寒い天候でのコンクリートの打設 - 打設方法

コンクリートを流し込む際に、下回ってはいけない明確な温度基準はないようですが、どこまでなら許容範囲とするかを明確に定めておくべきです。

• コンクリートを流し込むには寒すぎるのはいつですか?
• 寒い天候でのコンクリートの注入
• 寒いときにコンクリートを打つのは本当に賢明なことでしょうか?
• 特定のシナリオに合わせてコンクリートの注入を計画することが重要です
• コンクリートの凍結を防ぐにはどうすればよいでしょうか?
• 寒冷地コンクリート工事中の温度管理
• 注入中および注入後の周囲の状況を監視する

コンクリートを流し込むには寒すぎるのはいつですか?

ポートランドセメント協会（現在はアメリカセメント協会）によると、「ACI 306に記載されている、現在のアメリカコンクリート協会（ACI）の寒冷地コンクリートの定義は次のとおりです。40 日以上連続して平均気温が華氏 50 度 (F) 未満に低下し、24 時間の半分以上は華氏 XNUMX 度未満に留まる期間。「この定義は、コンクリートの早期凍結に問題を引き起こす可能性があります。」

寒い天候でのコンクリートの注入

寒冷地でのコンクリート打設は、コンクリート専門家にとって常に課題となっています。業界における技術革新は、寒冷地でコンクリートを成功裏に打設する方法について、優れたアドバイスを提供しています。これらの技術革新は、あなたが自信を持って決断を下すのに十分でしょうか？打設を予定しますか、それとも中止しますか？

寒いときにコンクリートを打つのは本当に賢明なことでしょうか?

簡単な答えは、天気予報を確認することです。明日の気温が華氏32度前後になるようであれば、コンクリート打設の日程を別の日に延期することを検討した方が良いかもしれません。

しかし、答えは必ずしも特定の温度で明確に決まるわけではありません。本当の答えは、作業方法や地域の資源によって異なります。まずは、温度がコンクリート打設にどのように影響するかを振り返ってみましょう。コンクリートにとっての寒冷とは一体何でしょうか？

アメリカコンクリート協会のACI 306R-10には、「寒冷気候とは、保護期間中に気温が40°F（5°C）以下まで低下した場合、または低下すると予想される場合に発生します。保護期間とは、コンクリートが寒冷気候にさらされるのを防ぐために必要な期間です。　

気温がこの範囲内に収まる気候の地域に住むコンクリート業者は、「 基礎 「ボックス」。では、グラウンドゼロに行って、それがどのように行われるかを見てみましょう。

特定のシナリオに合わせてコンクリートの注入を計画することが重要です

地面が凍ってしまったらどうなるのでしょうか？

地盤が凍結すると膨張が起こり、基礎の支持が不安定になります。構造物として基礎に荷重がかかると、地盤が溶け始めると沈下が発生する可能性があります。

コンクリート基礎協会のジェームズ・R・ベイティ2世は次のように書いている。基礎システムは、支持地盤の強度、あるいは支持力に基づいて設計されます。地盤が凍結すると、その体積が膨張し、氷粒が発生して支持条件が変化します。凍結した地盤に構造物が建設されると、その構造物は膨張した地盤によって不当に支持され、地盤の融解に伴い沈下が生じます。　

こうした懸念を踏まえ、寒い冬の時期にコンクリート工事を計画・完了させるための重要な戦略をご紹介します。

路盤が凍結しないようにします。路盤を解凍します（コンクリート注入エリアに直接影響を与える地下材料凍結している場合は、凍結した路盤の上にコンクリートを流し込まないように必要な措置を講じてください。花火は推奨されません)! 下層地盤が凍結している場合、沈下の可能性だけが問題ではありません。

コンクリートは多孔質材料であり、下地から水分を吸収する可能性があり、強度発現能力を低下させる可能性があります。（コンクリートスラブを打設する場合は、 防湿剤 路盤とコンクリートの間に設置する必要があります。選択する防湿材がASTM E1745規格に準拠していることを確認してください。

コンクリートの凍結を防ぐにはどうすればよいでしょうか?

予防策としては、路盤を毛布や藁などの断熱材で覆い、氷や雪が付着しないようにすることが挙げられます。路盤が凍結した場合は、凍結深度より下の深さまで掘削し、凍結部分を取り除く必要があるかもしれません。十分に解凍した後、路盤材を元に戻し、凍結防止対策を施した上で締め固める必要があります。

基礎型枠、鉄筋、さらには打設中に使用する工具類を断熱ブランケットで覆い、できるだけ保温する必要があるかもしれません。コンクリートがさらされるあらゆる物理的要素は、コンクリート打設中に熱損失の原因となる可能性があります（ツールさえも）！考えられるあらゆる不測の事態に備えて計画を立てるべきです。

国際水蒸気特性協会（IAPWS）は、「液体の水は冷却されると、予想どおり、摂氏約 4 度の温度に達するまで収縮します。 その後、水は凝固点に達するまでわずかに膨張し、凍結すると約9%膨張します。これは、水の熱力学的性質と、それが路盤の圧縮にどのように影響するかを示す非常に劇的な証拠です。

寒冷地コンクリート工事中の温度管理

適切な計画には、寒い天候でコンクリートを流し込む際の温度管理の維持に関して、レディーミクストコンクリート会社と話し合うことが含まれます。

加える水の温度を把握する

水はコンクリートミックスには熱すぎる場合があります。」水温は140～180°F（180～XNUMX℃）の範囲で使用できますが、XNUMX°F（XNUMX℃）を超えると混合物の性能が低下します。コンクリートのフラッシュセットを防ぐため、セメントを熱湯に接触させないでください。セメントを加える前に、骨材を水に混ぜてください。

現場で混合しない場合は熱損失を考慮する

コンクリートの温度が 10 度異なるごとに、硬化時間は値の 1/3 ずつ増加します (例: 6 度で 70 時間硬化する場合、同じコンクリートが 8 度で硬化する場合と同等の 60 時間硬化します)。「バッチプラントから現場までの予想輸送時間を把握することで、熱損失を概算し、コンクリート打設後の凝結時間への影響を予測することが可能になります。」

最適な促進剤の種類を計画する

加速器には2種類あります。 塩化カルシウム そして、塩化物を含まないタイプもあります。しかし、塩化カルシウムはコンクリートに使用される鋼材を腐食させる可能性があります。一方、塩化物を含まないタイプは腐食性がなく、はるかに大量に使用できます。「」鉄筋が必要ない場合、最も効果的な配合調整は、塩化カルシウムまたは塩化カルシウムを含む促進混和剤を追加することです。""塩化カルシウムは、セメント内の酸化カルシウムを遊離させる触媒として作用することでコンクリートの水和プロセスを加速し、水和プロセスの開始を早め、重要な500 psi（3.5 Mpa）の​​圧縮強度をより早く達成できるようにします。

混合物にどのような種類のセメントを追加できるか考えてみましょう

どちらのタイプのセメントがより効果的な結果をもたらしますか？タイプIとタイプIIIのどちらでしょうか？「タイプ I セメントは寒冷気候条件で効果があることが実証されており、タイプ III セメントは内部温度が高い場合にも追加の制御と保護を提供し、強度増加を加速させます。""タイプIII（早強セメント）を使用すると、コンクリートの凝結時間と強度増加が早まります。タイプIIIセメントはタイプIやタイプIIセメントよりも細かく粉砕されているため、三ケイ酸カルシウムの含有量が多くなる場合があります。粉砕の細かさと三ケイ酸カルシウムの含有量の増加は、水和反応による発熱速度を高めます。　

乾燥中に温度が頻繁に変化することはありますか?

気温の変化によって「凍結融解サイクルの累積的な影響とペーストおよび骨材の破壊により、最終的にはコンクリートの膨張、ひび割れ、剥がれ、崩壊を引き起こす可能性があります。　

このような悲惨な結果を防ぐには、「空気連行コンクリート（AEコンクリート）は、1立方フィートあたり数十億個の微細な気泡を含みます。これらの気泡は、凍結時に水が膨張する小さな空間を提供することで、コンクリートの内部圧力を軽減します。AEコンクリートは、AEポルトランドセメントを使用するか、現場でコンクリートを練り混ぜる際に、綿密な技術監督の下、AE剤を投入することで製造されます。連行空気量は通常、コンクリートの体積の4～7%ですが、特殊な状況に応じて変更されることもあります。　

簡単に言うと、コンクリートと衝撃を受けた場所の両方を凍結させないようにすることです！

覚えておいてください。「人は失敗を計画するのではなく、計画を怠るのです。」

寒冷地でのコンクリート打設計画は完了しました。本日が打設日です。コンクリートを覆い、保温と適切な養生を促進するために、十分な量のビニールシート、断熱ブランケット、藁などを用意しておいてください。極端な寒冷地では、適切な周囲温度を維持するために追加の熱源が必要になる場合があります。

コンクリートが打設され、仕上げられた後は、凍結させないことが不可欠です。ポートランドセメント協会によると、「すべてのコンクリートは、通常最初の 500 時間以内に 24 ポンド/平方インチ (psi) の最小強度に達するまで、凍結から保護する必要があります。さらに、「ACI-306R 規格では、必要な保護期間中、コンクリートの温度を推奨配置温度 55 度 F に維持することを推奨しています。ジェームズ・ベイティは次のように述べている。コンクリートの凝固点は、コンクリートの混合物に応じて、約27度Fです。　

コンクリートは、打設後24時間以内に凍結させないでください。セメントの水和反応は発熱反応であるため、コンクリート混合物はある程度の熱を発生します。

型枠に留められたコンクリートや断熱材で覆われたコンクリートは、40～55°F（約XNUMX～XNUMX℃）の温度でも、硬化を妨げるほどの水分を失うことはほとんどありません。型枠は熱を均等に分散させ、コンクリートの乾燥を防ぐため、できるだけ長くそのままにしておくことをお勧めします。

加熱期間終了後のコンクリートの急激な冷却を防ぐことも重要です。内部が温かい状態でコンクリート表面が急激に冷却すると、熱ひび割れが発生する可能性があります。

注入中および注入後の周囲の状況を監視する

コンクリートの硬化と養生に直接関係する化学反応の自然な結果として、発熱が発生します。コンクリートの乾燥に伴う温度に加え、周囲の環境も監視・記録する必要があります。簡単な解決策としては、コンクリートの温度を測定するための赤外線温度計と、気温を監視するための温湿度計を購入することが挙げられます。

将来床材を敷く予定で、コンクリートの乾燥中の温度と相対湿度を監視したい場合は、データロガーが便利です。例えば、ワグナーメーターの スマートロガー™ V2 周囲の状況を監視、取得、記録することができ、最大16,384件の測定値を保存できます。

寒冷地でのコンクリート打設は、コンクリート専門家にとって常に課題となってきた。

しかし、業界における目覚ましい進歩により、コンクリートの専門家は寒冷地でもコンクリートを問題なく打設できるようになりました。利用可能な選択肢を理解し、利用できる地元の資源を把握することで、年間を通して安定した生産レベルを維持するための自信が得られます。

注：コンクリート混合物に含める添加剤の量は、必ずコンクリート供給業者に確認してください。

以前は ProInstaller マガジンに掲載されていました。

参照：

1. セメントとコンクリートに関するよくある質問 — アメリカセメント協会
2. CIP 27 — 寒冷地でのコンクリート施工 — NRMCA コンクリートの実践
3. 寒冷地でのコンクリート打設 ― 建設専門家向け
4. 冬にコンクリートを打設する際に注意すべき点とは？ — スティックス・アンド・ストーンズ
5. 寒冷地における住宅基礎壁の打設 ― コンクリート基礎協会（CFA-TN-003、PDF）
6. 空気連行コンクリートは凍結融解耐性を向上させる ― コンクリートネットワーク
7. 水の凍結時の膨張 ― ハイパーフィジックス、ジョージア州立大学

最終更新日：21年2026月XNUMX日