Petrological study on mechanism of volume change of aggregate in concrete

• Project/Area Number: 24686052
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Research Field: Civil engineering materials/Construction/Construction management
• Research Institution: Independent Administrative Institution Port and Airport Research Institute
• Principal Investigator: KAWABATA YUICHIRO 独立行政法人港湾空港技術研究所, その他部局等, その他 (10508625)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥26,910,000 (Direct Cost: ¥20,700,000、Indirect Cost: ¥6,210,000); Fiscal Year 2014: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2013: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2012: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
• Keywords: ASR / 収縮 / 膨張予測 / 岩石学的評価 / コンクリート / 骨材 / 岩石学 / 骨材収縮

Outline of Final Research Achievements

The volume change of aggregate was investigated from the viewpoint of petrographic evaluation in this study. For alkali-silica reaction, the expansive behaviors of concrete with various aggregates were modeled. A model to evaluate the alkalinity of pore solution based on phase composition of cement hydrates with SCMs was also proposed. The proposed method enables to clear the relationship between composition of pore solution and ASR suppression effect quantitatively. Simplified prediction method using accelerated concrete prism test (CPT) was proposed. The result suggested that the proposed prediction method is useful for the evaluation of actual expansive behavior of field-exposed concrete although the method includes some points to improve. Shrinkage of aggregate can be explained with petrogenesis and character of base rock.

Research Products

• [Journal Article] A STUDY ON ALKALI AGGREGATE REACTION IN NUCLEAR POWER RELATING FACILITIES (2014)
  • Author(s): 山田一夫，川端雄一郎，小川彰一，丸山一平
  • Journal Title: Cement Science and Concrete Technology Volume: 68 Issue: 1 Pages: 457-464
  • DOI: 10.14250/cement.68.457
  • NAID: 130005129403
  • ISSN: 0916-3182, 2187-3313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 重量コンクリートを用いた鉄筋コンクリートはりの構造性能 (2014)
  • Author(s): 川端雄一郎，加藤絵万，岩波光保，河村直哉
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 36 Pages: 1768-1773
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 委員会報告：ASR診断の現状とあるべき姿研究委員会 (2014)
  • Author(s): 山田一夫，川端雄一郎，久保善司，合田寛基，佐川康貴，広野真一
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 36 Pages: 1-9
• [Journal Article] アルカリシリカ反応入門（2）アルカリシリカ反応の基礎～抑制対策～ (2014)
  • Author(s): 川端雄一郎
  • Journal Title: コンクリート工学 Volume: 52 Pages: 1018-1024
• [Journal Article] コンクリートのASRによる膨張挙動予測に関する研究 (2014)
  • Author(s): 小川彰一，山田一夫，大迫政浩，佐川康貴，川端雄一郎
  • Journal Title: コンクリート技術大会概要集 Volume: 4 Pages: 43-46
• [Journal Article] 重量コンクリートの港湾構造物への適用に関する実験的検討 (2014)
  • Author(s): 川端雄一郎，加藤絵万，河村直哉，山路徹，岩波光保
  • Journal Title: 港湾空港技術研究所資料 Volume: 1287 Pages: 1-18
  • NAID: 40020139072
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Simplified quantitative estimation of ASR expansion using acceleration ratio based on CPT results (2014)
  • Author(s): Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Shoichi Ogawa, Yasutaka Sagawa and Mashiro Ohsako
  • Journal Title: Proceedings of Concrete Innovation Conference Volume: 1 Pages: 1-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 加速コンクリートプリズム試験を用いたコンクリートのASR膨張の簡易予測 (2014)
  • Author(s): 川端雄一郎，山田一夫，小川彰一，佐川康貴
  • Journal Title: セメント・コンクリート論文集 Volume: 67 Pages: 449-455
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RELATION OF PHASE COMPOSITION OF CEMENT HYDRATES WITH SUPPLEMENTARY CEMENTITIOUS MATERIALS TO THE SUPPRESSING EFFECT ON ASR EXPANSION (2013)
  • Author(s): 川端雄一郎，山田一夫，松下博通
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. E2 (Materials and Concrete Structures) Volume: 69 Issue: 4 Pages: 402-420
  • DOI: 10.2208/jscejmcs.69.402
  • NAID: 130004962060
  • ISSN: 2185-6567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 加速コンクリートプリズム試験を用いたコンクリートのASR膨張予測に関する試み (2013)
  • Author(s): 川端雄一郎，山田一夫，小川彰一，大迫政浩
  • Journal Title: コンクリート構造物の補修，補強，アップグレード論文報告集 Volume: 13 Pages: 453-458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 岩石学的評価に基づいた空港コンクリート舗装のASR劣化事例解析 (2013)
  • Author(s): 河村直哉，川端雄一郎，片山哲哉
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 35 Pages: 1015-1020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 重晶石および人工重量骨材を用いたコンクリートの力学特性 (2013)
  • Author(s): 川端雄一郎，加藤絵万，岩波光保，河村直哉
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 35 Pages: 1477-1482
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced Long-Term Resistance of Concrete with Marine Sessile Organisms to Chloride Ion Penetration (2012)
  • Author(s): Yuichiro Kawabata, Ema Kato and Mitsuyasu Iwanami
  • Journal Title: Journal of Advanced Concrete Technology Volume: 10 Issue: 4 Pages: 151-159
  • DOI: 10.3151/jact.10.151
  • NAID: 130001924849
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • Year and Date: 2012-04-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 製鋼スラグ混合土の配合・混合条件がその力学特性に与える影響について (2012)
  • Author(s): 平井壮, 水谷崇亮, 菊池喜昭, 川端雄一郎
  • Journal Title: 港湾空港技術研究所報告 Volume: 51 Pages: 77-106
• [Journal Article] Fracture Prediction in Reinforced Concrete Using Mechanoluminescent Sensor (2012)
  • Author(s): Chenshu LI, Chao-Nan XU, Daisuke ONO, Naohiro UENO and Yuichiro KAWABATA
  • Journal Title: Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics Volume: 12 Issue: Special_Issue Pages: s205-s208
  • DOI: 10.11395/jjsem.12.s205
  • NAID: 10031048035
  • ISSN: 1346-4930, 1884-4219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of fall-field non-contact measurement technique to clarification of deterioration mechanism on constructional material (2012)
  • Author(s): H. Goda, M. Hibino, Y. Kawabata, M. Uchino and H. Matsuda
  • Journal Title: Bridge Maintenance, Safety, Management, Resilience and Sustainability Pages: 2182-2189
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Attitude Survey of Concrete Engineers on Diagnosis of ASR-affected Concrete Structures—First-year Activity of JCI-TC 115 FS “Technical Committee on Diagnosis of ASR-affected Structures”— (2012)
  • Author(s): 川端雄一郎, 山田一夫, 古賀裕久, 久保善司
  • Journal Title: Concrete Journal Volume: 50 Issue: 7 Pages: 593-600
  • DOI: 10.3151/coj.50.593
  • NAID: 10030438473
  • ISSN: 0387-1061, 2186-2753
• [Presentation] アルカリ骨材反応の抑制効果の評価方法と膨張予測の新しい考え方 (2014)
  • Author(s): 山田一夫，大迫政浩，小川彰一，佐川康貴，川端雄一郎
  • Organizer: 第69回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [Presentation] 急速膨張性および遅延膨張性骨材を用いたコンクリートにおけるASR膨張挙動の予測 (2014)
  • Author(s): 山田一夫，大迫政浩，小川彰一，佐川康貴，山本大介，川端雄一郎
  • Organizer: 第69回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [Presentation] 加速コンクリートプリズム試験を用いたコンクリートのASR膨張予測に関する試み (2013)
  • Author(s): 川端雄一郎
  • Organizer: コンクリート構造物の補修，補強，アップグレードシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都テルサ
• [Presentation] 岩石学的評価に基づいた空港コンクリート舗装のASR劣化事例解析 (2013)
  • Author(s): 河村直哉
  • Organizer: コンクリート工学年次大会2013
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 重晶石および人工重量骨材を用いたコンクリートの力学特性 (2013)
  • Author(s): 川端雄一郎
  • Organizer: コンクリート工学年次大会2013
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 応力発光センサによる暗視野下におけるコンクリートのひび割れ検出について (2012)
  • Author(s): 川端雄一郎
  • Organizer: 日本材料学会コンクリート工事用樹脂部門委員会
  • Place of Presentation: 日本材料学会
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] 海洋環境に暴露されたコンクリートの自然治癒現象 (2012)
  • Author(s): 川端雄一郎
  • Organizer: 日本学術振興会建設材料第76委員会第407回会議
  • Place of Presentation: 学士会館
  • Year and Date: 2012-07-20
• [Book] コンクリート診断学（仮）-アルカリ骨材反応の的確な診断と抑制対策および岩石学的評価の基礎- (2015)
  • Author(s): 鳥居和之，片山哲哉 監修，山田一夫 編集 （川端担当：6章，付録B,C）：）
  • Total Pages: 457
  • Publisher: 森北出版