JPH0712963B2 - ダムコンクリート用のセメント混和材及びダムコンクリートの製法 - Google Patents

ダムコンクリート用のセメント混和材及びダムコンクリートの製法

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JPH0712963B2
JPH0712963B2 JP59276698A JP27669884A JPH0712963B2 JP H0712963 B2 JPH0712963 B2 JP H0712963B2 JP 59276698 A JP59276698 A JP 59276698A JP 27669884 A JP27669884 A JP 27669884A JP H0712963 B2 JPH0712963 B2 JP H0712963B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダムコンクリート用のセメント混和材及びそ
れを使用したダムコンクリートの製法、詳しくは、ロー
ラコンパクティッドダム（Roller Compacted Dam）工法
用コンクリートに使用するセメント混和材及びそれを使
用したダムコンクリートの製法に関する。
〔従来の技術とその課題〕
我国で新しく開発されたコンクリートダムの打設方式と
して、ローラコンパクティッドダム工法がある。これ
は、従来からのケーブルクレーン等による打設工法とは
全く異なり、コンクリートの配合、運搬、打込み、及び
締固めなどの面で新しい考えに立ち、コンクリートダム
施工の合理化を目指したものである。
具体的には、スランプ1cm以下の超硬練りコンクリート
をダンプトラックで運び、ブルドーザーやホイルローダ
ーなどでまき出し、ローラーや振動ローラーで締め固め
るコンクリート打設方法で、ダムマット、ダム本体内
部、減勢工、及びダムエプロン等で施工実績が増えると
共に、合理的な新工法として注目を集めるに至ってい
る。
このローラコンパクティッドダム工法の特徴は、１回の
打設コンクリート層の厚さが最高1.5mにもおよび、時間
当りの打設量が従来の30m3程度に比較して50〜200m3に
も達するもので、極めて施工スピードが速いものである
と同時に、コンクリートも従来工法のコンクリートと比
較し、少ない単位セメント量で従来と同程度の強度が得
られると共に、単位セメント量が少ない分発熱量も小さ
いので熱ひびわれ抵抗性も大きく、前記のようなマッシ
ブなコンクリート構造物に適するものである。
また、従来工法の単位セメント量200kg/m3のコンクリー
トと同じ強度を得るのに、ローラコンパクティッドダム
工法用コンクリートは、120〜160kg/m3と少量でよく、
材令３ケ月で80〜150kgf/cm2の強度が得られる。そし
て、単位セメント量120kg/m3のコンクリートではパイプ
クーリングなどの冷却装置は不要となるものである。こ
のようにセメント量の少ない貧配合コンクリートは、ダ
ムマットや本体内部の構造的に重要でないところや、摩
耗や衝撃、凍結融解、及び中性化等の影響を受けない場
所に使用されるが、ダムエプロンや減勢工では摩耗や衝
撃が加わるので、少くともその表面層は、セメント量の
多い富配合のコンクリートとし高強度が必要となり、熱
ひびわれの入らない厚さを設計するか、パイプクーリン
グなどの冷却方法が必要とされる。
即ち、強度の増大と発熱量の減少は二律背反するもので
ある。
いずれにしてもダム建設は数十万m3以上のコンクリート
を打設することから、発熱量を上げないで強度を大きく
することができれば、単位セメント量を下げることがで
きるし、発熱量も下がり、コンクリート配合によって
は、パイプクーリングなどの冷却設備も不要となり、か
つ、１回のコンクリート打設厚も大きくすることができ
る。そのため施工スピードが上るなど大きな経済的効果
が期待できる。
以上のことから、本発明はより合理的なローラコンパク
ティッドダム工法用コンクリートを提供するものであ
り、本発明者らは、種々検討の結果、 単位セメント量が同一であれば発熱量を変えないで強
度を上げることができるので耐摩耗や耐衝撃性のコンク
リートが容易に製造できる。
強度を一定とすれば単位セメント量を下げることがで
き、発熱量も下げるので配合によっては、冷却設備が不
要となり、かつ１回の施工厚も大きくすることができ大
きな経済的効果が期待できる。
ことを知見し本発明を完成するに至った。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、本発明は、有機酸類と急結性アルカリ金属無機塩
を主成分とする、急硬成分としてカルシウムアルミネー
トを含有しないダムコンクリート用のセメント混和材で
あり、急硬成分としてカルシウムアルミネートを含有し
ないコンクリートに、有機酸類と急結性アルカリ金属無
機塩を主成分とするセメント混和材を配合することを特
徴とするダムコンクリートの製法である。
本発明に係る有機酸類とは、オキシ多価カルボン酸、オ
キシモノカルボン酸、カルボン酸、及びポリカルボン酸
等又はそれらの塩類である。
具体的には、オキシ多価カルボン酸としては、リンゴ
酸、酒石酸、及びクエン酸等が挙げられ、オキシモノカ
ルボン酸としては、ヘプトン酸、グルコン酸、及びグリ
コール酸等が挙げられる。また、カルボン酸としては、
飽和又は不飽和カルボン酸の蓚酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマール
酸、及びヘプタン酸等が挙げられ、ポリカルボン酸とし
ては、アクリル酸や無水マレイン酸などの共縮合物が挙
げられる。
そして、これらの塩類としては、オキシ多価カルボン
酸、オキシモルカルボン酸、及びカルボン酸のアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩、並びに、亜鉛、銅、鉛、
及び鉄等の金属塩や、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩
又はアンモニウム塩が挙げられる。
なお、ポリカルボン酸の市販品としては、日本ゼオン社
製商品名「ワーク500」や東亜合成化学工業社製商品名
「アロン6001」などがある。
これらの有機酸類は、セメントの凝結硬化遅延剤として
よく知られているものであり、急硬性セメントのリター
ダーとして使用されているものもあるが、これら有機酸
単独添加では、強度的効果は全く期待できないものであ
る。
有機酸類の使用量は、コンクリート中のセメント100重
量部に対して、0.5重量部以下でが好ましく、0.1〜0.3
重量部がより好ましい。0.5重量部より多いと強度的効
果が小さくなる傾向がある。
本発明に係る急結性無機塩とは、一般に吹き付け工事等
で、セメントの急結剤として使用されているので、アル
カリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、及び水酸
化物等が挙げられる。
これら急結性無機塩は、単独使用では初期強度が大きく
なっても、材令28日以降の長期強度は通常無添加コンク
リートより小さくなるものである。
急結性無機塩の使用量は、セメント100重量部に対し
て、２重量部以下が好ましく、0.1〜1.0重量部がより好
ましい。２重量部より多いと種類によっては急結性又は
偽凝結性を示し、強度的効果は小さくなり、発熱量も大
きくなる傾向がある。
本発明において、有機酸塩と急結性無機塩を組合せるこ
とによって、発熱量を上げないで高強度を得ることがで
きるが、前述の範囲外では強度的効果は小さく、特に急
結する場合や急硬性セメントと組合せる場合は、強度的
効果は全く失われる傾向がある。
また、本発明での減水剤の併用は、減水して強度を出す
以上に有効である。
有機酸類の種類と、減水剤の種類の組合せにおいて、プ
ラントでは充分ワーカブルなコンクリートとしておい
て、20〜30分後にスランプ０となるようなこともでき、
コンクリートのハンドリング性を向上させ、また出し時
の粗骨材の分離も押えることが可能となる。
さらに、本発明でセッコウ類やシリカヒュームを併用す
ることは有効である。
ここで、セッコウ類は、強度発現を助長するもので、無
水塩、半水塩、及び二水塩の使用が可能である。
セッコウ類の使用量は、CaSO4換算で、セメントとセッ
コウ類の合計100重量部に対して、多くても15重量部が
好ましく、10重量部以下がより好ましく、２〜８重量部
が最も好ましい。15重量部を超えて使用しても強度のそ
れ以上の伸びは期待できなくむしろ低下する傾向があ
る。
また、シリカヒュームは強度増大効果を有し、シリコン
合金又は金属シリコン炉より副生する無定型の球状シリ
カ微粉末である。
シリカヒュームの使用量は、セメントとシリカヒューム
の合計100重量部に対して、多くても30重量部である。
理論的にはシリカヒュームそのものの効果は使用量が多
くなる程強度的には良いが、実際はコンクリート中の単
位水量の増大やハンドリングの悪さから30重量部が限界
であり、５〜15重量部が好ましい。
本発明に係るセメントとは、普通、中庸熱、白色、早
強、超早強、及び耐海水性などの各種ポルトランドセメ
ントや、これらポルトランドセメントにフライアッシ
ュ、高炉スラグ、又はシリカスランプを混合した各種混
合セメントが使用可能である。
また、本発明において、有機酸塩、急結性無機塩、セッ
コウ類、及びシリカヒュームなどはコンクリート混練時
に適当な方法で添加し、混練される。
〔実施例〕 以下、実施例に基づき本発明を詳しく説明する。
実施例１ 表−１に示すコンクリートの配合を用いて、表−２に示
すように、有機酸類と急結性無機塩の種類と添加量を変
えて、コンクリート試験を行った。
試験内容は標準養生91日の圧縮強度と断熱状態での発熱
量を測定した。
供試体は、15φ×30cmの型枠にテーブルバイブレーター
を用いて29.5cmの高さまでコンクリートを詰め、さらに
型枠にスッポリ入る厚さ5cmの鉄板を当て3kg/cm2の荷重
をかけながら、両サイドから棒状バイブレーターで振動
をかけ３分間で成型した。
断熱温度上昇測定は、丸東製作所のコンクリートの断熱
温度測定装置を用いて、20℃±２℃の室内で行った。結
果を表−２に併記する。
なお、有機酸類や急結性無機塩は、セメント100重量部
に対する重量部で添加した。
＜使用材料＞ セメント：電気化学工業社製普通ポルトラドセメント 砂 ：新潟県姫川産川砂 砂利 ：〃川砂利 減水剤 ：第一工業薬品社製商品名「セルフロー110P」
粉末 有機酸類α：クエン酸、試薬一級 〃 β：クエン酸ナトリウム、〃 その他有機酸類は試薬一級 急結性無機塩A:炭酸カリウム、試薬一級 〃 B:アルミン酸ナトリウム、〃 〃 C:炭酸ナトリウム、〃 〃 D:水酸化ナトリウム、〃 〃 E:ケイ酸ナトリウム、〃 表−２から明らかなように、有機酸類や急結性無機塩は
単独では添加効果はないが、それぞれを適量併用するこ
とにより、水和による発熱のための温度上昇を防ぎ、強
度を向上することが可能である。
例えば、実験No.1-5の比較例と、実験No.1-6の実施例と
では、上昇温度の差が２℃であるが、ダムコンクリート
のように多量のコンクリートを必要とするマスコンクリ
ートにおいて、１℃温度を上昇させないということは全
体の熱容量からすると非常に大きいものとなる。
実施例２ 表−３に示すように、セッコウ類の種類と添加量及びフ
ェロシリコン炉から回収したシリカヒュームの添加量を
変えたこと以外は実施例１と同様に行った。
なお、セッコウ類又はシリカヒュームの添加量は、セメ
ントとそれぞれとの合計100重量部に対する重量部と
し、セッコウ類はCaSO4換算とした。結果を表−３に示
す。
＜使用材料＞ セッコウ類a:II型無水セッコウ、弗酸発生副産、粉末度
5.200cm2/g 〃 b:半水セッコウ粉末 〃 c:二水セッコウ、市販の工業用 SF:シリカヒューム 表−３から明らかなように、セッコウ類やシリカヒュー
ムを併用すると、発熱量を上昇させないでさらに高強度
を得ることができ、セッコウ類の最も好ましい範囲は、
セメントとセッコウ類の合計100重量部に対して、２〜
８重量部であり、シリカヒュームはセメントとシリカヒ
ュームの合計100重量部に対して、５〜15重量部であ
る。
実施例３ 表−１に示すコンクリートの配合III〜Ｖを用い、表−
４のように、クエン酸（有機酸類α）、ケイ酸ナトリウ
ム（急硬性無機塩Ｅ）、II型無水セッコウ、及びシリカ
ヒュームを用いたこと以外は実施例１と同様に行った。
結果を表−４に併記する。
表−４から明らかなように、単位セメント量を変化させ
た場合でも発熱量は小さく、高強度が得られ、大幅に単
位セメント量の低減が可能である。
さらに、従来工法と同様に実験No.3-2の比較例と実験N
o.3-5と実験No.3-10の実施例の単位水量を12kg/m3と大
きくし、スランプ10±2cmとしたコンクリートを、通常
のバイブレーターのみにより成型した場合、その強度
は、それぞれ441、825、901kgf/cm2となり、ローラコン
パクティッドダム工法とすることにより、極めて大きい
効果が発揮される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明のコンクリートを使用した工法は、
強度の増大と発熱量の減少という二律背反するものを共
に可能にした画期的な発明であり、ダムを合理的に建設
するだけでなく、道路や滑走路などの路面などにも適す
る工法であり、さらに応用範囲が拡大するものと思われ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 24/26 Ｅ Ｈ 28/02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】有機酸類と急結性アルカリ金属無機塩を主
    成分とする、急硬成分としてカルシウムアルミネートを
    含有しないダムコンクリート用のセメント混和材。
  2. 【請求項２】急硬成分としてカルシウムアルミネートを
    含有しないコンクリートに、有機酸類と急結性アルカリ
    金属無機塩を主成分とするセメント混和材を配合するこ
    とを特徴とするダムコンクリートの製法。
JP59276698A 1984-12-26 1984-12-26 ダムコンクリート用のセメント混和材及びダムコンクリートの製法 Expired - Lifetime JPH0712963B2 (ja)

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