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

基于ASR劣化机制的考虑悲观的混凝土长期膨胀预测方法研究

• 批准号: 22KJ2449
• 负责人: 川上 隆
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2449/
• 关键词: ASR; アルカリシリカ反応; SEM; コンクリートプリズム試験; 劣化予測

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。

这项研究重点关注碱硅反应（ASR）引起的混凝土随时间的膨胀和损坏，并利用实验来表征骨料反应性，包括悲观现象，以及随环境而变化的复杂劣化过程。研究可以基于机制预测长期扩张行为的方法。通过观察每种岩石的劣化起点，即骨料矿物的溶解，并与设定碱含量、成分和温度等各种参数的长期混凝土膨胀实验相结合，我们开发了一种我们的目标是扩展这一符合恶化机制的扩展预测方法。 2022年，我们主要进行了两个实验：高温、高pH溶液下集料岩石中高活性二氧化硅溶解过程的观测实验，以及以环境温度为因素的混凝土膨胀实验。前者针对反应性相对较高的安山岩和糜棱岩（一种变质岩）的聚集颗粒，并检查了当浸入高温 NaOH 中时各种二氧化硅矿物在横截面中的溶解情况，同时改变了浸入时间的视觉图像。使用扫描电子显微镜（SEM）捕获。结果，指出了与传统反应模型的分歧点，例如随着反应的进行，晶界扩散路径发生变化。对于后者，扩展测试是在真实环境中发生的温度范围内进行的，特别是在 10°C 下进行，这对于 ASR 来说相对较低。结果证实，膨胀行为和损伤形貌与一般高温加速试验中获得的结果不同，并且表明这是由凝胶形成速率和裂纹闭合之间的平衡控制的。

项目成果

コアの促進膨張試験におけるアルカリラッピングと寸法が膨張挙動に及ぼす影響

碱包裹和尺寸对芯加速膨胀试验中膨胀行为的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 見山宗士郎;山田一夫;佐川康貴;川上隆
• 通讯作者: 川上隆

コンクリートプリズム試験におけるアルカリ溶脱抑制法の比較および長期促進期間でのアルカリ量と膨張率の関係

混凝土棱柱试验碱浸抑制方法比较及长期加速期碱含量与膨胀率的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 川上隆;佐川康貴;山田一夫;川端雄一郎
• 通讯作者: 川端雄一郎

低温条件（10℃）の室内試験におけるASRの特性

低温条件（10℃）室内测试ASR特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 北川空良;川上隆;佐川康貴;山田一夫;川端雄一郎
• 通讯作者: 川端雄一郎