Question 1

品質管理として行うスランプ試験の目的と読み取り方に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

コンクリートの圧縮強度を直接求めるための試験である。【解説】スランプ試験（JIS A 1101）は、まだ固まっていないコンクリート（フレッシュコンクリート）の軟らかさ、つまり流動性を調べる試験です。方法は次のとおりです。スランプコーンと呼ばれる円すい台形の型にコンクリートを詰め、型を静かに真上へ引き上げます。コンクリートは自重で崩れて低くなるので、その下がった量をスランプ値として測ります。単位はcmで、0.5cm単位まで読み取ります。この値が大きいほど軟らかく流れやすいコンクリート、小さいほど硬いコンクリートです。値の大小から、型枠のすみずみまで行き渡るか、鉄筋の間を通るか、運搬中に材料が分離しないか、といった作業のしやすさ（ワーカビリティー）を判断します。ただし、スランプ試験で分かるのは軟らかさだけです。圧縮強度は、供試体を作って所定の期間養生し、圧縮強度試験（JIS A 1108）で調べます。スランプが大きいコンクリートは水が多い傾向にあり、結果として強度が低くなりやすいという関係はありますが、スランプ値から強度そのものを求めることはできません。【他の選択肢が不適切な理由】「フレッシュコンクリートの軟らかさを調べる試験である」は、この試験の目的そのもので適当です。「スランプコーンを引き上げた後の下がりを測定する」も、試験の方法どおりで正しい記述です。「測定値の単位はcmで0.5cm単位まで読み取る」は、測定の決まりと一致しており適当な内容です。

Question 2

スランプ試験に用いるスランプコーンの寸法及び試験方法に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

各層は突き棒で10回ずつ突くものと定められている。【解説】スランプ試験の器具と手順は、JIS A 1101で細かく定められています。条件をそろえないと、同じコンクリートでも測る人によって値が変わってしまうためです。スランプコーンは円すい台形の金属製の型で、高さ30cm、上端の内径10cm、下端の内径20cmと決められています。試験の手順は次のとおりです。まず水平で滑らかな板の上にスランプコーンを置き、動かないよう押さえます。コンクリートをほぼ等しい量の3層に分けて詰め、各層について直径16mmの突き棒で25回ずつ、均等になるように突きます。突く深さは、その層の下面にわずかに届く程度とします。詰め終えたら上面をならし、スランプコーンを鉛直方向へ2〜3秒かけて静かに引き上げます。そして、コーンの高さ30cmと、崩れたコンクリートの中央部の高さとの差を測り、0.5cm単位で読み取ります。したがって、各層を10回ずつ突くという記述は誤りで、正しくは25回です。30cm・10cm・20cm・3層・25回という数値をひとまとまりで覚えてください。【他の選択肢が不適切な理由】「スランプコーンの高さは30cmと定められている」は、規格が定める寸法どおりで適当です。「上端の内径は10cm、下端の内径は20cmである」も、規格の寸法と一致しており正しい記述です。「コンクリートは3層に分けて詰めると定められている」は、試験の手順どおりであり適当な内容です。

Question 3

レディーミクストコンクリートの受入れ検査で確認する空気量に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

空気量が多いほどコンクリートの強度は高くなる。【解説】コンクリートには、AE剤などの混和剤によって、目に見えないほど細かい独立した空気の泡を意図的に入れます。この泡をエントレインドエアといいます。効果は二つあります。第一に、泡がベアリングのように働いて材料の動きを滑らかにし、ワーカビリティー（作業のしやすさ）が改善されます。同じ軟らかさなら単位水量を減らせるため、結果として耐久性も高まります。第二に、凍結融解に対する抵抗性が高まります。コンクリート中の水が凍ると体積が増えて内部を押し広げますが、細かい泡があると、その泡が逃げ場となって圧力を吸収します。寒冷地の構造物では特に重要です。JIS A 5308では、普通コンクリートの空気量を4.5％とし、その許容差を±1.5％と定めています。ただし空気量には限度があります。空気は強度を負担しない空隙なので、多すぎると断面のうち力を受け持てない部分が増え、圧縮強度は低下します。目安として、空気量が1％増えるごとに圧縮強度は4〜6％程度低下するとされます。したがって、多いほど強度が高くなるという関係は成り立ちません。【他の選択肢が不適切な理由】「普通コンクリートの空気量は4.5%を標準とする」は、規格が定める標準値どおりで適当です。「空気量の許容差は±1.5%と定められている」も、規格の許容差と一致しており正しい記述です。「適度な空気は凍結融解に対する抵抗性を高める」は、空気を連行する主要な目的の一つであり適当な内容です。

Question 4

レディーミクストコンクリートの塩化物含有量の上限として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

塩化物イオン量として0.30kg/m³以下とする。【解説】コンクリートの中に塩化物イオンが多く含まれていると、鉄筋が腐食します。本来、固まったコンクリートは強いアルカリ性で、その中にある鉄筋の表面には不動態被膜という薄い保護膜ができ、さびから守られています。ところが塩化物イオンは、この保護膜を局所的に壊してしまいます。鉄筋がさびると体積が数倍にふくらみ、まわりのコンクリートを押し割ります。ひび割れが入ると、そこからさらに水と酸素が入り込み、腐食が加速します。かぶりコンクリートがはがれ落ちる、いわゆる爆裂の原因です。そこでJIS A 5308は、レディーミクストコンクリートの塩化物含有量を、荷卸し地点において塩化物イオン量として0.30kg/m³以下と定めています。この値を守るため、練混ぜ水には塩分を含む水を用いず、細骨材に海砂を用いる場合は十分に除塩したものを使います。なお、購入者の承認を受けた場合には0.60kg/m³以下とすることができるという例外規定がありますが、原則の値は0.30kg/m³です。【他の選択肢が不適切な理由】0.60kg/m³は、購入者の承認を受けた場合に限って認められる例外の値であり、原則の上限ではありません。1.00kg/m³は規格に定めのない値で、この濃度では鉄筋の不動態被膜が破壊され、腐食が進行します。3.00kg/m³は原則値の10倍にあたり、鉄筋コンクリートに用いることのできる水準を大きく超えています。

Question 5

コンクリートの圧縮強度試験に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

供試体は打込み直後に脱型し気中で養生する。【解説】コンクリートの圧縮強度試験（JIS A 1108）は、円柱形の供試体に荷重をかけて壊し、そのときの最大荷重から強度を求める試験です。圧縮強度は、最大荷重を供試体の断面積で割って求め、単位はN/mm²で表します。強度の判定に用いる1回の試験値は、3個の供試体の試験結果の平均値とします。1個だけでは、たまたま欠陥のあった供試体の値に引きずられるためです。ここで重要なのが養生の方法です。強度の判定に用いる供試体は、標準養生としなければなりません。打ち込んだ後は型枠に入れたまま、振動や乾燥を避けて静置し、その後脱型して、温度20±2℃の水中で所定の材齢（通常28日）まで養生します。打込み直後に脱型すれば、まだ固まっていないコンクリートは自重で崩れます。また気中に置けば水分が蒸発し、セメントの水和反応が止まって強度が伸びません。それでは、そのコンクリートが本来もつ強度を測ったことになりません。なお、型枠の取外し時期を判断するための供試体は、構造物と同じ現場水中養生や現場封かん養生とします。【他の選択肢が不適切な理由】「円柱形の供試体を用いて最大荷重を測定する」は、試験の方法どおりで適当な記述です。「圧縮強度は最大荷重を断面積で割って求める」も、応力度の求め方と一致しており正しい内容です。「1回の試験値は3個の供試体の平均値とする」は、判定に用いる値の定め方どおりで適当です。

Question 6

レディーミクストコンクリートの圧縮強度の合格判定に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

1回の値が85%を下回っても平均が満たせばよい。【解説】レディーミクストコンクリートの強度の検査は、JIS A 5308により、二つの条件をともに満たすことが求められます。第一の条件は、1回の試験結果が、購入者の指定した呼び強度の強度値の85％以上であることです。第二の条件は、3回の試験結果の平均値が、呼び強度の強度値以上であることです。この二段構えには理由があります。平均だけを見ていると、ある1回が極端に低くても他の回で補われてしまい、その低い強度のコンクリートが構造物のどこかに打ち込まれていることを見逃します。そこで、各回についても下限を定め、著しく低いものを排除しています。逆に、1回ごとの値だけを見ていると、たまたまの試験誤差で不合格となる場面が増えます。そこで平均でも判定します。したがって、1回の値が85％を下回った場合は、平均が呼び強度以上であっても合格にはなりません。両方を同時に満たす必要があります。なお、1回の試験値は3個の供試体の平均値です。試験を行う回数と時期は、コンクリートの量や打込みの区切りに応じて定められます。【他の選択肢が不適切な理由】「1回の試験値は呼び強度の強度値の85%以上とする」は、規格が定める第一の条件どおりで適当です。「3回の試験の平均値は呼び強度の強度値以上とする」も、第二の条件と一致しており正しい記述です。「1回の試験値は3個の供試体の平均値である」は、試験値の求め方の定めどおりであり適当な内容です。

Question 7

コンクリートの試験とその目的の組合せとして、適当でないものはどれか。

Accepted Answer

圧縮強度試験 ─ 骨材の粒度分布の確認。【解説】レディーミクストコンクリートの受入れ検査では、荷卸し地点で四つの項目を調べます。それぞれ目的が異なります。スランプ試験は、フレッシュコンクリートの軟らかさを測り、型枠のすみずみまで行き渡るか、運搬中に材料が分離しないかといった作業のしやすさ、すなわちワーカビリティーを判定します。空気量試験は、連行された空気の量を測ります。適量の空気は、ワーカビリティーの改善と、凍結融解に対する抵抗性の向上をもたらします。多すぎれば強度が落ちるため、上下の許容差が定められています。塩化物含有量試験は、コンクリート中の塩化物イオン量を測ります。塩化物イオンは鉄筋を覆う保護膜を壊し、腐食とそれに伴うひび割れを招くため、上限が定められています。圧縮強度試験は、供試体を破壊して単位面積あたりの強度を求め、構造物が設計どおりの耐力をもつかを確認します。骨材の粒度分布を調べるのは、ふるい分け試験（JIS A 1102）です。圧縮強度試験からは分かりません。【他の選択肢が不適切な理由】「スランプ試験 ─ ワーカビリティーの判定」は、試験と目的が正しく対応しています。「空気量試験 ─ 凍結融解抵抗性の確認」も、空気を連行する主要な目的の一つであり適当です。「塩化物含有量試験 ─ 鉄筋の腐食の防止」は、上限値を定める理由そのものであり正しい組合せです。

Question 8

レディーミクストコンクリートで、指定したスランプが12cmであった。荷卸し地点で許容されるスランプの範囲として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

9.5cm以上14.5cm以下。【解説】スランプは、運搬の時間や気温によって変化するため、注文した値どおりぴったりに納入されるとは限りません。そこでJIS A 5308は、指定したスランプの区分ごとに許容差を定めています。許容差は次のとおりです。指定スランプが2.5cmの場合は±1cm、5cm以上8cm未満の場合は±1.5cm、8cm以上18cm以下の場合は±2.5cm、21cmの場合は±1.5cmです。この問題の指定スランプは12cmで、8cm以上18cm以下の区分に入るので、許容差は±2.5cmです。下限を計算します。12 － 2.5 ＝ 9.5 cm上限を計算します。12 ＋ 2.5 ＝ 14.5 cmしたがって、許容される範囲は9.5cm以上14.5cm以下です。8cmから18cmの範囲で許容差が最も広いのは、この範囲が土木構造物で最も多く用いられ、多少の変動が施工性に与える影響が相対的に小さいためです。逆にスランプ21cmのような軟らかいものは、少し軟らかくなるだけで材料分離を起こすため、許容差が狭くなっています。範囲を外れた場合は受け入れられません。現場で水を加えて調整すると、水セメント比が変わって強度と耐久性が損なわれるため行ってはいけません。【他の選択肢が不適切な理由】10.5cm以上13.5cm以下は許容差を±1.5cmとした場合の範囲で、これは5cm以上8cm未満の区分などに適用される値です。11.0cm以上13.0cm以下は許容差を±1cmとした場合の範囲で、指定スランプ2.5cmの区分に適用される値です。10.0cm以上14.0cm以下は許容差を±2cmとした場合の範囲ですが、この値は規格の区分に定められていません。

Question 9

直径150mmの円柱供試体（断面積を17,700mm²とする）の圧縮強度試験を行ったところ、最大荷重が531kNであった。このコンクリートの圧縮強度として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

30.0 N/mm²。【解説】圧縮強度は、単位面積あたりにどれだけの力に耐えたかを表す値で、最大荷重を断面積で割って求めます。圧縮強度 ＝ 最大荷重 ÷ 断面積ここで単位をそろえることが最初の関門です。荷重はkN（キロニュートン）で与えられていますが、強度の単位N/mm²に合わせるため、Nに直します。531 kN ＝ 531 × 1,000 ＝ 531,000 N次に断面積で割ります。531,000 ÷ 17,700 ＝ 30.0 N/mm²したがって圧縮強度は30.0 N/mm²です。断面積が与えられていない場合は、自分で計算します。直径150mmの円なので、半径は75mmです。断面積 ＝ 3.14 × 75 × 75 ＝ 17,662.5 ≒ 17,700 mm²となり、与えられた値と一致します。この種の計算で最も多い誤りが、kNをNに直し忘れて答えが1,000分の1になることです。得られた値が数十N/mm²程度になっているかどうかで、桁の確認ができます。（根拠：JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方法）、圧縮強度の定義（最大荷重÷断面積）によります）【他の選択肢が不適切な理由】24.0 N/mm²は、最大荷重が約425kNであった場合の値であり、与えられた531kNとは一致しません。27.0 N/mm²は、最大荷重が約478kNであった場合の値です。33.0 N/mm²は、最大荷重が約584kNであった場合の値であり、いずれも設問の条件からは導けません。

Question 10

呼び強度24のレディーミクストコンクリートについて、3回の試験を行ったところ、試験値は22.0、25.0、26.0 N/mm²であった。JIS A 5308の判定基準に照らした場合の記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

1回の値も3回の平均も基準を満たしている。【解説】判定は二つの条件を順に確かめます。第一の条件は、1回の試験値が呼び強度の強度値の85％以上であることです。呼び強度は24なので、下限を計算します。24 × 0.85 ＝ 20.4 N/mm²3回の試験値は22.0、25.0、26.0であり、最も小さい22.0でも20.4を上回っています。したがって第一の条件を満たします。第二の条件は、3回の試験値の平均が呼び強度の強度値以上であることです。平均を計算します。22.0 ＋ 25.0 ＋ 26.0 ＝ 73.073.0 ÷ 3 ＝ 24.33 N/mm²24.33は24.0以上なので、第二の条件も満たします。両方を満たすため、このコンクリートは合格と判定されます。この問題で気をつけたいのは、22.0という値が呼び強度24を下回っているために、反射的に不合格と判断してしまうことです。判定の基準は呼び強度そのものではなく、その85％にあたる20.4です。二つの基準値を混同しないことが得点の分かれ目になります。（根拠：JIS A 5308 レディーミクストコンクリート）【他の選択肢が不適切な理由】「1回の値が基準を下回るため不合格である」は誤りで、最小値22.0は下限の20.4を上回っています。「3回の平均が基準を下回るため不合格である」も誤りで、平均24.33は呼び強度の強度値24.0以上です。「1回の値と3回の平均のいずれも下回っている」は、二つの条件をともに満たしている実際の計算結果と一致しません。

コンクリートの品質管理と各種試験の一問一答