読み方は「寒中＝かんちゅう」コンクリートと読みます。

コンクリートは、強度が発現する前に凍結してしまうと、その後適切に養生を行なっても、強度が回復することがなくなります。

そのため「硬化前に凍結する恐れ」がある時期に打設するコンクリートについては、寒中コンクリートとして取り扱わなければなりません。

寒中コンクリートの期間は、気温によって判断する

建築(JASS5)・土木(示方書)では、寒中コンクリートを以下の期間としていて、寒中コンクリートの適用地域は、沖縄県を除きほぼ日本全域に分布しています。

気温から期間が決まるため、地域によって「日付に違いがある事」に注意してください。

この二つには、それぞれ違った目的があります。

凍害とは、コンクリートが凍ったり溶けたりすることで受ける劣化作用。初期凍害は、硬化初期に受ける凍害を言います。

初期凍害を受けたコンクリートは、その後適切に養生をしても強度が回復しなくなります。

日平均気温が4℃以下では、凍結の可能性があがる

コンクリートの凍結温度は－2.0～－0.5℃程度と言われていて、平均気温4℃以下とすると、最低気温が凍結温度に達する可能性が高くなります。

そのため、初期凍害を防止するための対策が必要となります。

積算温度が840°D・D 以下だと強度不足の可能性があがる

コンクリートの強度発現は温度の影響が大きく、低温下では強度増進が遅くなります。すると、工程上の不具合が出たり、規定の材齢までに強度の確保が出来ないといった問題が起きます。

建築では、材齢91日で品質基準強度を確保することが必須なため、初期凍害の防止だけでなく、構造体の強度確保についても対策が必要となります。

コンクリートの積算温度は、平均気温+10℃

なぜ気温に+10℃するのかは、コンクリートの強度発現は－10℃がおおよそ下限です。それより低い環境下では、強度の増進が止まるとされています。

－10℃を起点とするため、その日の気温に＋10℃した値を合計して積算温度としています。

構造体の強度の判定は、材齢91日の強度です。材齢91日の積算温度が、標準養生の材齢28日分の積算温度より低い場合、強度を確保出来ない危険性が大きくなります。

そのため、材齢91日の積算温度が840を下回る場合は、強度確保の対策が必要となります。

寒中コンクリートは養生期間と養生方法に留意する

打込んだコンクリートは、初期凍害を防止するための初期養生を行います。初期養生の期間と養生方法には以下のような決まりがあります。

養生期間は圧縮強度が5.0N/㎟となるまで

凍結融解の圧力に耐えうる強度が5.0N/㎟と言われています。そのため5.0N/㎟以上であることを確認したら、初期凍害の影響を受ける恐れがなくなるため、初期養生を打ち切って良いとされています。

初期養生の確認のための供試体は「現場封かん養生」とし、打込んだコンクリートに近い条件で養生された供試体で、強度の確認することが重要です。

養生方法は加熱か断熱かを考える

コンクリートの温度を維持するために保温養生を行ないますが、その方法には大きく二種類の方法があります。

加熱・給熱養生

打込んだコンクリートを上屋などで囲い、ヒーターなどで内部空間を暖める方法。コンクリートに熱を与える方法なので、加熱・給熱といいます。

一般に5℃を目標に加熱します。この時、コンクリートが直接熱せられて乾燥することがないよう、注意することが必要です。

断熱養生・被覆養生

断熱型枠や養生マットなどでコンクリートを覆い、コンクリートの水和熱を閉じ込める事で温度を保つ方法です。

断面が比較的大きい場合やセメント量が多い、気象状況が過酷でない場合などで、加熱までを必要としない場合の養生方法です。

寒中コンクリートの保温養生では温度差と乾燥に注意する

コンクリートの強度発現には、温度と水分が必須です。

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寒中コンクリートは、加熱による水分の蒸発やコンクリートと周囲の温度差による水分の蒸発に留意する必要があります。

また、コンクリートの温度が上がり過ぎると、周囲との温度差によって表面ひび割れを起こす可能性があるため、必要以上に加温することはリスキーとなります。

寒中コンクリートにおけるその他の留意点

打込み時のコンクリート温度は10℃(場合によっては5℃)～20℃とする。

養生期間中にコンリート温度を保つのに、「冷たいものを暖める」よりも「暖かいものを冷めない様にする」ほうが、労力が少ないため、生コンの温度を10～20℃として打込む事とします。

生コンの温度は、材料の温度と運搬時間によって決まります。そのため、生コン製造時に材料を加熱しますが、セメントは急結する恐れがあるため、どんな場合でも加熱してはなりません。

またコンクリートは運搬によって徐々に冷えていくため、運搬時間も考慮する必要があります。

JASS5においては、凍結による障害や低温下での強度増進の遅れに対処するために、寒中コンクリートで用いるコンクリートは「調合管理強度を24N/㎟以上」としています。

凍結融解作用を受けるコンクリートとは

寒中コンクリートとよく似たものに「凍結融解作用を受けるコンクリート」があります。

寒中コンクリートと凍結融解作用を受けるコンクリートでは、対策を行う目的に違いがあります。

寒中コンクリートは、打込んだ生コンが健全に硬化するための対策なのに対して、凍結融解作用を受けるコンクリートは、硬化後のコンクリートに凍害の恐れがある場合の対策となります。

主に寒冷地において、湿潤状態(濡れた状態)で凍結融解作用を繰り返し受ける恐れがある場合を想定しています。

凍結融解作用について下の図を見てみましょう。

コンクリート内部の水が「凍結→膨張圧によるひび割れ→融解しひび割れに侵入」を繰り返す事によって、ひび割れの発生とひび割れの進展のサイクルが起こることを凍害といいます。

凍結融解作用を受ける地域とは

寒中コンクリートの適用地域は、沖縄県を除きほぼ日本全域に分布していますが、凍結融解作用を受ける地域は、北海道、東北及び北関東・信州地方の一部がおおよその地域となります。

また、該当する地域であっても凍結融解作用の強さや、部材の条件や重要度を考慮して総合的に判断するものとしています。

適用の判断として凍結融解作用係数があり、次式によって求める事ができます。

• 日射係数：
  部材の方位と方向から係数を求め、水平方向(屋根スラブやひさしなど)及び南面の鉛直方向(外壁)の部材がより大きな係数となります。
• 部材係数：
  水分の供給具合から係数を求め、軒先やベランダなど水と接した状態になる部材がより大きな係数となります。

凍害は「凍結と融解を繰り返すこと」が問題なため、凍結融解作用の条件として

によって、凍害の危険性を判断することが出来ます。

凍結融解作用を受けるコンクリートの規定値は？

コンクリートの凍害防止の観点から、通常の管理値と違う項目について、主なものを解説します。

耐久設計基準強度

コンクリートの水セメント比が小さい＝強度が高いほうが、凍害に対する抵抗性が高まるため、耐久設計基準強度は、一般環境の値に+3N/㎟としています。

骨材の品質

骨材の吸水率は凍害に対する抵抗性に影響が大きく、また安定性で凍結膨張に対する抵抗性を判断できるため、原則として表の値を満足する骨材を使用する。

コンクリートの空気量

空気量の下限値は4.0%以上、ただし、品質基準強度が36N/㎟を超える場合は3.0%を下限とする。

下限値管理のため、空気量の設定値は許容値を考慮すると、表の値を標準とします。

高流動コンクリートの場合、気泡間隔係数が大きくなったり気泡の消失が多いなど、コンクリート内部の気泡が不安定なため、一般のコンクリートよりも高い目標値を標準としています。

普通コンクリートとは、その中でもっとも「普通＝一般的」なコンクリートです。

普通コンクリートは「一般構造用コンクリート」として、特別な性能や用途を必要としない、一般的な建築構造物や土木工事に使用されます。

ですが、コンクリートの種類は、基準とする規格によって考え方や規定に違いがあるため、注意が必要です。

この記事では、普通コンクリートについて、意味や内容、規格・規定値などを解説します。

普通コンクリートの「普通」とは？

普通コンクリートのなにが「普通」なのかを簡単に説明すると、

です。

「普通の強度」のコンクリートを「普通の環境」で施工し「普通の重さ」の構造物を作る場合に使用する標準的なコンクリートを、普通コンクリートといいます。

その逆で「普通でないコンクリート」には、次のようなコンクリートがあります。

普通コンクリートの規格は？

コンクリートの基準・規格には3つの基準があります

1.は現場で使用されるコンクリート自体（いわゆる生コン）の規格。

2.及び3.はそれぞれ、ビルなどを建てる建築工事の規格と橋などを作る土木工事の規格です。

たくさんのコンクリートが、「材料の規格」と「工事の規格」の両方に規定があるため、よく頭を整理して理解しなければなりません。

JISの普通コンクリートの規定

JISでは、4種類のコンクリートを規定しています。

基本的にコンクリート自体の種類は、この4種類になります。

これ以外に建築工事で使用されるコンクリートが1つだけあります。

大臣認定コンクリート、通称MCON(エムコン)と呼ばれるコンクリートです。

ほかにも、暑中コンクリート・マスコンクリート・水中コンクリート・流動化コンクリートなど様々な種類がありますが、

正確にはコンクリートの種類ではなく、環境や条件によって施工時の取扱いを規定した、工事の規格です。

JIS(生コン)の規格では「普通骨材を使用した、呼び強度18～45の範囲内のコンクリート」を普通コンクリートと呼び、

を組合せて選びます。

コンクリートの配合については規定がなく、決められた品質を満足するよう製造者が設定します。

JASS 5と標準示方書の普通コンクリートの規定

JASS 5とコンクリート標準示方書の普通コンクリートの規定を表にまとめました。

JISとは違い、コンクリートの仕様について規定されています。

構造体の品質が一定程度保たれるよう、標準的な仕様としてあらかじめ規定されていて、上の表をもとに構造体に必要な性能や条件を加味して、コンクリートの発注を行うことになります。

普通コンクリートと特殊コンクリートの違いは？

普通コンクリートと特殊コンクリートの比較を表にまとめました。

表のまとめ方はいくぶん乱暴ですが、一般的にこのようなイメージを持っておけば良いのではないでしょうか。

普通コンクリートは、JISに適合した生コンが全国の3000余りのプラントから出荷されていて、安定的に供給が受けられます。

特殊コンクリートの場合、材料の入手や設備など、特殊コンクリートの出荷体制が整っていない場合もあり、地域によっては供給が困難な場合があります。

特殊コンクリートの需要は地域差が大きいのが現状です。

需要が旺盛な地域とそうでない地域では、供給や管理の面で格差があるのは仕方ないことかもしれません。

あらかじめ(Preプレ)成形 (Castキャスト) されたコンクリートであるため、プレキャストコンクリート製品と呼んでいます。

PCaコンクリート・PCと略称で書かれることも多いですが、PCはプレストレストコンクリートと混同しやすいため、Pre Castの略であるPCaの方が間違いがありません。

プレキャストコンクリートは、プレコンや二次製品などとも呼ばれています。

近年、国土交通省では、工事現場における生産性の向上や安全性の向上など、環境改善の取り組みとして「i-Construction」の推進を打ち出しています。

その取り組みの中で、工期短縮、省人・省力化などプレキャストコンクリートの優位性が注目され、導入促進が進められています。

プレキャストコンクリート製品とは

RCとの違いは、現場に運ぶコンクリートの状態

一般的にコンクリートは、生コン工場で練混ぜられたコンクリートを現場までミキサー車で運搬し、型枠の中に打込んで硬化させます。

そのため、現場に運ばれてくるコンクリートはまだ固まらないコンクリート(フレッシュコンクリート)であり、現場の型枠内で鉄筋とコンクリートを一体化させて硬化させます。

一方、プレキャストコンクリートは、プレキャスト製品工場で練混ぜたコンクリートを、工場内で組み立てた型枠の中に打込んで硬化させます。

そのため、現場に運ばれてくるコンクリートはすでに固まった後の状態であり、構造体の部材としてすぐに使える状態です。

鉄筋コンクリート(RC)とプレキャストコンクリート(PCa)の違いは、現場に運ばれるコンクリートの状態、別の言い方をするとコンクリートを硬化させる場所の違いです。

プレキャストコンクリート製品の規格は、構造の種別で分けられている

プレキャストコンクリート製品に関するJIS規格は、構造の種別によって以下の3つに分けられています。

プレキャストコンクリートのJIS規格には、使用性や安全性、耐久性など強度に関すること以外に、部材寸法について規定があります。

また、製品をⅠ類・Ⅱ類に区別していて、規格では以下のように規定されています。

Ⅰ類…製品の性能を満足することが、実績によって確認された仕様に基いて製造されるPC製品で付属書に推奨仕様が示されているもの

Ⅱ類…受渡当事者間の協議によって、性能及び仕様を定めて製造されるPC製品

この文章を説明すると、下文のようになります。

Ⅰ類は性能や寸法など、あらかじめ決められたレディメイドの製品、Ⅱ類は、メーカー仕様や発注者の要望によるオーダーメイドの製品だと言えます。

プレキャスト製品の種類の分け方

プレキャストコンクリート製品は、「作り方」・「構造」・「使用用途」の3項目をもとに分類されます。

3.用途別の主なものを、いくつか紹介します。

プレキャストコンクリートの特徴は、生産性の良さと安定した品質

プレキャストコンクリート製品の特徴について、現場打ちコンクリートと比較して表にまとめました。

プレキャストコンクリートは大量生産や、部材の規格化によるメリットが大きい

プレキャストコンクリート製品は、コンクリート部材として以下の様な強みを持っています。

生産性が高く経済性に優れている

• 規格化された形状や寸法であれば、工場で大量生産する方が、安定した品質で効率的に製造することができ生産性が良いと言えます。
• 小規模工事やコンクリートの使用が少量である場合、現場施工よりもコンクリート製品を使用した方が効率的・経済的になります。

モジュール化によって施工性に優れている

• モジュール化によって、作業の効率化や施工スピードの向上が図れます。
• 現場でのコンクリート施工に伴うリスクを回避し、品質の安定性や信頼性を高めます。
• シールドセグメントやインターロッキングブロック舗装など、工法の前提としてコンクリート製品が施工システムの一部となっているものもあります。

省力化によって現場の環境影響を受けづらい

• 「積雪・暑中など気象の影響」「深海・傾斜地など厳しい立地」「道路・鉄道など施工時間の制約」など施工条件が厳しい場合、現場での作業時間の短縮や作業の簡略化により、施工環境を緩和します。
• 特殊な環境でなくても、遠隔地などで生コンの供給が困難な場合、コンクリート製品を使用することで品質が確保できます。

木造住宅の在来工法と2×4工法の比較と似ていますね。2×4工法が、工場生産の部材を現場で組み立てる事で生産性を高めるように、プレキャスト工法も似たようなイメージで理解してください。

プレキャストコンクリートのメリット・デメリット

生コンクリートの現場打ちをプレキャストコンクリート製品に置き換える場合のメリット・デメリットとして、

プレキャストコンクリート製品の製造方法

一般的なプレキャストコンクリート製品の製造方法はこのようになります。

マスコンクリートとは、大断面のコンクリート構造物を作る時の「設計・施工・管理」基準であると理解してください。

このページでは、マスコンクリートについて、定義・原因・対策などを説明します。

マスコンクリートの基準・定義　

マスコンクリートの原因・特徴

マスコンクリートの基準がなぜ必要なのか。それは、コンクリートで大断面を作ると温度ひび割れを起こしてしまうからです。

マスコンクリートの温度ひび割れとは、セメントの水和熱がコンクリート内部で蓄積され、コンクリート表面と内部に温度差が生じる事、温度上昇に伴う膨張及び温度降下に伴う収縮によって発生します。

温度ひび割れには、

の2種類のパターンがあります。
次に、マスコンクリートの温度ひび割れの対策を解説します。

マスコンクリート対策

マスコンクリート対策は、部材温度を低く保つ事に尽きます。部材内部と表面の温度差を小さく保つことが重要で、そのためには、温度上昇量を抑える対策をすることが必要となります。

各段階でのひび割れ対策を説明します。

調合・・・温度上昇の小さい調合とする
製造・・・コンクリート温度を低く抑える
打込み・・・ブロック割り・リフト高の検討
養生・・・部材温度を制御する
設計・・・ひび割れの制御を検討する

配合・調合による対策

コンクリートの水和熱を抑制するために、低発熱型のセメントを使用する・セメント量自体を少なくする対策です。

低発熱型のセメントとは、中葉熱や低熱ポルトランドセメント及び混合セメントの事を言いますが、混合セメントの場合、セメント量が多くなると温度上昇量が大きくなることがあるため、注意が必要です。

セメント量を減らすには、

などが有効です。

製造時の対策

打込むコンクリートの温度が高いと、水和反応が促進されるため内部温度が高くなります。そのため、コンクリート製造時に冷水を使用したり、骨材を冷却するなどして、コンクリート自体の温度を低くすることが有効です。

施工時の対策

打込んだコンクリートの温度上昇量は、部材の厚さ・形状によっても変わります。そのためブロック割りを小さく、リフト高を低くすることが有効です。

養生での対策

部材内部と表面の温度差を小さくすることが重要であるため、散水などで表面のみを冷却してしまうと、逆に部材内部との温度差が生じるため注意が必要です。
内部温度が最高点に達したら、表面を保温し部材全体をゆっくりと冷ますことが大切です。

設計時点での対策

すでに説明した対策を行っても、ひび割れをなくすことが難しかったり、対策自体が合理的でない場合もあります。
そのため、ひび割れをなくすのではなく、発生位置やひび割れ幅をコントロールするためのひび割れ誘発目地やひび割れ制御鉄筋を検討することも大切です。

まとめ

マスコンに有効な対策は、セメントの水和熱を下げる事+セメント量自体を減らす事と打込み後の養生を長くし、部材全体を徐々に冷やす事。そして、ひび割れ発生をコントロールするための誘発目地や制御鉄筋を計画するのが一般的な対策になります。

膨張コンクリートは、コンクリートを膨張させる事で圧縮応力を導入し、コンクリートの引張弱さを改善する効果があります。

この記事では、膨張コンクリートについて種類やメリット、配合などを解説します。

膨張コンクリートの種類やメリット・用途とは？

膨張コンクリートは、膨張量の大きさによって以下に分けられます。

• 収縮補償
  • コンクリートの乾燥収縮・自己収縮を抑制
• ケミカルプレストレス
  • コンクリートにプレストレスを導入

コンクリートの膨張が、コンクリート内部の鉄筋や鋼材によって拘束されると、コンクリートには圧縮応力が、鉄筋・鋼材には引張応力が導入されます。

収縮補償とは

コンクリートは水和反応や乾燥によって、内部の水が消失します。消失による内部空隙の毛細管張力によって、コンクリートに引張応力が発生します。

この引張応力がコンクリートの引っ張り強さを上回ると、ひび割れが発生します。

膨張材によって導入された圧縮応力が、コンクリートが収縮する時の引張応力を相殺することにより、収縮ひび割れを低減させます。

ケミカルプレストレスとは

ＰＣコンクリートでは、コンクリートにプレストレスを導入する方法として二つのやり方があります。

• 鋼材（緊張材）の張力によってプレストレスを導入
• 膨張材の膨張力によってプレストレスを導入

膨張材の化学（ケミカル）反応でプレストレスを導入するのが、ケミカルプレストレスです。

ケミカルプレストレスの膨張量は、収縮時の引張応力を相殺し、更にコンクリートにプレストレスを与えるため、収縮補償よりも大きいのが特徴です。

PCコンクリートの作り方や特徴・メリット・手順などを解説

PCコンクリートとは、鋼材を使用しコンクリートにプレストレスをかけることにより、コンクリートの特徴である「引張り応力に弱...

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膨張コンクリートのメリットや用途

• コンクリートのひび割れ低減
• ケミカルプレストレス
• 水密性の向上

コンクリートの乾燥収縮を抑制する事で耐久性が向上するため、構造物の供用期間を長くすることが可能となり、病院や学校などの公共性の高い建物に用いられます。

地下躯体の水密性の向上や、倉庫や立体駐車場などS（鉄骨）造のスラブのひび割れ防止としても良く用いられます。

膨張コンクリートの膨張率の目安とは

膨張コンクリートの膨張率の標準値は、表のようになります。

コンクリート用膨張材の種類とは

膨張材にはいくつか種類があり、化学組成と反応に違いがあります。

• CSA(カルシウムサルフォアルミネート) 系
  • エトリンガイトを生成する
• CaO(生石灰) 系
  • 水酸化カルシウムを生成する
• 複合系
  • エトリンガイトと水酸化カルシウムの両方を生成する
• その他の膨張材

その他の膨張材には、マスコンクリートの温度ひび割れを抑制する目的で使用する水和熱抑制型膨張材や、プレキャスト製品で用いられる早強型膨張材などがあります。

従来は単位膨張材量を30㎏/㎥とした製品(膨張材30型)が一般的でしたが、近年、製品の改良によって、単位膨張材量を20㎏/㎥とした場合(膨張材20型)でも、従来と同等の膨張量を有する製品が一般的になっています。

太平洋ハイパーエクスパン(構造用)

• 石灰系膨張材です。
• 太平洋エクスパン(構造用)よりもさらに少ない添加量で有効な膨張量を得ることが出来るため、より低コストでひび割れ低減効果が得られます。
• 拘束を受けることで組織を緻密化し、鉄筋拘束の場合はコンクリートにプレストレスを導入します。

引用元：太平洋マテリアル > 製品 > コンクリート混和材（剤） > ハイパーエクスパン(構造用)

「デンカ パワーCSA タイプS」は、エトリンガイトの生成と遊離石灰の反応をコントロールし、双方の技術を集約させたエトリンガイト・石灰複合系の低添加型の膨張材です。従来の膨張材よりも少ない単位量（20kg/m³）で有効な膨張を得ることができます。
コンクリートを練り混ぜるときにセメントと同時に混和することで、乾燥収縮によるひび割れを低減する収縮補償用の「膨張コンクリート」を得ることができます。

引用元：Denka特殊混和材会員サイト › 製品情報 › デンカパワーCSAタイプS

膨張コンクリートの配合の注意点とは

拘束などの条件が一定であれば、膨張材の使用によるコンクリートの膨張率は、膨張材の使用量と比例し、膨張率が大きいほど、膨張による収縮補償・ケミカルプレストレスの効果は大きくなります。

しかし、膨張材はコンクリートを内部から膨らませるため、過大な膨張率になると、コンクリートの圧縮強度の低下を招くため注意が必要です。

膨張材の使用量は？

収縮補償に用いる場合は、製品カタログの推奨値を標準に、ケミカルプレストレスに用いる場合は、製品カタログの推奨値の2倍程度を標準とし、必要な膨張量を試験によって確認します。

低熱ポルトランドセメントや混和材を多量に混合した混合セメントと膨張材を組み合わせる場合、膨張材の使用量を減らす必要があります。

その理由は、膨張材は材齢7日前後までの初期に作用するため、強度発現の遅いセメントを使用する場合、コンクリートが膨張力に負け、強度が低下する恐れがあるためです。

具体的な使用量は、製品カタログを目安に、試験によって膨張率と強度を確認します。

単位セメント量の規定は？

一般に、膨張材をセメントの一部とし、結合材量を一定としたまま、単位セメント量と単位膨張材量の割合を変化させて、所要の膨張率を得られるよう配合設計を行います。

ベース配合：単位セメント量300㎏/㎥

膨張材配合：単位結合材量300㎏/㎥＝(単位セメント量280+単位膨張材量20)

セメントの一部を膨張材で置き換える方法を内割り置換といいます。

外割り置換といって、細骨材と置き換える方法もあります。

内割り置換では、膨張材量を増やすとセメントが減るため、膨張率を大きくし過ぎるとセメントの不足により、強度の低下を招く恐れが出てきます。

そのため膨張コンクリートでは、結合材量のうち「最小単位セメント量＝270㎏/㎥以上を標準」と規定されています。

コンクリートの配合設計　セメントの内割り・外割りとは

コンクリートの配合設計において、フライアッシュ・高炉スラグ微粉末・膨張材などの「混和材」を使用する場合、1.内割り2.外...

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膨張材と収縮低減剤の違いとは？

コンクリートの収縮補償に使われる材料には、膨張材以外にも収縮低減剤という材料があります。

収縮低減剤は化学混和剤の一種で、膨張材と同じくコンクリートの収縮を抑える材料ですが、メカニズムが違います。

混和材と混和剤の違いは、

混和材は、使用量が比較的多くコンクリートの体積計算に含む

混和剤は、使用量が少なくコンクリートの体積計算に含まない

膨張材と収縮低減剤の違いには、以下のようなものがあります。

作用メカニズム：

• 膨張材は、水和生成物によりコンクリートを膨張させて収縮を抑制
• 収縮低減剤は、水分の蒸発に伴う表面張力を低減させて収縮を抑制

使用方法：

• 膨張材は、セメントと置換して使用
• 収縮低減剤は、水と置換して使用

単位量：

• 膨張材は、20～60kg/㎥程度使用
• 収縮低減剤は、セメント量の1％(3～6kg/㎥)程度使用

『プレストレストコンクリート（Prestressed Concrete）』の頭文字をとって、PCコンクリート・PC構造などといいます。

この記事では、PC(プレストレストコンクリート)について、特徴・種類・工法について解説します。

PCコンクリートの特徴は、引張り弱さを改善する

コンクリートは、圧縮力に強いが引張力には弱いという特徴を持っています。圧縮強度(圧縮力に耐える力)に対し、引張強度(引張力に耐える力)はおおよそ1/10程度しかありません。

そのため、RC構造(鉄筋コンクリート構造)の設計では、コンクリートの引張強度を無視(コンクリートの引張強度を期待しない)するのが一般的です。

硬そうにみえるコンクリートも引っ張られると壊れやすいんですよ

その弱点を改善するために、あらかじめ圧縮力を加えることで、コンクリートの引張力を補う技術が、PC（プレストレストコンクリート）です。

具体的に言うと、

PCコンクリートではあらかじめ、コンクリートに「圧縮力＝縮ませる力 (－) 」を加えて縮んだ状態(－)にします。

その縮んた状態のコンクリートに「引張力＝伸ばそうとする力(＋)」が加わった時、縮ませる力(－)が伸ばそうとする力(＋)を相殺します。

引張力と同程度の圧縮力を先に加えておくことで、引張力を圧縮力で打ち消すのが、プレストレストコンクリートです。

PC構造のメリット・デメリット

PC構造のメリット・デメリットについて、一般的なRC構造と比較したものをまとめましたので、確認してみましょう。

プレストレストコンクリートの製造と種類

プレストレストコンクリートの製造で、コンクリートに圧縮力（ストレス）を与える材料を、緊張材（PC鋼材）と呼びます。

ストレスの導入では、緊張材を引っ張って伸ばした状態でコンクリートと固定した後、緊張材の引張りを弱めます。

すると、伸ばされた緊張材は元の長さに戻ろうとするため、緊張材の収縮力が、コンクリートに圧縮力（ストレス）を与えます。

これがプレストレストコンクリートの作り方ですが、緊張（テンション）のタイミングや緊張材の設置方法によって、いくつかの工法があります。

1.プレテンション工法とポストテンション工法

コンクリートにプレストレスを与えるタイミングに違いがあります。

• プレテンション工法…先にテンションをかける
• ポストテンション工法…後からテンションをかける

プレ(あらかじめ)テンション(緊張)

はじめに緊張材にテンションをかけ、型枠に固定します。そこに生コンを流し込み、緊張材とコンクリートを一体化させます。その後、緊張を緩めることでプレストレスをかける工法です

ポスト(あとから)テンション (緊張)

はじめにコンクリートを打込み硬化させます。その後、コンクリートに緊張材を定着させて、後からテンションをかけることでプレストレスをかける工法です。

緊張材を曲線に配置できるため、部材に作用する曲げモーメントに対して、より有効にプレストレスを加えることが出来ます。

2.内ケーブルと外ケーブル

緊張材の設置場所によって違いがあります。

• 内ケーブル工法…コンクリート内部に緊張材を配置
• 外ケーブル工法…コンクリートの外部に緊張材を配置

内ケーブル工法は、プレテンション工法・ポストテンション工法のどちらでも、外ケーブル工法は、ポストテンション工法でのみ採用されます。

プレテンション工法は、比較的寸法が小さく、工場生産される部材で採用され、ポストテンション工法は、工場生産の難しい寸法の大きい部材を、現場打ちする場合に多く採用されます。

ネットなどでも、PCとPCaが混同されて使われているため注意が必要。

工場生産されるプレストレストコンクリートをPCa・PC工法と呼び、工期の短縮や省力化、品質の安定性などのメリットがあります。

基本的に、次のように整理しておくのが良いでしょう。

プレキャストコンクリート(PCa)は二次製品とも呼ばれ、工場で製品化されたものを現場に運び入れるのが一般的ですが、サイトPCaといって、建設現場の敷地内でPCaコンクリートを製作することもあります。

PC 鋼材とプレストレスの保護が重要

プレテンション工法やポストテンション工法の内ケーブル方式では、PC鋼材が、コンクリートやPCグラウトと直接付着します。

そのため、PC鋼材を腐食から保護するために、コンクリートやPCグラウトの塩化物量を厳しく管理する必要があります。

また、コンクリートに導入したプレストレスの減退(圧縮力が減ること)を抑えるために、コンクリートのクリープや乾燥収縮、PC鋼材のリラクセーションを小さくすることが求められます。

リラクセーションとは：

鋼材が時間経過により弛緩してしまい、はじめにかけた緊張力がしだい減る現象を言います。

そのため、部材と同条件で養生した供試体の圧縮強度の結果によって、時期を決定するのが良いとされています。

そのため、夏場の気温の高い時期（暑中）に施工するコンクリートは、暑中コンクリートとして管理する必要があり、暑中コンクリートは、

でなければなりません。

この記事では、暑中コンクリート工事について説明します。

暑中とはいつのこと？暑中の適用期間について知ろう

暑中コンクリート工事を知るために、はじめに暑中がいつからいつまでなのかを説明します。

暑中の定義は、

とされています。

平年値とは、過去30年間の気象データから算出したもので、10年に一度更新されます(西暦の下一桁が1の年)。2023年現在の平年値は、1981年～2020年の気象データから求めたものになります。

暑中期間は、地域ごとの気象データから算出するため、各地域で期間に差があると覚えてください。

また、暑中期間の構造体強度補正値(S値)は+6N/㎟となります。強度発現は早いですが、高温により強度増進が鈍いため、91日時点のコア強度が低くなるからです。

コンクリートのスランプロスに気を付ける

暑中期間の高温は、コンクリートの品質に以下の様な影響を与えるため、対策を検討する必要があります。

コンクリートのスランプは、温度の影響を受けやすく、高温下では単位水量が増える傾向にあります。

一般に練上がり温度が10℃の上昇すると、単位水量を3～5％程度増やす必要があります。

さらに高温下では、運搬中のスランプロスも大きくなるため、練上がりの目標値も大きくするなどの対策が必要です。

コンクリートのブリーディングは温度が高いほど減少し、凝結・硬化も早くなるため、施工時間が限られてきます。

ジャンカやコールドジョイントが出来やすい

コンクリートの打込みでは、ジャンカやコールドジョイントを防止する事が重要ですが、暑中コンクリートでは、特に注意が必要となります。

暑中コンクリートは凝結が早いため、早く打重ねなければなりません。一方で、ワーカビリティが低下しやすいため、逆にいつもより打込み効率が下がりやすくなります。

そのため、コールドジョイントが発生しやすくなり、暑中コンクリートの施工では、特に注意が必要となります。

暑中コンはコンクリート温度が重要

コンクリートの練上がり温度(製造した時点での温度)は、材料の温度に依存しています。

暑中コンクリートの練上がり温度は、一般に平均気温+5℃程度になり、その後の運搬中に、2～４℃程度高くなります。

暑中期間は、日平均気温が25.0℃を超える時期なので、荷卸し時は32～34℃程度となります。

そのため、平均気温が26～28℃を超えると35℃を超える可能性が高くなっていきます。

荷卸し時のコンクリート温度は、「練上がり温度+運搬中の温度上昇」ですので、コンクリート温度を下げるためには、

二つの対策のどちらかまたは、両方を行う必要があります。

コンクリートの練上がり温度を下げるには

が挙げられます。

材料の冷却とは、水や骨材、セメントを冷やす事で温度を下げる方法で、その中でもっとも効率的なのが、水を冷やす方法です。

水は比熱が大きく、ほかの材料より温度コントロールがしやすいため、もっともポピュラーな方法と言えます。

そのほか、絶対量の多い粗骨材を冷やす方法や、高温になりやすいセメントを冷やす方法なども選定されることがあります。

細骨材を冷やすのは、表面水の変動が大きくなりやすく、スランプの管理が難しくなるため、オススメできない方法です。

コンクリート自体を冷却する方法としては、液体窒素をミキサ内に投入して直接冷やす方法があります。

運搬中の温度上昇を抑えるには

が挙げられます。

運搬中の温度上昇は、外気や直射日光・ミキサー車の排熱によるものですが、運搬時間が長いほど、温度が上がります。

そのため、運搬・待機時間を出来るだけ短くすることが有効となります。

しかしながら、運搬時間は物理的な距離に左右されるので対策をとれない事もあるでしょう。

そういった場合は、ミキサー車の車体に遮熱や断熱処理を行う対策も有効となります。

などにより1～3℃程度、温度上昇を抑える効果があるとの報告もあります。

近年の温暖化などにより、上記の対策をしても35℃以下を超える可能性があります。そのため、次のような対策を検討することも重要です。

発熱量や凝結をコントロール

暑中コンクリートでは、構造体に以下の様な問題が生じます。

これらの問題をクリアする方法として、次のようなことが挙げられます。

材料と配合で発熱量と凝結をコントロール

コールドジョイントやひび割れの発生は、コンクリートの凝結時間が早いことが原因です。以下の対策で、適度なブリーディング量と凝結時間にすることが有効です。

セメントの水和熱を抑え、体積変化によるひび割れや構造体強度を確保するために、以下の対策なども有効となります。

運搬・打込み時間の管理と養生期間の確保

コールドジョイントの発生を防ぐために、なるべくフレッシュな生コンを打込むことが重要です。そのため、以下の対策で、打込みの中断を短くすることが有効です。

構造体強度の確保とひび割れを防ぐために、打込み後のコンクリートの養生が重要になります。そのため、以下の対策で、構造体を乾燥・高温から守る必要があります。

乾燥・高温によって、表面ひび割れが発生しやすくなる、硬化に必要な水和反応水が不足し強度発現が鈍くなる、強度増進が鈍化するため構造体強度の確保が困難になることもあります。

建築学会・土木学会ではその中でも、締固め作業を必要としない・自ら型枠内に充填される＝自己充填性を持つコンクリートのことを「高流動コンクリート」と呼んでいます。

高流動コンクリートの特徴を明確にあらわすために「自己充填コンクリート」と呼ぶ場合もあります。

高流動コンクリートと似たコンクリートに「中流動コンクリート」「流動化コンクリート」があります。

流動化コンクリートは配合とスランプに特徴がある

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この記事ではスランプフローで管理するコンクリートの中でも、自己充填性を有するコンクリートを高流動コンクリートと定義して説明していきます。

スランプフローとは、コンクリートの広がり具合を流動性の目安にすること。お好み焼きのような状態をイメージすると分かりやすいですよ

高流動コンクリートのメリット・デメリットとは

高流動コンクリートの特徴

高流動コンクリートは高い流動性と材料分離抵抗性を有し、振動・締固めをしなくても型枠内に充填することができる優れた施工性が特徴です。

通常のコンクリートの打設は、型枠に打込んだコンクリートをバイブレータによって締固めを行い、充填させます。

しかし、近年の構造物の高層化や高品質化によって、部材の複雑・薄肉化や鉄筋量の増加による過密化によって、コンクリートの充填が難しい場面が増えてきました。

その問題の解決策のひとつとして、高い流動性と施工性を有する高流動コンクリートが開発されました。

高流動コンクリートは、優れた自己充填性により作業の省力化が可能であることや、プレキャスト部材の接合部やCFT造のような締固め作業自体が困難な箇所への充填が可能です。

また高い充填性によりジャンカなどの打込み時の不具合を防ぐため、躯体の高品質化につながると考えられています。

高流動コンクリートのメリット

• 過密鉄筋・複雑な形状でもコンクリートの充填が可能
• 締固め作業が不要となり省力化が可能
• バイブレータが不要となり騒音を抑制できる
• ジャンカなどの打込み不具合を解消できる
• ブリーディングが少なく緻密な躯体となる
• 配合を工夫すれば汎用的な材料で製造できる

高流動コンクリートのデメリット

• セメント量の増加による水和熱・自己収縮に注意が必要
• 粗骨材が少ない配合で乾燥収縮が大きい場合がある
• 粗骨材が少なく配合でヤング係数が低い場合がある
• コンクリートの凝結時間が長くなる
• 型枠に作用する側圧が大きい
• コンクリートポンプによる圧送負荷が大きい
• 地域によっては供給がない

高流動コンクリートは3種類のパターンがある

高流動コンクリートの配合設計では、流動性と材料分離抵抗性を両立させることが重要です。

高流動コンクリートには材料分離抵抗性(粘性)を確保する3種類の方法があります。

どの種類を選択するかについて以下のような目安があります。

• 粉体系…骨材の粒形が悪い・骨材の微粒分量が少ない場合
• 増粘剤系…骨材の微粒分量が多い場合・水和熱などを抑制する場合
• 併用系…材料品質の変動が大きく、品質変動を抑えたい場合

高流動コンクリートの配合規格は、JASS5(建築)と標準示方書(土木)で違いが多いため、個別に確認しましょう。

高流動コンクリートの配合(JASS 5)

高流動コンクリートの配合(標準示方書)

標準示方書（土木）では、構造物の形状・寸法・配筋状態から、高流動コンクリートに必要な自己充填性のレベルを決定することから始まります。

3種類ある高流動コンクリートごとに、各ランクに対する目標値が規定されていて、各目標値を満足するように配合設計を行います。

表中の材料分離抵抗性の項目に関しては、目標値の確認について、いずれか一つを満足すれば良いとされています。

自己充填性は、材料分離抵抗性以外にも間隙通過性に優れていることが特徴としてあります。

間隙通過性とは、鉄筋と鉄筋の隙間・型枠と鉄筋の隙間を通過し隅々まで充填する事が出来る性質です。

間隙通過性には、高い流動性と適度な粘性があるとこが重要です。粘性を評価する特性値として、スランプフロー時間・スランプフロー速度があります。

速度が速すぎると、流動性は良いが分離抵抗性が低い場合があるため、下限値も規定されています。

高流動コンクリートの製造・管理の注意点

高流動コンクリートの特徴や注意すべき点には以下のようなものがあります。

• 粘性が高いため、練混ぜ時間を長くする
• 高性能AE減水剤の添加量が多いため、表面水の変動に敏感になる
• 高性能AE減水剤の添加量が多すぎると、凝結が遅れる場合がある
• スランプフローの経時変化は、添加量と温度に依存しやすい
• ブリーディングが少ないため、プラスティックひび割れが生じやすい
• 側圧が液圧に近くなるため、型枠のはらみ・支保工の倒壊に注意する

高流動コンクリートの評価はL型フロー試験やV漏斗試験によって行なう

流動性の評価としてスランプフロー試験がありますが、材料分離抵抗性(粘性)や間隙通過性はスランプフロー試験では評価が難しいものです。

高流動コンクリートの評価にはそれぞれに試験方法があります。

スランプフロー試験はJISに規定されていますが、その他の試験方法は、土木学会(JSCE)の規格で、建築学会においてもJSCE規格に準拠しています。

この記事では自己充填性を有する高流動コンクリートについて説明しました。

最新のJISでは、スランプフローで管理するコンクリートの種類も増え、今後の使用頻度の増加が予想されます。

スランプフロー管理 = 高流動コンクリートという解釈も間違いではありませんが、高流動コンクリートの特徴である自己充填性があるかどうかで大きく考え方が変わります。

スランプフロー試験に関する詳しい記事と、高流動コンクリートと間違えられやすい流動化コンクリートについての記事はこちらからどうぞ。

高流動コンクリートのスランプフロー試験　規格値、JIS、目的　

コンクリートの流動性の指標の代表的なものに、スランプフローがあります。スランプとは、コンクリートの沈下量を測定するもので...

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流動化コンクリートは配合とスランプに特徴がある

流動化コンクリートとは、流動化剤という混和剤を生コンに加えることで、流動性を高めたコンクリートの事を指します。流動化コン...

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近年では、混和剤の更なる開発の効果もあり、従来のスランプ管理の流動化コンクリートだけでなく、スランプフロー管理の流動化コンクリートなども開発されています。

この記事では、流動化コンクリートの規格や特徴、ポイントについてを説明します。

流動化コンクリートとよく似た用語に「高流動コンクリート」がありますが、こちらはあらかじめ流動性を高めたコンクリートの事ですので間違えのないよう気を付けてください。

流動化コンクリートとは、スランプを後から大きくしたもの

生コンの流動性は、一般にスランプ値であらわします。

スランプ値：小さい→大きい = 流動性：小さい→大きい

流動化コンクリートとは、スランプの小さい生コンに流動化剤を後から添加することで、スランプを大きくする。

でもなぜ、はじめから大きなスランプのコンクリートを使わずに流動化コンクリートを使うの？

それは大きなスランプのコンクリートが耐久性に問題が多かった時代があったからです

一般に大きなスランプのコンクリートを作るには単位水量を多くする必要があります。そうすると細骨材率も大きくなりやすく、コンクリートのひび割れ・耐久性が低下しやすくなります。

この問題を解決すべく、スランプ・単位水量の規制が行われ、生コンのスランプが大きくできなくなりました。

その対策として、コンクリートのスランプを後から大きく変化させる「流動化コンクリート」が研究・開発されたということです。

流動化後のスランプからベースコンクリートの配合を考える

ベースコンクリートとは流動化コンクリートにおいて、「流動化剤を添加する前＝流動化前のコンクリート」のことを言います。

ベースコンクリートの配合は「流動化後のスランプに合わせた配合」、具体的には流動化後のスランプ値に見合った細骨材率の配合とします。

一般的に、スランプが大きくなるとセメントペーストの粘性が小さくなるため、粘性を補う必要があります。

細骨材率を変えずにベースコンクリートをそのまま流動化すると、場合によっては材料分離を起こします。

そのため流動化によってスランプを大きくする場合も、細骨材率も増やし適度な粘性を維持させる事が必要となります。

流動化の目安は+10cm程度まで

下の表はJASS5で規定されている流動化コンクリートのスランプの規定です。

ベースコンクリートのスランプは15cm以下で製造し、流動化剤によってスランプを21cmまで大きくして良いという規定になります。

また調合管理強度33Ｎ/㎟＝呼び強度33以上であれば、ある程度のセメント量が確保されているため、ベースを18㎝・流動化後で23㎝まで大きくしても、材料分離の恐れが小さいということです。

そして流動化剤におけるスランプの増大量は10㎝程度以下とすることが望ましいとされています。

これらの規定は、流動化コンクリートの特徴が「セメントペーストの流動性が大きい＝粘性が少ない」ことであるため、過度な流動化によって材料分離を起こすのを抑制するための規定となります。

流動化コンクリートの製造方法と注意点

流動化コンクリートでは、ベースコンクリートに流動化剤を添加するタイミングは工事現場に到着した後を原則とします。

元々は、流動化コンクリートの製造方法として、以下の3つの製造方法がありました。

しかし、「高流動コンクリート」の規定が新設されたことや、実態として実施されるケースが少なかったため、1.工事現場到着後以外は、削除されました。

現場に到着したベースコンクリートの性状を確認した後に、ベースのスランプに応じて流動化剤の添加量を決定します。

所定量の流動化剤を計量し、アジテータ車を高速撹拌しベースコンクリートを流動化させます。

そうすることで、ベースコンクリートの品質をあらかじめ確認し、責任の所在を明確にするという意味もあります。

流動化後のコンクリートに不具合が生じた場合、ベースコンクリートに問題があったのか流動化のやり方に問題があったのかを区別するには、ベースコンクリートの品質を確認することが大事になります。

一般に流動化コンクリートにはJISマークを表示することは出来ません。

ベースコンクリート自体はJISマーク表示する事ができますが、流動化剤を添加した時点で標準化された製造方法とは異なる方法と見なされます。

そのため、現場でベースコンクリートを受入れた時点はJISマーク表示品ですが、流動化剤を添加した時からJIS適合品ではありますがJISマークは抹消されます。

流動化コンクリートの製造と施工の注意点

• 運搬時間の短い工場から選定するのが良い

流動化コンクリートの、流動化による流動性の効果は、あまり長く続きません。また、製造から流動化までの時間が長いほど、流動化後のスランプ低下が大きくなるという特徴があります。

そのため、流動化の効果を有効に活用するために、生コンの運搬時間はできるだけ短い工場を選定するのが良いとされています。

• 打込み時間を管理する

荷卸し直前に流動化し、流動化後は20～30分で打込みを完了するのが良い。さらに流動化後のスランプ低下が大きく、コールドジョイントが発生しやすくなるため、打ち重ね時間間隔も一般のコンクリートよりも適切に管理する必要があります。

他にも、流動化コンクリートの特徴である「セメントペーストの粘性が小さい」という事から、締固め作業の際の材料分離にも注意が必要となります。

• 流動化剤は質量または容積で正確に計量し、原液で使用する

流動化剤の計量誤差は、1回計量分の3%以内とし、水などで薄めることなく原液で添加する。

流動化剤を希釈すると、生コンの単位水量が水の量が増えてしまい、強度や性能の低下に繋がる恐れがあります。

市販の流動化剤には、袋詰めされた粉末タイプの流動化剤もあります。そのような場合も、水に溶解せずに、袋の個数で計量するなどして使用します。

水中コンクリートの定義は参照する仕様書によって違いがあり、土木・建築ではそれぞれ以下のようになっています。

土木工事では水中コンクリートに種類がありますが、建築工事では水中コンクリートといえば、場所打ち杭である場合が多いです。

今回の記事では、水中コンクリートと水中不分離コンクリートについて、違いや基準・配合、用途などについて解説します。

水中コンクリートと水中不分離コンクリートの用途とは

目的、部材、工事などから必要な性能を定めて、どの工法を選択するかを決めます。簡単にですが、使用される主な構造物の例と、各種コンクリートの特徴を説明します。

一般的な水中コンクリート

一般的な水中コンクリートは、ほとんどが無筋コンクリート構造物で使用されます。水中での打設は締固めが不可能なため、適度な流動性が必要となります。

場所打ち杭・地下連続壁用水中コンクリート

場所打ち杭・地下連続壁用水中コンクリートは、水中での鉄筋コンクリート・鉄骨鉄筋コンクリート構造物で使用されます。

平面的な面積は狭い部材ですが、鉄筋の間隙を充填させる必要があり、一般的な水中コンクリートよりも高い流動性が必要となります。

水中不分離コンクリート

水中不分離コンクリートは、鉄筋の有無を問わず使用されます。

高い流動性と水中分離抵抗性を有しているため、平面的な面積が広い版状の鉄筋コンクリート構造物を施工することが出来ます。

水中コンクリートの全体像を簡単な図にまとめました。

塗りつぶしが無筋構造物、網掛けが鉄筋構造物です。水色が通常の混和剤のコンクリート、赤色が特殊な混和剤のコンクリートになります。

水中コンクリートは構造物やコンクリートの材料によって、違いがあると理解してください。

水中コンクリートの基準値や配合とは？

水中コンクリートの違いを理解するには、施工方法を知っているとスムーズなため、はじめに施工方法を見てみましょう。

下の図は、水中コンクリートを工法ごとに分類した図になります。

今まで登場していなかった「プレパックドコンクリート工法」というものが書かれています。

水中コンクリートの種類ではありませんが、水中でコンクリートを打設する方法の一つになります。プレパックドコンクリートについては、記事の最後に説明します。

コンクリートの打設は通常、型枠に打込み締固めを行うことで、隅々までコンクリート充填させます。水中コンクリートは、いずれの工法を選択しても、締固めを行う事ができません。

そのため、水中コンクリートの性能として流動性が必要となります。さらに、水の洗い出し作用によって材料分離や強度低下を招くため、適度な粘性と通常よりも高い強度が必要となります。

一般的な水中コンクリート

無筋構造物に使用する水中コンクリートは、次の工法で打設されます。

下の図は、打設方法の概略図です。

緑色の左から、トレミー、コンクリートポンプ、底開き箱・袋詰めになります。

トレミー・コンクリートポンプ工法は、生コンの中に先端を差し込んだままにして打込みます。

底開き箱・袋詰め工法は、中身を一回吐き出す度に水中から引き上げるため、連続した打込みが出来ないため、コンクリートの一体性が劣ります。

一般の水中コンクリートの配合の標準値を表にまとめました。

表以外にも、材料分離抵抗性を高めるために、通常よりも粘性の高い配合とする必要がある。そのため細骨材率を大きくする必要があり、40～50%の範囲とするのが良い。

一般の水中コンクリートの打込みの注意点は以下の通りです。

一般の水中コンクリートの工法ごとの注意点は以下の通りになります。

一般の水中コンクリートにおいても、トレミー・コンクリートポンプでの打込みが原則です。

底開き箱・袋詰め工法は、品質に対する信頼性が乏しいため、あまり重要でない構造物以外では用いてはならないとされています。

場所打ち杭・地下連続壁に使用する水中コンクリート

場所打ち杭・地下連続壁に使用する水中コンクリートは、トレミー工法で打設されます。

場所打ち杭・地下連続壁は、「地中に柱・壁を作る」とイメージすると分かりやすく、深さ方向に長く、面積的には狭い構造です

その狭い部分に鉄筋があり、なおかつ締固めが出来ないため、一般の水中コンクリートよりさらに流動性が求められます。

場所打ち杭・地下連続壁に使用する水中コンクリートの配合の標準値は、土木と建築で基準に違いがあるので比較してみましょう。

場所打ち杭・地下連続壁に使用する水中コンクリートの打込みの注意点は以下の通りです。

下の図は、場所打ち杭の打設方法の概略図です。

掘削して作った穴に、安定液などを張り、穴の崩壊を防ぎます。その後、鉄筋かごと呼ばれる先組鉄筋を設置し、トレミー管を差し込みコンクリートを流し込みます。

余盛りとは、コンクリートをはつり取る事を想定し、あらかじめ設計面より高くコンクリートを打込む事です。

余盛りをはつり取る作業を、杭頭処理と呼んでいます。

打ち終わり時に杭のてっぺんとなるコンクリートは、いちばんはじめに打込んだコンクリートです。そのため、安定液やスライムが混じり品質が低下しやすい部分です。

そこで、余盛りをして不良個所をはつり取るように規定されていて、余盛り高さは50cm以上とされています。

コンクリートの流動性と連続して打込むことが重要となります。

筆者の経験でも、打込んだコンクリートが上手く充填されず、茹でたとうもろこしのように、鉄筋かごからコンクリートがはみ出した状態となったことがあります。

水中不分離コンクリートの基準値や配合とは？

水中不分離コンクリートは、水中不分離性混和剤という特殊な混和剤を使用し、材料分離抵抗性と流動性を高めたコンクリートです。

水中不分離混和剤とはセルロース系の水溶性高分子で、水に素早く溶けて粘性を高める化学混和剤の一種です。

水中不分離コンクリートは、以下の様な特徴を持っています。

水中不分離コンクリートの配合の標準値は、以下の表になっています。

水中不分離コンクリートの打込みの注意点は以下の通りです。

水中不分離コンクリートの配合設計の例

通常のコンクリートと違い、水中作成供試体の圧縮強度を目標値として設計します。そのため、2種類の強度割増しが必要となります。

設計条件として、設計基準強度24 N/㎟、水中気中強度比：80%とした場合、次のような計算となります。

水中作成供試体とは

土木学会基準JSCE－F504[水中不分離コンクリートの圧縮強度試験用水中作成供試体の作り方(案)]に、供試体の水中作成方法が規定されています。

容器に水を張り、水中内に型枠を設置します。コンクリートを水面から10等分以上の小分けにして型枠内に落とし、30～90秒の間に山盛りにします。

山盛りにした型枠を静かに水から取り出し、15分程度空気中に整置します。その時、突き棒やハンマーで締固めを行ってはいけません。

15分程度整置した後、上面の余分なコンクリートを均します。

プレパックドコンクリートとは？

プレパックドコンクリートは水中コンクリートの種類ではありませんが、水中で施工するコンクリート工法として良く用いられるため、この記事で説明します。

プレパックドコンクリートとは、あらかじめ粗骨材のみを型枠内もしくは施工箇所に詰めておき、粗骨材を詰めた空隙に後から特殊なモルタルを注入する工法となります。

プレパックドコンクリートの主な用途は以下の通りとなります。

プレパックドコンクリートの主な材料や特徴

注入モルタルの流動性が重要となるため、結合材として、普通ポルトランドセメントとフライアッシュの併用もしくはフライアッシュセメントが使用されます。

混和剤として特徴的なのが、発泡剤としてアルミニウム粉末を使用することです。セメントとアルミニウム粉末の反応によって、水素ガスが発生します。

水素ガスの膨張圧を利用して、空隙内にモルタルを充填させるとともに、骨材とモルタルの付着力を向上させるためです。

プレパックドコンクリートの特徴や注意点は以下の通りです。