JPH0341419B2

JPH0341419B2 -

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Publication number: JPH0341419B2
Application number: JP60093864A
Authority: JP
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS61256951A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、アルカリ骨材反応を起す骨材が配合
された硬化コンクリートの劣化を防止する方法に
関する。

従来の技術コンクリートは、基本成分としてセメント、骨
材及び水を配合することによりつくられる。その
骨材として従来より砂利が用いられていたが、良
質の砂利の産出量が次第に不足すようになり、こ
れを補うために、また、入手の利便の点からも、
岩石等鉱物を砕くことによつて得られる所謂砕石
が、砂利に替つてコンクリートに配合される骨材
として用いられている。ところが、砕石が骨材と
して配合された硬化コンクリートには、長期間に
わたる使用中にその表面に網目状または亀甲状の
クラツクが生じ、それが成長するとやがて崩壊に
至るとう問題がしばしば起こつている。

上記網目状又は亀甲状のクラツクは、良質の砂
利が骨材として配合された硬化コンクリートが劣
化することによりその表面に生じる直線的或いは
非折線的クラツクとは明瞭に相違し、また、上記
網目状又は亀甲状のクラツクが生じた硬化コンク
リートの表層部からその一部を試料として採取
し、その中で骨材を顕微鏡を用いて観察すると、
骨材粒子の表面が黒く変質していたり、或いは骨
材粒子に白化した表面層が生じていることから、
上記クラツクは、セメント中のアルカリ分と骨材
との反応、所謂アルカリ骨材反応に原因する骨材
の膨張によることが既に知られている。また海砂
の使用によるアルカリ分の増大もアルカリ骨材反
応を助長する原因となつている。

砕石が骨材として配合された硬化コンクリート
の上記アルカリ骨材反応を防ぐ方法として、コン
クリート配合の際にポラゾン物質を添加しておく
方法、コンクリートを硬化させた後の表面に合成
樹脂等の防水被膜を形成させる方法等が知られて
いるが、いずれも充分なものではない。

硬化コンクリートの劣化を防ぐ方法として、特
開昭58−20768号公報には珪酸リチウム水溶液に
ナフタレンスルセン酸ソーダホルムアルデヒド縮
合物を少量添加した液を硬化コンクリートの表面
から含浸させる方法が、また、特開昭60−36385
号公報には珪酸リチウム水溶液に低級脂肪族アル
コールを少量添加した液を用いて上記と同様に含
浸させる方法が示されているが、これらの方法に
よつてアルカリ骨材反応を起す骨材が配合された
硬化コンクリートに対しては、劣化防止は充分に
達成されず、アルカリ骨材反応が起り易い条件下
では、やはり網目状又は、亀甲状クラツクがその
表面に生じる。またアルカリ骨材反応はCl^-を含
んだ海砂の使用による鉄筋腐蝕を伴つていること
が多い。鉄筋腐蝕によるひびわれが入つた場合に
は、内部にまで水が侵入するから更にアルカリ骨
材反応も助長される。

本発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、アルカリ骨材反応を起す骨材
が配合された硬化コンクリートのアルカリ骨材反
応による劣化を完全に防ぐ方法を提供することに
ある。

問題点を解決するための手段本発明によるアルカリ骨材反応を起す骨材を含
有する硬化コンクリートの劣化防止方法は、アル
カリ骨材反応を起す骨材を含有する打設前のコン
クリートに亜硝酸リチウムを当該コンクリート中
のセメントに対しLiとして0.05〜１重量％の量を
含有させておくことを特徴とする。

本発明の方法が適用されるコンクリートは、水
和反応によつて硬化する通常のセメントと水とア
ルカリ骨材反応を起こす骨材を主成分として含有
するものである。用いられるセメントの例として
は、普通ポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等が挙
げられる。これらセメント中には、通常、酸化物
換算で0.5〜1.5重量％程度のアルカリ分、例え
ば、Na₂O、K₂O等が含まれる。

本発明の方法が適用されるコンクリートに含ま
れる骨材は、岩石等鉱物を砕くことにより得られ
るものであり、それら鉱物の例としては、蛋白
石、玉髄。珪酸質苦土質石灰岩、流紋岩、安山
岩、凝灰岩、石英安山岩、粗面岩、黒曜岩、輝石
岩、トリジマイト、クリストバライト、各種チヤ
ート、フリント等が挙げられる。これらの鉱物中
には、水の存在下に前記セメント中のアルカリ分
と反応する成分が含まれる。その反応性成分の例
としては、シリカ、珪酸塩、炭酸塩等が挙げられ
る。上記鉱物骨材とセメント中のアルカリ分との
反応性は一様ではなく、一般に砕石骨材の反応性
については、コンクリート中に配合する前に試験
される。その試験方法として、アルカリ分との反
応性に係る化学法としてASTM C289の方法が、
また、モルタルバー法による骨材の膨張率を測定
するASTM C227の方法が用いられる。

本発明の方法に用いられる亜硝酸リチウムとし
ては、市販工業製品でよく、また、これらの混合
物、或いは水溶液の形態のものでも差支えない。

本発明の方法は、通常のコンクリートの調整法
に従つて、主成分として所定量の上記セメント、
骨材及び水を配合する際、上記亜硝酸リチウムを
当該セメントに対してLiとして0.05〜１重量％添
加しておくことにより容易に行うことができる。
また、コンクリートの硬化も常法により容易に行
い得る。

さらに所望に応じ、硬化後のコンクリートの表
面に防水性塗材を施すとよい。これに用いられる
防水性塗材としては、通常コンクリートの防水用
に用いられるものでよく、その例としては、アク
リル形樹脂水性エマルジヨン、エポキシ樹脂水性
エマルジヨン、スチレン−ブタジエンゴム水性ラ
テツクス、アクリロニトリル−ブタジエンゴム水
性エマルジヨン、パラフイン水性エマルジヨン、
アスフアルト水性エマルジヨン、セメントペース
ト、モルタル、上記エマルジヨンを添加したセメ
ントペースト、モルタル等が挙げられる。上記乾
燥後に上記防水性塗材を施する方法も、例えば、
刷毛塗り、スプレー塗布、ローラー塗布、こて塗
り等常法に従つて容易に行い得る。

作用本発明において、上記コンクリート成分を配合
してコンクリートを調製する際に加えられる亜硝
酸リチウムは、コンクリートの配合水中に均一に
溶解し、コンクリートが硬化した後も硬化コンク
リート中に一様に分散して含有される。亜硝酸リ
チウムが含有されていない硬化コンクリートで
は、外部から侵入してきた水分によつて、セメン
ト中に存在していたアルカリ分、海砂等から持込
まれたアルカリ分と骨材との反応か生起するが、
亜硝酸リチウムが含有された硬化コンクリートで
は、外部から水の侵入があつても、上記アルカリ
骨材反応が起こらない。かかる効果については、
理学的解明は完結されていないが、硬化コンクリ
ート中で骨材の周りに存在する亜硝酸リチウムが
骨材とその表面で反応し、その結果骨材表面にア
ルカリ骨材反応を起さない非反応性の被覆物が生
成することによるものと考えられる。また同時に
亜硝酸リチウムは、コンクリート内に塩分が含ま
れている場合にも鉄筋の腐蝕を防止する働きを持
つから、鉄筋腐蝕によるひびわれも防ぎ、そのひ
びわれを通じての内部への水の侵入もない。この
ようなアルカリ骨材反応を防ぐ充分な好ましい量
として、亜硝酸リチウムは、セメントに対してLi
として0.05〜１重量％量がコンクリートに含有さ
れる。

しかし、硬化コンクリートの表面部分の亜硝酸
リチウムは、硬化コンクリートの表面に接触する
水によつて再び溶出し易いので、上記コンクリー
トの硬化後その上に防水性塗材による被膜を形成
させると、上記溶出の原因となる水が硬化コンク
リート表面に接触するのを防ぐ作用をして、一層
好ましくは本発明の目的が達成される。

以下実施例及び比較例により本願発明方法を説
明する。

実施例粒形20〜14mm、14〜10mm及び10〜５mmの３種の
斜方輝石安山岩砕石を粗骨材として用意し、これ
を更に0.15〜0.30mmに砕き、ASTM C289の方法
により試験したところ、アルカリ骨材反応による
膨張性を示す骨材であると判定された。別途、普
通ポルトランドセメントを用意し、アルカリ分を
測定したところ、このセメントはNa₂O換算で
1.08重量％のアルカリ分を含んでいた。細骨材に
は塊怒川の川砂か、また、セメント中のアルカリ
分を調節するのに添加される食塩（NaCl）、更に
鉄筋コンクリートを調製するのに用いられる直径
10mm長さ46mmのSGD−３のみがき鋼棒が用意さ
れた。

次いで下記配合により、コンクリートが調製さ
れた。粗骨材は、粒形20〜14mmのもの、同14〜10
mmのもの及び同10〜５mmのものを重量比で１：
１：１に混合し、これに細骨材を加えて粗粒率を
2.8とした。単位セメント量は310Kg／m³、水／セ
メント比0.5とし、このコンクリート調整の際、
濃度５重量％の亜硝酸リチウムの水溶液をLiとし
てセメントに対して0.5重量％となる量添加した。
さらにセメントに対してNa₂O換算量が２重量％
となるるように食塩を加え、スペーサーを用い
て、鋼棒の周りのコンクリートかぶり厚さ20mmと
なるように、たて、よこ、高さが150mm、150mm及
び500mmの亜硝酸リチウム含有の鉄筋コンクリー
トを打設した。打設してから１日後に脱型し、そ
のまま38℃の温度、相対湿度95％の空気中で養生
及び放置を続けたが60日経過後も、150日経過後
もクラツクの発生は認められず、また、この鉄筋
コンクリートを破壊して鋼棒をとり出し、その表
面を観察しても、発錆は全く認められなかつた。
また上記60日を経過するまで、10日毎に硬化コン
クリートの膨張率を測定したところ添付図面の線
Ａ（−Γ−）で示すように膨張が起こつていない
ことが認められた。

比較例上記において亜硝酸リチウムを加えなかつた他
は上記と全く同様にして亜硝酸リチウム不含有の
鉄筋コンクリートを打設し、打設してから１日後
に脱型し、前例同様、38℃の温度、相対湿度95％
の空気中で養生及び放置を続けたところ、この硬
化コンクリート表面には60日後に網目状のクラツ
クが生じた。また前例と同様に60日経過まで硬化
コンクリートの膨張率を測定したところ、添付図
面の線Ｂ−（−●−）で示すように、その増大が
認められた。さらに90日間の放置を続けたとこ
ろ、クラツクの幅の増大と新たなクラツクの発生
が認められ、さらに鉄筋コンクリートを破壊して
鋼棒を取り出し、その表面を観察すると局所腐蝕
が起つていた。

発明の効果上記の如く、本発明の方法によると、アルカリ
骨材反応を起す骨材が含有された硬化コンクリー
トのアルカリ骨材反応による劣化を極めて良好に
防ぐことができる。従つて、従来、硬化コンクリ
ートのアルカリ骨材反応による劣化を完全に防ぐ
には、予備テストに基づいてこの反応を起こさな
い骨材を選定した後、その骨材を用いることによ
つて行われていたが、本発明によれば予備テスト
の必要はなく、アルカリ骨材反応を起こす骨材を
用いてもアルカリ骨材反応を起こさない硬化コン
クリートを得ることができる。特に鉄筋コンクリ
ート、鉄筋コンクリート等の建造物にアルカリ骨
材反応によるクラツクが起ると、鉄筋、鉄骨等の
腐蝕がやがて進行し、重大な危険が懸念された
が、本発明の方法を適用することにより、かかる
危険を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、硬化コンクリートについて、横軸の材令
日数に対し、縦軸に膨張率（％）を表示した図で
あり、図中の線Ａは、実施例における亜硝酸リチ
ウムを含有する硬化コンクリートに係る測定値を
表わすΓ点を結んだものであり、線Ｂは比較例即
ち亜硝酸リチウムを含有しない硬化コンクリート
に係る測定値を表わす●点を結んだものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１アルカリ骨材反応を起す骨材を含有する打設
前のコンクリートに、当該コンクリート中のセメ
ントに対しLiとして0.05〜１重量％量の亜硝酸リ
チウムを含有させておくことを特徴とするアルカ
リ骨材反応を起す骨材を含有する硬化コンクリー
トの劣化防止方法。