アルカリ骨材反応とは?その原因と対策
建築物研究家
アルカリ骨材反応とは何ですか?
建築を知りたい
コンクリートのアルカリ性と骨材が反応して異常膨張を起こす現象のことです。
建築物研究家
アルカリ骨材反応の原因は何ですか?
建築を知りたい
アルカリシリカ反応が主な原因です。内部で生成された水ガラス層が、未反応シリカ成分と反応して膨張反応を起こし、体積が膨張します。
アルカリ骨材反応とは。
アルカリ骨材反応とは、コンクリートの強いアルカリ性に対し、骨材が反応して起こる劣化現象です。コンクリート内部にはアルカリ金属イオンが存在し、これが特定の鉱物と反応して異常な膨張を示します。
ほとんどの場合、アルカリ骨材反応の原因は、アルカリシリカ反応と呼ばれるものです。アルカリシリカ反応では、コンクリート内部で水ガラス層が生成され、この水ガラス層が未反応のシリカ成分と反応して膨張反応を起こします。この膨張反応により、コンクリートの体積が膨張し、膨張圧が高まります。膨張圧が高まり耐力を超えると、コンクリートにひび割れが生じます。
アルカリ骨材反応によるひび割れは、方向性が見られず、大きな力になると10mm以上のクラックが生じてしまいます。かつては、海砂などが使用されていた時代に多く見られたことから、現在は無害骨材の使用などの対策が講じられています。
アルカリ骨材反応の原因
建築用語である「アルカリ骨材反応」は、強アルカリ性であるコンクリートの性質に対し、骨材が反応を示すことで起こる劣化現象です。この異常膨張は、コンクリート内部に存在するアルカリ金属イオンと特定の鉱物が反応することによって引き起こされるものです。大部分のアルカリ骨材反応は、内部で生成された水ガラス層が未反応のシリカ成分と反応して膨張反応を起こすアルカリシリカ反応と呼ばれるものによって生じます。この膨張反応によって体積が膨張し、膨張圧が高まると、耐力を超えた段階でひび割れが見られます。ひび割れに方向性が見られず、大きな力になると10mm以上のクラックを生じてしまうのが特徴です。かつて海砂などが使われていた時代には多く見られる現象であるため、現在は無害骨材を使用するなどの対策が講じられています。
アルカリ骨材反応の対策
アルカリ骨材反応の対策には、アルカリ骨材反応を引き起こしにくい骨材を使用することが重要です。日本では、コンクリート用骨材のアルカリシリカ反応性を判断するために、JIS A 5308「コンクリート用骨材のアルカリシリカ反応性試験方法」が定められています。この試験方法は、コンクリート用骨材をアルカリ性溶液に浸漬し、その膨張率を測定することで、アルカリシリカ反応性を評価するものです。
アルカリ骨材反応を引き起こしやすい骨材を使用する場合には、コンクリートのアルカリ含有量を低減する必要があります。コンクリートのアルカリ含有量を低減するためには、以下の方法があります。
* 低アルカリセメントを使用する。
* セメントの配合量を減らす。
* フライアッシュやシリカフュームなどのアルカリ含有量の少ない補材を使用する。
また、コンクリートの養生方法を工夫することで、アルカリ骨材反応を抑制することができます。コンクリートの養生方法を工夫するためには、以下の方法があります。
* コンクリートを直射日光に当てないようにする。
* コンクリートを風雨にさらさないようにする。
* コンクリートを十分に湿潤状態に保つ。
アルカリ骨材反応は、コンクリートの品質を低下させるだけでなく、建物の耐久性にも影響を与える可能性があります。そのため、コンクリートの設計や施工においては、アルカリ骨材反応を防止するための対策を講じることが重要です。
アルカリ骨材反応の事例
アルカリ骨材反応の事例
アルカリ骨材反応は、多くのインフラや建物の劣化を引き起こしてきました。最も有名な事例の一つは、1940年代に建設された日本の永代橋です。この橋は、アルカリシリカ反応が原因で、コンクリートにひび割れが生じ、崩壊の危険性が高まりました。そのため、橋は取り壊され、新しい橋が建設されました。
また、1990年代には、アメリカのロサンゼルス郡で、大量のアルカリ骨材反応が報告されました。この反応は、コンクリートにひび割れや膨張を引き起こし、多くの建物の損傷につながりました。この事例をきっかけに、アメリカではアルカリ骨材反応対策が強化され、コンクリートの品質管理が厳格化されました。
近年では、中国でアルカリ骨材反応が大きな問題となっています。中国では、経済成長に伴い、大量のコンクリートが使用されていますが、コンクリートの品質管理が不十分なため、アルカリ骨材反応が頻発しています。この反応は、コンクリートにひび割れや膨張を引き起こし、建物の崩壊につながるおそれがあります。そのため、中国ではアルカリ骨材反応対策が急務となっています。
アルカリ骨材反応を防ぐための骨材の種類
アルカリ骨材反応を防ぐための骨材の種類
アルカリ骨材反応は、コンクリートの劣化現象の一つであり、異常膨張を起こしてひび割れが生じる。この反応を防ぐためには、アルカリに反応しにくい骨材を使用することが重要である。アルカリに反応しにくい骨材としては、以下のようなものがある。
* 砕石
砕石は、岩石を砕いたもので、アルカリに反応しにくい。
* 砂利
砂利は、川や海で削られた岩石の破片であり、アルカリに反応しにくい。
* 人工骨材
人工骨材は、工場で生産される骨材であり、アルカリに反応しにくいように設計されている。
これらの骨材を使用することで、アルカリ骨材反応を防ぐことができる。