果は圧縮よりも曲げ強度に顕 著にあらわれる.このため、曲げ強度の圧縮強 度に対する比率は普通コンクリートの 1/5〜
1/8 にあてはまらず,圧縮強度に対して曲げ 強度の増加率が高いため,1/5 以上の関係と なる.
④有スランプの超早強性鋼繊維補強コンクリー トと比較すると,超早強鋼繊維補強転圧コン クリートはより短期間で実用強度に到達する．
５．おわりに
RCCP に超早強鋼繊維補強コンクリートを適 用することによって,早期の交通開放に有効で あることがわかった.本実験結果から養生時間 は最小で 5 時間,最大で７時間程度であり,施工 規模にもよるが,即日開放にも対応できると考
えられる．ただし，早期強度発現性と可使時間 の確保は相反するものであり，実際には施工か ら諸処の問題もでてくるものと考えられる．特 に早強ポルトランドセメントと超早強性混和材 を使用していることから，実際の製造時におけ る鋼繊維の均等分散性，鋼繊維種の折り曲げ折 損割合とアスペクト比の関係および長期強度特 性についての検討は今後の課題であるとともに，
フィールド試験にて諸性状を確認する必要があ る．
参考文献
1) （社）日本道路協会： 転圧コンクリート舗装技術
指針（案）， 1990.
2) 加賀谷誠，鈴木徹，國分修一，徳田弘：鋼繊維補 強舗装用転圧コンクリートの配合と基礎物性の検 討 ， 土 木 学 会 論 文 集 ，No.669/V-50, pp.253-266，
2001.
3) Ficheroulle, B.：Fiber-Reinforced Roller-Compacted Cement Concrete(Rollfiber) for Continuous Cement Pavement, 8th Int’l Symposium on Concrete Roads, ThemeⅡ, Progress in Concrete Road Materials and in the Construction Process, pp.319-323, 1998.
4) Nanni, A. and Johari, A.：RCC Pavement Reinforced with Steel Fibers, Concrete International, pp.64-69, 1989.
5) （財）土木研究センター：超早強コンクリート利 用技術マニュアル， 2000.
6) 河野広隆，森濱和正，浅野文男：超早強性材料を 用いた転圧コンクリートの強度特性，セメント・
コンクリート論文集，No.46, pp.928-933，1992.
7) 亀井督悦，稲葉行則，長岡誠一：超早強コンクリ ートを用いた転圧コンクリートの施工，第 20 回日 本道路会議，一般論文集， pp.542-543，1994.
8) 河野広隆，森濱和正，森田良美，小林茂敏，浅野 文男：超早強コンクリートの開発と転圧コンクリ ート舗装への適用，舗装，Vol.29, pp.27-32，1994.
STRENGTH PROPERTIES OF ULTRA HIGH EARLY STRENGTH STEEL FIBER REINFORCED ROLLER COMPACTED CONCRETE FOR PAVEMENTS
Toru SUZUKI, Hiroji KOSEKI, Hiroshi ISHIKAWA, Ryosuke TAKAHASHI and Hidenori HAMADA
This report discuss about early age strength of ultra high early strength steel fiber reinforced roller compacted concrete which were combined ultra high early strength concrete and steel fiber reinforced roller compacted concrete. The consistency of ultra high early strength steel fiber reinforced roller compacted concrete and standard roller compacted concrete are equivalent. As for the curing time which reaches mix strength is shortened by 1/6-1/9 as compared with standard RCCP. We clarified early age strength for ultra high early strength steel fiber reinforced roller compacted concrete as compared with ultra high early strength steel fiber reinforced concrete with slump.
