コンクリートのＡＳＲに及ぼすオートクレーブ処理の影響に関する研究

コンクリー トの

ASRに

_{及ぼすオー トクレーブ処理の}

影響に関す る研究

西林

新蔵 。工

鉄成・ 吉野

公

(1993年 9月 1日受理)

A Study on the Effect of Autoclave'rreatinent On」

_代

_{SR in Concrete}

by

Shrlzo NIsHIBAYASHl,Tiechelag WANO and Akira YOsHIN0

Departinent Of Civil Engllleering (Rece 翻Septembo l,1993)

The studies are planned tO investigate the effect of variOus kinds of testing condi‐ tion, such as, storage Collditiontt alkali content,, wateF Cement ratic and storage telnOeraturcx8,on expansion characteristics Of cOncrete containing reaCtive aggregate.

At ttc.same tilne, the expandon characteFtttics of cOncrete at autoclave cuttng have been comoaredヽVith 40°C and outdoor儀

There is existent he p∝ simum alkali conttnt― at 3.0%in Water cement ratio is the gFeatest and the effect of water cement ratiO is.grcatest in the aitOciave treゑ _tment

Key words: Alkali sittca FeaCtion, Reactive aggregate, _耳文pansion, AlkaH content, wat(ガ _{celnent ratiO,} Pttirnulal value,Storage c9ndition

1。 まえが き アル カ リ骨 材 反 応 の研 究 に お いて は、実 際 の コンク リー トを対象 とした試験 に よって種 々の条件下 の コンク リー トの膨張特性 お よび劣化 の進展 を直接 的に明 らか に す ることが重 要 であ る。 しか し、 この種 の試験 において は結 果 を得 る ため に は長 期 間 の観察 、測定 が必 要 とな る。従 って、実際 に使用 しよ うとす る コンク リー トが、 将来 アルカ リシ リカ反応 に よる劣 化 が生 じないか どうか を迅速 に確 認 す るための試験方法 と反応性 の判定規準 を 検討 してお くことが望 まれてい る。一方 、 アルカ リシ リ カ反応 の促進試験 方法 の一つ として オー トク レープ処理 が提案 され てい る。 オー トク レー プ促進試験 で は、アル カ リ濃度 、温度 、圧 力、時間 な どが アルカ リシ リカ反応 による膨張 に大 きい影響 を及 ぼす と考 え られ るが、それ ぞれの条件 の設定 は、実際 の コンク リー トの実験 に よ ら なければ な らない。 本研究 において は、 コンク リー トの膨張特性 を早期 に 把握 し、膨 張の進展 の予測 お よび膨張特性 に及 ぼす影響 を明 らか にす るこ とを目的 とし、鳥取大学 で採 用 して い る コンク リー トの オー トク レープ促進試験

(TCAM)

を行 う。 この試験 で は圧力 と処理 時間 の要因 を設定 し、 最適の圧力 と処理時 間 を決め た うえで、膨張 に及 ぼす反 応性骨材 の混合割合 、 アルカ リ量 、水 セメ ン ト比 、温度 の影響 お よびペ シマ ム条件 を検討 す る。さ らに、 自然 の 暴露環境 あ るいは40℃保存条件下 の コンク リー トの膨張 特性 と比較 、検討 す る もので ある。

2.実

験概要

(1)使

用材 料 試験 に使 用 したセメ ン トは普通 ポル トラン ドセ メ ン ト で、 アルカ リ含有量がWa40当量で、

0.5%で

あ る。添加 アルカ リ化合物 として は試薬 二級 の Na01を練混ぜ水 に 溶 か して使用 した。 試験 に使用 した粗骨材 (最大寸法 は20mm)は、非反応 性骨材

NT(鳥

取産、

F,M.=6.64))と

反応性骨材

T2

(鳥取産 、

F,M.=6.53)で

ある。細骨材 は非反応性骨材

NSと

反応性骨材

T2(砕

砂、

F.M.=2.61)で

あ る。 こ れ らの骨材の物理的性質 お よび化学法 (JCI AAR-1)￨こよ るアル カ リ骨材反応性試験 の結果 を表

-1に

示 す。

(2)実

験計画 実験計画 を表

-2に

、 コンク リー トの配合 を表

-3に

示 す 。 アル カ リ含 有 量 は

1.0.1.5,2,0,2.5,3.0,

3.5,4.0,4.5の

8水

準 、反応性 骨材 の混合 割 合 は0,

100%の

2水準 とし、単位 セメ ン ト量 は 350 kg/m3、 水 セ メ ン ト比 は 0.54,0.58,0.62の 3水準 、処 理 時 間 は

1,2,4,S,8,12時

間、処理圧力は0.2 MPaであ る。 これ らの要因中の水準 を組合わせ た試料 を作成 した供試 体寸法 は

7.5X7.5×

40cmである。

(3)実

験方法 コンク リー トの練混ぜは可傾式 ミキサーで行 い、 コン ク リー トは打 設 翌 日に脱 型 し、初 期 値 を測 定 した後 、 オー トクレープ処理 を行 った。その後 、恒温室 (20℃.

R.H80%以

上

)で

24時間保 存 して膨 張量 を測 定 してか ら、

20,40,60℃

.R.H100%の

促進保存 を行 った。 これ らの供試体 においては、長 さ変化の測定 は ホイ ッ トモ アー型 ひ ず み計 を用 い、動 弾 性 係 数

E.D.(X105

kgf/cma)は ソニ ック法 によるたわみ振動の 二次共鳴振動 数 か ら求 め た。測 定 は材令 0.5,ユ

.1.5.2,2.5,3ヵ

月、それ以降 は 1舟月ご とに行い、長 さ変化 、動弾性係 数 を測定 した。

Tabic -l Physical and chemical testing resuits of aggregate (ASTM C 289,」CI AAR-1)

Kinds and symbols of

aggregate Type W.A.

(%)

ASTM.」CI Chemical

method(m mtj1/L)

Non reactive(coarse,NT Sandstone 6.64 2.70 0.65 21.5

Non reactive(fine) NS Crushed sand 2.79 2.67 1,40

Reactive lcoarsel T2 Pyroxene Andesite 6.53 2,64 67.5 4.46

Reactive ttine) T2 PFOXene Andesite 2.64 67.5 4.46

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第

24巻

Mix propOrtions of cOncrete

■ :absolute volume

3.結

果 と考察 反応性骨材 の混合割合 、 アル カ リ量 、水 セメ ン ト比 、 温度 お よび これ らの要 因 を組 合 わせ た条件の コンク リー トにつ いて、オー トク レープ処理 に よる促進試験 に よっ て、促進処理 直後 の膨張特性 お よびペ シマム条 件 を検 討 した。

3.1

膨 張 に及 ぼす処理 時間 とアル カ リ量の影響 図

-1は

反応性骨材 の混合害げ合別 の膨張量 と処理時間 との関係 を示 した もので、図 よ り、処理時間が長 くなる と膨張量 が大 きくな り、処理過程 中 に温度 、圧力の影響 を大 き く受 け、反応 が促進 され た もの と考 え られ る。処 理時間

1,2,4時

間 では、膨 張量 は顕著 に増大 し、処理 時間6時間以上 にな る と、膨 張量 の増加率 はやや小 さ く なる傾向が見 られ る。 また、反応性細骨材 を使 用 した場 合 (0/100)、 膨 張 量 が 大 き い こ とが わ か る 。 0/100. 100/100の場合 、処理 時間2時間 で、

0.1%以

上 の膨張 量 が 現 わ れ 、 一 方 、 反 応 性 粗 骨 材 を 使 用 し た 場 合 (100/0)は、処 理 時 間 が いず れ で あ って も、膨 張量 は

0.1%以

下 であ る。

0 2 4 6 8 10 12 14

Hours

Fig.l Relationship between treatment hours and expanston

0 2 4 6 8 10 Hours

Fig.2 RciationshiP between treatment hours and expansion

︵誤 Ｆ ｐ ∽ Ｅ ヽ ﹂ ｘ ］ ︵終 ← Ｌ Ｏ 一 ∽_に 、 α Ｘ Ш

Table -2 Testing plan and conditions

Non reactive aggregatesiNT,NS Alkali contents for cement veight(%): 0.5

Reactive aggregate: T2 Kind of added alkali: NaOH

Unit weight of cement i 350

(kg/me)

Total alkali contents:(NatO%)1,0, 1.5,2,0, 2,5,3.0,3.5,4.0,4.5)

Slump(cm), 12∼15 Reactive aggregate contents(%): 0, 100 Size of specinen(cln): 7.5× 7.5 ×40

Storage condition: 20 ℃ , 40 ℃, 60負3 R.H.100 %

Items of mea.starementiとength change,Dynamic modulus of elasticity(E.D.),Cracking

Max.size (mm) Siump に耐 Air (%) W/C S/3 (%) Unit veight(kg/ma) W C S G ユ 12-15 2 2 12-15 2 _{・ 388} 3 12‐15 2 t380 ０ ０ ﹃ 匈 Ｗ Ｗ り 中 “ 一 一 一

図

-2に

各 アルカ リ量別 の膨 張量 と処理 時間 との関係 を示 す。

1,0,1.5%の

低 い アル カ リ量 で は、処理時間8 時 間 まで は ほ とん ど膨 張 が現 わ れ ない が 、 アル カ リ量

2.0%の

場合 、処理 時間 が長 くな る と膨張量 は僅か なが ら増加 を示 し、ほぼ6時間で膨張 は収東 す る。 アルカ リ 量 の多 い

3.0%以

上 の場合 、処理 時 間 二時間で膨張量 が

0.3%以

上 と短時間でか な り大 きな値 を示 す。 また、図 よ り、膨張量 はあ る処理時間 を超 え る と増加 しない。 こ れ は長時間の処理 をす るこ とに よって供試 体中の アルカ リが外部 に溶 出 したのが一 因 と考 え られ る。 図

-3は

反応性骨材 の混合割合別 の膨 張量 とアルカ リ 量 との関係 を示 す ものであ る。図 よ り、 アルカ リ量 の増 加 に伴 つて膨張量 が大 き くなる。 アルカ リ量

2.5%以

上 では、0/100,100/100の コンク リー トの膨張量 は

0.1%

以上 に なるが、細骨材 にだけ反応性骨材 を使用 した場 合 (0/100)には、 アルカ リ量 が

3,0%を

超 える と膨張量 は 減少 し、ペ シマムアルカ リ量 の存在 が認 め られ る。 アル カ リ量 が ある値以上 になる と膨張量 が減少 す るのは、 ア ルカ リ量 が増加す るとS102/Na20の比 が小 さ くな ってゲ ルの粘性 が減少 し、その ため、水 の吸収量 が少 な くな っ て膨張量 が低下 す るか らであ る と考 え られ るl'・ B〕 _。 図

-4に

各処理時間 にお け るアル カ リ量 と膨張量 との 関係 を示 す。 アルカ リ量

1.5%ま

ではほ とん ど膨張 を示 していないが、アルカ リ量 が

1.5∼

3.0%の

間で膨張量 は急激 に増加 し、

3.0%以

上 になる と、処理時間1∼4 時間で は、膨張量 は平衡 も しくは逆 に低下 す る傾 向 を示 し、最 大 膨 張量 を示 す アル カ リ量 の ペ シマ ム値 は ほぼ

3.0%で

あ る と考 え られ る。 アル カ リ量 があ る値 を越 え る と膨 張量 が低下 す る ことは、前述 したよ うに生成 した グルのSi02/Na20比とそれ に伴 うグルの粘性 に関係 して い る と考 え られ る。 また、処理時 間が6時間以上 になる とアルカ リ量

2.5∼

3.0%に

おけ る膨張量 の増加割合 は 穏 やか になっているので、処理時 間 とアルカ リ量 との組 合 わせ によって最適 の試験条件 が設 定 され る。本試験 に おいては処理圧力0,2 MPaのオー トク レープ処理 を施 し た場合 、 アルカ リ量

3,0%で

は処理 時間4時間が、 アル カ リ量

2.5%以

下 では処理時 間6時間 が最適処理 時間 で ある と考 え られ る。 反応性細骨材 を使用 した コンク リー トの場合のオー ト ク レー ブ処理直後の膨張量 とアル カ リ量 との関係 を図 ― 5に示 す。図 よ り、膨張特性 は水 セメ ン ト比 によってか な り異 な り、水 セメ ン ト比 の減少 に伴 って膨張量 は増大 す るこ とがわか る。水 セメ ン ト比 が0.54の とき、 アルカ 00 05 15 25 35 45 Alkali content(%〉 Fig,3 Relationship between alkali content

and exPans10n

00

05

15 25 35 45

Alka‖ content(°/。)

Fig。4 Relationship between alka‖ content

and expanston ︵ド Ｆ ⊇ り に ヽ α Ｘ Ш ︵ 槃 じ Ｃ Ｏ 一 ∽ Ｃ 、 α Ｘ Ш ︵熙 じ Ｅ ｏ 一 ∽_Ｃ ヽ_α Ｘ Ш 00 20 30 40 50 Alkali content(%) Fig.5 Relationship between alkati content

and expansion り量 3.0%で大 きい膨張量 が現 われ、ペ シマ ムアルカ リ 量 の存在が確認 され た。水 セメ ン ト比0.58と 0.62との場 合 は、 アルカ リ量 の増加 に伴 って膨張が大 き くなるが、 アルカ リ量 4.0%のときに、最大膨張量 が生 じた。水セ メ ン ト比の増加 に伴 ってペ シマム アルカ リ量が大 き くな る傾向があるが、水 セメ ン ト比 0.58以 上 にな る と、ペ シ マム値 に及ぼす水セメ ン ト比の影響 は小 さ くな り、アル カ リ量 のペ シマ ム値 が ほ とん ど一 定 にな る と考 え られ

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第

24巻

る。

3.2

膨張 に及 ぼ す水 セメ ン ト比 の影響 図

-6に

_{オー トク レー プ処理 直後の水 セメ ン ト比 と膨} 張 量 との 関 係 を示 す 。 図 よ り、水 セ メ ン ト比 の増 大 に 伴 って膨張量 は減少 す るこ とが認め られ る。水 セメ ン ト 比 が大 きい ほ ど硬 化 組 織 中 の空 隙 が 多 くな り、反応 に よって生成 したグルがその中 に移動 し、膨張圧 が発揮 し に くくなるため膨張量 は低下 した と考 え られる。 また、 この場合 、ペ シマ ム水 セメ ン ト比 は水 セメ ン ト比

0.5以

下 にあ る と推察 され る。 前 に述 べ た結果 か ら、 アルカ リ量 と水 セメ ン ト比 との 組合わせ た影響 を考慮 す る と、ペ シマ ム値が存在 する範 囲は アル カ リ量 と水 セメ ン ト比 の増加 に伴 って増大 し、 アルカ リ量 と水 セメ ン ト比 が小 さ くなるの に伴 って減少 す る傾 向が あ る。本研究 において確認 され たペ シマム値 は、反応性細骨材 を使 用 した場合の アルカ リ量 と水セメ ン ト比 との組 合わせ では、総 アルカ リ量 10.5 kg/m3と 水 セメ ン ト比0.54,総アル カ リ量 14.O kg/m3と 水 セメ ン ト 比0.58,0.62で あ る。

60 40 20

Temperature(Oc) Fig.7 Relationship between storage

temperatures and expansion

60 40 20

Temperature(°c) Fig.8 Relationship between storage

temperatures and expansion

60 40 20

Temperature(Oc) Fig.9 Relationship between storage

temperatures and expansiOn

が 考 え ら れ る 。 ま た ア ル カ リ量 の 増 加 に 伴 っ て40℃と 60℃_{保存の膨張量 の差が大 きくなる傾 向が認 め られ る。} これ らの結果か ら、 コンク リー トの場 合 の保存温度の 影響 はモル タル の場合 の もの とや や異 な る こ とがわ か る。 コンク リー トの場合 には、保存温度 が高いほ ど膨張 量が大 きくな り、60℃保存の膨張量 は40℃、20℃保存の もの よ りも大 きい。 しか し、モル タル の場 合 には、オ パールを使用 したDiamondの報告 と中野 らの モル タルの 実験 結 果 に よる と、膨 張 は初期 で は60℃の方 が大 きい ︵ 熙 与 ｔ 〇 一 ∽ Ｃ ヽ α Ｘ Ш 00 050 055 060 066 070

W/C

S Efrect Of water cement ratios

3.3

膨張 に及 ぼす温度 の影響 保 存 条 件 に お け る温 度 の影 響 を図

-7∼

図

-9に

示 す。 これ はオー トク レーブ処理 直後の膨 張量 を基長 とし た膨張量 の変化 につ いて示 したの ものである。 これ らの 図 よ り、 アル カ リ量 と水 セメ ン ト比 が異 な るが 、いずれ も、60℃_{保存 の場合 に、 よ り大 きい膨張 が現 われ、}40℃ 保存 の場合 の膨 張量 は20℃保存の もの よ り大 きい こ とが 認 め られ る。 アルカ リシ リカ反応 に よる膨 張の進行 は温 度 に依存 し、温度 が高 くなる と膨張が速 く進展 す る こと

が、20℃_{保 存の ものは長期 に膨 張が急 に進展 し、40℃保} 存の とき膨 張が最大 に なる。 この よ うな変化 につ いて、 膨張 は温度 に よって一方 的 に支配 され る ものではな く、 アルカ リと反応性 シ リカの量 の比率 と水和 の進行状態 と に関係 があ る ことが考 え られ る。

3.4

要 因の影響度 の評価 ここで は直交配列実験計画法 に よって、 アルカ リ量 、 水 セメ ン ト比 、保存温度 を主要 因 (因子)と して、多元 配置の3水準 の直交表 を用 い、 アルカ リシ リカ反応 に及 ぼす要 因 の 影 響 度 につ い て解 析 し、膨 張 特性 を検討 し た3,。 採 用 した

LO(34)直

交 表3,と計算結 果 を表

-4に

示 す。

No.は

直交表 の行数 を表 わ し、実験番号 に対応 し、 全 て3元配置実験 に よって数理解析 を行 った。供試体 は 一つの配合 に3本_{を打設 し、解 析の場合 には平均値 を用} いた。 (1)オー トク レー プ処理 と促進保存について 表

-4中

のデー タ1は_{脱型後 の膨張量 を基長 として材} 令 3ヵ 月 に お け る各 水 準 あ膨 張 量 を示 す もの で あ る。 デー タ 1よ り、膨張量 が最大 、最小 になる水準の組合せ は、 それ ぞ れA2BICを、A2B3CIで あ る こ とがわ か る。 な お、水準 の組合AEBICBに お いては0.56%の膨張量 が現 わ れてい る。 アルカ リ量 3.0%以上 、水 セメ ン ト比0.54の 場合には よ り大 きい膨張量が現 れ る。 アルカ リ量 、水 セ メ ン ト比 、 保 存 温 度 と膨 張 量 との 関係 を図

-10に

示 す。 直交表 に よる分散分析 、最適水準 お よび工程平均の 推定 は以下 の よ うに行 う4,。

Fig, 10 Relationship between factors and exPanslon

l)分

散 分析 表

-4中

の デー タ ユよ り、総 平 方 和

STの

分 解 を

ST=S^+SD+Sc+Se

とす る。 平 方 和 の計算 は次 の とお りで あ る。

CT=11894.8i ST=1254.82

,stOrago temperature t c こ 05 テ 04 二 〇2 急ド SA〓 300,75

Sc=257.38

Sb=675.01

Se=21.18

分散分析 を表

-5に

示 す。 また、

F表

° 'より、

F(2,

210.05)=10,F(2.2i C.01)=99

となる。表 ― 5のデー タ1よ り、VD/V●=30。

73>F=19で

あ るか らB の水準間 に差 があ ることがわか るの で、Bは

5%で

有意 で ある。

2)有

意 となった因子Bのペ シマム水準 の決定 Table-4 0rthogonal ttble md results(L9仰4))

A〕 :alkali content Ai 2.5%. Aを 3.0%・ As 3.5%. B ・ :water―cement ratlo B1 0.54. B2 0,58, B3 0,62 , C ・ :storage temperature C1 20 ℃ , CE 40H3, Ca 60 R3,

1234

Levei combination Data l Data 2

0.2989 0,3108 0,2366 0.5604 0.4628 0.2088 0.5279 0,3574 0.3091 0.0558 0.2180 0.1963 0.1444 0.2180 0,0672 0,1741 0.0290 0,0712

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第

24巻

Tabie -5 Analysis of variance

有意 の因子 はBで_{あ るの で、ペ シマ ム水準 は}

_BIで

_あ る。 μ

(Bl)=0.4624,

Bt水

準の母平均 の推定 Bの_{各水準 の母 平均 の点 推定値 は}

BI=0,4624,Bを =0.3767. Bs=0.2515,

Bl水

準の母平均 の

95%信

頼 区間の幅 は

t(2,0.05)X(Ve/m)1/を

_=0.082 Bの同 じ因子 の2つの水準 間の最小有意差I sdは

Isd(B)=t(2,0.05)×

(2 Ve/n)I′を=0.1166

3)最

適水準 の組合 せ (ペシマム水準 の組合せ

)の

推定 (工程平均

)Bの

主効果 の

BIよ

り、

95%信

頼限界 は μ

(Bl)=0,4624±

0.082 結果か ら、促進 保存条 件、 アルカ リ量 お よび水 セメン ト比 を組合わせ た場 合 、膨 張 に及 ぼす水 セメ ン ト比 の影 響が大 きい ことがわか る。 (2)促進保存 につ いて 表

-4中

のデー タ2は_{各促進保存温度下 の膨張特性 を} 調べ るため に、ォー トク レー プ処理 直後 の膨張量 を基長 と した各 水 準 の膨 張量 を示 す。デー タ

2よ

り、材 令3ヵ 月、膨 張量 が最 大 、最 小 に な る水 準 の組 合せ はそれぞ れ 、A2BPCs(AIB2C,)と AsB2Cとで あ る こ と が わ か る 。 ア ル カ リ量 、水 セ メ ン ト比 、保 存 温 度 と膨 張 量 との 関 係 を 図

-11に

示 す。 1)分散 分 析 平 方 和 の 計算 よ り、

CT= 1530.9, sB = 29.77

ST= 451,71, Sc= 326.66

SA= 71.1, se= 24.18

分 散 分 析 を 表

-5の

デ ー タ

2に

示 す 。 ま た 、

F表

よ り、

F(2,210,1)=9、

表 よ り、

Vc/Ve=13.67>F=9

Fig. 1l Relationship between factors and exPansion

で あ るの でCの水 準 間 に差 が あ る こ とがわ か る。 す なわ ち、 保 存温 度 の影 響 は大 き く、Cは 10%で有 意 で あ る。

2)有

意 とな っ た因子Cのペ シマ ム水 準 の決定 有 意 の 因 子 は

Cで

あ る の で 、 ペ シマ ム水 準 は

C2と

Csで あ る。 μ

(Cs)=0.1961.

μ

(C2)= 0.1445,

C:水

準 の 母平 均 の推定Cの各水 準 の母 平均 の点 推 定 値 は

CI=0.0506,C々

_=0。

1445,C8=0,1961,

Ct水

準 の母 平 均 の95%信頼 区間 の幅 は t(2,0.05)×

_{(Ve/n):/2=0086}

Cの同 じ因 子 の2つの水 準 間 の最 小 有 意 差I sdは

Isd(8)=t(2,0.05)× (2V./m):/2=0,1218

3)最

適 水 準 の組 合 せ (ペシマ ム水 準 の組 合 せ

)の

推 定

:(工

程平 均) Cの主 効 果 よ り、90%信頼 限 界 は最 適 水準 の組 合 せ μ

(A282Ca)= 0,1961

±0,086、 μ

(AIBeC2)= 0.1445±

0.086、 fム

と

こ

と

ュ

ation Sume of square

?::を:im f Mean square

A B C E‐or le) 0,0301 0.0675 0.0258 0,0021 0.0071 0.0030 0.0327 0.0024 0.0151 0.0338 0.0129 0.0011 0.0036 0,0015 0.0164 0,0012 13,73 30.73 8 11.72 3,00 1.25 13.6・ Total 0.1255 0.0452 8 ￨)StOruge tOmpcraturc i c

ち

竹々け

結果 か ら、オー トク レー ブ処理 時間 、促進保存温度 、 アルカ リ量 お よび水 セメ ン ト比 を組合わせ た場合、膨張 に及ぼ す保存温度 の影響 が大 きい ことがわか る。 以上 の保存温度 、 アル カ リ量 、水 セ メ ン ト比 の組 合わ せ の影響 か ら、オー トク レーブ処 理 中 においては、セメ ン トの水和 に よる強度 の発現 とアルカ リ骨材反応が同時 に進行 す るが、強度 の発現 の方 が アル カ リシ リカ反応 の 進行 よ りも顕著 であるの で、水 セメ ン ト比 の影響 が大 き く現 れ た と考 え られ る。一方 、オー トク レープ処理後 に おいては、セメ ン トの水和反応 が緩慢 とな り、アルカ リ シ リカ反応 の進展 が保存 (温度

)条

件 に よって促進 され るため 、水 セ メ ン ト比 よ りも保 存 条 件 の影響 が大 き く なった もの と考 え られ る。 3種_{類 の条件の場 合の アルカ リ量 と膨張量 との関係 を} 図

-12に

示 す。 この図 よ り、40℃保存 の場合 、 アル カ リ量の増加 に伴 って膨 張量 が増大 す るが、総 アルカ リ量 9 kg/m3で 最大膨張量 が現 れ、ペ シマ ムアルカ リ量が存 在 する ことが認 め られ る。 また、暴露 の場合 、膨張 は緩 慢 に進展 する特性 を もつ ため 、総 アルカ リ量 9 kg/m。ま 40ワC(12mOnths)

20 40 60 80 100 120

Total alkali content(kg/ma) Fig 12 Comparing with various conditions

で は 、 アル カ リ量 の増 加 に伴 って膨 張 量 が増 大 す るが 、 40℃ 保 存 の場 合 と同様 に 、 9 kg/mS以上 で膨 張 量 が低 下 す る と推 察 で きる。 オー トク レー ブ処 理 の 効 果 を見 る と、 処 理 後 の膨 張 量 の 発現 は アル カ リ量 の 大 きさ に伴 っ て変 化 し、総 アル カ リ量 5 25kg/m3以_{上 で 膨 張 量 が 現 わ れ 、総 アル カ リ量} 7kg/meで _{処 理 後 の 膨 張 量 が 最 大 膨 張 量 の 約}10%に達 し、総 アル カ リ量 8.75kg/m3で_{は最 大 膨 張 量 の約}35%に な る こ とが わ か る。 オー トク レー プ 処 理 後 の膨 張量 は ア ル カ リ量 に よ り影 響 され 、総 アル カ リ量 5.25kg/maまで 膨 張 の 発現 は顕 著 で は な い。

4,ま

とめ 本研究では、 コンク リー トを対象 として促進試験 の

T

CAM法

による コンク リー トの膨張特性 と要因 との影響 について検討 する とともに、膨張 に及 ぼす主要因 とペ シ マム条件を明 らかに した。 以下 に得 られ た結果 を要約 し、本章の結論 とする。 (1)処理圧力0.2 MPaのオー トク レープ処理 を施 した場 合、 アルカ リ量

3,0%で

は処理時間4時間が、アルカ リ量

2.5%以

下では処理時間6時間が最適条件である と考 え られ る。 (2)水セメ ン ト比の増加 に伴 って アルカ リ量のペシマム 値 は増大 する傾 向があ る。細骨材 に反応性骨材 を使用 した場合、水セメ ン ト比 0.54と 0.58(0.62)で、ベ シマム総 アルカ リ量 はそれぞれ 10,5と 14.O kg/m。 になる。水セメ ン ト比0.58以 上 ではアルカ リ量のペ シ マム値がほ とん ど一定 になることが認め られた。 (3)20℃ 、40℃ と60℃の 保 存条 件下 の コンク リー トで は、水 セメ ン ト比 の大 きさにかかわ らず、60℃保存に おける膨張量 が大 きい。 (4)アルカ リ量 、水 セメ ン ト比 と保存温度の組合わせの 影響 につ いての要因の影響度 の解析結果か ら、オー ト ク レープ処理 中にお いては、セメ ン トの水和 による強 度 の発現 とアルカ リ骨材反応が 同時に進行 するが、強 度 の発現 の方が アルカ リシ リカ反応の進行 よ りも顕著 であ るの で、水 セ メ ン ト比 の影 響 が大 きい、すなわ ち、顕著 である。 一方、オー トク レーブ処理 後 においては、セメ ン ト の水和反応が緩慢 とな り、 アルカ リシ リカ反応の進展 が保存 (温度

)条

件 に よって促進 するため、水 セメ ン ト比 よ りも保存温度 の影響が大 きくなった、つ ま り顕 著 になったもの と考 え られる。 (5)オー トク レープ処理 後の膨張量 はアルカ リ量 によっ て影響 され、総 アルカ リ量 5,25 kg/mSま で は膨張の発 現 は顕著ではない。 参考文献

1)中

野錦一 :ア ルカ リ骨材反応の機構

,セ

メ ン ト・ コ ンク リー ト

,No.473,1986

2)川

村、枷場 :ア ルカ リシ リカ反応 とその予 防対策. 土木学会論文集,No.348,1984.

3)実

験 の計画 と解 析,岩波書店,営尾泰 俊 著 4〉 実験計画法演習 ,日 科技連,安_藤真―

,朝

_尾正編 P.417. 1983 ︵照 し Ｅ Ｏ 一 ∽ に ヽ α Ｘ Ш