Vemaventuri、リアルタイムデータを活用して第2世代ユーロコード2の習得を支援

コンクリートは時間の経過とともに強度が上がるわけではありません。その強度は、セメントと水との反応である水和によって得られるものであり、その反応は暖かいと速く進み、寒いと遅くなります。

同じ打設分である2つの壁――1つは2月の夜に屋外で打設され、もう1つは暖房の効いた屋内で打設されたもの――は、3日後には測定可能なほど強度に違いが見られる。カレンダー上ではその違いは何も示されていない。これを説明するのは「成熟度」である。これは、時間と温度を組み合わせて算出された値であり、その部材に現在どの程度の強度が備わっているかを推定するものである。

変更点

ここで最も重要な変更点は、見過ごされがちです。第1世代では、特性圧縮強度の基準日数として、一般的に28日が用いられていました。第2世代では、基準日数を28日から91日の間で指定できるようになりました。 

その理由は持続可能性にあります。コンクリートにおけるCO₂排出の主な原因はセメント製造であり、これを削減する最も直接的な方法は、クリンカーの使用量を減らすことです。スラグ、フライアッシュ、または石灰石を多く含むコンクリートは、最終的な強度は同じに達しますが、その到達までに時間がかかります。28日時点で評価すると、強度が低いように見えます。 しかし、56日や91日経過時点で評価すれば、そうではありません。基準年齢を遅らせることで、設計者をクリンカーを多く含む配合へと追い込んでいた障壁が取り除かれるのです。

これに伴い、時間依存的な材料挙動に関する規定は附属書Bに統合され、同附属書は現在、規範的なものとなっている。その中の条項B.4では、コンクリートの強度および剛性の経時的な変化について規定されている。また、クリープおよび収縮のモデルが更新され、普通コンクリートと高強度コンクリートについて統一された。

なぜこれがサイトに掲載されるのか

硬化が遅いコンクリートは、最終強度に達する時期が遅いだけではありません。現場で重要な、型枠を解体したり、プレストレスを伝達したり、部材に荷重をかけたりするために必要な強度を含め、すべての中間段階に達する時期も遅くなります。

ここで、経験が役に立たなくなる。現場チームは、4月の2日間を経た通常のC30/37コンクリートがどのように振る舞うかを熟知している。しかし、クリンカー含有量の少ない混合比で、基準養生期間が56日の場合、その直感は通用しなくなり、安全を期すには必要以上に長く待つことが賢明だ。環境面でのメリットは確実であり、その代償は工程スケジュールで賄われる。

附属書Bのモデルは、強度がどのように発現するかを説明しています。しかし、これらのモデルでは、部材の熱履歴を把握することはできません。なぜなら、それは配合の特性ではなく、打設の特性だからです。設計部門には、その情報を把握している者は誰もいません。

キューブもまた、その隙間を埋めるものではありません。要素の隣や実験室の水浴槽に保管されたキューブは、サイズも表面積対体積比も異なり、したがって熱履歴も異なります。これは、納入されたコンクリートが規格に適合していたことを裏付けるものであり、壁内のコンクリートを測定するものではありません。

ひび割れの中には、荷重とは全く関係のないものもあります。それらは、コンクリートがまだ硬化中の最初の数日間につくもので、壁を貫通しています。

その仕組みは次の通りです。硬化に伴い熱が発生し、コンクリートが膨張します。その後、冷却されて再び収縮しようとします。しかし、すでに硬化した基礎スラブの上に載っているため、収縮できないことがよくあります。収縮できない部分は引張応力を受けます。そして、生コンクリートはまだそれほど大きな引張応力に耐えられません。引張応力が限界を超えると、ひび割れが生じます。

駐車場の壁にそれがあると、見苦しいものです。貯水用の地下室やタンクにそれがあると、注入工事が必要な欠陥となり、その費用は誰かが負担することになります。

変更点

第1世代の規格には、これに関する一般的な手法は存在しませんでした。拘束亀裂については、主に最小補強量の規定によって対処されており、EN 1992-3において、封じ込め構造物に関する具体的な規定が設けられていたのみでした。リスクを評価するのではなく、単にその対策を講じていたのです。

第2版では、附属書D「拘束による初期および長期のひび割れの評価」が追加されました。これは、欧州委員会自身のワークショップ資料において、本規格への主要な追加事項の一つとして挙げられている適用範囲の拡大の一つです。この附属書では、リスクを実際に評価するための方法が示されています。

また、その手法がどのように構築されているかを確認しておく価値があります。D.4項は「温度履歴の評価」であり、D.4.2項では温度変化に伴う材料特性について規定されています。その後に、D.5項の応力計算、D.6項のき裂幅計算が続きます。

重要なのは順序です。温度履歴は、他の入力要素の一つに過ぎません。それは最初のステップであり、その後のすべての工程はこれに依存しています。

なぜこれがサイトに掲載されるのか

 附属書Dを適用するには、構成要素の温度履歴を評価する必要があります。設計段階では、通常、これを予測または計算しますが、その後、モニタリングを行うことで、実際の温度履歴がその評価結果とどのように異なるかを確認することができます。

 実際の曲線は、風、夜間の気温、混合比、型枠、予定外の打設間隔、断熱材が取り外されたタイミングなどによって左右されます。風の強い日に打設された1.8 mのラフト基礎は、標準的な曲線には沿いません。

ここで、他の2つのトピックとの違いが明らかになります。炭酸ガス化は20年後に現れます。強度は試験で確認できます。初期熱ひび割れは硬化開始から数日の間に発生しますが、その臨界期間は元素、コンクリートの配合、拘束状態、および熱条件によって異なります。しかし、これに対しては対策を講じることができます。 断熱材を長くつけたままにしておく 、打設を遅らせる、その部分を冷却するといった対策があります 。

しかし、それは、その出来事が起きている最中に、何が起きているのかがわかる場合にのみ有効です。

参考文献および規格

• 欧州委員会、共同研究センター (2025) — 第2世代ユーロコード：設計事例を通じた主な変更点と利点。EN 1992 セッション、A. Pérez Caldentey。オンラインワークショップ、2025年6月3日～5日。 
• Andrade, C. & Izquierdo, D. (2023) — 次期ユーロコード2における耐久性および被覆厚さの規定：背景となるモデル化と計算。『Hormigón y Acero』 74(299–300), 19–40. オープンアクセス。 
• Menga, A. ほか (2024) — 拘束に起因する早期ひび割れ：将来のEC2の附属書Dに記載された簡略化された手法の予測能力に関する実験室および現場調査。『Structural Concrete』 25(6), 4300–4323. 
• Kanstad, T., Klausen, A.B.E. & Menga, A. (2023) — FprEN 1992-1-1 附属書 D に関する背景文書。CEN/TC250/SC2/WG1/TG7。 
• von Greve-Dierfeld, S. & Gehlen, C. (2016) — 性能に基づく耐久性設計、炭酸ガス浸透、第1～3部。『Structural Concrete』 17(3) 309–328、17(4) 523–532、17(5) 718–728。 
• EN 13670:2009. コンクリート構造物の施工。CEN、ブリュッセル。
• EN 206:2013+A2:2021. コンクリート — 仕様、性能、製造および適合性。CEN、ブリュッセル。