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アルカリ骨材(シリカ)反応の原因・基準・対策をわかりやすく解説

アルカリ骨材反応(シリカ)

こんにちは、ちゃんさとです。

 

アルカリ骨材反応の原因ってなんだっけ??あれ?アルカリシリカ反応っていうのもあるの?

こんな疑問にお答えします。

 

コンクリートの【アルカリ骨材反応】について、原因や基準、対策などをわかりやすく解説します。

ちなみにアルカリ骨材反応とアルカリシリカ反応は同じ意味ですよー!

 

この記事を書いている人

名前:ちゃんさと 1992年生まれ 女性/既婚
  • 元公務員の主婦ブロガー💻
  • 国立大学 土木工学科卒業
  • 某県庁の公務員土木職として7年間はたらきましたが、人間関係のストレスや組織体制が合わないと感じて退職しました。
  • 1級土木施工管理技士の資格もち
  • 今はブログで、土木施工管理技士の勉強方法や公務員のあれこれ、仕事などをメインにさまざまな情報を発信しています。

それではさっそく参りましょう、ラインナップはこちらです。

 

アルカリ骨材(シリカ)反応とは?

ひび割れコンクリート

アルカリ骨材反応とは、コンクリートの骨材中に含まれる反応性骨材(反応性シリカ鉱物や炭酸岩塩など)が、コンクリート中のアルカリ性水溶液と反応してアルカリシリカゲルを生成し、異常膨張やひび割れなどを発生させる劣化現象のことです。

アルカリ骨材反応は「コンクリートのガン」ともいわれ、建造物の耐久性を大幅に下げる原因になります。

要は、反応性骨材がアルカリ性水溶液と反応して、コンクリートに悪さをするシリカゲルをつくっちゃうことなんだね!

 

 

アルカリ骨材(シリカ)反応の原因は?

 アルカリ骨材反応の原因は、コンクリート中に含まれる【反応性骨材】です。

この反応性骨材がシリカ質鉱物であることが多いため、アルカリシリカ反応とも呼ばれる理由になります。

 

 

コンクリート中に含まれるアルカリ総量の基準

コンクリート内のアルカリ総量

コンクリート中のアルカリ総量の基準は以下のとおりです。 

コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量を酸化ナトリウムNa₂O換算で3.0kg以下

この基準は、平成14年に国土交通省から通達があって適用されたもので、日本では全国共通と考えて良いでしょう。

 

 

アルカリ骨材(シリカ)反応の対策

アルカリ骨材反応の対策としては次の3つが挙げられます。

アルカリ骨材反応の対策

  1. 高炉セメントB種・C種、フライアッシュセメントB種・C種などのアルカリシリカ反応の抑制効果のあるセメントを使用する。
  2. コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量をNa₂O換算で3.0㎏以下とする。
  3. 骨材のアルカリシリカ反応性試験(化学法・モルタルバー法)で無害と確認された骨材を使用する。

 

高炉セメントB種・C種、フライアッシュセメントB種・C種などのアルカリシリカ反応の抑制効果のあるセメントを使用する。 

フライアッシュ(セメント工場)

フライアッシュとは石炭を燃焼する際に生じる灰の一種のことです。

高炉セメントやフライアッシュは、セメント中に含まれるアルカリ量が普通ポルトランドセメントに比べて少ないです。

よってアルカリシリカ反応を抑制する効果があります。

また、高炉スラグ粉末を混ぜると、コンクリート中のアルカリイオンや水の移動度が低下することにより、アルカリ骨材反応が抑制されるともいわれています。

 

コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量を酸化ナトリウムNa₂O換算で3.0㎏/m3以下とする。

コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量は酸化ナトリウム(Na₂O)換算で3.0㎏/m3以下としましょう。

コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量をNa₂O換算で3.0kg以下

土木施工管理技士の試験でもよく出る問題なので、この1文はコピペしてメモして活用して下さい。

 

骨材のアルカリシリカ反応性試験(化学法・モルタルバー法)で無害と確認された骨材を使用する。

また、アルカリ骨材反応の発生を防ぐには、大きく分けて「アルカリ骨材反応を起こさない“骨材”を使用する方法」と、「アルカリ骨材反応を起こさない“対策”をとる方法」の2つがあります。

アルカリ骨材反応を起こさない“骨材”を使用する方法

試験法 特徴
骨材判定(JCI-DD3、-DD4) 骨材に含まれる鉱物を分析し、問題となる鉱物の有無やその量を測定します。
化学法(JIS A1145) 骨材をアルカリ溶液に漬けて、反応性があるかどうかを判断します。
モルタルバー法(JIS A 1146) 分析対象の骨材を使ってモルタルを作り、実際に膨張量を測定します。

 

アルカリ骨材反応を起こさない“対策”をとる方法

アルカリ骨材反応を起こさない対策をとるには、コンクリート中に含まれるアルカリ分(Na、K)や、混和剤が持ち込むアルカリ量を制限しなければなりません。

試験法 特徴
アルカリの化学分析 セメントや混和剤などに含まれるアルカリ量を測定します。
水溶性アルカリ量 コンクリートに含有され、アルカリ骨材反応に関与する可能性のある、水に溶ける状態のアルカリ量を測定します。

化学法とモルタルバー法は、産業規格のJIS A 1145とJIS A 1146に規定されていますので、方法の詳細はJIS規格で確認してみてください。

外部リンク:JIS A 1145 

外部リンク:JIS A 1146

 

 

まとめ

アルカリ骨材反応についてのまとめです。

アルカリ骨材反応まとめ

アルカリ骨材(シリカ)反応とは、コンクリートの骨材中に含まれる反応性骨材(反応性シリカ鉱物や炭酸岩塩など)が、コンクリート中のアルカリ性水溶液と反応してアルカリシリカゲルを生成し、異常膨張やひび割れなどを発生させる劣化現象のこと

アルカリ骨材(シリカ)反応の原因は【反応性骨材】

アルカリ総量の基準

コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量を酸化ナトリウムNa₂O換算で3.0kg以下

アルカリ骨材反応の対策

  1. 高炉セメントB種・C種、フライアッシュセメントB種・C種などのアルカリシリカ反応の抑制効果のあるセメントを使用する。
  2. コンクリート1m3に含まれるアルカリ総量をNa₂O換算で3.0㎏以下とする。
  3. 骨材のアルカリシリカ反応性試験(化学法・モルタルバー法)で無害と確認された骨材を使用する。

 

 

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今回は以上です。

参考になればうれしいです。

ありがとうございました。

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