コンクリートに対するアルカリシリカ反応の効果

アルカリ・シリカ反応（ASR）は遅いプロセスのように聞こえるかもしれませんが、コンクリート構造への影響は時間とともに壊滅的になる可能性があります。 「具体的な病気」として知られるASRは、静かに構造を弱め、亀裂、変形を引き起こし、最終的に彼らのサービス生活を損なう。 ASRがコンクリートにどのように開発および影響を与えるかを理解することは、耐久性のある安全なインフラストラクチャを構築することを目的としたエンジニア、ビルダー、メンテナンスチームにとって重要です。

コンクリートでアルカリシリカ反応がどのように発生するか

ASRはアルカリ¹ （ナトリウムとカリウム）が、水分の存在下で特定のタイプの凝集体で見られるシリカ。この反応は、水を吸収して膨張させるアルカリシリカ²ゲル、コンクリート内に内部圧力をかけます。

開発段階：

1. 開始：湿った状態では、アルカリイオンと反応性シリカが接触します。
2. ゲル形成：総粒子の周りに腫れゲルが形成されます。
3. 膨張と亀裂：内圧はマイクロクラックを引き起こし、時間とともに成長します。
4. 進行性の劣化：亀裂が広がり、湿気が増え、損傷を促進します。

何十年も続き、コンクリートを徐々に弱めます。

ASR損傷の一般的な症状と兆候

ASRの初期の兆候を発見することは、深刻な構造問題を防ぐために重要です。 ASRはコンクリートの奥深くに始まりますが、目に見える症状が最終的に現れます。

典型的な症状：

• マップクラッキング³ ：ランダムなネットワークのような表面亀裂。
• ⁴の滲出：亀裂を介して浸透する白または暗いゲル。
• 表面変色⁵ ：明るいコンクリートまたは暗いコンクリートのパッチ。
• 拡張とワーピング：壁、舗装、またはブリッジデッキの目に見える歪み。
• ポップアウト：局所的な表面噴火。

、深刻な劣化が始まる前に修復戦略を計画するのに役立ちます。

構造性能に対する長期的な影響

コンクリート構造の安全性、機能、寿命に影響を与える深刻な長期的な問題^につながる可能性があります

効果は次のとおりです。

• 負荷容量の損失⁷ ：マイクロクラックは、荷物を耐えるコンクリートの能力を低下させます。
• 補強の腐食⁸ ：亀裂により、水と塩化物が鉄筋に到達することができます。
• 耐久性の低下：透過性の増加は、霜の損傷と化学攻撃につながります。
• サービスの混乱：橋、道路、ダムは、主要な修理のために閉鎖を必要とする場合があります。

深刻な場合、ASRは、意図した設計寿命のかなり前に、重要なインフラストラクチャの早期廃止措置を強制する

予防と緩和のための戦略

ありがたいことに、ASRは予防可能であり、早期に検出された場合は管理可能です。予防は、反応に必要な成分の制御

予防方法：

• 低アルカリセメントを使用します。アルカリレベルを重要なしきい値を下回ってください。
• 非反応性凝集体を選択します。使用する前に岩石学的検査を実行します。
• 補足的なセメント材料（SCMS）を追加：フライアッシュ、シリカヒューム、またはスラグバインドアルカリなどの材料と反応性を低下させます。
• 水分曝露を制御する：防水膜またはコーティングを使用します。

既存の構造の緩和：

• 反応を遅くするためのリチウムベースの治療
• 構造安定化のためのエポキシ樹脂による亀裂注入
• 水のゲルを飢えさせるための水分制御システム

設計中のASRの計画とサービス寿命中のITの監視により、より安全で長期にわたるコンクリート構造が。

結論

アルカリ・シリカ反応は、静かで強力な脅威。 ASRがどのように発達し、初期の兆候を認識し、スマート予防戦略を使用するかを理解することにより、エンジニアはコンクリート構造の寿命を延ばし、メンテナンスコストを削減できます。 ASRは、大規模な構造でさえ、最小の化学反応が時間の経過とともに大きな影響を与える可能性があることを思い出させます。