ASRの劣化機構に基づくペシマムを考慮したコンクリートの長期膨張予測法の開発

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本研究は，アルカリシリカ反応（ASR）に起因するコンクリートの経時的な膨張・損傷を対象に，ペシマム現象を含めた骨材反応性や環境ごとに異なる複雑な劣化のプロセスを実験から特徴づけ，メカニズムベースで長期的な膨張挙動を予測しうる手法について検討している。骨材鉱物の溶解という劣化の出発点を岩種ごとに観察し，アルカリ量・配合や温度といった多様なパラメータを設定した長期のコンクリート膨張実験と組み合わせることによって，劣化機構に即した膨張予測法へと拡張することを目指している。2022年度は，主に高温高pH溶液下における骨材岩石中の高反応性シリカの溶解過程に関する観察実験および環境温度を要因としたコンクリートの膨張実験の2点を実施した。前者は，比較的反応性の高い安山岩と変成岩の一種であるマイロナイトの骨材粒子を対象に，高温のNaOH中に浸漬した際の断面の各種シリカ鉱物の溶解のようすについて浸漬時間を変えながら走査電子顕微鏡（SEM）を用いて視覚的に捉えた。これにより，反応の進行に伴う粒界拡散パスの変化といった従来の反応モデルとの乖離点が指摘された。後者については，実環境で作用するような温度域，とくに10°CというASRにとって比較的低温条件下における膨張試験を実施した。その結果，膨張挙動および損傷形態が一般的な高温促進試験で得られる傾向と異なることが確認され，これがゲルの生成速度とひび割れの閉塞の両者のバランスによって支配されると示した。