2013 Fiscal Year Annual Research Report
コンクリート中における骨材の体積変化機構の地質・岩石学的解明
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24686052
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| Research Institution | Independent Administrative Institution Port and Airport Research Institute |
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Principal Investigator |
川端 雄一郎 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)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | コンクリート / 骨材 / 岩石学 / ASR / 骨材収縮 |
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| Research Abstract |
本研究は，骨材の体積変化機構を地質・岩石学的に解明し，骨材の体積変化に対する岩石学的評価法を構築することを目的としている。平成24年度の成果から，骨材の収縮量そのものは当該鉱物の量だけでなく，骨材自身のヤング係数や岩石の成因に起因する空隙の存在によって大きく変化する可能性が高いことが示唆された。したがって，平成25年度は，平成24年度に得られた成果を高度化するため，日本各地から採取した多様な骨材について，骨材単体およびモデル試験体の体積変化に関する実験を行い，収縮に関する岩石学的特徴の詳細を抽出した。
また，骨材の膨張について，骨材と水和物の組成の化学的相互作用の解明を行った。具体的には，フライアッシュや高炉スラグ微粉末などのセメント系材料（SCM）をセメントの一部に置換によるアルカリシリカ反応（ASR）の膨張抑制機構について検討した。本研究では，セメント系材料から生成される水和物を粉末X線回折/リートベルト解析により同定した。水和物のうち主要なカルシウムシリケート水和物（C-S-H）の組成（主にCa/Si比）と量から，セメント硬化体に含まれる自由水の水酸化物イオン濃度を算出し，モルタルの膨張量と比較を行った。その結果，SCMの種類や置換率によらず，水酸化物イオン濃度の計算値と膨張量には強い相関が確認された。すなわち，SCMの置換によるASR膨張抑制機構は低Ca/Si比のC-S-Hの生成が主要であることを定量的に示した。
さらに，加速コンクリートプリズム法を用いて実構造物における実配合コンクリートの簡易なASR膨張の計算法を用いて，国内の他研究者が実施したコンクリート暴露試験結果（約2年）のASR膨張予測を実施した。その結果，本提案モデルで実環境に暴露されたコンクリートの膨張挙動を概ね再現することが可能なことが分かった。ただし，今後水分拡散との連成等を行う必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
骨材収縮については，平成25年度の目標とした骨材の体積変化を支配する鉱物の抽出まで実施した。また，骨材膨張であるASRについては，セメント系材料のASR膨張抑制機構を定量的に明らかにすることができ，当初の計画以上に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は計画通り順調に進んだため，今後の研究の推進もこれまでと同様に進める予定である。また，研究協力者と綿密な連携を図りながら，研究を円滑に遂行する。
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