コンクリート打設後に表面に水が浮き上がる「ブリーディング」という現象。
この記事では、ブリーディングの原因と対策、コンクリートへの影響、単位水量とブリーディングの関係について解説します。
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ブリーディングとは
ブリーディングとはコンクリートを打設したあとのコンクリート表面に水が浮き上がる現象。
ブリーディングの原因
ブリーディングが発生する原因について解説します。
材料の原因
コンクリートの構成はセメント、細骨材、粗骨材、水。
骨材やセメントは水よりも密度が大きいので、時間と共に比重の大きな骨材やセメントは沈下し、比重の小さな水分が浮上することでブリーディングが発生します。
コンクリート自体は密度や大きさが異なる材料から出来ているので、材料の分離はどうしても起こってしまうもの…。
セメントと水が水和反応を起こすのに、一般的にセメント質量の約30％前後の水が必要。
生コンの製造の際、可能な限り水を少なくすることが理想的ですが、粘度が高くなり施工しづらくなります。
そこで、流動性のある施工しやすいコンクリートを製造するために水分を追加して製造されます。
つまり、設計の時点で水が多いとブリーディングが発生しやすく、水の量が増えたコンクリートは骨材の粒度の問題も合わさって、ひび割れなどを誘発してしまうことも…。
施工時点の原因
適切な配合であるコンクリートでも施工時の打設速度が早かったり、打設高さが高くなったりすることもブリーディングの原因。
また、高さの違う部分を一度に打設してしまうと打設面の高さに比例し、コンクリートの沈下量は大きくなり、ひび割れの原因となってしまいます。
ブリーディングが原因のひび割れは打設後数時間で発生しやすい。
一般的に水平鉄筋の上に直線上、型枠面のセパレータや壁、柱、梁、スラブの結合部、鉄筋の被りが不足している箇所でも発生します。
ブリーディングの対策
ブリーディングの発生を防ぐためには…
第一にブリーディング水が少ないこと、材料分離性の高いコンクリートを使用すること。
そして打設速度は30分当たり、1.0ｍ~1.5ｍ程度、打設高さはコンクリートの吐き出し口と打ち込み面を1.5ｍ以下とし、高さの確保が難しい場合はシュートなどを活用する方法もあります。
また、コンクリートを打設したら、表面に出た水分を除去し、タンピングなどを実施し、再振動を与えることでひび割れの修復や発生を抑制する事が可能。
ブリーディングの影響
ブリーディングが発生するとコンクリートの強度や耐久性に影響を及ぼします。
また、ブリーディングによる最も大きな影響はひび割れが発生すること。
そもそもなぜブリーディングによりひび割れが発生するのか…。
ブリーディングにより発生するブリーディング水は打設後、時間をかけてコンクリートの表面に上昇してきます。
この時、コンクリートの表面高さは打設直後の高さより低下します。
これはブリーディング水が蒸発し、コンクリートの体積が低下するのが原因。
コンクリートの体積が低下する中、鉄筋上部にあるコンクリートは鉄筋による影響で沈下が拘束されます。
コンクリートがまだ固まっていない状態で表面が硬化し、収縮していく段階で差が生じると引っ張りが発生し、鉄筋に沿ったり、型枠内部にもセパレータの周囲にひび割れが生じてしまいます。
水とコンクリートの関係
ブリーディングと水
単位水量を増やすことでブリーディング水が増えます。
水より、骨材、セメントの方が密度が大きいので、
「水が一杯入っているコップの中に砂を入れたら沈下し、水が溢れる」
イメージしやすいですよね。
ブリーディングとコンクリート
ブリーディング水の発生を抑制するためには水分を減らすだけでなく、コンクリートの打設方法や打設後の処理が必須です。
試験方法
JISA1123にブリーディング量を試験する方法が規定されています。
JISA1123では所定の容器にコンクリートを打ち込む。
その後、浮上してくるブリーディング水を採取し、測定します。
これを10分毎に6回行い、その後、ブリーディング水が発生しなくなるまで30分毎に水を採取します。
ブリーディング量（Bq)
採取した水（V)、コンクリート上部の表面積（A)とすると
ブリーディング量（Bq)＝V/A(㎤/㎠）
となり、ブリーディングにより溜まった水の高さを表す。
ブリーディング率(Br)
採取した水の質量に対する割合をブリーディング率（Br）となります。
採取した水の容積（V）、試験温度における水の密度（ρw）、試料中の水の質量（Ws)とすると、
ブリーディング率（Br）＝(V×ρw/Ws)×100(%)
となります。
ただし、Ws＝（W/C）×S×1000なり、Wはコンクリートの単位水量、Cはコンクリートの単位容積質量、Sは試料の質量である。
レイタンスとの違い
よく間違われやすいブリーディングとレイタンス。
ブリーディングはコンクリート中の水分であり、レイタンスはコンクリート中の微粒子による脆弱な層。
レイタンス処理はダムなどの打継面の付着を良くするために行い、コンクリートの硬化前にグリーンカットと呼ばれるレイタンス処理を行います。
まとめ
ブリーディングは単純に水分量で左右されるのではなく、構成されている骨材、セメント、施工速度や施工方法に左右されます。
コンクリートは非常に繊細なものですので、様々な施工の条件、環境を考慮した上で設計することが大切です