アルカリ骨材反応とは? わかりやすく解説

Weblio 辞書 > 同じ種類の言葉 > 社会 > 社会一般 > 現象 > アルカリ骨材反応の意味・解説 

アルカリ‐こつざいはんのう〔‐コツザイハンオウ〕【アルカリ骨材反応】

読み方:あるかりこつざいはんのう

コンクリート含まれるアルカリ性水溶液骨材中の成分化学反応起こし、その生成物膨張によってコンクリートひび割れ起こしたり、劣化したりする現象


アルカリ骨材反応

セメント中のアルカリ成分骨材中のある種鉱物反応起こしコンクリート過度に膨張する結果コンクリート粉状化、ひび割れ発生湾曲崩壊などが起こることを言う。1982年頃より阪神高速道路にこの被害発見されるにおよび、広く関係者関心の的となった

アルカリ骨材反応は、主としてアルカリ・シリカ反応によるといわれる。アルカリ骨材反応と判定されコンクリート中に使用されている骨材種類は、安山岩頻度がもっと高く、けい長岩砂岩ホルンフェルスの順に低くなっている。

アルカリ骨材反応


アルカリ骨材反応

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/07/19 05:08 UTC 版)

アルカリ骨材反応(アルカリこつざいはんのう)とは、コンクリートにおける劣化現象の一つである。コンクリートに含まれるアルカリ性の水溶液が骨材砂利)の特定成分と反応し、異常膨張やそれに伴うひび割れなどを引き起こす。ASR[注釈 1]と略され、アル骨(アルこつ)と略されることもある。

定義

コンクリート中のナトリウムカリウムなどのアルカリ金属イオン(アルカリ性細孔溶液)が、骨材中の特定の鉱物と反応。異常膨張を起こし、コンクリートにひび割れを生じさせる。以下の3つに分類されてきた。

  • アルカリシリカ反応 (ASR)
  • アルカリ炭酸塩反応
  • アルカリシリケート反応

しかし、アルカリ炭酸塩反応およびアルカリシリケート反応は、アルカリシリカ反応の一種であることが判明し、現在ではアルカリシリカ反応のみとなっている。

劣化機構と性状

以下の条件を満たすとアルカリ骨材反応が進展すると言われている。

  • 骨材中に限度量以上の反応性鉱物、特に、火山岩を骨材に使用したコンクリートに多い[1]
  • 水酸化物イオン濃度の高まり
  • コンクリート内部湿度が80-85%

劣化性状として、コンクリート表面にひび割れが発生し、ひび割れの方向性が見られないのが特徴であるほか、白色のゲル状物質がひび割れより滲出している場合もある。しかし、実構造物においては、内部の応力状態や補強筋の配筋状態がひび割れに影響を与えるため、ひび割れの発生性状のみでアルカリ骨材反応であると特定することは難しい。

また、劣化の進んだコンクリート構造物では、表面のひび割れが10mm以上に達することがある一方で、ひび割れは中心まで達していないことも多い。これは、表面に近いコンクリートが中性化してアルカリ骨材反応が終息しているのに対し、内部のコンクリートの反応のみが進行し、膨張量に差が生じるためである。さらに、鉄筋コンクリートの鉄筋破断も一部で発生している。

アルカリシリカ反応によるコンクリートのひび割れは,以下のメカニズムで生じる[2]

  1. セメントに含まれるアルカリ分に由来するアルカリ溶液が反応性シリカ成分を含む骨材を表面から侵し、粘稠な水和アルカリシリケート(水ガラス)層を作る。
  2. 水ガラス層はアルカリの消費に伴って溶出したカルシウムイオンと反応し、硬いカルシウムシリケート層となる。これを反応リムとよぶ。
  3. アルカリ溶液は反応リムを浸透して骨材内部の未反応シリカ成分と反応するが、生じた水ガラスは反応リムから滲出できないため、反応に伴う体積膨張に由来する膨張圧が骨材内部に蓄積される。
  4. 膨張圧が限界を超えると,骨材およびその周りのコンクリートがひび割れる。

予防対策

JIS A5308により以下が反応対策として記されている。

  1. 無害骨材の使用
  2. 高炉セメント・フライアッシュセメントなど混合セメントの使用
  3. コンクリートアルカリ総量の規制(Na2O換算 3.0kg/m3以下)

また、骨材の反応性を試験する方法として、化学法・モルタルバー法が規定されている。ただし、骨材試験は完全なものではない。

劣化対策

日本においては、1980年代にアルカリ骨材反応が問題化したことを受け調査・研究が進み、1989年には骨材中のシリカ分の含有量を制限するなど抑制対策がJISに明記されるに至り、それ以降の新設構造物ではほぼ見られなくなった。

しかしながら、1970年代・1980年代に施工されたコンクリート構造物では、経年によりASRが進行している構造物が多々見られる。これらの構造物に対しては、劣化の進行状況に応じ、以下の対策が取られている。

抑制対策

アルカリ骨材反応は劣化の進行速度が遅いことから、水などの劣化を早める因子を抑制して、構造物の延命を図る方法がある。具体的には、ひび割れ注入やコンクリートの表面塗装などである。また、リチウムイオンを主成分とするASR抑制剤を注入する工法がある。リチウムイオンにより骨材周囲のアルカリシリカゲルと吸水膨張制を消失させ、以後の劣化を抑制するものである。

膨張に対する拘束

異常膨張を起こす本反応に対し、外部を鋼板やFRP、プレストレスト・コンクリートなどにより拘束し、膨張を止め、圧縮応力として内部に閉じこめる方策である。コンクリートは引張りに対しては弱いが、圧縮には強いため、膨張量によっては効果が発揮される。

断面補修・補強

劣化反応が進行し、終息に至った構造物に行われる。劣化の生じたコンクリート部分を除去し、新しいコンクリートに打ち代えたり、鋼板やFRPにより断面の補強を行うなどの対策が取られる。

今後の課題

アルカリ骨材反応に対する調査・研究は1980年代に活発に行われたが、予防対策が明文化されるとともに関心は薄れ、以後は主として劣化対策の研究のみが進んでいた。しかし近年になり、異常膨張を起こした構造物の鉄筋破断事例が続々と発見され、新たな注目を浴びている。鉄筋破断に至ったASR構造物の特性については未解明な部分も多く、その実態調査とともに、メカニズムの解明や対策手法の確立が急がれている。

脚注

注釈

  1. ^ Alkali–silica reactionの略

出典

  1. ^ 広野真一, 安藤陽子, 大代武志 ほか、フライアッシュと高炉スラグ微粉末によるASR抑制効果の比較」 『セメント・コンクリート論文集』 2014年 67巻 1号 p.441-448, doi:10.14250/cement.67.441, セメント協会
  2. ^ Cement and Concrete Research 39 (2009) 716–726

参考文献

  • 『アルカリ骨材反応対策小委員会報告書 -鉄筋破断と新たなる対応-』社団法人土木学会、2005年
  • 『コンクリート診断技術'06』 社団法人日本コンクリート工学協会、2006年

外部リンク


「アルカリ骨材反応」の例文・使い方・用例・文例

Weblio日本語例文用例辞書はプログラムで機械的に例文を生成しているため、不適切な項目が含まれていることもあります。ご了承くださいませ。



アルカリ骨材反応と同じ種類の言葉


英和和英テキスト翻訳>> Weblio翻訳
英語⇒日本語日本語⇒英語
  

辞書ショートカット

すべての辞書の索引

「アルカリ骨材反応」の関連用語

アルカリ骨材反応のお隣キーワード
検索ランキング

   

英語⇒日本語
日本語⇒英語
   



アルカリ骨材反応のページの著作権
Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。

   
デジタル大辞泉デジタル大辞泉
(C)Shogakukan Inc.
株式会社 小学館
鐵鋼スラグ協会鐵鋼スラグ協会
Copyright (C) 2025 Nippon Slag Association All Rights Reserved.
建機プロ建機プロ
Copyright (c) 2025 SHIN CATERPILLAR MITSUBISHI LTD.All rights reserved.
キャタピラージャパン建機プロ -次世代の砕石業研究会-
住友大阪セメント住友大阪セメント
Copyright (C) 2025 住友大阪セメント All rights reserved.
ウィキペディアウィキペディア
All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.
この記事は、ウィキペディアのアルカリ骨材反応 (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。
Tanaka Corpusのコンテンツは、特に明示されている場合を除いて、次のライセンスに従います:
 Creative Commons Attribution (CC-BY) 2.0 France.
この対訳データはCreative Commons Attribution 3.0 Unportedでライセンスされています。
浜島書店 Catch a Wave
Copyright © 1995-2025 Hamajima Shoten, Publishers. All rights reserved.
株式会社ベネッセコーポレーション株式会社ベネッセコーポレーション
Copyright © Benesse Holdings, Inc. All rights reserved.
研究社研究社
Copyright (c) 1995-2025 Kenkyusha Co., Ltd. All rights reserved.
日本語WordNet日本語WordNet
日本語ワードネット1.1版 (C) 情報通信研究機構, 2009-2010 License All rights reserved.
WordNet 3.0 Copyright 2006 by Princeton University. All rights reserved. License
日外アソシエーツ株式会社日外アソシエーツ株式会社
Copyright (C) 1994- Nichigai Associates, Inc., All rights reserved.
「斎藤和英大辞典」斎藤秀三郎著、日外アソシエーツ辞書編集部編
EDRDGEDRDG
This page uses the JMdict dictionary files. These files are the property of the Electronic Dictionary Research and Development Group, and are used in conformance with the Group's licence.

©2025 GRAS Group, Inc.RSS