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解 説

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Academic year: 2022

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(1)解. 説. ア ル カ リ ・シ リ カ 反 応 の メ カ ニ ズ ム. 川. 村. 満. 紀*1・ 枷. 場. 重. 正*2. 概 要 ア ル カ リ骨材 反応 に よ って 劣 化 した コ ン ク リー ト構 造 物 の 発 見 に伴 い ,ア ル カ リ骨 材 反 応 に つ い て,一 般 の技 術 者 に 対 して よ り正 確 な情 報 を与 え る た め に, そ の研 究 の現 状 を ア ル カ リ ・シ リカ反 応 機 構 に 重 点 を 置 い て解 説 す る。 と く に,ア ル カ リ ・(カ ル シ ウ ム ・)シ リ カ ゲル の膨 張特性 および アル カ リ ・シ リカ反 応 に よ る コ ン ク リー トの劣 化 過 程 に関 す る新 しい考 え方 に つ い て説 明 す る 。 キ ー ワ ー ド:反 応 性 骨 材,ア. 1.ま. え が. ル カ リ ・シ リカ ゲル,膨. 張. い。. き. 4)ア わ が国 で は,ア ル カ リ骨 材 反 応 が コ ン ク リー ト構 造 物 の 劣 化 の原 因 の一 つ と し て重 要 視 され る こ と は,あ ま り. 性 骨 材 の 範 囲 が 拡 大 した 。 5)海. な か った 。 しか し,最 近,ア ル カ リ骨 材 反 応 に起 因 す る と思 わ れ る コ ン ク リー ト構 造 物 の膨 張 お よび ひ び わ れ が 見 い 出 され,1970年. か ら採 取 した骨 材 の使 用 に よっ て混 入 す る塩 化. ナ トリ ウム が ア ル カ リ骨 材 反 応 を助 長 す る 。 6)一. 代 に 入 っ て ア ル カ リ骨 材 反 応 に よ る. 被 害 例 が世 界 的 に急 増 しつ つ あ る状 況 下 に お い て,わ が. ル カ リ ・シ リケ ー ト反 応 の 発 見̀)に よ って 反 応. 部 の混 和 剤 は ア ル カ リ ・シ リカ反 応 を促 進 す る. 可 能 性 が あ る。. 国 も そ の例 外 で は な い こ とが認 識 され つ っ あ る1),2)。イ. わ が国 にお け る ア ル カ リ骨 材 反 応 に よ る被 害 も,上 述 の い ず れ か,ま た は2つ 以 上 の 要 因 が 複 合 す る こ とに よ. ギ リス に お い て も1976年. って 発 生 して い る もの と思 わ れ る。. に,使 用 実 績 の あ る骨 材 を使. 用 して 建 造 され た 変 電 所 の コ ン ク リー ト基 礎 に お い て ア. 1940年. に お け るStantonに. よ る ア ル カ リ骨 材 反 応 の. ル カ リ骨 材 反 応 の 兆 候 が 発 見 され る まで は ,そ の よ うな. 発 見7)以 来,そ. 反 応 に よ る被 害 例 は な い もの と信 じ られ て き た とい う事. 反 応 性 骨 材 か らな る系 は非 常 に複 雑 で あ る こ と,各 研 究. 情 は,わ が 国 の場 合 と よ く似 て い る 。 こ の よ うに,1970. 問 の比 較 が 困難 で あ る こ と,お よび 実 験 の再 現 性 が 良 く. 年 代 に入 っ て世 界 的 に ア ル カ リ骨 材 反 応 に よ る コ ンク リ ー トの劣 化 の問 題 が再 び 取 り上 げ られ る よ うに な り ,ま た,そ の被 害 例 の報 告 が急 増 し始 め た背 景 には ,次 の よ. な い こ と等,研 究 の発 展 を妨 げ る要 素 が 多 い た め に ,ま 材 反 応 の 防止 対 策 お よび補 修 法 の確 立 に あ た っ て は ,第. うな問 題 点 が あ る と され て い る3)〜5)。. 6回 ア ル カ リ骨 材 反 応 に 関す る国 際 会 議 に お い て一 つ の. 1)省. エ ネ ル ギ ー お よび 環 境 保全 を 目的 と した セ メ ン. トの製 造 法 の 変化 に よっ て,セ メ ン ト中 の ア リカ リ 量 が増 加 す る傾 向 に あ る 。 2)新. しい コ ンク リー ト技 術 の 開発 に よ っ て ,セ メ ン. の研 究 の歴 史 は長 い が,セ メ ン トお よ び. だ 多 くの 不 明 な 点 が残 され て い る。 しか し,ア ル カ リ骨. 重 要 な テ ー マ と して取 り上 げ られ て い る よ うに8),現 在 に お い て は,ア ル カ リ骨 材 反 応 に関 し て得 られ る正 確 な 知 識 お よび 情 報 の交 換 が非 常 に重 要 で あ る。 本 稿 で は, ア ル カ リ骨 材 反 応 の な か で も発 生 件 数 の も っ と も多 い ア. ト量 の増 加 お よび 水 セ メ ン ト比 の低 下 に伴 い,コ ン. ル カ リ ・シ リカ 反 応 の 機構 に 関 す る研 究 の 現状 に重 点 を. ク リー ト中 の間 隙 溶 液 の ア ル カ リイ オ ン濃 度 が 上 昇. 置 い て 記 述 す る。. し た。 3)良. 質 の 骨 材 の 枯 渇 に よ って ,使 用 実 績 の な い骨 材. の 使 用 が余 儀 な くされ る状態 に な って も,反 応 性骨 材 を排 除 す るた め の確 実 な試 験 法 が確 立 され て い な *1正 会員 *2正 会員. 6. 金沢大学教授 金沢大学教授. 複合材料応用研究セ ンター 工学部土木工学科. 2.分. 類. ア ル カ リ骨 材 反 応 は,通 常,次. の3つ に分 類 され て い. る。 (1)ア. ル カ リ ・シ リ力反 応. ア ル カ リ ・シ リカ反 応 は,1940年. に ア メ リカ ・カ リ コ ン ク リー ト工 学.

(2) フ ォル ニ ア に お い てStantonに. よ って 発 見 され た もの で. 体 と して存 在 す る4)。 ア ル カ リ ・シ リカ反 応 は,コ. ンク. あ り7),ア ル カ リ骨 材 反 応 の な か で も,も っ と も古 い 歴. リー トの 間 隙溶 液 中 の成 分 と骨 材 中 の反 応 物 質 との 問 の. 史 を も って い る。 通 常,そ. の定 義 は,「 ア ル カ リイ オ ン,. 化 学 反 応 で あ る と考 え て よい 。 した が っ て,セ メ ン ト中. 水 酸 基 イ オ ン と骨 材 中 に含 まれ る熱 力 学 的 に準 安 定 な あ. の ア ル カ リが コ ン ク リー トの 間 隙溶 液 中 に溶 出 す る速 度. る種 の シ リカ との間 に生 ず る化 学 反 応 で あ る」 とされ て. は,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 の発 生 に 関係 す る とい う点 で. い る。 こ の化 学 反 応 に よ っ て生 成 され た ア ル カ リ ・シ リ. 重 要 な 問題 で あ るが,ま だ不 明 な 点 が多 く残 され て い る. カ ゲ ル は,周 囲 か ら水 を吸 収 す る こ とに よ っ て,コ ン ク. よ うで あ る。 い ず れ に して も,ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に. リー ト内部 に お い て局 部 的 な膨 張 圧 が発 生 し,そ れ が コ. 直 接 関 係 す るの は,通. ンク リー トの強 度 の低 下 を もた らす 。. れ る ア ル カ リ量 よ りも,む し ろ間 隙 溶 液 中 の ア ル カ リの. (2)ア. 価 百 分率 と して表 さ. 濃 度 で あ る。 し か し,間 隙 溶 液 中の ア ルカ リイ オ ン濃 度. ル カ リ ・炭 酸 塩岩 反 応. 膨 張 を伴 うア ル カ リ ・炭 酸 塩 岩 反 応 は,1957年 Swenson9)に. 常,Na、0等. に. を求 め る こ とは容 易 で は な い の で,一 般 にNa2O等. 価百. よっ て初 め て報 告 され た もの で あ る。 この. 分 率 が,セ メ ン トの ア ル カ リ量 とア ル カ リ ・シ リカ反 応. ア ル カ リ と反 応 して膨 張 す る炭酸 塩 岩 は,ア メ リカ お よ. に よ る膨 張 量 との間 の相 関 性 を議 論 す る た め の指 標 とし. び カ ナ ダ東 部 産 の ドロマ イ ト質 石 灰 岩 で あ った が,そ の. て使 用 され る。 さ らに,骨 材 中 の反 応 物 質 に直 接 化 学 的. 後,中 東 地 域 で も この 反 応 が発 見 され,そ の よ うな骨 材. な働 きか け をす るの は,間 隙溶 液 中 の水 酸 基 イ オ ンで あ. は特 定 の地 域 の ドロマ イ ト質 石 灰 岩 に限 定 され る も ので. り,ア ル カ リ ・シ リカ 反応 に お け る ナ トリ ウムや カ リ ウ. は な い こ とが 明 らか に な っ た。. ム の 役割 は本 質 的 な もの で は な い4)。 す な わ ち,ア ル カ. (3)ア. ル カ リ ・シ リケ ー ト反 応. カナ ダ の ノバ ス コ チ ア で発 見 され た もの で あ り,(1) の ア ル カ リ ・シ リカ反 応 と区別 さ れ るべ き もの で あ る と い われ て い る が6),本 質 的 に両 者 は 同一 の反 応 で あ る と. リ ・シ リカ 反 応 が 発 生 す るた め の 必 須条 件 は,コ ン ク リ ー トの間 隙 溶 液 中の 水 酸 基 イ オ ン濃 度 が十 分 高 い とい う こ とで あ る。 4.反. 応 性 骨 材 とそ の岩 石 記 載 学 的 判 別. す る意 見 もあ る10)。この反 応 は,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 よ り もゆ っ く りと長 期 間 に わ た って 継続 し,生 成 す るゲ ル の量 も少 ない とい う特 徴 を も って い る。 3.セ. メ ン ト中 の ア ル カ リ と ア ル カ リ ・ シ リカ 反 応. り上 げ て み て も,そ の な か で 多種 多様 の もの が存 在 し, そ の うちの 一 部 の 岩 石 に お い て の み有 害 な 反 応 が 発 生 す る。 さ らに,あ る骨 材 が 岩 石 記 載 学 的 に 同一 で あ る と認. 反 応 性 骨 材 との反 応 に 関与 す る セ メ ン ト中 の ア ル カ リ は,便. 反 応 性 骨 材 を排 除 す る一 つ の方 法 と して,岩 石 記 載 学 的調 査 は非 常 に重 要 で あ る 。 しか し,あ る種 の岩 石 を取. 宜 的 にASTM. C‑114‑69に. 従 っ て,水 溶 性. め られ て も,そ れ が必 ず し も反 応 性 また は非 反 応 性 の 絶 対 的 な判 断 基 準 とは な らな い 。した が って,反 応 性 骨 材 で. 分け. あ る か否 か を岩 石 記 載 学 的 調 査 だ け に よ っ て判 断 す る こ. られ る。前 者 は 主 に硫 酸 塩 と して ク リ ンカ ー 粒子 表 面 に. とは,き わ め て 困難 な よ うで あ る 。厳 密 な岩 石 記 載 学 的. 存 在 し11),後 者 は主 にC3Aお. 調 査 を行 う と,反 応 性 で な い と確 言 で き る岩 石 は非 常 に. (water‑soluble)と. 非 水 溶 性(water‑insoluble)に. よび ベ リ ッ ト内 部 に固溶. Mechanisms of Alkali-Silica Reaction-A By Mitsunori Kawamura and Shigemasa. Review Hasaba. Concrete Journal, Vol. 22, No. 2, pp. 6-15, Feb. 1984 Synopsis Recent findings of the concrete structures deteriorated by alkali-silica reactions require rapid communications of accurate informations concerning phenomena of the reactions obtanable at present. The concern in this article is primarily on the mechanisms of alkali-silica reaction. There seem to remain a relatively great number of subjects on the reaction mechanisms to be solved. Emphases are placed on the expansive characteristics of alkali- (calcium) -silica gels and a new concept on processes of chemical and physical reaction in alkali-silica distress in concrete. A collection of sketches of various kinds of affected aggregate from the literature by Idorn are also given for better understanding of complicated reaction processes occurring in actual affected concretes. Necessity of further researches on the mechanisms of alkali-silica reaction should be stressed because revealing the reaction mechanisms directly leads to a possibility of more accurately predicting the future behavior of affected concrete structures. Keywords : reactive aggregate, alkali-silica gel, expansion. Vol.22,. No.2,. Feb.1984. 7.

(3) 少 ない とさ え いわ れ て い る。 岩 石 記 載 学 的 調 査 だ け に よ. 石 英 お よび 多 孔 性 の無 定 形 の オパ ー ル質 の物 質 か ら な. って,あ. る,非 常 に複 雑 な構 造 を もつ反 応 物 質 で あ る 。 これ らの. に,大. る岩 石 が 反 応 性 で あ る とい う判 定 を行 った た め. きな 混 乱 が 生 じた とい う例 も報 告 され て い る の. 反 応 物 質 を含 む可 能 性 の あ る岩 石 は,珪 石,泥 質 岩,シ. で12),あ る骨材 に対 す る岩石 記載 学 的調 査 の結 果 は,そ. ル ト岩,グ. の骨 材 の 反 応性 を判 定 す るた め の一 つ の資 料 と して十 分. 枚 岩,花 商岩 で あ る 。 一 般 に ,(1)に 属 す る岩 石 は,(2)の. 注 意 して取 り扱 う必 要 が あ る 。 一 般 に ,反 応 物 質(ア ル カ リ との反 応 に関 与 す る物 質) と岩 石 を 区別 す る と理 解 しや す い。 当然,あ. る種 の岩 石. レイ ワ ケ(硬 質 砂 岩),砂. 岩 ,ス. レー ト,千. も の よ り反 応 性. 岩 石 と して の 同定 が容 易 で あ る とい われ て い る。 そ の他,ア. ル カ リ ・シ リケ ー ト反 応 お よび ア ル カ リ ・. で も反 応 物 質 を含 む こ と もあれ ば,ぜ んぜ ん含 ま な い こ. 岩 酸 塩 岩 反 応 にお け る反 応 性 岩 石 につ い て の説 明 は省 略. とも あ る。 さ らに,反 応 物 質 の含 有 量 が非 常 に少 ない た. す る。. め に,ア ル カ リと の間 に反 応 が生 ず る に十 分 な条 件 が整 っ て も膨 張 が発 生 し ない こ と も あ る。 この 点 に関 して, 岩 石 の 反 応 性 の 有 無 の 判 定 にお い て は,同 一 の 採 石場 か. 5.ア. ル カ リ ・シ リ カ 反 応 機 構. オ パ ー ル や ガ ラス は(SiO4)‑4の. 四面 体 の 三 次元 的 な. らの 同 種 の岩 石 に つ い て も,試 験 に 供 す る試 料 中 に含 有. 網 目構 造 を もっ が,そ の構 造 は 多 くの空 孔 を包含 して い. され る反応 物 質 の量 が重 要 で あ る こ とは,豊 島 産 安 山岩. る 。 この よ うな構 造 を もつ シ リカ粒 子 が水 酸 化 ナ トリ ウ. に 関す る俣 野 らの報 告13)から も明 らか で あ る 。 これ ま で に発 見 され て い る反 応 物 質 は,シ. ム溶 液 中 に存 在 す る とき,OH一. リカ鉱 物 と. イ オ ン に よ っ てSi‑O‑. Si結 合 が 破 壊 され な が ら,そ の粒 子 表 面 か ら化 学 反 応. ドロマイ トで あ る。 火 山性 ガ ラ ス も反 応 物 質 で あ る が,. が進 行 す る14),15)。コ ン ク リー ト中 にオ パ ー ル や ガ ラ ス. シ リカ鉱 物 に含 まれ る と考 え て よ い。 さ らに,前 述 の よ. 質 の 反 応 性 骨 材 粒 子 が存 在 す る と き も,同 様 な反 応 が生. うに,1975年. に ノバ ス コチ ア(カ. ナ ダ)産 の あ る岩 石. ず る と考 えて よい 。 コ ン ク リー ト中の 間 隙 溶 液 と反 応 性. 中 の 層 状 珪 酸 塩 は一 つ の 反 応 物 質 で あ る こ とが 提 示 され. 骨 材 間 の 反 応 に よ って,反 応 性 骨材 粒子 が セ メ ン トペ ー. た6)。 現 在 の と ころ,こ れ ら以 外 の鉱 物 は,コ. ス トとの界 面 か ら次第 に軟 化 す る過 程 は,図‑1に. ン ク リー. トの 間 隙溶 液 中 の水 酸 化 ナ トリ ウム や水 酸 カ リ ウム と反. よっ. て 明確 に示 され る16)。この よ うに,反 応 性 骨 材 粒 子 とセ メ ン トペ ー ス トの界 面 か ら骨 材 粒 子 内部 に向 か っ て進 行 す. 応 しな い と考 え て よい 。 反 応 性 を もつ シ リカ鉱 物 と して は,ト. リジ マイ ト,ク. る微 小 硬 度 の低 下 は,Si‑O‑Si結. 合 の破 壊 に よ る構 造 の. リス トバ ラ イ ト,オ パ ー ル,火 山性 ガ ラ ス,玉 髄,潜 晶. 弛 緩,お. 質 石 英,ひ ず ん だ結 晶 格 子 構 造 を もつ 石 英 な ど が挙 げ ら. 成 とそ の 吸 水 に よ る軟 化 に よ っ て生 ず る と考 え られ る。. れ る。. 図‑1は,コ. (1)オ. パ ー ル,ト. リジマ イ ト,ク リス トバ ライ ト,. よび 化 学 反 応 に よ る ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル の生. ン ク リー ト中 に存 在 す る密 実 な反 応 性 骨 材. 粒 子 に お い て は,反 応 は まず 粒 子 表 面 また は そ の近 傍 に お い て 生 じ,内 部 に 向 か っ て進 行 す る こ と を明示 して い. 火 山 性 ガ ラ スを 含 む 岩 石 常 温 下 で準 安 定 で あ る トリジ マ イ トお よび ク リス トバ. る 。 この反 応 に よっ て生 成 され る ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル. ラ イ トは,反 応 性 で あ る 。 これ らは,通 常 の コ ン ク リー. は,比 較 的 強 度 の大 き い,低 含 水 比 の 固体 物 質 で あ る。. ト用 骨 材 中 に お い て頻 繁 に見 られ る も の で は な い が,オ. そ の後 の反 応 は,本 質 的 に物 理 化 学 的 な も の で あ る と考. パ ー ル 中 に存 在 す る こ とが多 い 。オ パ ー ル に含 まれ る結. え られ て い る。 す な わ ち,ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル の吸 水. 晶 度 の あ ま り良 くな い トリジ マイ トや ク リス トバ ライ ト は,比 較 的 活 発 な反 応 性 を示 す 。 一 般 に酸 性 の火 山性 ガ ラ ス は反 応 性 に富 ん で い る よ うで あ る が,塩 基 性 の アイ ス ラ ン ドの玄 武 岩 質 ガ ラス は反 応 性 で あ る。 ガ ラス に含 ま れ る水 の 量 も反 応 性 に大 き な影 響 を及 ぼ す よ う で あ る。 これ らの 反応 物 質 を含 む 可能 性 の あ る岩 石 と し て は,流 紋 岩 お よび そ の 凝 灰岩,安. 山岩 お よ び そ の凝 灰. 岩,石 英 安 山岩 お よび そ の凝 灰岩,頁 岩,砂 岩,チ ト,レ ー タ イ ト,玄 武 岩(ア. イ ス ラ ン ド),ガ. ャー. ラ ス質 の. 石 基 を もつ す べ て の岩 石 が挙 げ られ る 。 (2)石. 英 が 関係 す る反 応 性 岩 石. 粗 い 粒 子 の石 英 に お い て も,結 晶 格 子 にひ ず み が存 在 す る とき は有 害 な反 応 が生 ず る5)。 玉 髄 は,微 細 結 晶 質. 8. 図‑1オ. パ ー ル粒 子 内 部 の硬 度 分 布16) コ ン ク リー ト工 学.

(4) 表‑1実. 際 の コ ン ク リー ト構 造 物 か ら 得 た ゲ ル の 化 学 組 成19). に よ る膨 張 圧 に よ って,粒 子 の 周 囲 に放 射状 の ひ び わ れ が 発生 す る と と もに,あ. る含 水 量 に お い て ゲ ル の 剛性 は. あ る 。 ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ っ て被 害 を受 け た実 際 の コ ン ク リー ト構 造 物 に お い て生 成 され た ゲ ル の化 学 組. 急 激 に低 下 し,ゲ ル は流 動 性 の ゾル へ と変 化 す る 。 この. 成 につ い て は,Idornに. ゾ ル は,ペ ー ス ト中 の空 隙 を充 填 した り,ゲ ル の膨 張 に. 文 献 調 査 に よ る も の も含 め て,コ ン ク リー ト構 造 物 か ら. よ っ て発 生 した ひ び わ れ を通 して コ ン ク リー ト表 面 に滲. 採 取 した ゲ ル を,そ れ らの化 学 組 成 に よ っ て,表 一1に. 出す る こ と もあ る 。 この よ うな反 応 過 程 お よび反 応 生 成. 示 す よ うに3つ の グ ルー プ に分 類 して い る。 グ ルー プ1. 物 の化 学 組 成 と膨 張 特 性 との 関係 につ い て の理 論 お よ び. はCaO含. 研 究 の現 状 を以 下 に述 べ る 。. ル(Na、0等. (1)Powers Powersら. & は,ま. Steinouerの. 仮 説14),17). 有 量 が約1%程. 度 の真 の ア ル カ リ ・シ リカ ゲ. 価 百 分 率5〜25%)に. グ ル ー プ2は 低CaO含. ず 反 応 性 粒 子 とセ メ ン トペ ー ス トと. よ る調 査 例19)があ る。Idornは. 相 当 す る もの で あ り,. 有 量 の ア ル カ リ ・カ ル シ ウム ・. シ リカ ゲ ル(CaO量2〜5%)で. あ る 。 しか し,高CaO. の界 面 近 傍 に生 ず る反 応 生 成 物 は薄 い層 を形 成 し,そ の. 含 有 量 の ア ル カ リ ・カ ル シ ウム ・シ リカ ゲ ル(CaO量. 化 学 組 成 はKalousek18)の. 20%)は,グ. 実 験*に よ っ て得 られ た反 応. 生 成 物 の一 つ に相 当 す る も の で あ る と考 え た 。そ の 後 反. ルー プ3と. 約. して 挙 げ られ て い る よ うに2例. にす ぎ ない 。 筆 者 らが,わ が 国 に お け る実 在 の被 害 コ ン. 応 が 粒 子 内 部 に向 か って 進 行 す る に した が っ て,生 成 さ. ク リー ト構 造 物 か ら得 た ゲ ル の 化学 組 成 を 表 一21)に 示. れ るゲ ル層 の 厚 み は,未 反 応 核 を消 費 し な が ら次 第 に増. す 。3例 の うち2例(G1とG2)は. 大 す る。 本 理 論 は,コ ン ク リー トの 間 隙 溶 液 中の 各 種 の. し,1例(G3)は. 上 述 の グ ル ー プ に属. グ ル ー プ3に 相 当す る も の で あ る が,. イ オ ン は,こ の 増 大 し続 け るゲ ル 層 を通 して,反 応 が 進. そ のCaO含. 行 中 の 位 置 まで 移 動 す る こ と に よ って 反 応 が 進 行 す る. 生 成 す る と きの条 件 に 応 じて,種 々 の 化 学 組 成 の ゲ ル が,実 際 の被 害 コ ン ク リー ト中 に生 成 して い る こ とが わ. が,こ. の と き,Ca++イ. K+)イ. オ ン とで は ゲ ル 層 を移 動 す る速 度 が 異 な るた め. オ ン,ア ル カ リ(Na+ま. たは. に,あ. る条 件 下 で は 膨 張 性 の 高 ア ル カ リの ゲ ル が生 成. 有 量 は きわ め て 高 い 。 こ の よ うに,ゲ ル が. か る。 Vailの 著 書20)によ る と,表‑1お. よび 表‑2に. し,別 の条 件 に お い て は 非 膨 張 性 の 高 カ ル シ ウム の ゲ ル. る範 囲 の化 学 組 成 を もっNa、0‑SiO2‑H20系. の生 成 が 可能 に な る とい う考 え方 に 立 つ もの で あ る。. 質 は含 水 量 に大 き く依 存 す る。 た とえ ば,図‑2は. Powersら. は,Ca++イ. オ ン とNa+(ま. た はK+)イ. オ. 表‑2わ. ンの移 動 速 度 は,反 応性 粒子 を取 り巻 くセ メ ン トペ ー ス. 示 され. の物 理 的 性 アル. が 国 に お け る実 際 の コ ン ク リー ト構 造 物 か ら得 た ゲ ル の化 学 組 成. ト中 の両 者 の 濃 度 に 依 存 す る と考 え る 。 この よ うな意 味 で,こ の 理 論 は 競 合 反 応理 論(competitive. reaction. theory)と 呼 ばれ て い る 。しか し,非 膨 張性 ゲ ル と膨 張性 ゲ ル を決 定 す る限界 の カ ル シ ウム量 は不 明 と され,仮 説 の妥 当性 の実 験 に よ る確 認 が研 究 者 の 目標 の一 つ とな っ て い る 。本 仮 説 は,希 薄 な溶 液 状 態 に お い て,撹 拌 に よ っ て比 較 的 短 時 間 に平 衡 状 態 に達 す るKalousekの. 実験. 結 果 に基 づ い た もの で あ る が,実 際 の反 応 骨 材 とセ メ ン トペ ー ス トか らな る系 は複 雑 で あ り,濃 度 も高 く,撹 拌 され る こ とも な い系 で あ る こ とに注 意 す る必 要 が あ る。 (2)反. 応 生 成 物 の化 学 組 成 と膨 張 特 性. ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ る生 成 物 の化 学 組 成 と物 理 的 性 質 との関 係 を明 らか にす る こ とは,こ の反 応 に よ る コ ン ク リー トの劣 化 現 象 を理 解 す る た め に非 常 に重 要 で *Ca(OH)2,NaOH,SiO2お. よび 多 量 の 水 を混 合 す る こ とに よ. って,溶 液 の 組 成 と,そ れ と平 衡 状 態 に あ る固 相 の 組成 と の 関 係 を明 らか に した 。 Vol.22,. No.2,. Feb.1984. 図‑2ア. ル カ リ ・シ リケ ー ト溶 液(Na20:sio2= 1:3.3)の20℃ に お け る固 形 分 含 有 量 と 粘 度 の 関 係(*含. 水 量)20). 9.

(5) カ リ ・シ リケ ー ト溶 液(Na2O/SiO2=0.33)の. 比重(含. 水 比 に よっ て決 ま る)と 粘性 との 関係 を示 す も の で あ る20)。この 図 か ら,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よっ て生 成 され るア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル の 粘性 は含 水 比 の変 化 に き わ め て 鋭 敏 で あ る こ とが 予 想 され る。 ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ る コ ン ク リー トの膨 張 とひ び わ れ 発 生 に関 連 して,ア. ルカ リ ・シ リ カゲ ル の 化 学 組. 成 とそ の膨 張 特 性 との 関 係 が多 くの 研 究 者 の 興 味 の 対 象 とな っ て き た。Struble したNa2O/SiO2比. & Diamondは,人. 工 的 に合 成. の異 な る 種 々 の ナ トリ ウ ム ・シ リ カ. ゲ ル お よび ナ トリウ ム ・カ ル シ ウ ム ・シ リカ ゲ ル の膨 張 量 お よび 膨 張 圧 を測 定 す る こ とに よ っ て,ゲ ル の化 学 組 成 と膨 張 特 性 と の 関 係 を 明 らか にす る こ とを試 み た21), 22) 。 図‑3に 示 す よ うな装 置 を使 用 す る こ と に よ って, ゲ ル の膨 張 量 お よび 膨 張 圧 が測 定 され た。 一 般 に,"ペ シ マ ム含 有 量"(膨. 張 量 が 最 大 と な る と きの 反 応 性 骨 材. 量)が 存 在 す る の は,生 成 され る ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ル の ア ル カ リ ・シ リカ比 とゲ ル の膨 張 量 との間 に あ る関 係 が存 在 す る た め で あ る と考 え ら れ て き た 。 し か し, Strubleら. の実 験 結 果22)は 意 外 な もの で あ った 。 図‑4. は,Na2O/SiO2モ. ル比=0.42の. ゲ ルの 膨 張 量 と時 間 の. 関 係 を示 す(最 大 膨 張 圧3MPa)。. 図 に示 さ れ る よ う. 図‑5ゲ. ル(Na20:SiO2:H20=0.34:1.00:2.24, モ ル 比)の. に,0.5MPaの. 膨 張 挙 動(最. 大 膨 張 圧10.9MPa)21). 程 度 の 荷 重 を与 え る と,全. 膨張量は 自. 由膨 張 量(荷 重 ゼ ロの と きの 膨 張 量)の 約2倍 約2.75時. Na2O/SiO2モ. ル比=0.34を. (最大 膨 張 圧10.9MPa)。 MPa程. に達 し,. 間後 に お い て ゲ ル は急 に液 化 す る 。 図‑5は, もつ ゲ ル の膨 張 挙 動 を示 す この ゲ ル にお い て も,2.2. 度 の荷 重 下 で は急 激 に収 縮 す る が,9.9MPaと. い うは るか に大 き な荷 重 下 で は,ま った く異 な った 現 象 が見 られ る。 この よ うに,化 学 組 成 が わ ず か に異 な るだ けで 膨 張 挙 動 が激 変 す るの は,非 平 衡 状 態 に あ るゲ ルの 分 子 構 造 の 多 様 性 に関 係 が あ る と推 察 して い る21)。これ らの 結 果 は,実 際 にア ル カ リ ・シ リカ反 応 に よ って 被 害 を受 けた コ ン ク リー ト構 造 物 にお い て 見 られ る種 々 の 複 雑 な現 象(た. と えば,大. な膨 張 の 発 生 や,ゲ. き な載 荷 重 の 下 にお け る局 部 的. ルが 急 激 に液 化 して,ひ び わ れ を通. して コ ン ク リー ト構 造 物 の表 面 に現 れ る ゾ ルの 〓 出 等) は,上 述 の よ うな ゲ ルの 特 異 な 膨 張 挙 動 に よ る もの で あ る こ と を示 唆 して い る。 (2)モ. ル タル 中 に生 成 され るゲ ル の 化 学 組 成 と膨 張. 実 際 の モ ル タ ル また は コ ン ク リー トにお い て 生 成 す る ゲ ルの 組 成 と膨 張 との 関 係 を明 らか にす る こ とは,ア. ル. カ リ ・シ リカ反 応 に よ って 被 害 を受 け た コ ン ク リー ト構 図‑3膨. 張 量 お よ び膨 張 圧 の 測 定装 置21). 造 物 の将 来 にお け る挙 動 を予 測 す る こ と に よ って 補 修 対 策 を立 て る に あた り,一 つ の 有 用 な判 断 基 準 とな る と思 わ れ る。 し か し,こ の課 題 に関 す る報 告 は きわ めて 少 な い。 図‑6は,反. 応 性 骨 材 と して,石 川 県 赤 瀬 産 の 密 実 な. オ パ ー ル骨 材(比 重2.29,吸 モ ル タ ル の30日. 水 率1.79%)を. 使 用 した. 材 令 にお け る反 応 性 骨 材 の 粒 度 と膨 張. 量 の関 係 を示 す23)。図‑6か. ら,反 応 性 粒 子 径 の 大 な る. グ ル ー プ1と1.2〜0.074mmの. 中間 の粒 子 径 を もっ グ. ル ー プIIの 問 で,膨 張 量 に大 き な差 異 が存 在 す る こ と が わ か る。 図‑7お 図‑4ゲ. ル(Na20:SiO2:H20=0.42:1.00:1.57, モ ル 比)の. 10. 膨 張 挙 動(最. 大 膨 張 圧:3.1MPa)21). よび 図‑8は,そ. 膨 張 試 験 に お け る14日. れ ぞれ 図‑6に. 示す. 材 令 のモ ル タ ル 中 のオ パ ー ル粒. 子 内部 の(Na2O+K2O)/SiO2モ. ル 比 お よ びCaO/SiO2 コ ン ク リー ト工 学.

(6) モ ル 比 の分 布 を表 す 。 グ ル ー プ1に 属 す るオ パ ー ル粒 子 に お い て は,ア ル カ リお よび カ ル シ ウ ム の侵 入 は粒 子 と セ メ ン トペ ー ス ト界 面 の近 傍 に限 られ てい る が,グ ルー プIIの オ パ ー ル粒 子 で は,粒 子 全 体 の ゲ ルへ の 変 換 が進 ん で い る。EDXA分. 析 の 結 果 は選 択 す るオ パ ー ル 粒 子. に よ って か な り変動 す るの で,ゲ ル の化 学 組 成 と膨 張量 の 関 係 は 明確 で は な い が,こ れ らの実 験 結 果 に 関 す るか ぎ り,グ ル ー プ1と グ ル ー プ 皿 の 間 に お け る膨 張 量 の差 異 は生 成 ゲ ル量 の差 に よる もの とい え る よ うで あ る 。 し か し,こ の結 論 は,1か. 月 ま で の短 期 間 に お け る実 験 結. 果 か ら導 か れ た もの で あ り,さ らに長 期 間 に わ た る実 験 が必 要 で あ る。 図‑630日. 材 令 に お け る膨 張 量23). セ メ ン トペ ー ス ト中 に埋 め込 まれ たオ パ ー ル粒 子 は, 8か 月 後 に お い て,そ の界 面 か ら150μmま. での領域 は. わず か な量 の ア ル カ リを含 ん だ けい 酸 カ ル シ ウ ム水 和 物 (CaO/SiO2モ. ル比=0.7)に. 変 換 した とい う報 告24),お よ. び ア ル カ リ ・シ リ カ反 応 に よ って 被 害 を受 け た 構 造 物 か ら採 取 した きわ めて 高 カ ルシ ウム 量 の ゲ ル の 存 在(た. と. えば 表‑1に. 考. お け る グル ー プ3お. よび表‑2のG3)を. 慮 す る と,ア ル カ リ ・カル シ ウム ・シ リカ ゲ ル の膨 張 に お け るカ ル シ ウム の 役割 に つ い て の研 究 の進 展 が望 ま れ る。 (4)反. 応 過 程 に対 す る新 しい 考 え方. ア ル カ リ ・シ リカ反 応 は,反 応 性 骨 材 粒 子 とモ ル タ ル ま た は コ ン ク リー ト中 の 間 隙溶 液 との問 の反 応 で あ る。 こ の よ うな系 の反 応 過 程 を 明 らか にす る た め に は,通 常 反 応 物 質 の変 化 お よび 反 応 生 成 物 の生 成 過 程 を究 明 す る とい う研 究 法 が採 用 され る。 し か し,4.に 図‑7種. 々 の粒 度 の オ パ ー ル粒 子 内 部 に お け る ア ル カ リの分 布23). た よ うに,ほ. お い て述 べ. とん ど の反 応 物 質 は無 定 形 また は結 晶 度 の. 良 くな い も の で あ り,さ らに,反 応 生 成 物 も無 定 形 の ゲ ル で あ る。 し た が っ て,間 隙 溶 液 中の 水 酸 化 ナ トリ ウム お よび 水 酸 化 カ リウ ムの 量 的 変 化 を測 定 す る こ とが,一 つ の 有 効 な研 究 手 法 で あ る。 この よ うな考 え方 に基 づ い. 図‑8種. Vol.22,. No.2,. 々の 粒 度 の オパ ール 粒 子 内 部 にお け る カル シ ウ ムの 分 布23) Feb.1984. 図‑9間. 隙 溶 液 しぼ り出 し装 置26). 11.

(7) 把 握 す る こ とで あ る 。 こ の よ うな考 え方 に基 づ い て筆 者 らは,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 機 構 の解 明 の た め の研 究 に 微 小硬 度 測定 お よびEDXA分. 析 の 適 用 を試 み た16),23),. 27) 。. 図‑11に. お い て,実. 線 お よび 点線 は,そ. れ ぞ れ湿 潤. お よび 乾 燥 状態 にお け る微 小硬 度 測 定 の 結 果 をプ ロ ッ ト した もの で あ る。 一 般 に,ア ル カ リ ・シ リカ ゲ ルの 剛 性 は含 水 比 の 増 加 と と も に減 少 す る28)。した が って,図‑ 11に お け る実 線 と 点 線 に よ っ て示 され る微 小 硬 度 の差 図‑1020℃. と40℃ 比 較25). にお け る反 応 曲 線 と膨 張 曲 線 の. 異 は,オ パ ー ル粒 子 内部 に お い て生 成 され た ゲ ル に よ っ. て行 わ れ た研 究 結 果 か ら,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 過 程 に 関 して興 味深 い考 え方 が提 案 され た25)。Diamondら 図‑9に. は,. 示 す 装 置 を使 用 して,反 応 性 骨 材 を含 有 す る硬. 化 モ ル タ ル を高 圧 下 で圧 搾 す る こ とに よっ て得 られ た 間 隙溶 液 中26)のア ル カ リ量 を測 定 した 。 図‑10は,ア. ル カ リ ・シ リカ 反応 に よ って 消 費 さ れ. た モ ル タ ルの 間 隙溶 液 中 の ア ルカ リ量 お よび モ ル タル 供. て吸 収 され た水 の量 を表 す 目安 とな る 。湿 潤 試 料 と乾 燥 試 料 との間 で微 小 硬 度 に大 き な差 異 を示 す 領 域 は,7目 材 令 ま で に界 面 か ら約75μmに. ま で達 して い るが,7. 日材 令 以 後 に お け る そ の領 域 の拡 大 は,ほ. とん ど見 られ. な い 。 しか し,そ の領 域 の微 小 硬 度 は時 間 と と もに低 下 し,28日. 材 令 に お け る湿 潤状 態 で 測 定 され た微 小 硬 度. は極 端 に小 さい 。 この結 果 は,7日. 材 令 以後 に お い て,. 試 体 の 膨 張 曲 線 を示 す 。 この 図 か ら明 らか な よ うに,温 度20℃. にお い て は,化 学 反 応 は1日 以 内 にか な り進 行. す る が,膨 張 は10日. 以 後 にお い て 初 めて 顕 著 な増 加 を. 示 す 。 これ らの実 験 結 果 に基 づ いて,ア. ル カ リ ・シ リカ. 反 応 に よ る コ ン ク リー トの劣 化 過 程 は,(1)化 よ る ゲ ル の形 成,お. よび(2)ゲ. 学反応 に. ル が溶 液 を吸 収 す る こ と. に よ っ て膨 張 す る とい う2つ の過 程 よ りな る こ と,お よ び これ ら2つ の 過 程 は 同時 に 進 行 す る の で は な く,(1) の過 程 が十 分 進 ん だ後 に(2)の 物 理 的 ま た は物 理 化 学 的 な吸 水 過 程 が 起 こる とい う新 しい考 え方 が,1981年. の. ケ ー プ タ ウ ン会 議 に お い て発 表 され た25)。さ らに 図‑10 か ら,温 度 の反 応過 程 に 及 ぼ す影 響 も明 らか で あ る 。. 図‑12モ. ル タル の膨 張 曲線23). ア ル カ リ ・シ リ カ反 応 過 程 を解 明 す るた め に有 効 な も う一 つ の 方 法 は,モ ル タ ル 中 の 反応 性粒 子 内部 に お い て 起 こ って い る物 理 的 お よび 化 学 的 な 変 化 に 関 す る情報 を. 図‑13セ 図‑11湿. 潤 状 態 と乾 燥 状 態 にお け る オパ ール 粒 子 内部 の微 小 硬 度23). 12. メ ン トペ ー ス トに埋 め込 ま れ た オ パ ー ル粒 子 内部 の ア ル カ リ濃 度 の分布 コ ン ク リー ト工 学.

(8) 図‑15多. 図‑14セ. メ ン トペ ー ス トに埋 め込 まれ た オ パ ー ル粒 子 内部 の カ ル シ ウ ム濃. 孔 性 の フ リン ト骨 材 の 劣 化 状 況29). 図‑16密. 実 な フ リ ン ト骨材 の劣 化 状 況29). 度 の分 布. か な り多 量 の 水 が界 面 か ら約75μm以. 内 の 領 域 に積 極. 的 に 侵 入 した こ と を示 して い る。 図‑12は,上. 述 の微. 小硬 度 測 定 用 試 料 片 に 相 当 す るモ ル タル の膨 張 曲線 を示 す 。 図‑11お. よ び 図‑12か. ら,多 量 の水 の 侵入 が 開始. さ れ る7日 材 令 とい う時期 が,膨 張 の 開始 時 期 と一 致 す る こ とが わ か る。 図‑13お. よ び 図‑14はEDXA分. 析. の結 果 を示 す 。 これ らの 図 に よ って,多 量 の水 の 侵入 と と もに,7日. 材 令 以 後 に お け る ア ル カ リお よび カ ル シ ウ. ム の侵 入 も活 発 で あ る こ とが 明確 に示 され る 。 こ れ らの 事 実 は,前 述 のDiamondら. 図‑17複. の ア ル カ リ ・シ リカ反 応 に. 数 の 鉱 物 相 か らな る岩 石 の 劣 化 状 況29). 対 す る考 え方25)と も一 致 す る 。 そ の他,微 小 硬 度 測 定 と. っ て,反 応 粒 子 内 部 で は,局 部 的 に シ リカ の 溶 解 度 に応. EDXA分. じ た選 択 性 の反 応 が進 行 し,反 応 性 骨 材 粒 子 自体 にい ち. 析 の 組 合 せ に よ る研 究 に よ って,ア. ル カ リの. オ パ ー ル粒 子 内部 へ の侵 入 よ りや や 遅 れ て,カ ル シ ウ ム の比 較 的 活 発 な侵 入 が 開始 され る こ と16),お よび フ ライ ア ッシ ュはオ パ ー ル粒 子 内部 へ の カ ル シ ウ ム の侵 入 を容 易 にす る働 き が あ る こ と27)等,Powersら. の仮 説 に とっ. て有 利 な結 果 が得 られ て い る 。 6.実. 際 の コ ン ク リー トに お け る 反 応 性. じ る し いひ び われ が発 生 す る例 が多 い よ うで あ る。 Idornの. 害 を受 けた コ ン ク リー ト中の 反 応 性 骨 材 の 劣 化 状 況 につ い て の多 数 の薄 片 顕 微 鏡 写 真 を掲 載 して い る。 図‑15, 16お よび17は,Idornの. 5.に お い て述 べ た反 応 機 構 に 関 す る理 論 は,内 部 組. 顕 微 鏡 に よ る劣 化骨 材 の観 察. 結 果 の写 生 図 か ら抜 粋 した もの で あ る。 図‑15(a)と (b)で. 骨 材 の劣 化 状 況. 著 書29)は,ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ って被. は,全. 体 と して,ま. だ 内部 構造 は十 分 な 強度 を. 保 持 して い るの で,骨 材 粒子 内部 で は,強 度 の小 さい部 分 に沿 って 比較 的 幅 広 い ひ び わ れ が 発生 して い る。 図‑. 織 が比 較 的 均 質 で密 実 な反 応 性 粒 子 に対 し て提 案 され た. 15(c)〜(f)は,内. 部 に お い て部 分 的 な溶 解(打. もの で あ る。 しか し,実 際 に被 害 を受 け たモ ル タ ル は,. で 示 され て い る)が. コ ン ク リー トの岩 石 学 的 調 査 に よ る と,コ ン ク リー ト中. は,被 害 を受 け た コ ン ク リー ト中 に 見 られ る密 実 な フ リ. の 反 応 性 骨 材 の劣 化 状 況 は,理 論 が予 測 す るほ ど単 純 で. ン ト粒子 の 写生 図 で あ る。密 実 な フ リ ン トに お い て は,. は な い よ うで あ る。 実 際 の コ ン ク リー ト中 に存 在 す る反. ほ とん どの粒 子 は,図‑16(a)お. 応 性 骨 材 粒 子 の 内 部 組 織 は多 種 多 様 で あ り,反 応 性 粒 子. よ うに顕 著 な反 応 の 兆候 を示 さ な い よ う で あ る 。 しか. 相 当 進 ん で い る例 を 示 す 。 図‑16. 示 され る. し,図‑16(c)お. さ らに,シ. ひ び わ れ を もつ粒 子 も存 在 す る 。 図‑16(e)は,外. シ リカ の結 晶 度 も,粒 子 の 内部 で 一様 で は な い 。 した が Vol.22,. No.2,. Feb.1984. よび(d)に. よ び(b)に. に よ って は 必 ず し も粒 子 全 体 が 密 実 で な い こ と も多 く, リ カの ア ルカ リ溶 液 に よ る溶 解 度 を支配 す る. 点模 様. お い て示 す よ うな幅 広 い 側. か ら溶 解 が進 行 した こ とを示 す も の で あ る が,こ の よ う. 13.

(9) な例 は ま れ な よ うで あ る 。 図‑17は,複. 数 の鉱 物 相 か. らな る岩 石 に お い て,溶 解 性 シ リカ が少 量 含 有 され る と. 3). 昌:コ. ン ク リー ト用 骨 材 の 問 題 点,粘. 土 科 学,Vol.. 19,No.2,pp.41〜55,1979. 4). き の特 徴 的 な劣 化 状 況 を示 す 。 こ の よ うな岩 石 で は,内 部 破 壊 の程 度 は,全 体 と して の岩 石 構 造 の剛 性 に よっ て 異 な る よ うで あ る。. 有 泉. 5). この よ うな岩 石 学 的調 査 の結 果 に よ る と,実 際 の ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ って劣 化 した コ ン ク リー ト中 の 反. Diamond, S.: A Review of Alkali-Silica Reaction and Expansion Mechanisms 1. Alkalies in Cement and Concrete Pore Solutions, Cement and Concrete Research, Vol. 5, No. 4, pp. 329—'345, 1975 Diamond, S.: A Review of Alkali-Silica Reaction and Expansion Mechanisms 2. Reactive Aggregates, Cement and Concrete Research, Vol. 6, No. 4, pp. 549 〜560,1976. 応 性骨 材 にお い て は,反 応 性骨 材 自体 が 多 孔質 で あ る こ. 6). と も多 い が,そ の ほ か,粒 子 内部 に お け る方 向 性 を も っ た 欠 陥 や 浸 透 性 の 層 の 存 在,お. よび 反 応 性 骨 材 自体 の 内. 部 破 壊 に よ って ア ルカ リや 水 酸 基 イ オ ンの 移 動 が 容 易 と. 7). な るた め に,反 応 性 粒 子 内 部 にお け る反 応 も活 発 にな る よ うで あ る。 す なわ ち,5.に. お い て述 べ た理 論 が 予 測. 8). す る よ うな,反 応 性 粒 子 の 外 側 界 面 か ら内 部 に向 か って. 7.あ. と が. 9) き 10). ア ル カ リ骨 材 反 応 は,反 応 性 骨 材 とセ メ ン トペ ー ス ト か らな る複 雑 な系 に お い て生 ず る現 象 で あ る と同 時 に, 岩 石 の種 類 が異 な る と,そ の反 応 機 構 は ま っ た く違 っ た. 11). も の に な る 。 した が っ て,反 応 機 構 だ け に限 っ て記 述 し て も,そ の 内容 は か な り膨 大 な もの で あ る 。本 稿 は,ア ル カ リ ・シ リカ反 応 機 構 に焦 点 を絞 っ て,最 近 明 らか に. 12). さ れつ つ あ る事 項 を 中心 に解 説 を試 み た 。 ア ル カ リ ・シ リカ反 応 機 構 の解 明 は,反 応 性 骨 材 を適 切 に排 除 す る た め の試 験 法 の確 立,ア. 13). ル カ リ ・シ リカ反 応 の防 止 対 策, 14). され て い る。 た と えば,反 応 生 成 物 の化 学 組 成 と膨 張 特 性 との 関 係 や生 成 ゲ ル の熟 成 効 果 が膨 張 に 及 ぼ す影 響 が. 15). 明 らか に な れ ば,ア ル カ リ ・シ リカ 反 応 に よ って被 害 を 受 け た コ ン ク リー ト構 造 物 の 将来 の挙 動 を予 測 す る こ と も可能 で あ ろ う。 一方,技 術 者 が 実 際 に直 面 す る問題 と して,膨 張 に影響 を及 ぼ す諸 要 因,ポ. pp. 813-814, Nov. 1976 Skalny, J. and J.N. Maycock : Scanning Electron Microscopy of Industrial Cement Clinkers, J. of The Amer. Ceram. Soc. Vol. 57, No. 6, pp. 253-256, 1974 Sims, I. : Application of Standard Testing Procedures for Alkali Reactivity-Part 1, Concrete, Vol. 15, No. 10, pp. 27-29, Oct. 1981 俣 野 善 治 ・鍵 田正 文 ・堺. 村 満 紀 ・竹 本 邦 夫 ・枷 場 重 正:EPMAお. 17). Powers,. T.C.. of. Published. Some. and. gate. Reaction-Part. 811,. 1955. 18). Kalousek, nary. 稿 を改 め て述 べ た い と思 う。. of. 1). 2). 文 献. よび 超微小. Research 32,. Idorn,. pp.. the. 骨材反応 の2,3の 実例,第37回 セメン ト技術大会講演要 旨,PP.84〜85,昭58.5 福 島正人 ・二村誠二:コ ンク リー ト用砕石 の アル カ リ骨. tions. in. Concrete,. and. Acad.. of. J.G.. Uses,. pp.. York,. 1952. of. ACI,. of. Portions. : An. Interpretation. the. Alkali-Aggre-. Vol.. 51,. of. Tech.. : Soluble 79-89,. at Bureau. pp.. 785--. the. Quater-. 25•Ž,. Journal. of. Standards,. 1944. : Studies Report. Vail,. on. National. 285-302,. G.M.. 1,. 20). J.. : Studies. of. Progress. Steinouer. Researches. Soda-Lime-Silica-Water. 川村満紀 ・竹本邦夫 ・枷場重正:我 国 におけるアル カ リ. 材反応性,セ メ ン ト・コ ンクリー ト,No.438,PP.8〜 15,昭58.8. 14. 19). H.H.. 2,. G.L.. System. Vol.. 考. リ質 斜 方 輝 石 安 山 岩. gate Reaction-Part 1, J. of ACI, Vol. 51, pp. 497514, 1955 Hirsch, D. and G. Wolff : Diffusion and Ionenaustausch bei der Alkali-Kieselsaurereaction, Cement and Concrete Research, Vol. 4, No. 4, pp. 609--621, 1974. 補 修 法 が挙 げ られ る。 これ らの 事 項 を 中心 に した ア ル カ. 参. 定 夫:バ. 本 建 築 学 会 近 畿 支 部 研 究 報 告 集,pp.5. Powers, T.C. and H.H. Steinouer : An Interpretation of Some Published Researches on the Alkali-Aggre-. 反 応 に よ っ て劣 化 した コ ン ク リー ト構 造 物 の 耐 力 とそ の. リ ・シ リカ反 応 に関 す る研 究 の 現 状 と展 望 につ い て は,. ン ク リー ト工 学,Vol.22,. 硬 度 測 定 に よ る アル カ リ ・シ リカ反 応 機 構 の 解 明,第4 回 コ ンク リー ト工 学 年 次 講 演 会 講 演 論 文 集,pp.33〜36, 1982. カ リ ・シ リ カ反 応 の 防 止 効 果,反 応 性 骨材 を適切 に排 除 ルカ リ ・シ リカ. Through ReacProc. of ASCE,. Swenson, E.G. : A Reactive Aggregate Undetected by ASTM Tests, ASTM Bull. 226, pp. 48-50, Dec. 1957 Mather, B.: A Discussion of the Paper "A Review of Alkali-Silica Reaction and Expansion Mechanis ms", Cement and Concrete Research, Vol. 6, No. 6,. 16)川. ゾ ラ ンに よ るア ル. す るた めの 試 験 法 お よび そ の 問 題 点,ア. the Mechanisms Symposium on Measures, pp.. コ ン ク リー トに お け る アル カ リ に 関 す. の反 応 性試 験,日 〜8 ,昭58.6. お よび被 害 を受 け た コ ン ク リー ト構 造 物 の補 修 法 とい う 技 術 的 な 問題 と直 接 結 び つ く とい う点 で,非 常 に重 要 視. 川 村 満 紀:第6回. る国 際 会 議一 研 究 と実 際,コ No.1. 進 行 す る反 応 過 程 を示 す 劣 化 状 況 の 例 は,実 際 には 数 少 ない よ うで あ る。. Gillott, J.E. :Practical Implications of of Alkali-Aggregate Reactions, Proc. Alkali-Aggregate Reaction, Preventive 213-230, Aug. 1975 Stanton, T.E. : Expansion of Concrete tion Between Cement and Aggregate, Vol. 66, pp. 1781-1811, 1940. of N 2,. Danish Sci,. Disintegrated Committee Nat. pp.. Inst. 27-30,. Silicates-Their Reinhold. Concrete-Part on. Publishing. Alkali of. Build.. ReacRes.. 1961 Properties Corp.,. and New. コ ン ク リー ト工 学.

(10) 21). Struble,. L.J.. Behavior. of. Research, 22). 64,. Kawamura, cation. No.. N.. Proc.. Diamond,. tion 26). S.,. the. T.. Proc.. Barneyback,. Vol.. and 11,. and. S.. and of. ReAug.. L.T.. 1975. Struble. Diamond. S 252/22,. Mortars,. Cement. and. 2,. 279-285,. Reac1981. : Expression Hardened Concrete. :. Reac-. Alkali-Aggregate. from. pp.. Paste. Alkali-Silica. pp.. .. Micro-. Cement. 189-203,. Fluids. No.. Pore. On. Conf. Alkali-Aggregate. Barneyback. Conf.. Micro-. Alkali-Silica. 1983. between. pp.. CapeTown,. of. : Quantitative. Zone. Int.. : Appli-. and. June. Measures,. R.S. of. Pastes. 27). 5th. 1981. International. Knudsen. Chemistry. Ceram.. Nov. S. Hasaba. 6th. and. Properties. Amer,. Study. on. Concrete,. Analysis. the. Concrete. 1981. Analyses. Symposium. R.S.. Physics. in. to. Reaction. of. and. EDXA. and the. Opal,. tions,. Takemoto. Proc.. of. J.. 652—'655,. Copenhagen,. Thoulow,. On. pp.. Swelling and. : Swelling. Concrete,. action-Preventive 25). 611—•`617,. Mechnisms, in. analyses. pp.. Gels,. Measurements. Alkalis. Cement. Diamond. 11,. K.. : Unstable. Gels, 4,. Silica. Quantitative. Reaction. and. Diamond. No. S.. M.,. of. hardness. 24). and Alkali. Vol.. S. Silica. 11,. L.J.. Synthetic. Soc., 23). Vol.. Struble, of. and Alkali. and Cement. Research,. 1981. 川 村 満 紀 ・竹 本 邦 夫 ・枷 場 重 正:ポ. ゾ ラ ンに よ る ア ル カ. リ ・シ リカ反 応 の 防止 機 構,第5回. コ ンク リー ト工 学 年. 次 構 演 会 講 演 論 文 集,pp.37〜40,1983. 28) 29). Vol.22,. Vivian, H.E. Opal, CSIRO Idorn, G.M. Denmark, p.. No.2,. : The Reaction Product of Alkalis and Aust. Bull., No. 256, pp. 60-82, 1950 : Durability of Concrete Structures in 208, 1967. Feb.1984. 15.

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