フライアッシュ、MgO膨張剤、および収縮低減剤が表面スラブコンクリートのひび割れ抵抗性に及ぼす影響

耐亀裂性 コンクリート表面スラブは、コンクリート表面ロックフィルダム（CFRD）の耐用年数にとって非常に重要です。 フライアッシュ表面スラブコンクリートの機械的特性、乾燥収縮、およびひび割れ抵抗性に対する、MgO膨張剤、収縮低減混和剤（SRA）の影響を研究し、参照コンクリートと比較した。結果は、結合材重量比で20%のフライアッシュを添加すると、コンクリートの強度が晩期に向上することを示している。対照的に、6%のMgO膨張剤または1%のSRAを添加すると、圧縮強度、割裂引張強度、および極限引張強度がさまざまな年齢でいくらか低下する。20%のフライアッシュ、6%のMgO膨張剤、および1%のSRAを組み込むと、さまざまな年齢での乾燥収縮を低減し、コンクリートの初期ひび割れ抵抗性を向上させることができるが、6%のMgO膨張剤を組み込むことは、20%のフライアッシュまたは1%のSRAを添加するよりも、収縮の進行を抑制し、コンクリートのひび割れ抵抗性を向上させるのに有利である。

コンクリート面ロックフィルダム（CFRD）は、岩石充填材を主力とし、上流側のコンクリート面を防水主体とするロックフィルダムです。安全性、適応性、工期の短縮、低コストといった特性から、コンクリート面ロックフィルダムはダム設計において最も広く用いられているダムの一つとなっています。コンクリートスラブは、細長く帯状の構造物であり、温度変化、体積変形、ダム基礎の沈下などによりひび割れが生じやすいという特徴があります。ダム本体において、コンクリート面にひび割れが生じると、ダム本体構造の完全性と耐久性が損なわれ、面板のひび割れによって生じた隙間から外部の水がコンクリート内部に浸入し、ダム本体の漏水に直接つながる可能性があります。したがって、コンクリート面スラブの耐ひび割れ性を向上させることは、コンクリート面ロックフィルダムの安全な運用に関わる重要な課題です。現在の工学的実践と研究によると、表面コンクリートのひび割れ抵抗性を向上させる主な技術的対策には、コンクリート原料の品質管理、コンクリート配合比の最適化、フライアッシュの添加、適切な量の繊維の添加が含まれます。コンクリート収縮抑制剤の主な成分は、ポリアルコールまたはポリエーテル有機化合物とその誘導体です。研究によると、収縮抑制剤の添加により、コンクリートの細孔水の表面張力が低下し、毛細管孔が水を失うときに発生する収縮応力が軽減され、コンクリートのひび割れ抵抗性が一定程度向上することが示されています。コンクリート製造時にMgO膨張剤を添加することは、ひび割れを制御する一般的な方法です。MgO膨張剤は、コンクリートの凝結および硬化プロセス中に一定の体積膨張を起こすため、温度収縮、乾燥収縮、自己収縮などのコンクリートの収縮を補償することができ、それによってコンクリートのひび割れの発生を低減できます。現在、MgO膨張剤は水力発電所のマスコンクリートにうまく適用され、良好な耐ひび割れ効果を達成しています。しかしながら、収縮抑制剤やMgO膨張剤が表面コンクリートのひび割れ抵抗性に及ぼす影響に関する研究はほとんどない。