コンクリート構造物の耐久性上の 問題点とその対策
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(2) に 供 試 体 の 保 存 状 態 の 膨 張 に及 ぼ す 影 響 は 大 き い 。 表 一1に 示 す よ う に ,南 ア フ リカ法 お よ びBS法 では明確 な判 定 基 準 が 与 え られ て い な い の は,室 内試 験 に お け る 膨 張量 と 自然 条 件 下 の コ ン ク リー トの それ との 間の 相 関 性 に 関す るデ ー タが ま だ 得 られ て い な い た めで あ る。 (3)急. 速 判 定 試 験 法 の 開発. モ ル タル や コ ン ク リー トの 膨 張挙 動 よ り,そ の 骨 材 の ア ル カ リ反 応 性 の 判 定 結 果 を 得 る た め に は長 期 間 に わ た って 試 験 を 実 施 す る必 要 が あ る。 膨 張 試 験 に要 す る時 間を 短 縮 す るた め に,多 図 一1. 標 準 モ ル タル の 細 孔 溶 液 中 のOH一. くの促 進 試 験 法 が 開発 され て き. た。. イ オ ン濃 度 の 変 化. 最 も古 い 促 進 試 験 法 と して は,デ. ンマ ー ク法 が あ げ ら. カ リ ・シ リカ反 応 によ る劣 化 を 引 き 起 こす こ とな く使 用. れ る4)。 この 方 法 は,50℃ の飽 和NaCl溶. され て きた 骨 材 の 中に,化 学 法 に よ って 不合 格 と判 定 さ. ル の 膨 張 を 促 進 す る もの で あ る 。他 の方 法 に くらべ て,. れ る もの も まれ で はな い 。. この 方 法 が それ ほ ど使 用 さ れ て い な い の は,飽 和NaCl. (2)コ. ン ク リー ト法. 液中でモル タ. 溶 液 中で 反 応 性 骨 材 含有 モ ル タ ル の膨 張 が 促 進 され る メ. コ ン ク リー ト法 によ る骨 材 の ア ル カ リ反 応 性 の判 定 に. カニ ズ ムが 明 確 で な い た め と思 わ れ る。 そ の 後,南 ア フ. お い て は,実 際 の コ ン ク リー ト中 の 骨材 と同様 な粒 度 分. リカ法(NBRI法)が. 布 を もつ 骨 材 が 使 用 され,ま た セ メ ン トの骨 材 に対 す る. で は,80℃ の1NNaOH溶. 比 率 も実 際 の コ ン ク リー トの そ れ と 同 様 にす る。 した. 応 が 促 進 され る。 デ ンマ ー ク法 お よ び南 ア フ リカ法 は,. が って コ ン ク リー ト法 は,最. それ ぞ れ6週 お よ び12日. も信 頼 度 の 高 い判 定 試 験 で. あ る。 カ ナ ダの コ ン ク リー ト法2)は,モ. ル タ ルバ ー法 で. 提 案 され て い る5)。 南 ア フ リカ 法 液 中 で ア ル カ リ ・シ リカ 反. 間 で 判 定 結 果 が得 られ る。 さ. らに早 期 に判 定 結 果 を 得 る方 法 と して,オ ー トク レー プ. は あ ま り大 きな 膨 張 を 示 さな い 反 応性 骨 材 の ア ル カ リ反. 法 が 提 案 さ れ て い る。Tang法6),西. 応 性 を 判 定 す るた め に 開 発 され た もの で あ る 。 わ が 国 の. 吉 岡法9)が よ く知 られ て い る 。. 林 法7),田 村 法8),. 材 の ア ル カ リ反. これ らの 急 速 判 定試 験 法 に お いて は,得 られ る結 果 と. 応 性 を 判 定 す るた め の もの で は な く,そ の骨 材 を コ ンク. 従 来 か ら用 い られ て い る モ ル タ ルバ ー法 や コ ン ク リー ト. リー ト用 と して 用 い た とき に 異 常 な 膨 張 が生 ず る か否 か. 法 にお け る膨 張 量 との相 関性 を検 討 す る こ とが 重 要 で あ. を 判 定 す るた め の 試 験 法 と して 位 置 づ け られ て い る3)。. る。 さ らに,こ れ らの促 進 試 験 法 にお いて 設 定 され て い. コ ン ク リー ト法(JCIAAR‑3)は,骨. コ ン ク リー ト法 が 開 発 され た 経 緯,目 的 お よ び対 象 と な. る条 件 は実 際 の コ ン ク リー トが置 か れ て い る環 境 条 件 と. る骨 材 の 反 応 性 が 国 に よ って 異 な る の で,判 定基 準 お よ. か な り異 な るの で,判 定 基 準 の設 定 にお い て は,両 者 間. び膨 張 試 験 用 コ ン ク リー トの ア ル カ リ量 等 の詳 細 も規 格. の 膨 張 量 の 相 関性 を 明 らか にす る必 要 が あ る。 前 者 に つ. に よ って 異 な る。 各 国 の コ ン ク リー ト法 を 比較 す る と表 一1の よ うで あ る 。. い て は,検 討 が す す め られ て い る試 験 法 もあ る が10),. コ ン ク リー トの膨 張 量 に 影 響 を 及 ぼ す 要 因 と して, (工)温 度 お よび 湿 度,(2)ア ル カ リ量,(3ノ供 試 体 寸 法,(乙)セ メ ン トの 粉 末 度,(5)骨 材 の 粒 度,が あ げ られ る が,と. 表 一1. Vol.32,. No.5,. 1994.5. く. 後 者 にお け る相 関性 を検 討 した例 はな い 。 3.3単. 位 アル カ リ量 の 制 限. コ ンク リー ト中 の ア ル カ リの供 給 源 と して,セ 以 外 に海 砂 や 混 和 材(剤)も. メント. 考慮 に入 れ な けれ ばな らな. 各 国 の コ ンク リー ト法 の 比 較. 69.
(3) 図 一3. 室 内 と野 外 にお け る膨 張 量 の 比較26). 図 一4. コ ンク リー トの総 ア ル カ リ量 と細 孔 溶 液 中 のOH一 オ ン濃 度13). イ. 造 さ れ た コ ン ク リー トよ り得 られ た細 孔 溶 液 のOH一. イ. オ ン濃 度 と単 位 ア ル カ リ量 との 関係 を 示 した も の で あ 図 一2. 単 位 ア ル カ リ量 と コ ンク リー トの 膨 張 率 との 関係D. い 。 ま た,低 ア ル カ リセ メ ン トを使 用 す る こ とは 経 済 的. る13)。等 価Na20量0.67%以. 上 の セ メ ン トを 使 用 し. た コ ンク リー トにお いて は,単 位 ア ル カ リ量 の 減少 と と. に 得 策 で は な い 。 この よ う な事 情 か ら,コ ン ク リー ト中. もにOH一. の ア ル カ リの 総量 を規 制 す る こ と に よ って コ ン ク リー ト. ル カ リ量 に対 す るOH一. の 劣 化 の 発 生 を抑 制 しよ うとす る考 え 方 が 提 案 され て き. カ リ量 が 少 な い ほ ど低 くな る こ と に も注 目す べ き で あ. た 。 わ が 国 に お い て も種 々 の反 応 性 骨 材 を 使 用 して 作 製. る。. され た コ ン ク リー トが異 常 な膨 張 を示 さな くな る単 位 ア. 3.4鉱. ル カ リ量 の 限 度 値 を 求 め る 実 験 が 実 施 され た1)。 図 一2. (1)高. は,そ の 実 験 結 果 の一一 部 分 を示 す もの で あ る。 この 実 験 結 果 よ り,全 体 と して,コ が3kg/m3以. 下 で は,膨. イ オ ン濃 度 は低 下 す る。 しか し,あ る単 位 ア イ オ ン濃 度 は,セ. メ ン トの ア ル. 物 混 和 材 の アル カ リ ・シ リ力 反 応 抑 制 効果 炉 ス ラ グ お よび フ ライ ア ッ シ ュ. 種 々 の ポ ゾ ラ ンや 高 炉 ス ラ グ粉 末 は,ア ル カ リ ・シ リ. ンク リー ト中 の ア ル カ リ量. カ 反 応 の 防止 材 と して 有 効 で あ る こ とが 確 認 され て き た. 張 が 発 生 しな い こ と が 明 ら. が,必 ず し もす べ て の ポ ゾ ラ ンが ア ル カ リ ・シ リカ 反 応. か に な った 。 しか し,こ の 図か ら明 らか な よ う に,単 位. に よ る コ ン ク リー トの膨 張 を 抑 制 す る効 果 を もつ もの で. アル カ リ量 の 限 度 値 は,反 応 性 骨 材 の種 類 お よび 含 有 量. はない。. に よ って 異 な る。 さ らに,室 内試 験 に よ って 得 られ た 結. 鉱 物 混和 材 の ア ル カ リ ・シ リカ反 応 抑 制 効 果 の 判 定 法. 果 は野 外 にお け る暴 露試 験 の結 果 とは異 な る こ と に注 意. と して は,ASTMの. す る必 要 が あ る。 図 一3は,38℃. る。 ま た,フ. に お け る室 内試 験 の 結. 標 準 試 験 法(ASTMC441)が. あ. ライ ア ッ シ ュの 平 均 粒 径 と非 晶 質Sio2量. 果 と 自然 条 件 下 に お け る コ ン ク リー トの膨 張 量 を比 較 し. を 測 定 す る こ とに よ って,そ の アル カ リ ・シ リカ反 応 抑. た もの で あ る11)。この 図 に示 され る よ うに,38℃ に お い. 制 効 果 を 判 定 す る方 法 が提 案 され て い る1の。. て,0.2%以. 上 の 異 常 な 膨 張 を 示 す コ ン ク リー トの み が. 自然 条 件 下 で も異 常 に大 き く膨 張 す る 。最 近,こ. の実 験. ASTM法. および実際の反応性骨材 を用い たモルタル. の 膨 張 試 験 に よ って,わ. が 国 で 生 産 さ れ る高 炉 ス ラ グ. 結 果 に もとつ いて,英 国 で は,単 位 ア ル カ リ量 の 限度 値. は,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ る有 害 な 膨 張 を 抑 制 す る. を3.Okg/m3か. 効 果 が あ る こ と が 認 め られ て い る1)'15)。た だ し,B種. ら4.Okg/m3に. 緩 和 す べ きか 否 か が 議. 論 され て い る 吻 。 図 一4は,ア 70. ル カ リ量 の 異 な るセ メ ン トを 使 用 して 製. (ス ラ グ置 換 率50%以. 上)ま. た はC種. 高炉 スラグセ メ. ン トを 使 用 す る必 要 が あ る1)。 コ ン ク リー ト工 学.
(4) 図 一5. 安 山岩 モ ル タル の膨 張 の シ リカ フ ユー ムAに. (a)単. 鉄 筋(p=1.66%). (b)複. 鉄 筋 p=1.66% P=0.93%. (. ). (c)複. 鉄筋. (. ). よ る抑. 制18). フ ラ イ ア ッ シ ュ 中 に も ア ル カ リが 存 在 す るの で,そ の 影 響 も考 慮 に入 れ な が ら フ ラ イ ア ッ シ ュを ア ル カ リ. p=1.66% p'ニ1.66%. 図 一6. ・シ リカ 反 応 抑 制 材 と して 使 用 す る こ とが 重 要 で あ る. ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ って 膨 張 した 鉄 筋 コ ン ク リー トば りに お け る ひ び わ れパ タ ー ン23). が,わ が 国 に お い て産 出す る フ ラ イ ア ッシ ュ 中の ア ル カ リ量 の 変動 範 囲 は か な り大 き い こ と に注 意 す る必 要 が あ. ば,置 換 率15%以. 上 に お い て,ほ. うな 微 視 的 ひ び わ れ は劣 化 コ ンク リー ト全 体 に わ た って. とん どの 国 内 産 の フ. 存 在 す る。 しか し,コ ンク リー ト体 全 体 と して は,ア ル. ライ ア ッ シ ュは,十 分 な抑 制効 果 を有 す る1)。置 換 率10 %で. も十 分 な抑 制 効 果 を 発 揮 す る フ ラ イ ア ッ シ ュ も あ. る がD,そ. の 場 合,使. 用 す る 骨 材,セ. メ ン ト,フ ラ イ. ア ッ シ ュの 組 合 せ に お い て,そ の フ ラ イ ア ッシ ュ の有 効. リー ト体 の 表層 部 に お い て は,湿 度 が 低 下 し,ま た ア ル カ リ も漏 出す る22)。 した が っ て,表 層 部 で は,ア. ルカ. リ ・シ リカ 反 応 に よ る膨 張 が減 少 ま た は停 止 す るの で,. 的 な ひび わ れ が 発 生 す る 。 コ ンク リー トが 鉄 筋 や プ レス. リカ フ ユー ム. コ ンク リー トに シ リカ フ ユー ム を 添加 す る と,細 孔 溶 液 中 のNa+イ. カ リ ・シ リカ 反 応 に よ る膨 張 は 一 様 で は な い 。 コ ン ク. 内部 と表 層 部 の 膨 張差 に起 因す る 引張 応 力 に よ って 巨視. 性 を 試 験 に よ って 確 認 して 使用 す べ き で あ ろ う。 (2)シ. メ ン トペ ー ス ト中 に微 視 的 ひ びわ れ が 発 生 す る 。 この よ. 下 で あれ. る16)'1)。 セ メ ン トの ア ル カ リ量 が0.8%以. オ ン濃 度 が大 き く低 下 す る の で,シ. リカ. トレス に よ って 拘 束 され て い る とき は,膨 張 量 は大 き く 減 少 す るが,そ の 結 果,コ. フ ユ ー ムの アル カ リ ・シ リカ 反 応 の 抑 制 効果 は大 き い と. に圧 縮 応 力,そ. 期 待 さ れ る1の。 実 際,図 一5に 示 す よ う に,5%程. ン ク リー ト中 に は主 鉄 筋 方 向. して 鉄 筋 に は 引 張応 力 が作 用 す る。 この. 度の. よ う に コ ン ク リー ト中 に"導 入"さ れ た プ レス トレスの. シ リカ フ ユ ー ム の添 加 に よ って,わ が 国 の 反 応性 安 山岩. た め に,主 鉄 筋 と直 角 方 向 の ひ び わ れ は進 行 しに くい。. 骨 材 を 用 い た モ ル タ ル の 膨 張 量 が 劇 的 に 減 少 す る18)。. 図 一623)は,ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ っ て膨 張 した 鉄. しか し,膨 張 を抑 制 す るた め に必 要 な シ リカ フ ユー ム の. 筋 コ ンク リー トば り にお け るひ び わ れパ タ ー ンを示 す 。. 量 は,反 応 性 骨 材 の種 類 に よ って 大 き く変 動 す る 。南 ア. 鉄 筋 の配 置 お よび 鉄 筋 量 の 相 違 に よ って ひ び わ れパ タ ー. フ リカ の反 応 性 骨 材 を含 有 す るモ ル タル の 膨 張 を 抑 制 す. ンが異 な る状 況 が よ く現 れ て い る。. る た め に は,置 換 率10%に. 相 当す る シ リカ フ ユー ム の. 実 際 に ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ って劣 化 した鉄 筋 コ. 添 加 が必 要 で あ り19),ア イ ス ラ ン ドで は,置 換 率5〜7.5. ン ク リー トに お け る 巨視 的 ひび わ れ の 深 さ は,報 告 書 に. %の シ リカ フ ユー ム の使 用 に よ って アル カ リ骨 材 反 応 の. よ って か な り異 な る。 ほ とん ど の ひ び わ れ の深 さ は50. 問 題 が ほ とん ど解 決 され た と され て い る20)。 カ ナ ダ で. mm以. 下 で あ り,部 材 厚 さの 約1/10で. あ る と い う報 告. も,実 際 の 反 応性 の高 い骨 材 を使 用 した コ ン ク リー ト構. が あ る一 方,ひ. び われ 深 さ は,構 造 物 の 大 き さ に 関係 な. 造 物 に お い て シ リカ フ ユ ー ム の 効 果 が 確 認 さ れ て い る. く,300mmま. で 達 す る と も い わ れ て い る2D。 この よ. が,必 要 な シ リカ フ ユー ム の 量 は10〜40%と. か な り広. 範 囲 で あ る21)。 3.5ア. ル カ リ ・シ リカ 反 応 が コ ンク リー ト構 造 に 及. ぼす影響. No.5,. 一72のに 示 され る調 査 結 果 よ り,大 抵 の劣. 化 構 造 物 に お け る ひ び わ れ の 深 さ は150mm以. 下 と考. え て よ い よ うで あ る。 鉄 筋 は表 面 か らの 幅 の 大 き い ひ び. 反 応 性 骨 材 粒 子 の 膨 張 に よ って骨 材 粒 子 自身 お よび セ Vo1.32,. うに,ひ び わ れ深 さ は構 造 物 に よ って 大 き く異 な る よ う で あ るが,図. 1994.5. わ れ の 進展 を 阻止 し,鉄 筋 位 置 を 境 に して ひ び わ れ は 内 71.
(5) 図 一7. 鉄 筋 コ ン ク リー ト中の ひ び わ れ 幅 と深 さ2e 写 真 一1. 網 目状 ひび わ れ. 労 寿 命 に影 響 を 及 ぼ さな い こ とが 室 内 実験 に よ って 確 か め られ たが,繰 返 し荷 重 載荷 中 に た わ み が急 に 大 き くな る例 も見 られ た26)。 3)膨. 張 ひ びわ れ の コ ン ク リー トと鉄 筋 の 付着 に及 ぼ. す 影 響 は 大 き くな い26)。 しか し,か ぶ りが 小 さ い と き は,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 の 発 生 に よ って 付着 強 度 が50%程. 度 に ま で 減 少 した と い う報 告 も あ. る2の。 3.6診. 断. あ る構 造 物 に劣 化 の兆 候 が 見 られ る とき,そ れ が ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ って 生 じた もの か 否 か を 確 か め る 調査 は,(工)現場 調 査,(2)コ アの 採 取,(登 ♪ 室 内 調 査,(乙)調 図 一8. 某 地 域 にお け る27か. 所 の 劣 化 コ ン ク リー ト橋 脚 よ り. 採 取 した コ ン ク リー トコア の 圧縮 強度 と弾 性 係 数. 査 で得 られ た結 果 の 評 価 と将 来 にお け る膨 張 の 予 測,の 順 序 で行 う。 (1)現. 部 に 向 か って よ り細 い ものへ と分 岐 し,つ い に は微 視 的. 場調査. まず,構 造 物 へ の 水 分 の 供 給 状 態,海 水 や 融氷 剤 の影. ひび わ れ へ とつ な が って い く よ う で あ る20。 ア ル カ リ. 響 の 有 無,凍. ・シ リカ 反 応 に よ って劣 化 した コ ンク リー ト中 には 種 々. る 。構 造物 の外 観 観 察 にお いて は,ひ び わ れパ タ ー ン,. の 大 き さ の ひ び わ れ が 発 生 して い る の で,図. 一8に 示 す. 害 の可能性等 の環境 条件 の調査 を実施す. ひ び わ れ 幅,表 面 の 変 色 状 況,ゲ ル の 浸 出,ポ ップ ア ウ. よ うに,全 体 と して,構 造 物 の 劣 化 部 分 よ り採 取 した コ. ト,構 造 部 材 間 の段 差 の 発 生 に注 目す る。 拘 束 され て い. ア の 圧 縮 強 度 や弾 性 係 数 は健 全 な部 分 の そ れ よ り もか な. な い構 造物 に お け る アル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ るひ び わ. り低 い。 一 般 的 に い え ば,5000×10‑6程. 度 膨 張 した コ. れ パ タ ー ンは,写 真 一1に 示 す よ うに 網 目状 で あ る 。前. ン ク リー トで は,そ の圧 縮 強 度,引 張 強 度 お よび 弾 性 係. 述 の よ うに,ひ びわ れ パ タ ー ン は コ ン ク リー トの拘 束 条. 数 は,そ れ ぞ れ,約25%,60%お. 件 に よ って 多 様 に 変 化 す る。 写 真 一2は,鉄. よ び35%低. 下す る. 27). 筋の拘束 に. o. よ って 生 じた方 向性 の強 い ひ びわ れ を 示 す 。 表 面 の 変色. こ の よ う に,ア ル カ リ ・シ リ カ反 応 に よ って コ ン ク. (写 真 一3),ゲ ル の 浸 出(写 真 一4),部 材 間 に生 じた 段 差. リー ト自体 の 強 度 や 弾性 係 数 は か な り低 下 す るが,損 傷. (写 真 一5)も アル カ リ ・シ リカ反 応 が劣 化 の 原 因で あ る. を 受 け た 鉄 筋 コ ン ク リー トは り部 材 の 耐 荷 特 性 に つ い て. こ とを 示 唆す る兆 候 で あ る。. は,次 の よ うな結 論 が得 られ て い る。 1)静. 的 荷 重 下 に お け る損 傷 を受 け た鉄 筋 コ ンク リー. (2)室. 内試 験. 採 取 した コア の表 面 の ひ びわ れ,ゲ ル 状 物 質,し み の. ト構 造 物 の 耐 荷 力 は,健 全 な もの の それ と 同様 で あ. 状 態 を 記 録 す る 。 つ ぎ に,コ. る こ とが 現 場 お よ び 室 内 に お け る載 荷 試 験 に よ って. し,コ ン ク リー トの 内部 組 織 の 詳 細 を 観 察 す る こ とが望. 確 か め られ て い る28)・29)。. ま しい 。 蛍光 染 料 含 有 樹 脂 を 含 浸 させ た コ ン ク リー トの. 2)膨 72. 張 ひ び わ れ は,は. りの繰 返 し荷 重 下 にお け る疲. ン ク リー トの 薄 片 を 作 成. 薄 片 を 透過 型 蛍 光 顕 微 鏡 で 観 察 す る こ とに よ って,微 視 コ ン ク リー ト工 学.
(6) 写 真 一5. 写 真 一2. 部 材 間 の変 位 の差 に よ り生 じた 段 差. 方 向性 の ひ び われ. 写 真 一6. 安 山岩 骨 材 粒 子 の 一一 部 分 の ア ル カ リ・シ リカ 反 応 に よ るゲ ル 化(普 通 光 下 にお け る薄 片 の 顕 微 鏡写 真). 写真の一例を示す。 コ ン ク リー ト中 の ア ル カ リ量,セ 写 真 一3. コ ンク リー ト表 面 が 変 色 した 例. メ ン ト量 お よび 塩 化. 物 量 を 求 め る。 ま た,採 取 で き る コ ア の本 数 に応 じて, 圧 縮 強 度,引 張 強 度,弾 性 係 数,超 音 波 伝 播 速 度 を 測 定 す る。 コ ア 中 に ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル 状 の もの が 存 在 す れ ば,化 学 分 析,EPMA,SEM,XRDに. よ って そ れ らの. 化 学 組 成 を 明 らか に し,ま た 結 晶 性 物 質 を 同定 す る。 以 上 の調 査 の結 果,あ. る構 造 物 の 劣 化 の 原 因 が ア ル カ リ ・. シ リカ反 応 で あ る と判 断 され る と,つ ぎ に,将 来 そ の構 造 物 の膨 張 や劣 化 が進 行 す るか 否 か を 明 らか にす る こ と に よ って,経 済 的 で信 頼 度 の 高 い補 修 が 可 能 に な る 。 し か し,ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ っ て 劣 化 した コ ン ク リー トの従 来 に お け る膨 張挙 動 を 正 確 に予 測 で き る 方法 はな い 。 写 真 一4. コ ンク リー ト表 面 に見 られ るゲ ル の 滲 出. 劣 化 構 造 物 よ り得 られ た コ ア の膨 張 量 よ り構 造 物 の 残 留 膨 張 量 を予 測 す る方 法 と して は,JCI31)やBCA3Dに. 的 ひ び わ れ の 発 生 状 態,ゲ ル の存 在,骨 材 粒 子 内部 に お. よ って 提 案 され て い る方 法(40±2。C,相 対 湿 度95%以. け る反 応 の進 行 状 況 が 非 常 に 明確 に な る30)。写 真 一6に. 上 の 湿 気 槽 にお け る促 進 試 験)と 最 近Strung&Chat‑. 骨 材 粒 子 の 一 部 分 が ゲ ル 化 した状 態 を示 す 薄 片 の顕 微 鏡 Vol.32,. No.5,. 1994.5. terji33)に よ って 提 案 さ れ て い る方 法(デ. ンマ ー ク法) 73.
(7) 表一2 湿気槽養生 によるコアの最大 膨張量 と残留膨 張性34. BCA法. とデ ンマ ー ク法 を 実 在 の ア ル カ リ ・シ リカ反 応. に よ る劣 化 構 造 物 の 残 留 膨 張 量 の 予測 に適 用 した結 果 が 表 一2お よ び 表 一3に 示 さ れ て い る3の。 こ れ らの 表 よ り,両 者 に よ る判 定 結 果 は 比 較 的 よ く一致 して い る こ と が わ か る。 3.7補. 修. 前 節 に お いて 述 べ た 反 応 過 程 の 特徴,ア. ル カ リ ・シ リ. カ反 応 の コ ンク リー ト構 造 に 及 ぼ す影 響 を考 慮 に入 れ な が ら,劣 化 した コ ンク リー ト構 造 物 の 補 修 を 実施 す る こ とが重 要 で あ る。 補 修 工 法 と して は,(!)ひ び わ れ注 入 工 法,(2♪表 面 処 理 工 法,(3)充 填 工 法,が 考 え られ る 。 ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ って 劣 化 した コ ン ク リー トの補 修 (注)・6か. の基 本 は,外 部 よ り構 造 物 中 に水 が 供 給 さ れ な くな る よ. 月 間 の最 大 値. うにす る こ とで あ る。 しか し,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に 表 一3. よ る コ ン ク リー トの ひ び わ れ や 変 形 は,開 始 期,進. デ ンマ ー ク法 に よ る コア の膨 張量 と残 留 膨 張. 性3の. 展. 期,停 止 と い う経 過 を た ど るの で,対 象 とな る構 造 中 で 発 生 して い る反 応 が い ず れ の 段 階 に あ る か を診 断す る こ と が,補 修 材 料 の 選 択,補 修 工 法 の 選 定 に お い て重 要 で あ る。 構 造 物 の アル カ リ ・シ リカ 反 応過 程 が,開 始 期 ま た は進 展 期 にあ る と考 え られ る とき は,超 柔 軟 性 の材 料 を使 用 して 表 面 処 理 工 法 を 実施 す べ き で あ る が,反 応 が 停 止 して い る と判 断 され る とき は,一 般 の ひ び われ に対 す る補 修 材 料 と同 様 な もの を 用 い て よ い 。 しか し,前 述 の よ う に,劣 化 コ ン ク リー トの残 留 膨 張量 を正 確 に予 測 す る 基 準 が 確 立 さ れ て い な い の で,一 般 的 に は,遮 水 性,透 湿 性お よ び ひ び わ れ 追従 性 に お い てす ぐれ た材 料. (注)・3か. を 用 い て 補 修 す る こ とが肝 要 で あ る36)。. 月での値. (50℃ の飽 和NaC1溶. 液 中 に お け る促 進 試 験)が あ る。. 前 者 に お い て は,促 進 膨 張試 験 中 に コ ア供 試 体 か ら比 較 的 多 量 の ア ル カ リが 漏 出す る こ と(図 一1参 照),お. よび. 高 温 条 件 下 で は反 応 は促 進 され る が 細 孔 溶 液 中 のOH一 イ オ ン濃 度 が 低 下 す る こ と35)に 注 意 す る 必 要 が あ る。 デ ンマ ー ク法 に お い て は,飽 和NaCl溶. 〈参考文献> 1)建 設省:コ ンクリー トの耐久性 向上技術の開発,1988 2)CSAA23.2‑14A,CanadianStandardsAssocia‑ tion 3)日 本 コンクリー ト工 学協会:コ ンク リー ト法によるアル 4). 液 中にお け る. コ ン ク リー トの膨 張 の メ カニ ズ ムが 不 明 で あ るた め に , 得 られ る結 果 に対 す る解 釈 がむ ず か しい とい う問 題 点 が あ る 。 ま た,こ れ らの促 進 膨 張 試 験 に よ って 得 られ る膨. →art1,. 5). 張量 と実在 す る コ ンク リー ト構 造 物 の 膨 張 挙 動 との 関係 につ い て の情 報 が ほ とん ど得 られ て い な い の で,将 来 に お け る膨 張 を予 測 す る 明確 な 基 準 が 与 え られ て い な い 。 しか し,BCA法. で は コア が0.052%以. 6). 上 の 膨 張 量 を示. す コ ンク リー ト構 造 物 は将 来 にお い て も膨 張 が継 続 す る と述 べ られ て い る。 ま た,デ 液 浸 漬 後3か. ンマ ー ク法 で は,NaCl溶. 月 に お け る コ ア の膨 張 量 が0.1%以. 下で. は将 来 に お け る 構 造 物 の 膨 張 の 可 能 性 は 低 く,0.4%以 上 で は そ の 可 能 性 は 高 い が,0.1〜0.4%の. 膨 張量を示. す コ ア に 対 し て は 明 確 な 予 測 は 不 可 能 と して い る。 74. カ リ骨材反応判定試験方法研究委員会報告書,1991 Jensen, A. D., Chatterji, S., Christensen, P. and Thaulow, N. : Studies of Alkali-Silica Reaction. 7)西. Cem.. Concr.. Res.,. Vol.12,. No.5,. pp,. 641-647, 1982 Oberholster, R. E. and Davies, G. : An Accelerated Method for Testing the Potential Alkali Reactivity of Siliceous Aggregates, Cem. Concr. Res., Vol. 16, No. 1, pp. 181-189, 1986 Tang, M.S., Han, S.F., Zhen, S.H. et al. : Applications of Autoclave Rapid Test Method in Practical Engineering Projects in China, Proc. 7th Int. Conf. on Alkali-Aggregate Reaction, Ottawa, Noyes Publications, pp. 294-298, 1987 林 新 蔵 ・矢 村. 潔 ・中 野錦 一・:簡易 オ ー トク レー プ に. よ る アル カ リ骨 材 反 応 の促 進 試 験 法 に 関す る研 究,コ. ン. ク リー ト工 学,Vol.26,No.5,pp.73‑83,1g88 8)田 村 博 ・星 野 善 孝 ・高 橋 利 一 ・斉 藤 広 志:骨 材 の ア ル カ リ反 応 性 の 早 期 判 定 試 験 法 の 一 提 案,第7回 コ ンク リー ト工 学 年 次 講 演 会 論 文 集,Vol.7,pp.177‑180, コ ン ク リー ト工 学.
(8) 9). 10). 11) 12). 13). 1985 Yoshioka, Y., et al. : Study on a Rapid Test Method for Evaluating the Reactivity of Aggregates, Proc. 7th Int. Conf. on Alkali-Aggregate Reaction, Ottawa, Noyes Publications, pp. 314-318, 1986 Grattan-Bellew, P.E. : Test Method and Criteria for Alkali-Reactivity of Aggregate, Proc. 8th Int. Conf. on Alkali-Aggregate Reaction, Kyoto, pp. 279-294, 1989 Hobbs, D.W. : A Discussion on the Paper, Cem. Concr, Res., Vol. 23, No. 2, pp. 495-497, 1993 Hobbs, D.W. : Deleterious Alkali-Silica Reactivity of a Number of U.K., Aggregates and An Examination of the Draft BS Concrete Prism Test, British Cement Association, p. 88, 1992 Canham, I. : Ph. D. Thesis, Aston University, U. K., 1986. 14)長. 滝 重 義 ・大 賀 宏 行 ・井 上. 林 一 輔. 析 結 果,生. Koyanagi, W., Rokugo, K. and Ishida, H. : Failure Behavior of Reinforced Concrete Beams Deteriorated by Alkali-Silica Reactions, Proc. 7th Int. Conf. on AAR, Ottawa, pp. 141-145, 1986 24) Doran, D. K., et al. : Structural Effects of Alkali-Silica Reaction, The Institute of Structural En-. 25). ,コ. 穣:耐. 久 性 診 断 例 一 ア ル カ リ 骨 材 反 応(道. 路 橋). ン ク リ ー ト 工 学,Vol.26,No.7,pp.70‑77,. 1986.7. 27). Clark, L.A. : Structural Aspects of Alkali-Silica Reaction, Structural Engineering Review, Vol. 2, No. 2, pp. 81-87, 1990. 28)日. 本 材 料 学 会:ア. ル カ リ骨 材 反 応 に 関 す る シ ン ポ ジ ウ. 神 高 速 道 路 公 団:ア ル カ リ骨 材 反 応 に 関 す る調 査 委 員 会 報 告,p.339,1986. 反 応,セ メ ン ト技 術 年 報,No.41,PP・431‑434,1987 村 満 紀 ・竹 本 邦 夫:混 和 材 に よ る 細 孔 溶 液 の ア ル カ リ 量 の 低 減 とア ル カ リ ・シ リカ反 応 の 抑 制,セ. 30). 32). 張 抑 制 効 果 に つ い て,コ. 炉 ンク. Oberholster, R. E. and Webster, W. B. : The Effectiveness of Mineral Admixtures in Reducing Expansion due to the Alkali-Aggregate Reaction. with Melmesbury Group Aggregates, Proc. 5th Int. Conf. Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, South Africa, S 252/31, 1981 20) Asgeirsson, H. and Gudmundsson, G. : Pozzolanic Activity of Silica Dust, Cem., Concr. Res., Vol. 9, p. 249, 1979 21) Aitcin, P.C. and Regourd, M. : The Use of Condensed Silica Fume to Control Alkali-Silica Reaction, a Field Case Study, Cem. Concr. Res., Vol.. ンク リー ト工 学 協 会:耐 状,耐. メ ン ト技 術. リカ フ ユー ム,高. Technical Institute of Denmark : Guidelines on Petrographical Micro-Analysis of Concrete, p. 55, 1989. 31)コ. 33). リー ト工 学 年 次 論 文 報 告 集,VoL9,No・1,PP・81‑86, 1987. 19). 田 一. 29)阪. 村 満紀 ・竹 本 邦 夫:種 々 の フ ラ イ ア ッ シュ お よ び 高 炉. ス ラ グ 粉 末 のAAR膨. gineers, London, p. 45, 1992 Hobbs, D.W. : Alkali-Silica Reaction in Concrete, Thomas Telford Ltd., London, p. 183, 1988. 26)富. ス ラ グ の細 孔 溶 液 の組 成 に及 ぼ す 影 響 とア ル カ リ シ リカ. 年 報,No.40,PP.328‑331,1986 18)森 野 奎 二 ・柴 田 国 久 ・岩 月 栄 治:シ. よ る 分. 産 研 究,Vol.40,No.8,PP.47‑50,1988. 23). 村 満 紀 ・枷 場 重 正:未 発 表 資 料,1986. 17)川. ン ク リー ト部 材 に 形. ム,p.172,1985. 成 分 の 影 響,コ ン ク リ ー ト工 学 年 次 論 文 報 告 集,VoL 12,No.1,pp.807‑810,1990 16)川. ・白 木 亮 司 ・正 木 俊 行:コ. 成 さ れ る ア ル カ リ の 濃 度 勾 配(ll)‑EPMAに. 毅 ・鈴 木 裕 明:ア ル カ リ骨. 材 反 応 抑 制 に及 ぼ す フ ライ ア ッ シ ュの 粒 度 お よ び非 晶質. 15)川. 15,p.711,1985 22)小. 久 性 診 断 に 関 す る技 術 の 現. 久 性 診 断 委 員 会 報 告 書,p.38,1989.6. Palmer, et al. : The Diagnosis of Alkali-Silica Reaction, BCA, London, p. 44, 1992 Strunge, H., Chatterji, S. and Jensen, A. D. : Estimation of Residual Expansion Capacity of Concrete Structure Due To Alkali-Silica Reaction, it Cemento, pp. 158-162, 1991. 34)川. 村 満 紀 ・竹 内 勝信 ・鳥 居 和 之:ASRに. よ って 劣 化 し. た コ ン ク リー ト橋 脚 の 残 留 膨 張 性 の 予 測,第48回. 年次. 学 術 講 演 概 要集,第5部,pp.456‑457,1993. 35). Herr, R. and Wieker, W. : The Oxide-Sulphate Ion Equilibrium in Cement Paste Pore Solutions and Its Significance to the Theory of AAR in Concrete, Proc. 9th Int. Conf. on AAR, London, pp. 440-450, 1992. 36)阪. 神 高 速 道 路 公 団 ・日本 材 料 学 会:コ の表 面 保 護i工便 覧(案)・. ン ク リー ト構 造 物. 同解 説,1989. 《図 書 案 内》. コンク リー ト法 によ るアル カ リ骨材反応 判定試験方法研究委員会報告書 コ ン ク リ ー トの ア ル カ リ シ リ カ 反 応 性 判 定 試 験 方 法(案) A4判. ・85ペー ジ/定 価3500円(税 込),会 員特価3200円(税 込)/送 料360円. ●申込 先:(社)日. 本 コ ン ク リ ー ト工 学 協 会 ・管 理 課. 〒102千 代 田 区麹 町5‑7TBRビ 〈申 込 方法 〉. Vol.32,. No.5,. 1994.5. ル708号/電. 「書 籍 販 売 」 係. 話(03)3263‑1571(担. 当:宇 野). 書 籍名 ・送付 先 を明記 の うえ,前 金(現 金書 留)に て お申込 み下 さ い。. 75.
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