寒中コンクリートの意味・対策・養生が5分で分かる

寒中コンクリート種類

寒中コンクリートとは、寒い時期にコンクリートを打設する時の施工方法の一つです。コンクリートの種類というよりは、コンクリートの取扱い=施工方法の一つになります。

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。

この記事の中身
  • 寒中コンクリートの期間は、日平均気温が4℃以下
  • 「初期凍害」と「強度増進の遅れ」に留意
  • 初期養生は圧縮強度が5.0N/㎟となるまで
  • 養生方法は加熱養生と断熱養生から選択する
  • 打込み時のコンクリート温度は10℃~20℃

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。

  1. 日平均気温が4℃以下「建築(JASS5)・土木(示方書)」
  2. 積算温度M91が840°D・Dを下回る期間「建築(JASS5)」

この二つには、それぞれ違った目的があります。

  1. 初期凍害の防止
  2. 構造体コンクリートの強度確保

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障害。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。

積算温度とは、ある期間の平均気温を合計したものを言います。農作物などにおいても、成熟までの期間は積算温度の累積によって決まり、積算温度の目安としておおよその日数で表しています。

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。

積算温度840°D・Dが基準となる理由

標準養生(20℃)をした供試体の材齢28日の積算温度は、
M28=(20+10)℃×28日=840°D・D

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。

M91(材齢91日)積算温度=840°D・D(標準養生の材齢28日相当)

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。

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。

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