2019年7月号

「エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会」活動概要

高温養生を受けたコンクリートにおいて，硬化後に水分が供給されると，エトリンガイト（Ett）が再生成し，コンクリートが膨張する現象が報告されています。このような現象はDEF（Delayed Ettringite Formation）と呼ばれ，国内でDEFにより明らかに劣化した構造物の事例は報告されていませんが，劣化の可能性が指摘されています^1），2）。ただし，現状ではDEFに関する知見が十分に体系化されるには至っておらず，特に国内での構造物でのDEFによる劣化のリスクは明確になっておりません。一方，JCIの「マスコンクリートのひび割れ制御指針2016」（以下，マスコン指針）^3）では，DEFひび割れに対する照査が追加されたことから，実務でDEFに対する事前対策が必要な事例も今後増加する可能性があります。
このような背景の下，DEFに関する最新情報を整理するとともに，改めて国内でのDEFによる構造物の劣化のリスクを議論する必要があると考え，JCI-TC173A「エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会」を設置しました。本委員会では，2年間の活動期間において，4つのSWGを設置し，DEFによる膨張およびそれに伴う構造物の劣化について，そのメカニズムや材料科学的な観点からの診断，海外構造物の事例解析と国内構造物との比較，構造物での抑制対策を総合的に整理しました。さらには，これらの知見を基に，DEFによる膨張に対して，どのように対応すべきか，また今後必要な研究は何か，など多角的に整理しました。

※会員専用ページには「増刊コンクリート技術2019年7月号」として，エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会のより詳細な内容（一部結果含む）が掲載されています。そちらもご覧ください。
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設置されたWGの活動概要

本委員会では，メカニズム・診断WG（WG1）と事例解析・抑制対策WG（WG2）の2つのWGを設置し，調査研究活動を行いました。WG1では，DEFのメカニズムとそれに基づく診断に関する国内外の文献調査や共通試験を実施しました。特に，室内試験の結果だけでなく，実構造物の診断事例も含めて俯瞰的にDEFのメカニズムを議論し，診断技術のブラッシュアップを図りました。活動のフローについては，まずはWG全体で議論を進め，必要に応じて2つのSWG（SWG1-1：メカニズムWG，SWG1-2:診断WG）を開催し，各々の内容について精査しました。
WG2では，DEFの劣化事例に関する情報収集を行い，それらの事例の要因分析を行うことでDEFの発生し易い条件について検討するとともに，マスコン指針における照査手法の合理化を目指した検討を行いました。また，事例解析や海外情報に基づいて材料および施工の観点からの抑制対策について検討し，必要に応じて2つのSWG（SWG2-1：事例解析WG，SWG2-2:抑制対策WG）を開催し，各々の内容について精査しました。

■DEF膨張の材料科学的メカニズムに関する整理
DEFは，初期材齢時に高温履歴を受けたセメント系硬化体において長期的にエトリンガイトが生成され，場合によっては膨張が生じる現象です。DEF膨張のメカニズムは完全に理解されたものではなく，相反する見解や不明な点も多く残されています。メカニズムWGでは，エトリンガイトの安定性とDEFにおけるC-S-Hの役割，微視的なスケールでのエトリンガイト生成，DEFとASRの関係性，DEFに影響を及ぼす各種要因（セメント組成，養生機関や養生温度，混合材，骨材，拘束の影響等）についてDEFによる膨張と材料科学的な知見を整理しました。

■DEFの材料科学的診断に関する整理
DEFの材料科学的な診断については，実体顕微鏡，偏光顕微鏡，電子顕微鏡（SEM）などで試料を観察する手法やエネルギー分散型X線分光法（EDS），コンクリートコアの残存膨張性試験^4）など様々な手法が用いられています。診断WGではこれらの分析手法について国内外における文献をレヴューして，上記分析を行う際の注意点やポイントなどを整理し，さらには，実際にDEF膨張を起こした試験体を分析し，その結果を既往の知見と照らして整理しました（例えば写真-1）。

写真-1　骨材周囲のギャップとエトリンガイト

■DEF膨張による構造物の劣化事例の解析に関する整理
国内のコンクリート構造物においても，高温の養生が施されることや施工の際にコンクリートが高温の環境に曝されることなどは珍しくありません。事例解析WGでは，国内外におけるDEFに関する指針類^{3），5），6）} に示されている最高温度の限界値や材料の種類・組成等のDEF発生要因に基づき，国内のマスコンクリート構造物およびプレキャスト部材の温度履歴，材料構成，部材寸法等について実態を調査し，国内におけるDEF膨張に起因する構造物のDEF劣化リスクについて整理しました。

■DEF膨張による構造物の劣化の抑制に関する整理
抑制対策WGでは，マスコン指針における照査方法の合理化を目的として，国内外の指針類を分析し，それぞれのDEFの対策方法・考え方について多角的な視点から整理するとともに，指針の運用上の課題などを抽出しました。これらの結果を基に，今後のマスコン指針の改訂に向けた提言を行いました。

委員会シンポジウム

本研究委員会の2年間にわたる調査研究の総括として，下記の日時において「「DEFのリスクを考える」に関するシンポジウム」と題して，報告会および論文発表会を開催することとなりました。ふるってご参加ください。

日時：2019年9月26日（木）　10時から17時
場所：品川区立総合区民会館　きゅりあん　小ホール（東京都品川区東大井5-18-1）

※プログラム・申込方法などの詳細はこちらをご覧ください。
https://www.jci-net.or.jp/j/events/symposium/index.html

［参考文献］: 1）鶴田孝司ほか：場所打ちコンクリート構造物におけるエトリンガイトの遅延生成に関する検討，コンクリート工学年次論文集，Vol.37，pp.679-684，2015
2）後藤和彦・小川彰一・東丸直頌：遅延エトリンガイト生成（DEF）による劣化が疑われる橋台の調査事例，土木学会第73回年次学術講演会，pp.783-784，2018
3）日本コンクリート工学会：マスコンクリートのひび割れ制御指針2016，2016
4）LCPC: LPC Test method No.67; Internal sulfate reaction in concrete residual expansion test on concrete core extracted from the structure, 2009 (in French)
5）IFSTTAR: Recommendations for preventing disorders due to delayed ettringite formation, 2018
6）ACI: 201.2R-16 Guide to durable concrete, 2016

執筆者：羽原　俊祐（岩手大学）※1
川端雄一郎（港湾空港技術研究所）※2
小川　彰一（（株）太平洋コンサルタント）※3
兵頭　彦次（太平洋セメント（株））※3
吉田　夏樹（（一財）日本建築総合試験所）※3
宮本慎太郎（東北大学）※4

※1　エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会　委員長
※2　エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会　幹事長
※3　エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会　幹事
※4　エトリンガイトの遅延生成（DEF）に関する研究委員会　委員