JPH066498B2 - 非塩基反応性骨材および塩基・骨材反応抑制方法 - Google Patents
非塩基反応性骨材および塩基・骨材反応抑制方法Info
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- JPH066498B2 JPH066498B2 JP1004072A JP407289A JPH066498B2 JP H066498 B2 JPH066498 B2 JP H066498B2 JP 1004072 A JP1004072 A JP 1004072A JP 407289 A JP407289 A JP 407289A JP H066498 B2 JPH066498 B2 JP H066498B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
-
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- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
- C04B20/1066—Oxides, Hydroxides
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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での塩基・骨材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、極めて有用である。
基反応性骨材、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での塩基・骨材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、極めて有用である。
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
数が30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がセメント
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・シ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。
関して大きな問題となっており、コンクリートの耐用年
数が30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がセメント
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・シ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有量を下げる方法
や、フライアッシュ等を添加し、そのアルカリ補足効果
あるいは希釈効果によるアルカリ・骨材反応を抑制する
方法が取られていた（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
じてくる傾向がある。
は、セメント中のアルカリ金属成分含有量を下げる方法
や、フライアッシュ等を添加し、そのアルカリ補足効果
あるいは希釈効果によるアルカリ・骨材反応を抑制する
方法が取られていた（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
じてくる傾向がある。
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。
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、該珪酸塩のシリ
カ成分の反応性（例えばシリカ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
た。予想外にも、該珪酸塩系骨材に過酸化水素液（以下
にH2O2液ということがある）を接触させることによっ
て、該塩基性成分と接触する該骨材粒子の表面構造が長
期的に改質安定化することを見出した。
反応性である珪酸塩系骨材の反応性は、該珪酸塩のシリ
カ成分の反応性（例えばシリカ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
た。予想外にも、該珪酸塩系骨材に過酸化水素液（以下
にH2O2液ということがある）を接触させることによっ
て、該塩基性成分と接触する該骨材粒子の表面構造が長
期的に改質安定化することを見出した。
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（ただし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水
素水にて処理し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が提供され
る。
性骨材（ただし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水
素水にて処理し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が提供され
る。
上記のH2O2を骨材粒子に接触させる方法としては、H2O2
液に浸漬する方法までH2O2液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H2O2にて改質した骨材を使用してもよく、
或いは混和水の添加の際にH2O2液を添加または使用して
もよい。
液に浸漬する方法までH2O2液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H2O2にて改質した骨材を使用してもよく、
或いは混和水の添加の際にH2O2液を添加または使用して
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（ただし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水
素水に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
材反応の抑制方法が提供される。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0.05重量％
以上の過酸化水素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。
性骨材（ただし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水
素水に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
材反応の抑制方法が提供される。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0.05重量％
以上の過酸化水素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／または玉髄等を含むものが例示される。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。
高炉水砕スラグ（水冷破砕高炉スラグ）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そし
てガラス質表面を有するので、少量を使用した場合に特
に反応性である。なお、熔融高炉スラグを放置徐冷しそ
して破砕してなる高炉徐冷スラグは、結晶性の非ガラス
質表面を有するため塩基性成分と実質的に非反応性であ
り、従って本発明における塩基性骨材に該当しない。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。
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／または玉髄等を含むものが例示される。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。
高炉水砕スラグ（水冷破砕高炉スラグ）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そし
てガラス質表面を有するので、少量を使用した場合に特
に反応性である。なお、熔融高炉スラグを放置徐冷しそ
して破砕してなる高炉徐冷スラグは、結晶性の非ガラス
質表面を有するため塩基性成分と実質的に非反応性であ
り、従って本発明における塩基性骨材に該当しない。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)過酸化水素液 本発明にて使用するH2O2液としては、工業用に安価に市
販されているH2O2が30〜35重量%のH2O2液水溶液の希釈
液が有利に使用できる。使用するH2O2の濃度（重量％）
は、一般的に0.05〜35%の範囲であり、通常は0.2〜10%
程度であり、そして代表的には１〜5%程度である。
販されているH2O2が30〜35重量%のH2O2液水溶液の希釈
液が有利に使用できる。使用するH2O2の濃度（重量％）
は、一般的に0.05〜35%の範囲であり、通常は0.2〜10%
程度であり、そして代表的には１〜5%程度である。
該反応性骨材をH2O2液にて接触処理する場合は、H2O2水
に浸漬（例えば1.5%濃度にて数時間以上）するか、また
はH2O2水をスプレーすることができる。一般的に、接触
処理した後に、処理済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。
に浸漬（例えば1.5%濃度にて数時間以上）するか、また
はH2O2水をスプレーすることができる。一般的に、接触
処理した後に、処理済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。
セメント系材料に混和水を添加する際にH2O2液を添加ま
たは使用する場合は、H2O2水濃度として0.05〜10%程
度、好ましくは0.1〜5%程度が適当である。この場合、H
2O2の分解を調整するために、還元性化合物（例えば亜
硫酸塩または亜硝酸塩）を適度に併用するのも望ましい
一態様である。
たは使用する場合は、H2O2水濃度として0.05〜10%程
度、好ましくは0.1〜5%程度が適当である。この場合、H
2O2の分解を調整するために、還元性化合物（例えば亜
硫酸塩または亜硝酸塩）を適度に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、アルカリシリカ反応性である輝石安山岩20
重量%および該反応性に乏しい川砂80重量%を使用した。
輝石安山岩骨材としては、未処理のもの（例１）、1.5
重量%H2O2水中に１週間浸漬したもの（例２）、および
１週間浸漬後に水洗したもの（例３）を、それぞれ使用
した。
重量%および該反応性に乏しい川砂80重量%を使用した。
輝石安山岩骨材としては、未処理のもの（例１）、1.5
重量%H2O2水中に１週間浸漬したもの（例２）、および
１週間浸漬後に水洗したもの（例３）を、それぞれ使用
した。
ASTM C 227-71に準じ、セメント１重量部に対して、骨
材（粒径0.15〜4.75mm）2.25重量部とし、水量のテーブ
ルフローで105〜120となるように調整した、モルタルを
作成した。モルタルバー供試体(25×25×285mm)を脱型
後、37.8±1.7℃、RH100%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(R2O)
はNa2O換算で0.49%（Na2O：0.3、K2O：0.29）であっ
た。R2O量を変化させるための試薬級のNaOHおよびKOHを
前記の比で添加し、R2O 1.38%とした。長さの測定結果
を下表に示す。
材（粒径0.15〜4.75mm）2.25重量部とし、水量のテーブ
ルフローで105〜120となるように調整した、モルタルを
作成した。モルタルバー供試体(25×25×285mm)を脱型
後、37.8±1.7℃、RH100%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(R2O)
はNa2O換算で0.49%（Na2O：0.3、K2O：0.29）であっ
た。R2O量を変化させるための試薬級のNaOHおよびKOHを
前記の比で添加し、R2O 1.38%とした。長さの測定結果
を下表に示す。
上記の結果は、上記のASTM類似のJIS A5308付属書８
（モルタルバー法）の判定基準「平均膨張率が６か月後
に0.100%未満の場合は無害、0.100%以上の混合は有害と
する」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。
（モルタルバー法）の判定基準「平均膨張率が６か月後
に0.100%未満の場合は無害、0.100%以上の混合は有害と
する」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の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シリカ反応）
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H2O2液を
浸漬等によって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、反応性シリカ成分は代
表的に≡Si-0の反応部位を有するが、この場合にはH2O2
水が作用して長期的に安定な≡Si-OH構造に改質されそ
してその反応性も充分に抑制されるものと思考される。
しかしながら、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。
の塩基・骨材反応（特に骨材のアルカリシリカ反応）
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H2O2液を
浸漬等によって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、反応性シリカ成分は代
表的に≡Si-0の反応部位を有するが、この場合にはH2O2
水が作用して長期的に安定な≡Si-OH構造に改質されそ
してその反応性も充分に抑制されるものと思考される。
しかしながら、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。
本発明により非反応性改質骨材は、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、モルタルおよびコンクリート等
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、アルカリ成分含有量の多い混和剤、添加
剤等を使用することが容易となる効果も達成される。な
お本発明にて使用するH2O2は、他の添加剤薬品と異な
り、作用後に実質的に水分となり、無色、無臭、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。
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、モルタルおよびコンクリート等
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、アルカリ成分含有量の多い混和剤、添加
剤等を使用することが容易となる効果も達成される。な
お本発明にて使用するH2O2は、他の添加剤薬品と異な
り、作用後に実質的に水分となり、無色、無臭、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 毅 愛知県常滑市鯉江本町３丁目６番地 株式 会社イナックス内 審査官 鈴木 紀子 (56)参考文献 特開 昭59−133304（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】塩基性成分と反応性である鉱物性骨材（た
だし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水素水にて処
理し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。 - 【請求項２】塩基性成分と反応性である鉱物性骨材（た
だし高炉徐冷スラグを除外する）を過酸化水素水にて処
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。 - 【請求項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0.05重量％以上の過酸化水素を存在せ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004072A JPH066498B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 非塩基反応性骨材および塩基・骨材反応抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004072A JPH066498B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 非塩基反応性骨材および塩基・骨材反応抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184549A JPH02184549A (ja) | 1990-07-19 |
| JPH066498B2 true JPH066498B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=11574606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1004072A Expired - Lifetime JPH066498B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 非塩基反応性骨材および塩基・骨材反応抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066498B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008247686A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Taiheiyo Cement Corp | アルカリ骨材反応抑制剤 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992000938A1 (fr) * | 1990-07-11 | 1992-01-23 | Inax Corporation | Substance minerale rendue inapte a subir une reaction basique, et procede d'empechement d'une telle reaction |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59133304A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-31 | Nippon Steel Corp | 高炉徐冷スラグのエ−ジング促進方法 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1004072A patent/JPH066498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008247686A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Taiheiyo Cement Corp | アルカリ骨材反応抑制剤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02184549A (ja) | 1990-07-19 |
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