💡 中性化、塩害に続く重要テーマ、それが「アルカリシリカ反応（ASR）」です。
かつては「コンクリートの癌」と恐れられましたが、現在ではメカニズムが解明され、適切な診断と対策が可能です。
ASRの最大の特徴は、塩分やCO2などの外部要因ではなく、材料そのものの成分が原因となり「内部から膨張して破壊する」点にあります。
本稿では、ASRが発生する「3つの条件」と、診断士として見逃してはならない「ひび割れの方向性」を解説します。
1. ASR発生の「3つの条件」
ASRは、次の3要素がすべて揃ったときにのみ発生します。どれか一つでも欠ければASRは起きません（または進行が止まります）。
- 反応性骨材 🪨
- （シリカ鉱物を含む骨材：チャート、オパール、火山ガラス等）
- 高アルカリ 🧪
- （コンクリート中のアルカリ総量が高い ※(\(Na_2O_{eq}\)換算）
※セメント由来だけでなく、混和剤・混練水、さらには融雪剤や海塩など「外部からのアルカリ供給」も寄与します。
- （コンクリート中のアルカリ総量が高い ※(\(Na_2O_{eq}\)換算）
- 水分の供給 💧
- 雨がかり、地下水、高湿潤環境など
- ASRの膨張は「湿潤で加速・乾燥で停滞」する性質があります。
【メカニズム：なぜ膨らむのか？】
① コンクリート中の**アルカリ成分（\(Na^+, K^+\)）と骨材中のシリカ（\(SiO2\)）**が反応。
② 骨材周囲に反応リムが形成され、「アルカリシリカゲル」が生成される。
③ ゲルは吸水性が高く、周囲の水分を吸って膨張する（膨張圧の発生）。
④ 膨張圧に耐え切れず、コンクリートを内側から破壊する。
2. 診断のポイント①：外観変状（見た目）
ASRは外観に強い特徴が現れますが、部材の拘束条件によってひび割れの出方が異なります。
(1) 網目状（亀甲状）のひび割れ
🕸️ 無筋コンクリートや、拘束の弱いスラブ・擁壁などで見られる、地図状の不規則なひび割れ（マップクラック）です。これが最も典型的なASRの症状です。
(2) 軸方向のひび割れ（拘束が強い場合）
【試験頻出の鑑別点！】 柱・梁など、主鉄筋やPC鋼材で強く拘束されている部材では、膨張が鉄筋によって抑え込まれます。 その結果、膨張圧は鉄筋と直角方向には進めず、**「主鉄筋と同じ方向（軸方向）」**に逃げるようにひび割れが生じます。
📝 現場のリアル（PC部材の場合） PC桁やPC柱などのプレストレストコンクリート部材では、導入されたプレストレス方向に沿ったひび割れが卓越しますが、定着部（端部）付近では応力状態が複雑なため、放射状や斜め方向のひび割れが混在することがあります。
📝 試験対策：ひび割れ方向と鑑別
●拘束なし → 網目状 ひび割れ
●拘束あり（鉄筋・PC鋼材） → 鉄筋に沿った軸方向ひび割れ
【塩害との鑑別】
塩害も鉄筋沿いにひび割れますが、「錆汁（茶色の汚れ）」を伴います。ASRでは「白色〜半透明のゲル」や「湿潤時の変色」が手がかり。
※ASRと塩害が併発する場合もあります。
(3) ゲルの滲出
⚪ ひび割れから**粘性のある物質（アルカリシリカゲル）**が滲出している場合、ASRの疑いが強まります。
- 湿潤時：半透明〜淡黄色で、ゼリー状の粘性がある。コンクリート表面が黒ずんで見える（濡れ色）こともある。
- 乾燥時：白く固化する。
🔍 白華（エフロレッセンス）との違い 白華は主にカルシウム成分で、粘性がなくパサパサしています。確実な鑑別には、後述する**「偏光顕微鏡」**での観察（ゲル充填・反応リムの確認）が決め手となります。
3. 診断のポイント②：詳細調査と試験
見た目で疑いを持ったら、科学的裏付けで確度を高めます。以下のフローで判定します。
📊 ASR 簡易判定フロー
| ステップ | アクション |
| [スタート] 外観チェック | ・網目状（拘束弱）／軸方向（拘束強） ・ゲル滲出、ポップアウト、コンクリートの変形 ※錆汁がある場合は**「塩害」**との併発を疑う |
| 環境履歴の確認 | ・水の供給源（雨、地下水） ・外部アルカリ（融雪剤、飛来塩分） |
| 成分・鉱物診断（確定診断） | 酢酸ウラニル法（蛍光法） 🔎： 新鮮破面に試薬を塗布しUV照射→ゲルが黄緑色に発光。 （※⚠️放射性物質を含むため試薬管理が必要） 薄片偏光顕微鏡観察 🔬： 反応性骨材、反応リム、ゲル充填を目視確認。 これが最も確実な証拠となる。 |
| 進行性評価 | 促進膨張試験（JCI-DD2法） 🌡️： コアを採取し、高温高湿（40℃・RH100%）で促進。 一定期間の「長さ変化（伸び率・増分）」を確認。 |
| [ゴール] 対策選定 | ・伸びる → 進行性あり（水を止める対策へ） ・伸びない → 終息（ひび割れ補修・表面化粧へ） |
4. ASRの対策（リハビリテーション）
診断士としては、進行性の有無と複合劣化のリスクを考慮して処方箋を書きます。
ケース①：📈進行性がある場合（まだ膨らむ）
原則は、3条件のうち**「水」を断つ**ことです。
- 表面被覆工法：防水性の高い材料で外部からの水を遮断します。
- 表面含浸工法：シラン系含浸材などで内部を撥水化し、吸水を抑制します。
- 排水改善：水切り設置や滞水解消など、環境そのものを改善します。
- 化学的抑制（知識）：リチウム塩（亜硝酸リチウム等）の圧入や含浸により、ゲルを非膨張化させる技術もあります（海外で実績多）。
⚠️ 複合劣化への注意 塩害や中性化を併発している場合、単に水を止めるだけでなく、**防錆対策（断面修復や防錆剤注入）**をセットで行う必要があります。
ケース②：🛑進行性がない場合（終息）
- ひび割れ注入・充填：鉄筋腐食防止（中性化・塩害抑制）のため、ひび割れを塞ぎます。
- 表面化粧：美観の回復を行います。
🏗️【知識】新設時の抑制対策（試験頻出）
| 対策項目 | 内容 |
| 無害な骨材を使用する | アルカリシリカ反応性試験（モルタルバー法等）で「無害」を確認。 骨材の産地ばらつき（ロット管理）にも注意。 |
| アルカリ総量の抑制 | コンクリート中のアルカリ総量（\(Na_2O_{eq}\)）を 3.0 kg/m³以下とする。 |
| 混合セメントの使用 | **高炉セメント（B・C種）やフライアッシュセメント（B・C種）**を使用する。 ポゾラン反応による組織の緻密化、アルカリの希釈・固定化効果により、強力な抑制効果を発揮します。 |
☕️ 【コラム】診断士の休憩室｜難解な記号を「イメージ」で攻略！
コンクリート診断士試験には、化学記号や単位がたくさん出てきます。「苦手だな…」と感じる方も多いはず。
ここでは、ASRに関連する2つのキーワードを、身近なイメージで翻訳してみましょう。
① \(Na_2O_{eq}\)（ナトリウム換算値）は「通貨両替」だ！
ASRの原因となるアルカリ金属には、主に「ナトリウム（Na）」と「カリウム（K）」の2種類があります。
試験では**「アルカリ総量 3.0 kg/m³ 以下ならOK」**という基準が出ますが、種類の違う2つをどうやって合計するのでしょうか？
ここで**「通貨」**をイメージしてください。
- ナトリウム（Na） ＝ 「日本円」 💴
- カリウム（K） ＝ 「米ドル」 💵
「財布に合計いくら入ってる？」と聞かれたら、ドルを円に換算しますよね。
このときの為替レートにあたるのが「0.658」という係数です。
$$Na_2O_{eq} = Na_2O + (0.658 \times K_2O)$$
(円 ＝ 円 ＋ 0.658 × ドル)
カリウム（ドル）に0.658を掛けて、ナトリウム（円）の価値に合わせてから合計する。これが「換算（equivalent）」の正体です。
② RH（相対湿度）100%は「ミストサウナ」だ！
促進膨張試験（JCI-DD2法）の条件にある**「40℃・RH100%」**。
RH（Relative Humidity）とは相対湿度のこと。では100%とはどんな状態でしょうか？
これは**「ミストサウナ」や「濃い霧の中」と同じです。💧
空気中の水分が限界まで満タンで、これ以上水を含めない飽和状態。コンクリートを絶対に乾燥させず、常に水分を供給し続ける「ASRにとっての天国（最悪の環境）」**を作り出しているのです。
5. まとめ：ASR診断のチェックリスト
✅ ひび割れ形状：網目状（拘束時は軸方向）、PC部材は定着部の複雑な割れに注意
✅ 付着物：白色〜半透明ゲル（湿潤時は変色・粘性あり）
✅ 発生環境：水掛かり、融雪剤・海塩などの外部アルカリ供給
✅ 確定診断：薄片観察（偏光顕微鏡）、SEM-EDS（成分分析）
✅ 進行性評価：促進膨張試験（JCI-DD2）での「伸び増分」確認
✅ 対策の鉄則：進行性ありなら「止水・防水」が最優先
📢 次回予告：
ひび割れ・中性化・塩害・ASRに続き、次は寒冷地の天敵。
「【診断士-05】凍害のメカニズムとポップアウト｜空気量と気泡間隔係数の秘密」を解説します。なぜ「空気」が入っていると凍らないのか？その謎に迫ります。
