問題(寒中コンクリート)

コンクリート主任技士の試験対策として、定期配信の本日は「施工・各種コンクリート」の分野から、冬期施工の品質管理で必須となり、暑中コンクリートと並んで択一式・記述式(小論文)ともに毎年の最頻出テーマである「寒中コンクリートの材料・配合・養生管理(初期凍害の防止・材料の加熱・養生終了時の注意点)」に関する問題をお届けします。

初期凍害を防ぐための所要圧縮強度(5 N/㎟ 等)、練混ぜ時の材料加熱ルール(セメント直接加熱禁止と投入順序)、および脱枠・養生打ち切り時の温度差割れ対策は確実にマスターしておきましょう。

【問題】寒中コンクリートの材料、配合および施工に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

  • (1) 日平均気温が 4℃ 以下になることが予想される期間に施工する場合は寒中コンクリートとしての対策を行い、コンクリートが初期凍害を受けないようにするため、打込み後に少なくとも 5 N/㎟(土木学会示方書基準)の圧縮強度が発現するまで適切に保温・給熱養生を行わなければならない。
  • (2) コンクリートの練上がり温度を確保するために材料を加熱する場合、練混ぜ水および骨材は加熱してよいが、セメントを直接加熱すると「偽凝結(フラッシュセット)」等の急激な水和異常を起こす危険があるため、セメントは直接加熱してはならない。
  • (3) 材料の加熱を行ってコンクリートを製造する場合、ミキサへの材料投入順序としては、セメントの水和熱を最大限に高めて初期強度発現を早めるため、まず高温の加熱水とセメントをミキサ内で直接接触・混合させた後に骨材を投入するのが望ましい。
  • (4) 給熱養生や保温養生を終了してコンクリートを外気に曝す際、コンクリートの温度と外気温との差が大きい状態で急激に養生を打ち切ると、表面部の急激な冷却・収縮によって温度ひび割れが発生するおそれがあるため、養生終了時は徐々に冷却(徐冷)させる必要がある。

【正解】

(3)

【解説】

  • (1) 正しい:寒中コンクリートの適用基準と初期凍害防止強度に関する正しい記述です。
    • 適用基準: 日平均気温が 4℃ 以下 となる時期。
    • 初期凍害の防止: コンクリートが一度でも初期凍害(未凝結〜硬化初期の水分凍結)を受けると、強度の回復は望めなくなります。そのため、凍結に対して安全となる圧縮強度(一般の土木構造物で 5 N/㎟ 以上、薄い部材や厳しい露出部では 10 ~ 15 N/㎟)に達するまで、絶対に凍結させないよう保温・給熱養生(初期養生)を継続します。
  • (2) 正しい: 材料加熱の原則(セメントの直接加熱禁止)に関する正しい記述です。熱容量の大きい「水」や「骨材」は加熱して温度を上げますが、セメントは絶対に直接加熱してはいけません。セメントが高温になると、石膏の脱水(半水石膏化)による偽凝結や急結を起こし、スランプ急低下や施工不良を引き起こします。
  • (3) 誤り(これが正解): 材料投入順序に関する超重要・頻出の引っ掛け問題です。高温に熱した温水とセメントが直接出会うと、局部的に過熱されてセメントが瞬時に固まってダマ(ママコ)になる「フラッシュセット(急結)」を引き起こします。そのため、正しい投入順序は「まず骨材と温水をミキサに投入して撹拌し、全体の温度を均一に下げてから、最後にセメントを投入する」(または骨材+セメントを空練りした後に適温の温水を投入する)必要があります。「高温の加熱水とセメントを直接接触・混合させる」とした記述は明確な誤りです。
  • (4) 正しい:養生終了時の徐冷管理に関する正しい記述です。温められていたコンクリートの表面がいきなり寒風にさらされると、表面だけが急冷収縮し、内部の高温膨張と相まって表面に大きな引張応力(温度ひび割れ)が発生します。シートで覆ったまま徐々に外気温になじませる「徐冷」が必須です。

要点チェック(寒中コンクリートの最重要ルール):

  • 適用基準: 日平均気温 4℃ 以下
  • 初期凍害防止強度:5 N/㎟ 以上(発現するまで凍結厳禁!)
  • 材料の加熱:水・骨材はOK / セメントの直接加熱は厳禁(急結防止)
  • ミキサ投入順序:「骨材+温水」で温度を下げてからセメントを投入!
  • 養生打ち切り: 急冷は表面温度ひび割れの原因 ➔ **「徐冷」**を行う。

「セメントに熱湯を直接かけるとダマになって固まる(だから骨材と混ぜて温度をならしてからセメントを入れる)」という現場の感覚をイメージしておけば、投入順序の正誤判定も迷わず一瞬で解くことができます。

合格に向けて、一問ずつ着実に実力を積み上げていきましょう!

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