オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 : 早期強度判定に関する研究

181

オートクレ{ブ養生におミける供試体寸法の影響

一 早 期 強 度 判 定 に 関 す る 研 究

久

保

直

森

野'

歪

The In

丑

uence of Size of Concrete Test Cylinders on Autoclaved Curing The Investigation for Accelerated curing of concrete with a view

to rapid control tests Naoshi KUBO

，

Keiji MORINO

Autoclaved curing (high pressure steam curing) is adopted as the accelerated test for th巴

quality control of concrete

The compressive strengths of autoclave and standard cured concrete are compared with test spesimens of 7.5 cm by 15cm仲7.5)(15 cm) cylinders， <t10 x 20 cm cylinders and φ15x30 cm cylinders.

The results of about 60 samples showed that no significant difference was recognized between autoclaving and standard curing， as to the strength四ratiosof 7.5>( 20 cm cylinders

or 10 x 20cm cylinders against the strength of 15 x 30 cm cylinders.

In addition， the optimum steam pressures (temperatures) which 28-days strength can be obtained in 24 hours are sought about the concrete made four type of cements

They were within range of pressure from 4.5 kg per sq cm to 6 kg per sq cm.

1

.

ま え が き コンクリー卜の強度の判定は，村千

j

2

8

日の標準(JJ:試休 の強度によることになっているが，これでは使用コンク リートの配合の適否，または施工中のコンクリート強度 の判定は，

2

8

日経過後でなければ判明しないので，その 間いろいろの不都合が生じてくる.このため， 28日強度 を早期に推定しようとする各種の研究が行なわれてきて いるが，それらは温水，常圧・高圧蒸気，電熱，赤外線 等で，加熱処理を行う促進養生によるものが多い. われわれはコンクリートの

2

8

日強度を

1

日程度で判定 するために，オートクレーブによる促進養生を行なって 1) きたが，使用する供試体の大きさによって加熱状態が異 なり，強度 l乙差違が生ずるのではないかと疑問に思われ た さらにオートクレーブのような高温，高圧の条件で は，セメントの化学反応が，標準養生の場合とは異なる と言われていることからも，オートクレーブ養生におけ る供試体寸法と強度との関係は，標準養生の場合とは異 なるのではなし、かと思われた. すでに，標準養生における供試体寸法と強度との関係 は，コンクリート供試体の寸法が小さくなると圧縮強度 2) l立大きくなるものとされている.が，最近のや10x20crn 供 試 体 と や15x30cm供試体との比較の研究結果では， 3，4，5) 強度差はないとされている.

J

I

S

の強度試験においても φ15.く30cmとφ10)(20crn供試体とは同様に扱ってよ いことになっている.また軽量骨材コンクリートの φ15 x30cm

1

共試体と φ10)(20cm供試体との関係も，普通 コ/ク 1)ートの場合と同僚，強度差はないとの報告があ 6) る. 促進養生によって， コンクリート強度を推定する場 合.オートクレーブ養生の釜の大きさなど，その他，熱 処理をおこなう養生では，養生装置の大きさから，使用 寸る供試体の寸法は制限を受けることがあるが，供試体 の寸法と強度との関係は明らかでない. 本実験では，オートクレーブ養生における供試体寸法 と圧縮強度との関係を調べるため， φ7.5x15cm，φ10x 20cm， および φ15x30cm供試体を使用して実験をお こなった.なおオートクレーブ養生の型枠は符封型枠を 使用した. さらに，われわれはこれまで，普通セメント使用コン クリートの標準養生強度σ却を，オートクレーブ養生に よる 1日強度引で求めてきたのであるが，今回は B種， C種高炉セメント，およびB種フライアッシュセメント を使用したコンクリートについても，圧縮強度におよほ す供試体寸法の影響を調べると同時に，それらのセメン

182 久 保 直 志 ， 森 野 室

1

表 骨 材 の 性 質 各フルイの通過率(%) _吸水率 骨 材 の 産 地 25 1 20 1 10 1 5 1 2.511.21 0.61 0.3 1 0.15 (予約 和 歌 山 県 紀 ノ 川 砂 100 86 70 45 14 1 2.84 2.60 1.50 実 験

I

高 知 県 四 万 十 川 砂 利 100 85 42

。

6.73 2.62 0.88 和 歌 山 県 紀 ノ 川 砂 100 84 69 41 11 3 2.92 2.61 1.65 実 験

E

徳 島 県 吉 野JI[砂 利 100 80 46

。

6.75 2.61 1.07

2

-

1

表 セ メ ン ト の 物 理 試 験 粉 末 度 凝 結 安 定 性 (曲kgげ/c強m度2) (圧kg縮/c強m度2) セメントの種類 比 重 比(cm表 面2/g積)￨￨8残8μ分フ(ィ%ル) 始時一発分 1 終時一結分 フロー値 3日17日128日3日₁7日₁28臼 温水法 普通ポルトランドセメ _{3.15 1.6 2 38 3 59 良 238 33.2 50.2 73.2 128 234 417} ント B種 高 炉 セ メ ン ト 3.05 3900 0.7 2 55 4 40 良 239 29.8 42.7 68.7 105 195 398 C 種 高 炉 セ メ ン ト 2.98 4140 0.5 3 18 5 15 良 240 28.8 42.6 67.6 93 190 385 B種フライアッシュセ _{2.97 3620} 0.5 3 04 4 50 良 254 31.2 45.3 67.4 105 190 367 メント セ メ ン ト の 種 類 普通ポルトランドセメント B 種 高 炉 セ メ ン ト C種 高 炉 セ メ ン ト B種フライアッシュセメント

3

表 コンクリートの配合 ユ 材 一 9 一 3 5 7 一 9 一 5 0 5 シ 骨 一 回 一

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一 郎 一 日 肝 凹 フ 種 一 粗 一 1 一 1 1 一 1 一 1 1 1 ア

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悶 戸し一粗一 1 一 1 1 一 1 一 つ↑炉-材一 1 一 9 3 7 一 3 一 6 2 7 凶 一 高 一 時 一 門 一 剖 鴻 丸 一 乃 一 回 初 沌 g -4 司 一 一 一 一 K 7 ー ー ﹂ I l l -l i l i -i l -1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 l l l l 十 i l ー ー ー ー ( 一

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一 材 一 3 一 7 9 1 ↑ 2 一 9 4 9 一 種 一 一 耕 一 明 一 W 咽 町 一 回 一 四 叫 叩 量 一 B 一 粧 十 日 一 M M M 引 一 E M M 一炉一材一 3 一 1 5 9 一 5 一 7 4 0 位 一 高 一 樹 一 行 一 位 均 九 一 河 一 ぉ

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一、一材一 8 9 0 7 1 5 7 一 3 7 2 一 3 8 4 一ト一号一 8 3 9 一 0 5 0 一 1 6 2 一 2 7 3 単一ン一樹一

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オートクレーブ養生における供試休寸法の影響 トを使用したコンクリー卜の σ28色 オ ー ト ク レ ー ブ の σ1で求めることを行なった.

2

.

使用材料および実験器具 骨材 1表lこ示すもので，骨材最大寸法は 25mmで ある.実養

E

では組骨材粒度はフィル分けて使用した. セメント:大阪セメント社製のもので2表に示す4種 のセメントである. 配 合 :3表lこ示すものであり，セメントの種類が異な ったi湯合もセメントの比重差のみ調整して，同 配合モ 用いた.細骨材率は43%1こ一定した. 実 験 器 具 : ミ キ サ ー は 可 傾 式 ， 容 量100

e

.

のものと， アイリッヒ型ミキサー容量

2

5

e

.

のものを用いた. 型枠はや7.5><15cm，φ10x20cm，φ15x30cmの3種 類である.オートクレーブ養生用の型枠は密封型枠を使 用したのであるが，密封状態とするためには，同種の型 枠の底板を利用して上面の密封を行なった. オートクレーブ(写真

1

，

2

参照)は釜の大きさが， 内径60cm，高さ 70cmのもので，200V 12KW (6KW 写 真

1

オートクレーブ 写 真

2

オートクレーブlこ供試体を入れた状態 183 2基)のヒー守一

I

せきで.最高7kgjcm'のものである. 組度上昇速度は1図に示すとおりである，供試体収容能 力は，や7園5x15cm，φ10x20cm，φ15>く30cm供試体が， 各々3[岡づっ型枠付きのまま同時に入るもので，や10>< 20cm供試休のみでは12[間入るものである.脱型供試休 はφ10x20cmが37本入るものである. Kg;':~2

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CザI 6.0 T /64 5.0

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158 4-.0↓ 15/ 3，0十 143 2.0斗ー 133 1・0十 120

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1

図 オートクレーブの蒸気圧

G

Wt度)と力11熱時間

3

.

供試体の作製 同一ノミソチのコンクリートから， φ7.5>;15cm，ゆ10>〆 20cmお よ び ゃ15x30cmを，各々8~ 9 [伺つつ成形し た オートクレーブ養生用促各サイズ3[同，標準養生用 に各サイズ 5~6 個 (σK2 何， σ28 Iと3何あるいは σ28に6[問)つつ成形した. 成形方法は]IS A 1132に依った ただし， φ7.5>< 15cm供試体では2屑lと分けて詰め，各層5回づっ突き， 側面を木づちで軽く叩いた.成形後，直ちに，型枠ヒ面 より底板をさし込み，密肴きした後，側方の留め金具ぞと 充分に締めつけ固定し，符封状態とした.

4

.

オートクレーブ養生条件 供試休[乍製後， I宣ちに，オートクレーフの中へ入れ， 注

4

くより 1時 間 後l己満度と昇奇開始する2図の養生条件 によって.オートクレーブ養生を行々った.練り混ぜて より 23時間後 lこ主要より取りL[~\した.

5

.

試 験 主主より取り出した後，悦型し，イオウキャ yピングを 行った.強度試験は脱型後，主として， 3時間後(冬季 では2時間後)に行なったが，空中に放置しておくと， 4表に示すように脱型1時間後より 1週間後まで強度

184 ゲージ圧 蒸温度気 kg

I

口n2 iAilfca 6 164 5 158 4 151 3 143 2 133 120 0

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(20)

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久 保 直 志 ， 森 野 三監 H寺 n~ 2 3 21 22 23

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図 オートクレーブ養生条件

4

表 後 養 生 試 験 (配合 No.8による)

:

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平 均 旬 間 変化はみられない.なお供試体の内部の温度の状態を示 せば. 3関のようであって， (室温220Cのとき)脱型後 1441 130 10 e

_o

3時間たつと， 3種類の供試体の温度差は 100C_以下と なっている.

6

.

結果および考察 (1) 供試体寸法と圧縮強度との関係 (i) 実験

I

φ15x30cm供試体の強度100に対する， φ10x20cm およびφ7.5x15cm供試体の圧縮強度の比率は5表に示 すとおりである. 5表の結果では，強度比が84-110と バラツキがあり，その平均値によって強度比 lζ差がある かどうか，判断するのが困難なために統計的処理によっ た.すなわち， φ15x30cm，φ10x20cm，φ7.5x15cm の一組の供試体は同じパヴチで，同時に作製しているζ とから，データ lζ対応があるときの検定規準， 170 I 190

s

時市 23024(J

時

3

図 脱型後の供試体の混度降下

オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 185 5表 φ15x30cm供試体の強度に対する φ10x20cm および φ7.5x15cm供試体の圧縮強度の比率 (実験1) 配 ス オートクレーブ養生 標 準 養 生 セメントの種類 番l号口'- WIC フ_ン σ8p-19h σマ σ28 プ _σ 耐.dl￨σ410l￨￨σ(￠k1g5 σ府・6li1σhol

5l|σ〈婦k~

σ酌・5向~.Iσ向~J町(k1g

₆ σ両日 σ1111.1 (kg/cm2) σ仇 σjII1.1(kg/cm2) σ σ<P1.1 (kg/cm2) 1 6.5 102 102 304 90 100 279 107 102 387 2 50 12.5 90 97 326 87 99 275 99 106 395 3 21.7 92 100 323 94 95 260 H)O 101 422 4 6.1 104 93 305 101 97 239 107 101 357 5 55 18.5 102 96 296 100 98 246 100 97 374 普 通 ポ ル ト 6 22.0 93 90 307 83 88 265 97 101 418 ランドセメント _{7 4.5 109 100 256 105 109 206 101 99 333} 8 60 16.8 94 94 252 91 93 192 93 93 322 9 21.5 94 97 253 90 92 210 90 96 370 10 6.0 108 98 180 81 88 139 102 97 252 11 65 17.5 98 101 196 100 91 164 99 102 272 12 20.4 90 88 248 94 92 181 101 98 303 強度比平均 (n=12) I 1001 4 6.2 97 100 235 103 102 207 98 380 5 55 19.6 93 93 258 87 102 221 103 102 385 B 種 高 炉 6 21.9 97 97 246 108 98 201 107 102 364 セ メ ン ト 10 4.2 102 97 175 109 104 128 89 93 294 11 65 17.6 104 91 182 104 101 145 99 98 291 12 20.5 100 90 190 104 100 148 93 100 300 強度比平均 (n=6) _{I 1}031 101 I 4 3.0 110 104 276 109 104 165 104 99 350 5 55 15.2 100 97 279 104 102 167 96 95 345 C 種 高 炉 6 20

.

4

88 98 283 93 97 163 102 96 320 セ メ ノ ト _{10 2.9 109 93 225 91 95 126 100 97 259} 11 65 16.0 102 99 217 97 99 140 98 93 298 12 21

.

4

89 98 231 103 100 114 106 107 264 強度比平均 (n=6) _{I 100 I} I 100 I 1001 I 101 I 4 13.0 85 89 232 98 102 177 98 97 301 5 55 20.3 85 89 253 84 91 187 96 94 320 B種フライアッ 6 23.0 84 86 278 89 88 220 97 97 343 シ ュ セ メ ン ト 10 11.5 97 98 188 112 114 121 103 105 222 11 65 20

.

4

88 97 188 87 94 142 90 98 242 12 24

.

4

85 89 223 90 102 145 107 94 250 強度比平均 (n=6) 4種のセメントを (n=30) 総合した強度比の フライを24除ア)9い6 ッシュセメ σマと σ28の強度比を合計した場合 (n=60) 平均 ント た場合 (n= σ酌・.1σ1616=98 σ<P101σ<p1

，

=98 99

186 久 保 直 志 ， 森 野 套 自表 φ7.5x 15，や10>< 20および φ15:<30cm供試体の強度比lこ差があるか， どうかの判定

I

_

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試料数 1 fn=

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養生方法[ セ メ ン ト の 碍 類

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川 φ7.5 川 φ10 iφ10φ7.5 Iα: 0.05α: 0.01 持 ￨ 普 通 ポJレトランドセメン卜 12

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0.748 2.902* 0.904 2加

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3106 ￨ 、

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B 種 高 炉 セ メ ン 卜 6 0.720 3.3加 1 .618 2.571 4.032 ク IC種 ク 6 0.086 1.267 0.327 汐 ! ク

ヤ

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B種フライアッシュセメン卜 6

I

6.299紳 4.310料 3.554* 汐 11 会 生 卜 上 記 3 種 セ メ ン ト 24 I 0側 I 4.326** I 1四 2.069 標 ド 普 通 ポ ル 卜 ラ ン ド セ メ ン ト 12 3.282**

I

2.828* 1.258 2加 準 いB 種 高 炉 セ / / ト 6 0.768 1.400 0.382 2.571

重い

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種 ク 6 0.176 0.374 0.0 グ

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1.590 0.387 2.791 * ク ￨

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_J_1~4~とよ 2.0.チー |2.756

標 普通ポノレトランドセメント 12 I 0.236 I 0硝 I 0.194 I 2.571 I 準

IB

種 高 炉 セ メ ン ト 6 1.147 0.535 1.372 グ ￨

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C窪 高 炉 セ メ ン ト 6 0.500 1.084 2.邸8* 11 I

-

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I

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種フライアッシュセメント 6 I 1.029 1.517 0.357 汐

I

(28日 全 セ メ ン ト 30 1.2 0 2 1蝋

i

0 ω キ 危 険 率5~五で有意差がある 村 危 険 率1%で有意差がある. to=J/，/

γ

7

;

;

， ((Iは差の平均値，九

v

は差dの不偏分 散の平方根 nは対応のあるデーターの組数)， toiよt(n-1，α) 棄却域;によって強度比に差があるか どうかを判定すると，

6

表のようになる. 5表のオートクレーブ養生の結果では，普通，B様高 炉

C

種高炉セメントの結果は同じ傾向を示している が， フライアッシュセメント使用コンクリートの結果 が，他のセメン卜の結果と異なり，著しく小さな値とな っている.この出自は，セメン卜の化学反応の影響とみ るよりは， コシクリートの配合が軟練りに過ぎたため に， 実 験 誤 差 が 生 じ た も の と 考 え る 方 が

fH

、ように思 われる.追試験として行なった，配合1¥'0.7 (スランプ 9cm)， No. 8(スランプ20cm)のオートケレーブ養生の 結果では， 96， 97と他のセメ/卜と同じような値を示し た.なお実験

I

においても，他のセメシトと同じよう右 傾向を不している. しかし実験!の結果では， フライア ソシュセメントは他の三種のセメントとは異なる傾向を 示したので， 5表の平均伯および6支の有意差判定では 取り除いて百三

H

を行な「た. 5表， 6表によると，オートクレーブ養生を行芯った 域合の圧縮強度と供試体寸法との関係は，ゆ15x30cm 供 試 休 ( 圧 縮 強 度 を 町15と表わす)とや7.5>(15cm供etr¥

i

本(圧縮強度を σ向・5と表わす) とマは， σ針・5jlσO'5て 99， to=0.810 t (23， 0.05)=2.069と強度比に有意差 はないが， φ15x30cm供試体とφ10x20cm供試体(圧 縮強度を σO'0と表わす)とでは，町101σ戸 時 二96，to= 4.326料.~t (23， 0.01) =2.807と危険率1:'6で強度比に有 意差が現われた. なお，比較のためにと，常lこ作製しておいた28目標準 養生の強度比に於L、ては， σO7・

5

1

σが15=99，toニ1.202二t (29， 0.05) =2.045，σo101σO'5=99， to= 1.906.~2.045 と いずれも強度比に差はみられない.φ15)(30cm供試体 に対する φ7.5><15cm供試体の強度比lこは，オートクレ ーブ養生，標準養生ともに差はみられないが， φ10x20 cm (i~ 試体のオートクレーブ養生の民度比 l こ差がみられ る. このことは，中7.5>15cm の小さな (~t 試体 lこ京がな く，その中閣の φ10;ィ20cm供試体に差が生じているこ とから，実験全体の誤差ではないかと干号えられ，更らに 多くの試料によって検討するため，実験11を行うことと した なおJ)、との実験に使出した球座は，アムスラーに取(，J けられている所定の球陸では向率半径が大きすぎるた め，使用せず，持製の 2in.の球を持ったものであった が ， 実 験

H

では. さ ら に 偏 心 街 震 が 働 か ら 伝 い よ う に.色lin.のf;f<を持った7.5cm. 10cmの供試体と同じ 、

J

i

.

去の球肱を使用した. ( ii)実験日 コンク1)ートの配合は3~更を使用し，使用骨材は 2 表 の通りであるa 骨村長大寸法 25mmは同じであるが， 20-25mmは 15~ちから 20% と 5Ç担増加し，骨材の粒径は，産地の異る ため実験

I

より相当悪く，偏平，細長い片岩などが多く

オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 187 7表 φ15x30cm供試体の強度lこ対する φ10x20cm および φ7.5x15cm供試体の圧縮強度の比率 (実験]) 配 合 セメントの種数 番 号 セ メ ン ト WIC I σ.P σ28 ン プ 山 50 16.0 107 101 405 102 101 402 55 18.0 99 99 369 92 96 376 60 15.0 101 100 341 92 89 318 65 16.0 103 93 318 91 94 286

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種高炉セメント ュセメント 含まれたものである. オートクレーブ養生の蒸気圧は 5kg/cm2_{とした.コ} ンクリートの成形は，同じ配合のものを二度づ〉ランダ ムに繰り返して行ない，一回目と二回目の作製日は，成 形によるカタヨリを無くするために 1ヶ月から4ヶ月 間あけである. 結果は7表に示した.この結果によると，オートクレ ーブ養生では，普通ポルトランドセメント以外の三種の セメントの強度比は，ほぽ同じ値を示し，いずれも供試 体が小型になるほど小さくなった.また標準養生では， どのセメントも同じ傾向を示し，全体を平均してみる と， φ7.5x15cm供試体 95，φ10x20cm供試体96と

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i

のフライアッシュセメント に， また， φ10><20cm供試体では，実験

I

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種高炉 セメン卜の場合と，四種のセメントを総合して，検出力 が良くなった場合とに有意差があらわれているが，実験

1

の結果と合せて考えると，両養生lこ強度比の違いは無 いと解釈してよさそうである. 従って，阿養生lζ￨司じ大きさの供試体を使用しさえす れば， φ7.5><15cm，ゆ10x20cmおよび φ15x30cmの L吋ぶれの供試体を用いても，同じ結架が得られるわけで ある.

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の結果が粗骨材の影響ではなし、かと考えられた ので，モルタルによって実験を行なった.配合はセメン 卜:砂が1:3で，W jC=51.7C訟のもので，フロー値が 172~187である.成形はコンクリートと同じ要領で行な った. 結果を10表lこ示し，有意差の判定を11表iこ示す.オー トクレーブ養生では，コー/ク 1)-

r

実験I. ][の平均値 とほぼ同じような強度比となっているが，このモルタル 中15x30供試体より小さな値となり，既往の笑験結果と は異なる怖となった. この標準養生の結果で，小さな供 試体ほど弱し、強度となった つの理由は骨材の影響では ，'j'いかと思われる 長近のように骨材事情が思くなる と，粒形の思いものが多く含まれて，特[こ小型のfJ1試体 を使用する場合などは，骨材最大寸法が型枠の%ぎりき りであれば，その悪影響が顕著に現われるために，この ような結果になったものかとも思われる〈実験阻参照) しかしいずれにしろ，オートクレーブ養生と標準養生 とは全く同じ条件で実験を行なっているので，両養生の 結果を比較しながら判断することによって，オートクレ ーブ養生の供試休の違いが，強度にどのように影響を及 ぼすかを知ることができる. したがって，両養生の誤差を考問、する分散分析によっ て，供試体寸法によって強度lこ差違があるかどうかを判 断すると 8:1安のような結果となった. 8表には実験I の強度の分散分析も付け加えた.) 8表によると，オートクレーブ養生では，供試体寸法 の違いによって，普通ホ7ノレトランドセメント

(P

の記号 で示す)を除く，高炉セメン卜B種， C種 (B，Cの記 号で示す)およびフライアッLノュセメントB種 (Fの記 弓で示す)に有意水準5C谷および1C診で強度差がみられ る 一方.標準養生では，供試体寸法によって強度に差 違はみられない. 以上のように，供試体寸法と強度値の分散分析では，

オートクレーフリ養生における供試体寸法の影響 189 一 一 一 一 一 主 十 一 一 一 定 一 し 持 / 7 し 一 し し

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1

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1

のコンクリー卜の結果よりも.小さ午供試体の 強度比が大きく伝る傾Ir.l];;r示しており，特[こ φ5)(10 Clllの供試体では， 109と大きくなっている.11

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1

数が少ないので険出力は患いが〕によると，や15>(30cm 供試体と φ7.5メ15cmおよびφ10x 20crn供品体との強 度比はオートクレーフ養生，標準養生ともに'1有;在三子一は

190 久 保 直 志 ， 森 野 室 11表 モルタルによる強度比の判定 養 生 方 法 試 料 数 tn= ， d

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7₁1₉ 2₂._.7₅7₇6_{1 4.032} 本危険率5%で有意差がある. 12表 φ7.5x 15

，

φ10x20

，

φ15x30cm供試体強度試験値の変動係数(実験1) 変 動 係 数 (予約 配合 スラ オートクレーブ養生 標 準 養 生 セメントの種類 WjC 番 号 ンフ σ8p-19h σマ σ28 ザ51φ10 1φ15 仰 ￨φ10 1φ15 φ7.51φ10 1州 1 6.5 3.7 0.8 1.6 0

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4

1.6 2.3 1.3 2.8 1.7 2 50 12.5 2.8 4.0 1.7 3.3 1.1 1.1 1.5 0.9 2.1 3 21.7 8.3 8.0 3.7 7.6 7.3 3.7 4.7 5.5 5.5 4 6.1 5.0 1.2 2

.

4

1.2 2

.

4

3.6 1.8 0.7 3.1 5 55 18.5 2.4 4.2 2.6 0.8 5.0 1.0 3.9 4.3 2.9 6 22.0 8.3 6.0 2.5 3.2 4.1 1.7 9.6 3.9 1

.

4

普通ポルトランドセメント 7 4.5 4.1 2.0 3.6 0.5 0

.

4

1.9 2.8 2.0 3.6 8 60 16.8 6.1 5.7 1.9 1.4 0.8 0.1 2.1 0.8 4.0 9 21.5 3.1 2.0 1.0

。

6.4 2.1 1.9 4

.

1

3.7 10 6.0 2.1 5.6 2.0 1.3 3.7 5.0 2.2 3.6 2.3 11 65 17.5 4.5 5.8 3.1 0.9 0.7 0.9 1.1 2.2 1.7 12 20

.

4

5.2 7.6 3.0 4.1 1.8 5.6 4.1 2.3 4.8 変動係数平均 (n=12) 1 4.6 1 3.8 1 2

.

4

1 2.1 1 2.9 1 2.4 1 3.1 1 2.8 1 3.1 4 6.2 5.2 3

.

1

0.3 1.9 2

.

4

1.3 0.7 5 55 19.6 3.1 2.5 1.9 6.3 0.9 I 3.9 3.0 1.9 2.2 6 21.9 2

.

4

4.0 1.2 1.8

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4

2.8 2.1 3.8 B種 高 炉 セ メ ン ト 10 4.2 11.0 3.1 2.1 3.2 0.8 3.7 4

.

4

3.2 2.2 11 65 17.6 2.7 3.1 5.7 2.6 1.7 1.8 4.0 4.5 2.9 12 20.5 3.6 4.4 4.6 1.3 0.7 2.3 3.5 3

.

4

2.4 変動係数平均 (n=6) 1 4.7 1 3.4 1 2.6 1 2.9 1 1.3 1 2.9 1 3.4 1 2.7 1 2.4 4 4.1 2.2 2.9 1.1 1.2 2.7 3

.

4

3.6 2.2 5 55 15.2 6

.

4

0.4 2.5 1.1 2.1 4.2 4.6 2.2 0.4 6 20.4 2.7 1.5 3.1 6.3 2.5 0.9 1.8 1.9 1.8 C種 [ 高 炉 セ メ ン ト 10 2.9 9.2 3.0 1.6 4.3 3.7 0

.

4

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.

4

2.8 11 65 1.3 5.5 1.5 1.5 3.9 4.0 0.9 2.2 12 21

.

4

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3.5 2.8 変動係数平均 (n=6)

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1

0.8 1.1 4.7 B種フライアッシュセメ 6 23.0 2.6 I 2.0 1.5 3.6 4.1 1.8 1.3 1.7 1.9 ント _{10 11.5 4.1 5.3 0.7}

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.

4

2.8 2.3 4.8 3.2 変動係数平均(持=6) 4.21_ 3.5 1 2.5 1 1.3 1 3.0 1 3.2 1 2.1 1 3.5 1 2.6 変動係数総平均 (nニ30)

lvlllIMI~lulullll~lu

供試体数 オート7v-プ養生および28日;標準養生:3本 7目標準養生・2本

オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 191

1

3

表 φ7.5x 15，φ10x20，φ15x30cm供試体強度試験値の変動係数(実験][) 配 合 ス フ セメントの穫類 WjC 番 号 ン プ 2 50 16.0 普通ポルトランドセメント 5 55 18.0 8 60 15.0 11 65 16.0 平 均 ( 叩=4) 2 50 1₁4₇._.0₅ 5 55 1₁8₉._.5₀ B種 高 炉 セ メ ン ト 8 60 1₁8₈._.0₀ 11 65 1₁6₉._.0₀ 平 均 (n=8) 2 50 1₁4₈._.0₀ 5 55 1₁₉7._.0₀ C種 高 炉 セ メ ン ト 8 60 1₁8₉._.1₁ 11 65 1₁8₅._.0₅ 平 均 ( 担=8) 2 50 1₂₀8_..₀5 5 55 20.5 B種フライアッシュセメ 18.5 ント 8 60 1₁9₉._.5₅ 11 65 1₁₈8._.5₅ 平 均 (n=8) 変動係数総平均 (π=8) 1試料:供試体数 3本 ないという結果になっている.なお φ15x30cm供試体 とφ5x10cm供試体の強度化についてもオートクレーブ 養生では，有;意差はみられない.が，標準養生での関係 は危険率5必で有意差がある. したがって，実験

E

では骨材の影響によって，ある程 度小さな供試体が低い強度となったのではないかと思わ れる. オートクレーブ養生 標 準 養 生 σ.P σ28 川 ￨φ10 Iφ15 φ75 I

州

￨φ15 8.9 1.9 1.8 6.0 3.0 2.5 2.1 3.6 2.6 3.7 2.3 1.8 0.5 0.7 0.8 4.0 4.6 1.3 1.6 0.9 1.3 1.3 3

.

4

5.4 2.8 2.3 3.0 0.7 1.5 2.3 2.0 5.6 1.1 3.3 3.2 0.7 2.5 7.8 0.6 0

.

4

3.6 2.2 2.8 2.7 6.3 0.9 6.2 1.9 2.9 1.1 4.6 1.7 7.9 2.0 4.5 4.5 3.1 0.9 2.5 4

.

4

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.

4

4.7 2.5 3.5 2.7 4.8 2.3 4.0 2.8 1.5 4.0 6

.

4

4.9 2.9 6.0 1.5 1.2 2.0 6.1 2.7 5.4 3.1 1.8 1.4 3.1 2.8 3.3 2.0 1.6 3.0 4.6 3.4 2.0 0.1 0.9 3

.

4

2.1 4.1 2.9 3.8 2.1 2.9 1.8 3.2 1.7 1.6 0.9 4.6 4.7 5.0 2.8 3.7 0.5 6.5 0.5 2.9 2.5 2.0 2.5 3.3 3.1 8.9 3.5 2.8 5.8 1.9 1.4 2.9 3.2 3.2 1.5 5.6 2.7 6.2 8.5 3.6 1.8 2.6 1.3 6.5 1.9 1.3 3.1 1.3 1.0 2.8 1.7 2.8 3.8 2.7 2.7 9.5 2.5 2.1 3.0 2.3 3.9 8.9 2.8 3.8 7.0 3.0 6.7 5.1 2.6 3.3 1.6 3.1 2.4

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3.

吐 竺

(iv) 圧縮強度試験値のバラツキについて 実験1， ][および

E

の圧縮強度試験のバラツキを変動 係数によって表わすと， 12~14表となるが，それらの値 をまとめたのが15表である.オートクレーブ養生，標準養 生ともに供試体寸法が小さくなるとバラツキは大きくな る.その傾向は，オートクレブ養生のφ7.5x15cm供鼠 体において最も顕著であり，同養生の φ15x30cm供試

192

久

保 直 志 ， 森 野 杢 14表 モルタル強度試験の変動係数(勿) (実験車〉

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1

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表 供試体寸法と変動係数の関係 変 動 係 数 ( % ) オートクレーブ養生(l日) 標準養生 (28日) グループI~Þ-rïl

主

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I

3.1

I

2.6

I

3.1

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2.5 コンクリート

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5 4.5! 3.0 1.9 3

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3.3 2.8 実 験 i..

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…一)比川川と以ぱ0ρ) (α2 φ7.5x15 I CT10X2

or;元川示瓦瓦ム[日両日函両「石

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強 度 比 0.502! 0.249 (ー) I 0.386: 0.232 ( -

) ヶ

(10，0.05) =0.57601相関関係なし

「函瓦げム一日

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五日;品川

O.

広岡

0，0.01)ニ0.70791高 度 同 意 体の約2倍となっている， しかし，や10x20cm供試体 おおびや15x30cm供試体では，両養生とも同じ程度の 変動係数であって，養生の相違がバラツキに影響しない ようである. (v) オートクレーブ養生と標準養生との相関関係 4凶によっても解かるように，オートクレーブ養生の 強度比と標準養生の強度比との聞に相関々係はないよ うである. すなわち， オートクレーブ養生でや7.5/15 cm供試体の比率が100以ヒであっても， それと同パッ チの標準養生のや7.5x15cmの比率は100以上となると は限らない. たとえば， 普通ホ;)レトラJ トセメJ トで は.16表lこ示すような相関係数となっている. 他のセメ ノトについても同様の傾向を示しているが，この関係 は，オートクレーフ養生と標準養生だから生ずるという わけでなく， 16表lこ示すように標準養生の7日と28日強 度においても同様である.つまり強度比は実験誤差によ って支配される要因が高いようである. もちろん，両養 生の関係は強度比ではなく，強度値においては高度に有 意である.

(

2

)

各種セメント使用コンクリートのオートクレーブ 養生強度 (σ1) と標準養生強度 (0'2S)との関係 オートクレーフ養生強度と標準養生強度との関係を求

オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 193 110 A 1:>.

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100 100 ( 巴 ∞ 悶 ) 80 80 90 100 110 オートクレーブ養生強度比% φ7.5x15個供試体 kg p B C 801 I I 晶 l~F 80 90 100 110 オートクレーブ養生強度比% φ16x26ω供試体

4

図 オートクレーブ養生と標準養生との関係 (φ15x30cm供試体に対する φ7.5x15cmおよび φ10x20cm供試体の強度比について〉

1

7

表 各種セメントの標準養生 σ描およびオートクレーフ明養生町とCIWの関係 (供試体寸法 φ10x20cm) 普通セメント

B

種高指セメント

C

種高炉セメント

B

種フライアッシ WIC ュセメント σ 1 σ 1 σ 1 σ l 務 σ 2 . σ副 σ 2 . σ 2 .

。

c1 3P 1 5P 120oc 1 3P 1 5P 1 6P 1 20oc 1 3P 1 5P 1 6P 120oc

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Iml~I~lmlllilml~lrulmlml~15Imlm 65 1 273 1 197 1 313 1 28o 1 170 1 275 1 307 1 270 1 20612581273 1 219 1 187 1 2581 "1 .~ "1 "1 .~ "1 1 "1 "1 1."1 "1 "1 "1 1."1 "1 "1 M 曲 ~ ~ 相面 ~ ~ ~ 回白 ~ ... ~ 悶恒 ~ ... 什 1 I 11 1 I 11 I 11 I 11 I 11 I 11 I 11 I IL I 11 I _II I 11 I 11 I 11

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400 圧 縮

震

300

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5

図 標準養生 σ回およびオートクレーブ養生町と CIWの関係

194

久

保

直 志，森 野

室

1

8

表 標準養生強度 (σ28)に対するオートクレーブ養生強度 σ(，)の比率 (最適蒸気圧(温度)の推定) σ

，

1

σ回

、五;

普通ポルトランドセメント

B

種高炉セメント C種高炉セメント

B

_{シュセメント}種フフイアッ 3

I

宇土学

I

5 3 5 6 3 5 6 3 5 50 0.78 0.83 1.01 0.69 0.91 1.04 0.81 0.93 0.98 0.82 0.98 55 0.77 0.75 1.02 0.67 0.93 0.99 0.81 0.96 0.98 0.78 1.03 60 0.75 0.71 1.06 0.70 0.98 1.08 0.73 0.94 0.98 0.81 1.05 65 0.74 0.69

1

.

1

3 0.62 0.99 1.10 0.80 0.95 1.01 0.84 1.12 平 均 0.76 0.75 1.06 0.67 0.95 1.05 0.79 0.95 0.99 0.81 1.05 最蒸の気推(温度適) 定 4.(51k5g4l0cCm) 2 5.(51k6g1l0cCm) 2 6.(01k6g4l0cCm) 2 4.(51k5g40lcmz _C) めるため，実験

I

の結果に一部追加実験を行なって整理 したものが， 17表であり， 5図に強度とセメント水比と の関係を示した.なお実験

E

の結果についても，強度と セメント水比は直線関係にあるとして，最小二乗法によ り関係式を求めたとζろ，フライアッシュコンクリート だけは， 5図とは異なり， σ却と σ時 (5kg/cm'養生強 度)の直線は途中で交差し，セメント量が多いほど強度 の伸びが悪くなった.また普通セメントの直線はσ28と σ.Pともに勾配がややゆるくなった. 28日強度が

1

日養生で得られるような蒸気圧(温度) を求めるために， 実験

1

，

l

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および実験

E

の結果から σ

，

1

σ28の比を計算して， その値を取りまとめたものが 18表である.18表によると，普通セメントおよび混合セ メントいずれも，オートクレーブ養生としては低圧の， 4.5kg/cm' (1540め か ら 6kg/cm' (1640C)位の蒸気 圧(温度)によってσ28を引で求めることができる. 更に詳しくみると，普通セメントおよびフライアッシュ コンクリートはほぼ等しい蒸気庄4.5kg/cm'で，高炉セ メントB種は5.5kg/cm'で， C種は6kg/cm'である. 四種のセメントの温度差は約 100Cであるが，養生時聞 が19時間であるから，度時(マチュリテイ)で考える と， 100Cx 19hニ190度時の違いとなる.例えば，5kgl cm' : 1580Cx 19h=3002度時，3kg/cm' : 1420Cx21h =3003度時である. 今回の実験結果では，普通セメントの最適蒸気圧は (1) 4.5kg/cm2 (1540_{C)となったが，前回の結果では}3kgl cm (1430C)であった. これはオートクレーブの性能 の圧力・温度上昇速度が1図のように異なっているため であり，また，それに伴って最高温度継続時間が短縮さ れたためである. オートクレーブ養生では，圧力(温 度)上昇勾配は，強度 lζ影響を及ぼす大きな要因である ために，釜に可変装置を取り付けるか，あるいは，その 釜に適した条件在調べる必要がある.われわれは釜のヒ ーターによって，規制される温度上昇速度を，簡単に変 える一つの方法として，圧縮空気を加えることを考え た.この方法によって，水温は急速に上げるζとができ るが，釜の蒸気室の温度は期待したように早めることは できなかった.しかし供試体の状態は，普通の場合とは 異なっていた.密会

J

型枠を使用しでも，多少水分が逃げ るらしく，釜より取り出して，脱型すると，供試体は乾 燥しているように見える.しかし気圧を加えた場合は， 脱型直後は充分担っており，放置しておくとすぐ乾燥し てくるが，型枠付きのままにしておくと.湿潤状態が保 たれていた. 釜の中 l乙圧縮空気を送入することは，常 l乙釜の圧力を 水蒸気圧よりも高い圧力とするため，密封型枠を使用し ない場合でも，水分の蒸発および膨張は防げるのではな いかと思われた. ζのことは，初期の目的の上昇温度の 変更には直接役立たなかったので，そのまま中止してい (7) たところ， 6ヶ月後に，樋口氏らによって上記の効果の あることが指摘された. 18表をみると，どのセメントも WICが小さくなるほ ど，オートクレーブ養生の強度の増進が鈍るが， ζの圧 縮空気を送用する方法は，一つの解決方法ではないかと 思っている.

7

.

ま と め ①今回のオートクレーフ養生の結果では， φ15x30 cm供試体に対するφ7.5x15cmおよびφ10x20cm供試 体の圧縮強度比は，実験

I

で， σ耐・.1吋15=99，σo101 σ向 ニ96，実験

E

でσ酌・51σ，匝.=95， 吋101σ両日=96とな り強度差が現われた.問時l乙作製した標準養生28日の強 度比は，実験Iで， σφO7・.1σO'5=99

，

吋101σo16=99

，

実 験Eでσφ7.5/吋15=95，σO10/σo16=96となった.両養生

オートクレーブ養生における供試体寸法の影響 195 の関係は， φ7.5x15cm供試体では， 97: 97，φ10>e 20 cm供試体では， 96: 98となるが実験誤差を考慮して， 両養生の関係を分析すると，両養生の強度比 i乙相違は認 められない.従って.両養生に同じ寸法の供試体を使用 すれば， オートクレーブ養生強度 (σ1) と標準養生強 度 (σ28)との関係はいずれも同じ結果が得られるわけ である.ただし，供試体のバラツキは小さな供試体ほど 大きくなる. ②オートクレーブ養生によって28日強度を推定する場 合には，セメントの種類が異なっても，養生条件 1<::大 差 はなさそうである. 2図の養生条件(成形・前養生1h， 温度上昇速度 (1580_: 1.5h)，最高蒸気圧(温度)継続時 間19h，下降時間1h)の最高蒸気圧(温度)のみ変化き した場合，普通セメントおよびB種フライアッシュコン クリートでは， 4.5kgfcm2 _(l540_{C)で，高炉セメント} B種は5.5kg

f

cm 2 (161 OC)で， C種は6.0kg

f

cm 2 (164 OC)位で， 28日強度が得られるようである. 参 考 文 種 1) 久保，森野，大西，コンクリートの強度判定 l乙関す る一実験，セメントコンクリートNo.248昭42，10 2) たとえば BoulderCanyon Project Final Report Part

V

l

I

Cement and Concrete Investigations，

Bulletin 4. Mass Concrete 1949.(米国開拓局編 マスコンクリート近藤泰夫訳)

H.F. Gonnerman， E鉦ectof Size and Shape of Test Specimen on Compressive Strength of Concrete， Proc. of ASTM 1925など 3) 杉木，皆上，藤井，供試体の大きさとコンクリート の 圧 縮 強 度 ー や10x20cm供試体とφ15x30供試 体との比較ーセメントコンクリート No.194昭38.4 4) 笠井芳夫，供試体寸法とコンクリートの圧縮強度な らびに強度のバラツキとの関係

(1OW

耽 mと 脚 × 枇m供試体との関係および) 5ゆx10cmと15やx30cm供試体との関係 日本建築学会論文報告集第100号 昭39.7 5) セメント協会，コンクリート専門委員会報告 F-14， F-15各種のセメントを用いたコンクリートの圧縮 強度に関する共同試験報告 昭39.6，昭40.8 6) 日本コンクリート会議海外連絡委員会，軽量コンク リート分科会，軽量コンクリートの圧縮強度試験方 法，コンクリートジャーナル Vo1.6，No.8昭43.8 7) 樋口，原田，圧気を併用したコンクリートの高混高 圧蒸気養生，セメントコンクリート No.265，昭44.3

8) ADAM M. NEVILLE， a General Relation for Strengths of Concrete Specimens of Different Shapes and Sizes， ACI JOURNAL， Proceedings，

V.63， No.10， Oct. 1966.

9) ACI Committee 516， High Pressure Steam Curing， ACI JOURNAL， Proceedings V.62， No. 8， Aug. 1965