JP2010254556A - Crack self-repairing concrete material and concrete crack self-repairing method using the concrete material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用した、コンクリートのひび割れ自己修復方法に関し、特にコンクリート構造物の長期耐久性を確保するため、コンクリート構造物に発生したひび割れを自己修復することができる、ひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用した、コンクリートのひび割れ自己修復方法に関する。 The present invention relates to a crack self-repairing concrete material and a concrete crack self-repairing method using the concrete material, and particularly to self-repair cracks generated in a concrete structure in order to ensure long-term durability of the concrete structure. The present invention relates to a self-healing concrete material for cracking and a method for self-healing concrete cracking using the concrete material.
従来から、コンクリートは、自然環境の下で、時間の経過に従い、次第にその表面から劣化が進行することが広く知られている。
特に、アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化は、コンクリート中に含まれる骨材の種類によってアルカリ骨材反応が生じるためである。
Conventionally, it is widely known that concrete gradually deteriorates from its surface over time in a natural environment.
In particular, the deterioration of the concrete structure due to the alkali aggregate reaction is caused by the alkali aggregate reaction depending on the type of aggregate contained in the concrete.
具体的には、コンクリートの骨材には砂利等が使用されているが、これらの骨材の中には、コンクリート中に含まれるナトリウムやカリウム等のアルカリ金属と反応してアルカリ骨材反応を起こす骨材が存在する。
その結果、コンクリート中に含有される水酸化アルカリと砂や砂利などの骨材との間の化学反応によって生成するアルカリ・シリカゲルが、コンクリート中の余剰水を吸水し、それによって徐々にコンクリート内部が膨張し、かかる膨張圧力がコンクリート構造物の表面にひび割れを発生させ、当該ひび割れから、雨水が浸入したり、塩害を招いたりして、結局コンクリート構造物が劣化してしまい、崩壊させるに至る原因となっているのである。
特に、アルカリシリカ反応性を示す骨材を使用した場合には、コンクリート中のアルカリ性細孔溶液とその骨材の間で化学反応（アルカリ骨材反応）が生じ、コンクリート内部で局部的な容積膨張が発生して、ほとんどのコンクリート構造物にひび割れを発生させてしまっている。
Specifically, gravel is used for concrete aggregates, but some of these aggregates react with alkali metals such as sodium and potassium contained in concrete to react with alkali aggregates. There is aggregate to wake up.
As a result, the alkali silica gel produced by the chemical reaction between the alkali hydroxide contained in the concrete and the aggregate such as sand and gravel absorbs the excess water in the concrete, thereby gradually Causes the expansion of the concrete structure, causing the surface of the concrete structure to crack, causing rainwater to enter or causing salt damage from the crack, eventually deteriorating the concrete structure and causing it to collapse It is.
In particular, when an aggregate that exhibits alkali-silica reactivity is used, a chemical reaction (alkali aggregate reaction) occurs between the alkaline pore solution in the concrete and the aggregate, resulting in local volume expansion inside the concrete. Has occurred and has caused cracks in most concrete structures.
かかる現象は、コンクリート構造物の構造欠陥に繋がるため、実際にコンクリート構造物に使用されるコンクリート材料用の骨材は、アルカリシリカ反応性の有無について予め確認されている。
この事前確認でアルカリシリカ反応性を示すことが明らかとなった骨材は、コンクリート用材料として使用することができないのが現状である。
Since this phenomenon leads to a structural defect of the concrete structure, the aggregate for the concrete material actually used in the concrete structure has been confirmed in advance for the presence or absence of alkali silica reactivity.
Aggregates that have been shown to show alkali silica reactivity in this prior confirmation cannot be used as concrete materials.
実際のコンクリート製造物のアルカリ骨材反応が発生した場合には、アルカリ骨材反応抑制剤を注入する補修工法が存在する。
かかる補修工法の例として、特開２００６−２４８８７９号公報（特許文献１）や特開２００６−２７３６８０号公報（特許文献２）に、アルカリ骨材反応を抑制するとされる亜硝酸リチウムを含む補修材や特定の表面被覆剤をコンクリート表面に塗布、内部に注入することが開示されている。
There is a repair method in which an alkali aggregate reaction inhibitor is injected when an alkali aggregate reaction of an actual concrete product occurs.
As an example of such repair method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-248879 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-273680 (Patent Document 2) describe a repair material containing lithium nitrite which is supposed to suppress the alkali aggregate reaction. It is disclosed that a specific surface coating agent is applied to a concrete surface and injected into the concrete surface.
しかし、上記補修工法は、鉄筋コンクリート構造物等のコンクリート構造物の供用期間を延長する上で重要であるが、コンクリート材料のイニシャルコストに比べて遥かに高いコストがかかり、コンクリート製造物の供用期間における維持管理費を大幅に増大させるという問題点がある。
また、コンクリート構造物のひび割れ等の劣化を定期的に管理して補修を行わなければならず、特殊な装置と補修期間が必要であったり、手間がかかったり煩雑であった。
However, although the above repair method is important in extending the service period of concrete structures such as reinforced concrete structures, it costs much higher than the initial cost of concrete materials, and in the service period of concrete products There is a problem of greatly increasing the maintenance cost.
In addition, the deterioration of concrete structures such as cracks must be regularly managed and repaired, which requires special equipment and a repair period, and is troublesome and troublesome.
本発明の目的は、コンクリート構造物に発生したひび割れを、人的な補修等を施す必要なく、発生したひび割れを自己修復することができ、コンクリート構造物の長期耐久性を高めることができる、ひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用した、コンクリートのひび割れ自己修復方法を提供することである。 The object of the present invention is to prevent the cracks generated in the concrete structure from self-repairing without the need for human repairs, and to improve the long-term durability of the concrete structure. It is to provide a self-repairing concrete material and a method for self-repairing cracking of concrete using the concrete material.
上記課題を解決するため、本発明のひび割れ自己修復コンクリート材料は、セメント材料、アルカリシリカ反応性物質、アルカリ金属及び細骨材を含むコンクリート材料であって、細骨材とアルカリシリカ反応性物質の含有比が質量比で８０：２０〜５０：５０であり、該アルカリ金属は、セメント材料１００質量部に対して０．５〜２．０質量部の割合で含有されることを特徴とする、ひび割れ自己修復性コンクリート材料である。 In order to solve the above problems, the crack self-repairing concrete material of the present invention is a cement material, an alkali silica reactive substance, a concrete material containing an alkali metal and a fine aggregate, and comprises a fine aggregate and an alkali silica reactive substance. The content ratio is 80:20 to 50:50 by mass ratio, and the alkali metal is contained in a proportion of 0.5 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement material. It is a crack self-healing concrete material.
好適には、上記本発明のひび割れ自己修復性コンクリート材料において、粗骨材を含まない該コンクリート材料であるモルタルのＪＩＳ Ａ １８０４試験により得られた長さ変化率が０．０５〜０．０７％であることを特徴とする、ひび割れ自己修復性コンクリート材料である。 Preferably, in the crack self-repairing concrete material of the present invention, the length change rate obtained by the JIS A 1804 test of the mortar which is a concrete material not containing coarse aggregate is 0.05 to 0.07%. It is a self-healing concrete material that is cracked.
さらに好適には、上記本発明のひび割れ自己修復性コンクリート材料において、前記アルカリシリカ反応性物質は、アルカリシリカ反応性骨材又はガラスであることを特徴とする、ひび割れ自己修復性コンクリート材料である。
また更に好適には、上記本発明のひび割れ自己修復性コンクリート材料において、前記アルカリ金属は、ナトリウム及び／又はカリウムであることを特徴とする、ひび割れ自己修復性コンクリート材料である。
More preferably, in the cracked self-repairing concrete material of the present invention, the alkali-silica reactive substance is a cracked self-repairing concrete material characterized in that it is an alkali-silica reactive aggregate or glass.
More preferably, in the crack self-repairing concrete material according to the present invention, the alkali metal is sodium and / or potassium.
本発明のひび割れ自己修復コンクリート材料を使用したコンクリートのひび割れ自己修復方法は、前記本発明のコンクリート材料を用いたコンクリート構造物のひび割れ部に水を供給することにより、アルカリシリカ反応を生ぜしめて、これにより該ひび割れ部を自己修復することを特徴とする、ひび割れ自己修復コンクリート材料を使用したコンクリートのひび割れ自己修復方法である。 The method of self-healing of concrete using the self-healing concrete material of the present invention is a method of causing alkali silica reaction by supplying water to the cracked portion of the concrete structure using the concrete material of the present invention. A self-repairing method for cracking concrete using a self-repairing concrete material, characterized by self-repairing the cracked part by the above.
本発明のひび割れ自己修復性コンクリート材料は、人的な補修等を施す必要なく、発生したひび割れを自己修復することができ、コンクリート構造物の長期耐久性を高めることができる。
従って、コンクリート構造物のひび割れ等の劣化を定期的に管理して補修を行う必要もなく、補修のための特殊な装置や補修期間は不要となり、コンクリート構造物の管理が簡便となって、長期供用性を向上させることが可能となる。
The crack self-repairing concrete material of the present invention can self-repair cracks generated without the need for human repairs and the like, and can increase the long-term durability of the concrete structure.
Therefore, it is not necessary to periodically manage and repair deterioration such as cracks in the concrete structure, no special equipment or repair period is required, and the management of the concrete structure is simplified and long-term. Usability can be improved.
本発明のひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用したコンクリートのひび割れ自己修復方法について以下に説明する。
本発明のひび割れ自己修復コンクリート材料は、セメント材料、アルカリシリカ反応性物質、アルカリ金属及び細骨材を含むコンクリート材料であって、細骨材とアルカリシリカ反応性物質の含有比が質量比で８０：２０〜５０：５０であり、該アルカリ金属は、セメント材料１００質量部に対して０．５〜２．０質量部の割合で含有される、コンクリート材料である。
このように所定の割合のアルカリシリカ反応性物質と所定量のアルカリ金属を併用したコンクリート材料とすることで、水の共存下で生じる前記両者の反応によって生成されるアルカリシリカゲルが、コンクリート構造物に発生したひび割れ部に充填することで、コンクリート構造物に発生したひび割れの自己修復が実現できる。
ここで、本発明においてコンクリート材料には、コンクリートのみならず、モルタルも含むものである。
The crack self-repairing concrete material of the present invention and a concrete crack self-repairing method using the concrete material will be described below.
The crack self-repairing concrete material of the present invention is a concrete material containing a cement material, an alkali silica reactive substance, an alkali metal and a fine aggregate, and the content ratio of the fine aggregate and the alkali silica reactive substance is 80 by mass. 20 to 50:50, and the alkali metal is a concrete material contained in a proportion of 0.5 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement material.
Thus, by using a concrete material in which a predetermined proportion of the alkali silica reactive substance and a predetermined amount of alkali metal are used in combination, the alkali silica gel produced by the reaction of both of them in the presence of water is added to the concrete structure. By filling the generated cracks, self-repair of the cracks generated in the concrete structure can be realized.
Here, in the present invention, the concrete material includes not only concrete but also mortar.
本発明のコンクリート材料に含まれるアルカリシリカ反応性物質には、水及びアルカリ金属の共存下でアルカリシリカゲルを生成するアルカリシリカ反応性物質を使用する。
ここで、アルカリシリカ反応性物質とは、ＪＩＳ Ａ １１４５「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）」、ＪＩＳ Ａ １１４６「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（モルタルバー法）」、ＪＩＳ Ａ １８０４「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（迅速法）」のいずれかの試験によって、「無害でない」と判定された反応性物質をいう。
具体的には、上記いずれかの試験により「無害でない」と判定された骨材（アルカリシリカ反応骨材）及び、水とアルカリ金属の共存下でアルカリシリカゲルを生成するガラス粉末（アルカリシリカ反応性ガラス）等が例示できる。
As the alkali-silica reactive substance contained in the concrete material of the present invention, an alkali-silica reactive substance that generates alkali silica gel in the presence of water and an alkali metal is used.
Here, the alkali-silica reactive substance is JIS A 1145 “Aggregate Alkali Silica Reactivity Test Method (Chemical Method)”, JIS A 1146 “Aggregate Alkali Silica Reactivity Test Method (Mortar Bar Method)”, A reactive substance determined to be “non-hazardous” by any test of JIS A 1804 “Aggregate Alkali Silica Reactivity Test Method (Rapid Method)”.
Specifically, aggregate (alkali silica reactive aggregate) determined to be “non-hazardous” by any of the above tests, and glass powder (alkali silica reactivity) that produces alkali silica gel in the presence of water and alkali metal Glass) and the like.
当該アルカリシリカ反応性物質は、コンクリート材料中に含まれる細骨材の一部の代替材料として使用されるものであり、その代替材料としての置換率は、コンクリート材料中に含まれる細骨材の２０〜５０質量％である。
即ち、コンクリート材料中の細骨材とアルカリシリカ反応性物質との含有比が質量比で８０：２０〜５０：５０である。
かかる割合で細骨材と前記アルカリシリカ反応性物質とを含むと、コンクリート構造物に生じたひび割れを、発生するアルカリシリカゲルによって充填してひび割れ自己修復性を発現するには十分な量であるとともに、得られるコンクリート材料の流動性が低下することがないため、施工性も良好となるからである。
The alkali-silica reactive substance is used as a substitute material for a part of fine aggregate contained in the concrete material, and the substitution rate as the substitute material is that of the fine aggregate contained in the concrete material. It is 20-50 mass%.
That is, the content ratio of the fine aggregate and the alkali silica reactive substance in the concrete material is 80:20 to 50:50 by mass ratio.
When the fine aggregate and the alkali silica reactive substance are contained at such a ratio, the cracks generated in the concrete structure are filled with the generated alkali silica gel, and the amount is sufficient to exhibit the self-repairability of cracks. This is because the fluidity of the obtained concrete material is not lowered, and the workability is also improved.
特に好ましくは、上記アルカリシリカ反応性物質は、粒径０．３ｍｍ以下とすることが望ましく、これは粒径を細かくすることで、コンクリート構造物に生じたひび割れ部にアルカリシリカ反応を確実に進行させ、またコンクリート内部へ、より均質に分散するからである。 Particularly preferably, the alkali-silica reactive substance preferably has a particle size of 0.3 mm or less, and by making the particle size finer, the alkali-silica reaction is surely progressed to the cracked portion generated in the concrete structure. This is because it is more homogeneously dispersed inside the concrete.
また、本発明のコンクリート材料に含まれるアルカリ金属としては、特にナトリウム及び／又はカリウムを用いることができ、これはナトリウムやカリウムは、反応性骨材と反応して吸水膨張する性質を有するからであり、好適にはナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）を含む水酸化物として用い、更に好ましくは水酸化ナトリウムを使用するのが望ましい。 In addition, as the alkali metal contained in the concrete material of the present invention, sodium and / or potassium can be used in particular, because sodium and potassium have the property of reacting with the reactive aggregate to absorb water and expand. Yes, it is preferably used as a hydroxide containing sodium (Na) and potassium (K), more preferably sodium hydroxide.
前記アルカリ金属のコンクリート材料中への配合割合は、以下のようにして決定されることが望ましい。
まず、コンクリート材料の配合材料から粗骨材を除いた各材料であって、所定量の上記アルカリシリカ反応性物質を含み、上記アルカリ金属をセメント材料１００質量部に対して０．５〜２．０質量部の割合で配合した材料を、均一に混練してモルタル試料を作製する。
The blending ratio of the alkali metal in the concrete material is desirably determined as follows.
First, each material obtained by removing the coarse aggregate from the blended material of the concrete material, including a predetermined amount of the alkali silica reactive substance, and the alkali metal in an amount of 0.5-2. A mortar sample is prepared by uniformly kneading the material blended at a ratio of 0 part by mass.
このようにして作製した本発明のモルタル材料の長さ変化率は、ＪＩＳ Ａ １８０４「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（迅速法）」に準じて測定して、長さ変化率が０．０５〜０．０７％である。
長さ変化率がかかる範囲であるとひび割れの自己修復に十分なアルカリシリカゲルが生成される。一方、長さ変化率が０．０５％未満ではひび割れの自己修復に十分なアルカリシリカゲルが生成されず、０．０７％を超えるとアルカリ骨材反応によってコンクリートもしくはモルタルに新たなひび割れが生じるため好ましくない。
The length change rate of the mortar material of the present invention thus produced was measured according to JIS A 1804 “Aggregate Alkali Silica Reactivity Test Method (Rapid Method)” and the length change rate was 0.00. It is 05 to 0.07%.
Alkali silica gel sufficient for self-repair of cracks is produced when the rate of change in length is within this range. On the other hand, if the rate of change in length is less than 0.05%, sufficient alkali silica gel for self-repair of cracks will not be generated, and if it exceeds 0.07%, new cracks will occur in the concrete or mortar due to the alkali aggregate reaction, which is preferable. Absent.
この範囲の配合量であると、ひび割れの自己修復作用が得られ、アルカリ骨材反応による過度のアルカリシリカゲルの生成によるコンクリートの膨張を抑制して、コンクリート構造物への損傷を防止することができることとなる。 If the blending amount is within this range, the self-repairing action of cracks can be obtained, and the expansion of the concrete due to the formation of excessive alkali silica gel by the alkali-aggregate reaction can be suppressed to prevent damage to the concrete structure. It becomes.
本発明のコンクリート材料に含有される他の材料としては、セメント材料、細骨材、粗骨材、水、必要に応じて添加される公知の各種添加材がある。
セメント材料としては、任意のセメント材料を使用することができ、例えば、普通、早強などの各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント及びフライアッシュセメントの各種混合セメントや、白色ポルトランドセメント及びアルミナセメント等、市場で入手できる種々のセメントを例示することができ、これらを単独で又は混合して用いることができる。
また、前記セメントには、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、Ｉ型及びＩＩ型及びＩＩＩ型無水石膏等の混和材を、単独でもしくは併用して、適量配合することも可能である。
Other materials contained in the concrete material of the present invention include cement materials, fine aggregates, coarse aggregates, water, and various known additives that are added as necessary.
As the cement material, any cement material can be used. For example, various portland cements such as ordinary and early strength, various mixed cements of blast furnace cement, silica cement and fly ash cement, white portland cement and alumina cement Examples of the various cements available on the market can be given, and these can be used alone or in combination.
In addition, blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, limestone powder, quartz powder, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, type I, type II, and type III anhydrous gypsum, alone or in combination, are used for the cement. Thus, an appropriate amount can be blended.
また、細骨材としては、コンクリートに使用される細骨材であれば使用可能であり、また必要に応じて粗骨材も含むことができ、コンクリートに使用される粗骨材であれば任意のものが使用可能である。
なお、粗骨材を含まないコンクリート材料はモルタルとして用いられる、粗骨材を含む場合にはコンクリート材料として用いられる。
骨材としては、天然骨材、人工骨材何れのものを用いてもよく、天然骨材としては、川砂、山砂、海砂、陸砂、川砂利、山砂利、海砂利、火山れきなどが例示でき、また、人工骨材としては、砕砂、砕石、高炉スラグ細骨材、高炉スラグ粗骨材、人工軽量細骨材、人工軽量粗骨材、銅スラグ細骨材、フェロニッケル細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材、電気炉スラグ粗骨材、溶融スラグ細骨材、溶融スラグ粗骨材などが例示できる。
As the fine aggregate, any fine aggregate used in concrete can be used, and if necessary, coarse aggregate can be included, and any coarse aggregate used in concrete can be used. Can be used.
In addition, the concrete material which does not contain a coarse aggregate is used as a mortar, and when a coarse aggregate is included, it is used as a concrete material.
As aggregates, natural aggregates or artificial aggregates may be used. As natural aggregates, river sand, mountain sand, sea sand, land sand, river gravel, mountain gravel, sea gravel, volcanic rubble, etc. Examples of the artificial aggregate include crushed sand, crushed stone, blast furnace slag fine aggregate, blast furnace slag coarse aggregate, artificial lightweight fine aggregate, artificial lightweight coarse aggregate, copper slag fine aggregate, ferronickel fine bone Examples thereof include a material, an electric furnace oxidized slag fine aggregate, an electric furnace slag coarse aggregate, a molten slag fine aggregate, and a molten slag coarse aggregate.
さらに、当該コンクリート材料には、本発明の効果を損なわない範囲で、収縮低減剤、膨張材などのコンクリート用混和材を配合することも可能である。 Furthermore, it is also possible to mix | blend concrete admixtures, such as a shrinkage reducing agent and an expansion material, with the said concrete material in the range which does not impair the effect of this invention.
また、本発明を適用するコンクリートを調製するための混練水としての量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができるため、一義的に決定されるものではないが、通常、水／セメント比で２５〜６０質量％が一般的な配合量である。 Further, the amount of kneading water for preparing the concrete to which the present invention is applied can be changed depending on the type and blending of the materials to be used, and therefore is not uniquely determined. 25-60 mass% is a common compounding quantity by cement ratio.
コンクリート材料は、上記アルカリシリカ反応性物質及び上記アルカリ金属を含む上記各材料を均一に配合して調製する。混合の条件、混合機の種類などに限定はなく、それぞれの材料を施工時に混合して用いてもよいし、予め、その一部あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
混合装置としては、既存の任意の装置が使用可能であり、例えば、パン型強制ミキサ、二軸強制練りミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、ナイタミキサ、傾動ミキサ，連続練りミキサ等公知のものを用いることができる。
The concrete material is prepared by uniformly blending the above materials containing the alkali silica reactive substance and the alkali metal. There is no limitation on the mixing conditions, the type of the mixer, etc., and the respective materials may be mixed and used at the time of construction, or some or all of them may be mixed in advance.
As the mixing device, any existing device can be used. For example, a known device such as a pan type forced mixer, a biaxial forced kneading mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a nighter mixer, a tilting mixer, or a continuous kneading mixer may be used. it can.
また、本発明のコンクリートのひび割れ自己修復方法は、上記本発明のコンクリート材料を用いたコンクリート構造物のひび割れ部に水を供給することにより、アルカリシリカ反応を生ぜしめて、これにより該ひび割れ部を自己修復する方法である。
これによりアルカリシリカ反応性物質と少量のアルカリ金属を併用したコンクリート材料とすることで、水の共存下で生じる前記両者の反応によって生成されるアルカリシリカゲルが、コンクリート構造物に発生したひび割れ部に自己充填されることで、コンクリート構造物に発生したひび割れの自己修復が実現できる。
特に、ひび割れ幅が０．５ｍｍ以下のもので、継続的に水の供給が得られるコンクリート構造物であると、ひび割れの自己修復がより効果的に実現されることとなる。
In addition, the method for self-repairing cracks in concrete according to the present invention provides an alkali-silica reaction by supplying water to the cracked portion of a concrete structure using the concrete material according to the present invention, thereby causing the cracked portion to self-repair. How to repair.
As a result, a concrete material containing a combination of an alkali-silica reactive substance and a small amount of an alkali metal allows the alkali silica gel produced by the reaction between the two to occur in the presence of water to self-appear in the cracks generated in the concrete structure. By filling, the self-repair of the crack which generate | occur | produced in the concrete structure is realizable.
In particular, if the crack width is 0.5 mm or less and the concrete structure is capable of continuously supplying water, the self-repair of cracks can be more effectively realized.
本発明の次の実施例、比較例及び試験例により説明する。
（使用材料）
・セメント ：商品名 早強ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製
・細骨材 ：陸砂
・アルカリ金属：水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ） 関東化学株式会社製
：水酸化カリウム（ＫＯＨ） 関東科学株式会社製
・水 ：水道水
・アルカリシリカ反応性物質
骨材であって、アルカリシリカ反応性を示すものである。
即ち、ＪＩＳ Ａ １８０４の試験方法に準じて、骨材についてアルカリシリカ反応性試験を実施し、次の表１に示す結果が得られた骨材を、アルカリシリカ反応性物質として使用した。
ここで、ＪＩＳ Ａ １８０４の試験方法に準じたアルカリシリカ反応性試験を実施した場合、供試体の水中での煮沸前後の膨張率が０．１％以上になると「無害でない」との判定となり、その骨材はアルカリシリカ反応性を示すことになる。
また、当該アルカリシリカ反応性試験は、当該骨材供試体を３サンプル準備して、３サンプルについて実施した。その膨張率の平均値も表１に示す。
The following examples, comparative examples and test examples of the present invention will be described.
(Materials used)
・ Cement: Trade name Hayashi Portland Cement, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. ・ Fine Aggregate: Land Sand ・ Alkali Metal: Sodium Hydroxide (NaOH) manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
: Potassium hydroxide (KOH) Manufactured by Kanto Science Co., Ltd. ・ Water: Tap water ・ Alkali silica reactive substance Aggregate, which shows alkali silica reactivity
That is, according to the test method of JIS A 1804, the alkali silica reactivity test was implemented about the aggregate, and the aggregate obtained the result shown in following Table 1 was used as an alkali silica reactive substance.
Here, when the alkali silica reactivity test according to the test method of JIS A 1804 was carried out, the expansion rate before and after boiling the test specimen in water was 0.1% or more, and it was judged as “not harmful”. The aggregate will show alkali silica reactivity.
In addition, the alkali silica reactivity test was performed on three samples by preparing three samples of the aggregate specimen. The average value of the expansion coefficient is also shown in Table 1.
（実施例１〜９、比較例１〜１１）
上記各材料を用い、下記表２に示す配合割合で、各材料を配合して均一に混練りし、各モルタルを調製した。
(Examples 1-9, Comparative Examples 1-11)
Using each of the above materials, each material was blended and uniformly kneaded at a blending ratio shown in Table 2 below to prepare each mortar.
得られたモルタルを、４×４×１６ｃｍの型枠を用いて打設し、脱型後、２０℃の水中で水中養生を実施しながら、各モルタル供試体を得た。
得られた各モルタル供試体について、ＪＩＳ Ａ １８０４に準じた長さ変化率の測定を行った。
その結果も表２に示す。
The obtained mortar was cast using a 4 × 4 × 16 cm mold, and after demolding, each mortar specimen was obtained while performing water curing in water at 20 ° C.
About each obtained mortar specimen, the length change rate according to JIS A1804 was measured.
The results are also shown in Table 2.
上記各モルタル供試体にひび割れをひび割れ幅０．２〜０．３ｍｍで貫通させ、このひび割れ部に沿った透水試験を実施した。
具体的には、各モルタル供試体を２０℃の水中で養生しながら、材齢７日後及び材齢２８日後に、ひび割れをそれぞれ導入した。ひび割れ部を各モルタル供試体に導入直後に、該ひび割れ部に水を０．１〜０．３ＭＰの水圧で導入して、該供試体のひび割れを導入した面に対向する下部面から透水した水の量（ひび割れ部に水を導入してから１０分以内）を測定し、得られた透水量をそれぞれ初期透水量とした。
A crack was made to penetrate each mortar specimen with a crack width of 0.2 to 0.3 mm, and a water permeability test was conducted along the cracked portion.
Specifically, cracks were introduced after 7 days of age and after 28 days of age while curing each mortar specimen in water at 20 ° C. Immediately after the crack portion is introduced into each mortar specimen, water is introduced into the crack section at a water pressure of 0.1 to 0.3 MP, and water is permeated from the lower surface facing the surface of the specimen where the crack is introduced. (Within 10 minutes after water was introduced into the cracked part) was measured, and the obtained water permeation amount was defined as the initial water permeation amount.
該各ひび割れを導入した後も、各モルタル供試体を２０℃の水中で養生し、ひび割れ部導入より７日後、２８日後、５６日後、９１日後、１８２日後に、各モルタル供試体を水中より取り出し、該ひび割れ部に水を０．１〜０．３ＭＰの水圧で導入して、該供試体のひび割れを導入した面に対向する下部面から透水した水の量（ひび割れ部に水を導入してから１０分以内）を測定した。 After each crack was introduced, each mortar specimen was cured in water at 20 ° C., and the mortar specimen was removed from the water 7 days, 28 days, 56 days, 91 days, and 182 days after the introduction of the crack. Then, water is introduced into the cracked part at a water pressure of 0.1 to 0.3 MP, and the amount of water permeated from the lower surface facing the cracked surface of the specimen (water is introduced into the cracked part). Within 10 minutes).
その測定結果を図１、図２に示す。
図１ａ及び図１ｂは、それぞれ上記実施例及び比較例のひび割れをモルタル供試体材齢７日後に導入した場合の透水量の変化を示し、図２ａ及び図２ｂは、それぞれ上記実施例及び比較例のひび割れをモルタル供試体材齢２８日後に導入した場合の透水量の変化を示す。
但し、透水比は、各モルタル供試体の上記初期透水量に対する測定した透水量の比率を表したものである。
The measurement results are shown in FIGS.
FIGS. 1a and 1b show changes in water permeability when the cracks of the above examples and comparative examples are introduced after 7 days of mortar specimen material, respectively, and FIGS. 2a and 2b show the above examples and comparative examples, respectively. The change of the water permeability is shown when cracks of mortar are introduced after 28 days of mortar specimen material age.
However, the water permeability ratio represents a ratio of the measured water permeability to the initial water permeability of each mortar specimen.
図１、図２から、比較例では透水比は減少するものの、その数値がゼロにはならないが、本発明の実施例では材齢の経過に伴って透水比が減少し、最終的にその数値はゼロになることがわかる。
即ち、実施例においては、アルカリシリカゲルが生成し、ひび割れ部を充填（ひび割れを自己修復）したため、透水が止まったことを意味する。
この結果も表２に示す。○は透水が止まったもの、×は透水が止まらなかったものを表す。
From FIG. 1 and FIG. 2, although the water permeability ratio decreases in the comparative example, the numerical value does not become zero, but in the embodiment of the present invention, the water permeability ratio decreases with the lapse of material age, and finally the numerical value. It turns out that becomes zero.
In other words, in the examples, alkali silica gel was generated and the cracked portion was filled (self-repairing the crack), which means that water permeation stopped.
The results are also shown in Table 2. ○ indicates that water permeation has stopped, and × indicates that water permeation has not stopped.
上記表２より、実施例１〜９では、長さ変化率は０．０５〜０．０７％であり、比較例２〜１１では０．０５％未満もしくは０．０７％を超えるものであった。なお、比較例１のモルタルについてはアルカリシリカ反応性物質を含んでいないため、長さ変化率はほぼゼロであった。
また、比較例３、比較例４、比較例６及び比較例７のようにアルカリ金属を多量に添加すると、アルカリシリカ反応の膨張によってひび割れ幅が増大するため、ひび割れ部の止水性が得られない。
From Table 2 above, in Examples 1 to 9, the rate of change in length was 0.05 to 0.07%, and in Comparative Examples 2 to 11, it was less than 0.05% or more than 0.07%. . In addition, since the mortar of the comparative example 1 did not contain the alkali-silica reactive substance, the length change rate was substantially zero.
In addition, when a large amount of alkali metal is added as in Comparative Example 3, Comparative Example 4, Comparative Example 6 and Comparative Example 7, the crack width increases due to expansion of the alkali silica reaction, so that the water stoppage of the cracked portion cannot be obtained. .
本発明は、各種コンクリート構造物に適用することができ、建築分野のみならず土木分野等におけるコンクリート構造物、特に水の供給が継続的に可能であるコンクリート構造物に好適に適用することが可能となる。 The present invention can be applied to various concrete structures, and can be suitably applied to concrete structures not only in the construction field, but also in the civil engineering field, particularly concrete structures in which water can be continuously supplied. It becomes.
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