(57)【要約】【課題】電気化学的方法により骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することのできる判定装置及び判定方法を提供する。【解決手段】アルカリシリカ反応性判定装置は、アルカリシリカ反応性が不明な骨材と、水又はリン酸水溶液とが収容される容器と、容器内を二室に分割するように配設される隔膜と、隔膜を挟んで対峙させるように配置される二つの電極と、電極のそれぞれに電気的に接続される膜電位測定部とを備え、水又はリン酸水溶液が収容された二室のそれぞれにおける水又はリン酸水溶液の容量に対する骨材の添加量が相違するように、二室のそれぞれに骨材を添加し、所定時間経過後の膜電位が０Ｖ未満である場合に、骨材のアルカリシリカ反応性が高いと判定し、当該膜電位が０Ｖ以上である場合に、骨材のアルカリシリカ反応性が低いと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリシリカ反応性が不明な骨材と、水又はリン酸水溶液とが収容される容器と、
前記容器内を第１室と第２室とに分割するようにして前記容器内に配設される、表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基を有する親水性多孔質膜からなる隔膜と、
前記隔膜を挟んで対峙させるようにして前記第１室及び第２室のそれぞれに配置される二つの電極と、
前記電極のそれぞれに電気的に接続される膜電位測定部と
を備え、
前記水又はリン酸水溶液が収容された前記第１室及び第２室のそれぞれにおける前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が相違するように、前記第１室及び第２室のそれぞれに前記骨材を添加し、前記膜電位測定部により測定された膜電位が０Ｖ未満である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が高いと判定し、当該膜電位が０Ｖ以上である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が低いと判定することを特徴とする骨材のアルカリシリカ反応性判定装置。
【請求項２】
前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量と、前記第２室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量との比が、１：０．９６〜０．９９であることを特徴とする請求項１に記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定装置。
【請求項３】
前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が、０．０１５〜０．０４ｇ／ｍＬであることを特徴とする請求項２に記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定装置。
【請求項４】
前記リン酸水溶液の濃度が、１５〜３０μｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定装置。
【請求項５】
前記骨材の粒径が、７５〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定装置。
【請求項６】
表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基を有する親水性多孔質膜からなる隔膜を介して第１室及び第２室の二室に分割された容器の当該第１室及び第２室内に、アルカリシリカ反応性が不明の骨材と水又はリン酸水溶液とを、前記第１室及び第２室内における前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が相違するように添加し、
前記骨材と水又はリン酸水溶液とを前記第１室及び第２室内にて接触させた状態で測定した前記隔膜の膜電位が０Ｖ未満である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が高いと判定し、当該膜電位が０Ｖ以上である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が低いと判定することを特徴とする骨材のアルカリシリカ反応性判定方法。
【請求項７】
前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量と前記第２室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量との比が１：０．９６〜０．９９となるように、前記第１室及び第２室のそれぞれに前記骨材と前記水又はリン酸水溶液とを添加することを特徴とする請求項６に記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定方法。
【請求項８】
前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が、０．０１５〜０．０４ｇ／ｍＬであることを特徴とする請求項７に記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定方法。
【請求項９】
前記リン酸水溶液の濃度が、１５〜３０μｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定方法。
【請求項１０】
前記骨材の粒径が、７５〜１５０μｍであることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の骨材のアルカリシリカ反応性判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨材のアルカリシリカ反応性を判定するための装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリシリカ反応（アルカリ骨材反応）は、骨材中のシリカ（ＳｉＯ２）とコンクリートに含まれるアルカリとが反応することによって生じた生成物が吸水して膨張し、コンクリートにひび割れ等を生じさせる現象である。
【０００３】
アルカリシリカ反応は、「コンクリートの癌」とも呼ばれるように、一度劣化が始まると抑止することが困難であり、やがてコンクリート構造物に重大なダメージを与えることになる。したがって、アルカリシリカ反応性を有する骨材を排除することが必要であり、骨材のアルカリシリカ反応性を評価するための試験方法が各種提案されている。
【０００４】
アルカリシリカ反応の特徴点が、（１）骨材中の特定の鉱物を原因とする点、（２）化学反応である点、（３）膨張してコンクリートを劣化させる点にあることから、骨材のアルカリシリカ反応性を評価する試験方法は、（１）鉱物学的観察試験、（２）化学法、（３）膨張変化試験の三つに大別される。
【０００５】
鉱物学的観察試験方法は、岩石を偏光顕微鏡等で直接観察し、反応性のあるシリカ質鉱物（オパール、カルセドニー、トリジマイト、クリストバライト、隠微晶質・非晶質シリカ、歪みのある石英、シリカ質の火山ガラス等）又は反応性のある炭酸塩鉱物（ドロマイト）が存在しているか否かを観察する手法であり、日本ではＪＣＩ−ＤＤ３がこれに相当し、有害鉱物に特化した試験方法になっている。
【０００６】
化学法は、骨材とアルカリとを反応させ、溶出するシリカ量（Ｓｃ：ｍｍｏｌ／Ｌ）と消費されるアルカリ量（Ｒｃ：ｍｍｏｌ／Ｌ）との関係が、Ｒｃ／Ｓｃ≧１である場合には、その骨材は無害（アルカリシリカ反応性が低い）であると判定する手法であり、ＡＳＴＭ−Ｃ２８９、ＪＩＳ−Ａ１１４５に代表される。化学法では、骨材をアルカリで溶解する反応を行うため、骨材粒度が結果に影響を及ぼすことを考慮し、粒径が１５０〜３００μｍとなるように粉砕された骨材が用いられる（非特許文献１参照）。また、骨材とアルカリとの反応が平衡に達する時間は１００時間以上であるが、反応時間が結果に影響を及ぼすことを考慮し、反応時間は２４時間±１５分間に設定される（非特許文献１参照）。また、骨材から溶出するシリカ量は質量法、原子吸光光度法又は吸光光度法によって定量され、アルカリ消費量はフェノールフタレイン指示薬を用いて塩酸で滴定することにより測定される（非特許文献１参照）。
【０００７】
膨張変化試験法（モルタルバー法）は、砂サイズに粒度構成を調整した骨材試料でモルタルを成形し、その膨張量より反応性を判定する手法であり、ＡＳＴＭ−Ｃ２２７、ＪＩＳ−Ａ１１４６に代表される。膨張変化試験は、比較的安定した結果が得られるが、判定に少なくとも６月の期間が必要である。
【０００８】
上記三つの試験法のうち、結果が比較的短期間に得られる化学法が汎用されており、化学法において骨材から溶出するシリカ量を定量するためには、質量法、原子吸光光度法又は吸光光度法を用いる必要がある。
【０００９】
しかしながら、質量法、原子吸光光度法又は吸光光度法により溶出シリカ量を定量するのは、作業が煩雑であり、特に原子吸光光度法又は吸光光度法においては、吸光度の測定に高度な技術が必要であるという問題がある。
【００１０】
そのため、骨材のアルカリシリカ反応性を迅速に、かつ簡易に判定することのできる新たな方法が望まれており、従来、電気化学的手法を用い、骨材のアルカリシリカ反応性を判定する方法が提案されている（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】日本工業規格  骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）  ＪＩＳ−Ａ１１４５：２００１  日本規格協会発行
【非特許文献２】日本建築学会構造系論文集，「電気化学的立場から見た反応性骨材の迅速判定方法試案」，福田禮一郎・露木尚光・笠井芳夫著，第４９９号，第１頁〜第８頁，１９９７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記非特許文献２に記載の電気化学的手法を用いた骨材のアルカリシリカ反応性の判定方法は、トレーシングペーパー製の隔膜で仕切られた２つの水槽内に純水（蒸留水）を収容し、一方の水槽内にアルカリシリカ反応性が不明な骨材を添加して膜電位を測定し、当該膜電位の測定結果に基づいて骨材のアルカリシリカ反応性を判定するものであるが、かかる判定方法によっては、後述する試験例の試験結果においても明らかなように、骨材のアルカリシリカ反応性の判定が困難な場合があるという問題がある。
【００１３】
上記課題に鑑みて、本発明は、電気化学的方法により骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することのできる判定装置及び判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、アルカリシリカ反応性が不明な骨材と、水又はリン酸水溶液とが収容される容器と、前記容器内を第１室と第２室とに分割するようにして前記容器内に配設される、表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基を有する親水性多孔質膜からなる隔膜と、前記隔膜を挟んで対峙させるようにして前記第１室及び第２室のそれぞれに配置される二つの電極と、前記電極のそれぞれに電気的に接続される膜電位測定部とを備え、前記水又はリン酸水溶液が収容された前記第１室及び第２室のそれぞれにおける前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が相違するように、前記第１室及び第２室のそれぞれに前記骨材を添加し、前記膜電位測定部により測定された膜電位が０Ｖ未満である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が高いと判定し、当該膜電位が０Ｖ以上である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が低いと判定することを特徴とする骨材のアルカリシリカ反応性判定装置を提供する（請求項１）。
【００１５】
上記発明（請求項１）によれば、容器内部を所定の隔膜により分割し、分割された各室における骨材の添加量（水又はリン酸水溶液の容量に対する添加量）を相違させて隔膜の膜電位を測定することで、当該膜電位の測定結果に基づいて、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００１６】
これは、以下のような作用に基づくものと考えられる。
一般に、骨材から溶出されるイオン（陽イオン、陰イオン）を含有する水溶液中の膜電位は、多種類イオンを含む電解質水溶液と同様に、下記式（１）により表される。
【００１７】
【数１】
2010181362.tif 000003
【００１８】
上記式（１）中、Δφは「拡散電位（膜電位）」を、Δφ１及びΔφ２はそれぞれ「電解質水溶液１（膜の一方側に接する電解質水溶液，低添加量）側の膜電位」及び「電解質水溶液２（膜の他方側に接する電解質水溶液，高添加量）側の膜電位」を、Ｒは「気体定数（＝8.3145(Jmol-1K-1)）」を、Ｔは「絶対温度」を、Ｆは「ファラデー定数（＝9.6485×104(Cmol-1)）」を、Ｃ＋１及びＣ＋２はそれぞれ「電解質水溶液１に接している膜表面の陽イオン濃度」及び「電解質水溶液２に接している膜表面の陽イオン濃度」を、Ｃ−１及びＣ−２はそれぞれ「電解質水溶液１に接している膜表面の陰イオン濃度」及び「電解質水溶液２に接している膜表面の陰イオン濃度」を、Ｐ＋及びＰ−はそれぞれ「イオンの透過係数又はイオンのモル移動度」を表す。
【００１９】
水又はリン酸水溶液中に骨材を浸漬させると、イオン（例えば、鉄イオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の陽イオン；ケイ酸イオン等の陰イオン）が水又はリン酸水溶液中に溶解するが、隔膜の表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基、パーフルオロスルホン酸基等を有することで、水又はリン酸水溶液の容量に対する骨材の添加量が多い方（電解質水溶液２）から少ない方（電解質水溶液１）へと陽イオンのみが移動する。
【００２０】
この場合に、アルカリシリカ反応性の低い骨材のように、水又はリン酸水溶液中に溶解する陽イオン量が少ない場合、上記式（１）中、
ΣＰ＋Ｃ＋１＋ΣＰ−Ｃ−１＜ΣＰ＋Ｃ＋２＋ΣＰ−Ｃ−２
又は、
ΣＰ−Ｃ−１＜ΣＰ−Ｃ−２
となるため、隔膜の膜電位は、下記式（２）で表されるものと考えられる。
【００２１】
【数２】
2010181362.tif 000004
【００２２】
一方、アルカリシリカ反応性の高い骨材のように、水又はリン酸水溶液中に溶解する陽イオン量が多い場合であって、電解質水溶液２中に存在する骨材から溶出した陽イオンが、隔膜を通じて電解質水溶液１側に移動する際に当該隔膜に吸着された場合、上記式（１）中、
ΣＰ＋Ｃ＋１＋ΣＰ−Ｃ−１＞ΣＰ−Ｃ−２
となり、電解質水溶液２中に存在する骨材から溶出した陽イオンが、隔膜を通じて電解質水溶液１側に移動した場合、上記式（１）中、
ΣＰ＋Ｃ＋１＋ΣＰ−Ｃ−１＋ΣＰ＋Ｃ＋２＞ΣＰ−Ｃ−２
となるため、隔膜の膜電位は、下記式（３）で表されるものと考えられる。
【００２３】
【数３】
2010181362.tif 000005
【００２４】
したがって、上記発明（請求項１）によれば、膜電位の測定値を指標として、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００２５】
上記発明（請求項１）においては、前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量と前記第２室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量との比が、１：０．９６〜０．９９であるのが好ましい（請求項２）。
【００２６】
上記発明（請求項２）によれば、分割された二室のうちの第１室と第２室とにおける骨材の添加量が上記範囲内にあることで、骨材のアルカリシリカ反応性をより確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００２７】
上記発明（請求項２）においては、前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が、０．０１５〜０．０４ｇ／ｍＬであるのが好ましい（請求項３）。
【００２８】
上記発明（請求項１〜３）においては、前記リン酸水溶液の濃度が、１５〜３０μｍｏｌ／Ｌであるのが好ましい（請求項４）。かかる発明（請求項４）によれば、リン酸水溶液の濃度を上記範囲内にすることで、骨材のアルカリシリカ反応性をより確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００２９】
上記発明（請求項１〜４）においては、前記骨材の粒径が、７５〜１５０μｍであるのが好ましい（請求項５）。骨材の粒径が１５０μｍを超えると、骨材の容器の各室への添加量によってはアルカリシリカ反応性を判定するのに時間がかかったり、正確な判定が困難になったりすることがあり、骨材の粒径が７５μｍ未満になると、水又はリン酸水溶液中で凝集を起こしてしまい、骨材からの溶解イオン量のばらつきが生じ、正確な判定が困難になることがある。しかしながら、かかる発明（請求項５）によれば、骨材の粒径を７５〜１５０μｍとすることで、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００３０】
また、本発明は、表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基を有する親水性多孔質膜からなる隔膜を介して第１室及び第２室の二室に分割された容器の当該第１室及び第２室内に、アルカリシリカ反応性が不明の骨材と水又はリン酸水溶液とを、前記第１室及び第２室内における前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が相違するように添加し、前記骨材と水又はリン酸水溶液とを前記第１室及び第２室内にて接触させた状態で測定した前記隔膜の膜電位が０Ｖ未満である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が高いと判定し、当該膜電位が０Ｖ以上である場合に、前記骨材のアルカリシリカ反応性が低いと判定することを特徴とする骨材のアルカリシリカ反応性判定方法を提供する（請求項６）。
【００３１】
上記発明（請求項６）によれば、所定の隔膜にて分割された各室内への骨材の添加量が相違するように骨材と水又はリン酸水溶液とを添加し、骨材と水又はリン酸水溶液とを接触させた状態で隔膜の膜電位を測定することで、当該膜電位の測定結果に基づいて、骨材のアルカリシリカ反応性を確実、かつ迅速に判定することができる。
【００３２】
上記発明（請求項６）においては、前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量と前記第２室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量との比が１：０．９６〜０．９９となるように、前記第１室及び第２室のそれぞれに前記骨材と前記水又はリン酸水溶液とを添加するのが好ましい（請求項７）。
【００３３】
上記発明（請求項７）によれば、骨材の添加量の比が上記範囲内であることで、骨材のアルカリシリカ反応性をより確実、かつ迅速に判定することができる。
【００３４】
上記発明（請求項７）においては、前記第１室への前記水又はリン酸水溶液の容量に対する前記骨材の添加量が、０．０１５〜０．０４ｇ／ｍＬであるのが好ましい（請求項８）。
【００３５】
上記発明（請求項６〜８）においては、前記リン酸水溶液の濃度が、１５〜３０μｍｏｌ／Ｌであるのが好ましく（請求項９）、上記発明（請求項６〜９）においては、前記骨材の粒径が、７５〜１５０μｍであるのが好ましい（請求項１０）。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、電気化学的方法により骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することのできる判定装置及び判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置を示す概略構成断面図である。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置１は、上部が開口する第１室２１及び第２室２２、並びに第１室２１と第２室２２とをそれらの下部において連結する連結部２３を有する断面コの字状の容器２と、第１室２１及び第２室２２内のそれぞれに配置される電極３Ａ，３Ｂと、２つの電極３Ａ，３Ｂに電気的に接続された膜電位測定装置４とを備える。
【００４０】
容器２の連結部２３の上面部及び下面部のそれぞれには、第１室２１及び第２室２２の水平方向に延伸する凸条２３Ａ，２３Ｂが設けられており、かかる凸条２３Ａ，２３Ｂに隔膜５の両端辺が取り付けられていることで、容器２内が第１室２１側と第２室２２側との二室に分割されている。
【００４１】
容器２の材料としては、特に限定されるものではないが、容器２内に収容される水又はリン酸水溶液中にその構成成分が溶出し得ないものであるのが好ましく、例えば、ガラスや、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂が挙げられる。
【００４２】
隔膜５としては、例えば、表面にカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基を有する親水性多孔質膜を用いることができる。骨材のアルカリシリカ反応性に応じて水又はリン酸水溶液中に溶解するイオン濃度（陽イオン濃度及び陰イオン濃度）が変動し得る。そのため、これらの親水性多孔質膜を隔膜５として用いれば、水又はリン酸水溶液中に溶解した陽イオンの移動度、隔膜への吸着量等に応じて膜電位が変化し、この膜電位を測定することで骨材のアルカリシリカ反応性を確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００４３】
上記隔膜５（親水性多孔質膜）としては、陽イオン交換膜を好適に用いることができるが、表面にカルボキシル基を有するトレーシングペーパーを用いてもよい。当該トレーシングペーパーを隔膜５（親水性多孔質膜）として用いる場合、後述する試験例から明らかなように、容器２の第１室２１及び第２室２２には、所定濃度のリン酸水溶液を収容する必要がある。これにより、トレーシングペーパー表面のカルボキシル基がリン酸化され、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に判定可能となる。
【００４４】
隔膜５の厚さは、カルボキシル基、水酸基、スルホン酸基又はパーフルオロスルホン酸基等の官能基導入量により適宜設定すればよいが、２５０μｍ以下であるのが好ましく、１２５〜２５０μｍであるのがより好ましい。膜厚が２５０μｍを超えると、水又はリン酸水溶液中の溶解イオンの移動が困難となるため、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に判定するのが困難となるおそれがある。
【００４５】
電極３Ａ，３Ｂとしては、特に限定されるものではなく、例えば、白金線又は白金板等を用いればよい。また、膜電位測定装置４も、容器２の連結部２３に設けられた隔膜５の膜電位を測定し得るものであれば特に限定されるものではなく、微小な電位変化を測定し得る高い入力抵抗（１０１１〜１０１４Ω）を有する電極電位測定装置、例えば、エレクトロ・メータ、ポテンションスタット等を用いることができる。
【００４６】
このような構成を有する骨材のアルカリシリカ反応性判定装置１を用いて骨材のアルカリシリカ反応性を判定するためには、まず、第１室２１及び第２室２２に水又はリン酸水溶液Ｗを、特にリン酸水溶液を収容するのが好ましい。第１室２１及び第２室２２に収容されたリン酸水溶液は、電気伝導率の高い水溶液であるため、測定時の電位の変動が小さくなり、より正確に電位を測定でき、また、骨材添加前に、隔膜５（親水性多孔質膜）がリン酸水溶液に浸された状態になることで、隔膜５の表面がリン酸により修飾されて陽イオンの吸着性が向上するため、測定した電位によって骨材のアルカリシリカ反応性を判定することが可能となる。
【００４７】
なお、第１室２１及び第２室２２に収容する水としては、電解質成分等が可能な限り除去されたものであるのが好ましく、具体的には、電気抵抗率（比抵抗）が０．１〜１×１０６Ω・ｃｍ程度のものであるのが好ましい。このような水としては、例えば、純水、蒸留水、精製水、イオン交換水等が挙げられる。
【００４８】
第１室２１及び第２室２２にリン酸水溶液を収容する場合、当該リン酸水溶液の濃度は１０〜３０μｍｏｌ／Ｌであるのが好ましく、特に２０〜２５μｍｏｌ／Ｌであるのが好ましい。リン酸水溶液の濃度が３０μｍｏｌ／Ｌを超えると、骨材から溶出した陽イオン（金属イオン）とリン酸イオン（ＰＯ４３−）とから不溶性塩が生成してしまうと考えられ、それにより、骨材のアルカリシリカ反応性の判定が困難になるおそれがある。
【００４９】
第１室２１及び第２室２２に収容する水又はリン酸水溶液の温度は、２０〜３０℃であれば好ましく、特に２０℃程度であるのが好ましい。なお、温度を３０℃程度にする場合には、容器２をウォーターバス等の温水中に浸漬させて加温すればよい。
【００５０】
第１室２１及び第２室２２に、水又はリン酸水溶液Ｗを収容するとともに、アルカリシリカ反応性が不明の骨材Ａ（以下単に「骨材」という。）を添加する。これにより、当該骨材Ａからの溶解イオン量に応じた膜電位の変化に基づいて、骨材Ａのアルカリシリカ反応性を判定することができる。
【００５１】
この場合において、第１室２１に添加される水又はリン酸水溶液Ｗの容量に対する骨材Ａの添加量（以下単に「骨材添加量」という場合がある。）と、第２室２２に添加される水又はリン酸水溶液の容量に対する骨材添加量とが、相違するように第１室２１及び第２室２２のそれぞれに骨材Ａを添加する。例えば、第１室２１における骨材添加量よりも、第２室２２における骨材添加量を少なくしてもよいし、その逆であってもよい。なお、本実施形態においては、第１室２１における骨材添加量を、第２室２２における骨材添加量よりも高くしている。
【００５２】
具体的には、例えば、第１室２１における骨材添加量と第２室２２における骨材添加量との比が１：０．９６〜０．９９となるように、骨材Ａを第１室２１及び第２室２２に添加するのが好ましく、特に１：０．９６〜０．９８となるように添加するのが好ましい。骨材添加量の比が上記範囲内であれば、骨材Ａのアルカリシリカ反応性をより確実に、かつ迅速に判定することができる。
【００５３】
第１室２１における骨材添加量は、０．０１５〜０．０４ｇ／ｍＬであるのが好ましく、特に０．０２５〜０．０３７ｇ／ｍＬであるのが好ましい。骨材添加量が０．０１５ｇ／ｍＬ未満であったり、骨材添加量が０．０４ｇ／ｍＬを超えたりすると、骨材Ａのアルカリシリカ反応性の判定が困難になるおそれがある。
【００５４】
第１室２１及び第２室２２に添加される骨材Ａの粒径（平均粒径）は、７５〜３００μｍであるのが好ましく、７５〜１５０μｍであるのがさらに好ましい。骨材の粒径が７５μｍ未満であると、微粉末が凝集してしまうことで、骨材からの溶解イオン量にバラツキが生じてしまい、骨材Ａのアルカリシリカ反応性を判定するのが困難となるおそれがある。
【００５５】
容器２の第１室２１及び第２室２２に骨材Ａを添加し、水又はリン酸水溶液Ｗと骨材Ａとを接触させてから所定時間経過した後の膜電位を、膜電位測定装置４により測定する。
【００５６】
膜電位の測定時間は、６０分以内であればよく、好ましくは１〜３０分、特に好ましくは１〜５分である。６０分を超えて測定を継続しても、骨材Ａのアルカリシリカ反応性の判定精度の向上が見込めず、不経済となるおそれがある。
【００５７】
このようにして測定した膜電位が０Ｖ以上である場合には、骨材のアルカリシリカ反応性が低い、すなわち、当該骨材は「無害である」と判定することができる。一方、膜電位が０Ｖ未満である場合には、骨材のアルカリシリカ反応性が高い、すなわち、当該骨材は「無害でない」と判定することができる。
【００５８】
本実施形態に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置１によれば、隔膜によって分割されてなる（仕切られてなる）第１室２１及び第２室２２のそれぞれに、水又はリン酸水溶液Ｗと骨材Ａとを、第１室２１及び第２室２２の骨材添加量が相違するようにして添加し、その状態で膜電位を測定することによって、６０分以内、好ましくは１〜５分程度の短時間で、かつ確実に骨材Ａのアルカリシリカ反応性を判定することができる。しかも、熟練した操作も必要なく、簡単な作業のみで骨材Ａのアルカリシリカ反応性を判定することができる。
【００５９】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００６０】
〔化学法による骨材のアルカリシリカ反応性試験〕
複数の所定産地の骨材から無作為に抽出した複数の骨材を被験試料とし（骨材１〜７）、これらの骨材についてＪＩＳ−Ａ１１４５（化学法）に基づいてアルカリシリカ反応性の試験をした。
結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2010181362.tif 000006
【００６２】
上記化学法による試験の結果、骨材１〜４は「無害である」と判定され得る骨材であり、骨材５〜７は「無害でない」と判定され得る骨材であることが確認された。
【００６３】
〔骨材のアルカリシリカ反応性判定試験１〕
図１に示す骨材のアルカリシリカ反応性判定装置１を作製し、骨材１及び骨材５について膜電位を測定した。溶媒として水又はリン酸水溶液（第１室２１に９７ｍＬ，第２室２２に８５ｍＬ収容）を用い、隔膜５としてパーフルオロスルホン酸膜（デュポン社製，商品名：ナフィオン，膜厚：１２５μｍ（Ｄ１２５），２５０μｍ（Ｄ２５０））を用い、電極３Ａ，３Ｂとして白金電極を用い、膜電位測定装置４としてエレクトロ・メータ（北斗電工社製，製品名：エレクトロ・メータＨＥ−１０６）を用いた。
結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2010181362.tif 000007
【００６５】
表２に示すように、アルカリシリカ反応性判定装置の第１室及び第２室における骨材濃度（純水又はリン酸水溶液の容量に対する骨材の添加量）を相違させるとともに、隔膜として陽イオン交換膜を用いることで、骨材のアルカリシリカ反応性を確実に判定することが可能である。特に、高濃度の骨材濃度（表２における第１室の骨材濃度，Ｈ）に対する低濃度の骨材濃度（表２における第２室の骨材濃度，Ｌ）の比（Ｌ／Ｈ）が０．９６〜０．９８であれば、迅速かつ確実に骨材のアルカリシリカ反応性を判定可能であることが確認された。なお、当該比（Ｌ／Ｈ）が０．９９であっても、第１室及び第２室にリン酸水溶液を収容することで、骨材のアルカリシリカ反応性を判定可能であると考えられる。
【００６６】
〔骨材のアルカリシリカ反応性試験２〕
上記骨材のアルカリシリカ反応性判定試験１において用いたアルカリシリカ反応性判定装置１にて、隔膜５としてパーフルオロスルホン酸膜に代えてトレーシングペーパー（オストリッチダイヤ社製，商品名：補強トレーシングペーパー、膜厚：６０μｍ、単位面積質量：５０ｇ／ｍ２、平均孔径：２８ｎｍ）を用い、骨材１及び骨材５について膜電位を測定した。
結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
2010181362.tif 000008
【００６８】
表３に示すように、骨材のアルカリシリカ反応性判定装置１の隔膜５としてトレーシングペーパーを用い、第１室２１及び第２室２２に純水を収容すると、骨材１及び骨材５のいずれも膜電位の測定結果が０Ｖ未満であり、骨材のアルカリシリカ反応性の正確な判定が困難であることが明らかである。しかしながら、隔膜５としてトレーシングペーパーを用いたとしても、第１室２１及び第２室２２に１０〜３０μｍｏｌ／Ｌのリン酸水溶液を収容することで、骨材のアルカリシリカ反応性を判定し得ることが確認された。
【００６９】
トレーシングペーパーは、リン酸水溶液に浸漬させることによって、トレーシングペーパーの表面のカルボキシル基がリン酸化され、骨材から溶解した金属イオン（陽イオン）の吸着能が向上すると考えられる。このときに、アルカリシリカ反応性の低い骨材のように、溶解陽イオン量が少ない場合には、測定される膜電位は、上記式（２）で表される。一方、アルカリシリカ反応性の高い骨材のように、溶解陽イオン量が多い場合には、測定される膜電位は、上記式（３）で表される。したがって、上記結果のように、骨材のアルカリシリカ反応性を判定することが可能になったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る骨材のアルカリシリカ反応性判定装置は、アルカリシリカ反応性の不明な骨材における当該反応性の迅速、かつ確実な判定に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１…骨材のアルカリシリカ反応性判定装置
２…容器
２１…第１室
２２…第２室
３Ａ，３Ｂ…電極
４…膜電位測定装置
５…隔膜
【図１】
2010181362.tif 000009