1. はじめに
地下教百mの岩盤内に地下空洞を建設する際には、周辺岩盤の力学的な安定を確保するため、セメント系材料による支保工が設置されることが多い。ところが、セメント系材料が長期にわたりベントナイトや岩盤と接触すると、その浸出水が示す高いpH（12.5以上）の影響により、ベントナイトや周辺岩盤を変質させることが懸念されている。このため、高レベル放射性廃棄物の地層処分における支保工材料として、低アルカリ性セメントの使用が考えられているγ。そこで、普通ポルトランドセメント（以下OPC）を用いたコンクリートに比べ浸出水のpHが低い“低アルカリ性セメント” （フライアッシュ高含有シリカフュームセメント、以下HFSC）を開発した。開発した低アルカリ性セメントはフライアッシュ（以下FA）やシリカフューム(以下SF)などのポソラン材料を多量に使用し、Ca(OH)²をカルシウムケイ酸塩水和物（CSH ゲル）とすることにより、浸出水のpHを11程度以下とすることとした。ここで、浸出水とは、セメント硬化体と溶解平衡に達した水のことであり、処分場でコンクリート中から地下水に浸出する水を想定している。北海道幌延町に建設を進めている幌延深地層研究計画の地下施設では、処分施設の信頼性向上の観点から堆積岩を対象とした地層処分に必要な建設技術の実証が行われる予定であり、その一部において地下研究坑道建設時の支保工として HFSC を用いたコンクリートの施工試験が行われる計画である。このため、HFSCをNATM工法で構築されるトンネル支保工に適用するために、幌延の深地層研究施設において要求される仕様を満足するように検討を行った。具体的には、 28日材齢の設計基準強度36N/mm²を満足する配合を選定し、横擬トンネル構造物への吹付け施工試験を行いその適用性を評価した。
2. HFSCを用いた吹付けコンクリートの高強度化に対する検討
2.1 研究の背景および目的
幌延深地層研究計画において地下施設の水平坑道掘削時に実施を予定しているHFSCの施工試験に向けて、HFSCを用いた吹付けコンクリートの高強度化について検討する。平成16年度に実施された地下施設の実施設計においては、地下施設の水平抗道の支保工に使用される吹付けコンクリートの設計基準強度は、1次吹付けで36N/mm²（厚さ20cm）および2次吹付けで18N/mm²（厚さ5cm）とされている。吹付けコンクリートの配合設計において、強度から水結合材比を決定する場合は、強度確認試験を行うことが示方菩に記載されている2)。平成13年度に実施したHFSC226の水結合材比0.5の吹付け強度は、材齢28日コアで16.1 ～16.5N/mm²であった9。また、平成14年度に実施したHFSC424の水結合材比0.5の吹付け強度は、36.7～40.3N/mm²でありか、設計基準強度とされる36N/mm²を若干上回っている程度であった。実際の施工を考えると、フライアッシュの品質変動の影響が吹付けコンクリートの強度に影響を与える可能性が大きく、これらを考慮すれば、設計基準強度を下回るケースも想定される。本研究は、HFSCによる吹付けコンクリートを幌延深地層研究センターの建設工事で使用できるように高強度化するための試験を実施した。また、検討した吹付けコンクリートの配合での実規模の吹付け試験を行い、吹付けコンクリートの施工性や品質についても確認した。
2.2研究の進め方
水平坑道の施工において、吹付けコンクリートは、1次吹付けと2次吹付けに分かれて施工されるが、支保工としての強度部材は１次吹付け部分である。このため本研究では、高強度吹付けコンクリートとして支保工の主要部分を構成する１次吹付けについて検討した。これまでのHFSCの吹付けコンクリートへの適用に関する研究では、OPCでの実積をもとに施工性を重視して水結合材比を0.5として実施してきた。しかし今回要求仕様として示された28日管理材齢における設計強度36 N/mm²を確保するためには、水結合材比を吹付け施工限界まで小さくし、高強度化をはかる必要がある。そこで、高性能AE誠水剤を用いて所定の流動性を確保する配合において、所定の強度が得られる水結合材比を確認することにした。これらを考慮して吹付けコンクリートの高強度化に関する検討は、以下の３段階に分けて実施した。 (ステップ１)ベースコンクリートの配合選定試験（急結剤を添加しないHFSCコンクリートの強度発現性の把握）→2.4で検討・ (ステップ２)急結剤を添加したモルタルによる強度発現性状把握試験（急結剤がHFSCの強度発現性に与える影響）→2.5で検討(ステップ３)模擬トンネルにおける吹付け性能確認試験（吹付け施工性の実証および品質の確認）→2.7で検討実施設計9では、吹付けコンクリートの目標強度を次のように提案している。設計基準強度（材齢28日）：36N/mm² 、 ①「変動係数」　による配合強度の割増：36×1.3=46.8 N/mm² ②「吹付け施工」に伴う配合強度の割増：46.8×1.25=58.5 N/mm² ②の「吹付け施工」に伴う配合強度の割り増しは、急結剤添加による強度低下を想定して割り増しが考慮されている。しかし、これまでHFSCの吹付けに使用する急結剤は、カルシウムサルフォアルミネートを主成分とする高強度吹付けコンクリート用の急結剤であり、HFSCの吹付けコンクリートとして実施した既往のHFSC研究みかでは、ベースコンクリートの圧縮強度以上の値が吹き付け施工で得られている。その圧縮強度の比較を表2.1に示す。同装から、吹付け試験を実施した3回のいずれのケースでもベースコンクリートの強度に比べて吹付けコンクリートの強度が上回っている。以上から、本研究では吹付けコンクリートの目標強度をコアの圧縮強度で46.8N/mm²とする。
2.3 試験設備および使用材料( 1 )横擬トンネル運搬距離30分程度のところにコンクリートプラントを有し、吹付け設備を備えた横擬トンネルで試験を行った。 模擬トンネルの大きさは、内空幅5.2m、高さ4.4m、延長20mである。模擬トンネル全景と吹付け装置を写真2.1～2.4に示す。
( 2 )使用材料
使用材料を表2.2〜表2.4に示す。使用材料はすべて、既往の研究¾で使用したものと同一とした。フライアッシュについては、既往の研究の内、HFSC226の試験9では太平洋セメント社製「オノダスーパーフロー20」を使用したが、HFSC325および424の試験かでは、地下施設での施工試験を想定して、北電厚真発電所産のJISII種相当を使用した。本研究においても北電厚真発電所産のJIS日種相当を使用した。

2.4ベースコンクリートの配合選定試験
(1)目的
急結剤を添加する前のベースコンクリートについて、目標強度を得られる水結合材比選定を行った。 （2）検討配合使用したHFSCの結合材の混合割合を表2.5に示す。また、ベースコンクリートの配合選定試験における検討ケースを表2.6に示す。一般のOPC を使用した吹付けコンクリートでは、水セメント比を小さくすると粘性が増し、ポンプ圧送性が低下することによって施工能率が低下すると言われている2。 通常のOPCの施工では水セメント比40%以上で行われている既往の知見から、本検討では、HFSCの水結合材比の範囲を35%〜45%とした。また、幌延の堆積岩中での施工試験の実施にあたり、できるだけ初期強度を高めかつ高強度が得られるようにするため、OPCを50%としたHFSC523についても検討した。また、OPCに代わりHPC（早強ポルトランドセメント）を使用するケースも検討に加えた。混合するセメントの種類のあらわし方として、OPCを使用したHFSCをHFSC424Nのように最後にNをつけることとし、HPCを使用した場合にはHFSC424HというようにHを付けてあらわすこととした。
各ケースの配合を表2.7に示す。なお、目標スランプは一般的なトンネル施工の実積に基づき設定した。
•細骨材率(s/a)は平成14年度の研究成果4)（s/a=60%）を参考に選定
（3）試験項目および方法
試験項目および方法は以下のとおりとした。 ・空気量試験（JIS A 1128） ・練上り温度（デジタル温度計） [硬化コンクリートの性状] ・圧縮強度試験（JIS A 1108）材齢１日、７日、28日、56日、91日クリートの性状ッシュコン(4)フレコンクリートの試験結果を表2.8に示す。また、9配合におけるフレ-トの性状を写真2.5に示す。
この試験結果から、以下のことが明らかとなった。 ①高性能AE減水剤をHFSCの量に対して1.1%~1.2%添加することによって、目標としたスランプ18cm～20.5cmの範囲のコンクリートの製造が可能である。 ②空気量は特に規定しないが3%～5.5%の範囲にある。 ③施工性特にポンプ圧送性の観点からフレッシュコンクリートの性状を見ると、水セメント比35%配合は、いずれの配合においても、やや粘性が強い。また、HFSCでは高性能AE減水剤でワーカビィティを確保しているため、練り上がりからの時間経過によるスランプ値の低下が懸念される。スランプ値の経時変化について、配合２および3で練り置き試験を実施した。その結果は図2.1に示すように、60分間でスランプ値の低下は見られなかった。このことから、本試験においては運搬時のスランプ値の低下はないと判断できる。 ( 5 )硬化コンクリートの性状-スコンクリートの供試体圧縮強度試験結果を表2.9に示す。
各セメントにおける水結合材比と28日圧縮強度の関係を図2.2に示す。この図から、いずれのHFSCでも水結合材比と28日圧縮強度は直線関係にあることが認められる。また、28日強度に関してはHFSC424HとHFSC523Nはほぼ同程度の強度を有している。水結合材比40%における各セメントの圧縮強度の経時変化を図2.3に示す。経時変化においてもHFSC424HとHFSC523Nは同等の強度発現性状を示した。
2.5 急結剤効果の確認試験
（１）使用材料
ここでは前項で使用したコンクリートから粗骨材を取り除いたモルタルを使用して、急結剤がHFSCの硬化性状や初期強度に与える影響について検討した。使用した急結剤を表2.10に示す。モルタルを使用した理由は、急結剤を添加すると急激に硬化が始まり整形が困難になること、また急結剤を添加したコンクリートを吹付けた後でコアをサンプリングする方法では作業が大掛かりになり、ケーススタディに不向きなためである。また、急結剤がセメントの硬化に与える影響のみに着目して検討を行うとの観点からも、急結剤を混入しても整形が可能なモルタルを用いるのが適当と判断した。

この急結剤の特徴を以下に示す。
•主成分     :カルシウムサルフォアルミネート鉱物(3CaO・3Al²O³•CaSO 4 ) •作用機構:カルシウムサルフォアルミネート鉱物(3CaO･3Al₂O₃･CaSO₄)は、水と反応して種々のカルシウムアルミネート水和物とエトリンガイト(3CaO・Al 2 O 3・3CaSO 4・32H 2 O)を生成して、コンクリートを急結させるとともにコンクリートの初期強度を高める。無機アルカリ塩をほとんど含有していないため、低アルカリで、かつセメントの初期水和鉱物(C3A、C3S)を刺激することがほとんどなく、長期強度の低下もほとんどないため、急結剤を添加してもベースコンクリートと同等以上の圧縮強度を確保できる。
（2）試験ケースとモルタルの配合
ケース1、2、3（HFSC424N、W/B=35、40、45%）を対象にして、急結剤（電気化学社製ナトミックTYPE10）をセメント量の10%加えた。表2.11にモルタルの配合を示す。
（３）試験方法および項目試験は土木学会規準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格」（JSCE-D 102）に準じ、以下の２項目について試験を行った。 ・凝結速度試験（JSCE-D 102付属書に準拠） (20±3 ℃、湿度80%以上の恒温恒湿室) ・圧縮強度試験（JIS R 5201）に準拠材齢3時間、6時間、24時間、7日、28日、56日土木学会規準に記載されている品質規格は次のとおりである。 •急結剤を混入したモルタルでは上記の圧縮強度試験により、12時間圧縮強度1N/mm²以上、 24時間圧縮強度9N/mm²以上を有してなければならない。 ・急結剤を混入したモルタルは、貫入抵抗性試験により、始発時間（貫入抵抗値3.5N/mm²に達するまでの時間）が5分以内、終結時間（貫入抵抗値28N/mm²に達するまでの時間）が15分以内でなければならない。モルタルの整形状況を写真2.6に、凝結時間測定状況を写真2.7に示す。
( 4 )試験結果
凝結試験結果を表2.12および図2.4に示す。
HFSC424Nの水結合材比45%では、終結時間が15分を超える結果となった。また、水結合材比35%の配合においても時間3分以降貫入抵抗値が減少するなど、試験結果にばらつきが生じている。一方、2000年度に実施したHFSC226、水結合材比50%の結果は、5分で終結に達しており、この急結剤の急結性を確認している。この原因として、今回の試験は、水結合材比が小さく、急結剤とセメントとの反応が急激に進んだ結果、供試体を作成する時間が間に合わず、疑結試験供試体に空隙が多数生じ、買入抵抗値にばらつきが生じたことが考えられる。この結果においてもHFSC424Nの水結合材比35%と40%は、土木学会規準を満足しているが、これまで実施したHFSC226の試験結果と総合して判断すると、HFSC424Nに対する急結剤の急結性は大きく違わないものと考えられる。
圧縮強度について、土木学会規準との関係を図2.5,2.6に示す。水結合材比45%においてHFSC424Nは1日強度が9N/mm²に達していない。HFSC424Nの水結合材比45%の1日の値は、HFSC226の水結合材比50%の1日材齢の値と同等であった。1日材齢では水結合材比の影響が大きく、ある程度低い水結合材比でなければ目標とした9N/mm²に到達しないことを示している。
2.6 吹付け試験の配合の検討
幌延深地層研究計画における地下施設設計において示されている吹付けコンクリートの設計基準強度は、36N/mm²(管理材齢28日)である9。ここで示したように、材料や施工の不確実性の関する割り増しは30%考慮し、目標強度を46.8N/mm²としている。ベースコンクリート各配合の28日強度試験結果と目標強度の比較を、表2.14（表2.9の再掲）に示す。
吹付け試験を行う配合の選定に当たって、次の点を考慮した。 ・pHを低下させるという観点からは、できるだけポルトランドセメント(OPCあるいはHPC)の使用量を減じる。したがって、HFSC523の品質が同一であれば、ポルトランドセメント量の少ない424Nあるいは424H を使用する。 •安定的吹付け施工の観点から、水セメント比を45%程度以上とする。 •急結剤を混入することによって吹付けコンクリートのコア強度がベースコンクリートの供試体強度より増進が期待できるため、10%程度の強度不足であれば選定の対象とする。以上から、OPCベースの配合2（W/B=40%）とややセメント量を低減したHPCベースの配合9（W/B=45%）の2種類を吹付け施工試験用の配合として選定した。
2.7 吹付け施工試験
(1)コンクリート配合吹付け試験を行ったコンクリートの配合を表2.15に示す。

( 2 )試験機械
主要な試験使用機械を表2.16に示す。これらの機械は、一般的な山岳トンネルの施工で用いられている。吹付け条件は、吐出速度10m³/hrとし、吹付け配管は以下のとおりとした。ポンプ→3B耐圧ホース5m →Y管Air挿入(1.25B)→ 2.5Bマテリアルホース6m → Y管急結剤挿入→ 2.5Bマテリアルホース1.5m→キャッチャー＋セラミックノズル
( 3 )コンクリートの製造および運搬コンクリートは吹付け現場から30分程度離れた生コンプラントで製造した。フライアッシュおよびシリカフュームはセメントにプレミックスせず、あらかじめ計量したものを人力でミキサ一内に投入した。高性能AE減水剤についても人力で水の計量器内に投入した。コンクリートの製造は2m³とし、4.5m³積みのアジテータ車で吹付け現場へ運搬した。
( 4 )吹付け施工試験における試験項目
フレッシュコンクリートに関する試験項目と試験方法を表2.17に示す。
吹付け施工時の施工性評価は、4人の専門家が以下の6項目について5段階で評価した。 ①混合状態、②脈動状態、③ノズルだれ、④急結状態、⑤粉塵、⑥付着状態等目視観察の評価基準を表2.18に示す。
吹付け後の硬化コンクリートに関する試験項目と試験方法を、表2.19に示す。また、試験に用いる箱型枠の例を図2.7に示す。
図2.7  強度供試体採取用の型枠吹付け試験前の状況を写真2.9～2.10に示す。 ( 5 )試験結果吹付け前のベースコンクリートについて、フレッシュコンクリートの試験結果とその性状を表2.20に示す。
ベースコンクリートの状況を写真2.11,12に示す。ベースコンクリートの圧縮強度試験結果を表2.21に示す。なお、参考としてベースコンクリートの室内配合試験結果も示した。
ベースコンクリートの強度に関しては、HFSC424Hの28日材齢を除いて、室内試験のほうが大きい値となっている。現場での打設温度が10℃程度と低かったことおよび計量誤差などが影響していると考えられる。早強ベースのHFSCの方がOPCベースに比べて室内と実機プラントとの差が少ないことから、早強の方が外気温など環境条件の影響されにくいものと推察される。 HFSC424Nの吹付け試験状況について、写真2.13に示す。
施工性に関して特筆されることは以下のとおりである。 ・HFSC424N(W/B=40%)は、HFSC424H(W/B=45%)に比べてリバウンドが少なく、吹付け直後の伽手で比較的硬かった。 ・一方、HFSC424H(W/B=45%)は、HFSC424N(W/B=40%)に比べてリバウンドがやや多く、吹付け直後の触手でやや軟らかかった。材料に対する吹付けニア量がHFSC424より多かったためか、下地コンクリートがエアにより吹き飛ばされる現象が見られた。 • ①混合状態、②脈動状態、③ノズルだれ、⑤粉塵に関しては大差なく、ともに良好であった。吹き付けた供試体による圧縮強度試験結果を表2.23に示す。
吹付け方向のコア強度の平均値と3σ下方限界値の経時変化を図2.8および2.9に示す。地下施設設計では、設計基準強度に36N/mm²の高強度が設定されていることから、JHの高強度吹付けコンクリートの基準2 (表2.24,2.25)に基づき、材齢毎の必要強度を3時間で2N/mm²、 24時間で10N/mm²、28日で36N/mm²とした。今回試験を実施したいずれの測定値もこの基準を下回るものは見られなかった。今回のHFSCの吹付け試験施工では、強度試験の試験回数を５回に設定し、ばらつきについても測定した。表2.23には各材齢における標準偏差を示し、標準偏差を用いて強度のばらつきが正規分布であると仮定して、予想される強度の最低価を平均値から3σ減じたものとして予測した値も記載した。その結果、吹付け直交方向のコア強度は吹付け方向のコア強度より低いものの、平均および3σの下方限界ともに36N/mm²を上回った。
吹付けコンクリートの厚さ方向の均一性を予備的に評価するために、吹付け方向の気泡の発生状況について吹付け表面から2cmの厚さにコアをスライスして気泡の発生状況と単位容積賀量を測定した。単位容積質量は空隙を評価するために、コアの直径と高さを測定し計算により体積を算定した。写真2.15にコアの外親を示す。測定値を表2.26に示す。
単位体積質量の吹付け深さ方向の分布を図2.10および図2.11に示す。 HFSC424Nでは、表面2cmがポーラスになっていた。また、深さ方向の測定価の平均は、 HFSC424Hにくらべて小さな価となった。HFSC424Nの吹付け状況は良好であったが、表面部に空隙が多く認められた。
3.
HFSCを用いたコンクリート材料のpH低下挙動の把握
3.1 試験方法
( 1 )  HFSCの円盤状供試体の作製方法本試験で使用したセメントおよびシリカフュームは、既往の研究いと同様にそれぞれ太平洋セメント社製の普通ポルトランドセメント（OPC）およびノルウェー産のエルケム社製マイクロシリカGrade940とした。ただし、フライアッシュは、中部電力碧南火力発電所から出るフライアッシュを分級して最大粒径を20μ m以下とした、太平洋セメント社製のオノダスーパーフロー20を用いた。これらの材料は、既往の低アルカリ性セメントの変質評価研究かで使用したものと同じものである。供試体の水粉体比は30%とし、骨材を含まないセメントペーストを用いた。また、HFSCの配合は226、325、424の3配合とした。試験体作成作業は、すべて大気開放条件で20℃に温度制御された室内で行った。また、本年度からHFSC523の試験を開始した。使用したOPC、シリカフューム、フライアッシュはすべてのHFSCで共通とした。
( 2 )浸漬および保管方法
セメントペーストを混錬後、直径5cm、高さ10cmのモールドに詰め、20℃で１日義生した後脱型し、上下1cmずつを切除した残りを4つにスライスし、φ 5cm×2cmの円盤状供試体を作製した。その後、ポリエチレン容器に入れ禁留水を満たし、炭酸ガスを排除した容器内に室温(20℃)で保管した。浸漬時の炭酸ガス混入を低減するため、容器内に極力空気が入らないように上端部までイオン交換水を満たした。各配合毎に１つの容器に教個の円盤状供試体を入れた状態で浸漬していろ。浸漬および保管の状況を写真3.1および3.2に示す。 (3) HFSC吹付け用の円盤状供試体の作成方法および保管方法急結剤の影響を評価し、吹付けコンクリートとしてのpHの低下挙動を把握するために、本年度よりHFSC424Nの水結合材比45%を用いて円盤状供試体を作成し、浸漬を開始した。供試体は、急結剤を使用するため、「2.5　急結剤効果の確認試験」の際に供試体を作成し、28日間養生の後、スライスして浸漬を開始した。 28日間浸漬した後、固相および液相を分析した。
(4) pHの測定方法
pHの測定方法として定められたものはないが、セメント硬化体中の間隙水のpHを直接測定することは困難であるため、粉砕したものを蒸留水に浸漬し、化学平衡状態となった水のpHを測定する方法が用いられてきた。所定材齢まで養生した後に1cm以下に粗粉砕し、さらに7日間真空乾燥した後に0.5mm以下に微粉砕した。得られた粉状試料を2倍重量の蒸留水に浸漬し、浸漬翌日にガラス電極法で浸漬液のpHを測定した。
(5)分析の材齢
混練からの材齢が1183日（169週　3年3ヶ月）となった時点で、各配合ごとに1つの供試体を取り出して固相分析を実施した。また、同時に浸漬液の一部を採取して液相の評価も行った。
( 6 )固相の分析方法
①TG-DTA（示差熱天秤分析）固相訳料を真空乾燥、粉砕した後、TG-DTAにより水和物の同定をおこなった。また、定量できるものは定量分析を実施した。使用機器 TG-DTA ②化学分析固相試料を真空乾燥、粉砕した後に化学分析を実施した。分析する元素はCaO、SiO₂、Al₂O₃、 Na2O、K2Oの5成分とし、JCAS I -11に準拠して分析を実施した。 ③元率分布円盤状供試体の直径断面の元素マッピングをEPMAにより行った。測定元素はCaOとした。 EPMA使用機器
( 7 )液相の分析方法
①pH測定ガラス電極法によりpHを測定した。使用機器    ガラス電極式pHメーター ②組成分析0.45μmのメンプランフィルターでろ過し、適当な濃度に希釈、酸調製して組成分析を行った。分析を実施する成分はCa、Si、Al、Na、K、S、Clの7成分とした。Clはイオンクロマトグラフィックアナライザ、その他の成分はICP（誘導結合プラズマ発光分光光度計）により測定した。 ICPおよびイオンクロマトグラフィックアナライザ使用機器
(８)浸漬の継続
上記分析用の供試体および液相を採取した後、容器を再び密閉して浸漬を継続するものとした。
3.2 試験結果
(1)固相①TG-DTA TG-DTAによる材齢1183日の水和物の定量結果を表3.1に示す。材齢28日のHFSC523およびHFSC424(吹付け)の分析結果を表3.2に示す。  また、各水準のTG-DTA測定チャートを付録7～11に示す。 450℃付近で減量するポルトランド（水酸化カルシウム）は、材齢28日のHFSC523と吹き付けの2ケースで検出された。この理由は材齢が短く、十分なポゾラン反応が進行していないためであると考えられる。HFSC523よりもHFSC424（吹付け）の方が水酸化カルシウムの量は少ない結果になった。これはHFSC523の水結合材比は30%に対して、 HFSC424(吹付け)は45%であり、水結合材比が大きくなることによって空隙が増大し、反応に必要な表面積が増大することで、水酸化カルシウムの消費が促進された結果と考えられる。一方、材齢1183日のHFSC226、325、424の3ケースでは、微量のカルサイト（炭酸カルシウム：750℃付近で減量）が確認されたが、水酸化カルシウムは検出されなかった。 HFSC523と吹き付けの2ケースでは、カルサイトと未反応のシリカフュームの反応と推察される吸熱反応のピークが重なり、カルサイトの存在を評価することができなかった。

②化学分析
化学分析結果を表3.3に示す。 HFSC226、325、424、523では、CaOはOPC量が多い水準ほど含有量が多くなっている。逆に、SiO₂とAl₂O₃はOPCよりもFAに多く含まれていることから、FA量が多い水準(SFは各水準とも20%で不変）ほどその含有量が多くなっている。 HFSC吹き付けでは、同一材齢のHFSC523に比べて、Na20およびK20がやや多く、SiO2の値も多くなっている。急結剤(カルシウムサルフォアルミネート)の影響と思われる。

③元素分布
EPMAによる直径断面の各元素のマッピング結果を図3.1,～3.5に示す。 CaO、SiO₂およびAl₂O₃は試料周縁部で溶脱した形跡は確認されなかった。これは水中養生時の液固比が1以下程度と小さかったためであると推察される。CaO絶対量はOPC量が多い水準ほど含有量が多くなっている。溶出し易いNa2OおよびK2Oは周辺部から溶出した形跡が認められた。
( 2 )液相
①浸漬水のpH測定および組成分析pH測定結果および組成分析結果を表3.4および表3.5にまとめた。図3.6にHFSC226、 325、424のpHの変化を示す。長期浸漬しているHFSC226、325、424の3ケースでは、pHはOPC含有量が少ない水準ほど低くなったが、水準間の差異は大きなものではなかった。HFSC523および吹付けではpHは12を超えてやや高かったが、これは材齢が短く十分なポゾラン反応が進行していないためであると考えられる。 Ca濃度は、長期浸漬している3ケースでは0.3mmol/Lと低く水準間で大きな差異は無かったが、HFSC523および吹付けではやや高い値であった。いずれも水酸化カルシウム飽和濃度（約22mmol/L）に比べると低い値であった。 Si濃度はCa濃度とは逆に、長期浸漬している3ケースのほうが高い値を呈した。HFSC226、 325、424の3ケースでは、セメント組成と単調に相関しない結果となった。

②平衡水のpH
粉砕した固相試料の平衡水のpH測定結果を表3.6に示す。長期間浸漠しているHFSC226、325、424の3ケースでは、OPC含有量が多いケースほど高いpHを呈した。材齢が短いHFSC523およびHFSC吹き付けでは12.5前後の高いpH値であり、ポゾラン反応が不十分であるためと考えられる。
③考察浸漬1183日の結果は819日の結果とほとんど変わらない結果であった。この理由としてシリカフュームのポゾラン反応が中心となり、pHの低下速度が小さくなったことが考えられる。20℃の条件のもとでpHの低下についてはさらに長期的な追跡が必要である。これまで実施してきた研究では次の知見が得られている。 • W/B=150%で55℃で60日間浸漬するとpHは10.8となるγ • W/B=30%で60℃で28日間浸漬するとpHは10.0となる89以上からpHの低下には浸漬温度の影響が大きい。地温勾配により、幌延深地層研究計画における地下施設では坑道内温度が30℃程度、処分場では40～60℃と考えられることから、温度の影響を考慮した研究が必要と考えられる。
4.吹付けコンクリートへの適用性に関する今後の課題
今後、幌延の深地層研究施設の坑道の一部において、吹付けコンクリートの施工試験を行なうために今後の課題について以下に示した。 ( 1 )原位置での材料を用いた吹付けコンクリートの配合の確認本研究において、フライアッシュは実際に現地で使用されるものを用いた。しかしながら、細・粗骨材については、現地で使用されるものと異なる可能性がある。このため、本研究で検討した基本配合を元に実際に使用する材料を用いて吹付けコンクリートの配合を確認する必要がある。 HFSCは、様々な材料を用いた施工性に関わるデータがポルトランドセメントを用いたものより少ないため、配合の変更に柔軟に対応できない可能性がある。このため、事前に現地材料での確認が必要である。
( 2 )浸漬液のpHの低下挙動の把握
28日材齢のHFSC424の吹付けコンクリートを20℃で水中養生するとセメントペースト硬化体の浸漬液のpHは12.0ある。HFSC424の粉体セメントペースト硬化体を65℃程度で2ヶ月間養生すると、pHは11程度に低下することが確認されており、常温においても長期的には浸漬液のpHは徐々に低下していくものと考えられる。さらに、ポソラン材料（シリカフューム）の溶解速度を考慮した化学計算においても、pHが低下することが示されている。今後は、長期における浸漬液のpHや元茶濃度の時間変化を測定することにより、溶解速度を考慮した化学計算の妥当性を評価する必要がある。
本研究において、吹付けコンクリートのベースとして、普通ポルトランドセメントはHFSCを水セメント比0.4、早強ポルトランドセメントはHFSCを水セメント比0.45とし、市販のカルシウムサルフォアルミネート系の急結剤を用いることにより、幌延深地層研究計画の地下施設設計で示された設計基準強度を満足する基本配合を選定した。この配合では浸漬期間28日における浸漬液のpHは12.0程度であり、シリカフュームやフライアッシュのポソラン反応はまだ不十分であると考えられるものの、その施工性は良好であることが明らかとなった。今後は、原位置での材料を用いて吹付けコンクリートの配合を確認するとともに、長期的な浸漬液のpHの低下挙動について評価を行なっていく必要がある。 1)核燃料サイクル開発機構:わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性-地層処分研究開発第２次取りまとめ-、分冊２　地層処分の工学技術、JNC TN1400 99-022、1999 2) (社)土木学会コンクリート委員会：コンクリートライブラリー121、吹付けコンクリート指針(案)、2005 3)入矢桂史郎他: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(II)、 JNC TJ8400 2002-013、2002.2 4)入矢桂史郎他: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)、 JNC TJ5400 2003-002、2003.2 5)松永浩一他：幌延深地層研究計画、地下施設実施設計-設計報告書-、JNC TJ5410-2005-002 6)入失桂史郎他：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、 JNC TJ1400 2001-004、2001.5 7)田島孝敏他:コンクリート間隙水によるベントナイト•岩石の変質、大林組技術研究所報No.67、 2003.11 8)入矢桂史郎他: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(IV)、 JNC TJ5400 2003-008、2004.2 . . . 1. . . - . This is a blank page. - . , Construction . . . . . . .録吹付けコンクリートのコア切断面写真（HFSC424N、HFSC424H）浸漬試料の固相分析結果TG-DTA測定チャート(ベースコン: HFSC226,325,424,523、吹付けペースト: HFSC424) . . . . This is a blank page. - , - . . . . . . . . . . - This is a blank page. . ___ . . . . . . . . . .
別するときの組立単位の表し方として利点がある。組立単位を形作るときのいくつかの用例は数４に示されている。
(b)実際には、使用する時には記号rad及びsrが用いられるが、習慣として組立単位として
、の記号"１"は明示されない。 (c)割光学では、ステラジアンの名称と記号srを単位の数し方の中にそのまま維持している。 (d)この単位は、例としてミリセルシウス度m℃のようにSI接頭部を伴って用いても良い。