5-096

土木学会第63回年次学術講演会(平成20年9月)

高強度繊維補強モルタルのアルカリシリカ反応性試験(株)ピーエス三菱

正会員

○桜田道博

(株)ピーエス三菱

正会員

森拓也

金沢大学理工研究域正会員

鳥居和之

１．はじめに近年，設計基準強度が 120MPa の高強度繊維補強モルタルが開発され，低桁高の PC 橋や塔状構造物に使用されている 1)．高強度繊維補強モル
タルは，単位セメント量が多く，アルカリ量が多くなるとともに，蒸気養生を実施するため，アルカリシリカ反応に対して厳しい条件になっていると考えられる．高強度繊維補強モルタルには，JIS A5308 で「無害」と判定される骨材を使用することとしているが，一般のコンクリートに比べ，アルカリ量が多い条件下では「無害」と判定される骨材であってもアルカリシリカ反応が発生することも懸念される．そ写真 1 高強度繊維補強モルタル

こで，高強度繊維補強モルタルの配合で，ASTM C 1260 および JIS A 1146に規定される促進条件でアルカリシリカ反応性試験を行い，高強度繊維補強モルタルにおいてアルカリシリカ反応が発生するかを検討した．
２．試験概要(1) 使用材料
使用材料および高強度繊維補強モルタルの配合をそれぞれ，表 1 お
よび表 2 に示す．高強度繊維補強モルタルの配合で，アルカリシリカ

写真 2 鋼繊維反応が発生するかを確認するため，細骨材には反応性骨材(安山岩砕砂，
表 1 使用材料

化学法：無害でない)を使用した．高強度繊維補強モルタ
ルには通常，鋼繊維が混入されるがこの試験においては，鋼繊維は混入しなかった．
(2) 試験方法
高強度繊維補強モルタルのアルカリシリカ反応性試験

材

料

記号
仕 様
SFC シリカフューム混入セメント，密度 3.08g/cm3
セメント
C 普通ポルトランドセメント，密度 3.15g/m3
表乾密度 2.64g/cm3，吸水率 1.69%，
S
細骨材
安山岩砕砂，化学法：無害でない
SP 高性能減水剤(ポリカルボン酸系)混和剤の方法を表 3 に示す．試験方法は基本的に，ASTM C 1260(促進モルタルバー法)および JIS A 1146(モルタルバー法)に

表 2 高強度繊維補強モルタルの配合準拠したが，モルタルの配合は高強度繊維補強モルタルのW/C(%)

Air(%)

配合とした(ケース 1，ケース 3)．水セメント比がアルカ172.0

SP 量(C×%)3.0

単位量(kg/m3)
W
SFC
S
210
1235974

表 3 試験方法
試験方法
供試体寸法
セメントの種類
モルタルの配合
初期養生
促進方法

ケース 1
ケース 2
ケース 3
ケース 4
ASTM C 1260(促進モルタルバー法)
JIS A 1146(モルタルバー法)
25×25×285mm
40×40×160mm
ｼﾘｶﾌｭｰﾑ混入ｾﾒﾝﾄ
普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ
ｼﾘｶﾌｭｰﾑ混入ｾﾒﾝﾄ
普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄ
表 2 と同様(W/C17%)
W:C:S=0.47：1:2.25(W/C47%)
表 2 と同様(W/C17%)
W:C:S＝0.5：1:2.25(W/C50%)
80±2℃，1N の NaOH 水溶液に 24h 浸漬
蒸気養生(20℃24h+60℃24h)
湿潤 24h
80±2℃，1N の NaOH 水溶液に浸漬，14 日間
40±2℃，湿度 95%以上，91 日間

キーワード 高強度繊維補強モルタル，アルカリシリカ反応，水セメント比，ASTM C 1260，JIS A 1146
〒250-0875 神奈川県小田原市南鴨宮 2-1-67 (株)ピーエス三菱 技術研究所 tel0465-46-2780
連絡先-191-5-096

土木学会第63回年次学術講演会(平成20年9月)

リシリカ反応性に及ぼす影響を検討するため，ASTM C 1260 および JIS A 1146 に準拠したモルタルの配合でも試験した(ケース 2，ケース 4)．なお，ASTM C 1260 は，供試体を 80℃の NaOH 水溶液(1N=1mol/L)に浸漬してアルカリシリカ反応を促進するものであり，アルカリシリカ反応性を評価する試験方法のうち最も厳しいもののひとつとされている．
３．試験結果および考察
ASTM C 1260 および JIS A 1146 の促進条件でアルカリシリカ反応性試験を行った結果をそれぞれ，図 1 および図 2 に示す．ASTM C 1260 および JIS A 1146 では，試験終了時の長さ変化率が 1000μ以下であれば，アルカリシリカ反応に対して「無害」と判定される．ASTM C 1260 および JIS A 1146 に準拠したモルタルの配合で試験した場合(ケース 2，ケース 4)，長さ変化率は試験終了時点において 6000μを超えており，使用した細骨材はアルカリシリカ反応性が「無害でない」ことがわかる．一方，水セメント比が 17%の高強度繊維補強モルタルの配合で試験した場合(ケース 1，ケース 3)，長さ変化率は試験終了時においても 1000μを大きく下回っており，反応性骨材を使用しているにもかかわらず，アルカリシリカ反応に対して無害と判定される膨張率となっている．この結果から，反応性骨材のアルカリシリカ反応によるモルタルの膨張率は，水セメント比に大きく影響され，水セメント比が著しく低い場合は反応性骨材を使用しても膨張量が抑制されることが確認された．これは，水セメント比が 17％と小さく，緻密な硬化体では，水およびアルカリの硬化体中での移動が大きく抑制されるとともに，硬化体内が常に自己乾燥下にあることによるものと考えられる 2)．
8000

8000
ASTM C 1260に準拠

7000

長さ変化率(μ)

長さ変化率(μ)

6000
5000
4000
ケース1 (W/C17%)3000

JIS A 1146に準拠

7000

ケース2 (W/C47%)

6000

ケース3 (W/C17%)

5000

ケース4 (W/C50%)

4000
3000

2000

2000

1000

1000

000246810
保存期間(日)12140

図 1 ASTM C 1260 による試験結果

1428425670
保存期間(日)8498

図 2 JIS A 1146 による試験結果

４．まとめ
高強度繊維補強モルタルのアルカリシリカ反応性試験の結果，以下の知見が得られた．
①低水セメント比で，硬化体が緻密な高強度繊維補強モルタルでは，反応性骨材を使用しても，アルカリシリカ反応によるモルタルの膨張量は小さい．
②これは，水セメント比が低く，硬化体が緻密な場合は，水およびアルカリの硬化体中の移動が抑制され，骨材への水やアルカリの供給が少なくなるためと考えられる．
③高強度繊維補強モルタルは，アルカリシリカ反応に対して高い耐久性を有していると推察される．
④今後さらなる検討が必要ではあるが，良質な骨材が少なくなっている中，アルカリシリカ反応に対して無害でない骨材を水セメント比が低く、緻密な高強度材料に使用することで有効活用できる可能性があると考えられる．
参考文献
1) 桜田，大山，森，二羽：高強度繊維補強モルタルを使用した PC 構造物，コンクリート工学，Vol.44，No.7，2007.7
2) 田村：コンクリート用材料とアルカリ骨材反応，コンクリート工学，vol.24，No.11，1986.11-192-