促進養生とは、コンクリートの早期強度を高めるための方法です。これらの技術は特にプレファブリケーション業界で有用であり、早期強度が高いことで型枠を24時間以内に撤去できるため、サイクルタイムが短縮され、コスト削減につながります。[1]最も一般的に採用されている養生技術は、大気圧蒸気養生、温水養生、沸騰水養生、オートクレーブ養生です。
典型的な硬化サイクルは、2～5時間の「遅延期間」と呼ばれる予熱段階、22℃/時間または44℃/時間の速度で加熱し、最高温度50～82℃に達するまで加熱し、その後最高温度を維持し、最後に冷却期間に入るという段階から構成されます。サイクル全体は18時間を超えないことが望ましいです。[2] [3]
機構
温度が上昇すると、水和反応がより速く進行し、ケイ酸カルシウム水和物結晶の形成がより速くなります。ゲルとコロイドの形成もより速く、ゲルの拡散速度も速くなります。しかし、反応が速くなると、水和生成物が適切に配列する時間が短くなるため、通常養生したコンクリートと比較して、後期強度、つまり最終的な圧縮強度が低下します。これはクロスオーバー効果と呼ばれています。[4]
最適温度は65～70℃であることが分かっており、これを超えると後年の強度低下がかなり大きくなることが分かっています。[3]
遅延期間
促進養生技術は必ず高温を伴います。これはコンクリートに熱応力を誘発する可能性があります。さらに、細孔内の水は高温になると圧力を及ぼし始めます。細孔水圧と熱応力の複合効果により、コンクリート本体に引張応力が発生します。コンクリートを打設した直後に促進養生プロセスを開始すると、コンクリートは強度を得るまでに時間を要するため、引張応力に耐えることができません。さらに、形成された微小亀裂は、準安定モノサルフェートの変化によって生成されるエトリンガイトの遅延形成につながる可能性があります。遅延エトリンガイト形成（DEF）はコンクリートの膨張を誘発し、強度を低下させます。DEFは、水分の浸入を容易にする亀裂の形成によって促進されます。したがって、養生プロセスを開始する前に、コンクリートが一定の最小引張強度を得るための遅延期間を設けます。コンクリートの凝結時間は、遅延期間を決定する重要な基準です。一般的に、遅延時間は初期凝結時間と等しく、良好な結果が得られることが分かっています。遅延時間が短いと、圧縮強度が低下します。[1]
過度の温度
温度が高すぎると、「クロスオーバー」効果により圧縮強度が低下します。温度を高くするとサイクルタイムが短縮され、製造プロセスの経済性は向上しますが、得られる圧縮強度も低下します。したがって、コスト削減効果と圧縮強度の低下はトレードオフの関係にあります。プロジェクトの種類や経済性を考慮し、サイクルタイムはコンクリートの配合に合わせて設計するか、その逆を行います。[3]
ポゾラン材料の役割
ポゾローナは水酸化カルシウムと反応してケイ酸カルシウム水和物（CSH）に変化するため、コンクリートの後期強度を高めます。しかし、ポルトランドポゾローナセメントは活性化エネルギーが高いため、普通ポルトランドセメント（OPC）に比べて水和速度が遅くなります。このため、OPCに比べて初期強度が低くなります。促進養生法は強度増加率を大幅に高めるのに役立ちます。Halitら[5]は、蒸気養生によって高容量フライアッシュコンクリート混合物（フライアッシュ置換率40％、50％、60％）の1日圧縮強度が10MPaから約20MPaに向上することを示しました。これは型枠の除去を可能にするのに十分な値であり、プレキャストコンクリート業界に大きく貢献します。
参考文献
- ^ ab Erdem, T. (2003). 「凝結時間：コンクリートの蒸気養生前の遅延期間を決定するための重要な基準」.セメント・コンクリート研究. 33 (5): 741–050 . doi :10.1016/S0008-8846(02)01058-X. hdl : 11511/57737 .
- ^ ACI 517.2 R-87、大気圧下でのコンクリートの加速養生 - 最新技術、ACI コンクリートマニュアル 1992、改訂版。
- ^ abc Turkel, S.; Alabas, V. (2005). 「過剰な蒸気養生がポートランド複合セメントコンクリートに及ぼす影響」.セメント・コンクリート研究. 35 (2): 405– 411. doi :10.1016/j.cemconres.2004.07.038.
- ^ Paya, J.; Monzo, J.; Perismora, E.; Borrachero, M.; Tercero, R.; Pinillos, C. (1995). 「空気分級フライアッシュを含むポートランドセメントモルタルの早期強度発現」セメント・コンクリート研究25 (2): 449– 456. doi :10.1016/0008-8846(95)00031-3.
- ^ Yazici, H.; Aydin, S.; Yigiter, H.; Baradan, B. (2005). 「蒸気養生がクラスC高体積フライアッシュコンクリート混合物に及ぼす影響」セメント・コンクリート研究. 35 (6): 1122– 1127. doi :10.1016/j.cemconres.2004.08.011.
