低アルカリ性セメントを用いた吹付けコンクリートの実用性検討,3; 6年間の海洋暴露試験に基づいた鉄筋コンクリートの耐久性評価

Study on practical use of shotcrete using low alkaline cement, 3; Durability evaluation of steel reinforced concrete based on exposure test in off-shore for 6 years

中山 雅 ; 小林 保之; 佐藤 治夫; 入矢 桂史郎*; 納多 勝*; 松田 武*

Nakayama, Masashi; Kobayashi, Yasushi; Sato, Haruo; Iriya, Keishiro*; Noda, Masaru*; Matsuda, Takeshi*

一般に、地下構造物の支保工としてセメント材料が用いられるが、セメント材料中に含まれる高アルカリ成分が地下水に溶出するため、高レベル放射性廃棄物処分場においては、条件によっては緩衝材や周辺岩盤を変質させる可能性がある。このような影響を緩和するため、原子力機構では低アルカリ性セメント(以下、HFSC: Highly Fly ash contained Silica fume Cement)の開発を行っている。一方で、HFSCは低アルカリ性であるために、鉄筋コンクリートとして使用した場合に鉄筋が腐食し、耐久性が低下する可能性が考えられる。本報告では、HFSCを鉄筋コンクリートとして使用した場合について、6年間の海洋暴露試験を行い、普通ポルトランドセメント(以下、OPC)との比較を通じて、考察した。その結果、鉄筋径や暴露環境の違いによって、ひび割れの発生時期はOPC: 110170年程度、HFSC: 30150年程度であり、鉄筋径が小さい方がひび割れの発生時期が遅くなると予測された。以上より、鉄筋径や使用部位を適切に選定することで、HFSCを鉄筋コンクリートに適用できる可能性が示された。

High level radioactive waste repository will be constructed using a variety of concrete such as shotcrete, lining for rock support. It is anticipated that highly alkaline plume released from the cement hydrates could influence the long-term performance of barrier system as a result of degradation of the buffer material and rock. In order to reduce hyper alkaline, JAEA is now undertaking development of low alkaline cement (HFSC: Highly Fly ash contained Silicafume Cement). In this report, to evaluate corrosion behavior of reinforcement in HFSC, we have conducted exposure test using reinforced concrete specimens in off-shore condition for 6 years, investigated corrosion rate and permeation chloride ion in concrete. As the result, it is evaluated that the period until crack occurred is more than 30 years in case of using HFSC concrete.