JPH0474740A

JPH0474740A - 塩基反応を防止した鉱物性骨材および塩基・骨材反応抑制方法

Info

Publication number: JPH0474740A
Application number: JP18338190A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Tsuyuki; 尚光露木; Naohito Ogasawara; 小笠原　直仁; Kazumasa Goto; 後藤　和昌; Takeshi Hibino; 毅日比野
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-10
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH0733274B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】利用分野本発明は、塩基性成分との反応を実質的に防止した非塩
基反応性の骨材、および塩基性成分と反応性である鉱物
性骨材を含む組成物中ての塩基・ンリカ反応の抑制方法
に関する。本発明は、例えばセメント系硬化物の耐久性
の向上および表面汚染の防止等に、極ｔで有用である。

従来の技術および問題点塩基・骨材反応は、特にコンクリート構造物の耐久性に
関して大きな問題となっており、コンクリートの耐用年
数か２０年以下となる場合もあり得る状態である。この
主な原因としては、骨材中の反応性シリカ鉱物かセメン
ト中の塩基成分（特にアルカリ金属成分）と反応してア
ルカリ・ノリカ系ゲルを生成し、該ゲルが水分を吸収し
て膨張および析出してコンクリートのクラック、破損、
汚染等を形成するものと思考されている。

従来、このアルカリ・骨材反応を抑制する方法としては
、セメント中のアルカリ金属成分含ａ量を下げる方法や
、高炉水砕スラグまたはフライアッンユ等を添加し、そ
のアルカリ捕捉効果あるいは希釈効果によるアルカリ・
骨材反応を抑制する方法か取られていｆ二（セメント化
学専門委員会報告Ｃ−２、−アルカリ骨材反応に関する
文献調査」セメント協会発行、１９８４年）。しかしな
がら、このような方法では骨材の反応性を長期的に抑制
することは本質的に困難であり、１か月ないし数年後に
はアルカリ・骨材反応が生じてくる傾向かある。

本発明の主目的は、上記の塩基・骨材反応を実質的に防
止した鉱物性骨材、ならびに水硬性セメント組成物中の
塩基・骨材反応を抑制する方法を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明者は、塩基性成分（代表的にはアルカリ成分）と
反応性である珪酸塩系骨材の反応性は、該珪酸塩のノリ
力成分の反応性（例えばソリ力成分のラジカルまたはイ
オン等による反応性）が主な原因であることに着目し１
こ。予想外にも、該珪酸塩系骨材にオゾン含有水（以Ｆ
に０３水という二とか♂５る）を接触させ】こことによ
って、該塩基性成分と接触する該骨材粒子の表面構造か
長期的に改質安定化することを見出しＩこ。

従って本発明によって、塩基性成分と反応性である鉱物
性物質に水の存在においてオゾンを接触させて該骨材の
反応部位を改質してなる、塩基との反応を実質的に防止
しｆ二鉱物性骨材か提供される。

上記のオゾンを骨材粒子に接触させる方法としては、オ
ゾン含有＊（Ｏ３＊）に浸漬ｄ゛る方法、或い：ま０３
水をスプレーする方法等が代表的である。該骨材をセメ
ント系材料に混入する場合は、前もってオゾンにて改質
した骨材を使用してもよく、或いは無機セメントの混和
水の添カロの際にオゾン水を添加まｆ二は使用してもよ
い。

従って本発明によって、塩基性成分と反応性である鉱物
性骨材を水の存在において会参令≠≠１ヨ＃オゾンにて
処理し几骨材をセメント用骨材として使用することを特
徴とする、水硬性セメント系組成物の塩基・骨材反応の
抑制方法が提供さイーる。また、塩基性成分と反応性で
ある鉱物性骨材、水硬性セメントおよび水を含むセメン
ト系材料を混和する際に、該水成分の０．０２重量％以
上のオゾンを存在せしめることを特徴とする、水硬性セ
メント系組成物の塩基・骨材反応の抑制方法が提供され
る。

発明の詳しい記述（１）　　塩基性成分と反応性であるコンクリート用骨
材の例示反応性骨材としては、岩石中に、反応性のシリカ鉱物で
あるオパール、クリストバライト、トリジマイト、火山
性ガラス、および／または上置等を含むものか例示され
る。一般的には火成岩系骨材があり、輝石安山岩が代表
的である。高炉スラグ、通常は高炉水砕スラグからなる
粗骨材、細骨材、微粉砕スラグ等も上記の成分を含有し
、小量を使用した場合に特に反応性である。また、陶磁
器などのセラミックス粉砕品やガラス粉砕骨材も、反応
性である。海砂も反応性の大きい骨材である。

なお本発明において、これらの反応性骨材と他の骨材を
組合せて使用することも、当然可能である。

（２）　オゾン本発明にて使用するオゾンとしては、無声放電または電
気分解を利用するオゾン発生器から得られるオゾンか有
利に使用できる。例えば、酸素または乾燥空気を交流電
圧によって無声放電させて、オゾンが安価に得られる。

使用する０３水（オゾンの水溶液または過飽和水溶液ま
たはオゾン含有水蒸気等のオゾン含有水であり得る）の
濃度（重量％）は、一般的に約０．０２％以上であり、
約０．０２〜３％程度の範囲であり、通常は約０．０５
〜２％程度であり、そしてオゾン含有水蒸気の場合は更
に高濃度とすることも可能である。なお、上記のオゾン
過飽和水溶液はオゾンまたはオゾン含有気体を加圧下に
水に導入して得られる。上記のオゾン含有水蒸気はオゾ
ンまたはオゾン含有気体と例えば飽和水蒸気とを混合し
て得られ、そして水に対するオゾン濃度は約２０〜３０
％程度の高濃度のものも可能である。０３水にて接触処
理す、る場合は、０、水に浸漬（例えば０．５〜２％濃
度にて数十分間以上）するか、または０３水をスプレー
することができる。セメント系材料に混和水を添加する
際に０３水を添加または使用する場合は、Ｏ８水濃度と
して約０．０２％以上、好ましくは約０．０５％以上か
適当である。なお、０３の過飽和水溶液またはオゾン含
有水蒸気を使用する場合は、接触処理する容器を密封す
るのが一般に好ましい。また、接触処理する鉱物性骨材
を容器に入れ、そして（イ）オゾン含有水蒸気を継続的
に導入するか、または（ロ）水を加えて該物質を浸漬ま
たは湿潤させた後に該容器中にオゾンまたはオゾン含有
気体を継続的に導入するのも好ましい処理方法である。

これらの場合、−船釣に、接触処理した後に、処理済の
鉱物性骨材を水洗するのが好ましい場合もあるが、水洗
しなくともよい。なお、０３の作用を緩和するために、
小量（例えば０３水のオゾンの当量の２／３以下の当量
）の還元性化合物（例えば亜硫酸塩または亜硝酸塩）を
併用するのも望ましい一態様である。

（３）　具体例１〜３骨材として、アルカリンリカ反応性である輝石安山岩２
０Ｍ　ｉｔ％および該反応性に乏しい川砂８０重量２を
使用した。輝石安山岩骨材としては、未処理のもの（例
１）、過剰量の１５重量％０３水中に容器を密封して１
週間浸漬したもの（例２）、および０３水に１週間浸漬
後に水洗したもの（例３）を、それぞれ使用し１こ。

ＡＳＴＭ　Ｃ２２７−、！ｉｌに準乙、セメント１重量
部に対して、骨材（粒径０．１５〜４．７５ｍｍ）を２
．２５重量部とし、水量はテーブルフローて１０５〜１
２０となるように調整し、モルタルを作成した。モルタ
ルバー供試体（２５Ｘ　２５ｘ　２８５ｎ＋Ｉ＠）を脱
型後、３７．８：　１．７℃、ＲＨＩ００％に保ち、コ
ンパレーターにより長さ変化を測定した。なお、使用し
たセメントは普通ポルトランドセメントであり、その全
アルカリ量（Ｒ，０）はＮａｔＯ換算で０．４９％　（
Ｎａ、Ｏ：　０．３、Ｋ、０　：　０．２９）であった
。Ｒ，０量を変化させるため試薬級のＮ　ａ　ＯＨおよ
びＫｏｊｉを前記の比で添加し、Ｒ，ＯＫ　１．３８％
とし１こ。

長さの測定結果を下表に示す。

口長さ変化率（％）コ上記の結果は、上記のＡＳＴＭと類似のＪＩＳ　Ａ３３
０８付属書８（モルタルバー法）の判定基準「平均膨張
率か６か月後に０．１００％未満の場合は無害、Ｏ，１
００＄以上の場合は有害とする。１からみても、明白で
ある。すなわち、例１（比較例）は極めて有害、そして
例２〜３は完全に無害である。

作用および効果塩基成分およびこれと反応性の骨材が共存する組成物中
の塩基・骨材反応（特に骨材のアルカリンリカ反応）は
、該組成物の耐久性および汚染に極めて有害であるが、
本質的に未解決の状態にあった。本発明の作用は、充分
には解明されていないが、該反応性骨材に０３含有水を
接触させることによって該骨材粒子の反応性部位である
表面のガラス構造が含水ゲル状物質に改質されて、その
反応性が効果的に抑制される効果を達成するものと思考
される。例えば、反応性ソリ力成分は代表的にヨ８１−
０の反応部位を有するか、この場合には０３水か作用し
て長期的に安定な−”：５ｉ−Ｏｔｉ構進に改質されそ
してその反応性も充分に抑制されるものと思考される。

しかしなから、本発明はこのような代表的な理論に拘束
されるものではない。

本発明による非反に：性改質骨材は、塩基成分（特にア
ルカリ成分）と共存する組成物の長期的安定化に極めて
有用である。代表的には、モルタルおよびコノクリート
等のセメント系硬化物の長期安定性に有効である。更に
、該組成物中に、アルカリ成分含ｈ−ｍの多い混和剤、
添加剤等を使用することか容易となる効果も達成される
。なお本発明にて使用するオゾン含有水は、他あ添加剤
薬品と異なり、作用後に実質的に水分となり、無毒性で
あり、また残存成分が製品の品質、強度等に悪影響しな
い効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塩基性成分と反応性である鉱物性骨材に水の存在
においてオゾンを接触させて該骨材の反応部位を改質し
てなる、塩基との反応を実質的に防止した鉱物性骨材。
（２）塩基性成分と反応性である鉱物性骨材に水の存在
においてオゾンを接触させて処理した骨材をセメント用
骨材として使用することを特徴とする、水硬性セメント
系組成物の塩基・骨材反応の抑制方法。
（３）塩基性成分と反応性である鉱物性骨材、水硬性セ
メントおよび水を含むセメント系材料を混和する際に、
該水成分の０．０２重量％以上のオゾンを存在せしめる
ことを特徴とする、水硬性セメント系組成物の塩基・骨
材反応の抑制方法。