石灰石骨材とコンクリート補遺版2012の印刷にあたってH Pより印刷出来ますが、印刷にあたり次の点にご留意願います。 1．印刷原稿は、全部で次ページ以下、32ページの両面印刷です。印刷にあたり、片面印刷か両面印刷の設定を行って下さい。 2．また、全ページ、白黒刷りとなっています。 . . . .石灰石骨材とコンクリート補遺版2012 OJIS A 5005-2009コンクリート用砕石及び砕砂の改正概要〇汎用及び高強度コンクリートに物性に与える石灰石骨材中の微粒分量の影響○石灰石骨材のASR(アルカリシリカ反応)への影響〇石灰石骨材と乾燥収縮○石灰石骨材の硫酸塩劣化〇石灰石骨材とセメントとの相互作用石灰石鉱業協会Limestone Association of Japan
30数年前、石灰石骨材は、コンクリート用骨材全体の５％程度を占めるに過ぎませんでした。そこで石灰石鉱業協会では、より一層の普及を図ることを目的に1989年に技術資料『石灰石骨材とコンクリート』を編纂しました。その後、2005年には初版以降の技術的知見、データを取り入れ『増補・改訂版2005』を発行しております。石灰石骨材を用いたコンクリートは乾燥収縮が小さく、アルカリシリカ反応性の心配がないという耐久性に関わる優れた特性が評価され、最近では全国コンクリート用骨材に占める石灰石骨材の利用率が20%近くまでに上がっております。これは当協会にとって大変喜ばしいことです。一方、平成21年3月20日にはJIS A 5005「コンクリート用砕石及び砕砂」が改正され，骨材に含まれる微粒分量の上限値が緩和にされておりますが、この改正では、必ずしも石灰石骨材の特性が十分に反映されたものにはなっていないのも事実です。このような背景から、石灰石鉱業協会ではコンクリート用石灰石骨材の特性を正しく理解いただくために、石灰石资源及びコンクリート材料の専門家によるコンクリート骨材研究会を設置しました。そこでは、会員会社の協力も得て微粒分量とコンクリート物性に関する試験データを積み重ねるとともに、最新の技術的所見・データを広く収集し、種々の検討を重ねてまいりました。その成果を受け、この度、 『石灰石骨材とコンクリート補遺版2012』として取り纏めることが出来ました。本小冊子が、コンクリート製造会社をはじめコンクリートユーザーである建設・土木会社、発注官庁、諸団体の皆様に広く活用していただき石灰石骨材に対するご理解を深めて頂くとともにコンクリート品質管理の向上に資することを切に祈念するものです。

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1. JIS A 5005-2009 コンクリート用砕石及び砕砂の改正概要……………………………… 1
2．汎用及び高強度コンクリートの物性に与える石灰石骨材中の微粒分量の影響
3．石灰石骨材のASRへの影響
6.石灰石骨材とセメントとの相互作用7. (参考)当協会会員の石灰石骨材生産鉱山及び同営業連絡先一覧表く注＞石灰石鉱業協会ホームページへの掲載について上記の『補遺版2012』及び次ページ掲載の『増補・改訂版2005』の全ページは当協会ホームページに次の通り掲載されております。ご関心の項目を参照又は印刷する等で適宜ご活用ください。

1.1　改正の要点
平成21年（2009年）3月20日にJIS A 5005「コンクリート用砕石及び砕砂」が改正された。主な改正点は、微粒分量（JIS A 5005 4.5微粒分量）に関わるものであり，以下に全文を掲載する。 4.5微粒分量微粒分量は，6.7によって試験を行い，次による。 a)微粒分量は，c)に定める許容差の範囲内でばらつきが生じてもb)に定める最大値を超えないように，製造業者と購入者が協議して定める。 b)粒分量の最大値は，砕石では3.0%，砕砂では9.0%とする。ただし，砕石について，粒形判定実積率が58%以上の場合は，骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず，微粒分量の最大値を5.0%とすることができる。 c)微粒分量の許容差は，a)で定めた協議値に対して，砕石では±1.0%，砕砂では±2.0%とする。この記述における従来版からの改正点は以下の3点に要約できる。 1）微粒分量の協議と品質判定の時点又は地点2）微粒分量の最大値3）微粒分量の許容差これらの改正点について，JIS A 5005「コンクリート用砕石及び砕砂」の解説より、変点を表1 -1にまとめた。

1.2 微粒分量の協議と品質判定の時点又は地点
従来の規格では，微粒分量の上限値は定められていたが，微粒分量を保証すべき場所についてはあいまいな点があった。この点が今回の改訂により明確化された。製造業者が購入者へ試験成績書を提出するが，この試験成績書は一般に工場出荷時のものであり，工場からの運搬中に品質が変動する場合があることが認識された。この運搬中の変動も考慮して，受渡し時において，微粒分量が規定値を満足するように，製造業者と購入者は協議することが求められている。改正規格においては，購入者が使用場所で直接微粒分量を測定することが求められているわけではない。運搬の際の変動も考慮して規定された品質が満足されるようにする必要がある，のである。つまり，製造業者が製造場所で測定した品質に加えて，特定の運搬経路での微粒分量の変動を考慮することでも要求を満たすと解釈できる。そこで，コンクリート骨材研究会では現実の複数の石灰石骨材について微粒分量の変動を調査したところ，微粒分量の変動量自体は運搬経路に依存するが，その変動量のばらつきは一定範囲にあり，各運搬経路ごとの調査は必要かもしれないがJISの要求範囲を満足できるものと推定された。
1.3微粒分量の最大値
石灰石骨材は，他の岩種と比較して，それを用いたコンクリートの乾燥収縮が小さく，アルカリ骨材反応の心配がない。一方で，運搬や積み卸し作業により，表面が粉化しやすく，微粒分量が増大することがある。石灰石鉱業協会はこの事情をJIS改正委員会に説明し,特別の品質クラスの設定を要望した。 JIS  A  5005は多くの岩種を包含するものであるので，石灰石骨材に限定した品質クラスは与えられなかったが，石灰石砕石は粒形判定実積率が高く，その微粒分はコンクリートにほとんど悪影響を与えないため、粒形判定実積率58%以上を条件として，微粒分量が5. 0%以下に緩和された。なお，この規定は石灰石砕石のみに適用されるのではなく，広く砕石一般にも適用される。
1.4微粒分量の許容差
骨材の微粒分量の上限が高くなると、その量の変動がコンクリートの品質のぼらつきに影響することが懸念され、実際にも，スランプ値と強度がわずかに変化する。したがって，微粒分量の上限が緩和されるにしても，微粒分量は一定であることが重要であり，微粒分量のばらつきは±1.0%の範囲に管理されることが求められている。 2.汎用および高強度コンクリートの物性に与える石灰石骨材中の微粒分量の影響
2.1検討の背景
JIS A 5005の改正では，石灰石骨材中の微粒分量がコンクリート品質に悪影響を及ぼさないことが記載してあるが，この点について，コンクリート骨材研究会で具体的に再確認を行った。その結果概要について既報1, 2, 3)を中心にまとめる。
2.2　汎用強度コンクリートへの影響り
フレッシュ性状に与える石灰石骨材中の微粒分量の影響として，スランプ，プリーディング量，および疑結時間の変化を調べた。図2–1に骨材の全微粒分量とスランプ量の関係を示す。微粒分量の増加により空気量が変動するので,空気量がスランプに及ぼす影響を補正してある。この図から分かるように,微粒分量が100kg増加することで,スランプは約3cm低下する。図2-2に骨材の全微粒分量とブリーディング量の関係を示す。微粒分量の増加とともにプリーディング量は低下し，材料分離抵抗性の高いコンクリートとなることが分かる。図2–3に凝結時間への影響を示す。微粒分量が100kg増加すると1時間程度，凝結時間は早まる。コンクリートの硬化体性状への影響は，圧縮強度，静弾性係数，乾燥収縮，中性化，および東結融解抵抗性について調べた。図2~4に微粒分量と圧縮強度の関係を示す。いずれの材齢でも圧縮強度は微粒分量が100kg増加すると1割前後の増加を示した。静弾性保数，乾燥収縮，中性化，および東結融解抵抗性に対する微粒分量の影響は顕著ではなかった。
2.3 高強度コンクリートへの影響29
高強度コンクリートにおける微粒分量の影響は，建築分野では建築基準法第37条の大臣認定に関わる問題であり，汎用強度コンクリート以上に重大である。大臣認定は材料を特定することで承認が得られるため，申請時と異なる材料を用いる場合(年号記載のJISを表示してある場合など)，法律上の手続きとして原則再申請が必要である。しかし，JISの改正は高強度コンクリートへの影響も小さいことが前提で行われているため，技術的にはなんら問題がないという学識経験者の意見も多い。このため簡易的な実験で差がないことが示されれば再申請は認められる場合が多いと考えられる。図2~5に微粒分量が1％と5％の場合のスランプもしくはスランプフローの関係を示す。圧縮強度レベルに対応する水セメント比(WC)により,普通ポルトランドセメント,中庸熱ポルトランドセメント,低熱ポルトランドセメントが使い分けられているのが現状であるので，試験でもそれぞれの#/Cに対応し，現実的なセメント種類とした。練混ぜ直後では，W/Cが比較的高い45%の場合のスランプは両者で差はない。より粉体量が増える，W/C27％となるとスランプフローは10cm程度低下するが，高性能AE減水剤を1割程度増量することで十分対応可能な範囲であった。練上り後60分においても微粒分量の影響は限定的である。図2–6に微粒分量が1％と5％の場合の空気量の関係を示す。両者に有意な差はない。経時変化にも差はない結果であった。図2–7に微粒分量が1%と5%の場合の圧縮強度の関係を示す。単位粉体量が少ない汎用強度コンクリートでは微粒分量が増加すると強度が増加したが，単位粉体量が多い高強度コンクリートでは両者に差は認められなかった。また，微粒分量は静弾性保数に影響を与えなかった。結論として，高強度コンクリートの場合，低W/Cでは若干流動性が低下するため，高性能AE減水剤の増量が必要な場合があるが，その他の物性に及ぼす影響はほとんどないといえる。参考文献1）多田克彦，吉本稔，林建佑，河野広隆，報告石灰石骨材の微粒分量が汎用強度コンクリートの物性に及ぼす影響,コンクリート工学年次論文集, Vol.33, No.1, pp.149-154, 2011. 2）林建佑，多田克彦，山田一夫，河野広隆，石灰石粗骨材の微粒分量の増加が高強度コンクリートの性状に与える影響評価,コンクリート工学, Vol.49, No.12, pp.31-38, 2011. 3）石灰石鉱業協会コンクリート骨材研究会，石灰石骨材の微粒分量が汎用強度および高強度コンクリートの諸物性に及ぼす影響,コンクリートテクノ, Vol.30, No.5, pp.1-10, 2011.
石灰石に関わるアルカリ骨材反応として，ドロマイト質石灰岩によるアルカリ炭酸塩(岩)反応が指摘されてきた。しかし，セメント協会による膨大な実験によると国内の石灰石では膨張の事例は認められていないり。石灰石骨材とコンクリート2005年版2.3節でもこの事情は，カナダの代表的反応性骨材の評価結果とともに紹介されている。また，最新の解析によれば，以下の反応式で示されるドロマイトの脱ドロマイト反応(アルカリ炭酸塩(岩)反応)は起きたとしても膨張につながるものではないことが証明されている2。
CaMg(CO3)2 + Ca(OH)2  →CaCO3 + Mg(OH)2
(注)CaMg(CO 3 )zドロマイト, Ca(OH)z水酸化カルシウム, CaCOs:カルサイト, Mg(OH)zブルーサイト問題となるのは，泥質ドロマイトに含まれる隠微晶質石英のアルカリシリカ反応（ASR）の遅延膨張であることが判明している。隐微晶質石英は反応性が高いシリカが示す組成に関するペシマム条件を示さない。ということは，隠微晶質石类が含まれるにしても，それがオパール状ではなく結晶質である限り，含有量が少ない場合にはASRの可能性は無いことになる。国内の骨材として用いられている炭酸塩岩には，不純物シリカが大量に含まれる場合はまれであることから，石灰石骨材がASRを引き起こすことはまず無いと想定できる。望ましくは，石灰石骨材中のシリカ系鉱物の結晶系と形態を確認し，ASRの可能性を考慮した石灰石の品質基準を検討していくことが重要である。注意すべきは，日本の石灰石骨材は通常非反応性であるが，これは世界的には例外であり，不純物を多く含むことのある海外の石灰石骨材はアルカリシリカ反応を起こす恐れがあることを認識する必要がある。この観点からは，日本の事情をそのまま海外に当てはめることのないよう注意が必要である。なお，隠微晶質石英を含む遅延膨張性骨材のアルカリシリカ反応性の検出は，化学法やモルタルバー法では困難であることが知られている。さらに反応性の石灰石骨材の場合，80℃1N-NaOH浸漬というより厳しい条件の試験であるASTM  C1260であっても，粒度調整により反応性の鉱物が篩下に排除される可能性があるため，反応性が適切に評価されない可能性も指摘されている。欧州では RILEM がAAR-5として炭酸塩岩に適した促進モルタルバー法を提案している»。超促進コンクリートプリズムAAR-4も適している。 1）セメント協会，コンクリート専門委員会F~47，石灰石骨材のアルカリ炭酸塩反応に関する調査・研発, 1994 2) T. Katayama, The so-called alkali-carbonate reaction (ACR) - Its mineralogical and geochemical details, with special reference to ASR, Cement and Concrete Research, Vol.40, No. 4, pp. 643–675, 2010. 3）山田一夫,最近の国際的なアルカリ骨材反応対策関連規準の動向,セメント・コンクリート, No. 704, pp. 16-25,  2005
コンクリートの乾燥収縮の主原因は，硬化セメントペーストの主体をなすC-S-Hが，低湿度下で体積収縮することである。骨材も乾燥収縮するがその程度は相当に小さく，セメントペーストのより大きな収縮に抵抗している。しかし、骨材が周囲のセメントペーストの収縮に抵抗する剛性が相対的に小さかったり,骨材自体も相対的に大きく乾燥収縮したりする場合には,コンクリートの乾燥収縮も大きくなる。原理的には乾燥によりセメントペーストが収縮するのであるから，セメント量が少ない，つまり同じ強度であれば単位水量が少ないコンクリートは乾燥収縮が小さいと考えられ、長い間，乾燥収縮の低減には単位水量の上限制御が重要であると考えられてきた。しかし，近年，コンクリートの乾燥収縮が主要因と考えられる収縮ひび割れが生じ、想定外のたわみが構造物に生じた事例が報告された。土木学会の調査の結果，同産地の骨材を使用したコンクリートの乾燥収縮が大きいことが判明し，これが収縮とたわみの一因と報じられた。この経験に基づき，骨材がコンクリートの乾燥収縮へ与える影響が単位水量などよりも影響度の大きい主要因であると分かって来た1。骨材種類の比較検討の結果，石灰石骨材は，乾燥収縮が特に小さいことが分かって来ており，石灰石骨材とコンクリート2005においても3.2.2項に説明されている。本稿では，最新情報をまとめ，改めて石灰石骨材の優れた特性を紹介する。土木学会では、2007年版コンクリート標準示方書の改訂において，設計で考慮するコンクリートの収縮率に対する見直しが行われた。また，建築学会では，2009年度制定版JASS5において，長期供用，超長期供用の構造物に用いるコンクリートを対象として，乾燥収縮率の基準値が示された。これらの動きは，コンクリートの収縮だけを問題視した極端な認識や，レディーミクストコンクリート工場に対する収縮の小さいコンクリートの要求など，収縮データが不十分な中で混乱を招く結果となった。そこで，コンクリート工学協会では，「コンクリートの収縮問題検討委員会」が設立され，乾燥収縮に係わる業界から現状と要望を聴取し、問題解決に向けた方向性が示されたり。コンクリートの乾燥収縮を定量化するための試験は，JIS A 1129「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」が用いられる。 4. 3. 1 乾燥収縮特性に与えるコンクリートの諸条件の影響一般に，コンクリートの乾燥収縮は，以下のような因子に影響を受けるとされているが，以下，諸条件の影響について，実験的な検討²²および全生工組連による実態調査結果♭に基づいて示す。 ・単位セメント量および単位水量が多いほど，大きくなる傾向にある。 ・骨材の弾性係数が大きく硬質の場合，乾燥収縮は小さくなる。図4-1にセメント種，骨材種を変えたコンクリートの乾燥収縮ひずみを示すが，骨材種の影響に比べると，普通ポルトランドセメント，高炉セメント，中庸熱ポルトランドセメント間での差は小さいものと推察される。図4-2～4-3に,単位水量と乾燥収縮ひずみの関係を示す。調査データ全体をみると相関は高くないが、図4-3に示したとおり，同一セメント・同一骨材を抜き出してみると相関性が高いと考えられ，単位水量の増加に伴い乾燥収縮ひずみも増加している傾向にある。図4-4〜4-6に，水セメント比と乾燥収縮ひずみの関係を示す。単位水量と同様に，調査結果全体のプロットでは相関は高くないが，図4-5に示したとおり，同一セメント・同一骨材のみを抜粋すると水セメント比が大きいほど乾燥収縮ひずみがやや大きくなる傾向にある。しかし，図4-6に示した実験的な検討によれば，水セメント比と乾燥収縮ひずみの間に明確な相関は認められない結果となっている。図4-7〜4-8に呼び強度と乾燥収縮ひずみの関係を示す。調査全体では相関は低いが，同一セメント・同一骨材を抜粋すると強度が高くなる。したがって，乾燥収縮ひザみが小さくなる傾向にある。図4-9に調査結果に基づく圧縮強度と乾燥収縮ひずみとの関係を示す。回帰式では強度の増加に伴い乾燥収縮ひずみが減少する傾向が示されているが，相関係数は小さい。一方，図4-10に実験的検討に基づく圧縮強度と乾燥収縮ひずみとの関係を示すが，明確な関係は認められなかった。図4-11にヤング係数と乾燥収縮ひずみとの関係を示す。ヤング係数が大きくなるにしたがって，乾燥収縮ひずみが小さくなる傾向にある。以上の結果をまとめると表4-1のとおりである。次節では，影響が大きいとされた骨材種につき，詳類に述べる。収縮ひずみ(×
全生工組連による乾燥収縮の実態調査が，平成20年と21年に行われた。結果は地域ごとに示されているが，いずれの地域においても，石灰石膏材を使用したコンクリートの６ヶ月乾燥収縮率は，石灰石を含まない骨材を使用した場合よりも小さい値となっている。粗骨材岩種別の乾燥収縮率を図4-12に示す。その他の岩種と石灰石とを比較すると，平均値で150 μ程度，石灰石骨材の方が乾燥収縮率が小さくなっていることがわかる。また,乾燥収縮特性が異なる砂岩に,より乾燥収縮が小さい石灰石粗骨材を置換した場合,コンクリートの乾燥収縮ひずみは石灰石粗骨材の置換率と概ね相関があり，石灰石粗骨材を用いることでコンクリートの乾燥収縮ひずみはより小さくなる。多様な骨材を用いたさらに詳細なコンクリートの収縮の本質に迫る検討もなされている#。使用された骨材は，種々の火成岩と堆嶺岩を主体としている。先に述べたように，骨材がセメントペーストの収縮に抵抗するのであるから，育材の弾性率と乾燥収縮とはコンクリートの乾燥収縮と相関をもつことが期待できる。図4-13に粗骨材のヤング係数とコンクリートの乾燥収縮ひずみの関係を示す。ヤング係数が大きくなるとセメントペーストの収縮に対する抵抗性が高くなるので，コンクリートの乾燥収縮ひずみは小さくなると考えられる。しかし，粗骨材の乾燥収縮自体の影響も考えられる。図4-14に粗骨材の乾燥収縮ひずみとコンクリートの乾燥奴縮ひずみの関係を示す。予測されたとおり，両者の間には正の相関関係がある。この二つの因子を組み合わせることでより高い相関が得られるとしている。さらに，粗骨材のヤング係数は骨材の吸水率と負の相関があり，乾燥収縮ひずみとは火成岩と堆積岩で傾向は異なるものの吸水率との相関があることが示されている。これらの基本情報から，コンクリートの乾燥収縮ひずみが一定の実用的精度を持って予測できるまでに至っている。厚肉球殻モデルを，変位の適合，力の釣り合いから収縮モデルに拡張し，さらに２相から３相モデルに拡張し，パラメータとして，各材料の収縮率，ヤング係数，体積比を用いて，以下の式に示すように定式化されている。
ε p :コンクリート，セメントペーストの乾燥収縮ひずみ，
ms,  mg :細・粗骨材とセメントペーストの収縮ひずみ比, ns,  ng :細・粗骨材とセメントペーストのヤング保数比, Vs,  Vg :細・粗骨材の体積比。この関係式による収縮ひずみの予測価は実測値と比較し，おおよそ±100 μの精度である（図4-15)。コンクリートの乾燥収縮ひずみは，コンクリートの製造にあたって使用される材料や配(調)合，硬化後の性状などに依存し，その影響因子は多岐にわたる。中でも使用する骨材の種類や，ヤング係数に大きく影響を受けることが分かっている。本章では，全生工組連の実態調査を主に，骨材種の乾燥収縮ひずみへの影響をとりまとめたが，石灰石骨材を用いたコンクリートは，相対的に乾燥収縮ひずみが小さい結果となっている。乾燥収縮ひずみが小さいコンクリートを切望する動きが強い中，石灰石骨材の利用は大変有効な手段であると考えられるが，コンクリートへの要求性能は乾燥収縮ひずみのみではないことから，実際の利用にあたっては，石灰石骨材の諸特性をよく理解したうえでの利用が重要である。 1）日本コンクリート工学協会，コンクリートの収縮問題検討委員会報告書，2010.3. 2）太平洋セメント，技術資料　コンクリートの収縮制御マニュアル【第二版】, 2010.11. 3）全国生コンクリート工業組合連合会技術委員会,平成21年度乾燥収縮に関する実態調査結果報告营，新技術開発報告，No.35，2010. 4）兵頭彦次，谷村充，井坂幸俊，杉山真悟，コンクリートの乾燥収縮に及ぼす骨材物性の影響評価，セメント・コンクリート，No.777, pp.21-29, 2011.
石灰石骨材とコンクリート2005年版3.3.5節でも触れているが，石灰石骨材は，イギリスで大きな問題となったタウマサイト(Thaumasite, ソーマサイトとも呼ばれる)硫酸塩劣化(TSA)にも一定の配慮が必要である。タウマサイトはセメントが強度を発現する源である水和物C-S-Hが，硫酸イオンと炭酸カルシウムと反応することで生成し，この反応に伴いセメントペーストが膨潤し強度を失う。 SO42: + CO32: + H2O C-S-H + Ca(OH)² TSAは，いくつかの要因が複合した場合に顕著な劣化を示すことが分かっている。 1）炭酸イオンの供給。典型的には石灰石膏材。 2）硫酸イオンの供給。多くは環境から供給されるが，粘土質土壌に含まれる硫化鉄の酸化によっても生じる。高濃度であるほど促進。 3）低温。典型的には5℃以下。 4）水の供給。 5）高いpH。 6）高い水セメント比で進行が早い。以上の条件を日本に当てはめて考える。 1）石灰石骨材を用いた場合，もしくは石灰石含有土壌に建設する場合。 2）日本では硫酸塩土壌が無いと考えられていたが，最近の調査によると、硫酸塩土壌は硫化鉄（パイライト(黄鉄鉱) : FeS2）を多く含む新生代の砂岩、泥岩及び堆積物の分布地域に一致して存在する可能性があると言われており、それらの地域では土壌の掘削などにより硫化鉄が大気に触れることで酸化し，硫酸塩を生じる可能性が指摘されている。海水中の硫酸イオンによっても引き起こされる可能性はある。 3）寒冷地では発生の可能性がある。 4)  湿潤環境。 5)コンクリートが接する溶液が滞留する場合にリスクが高まる。 6）著しい劣化の事例は高い水セメント比のコンクリートに限定的。国内での報告は，蒸気機関車が通ったトンネルのモルタルの劣化が報告されているのみであるり。最近の研究では，水セメント比が高い場合で，溶液が滞留する場合に室内試験ではTSAが生じる可能性が示されている9。通常のコンクリートではTSAの可能性は低く，大きな問題にはならないと考えられるが，特殊な条件では一定の注意を払うことが望ましい。一方で石灰石は，硫酸塩劣化を抑制する作用もある。古典的に硫酸塩劣化というとエトリンガイト生成による膨張破壊である。セメントの水和過程で生じるモノサルフェート(AFm)が外来の硫酸イオンと内在の水酸化カルシウムと反応し,エトリンガイト(AFt)がセメント硬化体内部で生成することで膨張すAFm + 2SO42 + 2Ca2+ + 20H2O → AFt石灰石を添加すると，その主成分である方解石(炭酸カルシウム)から供給される炭酸イオンが硫酸イオンの代わりとなり，カーボネート系の水和物が生成し，セメントの水和初期からモノサルフェートではなくエトリンガイトが存在することになる。したがって，AFm→AFtという相変化・結晶成長に伴う体髄膨張を避けることができる。カーボネート系の水和物も,外来の硫酸イオンが多量にある場合には,長期的にはエトリンガイトへ変化し膨張するが，膨張時期を遅らせることができる。エトリンガイト生成による硫酸塩膨張は高炉スラグを混合しただけでは抑制できない。これは，日本の高炉セメントにはアルミナが15%前後と多く含まれているためである。エトリンガイト膨張の本質がモノサルフェートからエトリンガイトへの変化なので,あらかじめ石膏をたくさん加え,モノサルフェートを生成させないようにする方策も考えられるが，この場合は過剰な石膏により水中膨張を示し，セメントとしての安定性に欠けることとなる。そこで，石灰石を石膏と組み合わせて使用することで，水中膨張を抑制しながら，高炉セメントの耐硫酸塩性を改善することができる¶。高炉セメントに石灰石徽粉末を混合するのは次章で述べるように強度面でも効果的であるが，耐硫酸塩性の耐久性の面でも有効であふ。図5-1に普通ポルトランドセメントに高炉スラグ微粉末,石灰石微粉末,石膏を添加した効果を示す。普通ポルトランドセメントに石灰石微粉末を4%添加することで,石膏を0.8%増量した場合と同等の効果を見出せる(図5-1(a))。普通ポルトランドセメントに高炉スラグを添加した場合，硫酸塩膨張は多少遅延するが，十分な耐硫酸塩性を付与することはできない。この高炉セメントに石灰石徴粉末を4%添加すると(図5-1(b))，石膏を1.6%増量した場合と同等の効果がある。ただし，石灰石微粉末を8%と増やしても添加効果は同等である。さらに耐硫酸塩性を高めるには,高炉セメント単独の場合は,石膏を5.8%と相当に増加しなければならないが,石灰石微粉末4%と組み合わせることで，石膏量は4.2%までの増量で済む。図5-2に，室内試験における典型的な硫酸塩膨張後の状態を示す。(1)の普通ポルトランドセメントでは膨張により試験体が寸断されるようにひび割れている。 (2)の高炉セメントでは普通ポルトランドセメントほどには劣化が進んでいないが、織部の隅角部峡欠損し劣化が始まっている。これに対し、フライアッシュを添加した(3)では、元の形状が健全に保たれている。このように、耐硫酸塩性は，石膏・石灰石以外にもフライアッシュの添加で抑制できる。これは，フライアッシュのポゾラン反応により，エトリンガイト生成に必要なCaイオンを消費するためである。参考文献1）上田洋,松田芳範,西尾壮平,佐々木孝彦,トンネル覆エコンクリートの劣化について,コンクリート工学年次論文集, Vol.26, No.1, pp.750-755, 2004. 2）野崎隆人，河野克哉，山田一夫，モルタル浸漬試験におけるタウマサイトの生成条件，土木学会年次学術講演会講演，概要集(CD-ROM)，64 (Disk 2), V-237，2009. 3) S. Ogawa, T. Nozaki, K. Yamada, H. Hirao, R. D. Hooton, Improvement on sulfate resistance of high alumina slag blended cement, Cement and Concrete Research, Vol.42, pp.244-251, February 2012. 4）山下弘樹,野崎隆人,平尾宙,山田一夫,セメントの耐硫酸塩性におよぼす混和材の複合効果、コンクリート工学年次論文集VOL. 30, No. 1, pp. 621–626, 2006
石灰石を構成する方解石(カルサイト)は安定な鉱物で反応しないと理解されている場合もあるが，セメントペースト中では，アルミネート相と反応し，ヘミカーボネートもしくはモノカーボネートという水和物を生成し，強度に貢献する。 C 3 A+1/2CH +1/2CC+12H → C 3 A+1/2CH +1/2CC+12H      (ヘミカーボネート水和物) C¸A+CC+11H → C¸A·CC·11H      (モノカーボネート水和物)ここに，CsA :アルミネート相，CH :水酸化カルシウム，CC  :方解石，H :水。方解石はアルミネート相と反応するため，反応性のアルミナを多く含むセメントで強度への貢献が著しい。典型的なセメントとしてはエコセメントと高炉セメントがある。エコセメントは，アルミナに富む廃棄物利用量をより増加させるため,間隙質の量が普通ポルトランドセメントよりも多くなっている。石膏は、アルミネート相と反応し強度発現に寄与するが，過剰添加すると水中膨張により安定性に欠けるようになるため上限が存在するが，石灰石を組み合わせることで強度発現性がよくなる。JISの改定により，エコセメントにも石灰石微粉末の添加が認められるようになったが，石灰石微粉末の添加が無い状況では，石灰石骨材を用いた場合に，より高い強度が得られていたと考えられる。同様の現象は高炉セメントでも認められる。日本の鉄鋼メーカが設計・建設した高炉から副産される高炉スラグは安定して約14～15%程度のアルミナを含有している。普通ポルトランドセメントのアルミナ含有量は5.5%程度であるから，高炉セメントとすることで総アルミナ量は増加することになる。高炉スラグ中のアルミナはガラス層に含まれるため,反応はCaAに含まれる場合よりもゆっくりとしている。この反応の際に石灰石が存在するとカーボネート系の水和物が生成し，強度増加に貢献する。高炉セメントのJIS改定に伴い，普通ポルトランドセメント中に含まれる石灰石微粉末が高炉セメントにも含まれるように現在はなっているが，それ以前の石灰石微粉末を含有しない高炉セメントは石灰石骨材を用いた場合に，非石灰石系の骨材を用いた場合よりも，有意に高い強度を示していた。図6-1に普通ポルトランドセメントに石灰石微粉末と高炉スラグ微粉末を添加した場合の圧縮強度を示すり。石灰石骨材とコンクリート2005年版4.2.2節にも示してあるが，石灰石微粉末は初期強度を高める効果がある。この試験では高炉スラグ微粉末の添加により，特に初期強度が著しく低下したが，石灰石微粉末と組み合わせることで, 28日強さは普通ポルトランドセメントと石灰石を組み合わせた水準までに回復している。石灰石微粉末の圧縮強度への影響が普通ポルトランドセメントよりもアルミナに富むエコセメントにおいてより顕著である例を図6-2に示す。普通ポルトランドセメントに高炉スラグ微粉末を添加すると特に初期強度は低下する。ここに石灰石微粉末を添加しても影響は限定的である。しかし，エコセメントに高炉スラグ微粉末を混合した系に石灰石微粉末を添加すると，圧縮強度の増進効果には著しいものがある。この原因をX線回折/リートベルト法による水和物生成量の解析により説明した例を図6-3に示す。X線回折/リートベルト法により，各種水和物の生成量を定量評価し，空隙量を逆算できる。セメント硬化体中の空隙量と圧縮強度の間には負の相関があり，石灰石の圧縮強度に対する添加効果が，ヘミカーボネートなどの生成による空隙の充填効果によるものと考えられている。このように石灰石微粉末は，焼却灰などを多量に使用したエコセメントなどアルミナ含有量が多いセメントにとっては必須の成分であり，セメントに混合することで圧縮強度に寄与し，CO₂削減にも効果を持つ。図6–1  普通ポルトランドセメント（OPC）の圧縮強度に及ぼす石灰石微粉末（LSP）と高炉スラグ微粉末（BFS）の効果リ図6–2  普通ポルトランドセメント（OPC）とエコセメントに及ぼす高炉スラグ徴粉末（BFS）と石灰石徴粉末（LSP）の影響29参考文献1) S. Hoshino, K. Yamada, H.Hirao, XRD/Rietveld analysis of the hydration and strength development of slag and limestone blended cement, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol. 4,  No. 3,  pp. 357-367,  2006 2）平尾宙,山田一夫,エコセメントの流動性および強度発現性に及ぼす高炉スラグ微粉末の影響,セメント・コンクリート論文集, Vol. 57, pp. 97–104, 2003 081

2002生コン出荷量百万㎡
■石灰石骨材出荷量●--石灰石骨を会の石灰石骨材生産会社及び営業連絡
&のご利用に当たって＞
本表の〇印は､各鉱山の石灰石骨材以外も含む『全用途別の生産品目』を表しています。
本表記載の連絡先欄には､主に各社の本社での『石灰石骨材』営業担当部署名及び電話番
しています｡支店･営業所等の骨材担当部署名等は､各社の本表の記載番号に電話照会願
また､骨材用以外の石灰石についても同様にご照会願います｡ l )は平成23年(暦年)の出荷実績に基づいて区分。また、(2)は平成24年2月1日現在の
(繊に基づいて記載しています。今後、変更されることもありますので、ご利用に当たり、各
の電話番号等でご照会願います。は、だけど、生活を無いです。
時材の生産鉱山は本表の寄りますが、出荷先は鉱山周辺地域の他、約50%の物が船輸送
東湾岸地区、大阪湾岸地区、九州各港へと出荷されているので、新規にご使用をご検討す
本表の何れかの会社の骨材営薬担当部署に自地域への供給の可否についてご相談で
石灰石骨材とコンクリート補遺版2012平成24年３月１日発行
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