(57)【要約】【課題】  骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）におけるアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）を、より簡便で短時間に推定する方法を提供することを目的とする。【解決手段】  骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）におけるアルカリ濃度減少量を推定する方法であって、試料（骨材）を、常温で、ナトリウム又はカリウムを含む水溶液に浸漬した後、該水溶液中のナトリウム又はカリウムの減少量から化学法で得られるアルカリ濃度減少量を推定することを特徴とする化学法におけるアルカリ濃度減少量推定方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）におけるアルカリ濃度減少量を推定する方法であって、試料（骨材）を、常温で、ナトリウム又はカリウムを含む水溶液に浸漬した後、該水溶液中のナトリウム又はカリウムの減少量から化学法で得られるアルカリ濃度減少量を推定することを特徴とする化学法におけるアルカリ濃度減少量推定方法。
【請求項２】
前記ナトリウム又はカリウムを含む水溶液が水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液であることを特徴とする請求項１記載の化学法におけるアルカリ濃度減少量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の骨材群からアルカリシリカ反応性の低い骨材をスクリーニングする方法であって、骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）ＪＩＳ−Ａ１１４５（以下化学法またはＪＩＳ化学法と呼ぶ）において、常温でナトリウム又はカリウムを含む溶液中に浸漬することにより、溶液中のナトリウム又はカリウムの減少量を測定し、この減少量からＪＩＳ化学法におけるアルカリ濃度減少量（以下アルカリ濃度減少量をＲｃと略記する場合がある）を推定することにより、簡易且つ迅速に骨材のアルカリシリカ反応性を判定する試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリシリカ反応（アルカリ骨材反応ともいう）は、骨材中のシリカ（ＳｉＯ2）分とコンクリートに含まれるアルカリ（Ｎａ+，Ｋ+など）とが反応することによって生じた生成物（アルカリシリカゲル）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と言われている。
【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を予防するためには、アルカリシリカ反応性を有する骨材を予め排除することが重要な予防策となっており、骨材のアルカリシリカ反応性を評価する試験方法が各種提案されている。
【０００４】
アルカリシリカ反応性を評価する方法として、現在主として利用されている方法は、（１）化学法、（２）膨張変化試験（モルタルバー法）である。
【０００５】
化学法とは、骨材を８０℃の水酸化ナトリウム溶液で煮て、骨材から溶出した溶解シリカ量（以下Ｓｃと略記する場合がある）と、骨材とアルカリアルカリシリカゲルを生成することによって減少したアルカリ濃度減少量（以下Ｒｃと略記する場合がある）を求め、ＲｃとＳｃ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により規格化されている。化学法では、骨材をアルカリで溶解する反応を行なうため、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。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。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のいずれかの方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）。
【０００６】
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により規格化されている。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（非特許文献２）。
【０００７】
【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−Ａ１１４６：２００１  日本規格協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記試験法のうち、結果が比較的短期間に得られる化学法が一般的に利用されている。しかしながら、化学法では、アルカリ濃度減少量（Ｒｃ）の定量方法として、試料原液にフェノールフタレイン指示薬（１％エタノール溶液）２，３滴を加え、０．０５ｍｏｌ／ｌ塩酸標準液で少量ずつ滴定して、最後の１滴でかすかな紅色が無色となったときを終点とし、塩酸標準液の消費量からアルカリ濃度を算定する。しかしながら、この方法は、試料に１ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム標準液を加え、８０±１℃に調節した恒温水槽中で２４時間反応させる必要があり、恒温槽を必要とし、また、反応に２４時間を要する。
【０００９】
そこで、本発明は、前記ＪＩＳ化学法におけるアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）を、より簡便で短時間に推定する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】
【００１０】
上記目的を達成するために、鋭意研究の結果、ＪＩＳ化学法で得られるアルカリ濃度減少量Ｒｃの値は、反応溶液中のＮａ又はＫの試料（骨材）への吸着量の大小に大きく影響されるとの知見を得た。つまり、試料（骨材）へのＮａの吸着量が増えるに従い、ＪＩＳ化学法のＲｃが増す関係にあることがわかった。したがって、試料（骨材）へのＮａ又はＫの吸着量を測定することにより、ＪＩＳ化学法におけるアルカリ濃度減少量Ｒｃを推定できるとの知見を得て、本発明を完成した。すなわち、本発明は、骨材のアルカリシリカ反応性試験方法（化学法）において、アルカリ濃度減少量を推定する方法であって、試料（骨材）を、常温で、ナトリウム又はカリウムを含む水溶液に浸漬した後、該水溶液中のナトリウム又はカリウムの減少量から前記アルカリ濃度減少量を推定することを特徴とするアルカリ濃度減少量推定方法に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本手法を用いることにより、短時間にて、ＪＩＳ化学法におけるＲｃを推定することが可能となり、日常のアルカリシリカ反応に関する骨材の品質管理を容易に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の試験方法について詳細に説明する。本発明の試験方法によって判定可能な資料としては、粗骨材でも細骨材でもよく、また、天然の骨材であってもよく、砕石でも人工骨材でもよい。骨材の岩種（岩相）としては、いずれの岩種でもよい。また、試料の大きさについても制限は無く行える。つまりは、岩石や骨材のままでも良く、それを粉砕したものや一部の粒度を選び出した物でも良い。また、掘削や粉砕及び洗浄過程などで発生した粉体や微粒分でも良い。
【００１３】
本発明において、常温とは、０〜４５℃の範囲の温度で、通常、人が生活を行っている温度域である。なお、さらに前記温度範囲の中で１０℃以内の温度管理を行なうことが望ましい。
【００１４】
本発明に使用されるナトリウムやカリウムを含む水溶液としては、ナトリウムイオン又はカリウムイオンを含む水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液などが上げられる。これらの水溶液は、広く使われているため、入手が容易である。
【００１５】
試料（骨材）をナトリウムイオン又はカリウムイオンを含む水溶液中に浸漬すると、ナトリウムイオン又はカリウムイオンが骨材表面中に付着し、水溶液中のナトリウム又はカリウムイオンが減少し、この減少量（以下この量をＲｃ'とする）が化学法におけるアルカリ濃度減少量Ｒｃの値と直線的な相関関係を有するため、前記ナトリウムイオンまたはカリウムイオンの減少量Ｒｃ’を求めることにより化学法におけるＲｃの値を求めることができる。
【００１６】
溶液中のナトリウムやカリウムの減少量Ｒｃ'を求める方法として、試薬により発色させて、吸光光度計にて溶液中の残存量を求める方法、原子吸光法、プラズマ発光分光法（ＩＣＰ）などが考えられる。また、本発明に使用されるナトリウムやカリウムを含む水溶液としてアルカリ性溶液を使用する場合には、塩酸などを用いて滴定を行い、アルカリ濃度の減少量からナトリウムやカリウムの減少量Ｒｃ’を推測する方法も考えられる。
【００１７】
試料の水溶液への浸漬時間には特段の制約は無いが、作業性や試験結果の早期判定の面から、０．５〜２４時間の範囲が望ましいと考える。特に、浸漬を行ったその日の内に試験結果を得るためには０．５〜８時間で行うことが必要と考える。また、継続して品質を管理したり、試料の比較を行う場合には、浸漬時間を一定にして試験を行うことが望ましい。
【００１８】
本手法を用いることにより、短時間にて、ＪＩＳ化学法のＲｃを推定することが可能となり、日常の骨材のアルカリ骨材反応に関する品質管理を容易に行うことが出来る。
【００１９】
なお、砕石や砕砂については、同じ鉱山の同じ鉱物を元に生産された骨材で、Ｒｃの変動に比べ、Ｓｃの変動が極めて少ない場合が多いとの知見を得た（表１参照）。骨材によっては、Ｓｃの変動が極めて少ないので、骨材のアルカリ骨材反応性に関する日常管理は、Ｒｃのみの管理で十分となるため、本発明の手法を用いることにより、骨材の生産現場や生コンクリートの骨材管理の現場で、迅速で容易に骨材のアルカリシリカ反応の管理を日常的に行うことが可能となると考える。
【表１】
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【実施例】
【００２０】
１．  試料の調整
（１）  繰粉（火薬装填用の孔を削孔した時に出る掘削粉）または岩石や骨材やを粉砕した試料（粉粒状の試料）を用いる場合など
１）  繰粉を採取又は岩石や骨材を粉砕する。
２）  １００〜１１０℃で乾燥（篩い分けが可能になるまで）
３）  試料を０．３〜０．１５ｍｍ（別の粒度としても可）の試料に篩い分ける。
４）  ０．１５ｍｍ篩上で流水洗浄した後、蒸留水又は精製水を試料にかけ流す。
５）  １００〜１１０℃で乾燥（２４時間以上）
６）  再度、０．１５ｍｍ篩いで振るう
（２）  骨材を用いる場合
１）  ２０〜１０ｍｍ（又は１３ｍｍ）の砕石を１．２ｋｇ採取。
２）  流水で洗浄し、蒸留水又は精製水を試料にかけ流す。
３）  １００〜１１０℃で２４時間以上乾燥する。
【００２１】
２．  試料のＮａＯＨ水溶液中への浸漬
（１）  繰粉または岩石を粉砕した試料を用いる場合
１）  室温を常温（例えば20℃±2℃）に調整する。
２）  容器に試料２５．０ｇを正確に入れる。
３）  １ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液を２５ｍｌ量り取り前記容器に１ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液２５ｍｌ全量を入れる。
４）  前記容器の蓋を閉め、容器を振って、ＮａＯＨ溶液と試料をよく混合する。
５）  その後３時間静置する。
（２）  骨材を用いる場合
１）  室温を常温（例えば20℃±2℃）に調整する。
２）  容器に試料1000ｇを正確に入れる。
３）  １ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液を500ｍｌ量り取り、前記ポリ容器に１ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液500ｍｌ全量を入れる。
４）  容器の蓋を閉め、容器を振って、ＮａＯＨ溶液と試料をよく混合する。
５）  その後３時間静置する。
【００２２】
３．  アルカリ減少量（Ｒｃ'）の測定
１）  ３時間静置した後、再度試料とＮａＯＨ溶液の入った容器を軽く振り、ＮａＯＨの濃度を均一化する。
２）  ろ過しながらＮａＯＨ溶液を20〜30ｍｌ採取する。
３）  ＪＩＳ化学法および簡易判定法と同様の操作で、１％フェノールフタレイン指示薬と０．０５ｍｏｌ／ｌ塩酸標準液を用いて滴定し、アルカリ濃度の減少量を求める。この場合のアルカリ濃度の減少量はＮａイオン濃度の減少量に等しい。
４）  事前に求めておいた検量線（化学法Ｒｃと上記操作で得られたアルカリ濃度減少量の近似式）にＲｃ'を代入し化学法Ｒｃを推定する。
【００２３】
天然砂６試料を用いて、上記方法により算出したＲｃ'の値と、同じ試料を用いてＪＩＳ化学法により測定したＲｃの値を表２に示す。また、上記方法で求めたＲｃ’の値とＪＩＳ化学法により測定したＲｃの値の関係を図１に示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
この表１及び図１の結果からＲｃ'の値とＪＩＳ化学法により求めたＲｃの値との間に比較的良好な正の相関関係を得ることができた。よって、常温で試料を３時間水酸化ナトリウム溶液に浸漬した後の溶液のアルカリ濃度減少量からＪＩＳ化学法におけるＲｃの値を推察することができ、これを骨材のアルカリ骨材反応に関する日常管理に適用すれば、短時間で容易に各岩相のＲｃの値を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ｒｃ'とＪＩＳ化学法により求めたＲｃの関係を示す図
【図１】
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