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暑中コンクリート

暑中コンクリートとは、気温が高く、日射の影響を受ける期間に製造・施工するコンクリートをいう。暑中コンクリートでは、運搬中のスランプロス、打込み時の凝結の促進、コンクリート表面からの水分の急激な蒸発などによって、コールドジョイントやひび割れの発生、長期強度の不足、耐久性の低下などの問題が発生しやすい。
暑中コンクリートの適用期間は、日平均気温の平年値が25℃を超える期間にコンクリートを打込む期間である。JASS5によると、特記に記載がない場合、日平均気温の平年値が25℃を超える期間を基準として定め、工事監理者の承認を受けるとなっている。

暑中コンクリートの材料・調合・施工については、JASS5または日本建築学会「寒中コンクリート施工指針・同解説」、荷卸し時のコンクリート温度が35℃を超える場合の対策については、日本建築学会近畿支部材料・施工部会「暑中コンクリート工事における対策マニュアル」（以下 “対策マニュアル”という）などを参考にする。
「暑中コンクリート工事における対策マニュアル」の購入は
日本建築学会より

◆材料・調合
セメント・骨材・練混ぜ水は高温のものを使用しない。しかし、セメント温度の受入れ基準はなく、入荷後セメントの温度を下げるのは困難が場合が多いため、粗・細骨材は適度に湿潤したものを受入れ、粗骨材については適度に散水したものを使用し、練混ぜ水は低温のものを使用するといった対策をとるのが効果的・現実的である。
混和材は、JIS A6204（コンクリート用化学混和剤）に適合したAE減水剤遅延形Ⅰ種または高性能AE減水剤遅延形Ⅰ種を使用することが望ましい。
構造体高度補正値（S）は特記による。特記に記載がない場合は、6 N/mm² とする。

◆製造・運搬・施工
打ち込まれたコンクリートから水分が乾燥したせき板および打継ぎ面へ吸収されないよう、打込み前の散水を入念に行い、たまった水は高圧空気などによって取り除く。打ち込まれたコンクリートが接する箇所の温度が高いと、一体性や、付着強度に悪影響を及ぼすことになるので、表面温度が上昇しないよう散水あるいは直射日光を防ぐなどの対策を講じる必要がある。
コンクリートポンプ車などの運搬機器はできるだけ直射日光を受けない場所に設置し、輸送管などをぬれたシート等で覆うなどして直射日光を避け、コンクリート温度の上昇を防ぐようにする。

コンクリートの練混ぜから打込み終了までの時間は90分以内とする。トラックアジテーター（生コン）車の待機時間を短くする配車手配を行い、待機場所は直射日光を受けない場所とすることや、アジテータードラムへの散水、ドラムへの遮熱塗装、ドラムカバーの設置などにより、コンクリートの温度上昇をできるだけ抑えるように配慮する。

打重ね時間間隔（120分以下を目安）の限度内にコンクリートが打ち込めるように、1回の打込み量、打込み区画および打込み順序を考慮した計画を立て、これに基づいて施工し、コールドジョイントの発生を防止する。
夜間の打込みについては、工事現場の近隣環境、生コン工場の納入体制、施工者のリスク、コストなど、多くの問題点に対応する必要があるものの、作業員の労働環境（熱中症対策）、コンクリートの高温履歴による不具合などを改善するためには有効な対策と考えられる。
なお、養生についても、「暑中コンクリート」としての特別な配慮が必要である。

◆　品質管理および留意事項
暑中コンクリートの品質管理は、基本的には通常のコンクリートと同様に行えばよいが、以下の事項に留意する。

①コンクリート温度を低減するために粗骨材への散水をする場合は、温度管理だけでなく、粗骨材の表面水の管理も通常の場合よりもきめ細かく行って、コンクリートのスランプおよび圧縮強度のばらつきをできるだけ小さくするように生コン工場と打合せをしておく。

②コンクリート温度は、運搬時間が長くなるにしたがって次第に上昇するので、運搬に時間を要した場合には、温度測定の頻度を上げるなどしてとくに注意する必要がある。なお、対策マニュアルでは、荷卸し時の温度が 35℃を超えることが想定される場合の対策として、一定の適用条件を満たせば、荷卸し時の温度を38℃以下にすることが可能であることが示されているので、参考にする。

③荷卸し地点で採取した供試体を屋外に放置すると、強度はその放置期間中に温度と乾燥の影響を受けるため、成形後の供試体の扱いに注意を払う。標準養生を行う供試体は、現場事務所内など、できるだけ20℃に近い日陰の環境下に、現場水中養生もしくは現場封かん養生を行う供試体は、実際の構造体に近い温度履歴となる日陰の環境下に静置する。

④日本の夏は、温度が高いだけでなく湿度が高いのが特徴である。建設現場ではそのうえに直射日光をも受ける環境下にあるため、作業員の健康管理には常に注意を払い、快適な作業環境を整える。

寒中コンクリートの初期凍害防止対策

コンクリートの温度は、
打ち込み後の凍結を避けるためには、
10℃程度を確保する必要があり、
一方、打込み温度を上げると
所要の単位水量の増加や凝結が早くなること。
温度ひび割れが発生する可能性が生じること。
などに注意する必要がある。

【 土木学会示方書 】では
打ち込み時のコンクリート温度は 5～20℃としている。
【 JASS 5 】では
初期凍害を防ぐための養生終了時に必要とされる
コンクリートの強度として、
5.0 N/mm²
とされている。

【 土木学会示方書 】
初期凍害を防ぐための養生終了時に必要な
コンクリート強度の標準は下記
型枠の取り外し直後に構造物が曝される
環境（養生）を基準として、
（１）コンクリート表面が水で飽和される頻度が高い場合
断面の大きさ
（薄い場合）（普通の場合）（厚い場合）
15　　　　　12　　　　　10 N/mm²
（２）コンクリート表面が水で飽和される頻度が低い場合
断面の大きさ
（薄い場合）（普通の場合）（厚い場合）
5　　　　　 5　　　　　 5 N/mm²

※ 初期凍害を防ぐため、所定の強度が得られるまで、
保温や加熱などの養生を行う必要がある。
【 土木学会示方書 】（施工編）では
打込み後の凍結を避けるためには、
打込み温度は 10℃程度確保する必要があり、
【 土木学会示方書 】打込み時の温度　5～20℃
【 JASS 5 】荷卸し時温度　10～20℃

・コンクリートの練上がりの温度
【 土木学会示方書 】では練り混ぜ時および
打込み終了時のコンクリート温度について次式を示し、
時間あたりの温度低下を
コンクリート温度と外気温との差の 15 %としている。
T2 = T1 – 0.15 ( T1 – T0 )× t
T0：周囲の温度
T1：練混ぜた時の温度 [ ℃ ]
T2：打込み終了時の温度 [ ℃ ]
t ：練り混ぜてから打込み終了までの時間 [ h ]

< 積算温度方式 >
積算温度 M は一般に
M = Σ(θ + A )・Δ t
M：積算温度 [ ℃・日 または ℃・時 ]
θ：Δt 時間中のコンクリートの温度 [ ℃ ]
A：定数 （一般に 10℃）
Δt ：時間（日または時）
（例）
5℃で 28日養生したコンクリートの圧縮強度と
10℃で14日養生したコンクリートの圧縮強度は同じ？
M = ( 5 + 10 ) × 28 = 420 ℃・日
M = ( 10 + 10 ) × 14 = 280 ℃・日
積算温度が異なるので、圧縮強度の発現も異なる

ASFS
これを覚えておくだけでいい
A → S → F → S
C3A C3S C4AF C2S

これは水和熱の発熱量の順
C3A > C3S > C4AF > C2S
であり、強度発現の順
C3A > C3S > C4AF > C2S
1日 28日 ー 長期
ちなみに収縮性の順でもある。

水硬性のカルシウムシリケートを主成分とするクリンカーに適量のせっこうを加えて微粉砕した粉末、及びこれに無機質粉末を混合したもので、
・JIS R 5210 ポルトランドセメント
・JIS R 5211 高炉セメント
・JIS R 5212 シリカセメント
・JIS R 5213 フライアッシュセメント
・JIS R 5214 エコセメント
等の規定がある。

セメントクリンカーの組成化合物の特性
・C3S（3CaO•SiO2）
けい酸三カルシウムは、水和熱は中程度で28日以内の早期強度の発現性に寄与する。
・C2S（2CaO•SiO2）
けい酸二カルシウムは、水和熱は小さく、28日以降の長期強度の発現性に寄与する。
・C3A（3CaO•Al2O3）
アルミン酸三カルシウムは、水和熱は大きく、1日以内の早期強度の発現性に寄与する。
・C4AF（4CaO•Al2O3•Fe2O3）
鉄アルミン酸四カルシウムは、水和熱は小さく、強度にはほとんど寄与しない。

超早強ポルトランドセメント
早期に強度を発現（早強ポルトランドセメントの強度を１日で発現）するために早強ポルトランドセメントよりもけい酸三カルシウム（C3S）の含有量を多くし、粉末度を細かくしている。
JIS R 5210-2009（ポルトランドセメント）では、材齢１日、３日、７日および２８日の圧縮強さの下限値を規定している。
けい酸二カルシウム（C2S）の上限値は規定していない。

中庸熱ポルトランドセメント
普通ポルトランドセメントに比べて水和熱を下げるためにC3Sおよびアルミン酸三カルシウム（C3A）の含有量を多くしている。JIS R 5210では C3Sを50%以下、C3A を8%以下と上限値を規定している。

フライアッシュセメント
ポルトランドをJIS A 6201-2008 に適合するフライアッシュで置換したもの。フライアッシュはポゾラン反応性を有し、良質なものは球形であるため単位水量を減じ、長期的に強度を発現する動きがある。乾燥収縮は小さく、水和熱も小さいので、マスコンクリートに使用されるが、JIS R 5213-2009（フライアッシュセメント）では、水和熱の上限値は規定されていない。
水和熱の上限値を規定しているのは、中庸熱ポルトランドセメントと低熱ポルトランドセメントのみである。

コンクリートの品質管理

コンクリートの品質管理でもっとも重要なのは、
指定された材齢で所定の強度が発現していることである。

その規定基準は
JIS A 5308（レディミクストコンクリート）
の強度の判定基準からきている。
JIS A 5308によると、強度は
①１回の試験結果が
購入者の指定した呼び強度の強度値の 85%以上、かつ

②３回の試験結果の平均値が
購入者の指定した呼び強度の強度値以上
である場合に合格と規定されている。

１回の試験結果は、
任意の１運搬車から採取した資料で作った３個の供試体の試験値の平均値で表す。

JIS A 5308によると上記のように規定されているが、実際問題で必要な強度は、調合管理強度以上であることを確認する必要がある。

試験練りやプラントの実績などにより、必ずしも 調合管理強度 ＝ 呼び強度（発注強度）としていないケースがあるからである。呼び強度を１ランク下げて発注するケースでは、調合管理強度をおおよそは満足しそうであるが、２ランク下げて発注する場合などは、調合管理強度の値を切ってしまう。特に夏場の暑い時期であると、微妙なケースがあるので注意したい。

調合管理強度 ＝ Fc（設計基準強度）+ mSn

☆JIS A 5308 のその他、注意するべきポイント

・空気量は、生産者との協議の上、
荷卸し地点での空気量が指定された場合であっても、
その許容差は±1.5%以内

・コンクリートの塩化物含有量は、
工場から荷卸し地点までの運搬時間によって変化すしないので、
当事者間の協議によって、工場出荷時に検査してもよい。

・スランプ　21㎝の時の許容差は、±1.5㎝ であるが、
呼び強度が27N以上で、高性能AE減水剤を使用する場合は、
±2.0㎝ とすることができる。
など。

コンクリート用化学混和剤

コンクリート用化学混和剤は、JIS A 6204（コンクリート用化学混和剤）に規定されている。

【AE剤】
界面活性作用により微細な気泡（エントレインドエア）を連行させる混和剤で、規定されている項目を以下に示す。
・減水率
・凝結時間の差分
・圧縮強度比
・長さ変化比
・凍結融解に対する抵抗性

【AE減水剤】
セメントの分散作用と空気連行作用の双方を有する混和剤で、規定されている項目を以下に示す。
・減水率
・ブリーディング量の比
・凝結時間の差分
・圧縮強度比
・長さ変化比
・凍結融解に対する抵抗性

【高性能AE減水剤】
高い減水性能と優れたスランプ保持性能を有する混和剤で、規定されている項目はAE減水剤の項目に加え、スランプおよび空気量の経時変化量の規定がある。

・単位水量の低減を目的とした普通コンクリート、流動性の保持を目的とした高流動・高強度コンクリートには不可欠な混和剤。
・コンクリートの凝結時間を遅延させる効果もあるので、暑中コンクリートにも適している。

【高性能減水剤】
高い減水性能を有し、空気連行性や凝結遅延性はないので、使用量が増加しても空気量の増大や凝結が遅延することはなく、高強度コンクリートの製造に最適である。

【発泡剤】
特殊処理したアルミニウム粉末であり、その発泡作用でコンクリートを膨張させる。
その他、
コンクリート用化学混和剤協会のJIS A 6204規格参照