幌延深地層研究センターにおけるコンクリート材料の施工性に関する研究(III)

Study on construction method of concrete in the underground research laboratory (III)

入矢 桂史郎*; 三上 哲司*; 竹田 宣典*; 秋好 賢治*

Iriya, Keishiro*; Mikami, Tetsuji*; Takeda, Nobufumi*; Akiyoshi, Kenji*

幌延深地層研究センターは,処分場の設計建設技術に関する確認検証を行うことがその役割の1つとしてあげられている。処分場の建設の際に使用されるセメントは,周辺岩盤や緩衝材に与える影響を最小限とするために,低アルカリ性セメントの仕様が検討されている。核燃料サイクル開発機構殿では,フライアッシュの含有率の高い低アルカリ性セメント「HFSC」を開発し,室内試験や実規模に近いレベルでの試験を通じて施工性を把握してきた。今年度はこれまでの成果を踏まえ,材料の品質のばらつきがコンクリートの性能に与える影響や鉄筋腐食の長期データの取得などを行った。また,幌延深地層研究センターにおける原位置試験の検討を行った。今年度の研究を実施して得られた成果を要約すると以下のとおりである。フライアッシュの種類や混合割合がpHの低下速度に与える影響を測定した結果,フライアッシュの種類の影響は小さかった。フライアッシュの品質のばらつきが高流動コンクリートに与える影響については,硬化コンクリートの強度への影響は小さいが,フレッシュコンクリートにはスランプ変動や空気量変動などの影響を与えることが確認された。しかしその影響は顕著ではなく,事前にフライアッシュの品質を確認して,高性能AE減水剤量を調整することで十分に対応できると判断した。フライアッシュの品質変動は,吹付けコンクリートへはほとんど影響を与えない結果であった。海洋暴露1年試験の結果,HFSCを用いた鉄筋コンクリートでは,塩分は鉄筋まで浸透していないにもかかわらず,鉄筋の腐食は進行していた。また6ヶ月から1年間の腐食の進行は緩やかであった。セグメントの破壊試験を行った結果,設計上期待した性能が満足されていることが確認され,HFSCが構造部材として十分適用できることが実証された。幌延深地層研究センターの建設の際に部分的にHFSCを使用するためのセメントの供給計画について検討し,北海道内で全ての材料を混合してHFSCを供給できることを確認した。

The Horonobe underground research laboratory project doesn't carry on only safety assessment study but also demonstration of construction technique upon nuclear waste repositories. Low alkalinity cement is one of candidates for engineered barrier in order to prevent alteration of bentonite and rock by hyper alkaline solution. JNC has developed low alkalinity cement (HFSC) which contains a lot of fly ash, and has studied the physical and chemical properties by laboratory test.Effect on variety of quality of fly ash and monitoring corrosion of rebars in off-shore condition has been studied. In-situ test for actual use of HFSC in constructing the facility was planned. The results are summarized as below. Effects of variety of fly ash upon lower pH are relatively small by testing two type of fly ash and several fly ash content. Variety of fly ash effects properties of fresh concrete but its effect is not significant. And it little effects on mechanical behavior. However, it doesn't effect on properties of shotcrete. Although rebars corrode in HFSC in spite of no intrusion of chloride, increment of corrosion is not significant in half a year until a year. Applicability for structural members is demonstrated by loading test of tunnel concrete segments of HSFC. Pre-mixed HFSC can be supplied by mixing fly ash and silica fume in Sapporo and carry to Horonobe by cement truck.