水和熱
水和熱は、セメントが水と反応(水和)して固まるときに発生する熱です。断面の大きいマスコンクリートでは内部の温度が高くなり、内部と表面の温度差から温度ひび割れを生じる原因になります。
セクション別の図解
ダムや橋脚のマスコンクリートで、低熱セメントや混和材を使い、温度を管理して水和熱によるひび割れを防ぐ様子が示されています。
水和熱は、マスコンクリートの温度管理で重要になります。ダムや大きな橋脚などでは、水和熱による温度ひび割れを防ぐため、低熱ポルトランドセメントやフライアッシュなどを使って発熱を抑えます。さらに、材料を冷やして打込み温度を下げたり、養生で表面を急に冷やさないようにしたりして、内部と表面の温度差を小さくします。発熱の小さい配合と温度管理が、ひび割れ対策の基本です。
水和熱の大きい普通セメントと、水和熱を抑える低熱ポルトランドセメントやフライアッシュ混合が対比されています。
水和熱は、使う材料によって大きさが変わります。普通ポルトランドセメントは水和熱が大きく、マスコンクリートでは温度ひび割れが起きやすくなります。これを抑えるため、低熱ポルトランドセメントや、フライアッシュなどの混和材を使います。これらは水和をゆるやかにして、出る熱を低く抑えます。断面の大きいコンクリートでは、水和熱の小さい材料を選ぶことが対策になります。
マスコンクリートの中心部が水和熱で膨張し、先に冷えた表面との温度差で表面に引張力が生じてひび割れる様子が示されています。
水和熱が温度ひび割れを起こすしくみは、内部と表面の温度差にあります。断面が大きいと、内部の熱は逃げにくく高温になり、コンクリートが膨張します。一方、表面は外気で先に冷えて収縮します。この温度差によって、膨張したい内部に対し表面が引っ張られ、表面に引張力が生じます。コンクリートは引張に弱いため、この力に耐えられずひび割れます。
関連用語
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