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Departmental Bulletin Paper / 紀要論文
フレッシュコンクリートの性状変化に及ぼ
す温度の影響
The Influence of Temperature on the Changes of the State of
Fresh Concrete
月岡, 存
Tsukioka, Susumu
三重大学生物資源学部紀要 = The bulletin of the Faculty of
Bioresources, Mie University. 1995, 15, p. 19-25.
http://hdl.handle.net/10076/3111
三重大生物資源紀要
第15腎：19∼25
判或7年12月11ヨ
フレッシュコンクリ脚卜の性状変化に及ぼす温度の影響
月 岡
存
三盛大学生物資配学郡
The‡nrlueneeorTempera．tureonthe
Cha．ngesortheStateorダresh（ブonerete
Susumu Tsuiて10KÅ
FaculLyorBiolteSOurCeS，MieUniversILy
Abstract
Theexperlimerltalstudyonthechangesofthestate orfresh concrctc was conducted．
1nthisexperimenも，も】1eもemperatureortheconcretewassettedin the threerang・eS（30∼
330c，20∼23Qc，10∼13℃）．Concrete＼VaSllュixed，uSingtwokindsofchemicaladnlix山re
（accelel∼ativetypeandsLandardLype）．
rrherollowingisthesummaryoftheI・eSult．
1）Whatdegヱ、eeもheぬnperature of’concretehaderrecton changes orslump，bleeding・
ratioandsettingtimewasdemoIIStヱ・ated．
2）1111edirferenceorchemicalad】mixturehadgreaLesterrectonsetいngtimeora11the
natureof、fr（∋SilCOnCrete．
3）Thele咽もhorelapsedtimesi！1CethecollCretehadbeeilmixedhadinrlue11CeOnSulump，
aircontent，bleeding，Settlngtimeandcompressivesとre咽thorconcrete．
I（eywords：rreShcorlCrete・telnperatul、e・Sluml〕・Seもti咽time・
COmpreSSivestreng・抽
は，コンクリートの材料分離ができるだけ少なくなるよ
ま えか き
コンクリートは，練混ぜ後，時間が経過するとワ…カ
ビリチーなどの性状が変化する。そのために，土木学会
うに行わなければならない。
現在，わが国では，コンクリート構造物の現場施工に
使用されるコンクリートの大部分がレディーミクストコ
の示方訝〉では，コンクリートは速やかに運搬し，ただ
ンクリートであり，近年，セメントがレディーミクスト
ちに打込み，十分に柿間めなければならないとして，練
コンクリートに使用される剰余も世界血である㌔ この
混ぜてから打終えるまでの時間の限度の冒安を規定して
レディーミクストコンクリートが工場で練混ぜられたあ
いる。ところが，この時閲の限度は■■、・■・般的な目安であっ
と，運搬され，打込みが完了するまでには，交通渋滞等
て，コンクリートの種々の条件によって邁抑こ対処する
による現場到着の遅れや，現場作業の都合により，規定
ことが必澄であるとしている。また，運搬および打込み
された時間を超過することが十分考えられる。また，練
混ぜ後のコンクリ…卜の性状の変化は、セメントの水和
平成6年10月1＝甘受盟！三塁鮎馳離苗上浜＝J1515
作用が化学反応によることから，コンクリートを打込む
20
月 岡
季節に大きく影哲されるものと思われる。ところで，わ
実験概要
が国のレディーミクストコンクリートをf鋸1たコンクリー
トニ1二事の現状をみると，荷卸しまでのコンクリートの品
1．使用材料
セメントは普通ボルトランドセメントを使用した。そ
質は生コンクリート業者の発任，それ以後のコンクリ鵬
トについては施工米者の嚢任となっており，このことが
の物理的性蘭の試験結果をT正1elに示す。紬骨材は
硬化後のコンクリート構造物に欠陥が生じた場合などに
三蔑叔雲出川魔の川砂で比蔑2．58，粗拉率2．91のもの，
問題となることがある。
租骨材は同じく雲出川魔の川砂利で比螢2、66，戯大寸
ところが，レディーミクストコンクリ岬卜の練混ぜ後
法20潤潤，租税率6．89のものをそれぞれ使用した。混和
の品質変化について楓∴艶定時間内に運搬されたコンク
剤はレディーミクストコンクリート等に融般によく用い
リ押トの，荷卸し地点でのスランプや空襲駿の測定値な
られており，JISA6204のコンクリート用化学混和剤
どの記録は残されることはあるが，規定時間を超過した
に適合するAE減水剤の標準形と遅延形（いずれも王
ものについては明らかにされないことが多いようである。
将で主成分は有機酸系統導体）の2櫻類を使用した。
また，脱皮条件を考慮したフレッシュコンクリートの性
2．コンクリートの種類および配合
コンクリートの種類と配合ほ1−able2に示すように，
状の変化については，スランプや凝結時間など個々の特
スランプと空気恩の矧脱 水セメント比および鮒骨朝嘩
性にI媚する紺野…はみられるが，間ト・のコンクIノート
を用いて練混ぜ後段時閥肇適した場合の種々のフレッシュ
各一定とする5種類である。コンクリートの単位水厳は，
コクリートの性質（硬化後の圧縮強度も含む）について
練混ぜ直後のスランプを隋トペ勒淵にするために，温度に
の報喜ば少ないようである。
応じて変えてある。また，混和剤の使用駿は，製造メ…
カー推奨の櫻準使絹魔の範囲内で、セメント漆脇の
そこで本研究は，レディーミクストコンクリ岬卜がバッ
チャープラントで練混ぜられ，トラックアジチーターで
0．25％である。
現場まで運搬される場合を想定した室内実験により，フ
3．実験方法
レッシぶ∴コンクリートの性状変化に及ぼす温度ならびに
コンクリートの温度は，畿中と寒中およびその中間期
使用混和剤の影轡について明らかにし，練混ぜ後，艮時
におけるレディ岬ミクストコンクリートの離脱ぜ，運搬
間経過したコンクリートの問題点などについて検討しよ
および打込みを想逢し，次の3稀根とした。
うとしたものである。
・高温期：30∼33℃
rrablelPhysicalf汀Opertiesorcemenも
凝結（時：分）
種 類 ‡比 蔓
71ヨ i26日
普通ボルトランド憂 3．i6
′rable2 Mjxpropoェ、tiorlSOfcollCrete
スランプ 空無感
の範囲
の範閉
（cJn）
桝形ぎ12±1・5
l巨霊慧芸；琵
・−∴．
12：套1．5
12±1．5
12：ヒl，5
・：・≡・ −・、
月三縮強さ（MPa）
12＝ヒ1．5
（％）
水セメ
ント比
1V／C（％）
フレッシュコンクリ…卜の性状変化と温度
21
・礫準期：20∼230c
実験結果および考察
・低温期：10∼130c
（1）コンクリートの練混ぜ
コンクリートの練棍ぜは，8月（高温期），10月
1．フレッシュコンクリートの性質
（1）スランプと空気蜃の経時変化について
（機準期）および12月（低温期）に可繊式のミキサを
使用して実験箋内で行った。ミキサには回転速度竃磯
Fig、．1は，雛混ぜ後，ミキサ内で低速酬広されたコ
ンクリートのスランプの測定結果を示したものである。
節できる変速機が取り付けてあり，各配合ごとに1バッ
スランプの砥は，時間の経過とともに対数目盛でほぼ
チ75∼110ゼを高速（60回転／分）で約3分間で練
敵組的に低下することがわかる。スランプ低下の割合
混ぜた後，薗ちに，後に示すコンクリートの試験と試
はコンクリート温度の高いほど大きく，練蘭ぜ直後に
料の採取を行った。ミサキ内の残りのコンクリートに
12cm程度のスランプが，たとえば土木の一般構造物
ついては，ミキサ輩（トラックアジテ一夕）を想定し，
用としてよく用いられる5c別になるのは，およそ高温
水分の未発を防ぐためにミキサの投入口に蓋をして，
期で100分，梗準灘で120分，低温購では180分経過
低速（6回転／分）で，練混ぜ後，盛大3時間30分
後になる。コンクリート櫻準示方詔では，練混ぜてか
までミキサを回転させた。低速回転の間，所定の時間
ら打終るまでの時間を，原則として外気温が25℃を
にミキサを血一時止めてコンクリ…卜試料の採取と試験
超えるときで1．5時間，250C以下の噂で2時間を遇え
を行った。
てはならないと規定している。今回のスランプの測定
（2）コンクリートのスランプと空気厳の試瀾
コンクリートのスランプと空気嵐試験は，錬混ぜ麗
結果からみると，この規定は，高温期と機準期では納
得できるが，低温期ではもう少し時間に余裕を与えて
後とコンクリ…トの温度に応じた所定の時間ごとに，
もよいのではないかと考えられる。次に，遅延形の温
それぞれ，JISAllOlとJISAl】28により実施した。
和剤を使用したコンクリートは楼準形を用いたものよ
（3〉 コンクリートのブリージング試験
プリージング試験は，練混ぜ緻後と雑混ぜ後90分
りスランプ低下がやや小さい傾向は見られるがその差
は小さい。したがって，本実験に用いた遅延形混和剤
のコンクリートから試料を採取して，JIS Al123に
は，その使用駿を増加するなどしないかぎり，スラン
より実施した。
プ低下防止のための対策としてはあまり期待できない
（d）コンクリートの凝結時間試験
と思われる。
コンクリートの凝結時間試験ほ，JIS A6204の附
属沓1の規定に従って，油圧式の質入試験装置を使用
Fig・．2は，同様に空気厳の測定結米を示したもので
ある。コンクリートの温度または種類により空気駿の
して行った。試験体（￠15×15cm）は，コンクリー
いて，各条件ごとに3個ずつ作製した。脱型後の供試
体は，すべて材令28日まで棲準水中養生し，JIS A
llO8により強度試験を行った。
S R S R S
H H S S L
圧縮強度試験用の円柱供試体（￠10c耽）は，練混
ぜ抵後と練混ぜ後3時間までのコンクリ【ト試料を用
こ‥二＋一、
◎完
鶉姦
O ◎ ロ ロ ム
接触した時刻を基準（経過時間0分）とした。
（5）コンクリートの圧縮強度試験
2
が8∼100cであった。また，セメントが水と最初に
ニー∴
4
なお，凝結時間試験のみ低温期のコンクリートの脱皮
6
入抵抗値が5M】つaを越えるまで質入抵抗を測定した。
︵憾癒表慧棋︰買こゝ∵八椚代
板でふたをして作製した。試験は恒温室内で行い，質
4208
111
トを5胴ふるいでふるったモルタルを試料として用い，
各配合ともに2偶の金属製の円筒容器に詰め，ガラス
言
0 30 60 90 120150 180 210
低速回転の経過時間 弼乃）
yig．1RelaもionbetweenslumporconcreもO
andelapsedtime．
月 岡
ココ
存
減少する時刻は異なるようあるが，練蘭ぜ後150分経
7
過すると，コンクリートの空気駿は1％程度減少する。
5
幽ご塀邸
（1nぜ当り10β）に相当する大きさである5）。さらに，
適度の空気駁の確保は，とくに，賀も象作用に対する耐
︵摂 ︶
コンクリートで一般に行われている容概の割増し′駁
だU
この1％の空気恩の値（減少）は，レディーミクスト
バり．
久性を要灘されるコンクリートでは東要である。した
がって場合によっては，このような空気駿の減少を見
3
込んだコンクリートの配合も必要になるものと考えら
2
れる。なお，練混ぜ波後（経過時間0）の空気駿は，
30 60 90 120 150 180
低速回転の経過時間（如り
高温期に械準形の混和剤を使潤した場合，コンクリー
yig．2 RelatiorlbeもWeenaircontentor
ユ
HSが他のコンクリートの空気駿より小さい。これは，
oorlCreteandelapsedtinle．
ト申に空気が混入しにくいことを示すものではないか
0
と思われる。
トのスランプと空気敬の測定結果を比較したものであ
る。ただし，静置したコンクリートは各試験の緻紬こ
プリージング水を含めて練直しを行った。両図より，
練混ぜ後の経過時間が貴くなると，低速回転されたコ
ンクリートのスランプの低下と空気魔の減少がともに
︵囁皿森夜︰琶︶トヽかぺ
Fig．3，Fig，4は，練混ぜ後，ミキサ内で低速回転
したコンクリートとi割振させないで静置したコンクリー
やや大きくなる傾向はみられるが，低速回転をしても
0 30 60 90 120 150 180 210
静置しても，コンクリートは同じようなスランプと空
経過時間 梱り
気麹の経時変化を示すことがわかる。このような，ミ
yig．3 RelaとionbetweellSlumpoI■concrete
キサ各低速回転した場合と静置の場合のスランプと空
andelapsedtime．
気麹の変化の比較では，高性能減水剤を用いたコンク
（0ニlowvelociLyrevolutionormixel，，
リートについて，長滝3）も本実験と同じような結果を
⑳：StillsLanding）
報督している。ところが，明石￠）は，練混ぜ後に放置
2
（2）プリ・−ジングについて
‰−≠叫−∼−−＿
◎∼◎叫◎ ニニ冨ニ
つU
のではないかと考えられる。
嘲・躾翻
グ水など，コンクリートの材料の分離が影関している
○
4
としては，おもに放置したコンクリートのプリージン
︵故︶
よりスランプ低下が大きかったとしている。この原‡表
5
したコンクリートのスランプは練返したコンクリート
ニ芯コL◎
○低速回転
梯準靭：SS
◎静 置
Fig．5は，練混ぜ政後と練混ぜ後90分（ミキサ内
である。コンクリw卜の脱皮が低いはどプリージング
∧U
ジング率と試料採取後の経過時間の関係を示したもの
1
で砥遇瀬】転）経過後に採取したコンクリ岬卜のプリー
0 30 60 90 120 150 180
経過時間（緬）
Fig．4 Relationbeもweenaircontentof
率は大きく，また，プリージングの終る時間が遅くな
COnCreteandelapsedtime．
る。最終のプリージング率は，高温期では低温期の半
（0：lowvelosity】1eVOlutionorIⅥixer，
分以下，櫻準期では低温鐸】の2／3程度である。これ
◎：Sもillstandingう
フレッシュコンクリ…卜の性状変化と温度
らは温度によるセメントの水和反応の活発さの程度を
渦潮（この場合，8∼100c）では1馴時間程度であり，
表していると考えられる。なお，大塩ら7）の普通ボル
温度が低くなると急激に良くなる。また，高温期に遅
トランドセメントを用いたコンクリートのプリージン
延形混和剤を使用した場合の凝結時間は，櫻準期に機
グ試験の結果と比較すると，温皮が砥いほどブリージ
準形混和剤を用いた場合の凝結時機に近い櫨を示して
ング率が多い傾向は同じであったが，温度の違いによ
いるなど，混和剤の種難がコンクリートの取結時閲に
るプリージング率の差は本実験の方が大きい。この理
影響している。なお，標準j鋸こ遅延形の混和剤を用い
由は，おもに紬骨材の桧皮などの違いによるものでは
ることは，機準形使用に比べはるかに少ないと考え，
ないかと考えられる。
SRのコンクリートの凝結時間試験は省略した。
Fig・．7は，高温期におけるコンクリート試料の採取
次に，コンクリートの採取時期の違いでは，90分
経過後のものは練混ぜ緻後のものの25∼40％程度の
時凋の遠いによる質入抵抗の大きさを示したものであ
最終プリージング率の大きさである。これほ，ミキサ
る。ミキサ内で120分間低速回転されたコンクリート
の低速回転ヰの水和作用のためにプリージング水が少
の凝紺辱閥は，練混ぜ直後に採取したものより短く，
なくなったものと考えられる。なお，高温期のコンク
とくに，遅延形の混和剤を使用した場合は始発時憫で
リート（Fig・．5）では，高温拶＝こよく位相される遅延
1日引綱程度の差があり鋸着である。低速回転されたコ
形混和剤使用のHRとしたが，練混ぜ後90分経過後
ンクリートの凝結が早くなる原因は，ミキサの回転に
に採取したHRとHSのコンクリートのブリージン
よる水和反応の促進のためと考えられ，このことから，
グ率曲線はばぼ同じであった。
運搬時聞の良いコンクリートの打込みに】賢しては，コー
山般に，プリージングが多いとコンクリートが多孔
質となり，強度、水密性烏よび耐久性に恋い影轡を及
ぼすといわれている。この点からみると，レディーミ
クストコンクリートでは，低温糊で運搬時間の短い場
合が般も不利であるといえる。
ルドジョイントの防止等の点からより迅速な施二】二が望
まれる。
2．コンクリートの圧縮強度
Fig・．8は，練混ぜ蔭後を0分とし，低速回転を受けた
コンクリートの試料採取時刻と材令28【‡】強度の関係を
示したものである。図より，コンクリートの温度および
（3）凝結時間について
Fig．6は，練混ぜぬ後に採取したコンクリートの斑
入抵抗と練混ぜ後の経過時間の関係である。コンクリー
種類に牒】係なく，採取時刻の遅いコンクリートほど圧縮
強度が大きい傾向のあることがわかる。たとえば，試料
トの凝結時間は，たとえば，橡準形混和剤を用いたコ
採取時刻が】20分のコンクリートの圧縮強度は，練蘭ぜ
ンクリ…卜の始発時憫（質入抵抗：3．43MPa）で比
政後に採取したものの1．08∼1．31倍である。このおも
較すると，高温掴では5時間，橡灘灘では7時間，低
な原因としては，前述のように，ミキサ内で長時間低速
．4−
（試料採取時）
■
8
．4
100 200 300 400 500 600 700
経過昭一粗（蜘）
Fig．5 Bleeding・OrCOnCrete．
2
＿
3
6
∴二
d一
ノ ロ／0
5
0
絡ゝ∴n−へ■ト
ム／
ム′
︵￡稟︶媒遇Y呵
2
︵故︶
ム
′ ∴
ム′
6
／ムームLS：緋混ぜ蔽後
ム／
23
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
経過時間（h）
Fig．6 PenetraLioIlヱ、eSistanceofconcrete．
24
月】河
存
回転を受けたことによるコンクリートの空気燦とプリー
さいのは，水セメント比が等しいことと材令28日まで
ジングの減少の2つが挙げられる。仙磯に，コンクリー
機準水中寒生したためであると思われる。なお，運搬時
トの豊艶陰が1‰増加するとほ鮒強度は5％程度減少す
fぞ星′ヨの艮いレディ…ミクストコンクリートの圧縮強度の試
るといわれている郎。また，採取時刻の遅いコンクリー
験データほほとんどみられないが，池闇らは，練上げ麗
トはプリージングが少ないために，硬化彼のコンク1ノー
彼のコンクリートと艮時間運搬したコンクリートの圧縮
トの内部がより密実になったものと考えられる。ここで，
強度聞に差がないか運搬によりやや強皮が増加したと報
督している㌔
温度等の異なる5椰類のコンクリートについて，練混ぜ
蔭後に採取した試料で作製した供試体の強度間に差が小
以上のことから，きモ縮強度の点からみると，運搬時間
の長いコンクリートの方が練混ぜ麗後のコンクリートよ
り有利であるといえる。
（試料探取時）
DヱS：練混ぜ麿後
′
ム
あ と か き
′／
分
△
／
ムHR：練混ぜ後120
漕
ムHR：練混ぜ感後
0分
︵d鶏冠︶霊婁Y転
臼HS：梯混ぜ後12
レディーミクストコンクリートを想定した，フレッシュ
コンクリートの性状の変化に及ぼす温度と使用混和剤の
△
ム′
′′／
一
分
／
分
ム
高温期
種類の影響について，実験で得られ結果をまとめると以
下のようである。
1）コンクリートのスランプは，経過時閥とともに対数
目盛りでほぼ直線的に低下し，この場合の低下の割合
は温度の商いほど大きかった。また，スランプの低下
100
0
200 300
経過時間（裾ぬ）
Fig．7 PenetraもまonI・esistanceofconcrete
underconditionofhighもemperattlre．
に及ばす混和剤の種類（棲準形と遅延形）の影響は比
較的小さかった。
2）コンクリートの空貿も厳は，温度と混和剤の種類に関
係なく，練混ぜ政後より150分経過後でほ1％程度減
少した。
3）コンクリートのプリージングは温度の高いほど少な
︵虎勘繋︶触感諜出Q芯∞N￠葦
く，高温期（30∼33℃）のプリージング率は低温期
（10∼13℃）の半分以下であった。また，練混ぜ後
90分経過した試料のプリージング率は練混ぜ直後の
試料の25∼40％程度であった。
4）コンクリートの凝結時間は脱皮の影響を大きくうけ，
とくに，温度が低い場合はコンクリ岬トの凝結が非常
20
に遅れた。また，混和剤の種類とコンクリート試料の
採取時刻が粛結時間に影響した。
10
5）コンクリートの28日強度は，温度や使用混和剤の
椰難にはあまり関係がなかったが，練混ぜ後の経過時
間の良いはど大きい傾向が認められた。
0 30 60 90 120150180
低速回転の経過時間（油）
Fi軌8 Relationbetween28−daystrengt】1
andmixing・time．
」こ紀のことから，荷卸しまでのレディ岬ミクストコン
クリートでは，とくに，スランプの低下と空気鼠の減少
が問題であることがわかった。このうち，スランプほ温
度に大きく影響されるが，混和剤の種類（遅延形）では
フレッシュ∴コンクリートの性状変化と温度
スランプ低下防止の対策にならないものと考えられた。
編）．土木学会，71叫83（まg91）．
また，空気蒐減少の対策としては，温度にかかわらず，
2）武直隠 レディーミクストコンクリート技術の現状と将来
あらかじめ練成ぜ直後の空気腰を多め（もちろん，J！S
展望．土木学会論文集，4gO：ト13（1994），
3）たとえば，長織成教．i馬性能AE減水別の現状と課胤 コ
の許容矧謝内でもある1％以内）の配合にしておくのが
よいと思われる。
ンクリ…卜1二学．28（6）：5仙15（1990）．
4）たとえば，仕入豊批 地濃茂組 コンクリートの凝結徽化
次に、施工業者の変圧となる荷卸し後のコンクリート
では，練混ぜてから打終えるまでの時間の長いコンクリー
トは，硬化後の圧縮強腰に関してはむしろ技所となるが，
殻総時間がいちばん問題となる（とくに，高温潮などで
はブリージングが少ないことによる表面乾燥の問題も加
わる）。このための対策としては，荷卸し後のコンクリー
トの効率のよい施工はもちろんであるが，遅延形の混和
剤使用の効果が大きいと思われる。
に及ぼす温度灸件の影響．日本建築学金言余文相皆集313：
1m‖（1982）．
5）全国生コンクリート工業紙合連合会編．生コン工場品質周
期ガイドブック．薫球数生コンクリート工衆組合連合会．139−
Ⅰ48（1992）．
6）岡阿漕，六灘魔魔．コンクリート工学ハンlさブック．朝食
嚢挙ば，276仙278（1981），
7）大塩呪JL‡嫡満弘 曽根徳明．各種センメトを用いたコン
クリートのヨ妄ぢ礎的渚性貿．セメント技術年報，42：180血
183．
8）たとえば，小林山輔．戯斯コンクリート工学（節2版）．森
謝 辞
本研究の実験はまに平成5年度に行ったものであり，
三東大学生物資源学部土木材料・施工学研究塞の当時の
専攻学生であった河辺努，鼠郎智裕，杉山広幸の諸君に
多大のぬ力を得た。また，竹本油脂㈱より実験材料（混
和剤）を提概していただいた。記して感謝の恵を表する。
要 約
レディーミクストコンクリートを想定したフレッシュ
コンクリートの性状の変化に関する室内楽験を実施した。
実験では，コンクリートの温度条件を3種類（30∼33
0c，20∼230c，10∼13℃）に設定した。また，コンク
リートには2種類の温和剤（機準形と遅延形）を使用し
た。そ・の級乳 次のことが明らかとなった。
1）コンクリートの温度が，スランプの変化 プリージ
ング率，凝結時間に影轡を及ぼす程度を示した。
2）混和剤の種類は，フレッシュコンクリートの性質の
中では凝結時間に蔑も影響を及ぼした。
3）コンクリートの練混ぜ後の経過時間の長さが、コン
クリートのスランプ，空党旗，プリージング，凝結時
間および圧縮強度に影響を及ぼした。
文 献
1）土木学会嫡．コンクリート標準示方額（平成3糾坂・施工
北出版，62m66（1988），
9）前出5），265
25