(57)【要約】    【課題】ダム堆積土砂を安定した性能を有する骨材として利用する方法、および、前記骨材を配合したコンクリートを提供することを課題としている。    【解決手段】本発明のコンクリートについての解決手段は、有機物の含有量が２質量％以下、および微粒分の含有量が２質量％以上１５質量％以下であるダムの堆積土砂が配合されていることを特徴とし、ダム堆積土砂の利用方法としての解決手段は、ダム堆積土砂を採取し、該ダム堆積土砂中の有機物の含有量を２質量％以下、および微粒分の含有量を２質量％以上１５質量％以下の範囲とし、該ダム堆積土砂をコンクリートの骨材として利用することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物の含有量が２質量％以下、および微粒分の含有量が２質量％以上１５質量％以下であるダムの堆積土砂が配合されていることを特徴とするコンクリート。
【請求項２】
ダム堆積土砂を採取し、該ダム堆積土砂中の有機物の含有量を２質量％以下、および微粒分の含有量を２質量％以上１５質量％以下の範囲とし、該ダム堆積土砂をコンクリートの骨材として利用することを特徴とするダム堆積土砂の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム堆積土砂を骨材として配合したコンクリートに関し、また、ダム堆積土砂の利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダムの底部には大量の土砂が堆積しており、このダム堆積土砂をそのままにしておくとダムの貯水量が減少するなどの問題がおきるため、浚渫によって除去しているが、大量に発生するものであり、その処理方法が検討されていた。
【０００３】
一方、従来からコンクリート用の骨材として廃材などを再利用した再生骨材が用いられている。例えば、廃棄された瓦や廃コンクリートを粉砕して再生骨材としたり（特許文献１および２）、あるいは、一般廃棄物焼却場から排出される溶融スラグを再生骨材とするものなどである（特許文献３）。
これらの再生骨材として、前記ダム堆積土砂を利用すれば、大量に発生するダム堆積土砂を有効に利用できる。
【０００４】
しかし、前記再生骨材は、再生する原料の質が一定ではないため、ロッド毎に成分にばらつきがあり、コンクリートとした場合に強度が一定ではない、という問題がある。
従って、天然物であるダム堆積土砂を再生骨材として使用しようとした場合にも、そのまま骨材として利用した場合には品質のばらつきが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２０６１号公報
【特許文献２】特開２００３−４１５０９号公報
【特許文献３】特開２００７−９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためなされたものであり、大量に発生するダム堆積土砂を有効に利用すると同時に安定した品質を有するコンクリートを得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、コンクリートに係る本発明は、有機物の含有量が２質量％以下、および微粒分の含有量が２質量％以上１５質量％以下であるダムの堆積土砂が配合されていることを特徴としている。
【０００８】
さらに、ダム堆積土砂の利用方法に係る本発明は、ダム堆積土砂を採取し、該ダム堆積土砂中の有機物の含有量を２質量％以下、および微粒分の含有量を２質量％以上１５質量％以下の範囲とし、該ダム堆積土砂をコンクリートの骨材として利用することを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明では、ダム堆積土砂を有機物の含有量を２質量％以下、且つ微粒分の含有量を２質量％以上１５質量％以下の範囲として、これをコンクリートに配合することで、ダム堆積土砂を有効利用すると同時に、性能の安定したコンクリートを得ることができる。
【００１０】
尚、本発明において、有機物の含有量が２質量％以下とは、全く含有されていない場合、或いは極めて微量の有機物しか含有されていない場合も含む意味である。
【００１１】
さらに、ダム堆積土砂を再利用する方法において、ダム堆積土砂の有機物含有量および微粒分含有量を上記範囲とする、とは、ダム堆積土砂中の有機物含有量および微粒分含有量を測定して上記範囲であるものをそのまま使用すること、および、ダム堆積土砂に他の骨材あるいは土砂などを混合することで、上記範囲になるように調整することの両方を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大量に発生するダム堆積土砂をコンクリート用の骨材として有効に利用でき、且つ安定した品質のコンクートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の実施例および比較例の流動性を示すグラフ。
【図２】本実施形態の実施例および比較例の流動性を示すグラフ。
【図３】本実施形態の実施例および比較例の圧縮強度を示すグラフ。
【図４】本実施形態の実施例および比較例の圧縮強度を示すグラフ。
【図５】本実施形態の実施例および比較例の曲げ強度を示すグラフ。
【図６】本実施形態の実施例および比較例の曲げ強度を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態では、ダム底部に堆積したダム堆積土砂を骨材としたコンクリートを形成する。
【００１５】
ダム堆積土砂は、ダム底に堆積した土砂であるため、粗砂、細砂、粘土の他に、植物や動物等に由来する有機物が混合されていることが多い。
【００１６】
有機物の含有量としては、ダム堆積土砂の全量の２質量％以下、好ましくは１質量％以下であることが好ましい。
上記含有量以下であれば、骨材としてコンクリート組成物に混合した場合に、流動性が低下したり、硬化後の強度が低下することがない。
【００１７】
尚、本発明において有機物の含有量が２質量％以下とは、ＪＩＳ  ０２２１「強熱減量試験方法」に準じて測定した数値が２質量％以下である場合をいい、有機物が全く含有されていない場合および前記測定方法では検出されない微量である場合も含む。
【００１８】
また、ダム堆積土砂には種々の粒径の砂が混合しているが、骨材として使用するためには、微粒子である微粒分の含有量が、ダム堆積土砂の全量の２質量％以上１５質量％以下、好ましくは３質量％以上１０質量％以下であるような、土砂を選別する必要がある。
【００１９】
土砂中の微粒分が多すぎると流動性が低下し、一方少なすぎるとコンクリートの硬化後の硬化後の圧縮強度や曲げ強度が低下する。
【００２０】
前記微粒分の含有量は、ＪＩＳ  Ａ  １１０３「骨材の微粒分量試験方法」に準じて測定した値をいう。
尚、本発明において微粒分とは前記ＪＩＳ  Ａ  １１０３「骨材の微粒分量試験方法」に定める微粒分をいう。
【００２１】
次に、前記のような骨材として利用可能なダム堆積土砂を得る方法について説明する。
ダム堆積土砂は、ダムの底において堆積している場所によってある程度性状が共通しているため、堆積場所ごとに一定の量を浚渫して一塊に積み上げておくことで、その塊の土砂の中からサンプリングして、前記方法に従って有機物量および微粒分を測定すれば、その塊の土砂を、骨材として利用可能であると判断できる。
【００２２】
具体的には、例えば、浚渫時に、ダムの同じ箇所から８０〜１００トン程度の土砂を採取して、一箇所にまとめて保管しておくことで、性状の共通しているダム堆積土砂をまとめておくことができる。
また、土砂の堆積している位置によっても性状が変わるが、ダムの上流側には、礫や砂が溜まりやすく、骨材として適している土砂が比較的多いため、ダムの上流側の箇所で浚渫を行なうことが好ましい。
【００２３】
測定の結果、前記のような有機物含有量および微粒分含有量であった土砂はそのまま骨材として使用できる。
【００２４】
一方、測定の結果、前記のような有機物含有量および微粒分含有量からはずれた土砂については、例えば、ダム堆積土砂であって他の箇所から採取した土砂と混合したり、或いは、他の砂や土砂を混合することによって、前記有機物含有量および微粒分含有量となるようにして骨材として用いても良い。
【００２５】
尚、サンプルの測定は、サンプルを一旦持ち帰って測定を行ってもよく、あるいは浚渫後に保管された土砂から骨材として再生する土砂を採取すると同時に行なっても良い。
【００２６】
次に、このようなダム堆積土砂をコンクリート用の骨材として使用したコンクリートについて説明する。
前記骨材を、セメントと混合し、混練水で混練し、硬化させることでコンクリートが得られる。
【００２７】
ダム堆積土砂は、粒径によって篩い分けて、細骨材あるいは粗骨材として使用することができる。
【００２８】
使用するセメントとしては、特に限定されず、普通、中庸熱、低熱、早強、超早強、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント、アルミナセメント、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2系（Ｘはハロゲン元素）超速硬セメント、カルシウムサルフォアルミネート（アーウィン）系セメント等の超速硬セメント等の公知のセメントが挙げられる。
【００２９】
さらに、前記セメントの他に必要に応じてシリカフューム、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、膨張材、急硬材などのセメント用混和材を混合してもよい。
【００３０】
前記骨材、セメント、必要に応じて混合された混和材などを混練水と混練することでコンクリート組成物が得られる。
混練水は、水および減水剤や消泡剤などの液状の各種混和剤を必要に応じて混合した液状の成分である。
混練は、公知のミキサーなどの練り混ぜ手段を用いて混練する。その後、硬化させることによってコンクリートが得られる。
【００３１】
前記のように、本発明によれば、有機物および微粒分の含有量が適切な範囲としたダム堆積土砂所を骨材として利用するため、コンクリート組成物として混練した時の流動性も良好で、硬化後の強度も良好である。
【実施例】
【００３２】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明の利用方法でダム堆積土砂をコンクリート用骨材として利用した場合を想定し、有機物量および微粒分の含有量を調整し擬似的にダム堆積土砂を再現して性能を測定した。
【００３４】
（セメント組成物）
表１に示すセメントおよび細骨材を用いて、セメント組成物を作製した。細骨材には、腐葉土および／または微粒分を、表２に示す含有量になるように配合し、混練した。
尚、腐葉土中の有機物含有量を、ＪＩＳ  ０２２１「強熱減量試験方法」に準じて測定したところ、９５％以上が有機物であったため、本実施例においては、有機物含有量＝腐葉土量とした。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
【表２】
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【００３７】
混練方法は、まず、練り鉢に、混練水を入れてミキサーにセットし、セメントを投入し、低速で３０秒攪拌する。その次に、細骨材（有機成分および/または微粒分を含むもの）を入れて、高速で３０秒攪拌する。その後９０秒休止させ、さらに高速で６０秒攪拌した後、１０回さじでかき混ぜて、セメント組成物を混練する。
【００３８】
（モルタルフローの測定）
前記の方法で混練した各実施例および比較例のセメント組成物についてフロー試験を行なった。
試験方法は、実施例及び比較例の組成物を混練後直ちに、それぞれ、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定されているフロー試験に従いモルタルフローを測定した。
測定結果を表３、および図１と図２に示す。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
表３および図１に示すように、有機物の含有量が多いほどフロー値は低くなり、つまり流動性が悪くなることが明らかである。
また、図１および図２に示すように、微粒分の含有量はある程度まではフロー値に影響はないが、１０質量％を超えると低下し、微粒分が多いほど流動性が悪くなる。
特に、実際のダム堆積土砂のように有機物を含む場合には、図２に示すように、微粒分量が増えた場合の、流動性の低下が大きくなる。
【００４１】
（圧縮強度および曲げ強度）
各実施例および比較例のセメント組成物で４×４×１６ｃｍの供試体を作製し、２０±１℃の条件で湿気箱中に２４時間、その後６日間、および２７日間水中養生した各供試体の圧縮強度および曲げ強度を測定した。
測定は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定されている、圧縮強度および曲げ強度試験に従い行った。
結果を表３、図３および図４に示した。
【００４２】
表３、図３に示すように、有機物を含まない場合には圧縮強度は微粒分が多いほど上がるが、図４に示すように、実際のダム堆積土砂のように有機物を含む場合には含まない場合よりも、強度は低下する。
また、有機物含有量が１質量％の場合よりも、２質量％の場合の方が同程度の微粒分を含んでいても圧縮強度は低くなる。
【００４３】
曲げ強度も、圧縮強度と同様に、有機物を含まない場合には微粒分が多いほど強度が上がるものの、実際のダム堆積土砂のように有機物を含む場合には、図６に示すように、有機物を含まない場合よりも強度は低下し、また、有機物含有量が１質量％の場合よりも、２質量％の場合の方が低下することがわかる。
【００４４】
以上の結果から、ダム堆積土砂を骨材として利用する場合には、有機物が２質量%以下であって、微粒分が２質量％〜１５質量％含まれている土砂を使用することが、流動性と強度の面から適していることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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