JP2536880B2

JP2536880B2 - コンクリ―ト骨材試験方法

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Publication number: JP2536880B2
Application number: JP62233304A
Authority: JP
Inventors: 利貞廣岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JPS6474449A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンクリート用骨材のアルカリ骨材反応性
の程度を判定するための試験方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンクリート用骨材の膨張反応に対する検討
が、緊急な課題として取り上げられるようになった。す
なわち、ある種の骨材が、コンクリート中のアルカリと
反応して膨張し、コンクリートにひび割れが生ずるとい
うのである。これが、アルカリ骨材反応といわれるもの
である。

アルカリ骨材反応には、アルカリ・シリカ反応、
アルカリ炭酸塩反応、アルカリ・珪酸塩反応の３つの
型があると言われている。最近問題になっているのは、
主として、アルカリ・シリカ反応で、α−クリストバラ
イト等の不安定シリカ鉱物がコンクリート中のアルカリ
と反応して膨張性のゲル状物質を生成し、骨材周辺に膨
張圧が作用してコンクリートにひび割れが発生する。

そこで、各種の骨材がどのようなアルカリ骨材反応を
示すかを測定し、その骨材が建設用資材として適するか
否かを判別する方法が、開発されている。このような方
法として、骨材をアルカリ溶液中で反応させて骨材から
溶出したシリカ量とアルカリの消費量を測定する化学
法，骨材を細粒に砕いてモルタル供試体を作り、促進条
件下で養生して３ヵ月或いは６ヵ月後の膨張率によりア
ルカリ反応性を判定するモルタルバー法等々が知られて
いる。（1986年５月20日技報堂出版発行岸谷孝一他編
「コンクリート構造物の耐久性シリーズアルカリ骨材
反応」第117〜132頁参照）〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、従来の試験方法によるとき、計測時間
が非常に長く、また試験方法自体もマニュアルに頼ると
ころが多い。そのため、このアルカリ骨材反応の迅速且
つ容易な測定方法の開発が望まれていた。

本発明は、このような要求に応えるべく案出されたも
のであり、密封容器内の試薬に浸漬した骨材試料の吸水
膨張に基づく液圧の変化を検出することによって、アル
カリ骨材反応性の程度を迅速に判定し、且つ、自動化が
容易な試験方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のコンクリート骨材試験方法は、その目的を達
成するため、密封容器内のアルカリ溶液中に骨材試料を
浸漬した該密封容器内の骨材試料の膨張に基づく液圧の
変化と、密封容器内の精製水中に骨材試料を浸漬した該
密封容器内の骨材試料の膨張に基づく液圧の変化とを、
一定温度下で一定時間計測し、該計測した両液圧の変化
の差異及び前記アルカリ溶液の液圧の値より、供試骨材
のアルカリ骨材反応性の程度を判定することを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明の試験方法は、対象とする骨材を破砕した絶乾
状態の試料を、密封容器内のアルカリ溶液中と精製水中
にそれぞれ浸漬し、両者の吸水膨張に基づく容器内の液
圧変化を計測し、この計測結果から骨材のアルカリ骨材
反応性の程度を判定する方法である。

一般に、アルカリ骨材反応性の大きい骨材ほどアルカ
リ溶液中での吸水膨張は大きいので、前記のように、密
封容器内のアルカリ溶液中に骨材試料を浸漬すると、骨
材試料の膨張により、密封容器内の液圧は上昇する。従
って、この液圧変化を計測することにより、アルカリ骨
材反応性の程度を知ることができる。

そこで、本発明においては、２つの密封容器を用意
し、一方の容器にはアルカリ溶液と骨材試料を入れ、他
方の容器には精製水と骨材試料を入れる。そして、両方
の試料入り密封容器を一定温度に保持した恒温槽の中に
入れて、一定時間内の両容器内の液圧変化を同時に計測
する。

ここで、精製水と骨材試料を入れた密封容器の液圧変
化を同時に計測するのは、試験中における制御不能は要
因の変動による液圧計測値の変動の影響をなくすと共
に、比較のための基準値を得るためである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例における試験装置の全体構成
を示す図であり、第２図は第１図の一部拡大断面図であ
る。本実施例装置の基本構成は、骨材試料とアルカリ溶
液及び骨材試料と精製水をそれぞれ注入して密封する２
個の密封容器１（ただし、図面には２個の容器のうち１
個のみ示してある）と、この密封容器１とその内容物を
一定温度に保つための恒温容器２と、各密閉容器１内の
液圧を測定するための圧力計３と、各密封容器１内の温
度を測定するための温度計４と、動歪み計５と、動歪み
計５の出力である液圧の経時的変化を記録表示する記録
計６とからなる。

ここで、動歪み計について説明する。容器中の溶液に
生ずる圧力及び温度は、圧力計及び温度計をセンサーと
して計測され、自動記録計に記録される。圧力計及び温
度計は、いずれも歪みゲージタイプのものを使用してい
るので、これを作動させるためには、入力として印加電
圧を与え、圧力及び温度変化に応答した電圧を出力させ
なければならない。出力電圧は、一般に小さいので、こ
れを記録計に入力して打点記録させるには、記録計のフ
ルスケールに対応した入力電圧に増幅する必要がある。
さらに、計測は継続して行われるので、センサーの出力
電圧と記録計への入力電圧は、圧力及び温度の変化に、
計測の都度、対応していなければならない。以上の各機
能を有する計器の一つが動歪み計である。本実施例にお
いては、動歪み計の、センサーへの印加電圧の供給、セ
ンサーからの出力電圧の記録計作動電圧への増幅及び連
続的調整の機能を利用して計測を行う。

さて、密封容器１は、第２図に示すように、鋼製の筒
状容器10の上部フランジ11にパッキン12を介してアクリ
ル製の蓋13を置き、この蓋13の上に鋼製の押え板14を置
いて、締め付けクランプ15によりフランジ11と押え板14
を締めつけて、筒状容器10を密封する構造となってい
る。

そして、この蓋13には、圧力計３と温度計４及び試薬
又は水の注入管16と排気管18が図示のように設けられて
いる。

恒温容器２は、第１図に示すように、水槽20と、水槽
20内の水W_Aを加熱するためのヒーター21及び図示しない
温度制御装置からなっている。なお、図中22は温度設定
ダイアルであり、23は温度計である。

上記試験装置を用いた試験方法について以下詳しく説
明する。

先ず、試験対象とする骨材（岩石の小片）を粉砕し
て、篩目2.5mmの篩を通過し、篩目1.2mmの篩に止まる絶
乾状態の試料1000gを調整し、これを500gづつ二分す
る。そして、この試料を40℃の一定温度に保持してお
く。

一方、アルカリ溶液としてのNaOH2％溶液と精製水を
各100cc準備し、40℃の一定温度に保持しておく。

ここで、前記骨材試料の粒径範囲1.2〜2.5mmは、試薬
と共に密封容器内に入れた骨材の膨張が最も大きくなっ
て、浸漬法によるアルカリ骨材反応性の判定試験に最も
適した粒度範囲である。

また、前記試薬のNaOH2％溶液は、この試薬の場合に
骨材の膨張が最も大きくなって、浸漬法によるアルカリ
骨材反応性の判定試験に最も適した試薬である。

次に、筒状容器10内に、底から1/3程度の高さまで試
薬（NaOH2％溶液）を入れ、次いで、骨材試料500gを入
れ、容器10を振動させて気泡を出す。その後、10分以内
に、圧力計3,温度計4,注入管16,排気管18をセットした
蓋13を、前記したように、パッキン12,押え板14と共に
フランジ部11にクランプ15により締めつけて装着する。

次に、注入管16から残りの試薬を注入し、試薬が排出
管18の止め栓19の上まで達したところで、注入管16の止
め栓17と排出管18の止め栓19を閉めて筒状容器10を密封
する。

一方、同様にして、図示していない別の筒状容器内
に、精製水と骨材試料を入れて密封する。

試料をセットした上記２つの密封容器１を第１図に示
すように、恒温容器２の水槽20内に浸漬する。水槽20内
の水W_Aの温度は40℃に保持されている。ここで、水温を
40℃とする理由について説明する。アルカリ骨材反応試
験方法のうち、よく使われる規格化された試験方法であ
るモルタルバー法では、40℃の環境下で促進保温養生を
行うこととしている。この温度は、常温環境下と同じ反
応生成物が得られ、かつ、促進効果が期待される上限温
度と見ることができる。本例においては、モルタルバー
と同じ条件である40℃に水温を設定した。

２つの密封容器１のそれぞれの圧力計３及び温度計４
の導線を動歪み計５に接続し、密封容器10内での試薬と
骨材試料との接触開始後10分経過した時点から、動歪み
計５による計測を開始すると共に、記録計６での記録を
開始し、この計測を24時間継続する。すなわち、細骨材
の比重及び吸水量試験方法（JIS A 1109）では、最大粒
径5mmの細骨材の水中浸漬時間を24時間と定めている。
これは、細骨材が24時間吸水で飽和状態に達するものと
理解されているからである。事実、精製水中の細骨材の
吸水膨張現象は24時間（1440分）以内に極大値を示すも
のが圧倒的に多い。本試験方法は、細骨材が精製水中と
アルカリ溶液中とで異なった膨張挙動を示す場合に、何
らかのアルカリ骨材反応性の存在を疑うとする試験方法
であるので、精製水中を基準として、浸漬時間は24時間
を原則としたものである。

反応性骨材の場合、精製水中の試料の膨張よりも、Na
OH2％溶液中の試料の膨張の方が大きい。従って、この
計測により得られた、２つの圧力−時間曲線、すなわ
ち、NaOH2％溶液中の骨材試料の膨張に基づく液圧曲線
（以下、試薬圧力曲線という）と、精製水中の骨材試料
の膨張に基づく液圧曲線（以下、精製水圧力曲線とい
う）とを比較し、その差の大小によって、供試骨材のア
ルカリ骨材反応性の程度を判定することができる。

第３図は、本発明の方法による試験結果の１例を示す
圧力−時間曲線図である。図の横軸は時間を示し、縦軸
は圧力を示す。

試験に供した骨材は、従来の試験方法である化学法及
びモルタルバー法で反応性があると認められた骨材を用
いた。図に明らかなように、試薬圧力曲線と精製水圧
力曲線とでは大きな差がある。この場合の圧力の絶対
値は、アルカリ骨材反応性の程度を示す指標となる。

第４図は、従来の試験方法で、アルカリ骨材反応に関
して無害と認められた骨材を試料として、本発明法によ
り試験したときの、試薬圧力曲線である。図示のよう
に、アルカリ骨材反応性の小さい骨材では、NaOH2％溶
液中における吸水膨張は小さく、本試験における顕著な
圧力変化は見られない。

本発明者等は、種々の骨材について試験した結果、本
発明の試験方法によって得られた圧力−曲線図におい
て、試薬圧力曲線が圧力0.115kgf/cm²以内（第３図及び
第４図の破線で示す水準以内）にあれば、アルカリ骨材
反応に関して無害と判定してよいことを確認した。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、対象骨材
の破砕試料を、密封容器内のアルカリ溶液中と精製水中
にそれぞれ浸漬し、両者の吸水膨張に基づく容器内の液
圧変化を計測し、この計測結果から骨材のアルカリ骨材
反応性の程度を判定するようにしたので、従来法に比し
て次のような効果がある。

試験条件が一定に保たれ、且つ、圧力計や温度計等の
計器による定量的なデータに基づく判定であるので、判
定のバラツキがない。

試料や試薬の調整後の試験自体は自動化が可能であ
る。

化学法における場合のような、試験に適用できない対
象骨材の制限がなく、また、モルタルバー法における場
合のような、試料配合上の制約がない。

試験の期間は24時間程度で、モルタルバー法等に比し
て短期間で結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における試験装置の全体構成
を示す図であり、第２図は、第１図の一部拡大断面図で
ある。第３図及び第４図は、本発明の方法による試験結
果の例を示す圧力−時間曲線図である。 1:密封容器、2:恒温容器、3:圧力計 4:温度計、5:動歪み計、6:記録計 S:骨材試料、A:アルカリ溶液、W:精製水

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】密封容器内のアルカリ溶液中に骨材試料を
浸漬した該密封容器内の骨材試料の膨張に基づく液圧の
変化と、密封容器内の精製水中に骨材試料を浸漬した該
密封容器内の骨材試料の膨張に基づく液圧の変化とを、
一定温度下で一定時間計測し、該計測した両液圧の変化
の差異及び前記アルカリ溶液の液圧の値より、供試骨材
のアルカリ骨材反応性の程度を判定することを特徴とす
るコンクリート骨材試験方法。