住宅基礎コンクリート性質に及ぼす再振動の影響

総合研究所・都市減災研究センター(UDM) 研究報告書

(平成 25

年度) テーマ

3 小課題番号 3.1-3

1

160mm 500mm

300mm

160mm 500mm

300mm

2020mm 2020mm

160mm

種類 粒の大き さの範囲

粗粒率 および 実積率

絶乾密度

（g/cm³) 吸水率

（％）

骨材 混合比％

（質量）

石灰砕砂 5mm以下 2.85 2.63 1.08 40 陸砂 1.2mm 1.60 2.52 3.23 20 砕砂 5mm以下 3.00 2.62 1.32 40 砕石 20～5mm 60.0 2.64 0.57 50 砕石 20～5mm 60.0 2.64 0.54 50 練混ぜ水

混和剤 セメント

細骨材

粗骨材

上澄水 AE減水剤（P社）

普通ポルトランドセメント　（密度　3.16g/cm³)

種類 粒の大き さの範囲

粗粒率 および 実積率

絶乾密度

（g/cm³) 吸水率

（％）

骨材 混合比％

（質量）

砕砂 5mm以下 3.05 2.59 1.29 75 山砂 0.6mm以下 1.50 2.54 2.41 25 粗骨材 砕石2005 20～5mm 60.0 2.65 0.48 練混ぜ水

混和剤

セメント 普通ポルトランドセメント　（密度　3.16g/cm³) AE減水剤（F社）

地下水 細骨材

住宅基礎コンクリート性質に及ぼす再振動の影響

花野克哉＊１ 篠山 彰＊１ 坂口拓也＊２ 阿部道彦＊３

コンクリート 住宅基礎 再振動 圧縮強度 コア 中性化

1.はじめに

現在、住宅の建設現場ではコンクリート工事の際にバ イブレータを用いて打ち込んだ後、コンクリートの強度 を向上させるため、バイブレータで再振動を与える方法 や、足踏みによる締固め方法が用いられている場合があ る。しかし、この再振動や足踏みが有効であるかは実測 データが少ないため、本研究ではその有効性を確認する こととし、併せて強度管理方法も検討することとした。

2.実験概要

2.1

基礎の立上りおよびスラブ基礎

冬期（

2

月

6

日）と夏期（

7

月

23

日、

7

月

30

日）にそ れぞれ打込みを行った。冬期では基礎の立上りへの再振 動の有効性を比較するため、模擬試験体として再振動し たものと再振動しないものをそれぞれ

2

体ずつ作製し、

材齢

2

日で脱型し封かん養生した。

スラブ基礎については、足踏みによる締固めの検証の ため足踏みしたものと足踏みしないものを

1

体ずつ作製 し、ビニールシートで養生した。以上の試験体からコア を採取し、材齢

4

週、

13

週で密度、超音波伝播速度、動 弾性系数（

JIS A 1127

）、静弾性係数（

JIS A 1149

）、圧 縮強度（JIS A 1107）を測定した。なお、基礎スラブに ついてはコアを各材齢

6

本採取した。

また、乾燥収縮（JIS A 1129-3）と促進中性化（JIS A

1153）の測定も行い、これらのデータから再振動、足踏

みの有効性を検討することとした。

夏期では再振動ありの立上りのみ作製し、材齢

13

週で 同様の測定を行い、また促進中性化を行った。

2.2

管理用供試体

冬期と夏期でそれぞれ管理用供試体を作製し、上記の コアと同様の計測を行った。作製した試験体の養生条件 を表

4

に示す。

図 1 模擬試験体（冬期 立上り、スラブ基礎）

図 2 模擬試験体（夏期 立上り）

表 1 使用材料（冬期）

表 2 使用材料（夏期）

＊1：東日本ハウス ＊2：工学院大学建築学科

4

年 ＊3：工学院大学建築学科 教授 工博

総合研究所・都市減災研究センター(UDM) 研究報告書

(平成 25

年度) テーマ

3 小課題番号 3.1-3

2

13週

45.5

No.2 2.39 4.69 39.7 47.3 No.2 2.39 4.67 39.3 45.2

75φ✕

150mm

No.1 2.39 4.66 39.6 動弾性

係数

（kN/mm^２）

圧縮強度

（N/mm²）

100φ

✕ 200mm

No.1 2.38 4.60 38.9 41.5 供試体

寸法

模擬基礎 記号

密度

（g/cm^３） 超音波伝

播速度

（km/s）

材齢

材齢

13週

41.6

No.2 2.39 4.68 38.7 41.8 No.2 2.39 4.66 38.8 39.8

75φ✕

150mm

No.1 2.39 4.65 38.3 動弾性係数

（kN/mm^２）

圧縮強度

（N/mm²）

100φ

✕ 200mm

No.1 2.39 4.67 38.5 40.8 供試体

寸法

模擬基礎 記号

密度

（g/cm^３） 超音波伝

播速度

（km/s）

48.1

No.2 2.40 4.77 42.2

No.2 2.40 4.74 38.2

2.42 4.81 41.7 54.0 44.6 58.9 バ50φ

No.1 2.41 4.78 39.9 41.3

バ50φ No.1 No.1

53.1

No.2 2.44 4.81 40.8 46.7

バ50φ

再振動No.2 No.2 2.49 4.94

No.1 2.45 4.87 41.8

45.7

コア 7.5φ×15 １３週

バ50φ 再振動No.1

38.3

バ50φ No.2 コア

7.5φ×15 ４週 バ50φ 再振動

No.1 2.43 4.73 39.4

供試体

寸法 ^材齢

成形 方法

模擬 部材 No.

密度 (g/cm³)

超音波 伝播速度

(km/s) 動弾性

係数 (ｋN/mm²)

圧縮強度 (N/mm²)

41.2 54.4 41.3 50.2

足踏みなし

2.41 4.70 38.7 42.8

足踏みなし

2.41 4.79

１３週

足踏みあり

2.40 4.73

コア

7.5φ×15 ４週

足踏みあり

2.42 4.73 39.9 41.3

コア 7.5φ×15

供試体

寸法

^材齢

成形 方法

密度 (g/cm

³

)

超音波 伝播速度

(km/s)

動弾性 係数 (ｋN/mm

²

)

圧縮強度 (N/mm

²

)

時期 水セメント

比（％） 水（kg/m³） 目標 スランプ

目標 空気量

スランプ

（ｃｍ）

空気量

（％）

練り上がり 温度（℃）

冬期(2/6) 52.6 173 12 4.5 13.1 1.6 8.5

夏期

（7/23） 8.0 6.2 31.0

夏期

(7/30) 11.5 2.9 29.5

52.1 172 12 4.5

4週 13週 4週 13週

標準養生 ○ ○

20℃封かん ○ ○ ○

現場封かん ○

現場水中 ○

標準養生 ○ ○

20℃封かん ○ ○ ○ ○

現場封かん ○ ○

夏期

100φ 75φ

冬期

時期 養生方法

表 3 コンクリートの計画調合表

表 4 作製した管理用供試体

3.実験結果

3.1

基礎の立上りおよび基礎スラブ

冬期に打込みを行った基礎の立上りは、表

5

に示すよ うに再振動したものの方が強度が増す結果になった。こ れは再振動することにより、コンクリートの充填性が高 まり密度が高くなったためと考えられる。このことから 再振動による締固めは有効であるといえる。

スラブ基礎は

4

週、13週ともに足踏みなしの方が強度 が大きくなっており、施工時の手間も考えるとあまり有 効ではないと判断される。また、各供試体の圧縮強度の 標準偏差（

N/mm

²）が足踏みありでは

4

週が

2.12

、

13

週が

2.58

に対し、足踏みなしは

4

週が

1.06、 13

週が

1.01

となった。このことから足踏みは各箇所で強度のばらつ きを生じさせる原因になるといえる。

夏期に打込みを行った基礎の立上りは、

7/23

と

7/30

の 打込みの両方で

100φより 75φの供試体が高い強度を有

していることが確認された。

また、各供試体の高さ別強度を図

3～図 6

に示す。あ る程度のばらつきも見られるが、試験体の下部の方が強 度が増していることが分かる。冬期の再振動なしの試験 体は上部と強度がほぼ同じ、あるいは小さい値を示して いるため、このことから基礎の立上りの下部の方が強度 が増大しやすいことが分かった。

促進中性化に関しては、JIS A 1153による角柱供試体 と立上りから採取したコアを用いて行った。結果を図

7、

図

8

に示す。角柱と比べるとコア（材齢

4

週）の供試体 の方が速く中性化しているが、

13

週採取では遅く中性化 している。また、再振動ありとなしで比較すると各材齢 ともに再振動ありのほうがやや速く中性化する結果とな った。なお、昨年度の結果¹⁾では再振動ありの方が、中性 化はやや遅くなる結果になった。

また、乾燥収縮は

26

週までに平均約

0.12％の収縮が認

められたが、供試体間のばらつきが大きく、測定方法も 含めて今後の検討を要すると思われる。

表 5 圧縮強度試験結果 （冬期 立上り）

表 6 圧縮強度試験結果 （冬期 基礎スラブ）

表 7 圧縮強度試験結果 （夏期 立上り 7/23）

表 8 圧縮強度試験結果 （夏期 立上り 7/30）

総合研究所・都市減災研究センター(UDM) 研究報告書

(平成 25

年度) テーマ

3 小課題番号 3.1-3

3

図 3 高さ別圧縮強度（冬期 材齢 4 週）

図 4 高さ別圧縮強度（冬期 材齢 13 週）

3.2

管理用供試体

冬期の管理用供試体では、養生条件が同じ場合、4週、

13

週いずれも

100φより 75φの供試体の方が高い圧縮強

度を示した。この傾向は夏期の管理用供試体と立上りコ アにも見られるため、供試体寸法の小さい方が圧縮強度 が高くなるといえる。

また、100φの供試体では

4

週は標準養生、13週は現 場封かんの方が高い圧縮強度を示した。これは養生水の 温度の高い方が水和反応が進行しやすいことと、低い気 温条件下で長期強度の伸びが大きかったためと考えられ る。

夏期の管理用供試体では、4週は

75φと 100φのいず

れも標準養生の方が高い圧縮強度を示した。一方、13週 は、供試体寸法により異なり

20

℃封かんと現場封かんの 差が小さかった。これらの理由は４週の標準養生では、

養生水の有無が関係しており、コンクリートは水硬性を 有しているため養生水のある供試体の方が強度が高くな る。13週に関しては、養生水がないため、20℃封かんと 現場封かんとの長期強度の差が小さくなったと思われる。

また、現場封かんと採取コアの強度比較は先に述べた 寸法の差が強度に影響すると考えられるため、

100

φの供 試体に関しては各供試体の寸法差による強度の増加率を 求めた。冬期の

75φの強度は 100φより約 1.13

倍増加し ており、夏期は約

1.03

倍増加している。

以上を踏まえた結果を図

9、図 10、図 11

に示す。採取 したコアの強度より概ね現場封かんが低い値を示してい る。よって現場封かんは強度管理に適した養生条件であ ると思われるが、一部高いものもあり、これについては 今後の検討課題である。

図 5 高さ別圧縮強度（夏期 7/23 材齢 13 週）

図 6 高さ別圧縮強度（夏期 7/30 材齢 13 週）

図 7 促進中性化（冬期 コア材齢 4 週採取）

図 8 促進中性化（冬期 コア材齢 13 週採取）

4.

まとめ

再振動したものと再振動しないものを比較すると再振 動したものは強度が高くなることが認められた。中性化 もやや早くなる傾向が認められたが、その差は小さかっ た。

スラブ基礎における足踏みは、強度の増加が認められ ないこと、各箇所の強度のばらつき、施工の手間などを 考えると有効な手段ではないと判断される。

総合研究所・都市減災研究センター(UDM) 研究報告書

(平成 25

年度) テーマ

3 小課題番号 3.1-3

4

供試体

寸法 材齢 養生方法 ^密度

(g/cm³) 超音波伝

播速度 (km/s)

動弾性係数 (kN/mm²)

圧縮強度 (N/mm²)

7.5φ×15

4週 20℃封かん 2.30 2.31

4週 標準養生 2.32 10φ×20

32.7

4週 標準養生 2.32 4週 20℃封かん

34.0

4.60 4.53 36.7

37.1 36.9 4.61 36.2 4.66 37.6 36.2

38.0 40.4 37.7 10φ×20

39.6

１３週 現場封かん 2.30 4.64 １３週 20℃封かん 2.30 4.67

7.5φ×15

１３週 20℃封かん 2.30 43.3

１３週 現場封かん 2.31 4.81 38.6 42.7 4.63 37.6

供試体

寸法 材齢 養生方法 _(g/cm^密度3) 超音波伝

播速度 (km/s)

動弾性係数 (kN/mm²)

圧縮強度 (N/mm²)

39.0 35.0 36.4

39.7 39.7 37.1

標準養生

38.8 20℃封かん

4週

2.32 4.54

4.67 4.70 2.37

33.4 10φ×20

4週

7.5φ×15 4週

4.76 2.38 2.33 20℃封かん

4週 標準養生

40.3 １３週 現場封かん 2.38 4.66 39.8 41.1 １３週 20℃封かん 2.32 4.60 37.3 10φ×20

4.64 39.1 7.5φ×15

１３週 20℃封かん 2.34 43.0

１３週 現場封かん 2.33 4.74 33.3 38.8 4.81 42.0 50.9 7.5φ×15 標準養生

（20℃水中） 2.38 4.83 40.3 46.6

4.79 42.5 47.3 現場水中 2.42 4.79 39.1 39.2

7.5φ×15 20℃封かん

4.80 41.1 43.7 20℃封かん 2.40 4.73 39.1 37.6

現場封かん 2.41 10φ×20

１３週

20℃封かん 2.39

2.39 10φ×20

４週 標準養生

（20℃水中） 2.42 4.78 40.6 42.3 供試体

寸法 材齢

成形 方法

密度 (g/cm³)

超音波 伝播速度

(km/s) 動弾性

係数 (ｋN/mm²)

圧縮強度 (N/mm²)

図 9 現場封かんとの圧縮強度比較（冬期）

図 10 現場封かんとの圧縮強度比較（夏期 7/23）

図 11 現場封かんとの圧縮強度比較（夏期 7/30）

参考文献

1） 篠山彰他:住宅基礎コンクリートの性状に及ぼす締 固め方法の影響(その 1 立上り),日本建築学会大会 学術講演梗概集 pp.375-376,2013.8

表 9 管理用供試体の試験結果（冬期）

表 10 管理用供試体の試験結果（夏期 7/23）

表 11 管理用供試体の試験結果（夏期 7/30）

謝辞

本実験は、工学院大学、東日本ハウスおよび建材試験 センターの共同研究により実施したもので、実験の実施 に当たり関係各位の協力を得ました。記して謝意を表し ます。