JPS62278151A - 硬化コンクリ−トの劣化防止方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 皇呈上■肌里光國 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。

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
第に不足するようになり、これを補うために、また、人
手の利便の点からも、岩石等鉱物を砕くことによって得
られる所謂砕石が、砂利に替っ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又は亀甲状のクランクが生
じ、それが成長するとやがて崩壊に至るという問題がし
ばしば起っている。

上記網目状又は亀甲状のクランクは、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ックとは
明瞭に相違し、また、上記網目状又は亀甲状のクランク
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、その中の骨材を顕微鏡を用も、）で観察
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石が生じていることから、上記
クランクは８、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。

従来の技術 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
際にポゾラン物質を添加しておく方法、コンクリートを
硬化させた後そ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。

また、上記アルカリ骨材反応に原因する網目状又は亀甲
状クラックが表面に生じている劣化したコンクリート硬
化物の以後のクラックの成長或いは新たなりラックの発
生を防ぐ方法乃至その補修方法として、クランク部分を
Ｖ字状又はＵ字状に切除し、生じた凹部にモルタル、エ
ポキシ樹脂等充填剤を注入した後防水塗料で被膜する方
法も知られている。

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
ンスルホン酸ソーダホルムアルデヒド縮金物を少量添加
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。

日が７ンしようとする間　壱 上記ポゾラン物質を添加しておく方法、硬化コンクリー
ト表面に防水被膜を形成させておく方法等によっては、
硬化コンクリートが長期にわたって、特に屋外で使用さ
れるときには、コンクリート表面にアルカリ骨材反応に
基づくクランクが生起する。また、上記クラックの生じ
たコンクリートからクランク部を取り除き、新たな充填
剤で埋め戻す方法は、施工が容易でないのみならず、こ
の補修後長期間を経過するとやはり上記同様クランクが
生じる。

施工が簡易であって、比較的好ましい特開昭５８−２０
７６８号公報及び特開昭６０−３６３８５号公報等に記
載の方法でも、硬化コンクリートの表面から溶液が含浸
する深さに限界があり、また、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、長期間
経過後にはやはり網目状又は亀甲状クランクが起り易い
。

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
簡易かつ完全に防ぐ方法を提供することにある。

。−占を”ンするための 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
起す骨材を用いてコンクリートを調整する際にリチウム
含有鉱物の粉末をセメントに対しＬｉ２Ｏとして０．０
１〜５重量％量コンクリートに含有させることを特徴と
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
よっ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、Ｎａ、０　、　Ｋ、０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、
こ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、算石岩、トリジマイト、クリストバライト、
各種チャート、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、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　Ｃ２２
７の方決が用いられる。

本発明の方法に用いられるリチウム含有鉱物は、リチウ
ムをＬｉ２Ｏとして１〜１０重景％程度含有する天然の
岩石類であり、例えば、Ｌｉ２Ｏを３〜４重量％含有す
るリシア雲母、Ｌｉ２Ｏを３．５〜４．５重量％含有す
る葉長石、Ｌｉ２Ｏを４〜９．５重量％含有するリシア
輝石、Ｌｉ２Ｏを７〜９重量％含有する鋭角石等が挙げ
られる。本発明により、コンクリートに配合されるこれ
ら鉱物は、粒度が細かい程好ましいが、通常３００μ程
度以下に粉砕されたものでよい。従って、これら鉱物は
粉末として配合されるが、その量としてはセメントに対
してＬｉ２Ｏとして０．０１〜５重量％となる量が好ま
しい。

本発明によるコンクリートの調整及び硬化は通常の方法
でよく、例えば、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、上記リチウム含有鉱物の粉末
を、セメント中物−混合となるように添加することによ
り容易に行うことができる。また、コンクリートの硬化
も常温、加熱、水中等常法により容易に行い得る。

本発明のコンクリートには、本発明の目的が達成される
限り他の任意の成分、例えば、通常用いられる各種混和
剤等を含有させてもよい。場合によっては、例えば、亜
硝酸リチウム、水酸化リチウム等を併用添加すると更に
好ましい硬化コンクリートが得られる。

更に、本発明による硬化コンクリートには、通常の防水
被膜を設けることができ、この場合にも硬化コンクリー
トの劣化防止を好ましく達成できる。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（、その例としては、アクリル系樹脂水
性エマルジョン、エホー１−シ樹脂水性エマルジョン、
スチレン−ブタジェンゴム水性ラテックス、アクリロニ
トリル−ブタジェンゴム水性エマルジョン、パラフィン
水性エマルジョン、アスファルト水性エマルジョン、セ
メントペースト、モルタル、上記エマルジョンを添加し
たセメントペースト、モルタル等が挙げられる。

土−里 本発明により、コンクリートを調整する際に加えられる
リチウム含有鉱物は、硬化コンクリートのアルカリ骨材
反応を防ぎ、長期間にわたって屋外使用しても硬化コン
クリートに網目状又は亀甲状クラックを生じさせない。

この効果は、コンクリート中でこのリチウム含有鉱物か
ら、アルカリ骨材反応を防ぐ作用をするリチウム化合物
が徐々に放出されることによるものと考えられる。従っ
て、加えられるリチウム含有鉱物は、粒度、の細かいも
のをコンクリート中に均一に混合させることが好ましい
。通常、アルカリ骨材反応を起す硬化コンクリートでは
、その反応は徐々に進行して骨材に膨張をもたらし、こ
れによって硬化コンクリートにクラックが生じるに至る
と考えられるから、このアルカリ骨材反応を防ぐに十分
な量のリチウム化合物をリチウム含有鉱物からコンクリ
ート中に放出させる必要がある。このアルカリ骨材反応
を防ぎ、硬化コンクリートのクラック生起を防ぐに有効
なリチウム含有鉱物量は、該鉱物中のリチウム分とセメ
ント中のナトリウム換算アルカ９分とのＬｉ／Ｎａモル
比で０．１以上、好ましくは０．３以上であることが見
出された。しかし、リチウム含有鉱物の添加比率を高め
ると、これとは別に加えられる骨材の配合量に影響を与
えるので、過度にリチウム含有鉱物を加えないことが好
ましい。従って、アルカリ分の含有率が酸化物換算０．
５〜１．５重量％程度である通常のセメントに対して、
粒度３００μ程度以下のリチウ含有鉱物をＬｉ２Ｏとし
て０．０１〜５重量％程度配合するのが好ましい。

コンクリート中で上記リチウム含有鉱物がリチウム化合
物を放出する速度は小さいから、コンクリート打設後比
較的早期にアルカリ骨材反応を起すコンクリートに対し
ては、上記リチウム含を鉱物と共に亜硝酸リチウム、水
酸化リチウム等をコンクリート調整時に併用添加するこ
とによって早期に起るアルカリ骨材反応の防止が達成さ
れる。

更に、本発明による硬化コンクリートの表面に防水性被
膜を設けると、その防水性が有効な期間コンクリート表
面から内部へ向う水の浸入を減らすことができる。これ
によって、水の介在で起るアルカリ骨材反応の早期進行
を短期間ではあるが抑制できる。また、この防水性被膜
によるアルカリ骨材反応の防止はリチウム含有鉱物から
コンクリート中に徐々に放出されるリチウム化合物がこ
の防水期間にコンクリート中ばアルカリ骨材反応を防ぐ
に充分な量にまで蓄積されることによるとも考えられる
。

実施例工〜４及び比較例 Ｎａ２Ｏ換算アル力リ分を０．５７重量％含有するセメ
ントと、アメカリ骨材反応を起す細骨剤４０％とアルカ
リ骨材反応を起さない豊浦産標準砂骨材６０％との混合
骨材と、リチウム含有鉱物として粒度５０〜１８０μの
リシア輝石（Ｌｉ２Ｏ含有率８．６重量％）及び葉長石
（Ｌｉ、０含有率４．５重量％）を用意した。尚、上記
骨材のアルカリ骨材反応を起すことの判定は、ＡＳＴＭ
　Ｃ２８９に規定の化学法で判定した。

次いで、セメントに対するＮａ２Ｏ量が１．２重量％と
なるように練り混ぜ水にＮａ０ＩＩを加えると共に、上
記セメントと混合骨材と水を１：２．２５：０．５の重
量比に配合し、更に第１表記載のＬｉ２Ｏ混入率となる
ように上記リチウム含有鉱物を配合し、注型によりＬ　
ＱｃｍＸ　１　ＱｃｍＸ　４０ｃｍのモルタルバーに成
形し、ＡＳＴＭ　Ｃ２２７に規定の方法に準じて脱型及
び養生を行うことによりモルタルバーの硬化物を得た。

上記モルタルバーについて、硬化直後から９０日間にわ
たり膨張率を測定したところ、第１表に記載の結果が得
られた。

比較例として、リチウム含有鉱物を加えない他は、上記
同様にしてモルタルバーを成形し、膨張率を測定し第１
表記載の結果を得た。

〔以　下　余　白〕

上記実施例１〜４の結果を比較例と対比すると、リチウ
ム含有鉱物粉末の添加により、特にそれに含まれるＬｉ
ｚｏｆｆｉがセメントに対し増大する程、膨張率が低下
することが認められる。

実施例５〜６ 実施例１におけるリチウム鉱物の添加の代りに、リチウ
ム鉱物と亜硝酸り、チウム又は水酸化リチウムを併用し
て、第１表に記載のセメントに対するＬｉ２Ｏ含有率と
なるように添加した他は実施例１と同様にしてモルタル
バーを成形し、膨張率を測定したところ、第１表に記載
の結果を得た。但し、実施例５では亜硝酸リチウムが、
また、実施例６では水酸化リチウムが用いられた。第１
表の結果は、これらリチウム化合物を併用添加すること
により、実施例１と同じＬｉ２Ｏ混入率でも更に膨張率
を低めることができることを示している。

衾夙皇泣困 本発明によると、粉砕された細かい粒子からなるリチウ
ム含有鉱物粉末を有効量コンクリート配合時に添加する
のみで、硬化後のコンクリートのアルカリ骨材反応によ
るクラック発生を防止でき、硬化コンクリートの劣化を
長期間防ぐことができる。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
トに基いてこの反応を起さない骨材を選定した後、その
骨材を用いることによって行われていたが、本発明によ
れば予備テストの必要はなく、上記の如く極めて筒易に
アルカリ骨材反応を起す骨材を用いてもアルカリ骨材反
応を起さない硬化コンクリートを得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ骨材反応を起す骨材を用いてコンクリートを調
   整する際にリチウム含有鉱物の粉末をセメントに対しＬ
   ｉ＿２Ｏとして０．０１〜５重量％量コンクリートに含
   有させる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。