アルカリ骨材反応とは？原因・影響・対策を初心者向けにやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

アルカリ骨材反応とは？

アルカリ骨材反応（AAR）は、セメントの水和液中に溶け出したアルカリイオンと、骨材に含まれる反応性成分が反応して起こる化学反応の一種です。コンクリートのひび割れを早く進行させ、建物の耐久性を低下させる原因になります。反応が進むと、膨張性の生成物ができて骨材と結合してしまい、内部応力が高まり表面や内部にひびが生じます。

この現象は特に高いアルカリ度のセメントを使い、反応性のある骨材を含む場所で発生しやすいです。日本の地域材でも、鉱物組成が反応性を持つことがあるため、建設現場では材料選定が重要になります。

原因と仕組み

反応の基本は次の順序です。まずセメント水和液に含まれるアルカリイオンが、反応性の骨材と接触します。反応性骨材は、その内部のシリカなどの鉱物がアルカリと反応し、ゲル状の生成物を作ります。水分があるとこのゲルが膨張し、コンクリートの内部のひずみが大きくなります。結果として、ひびが入り、時間とともに進行することがあります。

AARは、材料の組成と施工条件の両方に左右されます。例えば高温多湿の環境、長期間の荷重、そしてアルカリ性の高いセメントを使うと進行が早まることがあります。

対策と予防

AARを防ぐためには、材料選定と設計の工夫が必要です。代表的な対策として次のような方法があります。

低アルカリセメントの使用：セメント中のアルカリ含有量を抑えることで、反応を抑制します。

反応性骨材の評価：事前に骨材の反応性を評価し、反応性が高いものを避けるか、処理を施します。

ポゾラン材料の導入：フライアッシュやケイ酸質シリカ（シリカフューム）などを混和材として使うと、アルカリと反応性骨材の反応を抑えられます。

適切な水分管理と施工：施工現場の水分管理を適切に行い、過剰な含水率を避けることも重要です。

現場での見分け方

現場では、長期的に進行するひび割れや、膨張痕が新しく出てくる場合にAARを疑います。特に若い構造物で目に見えるひび割れが帯状・網目状に現れると、骨材の反応性が関係している可能性があります。

検査と評価

材料の反応性を評価する試験や現場検査は専門の技術者が行います。骨材の反応性評価、ポーラス性や含水率の測定、そして現場の品質管理などが含まれます。現場レベルでは、適切な混和材の使用、セメントのアルカリ度の管理、そして定期的な監視が重要です。

実務上は、設計段階でアルカリ骨材反応を想定した材料選定を行い、施工後も定期的な検査を行うことが耐久性を保つ鍵となります。

対策をまとめた表

対策	説明
低アルカリセメント	セメント中のアルカリ成分を減らし反応の機会を減らす
反応性骨材の評価	材料試験で反応性の有無を確認し、問題のある骨材を避ける
ポゾランの導入	反応を抑えるための混和材を用いる
水分管理	現場の湿度を適切に保つことで反応の進行を抑制

このような対策を組み合わせることで、アルカリ骨材反応のリスクを大きく減らすことができます。建築の設計段階から材料を慎重に選び、施工後も定期的な検査を行うことが大切です。

アルカリ骨材反応の同意語

アルカリ骨材反応: コンクリート中のアルカリ性成分と、骨材中の反応性成分（主にシリカ・アルミナ）との間で起こる化学反応で、時間とともにコンクリートの膨張・ひび割れを生じさせる現象の総称。
アルカリ-骨材反応: 上記と同義の表記ゆれ。アルカリと骨材の間で生じる反応を指す用語。
アルカリ性骨材反応: アルカリ性環境下で骨材が反応性を示す現象を指す表現。AARの総称として使われることがある。
アルカリ反応性骨材: アルカリと反応する性質を持つ骨材を指す表現。反応の主体が骨材側にあることを示す語。
アルカリシリカ反応: 骨材中の反応性シリカとセメントアルカリの反応によってコンクリートが膨張・ひび割れを生じる現象。ASRの代表的な別称。
ASR（アルカリシリカ反応）: ASRはアルカリシリカ反応の略称。骨材中の反応性シリカとアルカリ性セメントの反応によりコンクリートが膨張・亀裂を生じる現象を指す。