(57)【要約】      （修正有）【課題】  生コン施設を使用できる小規模ダム用コンクリート組成物及び小規模ダムの施工方法を提供する。【解決手段】  低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有する小規模ダム用コンクリート組成物とする。このように低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を用いることにより、小規模ダム用コンクリート組成物は生コン施設で生産でき、且つ低水和熱及びダムとして十分な強度や耐久性を有するものとなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有することを特徴とする小規模ダム用コンクリート組成物。
【請求項２】
請求項１において、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする小規模ダム用コンクリート組成物。
【請求項３】
低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有するコンクリート組成物を用いることを特徴とする小規模ダムの施工方法。
【請求項４】
請求項３において、前記コンクリート組成物が、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする小規模ダムの施工方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、生コン施設で前記コンクリート組成物を製造することを特徴とする小規模ダムの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小規模ダムの製造や大規模ダムの改良・修繕のための小規模ダム用コンクリート組成物及び小規模ダムの施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダムを建設する際に使用するマスコンクリートは、特に水和熱による温度ひび割れの発生を防ぐことが求められており、水和熱を低くするために、発熱量の少ないセメントを使用することや、最大骨材寸法を８０〜１５０ｍｍ程度に大きくすることで使用セメント量の低減を図る等、配合面における対策がとられている。発熱量の少ないセメントとしては、中庸熱ポルトランドセメントにフライアッシュを混合したもの（非特許文献１参照）が主として使用されており、また、近年ではダムや長大橋梁のアンカレッジ（橋台）等に低発熱型セメント等が使用されつつある（特許文献１参照）。なお、特許文献１には、ダムや橋梁のアンカレッジ等に使用されるマスコンクリート構造物用締固め不要コンクリート組成物が記載されているが、これは橋台であり、本発明のように水密性等の耐久性が必要となるダム用ではなく、また、石灰石粉類及びＡＥ減水剤が必須で、締固めが不要な流動性のある組成物である。
【０００３】
一方、大型ダム等を建設する場合はかなりの量のコンクリートを使用するため、工事現場に専用プラントを設けてコンクリートを製造してもコストの問題が生じないが、小規模ダムの建設や各種ダムの改良・修繕工事の場合、改良・修繕コンクリートを製造する専用プラントを設けると採算が合わないという問題がある。そこで、生コンを使用することが考えられる。しかしながら生コン施設で使用できる粗骨材の最大寸法は一般的には４０ｍｍ以下である。したがってほとんどの場合４０ｍｍ以下の小さな骨材を使用しなければならないが、そうすると、必要な強度を得るためにセメント量を増やさなければならず、発熱量が大きくなってしまうという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２８６７４６号公報
【非特許文献１】池田茂之ら、つづら生活貯水池の設計と施工、月刊ダム日本  Ｎｏ．７０４  ６  ２００３  Ｐ．７−２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、生コン施設を使用できる小規模ダム用コンクリート組成物及び小規模ダムの施工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有することを特徴とする小規模ダム用コンクリート組成物にある。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする小規模ダム用コンクリート組成物にある。
【０００８】
本発明の第３の態様は、低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有するコンクリート組成物を用いることを特徴とする小規模ダムの施工方法にある。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記コンクリート組成物が、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする小規模ダムの施工方法にある。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第３又は４の態様において、生コン施設で前記コンクリート組成物を製造することを特徴とする小規模ダムの施工方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生コン施設で生産でき、水和熱が低く、ダムとして十分な強度や耐久性を有するコンクリートとなる小規模ダム用コンクリート組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１３】
本発明の小規模ダム用コンクリート組成物は、低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を含有する。
【００１４】
本発明では、セメントとして低熱ポルトランドセメントを用いる。低熱ポルトランドセメントとは、水和発熱量が小さく長期強度発現性に優れるビーライトの比率を増加させると共に発熱が大きく短期強度発現性に優れるエーライトの量を最適化にしたもので、具体的には、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０−１９９７で規定される強熱減量ｉｇ．ｌｏｓｓ３．０％以下、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５．０％以下、三酸化硫黄（ＳＯ３）３．５％以下、塩化物イオン（Ｃｌ−）０．０２％以下、全アルカリ（Ｎａ２Ｏｅｑ）０．７５％以下、ケイ酸二カルシウム（Ｃ２Ｓ）４０％以上、アルミン酸三カルシウム（Ｃ３Ａ）６％以下のものである。
【００１５】
また、粗骨材としては最大寸法４０ｍｍのものを用いる。最大寸法４０ｍｍの粗骨材を用いるため、本発明の小規模ダム用コンクリート組成物は生コン施設で生産できる。粗骨材の種類は、天然骨材でも破砕骨材でもよく、また、密度や粒径等はＪＩＳ  Ａ  ５００５相当のものが挙げられる。
【００１６】
このように低熱ポルトランドセメント及び最大寸法４０ｍｍの粗骨材を用いることにより、本発明の小規模ダム用コンクリート組成物は生コン施設で生産でき、且つ低水和熱及びダムとして十分な強度や耐久性を有するものとなる。なお、本明細書において、「小規模ダム」とはコンクリート量が３万ｍ３程度のダムを言い、同程度のコンクリート量を使用する大規模なダムの改良・修繕工事用途も本発明の範囲に包含される。また、「生コン」は、生コンクリートとも呼ばれるレディーミクストコンクリートのことである。
【００１７】
本発明の小規模ダム用コンクリート組成物は、さらに、細骨材や必要に応じてＡＥ剤、その他の添加剤を含有してもよい。細骨材とは５ｍｍ未満の骨材をいい、例えば、密度や粒径等はＪＩＳ  Ａ  ５００５相当のものが挙げられる。また、ＡＥ剤（Air entraining admixture）の種類も特に限定はないが、例えば、フローリックＡＥ−４，同ＡＥ−９Ｂ（フローリック社製）が挙げられる。その他の添加剤としては、ＡＥ減水剤等が挙げられる。
【００１８】
上記各成分に水を配合すると、本発明の小規模ダム用コンクリート組成物となる。各成分の配合割合は特に限定されないが、例えば、スランプの範囲が４〜５±１．０ｃｍ、空気量の範囲が４．０±１．０％、単位セメント量に対する単位水量の割合（水セメント比）が５５．０〜６０．０％、骨材全容積中に占める細骨材の容積の割合（細骨材率）が３０．０〜４２．０％となるように配合することができる。具体例を挙げると、コンクリート１ｍ３当りの重量で、水量１１０〜１５５ｋｇ、セメント量２００〜２５５ｋｇ、細骨材量６００〜８００ｋｇ、粗骨材量２０〜５ｍｍが５５０〜８００ｋｇ、４０〜２０ｍｍが５５０〜８００ｋｇ（合計細骨材量１１００〜１６００ｋｇ）、ＡＥ剤量０．４〜０．７ｋｇとすることができる。なお、本発明のコンクリート組成物は、一般的な生コン施設で製造することができる。
【００１９】
このような配合とすると、ダム用として十分な強度を有するコンクリートとなり、例えば、材齢９１日の圧縮強度は２０Ｎ／ｍｍ２以上となる。また、ダム用コンクリートとして十分な耐凍結融解性（３００サイクルで相対動弾性係数６０％以上）も有し、ダム用コンクリートとして十分な水密性等の耐久性も有する。なお、本発明のコンクリート組成物は、打設後締固めする等の通常の方法で、ダムを製造することができる。
【００２０】
また本発明の小規模ダム用コンクリート組成物は、セメントとして、低熱ポルトランドセメントに加えてさらにフライアッシュを含有させてもよい。フライアッシュを含有させると、さらに水和熱を低下することができる。フライアッシュの種類も特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１フライアッシュII種適用品等を挙げることができる。フライアッシュの割合は特に限定されないが、低熱ポルトランドセメント：フライアッシュ＝１００〜７０：０〜３０（重量比）とすることができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
セメントとして低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）、粗骨材として比婆郡東城町産、細骨材として比婆郡東城町産、ＡＥ剤としてフローリックＡＥ−９Ｂ、フローリックＡＥ−４（フローリック社製）、及び工業用水を用いて、表１の配合でＪＩＳ  Ａ  １１３２−１９９９に準拠して供試体を作製した。
【００２２】
【表１】
2006169895.tif 000002
【００２３】
（実施例２）
セメントとして、低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）７０重量％とフライアッシュ（中国電力  新小野田発電所産）３０重量％とからなる混合物を用いて、表１の配合にした以外は、実施例１と同様にして、供試体を作製した。
【００２４】
（比較例）
セメントとして、中庸熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）７０重量％とフライアッシュ（太平洋セメント社製）３０重量％とからなる混合物を用いて、表１の配合にした以外は、実施例１と同様にして、供試体を作製した。
【００２５】
（試験例１）
実施例１〜２及び比較例の各供試体を作製する際に、コンクリートが硬化する時に発生する水和熱を断熱状態で測定する断熱温度上昇試験をおこない、各生コンクリートの温度特性を調べた。結果を図１〜３に示す。この結果、低熱ポルトランドセメントを用いた実施例１では最大温度上昇量が２６℃となり、比較例と同等の性能が得られた。また、実施例２では、最大温度上昇量が２３℃と低い値であり、特に水和により温度が上昇し難く温度特性上、優位なコンクリートとなることが分かった。
【００２６】
（試験例２）
実施例１〜２及び比較例の各供試体の圧縮強度をＪＩＳ  Ａ  １１０８−１９９９、引張強度をＪＩＳ  Ａ  １１１３−１９９９、凍結融解試験をＪＩＳ  Ａ  １１４８−２００１に準拠して測定した。また、凍結融解試験の動弾性係数及び動せん断弾性係数等はＪＩＳ  Ａ  １１２７−２００１で測定した。圧縮強度及び引張強度試験結果を図４及び５に、凍結融解試験結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
2006169895.tif 000003
【００２８】
圧縮強度試験及び引張強度試験の結果から、何れもダムコンクリートとして十分な強度（圧縮強度：２０Ｎ／ｍｍ２、引張強度３Ｎ／ｍｍ２）を有していることが分かった。また、凍結融解試験結果から、全ての配合において、ダムコンクリートの耐凍結融解性（３００サイクル、相対動弾性係数６０％以上）を満足していることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の試験例１の結果を示す図である。
【図２】実施例２の試験例１の結果を示す図である。
【図３】比較例の試験例１の結果を示す図である。
【図４】圧縮強度試験の結果を示す図である。
【図５】引張強度試験の結果を示す図である。
【図１】
2006169895.tif 000004
【図２】
2006169895.tif 000005
【図３】
2006169895.tif 000006
【図４】
2006169895.tif 000007
【図５】
2006169895.tif 000008